JPH0728087A

JPH0728087A - 液晶表示装置およびその製造方法

Info

Publication number: JPH0728087A
Application number: JP16934793A
Authority: JP
Inventors: Tomoko Uemura; 倫子植村; Junichi Hiraki; 純一平木
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1993-07-08
Filing date: 1993-07-08
Publication date: 1995-01-31

Abstract

(57)【要約】【目的】表示品位を向上する。【構成】液晶層を介在して配置される一対の透光性基
板のうちの一方基板２１上にゲート電極２２、第１〜第
３ゲート絶縁膜２３〜２５、チャネル部真性半導体膜２
６およびチャネル部絶縁膜２７がこの順に形成される。
前記絶縁膜２７上には、一対のコンタクト部電極膜２８
ａ，２８ｂが形成され、さらにソース電極２９およびド
レイン電極３０がそれぞれ形成される。ドレイン電極３
０には、絵素電極３１が接続される。前記第２ゲート絶
縁膜２４は、ゲート電極２２によって生じる段差を平坦
化するように形成される。したがって、ゲート絶縁膜の
カバレージ不良が低減されて表示品位が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、薄膜トランジスタ（Th
in Film Transistor、以下「ＴＦＴ」と省略する。）素
子をスイッチング素子として用いたアクティブマトリク
ス駆動型の液晶表示装置およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図８は、従来のアクティブマトリクス駆
動型の液晶表示装置のＴＦＴ素子１３を示す断面図であ
る。従来の液晶表示装置の一方基板である透光性基板１
は絶縁性を有し、たとえばガラスで実現され、一方表面
１ａ上には、少なくともＴＦＴ素子１３と、絵素電極１
１とが形成される。先ず、基板１の表面１ａ上には、保
護膜２が形成される。保護膜２上には、図示しないゲー
トバス配線に接続されたゲート電極３がパターン形成さ
れる。ゲート電極３は、たとえばタンタル膜で実現され
る。前記保護膜２は、ゲート電極３の形成におけるウエ
ットエッチング処理時において、使用されるフッ硝酸溶
液から基板１を保護するために設けられるものである。
なお、フッ硝酸溶液を使用しないドライエッチング処理
によってゲート電極３を形成する場合には、保護膜２を
設ける必要はない。

【０００３】ゲート電極３の表面には、第１ゲート絶縁
膜４が形成される。第１ゲート絶縁膜４は、たとえばゲ
ート電極３を陽極酸化することによって得られ、たとえ
ば五酸化タンタルで実現される。ゲート電極３および第
１ゲート絶縁膜４が形成された保護膜２表面には、たと
えばＳｉ_xＮ_y膜で実現される第２ゲート絶縁膜５が形成
される。前記第１ゲート絶縁膜４は、一般に誘電率が高
く、電界効果の効率が高いけれども、ピンホールなどの
欠陥が生じ易い。しかしながら、第２ゲート絶縁膜５
は、非常に緻密な膜であり、第１ゲート絶縁膜４のピン
ホールに入込み、欠陥を消失させる。このような、第２
ゲート絶縁膜５は誘電率が低く、またたとえばＳｉ_xＮ_y
膜には酸素原子がないため、密着性が低い。この密着性
は、前記第１ゲート絶縁膜４の酸素原子で補完される。

【０００４】第２ゲート絶縁膜５上であって、前記ゲー
ト電極３に対応した領域には、チャネル部真性半導体膜
６が形成される。前記半導体膜６は、たとえばアモルフ
ァスシリコン（以下、「ａ−Ｓｉ」と省略する。）膜
や、微結晶膜で実現される。前記半導体膜６のほぼ中央
付近にはチャネル部絶縁膜７が形成され、チャネル部絶
縁膜７が形成された前記半導体膜６上には、コンタクト
部電極膜８ａ，８ｂが間隔をあけてそれぞれ形成され
る。コンタクト部電極膜８ａ，８ｂは、たとえばｎ型あ
るいはｐ型のａ−Ｓｉ膜あるいは微結晶膜で実現され
る。

