JPS60178480A - 固体表示装置の作製方法 - Google Patents

固体表示装置の作製方法

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JPS60178480A
JPS60178480A JP59035572A JP3557284A JPS60178480A JP S60178480 A JPS60178480 A JP S60178480A JP 59035572 A JP59035572 A JP 59035572A JP 3557284 A JP3557284 A JP 3557284A JP S60178480 A JPS60178480 A JP S60178480A
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solid
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はマトリックス構成された固体表示装置(パネル
)において、1つの表示用絵素に対応して絶縁ディト型
半導体装置(以下IGFという)を設け、かかるIGF
が電気的に故障している場合、この故障したIGFに電
気パルスを印加してゲイト電極の不良箇所の電極材料を
昇華して除去する(以下トリミングという)ことにより
良品とし、パネル全体の製造歩留りの向上をはかること
を目的としている。
本発明は、トリミング可能なIGFとして、透光性絶縁
性基板上の第1の導電性電極、第1の半導体、第1の絶
縁体、第2の半導体、第2の導電性電極および第2の絶
縁体よりなる6層に積層された積層体の側部における第
1の絶縁体の側面上に形成する第3の半導体によりチャ
ネル形成領域を構成せしめたIGFを用いたものである
。このIGFのソースまたはドレインを各絵素に連結し
た固体表示装置を設けることに関する。
本発明はかかるIGFのゲイトに関し、ゲイト電極が昇
華して部分的に除去されやすく、加えてパルスが不十分
であった時、ゲイト電極材料とゲイト絶縁物とが酸化反
応し、チャネル形成領域の半導体とがショートし続ける
ことを防ぐことを特長とする。このためゲイト電極は昇
華性の材料であるクロムを主成分とし、酸化スズまたは
酸化インジュームを主成分とする酸化物導電物または珪
素を主成分とする半導体とよりなり、さらにゲイ1〜絶
縁物は窒化物即ち窒化珪素、または炭化物即ち炭化珪素
絶縁物よりなる。そしてゲイト電極は30〜1000人
の厚さを有し、パルスのエネルギにより十分気化する程
度に厚さが薄く設けられている。
そしてAI、Ag等のごとく大きい熱伝導度を有さない
材料であることが特長である。
本発明はかかるマトリックス構造の複合半導体装置を基
板上に設け、固体表示装置である液晶表示型、エレクト
ロ・クロミック表示型等のディスプレイ装置とすること
を目的としている。
平面型の固体表示装置を設ける場合、平行な透光性基板
例えばガラス、プラスチック板上に一対の電極を設けて
この電極間に液晶を注入した液晶□の固体表示装置が知
られている。
この液晶表示またはエレクトロ・クロミック表示素子は
その等価回路としてキャパシタ(以下Cという)にて示
すことができる。このためIGFとCとを例えば2×2
のマトリックス構成せしめたものを第1図に示す。
第1図において、マトリックスの各番地は一対を構成す
るIGF (10)と、表示部としてのc (70)に
より1個の絵素を構成させている。
これらを列(Y方向のリードバ51)、(52)として
ビット線に連結し、他方、ディト電極を枝とじて連結さ
れた行(X方向のり−ドX53)、<540ワード線)
を設けたものである。
すると、例えば(51)、<53)を「1」とし、(5
2)、(54)を「0」とすると、IGF (10)は
オンとなり、他の番地のIGFはオフとなる。そして任
意のビット線とワード線を1つづつ選択してオンするこ
とにより、電気的等価素子C(70)で示される表示部
を選択的にオン状態にすることができる。
