JPH05188397A - アクティブマトリックス液晶ディスプレイの下基板の製造方法 - Google Patents

アクティブマトリックス液晶ディスプレイの下基板の製造方法

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JPH05188397A
JPH05188397A JP455692A JP455692A JPH05188397A JP H05188397 A JPH05188397 A JP H05188397A JP 455692 A JP455692 A JP 455692A JP 455692 A JP455692 A JP 455692A JP H05188397 A JPH05188397 A JP H05188397A
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JP
Japan
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contact hole
liquid crystal
hole
crystal display
insulating film
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Withdrawn
Application number
JP455692A
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English (en)
Inventor
Masaharu Nobori
正治 登
Masumi Koizumi
真澄 小泉
Hiroyuki Fujiwara
博之 藤原
Tsutomu Nomoto
勉 野本
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.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶ディスプレイの下基板であるTFTアレ
イのコンタクトホール部分での透明電極ITO膜の断切
れによる、ITO画素電極とソース電極の断線を防止す
る。 【構成】 アクティブマトリックス液晶ディスプレイの
下基板の製造方法において、中間絶縁膜39のコンタク
トホール加工を、同種の穴形状または異種の穴形状のホ
トリソマスクを用いて第1回目のコンタクトホール4
0、第2回目のコンタクトホール41の2回に分けて加
工し、中間絶縁膜39の段差を、2段階の段差に形成
し、そのコンタクトホール40,41へ透明電極ITO
膜42を接続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アクティブマトリック
ス液晶ディスプレイの製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】非晶質シリコン(a−Si)を用いた薄
膜トランジスタを内蔵した従来のアクティブマトリック
ス液晶ディスプレイは以下のようにして製造されてい
た。図3はかかる従来のアクティブマトリックス液晶デ
ィスプレイの部分断面図、図4はそのアクティブマトリ
ックス液晶ディスプレイの部分平面図である。
【0003】以下、このアクティブマトリックス液晶デ
ィスプレイの製造方法について説明する。まず、アクテ
ィブマトリックス液晶ディスプレイの下基板となるa−
SiTFT基板は、ガラス基板1の上にクロム、ニクロ
ム、タンタルよりなる金属層を、スパッタ又は蒸着によ
り、0.1〜0.3μm程度成膜し、その後、ホトリソ
エッチングで所定の形状に加工することによりゲート電
極2を形成する。
【0004】そして、NH3 とSiH4 ガスを主成分と
するプラズマCVD(PCVD)法により、シリコン窒
化膜(SiNx)を膜厚0.1〜0.4μm、SiH4
ガスを主成分とするPCVD法により半導体層(チャネ
ル層)となるn- アモルファスシリコン(n- a−S
i)膜を膜厚0.05〜0.2μm、そしてSiH4
PH3 ガスを主成分とするPCVD法によりオーミック
層となるn+ アモルファスシリコン(n+ a−Si)
を、それぞれ基板全面に堆積させる。そして、n+ a−
Siとn- a−Si膜を島状の所定の形状に加工するこ
とにより、ゲート絶縁膜3と島状の半導体層4を形成す
る。ゲート絶縁膜3はエッチングせずに基板全面に残
す。
【0005】次に、アルミニウム、クロム、ニクロムな
どよりなる金属層を、スパッタ又は蒸着により、0.3
〜1.0μm程度成膜し、それを所定の形状に加工する
ことで、ソース電極5及びドレイン電極6を形成する。
その後、チャネル層上の不要なn+ a−Si層をCF4
+O2 ガスを主成分とするリアクティブ方式(RIE
法)等のドライエッチングで除去することによりチャネ
ル層を形成する。
