다음에 본 발명의 실시의 형태를 도면을 사용하여 설명하지만, 본 발명은 어떠한 관점으로도 이들의 실시형태에 의해서 제한되는 것은 아니다.
(실시형태1)
도 1a는 실시형태1의 액티브매트릭스기판의 1화소영역을 나타내는 투시평면도이고, 도 1b는 선 A-A’에서 절단한 단면도, 도 1c는 선 B-B’에서 절단한 단면도이다. 또한 도 2∼도 5는 이 액티브매트릭스기판의 제조공정을 나타내는 도면으로, 각각 제1공정∼제3공정 및 TFT의 채널형성후를 나타낸다. 도 1과 같이, 도 2∼도 4a는 1화소영역을 나타내는 투시평면도, 도 2∼도 4의b, c와 도 5a, b는 각각 상기 선 A-A’, 선 B-B’에서 절단한 단면도이다. 또한 도 6a는 이 액티브매트릭스기판의 단자부의 단면도로, 좌측이 주사선단자부위(GS)의, 오른쪽이 신호선단자부위(DS)의 각각 장변방향의 단면도이다. 도 6b∼d는 각각이 단자부분의 제1공정∼제3공정을 나타내는 도면이다.
이 실시형태 1의 액티브매트릭스기판은 유리기판(1)상에 제1도체층(10)으로 이루어지는 복수의 주사선(11)과 제2도체층(50)으로 이루어지는 복수의 신호선(31)과가 게이트절연층(2)을 개재하여 직교하여 배열되고, 이 주사선(11)과 신호선(31)과의 교점부근의 TFT부(Tf)에, 주사선(11)으로부터 연장되는 게이트전극(12)과, 이 게이트전극에 게이트절연층(2)을 개재하여 대향하는 섬형상의 비결정질 실리콘층(21) 및 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)과, 이 반도체층상에 제2도체층(50)으로 이루어져 채널갭(23)을 두고 형성된 한쌍의 드레인전극(32) 및 소스전극(33)과로 이루어지는 역스타가형TFT가 형성되고, 주사선(11)과 신호선(31)과에 둘러싸인 광이 투과하는 창문부(Wd)에 투명도전층(40)으로 이루어지는 화소전극(41)이 형성되며, 드레인전극(32)은 신호선(31)에, 소스전극(33)은 화소전극(41)에 각각 접속되어 TN형의 액티브매트릭스기판을 구성하고 있다.
이 액티브매트릭스기판에 있어서, 주사선(11), 게이트전극(12)을 형성하는 제1의 도체층(10)은, Al 또는 Al을 주체로 하는 합금으로 이루어지는 하층금속층(10A)과 Ti, Ta, Nb, Cr등의 고융점금속이나 이들 합금의 질화막으로 이루어지는 상층금속층(10B)을 적층하여 형성되어 있다. 상층금속층(10B)의 질소농도는 25원자% 이상이라고 되어 있다. 또한 신호선(31), 드레인전극(32), 소스전극(33)을 형성하는 제2도체층(50)은, ITO로 이루어지는 투명도전층(40)상에 Cr나 Mo로 이루어지는 금속층(30)을 적층하여 형성되며, 소스전극(33)의 하층의 투명도전층(40)이 창문부(Wd)의 게이트절연층(2)상으로 연장되어 화소전극(41)을 형성하고 있다.
화소전극(41)은 전단의 주사선(11)내에 형성되는 축적공통전극(72)상에 게이트절연층(2)을 개재하여 중첩하도록 연장되어 축적용량전극(71)을 형성하고, 이 화소영역에서의 축적용량부(Cp)를 구성하고 있다. 또한 이 화소영역에는, 게이트절연층(2)을 개재하여 일부가 화소전극(41)의 1변부와 중첩하도록, 제1도체층(10)으로 이루어지는 차광층(17)이 형성되어 있다. 더욱이 주사선(11)과 신호선(31)과가 교차하는 부분에는, 게이트절연층(2)과 신호선(31)과의 사이에 반도체층(20)으로 이루어지는 강화층(25)이 형성되어 있다.
이 실시형태1의 액티브매트릭스기판은, 순차 이하에 나타내는 4공정에서 제조할 수가 있다.
(제1공정) 도 2a∼c 및 도 6b에 나타낸 바와 같이, 우선 유리기판(1)상에 스패터링에 의해 연속하여 약 200nm의 Al로 이루어지는 하층금속층(10A)과 약100nm의 Ti의 질화막으로 이루어지는 상층금속층(10B)을 막형성하여 제1도체층(10)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 주사선(11)과, 주사선단자부위(GS)에 형성되는 주사선단자부(11a)와, 각각의 화소영역에서 주사선(11)으로부터 TFT부(Tf)로 연장되는 게이트전극(12)과, 전단의 주사선(11)내에 형성되는 축적공통전극(72)과, 차광층(17)을 남기고 제1도체층(10)을 에칭제거한다. 여기서 Ti의 질화막은 반응성스패터링에 의해 형성하고, Ar가스와 질소가스와의 유량비를 조정하여, 질소가 25원자%이상 함유되도록 한다.
(제2공정) 도 3a∼c 및 도 6c에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 연속하여 약 400nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 게이트절연층(2)과, 약250 nm의 비결정질 실리콘층(21) 및 약 50nm의 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)을 막형성하여, 포토리소그래피공정을 통해서, 각각의 화소영역에서 TFT부(Tf)와 강화층(25)을 남겨 반도체층(20)을 에칭제거한다.
(제3공정) 도 4a∼c 및 도 6d에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 스패터링에 의해 연속하여 약 50nm의 ITO로 이루어지는 투명도전층(40)과 약 200nm의 Cr로 이루어지는 금속층(30)을 막형성하여 제2도체층(50)을 형성하여, 포토리소그래피공정을 통해서, 신호선(31)과, 외주부(Ss)에서 신호선단자부위(DS)에 형성되는 신호선단자부(31a)와, 공통배선 및 공통배선단자부(도시하지 않음)와, 각각의 화소영역에서 신호선(31)으로부터 TFT부(Tf)로 연장되는 드레인전극(32)과, 창문부(Wd)에서 화소전극(41)과, 이 화소전극(41)으로부터 TFT부(Tf)로 연장되어 드레인전극(32)과 채널갭(23)을 두고 대향배치되는 소스전극(33)을 남겨 제2도체층(50)을 에칭제거한다. 이때, 화소전극(41)의 변부는 축적용량부(Cp)에서 축적공통전극(72)과 중첩하도록 연장시켜 축적용량전극(71)을 형성하고, 또한 이 변부에 인접하는 화소전극의 쌍방의 변부는 각각 차광층(17)과 적어도 일부가 중첩하도록 형성한다.
다음에 도 5a, b에 나타낸 바와 같이, 상기 에칭에 사용한 마스크패턴 또는 마스크를 제거한 후의 제2도체층(50)을 마스크로하여 노출된 n+비결정질 실리콘층(22)을 에칭제거하여 채널갭(23)을 형성한다. 이 조작은 포토리소그래피가 불필요하다.
(제4공정)도 1a∼c 및 도 6a에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 약 150nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 보호절연층(3)을 형성하여, 포토리소그래피공정을 통해서, 화소전극(41) 및 신호선단자부(31a) 및 공통배선단자부(도시하지 않음)위의 보호절연층(3)과, 주사선단자부(11a) 상의 보호절연층(3) 및 게이트절연층(2)을 에칭제거한 후, 이 에칭에 사용한 마스크패턴 또는 마스크를제거한 후의 보호절연층(3)을 마스크로하여 화소전극(41) 및 신호선단자부(31a) 및 공통배선단자부상의 금속층(30)을 에칭제거하고, 투명도전층(40)으로 이루어지는 화소전극(41) 및 신호선단자(35) 및 공통배선단자(도시하지 않음)와, 제1도체층(10)으로 이루어지는 주사선단자(15)를 노출시킨다. 마지막으로 약 280℃의 아닐공정을 거쳐서 액티브매트릭스기판을 완성한다.
또 여기서는 제1도체층에 Al과 Ti의 질화막의 적층막을 사용한 형태를 나타내었지만, Al의 밑으로 더욱 Ti 등의 고융점금속의 깔판막을 형성하고 Ti와 Al과 Ti의 질화막의 3층의 적층막으로 하여도 좋다. 또한 Al-Nd 합금등의 힐록을 억제할 수 있고, 단자부의 접속신뢰성을 확보할 수 있는 Al을 주체로 하는 합금막이나, Cr의 위에 ITO를 적층한 막이어도 좋다.
또한 본 실시형태로서는 게이트전극이 주사선으로부터 화소부로 연장되어 형성되는 종치형의 TFT의 형태를 나타내었지만, 게이트전극이 주사선의 일부를 공유하여 형성되는 횡치형의 TFT 이어도 좋다.
실시형태1의 TN형액티브매트릭스기판은 4공정으로 제조할 수 있기 때문에, 생산효율과 재료에 대한 제품비율이 향상된다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 신호선이 금속층과 투명도전층과로 적층되어 형성되어 있기 때문에, 신호선의 배선저항이 저감할 수 있음과 동시에 단선불량등에 의한 생산성의 저하가 억제되고, 또한 소스전극과 화소전극과가 투명도전층에 의해서 일체로 형성되어 있기 때문에, 접속에 의한 전기저항의 증대가 억제되어 특성이 향상된다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 주사선이 Al과 Ti 등의 고융점금속의 질화막과 적층막으로 형성되어 있기 때문에, 주사선의 배선저항을 저감할 수 있음과 동시에 주사선단자부에서의 표면산화를 방지할 수 있고, 주사선드라이버와의 접속신뢰성을 확보할 수가 있다.
상기 고융점금속의 질화막의 질소농도는 25원자% 이상인 것이 바람직하다. 도 181에 그 근거가 되는 데이터를 나타낸다. 본 발명자의 실험에 의해, 질소농도가 25원자%이상일 때, 접속저항이 현저하게 저하되는 사실을 알았다. 이에 의해서 주사선단자부에서의 접속신뢰성을 양호하게 확보할 수가 있다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 주사선과 신호선과의 교차부분에 강화층이 형성되어 있기 때문에, 주사선과 신호선과의 절연내압이 향상된다. 또한 화소전극과 차광층과가 적어도 부분적으로 중첩하도록 형성되어 있기 때문에, 중첩어긋남 마진을 크게 잡지 않으면 안되는 칼라필터기판의 블랙매트릭스를 축소할 수 있고, 개구율을 향상시킬 수가 있다.
(실시형태2)
도 7a는 실시형태2의 액티브매트릭스기판의 1화소영역을 나타내는 투시평면도 이고, 도 7b는 선 A-A’에서 절단한 단면도, 도 7c는 선 B-B’에서 절단한 단면도이다. 또한 도 8∼도 11은 이 액티브매트릭스기판의 제조공정을 나타내는 도면으로, 각각 제1공정∼제3공정 및 TFT의 채널형성 후를 나타낸다. 도 7과 같이, 도 8∼도 10의a는 1화소영역을 나타내는 투시평면도, 도 8∼도 10의b, c와 도 11a, b는 각각 상기 선 A-A’, 선 B-B’에서 절단한 단면도이다. 또한 도 12a는 이 액티브매트릭스기판의 단자부의 단면도로, 좌측이 주사선단자부위(GS)의, 중앙이 신호선단자부위(DS)의, 오른쪽이 공통배선단자부위(CS)의 각각 장변방향의 단면도이다. 도 12b∼d는 각각이 단자부분의 제1공정∼제3공정을 나타내는 도면이다.
이 실시형태2의 액티브매트릭스기판은 유리기판(1)상에 제1도체층(10)으로 이루어지는 복수의 주사선(11)과 복수의 공통배선(13)과가 교대로 평행히 배열되고, 복수의 신호선(31)이 게이트절연층(2)을 개재하여 상기 주사선에 직교하여 배열되며, 이 주사선(11)과 신호선(31)과의 교점부근의 TFT부(Tf)로, 주사선(11)의 일부를 게이트전극(12)으로 하여, 이 게이트전극(12)과, 이 게이트전극에 게이트절연층(2)을 개재하여 대향하는 섬형상의 비결정질 실리콘층(21) 및 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)과, 이 반도체층상에 제2도체층(50)으로 이루어져 채널갭(23)을 두고 형성된 한쌍의 드레인전극(32) 및 소스전극(33)과로 이루어지는 역스타가형TFT가 형성되고, 주사선(11)과 신호선(31)과에 둘러싸인 창문부(Wd)에 빗치형상의 화소전극(41)과, 화소전극에 대향하여 공통배선(13)에 접속된 빗치형상의 공통전극(14)과가 형성되며, 드레인전극(32)은 신호선(31)에, 소스전극(33)은 화소전극(41)에 각각 접속되어, 화소전극(41)과 공통전극(14)과의 사이에 유리기판(1)에 대하여 횡방향의 전계를 형성하는 IPS형의 액티브매트릭스기판을 구성하고 있다.
이 액티브매트릭스기판에 있어서, 공통배선(13)과 공통전극(14)이란 주사선(11)과 동층에 형성되고, 또한 공통배선(13)이 유리기판(1)의 적어도 한편의 변부에서 단부가 주사선(11)의 같은 변부의 단부보다 외측으로 연장되도록 형성되고, 도 52a, b, c에 나타낸 바와 같이, 이 공통배선(13)의 단부가 서로 공통배선연결선(19)에 의해서 연결되고, 이 공통배선연결선(19)에 접속되어 공통배선단자(16)가 형성되어 있다. 예컨대, 도 52a에 나타낸 바와 같이, 주사선단자가 유리기판(1)이 마주 대하는 변부의 한쪽에 형성되고, 주사선드라이버로부터의 신호를 한 쪽에서 입력하는 경우는, 주사선(11)의 반대측의 단부의 외측의 외주부에서 공통배선(13)이 서로 공통배선연결선(19)으로 연결되고, 이 공통배선연결선(19)과 신호선단자측의 공통배선(13)의 어느 것인가 한편 또는 쌍방에 접속되어 공통배선단자(16)가 형성되어 있다. 이 경우 각 주사선(11)은 주사선단자(15)의 외측의 외주부(Ss)에서 게이트 분로버스선에 접속되어 있다. 또한 도 52b에 나타낸 바와 같이, 공통배선(13)은 유리기판(1)의 표시면(Dp)을 끼는 양측의 변부에서 단부가 주사선(11)의 쌍방의 단부에서 외측으로 연장되고, 이 양쪽의 공통배선단부가 각각 공통배선연결선(19)에 의해서 연결되어 있어도 좋다. 이 경우 쌍방의 공통배선연결선(19)의 어느 것인가 한편 또는 쌍방에 접속되어 공통배선단자(16)가 형성되어 있다. 더욱이 도 52c에 나타낸 바와 같이, 주사선(11)이 표시면(Dp)을 끼는 양측으로 연장되어, 각각의 측에 주사선단자가 형성되어, 주사선드라이버로부터의 신호를 양측에서 입력하는 경우는, 쌍방의 주사선선단부보다 외측으로 공통배선(13)이 연장되고, 그 단부가 공통배선연결선(19)으로 연결되며, 이 공통배선연결선의 어느 것인가 한편 또는 쌍방에 접속되고 공통배선단자(16)가 형성되어 있다. 도 52b, c의 경우 각 주사선(11)은 게이트 분로버스선에는 접속되지 않고, 각각 독립하여 형성되어 있다.
주사선(11), 게이트전극(12), 공통배선(13)을 형성하는 제1도체층(10)은 Al 또는 Al을 주체로 하는 합금으로 이루어지는 하층금속층(10A)상에 Ti, Ta, Nb, Cr 등의 고융점금속이나 이것들의 합금의 질화막으로 이루어지는 상층금속층(10B)을 적층하여 형성되어 있다. 상층금속층(10B)의 질소농도는 25원자% 이상인 것이 바람직하다. 또한 신호선(31), 드레인전극(32), 소스전극(33), 화소전극(41)을 형성하는 제2도체층(50)은, 어느 것이나 Mo나 Cr로 이루어지는 하층금속층(30A)상에 Al 또는 Al을 주체로 하는 합금으로 이루어지는 상층금속층(30B)을 적층하여 형성되어 있다.
화소전극(41)은 그 빗치형상의 선단부가 게이트절연층(2)을 개재하여 공통배선(13)상에 중첩하도록 연결하여 축적용량전극(71)을 형성하고, 공통배선(13)의 일부를 공유하는 축적공통전극(72)과 대향하여 이 화소영역에서의 축적용량부(Cp)를 구성하고 있다. 주사선(11) 및 공통배선(13)과 신호선(31)과가 교차하는 부분에는, 게이트절연층(2)과 신호선(31)과의 사이에 반도체층(20)으로 이루어지는 강화층(25)이 형성되어 있다.
