JPH11326941A - アクティブマトリクス表示装置 - Google Patents

アクティブマトリクス表示装置

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JPH11326941A
JPH11326941A JP11747699A JP11747699A JPH11326941A JP H11326941 A JPH11326941 A JP H11326941A JP 11747699 A JP11747699 A JP 11747699A JP 11747699 A JP11747699 A JP 11747699A JP H11326941 A JPH11326941 A JP H11326941A
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JP
Japan
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insulating film
contact hole
active matrix
display device
electrode
Prior art date
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Pending
Application number
JP11747699A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenichi Nishimura
健一 西村
Hirohisa Tanaka
広久 田仲
Tadanori Hishida
忠則 菱田
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Publication of JPH11326941A publication Critical patent/JPH11326941A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンタクトホールをTFT上に形成すると、
コンタクトホール形成時のパターンずれにより薄膜トラ
ンジスタのソース・ドレイン間又は、ゲート・ドレイン
間でリーク欠陥が発生しやすくなり良品率が低下する。 【解決手段】 この無機系絶縁膜110は、有機系絶縁
膜10の上方全面を覆うよう形成されており、絵素電極
11がドレイン電極8と接続するためのコンタクトホー
ルが形成されており、当該コンタクトホールは絶縁膜1
0に形成されているコンタクトホールより小さくされて
いる。コンタクトホールは、n+Si層上以外のドレイ
ン電極上に形成されている。また、コンタクトホールは
絵素領域においてTFTの近傍に形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アクティブマトリ
クス表示装置の構造に関するものであり、特に高精細液
晶表示装置に用いる薄膜トランジスタ(以下TFTと略
称する。)アクティブマトリクス表示装置の構造に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】アクティブマトリクス表示装置、特に液
晶を用いるアクティブマトリクス表示装置は表示コント
ラストが高く、表示容量に制約が少ない等の利点がある
ため研究開発が盛んに行なわれており、実用化も進みつ
つある。ところがアクティブマトリクス表示装置に用い
るアクティブマトリクス基板は製造工程が複雑で歩留り
が低いために、コストが高いという欠点がある。
【0003】典型的なアクティブマトリクス基板につい
て、その主要な部分の平面図を第3図に、その部分の断
面図を第4図に示す。このアクティブマトリクス基板
は、透明絶縁性基板1と、この透明絶縁性基板1上にマ
トリクス状に配列された絵素電極11と、ゲートバス配
線3と、ソースバス配線7と、これら絵素電極11、ゲ
ートバス配線3及びソースバス配線7に接続されている
スイッチング素子であるTFTを有する。
【0004】前記透明絶縁性基板1上に形成されたTF
T近傍の断面構造は、第4図に示す通りである。透明絶
縁性基板1上にゲート電極2が形成され、ゲート電極2
は基板1上の全面に形成されているゲート絶縁膜4によ
って覆われている。ゲート電極2の上方のゲート絶縁膜
4上には、アモルファスシリコン(以下ではa−Siと
略称する)からなる半導体層5が形成されている。半導
体層5上には両端部においてn+型a−Siからなるコ
ンタクト層(図示していない。)が形成され、コンタク
ト層上にはそれぞれソース電極6とドレイン電極8が形
成されている。ソース電極6はドレイン電極8とは反対
側の部分においてソースバス配線7に接続している。こ
のソースバス配線7はソース電極6の上記部分と同様に
ゲート絶縁膜4上に形成されている。そして、前記絵素
電極11は大部分が絶縁膜4上に形成される一方で一部
分が前記ドレイン電極8上に重畳して形成されている。
なお、前記ゲート電極2はゲートバス配線(図示せず)
に接続されている。
【0005】このようにして形成されているTFT上に
は保護膜(図示せず)が形成され、更にこのようにして
形成された透明絶縁性基板1上の全面には配向膜(図示
せず)が形成され、この基板を配向膜、透明電極等が形
成されている透明絶縁性基板(図示せず)との間に液晶
層を封入することによりアクティブマトリクス液晶表示
装置が形成される。
【0006】ところが、前記のように形成されたアクテ
ィブマトリクス基板には不良の発生することがある。こ