【0006】そして、PCVD法により、シリコン窒化
膜(SiNx)等からなる中間絶縁膜7を形成する。そ
の後、ソースと次に形成する透明電極ITO膜との導通
のためのコンタクトホール8を中間絶縁膜の所定部分に
形成する。そして、ITO膜をスパッタ又は蒸着によ
り、0.1μm程度基板全面に成膜する。そして、加工
により、所定の形状に形成することにより、表示用電極
となる透明電極9を形成する。
【0007】最後に、窒化シリコン膜(SiNx)を所
定の領域にPCVD法と加工により形成し、表面保護膜
10とする。以上の透明電極とa−SiTFTを2次元
的に配置することにより、液晶用a−SiTFTアレイ
基板が完成する。以下図示せず。このTFTアレイ基板
上に膜厚0.1μmのポリイミドよりなる有機膜を形成
し、ラビング処理することにより、配向処理膜を形成す
る。その後、セル間隔を均一に形成、保持するために、
直径3〜10μmのスペーサを配向処理膜上に散布する
ことで下基板が完成する。
【0008】一方、上基板(対向電極側)は、以下に示
すごとく形成される。ガラス12の上に光の漏れを防止
してコントラストを向上させるためのブラックマトリッ
クス層13を形成する。次に、印刷または電着等と加工
により電着層14を形成する。この上に平坦層15を形
成後、対向電極として膜厚0.1μm程度のITO膜よ
りなる対向透明電極16をスパッタ又は、蒸着と加工に
より所定の形状に形成する。更に、この対向透明電極1
6上に膜厚0.1μm程度のポリイミドよりなる有機膜
を形成し、ラビング処理することで、配向処理膜17を
形成する。更に、高分子材料絶縁材料(エポキシ系等の
材料)にスペーサを混入させた材料を用いた膜厚のスク
リーン印刷法により、膜厚5〜20μmのシール層18
を所定のパターンで形成することで、上基板が完成す
る。
【0009】上下の基板が完成したら、シール層を挟ん
で、シール層により上下基板を位置合せし、貼り合わ
せ、加圧固定し、シール層を加熱硬化させる。更に、シ
ール層の内側を真空脱気した後、所定の注入口より液晶
19を注入する。最後に注入口を封止し、偏光膜20を
所定の位置に貼り付けることにより、a−SiTFTを
用いた液晶ディスプレイが完成する。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、SiN
中間絶縁膜のコンタクトホール加工で、良好なテーパ形
状のコンタクトホールを再現性よく安定して形成するこ
とは困難である。湿式エッチングではコンタクトホール
寸法が大となり易く、一方、ドライエッチングではテー
パ形状を作り難い。
【0011】このため、ITO電極(表示用透明電極)
が、SiNコンタクトホール段差部分で断線し易く、I
TOとソース電極が接続されないという問題点があっ
た。この断線発生確率は、大面積化、大容量化、高精細
化となるにしたがって、顕著となる。本発明は、液晶デ
ィスプレイの下基板であるTFTアレイのコンタクトホ
ール部分での透明電極ITO膜の断切れによる、ITO
画素電極とソース電極の断線を防止して、表示品質低下
のない優れたアクティブマトリックス液晶ディスプレイ
の下基板の製造方法を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、透光性絶縁基板上にゲート電極、ゲート
絶縁膜、n- アモルファスシリコン半導体層、n+ アモ
ルファスシリコンオーミック層、ソース・ドレイン電
極、中間絶縁膜、表示用透明電極、表面保護膜を含むア
モルファスシリコン薄膜トランジスタアレイを有するア
クティブマトリックス液晶ディスプレイの下基板の製造
方法において、前記中間絶縁膜のコンタクトホールを、
同種の穴形状または異種の穴形状のホトリソマスクを用
いて第1回目のコンタクトホール、第2回目のコンタク
トホールの2回に分けて加工し、中間絶縁膜の段差を、
2段階の段差に形成する工程と、該コンタクトホールへ
表示用透明電極を接続する工程とを設けるようにしたも
のである。
【0013】
【作用】本発明によれば、上記のように、液晶ディスプ
レイの下基板であるa−SiTFTアレイの製造方法に
おいて、(1)同種のコンタクト穴形状ホトリソマスク
を用いて、かつ第1ホールと若干ずらした第2ホールの
2回に分けて、ホトリソ、エッチングの加工すること、
又は(2)異種の穴形状のホトリソマスクを用いて第1
回目のコンタクトホール、第2回目のコンタクトホール
の2回に分けて加工することで、中間絶縁膜であるSi
N膜の段差を2段階のステップ構造とする。
【0014】したがって、表示用透明電極のコンタクト
ホールにおけるステップカバレージが良好になり、表示
用透明電極の断線を低減することができる。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図1は本発明の実施例を示す液
