JPH04279064A - 表示装置の製造方法 - Google Patents

表示装置の製造方法

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JPH04279064A
JPH04279064A JP3042077A JP4207791A JPH04279064A JP H04279064 A JPH04279064 A JP H04279064A JP 3042077 A JP3042077 A JP 3042077A JP 4207791 A JP4207791 A JP 4207791A JP H04279064 A JPH04279064 A JP H04279064A
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JP
Japan
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tft
layer
channel layer
driver circuit
thickness
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JP3042077A
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English (en)
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Toru Ueda
徹 上田
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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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、液晶等の表示媒体を用
い、薄膜トランジスタ(以下では「TFT」と称する)
をスイッチング素子として用いた表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、液晶表示装置にはドライバモ
ノリシック型のTFT基板が用いられている。ドライバ
モノリシック型TFT基板の一例を、図8に模式的に示
す。このドライバモノリシック型TFT基板20では、
絵素電極21、TFT22等からなる表示部23と、該
表示部23を駆動するための駆動用ドライバ回路25、
25とが同一基板上に形成されている。駆動用ドライバ
回路25には、表示部23を駆動するためのTFT(図
示せず)が設けられている。従来より駆動用ドライバ回
路25内のTFTには、表示部23のTFT22と同じ
構成のものが用いられている。このようなTFT22及
び駆動用ドライバ回路25内のTFTは、例えば図9に
示す構成を有している。絶縁性基板1上に形成された多
結晶シリコン層等の半導体層2の一部に、チャネル層9
と高不純物濃度領域(N+領域)10、10とが形成さ
れている。チャネル層9の上方にはゲート絶縁膜3を挟
んでゲート電極4が設けられている。ゲート電極4及び
ゲート絶縁膜3上には層間絶縁膜6が形成され、高不純
物濃度領域10、10上のゲート絶縁膜3及び層間絶縁
膜6を貫いてコンタクトホール7、7がそれぞれ形成さ
れている。高不純物濃度領域10、10には電極8、8
がそれぞれコンタクトホール7、7を介して電気的に接
続されている。
【0003】このようなドライバモノリシック型TFT
基板の表示部23のTFT22には、絵素電極21に充
電された電荷をlフレームの間保持する必要があるため
、低リーク電流特性が要求される。また、一定の時間内
に絵素電極21に保持されていた電荷を放電させる必要
があるため、ある程度以上の大きさのオン電流を確保す
る必要がある。一方、駆動用ドライバ回路25内のTF
Tには、表示の高速化への対応の必要性から、チャネル
層9のキャリアの移動度が高いことが要求されている。 キャリアの移動度の高いチャネル層9を得るためには、
チャネル層9の層厚がある程度以上の大きさを有するこ
とが必要となる。例えば、多結晶シリコンの場合、高移
動度のチャネル層9を得るには、結晶粒を大きくするこ
とが必要であり、そのためには約100nmの層厚が必
要となる。ところが、チャネル層をこの程度の層厚とす
るとリーク電流が大きくなり、表示部23のTFT22
として用いるには適切ではなくなる。
【0004】このような問題点を解決するために、表示
部23のTFT22には図10又は図11に示す構造の
ものが適している。図10のTFTは、いわゆるデュア
ルゲート構造と呼ばれるものであ、ゲート電極4は2つ
のゲート電極4a及び4bからなる。リーク電流は、図
9のDで示す2つのドレイン接合に於ける電界集中が原
因で生じるが、図10の構造ではソース・ドレイン間の
電界が、4つのドレイン接合に分割されるため、リーク