【０００５】コンタクト部電極膜８ａ上には、図示しな
いソースバス配線に接続されたソース電極９が形成さ
れ、コンタクト部電極膜８ｂ上にはドレイン電極１０が
形成される。このようにして、形成されるゲート電極
３、第１ゲート絶縁膜４、第２ゲート絶縁膜５、チャネ
ル部真性半導体膜６、チャネル部絶縁膜７、コンタクト
部電極膜８ａ，８ｂ、ソース電極９、およびドレイン電
極１０は、ＴＦＴ素子１３である。たとえばＩＴＯ（In
dium Tin Oxide）で実現される絵素電極１１は、前記ド
レイン電極１０に接続されて形成される。また、ＴＦＴ
素子１３上には、絶縁膜１２が形成される。前記絵素電
極１１とＴＦＴ素子１３とは、液晶表示装置にマトリク
ス状に設けられる複数の絵素に、それぞれ形成される。
一方、前記基板１と対向する他方基板上には、絵素電極
１１に対向する対向電極が形成される。このような基板
は、液晶層を挟んで貼合わせられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の液晶表
示装置のＴＦＴ素子１３では、基板１上にパターン形成
されたゲート電極３による段差が生じる。この上に第１
および第２ゲート絶縁膜４，５を形成するけれども、前
記段差によって第２ゲート絶縁膜５にカバレージ不良が
生じる。たとえば、ゲート電極３の側面近傍に形成され
る第２ゲート絶縁膜５の膜厚が薄くなる。このため、層
間短絡などが生じ、液晶表示装置に点状や線状の表示不
良が発生する。

【０００７】また、前述したように、ゲート電極３の形
成時においてドライエッチング処理を用いるときには、
保護膜２が不要となるけれども、保護膜２をなくすこと
によって基板１表面１ａの荒れが顕著となる。このた
め、ゲート電極３やゲートバス配線に断線などが生じ易
くなり、液晶表示装置に点状や線状の表示不良が生じ易
くなる。

【０００８】本発明の目的は、短絡や断線が低減し、表
示品位の向上した液晶表示装置およびその製造方法を提
供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、液晶層を介在
して配置される一対の透光性基板のうちのいずれか一方
基板の液晶層側表面に、マトリクス状に配置される複数
の絵素電極と、該絵素電極の各々に対応して接続され、
前記液晶層の液晶分子を駆動する電圧をスイッチングす
るスイッチング素子とが形成され、前記一対の透光性基
板のうちの他方基板の液晶層側表面に、前記絵素電極に
対向した対向電極が形成され、前記スイッチング素子
は、前記一方基板の液晶層側表面に、ゲート電極、ゲー
ト絶縁膜、チャネル部半導体膜、チャネル部絶縁膜およ
び一対のコンタクト部電極膜がこの順に積層して形成さ
れ、前記一対のコンタクト部電極膜上に、ソース電極と
ドレイン電極とがそれぞれ形成されて成る液晶表示装置
において、前記ゲート絶縁膜は、前記ゲート電極側界面
で前記ゲート電極による凹凸が形成され、他方の界面で
平坦化面が形成されていることを特徴とする液晶表示装
置である。

【００１０】また本発明は、前記ゲート絶縁膜は、前記
ゲート電極表面に形成される第１ゲート絶縁膜と、前記
ゲート電極による凹凸を平坦化して形成される第２ゲー
ト絶縁膜と、前記第２ゲート絶縁膜上に形成される第３
ゲート絶縁膜とから構成されることを特徴とする。

【００１１】また本発明は、一対の透光性基板のうちの
いずれか一方基板の表面にゲート電極、ゲート絶縁膜、
チャネル部半導体膜、チャネル部絶縁膜および一対のコ
ンタクト部電極膜をこの順に積層し、前記一対のコンタ
クト部電極膜上にソース電極とドレイン電極とをそれぞ
れ形成し、前記ドレイン電極に接続してマトリクス状に
絵素電極を形成し、前記一対の透光性基板のうちの他方
基板の表面に前記絵素電極に対向する対向電極を形成
し、互いの基板の前記表面を対向するように配置して、
前記一対の透光性基板を貼合わせた後、該基板間に液晶
を注入する液晶表示装置の製造方法において、前記ゲー
ト絶縁膜は、前記ゲート電極表面に第１ゲート絶縁膜を
形成し、前記第１ゲート絶縁膜の形成後に前記ゲート電
極による凹凸を平坦化するようにして第２ゲート絶縁膜
を形成し、前記第２ゲート絶縁膜上に第３ゲート絶縁膜
を形成して成ることを特徴とする液晶表示装置の製造方
法である。