本発明は、固体表示装置におけるアクティブ絵素が例え
ば640 X525である時、そのすべての絵素のIG
Fを圧密に動作させることはその製品歩留りを考慮する
とまったく不可能である。このため本発明の一対のIG
Fのうち一方のIGFのゲイトに破損(ショート)が生
している場合、この破損しているIGFに電気的パルス
を加えてショートした部分の電極の一部を気化して除去
してしまうことにより良品とするいわゆる冗長用プロセ
スを各絵素に設けたものである。加えてこのIGFのデ
ィト電極はパルスにより気化しやすい昇華性金属を用い
、特に昇華性金属でありかつ熱伝導度が小さい(もし大
きいとパルスにより発生した熱が電極の横方向に拡がり
、材料自体を気化できない)クロムを主成分としている
金属を用いたものである。
またこのゲイト電極をトリミングしてもX方向のリード
はシート抵抗を0.1Ω/口以下とするため0.5〜3
μの厚さのアルミニュームを主成分とする被膜よりなり
、何等の支障のないようになさしめたものであることを
特長としている。
かくすることによって、本発明をその設計仕様に基づい
て組み合わせることにより、ブラウン管に代わる平面テ
レビ用の固体表示装置を作ることができた。
第2図は本発明を実施するための積層型IGFの縦断面
図およびその製造工程を示したものである。
この図面は表示絵素駆動用にIGFを用い、これらを1
つの積層体にそって作製する製造例を示すが、同−基板
に複数ケ作る場合もまったく同様である。
図面において、絶縁基板(1)例えば石英ガラスまたは
ホウ珪酸ガラス基板又は有機フィルム」ニに第1の導電
膜(2)を下側電極、絵素の一方の電極として設けた。
この実施例では弗素が添加された酸化スズを主成分とす
る透光性導電膜を0.3μの厚さに形成している。これ
に選択エッチを第1のマスク■を用いて施した。さらに
この上面にPまたはN型の導電型を有する第1の非単結
晶半導体(3)(以下単に51という)を100〜30
00人、第1の絶縁体(4)(以下単にS2というXo
、3〜3μ)、第1の半導体と同一導電型を有する第3
の半導体(5)〈以下単に33という)〈0.1〜0.
5μ)を積層(スタック即ちSという)して設けた。こ
の積層によりNIN、 PIP構造(Iは絶縁体)を有
せしめた。
この上面に、ITO(酸化インジューム・スズ)、Mo
Si、、 Ti5iz + WSit + W、 Ti
 1Mo、 Crを主成分とする耐熱性金属の第2の導
電IN(68以下S5ともいう)7ここでは半導体に′
eBMiシてクロムを生成分とする金属(500〜30
00人〉を用い(さらにその上面にアルミニュームを0
.5〜2μ例えば1μとして積層して用いた。さらにそ
の上層に眉間絶縁物として有効な第2の絶縁体(7〉く
以下単にS5)を0.5〜5μ例えば1μmの厚さに積
層した。この絶縁体はLP CVD法、PCVD法また
は光CVO等により作られた酸化珪素膜、窒化珪素膜ま
たはPIQ等の有機樹脂とした。
この第1、第3の半導体のN、P層をN“NまたはP”
PとしてN’NINN″、P“PIPP” (Iば絶縁
体)としてPまたはNと第1、第2の電極との接触抵抗
を下げることは有効であった。
かくのごとくにして、第1の導体(12)、第1のの半
導体(13)、第1の絶縁体(I4)、第3の半導体(
15)、第2の導体(16)および第2の絶縁体(17
)よりなる積層体<60)をマスク■を用いて形成して
得た。
ここではプラズマ気相エッチ例えばIiF気体またはC
%+OLの混合気体を用い、0..1〜0.5torr
、30Wとしてエッチ速度500人/分とした。
この後、これら積層体51(13)、s2 (14)、
S3 (15)、導体(16)、絶縁体(17)を覆っ
てチャネル形成領域を構成する真性またはP−またはN
−型の非単結晶半導体を第3の半導体(24)として積
層させた。
この第3の半導体(24)は、基板上にシランのグロー
放電法(pcvo法)、光CVD法、LT CVD法(
IIOMOCVD法ともいう)を利用して室温〜500
