JPH04243232A - 薄膜トランジスタマトリクスおよびその製造方法 - Google Patents

薄膜トランジスタマトリクスおよびその製造方法

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JPH04243232A
JPH04243232A JP3004225A JP422591A JPH04243232A JP H04243232 A JPH04243232 A JP H04243232A JP 3004225 A JP3004225 A JP 3004225A JP 422591 A JP422591 A JP 422591A JP H04243232 A JPH04243232 A JP H04243232A
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tfts
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長廣 紀雄
Atsushi Inoue
井上   淳
Tomotaka Matsumoto
友孝 松本
Hideaki Takizawa
滝沢 英明
Teruhiko Ichimura
照彦 市村
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は液晶表示パネルの駆動に
用いる薄膜トランジスタ(TFT) マトリクスおよび
製造方法に関する。
【0002】TFT マトリクス駆動の液晶表示パネル
は, すでに小型テレビ等で実用化されており,さらに
大型テレビやラップトップ型パソコンのディスプレイに
需要が見込まれている。
【0003】特に, 情報端末機器に用いる場合は1個
の画素欠陥があっても,誤情報として読み取られる可能
性があるため,無欠陥で作成される必要がある。本発明
はこの必要性に対応したTFT マトリクスの構造と製
法に利用できる。
【0004】
【従来の技術】アクティブマトリクス駆動方式による液
晶表示パネルは, ドット表示を行う個々の画素に対応
してマトリクス状にTFT を配置して, 各画素にメ
モリ機能を持たせコントラストよく多ラインの表示を行
っている。
【0005】このような液晶表示パネルは, 例えば,
 それぞれX,Y方向に交差して配置された多数のスキ
ャンバスライン(ゲートバスライン)とデータバスライ
ンで(ドレインバスライン)に駆動電圧を印加して,各
バスラインの交差部に設けられたTFT を選択駆動す
ることにより, 対応する所望の画素をドット表示する
ように構成されている。 1)図8に発明1の従来例によるTFT マトリクス回
路図である。
【0006】図において,1はTFT ,2は画素電極
,3はスキャンバスライン,3Gはゲート,4はデータ
バスラインである。この例は,1個の画素電極に1個の
TFT が接続され,このTFT のゲートはスキャン
バスライン3に,ドレインはデータバスライン4に,ソ
ースは画素電極2に接続されており,画素電極2にTF
T を通してデータ電圧を書き込む構成となっている。
【0007】ここで,TFT ,データバスライン,画
素電極等のパターニング時において,塵の付着等により
,TFT とデータバスライン間(A部),あるいはT
FT と画素電極間(B部)が接続されない断線欠陥が
発生する場合がある。このようなときは,画素電極には
正常なデータが書き込まれず,表示上の画素欠陥となり
表示品質を低下させる。
【0008】そこで,断線が生じても画素欠陥とならな
いように冗長性を持たせたTFT マトリクスの例を図
9に示す。図9は発明1の他の従来例によるTFT マ
トリクス回路図である。
【0009】この例では,1個の画素電極に2個のTF
T が接続され,これらのTFT はそれぞれ同一の駆
動信号が加えられる別々のスキャンバスライン3に接続
されている。このような構成によれば,2個のTFT 
のうち,どちらか一方のA部またはB部の断線欠陥が発
生しても,欠陥が発生していないTFT により,画素
には正常なデータが書き込まれ画素欠陥を生じない。
【0010】ところが,ゲートとスキャンバスライン3
間(C部)に断線欠陥が生じた場合は,C部に断線を生
じたTFT のゲート電位は浮遊状態であるため,ソー
スとドレイン間の抵抗は 1 MΩ程度となりTFT 
は常にON状態となる。 2)図10 (A)〜(C) は発明2の従来例の製造
方法を説明する平面図である。
【0011】図10(A) において,ガラス基板上に
ゲート電極3A,ゲートバスライン3,駆動ドライバ接
続用のゲート端子3Bを同一導電膜をパターニングして
形成する。 図10(B) において,プラズマ気相成長(P−CV