【００１２】

【作用】本発明に従えば、液晶層を介在して配置される
一対の透光性基板のうちのいずれか一方基板の液晶層側
表面には、マトリクス状に配置される複数の絵素電極と
スイッチング素子とが形成され、他方基板の液晶層側表
面には、対向電極が形成される。前記スイッチング素子
は、前記絵素電極の各々に対応して接続され、前記液晶
層の液晶分子を駆動する電圧をスイッチングする素子で
あり、前記一方基板表面に、ゲート電極、ゲート絶縁
膜、チャネル部半導体膜、チャネル部絶縁膜および一対
のコンタクト部電極膜がこの順に形成され、前記一対の
コンタクト部電極膜上にソース電極とドレイン電極とが
それぞれ形成される。前記絵素電極は、前記ドレイン電
極に接続して形成され、該絵素電極に対向して前記対向
電極が形成される。また、前記ゲート絶縁膜は、前記ゲ
ート電極側界面で前記ゲート電極による凹凸が形成さ
れ、他方の界面で平坦化面が形成される。すなわち、前
記ゲート絶縁膜によって、ゲート電極によって生じる一
方基板表面上の凹凸が平坦化される。

【００１３】したがって、ゲート絶縁膜のカバレージ不
良によって生じる層間短絡が防止される。また、凹凸が
平坦化されることによって断線の発生も防止される。こ
のため、液晶表示装置の表示不良が低減されて、表示品
位が向上する。

【００１４】また本発明に従えば、前記ゲート絶縁膜
は、第１〜第３ゲート絶縁膜から構成され、第１ゲート
絶縁膜は、前記ゲート電極表面に形成され、第２ゲート
絶縁膜は前記ゲート電極による凹凸を平坦化して形成さ
れ、第３ゲート絶縁膜は前記第２ゲート絶縁膜上に形成
される。前記第２ゲート絶縁膜は、ゲート電極による凹
凸を平坦化して形成されるので、前述したのと同様の効
果が得られる。

【００１５】また、第２ゲート絶縁膜を、気相成膜法と
比較すると平坦化が容易で欠陥が少ない液相成膜法を用
いて形成すると、一方基板の表面の荒れを緩やかにし、
かつ第１ゲート絶縁膜の欠陥を補うことができる。さら
に、第２ゲート絶縁膜を起因とする第３ゲート絶縁膜の
欠陥が低減される。したがって、表示品位が向上すると
ともに、液晶表示装置を容易に形成することができる。

【００１６】さらに本発明に従えば、一対の透光性基板
のうちのいずれか一方基板の表面にゲート電極が形成さ
れ、ゲート電極表面に第１ゲート絶縁膜が形成され、前
記第１ゲート絶縁膜の形成後に、前記ゲート電極による
凹凸を平坦化するようにして第２ゲート絶縁膜が形成さ
れ、前記第２ゲート絶縁膜上に第３ゲート絶縁膜が形成
され、さらに、チャネル部半導体膜、チャネル部絶縁膜
および一対のコンタクト部電極膜がこの順に積層され、
前記一対のコンタクト部電極膜上にソース電極およびド
レイン電極がそれぞれ形成され、前記ドレイン電極に接
続してマトリクス状に絵素電極が形成される。また、前
記一対の透光性基板のうちの他方基板の表面には、前記
絵素電極に対向する対向電極が形成される。さらに、互
いの基板の前記表面を対向するように配置して、前記一
対の透光性基板を貼合わせた後、該基板間に液晶が注入
される。

【００１７】したがって、表示不良が低減されて表示品
位が向上した液晶表示装置が得られる。

【００１８】

【実施例】図１は、本発明の一実施例である液晶表示装
置４０のＴＦＴ素子４１を示す断面図である。液晶表示
装置４０の一方基板である透光性基板２１は絶縁性を有
し、たとえばガラスで実現される。基板２１の一方の表
面２１ａ上には、少なくともＴＦＴ素子４１と絵素電極
３１とが形成される。先ず、基板２１の表面２１ａ上
に、後述するゲートバス配線３３に接続されたゲート電
極２２がパターン形成される。ゲート電極２２は、たと
えば膜厚が４０００Åのタンタル（Ｔａ）膜で実現され
る。

