JPH09331066A - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents
液晶表示装置及びその製造方法Info
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- JPH09331066A JPH09331066A JP14894296A JP14894296A JPH09331066A JP H09331066 A JPH09331066 A JP H09331066A JP 14894296 A JP14894296 A JP 14894296A JP 14894296 A JP14894296 A JP 14894296A JP H09331066 A JPH09331066 A JP H09331066A
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Abstract
されている液晶表示装置において、ヒロックの生起を防
止すると共に、バックライト等の光の反射を防止して、
断線不良の撲滅、信頼性の向上、コントラストの向上を
実現する液晶表示装置及びその製造方法を提供すること
を目的とする。 【解決手段】 第1の層間絶縁膜18上に設けられた遮
光膜20上面に、Al系金属膜以外の金属膜であってそ
の反射率がAl系金属膜の反射率よりも低いもの、例え
ばMo膜22が形成されている。Al系金属膜からなる
ソース配線膜24及びドレイン配線膜26の各上面に
も、それぞれMo膜28、30が形成されている。これ
らMo膜22、28、30上に、第2の層間絶縁膜32
が形成されている。即ち、遮光膜20、ソース配線膜2
4、及びドレイン配線膜26の各上面と第2の層間絶縁
膜32との間にはMo膜22、28、30が介在してい
る。
Description
の製造方法に係り、特にアルミニウム系金属膜が配線膜
又は遮光膜として使用されている液晶表示装置及びその
製造方法に関するものである。
ansistor;薄膜トランジスタ)方式の液晶表示装置を、
図4を用いて説明する。図4に示されるように、透明基
板10上に、半導体層12及びこの半導体層12上にゲ
ート絶縁膜14を介して設けられたゲート電極66から
なるスタガー型のTFTが形成されている。また、全面
に第1の層間絶縁膜68が形成されている。そしてこの
第1の層間絶縁膜68上には、Al(アルミニウム)膜
からなる遮光膜20が形成されている。また、半導体層
12上の第1の層間絶縁膜68に開孔されたコンタクト
ホールを介して、半導体層12に接続しているAl膜か
らなるソース電極及びそれに接続する配線膜(以下、両
者を併せて「ソース配線膜」という)24並びにドレイ
ン電極及びそれに接続する配線膜(以下、両者を併せて
「ドレイン配線膜」という)26が形成されている。
されている。そしてこの第2の層間絶縁膜32上に、遮
光膜20とソース配線膜24との間隙を覆うように、T
i膜34が形成されている。即ち、このTi膜34は、
遮光膜20とソース配線膜24との間隙を透過する光を
遮断するOCB(On Chip Black )の役割を果たすもの
である。また、ゲート電極66上方の第2の層間絶縁膜
32上及び第2の層間絶縁膜32に開孔されたコンタク
トホール内のMo膜30上には、Ti膜36が形成され
ている。即ち、このTi膜36は、ゲート部を透過する
光を遮断するOCBの役割を果たすと共に、Al膜から
なるドレイン配線膜26と後述する画素電極とのコンタ
クト抵抗を低減するためのものである。
38が形成されている。また、この平坦化膜38上に
は、画素電極40が形成されており、その画素電極40
の一端は、Ti膜36上の平坦化膜38に開孔されたコ
ンタクトホールを介して、Ti膜36に接続している。
即ち、画素電極40は、Ti膜36を介してドレイン配
線膜26に接続している。また、図示はしないが、透明
基板10上方には、共通電極が形成されている透明基板
が対向して配置され、これら両基板の間隙には、液晶が
封止されている。このようにしてTFT方式の液晶表示
装置が構成されている。
ガー型TFT方式の液晶表示装置においては、配線又は
信号線としてAl膜が使用されている。また、周辺部の
遮光膜やブラックマトリクスとしてもAl膜が使用され
ている。そして従来のスタガー型TFT方式の液晶表示
装置を作製する現在のプロセスによれば、Al膜の成膜
後に熱処理工程が入るため、熱によるAlの粒径移動が
起き、ヒロック(Hillock ;突起)が生起する。また、
このヒロックは、熱処理が繰り返されるたびに大きく成
長する。このため、以下のような問題が生じていた。
により、Al膜中に大小様々なボイド(Void;空洞)が
発生する。そのため、配線又は信号線としてAl膜を使
用している場合には、Al膜中に発生した大きなボイド
が断線不良の直接的な原因になり、また断線に至らない
ものでも信頼性に悪影響を及ぼすという問題が生じる。
また、遮光膜としてAl膜を使用している場合には、ボ
イドの発生箇所からバックライトの光が漏れて、コント
ラストの低下を招くという問題が生じる。
そのAl膜上に例えばPSG(Phospho-Silicate Glas
s)やNSG(Non doped Silicate Glass)等からなる
層間絶縁膜を堆積すると、例えばヒロックの頂部が層間
絶縁膜から露出したりして層間絶縁膜がカバーできない
領域が発生する。そのため、その後のエッチング工程に
おいて、例えば露出したヒロックから層間絶縁膜下のA
l膜までエッチングが進行し、上記(1)の場合と同様
に、断線不良の発生、信頼性の劣化、コントラストの低
下等の問題が生じる。
等からなる層間絶縁膜を堆積した後に熱処理工程が入る
と、Al膜中のヒロックの生起により、層間絶縁膜にク
ラックが発生する。そのため、その後のエッチング工程
において、層間絶縁膜のクラックから層間絶縁膜下のA
l膜までエッチングが進行し、上記(2)の場合と同様
