JPH0720490A - 液晶表示装置とその製造方法 - Google Patents

液晶表示装置とその製造方法

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JPH0720490A
JPH0720490A JP15041993A JP15041993A JPH0720490A JP H0720490 A JPH0720490 A JP H0720490A JP 15041993 A JP15041993 A JP 15041993A JP 15041993 A JP15041993 A JP 15041993A JP H0720490 A JPH0720490 A JP H0720490A
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JP
Japan
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layer
electrode
gate
drain
semiconductor
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JP15041993A
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English (en)
Inventor
Ryuji Nishikawa
龍司 西川
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ゲート絶縁膜に設けられたコンタクトホール
が逆テーパー形状になることによって、TFTと表示電
極との接続不良を招くことを防止する。 【構成】 ステップカバレッジの良いN+a−Si層
(21)を、TFTのチャンネル部から表示電極(1
6)まで延在して接続し、ソース電極(24)をメタル
/N+a−Siの2層構造とすることにより、ソース電
極(24)の膜剥がれや段切れを防止し、上記目的を達
成する。また、ソース・ドレイン配線をメタル/N+
−Siの2層構造とすることにより、断線を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、薄膜トンジスタ(以下
TFTと略す)を用いたアクティブマトリクス駆動の液
晶表示装置において、特に、TFTと表示電極との良好
な接続を達成した液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、アクティブマトリックス型液晶表
示装置は、携帯用TV、ビデオモニター、液晶プロジェ
クターおよびOA機器等のディスプレイ装置などに用い
られているが、大画面化や高精細化のため画素数が増加
する傾向にある。このため構造や製造技術の改善が求め
られる。特に、高精細化にともないTFTの製造技術の
向上と欠陥の防止は大きな課題となっている。
【0003】以下でドレイン−ゲート間及びソース−ゲ
ート間の短絡防止のためゲート絶縁膜を2層にした、2
層ゲート絶縁膜構造の液晶表示装置について、従来例を
図6を参照しながら説明する。先ずガラス基板(50)
上に、ゲートライン(52)、ゲートライン(52)と
一体のゲート電極(51)、補助容量ライン(54)、
補助容量ライン(54)と一体の補助容量電極(53)
が設けられており、これらを覆って、全面に下層ゲート
絶縁膜(55)が積層されている。下層ゲート絶縁膜
(55)上の表示領域には表示電極(56)が設けられ
ており、非表示領域には上層ゲート絶縁膜(57)が積
層されている。上層ゲート絶縁膜(57)上の前記ゲー
ト電極(51)に対応する領域には半導体動作層(5
8),半導体コンタクト層(60)、及びエッチングス
トッパー(59)が設けられている。更に、半導体コン
タクト層(60)に接続されるドレイン電極(61)、
前記表示電極(56)に接続されるソース電極(6
3)、及び前記ドレイン電極(61)と一体のドレイン
ライン(62)が形成されている。
【0004】図6の構造は以下の方法により製造され
る。ガラス基板(10)上にゲート配線材料として、例
えばCrをスパッタリングにより、1500Åの膜厚で
積層し、パターニングすることにより、ゲート電極(5
1)、補助容量電極(53)、及びゲート電極(51)
と一体のゲートライン(52)、補助容量電極(53)
と一体の補助容量ライン(54)が形成される。次に、
下層ゲート絶縁膜(55)として、全面に2000〜4
000ÅのSiNxまたはSiO2を、CVDなどによ
り積層する。続いて、下層ゲート絶縁膜(55)上にI