【００１９】ゲート電極２２の表面には、第１ゲート絶
縁膜２３が形成される。第１ゲート絶縁膜２３は、たと
えば前記ゲート電極２２の表面を酸化処理して得られ
る、膜厚が３０００Åの五酸化タンタル（Ｔａ₂Ｏ₅）で
実現される。このように基板２１上には、ゲート電極２
２による段差が生じる。ゲート電極２２および第１ゲー
ト絶縁膜２３が形成された基板２１の表面２１ａ上に
は、第２ゲート絶縁膜２４が形成される。第２ゲート絶
縁膜２４は、前記ゲート電極２２による段差をなくして
平坦化するように形成される。このため、ゲート電極２
２および第１ゲート絶縁膜２３上の第２ゲート絶縁膜２
４は膜厚が薄く、ゲート電極２２および第１ゲート絶縁
膜２３が形成されていない領域上の第２ゲート絶縁膜２
４は膜厚が厚い。このような第２ゲート絶縁膜２４は、
たとえばゲート電極２２および第１ゲート絶縁膜２３が
形成されていない領域上の膜厚が５０００Åとなるよう
に形成され、たとえばＳｉＯ₂ 膜で実現される。第２ゲ
ート絶縁膜２４上には、第３ゲート絶縁膜２５が形成さ
れる。第３ゲート絶縁膜２５は、たとえば膜厚が３００
０ÅのＳｉ_xＮ_y膜で実現される。

【００２０】このような第１〜第３ゲート絶縁膜２３〜
２５から成るゲート絶縁膜は、前記ゲート電極２２側界
面に前記ゲート電極２２による凹凸が形成され、他方の
界面に平坦化面が形成される。すなわち、該ゲート絶縁
膜によって、前記ゲート電極２２によって生じる凹凸が
平坦化される。

【００２１】第３ゲート絶縁膜２５上であって、前記ゲ
ート電極２２に対応した領域には、チャネル部真性半導
体膜２６が形成される。該半導体膜２６は、たとえば膜
厚が３００Åのｉ型ａ−Ｓｉ膜あるいは微結晶膜で実現
される。前記真性半導体膜２６上であって、そのほぼ中
央付近にはチャネル部絶縁膜２７が形成される。該絶縁
膜２７は、たとえば膜厚が２０００ÅのＳｉ_xＮ_y膜で実
現される。前記絶縁膜２７が形成された真性半導体膜２
６上には、コンタクト部電極膜２８ａ，２８ｂが間隔を
あけてそれぞれ形成される。コンタクト部電極膜２８
ａ，２８ｂは、たとえば膜厚が３００Åのｎ⁺ 型ａ−Ｓ
ｉ膜あるいは微結晶膜で実現される。コンタクト部電極
膜２８ａ上には、後述するソースバス配線３４に接続さ
れたソース電極２９が形成され、コンタクト部電極膜２
８ｂ上には、ドレイン電極３０が形成される。ソース電
極２９およびドレイン電極３０は、たとえば膜厚が３０
００ÅのＴｉ，Ｍｏ，Ｗなどの金属膜で実現される。

【００２２】このようにして形成されるゲート電極２
２、第１ゲート絶縁膜２３、第２ゲート絶縁膜２４、第
３ゲート絶縁膜２５、チャネル部真性半導体膜２６、チ
ャネル部絶縁膜２７、コンタクト部電極膜２８ａ，２８
ｂ、ソース電極２９、ドレイン電極３０は、液晶層の液
晶分子を駆動する電圧をスイッチングするＴＦＴ素子４
１である。たとえば、ＩＴＯなどの酸化インジウムを主
成分とする透明電極で実現される絵素電極３１は、前記
ドレイン電極３０に接続して形成される。絵素電極３１
の膜厚は、たとえば１０００Åとされる。また、前記Ｔ
ＦＴ素子４１上には、絶縁膜３２が形成される。絶縁膜
３２は、たとえば膜厚が３０００ÅのＳｉ _xＮ_y膜で実現
される。