に、断線不良の発生、信頼性の劣化、コントラストの低
下等の問題が生じる。
場合であっても、配線又は遮光膜としてAl系金属膜を
使用している場合には、Al系金属膜の反射率は比較的
高いため、バックライト等の光が反射して、コントラス
トの低下につながるという問題が生じる。
らなるゲート電極におけるヒロックの生起を防止するた
め、表面を覆う保護絶縁膜として低温での成膜が可能な
酸化金属膜を用いることにより、高温熱処理工程の回数
を少なくすること(特開平5−167074号参照)、
表面を覆う保護絶縁膜として低温で成膜した窒化シリコ
ン膜を用いることにより、高温熱処理工程の回数を少な
くすること(特開平5−167075号参照)、高融点
金属を不純物として含むAlを用いてゲート電極を形成
すること(特開平5−181162号及び特開平6−1
04437号参照)、Alより融点の高い金属層がAl
層を覆っている構造のゲート電極とすること(特開平6
−120503号参照)、高融点金属が不純物として含
まれている陽極酸化膜でAlゲート電極を覆うこと(特
開平6−232401号参照)、Si(シリコン)の添
加濃度が共晶温度での固溶濃度以下であるSi添加Al
を用いてゲート電極を形成すること(特開平6−188
420号参照)等が提案されている。また、Al系金属
からなるゲート電極に限定されず、一般的にヒロックの
生起を防止する手段として、Al−Si薄膜とAl薄膜
との積層構造とすること(特開平6−145962号参
照)が提案されている。
れたものであり、Al系金属膜が配線膜又は遮光膜とし
て使用されている液晶表示装置において、ヒロックの生
起を防止すると共に、バックライト等の光の反射を防止
して、断線不良の撲滅、信頼性の向上、コントラストの
向上を実現する液晶表示装置及びその製造方法を提供す
ることを目的とする。
が生起・成長するメカニズムとして、Al系金属膜に隣
接する層間絶縁膜から水分が供給され、その水分が熱処
理の熱により蒸発して、Al系金属膜に応力を生じる。
そしてこの応力により、Alの粒径移動が起き、Alの
粒界を形成する網目の交差点に流れ込むAl原子と流れ
出るAl原子の流束の不均一性からヒロックが生起する
ことが考えられる。従って、本発明者は、隣接する層間
絶縁膜からAl系金属膜への水分供給を遮断することに
より、ヒロックの生起・成長を抑制することを想到し
た。
に係る液晶表示装置は、Al系金属膜が配線膜又は遮光
膜として使用されている液晶表示装置であって、前記A
l系金属膜上面、又は前記Al系金属膜上面及び側面
に、金属膜(Al系金属膜を除く)が形成されているこ
とを特徴とする。
いては、Al系金属膜上面又はAl系金属膜上面及び側
面に金属膜(Al系金属膜を除く)が形成されているこ
とにより、Al系金属膜上面又は側面に隣接する層間絶
縁膜からAl系金属膜への水分供給が遮断されるため、
ヒロックの生起・成長を抑制することができる。従っ
て、Al系金属膜中のボイドの発生が抑制され、Al系
金属膜からなる配線膜における断線不良の発生が防止さ
れると共に、Al系金属膜からなる遮光膜における光漏
れによるコントラストの低下を防止することができる。
また、たとえヒロックが生起しても、その後のエッチン
グ工程において、Al系金属膜上面又は上面及び側面を
覆う金属膜(Al系金属膜を除く)がエッチング保護膜
の役割を果たすため、Al系金属膜のエッチングを防止
して、断線不良の発生やコントラストの低下を防止する
ことができる。また、たとえヒロックの生起によりAl
系金属膜の断線不良が発生しても、Al系金属膜上面に
形成された金属膜(Al系金属膜を除く)により通電が
確保されるため、特性不良となることを防止することが
できる。
系金属膜が配線膜又は遮光膜として使用されている液晶
表示装置であって、前記Al系金属膜下面に、金属膜
(Al系金属膜を除く)が形成されていることを特徴と
する。このように本発明に係る液晶表示装置において
は、Al系金属膜下面に金属膜(Al系金属膜を除く)
が形成されていることにより、Al系金属膜下面に隣接
する層間絶縁膜からAl系金属膜への水分供給が遮断さ
れるため、ヒロックの生起・成長を抑制することがで
き、従ってAl系金属膜中のボイドの発生が抑制され、
配線膜における断線不良の発生や遮光膜における光漏れ
によるコントラストの低下を防止することができる。ま
た、たとえヒロックの生起によりAl系金属膜の断線不
良が発生しても、Al系金属膜下面に形成された金属膜
(Al系金属膜を除く)により通電が確保されるため、
特性不良となることを防止することができる。
(Al系金属膜を除く)の反射率を、Al系金属膜の反
射率よりも低いものとすることができる。このようにA
l系金属膜上面、上面及び側面、又は下面に形成されて
いる金属膜(Al系金属膜を除く)の反射率がAl系金
属膜の反射率よりも低いことにより、この金属膜(Al
系金属膜を除く)が反射防止膜の役割を果たすため、バ
ックライト等の光の反射によるコントラストの低下を防
止することができる。また、上記の液晶表示装置におい
て、前記金属膜(Al系金属膜を除く)は、高融点金属
膜であることが好適である。例えば、Ti(チタン)、
Ta(タンタル)、W(タングステン)、及びZr(ジ
ルコニウム)からなる群より選ばれるいずれか1種類又
は複数種類を材料とする膜であることが望ましい。
法は、透明基板上に、半導体層及び前記半導体層上にゲ
ート絶縁膜を介して設けられたゲート電極からなる薄膜
トランジスタを形成する第1の工程と、全面に第1の層
間絶縁膜を堆積した後、前記半導体層上の前記第1の層
間絶縁膜に第1のコンタクトホールを開孔する第2の工
程と、全面にAl系金属膜及び金属膜(Al系金属膜を
除く)を順に堆積した後、前記金属膜(Al系金属膜を
除く)及び前記Al系金属膜を所定の形状にパターニン
グして、前記第1のコンタクトホール内の前記半導体層
に接続する前記Al系金属膜からなる配線膜及び前記第
1の層間絶縁膜上の前記Al系金属膜からなる遮光膜を
