JPH04128823A - Active matrix substrate - Google Patents

Active matrix substrate

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Publication number
JPH04128823A
JPH04128823A JP2251121A JP25112190A JPH04128823A JP H04128823 A JPH04128823 A JP H04128823A JP 2251121 A JP2251121 A JP 2251121A JP 25112190 A JP25112190 A JP 25112190A JP H04128823 A JPH04128823 A JP H04128823A
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JP
Japan
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film
silicon nitride
electrode
nitride film
transparent
Prior art date
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Pending
Application number
JP2251121A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Etsuko Kimura
木村 悦子
Genshirou Kawachi
玄士朗 河内
Yasunori Aizawa
会沢 康則
Akira Sasano
笹野 晃
Hidenori Taniguchi
秀則 谷口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Hitachi Power Semiconductor Device Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Haramachi Electronics Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH04128823A publication Critical patent/JPH04128823A/en
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Abstract

PURPOSE:To obviate the generation of the loss of clarity by clouding in transparent electrodes consisting of a metal oxide, such as ITO, and to directly form a silicon nitride film thereon by constituting at least either of a passivation film and a dielectric film of a silicon nitride film and specifying the number of the Si-H bonds of at least a part of this silicon nitride film to a specific value or below. CONSTITUTION:The number of the Si-H bonds of the silicon nitride film 103 acting as the dielectric film for charge holding capacities is <=1.0X10<22>cm<-3>. Since the dielectric film 103 is formed without generating the clouding in the transparent common electrode 45 consisting of a metal oxide film, the transmittance of the electrode 45 is improved and the active matrix substrate having an excellent display characteristic is obtd. Meanwhile, the TFT characteristic is stable as the film forming temp. of a gate insulating film is higher and, therefore, the gate electrode 42 is formed on the film 103 and since the electrode 45 is already coated with the film 103 at the time of forming the gate electrode film 4 consisting of the silicon nitride film, the electrode 45 is protected against the gaseous plasma atmosphere at the time of forming the electrode 48. Then, the conditions for forming the film 48, etc., are set without being conscious of the clouding of the electrode 45.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、薄膜トランジスタ(以下、TPTと略する)
をスイッチング素子として用いたアクティブマトリック
ス基板に係り、特に、TPTの光透過率を向上させて表
示特性を改首したアクティブマトリックス基板に関する
ものである。
[Detailed Description of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a thin film transistor (hereinafter abbreviated as TPT)
The present invention relates to an active matrix substrate using TPT as a switching element, and particularly to an active matrix substrate with improved display characteristics by improving the light transmittance of TPT.

(従来技術) 第3図は従来のアクティブマトリックス基板の部分平面
図、第4図はその1画素分の等価回路図、第5図は第3
図のA−B線断面図である。
(Prior art) Fig. 3 is a partial plan view of a conventional active matrix substrate, Fig. 4 is an equivalent circuit diagram of one pixel, and Fig. 5 is a partial plan view of a conventional active matrix substrate.
It is a sectional view taken along the line AB in the figure.

図において、TPT−Tr、、のゲート電極42J は走査ラインX、に接続され、一方のソース/ドレイン
電極44は信号ラインY、に接続されている。Tr、、
の他方のソース/ドレイン電極43にJ は電荷保持容量C1jおよび液晶容@Cx1jの一方の
電極となる透明画素電極41が接続され、電荷保持容i
c、、の他端は透明共通電極45を介してJ 接地され、液晶容量Cx、、の他端は対向電極J (図示せず)を介して対向電極配線46に接続されてい
る。
In the figure, a gate electrode 42J of the TPT-Tr is connected to a scanning line X, and one source/drain electrode 44 is connected to a signal line Y. Tr...
J is connected to the other source/drain electrode 43 of the transparent pixel electrode 41, which serves as one electrode of the charge storage capacitor C1j and the liquid crystal capacitor @Cx1j, and the charge storage capacitor i
The other ends of the liquid crystal capacitors Cx, , and Cx are connected to a counter electrode wiring 46 via a counter electrode J (not shown).

また、第5図(a)において、保持8昔形成領域502
のガラス基板40上にはITO等の金属酸化膜から成る
透明共通電極45が形成され、共通電極45上には誘電
体膜49が形成されている。
In addition, in FIG. 5(a), the retention 8 old formation area 502
A transparent common electrode 45 made of a metal oxide film such as ITO is formed on a glass substrate 40 , and a dielectric film 49 is formed on the common electrode 45 .

TPT領域501の誘電体If!49上にはゲート電極
42が形成され、ゲート電極42上には、能動層となる
アモルファスSi層47および透明画素電極41がゲー
ト絶縁膜48を介して形成されている。
Dielectric If of TPT region 501! A gate electrode 42 is formed on the gate electrode 49, and an amorphous Si layer 47 serving as an active layer and a transparent pixel electrode 41 are formed on the gate electrode 42 with a gate insulating film 48 interposed therebetween.

能動層47上にはソース/ドレイン電極43.44が形
成され、一方のソース/ドレイン電極43は画素電極4
1に接続され、さらに、基板表面を覆うようにパッシベ
ーション絶縁膜5oが全面に形成されている。
Source/drain electrodes 43 and 44 are formed on the active layer 47, and one source/drain electrode 43 is connected to the pixel electrode 4.
A passivation insulating film 5o is further formed over the entire surface of the substrate so as to cover the surface of the substrate.