D) 法により,ゲート絶縁膜,動作半導体膜,チャネ
ル保護膜およびコンタクト膜を形成し, その上にドレ
イン電極4D,ドレインバスライン4,駆動ドライバ接
続用のドレイン端子4Bを同一導電膜をパターニングし
て形成する。
【0012】図10(C) において,透明導電膜によ
り画素電極2を形成する。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】1)1画素当たり2個
のTFT を持つ従来例においては,一方のTFT が
正常であってもC部に断線欠陥が生じたTFT により
,誤ったデータが書き込まれるため画素欠陥になるとい
う問題が発生していた。 2)従来の製造方法では,製造工程中にTFT はゲー
ト絶縁膜を介して浮遊状態にあり,製造工程中に何らか
の原因によりゲート/ドレイン間に静電気等の電圧が印
加された場合に,TFT が破壊し画素欠陥を発生する
という問題があった。
【0014】本発明は1画素当たり2個のTFT を持
つTFT マトリクスにおいて,断線による画素欠陥を
防止し,表示パネルの信頼性の向上を目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記課題の解決は,1)
透明絶縁性基板上に,薄膜トランジスタ(TFT) (
1),画素電極(2),スキャンバスライン(3),デ
ータバスライン(4)を集積してなり,1画素当たり2
個のTFT を持ち, 該2個のTFTはドレインがデ
ータバスライン(4)に接続され,ソースが画素電極(
2) に接続され, ゲートがそれぞれ同一駆動信号が
印加される別々のスキャンバスライン(3)に接続され
, かつ該2個のTFT のゲートが互いに接続されて
いる薄膜トランジスタマトリクス,あるいは2)透明絶
縁性基板上に,薄膜トランジスタ(TFT) (1),
画素電極(2),ゲート電極膜で形成されるスキャンバ
スライン(3),ドレイン電極膜で形成されるデータバ
スライン(4)を形成する際,表示部以外の電極膜を残
して残留ゲート電極膜(3A)および残留ドレイン電極
膜(4A)を形成する工程と,該残留ゲート電極膜(3
A)および残留ドレイン電極膜(4A)をパターニング
して駆動ドライバ接続用のゲート端子(3B)およびド
レイン端子(3B)を形成する工程を有する薄膜トラン
ジスタマトリクスの製造方法,あるいは 3)前記該残留ゲート電極膜(3A)と残留ドレイン電
極膜(4A)とを接続することを特徴とする前記2)記
載の薄膜トランジスタマトリクスの製造方法により達成
される。
【0016】
【作用】1)発明1 図1は発明1の原理説明図である。
【0017】図は本発明によるTFT マトリクス回路
図であり,従来例と同様に,1はTFT ,2は画素電
極,3はスキャンバスライン,3Gはゲート,3Cは2
個のTFT のゲート間接続配線, 4はデータバスラ
インを示す。
【0018】この例では,1個の画素電極に2個のTF
T が接続され,これらのTFT はそれぞれ同一の駆
動信号が加えられる別々のスキャンバスライン3に接続
されている点は従来例と同様であるが,1個の画素電極
に接続される2個のTFT のゲートが相互に接続され
ている。
【0019】発明1では,1個の画素に接続されている
2個のTFT のゲートが接続されているため,どちら
か一方のTFT のゲートとスキャンバスラインの接続
部が断線しても, そのTFT のゲートは浮遊状態と
はならず, 正常に動作するため画素欠陥を生じない。
【0020】また,どちらか一方のTFT とデータバ
スライン, またはTFT と画素電極間に断線欠陥が
生じても, 従来例と同様にして画素欠陥とはならない
ことはいうまでもない。 2)発明2 図3 (A)〜(C) は発明2の原理説明図である。
【0021】図3(A) において,ガラス基板上にゲ
ート電極3G,ゲートバスライン3を同一導電膜をパタ
ーニングして形成し,表示部以外の導電膜を残す。残っ
たベタ導電膜を残留ゲート電極膜3Aとする。
【0022】図7(B) において,プラズマ気相成長
(P−CVD) 法により,ゲート絶縁膜,動作半導体
膜,チャネル保護膜およびコンタクト膜を形成し, そ
の上にドレイン電極4D,ドレインバスライン4を同一
導電膜をパターニングして形成し,表示部以外の導電膜
を残す。残ったベタ導電膜を残留ドレイン電極膜4Aと
する。
【0023】図7(C) において,透明導電膜により
画素電極2を形成する。ついで, 残留ゲート電極膜3
A, 残留ドレイン電極膜4Aをパターニングして駆動
ドライバ接続用のゲート端子3Bとドレイン端子4Bを
形成する。
【0024】発明2は,製造工程中の静電気等の障害を
防止するためにゲートとドレイン間を接続する方法が,