이 실시형태2의 액티브매트릭스기판은 순차 이하에 나타내는 4공정으로 제조할 수가 있다.
(제1공정) 도 8a∼c및 도 12b에 나타낸 바와 같이, 우선 유리기판(1)상에 스패터링에 의해 연속하여 약 200nm의 Al로 이루어지는 하층금속층(10A)과 약 100nm의 Ti의 질화막으로 이루어지는 상층금속층(10B)을 막형성하여 제1도체층(10)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 주사선(11)과, 주사선단자부위(GS)에형성되는 주사선단자부(11a)와, 공통배선(13)과, 외주부(Ss)에서 공통배선(13)을 서로 결속하는 공통배선연결선(도시하지 않음)과, 이 공통배선연결선에 접속되고 공통배선단자부위(CS)에 형성되는 공통배선단자부(13a)와, 각각의 화소영역에서 주사선의 일부를 공유하는 게이트전극(12)과, 공통배선(13)으로부터 연장되는 복수의 공통전극(14)을 남겨 제1도체층(10)을 에칭제거한다. 여기서 Ti의 질화막은 반응성스패터링에 의해 형성하고, Ar가스와 질소가스와의 유량비를 조정하여, 질소가 25원자%이상 함유되도록 한다.
(제2공정) 도 9a∼c 및 도 12c에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 연속하여 약 400nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 게이트절연층(2)과, 약 250nm의 비결정질 실리콘층(21) 및 약 50nm의 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)을 막형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 각각의 화소영역에서 TFT부(Tf)와 강화층(25)을 남겨 반도체층(20)을 에칭제거한다.
(제3공정) 도 10a∼c 및 도 12d에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 스패터링에 의해 연속하여 약 50nm의 Mo로 이루어지는 하층금속층(30A)과 약 150nm의 Al로 이루어지는 상층금속층(30B)을 막형성하여 제2도체층(50)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 신호선(31)과, 신호선단자부위(DS)에 형성되는 신호선단자부(31a)와, 각각의 화소영역에서 신호선(31)으로부터 게이트전극상에 연장되는 드레인전극(32)과, 게이트절연층(2)을 개재하여 공통전극(14)에 대향하여 창문부(Wd)에 연장되는 화소전극(41)과, 이 화소전극으로부터 TFT부(Tf)로 연장되어 드레인전극(32)과 채널갭(23)을 두고 배치되는 소스전극(33)을 남겨제2도체층(50)을 에칭제거한다. 이때, 화소전극(41)의 일부는 축적용량부(Cp) 에서 공통배선(13)의 일부분과 중첩하도록 연장시켜 축적용량전극(71)을 형성한다.
다음에 도 11a, b에 나타낸 바와 같이, 상기 에칭에 사용한 마스크패턴 또는 마스크를 제거한 후의 제2도체층(50)을 마스크로서 노출된 n+비결정질 실리콘층(22)을 에칭제거하여 채널갭(23)을 형성한다.
(제4공정) 도 7a∼c 및 도 12a에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 약 300nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 보호절연층(3)을 형성하고, 이어서 신호선단자부(31a)상의 보호절연층(3)과, 주사선단자부(11a) 및 공통배선단자부(13 a)상의 보호절연층(3) 및 게이트절연층(2)을 에칭제거하고, 제2도체층(50)으로 이루어지는 신호선단자(35)와, 제1도체층(10)으로 이루어지는 주사선단자(15) 및 공통배선단자(16)를 노출시킨다. 마지막으로 약 280℃의 아닐공정을 거쳐서 액티브매트릭스기판을 완성한다.
또 여기서는 제1도체층에 Al과 Ti의 질화막의 적층막, 제2도체층에 Mo와 Al의 적층막을 사용한 형태를 나타내었지만, 제1도체층은 Al의 밑으로 다시 Ti 등의 고융점금속의 깔판막을 형성하고 Ti와 Al과 Ti의 질화막의 3층의 적층막으로해도 좋다. 또한 Al-Nd 합금등의 힐록을 억제할 수 있고, 단자부의 접속신뢰성을 확보할 수 있는 Al을 주체로 하는 합금막이나, Cr의 위에 ITO를 적층한 막이어도 좋다. 또한 제2도체층은 Mo와 Al의 위에 다시 Ti의 질화막을 적층한 막이나, Cr의 위에 ITO를 적층한 막이어도 좋다.
또한 상기에서는 공통배선단자를 주사선단자와 같은 구조로 하는 형태를 나타내었지만, 후술하는 은치기방법을 사용하여 신호선단자와 같은 구조로 할 수도 있다.
실시형태2의 IPS형액티브매트릭스기판은 4공정으로 제조할 수 있기 때문에, 생산효율과 재료에 대한 제품비율이 향상된다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 유리기판(1)의 적어도 한편의 변부에서 공통배선의 단부가 공통배선연결선에 의해 서로 연결되어 있기 때문에, 공통배선단자의 취출이 가능하게 되어, IPS형의 액티브매트릭스기판이 단독으로 실현된다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 공통전극과 화소전극부의 단차를 작게 할 수 있으므로, 패널공정에서의 배향제어가 용이하다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 신호선이 Mo로 이루어지는 하층금속층상에 Al로 이루어지는 상층금속층이 적층되어 있기 때문에, 신호선의 배선저항이 저감됨과 동시에 신호선단자부에서의 신호선드라이버와의 접속신뢰성을 확보할 수가 있다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 주사선이 Al과 Ti 등의 고융점금속의 질화막과의 적층막으로 형성되어 있기 때문에, 실시형태1과 같이 주사선의 배선저항을 저감할 수 있음과 동시에 주사선단자부에서의 주사선드라이버와의 접속신뢰성을 확보할 수가 있다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 주사선과 신호선 및 공통배선과 신호선과의 교차부분에 강화층이 형성되어 있기 때문에, 주사선, 공통배선과 신호선과의 절연내압이 향상된다.
(실시형태3)
도 13a는 실시형태3의 액티브매트릭스기판의 1화소영역을 나타내는 투시평면도이고, 도 13b는 선 A-A’에서 절단한 단면도, 도 13c는 선 B-B’에서 절단한 단면도이다. 또한 도 14∼도 17은 이 액티브매트릭스기판의 제조공정을 나타내는 도면으로, 각각 제1공정∼제3공정 및 TFT의 채널형성 후를 나타낸다. 도 13과 같이, 도 14∼도 16a는 1화소영역을 나타내는 투시평면도, 도 14∼도 16b, c와 도 17a, b는 각각 상기 선 A-A’, 선 B-B’에서 절단한 단면도이다. 또한 도 18a는 이 액티브매트릭스기판의 단자부의 단면도로, 좌측이 주사선단자부위(GS)의, 오른쪽이 신호선단자부위(DS)의 각각 장변방향의 단면도이다. 도 18b∼d는 각각이 단자부분의 제1공정∼제3공정을 나타내는 도면이다.
이 실시형태3의 액티브매트릭스기판은 유리기판(1)상에 제1도체층(10)으로 이루어지는 복수의 주사선(11)과 제2도체층(50)으로 이루어지는 복수의 신호선(31)과가 게이트절연층(2)을 개재하여 직교하여 배열되고, 이 주사선(11)과 신호선(31)과의 교점부근의 TFT부(Tf)에, 주사선(11)으로부터 연장되는 게이트전극(12)과, 이 게이트전극에 게이트절연층(2)을 개재하여 대향하는 섬형상의 비결정질 실리콘층(21) 및 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)과, 이 반도체층상에 제2도체층(50)으로 이루어져 채널갭(23)을 두고 형성된 한쌍의 드레인전극(32) 및 소스전극(33)과로 이루어지는 역스타가형TFT가 형성되고, 주사선(11)과 신호선(31)과에 둘러싸인 광이 투과하는 창문부(Wd)에 투명도전층(40)으로 이루어지는 화소전극(41)이 형성되며, 드레인전극(32)은 신호선(31)에, 소스전극(33)은 화소전극(41)에 각각 접속되어 TN형의 액티브매트릭스기판을 구성하고 있다.
이 액티브매트릭스기판에 있어서, 주사선(11),게이트전극(12)을 형성하는 제1도체층(10)은 Al을 주체로 하여 예컨대 Nd를 포함하는 합금으로부터 형성되어 있다. 또한 신호선(31), 드레인전극(32), 소스전극(33)을 형성하는 제2도체층(50)은, 어느 것이나 Cr로 이루어지는 금속층(30)의 위에 ITO로 이루어지는 투명도전층(40)을 적층하여 형성되고, 신호선(31)의 하층에는 신호선과 동일형상의 반도체층(20)이 형성되어 있고, 이 반도체층(20) 및 신호선의 금속층(30)이 투명도전층(40)으로 피복되어 있다. 소스전극(33)의 상층을 이루는 투명도전층(40)은 창문부(Wd)의 게이트절연층(2)상으로 연장되어 화소전극(41)을 형성하고 있다.
화소전극(41)은 전단의 주사선(11)내에 형성되는 축적공통전극(72)상에 게이트절연층(2)을 개재하여 중첩하도록 연장되어 축적용량전극(71)을 형성하고, 이 화소영역에서의 축적용량부(Cp)를 구성하고 있다. 또한 이 화소영역에는, 게이트절연층(2)을 개재하여 일부가 화소전극(41)의 1변부와 중첩하도록, 제1도체층(10)으로 이루어지는 차광층(17)이 형성되어 있다.
실시형태3의 액티브매트릭스기판은 순차 이하에 나타내는 4공정으로 제조할 수가 있다.
(제1공정) 도 14a∼c 및 도 18b에 나타낸 바와 같이, 우선 유리기판(1)상에 스패터링에 의해 약 250nm의 Al-Nd 합금을 막형성하여 제1도체층(10)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 주사선(11)과, 주사선단자부위(GS)에 형성되는 주사선단자부(11a)와, 각각의 화소영역에서 주사선(11)으로부터 TFT부(Tf)로 연장되는 게이트전극(12)과, 전단의 주사선(11)내에 형성되는 축적공통전극(72)과,차광층(17)을 남겨 도체층(10)을 에칭제거한다.
(제2공정) 도 15a∼c 및 도 18c에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 연속하여 약 400nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 게이트절연층(2)과, 약 250nm의 비결정질 실리콘층(21) 및 약 50nm의 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)과, 계속해서 스패터링에 의해 약 200nm의 Cr로 이루어지는 금속층(30)을 막형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 신호선(31)과, 신호선단자부위(DS)에 형성되는 신호선단자부(31a)와, 공통배선 및 공통배선단자부(도시하지 않음)와, 각각의 화소영역에서 신호선(31)으로부터 TFT부(Tf)를 지나서 창문부(Wd)로 연장되는 돌출부(34)를 남겨 금속층(30) 및 반도체층(20)을 순차 에칭제거한다. 이때 신호선(31)의 측면에는 금속층(30)의 아래로 비결정질 실리콘층(21) 및 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)이 측면을 일치시켜 노출하고 있다. 그와 같이 신호선단자부(31a) 및 공통배선단자부에도 금속층(30)과 반도체층(20)과가 적층되어 형성된다.
(제3공정) 도 16a∼c 및 도 18d에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 스패터링에 의해 약 50nm의 ITO를 막형성하여 투명도전층(40)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 신호선(31) 및 그 측면을 덮는 부분과, 신호선단자부(31a)와, 공통배선 및 공통배선단자부(도시하지 않음)와, 각각의 화소영역에서 신호선(31)으로부터 TFT부(Tf)로 연장되는 드레인전극(32)과, 드레인전극과 채널갭(23)을 사이를 막아 대향배치되는 소스전극(33)과, 화소전극(41)을 남겨 투명도전층(40)을 에칭제거하고, 이어서 노출된 금속층(30)을 에칭제거한다. 이때, 화소전극(41)의 변부는축적용량부(Cp)에서 축적공통전극(72)과 중첩하도록 연장시켜 축적용량전극(71)을 형성하고, 또한 이 변부에 인접하는 화소전극의 쌍방의 변부는 각각 차광층(17)과 적어도 일부가 중첩하도록 형성한다.
다음에 도 17a, b에 나타낸 바와 같이, 상기 에칭에 사용한 마스크패턴 또는 마스크를 제거한 후의 투명도전층(40)을 마스크로하여 노출된 n+비결정질 실리콘층(22)을 에칭제거하여 채널갭(23)을 형성한다.
(제4공정) 도 13a∼c 및 도 18a에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 약 150nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 보호절연층(3)을 막형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 화소전극(41) 및 신호선단자부(31a) 및 공통배선단자부(도시하지 않음)위의 보호절연층(3)과, 주사선단자부(11a)상의 보호절연층(3) 및 게이트절연층(2)을 에칭제거하고, 투명도전층(40)으로 이루어지는 화소전극(41)과, 금속층(30) 및 투명도전층(40)의 적층막으로 이루어지는 신호선단자(35) 및 공통배선단자(도시하지 않음)와, 제1도체층(10)으로 이루어지는 주사선단자(15)를 노출시킨다. 마지막으로 약 280℃의 아닐공정을 거쳐서 액티브매트릭스기판을 완성시킨다.
또 여기서는 제1도체층에 Al-Nd 합금을 사용한 형태를 나타내었지만, 실시형태1과 같이 Al과 Ti 등의 고융점금속의 질화막의 적층막이나, Al의 아래에 다시 Ti등의 고융점금속의 받침막을 형성하여 Ti와 Al과 Ti의 질화막의 3층의 적층막으로 하여도 좋다. 또한 Cr의 위에 ITO를 적층한 막이어도 좋다. 여기서 Ti등의 고융점금속의 질화막은 질소농도를 25원자% 이상으로 하는 것이 바람직하다.
또한 신호선단자나 공통배선단자는 금속층과 투명도전층의 적층막으로 한 형태를 나타내었지만, 화소전극과 같이 투명도전층만으로 형성하여도 좋다. 이 경우는 신호선의 금속층에 Mo 등의 부식내성이 나쁜 금속을 사용할 수가 있다.
또한 본 실시형태에서는 게이트전극이 주사선으로부터 화소부로 연장되어 형성되는 종치형의 TFT의 형태를 나타내었지만, 게이트전극이 주사선의 일부를 공유하여 형성되는 횡치형의 TFT이어도 좋다.
실시형태3의 TN형액티브매트릭스기판은 4공정으로 제조할 수 있기 때문에, 생산효율과 재료에대한 제품비율이 향상된다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 신호선의 하층의 반도체층의 측면이 투명도전층으로 피복되어 있기 때문에, TFT의 채널을 형성하는 n+비결정질 실리콘층의 에칭 시에, 반도체층의 비결정질 실리콘층이 횡방향으로 침식되는 것을 방지할 수 있고, 보호절연층의 피복형상 악화에의한 배향제어의 불량을 방지할 수가 있다. 또한 신호선의 금속층의 측면이 투명도전층으로 피복되어 있기 때문에, 투명도전층의 에칭 시에 포토레지스트가 신호선의 금속층과 반도체층을 덮어 형성되어 있기 때문에, 금속층상에 티끌이나 이물질이 있더라도 투명도전층과 금속층의 계면에 에칭액이 스며 드는 일이 없고, 신호선의 단선을 방지할 수가 있다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 신호선이 금속층과 투명도전층과로 적층되어 형성되어 있기 때문에, 신호선의 배선저항이 저감할 수 있음과 동시에 단선불량등에 의한 생산성의 저하가 억제되고, 또한 소스전극과 화소전극과가 투명도전층에 의해서 일체로 형성되어 있기 때문에, 접속에 의한 전기저항의 증대가 억제되어 특성이 향상된다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 주사선이 Al-Nd 합금으로 형성되어 있기 때문에, 주사선의 배선저항을 저감할 수 있음과 동시에 주사선단자부에서의 주사선드라이버와의 접속신뢰성을 확보할 수가 있다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 신호선의 하층에 반도체층이 형성되어 있기 때문에, 주사선과 신호선과의 절연내압이 향상된다. 또한 화소전극과 차광층과가 적어도 부분적으로 중첩하도록 형성되어 있기 때문에, 중첩어긋남 마진을 크게 잡지 않으면 안되는 칼라필터기판의 블랙매트릭스를 축소할 수 있고, 개구율을 향상시킬 수가 있다.
(실시형태4)
도 19a는 실시형태4의 액티브매트릭스기판의 1화소영역을 나타내는 투시평면도 이고, 도 19b는 선 A-A’에서 절단한 단면도, 도 19(c)는 선 B-B’에서 절단한 단면도이다. 또한 도 20∼도 23은 이 액티브매트릭스기판의 제조공정을 나타내는 도면으로, 각각 제1공정∼제3공정 및 TFT의 채널형성 후를 나타낸다. 도 19와 같이, 도 20∼도 22의a는 1화소영역을 나타내는 투시평면도, 도 20∼도 22의b, c와 도 23a, b는 각각 상기 선 A-A’, 선 B-B’에서 절단한 단면도이다. 또한 도 24a는 이 액티브매트릭스기판의 단자부의 단면도로, 좌측이 주사선단자부위(GS)의, 오른쪽이 신호선단자부위(DS)의 각각 장변방향의 단면도이다. 도 24b∼d는 각각이 단자부분의 제1공정∼제3공정을 나타내는 도면이다.
