JPH09230384A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ブラックマトリクスと配線とが意図しないコ
ンタクトを形成してしまうことを防ぐ。 【構成】 コンタクトが形成される領域上のブラックマ
トリクスに開口を設けたこと

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本明細書で開示する発明は、
アクティブマトリクス型の液晶表示装置の画素領域の構
成に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、アクティブマトリクス型の液
晶表示装置が知られている。これは、ガラス基板または
石英基板上にマトリクス状に画素を配置し、この画素の
それぞれに薄膜トランジスタを配置し、この薄膜トラン
ジスタでもって画素電極に出入りする電荷を制御する構
成を有している。

【０００３】このような構成においては、格子状に配置
されたソース線とゲイト線に薄膜トランジスタのソース
領域とゲイト電極とを接続する構成が必要とされる。

【０００４】また、画素電極の縁を覆って設けられたＢ
Ｍ（ブラックマトリクス）という遮光膜が必要とされ
る。

【０００５】ＢＭは、金属膜で構成されており、画素領
域においては、画素電極の部分以外を遮光するような配
置される。

【０００６】このゆうな構成において、ソース線の薄膜
トランジスタとの接続部とＢＭとがショートしてしまう
問題が生じる。

【０００７】図２（Ｂ）に薄膜トランジスタの活性層２
０２の一部とソース線２０６とが重なる分の断面の概要
を示す。図２（Ａ）に示すのは、図２（Ｂ）に示す断面
を上から見た状態である。

【０００８】図２において、２０１がガラス基板また石
英基板であり、２０２が下地膜である酸化珪素膜であ
る。そして２０３が薄膜トランジスタの活性層であり、
図に示されているのは、そのソース領域の部分である。

【０００９】そして２０４がゲイト絶縁膜として機能す
る酸化珪素膜であり、２０５が第１の層間絶縁膜膜であ
る。そしてゲイト絶縁膜２０４と第１の層間絶縁膜２０
５に開口が形成され、そこでソース線２０６が活性層２
０３の一部にコンタクトしている。

【００１０】コンタクト部は、通常図２（Ａ）の２０９
で示されるような四角形、または円形形状を有してい
る。

【００１１】ソース線２０６上には第２の層間絶縁膜２
０７が設けられており、その上にブラックマトリクス２
０８が設けられている。

【００１２】ここで、コンタクト部２０９の寸法は２μ
ｍ角乃至５μｍ角程度である。そしてその深さは第１の
層間絶縁膜の厚さ分である３０００Å〜５０００Å程度
である。また、ソース線２０６の厚さは３０００Å程度
である。さらに、第２の層間絶縁物絶縁膜の厚さは３０
００Å程度である。

【００１３】このような構成において、ソース線２０６
および第２の層間絶縁膜２０７の被覆性が必ずしも良く
ないことから、２１０で示される領域において、ＢＭ２
０８とソース線２０６とのショートが発生してしまう。

【００１４】特に第２の層間絶縁膜のコンタクト開口内
部における被覆性が悪く、開口内部の側面においては、
その膜厚は極端に薄くなってしまっている領域も存在す
る。このような領域では、ＢＭ２０８を構成する材料と
ソース線２０６とがコンタクトしてしまう自体は生じて
しまう。

【００１５】この現象は確率の問題ではあるが、数十万
以上のコンタクト部を形成する必要のあるアクティブマ
トリクス型の液晶表示装置においては、不良の発生の大
きな原因となる。

【００１６】この問題を解決するには、第２の層間絶縁
膜２０７の膜厚を厚くすることが考えられる。しかし、
２１０の領域にはピンホールは形成されやすく、そこを
伝わってソース線２０６とＢＭ２０８とのショートが生
じやすい。

【００１７】従って、第２の層間絶縁膜２０７の膜厚を
厚くすることは、それほど効果的なことではない。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】本明細書で開示する発
明は、多層配線が必要とされるアクティブマトリクスが
型の液晶表示装置の構成において、ＢＭと配線とが意図
しないコンタクトを形成してしまうことを防ぐ構成を提
供することを課題とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本明細書で開示する発明
の一つは、図１にその具体的な構成を示すように、第１
の配線または電極または半導体１０３上に形成された第
１の絶縁膜１０４および／または１０５と、前記第１の
絶縁膜上に形成された第２の配線１０６と、前記第１の
絶縁膜に形成された第１の開口と、前記第２の配線上に
形成された第２の絶縁膜１１０と、前記第２の絶縁膜上
に形成された金属膜１０８と、を有し、前記第１の絶縁
膜に形成された第１の開口を介して前記第１の配線また
は電極または半導体と前記第２の配線とが接続されてお
り、前記金属膜の前記第１の開口に対応する領域には、
第２の開口１０７が形成されていることを特徴とする。

【００２０】他の発明の構成は、図１にその具体的な例
を示すように、薄膜トランジスタの活性層１０３上に形
成された第１の絶縁膜１０４および／または１０５と、
前記第１の絶縁膜上に形成されたソース線１０６と、前
記第１の絶縁膜に形成された第１の開口と、前記第ソー
ス線上に形成された第２の絶縁膜１１０と、前記第２の
絶縁膜上に形成されたブラックマトリクスを構成する金
属膜１０８と、を有し、前記第１の絶縁膜に形成された
第１の開口を介して前記活性層と前記ソース線とが接続
されており、前記ブラックマトリクスを構成する金属膜
の第１の開口に対応する領域には、第２の開口１０７が
形成されていることを特徴とする。