形成すると共に、前記配線膜及び前記遮光膜をなす前記
Al系金属膜上面に前記金属膜(Al系金属膜を除く)
を形成する第3の工程と、全面に第2の層間絶縁膜を堆
積した後、前記配線膜上方の前記第2の層間絶縁膜に第
2のコンタクトホールを開孔し、前記第2のコンタクト
ホール内の前記金属膜(Al系金属膜を除く)に接続す
る透明電極膜を形成する第4の工程とを有することを特
徴とする。
造方法においては、Al系金属膜及び金属膜(Al系金
属膜を除く)を順に堆積し、所定の形状にパターニング
して、Al系金属膜からなる配線膜及び遮光膜を形成す
ると共に、配線膜及び遮光膜をなすAl系金属膜上面に
金属膜(Al系金属膜を除く)を形成した後、全面に第
2の層間絶縁膜を堆積することにより、配線膜及び遮光
膜をなすAl系金属膜と第2の層間絶縁膜上面との間に
金属膜(Al系金属膜を除く)を介在させて、第2の層
間絶縁膜からAl系金属膜への水分供給を遮断するた
め、その後の熱処理工程におけるヒロックの生起・成長
を抑制することができる。
法は、透明基板上に、半導体層及び前記半導体層上にゲ
ート絶縁膜を介して設けられたゲート電極からなる薄膜
トランジスタを形成する第1の工程と、全面に第1の層
間絶縁膜を堆積した後、前記半導体層上の前記第1の層
間絶縁膜に第1のコンタクトホールを開孔する第2の工
程と、全面にAl系金属膜を堆積し、所定の形状にパタ
ーニングして、前記第1のコンタクトホール内の前記半
導体層に接続する前記Al系金属膜からなる配線膜及び
前記第1の層間絶縁膜上の前記Al系金属膜からなる遮
光膜を形成した後、全面に金属膜(Al系金属膜を除
く)を堆積し、所定の形状にパターニングして、前記配
線膜及び前記遮光膜をなす前記Al系金属膜上面及び側
面に前記金属膜(Al系金属膜を除く)を形成する第3
の工程と、全面に第2の層間絶縁膜を堆積した後、前記
配線膜上方の前記第2の層間絶縁膜に第2のコンタクト
ホールを開孔し、前記第2のコンタクトホール内の前記
金属膜(Al系金属膜を除く)に接続する透明電極膜を
形成する第4の工程とを有することを特徴とする。
造方法においては、Al系金属膜を堆積し、所定の形状
にパターニングして、Al系金属膜からなる配線膜及び
遮光膜を形成した後、金属膜(Al系金属膜を除く)を
堆積し、所定の形状にパターニングして、配線膜及び遮
光膜をなすAl系金属膜上面及び側面に金属膜(Al系
金属膜を除く)を形成し、続いて全面に第2の層間絶縁
膜を堆積することにより、配線膜及び遮光膜をなすAl
系金属膜上面及び側面と第2の層間絶縁膜との間に金属
膜(Al系金属膜を除く)を介在させて、第2の層間絶
縁膜からAl系金属膜への水分供給を更に徹底して遮断
するため、その後の熱処理工程におけるヒロックの生起
・成長を更に徹底して抑制することができる。
法は、透明基板上に、半導体層及び前記半導体層上にゲ
ート絶縁膜を介して設けられたゲート電極からなる薄膜
トランジスタを形成する第1の工程と、全面に第1の層
間絶縁膜を堆積した後、前記半導体層上の前記第1の層
間絶縁膜に第1のコンタクトホールを開孔する第2の工
程と、全面に金属膜(アルミニウム系金属膜を除く)及
びアルミニウム系金属膜を順に堆積した後、前記アルミ
ニウム系金属膜及び前記金属膜(アルミニウム系金属膜
を除く)を所定の形状にパターニングして、前記第1の
コンタクトホール内の前記半導体層に前記金属膜(アル
ミニウム系金属膜を除く)を介して接続する前記アルミ
ニウム系金属膜からなる配線膜及び前記第1の層間絶縁
膜との間に前記金属膜(アルミニウム系金属膜を除く)
を介在させた前記アルミニウム系金属膜からなる遮光膜
を形成する第3の工程と、全面に第2の層間絶縁膜を堆
積した後、前記配線膜上方の前記第2の層間絶縁膜に第
2のコンタクトホールを開孔し、前記第2のコンタクト
ホール内の前記配線膜に接続する透明電極膜を形成する
第4の工程とを有することを特徴とする。
造方法においては、全面に第1の層間絶縁膜を堆積した
後、金属膜(アルミニウム系金属膜を除く)及びアルミ
ニウム系金属膜を順に堆積した後、所定の形状にパター
ニングして、第1の層間絶縁膜との間に金属膜(アルミ
ニウム系金属膜を除く)を介在させたアルミニウム系金
属膜からなる配線膜及び遮光膜を形成することにより、
第1の層間絶縁膜からAl系金属膜への水分供給を遮断
するため、その後の熱処理工程におけるヒロックの生起
・成長を抑制することができる。
前記金属膜(Al系金属膜を除く)の反射率を、Al系
金属膜の反射率よりも低くすることが好ましい。このよ
うにAl系金属膜上面、上面及び側面、又は下面に形成
する金属膜(Al系金属膜を除く)の反射率がAl系金
属膜の反射率よりも低いことにより、この金属膜(Al
系金属膜を除く)が反射防止膜の役割を果たすため、バ
ックライト等の光の反射によるコントラストの低下を防
止することができる。
いて、前記金属膜(Al系金属膜を除く)が、高融点金
属膜であることが好適である。例えば、Ti、Ta、
W、及びZrからなる群より選ばれるいずれか1種類又
は複数種類を材料とする膜であることが望ましい。
発明の実施の形態を説明する。 (第1の実施の形態)本発明の第1の実施の形態に係る
スタガー型TFT方式の液晶表示装置を、図1を用いて
説明する。ここで、図1は本実施の形態に係るスタガー
型TFT方式の液晶表示装置を示す断面図である。図1
に示されるように、例えばガラス基板からなる透明基板
10上に、例えばポリシリコン層からなる半導体層12
が形成されている。また、この半導体層12上には、ゲ
ート絶縁膜14を介して、例えばポリシリコン層からな
るゲート電極16が形成されている。こうして透明基板
10上にはスタガー型TFTが形成されている。
2上、及びゲート電極16上には、例えばPSG膜やN
SG膜等からなる第1の層間絶縁膜18が形成されてい
る。また、この第1の層間絶縁膜18上には、Al系金
属膜からなる遮光膜20が形成されている。そしてこの
遮光膜20上面に、Al系金属膜以外の金属膜であって