이 실시형태4의 액티브매트릭스기판은 유리기판(1)상에 제1도체층(10)으로이루어지는 복수의 주사선(11)과 제2도체층(50)으로 이루어지는 복수의 신호선(31)과가 게이트절연층(2)을 개재하여 직교하여 배열되어, 이 주사선(11)과 신호선(31)과의 교점부근의 TFT부(Tf)에, 주사선(11)으로부터 연장되는 게이트전극(12)과, 이 게이트전극에 게이트절연층(2)을 개재하여 대향하는 섬형상의 비결정질 실리콘층(21) 및 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)과, 이 반도체층상에 제2도체층(50)으로 이루어져 채널갭(23)을 두고 형성된 한쌍의 드레인전극(32) 및 소스전극(33)과로 이루어지는 역스타가형(TFT)이 형성되고, 주사선(11)과 신호선(31)과에 둘러싸인 광이 투과하는 창문부(Wd)에 투명도전층(40)으로 이루어지는 화소전극(41)이 형성되며, 드레인전극(32)은 신호선(31)에, 소스전극(33)은 화소전극(41)에 각각 접속되어 TN형의 액티브매트릭스기판을 구성하고 있다.
이 액티브매트릭스기판에 있어서, 주사선(11), 게이트전극(12)을 형성하는 제1도체층(10)은 Al을 주체로 하여 예컨대 Nd를 포함하는 합금으로부터 형성되어 있다. 또한 신호선(31), 드레인전극(32), 소스전극(33)을 형성하는 제2도체층(50)은 어느 것이나 Cr로 이루어지는 금속층(30)의 위에 ITO로 이루어지는 투명도전층(40)을 적층하여 형성되어 있고, 신호선(31)의 하층에 형성된 반도체층(20)이 하측의 비결정질 실리콘층(21)이 폭이 넓어지되도록 단면철형으로 형성되고, 철형상부의 n+비결정질 실리콘층(22)과 신호선(31)을 형성하는 금속층(30) 및 투명도전층(40)과 각각의 측면이 일치하도록 형성되고, 양측의 측면이 보호절연층(3)으로 피복되어있다. 소스전극(33)의 상층을 이루는투명도전층(40)이 창문부(Wd)의 게이트절연층(2)상으로 연장되어 화소전극(41)을 형성하고 있다.
화소전극(41)은, 전단의 주사선(11)내에 형성되는 축적공통전극(72)상에 게이트절연층(2)을 개재하여 중첩하도록 연장되어 축적용량전극(71)을 형성하고, 이 화소영역에서의 축적용량부(Cp)를 구성하고 있다. 또한 이 화소영역에는, 게이트절연층(2)을 개재하여 일부가 화소전극(41)의 1변부와 중첩하도록, 제1도체층(10)으로 이루어지는 차광층(17)이 형성되어 있다.
이 실시형태4의 액티브매트릭스기판은 순차 이하에 나타내는 4공정으로 제조할 수가 있다.
(제1공정) 도 20a∼c 및 도 24b에 나타낸 바와 같이, 우선 유리기판(1)상에 스패터링에 의해 약 250nm의 Al-Nd 합금을 막형성하여 제1도체층(10)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 주사선(11)과, 주사선단자부위(GS)에 형성되는 주사선단자부(11a)와, 각각의 화소영역에서 주사선(11)으로부터 TFT부(Tf)로 연장되는 게이트전극(12)과, 전단의 주사선(11)내에 형성되는 축적공통전극(72)과, 차광층(17)을 남겨 도체층(10)을 에칭제거한다.
(제2공정) 도 21a∼c 및 도 24c에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 연속하여 약 400nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 게이트절연층(2)과, 약 250nm의 비결정질 실리콘층(21) 및 약 50nm의 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)과, 계속해서 스패터링에 의해 약 200nm의 Cr로 이루어지는 금속층(30)을 막형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 신호선(31)을 포함하고 그 양측에 폭이 넓어지는 부분(31w)과, 신호선단자부위(DS)에 형성되는 신호선단자부(31a)와, 공통배선 및 공통배선단자부(도시하지 않음)와, 각각의 화소영역에서 신호선으로부터 TFT부(Tf)를 지나서 창문부(Wd)로 연장되는 돌출부(34)를 남겨 금속층(30) 및 반도체층(20)을 순차 에칭제거한다.
(제3공정) 도 22a∼c 및 도 24d에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 스패터링에 의해 약 50nm의 ITO로 이루어지는 투명도전층(40)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 신호선(31)과, 신호선단자부(31a)와, 공통배선 및 공통배선단자부(도시하지 않음)와, 각각의 화소영역에서 신호선(31)으로부터 TFT부(Tf)로 연장되는 드레인전극(32)과, 드레인전극과 채널갭(23)을 두고 대향배치되는 소스전극(33)과, 이 소스전극으로부터 연속하는 화소전극(41)을 남기고 투명도전층(40)을 에칭제거하고, 이어서 노출된 금속층(30)을 에칭제거한다. 이때, 화소전극(41)의 변부는 축적용량부(Cp)에서 축적공통전극(72)과 중첩하도록 연장시켜 축적용량전극(71)을 형성하고, 또한 이변부에 인접하는 화소전극의 쌍방의 변부는 각각 차광층(17)과 적어도 일부가 중첩하도록 형성한다.
다음에 도 23a, b에 나타낸 바와 같이, 상기 에칭에 사용한 마스크패턴 또는 마스크를 제거한 후의 투명도전층(40)을 마스크로하여 노출된 n+비결정질 실리콘층(22)을 에칭제거한다. 이에 의해서 채널갭(23)이 형성됨과 동시에 신호선(31)의 어깨부에 남은 금속층(30) 및 n+비결정질 실리콘층(22)이 에칭제거되고, 신호선(31)의 하층에 형성된 반도체층(20)이 하측의 비결정질 실리콘층(21)이 폭이 넓어지되도록 단면철형으로 형성된다.
(제4공정) 도 19a∼c 및 도 24a에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 약 150nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 보호절연층(3)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 화소전극(41) 및 신호선단자(35) 및 공통배선단자부(도시하지 않음)위의 보호절연층(3)과, 주사선단자부(11a)상의 보호절연층(3) 및 게이트절연층(2)을 에칭제거하고, 투명도전층(40)으로 이루어지는 화소전극(41)과 금속층(30) 및 투명도전층(40)의 적층막으로 이루어지는 신호선단자(35) 및 공통배선단자(도시하지 않음)와, 도체층(10)으로 이루어지는 주사선단자(15)를 노출시킨다. 마지막으로 약 280℃의 아닐공정을 거쳐서 액티브매트릭스기판을 완성시킨다.
또 여기서는 제1도체층에 Al-Nd 합금을 사용한 형태를 나타내었지만, 실시형태1과 같이 Al과 Ti 등의 고융점금속의 질화막의 적층막이나, Al의 아래로 다시 Ti 등의 고융점금속의 깔판막을 형성하여 Ti와 Al과 Ti의 질화막의 3층의 적층막으로하여도 좋다. 또한 Cr의 위에 ITO를 적층한 막이어도 좋다. 여기서 Ti 등의 고융점금속의 질화막은 질소농도를 25원자% 이상으로 하는 것이 바람직하다.
또한 신호선단자나 공통배선단자는 금속층과 투명도전층의 적층막으로 한 형태를 나타내었지만, 화소전극과 같이 투명도전층만으로 형성하여도 좋다. 이 경우는 신호선의 금속층에 Mo 등의 부식내성이 나쁜 금속을 사용할 수가 있다.
또한 본 실시형태에서는 게이트전극이 주사선으로부터 화소부로 연장되어 형성되는 종치형의 TFT의 형태를 나타내었지만, 게이트전극이 주사선의 일부를 공유하여 형성되는 횡치형의 TFT이어도 좋다.
실시형태4의 액티브매트릭스기판은 4공정으로 제조할 수 있기 때문에, 생산효율과 신뢰성이 대폭 향상된다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 TFT의 채널을 형성함과 동시에 투명도전층을 마스크로 하여 신호선의 금속층을 에칭하기 때문에, 신호선의 치수제어를 용이하게 행할 수 있다.
또한 주사선이나 신호선의 저저항화등의 효과 및 절연내압이나 개구율의 향상의 효과에 관하여는, 실시형태3과 완전히 동일하다.
(실시형태5)
도 25a는 실시형태5의 액티브매트릭스기판의 1화소영역을 나타내는 투시평면도이고, 도 25b는 선 A-A’에서 절단한 단면도, 도 25c는 선 B-B’에서 절단한 단면도이다. 또한 도 26∼도 28은 이 액티브매트릭스기판의 제조공정을 나타내는 도면으로, 각각 제1공정∼제3공정을 나타낸다. 도 25와 같이, 도 26∼도 28a는 1화소영역을 나타내는 투시평면도, 도 26∼도 28b, c는 각각 상기 선 A-A’, 선 B-B’에서 절단한 단면도이다. 또한 도 29a는 이 액티브매트릭스기판의 단자부의 단면도로, 좌측이 주사선단자부위(GS)의, 오른쪽이 신호선단자부위(DS)의 각각 장변방향의 단면도이다. 도 29b∼d는 각각이 단자부분의 제1공정∼제3공정을 나타내는 도면이다.
이 실시형태5의 액티브매트릭스기판은 유리기판(1)상에 제1도체층(10)으로 이루어지는 복수의 주사선(11)과 제2도체층(50)으로 이루어지는 복수의 신호선(31)과가 게이트절연층(2)을 개재하여 직교하여 배열되고, 이 주사선(11)과 신호선(31)과의 교점부근의 TFT부(Tf)로, 주사선(11)으로부터 연장되는 게이트전극(12)과, 이 게이트전극에 게이트절연층(2)을 개재하여 대향하는 섬형상의 비결정질 실리콘층(21) 및 V속원소의 도핑처리에 의해 형성된 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)과, 이 반도체층상에 채널갭(23)을 두고 형성된 제2도체층(50)으로 이루어지는 한쌍의 드레인전극(32) 및 소스전극(33)과로 이루어지는 역스타가형TFT가 형성되고, 주사선(11)과 신호선(31)과에 둘러싸인 광이 투과하는 창문부(Wd)에 투명도전층(40)으로 이루어지는 화소전극(41)이 형성되며, 드레인전극(32)은 신호선(31)에, 소스전극(33)은 화소전극(41)에 각각 접속되어 TN형의 액티브매트릭스기판을 구성하고 있다.
이 액티브매트릭스기판에 있어서, 주사선(11), 게이트전극(12)을 형성하는 제1도체층(10)은 Al을 주체로 하여 예컨대 Nd를 포함하는 합금으로부터 형성되어 있다. 또한 신호선(31), 드레인전극(32), 소스전극(33)을 형성하는 제2도체층(50)은 어느 것이나 Cr로 이루어지는 금속층(30)의 위에 ITO로 이루어지는 투명도전층(40)을 적층하여 형성되고, 신호선(31)의 하층에는 신호선과 동일형상의 반도체층(20)이 형성되어 있고, 이 반도체층(20) 및 신호선의 금속층(30)이 투명도전층(40)으로 피복되어 있다. 소스전극(33)의 상층을 이루는 투명도전층(40)은 창문부(Wd)의 게이트절연층(2)상으로 연장되어 화소전극(41)을 형성하고 있다.
이 실시형태에서는, TFT부(Tf)에서의 n+비결정질 실리콘층(22)은 V속원소인 인의 도핑처리에 의해 형성되어, 그 오믹콘택층의 두께가 3nm∼6 nm의 범위내로 되어 있다.
화소전극(41)은 전단의 주사선(11)내에 형성되는 축적공통전극(72)상에 게이트절연층(2)을 개재하여 중첩하도록 연장되어 축적용량전극(71)을 형성하고, 이 화소영역에서의 축적용량부(Cp)를 구성하고 있다. 또한 이 화소영역에는, 게이트절연층(2)을 개재하여 일부가 화소전극(41)의 1변부와 중첩하도록, 제1도체층(10)으로 이루어지는 차광층(17)이 형성되어 있다.
이 실시형태5의 액티브매트릭스기판은 순차 이하에 나타내는 4공정으로 제조할 수가 있다.
(제1공정) 도 26a∼c 및 도 29b에 나타낸 바와 같이, 우선 유리기판(1)상에 스패터링에 의해 약 250nm의 Al-Nd 합금을 막형성하여 제1도체층(10)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 주사선(11)과, 주사선단자부위(GS)에 형성되는 주사선단자부(11a)와, 각각의 화소영역에서 주사선(11)으로부터 TFT부(Tf)로 연장되는 게이트전극(12)과, 전단의 주사선(11)내에 형성되는 축적공통전극(72)과, 차광층(17)을 남겨 도체층(10)을 에칭제거한다.
(제2공정) 도 27a∼c 및 도 29c에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 연속하여 약 400nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 게이트절연층(2)과, 약 100nm의 비결정질 실리콘층(21)을 막형성하여, 동일진공속에서 PH3플라즈마처리에 의한 인의 도핑처리를 하여 비결정질 실리콘층(21)의 표층에 3nm∼6nm의 범위내의 n+비결정질 실리콘층으로 이루어지는 오믹콘택층을 형성한 후, 계속해서 스패터링에 의해 약 200nm의 Cr로 이루어지는 금속층(30)을 막형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 신호선(31)과, 신호선단자부위(DS)에 형성되는신호선단자부(31a)와, 공통배선 및 공통배선단자부(도시하지 않음)와, 각각의 화소영역에서 신호선(31)으로부터 TFT부(Tf)를 지나서 창문부(Wd)로 연장되는 돌출부(34)를 남겨 금속층(30) 및 반도체층(20)을 순차 에칭제거한다.
(제3공정) 도 28a∼c 및 도 29d에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 스패터링에 의해 약 50nm의 ITO를 막형성하여 투명도전층(40)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 신호선(31) 및 그 측면을 덮는 부분과, 신호선단자부(31a)와, 공통배선 및 공통배선단자부(도시하지 않음)와, 각각의 화소영역에서 신호선(31)으로부터 TFT부(Tf)로 연장되는 드레인전극(32)과, 드레인전극과 채널갭(23)을 두고 대향배치되는 소스전극(33)과, 화소전극(41)을 남겨 투명도전층(40)을 에칭제거하고, 이어서 노출된 금속층(30) 및 인의 도핑처리에 의해 형성된 n+비결정질 실리콘층(22)을 순차 에칭제거하여 채널갭(23)을 형성한다. 이때, 화소전극(41)의 변부는 축적용량부(Cp)에서 축적공통전극(72)과 중첩하도록 연장시켜 축적용량전극(71)을 형성하고, 또한 이변부에 인접하는 화소전극의 쌍방의 변부는 각각 차광층(17)과 적어도 일부가 중첩하도록 형성한다.
(제4공정) 도 25a∼c 및 도 29a에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 약 150nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 보호절연층(3)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 화소전극(41) 및 신호선단자부(31a) 및 공통배선단자부(도시하지 않음)위의 보호절연층(3)과, 주사선단자부(11a)상의 보호절연층(3) 및 게이트절연층(2)을 에칭제거하고, 투명도전층(40)으로 이루어지는 화소전극(41)과, 금속층(30) 및 투명도전층(40)의 적층막으로 이루어지는 신호선단자(35) 및 공통배선단자(도시하지 않음)와, 제1도체층(10)으로 이루어지는 주사선단자(15)를 노출시킨다. 마지막으로 약 280℃의 아닐공정을 거쳐서 액티브매트릭스기판을 완성시킨다.
또 여기서는 신호선의 구조가 실시형태3의 경우에 관해서 오믹콘택층의 두께를 3nm∼6nm의 범위내로 한 형태를 나타내었지만, 실시형태4의 경우에 관해서도 같은 제조방법을 적용하여, 오믹콘택층의 두께를 이 범위내로 할 수 있다.
또한 제1도체층에 Al-Nd 합금을 사용한 형태를 나타내었지만, 실시형태1과 같이 Al과 Ti 등의 고융점금속의 질화막의 적층막이나, Al의 아래에 다시 Ti 등의 고융점금속의 깔판막을 형성하여 Ti와 Al과 Ti의 질화막의 3층의 적층막으로 하여도 좋다. 또한 Cr의 위에 ITO를 적층한 막이어도 좋다. 여기서 Ti 등의 고융점금속의 질화막은 질소농도를 25원자% 이상으로 하는 것이 바람직하다.