一方、第5図(b)に示した従来技術は、ゲート電極4
2が共通電極45と共にガラス基板4o上に直接形成さ
れた例であり、このような構成では、誘電体膜49およ
びゲート絶縁膜48が電荷保持容量用の誘電体膜として
作用する。
On the other hand, in the prior art shown in FIG. 5(b), the gate electrode 4
2 is an example in which the common electrode 45 and the common electrode 45 are formed directly on the glass substrate 4o. In such a structure, the dielectric film 49 and the gate insulating film 48 act as a dielectric film for charge storage capacitance.

なお、透明共通電極45に用いられるITO等の金属酸
化膜は配線抵抗が金属配線に比べて1〜2桁程高いため
に、上記した構造のアクティブマトリックス基板では、
第3図に示したように、各TPTの共通電極45を十文
字状に共通接続することによって配線抵抗の低減を図っ
ている。
Note that the wiring resistance of the metal oxide film such as ITO used for the transparent common electrode 45 is about 1 to 2 orders of magnitude higher than that of metal wiring, so in the active matrix substrate with the above structure,
As shown in FIG. 3, the common electrodes 45 of each TPT are commonly connected in a cross shape to reduce wiring resistance.

(発明が解決しようとする3題) 上記した従来技術には、以下に訂述するように、液晶表
示装置の品質を左右する表示特性上および機能上の大き
な問題があった。
(Three Problems to be Solved by the Invention) The above-mentioned prior art has major problems in terms of display characteristics and functionality that affect the quality of the liquid crystal display device, as detailed below.

(1)表示特性上の問題点 透明共通電極45にはITO5酸化インジウム、酸化す
ず、酸化亜鉛等の金属酸化膜が用いられ、これを覆う誘
電体膜49には、高周波プラズマCVD法で形成される
窒化シリコン膜が用いられる。
(1) Problems with display characteristics The transparent common electrode 45 uses a metal oxide film such as ITO5 indium oxide, tin oxide, zinc oxide, etc., and the dielectric film 49 covering this is formed using a high-frequency plasma CVD method. A silicon nitride film is used.

ところが、このような構成の従来技術では、窒化シリコ
ン膜の形成時に透明共通電極45に白濁が生じて光透過
率が低下し、表示装置としての特性が著しく低下してし
まうという問題があった。
However, in the prior art with such a configuration, there was a problem in that the transparent common electrode 45 became cloudy during the formation of the silicon nitride film, resulting in a decrease in light transmittance and a significant deterioration in the characteristics of the display device.

このような問題の発生原因は、ジャパニーズジャーナル
 オブ アプライド フィジクス、20、 (II)、
 (1981)、第783〜786頁(Japanes
eJournal of’ Applied Phys
ics、20.(11)、(1981)。
The cause of such problems is explained in Japanese Journal of Applied Physics, 20, (II),
(1981), pp. 783-786 (Japanese
eJournal of' Applied Phys
ics, 20. (11), (1981).

PP783〜786)で明らかにされているように、窒
化シリコン膜形成時のプラズマガス雰囲気中に含まれる
活性水素によって、金属酸化物である透明電極45の表
面か還元され、組成比が変動してしまうためである。
As revealed in PP783-786), the surface of the transparent electrode 45, which is a metal oxide, is reduced by active hydrogen contained in the plasma gas atmosphere during the formation of the silicon nitride film, and the composition ratio changes. This is to put it away.

しかも、このようにして形成された窒化シリコン膜は、
還元された電極45の表面を核として成長するために凹
凸が顕著となり、透明画素電極41との絶縁耐圧が低下
してしまうという問題もあった。
Moreover, the silicon nitride film formed in this way is
Since the surface of the reduced electrode 45 is used as a nucleus for growth, unevenness becomes noticeable, and there is also the problem that the dielectric strength with respect to the transparent pixel electrode 41 decreases.

このような問題点の解決方法としては、例えば、特開昭
59−9962号公報に記載されているように、雰囲気
中に水素プラズマガスを含まないスパッタ法やCVD法
等によって形成することのできる酸化シリコン膜から成
る透明絶縁層を保護膜としてITO上に予め形成し、次
いて、前記窒化シリコン膜を積層する方法が提案されて
いる。
As a solution to this problem, for example, as described in Japanese Patent Application Laid-open No. 59-9962, it is possible to form the film by a sputtering method or a CVD method that does not contain hydrogen plasma gas in the atmosphere. A method has been proposed in which a transparent insulating layer made of a silicon oxide film is previously formed as a protective film on ITO, and then the silicon nitride film is laminated thereon.

ところが、このような方法では、酸化シリコン膜を形成
するための工程が増えるために製造工程か繁雑化し、製
造コストも上昇してしまうという問題があった。
However, this method has the problem that the number of steps for forming the silicon oxide film increases, making the manufacturing process more complicated and increasing the manufacturing cost.

(2)機能上の問題点 第3図に関して説明したように、電極45は十文字状に
配線することによって配線抵抗の低減策がとられている
。ところが、このような構造とすると、特に第5図(b
)に示したようにケート電極42と共通電極45とが同
一平面上に形成される構造では、ゲート電極42と共通
電極45との交差部分に新たな絶縁膜を形成しなければ
ならないという問題が生じる。
(2) Functional Problems As explained with reference to FIG. 3, the electrodes 45 are wired in a cross shape to reduce wiring resistance. However, if such a structure is used, especially in Figure 5 (b
), the structure in which the gate electrode 42 and the common electrode 45 are formed on the same plane has the problem that a new insulating film must be formed at the intersection of the gate electrode 42 and the common electrode 45. arise.