の不良の原因に一つにソースバス配線7と絵素電極11
との間のショートがある。これは、ソースバス配線7と
絵素電極11とは同じゲート絶縁膜4上に形成されてい
るばかりでなく、相互の間隔が高精細にすればする程接
近することが要因と考えられる。
【0007】そこで、このソースバス配線7と絵素電極
11との間のショートを防止するためには、当該配線7
と絵素電極11とを異なる層上に形成する構造が提案さ
れる。
【0008】第5図は、ソースバス配線と絵素電極を別
の層に形成したアクティブマトリクス基板の断面図を示
す。第5図において第4図と同等部分は同一符号で示
す。層間絶縁膜10は、TFTが形成されている透明絶
縁性基板1のほぼ全面に形成されている。この層間絶縁
膜10はTFTのドレイン電極8の端部の中央部上面に
おいて欠如しているホールが形成されており、このホー
ルが層間絶縁膜10上に形成されている絵素電極11を
ドレイン電極8に電気的に接続するためのコンタクトホ
ール12として寄与している。即ち、絵素電極11は層
間絶縁膜10上から上記ドレイン電極8の端部上を覆う
よう形成されている。
【0009】このような構造のアクティブマトリクス基
板は、ソースバス配線7と絵素電極11はそれらの間に
層間絶縁膜10が存在する立体的構造をなしていること
から、平面に投影した場合の間隔をなくすることが可能
となる。この構造のアクティブマトリクス基板の平面図
を第6図に示しており、この図から明らかなようにソー
スバス配線7と絵素電極11が重なっている。なお、重
なっている部分は第6図に斜線で示す。又、ゲートバス
配線3と絵素電極が重なっている部分も斜線で示す。従
って絵素電極11の面積を大きくすることができる。絵
素電極11の面積が大きいと、表示装置に用いた場合の
開口率が大きくなり表示品位が高まるという利点もあ
る。更に、この層間絶縁膜10をポリイミド樹脂などの
樹脂を塗布することにより形成すると、アクティブマト
リクス基板表面の段差を平坦化することができ、液晶表
示装置に用いた場合に問題となる段差による液晶の配向
不良を低減することもできる。
【0010】このようなアクティブマトリクス基板は、
以下のようにして製造される。まず、ガラス等の透明絶
縁性の基板1の上にTa・Cr等から成るゲート電極2
を形成する。次に、SiNx,SiOx等から成るゲー
ト絶縁膜4,非晶質シリコン(以下a−Siと略
す。)、多結晶シリコン,CdSe等から成る半導体層
5を積層する。更に、Ti,Mo,Al等から成るソー
ス電極6及びドレイン電極8を形成する。通常、オーミ
ックコンタクトを取るために半導体層5とソース電極6
及びドレイン電極8の間にリンをドープしたa−Si
(以下n+Siと略称する。)層9が設けられる。最後
に、ポリイミド樹脂・アクリル樹脂等から成る有機系層
間絶縁膜10,ITO等の透明導電膜から成る絵素電極
11を形成する。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】コンタクトホールをT
FT上に形成すると、コンタクトホール形成時のパター
ンずれにより薄膜トランジスタのソース・ドレイン間又
は、ゲート・ドレイン間でリーク欠陥が発生しやすくな
り良品率が低下する。
【0012】また、ドレイン電極を引き伸ばしてTFT
から離れた場所にコンタクトホールを形成すると、絵素
電極が金属のドレイン電極によって遮蔽される領域が大
きくなり表示装置の開口率が低下してしまう。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明のアクティブマト
リクス表示装置によれば、絶縁性透明基板、該絶縁性基
板上に設けられた薄膜トランジスタアレイ、該薄膜トラ
ンジスタアレイを覆うように形成された透明絶縁膜及び
該透明絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して前
記薄膜トランジスタアレイの各薄膜トランジスタの金属
膜からなるドレイン電極と電気的に接続しているITO
からなる絵素電極を有するアクティブマトリクス表示装
置において、前記コンタクトホールは、前記薄膜トラン
ジスタアレイのn+層上以外のドレイン電極上で前記薄
膜トランジスタの近傍に形成されていることを特徴とす
る。
【0014】以下に本発明による作用を説明する。
【0015】本発明によれば、コンタクトホールがTF
Tのn+層上に形成されていないため、コンタクトホー
ル形成時にパターンずれが生じてもTFTに欠陥が生じ
てリーク等による致命的欠陥の発生を抑えることができ
る。さらに、コンタクトホールはTFTの近傍に設けら
れているため、表示装置の開口率を低下させることな
く、不良の発生を抑えることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明のアクティブマトリクス表
示装置に用いるアクティブマトリクス基板の一実施例の
断面図を第1図に示す。第1図において、第5図と同等
部分は同一符号にて示している。第1図において層間絶
縁膜が有機系絶縁膜10と、その有機系絶縁膜10と絵
素電極11との間に介在する無機系絶縁膜110との2
層構造となっている。
【0017】この有機系絶縁膜10はポリイミド樹脂、
アクリル樹脂等の有機系材料であるが、実施例ではポリ
イミド樹脂の例を挙げる。そして、前記無機系絶縁膜1
10は酸化シリコン膜、窒化シリコン膜等の無機系材料
であるが、実施例では酸化シリコンの例を挙げる。又、
有機系絶縁膜10の膜厚は5000〜20000Å程度
とすることができ、無機系絶縁膜110の膜厚は500