【００２３】図２は、前記透光性基板２１を示す平面図
である。基板２１の表面２１ａ上には、前記絵素電極３
１とＴＦＴ素子４１との他に、ゲートバス配線３３とソ
ースバス配線３４とが形成される。ゲートバス配線３３
は、一様な線幅を有して複数本形成され、かつ互いに平
行に形成される。ソースバス配線３４は、前記ゲートバ
ス配線３３と同様にして形成され、ゲートバス配線３３
とソースバス配線３４とは互いに直交するように、かつ
互いに絶縁性を保持して形成される。ゲートバス配線３
３とソースバス配線３４とが交差することによって形成
されるマトリクス状の領域を絵素として、各絵素には、
前述したＴＦＴ素子４１と絵素電極３１とがそれぞれ形
成される。なお、図１は、図２の切断面線Ａ−Ａで切断
したときの断面図である。

【００２４】図３は、前記液晶表示装置４０の概略的構
成を示す断面図である。液晶表示装置４０は、透光性基
板２１，３６、絵素電極３１、配向膜３５，３８、対向
電極３７および液晶層３９を含む。前述した基板２１
と、該基板２１と同様に、たとえばガラスで実現される
基板３６とによって、液晶層３９が挟持される。液晶層
３９は、たとえばネマティック液晶で実現される。基板
２１の液晶層３９側表面である表面２１ａには、前述し
たようにゲートバス配線３３とソースバス配線３４とが
形成され、ゲートバス配線３３とソースバス配線３４と
によって形成された複数の画素のそれぞれに、絵素電極
３１とＴＦＴ素子４１とが形成される。さらに、絵素電
極３１およびＴＦＴ素子４１上には、配向膜３５が形成
される。一方、基板３６の液晶層側表面である表面３６
ａには、前記絵素電極３１に対向して対向電極３７が形
成され、さらに配向膜３８が形成される。対向電極３７
は、たとえば絵素電極３１と同様にして実現され、配向
膜３５，３８は、たとえばポリイミド樹脂で実現され
る。

【００２５】このような液晶表示装置４０は、ＴＦＴ素
子４１をスイッチング素子とした、いわゆるアクティブ
マトリクス駆動型の液晶表示装置であり、ゲートバス配
線３３から入力された走査信号によって前記ＴＦＴ素子
４１がオン状態となると、ソースバス配線３４から絵素
電極３１に画像信号が入力される。絵素電極３１に画像
信号が入力されると、絵素電極３１と該絵素電極３１と
対向する対向電極３７との間に存在する液晶分子に電圧
が印加され、液晶分子の配向状態を変えることができ
る。液晶表示装置４０では、このようにして液晶分子の
配向状態を制御し、表示が行われる。

【００２６】図４は、前記第２ゲート絶縁膜２４の形成
方法を段階的に示す断面図である。図４（１）に示され
るように、基板２１のゲート電極２２の第１ゲート絶縁
膜２３上にフォトレジスト４２がパターン形成される。
続いて、たとえば後述する液相成膜法（以下、「ＬＰ
Ｄ」法と省略する。）によって、ＳｉＯ₂ 膜から成る絶
縁膜２４ａが形成される。絶縁膜２４ａは、前記フォト
レジスト４２が形成されていない領域に、前記ゲート電
極２２と第１ゲート絶縁膜２３との膜厚である４０００
Åとほぼ同じ膜厚となるように形成される。さらに、図
４（２）に示されるように、前記フォトレジスト４２が
除去された後、ＳｉＯ₂ 膜から成る絶縁膜２４ｂが図４
（３）に示されるように、前記絶縁膜２４ａおよびゲー
ト電極２２の第１ゲート絶縁膜２３上に形成される。絶
縁膜２４ｂは、たとえば前記絶縁膜２４ａと同様にＬＰ
Ｄ法によって形成され、たとえば１０００Åの膜厚の形
成される。このようにして形成される絶縁膜２４ａ，２
４ｂは、前記第２ゲート絶縁膜２４である。

【００２７】図５は、ＬＰＤ法によって第２ゲート絶縁
膜２４を形成するための薄膜製造装置４７を示す図であ
る。薄膜製造装置４７は、浸漬槽４８、ポンプ４９およ
びフィルタ５０を含む。浸漬槽４８には、たとえば少な
くともケイフッ化水素酸（Ｈ₂ＳｉＦ₆）水溶液と、開始
剤としての金属アルミニウム（Ａｌ）片とが混入され
る。この溶液は、ポンプ４９によって循環されている。
また、浸漬槽４８とポンプ４９との間には、形成する膜
のピンホールなどの原因となるゴミを除去するためにフ
ィルタ５０が設けられる。浸漬槽４８には、前述したゲ
ート電極２２と第１ゲート絶縁膜２３とが形成された基
板２１が浸漬され、以下に示される反応によってＳｉＯ
₂膜から成る第２ゲート絶縁膜２４が形成される。