또한 신호선단자나 공통배선단자는 금속층과 투명도전층의 적층막으로 한 형태를 나타내었지만, 화소전극과 같이 투명도전층만으로 형성하여도 좋다. 이 경우는 신호선의 금속층에 Mo 등의 부식내성이 나쁜 금속을 사용할 수가 있다.
또한 본 실시형태로서는 게이트전극이 주사선으로부터 화소부로 연장되어 형성되는 종치형의 TFT의 형태를 나타내었지만, 게이트전극이 주사선의 일부를 공유하여 형성되는 횡치형의 TFT이어도 좋다.
실시형태5의 TN 형액티브매트릭스기판은 4공정으로 제조할 수 있기때문에, 생산효율과 신뢰성이 향상된다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 드레인전극 및 소스전극의 에칭 시에 반도체층상층의 오믹콘택층도 동시에 에칭할 수 있고, 나아가 반도체층의 막두께를 100nm 정도로 엷게 할 수 있기 때문에, 생산효율을 올릴 수 있으면서 동시에, 반도체층의 종방향의 저항치를 저감할 수 있고, TFT의 기록 능력을 향상시킬 수 있다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 실시형태3과 같이 신호선의 하층의 반도체층의 측면이 투명도전층으로 피복되어 있기 때문에, TFT의 채널을 형성하는 n+비결정질 실리콘층의 에칭 시에, 반도체층의 비결정질 실리콘층이 횡방향으로 침식되는 것을 방지할 수 있고, 보호절연층의 피복형상 악화에의한 배향제어의 불량을 방지할 수가 있다. 또한 신호선의 금속층의 측면이 투명도전층으로 피복되어 있기 때문에, 투명도전층의 에칭 시에 포토레지스트가 신호선의 금속층과 반도체층을 덮어 형성되어 있기 때문에, 금속층상에 티끌이나 이물질이 있더라도 투명도전층과 금속층의 계면에 에칭액이 스며 드는 일이 없고, 신호선의 단선을 방지할 수가 있다.
또한 주사선이나 신호선의 저저항화등의 효과 및 절연내압이나 개구율의 향상의 효과에 관하여는, 실시형태3과 완전히 동일하다.
(실시형태6)
도 30a는 실시형태6의 액티브매트릭스기판의 1화소영역을 나타내는 투시평면도이고, 도 30b는 선 A-A’에서 절단한 단면도, 도 30c은 선 B-B’에서 절단한 단면도이다. 또한 도 31∼도 34는 이 액티브매트릭스기판의 제조공정을 나타내는 도면으로, 각각 제1공정∼제3공정 및 TFT의 채널형성후를 나타낸다. 도 30과 같이, 도 31∼도 33a는 1화소영역을 나타내는 투시평면도, 도 31∼도 33b, c와 도 34a, b는 각각 상기 선 A-A’, 선 B-B’에서 절단한 단면도이다. 또한 도 35a는 이 액티브매트릭스기판의 단자부의 단면도로, 좌측이 주사선단자부위(GS)의, 중앙이 신호선단자부위(DS)의, 오른쪽이 공통배선단자부위(CS)의 각각 장변방향의 단면도 이다. 도 35b∼d는 각각이 단자부분의 제1공정∼제3공정을 나타내는 도면이다.
이 실시형태6의 액티브매트릭스기판은 유리기판(1)상에 제1도체층(10)으로 이루어지는 복수의 주사선(11)과 복수의 공통배선(13)과가 교대로 평행히 배열되어, 복수의 신호선(31)이 게이트절연층(2)을 개재하여 상기 주사선에 직교하여 배열되고, 이 주사선(11)과 신호선(31)과의 교점부근의 TFT부(Tf)에, 주사선(11)의 일부를 게이트전극(12)으로 하여, 이 게이트전극(12)과, 이 게이트전극에 게이트절연층(2)을 개재하여 대향하는 섬형상의 비결정질 실리콘층(21) 및 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)과, 이 반도체층상에 제2도체층(50)으로 이루어져 채널갭(23)을 두고 형성된 한쌍의 드레인전극(32) 및 소스전극(33)과로 이루어지는 역스타가형TFT가 형성되며, 주사선(11)과 신호선(31)으로 둘러싸인 창문부(Wd)에 빗치형상의 화소전극(41)과, 화소전극에 대향하여 공통배선(13)에 접속된 빗치형상의 공통전극(14)과가 형성되어, 드레인전극(32)은 신호선(31)에, 소스전극(33)은 화소전극(41)에 각각 접속되고, 화소전극(41)과 공통전극(14)과의 사이에 유리기판(1)에 대하여 횡방향의 전계를 형성하는 IPS형의 액티브매트릭스기판을 구성하고 있다.
이 액티브매트릭스기판에 있어서, 공통배선(13)과 공통전극(14)과는 주사선(11)과 동층에 형성되며, 또한 공통배선(13)이 유리기판(1)의 적어도 한편의 변부에서 단부가 주사선(11)과 같은 변부의 단부보다 외측으로 연장되도록 형성되고, 도 52a, b, c에 나타낸 바와 같이, 이 공통배선(13)의 단부가 서로 공통배선연결선(19)에 의해서 연결되고, 이 공통배선연결선(19)에 접속되어 공통배선단자(16)가 형성되어 있다. 예컨대, 도 52a에 나타낸 바와 같이, 주사선단자가 유리기판(1)의 마주 대하는 변부의 한쪽에 형성되고, 주사선드라이버로부터의 신호를 한쪽에서 입력하는 경우는, 주사선(11)의 반대측의 단부의 외측의 외주부에서 공통배선(13)이 서로 공통배선연결선(19)으로 연결되어, 이 공통배선연결선(19)과 신호선단자측의 공통배선(13)의 어느 것인가 한편 또는 쌍방에 접속되고 공통배선단자(16)가 형성되어 있다. 이 경우 각 주사선(11)은 주사선단자(15)의 외측의 외주부(Ss)에서 게이트 분로버스선에 접속되어 있다. 또한 도 52b에 나타낸 바와 같이, 공통배선(13)은 유리기판(1)의 표시면(Dp)을 끼는 양측의 변부에서 단부가 주사선(11)의 쌍방의 단부에서 외측으로 연장되고, 이 양쪽의 공통배선단부가 각각 공통배선연결선(19)에 의해서 연결되어 있어도 좋다. 이 경우 쌍방의 공통배선연결선(19)의 어느 것인가 한편 또는 쌍방에 접속되고 공통배선단자(16)가 형성되어 있다. 나아가 도 52c에 나타낸 바와 같이, 주사선(11)이 표시면(Dp)을 끼는 양측에 연장되어, 각각의 측에 주사선단자가 형성되어, 주사선드라이버로부터의 신호를 양측에서 입력하는 경우는, 쌍방의 주사선선단부에서 외측에 공통배선(13)이 연장되어, 그 단부가 공통배선연결선(19)으로 연결되고, 이 공통배선연결선의 어느 것인가 한편 또는 쌍방에 접속되어 공통배선단자(16)가 형성되어 있다. 도 52b, c의 경우 각 주사선(11)은 게이트 분로버스선에는 접속되지 않고, 각각 독립하여 형성되어 있다.
주사선(11), 게이트전극(12), 공통배선(13)을 형성하는 제1도체층(10)은 Al을 주체로 하여 예컨대 Nd를 포함하는 합금으로부터 형성되어 있다. 또한 신호선(31), 드레인전극(32), 소스전극(33)을 형성하는 제2도체층(50)은, 어느 것이나 Mo나 Cr로 이루어지는 금속층(30)상에 ITO로 이루어지는 투명도전층(40)을 적층하여 형성되어 있다. 또한 신호선(31)의 하층에는 신호선과 동일형상의 반도체층(20)이 형성되어 있고, 이 반도체층(20) 및 신호선의 금속층(30)이 투명도전층(40)으로 피복되어 있다. 또한 화소전극(41)은 ITO로 이루어지는 투명도전층(40)으로부터 형성되어 있다.
화소전극(41)은 그 일부가 게이트절연층(2)을 개재하여 공통배선(13)상에 중첩하도록 연장되어 축적용량전극(71)을 형성하고, 공통배선(13)의 일부를 공유하는 축적공통전극(72)과 대향하여 이 화소영역에서의 축적용량부(Cp)를 구성하고 있다.
이 실시형태6의 액티브매트릭스기판은 순차 이하에 나타내는 4공정으로 제조할 수가 있다.
(제1공정) 도 31a∼c 및 도 35b에 나타낸 바와 같이, 우선 유리기판(1)상에 스패터링에 의해 약 250nm의 Al-Nd 합금을 막형성하여 제1도체층(10)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 주사선(11)과, 주사선단자부위(GS)에 형성되는 주사선단자부(11a)와, 공통배선(13)과, 외주부(Ss)에서 공통배선(13)을 서로 결속하는 공통배선연결선(도시하지 않음)과, 이 공통배선연결선에 접속되어 공통배선단자부위(CS)에 형성되는 공통배선단자부(13a)와, 각각의 화소영역에서 주사선의 일부를 공유하는 게이트전극(12)과, 공통배선(13)으로부터 연장되는 복수의 공통전극(14)을 남겨 제1도체층(10)을 에칭제거한다.
(제2공정) 도 32a∼c 및 도 35c에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 연속하여 약 400nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 게이트절연층(2)과, 약 250nm의 비결정질 실리콘층(21) 및 약 50nm의 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)과, 계속해서 스패터링에 의해 Mo로 이루어지는 약 250nm의 금속층(30)을 막형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 신호선(31)과, 신호선단자부위(DS)에 형성되는 신호선단자부(31a)와, 각각의 화소영역에서 신호선(31)으로부터 TFT부(Tf)를 지나서 창문부(Wd)로 연장되는 돌출부(34)를 남겨 금속층(30) 및 반도체층(20)을 순차 에칭제거한다.
(제3공정) 도 33a∼c 및 도 35d에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 스패터링에 의해 약 50nm의 ITO를 막형성하여 투명도전층(40)을 형성하여, 포토리소그래피공정을 통해서, 신호선(31) 및 그 측면을 덮는 부분과, 신호선단자부(31a)를 덮는 부분과, 각각의 화소영역에서 신호선(31)으로부터 게이트전극(12)상에 형성되는 TFT부(Tf)로 연장되는 드레인전극(32)과, 게이트절연층(2)을 개재하여 공통전극(14)에 대향하여 창문부(Wd)로 연장되는 화소전극(41)과, 화소전극(41)으로부터 TFT부(Tf)로 연장되고 드레인전극(32)과 채널갭(23)을 두고 배치되는 소스전극(33)을 남겨 투명도전층(40)을 에칭제거하고, 이어서 노출된 금속층(30)을 에칭제거한다. 이때, 화소전극(41)의 일부는 축적용량부(Cp)에서 공통배선(13)의 일부분과 중첩하도록 연장시켜 축적용량전극(71)을 형성한다.
다음에 도 34a, b에 나타낸 바와 같이, 상기 에칭에 사용한 마스크패턴 또는 마스크를 제거한 후의 투명도전층(40)을 마스크로하여 노출된 n+비결정질 실리콘층(22)을 에칭제거하여 채널갭(23)을 형성한다.
(제4공정) 도 30a∼c 및 도 35a에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 약 300nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 보호절연층(3)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 신호선단자부(31a)상의 보호절연층과, 주사선단자부(11a) 및 공통배선단자부(13a)상의 보호절연층(3) 및 게이트절연층(2)을 에칭제거하여, 투명도전층(40)으로 이루어지는 신호선단자(35)와, 제1도체층(10)으로 이루어지는 주사선단자(15) 및 공통배선단자(16)를 노출시킨다. 마지막으로 약 280℃의 아닐공정을 거쳐서 액티브매트릭스기판을 완성시킨다.
또 여기서는 신호선의 구조가 실시형태3과 같은 형태에 관해서 나타내었지만, 실시형태4와 같은 구조로 하여도 좋다.
또한 제1도체층에 Al-Nd 합금을 사용한 형태를 나타내었지만, 실시형태1과 같이 Al과 Ti 등의 고융점금속의 질화막의 적층막이나, Al의 아래에 다시 Ti 등의 고융점금속의 깔판막을 형성하여 Ti와 Al과 Ti의 질화막의 3층의 적층막으로 하여도 좋다. 또한 Cr의 위에 ITO를 적층한 막이어도 좋다. 여기서 Ti 등의 고융점금속의 질화막은 질소농도를 25원자% 이상으로 하는 것이 바람직하다.
더욱이 제3공정에서 투명도전층의 대신에 Ti 등의 고융점금속의 질화막을 사용하여도 좋다. 또한 제2공정에서 금속층(30)의 막두께를 약 50nm으로 하고, 제3공정에서 투명도전층 대신에 예컨대 약 50nm의 Mo 등의 고융점금속상에 약 200nm의 Al 또는 Al을 주체로 하는 합금을 적층한 막을 사용하여도 좋다.
또한 상기에서는 공통배선단자를 주사선단자와 같은 구조로 하는 형태를 나타내었지만, 후술하는 은치기방법을 사용하여 신호선단자와 같은 구조로 하는 것도 가능하다.
실시형태6의 IPS 형액티브매트릭스기판은 4공정으로 제조할 수 있기 때문에, 생산효율과 재료에대한 제품비율이 향상된다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 유리기판(1)의 적어도 한편의 변부에서 공통배선의 단부가 공통배선연결선에 의해 서로 연결되어 있기 때문에, 공통배선단자의 취출이 가능하게 되어, IPS형의 액티브매트릭스기판이 단독으로 실현된다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 공통전극과 화소전극부의 단차를 작게 할 수 있기 때문에, 패널공정에서의 배향제어가 용이하다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 화소전극이 투명도전막으로 형성되어 있기 때문에, 개구율이 향상된다. 거꾸로 화소전극에 불투명한 고융점금속의 질화막이나 고융점금속과 Al 또는 Al을 주체로 하는 합금의 적층막을 사용한 경우는 전압인가 시에 배향의 어지러움의 영향을 피하는 수 있어, 콘트라스트가 향상된다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 신호선의 하층의 반도체층의 측면이 투명도전층 또는 금속의 질화막층 또는 금속층으로 피복되어 있기 때문에, TFT의 채널을 형성하는 n+비결정질 실리콘층의 에칭 시에, 반도체층의 비결정질 실리콘층이 횡방향으로 침식되는 것을 방지할 수 있고, 보호절연층의 피복형상 악화에의한 배향제어의 불량을 방지할 수가 있다. 또한 이러한 구조로서는 제3공정에서 투명도전층 또는 금속의 질화막층 또는 금속층의 에칭 시에 포토레지스트가 신호선의 금속층과반도체층을 덮어 형성되어 있기 때문에, 신호선의 금속층상에 티끌이나 이물질이 있더라도 투명도전층과 금속층의 계면에 에칭액이 스며드는 일이 없어, 신호선의 단선을 방지할 수가 있다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 주사선이 Al-Nd 합금으로 형성되어 있기 때문에, 주사선의 배선저항을 저감할 수 있음과 동시에 주사선단자부에서의 주사선드라이버와의 접속신뢰성을 확보할 수가 있다. 또한 특히 제3공정에서 투명도전층을 사용하지 않은 경우는, 신호선에 Al 또는 Al을 주체로 하는 합금을 사용할 수 있어, 신호선의 배선저항을 저감할 수 있음과 동시에 신호선단자부에서의 신호선드라이버와의 접속신뢰성을 확보할 수가 있다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 실시형태3과 같이 신호선의 하층에 반도체층이 형성되어 있기때문에, 주사선, 공통배선과 신호선과의 절연내압이 향상된다.
(실시형태7)
도 37a는 실시형태7의 액티브매트릭스기판의 1화소영역을 나타내는 투시평면도이고, 도 36b는 선 A-A’에서 절단한 단면도, 도 36c는 선 B-B’에서 절단한 단면도이다. 또한 도 37∼도 40은 이 액티브매트릭스기판의 제조공정을 나타내는 도면으로, 각각 제1공정∼제3공정 및 TFT의 채널형성 후를 나타낸다. 도 36와 같이, 도 37∼도 39a는 1화소영역을 나타내는 투시평면도, 도 37∼도 39b, c와 도 40a, b는 각각 상기 선 A-A’, 선 B-B’에서 절단한 단면도이다. 또한 도 41a는 이 액티브매트릭스기판의 단자부의 단면도로, 좌측이 주사선단자부위(GS)의, 중앙이 신호선단자부위(DS)의, 오른쪽이 공통배선단자부위(CS)의 각각 장변방향의 단면도이다.도 41b∼d는 각각이 단자부분의 제1공정∼제3공정을 나타내는 도면이다.