その反射率がAl系金属膜の反射率よりも低いもの、例
えばMo膜22が形成されている点に、本実施の形態の
特徴がある。
18に開孔されたコンタクトホールを介して、半導体層
12に接続しているAl系金属膜からなるソース配線膜
24及びドレイン配線膜26が形成されている。そして
これらソース配線膜24上面及びドレイン配線膜26上
面にも、それぞれMo膜28、30が形成されている点
に、本実施の形態の特徴がある。
及び第1の層間絶縁膜18上には、例えばPSG膜やN
SG膜等からなる第2の層間絶縁膜32が形成されてい
る。また、この第2の層間絶縁膜32上には、遮光膜2
0とソース配線膜24との間隙を覆うように、Ti膜3
4が形成されている。即ち、このTi膜34は、遮光膜
20とソース配線膜24との間隙を透過する光を遮断す
るOTBの役割を果たすものである。また、ゲート電極
16上方の第2の層間絶縁膜32上及び第2の層間絶縁
膜32に開孔されたコンタクトホール内のMo膜30上
には、Ti膜36が形成されている。即ち、このTi膜
36は、ゲート部を透過する光を遮断するOTBの役割
を果たすと共に、Mo膜30と後述する画素電極とのコ
ンタクト抵抗を低減するためのものである。
の層間絶縁膜32上には、表面が平坦化された平坦化膜
38が形成されている。また、この平坦化膜38上に
は、例えばITO(Indium Tin Oxide)膜やSnO2 膜
等の透明導電膜からなる画素電極40が形成されてお
り、その画素電極40の一端は、Ti膜36上の平坦化
膜38に開孔されたコンタクトホールを介して、Ti膜
36に接続している。即ち、画素電極40は、Ti膜3
6及びMo膜30を介してドレイン配線膜26に接続し
ている。また、図示はしないが、透明基板10上方に
は、共通電極が形成されている透明基板が対向して配置
され、これら両基板の間隙には、液晶が封止されてい
る。このようにしてスタガー型TFT方式の液晶表示装
置が構成されている。
表示装置の製造方法を説明する。先ず、透明基板10上
に半導体層12を形成した後、この半導体層12上にゲ
ート絶縁膜14を介してゲート電極16を形成する。こ
うして透明基板10上にスタガー型TFTを形成する。
eposition )法を用いて、全面に第1の層間絶縁膜18
を成膜した後、半導体層12上の第1の層間絶縁膜18
にコンタクトホールを開孔する。続いて、例えばスッパ
ッタリング法を用いて、全面にAl系金属膜を成膜し、
更にMo膜を連続して成膜する。そしてこれらのMo膜
及びAl系金属膜を所定の形状にパターニングして、A
l系金属膜からなる遮光膜20及び遮光膜20上面のM
o膜22を形成すると共に、コンタクトホールを介して
半導体層12に接続しているAl系金属膜からなるソー
ス配線膜24及びドレイン配線膜26並びにソース配線
膜24上面のMo膜28及びドレイン配線膜26上面の
Mo膜30を形成する。
2の層間絶縁膜32を成膜した後、Mo膜30上の第2
の層間絶縁膜32にコンタクトホールを開孔する。続い
て、例えばスッパッタリング法を用いて、全面にTi膜
を成膜した後、このTi膜を所定の形状にパターニング
して、遮光膜20とソース配線膜24との間隙上方の第
2の層間絶縁膜32上にTi膜34を形成すると共に、
ゲート電極16上方の第2の層間絶縁膜32上及び第2
の層間絶縁膜32に開孔されたコンタクトホール内のM
o膜30上にTi膜36を形成する。
表面が平坦化された平坦化膜38を成膜した後、Ti膜
36上の平坦化膜38にコンタクトホールを開孔する。
続いて、全面に透明導電膜を成膜した後、この透明導電
膜を所定の形状にパターニングして、画素電極40を形
成すると共に、その画素電極40の一端がコンタクトホ
ール内のTi膜36上に接続するようにする。こうして
図1に示すスタガー型TFT方式の液晶表示装置を作製
する。
金属膜からなる遮光膜20上面、ソース配線膜24上
面、及びドレイン配線膜26上面にそれぞれMo膜2
2、28、30が形成され、これら遮光膜20、ソース
配線膜24、及びドレイン配線膜26の各上面と第2の
層間絶縁膜32との間にMo膜22、28、30が介在
していることにより、第2の層間絶縁膜32からの水分
供給が遮断されるため、遮光膜20、ソース配線膜2
4、及びドレイン配線膜26におけるヒロックの生起・
成長を抑制することができる。従って、遮光膜20、ソ
ース配線膜24、及びドレイン配線膜26をなすAl系
金属膜中のボイドの発生が抑制され、ソース配線膜24
及びドレイン配線膜26における断線不良の発生が防止
されると共に、遮光膜20における光漏れによるコント
ラストの低下を防止することができる。
後のエッチング工程において、遮光膜20上面、ソース
配線膜24上面、及びドレイン配線膜26上面をそれぞ
れ覆っているMo膜22、28、30がエッチング保護
膜の役割を果たすため、Al系金属膜のエッチングを防
止して、ソース配線膜24及びドレイン配線膜26にお
ける断線不良の発生や遮光膜20における光漏れによる
コントラストの低下を防止することができる。また、た
とえヒロックの生起によりソース配線膜24及びドレイ
ン配線膜26における断線不良が発生しても、ソース配
線膜24上面及びドレイン配線膜26上面にそれぞれ形
成されたMo膜28、30により通電が確保されるた
め、特性不良となることを防止することができる。
上面、及びドレイン配線膜26上面をそれぞれ覆ってい
るMo膜22、28、30の反射率がAl系金属膜の反
射率よりも低いことにより、これらのMo膜22、2
8、30が反射防止膜の役割を果たすため、バックライ
ト等の光の反射によるコントラストの低下を防止するこ
とができる。
パッタリング法を用いて全面にAl系金属膜及びMo膜
を連続して成膜し、これらMo膜及びAl系金属膜を所
定の形状にパターニングして、Al系金属膜からなる遮
光膜20及び遮光膜20上面のMo膜22を形成すると
共に、Al系金属膜からなるソース配線膜24及びドレ
イン配線膜26並びにソース配線膜24上面のMo膜2