 表示部外のベタ電極膜上で行うことにより,接続が容
易で確実であることを利用したもので, この結果, 
工程中の静電気等に起因するTFT 破壊による短絡欠
陥が減少する。
【0025】
【実施例】1)発明1 図2は発明1の一実施例によるTFT マトリクスの平
面図である。
【0026】図において,2個のTFT のゲートに接
続するスキャンバスライン3のパターニングの際に,2
個のTFT のゲート間の配線3Cを残すようにする。 配線3Cにより,2個のTFT のゲートがスキャンバ
スライン3に接続される側と反対側で互いに接続されて
いる。 2)発明2 図4〜図7は発明2の一実施例によるTFT マトリク
スの製造工程を説明する平面図と断面図である。
【0027】図4(A) において,透明絶縁性基板の
ガラス基板上にゲート電極膜として厚さ80 nm の
チタン(Ti)と厚さ100nmのアルミニウム(Al
)の2層膜を形成し,パターニングしてゲート電極3G
,ゲートバスライン3を形成する。
【0028】このとき,表示部以外のTi/Al 膜を
残す。 残ったベタTi/Al 膜を残留ゲート電極膜3Aとす
る。図4 (B) , (C)において,P−CVD 
法により,ゲート絶縁膜として厚さ300 nmの窒化
シリコン(Si3N4) 膜12,動作半導体膜として
厚さ100 nmのn型アモルファスシリコン(a−S
i)膜13,チャネル保護膜として厚さ100 nmの
二酸化シリコン(SiO2)膜およびコンタクト膜とし
て厚さ 50 nmの n+ 型a−Si膜14を形成
する。
【0029】その上にドレイン電極膜として厚さ100
 nmのTi膜を被着し,パターニングしてドレイン電
極4D,ドレインバスライン4を形成する。このとき,
表示部以外の膜Tiを残す。残ったベタTi膜を残留ド
レイン電極膜4Aとする。
【0030】つぎに,ゲート絶縁膜で絶縁された残留ゲ
ート電極膜3Aと残留ドレイン電極膜4Aをレーザショ
ットにより接続する。図4(C)は接続部の断面を示す
【0031】図において,11はガラス基板, 2はゲ
ート電極膜,12はゲート絶縁膜, 13は動作半導体
層,14はコンタクト層, 4はドレイン電極膜である
。図5において,スパッタ法を用いて,基板上に厚さ2
00 nmのITO(インジウムと錫の酸化物からなる
透明膜) 膜を被着し,パターニングして画素電極2を
形成する。
【0032】図6 (A),(B) において,通常の
リソグラフィを用いて, 残留ゲート電極膜3Aと残留
ドレイン電極膜4Aをパターニングして駆動ドライバ接
続用のゲート端子3Bとドレイン端子4Bを形成する。
【0033】図7 (A),(B) において,表示部
とゲート端子3Bをレジスト膜15で覆い,ドライエッ
チングにより, Ti膜, a−Si膜, Si3N4
 膜をエッチングしてTi/Al 膜からなるゲート端
子3Bを露出させる。
【0034】このとき, Ti/Al 膜はTi膜, 
a−Si膜, Si3N4 膜の各膜間のエッチングの
選択性によりゲート端子の形状で残る。つぎに, 成長
およびエッチング条件の一例を示す。 a−Siの成長条件 反応ガス:  20%SiH4/H2, 200 SC
CM ガス圧力:  0.3 Torr RF  電力:   50 W  基板温度:  250 ℃ n+ 型a−Siの成長条件 反応ガス:  20%SiH4/H2, 150 SC
CM 1% PH3/H2, 300 SCCM ガス
圧力:  0.3 Torr RF  電力:   50 W  基板温度:  120 ℃ SiO2の成長条件 反応ガス:  20%SiH4/H2,  65 SC
CMN2O    , 188 SCCM ガス圧力:
  0.15 Torr  RF  電力:    50 W 基板温度:   260℃ Si3N4 の成長条件 反応ガス:  20%SiH4/H2,  50 SC
CMNH3    ,  65 SCCM ガス圧力:
  0.20 Torr  RF  電力:    50 W 基板温度:   260℃ a−Siのエッチング条件(RIE, 反応性イオンエ
ッチング) 反応ガス:     CF4     ,
 100 SCCM ガス圧力:   40 Pa RF  電力:  300 W  基板温度:  室温 Si3N4 のエッチング条件(CDE,ケミカルドラ
イエッチング)  反応ガス:     CF4     , 270 S
CCM ガス圧力:   30 Pa RF  電力:  500 W  基板温度:  室温 Tiのエッチング条件 反応ガス:   CCl4      , 100 S
CCM O2      ,   5 SCCM ガス
圧力:   10 Pa RF  電力:  500 W  基板温度:  室温