TOを、スパッタリングで1500Åの膜厚に積層しパ
ターニングすることにより、表示領域に残して表示電極
(56)が形成される。更に全面に、上層ゲート絶縁膜
(57)として、2000〜4000ÅのSiNxまた
はSiO2を、CVDなどにより積層し、引き続きCV
Dで、アモルファスシリコン(以下、a−Siと略す)
及びSiNxを、それぞれ、1000Å、2500Åの
膜厚に、連続で形成する。最上層のSiNxは、パター
ニングでゲート電極(51)に対応する部分に残すこと
により、エッチングストッパー(59)となる。次に、
燐がドープされたアモルファスシリコン(以下で、N+
a−Siと略す)をCVDで500Åの厚さに形成し、
+a−Si及びa−Siを同一のマスクでパターニン
グしてTFTのチャンネル部に残すことにより、半導体
コンタクト層(60)及び半導体動作層(58)が形成
される。そして、ソース・ドレイン配線として、例えば
Alを8000Å程度の厚さに積層してパターニングす
ることにより、ドレイン電極(61)、ドレインライン
(62)及びソース電極(63)が形成される。最後
に、ドレイン電極(61)及びソース電極(63)をマ
スクとして半導体コンタクト層(60)のセンター部を
エッチング除去することにより、ドレイン部及びソース
部に分離して、図6に示される構造になる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
液晶表示装置には、製造工程において、SiNxまたは
SiO2でなる上層ゲート絶縁膜(57)の所定の領域
をエッチングして表示電極(56)を露出させる際、上
層ゲート絶縁膜(57)がエッジ部で逆テーパー形状に
なる。そのため、ソース電極(63)がこの部分で段切
れや、膜剥がれをおこして、表示電極(56)との接続
不良を招くという問題があった。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題に鑑
みて成され、透明な絶縁性基板上に設けられた複数のゲ
ートラインと、ゲートラインに直交して設けられた複数
のドレインラインと、ゲートラインとドレインラインに
囲まれた領域に設けられた表示電極と、ゲートラインと
一体のゲート電極、ゲート絶縁膜を挟みゲート電極に対
向して設けられた半導体動作層、半導体動作層の一端に
被覆された第1の半導体コンタクト層、半導体動作層の
他の一端に被覆された第2の半導体コンタクト層、ドレ
インラインと一体で、かつ、第1の半導体コンタクト層
上に被覆されるドレイン電極、及び、表示電極に接続さ
れ、かつ、第2の半導体コンタクト層上に被覆されるソ
ース電極よりなる薄膜トランジスタとを少なくとも有す
る液晶表示装置において、前記第2の半導体コンタクト
層は、前記半導体動作層から前記表示電極まで延在され
て接続され、かつ、前記ソース電極は前記第2の半導体
コンタクト層上に設けられた構造と、透明な絶縁性基板
上に、ゲート電極及びゲートラインを形成する工程と、
ゲート電極及びゲートラインを被覆して、下層ゲート絶
縁膜を形成する工程と、下層ゲート絶縁膜上の、表示領
域となる予定の領域に表示電極を形成する工程と、表示
電極を被覆して、全面に上層ゲート絶縁膜及び上層ゲー
ト絶縁膜上に非単結晶シリコン層、更に、非単結晶シリ
コン層上に絶縁層を形成する工程と、絶縁層をパターニ
ングすることにより、エッチングストッパーを形成する
工程と、非単結晶シリコン層をパターニングすることに
より、薄膜トンジスタが形成される予定の領域に残し
て、半導体動作層を形成する工程と、エッチングストッ
パーを被覆して、全面に不純物が混入された非単結晶シ
リコン層を形成する工程と、不純物が混入された非単結
晶シリコン層上に導電層を形成する工程と、導電層及び
不純物が混入された非単結晶シリコン層を、同一マスク
でパターニングすることにより、半導体動作層の一端に
被覆されるドレイン電極、半導体動作層の他の一端に被
覆され、かつ、表示電極に接続されるソース電極、及び
ドレイン電極と一体のドレインラインを形成する工程と
を有する製造方法により前述の課題を解決するものであ
る。
【0007】
【作用】普通、TFTの半導体動作層及び半導体コンタ
クト層は、それぞれ、プラズマCVDで形成されたa−
Si膜、及び電気伝導率を上昇させるためにa−Siに
燐をドープしたN+a−Si膜である。一般にプラズマ
膜はステップカバレッジが良い。そのため、N+a−S
i層(21)をTFTのチャンネル部から表示電極(1
6)まで延在することで、上層ゲート絶縁膜(17)の
逆テーパー部にも良く対応し、高い密着性をもって接続