℃の温度例えばpcvD法における200℃、0.1t
orr、30W、13.56M1lzの条件士にて設け
たもので、水素または弗素が添加された非晶質(アモル
ファス)または半非晶質(セミアモルファス)または多
結晶構造の非単結晶珪素半導体を用いている。本発明に
おいてはアモルファスまたはセミアモルファス半導体を
中心として示す。
さらに、その上面に同一反応炉にて、第3の半導体表面
を大気に触れさせることなく窒化珪素膜(25)を光C
VD法にてシラン(ジシランでも可)とアンモニアとで
水銀励起法の気相反応により作製し、厚さは300〜2
000人とした。
この絶縁膜は13.56M1lz 〜2.45GIIz
の周波数の電磁エネルギにより活性化した窒素またはア
ンモニア雰囲気に100〜400℃浸して固相−気相反
応の窒化珪素を形成してもよい。
また、DMS (Il、Si (C1l、入)、Mに(
11,5i(c馬))のごときメチルシランを用いて炭
化珪素絶縁膜を光CVD法により形成させてもよい。
かくして第2図(B)に示すごときS2 (14)の側
周辺では、チャネル形成領域(9)とその上のディト絶
縁物(25)としての窒化物または炭化物の絶縁物を形
成させた。第3の半導体(24)はSl。
S3とはダイオード接合を構成させている。
第2図(B)において、この後この積層体上を覆って第
3の導電膜(18)を200〜2000人のjyさ例え
ば500人に形成した。
この導電膜(18)はITO(酸化インジューム・スズ
)、酸化スズ、酸化インジュームのごとき透光性導電膜
+ S i+ Mo + Crを主成分とする耐熱性を
有しかつ昇華性の導電膜とした。
特にここではITO(3Q〜1000人)またはクロム
を主成分とする金属(30〜1000人)との1層膜ま
たは2層膜により成就した。
さらにこの上面にアルミニュームを0.5〜3μ例えば
1.5μの厚さに真空蒸着法により積IML、そのシー
ト抵抗を0.1Ω/口以下とした。
この後、この上面にレジストを形成し、第3のマスク■
を用いて第3図に図示されているワードL’A (X 
方向><51)用のアルミニュームのエツチングをした
。さらに第4のマスク■を用いてゲイト電極(19>、
< 19 ’ )をエツチング法により形成した。
かくして第2図(C)を得た。
本発明において、第3図(A)に示されるリード(51
)のエツチングを行い、その後にクロムを主成分とする
金属のエツチングを行ったのはアルミニュームのエツチ
ング法がゲイト電極下のゲイト絶縁物にゲイト電極の側
周辺よりまわりこみ、ディト絶縁膜を劣化させてしまう
ことを防ぐためである。
第2図(C)より明らかなごとく、ソースまたはドレイ
ンを31 (13)、チャネル形成領域(9)を有する
S4 (24)、ドレインまたばソースをS3 (15
)により形成せしめ、チャネル・形成領域側面にはゲイ
ト絶縁物(25)、その外側面にゲイト電極(19)を
設けた積層型のIGF (10)を作ることができた。
さて、マトリックス構成されたIGF群のうちのあるI
GFの動作特性の洞査をせんとする場合、不良IGFが
一般にパネル640 X525の群のうら1〜20ケは
存在してしまう。この不良モードは例えばその一方のゲ
イト電極とソースまたはドレインとがショートしてしま
うものである。またはゲイト電極(19)と絵素を構成
する導電性電極(12)とのショートが発生ずる場合で
ある。かがる場合、素子の電極(36)がキャパシタの
一方の電極であるため、駆動動作の一定の時間蓄積され
た電荷を正常動作のためには保持し続けなければならな
い。
しかし、もしショーI−が起きているとこの電荷保持が
不可能である。
かかる故障のIGFはIGFの駆動用のX方向のリード
およびY方向のリード間に電流がIon八以へ(各IG
Fはチャネル長1μ、チャネルrlJ2 mmとする)
流れてしまう。
もちろん本発明においては、X方向のリードはアルミニ
ュームを主配線とするため、シート抵抗も0.197口