이 실시형태7의 액티브매트릭스기판은 유리기판(1)상에 제1도체층(10)으로 이루어지는 복수의 주사선(11)과 복수의 공통배선(13)과가 교대로 평행히 배열되고, 복수의 신호선(31)이 게이트절연층(2)을 개재하여 상기 주사선에 직교하여 배열되고, 이 주사선(11)과 신호선(31)과의 교점부근의 TFT부(Tf)에, 주사선(11)의 일부를 게이트전극(12)으로 하여, 이 게이트전극(12)과, 이 게이트전극에 게이트절연층(2)을 개재하여 대향하는 섬형상의 비결정질 실리콘층(21) 및 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)과, 이 반도체층상에 제2도체층(50)으로 이루어져 채널갭(23)을 두고 형성된 한쌍의 드레인전극(32) 및 소스전극(33)과로 이루어지는 역스타가형TFT가 형성되고, 주사선(11)과 신호선(31)과에 둘러싸인 창문부(Wd)에 빗치형상의 화소전극(41)과, 화소전극에 대향하여 공통배선(13)에 접속된 빗치형상의 공통전극(14)과가 형성되며, 드레인전극(32)은 신호선(31)에, 소스전극(33)은 화소전극(41)에 각각 접속되어, 화소전극(41)과 공통전극(14)과의 사이에 유리기판(1)에 대하여 횡방향의 전계를 형성하는 IPS 형의 액티브매트릭스기판을 구성하고 있다.
실시형태6과 같이, 이 액티브매트릭스기판에 있어서, 공통배선(13)과 공통전극(14)은 주사선(11)과 동층에 형성되고, 또한 공통배선(13)이 유리기판(1)의 적어도 한편의 변부에서 단부가 주사선(11)의 같은 변부의 단부에서 외측으로 연장되도록 형성되고, 도 52a, b, c에 나타낸 바와 같이, 이 공통배선(13)의 단부가 서로 공통배선연결선(19)에 의해서 연결되고, 이 공통배선연결선(19)에 접속되어 공통배선단자(16)가 형성되어 있다.
주사선(11),게이트전극(12),공통배선(13)을 형성하는 제1도체층(10)은 Al을 주체로 하여 예컨대 Nd를 포함하는 합금으로부터 형성되어 있다. 또한 신호선(31),드레인전극(32), 소스전극(33),화소전극(41)을 형성하는 제2도체층(50)은, 어느 것이나 Mo나 Cr로 이루어지는 금속층(30)상에 ITO로 이루어지는 투명도전층(40)을 적층하여 형성되어 있다. 또한 신호선(31)과 화소전극(41)의 하층에는 각각 동일형상의 반도체층(20)이 형성되어 있고, 이 반도체층(20)과 신호선 및 화소전극의 금속층(30)과가 투명도전층(40)으로 피복되어 있다.
화소전극(41)은 그 일부가 게이트절연층(2)을 개재하여 공통배선(13)상에 중첩하도록 연장되어 축적용량전극(71)을 형성하고, 공통배선(13)의 일부를 공유하는 축적공통전극(72)과 대향하여 이 화소영역에서의 축적용량부(Cp)를 구성하고 있다.
이 실시형태7의 액티브매트릭스기판은 순차 이하에 나타내는 4공정으로 제조할 수가 있다.
(제1공정) 도 37a∼c 및 도 41b에 나타낸 바와 같이, 우선 유리기판(1)상에 스패터링에 의해 약 250nm의 Al-Nd 합금을 막형성하여 제1도체층(10)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 주사선(11)과, 주사선단자부위(GS)에 형성되는 주사선단자부(11a)와, 공통배선(13)과, 외주부(Ss)에서 공통배선(13)을 서로 결속하는 공통배선연결선(도시하지 않음)과, 이 공통배선연결선에 접속되어 공통배선단자부위(CS)에 형성되는 공통배선단자부(13a)와, 각각의 화소영역에서, 주사선(11)의 일부를 공유하는 게이트전극(12)과, 공통배선(13)으로부터 연장되는 복수의공통전극(14)을 남겨 도체층(10)을 에칭제거한다.
(제2공정) 도 38a∼c 및 도 41c에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 연속하여 약 400nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 게이트절연층(2)과, 약 250nm의 비결정질 실리콘층(21) 및 약 50nm의 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)과, 계속해서 스패터링에 의해 약 250nm의 Mo로 이루어지는 금속층(30)을 막형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 신호선(31)과, 신호선단자부위(DS)의 신호선단자부(31a)와, 각각의 화소영역에서 신호선(31)으로부터 TFT부(Tf)를 지나서 창문부(Wd)로 연장되는 돌출부(34)와, 이 돌출부(34)로부터 게이트절연층(2)을 개재하여 공통전극(14)에 대향하여 연장되는 화소전극(41)을 남겨 금속층(30) 및 반도체층(20)을 순차 에칭제거한다.
(제3공정) 도 39a∼c 및 도 41d에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 스패터링에 의해 약 50nm의 ITO를 막형성하여 투명도전층(40)을 형성하여, 포토리소그래피공정을 통해서, 신호선(31) 및 그 측면을 덮는 부분과, 신호선단자부위(DS)에 형성되는 신호선단자부(31a)를 덮는 부분과, 각각의 화소영역에서 신호선(31)으로부터 게이트전극(12)상에 형성되는 TFT부(Tf)로 연장되는 드레인전극(32)과, 게이트절연층(2)을 개재하여 공통전극(14)에 대향하여 창문부(Wd)로 연장되는 화소전극(41)을 덮는 부분과, 화소전극(41)으로부터 TFT부(Tf)로 연장되어 드레인전극(32)과 채널갭(23)을 두고 배치되는 소스전극(33)을 남겨 투명도전층(40)을 에칭제거하고, 이어서 노출된 금속층(30)을 에칭제거한다. 이때, 화소전극(41)의 일부는 축적용량부(Cp)에서 공통배선(13)의 일부분과 중첩하도록 연장시켜 축적용량전극(71)을 형성한다.
다음에 도 40a, b에 나타낸 바와 같이, 상기 에칭에 사용한 마스크패턴 또는 마스크를 제거한 후의 투명도전층(40)을 마스크로하여 노출된 n+비결정질 실리콘층(22)을 에칭제거하여 채널갭(23)을 형성한다.
(제4공정) 도 36a∼c 및 도 41a에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 약 300nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 보호절연층(3)을 형성하여, 포토리소그래피공정을 통해서, 신호선단자부(31a) 상의 보호절연층과, 주사선단자부(11a) 및 공통배선단자부(13a)상의 보호절연층(3) 및 게이트절연층(2)을 에칭제거하고, 투명도전층(40)으로 이루어지는 신호선단자(35)와, 제1도체층(10)으로 이루어지는 주사선단자(15) 및 공통배선단자(16)를 노출시킨다. 마지막으로 약 280℃의 아닐공정을 거쳐서 액티브매트릭스기판을 완성시킨다.
또 여기서는 신호선의 구조가 실시형태3과 같은 형태에 관해서 나타내었지만, 실시형태4와 같은 구조로 하여도 좋다.
또한 제1도체층에 Al-Nd 합금을 사용한 형태를 나타내었지만, 실시형태1과 같이 Al과 Ti 등의 고융점금속의 질화막의 적층막이나, Al의 아래로 다시 Ti등의 고융점금속의 받침막을 형성하여 Ti와 Al과 Ti의 질화막의 3층의 적층막이어도 좋다. 또한 Cr의 위에 ITO를 적층한 막이어도 좋다. 여기서 Ti 등의 고융점금속의 질화막은 질소농도를 25원자% 이상으로 하는 것이 바람직하다.
나아가 제3공정에서 투명도전층의 대신에 Ti등의 고융점금속의 질화막을 사용하여도 좋다. 또한 제2공정에서 금속층(30)의 막두께를 약 50nm으로 하고, 제3공정에서 투명도전층 대신에 예컨대 약 50nm의 Mo 등의 고융점금속상에 약 200nm의 Al 또는 Al을 주체로 하는 합금을 적층한 막을 사용하여도 좋다.
또한 상기에서는 공통배선단자를 주사선단자와 같은 구조로 하는 형태를 나타내었지만, 후술하는 은치기방법을 사용하여 신호선단자와 같은 구조로 하는 것도 가능하다.
실시형태7의 IPS형액티브매트릭스기판은 4공정으로 제조할 수 있기 때문에, 생산효율과 재료에 대한 제품비율이 향상된다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 유리기판의 적어도 한편의 변부에서 공통배선의 단부가 공통배선연결선에 의해 서로 연결되어 있기 때문에, 공통배선단자의 취출이 가능하게 되어, IPS형의 액티브매트릭스기판이 단독으로 실현된다.
또한 투명도전층 또는 금속의 질화막층 또는 금속층에 의한 신호선 및 반도체층의 피복의 효과, 주사선이나 신호선의 저저항화나 단자부에서의 접속신뢰성향상의 효과, 절연내압향상의 효과에 관하여는 실시형태6과 완전하게 동일하다.
(실시형태8)
도 42a는 실시형태8의 액티브매트릭스기판의 1화소영역을 나타내는 투시평면도 이고, 도 42b는 선 A-A’에서 절단한 단면도, 도 42c는 선 B-B’에서 절단한 단면도이다. 또한 도 43∼도 45는 이 액티브매트릭스기판의 제조공정을 나타내는 도면으로, 각각 제1공정∼제3공정을 나타낸다. 도 42와 같이, 도 43 ∼ 도 45a는 1화소영역을 나타내는 투시평면도, 도 43 ∼ 도 45b, c는 각각 상기 선 A-A’, 선 B-B’에서 절단한 단면도이다. 또한 도 46a는 이 액티브매트릭스기판의 단자부의 단면도로, 좌측이 주사선단자부위(GS)의, 중앙이 신호선단자부위(DS)의, 오른쪽이 공통배선단자부위(CS)의 각각 장변방향의 단면도이다. 도 46b∼d는 각각이 단자부분의 제1공정∼제3공정을 나타내는 도면이다.
이 실시형태8의 액티브매트릭스기판은 유리기판(1)상에 제1도체층(10)으로 이루어지는 복수의 주사선(11)과 복수의 공통배선(13)과가 교대로 평행히 배열되고, 복수의 신호선(31)이 게이트절연층(2)을 개재하여 상기 주사선에 직교하여 배열되고, 이 주사선(11)과 신호선(31)과의 교점부근의 TFT부(Tf)에, 주사선(11)의 일부를 게이트전극(12)으로 하여, 이 게이트전극(12)과, 이 게이트전극에 게이트절연층(2)을 개재하여 대향하는 섬형상의 비결정질 실리콘층(21) 및 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)과, 이 반도체층상에 제2도체층(50)으로 이루어져 채널갭(23)을 두고 형성된 한쌍의 드레인전극(32) 및 소스전극(33)과로 이루어지는 역스타가형TFT가 형성되고, 주사선(11)과 신호선(31)과에 둘러싸인 창문부(Wd)에 빗치형상의 화소전극(41)과, 화소전극에 대향하여 공통배선(13)에 접속된 빗치형상의 공통전극(14)과가 형성되며, 드레인전극(32)은 신호선(31)에, 소스전극(33)은 화소전극(41)에 각각 접속되어, 화소전극(41)과 공통전극(14)과의 사이에 유리기판(1)에 대하여 횡방향의 전계를 형성하는 IPS형의 액티브매트릭스기판을 구성하고 있다.
실시형태6과 같이, 이 액티브매트릭스기판에 있어서, 공통배선(13)과 공통전극(14)은 주사선(11)과 동층에 형성되고, 또한 공통배선(13)이 유리기판(1)의 적어도 한편의 변부에서 단부가 주사선(11)의 같은 변부의 단부에서 외측으로 연장되도록 형성되고, 도 52a, b, c에 나타낸 바와 같이, 이 공통배선(13)의 단부가 서로 공통배선연결선(19)에 의해서 연결되고, 이 공통배선연결선(19)에 접속되고 공통배선단자(16)가 형성되어 있다.
주사선(11), 게이트전극(12), 공통배선(13)을 형성하는 제1도체층(10)은 Al을 주체로 하여 예컨대 Nd를 포함하는 합금으로부터 형성되어 있다. 또한 신호선(31),드레인전극(32),소스전극(33)을 형성하는 제2도체층(50)은 어느 것이나 Mo나 Cr로 이루어지는 금속층(30)상에 ITO로 이루어지는 투명도전층(40)을 적층하여 형성되어 있다. 또한 신호선(31)의 하층에는 신호선과 동일형상의 반도체층(20)이 형성되어 있고, 이 반도체층(20) 및 신호선의 금속층(30)이 투명도전층(40)으로 피복되어 있다. 또한 화소전극(41)은 ITO로 이루어지는 투명도전층(40)으로부터 형성되어 있다.
이 실시형태에서는, TFT부(Tf)에서의 n+비결정질 실리콘층(22)은 V속원소인 인의 도핑처리에 의해 형성되어, 그 오믹콘택층의 두께가 3nm∼6nm의 범위내로 되어 있다.
화소전극(41)은 그 일부가 게이트절연층(2)을 개재하여 공통배선(13)상에 중첩하도록 연장되어 축적용량전극(71)을 형성하고, 공통배선(13)의 일부를 공유하는 축적공통전극(72)과 대향하여 이 화소영역에서의 축적용량부(Cp)를 구성하고 있다.
이 실시형태8의 액티브매트릭스기판은 순차 이하에 나타내는 4공정으로 제조할 수가 있다.
(제1공정) 도 43a∼c 및 도 46b에 나타낸 바와 같이, 우선 유리기판(1)상에스패터링에 의해 약 250nm의 Al-Nd 합금을 막형성하여 제1도체층(10)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 주사선(11)과, 주사선단자부위(GS)에 형성되는 주사선단자부(11a)와, 공통배선(13)과, 외주부(Ss) 에서 공통배선(13)을 서로 결속하는 공통배선연결선(도시하지 않음)과, 이 공통배선연결선에 접속되어 공통배선단자부위(CS)에 형성되는 공통배선단자부(13a)와, 각각의 화소영역에서, 주사선(11)의 일부를 공유하는 게이트전극(12)과, 공통배선(13)으로부터 연장되는 복수의 공통전극(14)을 남겨 도체층(10)을 에칭제거한다.
(제2공정) 도 44a∼c 및 도 46c에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 연속하여 약 400nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 게이트절연층(2)과, 약 100nm의 비결정질 실리콘층(21)을 막형성하여, 동일진공속에서 PH3플라즈마처리에의한 인의 도핑처리를 하여 비결정질 실리콘층(21)의 표층에 3nm∼6 nm의 범위내의 n+비결정질 실리콘층으로 이루어지는 오믹콘택층을 형성한 후, 계속해서 스패터링에 의해 약 250nm의 Mo로 이루어지는 금속층(30)을 막형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 신호선(31)과, 신호선단자부위 DS에 형성되는 신호선단자부(31a)와, 각각의 화소영역에서 신호선(31)으로부터 TFT부(Tf)를 지나서 창문부(Wd)로 연장되는 돌출부(34)를 남겨 금속층(30) 및 반도체층(20)을 순차 에칭제거한다.
(제3공정) 도 45a∼c 및 도 46d에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 스패터링에 의해 약 50nm의 ITO를 막형성하여 투명도전층(40)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 신호선(31) 및 그 측면을 덮는 부분과, 신호선단자부위(DS)에 형성되는 신호선단자부(31a)를 덮는 부분과, 각각의 화소영역에서 신호선(31)으로부터 게이트전극(12)상에 형성되는 TFT부(Tf)로 연장되는 드레인전극(32)과, 게이트절연층(2)을 개재하여 공통전극(14)에 대향하여 창문부(Wd)에 연장되는 화소전극(41)과, 화소전극(41)으로부터 TFT부(Tf)로 연장되어 드레인전극(32)과 채널갭(23)을 두고 배치되는 소스전극(33)을 남겨 투명도전층(40)을 에칭제거하고, 이어서 노출된 금속층(30) 및 인의 도핑처리에 의해 형성된 n+비결정질 실리콘층(22)을 순차 에칭제거하여 채널갭(23)을 형성한다. 이때, 화소전극(41)의 일부는 축적용량부(Cp)에서 공통배선(13)의 일부분과 중첩하도록 연장시켜 축적용량전극(71)을 형성한다.
(제4공정) 도 42a∼c 및 도 46a에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 약 300nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 보호절연층(3)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 신호선단자부(31a)상의 보호절연층과, 주사선단자부(11a) 및 공통배선단자부(13a)상의 보호절연층(3) 및 게이트절연층(2)을 에칭제거하고, 투명도전층(40)으로 이루어지는 신호선단자(35)와, 제1도체층(10)으로 이루어지는 주사선단자(15) 및 공통배선단자(16)를 노출시킨다. 마지막으로 약 280℃의 아닐공정을 거쳐서 액티브매트릭스기판을 완성시킨다.
또 여기서는 신호선의 구조가 실시형태3과 같은 형태에 관해서 나타내었지만, 실시형태4와 같은 구조로 하여도 좋다.
