JPH05158072A - 薄膜トランジスタアレイ基板 - Google Patents

薄膜トランジスタアレイ基板

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JPH05158072A
JPH05158072A JP32356491A JP32356491A JPH05158072A JP H05158072 A JPH05158072 A JP H05158072A JP 32356491 A JP32356491 A JP 32356491A JP 32356491 A JP32356491 A JP 32356491A JP H05158072 A JPH05158072 A JP H05158072A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wiring layer
gate wiring
gate
thin film
film transistor
Prior art date
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Pending
Application number
JP32356491A
Other languages
English (en)
Inventor
Yutaka Minamino
裕 南野
Tatsuo Imada
龍夫 今田
Hideo Koseki
秀夫 小関
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPH05158072A publication Critical patent/JPH05158072A/ja
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  • Liquid Crystal (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶表示パネルの大型化にかかる上記の問題
を解決すべくなされるもので、ゲート電極材料をアルミ
ニウムにした場合に発生する電極表面の凹凸を抑えるこ
とのできる薄膜トランジスタアレイ基板を提供する。 【構成】 ゲート電極母線3を2層で配線し、先に形成
する第1のゲート配線層21をアルミニウムを含む低抵
抗層で形成し、次に形成する第2のゲート配線層22に
より第1のゲート配線層21を完全に被覆することによ
り、熱プロセス、プラズマプロセスを経過しても凹凸を
生じることがないようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は液晶ディスプレー用基板
などのアクティブマトリックス型表示基板に用いられる
薄膜トランジスタアレイ基板に関する。
【0002】
【従来の技術】薄膜トランジスタ(以下TFTと略す)
を用いたアクティブマトリックス型表示基板を採用した
ディスプレーは、単純マトリックス型表示装置に比べて
高い画質が得られるため、盛んに研究されている。TF
Tを用いたアクティブマトリックス型表示装置は、図9
に示すように、透光性基板1に形成されたソース(また
はドレーン)電極母線2、ゲート電極母線3、TFT部
4および絵素電極5と、対向電極6を有する対向基板7
とから構成されており、透光性基板1と対向基板7の間
に液晶が封入される。なお、図9における8はソース
(またはドレーン)電極、9はゲート電極、10はドレ
ーン(またはソース)電極である。
【0003】アクティブマトリックス型液晶表示基板の
駆動方法について説明する。図10にアクティブマトリ
ックス型液晶表示基板の等価回路を示す。映像信号はソ
ース(あるいはドレーン)電極母線2からなるラインA
(A1,A2 ,…,An )に加えられる。このラインA
には走査ラインB(B1 ,B2 ,…,Bm )との交差点
にあるTFT部4(Q11,Q12,…,Q1m,Q21
22,…,Q2m,…,Qn1,Qn2,…,Qnm)のソース
(あるいはドレーン)電極8が接続されている。さらに
ゲート電極母線3からなる走査ラインBには図10に示
すごとくTFT部4のゲート電極9が接続されている。
TFT部4のドレイン(ソース)電極10は液晶セルを
通して対向電極6に通じている。走査ラインBに駆動パ
ルスΦ1 ,Φ2 ,…Φm が順次ゲート電極9に印加され
てTFT部4がオン状態となり、ソース電極8を通じて
それぞれの絵素電極5に映像信号が書き込まれる。この
状態は次のフィールドで走査パルスがTFT部4のゲー