【0035】
【発明の効果】1画素当たり2個のTFT を持つTF
T マトリクスにおいて,断線による画素欠陥を防止し
,表示パネルの信頼性の向上し,高品質の表示装置が得
られた。
【0036】また, 製造工程中の静電気等によるTF
T のゲート/ドレイン間の短絡欠陥を減少させること
ができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】  発明1の原理説明図 【図2】  発明1の一実施例によるTFT マトリク
スの平面図 【図3】  発明2の原理説明図 【図4】  発明2の一実施例によるTFT マトリク
スの製造方法を説明する平面図と断面図(1) 【図5
】  発明2の一実施例によるTFT マトリクスの製
造方法を説明する平面図(2)  【図6】  発明2の一実施例によるTFT マトリク
スの製造方法を説明する平面図と断面図(3)【図7】
  発明2の一実施例によるTFT マトリクスの製造
方法を説明する平面図と断面図(4)【図8】  発明
1の従来例によるTFT マトリクスの回路図 【図9】  発明1の他の従来例によるTFT マトリ
クス回路図 【図10】  発明2の従来例の製造方法を説明する平
面図【符号の説明】 1  TFT  2  画素電極 3  スキャンバスライン(ゲート電極膜)3A  残
留ゲート電極膜 3B  ゲート端子 3C  2個のTFT のゲート間接続配線3G  ゲ
ート電極 4  データバスライン(ドレイン電極膜)4A  残
留ドレイン電極膜 4B  ドレイン端子 4D  ドレイン電極 11  透明絶縁性基板でガラス基板 12  ゲート絶縁膜 13  動作半導体層n型a−Si層 14  コンタクト層で n+ 型a−Si層15  
レジスト膜

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  透明絶縁性基板上に,薄膜トランジス
    タ(TFT) (1),画素電極(2),スキャンバス
    ライン(3),データバスライン(4)を集積してなり
    ,1画素当たり2個のTFT を持ち, 該2個のTF
    T はドレインがデータバスライン(4)に接続され,
    ソースが画素電極(2) に接続され, ゲートがそれ
    ぞれ同一駆動信号が印加される別々のスキャンバスライ
    ン(3)に接続され, かつ該2個のTFT のゲート
    が互いに接続されていることを特徴とする薄膜トランジ
    スタマトリクス。
  2. 【請求項2】  透明絶縁性基板上に,薄膜トランジス
    タ(TFT) (1),画素電極(2),ゲート電極膜
    で形成されるスキャンバスライン(3),ドレイン電極
    膜で形成されるデータバスライン(4)を形成する際,
    表示部以外の電極膜を残して残留ゲート電極膜(3A)
    および残留ドレイン電極膜(4A)を形成する工程と,
    該残留ゲート電極膜(3A)および残留ドレイン電極膜
    (4A)をパターニングして駆動ドライバ接続用のゲー
    ト端子(3B)およびドレイン端子(3B)を形成する
    工程とを有することを特徴とする薄膜トランジスタマト
    リクスの製造方法。
  3. 【請求項3】  前記該残留ゲート電極膜(3A)と残
    留ドレイン電極膜(4A)とを接続することを特徴とす
    る請求項2記載の薄膜トランジスタマトリクスの製造方
    法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5715025A (en) * 1993-02-22 1998-02-03 Goldstar Co., Ltd. Active matrix for liquid crystal displays in which a data bus consists of two data subbuses and each data subbus is separated from an adjacent data bus by one display electrode
KR100289538B1 (ko) * 1998-05-20 2001-06-01 김순택 박막트랜지스터 액정표시소자의 배선 레이아웃
KR100616443B1 (ko) * 1999-06-23 2006-08-29 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 박막 트랜지스터 액정표시소자의 박막 트랜지스터 어레이 기판

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