されることになる。
【0008】また、全面に積層されたソース・ドレイン
配線用のメタルとN+a−Siを同一マスクでエッチン
グする方法により、ドレイン電極(22)、ドレインラ
イン(23)及びソース電極(24)が、N+a−Si
とメタルの2層構造になるので、断線や膜剥がれの防止
につながる。特に、上層ゲート絶縁膜(17)の段差に
よるソース電極(63)の断切れが防がれる。
【0009】
【実施例】以下で本発明の実施例を図1を参照しながら
説明する。絶縁性のガラス基板(10)上にゲート電極
(11)、補助容量電極(13)、及びゲート電極(1
1)と一体のゲートライン(12)、補助容量電極(1
3)と一体の補助容量ライン(14)が設けられてお
り、これらを被って全面には下層ゲート絶縁膜(15)
が積層されている。下層ゲート絶縁膜(15)上の表示
領域には表示電極(16)が、非表示領域には上層ゲー
ト絶縁膜(17)が設けられている。上層ゲート絶縁膜
(17)上のゲート電極(11)に対応する領域にはT
FTの動作層であるa−Si層(18)が形成されてお
り、a−Si層(18)上のチャンネル部には、配線の
パターン形成の際にa−Si層(18)を保護するため
のエッチングストッパー(19)が設けられている。更
にエッチングストッパー(19)をはさんで、a−Si
層(18)の一端にはN+a−Si層(20)とメタル
の2層構造であるドレイン電極(22)が被覆されてお
り、a−Si層(18)の別の一端にはN+a−Si層
(21)とメタルの2層構造であるソース電極(24)
が被覆されている。更に、ドレイン電極(22)と一体
でドレインライン(23)が設けられており、ソース電
極(24)は表示電極(16)に接続されている。
【0010】図1の構造では、ソース・ドレイン配線は
下層がN+a−Si、上層がメタルの2層構造となって
おり、二つのN+a−Si層(20,21)は、a−S
i層(18)との接続部において、それぞれa−Si層
(18)と電気的導通をもつドレイン電極(22)及び
ソース電極(24)のコンタクト層として機能する。続
いて図2から図5を参照しながら製造方法を説明する。
【0011】まずガラス基板(10)上に、ゲート配線
材料として例えばCrをスパッタリングにより約150
0Å積層して、所定のパターニングを行うことによりゲ
ート電極(11)、ゲートライン(12)、補助容量電
極(13)、補助容量ライン(14)が形成される。続
いて、全面にSiNxまたはSiO2を2000〜40
00Åの厚さにCVD成膜し、これを下層ゲート絶縁膜
(15)としている。次に、透明導電材料としてITO
を約1000Åの膜厚にスパッタリングしパターニング
することにより表示領域に残して、表示電極(16)が
形成される(以上図2参照)。
【0012】続いて、上層ゲート絶縁膜(17)として
SiNx(またはSiO2)を2000〜4000Åの
厚さに、プラズマCVDにより成膜し、引き続きプラズ
マCVDで、a−Siを1000Å、SiNxを250
0Åの厚さに連続成膜する。最上層のSiNxをパター
ンニングすることにより、ゲート電極(11)に対応す
る部分に残して、エッチングストッパー(19)が設け
られる(以上図3参照)。続いて別のマスクパターンで
a−Siを、TFT部を残してエッチング除去すること
により、TFTのa−Si層(18)が形成される。更
に別のマスクで上層ゲート絶縁膜(17)の表示電極
(16)上の部分をエッチング除去することにより、表
示電極(16)が露出され、後で形成されるソース電極
(24)とのコンタクト部が設けられる。(以上図4参
照)。
【0013】次に、500ÅのN+a−Siをプラズマ
CVDで成膜し、続いてソース・ドレインの配線材料と
して、例えば、Al/Moの2層膜をスパッタリングに
より、7000Å/1000Å程度の厚さに積層する
(以上図5参照)。そして、Al/Mo及びN+a−S
iを同一のマスクでパターニングすることにより、Al
/Mo/N+a−Si構造のドレイン電極(22)、ド
レインライン(23)、ソース電極(24)が形成され
て図1に示される構造になる。
【0014】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、ステッ
プカバレッジの良いN+a−Si層(21)を表示電極
(16)まで延在接続することにより、N+a−Siが
下地の形状に良く馴染んで、ソース電極(24)の段切
れや膜剥がれが防止でき、TFTと表示電極(16)と
の良好な接続が得られた。更に、ソース・ドレイン配線
をN+a−Siとメタルの2層にしたことにより、断線
