JPH05265033A - 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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JPH05265033A
JPH05265033A JP5988092A JP5988092A JPH05265033A JP H05265033 A JPH05265033 A JP H05265033A JP 5988092 A JP5988092 A JP 5988092A JP 5988092 A JP5988092 A JP 5988092A JP H05265033 A JPH05265033 A JP H05265033A
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JP
Japan
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glass substrate
gate electrode
liquid crystal
crystal display
electrode wiring
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Withdrawn
Application number
JP5988092A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Fujiwara
博之 藤原
Mamoru Yoshida
守 吉田
Masaharu Nobori
正治 登
Itsuchiyou Shiyou
一超 蒋
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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Publication date
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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
イの特性(オン電流、オフ電流、閾値電圧)を均一と
し、色ムラ、コントラスト不足、不均一のない表示品質
の向上を図る。 【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、ガラス基板11上にゲート
電極配線13を形成し、そのゲート電極配線13とガラ
ス基板セット用治具21とを非導通状態にセットし、ゲ
ート電極配線13の電位を浮かせた状態において、プラ
ズマCVD法により、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、中間絶縁膜、表面保護膜を形成する。

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】従来、非晶質シリコン(a−Si)を用
いた薄膜トランジスタ(a−SiTFT)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平面図、図4
は図3のA−A線断面図である。
【0003】これらの図に示すように、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−SiTF
T(以下、下基板という)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、スパッタま
たは蒸着により、0.1〜0.3μm程度成膜し、その
後、ホトリソエッチングによって、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】次に、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を、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0.05〜0.2μm、そして、SiH4 +P
3 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を島状の所定の形状に加工すること
で、ゲート絶縁膜3と島状の半導体層4を形成し素子分
離とする。この時、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(Al)、クロム(C
r)、ニクロム(NiCr)等よりなる金属を、スパッ
タまたは蒸着により、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およ
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)などのドライエッチン
グで除去することで、チャネル層を形成する。
【0006】次に、PCVD法によりシリコン窒化膜
(SiNx)など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7の所定部
分に形成する。そして、ITO膜をスパッタまたは蒸着
により、0.1μm程度基板全面に成膜する。また、H
I系、HCl系、FeCl3 系等のエッチング液を用い
て加工し、所定の形状に形成することで表示用電極とな
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
的に配置することで、液晶用a−SiTFTアレイ基板
が完成する。以下図示せず。このTFTアレイ基板上と
ITOパターン付き対向基板を、通常の液晶セルプロセ
スを用いることで、液晶ディスプレイが完成する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上述
べたように、従来技術では以下に述べるゲート絶縁膜、
- 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の各膜の質及び厚み不均一による
TFT特性(オン電流、オフ電流、閾値電圧)の不均一
性(バラツキ大)に問題がある。
【0009】図5は従来の方法によるプラズマCVDの
ガラス基板のセット状態の断面図、図6は図5に示すガ
ラス基板の平面図である。これらの図において、10は
