JPH09199728A - 薄膜トランジスタおよび液晶表示装置 - Google Patents
薄膜トランジスタおよび液晶表示装置Info
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- JPH09199728A JPH09199728A JP690996A JP690996A JPH09199728A JP H09199728 A JPH09199728 A JP H09199728A JP 690996 A JP690996 A JP 690996A JP 690996 A JP690996 A JP 690996A JP H09199728 A JPH09199728 A JP H09199728A
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- JP
- Japan
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- thin film
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 遮光特性の劣化および比抵抗の低下を防止し
た液晶表示装置を提供する。 【解決手段】 ガラス基板１にゲート電極２、コンタク
ト電極３を形成する。コンタクト電極３の上方を除いて
ゲート絶縁層４，５を積層形成する。ゲート絶縁層５の
ゲート電極２の上方に能動層６を形成し、能動層６上に
エッチングストッパ層７を形成する。エッチングストッ
パ層７の両側には低抵抗アモルファスシリコンの半導体
膜８，９を形成する。ゲート絶縁層５上に、ＩＴＯの表
示画素電極11をマトリクス状に配設する。ソース電極12
およびドレイン電極13を形成し、薄膜トランジスタ14を
構成する。薄膜トランジスタ14上に、窒化シリコン（Ｓ
ｉＮx ）のパッシベーション膜15と、グラファイトおよ
びＣ60のフラーレンの遮光層16とを積層形成し、マトリ
クスアレイ基板17を構成する。
た液晶表示装置を提供する。 【解決手段】 ガラス基板１にゲート電極２、コンタク
ト電極３を形成する。コンタクト電極３の上方を除いて
ゲート絶縁層４，５を積層形成する。ゲート絶縁層５の
ゲート電極２の上方に能動層６を形成し、能動層６上に
エッチングストッパ層７を形成する。エッチングストッ
パ層７の両側には低抵抗アモルファスシリコンの半導体
膜８，９を形成する。ゲート絶縁層５上に、ＩＴＯの表
示画素電極11をマトリクス状に配設する。ソース電極12
およびドレイン電極13を形成し、薄膜トランジスタ14を
構成する。薄膜トランジスタ14上に、窒化シリコン（Ｓ
ｉＮx ）のパッシベーション膜15と、グラファイトおよ
びＣ60のフラーレンの遮光層16とを積層形成し、マトリ
クスアレイ基板17を構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、遮光層を有する薄
膜トランジスタおよび液晶表示装置に関する。
膜トランジスタおよび液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、薄膜トランジスタはアクティブ
型の液晶表示素子の駆動スイッチング素子としてアレイ
基板などに形成され、能動層はアモルファスシリコンあ
るいはポリシリコンで形成されている。
型の液晶表示素子の駆動スイッチング素子としてアレイ
基板などに形成され、能動層はアモルファスシリコンあ
るいはポリシリコンで形成されている。
【０００３】ところが、これらアモルファスシリコンあ
るいはポリシリコンの能動層は光感受性を有しているた
め、能動層に光が侵入すると光の強度に依存して少数キ
ャリアが注入され、オフ抵抗が低下する。したがって、
液晶表示素子が透過型である場合には、能動層への光侵
入を避ける必要があり、遮光層が必要とされる。
るいはポリシリコンの能動層は光感受性を有しているた
め、能動層に光が侵入すると光の強度に依存して少数キ
ャリアが注入され、オフ抵抗が低下する。したがって、
液晶表示素子が透過型である場合には、能動層への光侵
入を避ける必要があり、遮光層が必要とされる。
【０００４】また、表示画素部以外の領域は光の透過を
極力抑えて液晶表示素子のコントラストを向上させる上
からも遮光層が必要で、この場合には能動層だけではな
く、液晶表示素子の表示部以外の領域を遮光する必要が
ある。
極力抑えて液晶表示素子のコントラストを向上させる上
からも遮光層が必要で、この場合には能動層だけではな
く、液晶表示素子の表示部以外の領域を遮光する必要が
ある。
【０００５】そして、従来、たとえば特公平６−６６４
７１号公報に記載のように、遮光層に非晶質炭素薄膜を