また、第5図(a)に示した構造であっても、ゲート電
極42と共通電極45との交差部分は誘電体膜49て絶
縁されるのみなので、ピンホールなどによる絶縁不良が
発生し易いという問題か生じる。
Furthermore, even with the structure shown in FIG. 5(a), the intersection between the gate electrode 42 and the common electrode 45 is only insulated by the dielectric film 49, so insulation defects due to pinholes etc. are likely to occur. A problem arises.

本発明の目的は、上記した問題点を解決して、表示特性
の優れたアクティブマトリックス基板を提供することに
ある。
An object of the present invention is to solve the above problems and provide an active matrix substrate with excellent display characteristics.

(課題を解決するための手段) 上記した目的を達成するために、本発明では、絶縁性透
明基板上にマトリックス状に配置された薄膜トランジス
タと、各薄膜トランジスタの一方のソース/ドレインに
接続された透明画素電極と、薄膜トランジスタおよび透
明画素電極主面を覆うように形成されたパッシベーショ
ン膜と、誘電体膜を挟んで各透明画素電極裏面と対向し
て形成され、各々が共通接続された透明共通電極とを具
備したアクティブマトリックス基板において、以下のよ
うな手段を講じた点に特徴がある。
(Means for Solving the Problem) In order to achieve the above object, the present invention includes thin film transistors arranged in a matrix on an insulating transparent substrate, and a transparent transistor connected to one source/drain of each thin film transistor. A passivation film formed to cover the pixel electrode, the thin film transistor and the main surface of the transparent pixel electrode, and a transparent common electrode formed opposite to the back surface of each transparent pixel electrode with a dielectric film in between and commonly connected to each other. This active matrix substrate is characterized by the following measures taken.

(1)パッシベーション膜および誘電体膜の少なくとも
一方を窒化シリコン膜で構成し、該窒化シリコン膜の少
なくとも一部の5i−H結合数を1×10 ”2c+n
 ”以下1: L t:。
(1) At least one of the passivation film and the dielectric film is composed of a silicon nitride film, and the number of 5i-H bonds in at least a part of the silicon nitride film is 1×10”2c+n.
” Below 1: L t:.

(2)パッシベーション膜および誘電体膜の少なくとも
一方を窒化シリコン膜で構成し、該窒化シリコン膜の少
なくとも一部のN−H結合数/5i−H結合数を0,3
5以下にした。
(2) At least one of the passivation film and the dielectric film is composed of a silicon nitride film, and the number of N-H bonds/5i-H bonds of at least a part of the silicon nitride film is 0.3.
I set it to 5 or less.

(3)前記窒化シリコン膜の膜形成温度を300℃以下
とした。
(3) The film formation temperature of the silicon nitride film was set to 300° C. or lower.

(4)前記窒化シリコン膜を、アンモニアガスとモノシ
ランガスとの流量比(アンモニアガス/モノシランガス
)を3以上として形成した。
(4) The silicon nitride film was formed at a flow rate ratio of ammonia gas to monosilane gas (ammonia gas/monosilane gas) of 3 or more.

(5)薄膜トランジスタのゲート電極表面には、これを
酸化して得られる絶縁性金属酸化物を形成した。
(5) An insulating metal oxide obtained by oxidizing this was formed on the surface of the gate electrode of the thin film transistor.

(作用) 上記した(+) 、(2)の膜組成を有する窒化シリコ
ン膜形成、および上記した(3) 、(4)の駁形成条
件による窒化シリコン膜形成によれば、金属酸化物から
成る透明画素電極や透明共通電極に白濁が生じないので
該透明電極の光透過率が高く維持され、表示特性の優れ
たアクティブマトリックス基板を提供できるようになる
(Function) According to the formation of a silicon nitride film having the film compositions (+) and (2) described above, and the formation of a silicon nitride film under the formation conditions of (3) and (4) described above, the silicon nitride film is formed of a metal oxide. Since no clouding occurs in the transparent pixel electrode or the transparent common electrode, the light transmittance of the transparent electrode is maintained high, making it possible to provide an active matrix substrate with excellent display characteristics.

また、上記した(5)の構成によれば、ゲート電極と透
明共通電極との交差部分の絶縁性が向上してアクティブ
マトリックス基板の製造歩留が向上する。
Further, according to the configuration (5) described above, the insulation of the intersection between the gate electrode and the transparent common electrode is improved, and the manufacturing yield of the active matrix substrate is improved.

(実施例) 本発明の発明者達が、金属酸化膜上に窒化シリコン膜を
積層したときの該積層膜の透過率と窒化シリコン膜の組
成との関係を調査したところ1、積層膜の透過率と窒化
シリコン膜の5i−N結合数、および積層膜の透過率と
N−N結合数に対する5i−N結合数の比(Si−H結
合数/N−N結合数)との間に強い相関を有することを
発見した。
(Example) The inventors of the present invention investigated the relationship between the transmittance of the laminated film and the composition of the silicon nitride film when a silicon nitride film was laminated on a metal oxide film.1. There is a strong relationship between the ratio of 5i-N bonds to the number of Si-H bonds and the number of N-N bonds (number of Si-H bonds/number of N-N bonds). It was discovered that there is a correlation.