〜5000Å程度とすることができる。そして絵素電極
11の膜厚は500〜2000Å程度とすることができ
る。この無機系絶縁膜110は、有機系絶縁膜10の上
方全面を覆うよう形成されており、絵素電極11がドレ
イン電極8と接続するためのコンタクトホールが形成さ
れており、当該コンタクトホールは絶縁膜10に形成さ
れているコンタクトホールより小さくされている。な
お、無機系絶縁物110は、この実施例では有機系絶縁
膜10の全面を覆うように形成されている例を説明した
が、絵素電極11のはがれ防止の目的からは絵素電極1
1に対応する部分乃至それより一まわり大きく形成する
こともできる。
【0018】第1図に示す、本発明の一実施例であるア
クティブマトリクス基板の製造方法を第2図(a),
(b),(c)に従って説明する。まず、ガラス基板1
上に、スパッタリング法により3000ÅのTa膜を形
成して、フォトリソグラフイによりパターニングしてゲ
ート電極2とする。次に、プラズマCVD法により40
00ÅのSiNxから成るゲート絶縁膜4、1000Å
のa−Siから成る半導体層5及び400Åのn+Si
層9を連続して形成して、パターニングする。更に、ス
パッタリング法により2000ÅのMoを形成して、ソ
ース電極6及びドレイン電極8の形状にパターニングす
ることによりTFTアレイをマトリクス状に形成する
(第2図(a))。このときソース電極6と接続するソ
ースバス配線7も形成される。ポリイミド樹脂を1μm
塗布し、パターニングし、有機系絶縁膜10を形成す
る。次に、スパッタリング法により、1000ÅのSi
O2膜を形成し、コンタクトホールの径がポリイミド樹
脂パターニングしたときのマスクよりも小さいマスクを
用いてパターニングし、無機系絶縁膜110を形成す
る。(第2図(b))最後に、スパッタリング法によ
り、1000ÅのITO膜を形成し、絵素電極の形状に
パターニングし、絵素電極11を形成する(第2図
(c))。コンタクトホールは、n+Si層上以外のド
レイン電極上に形成されている。また、コンタクトホー
ルは絵素領域においてTFTの近傍に形成されている。
【0019】前記実施例のアクティブマトリクス基板に
おいては、層間絶縁層が有機系絶縁膜10であるポリイ
ミド樹脂膜10の上に形成された、無機系絶縁膜110
であるSiO2膜110の上に、更に絵素電極11であ
るITO11が形成されているため、ITOはSiO2
膜との密着性が良くはがれが防止される。そして、この
アクティブマトリクス基板を液晶表示素子に用いる場合
には、該アクティブマトリクス基板上に液晶の配向膜と
して更にポリイミド樹脂が塗布されることとなるが、ポ
リイミド樹脂膜10の上面が酸化シリコン膜110で覆
われるのでポリイミド樹脂膜10に悪影響を及ぼすこと
がない。即ち、第5図に示すアクティブマトリクス基板
のように絵素電極11が層間絶縁膜10を部分的に覆っ
ている場合、液晶の配向膜として更にポリイミド樹脂を
直接塗布すると、該ポリイミド樹脂が層間然縁膜10で
あるポリイミド樹脂に接触するため、層間絶縁膜10用
のポリイミド樹脂が膨潤し、クラックや膜剥がれが発生
しやすいという問題があるが、本発明ではポリイミド樹
脂膜10の表面が酸化シリコン樹脂膜110で覆われて
おり、このような問題が生じ難くなる。
【0020】
【発明の効果】本発明のアクティブマトリクス表示装置
に用いるアクティブマトリクス基板によれば、コンタク
トホールがTFTのn+層上に形成されていないため、
コンタクトホール形成時にパターンずれが生じてもTF
Tに欠陥が生じてリーク等による致命的欠陥の発生を抑
えることができる。さらに、コンタクトホールはTFT
の近傍に設けられているため、表示装置の開口率を低下
させることなく、不良の発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のアクティブマトリクス表示装置に用い
るアクティブマトリクス基板の1実施例を示す断面図を
示す。
【図2】(a),(b),(c)は本発明の前記1実施
例の製造工程を示す断面図を示す。
【図3】従来構造のアクティブマトリクス基板の要部平
面図を示す。
【図4】従来構造のアクティブマトリクス基板の断面図
を示す。
【図5】従来構造を改良したアクティブマトリクス基板
の断面図を示す。
【図6】改良されたアクティブマトリクス基板の要部平
面図を示す。
【符号の説明】
1 透明絶縁性基板 2 ゲート電極 3 ゲートバスライン 4 ゲート絶縁膜 5 a−Si膜 6 ソース電極 7 ソースバスライン 8 ドレイン電極 9 n+Si膜 10 有機系層間絶縁膜(有機系絶縁膜) 11 絵素電極 12 コンタクトホール 110 無機系絶縁膜

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁性透明基板、該絶縁性基板上に設け
    られた薄膜トランジスタアレイ、該薄膜トランジスタア
    レイを覆うように形成された透明絶縁膜及び該透明絶縁
    膜に形成されたコンタクトホールを介して前記薄膜トラ
    ンジスタアレイの各薄膜トランジスタの金属膜からなる
    ドレイン電極と電気的に接続しているITOからなる絵
    素電極を有するアクティブマトリクス表示装置におい
    て、 前記コンタクトホールは、前記薄膜トランジスタアレイ
    のn+層上以外のドレイン電極上で前記薄膜トランジス
    タの近傍に形成されていることを特徴とするアクティブ
    マトリクス表示装置。
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