【００２８】

【化１】

【００２９】このようなＬＰＤ法によって第２ゲート絶
縁膜２４を形成することは、気相成膜法で形成すること
と比較して平坦化が容易である。すなわち、気相成膜法
は成膜が容易であるけれども、段差形状が堆積した膜表
面にも踏襲されるので、平坦化することは困難である。
また、気相成膜法と比較すると、下地膜との接触安定性
の高い膜が得られ、ピンホールなどの欠陥が少なくな
る。

【００３０】なお、上述した反応において、浸漬槽４８
中には、フッ酸（ＨＦ）が生成される。このフッ酸は、
前記ゲート電極２２とされるＴａ膜などの金属を溶解し
てしまう。しかしながら、本実施例ではゲート電極２２
上に第１ゲート絶縁膜２３が形成されているので、ゲー
ト電極２２が溶解されることはない。

【００３１】また、ＬＰＤ法で形成された第２ゲート絶
縁膜２４であるＳｉＯ₂ 膜は、絶縁耐圧性および誘電性
が低い。しかしながら本実施例では、第２ゲート絶縁膜
２４上にＳｉ_xＮ_y膜から成る第３ゲート絶縁膜２５が形
成される。この膜は、絶縁耐圧性および誘電性が高く、
前記不都合が改善される。

【００３２】図６は、前記ＴＦＴ素子４１と絵素電極３
１との形成方法を示す工程図である。工程ａ１では、基
板２１の表面２１ａ上にＴａ膜がたとえばスパッタリン
グ法によって形成され、フォトエッチング法によってパ
ターン形成されてゲート電極２２とされる。なお、本実
施例では、前記Ｔａ膜のパターン形成をフッ硝酸を用い
ないドライエッチング法で行った。フッ硝酸を用いるウ
エットエッチング法で行う場合、フッ硝酸によって基板
２１が侵されるので、基板２１上には保護膜を設ける必
要がある。

【００３３】工程ａ２では、前記ゲート電極２２の表面
が陽極酸化法によって酸化され、Ｔａ₂Ｏ₅から成る第１
ゲート絶縁膜２３が形成される。なお、第１ゲート絶縁
膜２３は、陽極酸化法以外に、たとえばプラズマＣＶＤ
法、スパッタリング法によっても形成することができ、
たとえばＳｉＯ₂ 膜でも実現される。

【００３４】工程ａ３では、前述したＬＰＤ法によって
ＳｉＯ₂ 膜から成る第２ゲート絶縁膜２４が形成され
る。なお、第２ゲート絶縁膜２４は、ＳｉＯ₂ 膜以外
に、たとえばＴａ₂Ｏ₅でも実現される。

【００３５】工程ａ４では、Ｓｉ_xＮ_y膜とｉ型ａ−Ｓｉ
膜とＳｉ_xＮ_y膜とが、たとえばプラズマＣＶＤ法によっ
て、この順に連続形成される。最上層のＳｉ_xＮ_y膜は、
フォトエッチング法によってパターン形成されてチャネ
ル部絶縁膜２７とされる。また、Ｓｉ_xＮ_y膜は、第３ゲ
ート絶縁膜である。なお、第３ゲート絶縁膜２５は、Ｓ
ｉ_xＮ_yなどの窒化膜以外に、たとえばＳｉＯ₂でも実現
される。

【００３６】工程ａ５では、ｎ⁺ 型ａ−Ｓｉ膜がプラズ
マＣＶＤ法によって形成され、前記ｉ型ａ−Ｓｉ膜とと
もにフォトエッチング法によってパターン形成されて、
ｉ型ａ−Ｓｉ膜は、チャネル部真性半導体膜２６とさ
れ、ｎ⁺ 型ａ−Ｓｉ膜は、コンタクト部電極膜２８ａ，
２８ｂとされる。