電流が低減される。
【0005】図11のTFTはいわゆるLDD(Lig
htly Diffused Drain)構造と呼ば
れるもので、ドレイン接合に於ける不純物分布をなだら
かにして電界集中を緩和し、リーク電流の低減を図って
いる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】図10のデュアルゲー
ト構造のTFTでは、ゲート電極4が2つのゲート電極
部4a、4bに分割されているため、TFTの占める面
積を小さくすることができず、表示部に占めるTFTの
面積の縮小化への要求に応えることができない。また、
リーク電流の低減の効果が必ずしも十分ではない。
【0007】LDD構造のTFTでは、リーク電流の低
減効果は十分現れているが、オン電流も減少してしまう
という問題点がある。また、レジストマスクを用いて高
不純物濃度領域10、10を形成するため、図11に示
すように、高不純物濃度領域10、10のそれぞれの長
さL1とL2が等しくならず、TFTの特性が非対象と
なる。更に、デュアルゲート構造のTFTと同様に、T
FTの占める面積を小さくすることができないという問
題点もある。前述のように、従来のドライバモノリシッ
ク型のTFT基板では、表示部のTFTと駆動用ドライ
バ回路内のTFTとが同時に形成されるため、これらの
TFTに要求される特性を同時に満足させることはでき
なかった。
【0008】本発明はこのような問題点を解決するもの
であり、本発明の目的は、表示部のTFTに要求される
特性と、駆動用ドライバ回路内のTFTに要求される特
性とを同時に満足させた表示装置を提供することである
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の表示装置は、一
対の絶縁性基板と、該一対の基板の一方に形成された絵
素電極と、駆動用ドライバ回路と、該絵素電極に接続さ
れた第1薄膜トランジスタと、駆動用ドライバ回路を構
成する第2薄膜トランジスタと、を有する表示装置であ
って、該1薄膜トランジスタのチャネル層の層厚が、該
第2薄膜トランジスタのチャネル層の層厚より小さく設
定されており、そのことによって上記目的が達成される
【0010】
【作用】TFTのリーク電流は、チャネル層の層厚を薄
くすることによって低減することができる。即ち、チャ
ネル層の層厚を小さくすればドレイン接合部の面積が小
さくなり、リーク電流が低下する。本発明では、表示部
の絵素電極に接続されているTFTのチャネル層の層厚
を小さくすることにより、表示部のTFTのリーク電流
が低減される。また、駆動用ドライバ回路内のTFTの
チャネル層の層厚を大きくすることにより、チャネル層
のキャリア移動度を高めることができる。
【0011】
【実施例】本発明の実施例について以下に説明する。図
1に本発明の表示装置を構成するTFT基板の断面図を
示す。また、図2及び図3に図1のTFT基板の製造工
程を示す。図1に於て、第1TFT15は表示部に設け
られ、第2TFT16は駆動用ドライバ回路に設けられ
る。TFT15のチャネル層9aの層厚は、TFT16
のチャネル層9bの層厚よりも小さく設定されている。
【0012】このTFT基板を製造工程に従って説明す
る。まず、石英等の絶縁性基板1上にアモルファスシリ
コンが、CVD法を用いて100nmの厚さに堆積され
る。このアモルファスシリコン層を、例えば600℃、
約48時間アニールすることにより多結晶シリコン層が
得られる。アモルファスシリコン層の層厚が小さいと、
得られる多結晶シリコンの結晶粒は小さくなるので、高
いキャリア移動度の多結晶シリコンを得るには少なくと
も50nmの層厚がアモルファスシリコン層には必要と
される。この多結晶シリコン層がホトリソグラフィ法及
びドライエッチング法によってパターニングされ、半導
体層2、2が形成される(図2)。
【0013】次に、駆動用ドライバ回路内の第2TFT
16の半導体層2上にレジストが形成され、表示部の第
1TFT15の半導体層2をエッチングすることにより
、層厚の小さい半導体層2aが得られる。半導体層2a
の層厚は、例えば、約40nmである。その後、レジス
ト5は除去される。
【0014】次に、シリコン酸化物からなるゲート絶縁
膜3が、CVD法によって基板1上の全面に100nm
の厚さに形成される。更にゲート絶縁膜3上に、TFT
15及び16のそれぞれのゲート電極4a、4bがパタ
ーン形成される。これらのゲート電極4a、4bをマス
クとして、イオン注入法によってチャネル層9a、9b
以外の部分に不純物がドープされる。これにより、TF
T15のチャネル層9a、高不純物濃度領域10a、1
0a、並びにTFT16のチャネル層9b、高不純物濃
度領域10b、10bが形成される。
【0015】次に、基板1上の全面にCVD法によって
シリコン酸化物からなる層間絶縁膜6が形成される。高