初めに、第6〜9図を参照して、窒化シリコン膜の組成
と金属酸化膜の透過率との関係について説明する。
First, the relationship between the composition of the silicon nitride film and the transmittance of the metal oxide film will be described with reference to FIGS. 6 to 9.

第6図(a)は、高周波プラズマCVD法で形成された
窒化シリコン膜の赤外吸収スペクトルの測定例であり、
波数3350c+n−’付近1: N −H伸縮振動に
よる吸収ピーク、波数2180cm’付近に5i−H伸
縮振動による吸収ピーク、波数g5Qcm−’付近に5
i−N伸縮振動による吸収ピークか表れている。
FIG. 6(a) is an example of measuring an infrared absorption spectrum of a silicon nitride film formed by high-frequency plasma CVD method.
1 near wave number 3350c+n-': absorption peak due to N-H stretching vibration, absorption peak due to 5i-H stretching vibration near wave number 2180 cm', 5 near wave number g5Qcm-'
An absorption peak due to i-N stretching vibration appears.

各ピークの吸光度Aは、同図(b)に示したようにピー
クの高さから求められ、半値幅Δνは吸光度がA/2の
ときのピーク幅として求められる。
The absorbance A of each peak is determined from the height of the peak, as shown in FIG. 4B, and the half-width Δν is determined as the peak width when the absorbance is A/2.

積分吸収強度Sおよび単位体積あたりの結合数Cは、窒
化シリコン膜の膜厚をdr1比例定数をkとすると次式
(1) 、(2)から求められる。
The integrated absorption intensity S and the number of bonds per unit volume C are determined from the following equations (1) and (2), where the thickness of the silicon nitride film is the dr1 proportionality constant k.

なお、ジャパニーズジャーナル オブ アプライド フ
ィジクス、47.(4)、(1978) 、第2473
〜2477頁IJapanese Journal o
f’ AppliedPhysics、47.(4)、
(197g)、PP2473〜24771かられかるよ
うに、比例定数には、5i−H吸収ピークの場合が7.
 4 X 10” am2. N−H吸収ピークの場合
が5.3x10 18cm2となる。
Furthermore, Japanese Journal of Applied Physics, 47. (4), (1978), No. 2473
~2477 pages IJapanese Journal o
f' Applied Physics, 47. (4),
(197g), PP2473-24771, the proportionality constant has a 7.
4 x 10" am2. In the case of N--H absorption peak, it is 5.3 x 10 18 cm2.

吸収強度S−A・Δν/df  ・・・(1)結合数C
−3/k    ・・・(2)第7図は、高周波プラズ
マCVD法を用いて、膜形成温度300℃でITO上に
窒化シリコン膜を積層したときの、波長600nmの光
に対するITo/窒化シリコン積層膜の透過率と該窒化
シリコン膜の5i−N結合数との関係を示した図であり
、透過率と5i−N結合数とは強い相関を示す。
Absorption intensity S-A・Δν/df...(1) Number of bonds C
-3/k...(2) Figure 7 shows ITo/silicon nitride against light with a wavelength of 600 nm when a silicon nitride film is stacked on ITO at a film formation temperature of 300°C using the high-frequency plasma CVD method. FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the transmittance of a laminated film and the number of 5i-N bonds in the silicon nitride film, and the transmittance and the number of 5i-N bonds show a strong correlation.

同図によれば、Si−N結合数が増加すると透過率が低
下すること、およびITO膜に白濁が生ぜずにITO/
窒化シリコン積層膜本来の透過率を維持できる窒化シリ
コン膜の5i−N結合数は1、  Ox 102”am
−3以下であることが解る。
According to the figure, as the number of Si-N bonds increases, the transmittance decreases, and the ITO/ITO film does not become cloudy.
The number of 5i-N bonds in the silicon nitride film that can maintain the original transmittance of the silicon nitride laminated film is 1, Ox 102”am
It can be seen that the value is -3 or less.

一方、第8図は、波長600nwの光に対する前記IT
O/窒化シリコン積層膜の透過率と該窒化シリコン膜の
Si−H結合数/N−N結合数との関係を示した図であ
り、透過率は結合比とも強い相関を示す。
On the other hand, FIG. 8 shows the IT for light with a wavelength of 600 nw.
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the transmittance of an O/silicon nitride laminated film and the number of Si--H bonds/number of N--N bonds in the silicon nitride film, and the transmittance also shows a strong correlation with the bond ratio.

同図によれば、結合比が大きくなると透過率が低下する
こと、およびITO膜に白濁を生じさせない窒化シリコ
ン膜の5i−H結合数/N−N結合数は0.35以下で
あることが解る。
According to the figure, the transmittance decreases as the bonding ratio increases, and the number of 5i-H bonds/number of N-N bonds in the silicon nitride film that does not cause clouding in the ITO film is 0.35 or less. I understand.

また、本発明の発明者達は、上記した透過率と窒化シリ
コン膜の5i−N結合数との相関関係、および透過率と
5i−H結合数/N−N結合数との相関関係がそれぞれ
窒化シリコン膜の膜形成温度に依存し、膜形成温度が低
くなると各相関関係は第7.8図にそれぞれ点線矢印で
示した方向にシフトすることを発見した。
The inventors of the present invention also found that the correlation between the transmittance and the number of 5i-N bonds in the silicon nitride film, and the correlation between the transmittance and the number of 5i-H bonds/number of N-N bonds, respectively. It has been discovered that the correlations depend on the film formation temperature of the silicon nitride film, and as the film formation temperature becomes lower, each correlation shifts in the direction shown by the dotted line arrow in FIG. 7.8.