또한 제1도체층에 Al-Nd 합금을 사용한 형태를 나타내었지만, 실시형태1과 같이 Al과 Ti 등의 고융점금속의 질화막의 적층막이나, Al의 아래로 다시 Ti 등의 고융점금속의 받침막을 형성하고 Ti와 Al과 Ti의 질화막의 3층의 적층막으로 하여도 좋다. 또한 Cr의 위에 ITO를 적층한 막이어도 좋다. 여기서 Ti 등의 고융점금속
의 질화막은 질소농도를 25원자% 이상으로 하는 것이 바람직하다.
더욱이 제3공정에서 투명도전층 대신에 Ti 등의 고융점금속의 질화막을 사용하여도 좋다. 또한 제2공정에서 금속층(30)의 막두께를 약 50nm으로 하고, 제3공정에서 투명도전층 대신에 예컨대 약 50nm의 Mo 등의 고융점금속상에 약 200nm의 Al 또는 Al을 주체로 하는 합금을 적층한 막을 사용하여도 좋다.
또한 상기에서는 공통배선단자를 주사선단자와 같은 구조로 하는 형태를 나타내었지만, 후술하는 은치기방법을 사용하여 신호선단자와 같은 구조로 하는 것도 가능하다.
실시형태8의 IPS형액티브매트릭스기판은 4공정으로 제조할 수 있기 때문에, 생산효율과 재료에 대한 제품비율이 향상된다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 유리기판의 적어도 한편의 변부에서 공통배선의 단부가 공통배선연결선에 의해 서로 연결되어 있기 때문에, 공통배선단자의 취출이 가능하게 되어, IPS형의 액티브매트릭스기판이 단독으로 실현된다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 공통전극과 화소전극부의 단차를 작게할 수 있기 때문에, 패널공정에서의 배향제어가 용이하다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 화소전극이 투명도전막으로 형성되어 있기 때문에, 개구율이 향상된다. 거꾸로 화소전극에 불투명한 고융점금속의 질화막이나 고융점금속과 Al 또는 Al을 주체로 하는 합금의 적층막을 사용한 경우는 전압인가시에 배향의 어지러움의 영향을 피할 수 있어, 콘트래스트가 향상된다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 드레인전극 및 소스전극의 에칭 시에 반도체층상층의 오믹콘택층도 동시에 에칭할 수 있고, 더욱이 반도체층의 막두께를 100nm 정도로 엷게 할 수 있기 때문에, 생산효율을 상승시킬 수 있으면서 동시에, 반도체층의 종방향의 저항치를 저감할 수 있고, TFT의 기록 능력을 향상시킬 수 있다.
또한 투명도전층 또는 금속의 질화막층 또는 금속층에 의한 신호선 및 반도체층의 피복의 효과, 주사선이나 신호선의 저저항화나 단자부에서의 접속신뢰성향상의 효과, 절연내압향상의 효과에 관하여는 실시형태6과 완전히 동일하다.
(실시형태9)
도 47a는 실시형태9의 액티브매트릭스기판의 1화소영역을 나타내는 투시평면도 이고, 도 47b는 선 A-A’에서 절단한 단면도, 도 47c는 선 B-B’에서 절단한 단면도이다. 또한 도 48 ∼ 도 50은 이 액티브매트릭스기판의 제조공정을 나타내는 도면으로, 각각 제1공정∼제3공정을 나타낸다. 도 47과 같이, 도48 ∼ 도 50a는 1화소영역을 나타내는 투시평면도, 도 48 ∼ 도 50b, c는 각각 상기 선 A-A’, 선 B-B’에서 절단한 단면도이다. 또한 도 51a는 이 액티브매트릭스기판의 단자부의 단면도로, 좌측이 주사선단자부위(GS)의, 중앙이 신호선단자부위(DS)의, 오른쪽이 공통배선단자부위(CS)의 각각 장변방향의 단면 이다. 도 51b∼d는 각각이 단자부분의 제1공정∼제3공정을 나타내는 도면이다.
이 실시형태9의 액티브매트릭스기판은 유리기판(1)상에 제1도체층(10)으로 이루어지는 복수의 주사선(11)과 복수의 공통배선(13)과가 교대로 배열되고, 복수의 신호선(31)이 게이트절연층(2)을 개재하여 상기 주사선에 직교하여 평행히 배열되고, 이 주사선(11)과 신호선(31)과의 교점부근의 TFT부(Tf)에, 주사선(11)의 일부를 게이트전극(12)으로 하여, 이 게이트전극(12)과, 이 게이트전극에 게이트절연층(2)을 개재하여 대향하는 섬형상의 비결정질 실리콘층(21) 및 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)과, 이 반도체층상에 제2도체층(50)으로 이루어져 채널갭(23)을 두고 형성된 한쌍의 드레인전극(32) 및 소스전극(33)과로 이루어지는 역스타가형TFT가 형성되고, 주사선(11)과 신호선(31)과에 둘러싸인 창문부(Wd)에 빗치형상의 화소전극(41)과, 화소전극에 대향하여 공통배선(13)에 접속된 빗치형상의 공통전극(14)과가 형성되며, 드레인전극(32)은 신호선(31)에, 소스전극(33)은 화소전극(41)에 각각 접속되어, 화소전극(41)과 공통전극(14)과의 사이에 유리기판(1)에 대하여 횡방향의 전계를 형성하는 IPS형의 액티브매트릭스기판을 구성하고 있다.
실시형태6과 같이, 이 액티브매트릭스기판에 있어서, 공통배선(13)과 공통전극(14)은 주사선(11)과 동층에 형성되고, 또한 공통배선(13)이 유리기판(1)의 적어도 한편의 변부에서 단부가 주사선(11)의 같은 변부의 단부에서 외측으로 연장되도록 형성되고, 도 52a, b, c에 나타낸 바와 같이, 이 공통배선(13)의 단부가 서로 공통배선연결선(19)에 의해서 연결되고, 이 공통배선연결선(19)에 접속되어 공통배선단자(16)가 형성되어 있다.
주사선(11), 게이트전극(12), 공통배선(13)을 형성하는 제1도체층(10)은 Al을 주체로 하여 예컨대 Nd를 포함하는 합금으로부터 형성되어 있다. 또한신호선(31), 드레인전극(32), 소스전극(33), 화소전극(41)을 형성하는 제2도체층(50)은 어느 것이나 Mo나 Cr로 이루어지는 금속층(30)상에 ITO로 이루어지는 투명도전층(40)을 적층하여 형성되어 있다. 또한 신호선(31)과 화소전극(41)의 하층에는 각각 동일형상의 반도체층(20)이 형성되어 있고, 이 반도체층(20)과 신호선 및 화소전극의 금속층(30)과가 투명도전층(40)이 피복되어 있다. 이 실시형태에서는, TFT부(Tf)에서의 n+비결정질 실리콘층(22)은 V속원소인 인의 도핑처리에 의해 형성되고, 그 오믹콘택층의 두께가 3 nm∼6nm의 범위내로 되어 있다.
화소전극(41)은 그 일부가 게이트절연층(2)을 개재하여 공통배선(13)상에 중첩하도록 연장되어 축적용량전극(71)을 형성하고, 공통배선(13)의 일부를 공유하는 축적공통전극(72)과 대향하여 이 화소영역에서의 축적용량부(Cp)를 구성하고 있다.
이 실시형태9의 액티브매트릭스기판은 순차 이하에 나타내는 4공정으로 제조할 수가 있다.
(제1공정) 도 48a∼c 및 도 51b에 나타낸 바와 같이, 우선 유리기판(1)상에 스패터링에 의해 약 250nm의 Al-Nd 합금을 막형성하여 제1도체층(10)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 주사선(11)과, 주사선단자부위(GS)에 형성되는 주사선단자부(11a)와, 공통배선(13)과, 외주부(Ss)에서 공통배선(13)을 서로 결속하는 공통배선연결선(도시하지 않음)과, 이 공통배선연결선에 접속되어 공통배선단자부위(CS)에 형성되는 공통배선단자부(13a)와, 각각의 화소영역에서, 주사선(11)의 일부를 공유하는 게이트전극(12)과, 공통배선(13)으로부터 연장되는 복수의 공통전극(14)을 남겨 도체층(10)을 에칭제거한다.
(제2공정) 도 49a∼c 및 도 51c에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 연속하여 약 400nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 게이트절연층(2)과, 약 100nm의 비결정질 실리콘층(21)을 막형성하여, 동일진공속에서 PH3플라즈마처리에의한 인의 도핑처리를 하여 비결정질 실리콘층(21)의 표층에 3nm∼6nm의 범위내의 n+비결정질 실리콘층으로 이루어지는 오믹콘택층을 형성한 후, 계속해서 스패터링에 의해 약 250nm의 Mo로 이루어지는 금속층(30)을 막형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 신호선(31)과, 신호선단자부위(DS)에 형성되는 신호선단자부(31a)와, 각각의 화소영역에서 신호선(31)으로부터 TFT부(Tf)를 지나서 창문부(Wd)로 연장되는 돌출부(34)와, 이 돌출부(34)로부터 게이트절연층(2)을 개재하여 공통전극(14)에 대향하여 연장되는 화소전극(41)을 남겨 금속층(30) 및 반도체층(20)을 순차 에칭제거한다.
(제3공정) 도 50a∼c 및 도 51d에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 스패터링에 의해 약 50nm의 ITO를 막형성하여 투명도전층(40)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 신호선(31) 및 그 측면을 덮는 부분과, 신호선단자부위(DS)에 형성되는 신호선단자부(31a)를 덮는 부분과, 각각의 화소영역에서 신호선(31)으로부터 게이트전극(12)상에 형성되는 TFT부(Tf)로 연장되는 드레인전극(32)과, 게이트절연층(2)을 개재하여 공통전극(14)에 대향하여 창문부(Wd)로 연장되는 화소전극(41)을 덮는 부분과, 화소전극(41)으로부터 TFT부(Tf)로 연장되어 드레인전극(32)과 채널갭(23)을 두고 배치되는 소스전극(33)을 남겨 투명도전층(40)을 에칭제거하고, 이어서 노출된 금속층(30) 및 인의 도핑처리에 의해 형성된 n+비결정질 실리콘층(22)을 순차 에칭제거하여 채널갭(23)을 형성한다. 이때, 화소전극(41)의 일부는 축적용량부(Cp)에서 공통배선(13)의 일부분과 중첩하도록 연장시켜 축적용량전극(71)을 형성한다.
(제4공정) 도 47a∼c 및 도 51a에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 약 300nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 보호절연층(3)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 신호선단자부(31a)상의 보호절연층과, 주사선단자부(11a) 및 공통배선단자부(13a)상의 보호절연층(3) 및 게이트절연층(2)을 에칭제거하고, 투명도전층(40)으로 이루어지는 신호선단자(35)와, 제1도체층(10)으로 이루어지는 주사선단자(15) 및 공통배선단자(16)를 노출시킨다. 마지막으로 약 280℃의 아닐공정을 거쳐서 액티브매트릭스기판을 완성시킨다.
또 여기서는 신호선의 구조가 실시형태3과 같은 형태에 관해서 나타내었지만, 실시형태4와 같은 구조로 하여도 좋다.
또한 제1도체층에 Al-Nd 합금을 사용한 형태를 나타내었지만, 실시형태1과 같이 Al과 Ti 등의 고융점금속의 질화막의 적층막이나, Al의 아래로 다시 Ti 등의 고융점금속의 깔판막을 형성하여 Ti와 Al과 Ti의 질화막의 3층의 적층막으로 하여도 좋다. 또한 Cr의 위에 ITO를 적층한 막이어도 좋다. 여기서 Ti 등의 고융점금속의 질화막은 질소농도를 25원자% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 제3공정에서 투명도전층을 대신해서 Ti 등의 고융점금속의 질화막을 사용하여도 좋다. 또한 제2공정에서 금속층(30)의 막두께를 약 50nm으로 하고, 제3공정에서 투명도전층 대신에 예컨대 약 50nm의 Mo 등의 고융점금속상에 약 200nm의 Al 또는 Al을 주체로 하는합금을 적층한 막을 사용하여도 좋다.
또한 상기에서는 공통배선단자를 주사선단자와 같은 구조로 하는 형태를 나타내었지만, 후술하는 은치기방법을 사용하여 신호선단자와 같은 구조로 하는 것도 가능하다.
실시형태9의 IPS형액티브매트릭스기판은 4공정으로 제조할 수 있기 때문에, 생산효율과 재료에 대한 제품비율이 향상된다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 유리기판(1)의 적어도 한편의 변부에서 공통배선의 단부가 공통배선연결선에 의해 서로 연결되어 있기 때문에, 공통배선단자의 취출이 가능하게 되어, IPS 형의 액티브매트릭스기판이 단독으로 실현된다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 실시형태8과 같이 드레인전극 및 소스전극의 에칭시에 반도체층상층의 오믹콘택층도 동시에 에칭할 수 있고, 더욱이 반도체층의 막두께를 100nm정도로 엷게 할 수 있기 때문에, 생산효율을 상승시킬 수 있으면서 동시에, 반도체층의 종방향의 저항치를 저감할 수 있어, TFT의 기록 능력을 향상시킬 수 있다.
또한 투명도전층 또는 금속의 질화막층 또는 금속층에 의한 신호선 및 반도체층의 피복의 효과, 주사선이나 신호선의 저저항화나 단자부에서의 접속신뢰성향상의 효과, 절연내압향상의 효과에 관하여는 실시형태6과 완전히 동일하다.
(실시형태10)
도 53a는 실시형태10의 액티브매트릭스기판의 1화소영역을 나타내는 투시평면도이고, 도 53b는 선 A-A’에서 절단한 단면도, 도 53c는 선 B-B’에서 절단한단면도, 도 53d는 선 C-C’에서 절단한 단면도이다. 또한 도 54 ∼도 57은 이 액티브매트릭스기판의 제조공정을 나타내는 도면으로, 각각 제1공정∼제3공정 및 TFT의 채널형성 후를 나타낸다. 도 53과 같이, 도 54 ∼도 57a는 1화소영역을 나타내는 투시평면도, 도 54 ∼도 57b, c, d와 도 57a, b, c는 각각 상기 선 A-A’, 선 B-B’, 선 C-C’에서 절단한 단면도이다. 또한 도 58a는 이 액티브매트릭스기판의 단자부의 단면도로, 좌측이 주사선단자부위(GS)의, 오른쪽이 신호선단자부위(DS)의 각각 장변방향의 단면도이다. 도 58b∼d는 각각이 단자부분의 제1공정∼제3공정을 나타내는 도면이다.
이 실시형태10의 액티브매트릭스기판은 유리기판(1)상에 제1도체층(10)으로 이루어지는 복수의 주사선(11)과 제2도체층(50)으로 이루어지는 복수의 신호선(31)과가 게이트절연층(2)을 개재하여 직교하여 배열되고, 이 주사선(11)과 신호선(31)과의 교점부근의 TFT부(Tf)에, 주사선(11)으로부터 연장되는 게이트전극(12)과, 이 게이트전극에 게이트절연층(2)을 개재하여 대향하는 섬형상의 비결정질 실리콘층(21) 및 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)과, 이 반도체층상에 제2도체층(50)으로 이루어져 채널갭(23)을 두고 형성된 한쌍의 드레인전극(32) 및 소스전극(33)과로 이루어지는 역스타가형TFT가 형성되고, 주사선(11)과 신호선(31)과에 둘러싸인 광이 투과하는 창문부(Wd)에 투명도전층(40)으로 이루어지는 화소전극(41)이 형성되며, 드레인전극(32)은 신호선(31)에, 소스전극(33)은 화소전극(41)에 각각 접속되어 TN형의 액티브매트릭스기판을 구성하고 있다.
이 액티브매트릭스기판에 있어서, 주사선(11), 게이트전극(12)을 형성하는제1의 도체층(10)은 Al 또는 Al을 주체로 하는 합금으로 이루어지는 하층금속층(10A)과 Ti, Ta, Nb, Cr나 이것들의 합금등의 고융점금속 또는 이것들의 질화막으로 이루어지는 상층금속층(10B)을 적층하여 형성되어 있다. 이하의 실시형태10∼실시형태25에 있어서, 제1도체층을 적층구조로 하여 최상층의 금속층을 고융점금속의 질화막으로 한 경우, 실시형태1∼실시형태9와 달리, 질화막의 질소농도는 25원자% 미만이어도 좋다. 또한 신호선(31), 드레인전극(32), 소스전극(33)을 형성하는 제2도체층(50)은 ITO로 이루어지는 투명도전층(40)상에 Cr나 Mo로 이루어지는 금속층(30)을 적층하여 형성되어 있다.
화소전극(41)은 투명도전층(40)과 금속층(30)과로 이루어지는 제2도체층(50)이 게이트절연층(2) 및 반도체층(20)의 적층막의 측면을 덮도록 소스전극(33)으로부터 유리기판(1)상에 수하하여, 나아가 금속층(30)의 하층에 적층된 투명도전층(40)이 유리기판(1)상을 창문부(Wd)로 연장되어 형성되어 있다.