不純物濃度領域10a、10a及び10b、10b上の
層間絶縁膜6の部分にそれぞれコンタクトホール7a、
7a及び7b、7bが形成され、これらのコンタクトホ
ールを介して、それぞれの高不純物濃度領域上に電極8
a、8a及び8b、8bが電気的に接続される。
【0016】図1のTFT基板は、図4〜図7に示す製
造工程によって作製することもできる。図4に示すよう
に、前述と同様に多結晶シリコンからなる半導体層2、
2が形成された後、これらの半導体層2、2の上面を酸
化して、シリコン酸化膜17、17が30nmの厚さに
形成される。更に基板1上の全面に、LPCVD法を用
いてSi3N4層18が120nmの厚さに堆積される
(図5)。
【0017】次に、ホトリソグラフィ法及びエッチング
により、表示部上のSi3N4層18が除去される。次
に、残された駆動用ドライバ回路上のSi3N4層18
をマスクとして、1000℃のスチーム雰囲気で酸化を
行い、表示部のTFT15のチャネル層2aを形成した
(図6)。チャネル層2aの層厚は、前述と同様に40
nmである。この酸化によって生成する酸化膜19の厚
さは、約120nmである。
【0018】次に、熱リン酸を用いてエッチングを行い
、次いで希弗酸を用いてエッチングを行うことにより、
半導体層2及び半導体層2aを露出させる(図7)。以
後の工程は、前述と同様である。
【0019】本実施例の構造を有する第1TFT15及
び第2TFT16の、キャリアの移動度及びリーク電流
(オフ電流)の測定結果を表1に示す。表1は、ゲート
電極4a及び4bの長さLが共に6μm、幅が共に20
μmのn−チャネルTFTについての測定結果である。
【0020】
【表1】
【0021】表1に示すように、表示部のTFT15の
チャネル層9aの層厚は、駆動用ドライバ回路内のTF
T16のチャネル層9bの層厚より小さく設定されてい
るので、TFT15のリーク電流をTFT16のリーク
電流より小さくすることができる。また、TFT16の
チャネル層9bの層厚を大きくすることができるので、
チャネル層9b内のキャリアの移動度を上げることがで
きる。
【0022】本実施例では、第1TFT15及び第2T
FT16を図9に示す構造と同様の構造としたが、デュ
アルゲート構造、またはLDD構造とすることもできる
【0023】
【発明の効果】本発明の表示装置では、表示部のTFT
のチャネル層の層厚が小さく設定されている。従って、
表示部のTFTのリーク電流を小さくすることができる
。また、駆動用ドライバ回路内のTFTのチャネル層の
層厚を大きくすることができるので、キャリアの移動度
を上げることができる。このように、本発明によれば表
示部のTFTと駆動用ドライバ回路内のTFTとのチャ
ネル層の層厚を別々に設定できるので、それぞれに適し
た特性を付与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の表示装置を構成するTFT基板の断面
図である。
【図2】図1のTFT基板の製造工程を示す図である。
【図3】図1のTFT基板の製造工程を示す図である。
【図4】図1のTFT基板の他の製造工程を示す図であ
る。
【図5】図1のTFT基板の他の製造工程を示す図であ
る。
【図6】図1のTFT基板の他の製造工程を示す図であ
る。
【図7】図1のTFT基板の他の製造工程を示す図であ
る。
【図8】ドライバモノリシック型TFT基板の一例を示
す平面模式図である。
【図9】図8のTFT基板に形成されるTFTの断面図
である。
【図10】TFT基板上に形成される他のTFTの断面
図である。
【図11】TFT基板上に形成される他のTFTの断面
図である。
【符号の説明】
1  絶縁性基板 2,2a,2b  半導体層 3  ゲート絶縁膜 4a,4b  ゲート電極 5  レジスト 6  層間絶縁膜 7a,7b  コンタクトホール 8a,8b  電極 9a,9b  チャネル層 10a,10b  高不純物濃度領域 15  表示部のTFT(第1TFT)16  駆動用
ドライバ回路内のTFT(第2TFT)17  シリコ
ン酸化膜 18  Si3N4層

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一対の絶縁性基板と、該一対の基板の一方
    に形成された絵素電極と、駆動用ドライバ回路と、該絵
    素電極に接続された第1薄膜トランジスタと、駆動用ド
    ライバ回路を構成する第2薄膜トランジスタと、を有す
    る表示装置であって、該1薄膜トランジスタのチャネル
    層の層厚が、該第2薄膜トランジスタのチャネル層の層
    厚より小さく設定されている表示装置。
JP3042077A 1991-03-07 1991-03-07 表示装置の製造方法 Pending JPH04279064A (ja)

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