【００３７】工程ａ６では、Ｔｉ，Ｍｏ，Ｗなどの金属
膜が、たとえばスパッタリング法や、電子蒸着法によっ
て形成され、フォトエッチング法によってパターン形成
されてソース電極２９およびドレイン電極３０とされ
る。

【００３８】工程ａ７では、絵素電極３１がスパッタリ
ング法や電子蒸着法によって形成され、フォトエッチン
グ法によってパターン形成される。

【００３９】工程ａ８では、絶縁膜３２がプラズマＣＶ
Ｄ法およびフォトエッチング法によってパターン形成さ
れる。

【００４０】以上のように本実施例によれば、ゲート電
極２２によって生じる段差が第２ゲート絶縁膜２４によ
って平坦化される。したがって、従来のような絶縁膜の
カバレージ不良が生じることが防止される。このため、
カバレージ不良によって層間短絡などが生じ、液晶表示
装置４０に点状や線状の表示不良が生じることが低減さ
れる。また、ゲートバス配線３３とソースバス配線３４
との交差部では、ゲート電極２２の膜厚に対応する段差
がなくなるので、断線率が著しく低減する。

【００４１】また従来では、絶縁膜のカバレージ不良を
防止するために、ゲート電極２２のエッジ部分の角度を
緩やかにするなどの対策が必要であったけれども、本実
施例のように第２ゲート絶縁膜２４によって平坦化する
ことによって、ゲート電極２２のエッジ部分の角度を直
角に近付けることができる。このことから、ゲート電極
２２の面積を小さくすることが可能となり、液晶表示装
置４０の開口率が上昇して、透過率の向上を図ることが
可能となる。

【００４２】さらに、ＬＰＤ法によって形成されたＳｉ
Ｏ₂ 膜から成る第２ゲート絶縁膜２４は、気相成膜法と
比較して平坦化が容易であるとともに、ピンホールなど
の欠陥が少ない。このため、第１ゲート絶縁膜２３に生
じる欠陥を補うことができるとともに、第２ゲート絶縁
膜２４を起因とする第３ゲート絶縁膜２５に生じる欠陥
を低減することができる。また、基板２１の保護膜が不
要であるドライエッチング処理を用いてゲート電極２２
を形成する場合、第２ゲート絶縁膜２４によって基板２
１の表面２１ａの荒れを緩やかにすることができるの
で、前記荒れによって生じる欠陥を低減させることがで
きる。したがって、液晶表示装置の点状や線状の表示不
良が低減されて表示品位の高い表示が得られる。また、
液晶表示装置４０の製造において、良品率を向上させる
ことができる。

【００４３】またさらに、上述したようなＴＦＴ素子４
１は、絶縁膜の電界効果を利用して駆動するものであ
り、絶縁膜は絶縁耐圧を維持した範囲内で、できる限り
薄く形成する必要がある。このため、絶縁膜を厚くする
ことによって、カバレージ不良を防止することは、電界
効果が小さくなるという不都合が生じる。また、ゲート
電極に印加する電圧が高くなり、消費電力が増加すると
いう不都合が生じる。本実施例では、ゲート電極２２の
段差を平坦化する第２ゲート絶縁膜２４が形成されるの
で、膜厚を厚くすることなく、絶縁膜によるカバレージ
不良を防止することができ、前記不都合は生じない。

【００４４】なお本実施例では、第２ゲート絶縁膜２４
が、絶縁膜２４ａと絶縁膜２４ｂとから成る例、すなわ
ち第２ゲート絶縁膜２４によって第１ゲート絶縁膜２３
表面を全て覆ってしまう例について説明したけれども、
図７に示されるように、前述した絶縁膜２４ｂを形成せ
ずに、絶縁膜２４ａのみを第２ゲート絶縁膜２４として
形成し、第２ゲート絶縁膜２４上と、ゲート電極２２の
第１ゲート絶縁膜２３上とに第３ゲート絶縁膜２５を形
成する例も本発明の範囲に属するものである。

【００４５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ゲート電
極上のゲート絶縁膜は、前記ゲート電極側界面にゲート
電極による凹凸が形成され、他方の界面に平坦化面が形
成されて、前記ゲート電極によって生じる凹凸を平坦化
するように形成される。したがって、ゲート絶縁膜のカ
バレージ不良が低減されて、層間短絡が防止され、また
断線が防止される。このため、点状あるいは線状の表示
不良が低減し、表示品位が向上する。