すなわち、膜形成温度を300℃以下とすれば、Si−
N結合数が1.  OX 10”2cm−3を多少越え
ても、あるいは5i−H結合数/N−N結合数が0.3
5を多少越えても高い透過率が得られる。
That is, if the film formation temperature is 300°C or less, Si-
The number of N bonds is 1. Even if it exceeds OX 10”2cm-3 a little, or the number of 5i-H bonds/number of N-N bonds is 0.3
High transmittance can be obtained even if the value exceeds 5 to some extent.

さらに、本発明の発明者達は、前記各相関関係が成膜時
のガス流量比に依存し、膜形成温度300℃の場合、ア
ンモニアガスとモノシランガスとの流量比(アンモニア
ガス/モノシランガス)を3以上とすれば、5i−N結
合数が1.0×1022c@−3以下、5i−H結合数
/N−N結合数が0.35以下の窒化シリコン膜が得ら
れることを発見した。
Furthermore, the inventors of the present invention have discovered that each of the above correlations depends on the gas flow rate ratio during film formation, and when the film formation temperature is 300°C, the flow rate ratio of ammonia gas and monosilane gas (ammonia gas/monosilane gas) is 3. It has been discovered that with the above conditions, a silicon nitride film having a 5i-N bond number of 1.0×10 22 c@-3 or less and a 5i-H bond number/N-N bond number of 0.35 or less can be obtained.

これは、ITO表面を還元して白濁を生じさせる原因と
なる水素プラズマの供給源が主にモノシランガスである
ことによる。
This is because monosilane gas is the main source of the hydrogen plasma that reduces the ITO surface and causes it to become cloudy.

第9図は、波長600nI11の光に対するITO/窒
化シリコン積層膜の透過率と窒化シリコン膜の膜形成温
度との関係を表した図であり、このときのガス流量比(
アンモニアガス/モノシランガス)は6である。
FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the transmittance of the ITO/silicon nitride laminated film for light with a wavelength of 600 nI11 and the film formation temperature of the silicon nitride film, and the gas flow rate ratio (
Ammonia gas/monosilane gas) is 6.

同図によれば、膜形成温度の上昇と共に透過率が低下す
る一方、膜形成温度か300℃以下であればITOに白
濁を生じさせること無く窒化シリコン膜を形成できるこ
とが解る。
According to the figure, while the transmittance decreases as the film formation temperature rises, it can be seen that if the film formation temperature is 300° C. or lower, a silicon nitride film can be formed without causing cloudiness in ITO.

次いで、本発明の一実施例について説明する。Next, one embodiment of the present invention will be described.

第1図は本発明の一実施例であるアクティブマトリック
ス基板の部分断面図であり、第5図と同一の符号は同一
または同等部分を表している。同図は前記第3図のA−
B線での断面図に相当する。
FIG. 1 is a partial sectional view of an active matrix substrate according to an embodiment of the present invention, and the same reference numerals as in FIG. 5 represent the same or equivalent parts. The figure is A- in Fig. 3 above.
This corresponds to a cross-sectional view taken along line B.

本実施例では、電荷保持容量用の誘電体膜として作用す
る窒化シリコン膜103か前記した組成を有している点
に特徴かある。該窒化シリコン膜103は、高周波プラ
ズマCVD法により、基板温度300℃、SiH4流f
fl’l Os c cm。
This embodiment is characterized in that the silicon nitride film 103, which acts as a dielectric film for charge storage capacitance, has the above-mentioned composition. The silicon nitride film 103 is formed using a high frequency plasma CVD method at a substrate temperature of 300°C and a SiH4 flow f.
fl'l Os c cm.

NH3流m60sccm、N2流量200sccm、圧
力0 、 6 Toor、投入パワー175Wで形成し
た。
It was formed with an NH3 flow rate of 60 sccm, a N2 flow rate of 200 sccm, a pressure of 0.6 Torr, and an input power of 175 W.

本実施例によれば、金属酸化膜から成る透明共通電極4
5に白濁を生しさせること無く誘電体膜103を形成す
ることか可能になるので、透明共通電極45の透過率が
向上し、表示特性の優れたアクティブマトリックス基板
を得ることができる。
According to this embodiment, the transparent common electrode 4 made of a metal oxide film
Since it is possible to form the dielectric film 103 without causing cloudiness in the transparent common electrode 45, the transmittance of the transparent common electrode 45 is improved, and an active matrix substrate with excellent display characteristics can be obtained.

ところで、TPT特性はゲート絶縁膜の膜形成温度が高
いはと安定化することが知られている。
Incidentally, it is known that the TPT characteristics become more stable when the film formation temperature of the gate insulating film is high.

本実施例では窒化シリコン膜103上にケート電極42
が形成され、窒化シリコン膜から成るゲート絶縁膜48
形成時には透明共通電極45か既に窒化シリコン膜10
3て覆われているので、ケート絶縁膜48形成時のプラ
ズマガス雰囲気から透明共通電極45が保護される。
In this embodiment, a gate electrode 42 is provided on the silicon nitride film 103.
is formed, and a gate insulating film 48 made of a silicon nitride film is formed.
At the time of formation, the transparent common electrode 45 is already coated with the silicon nitride film 10.
3, the transparent common electrode 45 is protected from the plasma gas atmosphere during formation of the gate insulating film 48.