用いた構成が知られている。また、この非晶質炭素薄膜
は、原料である炭化水素ガス（Ｃn Ｈm ）（ｎ，ｍは正
の整数）に対してジボラン（Ｂ2 Ｈ6 ）を流量比で１０
０〜１００００ｐｐｍ添加し、さらに水素ガス（Ｈ2）
を添加して形成している。
７１号公報に記載のように、遮光層に非晶質炭素薄膜を
用いた構成が知られている。また、この非晶質炭素薄膜
は、原料である炭化水素ガス（Ｃn Ｈm ）（ｎ，ｍは正
の整数）に対してジボラン（Ｂ2 Ｈ6 ）を流量比で１０
０〜１００００ｐｐｍ添加し、さらに水素ガス（Ｈ2）
を添加して形成している。
【０００６】また、たとえばＨ．Ｋａｋｉｎｕｍａ，
Ｈ．Ｆｕｋｕｄａ，Ｓ．ｎｉｓｈｉｋａｗａ，Τ．Ｗａ
ｔａｎａｂｅ ａｎｄ Ｋ．Ｎｉｈｅｉ；ｊ．Ａｐｐ
ｌ．Ｐｈｙｓ．４６７９，６１（９），１，Μａｙ １
９９７に記載され、周知にように水素ガス（Ｈ2 ）を添
加することにより、充満帯のバンドテイルの揺らぎを抑
制する作用がある。
Ｈ．Ｆｕｋｕｄａ，Ｓ．ｎｉｓｈｉｋａｗａ，Τ．Ｗａ
ｔａｎａｂｅ ａｎｄ Ｋ．Ｎｉｈｅｉ；ｊ．Ａｐｐ
ｌ．Ｐｈｙｓ．４６７９，６１（９），１，Μａｙ １
９９７に記載され、周知にように水素ガス（Ｈ2 ）を添
加することにより、充満帯のバンドテイルの揺らぎを抑
制する作用がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、水素
（Ｈ）が膜中から抜け出てしまうような高温では、水素
ガス（Ｈ2 ）を添加してバンドテイルの揺らぎを抑制し
ようとしても、充分な特性を維持することはできない。
（Ｈ）が膜中から抜け出てしまうような高温では、水素
ガス（Ｈ2 ）を添加してバンドテイルの揺らぎを抑制し
ようとしても、充分な特性を維持することはできない。
【０００８】たとえば、薄膜トランジスタの静特性の一
つである移動度を充分高めるために、ゲート絶縁膜を６
００℃程度の高温でアニールしようとすると膜中から水
素が抜け出てしまい、結果としてバンドギャップが広が
り長波長側の光の透過率が増加して充分遮光できない。
さらに、水素が抜け出ると、アレイ基板上の遮光層とし
て必要な抵抗が低下してしまう問題を有している。
つである移動度を充分高めるために、ゲート絶縁膜を６
００℃程度の高温でアニールしようとすると膜中から水
素が抜け出てしまい、結果としてバンドギャップが広が
り長波長側の光の透過率が増加して充分遮光できない。
さらに、水素が抜け出ると、アレイ基板上の遮光層とし
て必要な抵抗が低下してしまう問題を有している。
【０００９】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、遮光特性の劣化および比抵抗の低下を防止した薄膜
トランジスタおよび液晶表示装置を提供することを目的
とする。
で、遮光特性の劣化および比抵抗の低下を防止した薄膜
トランジスタおよび液晶表示装置を提供することを目的
とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、能動層と、ゲ
ート電極と、ソース電極と、ドレイン電極と、遮光層と
を具備した薄膜トランジスタにおいて、この遮光層は、
非晶質炭素と結晶質炭素との混合物の薄膜であるもの
で、遮光層中に水素が含まれていないため、加熱アニー
ルによる脱水素に基づく遮光特性の劣化および比抵抗の
低下を防止する。
ート電極と、ソース電極と、ドレイン電極と、遮光層と
を具備した薄膜トランジスタにおいて、この遮光層は、
非晶質炭素と結晶質炭素との混合物の薄膜であるもの
で、遮光層中に水素が含まれていないため、加熱アニー
ルによる脱水素に基づく遮光特性の劣化および比抵抗の
低下を防止する。
【００１１】また、非晶質炭素としてはグラファイトが
用いられ、結晶質炭素としてはフラーレンが用いられ、
フラーレンはＣ60およびＣ70の少なくとも１つが好まし
い。
用いられ、結晶質炭素としてはフラーレンが用いられ、
フラーレンはＣ60およびＣ70の少なくとも１つが好まし
い。
【００１２】さらに、本発明は、このような薄膜トラン
ジスタおよびこの薄膜トランジスタに対応して配設され
た表示画素電極を有するアレイ基板と、前記表示画素電
極に対応する対向電極を有し前記アレイ基板に対向して
設けられた対向基板と、これらアレイ基板および対向基
板間に位置して設けられた液晶とを具備して液晶表示装
置が形成される。
ジスタおよびこの薄膜トランジスタに対応して配設され
た表示画素電極を有するアレイ基板と、前記表示画素電
極に対応する対向電極を有し前記アレイ基板に対向して
設けられた対向基板と、これらアレイ基板および対向基
板間に位置して設けられた液晶とを具備して液晶表示装