プラズマCVD反応槽、11はTFTガラス基板、12
はガラス基板セット用治具である。この時、プラズマに
よりTFTガラス基板11の表面は帯電する。
【0010】ところで、ガラス基板11とゲート電極配
線13の接触状態は2タイプある。 接触が不安定な場合;ゲート電極配線が金属製ガラス
基板セット用治具と接触が不安定な時は、接触点付近で
ランダムに放電し易く、ガラス基板表面の電位が不安定
となる。またTFTガラス基板面内で不均一となる。 接触が完全な場合;一方、ゲート電極配線が金属製ガ
ラス基板セット用治具と接触しているため、プラズマに
よるガラス基板上の電荷は、ゲート電極配線を通してガ
ラス基板セット用治具からプラズマCVD本体へ逃げ
る。従って、放電は起きないが、ゲート電極配線抵抗に
よる影響のため電荷が逃げる状況が異なるためガラス基
板表面の電位が不均一となる。
【0011】以上の原因により、プラズマによるTFT
ガラス表面の電位は基板中で不均一となりやすい。この
電位が不均一なことに起因して、各膜の膜質や膜厚の不
均一の原因となる。TFTの特性は、プラズマCVDで
のゲート絶縁膜、n- アモルファスシリコン半導体層、
+ アモルファスシリコンオーミック層の膜質、膜厚の
影響、効果を受ける。従って、各膜の膜厚、膜質が不均
一、不均質となると、TFT特性のパラツキは大とな
り、不均一となる。また、TFT特性そのものが不均一
となるばかりでなく、エッチング時間等の加工でのバラ
ツキとなり、これは、各下地層のダメージとなり、プロ
セスが不安定となり、歩留まりの低下の原因となる。
【0012】この特性の不均一(バラツキ大)の問題点
は、大面積化、大容量化、高微細化となるにしたがって
顕著となる。このことは、AMLCDの表示色ムラ、コ
ントラスト不足、不均一となり、表示品質の低下の問題
点となる。本発明は、上記問題点を除去し、液晶ディス
プレイの下基板であるTFTアレイの特性(オン電流、
オフ電流、閾値電圧)を均一とし、色ムラ、コントラス
ト不足、不均一のない表示品質が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。
【0013】
【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、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、ガラス基板上にゲート
電極配線を形成し、該ゲート電極配線とガラス基板セッ
ト用治具とを非導通状態にセットし、前記ゲート電極配
線の電位を浮かせた状態において、プラズマCVD法に
よりゲート絶縁膜、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、中間絶縁
膜、表面保護膜を形成するようにしたものである。
【0014】
【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は本発明の第1の実施例を
示す液晶ディスプレイの下基板の製造状態を示す断面
図、図2はその液晶ディスプレイの下基板のセット状態
を示すB−B線矢視図である。
【0015】まず、ガラス基板11上にはゲート電極配
線13が形成される。次に、その基板上にゲート絶縁
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をプラズマCVD法により形
成する。ガラス基板温度、ガス混合比、ガス流量、ガス
圧力、RF電力は従来通りで良い。この時、この実施例
においては、プラズマCVD法において、予めガラス基
板11上に形成してあるゲート電極配線13と、金属よ
りなるガラス基板セット用治具21とを非導通状態と
し、ゲート電極配線13の電位を浮かせた状態でのプラ
ズマCVD法によりゲート絶縁膜、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
層を形成する。
【0016】ここでは、図に示すように、ガラス基板1
1と基板セット用治具21との間に枠状の絶縁物スペー
サ22を設置することにより、ゲート電極配線13とガ
ラス基板セット用治具21とを非導通状態となし、ゲー
ト電極配線13の電位を浮かせることにより、プラズマ
CVDを行ない、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
を形成する。
【0017】また、絶縁物スペーサ22の材料は、ガラ
ス、セラミック等があり、プラズマCVDの構造、方式
等、またTFTのガラス基板形状等の条件にあったもの
を選択する。更に、絶縁物スペーサ22は、プラズマC
VDの構造、方式等、またTFTのガラス基板形状等の
条件にあった形状とすることができる。例えば細長い平
板状ガラス等を、ガラス基板と基板セット用治具とが接
触する領域(4辺)にサンドイッチ状に配置するように
してもよい。
【0018】図7は本発明の第2の実施例を示す液晶デ
ィスプレイの下基板の製造状態を示す断面図、図8はそ
の液晶ディスプレイの下基板のセット状態を示すC−C
線矢視図である。この実施例においては、図7に示すよ
うに、ゲート電極配線20をガラス基板11上の周辺か
ら、エッチング等により除いた絶縁領域23を形成する
ことにより、ゲート電極配線20とガラス基板セット用
治具21を非接触状態となし、ゲート電極配線20の電
位を浮かせた状態で、プラズマCVDを行ない、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を形成する。
【0019】この時、ゲート電極配線を形成しない領域
の形状は、プラズマCVDの構造、方式等、またTFT
アレイのパターン形状、TFTのガラス基板形状等の条
件により決定する。例えば、5〜10mmの幅で4辺の
周辺領域にゲート電極配線なしの絶縁領域23を形成す
ることにより、たとえガラス基板11とガラス基板セッ
ト用治具21とが接触しても、ゲート電極配線13とガ
ラス基板セット用治具21との間を電気的に非導通状態
にすることができる。
【0020】以上により、プラズマCVD工程を完了す
る。そして、以後の工程の中で、中間絶縁膜の形成と最
後の表面保護膜の形成も、上記した本発明の製造方法を
用いて形成する。それ以外は、従来技術で行なう。これ
により、透明電極付きTFTが完成する。以上の透明電