또한 주사선(11)과 함께 형성된 유리기판(1)상의 도체층(10)의 측면은 모두 게이트절연층(2)으로 피복되어 있다. 또한 TFT부(Tf)의 채널갭(23)이 연장되는 방향의 비결정질 실리콘층(21)의 양측의 측면의 일부가 보호절연층(3)으로 피복되어 있다.
또 화소전극(41)은 전단의 주사선(11)내에 형성되는 축적공통전극(72)상에 게이트절연층(2)을 개재하여 중첩하도록 연장되어 축적용량전극(71)을 형성하여, 이 화소영역에서의 축적용량부(Cp)를 구성하고 있다. 또한 이 화소영역에는, 게이트절연층(2)을 개재하여 일부가 화소전극(41)의 1변부와 중첩하도록,제1도체층(10)으로 이루어지는 차광층(17)이 형성되어 있다. 나아가 주사선(11)과 신호선(31)과가 교차하는 부분에는, 게이트절연층(2)과 신호선(31)과의 사이에 반도체층(20)이 남겨져 형성되어 있다.
이 실시형태10의 액티브매트릭스기판은 순차 이하의 4공정으로 제조할 수가 있다.
(제1공정) 도 54a∼d 및 도 58b에 나타낸 바와 같이, 우선 유리기판(1)상에 스패터링에 의해 연속하여 약 200nm의 Al로 이루어지는 하층금속층(10A)과 약 100 nm의 Ti로 이루어지는 상층금속층(10B)을 막형성하여 제1도체층(10)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 주사선(11)과, 주사선단자부위(GS)에 형성되는 주사선단자부(11a)와, 각각의 화소영역에서 주사선(11)으로부터 TFT부(Tf)로 연장되는 게이트전극(12)과, 전단의 주사선(11)내에 형성되는 축적공통전극(72)과, 차광층(17)을 남기고 제1도체층(10)을 에칭제거한다.
(제2공정) 도 55a∼d 및 도 58c에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 연속하여 약 400nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 게이트절연층(2)과, 약 250nm의 비결정질 실리콘층(21) 및 약 50nm의 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)을 막형성한다. 다음에 포토리소그래피공정을 통해서, 게이트전극(12)상의 길이 방향선단측의 개구부(61), 게이트전극기부의 주사선(11)상의 개구부(62) 및 주사선단자부(11a)상에 형성되는 개구부(63)를 제외하여, 적어도 상기 제1도체층(10){주사선(11), 주사선단자부(11a), 게이트전극(12),차광층(17)}의 상면 및 측면전체가 게이트절연층(2)으로 덮어지도록 남겨 반도체층(20) 및 게이트절연층(2)을 순차 에칭제거한다. 이것에 의해서 창문부(Wd)에서 반도체층(20) 및 게이트절연층(2)이 제거되어 유리기판(1)이 노출됨과 동시에, 게이트전극(12)상 및 주사선(11)상의 2개소에 제1도체층(10)에 달하는 개구부(61, 62)가 형성되며, 또한 주사선단자부(11a) 상에 제1도체층(10)에 달하는 개구부(63)가 형성된다.
(제3공정) 도 56a∼d 및 도 58d에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 스패터링에 의해 연속하여 약 50nm의 ITO로 이루어지는 투명도전층(40)과 약 200nm의 Cr로 이루어지는 금속층(30)을 막형성하여 제2도체층(50)을 형성한다. 다음에 포토리소그래피공정을 통해서, 신호선(31)과, 신호선단자부위(DS)에 형성되는 신호선단자부(31a)와, 주사선단자부(11a)상에 형성된 개구부(63)를 통해서 주사선단자부(11a)에 접속하는 접속전극부(42)와, 공통배선 및 공통배선단자부(도시하지 않음)와, 각각의 화소영역에서 신호선으로부터 TFT부(Tf)로 연장되는 드레인전극(32)과, 화소전극(41)과, 이 화소전극으로부터 TFT부(Tf)로 연장되어 드레인전극(32)과 채널갭(23)을 두고 대향배치되는 소스전극(33)을 남겨 제2도체층(50)을 에칭제거한다. 이때, 화소전극(41)의 변부는 축적용량부(Cp)에서 축적공통전극(72)과 중첩하도록 연장시켜 축적용량전극(71)을 형성하며, 또한 이 변부에 인접하는 화소전극의 쌍방의 변부는 각각 차광층(17)과 적어도 일부가 중첩하도록 형성한다.
다음에 도 57a∼c에 나타낸 바와 같이, 상기 에칭에 사용한 마스크패턴 또는 마스크를 제거한 후의 제2도체층(50)을 마스크로하여, 노출된 n+비결정질 실리콘층(22)을 에칭제거한다. 이것에 의해서 채널갭(23)이 형성됨과 동시에 이 채널갭이 연장되는 방향으로 개구부(61, 62)를 넘어서 비결정질 실리콘층(21)이 노출된다.
(제4공정) 도 53a∼d 및 도 58a에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 약 150nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 보호절연층(3)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 화소전극(41) 및 상기 접속전극부(42) 및 신호선단자부(31a) 및 공통배선단자부(도시하지 않음)위의 보호절연층(3)과, 적어도 신호선(31)의 상면 및 측면전체가 보호절연층(3)으로 덮어지도록 또한 TFT부(Tf)의 반도체층이 형성되도록 남겨, 보호절연층(3) 및 비결정질 실리콘층(21)을 순차 에칭제거한다. 이때, 상기 개구부(61, 62)와 보호절연층(3)의 변부를 교차시켜, 상기 개구부(61, 62)에 노출된 비결정질 실리콘층(21)의 채널갭(23)측의 측면의 일부를 보호절연층의 변부가 수하하여 덮도록 TFT부(Tf)의 보호절연층(3)을 남겨, 그 외측의 보호절연층 및 비결정질 실리콘층을 에칭제거한다. 다음에 화소전극(41) 및 접속전극부(42) 및 신호선단자부(31a) 및 공통배선단자부상의 보호절연층에 형성된 개구부에 노출된 금속층(30)을 에칭제거하여, 투명도전층(40)으로 이루어지는 화소전극(41) 및 신호선단자 및 공통배선단자(도시하지 않음)와, 제1도체층(10)상에 반도체층(20) 및 게이트절연층(2)을 관통하는 개구부(63)를 통해서 투명도전층(40)이 적층된 주사선단자(15)를 노출시킨다. 마지막으로 약 280℃의 아닐공정을 거쳐서 액티브매트릭스기판을 완성시킨다.
또 여기서는 제1도체층에 Al과 Ti의 적층막을 사용한 형태를 나타내었지만, Al의 아래로 다시 Ti등의 고융점금속의 깔판막을 형성하여 Ti와 Al과 Ti의 3층의 적층막으로 하여도 좋고, Cr의 단층막이어도 좋다.
또한 본 실시형태에서는 게이트전극이 주사선으로부터 화소부로 연장되어 형성되는 종치형의 TFT의 형태를 나타내었지만, 게이트전극이 주사선의 일부를 공유하여 형성되는 횡치형의 TFT이어도 좋다.
실시형태10의 TN형액티브매트릭스기판은 4공정에서 제조할 수 있기 때문에, 생산효율과 재료에 대한 제품비율이 향상된다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 주사선과 같이 형성된 투명절연성기판상의 도체층이 투명도전층과의 접속부를 제외하여 모두 게이트절연층으로 피복되어 있기 때문에, 신호선의 금속층이나 투명도전층의 에칭 중에 하층의 주사선이나 게이트전극등의 회로요소가 침식되거나, 주사선과 신호선이 쇼트하거나 하는 일이 없고, 생산성을 향상시킬 수가 있다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 보호트랜지스터가 형성가능하고, 제조공정중에서의 불의의 전격으로부터 화소영역의 TFT를 보호할 수가 있다. 또한 주사선과 신호선간의 절연파괴를 방지할 수가 있어, 생산성을 향상시킬 수가 있다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 TFT부의 채널갭이 연장되는 방향의 반도체층의 양측측면의 일부가 보호절연층으로 피복되어 있기 때문에, 반도체층의 측면을 경로로 하는 리크를 방지할 수 있고, 박막트랜지스터의 신뢰성을 확보할 수가 있다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 신호선의 금속층이나 투명도전층의 에칭 시에 게이트전극상의 게이트절연층과 반도체층을 관통하는 개구부를 통해서 에칭액이 스며 들어, 게이트전극이나 주사선의 하층의 도전막이 침식되는 것을 방지할 수 있어, 생산성을 향상시킬 수가 있다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 신호선이 금속층과 투명도전층과로 적층되어 형성되어 있기 때문에, 신호선의 배선저항을 저감할 수 있음과 동시에 단선불량등에 의한 생산성의 저하가 억제되고, 또한 소스전극과 화소전극과가 투명도전층에 의해서 일체로 형성되어 있기 때문에, 접속에 의한 전기저항의 증대가 억제되어 신뢰성이 향상한다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 주사선이 Al과 Ti 등의 고융점금속과의 적층막으로 형성되어 있기 때문에, 주사선의 배선저항을 저감할 수 있다. 또한 주사선단자의 주사선드라이버와의 접속부가 ITO로 형성되어 있기 때문에, 단자부에서의 표면산화를 방지할 수 있고, 주사선드라이버와의 접속신뢰성을 확보할 수가 있다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 주사선과 신호선과의 교차부분에 반도체층이 형성되어 있기 때문에, 주사선과 신호선과의 절연내압이 향상된다. 또한 화소전극과 차광층과가 적어도 부분적으로 중첩하도록 형성되어 있기 때문에, 중첩어긋남 마진을 크게 잡지 않으면 안 되는 칼라필터기판의 블랙매트릭스를 축소할 수 있어, 개구율을 향상시킬 수가 있다.
(실시형태11)
도 59a는 실시형태11의 액티브매트릭스기판의 1화소영역을 나타내는 투시평면도 이고, 도 59b는 선 A-A’에서 절단한 단면도, 도 59c는 선 B-B’에서 절단한 단면도, 도 59d는 선 C-C’에서 절단한 단면도이다. 또한 도 60 ∼도 63은 이 액티브매트릭스기판의 제조공정을 나타내는 도면으로, 각각 제1공정∼제3공정 및 TFT의채널형성후를 나타낸다. 도 59와 같이, 도 60 ∼도 63a는 1화소영역을 나타내는 투시평면도, 도60 ∼도 62b, c, d와 도63a, b, c는 각각 상기 선 A-A’, 선 B-B’, 선 C-C’에서 절단한 단면도이다. 또한 도 64a는 이 액티브매트릭스기판의 단자부의 단면도로, 좌측이 주사선단자부위(GS)의, 오른쪽이 신호선단자부위(DS)의 각각 장변방향의 단면도이다. 도 64b∼d는 각각이 단자부분의 제1공정∼제3공정을 나타내는 도면이다.
이 실시형태11의 액티브매트릭스기판은 유리기판(1)상에 제1도체층(10)으로 이루어지는 복수의 주사선(11)과 제2도체층(50)으로 이루어지는 복수의 신호선(31)과가 게이트절연층(2)을 개재하여 직교하여 배열되고, 이 주사선(11)과 신호선(31)과의 교점부근의 TFT부(Tf)에, 주사선(11)으로부터 연장되는 게이트전극(12)과, 이 게이트전극에 게이트절연층(2)을 개재하여 대향하는 섬형상의 비결정질 실리콘층(21) 및 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)과, 이 반도체층상에 제2도체층(50)으로 이루어져 채널갭(23)을 사이를 두고 한쌍의 드레인전극(32) 및 소스전극(33)과로 이루어지는 역스타가형TFT가 형성되고, 주사선(11)과 신호선(31)과에 둘러싸인 광이 투과하는 창문부(Wd)에 투명도전층(40)으로 이루어지는 화소전극(41)이 형성되어, 드레인전극(32)은 신호선(31)에, 소스전극(33)은 화소전극(41)에 각각 접속되어 TN형의 액티브매트릭스기판을 구성하고 있다.
이 액티브매트릭스기판에 있어서, 주사선(11),게이트전극(12)을 형성하는 제1도체층(10)은 Al 또는 Al을 주체로 하는 합금으로 이루어지는 하층금속층(10A)과 Ti 등의 고융점금속 또는 그 질화막으로 이루어지는 상층금속층(10B)을 적층하여 형성되어 있다. 또한 신호선(31), 드레인전극(32), 소스전극(33)을 형성하는 제2도체층(50)은, ITO로 이루어지는 투명도전층(40)상에 Cr나 Mo로 이루어지는 금속층(30)을 적층하여 형성되어 있다.
화소전극(41)은 투명도전층(40)과 금속층(30)과로 이루어지는 제2도체층(50)이 게이트절연층(2) 및 반도체층(20)의 적층막의 측면을 덮도록 소스전극(33)으로부터 유리기판(1)상에 수하하여, 더욱이 금속층(30)의 하층에 적층된 투명도전층(40)이 유리기판(1)상을 창문부(Wd)로 연장되어 형성되어 있다.
또한 주사선(11)과 함께 형성된 유리기판(1)상의 도체층(10)의 측면은 모두 게이트절연층(2)으로 피복되어 있다. 또한 TFT부(Tf)의 채널갭(23)이 연장되는 방향의 비결정질 실리콘층(21)의 양측의 측면의 일부가 보호절연층(3)으로 피복되어 있다.
또한 본 실시형태에서는, 주사선단자부와같이 제1도체층(10)과 제2도체층(50)의 접속부상에서는 보호절연층(3)의 개구부가 형성되지 않게 되어 있다.
또 화소전극(41)은 전단의 주사선(11)내에 형성되는 축적공통전극(72)상에 게이트절연층(2)을 개재하여 중첩하도록 연장되어 축적용량전극(71)을 형성하고, 이 화소영역에서의 축적용량부(Cp)를 구성하고 있다. 또한 이 화소영역에는, 게이트절연층(2)을 개재하여 일부가 화소전극(41)의 1변부와 중첩하도록, 제1도체층(10)으로 이루어지는 차광층(17)이 형성되어 있다. 나아가 주사선(11)과 신호선(31)과가 교차하는 부분에는, 게이트절연층(2)과 신호선(31)과의 사이에 반도체층(20)이 남겨지고 형성되어 있다.
이 실시형태11의 액티브매트릭스기판은 순차 이하의 4공정으로 제조할 수가 있다.
(제1공정) 도 60a∼d 및 도 64b에 나타낸 바와 같이, 우선 유리기판(1)상에 스패터링에 의해 연속하여 약 200nm의 Al로 이루어지는 하층금속층(10A)과 약 100nm의 Ti로 이루어지는 상층금속층(10B)을 막형성하여 제1도체층(10)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 주사선(11)과, 각각의 화소영역에서 주사선(11)으로부터 TFT부(Tf)로 연장되는 게이트전극(1(2))과, 전단의 주사선(11)내에 형성되는 축적공통전극(72)과, 차광층(17)을 남겨 제1도체층(10)을 에칭제거한다.
(제2공정) 도 61a∼d 및 도 64c에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 연속하여 약 400nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 게이트절연층(2)과, 약 250nm의 비결정질 실리콘층(21) 및 약 50nm의 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)을 막형성한다. 다음에 포토리소그래피공정을 통해서, 게이트전극(12)상의 길이 방향선단측의 개구부(61), 게이트전극기부의 주사선(11)상의 개구부(62) 및 주사선단부(11b)상에 형성되는 개구부(63)를 제외하여, 적어도 상기 제1도체층(10){주사선(11), 게이트전극(12), 차광층(17)}의 상면 및 측면전체가 게이트절연층(2)으로 덮어지도록 남겨 반도체층(20) 및 게이트절연층(2)를 순차 에칭제거한다. 이것에 의해서 창문부(Wd)에서 반도체층(20) 및 게이트절연층(2)이 제거되어 유리기판(1)이 노출됨과 동시에, 게이트전극(12)상 및 주사선(11)상의 2개소에 제1도체층(10)에 달하는 개구부(61, 62)가 형성되고, 또한 주사선단부(11b)상에 제1도체층(10)에 달하는 개구부(63)가 형성된다.