8及びドレイン配線膜26上面のMo膜30を形成する
ため、工程数を増加することなく、Al系金属膜からな
る遮光膜20上面、ソース配線膜24上面、及びドレイ
ン配線膜26上面にそれぞれMo膜22、28、30を
容易に形成することが可能である。
属膜からなる遮光膜20上面、ソース配線膜24上面、
及びドレイン配線膜26上面に形成するAl系金属膜以
外の金属膜であってその反射率がAl系金属膜の反射率
よりも低いものとして、Mo膜22、28、30を用い
ているが、Mo膜に限定されるものではない。例えばT
i膜、Ta膜、W膜、Zr膜等の他の高融点金属膜であ
ってもよい。また、1種類を材料とする膜に限定され
ず、例えばTiW膜のように複数種類を材料とする膜で
あってもよい。
の形態に係るスタガー型TFT方式の液晶表示装置を、
図2を用いて説明する。ここで、図2は本実施の形態に
係るスタガー型TFT方式の液晶表示装置を示す断面図
である。なお、上記図1に示すスタガー型TFT方式の
液晶表示装置と同一の要素には同一の符号を付して説明
を省略又は簡略化する。図2に示されるように、透明基
板10上に、半導体層12及びこの半導体層12上にゲ
ート絶縁膜14を介して設けられたゲート電極16から
なるスタガー型TFTが形成されている。
2上、及びゲート電極16上には、第1の層間絶縁膜1
8が形成され、この第1の層間絶縁膜18上には、Al
系金属膜からなる遮光膜20が形成されている。そして
この遮光膜20上面及び側面に、Al系金属膜以外の金
属膜であってその反射率がAl系金属膜の反射率よりも
低いもの、例えばMo膜42が形成されている点に、本
実施の形態の特徴がある。
18に開孔されたコンタクトホールを介して、半導体層
12に接続しているAl系金属膜からなるソース配線膜
24及びドレイン配線膜26が形成されている。そして
これらソース配線膜24上面及び側面並びにドレイン配
線膜26上面及び側面にも、それぞれMo膜44、46
が形成されている点に、本実施の形態の特徴がある。
及び第1の層間絶縁膜18上には、第2の層間絶縁膜3
2が形成されている。また、遮光膜20とソース配線膜
24との間隙上方の第2の層間絶縁膜32上には、OT
B用のTi膜34が形成されている。また、ゲート電極
16上方の第2の層間絶縁膜32上及び第2の層間絶縁
膜32に開孔されたコンタクトホール内のMo膜46上
に、Ti膜36が形成されている。即ち、このTi膜3
6は、ゲート部を透過する光を遮断するOTBの役割を
果たすと共に、Mo膜46と後述する画素電極とのコン
タクト抵抗を低減するためのものである。
の層間絶縁膜32上には、平坦化膜38が形成されてい
る。また、この平坦化膜38上には、画素電極40が形
成されており、その画素電極40の一端は、Ti膜36
上の平坦化膜38に開孔されたコンタクトホールを介し
て、Ti膜36に接続している。即ち、画素電極40
は、Ti膜36及びMo膜46を介してドレイン配線膜
26に接続している。また、図示はしないが、透明基板
10上方には、共通電極が形成されている透明基板が対
向して配置され、これら両基板の間隙には、液晶が封止
されている。このようにしてスタガー型TFT方式の液
晶表示装置が構成されている。
表示装置の製造方法を説明する。先ず、透明基板10上
に半導体層12を形成した後、この半導体層12上にゲ
ート絶縁膜14を介してゲート電極16を形成する。こ
うして透明基板10上にスタガー型TFTを形成する。
第1の層間絶縁膜18を成膜した後、半導体層12上の
第1の層間絶縁膜18にコンタクトホールを開孔する。
続いて、例えばスッパッタリング法を用いて、全面にA
l系金属膜を成膜する。そしてこのAl系金属膜を所定
の形状にパターニングして、遮光膜20を形成すると共
に、コンタクトホールを介して半導体層12に接続する
ソース配線膜24及びドレイン配線膜26を形成する。
て、全面にMo膜を成膜した後、このMo膜を所定の形
状にパターニングして、遮光膜20上面及び側面にMo
膜42を形成すると共に、ソース配線膜24上面及び側
面並びにドレイン配線膜26上面及び側面にも、それぞ
れMo膜44、46を形成する。
2の層間絶縁膜32を成膜した後、Mo膜46上の第2
の層間絶縁膜32にコンタクトホールを開孔する。続い
て、例えばスッパッタリング法を用いて、全面にTi膜
を成膜した後、このTi膜を所定の形状にパターニング
して、遮光膜20とソース配線膜24との間隙上方の第
2の層間絶縁膜32上にTi膜34を形成すると共に、
ゲート電極16上方の第2の層間絶縁膜32上及び第2
の層間絶縁膜32に開孔されたコンタクトホール内のM
o膜46上にTi膜36を形成する。
坦化膜38を成膜した後、Ti膜36上の平坦化膜38
にコンタクトホールを開孔する。続いて、全面に透明導
電膜を成膜した後、この透明導電膜を所定の形状にパタ
ーニングして、画素電極40を形成すると共に、その画
素電極40の一端がコンタクトホール内のTi膜36上
に接続するようにする。こうして図2に示すスタガー型
TFT方式の液晶表示装置を作製する。
金属膜からなる遮光膜20上面及び側面、ソース配線膜
24上面及び側面、並びにドレイン配線膜26上面及び
側面にそれぞれMo膜42、44、46が形成され、こ
れら遮光膜20、ソース配線膜24、及びドレイン配線
膜26の各上面及び側面と第2の層間絶縁膜32との間
にMo膜42、44、46が介在していることにより、
上記第1の実施の形態に係る場合よりも更に徹底して第
2の層間絶縁膜32からの水分供給が遮断されるため、
より効果的にヒロックの生起・成長を抑制することがで
きる。従って、上記第1の実施の形態の場合よりも更に
効果的に遮光膜20、ソース配線膜24、及びドレイン
配線膜26をなすAl系金属膜中のボイドの発生が抑制
され、ソース配線膜24及びドレイン配線膜26におけ
る断線不良の発生が防止されると共に、遮光膜20にお
ける光漏れによるコントラストの低下を防止することが
できる。