ト電極9に印加されるまで保持される。このようにして
テレビ画像の表示が行われる。
【0004】次に液晶パネルのTFTアレイ基板の作成
プロセスを図11,図13に示す断面図および図12,
図14,図15に示す平面図に基づいて説明する。 (1) ガラス基板からなる透光性基板1の上にスパッタ法
でCr(クロム)9Aを厚さ1000Åで堆積する(図
11の(a)参照)。
【0005】(2) Crをゲート電極9の形に残すように
エッチングを施す(図11の(b)および図12の
(a)参照)。 (3) 透光性基板1の上にDCスパッタ法で透明電極(以
下ITOと略す)層5Aを厚さ1000Åで堆積する
(図11の(c)参照)。
【0006】(4) ITO5Aを絵素電極5の形に残すよ
うにエッチングを施す(図11の(d)および図12の
(b)参照)。 (5) 次にプラズマCVD法でゲート絶縁膜11としてS
iNxを厚さ4000Å、半導体層12としてa−Si
層を厚さ1000Å、オーミック層13としてn+ a−
Si層を厚さ500Åで堆積する(図11の(e)参
照)。
【0007】(6) 半導体層12およびオーミック層13
を図13の(a)および図14の(a)に示すパターン
の形に残すようにフォトリソグラフィ工程にてエッチン
グを施して、チャネル領域12aとなるa−Si島領域
を形成する。
【0008】(7) 絵素電極5とコンタクトを取るための
コンタクトホール14をゲート絶縁膜11に開ける(図
13の(b)および図14の(b)参照)。 (8) DCスパッタ法でアルミニウム金属層15を厚さ7
000Åで堆積する(図13の(c)参照)。
【0009】(9) アルミニウム金属層15を、ソース
(またはドレーン)電極8の形状、およびドレーン(ま
たはソース)電極10の形状に選択エッチングして形成
した後、チャネル上のオーミック層13をエッチング除
去する(図13の(d)および図15参照)。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このTFT
アレイ基板を用いた液晶表示装置を大型化する場合、デ
ィスプレイのデータ信号を伝えるソース電極母線2、お
よびアドレス信号を送るゲート電極母線3が長くなり、
ソース電極8およびゲート電極9への配線抵抗が増大す
る。配線抵抗が増大した場合、データ信号あるいはアド
レス信号の波形が給電端より遠くなるにつれて変形し、
ディスプレイの表示品質を低下させる。この配線抵抗の
増大を抑えるためにゲート電極9あるいはソース電極8
の材料としては抵抗率の低いアルミニウムが用いられ
る。
【0011】しかしながらゲート電極9としてアルミニ
ウムを用いた場合、その後のプロセスでの基板温度の上
昇あるいはプラズマから受ける損傷により、ゲート電極
9のアルミニウム表面の凹凸が激しくなる。この現象は
一般的にヒロックと呼ばれている(Display '91 p91
)。このアルミニウム表面の凹凸により部分的にゲー
ト絶縁膜11の極めて薄い部分が生じ、ゲート電極9と
ソース電極8間のショートが発生する。
【0012】さらにゲート電極9とソース電極8の交差
部以外でも、ゲート電極9がゲート絶縁膜11を突き抜
けて基板表面に露出した場合、液晶に対して常にDC電
圧が印加されることとなり液晶パネルの表示特性に対し
て悪影響を与えることが知られている(SID90 Digest
pp408-411)。
【0013】本発明は液晶表示パネルの大型化にかかる
上記の問題を解決すべくなされるものであり、ゲート電
極材料をアルミニウムにした場合に発生する電極表面の
凹凸を抑えることのできる薄膜トランジスタアレイ基板
を提供することを目的とするものである。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に本発明は、映像信号などの第1の信号を伝達するソー
スまたはドレーン電極母線と、このソースまたはドレー
ン電極母線と交差して配設されて走査信号などの第2の
信号を伝達するゲート電極母線と、前記ソースまたはド
レーン電極母線と前記ゲート電極母線との交差部に形成
された薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタのド
レーンまたはソースと接続された電極とを備え、前記ゲ
ート電極母線として、アルミニウムを含む第1のゲート
配線層と、この第1のゲート配線層を被覆する第2のゲ
ート配線層とを設けたものである。
【0015】
【作用】上記構成において、ゲート電極母線を2層で配