置が形成される。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の液晶表示装置の一
実施の形態を図面を参照して説明する。
実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１４】図１に示すように、絶縁性透明基板として
のガラス基板１の一主面上にゲート電極２およびコンタ
クト電極３が形成されている。また、ゲート電極２を含
んだガラス基板１上にはコンタクト電極３の上方を除い
てゲート絶縁層４，５が２層積層形成され、このゲート
絶縁層５のゲート電極２の上方には能動層６が配設さ
れ、ゲート電極２の直上の能動層６上にはエッチングス
トッパ層７が配設され、このエッチングストッパ層７の
両側には低抵抗アモルファスシリコン（ｎ+ ａ−Ｓｉ）
の半導体膜８，９が形成されている。
のガラス基板１の一主面上にゲート電極２およびコンタ
クト電極３が形成されている。また、ゲート電極２を含
んだガラス基板１上にはコンタクト電極３の上方を除い
てゲート絶縁層４，５が２層積層形成され、このゲート
絶縁層５のゲート電極２の上方には能動層６が配設さ
れ、ゲート電極２の直上の能動層６上にはエッチングス
トッパ層７が配設され、このエッチングストッパ層７の
両側には低抵抗アモルファスシリコン（ｎ+ ａ−Ｓｉ）
の半導体膜８，９が形成されている。
【００１５】また、ゲート絶縁層５上には、インジウム
・スズ酸化物（Indium Tin Oxide）の透明導電膜である
表示画素電極11が形成され、この表示画素電極11は平面
的にはマトリクス状に配設されている。
・スズ酸化物（Indium Tin Oxide）の透明導電膜である
表示画素電極11が形成され、この表示画素電極11は平面
的にはマトリクス状に配設されている。
【００１６】さらに、半導体膜８および表示画素電極11
に電気的に接触してソース電極12が形成され、半導体膜
９に電気的に接触してドレイン電極13が形成され、これ
らにて薄膜トランジスタ14が構成されている。
に電気的に接触してソース電極12が形成され、半導体膜
９に電気的に接触してドレイン電極13が形成され、これ
らにて薄膜トランジスタ14が構成されている。
【００１７】そして、薄膜トランジスタ14上に、窒化シ
リコン（ＳｉＮx ）のパッシベーション膜15が形成さ
れ、このパッシベーション膜15上にはこのパッシベーシ
ョン膜15とほぼ同一パターンの遮光層16が積層形成さ
れ、マトリクスアレイ基板17を構成している。なお、こ
れらパッシベーション膜15および遮光層16は、プラズマ
ＣＶＤ法によりパッシベーション膜15を形成した後、ス
パッタ法によって12at％のグラファイト（ｇｒａｐｈｉ
ｔｅ）およびＣ60のフラーレンの遮光層16を５０００オ
ングストローム厚で堆積し、Ｏ2 ガスを流したプラズマ
エッチング装置によってエッチングして表示画素電極11
上などの不要な部分を除去することによってパターン化
する。
リコン（ＳｉＮx ）のパッシベーション膜15が形成さ
れ、このパッシベーション膜15上にはこのパッシベーシ
ョン膜15とほぼ同一パターンの遮光層16が積層形成さ
れ、マトリクスアレイ基板17を構成している。なお、こ
れらパッシベーション膜15および遮光層16は、プラズマ
ＣＶＤ法によりパッシベーション膜15を形成した後、ス
パッタ法によって12at％のグラファイト（ｇｒａｐｈｉ
ｔｅ）およびＣ60のフラーレンの遮光層16を５０００オ
ングストローム厚で堆積し、Ｏ2 ガスを流したプラズマ
エッチング装置によってエッチングして表示画素電極11
上などの不要な部分を除去することによってパターン化
する。
【００１８】一方、絶縁性透明基板としてのガラス基板
21の一主面側には図示しないブラックマトリクスを有す
るＲ、Ｇ、Ｂのカラーフィルタ22が形成され、このカラ
ーフィルタ22上にはＩＴＯの対向電極23が形成され、対
向基板24を形成している。
21の一主面側には図示しないブラックマトリクスを有す
るＲ、Ｇ、Ｂのカラーフィルタ22が形成され、このカラ
ーフィルタ22上にはＩＴＯの対向電極23が形成され、対
向基板24を形成している。
【００１９】また、マトリクスアレイ基板17および対向
基板24の対向面には、それぞれ配向膜25，26が形成さ
れ、反対面側には偏光板27，28が貼着され、これらマト
リクスアレイ基板17および対向基板24が対向され、これ
らマトリクスアレイ基板17および対向基板24間に液晶29
が封入挟持されている。
基板24の対向面には、それぞれ配向膜25，26が形成さ
れ、反対面側には偏光板27，28が貼着され、これらマト
リクスアレイ基板17および対向基板24が対向され、これ
らマトリクスアレイ基板17および対向基板24間に液晶29