第1の実施の形態の場合と同様に、その後のエッチング
工程において、Mo膜42、44、46がエッチング保
護膜の役割を果たすため、Al系金属膜のエッチングを
防止して、断線不良の発生や光漏れによるコントラスト
の低下を防止することができる。また、たとえヒロック
の生起によりソース配線膜24及びドレイン配線膜26
における断線不良が発生しても、上記第1の実施の形態
の場合と同様に、Mo膜44、46により通電が確保さ
れるため、特性不良となることを防止することができ
る。
に、Mo膜42、44、46が反射防止膜の役割を果た
すため、バックライト等の光の反射によるコントラスト
の低下を防止することができる。なお、本実施の形態に
おいても、上記第1の実施の形態の場合と同様に、Mo
膜42、44、46の代わりに、例えばTi膜、Ta
膜、W膜、Zr膜、Nb膜、Hf膜、又はV膜等の他の
高融点金属膜を用いてもよいし、例えばTiW膜のよう
に複数種類を材料とする膜を用いてもよい。
の形態に係るスタガー型TFT方式の液晶表示装置を、
図3を用いて説明する。ここで、図3は本実施の形態に
係るスタガー型TFT方式の液晶表示装置を示す断面図
である。なお、上記図2に示すスタガー型TFT方式の
液晶表示装置と同一の要素には同一の符号を付して説明
を省略又は簡略化する。図3に示されるように、透明基
板10上に、半導体層12及びこの半導体層12上にゲ
ート絶縁膜14を介して設けられたゲート電極16から
なるスタガー型TFTが形成されている。
2上、及びゲート電極16上には、第1の層間絶縁膜1
8が形成されている。また、この第1の層間絶縁膜18
上には、Al系金属膜からなる遮光膜20が形成されて
いる。そしてこの遮光膜20下面と第1の層間絶縁膜1
8表面との間に、Al系金属膜以外の金属膜であってそ
の反射率がAl系金属膜の反射率よりも低いもの、例え
ばMo膜48が介在して形成されている点に、本実施の
形態の特徴がある。また、半導体層12上の第1の層間
絶縁膜18に開孔されたコンタクトホールを介して、半
導体層12に接続しているAl系金属膜からなるソース
配線膜24及びドレイン配線膜26が形成されている。
そしてこれらソース配線膜24下面及びドレイン配線膜
26下面と第1の層間絶縁膜18表面及びコンタクトホ
ール内の半導体層12表面との間にも、それぞれMo膜
50、52が介在して形成されている点に、本実施の形
態の特徴がある。
上、ドレイン配線膜26上、及び第1の層間絶縁膜18
上には、第2の層間絶縁膜32が形成されている。ま
た、遮光膜20とソース配線膜24との間隙上方の第2
の層間絶縁膜32上には、OCB用のTi膜34が形成
されている。また、ゲート電極16上方の第2の層間絶
縁膜32上及び第2の層間絶縁膜32に開孔されたコン
タクトホール内のドレイン配線膜26上に、Ti膜36
が形成されている。即ち、このTi膜36は、ゲート部
を透過する光を遮断するOCBの役割を果たすと共に、
Al系金属膜からなるドレイン配線膜26と後述する画
素電極とのコンタクト抵抗を低減するためのものであ
る。
2の層間絶縁膜32上には、平坦化膜38が形成されて
いる。また、この平坦化膜38上には、画素電極40が
形成されており、その画素電極40の一端は、Ti膜3
6上の平坦化膜38に開孔されたコンタクトホールを介
して、Ti膜36に接続している。即ち、画素電極40
は、Ti膜36を介してドレイン配線膜26に接続して
いる。また、図示はしないが、透明基板10上方には、
共通電極が形成されている透明基板が対向して配置さ
れ、これら両基板の間隙には、液晶が封止されている。
このようにしてスタガー型TFT方式の液晶表示装置が
構成されている。
表示装置の製造方法を説明する。先ず、透明基板10上
に半導体層12を形成した後、この半導体層12上にゲ
ート絶縁膜14を介してゲート電極16を形成する。こ
うして透明基板10上にスタガー型TFTを形成する。
次いで、例えばCVD法を用いて、全面に第1の層間絶
縁膜18を成膜した後、半導体層12上の第1の層間絶
縁膜18にコンタクトホールを開孔する。続いて、例え
ばスッパッタリング法を用いて、全面にMo膜及びAl
系金属膜を連続して成膜する。そしてこのAl系金属膜
及びMo膜を所定の形状にパターニングして、第1の層
間絶縁膜18上にMo膜48を介してAl系金属膜から
なる遮光膜20を形成すると共に、コンタクトホール内
の半導体層12上及び第1の層間絶縁膜18上にMo膜
50、52を介してAl系金属膜からなるソース配線膜
24及びドレイン配線膜26をそれぞれ形成する。
2の層間絶縁膜32を成膜した後、ドレイン配線膜26
上の第2の層間絶縁膜32にコンタクトホールを開孔す
る。続いて、例えばスッパッタリング法を用いて、全面
にTi膜を成膜した後、このTi膜を所定の形状にパタ
ーニングして、遮光膜20とソース配線膜24との間隙
上方の第2の層間絶縁膜32上にTi膜34を形成する
と共に、ゲート電極16上方の第2の層間絶縁膜32上
及び第2の層間絶縁膜32に開孔されたコンタクトホー
ル内のドレイン配線膜26上にTi膜36を形成する。
平坦化膜38を成膜した後、Ti膜36上の平坦化膜3
8にコンタクトホールを開孔する。続いて、全面に透明
導電膜を成膜した後、この透明導電膜を所定の形状にパ
ターニングして、画素電極40を形成すると共に、その
画素電極40の一端がコンタクトホール内のTi膜36
上に接続するようにする。こうして図3に示すスタガー
型TFT方式の液晶表示装置を作製する。
金属膜からなる遮光膜20下面、ソース配線膜24下
面、及びドレイン配線膜26下面にそれぞれMo膜4
8、50、52が形成され、これら遮光膜20、ソース
配線膜24、及びドレイン配線膜26の各下面と第1の
層間絶縁膜18との間にMo膜48、50、52が介在
していることにより、第1の層間絶縁膜18からの水分
供給が遮断されるため、ヒロックの生起・成長を抑制す
ることができる。従って、遮光膜20、ソース配線膜2
4、及びドレイン配線膜26をなすAl系金属膜中のボ