以下であり、11さば0.5 μ以上を自する。しかし
他方、このリードより枝分かれしたIGFのゲイト電極
はITOのみ、ITOとクロムを主成分とする金属また
はクロムを主成分とする金属のみにより形成し、薄い厚
さく例えば100〜800人)の昇華性導体を用いてい
る。
即ちかかる昇華性を有する金属をゲイ1〜電極とし、か
つその厚さが薄い場合、パルス電圧をX方向のリードと
Y方向のリード間に良品のゲイト絶縁物が破損しない程
度であって、高い電圧で加えることが可能である。この
パルス電気はリード線の抵抗で「なまる」ことなく、急
峻な波形でゲイト電極に加わりリークしている、または
ショートしている不良部分のみが発熱し、その上の電極
を部分的に昇華させて除去することが可能となった。
この時加えてこの金属とゲイ1−絶縁物とが酸化するこ
とにより低級不良導体を作ってショートが持続すること
のないようゲイト絶縁物は酸化物ではない窒化物の窒化
珪素または炭化物の炭化珪素とした。
即ち、ゲイト電極はアルミニューム等絶縁物と反応しや
すい金属である場合は、低級酸化物を作りやすいため、
さらにまたは絶縁膜中に拡散しやすい金属(金等)であ
ることは好ましくなかった。
かくのごとくして対構成をしたIGFの一方が故障であ
った場合、そのゲイト電極を単にパルス電圧を加えてト
リミングして除去する、またはり−トからゲイト電極を
レーザトリミングにより除去するという2つの方法を6
40 X525のマトリックス絵素のうちの不良IGF
のすべてに施し、良品として駆動させることが可能とな
った。
第3図は第2図に示したIGFを用いて、第1図に示し
た本発明の固体表示装置の部分の平面図を示したもので
ある。
第3図(A)は第1図の(LL >、(1,2)、<2
.1. )。
(2,2)の番地に対応した特に(12)の番地のIG
Fの平面図である。さらに第3図(B)は第3図(A)
のB−B ′の縦断面図である。また第3図(A)のA
−A’の縦断面図には第2図(C)が対応している。こ
のIGFの下側の電極(12)より延在した電極(第3
図では下側に設けられている)(36)は、絵素を構成
する液晶(キャパシタ)(70)に連結せしめている。
他方は液晶(70)の接地電極は図示されていないが、
上方に液晶(70)をはさんで設けられる。
第3図において、積層体(60)に対し、これにそって
設けられたゲイト電極(19)は積層体(60)と直交
して設けられているX方向のり−ド(53)に連結して
いる。積層体(60)の内部に設けられている第2の導
電膜(51)は、Y方向のリード配線とし構成させた。
かくしてX方向、Y方向に71−リソクス構成を有し、
ITr/絵素構造を有せしめることができた。
さらに第3図より明らかなごとく、このディスプレイの
製造は5回(素子のみでは3回)のフォトエツチングに
より得ることができた。従来は7回も用いていたが、本
発明構成はこの回数を2回少なくすることができた。ま
た本発明のディスプレイのIGFに必要な面積は全体の
1%以下である。
表示部は91%、リード部8%であった。本発明は20
インチの大型ディスプレイを製造するに際し、TJfi
在のマスク製造技術ではマスクの最少線中は25μとな
ってしまう。しかし本発明はかかる25μをX、Y方向
のリードとして用いながら、このIGFのチャネル長は
1μまたはそれ以下にマスク精度の制限をまったく受け
ないという大きな特長を有する。そしてチャネル長の短
いIGFであるため、基板におけるIGFとして必要な
面積を少なくでき、かつフォトリソグラフィの精度が動
作周波数の上限を限定しないという他の特長を有する。
さらにこれらの絵素を高周波で動作させるため、IGF
の周波数特性がきわめて重要であるが、本発明(7)I
GFはV、、=5V、V、、 =5Vにおいてカットオ
フ周波数10Ml1z以上(17,5M1lz XNチ
ャネルIGF )を有せしめることができた。ν、、=
0.2〜2vにすることが54 (25)への添加不純
物の濃度制御で可能となった。
かくのごと< IGF不良部分のみ電気パルスによりト