晶ディスプレイの要部断面図、図2はその液晶ディスプ
レイの要部平面図である。まず、アクティブマトリック
ス液晶ディスプレイの下基板となるa−SiTFT基板
は、ガラス基板31の上にクロム、ニクロム、タンタル
よりなる金属層を、スパッタ又は蒸着により、0.1〜
0.3μm程度成膜し、その後、ホトリソエッチングで
所定の形状に加工することによりゲート電極32を形成
する。
【0016】そして、NH3 とSiH4 ガスを主成分と
するプラズマCVD(PCVD)法により、シリコン窒
化膜(SiNx)を膜厚0.1〜0.4μm、SiH4
ガスを主成分とするPCVD法により半導体層(チャネ
ル層)となるn- アモルファスシリコン(n- a−S
i)膜を膜厚0.05〜0.2μm、そしてSiH4
PH3 ガスを主成分とするPCVD法によりオーミック
層となるn+ アモルファスシリコン(n+ a−Si)
を、それぞれ基板全面に堆積させる。そして、n+ a−
Siとn- a−Si膜を島状の所定の形状に加工するこ
とにより、ゲート絶縁膜33と島状の半導体層34を形
成する。ゲート絶縁膜34はエッチングせずに基板全面
に残す。
【0017】次に、アルミニウム、クロム、ニクロムな
どよりなる金属層を、スパッタ又は蒸着により、0.3
〜1.0μm程度成膜し、それを所定の形状に加工する
ことで、ソース電極35及びドレイン電極36を形成す
る。その後、チャネル層上の不要なn+ a−Si層をC
4 +O2 ガスを主成分とするリアクティブ方式(RI
E法)等のドライエッチングで除去することにより、チ
ャネル層を形成する。
【0018】そして、PCVD法により、シリコン窒化
膜(SiNx)等からなる中間絶縁膜39を形成する。
次に、その中間絶縁膜39のコンタクトホール加工を以
下に説明する。同種の穴形状、または異種の穴形状のホ
トリソマスクを用いて第1回目コンタクトホール、第2
回目コンタクトホールの2回に分けて加工することで2
段階の段差を形成する。
【0019】その形成方法としては、2種類の方法があ
る。つまり、 (1)同種のコンタクトホール形状ホトリソマスクを用
いて、かつ第1ホールと若干ずらした第2ホールの2回
に分けてホトリソ・エッチングの加工をすることで、上
記中間絶縁膜39の段差を2段階のステップ構造、つま
り、第1回目のコンタクトホール40と第2回目のコン
タクトホール41を形成し、そこに、ITO電極断線を
低減するようにしたもの。
【0020】(2)異種の穴形状のホトリソマスクを用
いて第1回目のコンタクトホール、第2回目のコンタク
トホールの2回にわけて加工することにより、中間絶縁
膜であるSiN膜の段差を2段階のステップ構造とし、
ITO電極断線を低減するようにしたものである。つま
り大小2種類の穴パターンのマスクを用いて、穴小パタ
ーンマスク、穴大パターンマスクの順番で2回に分けて
加工する。
【0021】上記(1)の同種の穴形状、または上記
(2)の異種の穴形状のホトリソマスクを用いて2回に
分けて加工するにあたり、第1回目のコンタクトホール
は下地金属層に到達するまでエッチングし、第2回目の
コンタクトホールは途中段階で終了し、コンタクトホー
ルのステップ形状を2段階の段差とする。上記(1)、
(2)の方法を用いれば、HF系エッチング液を用いた
湿式エッチングでも、CF4 系反応ガスを用いたドライ
エッチングでも、良好な段差形状のSiNのコンタクト
ホールを形成することができる。
【0022】その後、そのコンタクトホール40,41
を介して、ソース電極35と次に形成する透明電極IT
O膜42との導通をとる。つまり、ITO膜をスパッタ
又は蒸着により、0.1μm程度基板全面に成膜する。
そして、加工により、所定の形状に形成することにより
表示用電極となる透明電極42を形成する。最後に、窒
化シリコン膜(SiNx)を所定の領域にPCVD法と
加工により形成し、表面保護膜(図示なし)を形成す
る。
【0023】以後の工程、つまり、ITO電極形成工程
から最後の表面保護膜形成までは、従来技術と同様に行
なう。これにより透明電極付TFTが完成する。以上の
透明電極付きa−SiTFTアレイ基板(下基板)が完
成する。これ以降の工程、つまり対向電極基板(上基
板)、及びセル化工程は、従来技術と同一である。この
ようにして液晶ディスプレイが完成する。
【0024】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能で
あり、それらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
【0025】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、中間絶縁膜であるSiN膜のコンタクトホール
の段差を、2段階の段差に形成することにより、その段