イドの発生が抑制され、ソース配線膜24及びドレイン
配線膜26における断線不良の発生が防止されると共
に、遮光膜20における光漏れによるコントラストの低
下を防止することができる。
配線膜24及びドレイン配線膜26における断線不良が
発生しても、ソース配線膜24下面及びドレイン配線膜
26下面にそれぞれ形成されたMo膜50、52により
通電が確保されるため、特性不良となることを防止する
ことができる。また、遮光膜20下面、ソース配線膜2
4下面、及びドレイン配線膜26下面をそれぞれ覆って
いるMo膜48、50、52の反射率がAl系金属膜の
反射率よりも低いことにより、これらのMo膜48、5
0、52が反射防止膜の役割を果たすため、光の反射に
よるコントラストの低下を防止することができる。
パッタリング法を用いて全面にMo膜及びAl系金属膜
を連続して成膜し、これらAl系金属膜及びMo膜を所
定の形状にパターニングして、Al系金属膜からなる遮
光膜20及び遮光膜20下面のMo膜48を形成すると
共に、Al系金属膜からなるソース配線膜24及びドレ
イン配線膜26並びにソース配線膜24下面のMo膜5
0及びドレイン配線膜26下面のMo膜52を形成する
ため、工程数を増加することなく、Al系金属膜からな
る遮光膜20下面、ソース配線膜24下面、及びドレイ
ン配線膜26下面にそれぞれMo膜48、50、52を
容易に形成することが可能である。
の実施の形態の場合と同様に、Mo膜48、50、52
の代わりに、例えばTi膜、Ta膜、W膜、Zr膜等の
他の高融点金属膜を用いてもよいし、例えばTiW膜の
ように複数種類を材料とする膜を用いてもよい。
Al系金属膜からなる遮光膜20、ソース配線膜24、
及びドレイン配線膜26の各上面と第2の層間絶縁膜3
2との間にMo膜22、28、30を介在させることに
より、第2の層間絶縁膜32からの水分供給を遮断し、
上記第2の実施の形態においては、遮光膜20、ソース
配線膜24、及びドレイン配線膜26の各上面及び側面
と第2の層間絶縁膜32との間にMo膜42、44、4
6を介在させることにより、更に徹底して第2の層間絶
縁膜32からの水分供給を遮断し、上記第3の実施の形
態においては、遮光膜20、ソース配線膜24、及びド
レイン配線膜26の各下面と第1の層間絶縁膜18との
間にMo膜48、50、52を介在させることにより、
第1の層間絶縁膜18からの水分供給を遮断して、それ
ぞれヒロックの生起・成長を抑制しているが、更に第1
の実施の形態と第3の実施の形態とを組み合わせてもよ
いし、第2の実施の形態と第3の実施の形態とを組み合
わせてもよい。この場合、Al系金属膜からなる遮光膜
20、ソース配線膜24、及びドレイン配線膜26の各
上面及び下面又は各上面、側面、及び下面にMo膜が形
成され、第1の層間絶縁膜18及び第2の層間絶縁膜3
2からの水分供給を完全に遮断されるため、ヒロックの
生起・成長をより効果的に抑制することができる。
ドレイン配線膜26上面のMo膜30と画素電極40と
の間に、上記第2の実施の形態においては、ドレイン配
線膜26上面のMo膜46と画素電極40との間に、上
記第3の実施の形態においては、ドレイン配線膜26と
画素電極40との間に、それぞれTi膜36が介在して
いるが、このTi膜36は、Mo膜30、Mo膜46、
又はドレイン配線膜26と画素電極40とのコンタクト
抵抗を低減するために設けられているものであるため、
このコンタクト抵抗が高くない場合はTi膜36を介在
させる必要はない。例えば、上記第1及び第2の実施の
形態において、Mo膜30、46の代わりに例えばTi
膜を用いるような場合には、そのTi膜と画素電極40
とのコンタクト抵抗は高くないため、Ti膜36を介在
させる必要はない。
れば、Al系金属膜上面、上面及び側面、又は下面に金
属膜(Al系金属膜を除く)が形成されていることによ
り、Al系金属膜に隣接する層間絶縁膜からAl系金属
膜への水分供給が遮断されるため、ヒロックの生起・成
長を抑制することができる。従って、Al系金属膜中の
ボイドの発生が抑制され、Al系金属膜からなる配線膜
における断線不良の発生を撲滅すると共に、Al系金属
膜からなる遮光膜における光漏れを防止してコントラス
トの向上を実現することができる。また、たとえヒロッ
クが生起しても、その後のエッチング工程において、A
l系金属膜上面又は上面及び側面を覆う金属膜(Al系
金属膜を除く)がエッチング保護膜の役割を果たすた
め、Al系金属膜のエッチングを防止して、断線不良の
撲滅やコントラストの向上を実現することができる。ま
た、たとえヒロックの生起によりAl系金属膜の断線不
良が発生しても、Al系金属膜上面又は下面に形成され
た金属膜(Al系金属膜を除く)により通電が確保され
るため、信頼性の向上を実現することができる。
面、上面及び側面、又は下面に形成されている金属膜
(Al系金属膜を除く)の反射率がAl系金属膜の反射
率よりも低いことにより、この金属膜(Al系金属膜を
除く)が反射防止膜の役割を果たすため、バックライト
等の光の反射を防止してコントラストの向上を実現する
ことができる。
を示す断面図である。
を示す断面図である。
を示す断面図である。
絶縁膜、16……ゲート電極、18……第1の層間絶縁
膜、20……遮光膜、22……Mo膜、24……ソース
配線膜、26……ドレイン配線膜、28、30……Mo
膜、32……第2の層間絶縁膜、34、36……Ti
膜、38……平坦化膜、40……画素電極、42、4
4、46、48、50、52……Mo膜。
Claims (11)
- 【請求項1】 アルミニウム系金属膜が配線膜又は遮光
膜として使用されている液晶表示装置であって、 前記アルミニウム系金属膜上面、又は前記アルミニウム
系金属膜上面及び側面に、金属膜(アルミニウム系金属
膜を除く)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】 アルミニウム系金属膜が配線膜又は遮光