したかって、ゲート絶縁膜48の形成条件等は透明共通
電極45の白濁を意識することなく設定できる。本実施
例では、膜形成温度350℃で形成した窒化シリコン膜
をゲート絶縁膜48とした。
Therefore, the conditions for forming the gate insulating film 48 can be set without being aware of the cloudiness of the transparent common electrode 45. In this embodiment, the gate insulating film 48 is a silicon nitride film formed at a film formation temperature of 350°C.

なお、このように保護膜として作用させるために必要な
窒化シリコン膜103の膜厚は500オングストロ一ム
程度である。
The thickness of the silicon nitride film 103 necessary to function as a protective film in this manner is about 500 angstroms.

同図(b)は、本発明の他の実施例の主要部の断面図で
あり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表して
いる。
FIG. 2B is a sectional view of the main parts of another embodiment of the present invention, and the same reference numerals as above represent the same or equivalent parts.

本実施例では、基板40上にゲート電極42および透明
共通電極45を形成し、電荷保持容量用の誘電体膜とし
て作用する窒化シリコン股103をゲート絶縁膜として
も作用させるようにして前記ゲート絶縁膜48を省略し
た点に特徴がある。
In this embodiment, a gate electrode 42 and a transparent common electrode 45 are formed on a substrate 40, and the silicon nitride crotch 103, which acts as a dielectric film for charge storage capacitance, also acts as a gate insulating film to insulate the gate electrode 45. The feature is that the membrane 48 is omitted.

本実施例でも、窒化シリコン膜103を前記と同様の条
件で形成したので、窒化シリコン膜103に白濁か生じ
ることはない。
In this example as well, since the silicon nitride film 103 was formed under the same conditions as described above, no cloudiness occurs in the silicon nitride film 103.

同図(C)は、本発明のさらに他の実施例の主要部の断
面図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を
表している。
Figure (C) is a sectional view of the main parts of still another embodiment of the present invention, and the same reference numerals as above represent the same or equivalent parts.

本実施例では、基板40上に形成したゲート電極42お
よび透明共通電極45」二に電荷保持容量用の誘電体膜
として窒化シリコン膜103を形成すると共に、さらに
ゲート絶縁膜48を形成した点に特徴がある。
In this embodiment, a silicon nitride film 103 is formed as a dielectric film for charge storage capacitance on the gate electrode 42 and the transparent common electrode 45 formed on the substrate 40, and a gate insulating film 48 is further formed. It has characteristics.

本実施例でも、窒化シリコンff103を前記と同様の
条件で■r成したので、窒化シリコン膜103に白濁か
生しることはない。
In this example as well, since the silicon nitride film 103 was formed under the same conditions as described above, no cloudiness occurs in the silicon nitride film 103.

第2図は、ゲート電極42と透明共通電極45との交差
部分の絶縁性を向上させた実施例の断面図であり、前記
と同一の符号は同一または同等部分を表している。なお
、同図(a)は前記第3図のA−B線での断面図に相当
し、同図(b)はC−D線での断面図に相当する。
FIG. 2 is a cross-sectional view of an embodiment in which the insulation at the intersection of the gate electrode 42 and the transparent common electrode 45 is improved, and the same reference numerals as above represent the same or equivalent parts. Note that FIG. 3(a) corresponds to a sectional view taken along line AB in FIG. 3, and FIG. 3(b) corresponds to a sectional view taken along line CD.

本実施例では、AIから成るゲート電極42を陽極酸化
して、その表面に酸化膜203を形成した点に特徴かあ
る。酸化膜203はゲート電極42を酸化することによ
って得られるので、ゲルト電極42の上面および側面に
均一に形成される。
The present embodiment is characterized in that the gate electrode 42 made of AI is anodized to form an oxide film 203 on its surface. Since the oxide film 203 is obtained by oxidizing the gate electrode 42, it is uniformly formed on the top and side surfaces of the gel electrode 42.

この結果、ゲート電極42と透明共通電極45との交差
部分の絶縁性が向上してアクティブマトリックス基板の
製造歩留を向上させることかできる。なお、ゲート電極
42の酸化方法は陽極酸化に限らす、プラズマ酸化によ
って酸化膜203を形成しても同等の効果が得られる。
As a result, the insulation of the intersection between the gate electrode 42 and the transparent common electrode 45 is improved, and the manufacturing yield of the active matrix substrate can be improved. Note that the method of oxidizing the gate electrode 42 is limited to anodic oxidation; the same effect can be obtained even if the oxide film 203 is formed by plasma oxidation.

上記した各実施例では、本発明を透明共通電極45上に
形成される窒化シリコン膜103に適用して説明したが
、本発明はこれのみに限定されるものではなく、透明画
素電極41上に窒化シリコン膜から成るパッシベーショ
ン膜50を形成する際に本発明を適用すれば、透明画素
電極41の白濁も防止できるようになる。
In each of the above-described embodiments, the present invention has been explained by applying it to the silicon nitride film 103 formed on the transparent common electrode 45, but the present invention is not limited to this only. If the present invention is applied when forming the passivation film 50 made of a silicon nitride film, clouding of the transparent pixel electrode 41 can also be prevented.

また、上記した各実施例では、本発明の窒化シリコン膜
を高周波プラズマCVD法で形成するものとして説明し
たが、例えば、電子サイクロトロン共鳴(ECR)を利
用したマイクロ波プラズマCVD法で形成するようにし
ても良い。
Furthermore, in each of the above embodiments, the silicon nitride film of the present invention was described as being formed by high-frequency plasma CVD, but for example, it may be formed by microwave plasma CVD using electron cyclotron resonance (ECR). It's okay.