極付きa−SiTFTを2次元的に配置することで、a
−SiTFTアレイ基板(下基板)が完成する。
【0021】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、従来技術と同様に行なう。
このようにして、液晶ディスプレイが完成する。
【0022】
【表1】
【0023】表1は従来の場合と本発明の場合とを対比
した成膜時の膜厚の均一性を示したものである。すなわ
ち、ゲート電極配線とガラス基板セット用治具の導通状
態を変化させ、その他の成膜条件(基板温度、ガス流
量、ガス圧力、RFパワー等)は一定としている。この
表に示すように、従来のようにゲート電極配線とガラス
基板セット用治具が導通している場合には、その膜厚の
均一性は±7〜10%、本発明の第1実施例、つまり、
絶縁物スペーサによりゲート電極配線とガラス基板セッ
ト用治を絶縁した場合は、その膜厚の均一性は±3〜5
%、本発明の第2実施例、つまり、周辺部のゲート電極
を除去して、絶縁領域を形成した場合は、その膜厚の均
一性も同様に±3〜5%にすることができる。
【0024】このように、プラズマCVD成膜の均一性
が基板上に形成されている電極と基板セット用治具との
導通状態の影響を受けることが明らかであり、非導通状
態にすることにより、膜厚の均一性を改善することがで
きる。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いて種々の変形が可能であ
り、こ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、予めガラス基板上に形成してあるゲート電極配
線とガラス基板セット用治具とを非導通状態とし、ゲー
ト電極配線の電位を浮かせた状態でのプラズマCVD法
により、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、中間絶
縁膜、表面保護膜を形成するようにしているため、プラ
ズマによるTFTガラス表面の電位は基板中で均一とな
り易い。
【0026】この効果により、各膜の膜厚、膜質は均
一、均質となる。このため、各膜の加工も均一で、かつ
再現性が良好であるので、TFTプロセス全体が安定す
る。これにより、TFT特性(オン電流、オフ電流、閾
値電圧)は大面積であっても均一で、かつ再現性を良好
に行なえるため、大面積アクティブマトリックス液晶デ
ィスプレイの色ムラの低減、コントラスト向上、均一化
により表示色が均一となり表示品質の向上を図ることが
できる。
【0027】また、この方法を実施するには、特別に高
価な設備、治具等は不要であり、安価に実行することが
できる。またTFT構造、プロセスの変更は不要であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す液晶ディスプレイ
の下基板の製造状態を示す断面図である。
【図2】本発明の第1の実施例を示す液晶ディスプレイ
の下基板のセット状態を示すB−B線矢視図である。
【図3】従来のアクティブマトリックス液晶ディスプレ
イの部分平面図である。
【図4】図3のA−A線断面図である。
【図5】従来の方法によるプラズマCVDのガラス基板
のセット状態の断面図である。
【図6】図5に示すガラス基板の平面図である。
【図7】本発明の第2の実施例を示す液晶ディスプレイ
の下基板の製造状態を示す断面図である。
【図8】本発明の第2の実施例を示す液晶ディスプレイ
の下基板のセット状態を示すC−C線矢視図である。
【符号の説明】
11 ガラス基板 13 ゲート電極配線 21 ガラス基板セット用治具 22 絶縁物スペーサ 23 絶縁領域
───────────────────────────────────────────────────── 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 21/90 C 7735−4M (72)発明者 蒋 一超 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 (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(a)ガラス基板上にゲート電極配線を形
    成し、(b)該ゲート電極配線とガラス基板セット用治
    具とを非導通状態にセットし、(c)前記ゲート電極配
    線の電位を浮かせた状態において、プラズマCVD法に
    よりゲート絶縁膜、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、中間絶縁
    膜、表面保護膜を形成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】 前記ガラス基板と基板セット用治具との
    間に絶縁物スペーサを設置することにより、ゲート電極
    配線とガラス基板セット用治具とを非導通状態とするこ
    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。
  3. 【請求項3】 前記ゲート電極配線をガラス基板上の周
    辺を除いた領域に形成するにより、ゲート電極配線とガ
    ラス基板セット用治具とを非導通状態とすることを特徴
    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。
JP5988092A 1992-03-17 1992-03-17 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 JPH05265033A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002064854A1 (fr) * 2001-02-15 2002-08-22 Kaneka Corporation Procede de constitution d'une couche mince de silicium et pile solaire possedant une couche mince de silicium

Cited By (5)

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