膜として使用されている液晶表示装置であって、 前記アルミニウム系金属膜下面に、金属膜(アルミニウ
ム系金属膜を除く)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3】 請求項1又は2に記載の液晶表示装置に
おいて、 前記金属膜(アルミニウム系金属膜を除く)の反射率
が、アルミニウム系金属膜の反射率よりも低いことを特
徴とする液晶表示装置。 - 【請求項4】 請求項1又は2に記載の液晶表示装置に
おいて、 前記金属膜(アルミニウム系金属膜を除く)が、高融点
金属膜であることを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項5】 請求項4記載の液晶表示装置において、 前記高融点金属膜が、チタン、モリブデン、タンタル、
タングステン、及びジルコニウムからなる群より選ばれ
るいずれか1種類又は複数種類を材料とする膜であるこ
とを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項6】 透明基板上に、半導体層及び前記半導体
層上にゲート絶縁膜を介して設けられたゲート電極から
なる薄膜トランジスタを形成する第1の工程と、 全面に第1の層間絶縁膜を堆積した後、前記半導体層上
の前記第1の層間絶縁膜に第1のコンタクトホールを開
孔する第2の工程と、 全面にアルミニウム系金属膜及び金属膜(アルミニウム
系金属膜を除く)を順に堆積した後、前記金属膜(アル
ミニウム系金属膜を除く)及び前記アルミニウム系金属
膜を所定の形状にパターニングして、前記第1のコンタ
クトホール内の前記半導体層に接続する前記アルミニウ
ム系金属膜からなる配線膜及び前記第1の層間絶縁膜上
の前記アルミニウム系金属膜からなる遮光膜を形成する
と共に、前記配線膜及び前記遮光膜をなす前記アルミニ
ウム系金属膜上面に前記金属膜(アルミニウム系金属膜
を除く)を形成する第3の工程と、 全面に第2の層間絶縁膜を堆積した後、前記配線膜上方
の前記第2の層間絶縁膜に第2のコンタクトホールを開
孔し、前記第2のコンタクトホール内の前記金属膜(ア
ルミニウム系金属膜を除く)に接続する透明電極膜を形
成する第4の工程とを有することを特徴とする液晶表示
装置の製造方法。 - 【請求項7】 透明基板上に、半導体層及び前記半導体
層上にゲート絶縁膜を介して設けられたゲート電極から
なる薄膜トランジスタを形成する第1の工程と、 全面に第1の層間絶縁膜を堆積した後、前記半導体層上
の前記第1の層間絶縁膜に第1のコンタクトホールを開
孔する第2の工程と、 全面にアルミニウム系金属膜を堆積し、所定の形状にパ
ターニングして、前記第1のコンタクトホール内の前記
半導体層に接続する前記アルミニウム系金属膜からなる
配線膜及び前記第1の層間絶縁膜上の前記アルミニウム
系金属膜からなる遮光膜を形成した後、全面に金属膜
(アルミニウム系金属膜を除く)を堆積し、所定の形状
にパターニングして、前記配線膜及び前記遮光膜をなす
前記アルミニウム系金属膜上面及び側面に前記金属膜
(アルミニウム系金属膜を除く)を形成する第3の工程
と、 全面に第2の層間絶縁膜を堆積した後、前記配線膜上方
の前記第2の層間絶縁膜に第2のコンタクトホールを開
孔し、前記第2のコンタクトホール内の前記金属膜(ア
ルミニウム系金属膜を除く)に接続する透明電極膜を形
成する第4の工程とを有することを特徴とする液晶表示
装置の製造方法。 - 【請求項8】 透明基板上に、半導体層及び前記半導体
層上にゲート絶縁膜を介して設けられたゲート電極から
なる薄膜トランジスタを形成する第1の工程と、 全面に第1の層間絶縁膜を堆積した後、前記半導体層上
の前記第1の層間絶縁膜に第1のコンタクトホールを開
孔する第2の工程と、 全面に金属膜(アルミニウム系金属膜を除く)及びアル
ミニウム系金属膜を順に堆積した後、前記アルミニウム
系金属膜及び前記金属膜(アルミニウム系金属膜を除
く)を所定の形状にパターニングして、前記第1のコン
タクトホール内の前記半導体層に前記金属膜(アルミニ
ウム系金属膜を除く)を介して接続する前記アルミニウ
ム系金属膜からなる配線膜及び前記第1の層間絶縁膜と
の間に前記金属膜(アルミニウム系金属膜を除く)を介
在させた前記アルミニウム系金属膜からなる遮光膜を形
成する第3の工程と、 全面に第2の層間絶縁膜を堆積した後、前記配線膜上方
の前記第2の層間絶縁膜に第2のコンタクトホールを開
孔し、前記第2のコンタクトホール内の前記配線膜に接
続する透明電極膜を形成する第4の工程とを有すること
を特徴とする液晶表示装置の製造方法。 - 【請求項9】 請求項6乃至8のいずれかに記載の液晶
表示装置の製造方法において、 前記金属膜(アルミニウム系金属膜を除く)の反射率
が、アルミニウム系金属膜の反射率よりも低いことを特
徴とする液晶表示装置の製造方法。 - 【請求項10】 請求項6乃至8のいずれかに記載の液
晶表示装置の製造方法において、 前記金属膜(アルミニウム系金属膜を除く)が、高融点
金属膜であることを特徴とする液晶表示装置の製造方
法。 - 【請求項11】 請求項10記載の液晶表示装置の製造
方法において、 前記高融点金属膜が、チタン、モリブデン、タンタル、
タングステン、及びジルコニウムからなる群より選ばれ
るいずれか1種類又は複数種類を材料とする膜であるこ
とを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP14894296A JP3751681B2 (ja) | 1996-06-11 | 1996-06-11 | 液晶表示装置及びその製造方法 |
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JPH09331066A true JPH09331066A (ja) | 1997-12-22 |
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