の防止につながった。
【0015】また、N+a−Siとソース・ドレイン配
線用のメタル層を同一のマスクでパターニングすること
により、マスク数の増加を防ぐことができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例である液晶表示装置の断面図で
ある。
【図2】本発明の実施例である液晶表示装置の製造方法
を説明する断面図である。
【図3】本発明の実施例である液晶表示装置の製造方法
を説明する断面図である。
【図4】本発明の実施例である液晶表示装置の製造方法
を説明する断面図である。
【図5】本発明の実施例である液晶表示装置の製造方法
を説明する断面図である。
【図6】従来の液晶表示装置の断面図である。
【符号の説明】
10 ガラス基板 11 ゲート電極 12 ゲートライン 13 補助容量電極 14 補助容量ライン 15 下層ゲート絶縁膜 16 表示電極 17 上層ゲート絶縁膜 18 a−Si層 19 エッチングストッパー 20,21 N+a−Si層 22 ドレイン電極 23 ドレインライン 24 ソース電極

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明な絶縁性基板上に設けられた複数の
    ゲートラインと、 前記複数のゲートラインに直交して設けられた複数のド
    レインラインと、 前記ゲートラインと前記ドレインラインに囲まれた領域
    に設けられた表示電極と、 前記ゲートラインと一体のゲート電極、ゲート絶縁膜を
    挟み前記ゲート電極に対向して設けられた半導体動作
    層、前記半導体動作層の一端に被覆された第1の半導体
    コンタクト層、前記半導体動作層の他の一端に被覆され
    た第2の半導体コンタクト層、前記ドレインラインと一
    体で、かつ、前記第1の半導体コンタクト層上に被覆さ
    れるドレイン電極、及び、前記表示電極に接続され、か
    つ、前記第2の半導体コンタクト層上に被覆されるソー
    ス電極よりなる薄膜トランジスタとを有する液晶表示装
    置において、 前記第2の半導体コンタクト層は、前記半導体動作層か
    ら前記表示電極まで延在されて接続され、かつ、前記ソ
    ース電極は前記第2の半導体コンタクト層上に設けられ
    ていることを特徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項2】 前記第1の半導体コンタクト層は、前記
    半導体動作層から延在されて、前記ドレインライン及び
    前記ドレイン電極の下部に接続されて設けらていること
    を特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。
  3. 【請求項3】 透明な絶縁性基板上に、ゲート電極及び
    ゲートラインを形成する工程と、 前記ゲート電極及び前記ゲートラインを被覆して、下層
    ゲート絶縁膜を形成する工程と、 前記下層ゲート絶縁膜上の、表示領域となる予定の領域
    に表示電極を形成する工程と、 前記表示電極を被覆して、全面に上層ゲート絶縁膜及び
    上層ゲート絶縁膜上に非単結晶シリコン層、更に、非単
    結晶シリコン層上に絶縁層を形成する工程と、 前記絶縁層をパターニングすることにより、エッチング
    ストッパーを形成する工程と、 前記非単結晶シリコン層を、パターニングすることによ
    り、薄膜トンジスタが形成される予定の領域に残して半
    導体動作層を形成する工程と、 前記上層ゲート絶縁膜の、前記表示電極上の少なくとも
    一部をエッチング除去して、前記表示電極を露出する工
    程と、 前記エッチングストッパーを被覆して、全面に不純物が
    混入された非単結晶シリコン層を形成する工程と、 前記不純物が混入された非単結晶シリコン層上に導電層
    を形成する工程と、 前記導電層及び前記不純物が混入された非単結晶シリコ
    ン層を、同一マスクでパターニングすることにより、前
    記半導体動作層の一端に被覆されるドレイン電極、前記
    半導体動作層の他の一端に被覆され、かつ、前記表示電
    極に接続されるソース電極、及び前記ドレイン電極と一
    体のドレインラインを形成する工程とを有する液晶表示
    装置の製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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