線し、第1のゲート配線層はアルミニウムを含んでいる
ため、このゲート電極母線が低抵抗となるとともに、こ
の第1のゲート配線層はクロムなどからなる第2のゲー
ト配線層により被覆されているために、その後の熱プロ
セス、プラズマプロセスを経過しても凹凸(ヒロック)
を生じることがなく、ゲート電極を平坦にできる。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。なお、従来と同じ機能のものには同符号を付す。
【0017】図1に示すように、この薄膜トランジスタ
アレイ基板は従来のものに比べて、ゲート電極母線が2
層で配線されている点が異なっている。すなわち、アル
ミニウムの低抵抗層からなる第1のゲート配線層21
は、クロムからなる第2のゲート配線層22により全体
が被覆されている。
【0018】図2,図4および図3,図5,図1はこの
薄膜トランジスタアレイ基板の製造工程を説明する断面
図および平面図である。 (1) ガラス基板からなる透光性基板1上にDCスパッタ
法でアルミニウム21Aを厚さ1000Åで堆積する
(図2の(a)参照)。
【0019】(2) このアルミニウム21Aを第1のゲー
ト配線層21の形状となる形状に選択エッチングする
(図2の(b)および図3の(a)参照)。 (3) 透光性基板1上にDCスパッタ法でCr22Aを厚
さ1000Åで堆積する。(図2の(c)参照) (4) Cr22Aを第2のゲート配線層22となるように
エッチングを施す(図2の(d)参照)。
【0020】この際、第2のゲート配線層22のパター
ンは第1のゲート配線層21のパターンを完全にカバー
し、第1のゲート配線層21の露出している部分がない
ようにする。
【0021】(5) 透光性基板1上にDCスパッタ法で透
明電極層5Aを厚さ1000Åで堆積させる(図2の
(e)参照)。 (6) 透明電極層5Aを絵素電極5の形状となるようにエ
ッチングを施す(図2の(f)および図3の(b)参
照)。
【0022】(7) ゲート絶縁膜11としてプラズマCV
D法でSiNx14を厚さ4000Å、連続的して半導
体層12としてa−Si層を厚さ1000Å、オーミッ
ク層13としてn+ a−Siを厚さ500Åで堆積する
(図4の(a)参照)。
【0023】(8) 半導体層12およびオーミック層13
にエッチングを施してチャネル領域12aとなるa−S
i島領域を形成する(図4の(b)および図5の(a)
参照)。
【0024】(9) TFT部4と絵素電極5とのコンタク
トをとるために、コンタクトホール14をエッチングに
より形成する(図4の(c)および図5の(b)参
照)。
【0025】(10)DCスパッタ法でアルミニウム金属層
15を7000Å堆積する(図4の(d)参照)。 (11)アルミニウム金属層15を、画像信号を伝えるソー
ス電極8の形状、および絵素電極5に信号を伝達するド
レイン電極10の形状に選択的にエッチングした後、チ
ャネル上に残ったn+ a−Si16をエッチング除去す
る(図1および図4の(e)参照)。
【0026】薄膜トランジスタアレイ基板を以上の構造
とすることにより、第1のゲート配線層21であるアル
ミニウムは完全にCr(第2のゲート電極22)でカバ
ーされるため、その後の熱プロセス、プラズマプロセス
を経ても第1,第2のゲート配線層21,22上に凹凸
(ヒロック)が生じることがなく、歩留まりの高い液晶
パネル用アクティブマトリクス基板を作製することがで
きる。
【0027】なお、本実施例においては第2のゲート配
線層22としてCrの場合を述べたがアルミニウムのヒ
ロックを抑えられる金属であるならば他の材料でもよ
い。本実施例ではガラス基板に対する密着強度、後プロ
セスに対する安定性を考慮してCrを用いたものであ
る。
【0028】図6〜図8は本発明の他の実施例を示すも
のであり、本実施例の作成プロセスは、図6の(a),
(b),図7の(a),(b),図8に示すように、第
1のゲート配線層31の形状がソース電極8やチャネル
下部と交差しないように選択エッチングする点だけが異
なり、他は上記実施例と同様のプロセスである。すなわ
ち、トランジスタのチャネル下部およびゲート電極9と
ソース電極8との交差部にはアルミニウムは残さない構
成とされている。
【0029】本実施例の場合、上記実施例に比較してゲ
ート電極9の抵抗値は高くなるが、第1、第2のゲート
配線層31,22におけるクロス部の下地を単層とする
ことにより段差が低減され、ソース電極8の断線、TF
T部4での不良を防止する構造が実現される。