が封入挟持されている。
【００２０】ここで、遮光層16について説明する。この
遮光層16の薄膜は非晶質炭素はグラファイトであり、結
晶質炭素はフラーレンで、フラーレンは特にＣ60あるい
はＣ70の少なくとも１つとしている。
遮光層16の薄膜は非晶質炭素はグラファイトであり、結
晶質炭素はフラーレンで、フラーレンは特にＣ60あるい
はＣ70の少なくとも１つとしている。
【００２１】そして、遮光層16の製造に際しては、ま
ず、１×１０-6Ｔｏｒｒ程度の真空中で水冷可能な電極
に炭素捧を取り付け、１００リットルのヘリウム（Ｈ
ｅ）ガスで充満し、炭素捧に通電することにより抵抗加
熱によりできるすすにはＣ60とＣ70のフラーレンが大量
に含まれる。このすすをベンゼンに加えると、フラーレ
ンは量的に少ない可溶性成分であるので不溶性成分を濾
紙を通すことによって分離し、ベンゼン溶液を蒸発乾固
すればフラーレンに富んだクルードフラーレンが得られ
る。このクルードフラーレンを分子線蒸着法により、蒸
着速度１〜１００オングストローム／分、基板温度は室
温から３００℃の範囲内で蒸着すると、フラーレン分子
の間に、グラファイト粒子が１〜２０％の範囲で混在し
た絶縁性を有する黒色の遮光層16が生成できる。なお、
この遮光層16の光学濃度ＯＤは２以上であり、比抵抗は
１０９Ωｃｍ以上である。
ず、１×１０-6Ｔｏｒｒ程度の真空中で水冷可能な電極
に炭素捧を取り付け、１００リットルのヘリウム（Ｈ
ｅ）ガスで充満し、炭素捧に通電することにより抵抗加
熱によりできるすすにはＣ60とＣ70のフラーレンが大量
に含まれる。このすすをベンゼンに加えると、フラーレ
ンは量的に少ない可溶性成分であるので不溶性成分を濾
紙を通すことによって分離し、ベンゼン溶液を蒸発乾固
すればフラーレンに富んだクルードフラーレンが得られ
る。このクルードフラーレンを分子線蒸着法により、蒸
着速度１〜１００オングストローム／分、基板温度は室
温から３００℃の範囲内で蒸着すると、フラーレン分子
の間に、グラファイト粒子が１〜２０％の範囲で混在し
た絶縁性を有する黒色の遮光層16が生成できる。なお、
この遮光層16の光学濃度ＯＤは２以上であり、比抵抗は
１０９Ωｃｍ以上である。
【００２２】また、パッシベーション膜15がＳｉＮx で
ある場合には、新たにフォトリソグラフィあるいはエッ
チングなどの工程を必要とせずに同一工程で加工でき
る。さらに、条件によっては遮光層16の抵抗値を非常に
高くすることもできるので、場合によってはパッシベー
ション膜15を省略できる。
ある場合には、新たにフォトリソグラフィあるいはエッ
チングなどの工程を必要とせずに同一工程で加工でき
る。さらに、条件によっては遮光層16の抵抗値を非常に
高くすることもできるので、場合によってはパッシベー
ション膜15を省略できる。
【００２３】上記実施の形態によれば、遮光層16中に水
素が含まれていないので、マトリクスアレイ基板17の最
終工程などで行なわれる加熱アニールによって脱水素に
基づくトラブルもなく、遮光層16による映り込み、すな
わち反射も抑制でき、さらに遮光層16の厚さを５０００
オングストローム程度と薄くできるので液晶配向欠陥の
発生もなく信頼性の高い液晶表示装置が得られる。
素が含まれていないので、マトリクスアレイ基板17の最
終工程などで行なわれる加熱アニールによって脱水素に
基づくトラブルもなく、遮光層16による映り込み、すな
わち反射も抑制でき、さらに遮光層16の厚さを５０００
オングストローム程度と薄くできるので液晶配向欠陥の
発生もなく信頼性の高い液晶表示装置が得られる。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、遮光層中に水素が含ま
れていないため、加熱アニールによる脱水素に基づく遮
光特性の劣化および比抵抗の低下を防止できる。
れていないため、加熱アニールによる脱水素に基づく遮
光特性の劣化および比抵抗の低下を防止できる。
【図１】本発明の液晶表示装置の一実施の形態を示す断
面図である。
面図である。
２ ゲート電極 ６ 能動層 11 表示画素電極 12 ソース電極 13 ドレイン電極 14 薄膜トランジスタ 16 遮光層 17 マトリクスアレイ基板 23 対向電極 24 対向基板 29 液晶
Claims (5)
- 【請求項１】 能動層と、ゲート電極と、ソース電極
と、ドレイン電極と、遮光層とを具備した薄膜トランジ
スタにおいて、 この遮光層は、非晶質炭素と結晶質炭素との混合物の薄
膜であることを特徴とした薄膜トランジスタ。 - 【請求項２】 非晶質炭素は、グラファイトであること
を特徴とした請求項１記載の薄膜トランジスタ。 - 【請求項３】 結晶質炭素は、フラーレンであることを