ECR−マイクロ波プラズマCVD法によれば、室温程
度の低温でも窒化シリコン膜を形成できるので、本発明
の膜組成および形成条件を満足する窒化シリコン膜を容
易に形成できる。
According to the ECR-microwave plasma CVD method, a silicon nitride film can be formed even at a low temperature of about room temperature, so a silicon nitride film that satisfies the film composition and formation conditions of the present invention can be easily formed.

さらに、上記した各実施例では、透明電極を構成する金
属酸化膜がITOであるものとして説明したが、酸化イ
ンジウム、酸化スズ、酸化亜鉛等の酸化物半導体の場合
であっても同等の効果か得られる。
Furthermore, in each of the above embodiments, the metal oxide film constituting the transparent electrode was explained as being ITO, but the same effect can be obtained even if the metal oxide film is ITO, such as indium oxide, tin oxide, zinc oxide, etc. can get.

第10図は、上記した構成のアクティブマトリックス基
板を利用したカラー液晶パネルの構成を示した斜視図で
ある。
FIG. 10 is a perspective view showing the structure of a color liquid crystal panel using the active matrix substrate of the above structure.

同図において、ガラス基板40上には、前記した構成の
TFT303および画素電極41等か構成されてアクテ
ィブマトリックス基板60を構成している。
In the figure, a TFT 303 having the above-described structure, a pixel electrode 41, etc. are formed on a glass substrate 40 to form an active matrix substrate 60.

アクティブマトリックス基板60の表面には、液晶層3
06を介して対向電極307が形成され、対向電極30
7上にはカラーフィルタ308が形成され、カラーフィ
ルタ308 J:には絶縁基板309が形成されている
A liquid crystal layer 3 is formed on the surface of the active matrix substrate 60.
A counter electrode 307 is formed through the counter electrode 30
A color filter 308 is formed on the color filter 7, and an insulating substrate 309 is formed on the color filter 308J:.

前記ガラス基板40および絶縁基板309の外部に露出
した主表面には偏光板310か形成されている。
A polarizing plate 310 is formed on the main surfaces of the glass substrate 40 and the insulating substrate 309 that are exposed to the outside.

このような構成のアクティブマトリックス基板では、光
源からの光を画素電極41への印加電圧で調整すること
によってカラー表示が可能になる。
In the active matrix substrate having such a configuration, color display is possible by adjusting the light from the light source by the voltage applied to the pixel electrode 41.

(発明の効果) 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、IT
O等の金属酸化物からなる透明電極に白濁による失透を
生じさせること無く、その表面に窒化シリコン膜を直接
形成することができるので、表示特性を劣化させること
なく、電荷保持容量を有するアクティブマトリックス基
板を得ることができるようになる。
(Effects of the Invention) As is clear from the above explanation, according to the present invention, IT
A silicon nitride film can be directly formed on the surface of a transparent electrode made of a metal oxide such as O without causing devitrification due to cloudiness. It becomes possible to obtain a matrix substrate.

また、ゲート電極の表面を酸化させて酸化膜を形成する
ようにすれば、ゲート電極と電荷保持容量電極との絶縁
性を高く保つことができるようになる。
Further, by oxidizing the surface of the gate electrode to form an oxide film, it is possible to maintain high insulation between the gate electrode and the charge storage capacitor electrode.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例であるアクティブマトリック
ス基板の部分断面図、第2図は本発明の他の実施例の断
面図、第3図は従来のアクティブマトリックス基板の部
分平面図、第4図は1画素分の等価回路図、第5図は第
3図のA−B線断面図、第6図は窒化シリコン膜の赤外
吸収スペクトルを示した図、第7図はITO/窒化シリ
コン積層膜の透過率と5i−H結合数との関係を示した
図、第8図はITO/窒化シリコン積層膜の透過率と5
i−H結合数/N−H結合数との関係を示した図、第9
図はITO/窒化シリコン積層膜の透過率と窒化シリコ
ン膜の膜形成温度との関係を表した図、第10図はカラ
ー液晶パネルの構成を示した斜視図である。 40・・・ガラス基板、41・・・画素電極、42・、
・ゲート電極、43.44・・・ソース/ドレイン電極
、45・・・透明共通電極、47・・・アモルファスS
i層、48・・・ゲート絶縁膜、49.103・・・誘
電体膜、50・・・パッシベーション絶縁膜
FIG. 1 is a partial sectional view of an active matrix substrate according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of another embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a partial plan view of a conventional active matrix substrate. Figure 4 is an equivalent circuit diagram for one pixel, Figure 5 is a cross-sectional view taken along line A-B in Figure 3, Figure 6 is a diagram showing the infrared absorption spectrum of silicon nitride film, and Figure 7 is ITO/nitride. Figure 8 shows the relationship between the transmittance of a silicon laminated film and the number of 5i-H bonds.
Diagram showing the relationship between the number of i-H bonds/the number of N-H bonds, No. 9
The figure shows the relationship between the transmittance of the ITO/silicon nitride laminated film and the film formation temperature of the silicon nitride film, and FIG. 10 is a perspective view showing the structure of a color liquid crystal panel. 40... Glass substrate, 41... Pixel electrode, 42...
・Gate electrode, 43.44... Source/drain electrode, 45... Transparent common electrode, 47... Amorphous S
i layer, 48... gate insulating film, 49.103... dielectric film, 50... passivation insulating film