リミングをしてゲイト電極の不良部分のみを選択的に昇
華気化させてしまうことによりパネル全体の歩留りをこ
れまでの3%しかない状態より(不良絵素が5ケ以下を
良品とする)40%を越えるほどの歩留りにまで向上さ
せることができた。
さらにこれらのトリミング処理をしてしまった後、この
IGFのオーバコート用ポリイミド樹脂により、絵素の
部分のみに液晶(70)を充填させている。
本発明において、液晶(70)用の配向処理がされた2
つの電極間を1〜10μとし、その間隙に例えばGll
型の液晶を注入し、加えて基板内に赤、緑、黄のフィル
タをうめこむことによりこのディスプレイをカラー表示
することが可能である。そして赤緑黄の3つの要素を交
互に配列せしめればよい。
本発明において第2の積層体として半導体を用いこの側
周辺をチャネル形成領域として用いることは有効である
。しかしかかる構造においては第3の半導体を形成する
工程がないという特長を有するが、かかる場合この半導
体の表面がエツチング雰囲気にさらされるため、界面準
位密度が前記した第3の半導体を用いる方法に比べて大
きくなり、各IGF間にバラツキが発生してしまうとい
う欠点を有する。
本発明における非単結晶半導体は珪素、ケルマニューム
または炭化珪素(SixC1−×0.8< x < 1
 )を用いた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の固体表示装置の絶縁ゲイ1−型半導体
装置とキャパシタとを絵素としたマトリックス構造の等
価回路を示す。 第2図(A >、< B )、< C)は本発明の積層
型絶縁ゲイト型半導体装置の工程を示す縦lvi面図で
ある。 第3図(A >、< B )は本発明の積層型絶縁ゲイ
ト型半導体装置とキャパシタまた表示部とを一体化した
平面ディスプレイを示す固体表示装置のMK 141i
面図である。 特許出願人

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 置における不良の半導体装置に対し、X方向のリードお
    よびY方向のリードより電気パルスを印加し、ゲイト電
    極の一部を選択的に除去して良品に変成しめることを特
    徴とする固体表示装置の作製方法。 2、特許請求の範囲第1項において、絶縁ゲイト型半導
    体装置は透光性絶縁基板上の透光性導電膜を有する第1
    の電極と該電極上に第1の半導体、第1の絶縁体、第2
    の半導体、第2の導電膜および眉間絶縁物を概略同一形
    状に積層した積層体を有し、前記第1および第2の半導
    体をしてドレインおよびソースを構成せしめ、前記積層
    体の側部に隣接した第3の半導体によりチャネル形成領
    域を構成して設け、前記半導体上にゲイト絶縁膜とゲイ
    ト電極とが前記積層体の側面に配設して設けられたこと
    を特徴とする固体表示装置の作製方法。 3、特許請求の範囲第1項または第2項において、不良
    の半導体装置のゲイト電極は300〜1000人の厚さ
    を有し、さらにゲイト絶縁膜は窒化物または炭化物の絶
    縁性被膜よりなることを特徴とした固体表示装置の作製
    方法。
JP59035572A 1984-02-27 1984-02-27 固体表示装置の作製方法 Granted JPS60178480A (ja)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4865578A (ja) * 1971-12-06 1973-09-10
JPS54119189A (en) * 1978-03-08 1979-09-14 Daijietsuto Kougiyou Kk Circumferential blade milling cutter

Patent Citations (2)

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