【００２１】

【実施例】

〔実施例１〕図１に本実施例の構成の概略を示す。図１
（Ａ）はコンタクト部を上面から見た図であり、図１
（Ｂ）はコンタクト部の断面を示したものである。

【００２２】図１（Ｂ）には、ガラス基板１０１上に下
地膜として酸化珪素膜１０２は成膜され、さらにその上
に結晶性珪素膜でなる薄膜トランジスタの活性層１０３
が形成され、この活性層１０３にゲイト絶縁膜１０４と
第１の層間絶縁膜１０５に開けた開口を介してソース１
０６がコンタクトしている構成が示されている。

【００２３】１１０はソース線１０６を覆って設けられ
ただ第２の層間絶縁膜であり、その上にＢＭ１０８が設
けられている。

【００２４】ここで重要なのは、コンタクト１１１が形
成される領域に合わせて、ＢＭ１０８に開口１０７が形
成されていることである。なおこの開口１０７の縁が１
０９で示される。

【００２５】この開口１０７は、ＢＭを各画素に対応し
たものにパターニングする際に同時に行われる。従っ
て、従来の構成に比較して特にマスクが増えるというよ
うなことはない。

【００２６】このような構成とすることにより、ＢＭ１
０８とソース線１０６はショートするような問題を解決
することができる。なお、ソース線の部分にＢＭが一部
存在していなくても特に問題とはならない。

【００２７】〔実施例２〕本実施例は、アクティブマト
リクス型の液晶表示装置の他部の構造に関する。アクテ
ィブマトリクス型の液晶表示装置は、ゲイト線とソース
線とが格子状に配置された構成を有している。

【００２８】ここでゲイト線がマトリクス状の行方向に
配置された薄膜トランジスタのゲイト電極に接続され
る。そしてソース線は、マトリクス状に配置された列方
向の薄膜トランジスタのソースに接続される。

【００２９】従って、完成後においては、ゲイト線とソ
ース線とは直接接続されていない。しかし、装置の作製
過程においては、両者を同電位とするためにゲイト線と
ソース線とは接続されている。（液晶パネルの完成後に
切断される）

【００３０】ソース線とゲイト線とは層間絶縁膜を介し
て上下に分離絶縁されている。しかし、この場合も図２
で示したようにブラックマトリクスとソース線とのショ
ートが問題となる。これは、ソース線とゲイト線とのコ
ンタクト部分の断面形状が複雑になることに起因する。

【００３１】図３の本実施例の概略の構成を示す。図３
に示されるのは、ガラス基板１０１上に形成された下地
膜１０２とゲイト絶縁膜１０３、さたにゲイト絶縁膜上
に形成されたゲイト線３０１である。

【００３２】ゲイト線３０１はゲイト電極を兼ねる構
成、またはその一部が延在してゲイト電極を構成してい
る。

【００３３】ゲイト線３０１はアルミニウムで構成され
ており、その表面には保護膜として陽極酸化膜３０２が
形成されている。

【００３４】そして陽極酸化膜３０２と第１の層間絶縁
膜１０５に開口が形成され、ソース線１０６がゲイト線
３０１にコンタクトしている。

【００３５】ここで第２の層間絶縁膜１１０のコンタク
ト付近での断面形状が複雑なものとなり、その上に形成
されるＢＭ１０８とソース線１０６とのショートが懸念
される。

【００３６】しかし、本実施例に示す構成においては、
図３に示すようにコンタクト付近におけるＢＭ１０８に
開口を形成し、上記の問題が生じないようにしている。

【００３７】

【発明の効果】本明細書で開示する発明を利用すること
で、多層配線が必要とされるアクティブマトリクスが型
の液晶表示装置の構成において、ＢＭと配線とが意図し
ないコンタクトを形成してしまうことを防ぐ構成を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例のコンタクト付近の断面を示す図。

【図２】 従来例のコンタクト付近の断面を示す図。

【図３】 実施例のコンタクト付近の断面を示す図。

【符号の説明】

１０１ ガラス基板 １０２ 下地膜（酸化珪素膜） １０３ 活性層（結晶性珪素膜） １０４ ゲイト絶縁膜（酸化珪素膜） １０５ 層間絶縁膜 １０６ ソース線 １０７ ＢＭ（ブラックマトリクス）に形成された開
口 １０８ ＢＭ（ブラックマトリクス） １０９ ＢＭ（ブラックマトリクス）に形成された開
口の縁 １１０ 層間絶縁膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安達 広樹 神奈川県厚木市長谷398番地 株式会社半 導体エネルギー研究所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の配線または電極または半導体上に形
   成された第１の絶縁膜と、 前記第１の絶縁膜上に形成された第２の配線と、 前記第１の絶縁膜に形成された第１の開口と、 前記第２の配線上に形成された第２の絶縁膜と、 前記第２の絶縁膜上に形成された金属膜と、 を有し、 前記第１の絶縁膜に形成された第１の開口を介して前記
   第１の配線または電極または半導体と前記第２の配線と
   が接続されており、 前記金属膜の前記第１の開口に対応する領域には、第２
   の開口が形成されていることを特徴とする半導体装置。
2. 【請求項２】薄膜トランジスタの活性層上に形成された
   第１の絶縁膜と、 前記第１の絶縁膜上に形成されたソース線と、 前記第１の絶縁膜に形成された第１の開口と、 前記第２の配線上に形成された第２の絶縁膜と、 前記第２の絶縁膜上に形成されたブラックマトリクスを
   構成する金属膜と、 を有し、 前記第１の絶縁膜に形成された第１の開口を介して前記
   活性層と前記ソース線とが接続されており、 前記ブラックマトリクスを構成する金属膜の第１の開口
   に対応する領域には、第２の開口が形成されていること
   を特徴とする半導体装置。