特徴とした請求項１記載の薄膜トランジスタ。 - 【請求項４】 フラーレンは、Ｃ60およびＣ70の少なく
とも１つであることを特徴とした請求項３記載の薄膜ト
ランジスタ。 - 【請求項５】 請求項１ないし４いずれか記載の薄膜ト
ランジスタおよびこの薄膜トランジスタに対応して配設
された表示画素電極を有するアレイ基板と、 前記表示画素電極に対応する対向電極を有し前記アレイ
基板に対向して設けられた対向基板と、 これらアレイ基板および対向基板間に位置して設けられ
た液晶とを具備したことを特徴とする液晶表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP690996A JPH09199728A (ja) | 1996-01-18 | 1996-01-18 | 薄膜トランジスタおよび液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP690996A JPH09199728A (ja) | 1996-01-18 | 1996-01-18 | 薄膜トランジスタおよび液晶表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09199728A true JPH09199728A (ja) | 1997-07-31 |
Family
ID=11651377
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP690996A Pending JPH09199728A (ja) | 1996-01-18 | 1996-01-18 | 薄膜トランジスタおよび液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09199728A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11223815A (ja) * | 1998-02-06 | 1999-08-17 | Sony Corp | 液晶素子及びその製造方法、並びに配向膜又はその組成物 |
| KR20000003321A (ko) * | 1998-06-27 | 2000-01-15 | 김영환 | 액정 표시 장치 |
| CN104377247A (zh) * | 2014-11-24 | 2015-02-25 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 薄膜晶体管、显示装置及薄膜晶体管的制造方法 |
| WO2018000947A1 (zh) * | 2016-06-28 | 2018-01-04 | 京东方科技集团股份有限公司 | 薄膜晶体管及其制作方法、阵列基板和显示面板 |
| JP2020514802A (ja) * | 2017-03-14 | 2020-05-21 | マジック リープ， インコーポレイテッドＭａｇｉｃ Ｌｅａｐ，Ｉｎｃ． | 吸光膜を有する導波管およびそれを形成するためのプロセス |
| US11849606B2 (en) | 2020-07-08 | 2023-12-19 | Samsung Display Co., Ltd. | Display device including an amorphous carbon layer and manufacturing method thereof |
-
1996
- 1996-01-18 JP JP690996A patent/JPH09199728A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11223815A (ja) * | 1998-02-06 | 1999-08-17 | Sony Corp | 液晶素子及びその製造方法、並びに配向膜又はその組成物 |
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| WO2018000947A1 (zh) * | 2016-06-28 | 2018-01-04 | 京东方科技集团股份有限公司 | 薄膜晶体管及其制作方法、阵列基板和显示面板 |
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| US12048197B2 (en) | 2020-07-08 | 2024-07-23 | Samsung Display Co., Ltd. | Display device and manufacturing method thereof |
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