差部分での透明電極ITO膜のステップカバレージを良
好にすることができる。これにより、透明電極ITO膜
の断線による点欠陥を大幅に低減することができ、表示
品質の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す液晶ディスプレイの要部
断面図である。
【図2】本発明の実施例を示す液晶ディスプレイの要部
平面図である。
【図3】従来のアクティブマトリックス液晶ディスプレ
イの部分断面図である。
【図4】従来のアクティブマトリックス液晶ディスプレ
イの部分平面図である。
【符号の説明】
31 ガラス基板 32 ゲート電極 33 ゲート絶縁膜 34 島状の半導体層 35 ソース電極 36 ドレイン電極 39 中間絶縁膜 40 第1回目のコンタクトホール 41 第2回目のコンタクトホール 42 透明電極ITO膜
───────────────────────────────────────────────────── 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 (72)発明者 野本 勉 東京都港区虎ノ門1丁目7番12号 沖電気 工業株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透光性絶縁基板上にゲート電極、ゲート
    絶縁膜、n- アモルファスシリコン半導体層、n+ アモ
    ルファスシリコンオーミック層、ソース・ドレイン電
    極、中間絶縁膜、表示用透明電極、表面保護膜を含むア
    モルファスシリコン薄膜トランジスタアレイを有するア
    クティブマトリックス液晶ディスプレイの下基板の製造
    方法において、(a)前記中間絶縁膜のコンタクトホー
    ルを、同種の穴形状または異種の穴形状のホトリソマス
    クを用いて第1回目のコンタクトホール、第2回目のコ
    ンタクトホールに分けて加工し、前記中間絶縁膜の段差
    を、2段階の段差に形成する工程と、(b)該コンタク
    トホールへ表示用透明電極を接続する工程とを有するこ
    とを特徴とするアクティブマトリックス液晶ディスプレ
    イの下基板の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記中間絶縁膜のコンタクトホールを、
    同一寸法の穴パターンのマスクを用いて、若干ずらし
    て、2回に分けて加工することを特徴とする請求項1記
    載のアクティブマトリックス液晶ディスプレイの下基板
    の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記中間絶縁膜のコンタクトホールを、
    大小2種類の寸法の穴パターンのマスクを用いて、穴小
    パターンマスク、穴大パターンマスクの順番で2回に分
    けて加工することを特徴とする請求項1記載のアクティ
    ブマトリックス液晶ディスプレイの下基板の製造方法。
  4. 【請求項4】 同種の穴形状、または異種の穴形状のホ
    トリソマスクを用いて2回に分けて加工するにあたり、
    第1回目のコンタクトホールは下地金属層に到達するま
    でエッチングし、第2回目のコンタクトホールは途中段
    階で終了し、コンタクトホールのステップ形状を2段階
    の段差とすることを特徴とする請求項1記載のアクティ
    ブマトリックス液晶ディスプレイの下基板の製造方法。
JP455692A 1992-01-14 1992-01-14 アクティブマトリックス液晶ディスプレイの下基板の製造方法 Withdrawn JPH05188397A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19623069A1 (de) * 1995-08-29 1997-03-06 Lg Electronics Inc Flüssigkristallanzeigevorrichtung und Verfahren zum Herstellen derselben
US5760861A (en) * 1996-02-03 1998-06-02 Lg Electronics, Inc. Liquid crystal display device and a method for fabricating black matrix thereto
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JP2007322563A (ja) * 2006-05-31 2007-12-13 Hitachi Displays Ltd 表示装置

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Effective date: 19990408