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)絶縁性透明基板上にマトリックス状に配置された
薄膜トランジスタと、 各薄膜トランジスタの一方のソース/ドレインに接続さ
れた透明画素電極と、 薄膜トランジスタおよび透明画素電極主面を覆うように
形成されたパッシベーション膜と、誘電体膜を挟んで各
透明画素電極裏面と対向するように形成され、各々が共
通接続された透明共通電極とを具備したアクティブマト
リックス基板において、 前記透明画素電極および透明共通電極の少なくとも一方
は金属酸化物から成り、透明画素電極が金属酸化物から
成るときのパッシベーション膜、および透明共通電極が
金属酸化物から成るときの誘電体膜の少なくとも一方は
、Si−H結合数が1×10^2^2cm^−^3以下
の窒化シリコン膜であることを特徴とするアクティブマ
トリックス基板。
(1) Thin film transistors arranged in a matrix on an insulating transparent substrate, a transparent pixel electrode connected to one source/drain of each thin film transistor, and a passivation layer formed to cover the main surfaces of the thin film transistors and the transparent pixel electrode. and a transparent common electrode formed to face the back surface of each transparent pixel electrode with a dielectric film in between, and each of which is commonly connected, wherein at least one of the transparent pixel electrode and the transparent common electrode One is made of a metal oxide, and at least one of the passivation film when the transparent pixel electrode is made of a metal oxide and the dielectric film when the transparent common electrode is made of a metal oxide has a Si-H bond number of 1× An active matrix substrate characterized by being a silicon nitride film having a thickness of 10^2^2 cm^-^3 or less.
(2)絶縁性透明基板上にマトリックス状に配置された
薄膜トランジスタと、 各薄膜トランジスタの一方のソース/ドレインに接続さ
れた透明画素電極と、 薄膜トランジスタおよび透明画素電極主面を覆うように
形成されたパッシベーション膜と、誘電体膜を挟んで各
透明画素電極裏面と対向するように形成され、各々が共
通接続された透明共通電極とを具備したアクティブマト
リックス基板において、 前記透明画素電極および透明共通電極の少なくとも一方
は金属酸化物から成り、透明画素電極が金属酸化物から
成るときのパッシベーション膜、および透明共通電極が
金属酸化物から成るときの誘電体膜の少なくとも一方は
、N−H結合数/Si−H結合数が0.35以下の窒化
シリコン膜であることを特徴とするアクティブマトリッ
クス基板。
(2) Thin film transistors arranged in a matrix on an insulating transparent substrate, a transparent pixel electrode connected to one source/drain of each thin film transistor, and a passivation layer formed to cover the main surfaces of the thin film transistors and the transparent pixel electrode. and a transparent common electrode formed to face the back surface of each transparent pixel electrode with a dielectric film in between, and each of which is commonly connected, wherein at least one of the transparent pixel electrode and the transparent common electrode One is made of a metal oxide, and at least one of the passivation film when the transparent pixel electrode is made of a metal oxide and the dielectric film when the transparent common electrode is made of a metal oxide is divided by the number of N-H bonds/Si- An active matrix substrate characterized by being a silicon nitride film having an H bond number of 0.35 or less.
(3)前記窒化シリコン膜の膜形成温度は300℃以下
であることを特徴とする特許請求の範囲第1項または第
2項記載のアクティブマトリックス基板。
(3) The active matrix substrate according to claim 1 or 2, wherein the silicon nitride film is formed at a temperature of 300° C. or lower.
(4)前記窒化シリコン膜は、薄膜トランジスタのゲー
ト絶縁膜を兼ねることを特徴とする特許請求の範囲第1
項ないし第3項のいずれかに記載のアクティブマトリッ
クス基板。
(4) The silicon nitride film also serves as a gate insulating film of a thin film transistor.
The active matrix substrate according to any one of items 1 to 3.
(5)前記窒化シリコン膜と透明画素電極との間に、第
2の窒化シリコン膜をさらに具備したことを特徴とする
特許請求の範囲第1項ないし第4項のいずれかに記載の
アクティブマトリックス基板。
(5) The active matrix according to any one of claims 1 to 4, further comprising a second silicon nitride film between the silicon nitride film and the transparent pixel electrode. substrate.
(6)前記窒化シリコン膜は、アンモニアガスとモノシ
ランガスとの流量比(アンモニアガス/モノシランガス
)を3以上として形成されたことを特徴とする特許請求
の範囲第1項ないし第5項のいずれかに記載のアクティ
ブマトリックス基板。
(6) The silicon nitride film is formed with a flow rate ratio of ammonia gas and monosilane gas (ammonia gas/monosilane gas) of 3 or more. The active matrix substrate described.
(7)前記薄膜トランジスタのゲート電極表面には、こ
れを酸化して得られる絶縁性金属酸化物が形成されてい
ることを特徴とする特許請求の範囲1項ないし第6項の
いずれかに記載のアクティブマトリックス基板。
(7) An insulating metal oxide obtained by oxidizing the gate electrode of the thin film transistor is formed on the surface of the gate electrode of the thin film transistor. Active matrix substrate.
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US5432108A (en) * 1993-10-21 1995-07-11 Goldstar Co., Ltd. Method for fabricating a thin film transistor
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