【００４６】また本発明によれば、前記ゲート絶縁膜は
第１〜第３ゲート絶縁膜から成り、第２ゲート絶縁膜に
よって前記ゲート電極によって生じる凹凸が平坦化され
る。このため、ゲート絶縁膜のカバレージ不良が低減さ
れて、層間短絡や断線が防止され、表示不良が低減して
表示品位が向上する。また、第２ゲート絶縁膜を液相成
膜法を用いて形成すると、比較的容易に平坦化すること
ができ、また欠陥の少ない絶縁膜が得られる。したがっ
て、表示品位の向上した液晶表示装置を比較的容易に形
成することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である液晶表示装置４０のＴ
ＦＴ素子４１を示す断面図である。

【図２】透光性基板２１を示す平面図である。

【図３】前記液晶表示装置４０の概略的構成を示す断面
図である。

【図４】第２ゲート絶縁膜２４の形成方法を段階的に示
す断面図である。

【図５】ＬＰＤ法によって第２ゲート絶縁膜２４を形成
するための薄膜製造装置４７を示す図である。

【図６】前記ＴＦＴ素子４１と、絵素電極３１との形成
方法を示す工程図である。

【図７】本発明の他の実施例である第２ゲート絶縁膜２
４を示す断面図である。

【図８】従来の液晶表示装置のＴＦＴ素子１３を示す断
面図である。

【符号の説明】

２１，３６透光性基板２２ゲート電極２３第１ゲート絶縁膜２４第２ゲート絶縁膜２５第３ゲート絶縁膜２６チャネル部真性半導体膜２７チャネル部絶縁膜２８ａ，２８ｂコンタクト部電極膜２９ソース電極３０ドレイン電極３１絵素電極３７対向電極３９液晶層４０液晶表示装置４１ＴＦＴ素子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液晶層を介在して配置される一対の透光
性基板のうちのいずれか一方基板の液晶層側表面に、マ
トリクス状に配置される複数の絵素電極と、該絵素電極
の各々に対応して接続され、前記液晶層の液晶分子を駆
動する電圧をスイッチングするスイッチング素子とが形
成され、前記一対の透光性基板のうちの他方基板の液晶
層側表面に、前記絵素電極に対向した対向電極が形成さ
れ、前記スイッチング素子は、前記一方基板の液晶層側表面
に、ゲート電極、ゲート絶縁膜、チャネル部半導体膜、
チャネル部絶縁膜および一対のコンタクト部電極膜がこ
の順に積層して形成され、前記一対のコンタクト部電極
膜上に、ソース電極とドレイン電極とがそれぞれ形成さ
れて成る液晶表示装置において、前記ゲート絶縁膜は、前記ゲート電極側界面で前記ゲー
ト電極による凹凸が形成され、他方の界面で平坦化面が
形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】前記ゲート絶縁膜は、前記ゲート電極表
面に形成される第１ゲート絶縁膜と、前記ゲート電極に
よる凹凸を平坦化して形成される第２ゲート絶縁膜と、
前記第２ゲート絶縁膜上に形成される第３ゲート絶縁膜
とから構成されることを特徴とする請求項１記載の液晶
表示装置。
【請求項３】一対の透光性基板のうちのいずれか一方
基板の表面にゲート電極、ゲート絶縁膜、チャネル部半
導体膜、チャネル部絶縁膜および一対のコンタクト部電
極膜をこの順に積層し、前記一対のコンタクト部電極膜
上にソース電極とドレイン電極とをそれぞれ形成し、前
記ドレイン電極に接続してマトリクス状に絵素電極を形
成し、前記一対の透光性基板のうちの他方基板の表面に前記絵
素電極に対向する対向電極を形成し、互いの基板の前記表面を対向するように配置して、前記
一対の透光性基板を貼合わせた後、該基板間に液晶を注
入する液晶表示装置の製造方法において、前記ゲート絶縁膜は、前記ゲート電極表面に第１ゲート絶縁膜を形成し、前記第１ゲート絶縁膜の形成後に前記ゲート電極による
凹凸を平坦化するようにして第２ゲート絶縁膜を形成
し、前記第２ゲート絶縁膜上に第３ゲート絶縁膜を形成して
成ることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。