【0030】なお、これらの実施例に示した第1のゲー
ト配線層21,31はアルミニウムを主成分とする低抵
抗材料であるならば他の材料でも効果は同じである。ま
た半導体材料もa−Siに限られるものではなく、ポリ
シリコンや他の半導体材料でもよい。絵素電極5の形成
順番も半導体層12を形成した後に作られるプロセスで
あっても本発明の主旨に反しないことは明白である。
【0031】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ゲート電
極母線として、アルミニウムを含む層で先に形成される
第1のゲート配線層と、この第1のゲート配線層を被覆
する第2のゲート配線層とを設けることによって、熱プ
ロセス、プラズマプロセスを経過しても凹凸(ヒロッ
ク)を生じることがなく、ゲート電極を平坦にできる。
これにより、液晶パネルを大型化した場合の信号の遅延
に伴う表示品質の低下を防ぐことが可能であり、かつ歩
留りの高い液晶パネルを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る薄膜トランジスタアレ
イ基板の平面図である。
【図2】同薄膜トランジスタアレイ基板の製造工程を説
明する断面図である。
【図3】同薄膜トランジスタアレイ基板の製造工程を説
明する平面図である。
【図4】同薄膜トランジスタアレイ基板の製造工程を説
明する断面図である。
【図5】同薄膜トランジスタアレイ基板の製造工程を説
明する平面図である。
【図6】本発明の他の実施例に係る薄膜トランジスタア
レイ基板の製造工程を説明する平面図である。
【図7】同薄膜トランジスタアレイ基板の製造工程を説
明する平面図である。
【図8】同薄膜トランジスタアレイ基板の製造工程を説
明する平面図である。
【図9】薄膜トランジスタを用いた表示装置の斜視図で
ある。
【図10】薄膜トランジスタ液晶パネルの等価回路であ
る。
【図11】従来の薄膜トランジスタアレイ基板の製造工
程を説明する断面図である。
【図12】同従来の薄膜トランジスタアレイ基板の製造
工程を説明する平面図である。
【図13】同従来の薄膜トランジスタアレイ基板の製造
工程を説明する断面図である。
【図14】同従来の薄膜トランジスタアレイ基板の製造
工程を説明する平面図である。
【図15】同従来の薄膜トランジスタアレイ基板の製造
工程を説明する平面図である。
【符号の説明】
1 透光性基板 2 ソース電極母線 3 ゲート電極母線 4 薄膜トランジスタ部 5 絵素電極 8 ソース電極 9 ゲート電極 10 ドレーン電極 21,31 第1のゲート配線層 22 第2のゲート配線層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 27/12 A 8728−4M 29/784 9056−4M H01L 29/78 311 G

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の信号を伝達するソースまたはドレ
    ーン電極母線と、このソースまたはドレーン電極母線と
    交差して配設されて第2の信号を伝達するゲート電極母
    線と、前記ソースまたはドレーン電極母線と前記ゲート
    電極母線との交差部に形成された薄膜トランジスタと、
    前記薄膜トランジスタのドレーンまたはソースと接続さ
    れた電極とを備え、前記ゲート電極母線として、アルミ
    ニウムを含む第1のゲート配線層と、この第1のゲート
    配線層を被覆してアルミニウムのヒロックを抑える第2
    のゲート配線層とが設けられた薄膜トランジスタアレイ
    基板。
JP32356491A 1991-12-09 1991-12-09 薄膜トランジスタアレイ基板 Pending JPH05158072A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100445286B1 (ko) * 1999-02-23 2004-08-21 샤프 가부시키가이샤 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
KR20160039080A (ko) * 2014-09-30 2016-04-08 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치

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