(제3공정) 도 62a∼d 및 도 64d에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 스패터링에 의해 연속하여 약 50nm의 ITO로 이루어지는 투명도전층(40)과 약 200nm의 Cr로 이루어지는 금속층(30)을 막형성하여 제2도체층(50)을 형성한다. 다음에 포토리소그래피공정을 통해서, 신호선(31)과, 신호선단자부위(DS)에 형성되는 신호선단자부(31a)와, 주사선단자부(11a)상에 형성된 개구부(63)를 통해서 주사선단부(11b)에 접속하는 접속전극부(42)와, 이 접속전극부에서 더욱 연장되어 주사선단자부위(GS)에 형성되는 주사선단자부(11a)와, 공통배선 및 공통배선단자부(도시하지 않음)와, 각각의 화소영역에서 신호선으로부터 TFT부(Tf)로 연장되는 드레인전극(32)과, 화소전극(41)과, 이 화소전극으로부터 TFT부(Tf)로 연장되어 드레인전극(32)과 채널갭(23)을 두고 대향배치되는 소스전극(33)을 남겨 제2도체층(50)을 에칭제거한다. 이때, 화소전극(41)의 변부는 축적용량부(Cp)에서 축적공통전극(72)과 중첩하도록 연장시켜 축적용량전극(71)을 형성하고, 또한 이 변부에 인접하는 화소전극의 쌍방의 변부는 각각 차광층(17)과 적어도 일부가 중첩하도록 형성한다. 다음에 도 63a∼c에 나타낸 바와 같이, 상기 에칭에 사용한 마스크패턴 또는 마스크를 제거한 후의 제2도체층(50)을 마스크로하여, 노출된 n+비결정질 실리콘층(22)을 에칭제거한다. 이것에 의해서 채널갭(23)이 형성됨과 동시에 이 채널갭이 연장되는 방향으로 개구부(61, 62)를 넘어서 비결정질 실리콘층(21)이 노출된다.
(제4공정) 도 59a∼d 및 도 64a에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 약 150nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 보호절연층(3)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 화소전극(41) 및 상기 주사선단자부(11a) 및 신호선단자부(31a) 및 공통배선단자부(도시하지 않음)위의 보호절연층(3)과, 적어도 신호선(31)의 상면 및 측면전체가 보호절연층(3)으로 덮어지도록 또한 TFT부(Tf)의 반도체층이 형성되도록 남겨, 보호절연층(3) 및 비결정질 실리콘층(21)을 순차 에칭제거한다. 이때, 상기 개구부(61, 62)와 보호절연층(3)의 변부를 교차시켜, 상기 개구부(61, 62)에 노출된 비결정질 실리콘층(21)의 채널갭(23)측의 측면의 일부를 보호절연층의 변부가 수하하여 덮도록 TFT부(Tf)의 보호절연층(3)을 남겨, 그 외측의 보호절연층 및 비결정질 실리콘층을 에칭제거한다. 다음에 화소전극(41) 및 주사선단자부(11a) 및 신호선단자부(31a) 및 공통배선단자부상의 보호절연층에 형성된 개구부에 노출된 금속층(30)을 에칭제거하여, 투명도전층(40)으로 이루어지는 화소전극(41) 및 주사선단자(15) 및 신호선단자(35) 및 공통배선단자(도시하지 않음)를 노출시킨다. 마지막으로 약 280℃의 아닐공정을 거쳐서 액티브매트릭스기판을 완성시킨다.
또 여기서는 제1도체층에 Al과 Ti의 적층막을 사용한 형태를 나타내었지만, Al의 아래에 다시 Ti 등의 고융점금속의 깔판막을 형성하고 Ti와 Al과 Ti의 3층의 적층막으로 하여도 좋고, Cr나 Mo의 단층막이어도 좋다.
또한 본 실시형태에서는 게이트전극이 주사선으로부터 화소부에 연장되어 형성되는 종치형의 TFT의 형태를 나타내었지만, 게이트전극이 주사선의 일부를 공유하여 형성되는 횡치형의 TFT이어도 좋다.
실시형태11의 TN형액티브매트릭스기판은 4공정으로 제조할 수 있기 때문에,생산효율과 재료에 대한 제품비율이 향상한다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 제1도체층과 제2도체층의 접속부상에 보호절연층의 개구부가 설치되고 있지 않기 때문에, 제1도체층과 제2도체층의 금속층에 같은 금속을 사용하거나, 다른 금속을 사용한 경우라도 제1도체층이 제2도체층의 금속층의 에칭에 대하여 선택성이 없는 경우, 보호절연층의 개구후 제2도체층의 금속층을 에칭제거할 때에, 상기 접속부에서 에칭액이 투명도전층을 통해서스며 들고, 제1도체층이 침식되는 것을 방지할 수가 있다.
또한 신호선의 금속층이나 투명도전층의 에칭 시에 주사선등의 회로요소의 침식이 방지되는 효과, 정전보호의 효과, TFT의 신뢰성향상의 효과, 주사선이나 신호선의 저저항화등의 효과 및 절연내압이나 개구율의 향상의 효과에 관하여는, 실시형태10과 완전히 동일하다.
(실시형태12)
도 65a는 실시형태12의 액티브매트릭스기판의 1화소영역을 나타내는 투시평면도 이고, 도 65b는 선 A-A’에서 절단한 단면도, 도 65c는 선 B-B’에서 절단한 단면도, 도 65d는 선 C-C’에서 절단한 단면도이다. 또한 도 66 ∼도 69는 이 액티브매트릭스기판의 제조공정을 나타내는 도면으로, 각각 제1공정∼제3공정 및 TFT의 채널형성후를 나타낸다. 도 65와 같이, 도 66 ∼도 68a는 1화소영역을 나타내는 투시평면도, 도66 ∼도 68b, c, d와 도 69a, b, c는 각각 상기 선 A-A’, 선 B-B’, 선 C-C’에서 절단한 단면도이다. 또한 도 70a는 이 액티브매트릭스기판의 단자부의 단면도로, 좌측이 주사선단자부위(GS)의, 오른쪽이 신호선단자부위(DS)의 각각장변방향의 단면도이다. 도 70b∼d는 각각이 단자부분의 제1공정∼제3공정을 나타내는 도면이다.
이 실시형태12의 액티브매트릭스기판은 유리기판(1)상에 제1도체층(10)으로 이루어지는 복수의 주사선(11)과, 복수의 신호선(31)과가 직교하여 배열되고, 이 주사선(11)과 신호선(31)과의 교점부근의 TFT부(Tf)에, 주사선(11)으로부터 연장되는 게이트전극(12)과, 이 게이트전극에 게이트절연층(2)를 개재하여 대향하는 섬형상의 비결정질 실리콘층(21) 및 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)과, 이 반도체층상에 제2도체층으로 이루어져 채널갭(23)을 두고 형성된 한쌍의 드레인전극(32) 및 소스전극(33)과로 이루어지는역스타가형TFT가 형성되어, 주사선(11)과 신호선(31)과에 둘러싸인 광이 투과하는 창문부(Wd)에 투명도전층(40)으로 이루어지는 화소전극(41)이 형성되며, 드레인전극(32)은 신호선(31)에, 소스전극(33)은 화소전극(41)에 각각 접속되어 TN형의 액티브매트릭스기판을 구성하고 있다.
이 액티브매트릭스기판에 있어서, 신호선(31)은 유리기판(1)상에서 인접하는 주사선(11)의 사이에 주사선과 비접촉으로 형성된 제1도체층(10)으로 이루어지는 하층신호선(18)과, 인접하는 화소영역의 주사선(11)을 끼고 대향하는 하층신호선(18)에 게이트절연층(2) 및 반도체층(20)을 관통하는 개구부(65)를 통해서 접속하는 제2도체층(50)으로 이루어지는 상층신호선(36)과로 형성되어 있다.
주사선(11), 게이트전극(12), 하층신호선(18)을 형성하는 제1도체층(10)은 Al 또는 Al을 주체로 하는 합금으로 이루어지는 하층금속층(10A)와 Ti 등의 고융점금속 또는 그 질화막으로 이루어지는 상층금속층(10B)을 적층하여 형성되어 있다.
또한 상층신호선(36), 드레인전극(32),소스전극(33)을 형성하는 제2도체층(50)은 ITO로 이루어지는 투명도전층(40)상에 Cr나 Mo로 이루어지는 금속층(30)을 적층하여 형성되어 있다.
화소전극(41)은 투명도전층(40)과 금속층(30)과로 이루어지는 제2도체층(50)이 게이트절연층(2) 및 반도체층(20)의 적층막의 측면을 덮도록 소스전극(33)으로부터 유리기판(1)상에 수하하고, 나아가 금속층(30)의 하층에 적층된 투명도전층(40)이 유리기판(1)상을 창문부(Wd)로 연장되어 형성되어 있다.
또한 주사선(11)과 함께 형성된 유리기판(1)상의 도체층(10)의 측면은 모두 게이트절연층(2)으로 피복되어 있다. 또한 TFT부(Tf)의 채널갭(23)이 연장되는 방향의 비결정질 실리콘층(21)의 양측의 측면의 일부가 보호절연층(3)으로 피복되어 있다.
또 화소전극(41)은 전단의 주사선(11)내에 형성되는 축적공통전극(72)상에 게이트절연층(2)를 개재하여 중첩하도록 연장되어 축적용량전극(71)을 형성하여, 이 화소영역에서의 축적용량부(Cp)를 구성하고 있다. 또한 이 화소영역에는, 게이트절연층(2)를 개재하여 일부가 화소전극(41)의 1변부와 중첩하도록, 제1도체층(10)으로 이루어지는 차광층(17)이 형성되어 있다. 더욱이 주사선(11)과 신호선(31)과가 교차하는 부분에는, 게이트절연층(2)와 신호선(31)과의 사이에 반도체층(20)이 남겨져 형성되어 있다.
이 실시형태(12)의 액티브매트릭스기판은 순차 이하의 4공정으로 제조할 수가 있다.
(제1공정) 도 66a∼d 및 도 70b에 나타낸 바와 같이, 우선 유리기판(1)상에 스패터링에 의해 연속하여 약 200nm의 Al로 이루어지는 하층금속층(10A)과 약 100nm의 Ti로 이루어지는 상층금속층(10B)을 막형성하여 제1도체층(10)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 주사선(11)과, 주사선단자부위(GS)에 형성되는 주사선단자부(11a)와, 각각의 화소영역에서 상기 주사선(11)으로부터 TFT부(Tf)로 연장되는 게이트전극(12)과, 인접하는 주사선(11)의 사이에 상기 주사선과 비접촉으로 형성되어 신호선(31)의 일부가 되는 하층신호선(18)과, 전단의 주사선(11)내에 형성되는 축적공통전극(72)과, 차광층(17)을 남겨 제1도체층(10)을 에칭제거한다.
(제2공정) 도 67a∼d 및 도 70c에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 연속하여 약 400nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 게이트절연층(2)과, 약 250nm의 비결정질 실리콘층(21) 및 약 50nm의 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)을 막형성한다. 다음에 포토리소그래피공정을 통해서, 게이트전극(12)상의 길이 방향선단측의 개구부(61), 게이트전극기부의 주사선(11)상의 개구부(62), 하층신호선(18)의 양단부상에 형성되는 개구부(65) 및 주사선단자부(11a)상에 형성되는 개구부(63)를 제외하여, 적어도 상기 제1도체층(10){주사선(11),주사선단자부(11a), 하층신호선(18), 게이트전극(12), 차광층(17)}의 상면 및 측면전체가 게이트절연층(2)으로 덮어지도록 남겨 반도체층(20) 및 게이트절연층(2)를 순차 에칭제거한다. 이것에 의해서 창문부(Wd)에서 반도체층(20) 및 게이트절연층(2)이 제거되어 유리기판(1)이 노출됨과 동시에, 각각 제1도체층(10)에 달하는 개구부(61, 62, 63, 65)가 형성된다.
(제3공정) 도 68a∼d 및 도 70d에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 스패터링에 의해 연속하여 약 50nm의 ITO로 이루어지는 투명도전층(40)과 약 200nm의 Cr로 이루어지는 금속층(30)을 막형성하여 제2도체층(50)을 형성한다. 다음에 포토리소그래피공정을 통해서, 주사선단자부(11a)상의 개구부(63)를 통해서 주사선단자부(11a)에 접속하는 접속전극부(42)와, 신호선단자부위(DS)에 형성되는 신호선단자부(31a)와, 인접하는 화소영역의 주사선(11)을 끼고 대향하는 하층신호선(18)에 반도체층(20) 및 게이트절연층(2)를 관통하는 개구부(65)를 통해서 접속하는 상층신호선(36)과, 공통배선과 공통배선단자부(도시하지 않음)와, 각각의 화소영역에서 상층신호선(36)으로부터 TFT부(Tf)에 연장되는 드레인전극(32)과, 화소전극(41)과, 이 화소전극으로부터 TFT부(Tf)에 연장되어 드레인전극과 채널갭(23)을 사이를 막아 대향배치되는 소스전극(33)을 남겨 제2도체층(50)을 에칭제거한다. 이때, 화소전극(41)의 변부는 축적용량부(Cp) 에서 축적공통전극(72)과 중첩하도록 연장시켜 축적용량전극(71)을 형성하고, 또한 이 변부 에 인접하는 화소전극의 쌍방의 변부는 각각 차광층(17)과 적어도 일부가 중첩하도록 형성한다. 다음에 도 69a∼c에 나타낸 바와 같이, 상기 에칭에 사용한 마스크패턴 또는 마스크를 제거한 후의 제2도체층(50)을 마스크로하여 노출된 n+비결정질 실리콘층(22)을 에칭제거한다. 이것에 의해서 채널갭(23)이 형성됨과 동시에 이 채널갭이 연장되는 방향으로 개구부(61, 62)를 넘어서 비결정질 실리콘층(21)이 노출된다.
(제4공정) 도 65a∼d 및 도70a에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 약 150nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 보호절연층(3)을 형성하여, 포토리소그래피공정을 통해서, 화소전극(41) 및 접속전극부(42) 및 신호선단자부(31a) 및 공통배선단자부(도시하지 않음)위의 보호절연층(3)과, 적어도 상층신호선(36)의 상면 및 측면전체가 보호절연층(3)으로 덮어지도록 또한 TFT부(Tf)의 반도체층이 형성되 도록 남겨, 보호절연층(3) 및 비결정질 실리콘층(21)을 순차 에칭제거한다. 이때, 상기 개구부(61, 62)와 보호절연층(3)의 변부를 교차시켜, 상기 개구부(61, 62)에 노출된 비결정질 실리콘층(21)의 채널갭(23)측의 측면의 일부를 보호절연층의 변부가 수하하여 덮도록 TFT부(Tf)의 보호절연층(3)을 남겨, 그 외측의 보호절연층 및 비결정질 실리콘층을 에칭제거한다. 다음에 화소전극(41) 및 접속전극부(42) 및 신호선단자부(31a) 및 공통배선단자부상의 보호절연층(3)에 형성된 개구부에 노출된 금속층(30)을 에칭제거하여, 투명도전층(40)으로 이루어지는 화소전극(41) 및 신호선단자(35) 및 공통배선단자(도시하지 않음)와, 제1도체층(10)상에 반도체층(20) 및 게이트절연층(2)를 관통하는 개구부(63)를 통해서 투명도전층(40)이 적층된 주사선단자(15)를 노출시킨다. 마지막으로 약 280℃의 아닐공정을 거쳐서 액티브매트릭스기판을 완성시킨다.
또 여기서는 제1도체층에 Al과 Ti의 적층막을 사용한 형태를 나타내었지만, Al의 아래에 다시 Ti 등의 고융점금속의 깔판막을 형성하여 Ti와 Al과 Ti의 3층의 적층막으로 하여도 좋고, Cr의 단층막이어도 좋다.
또한 본 실시형태로서는 게이트전극이 주사선으로부터 화소부에 연장되어 형성되는 종치형의 TFT의 형태를 나타내었지만, 게이트전극이 주사선의 일부를 공유하여 형성되는 횡치형의 TFT이어도 좋다.
실시형태12의 TN형액티브매트릭스기판은 4공정으로 제조할 수 있기 때문에, 생산효율과 재료에 대한 제품비율이 향상한다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 신호선의 일부가 하층신호선으로서 화소전극과 다른 층에 형성되어 있기 때문에, 신호선과 화소전극과의 쇼트를 저감할 수 있고, 생산성을 향상시킬 수가 있다.
또한 신호선의 금속층이나 투명도전층의 에칭 시에 주사선등의 회로요소의 침식이 방지되는 효과, 정전보호의 효과, TFT의 신뢰성향상의 효과, 주사선이나 신호선의 저저항화등의 효과 및 절연내압이나 개구율의 향상의 효과에 관하여는, 실시형태10과 완전히 동일하다.
(실시형태13)
도 71a는 실시형태13의 액티브매트릭스기판의 1화소영역을 나타내는 투시평면도이고, 도 71b는 선 A-A’에서 절단한 단면도, 도 71c는 선 B-B’에서 절단한 단면도, 도 71d는 선 C-C’에서 절단한 단면도이다. 또한 도 72∼도 75는 이 액티브매트릭스기판의 제조공정을 나타내는 도면으로, 각각 제1공정∼제3공정 및 TFT의 채널형성후를 나타낸다. 제71도 와 같이, 도 72∼도 74a는 1화소영역을 나타내는 투시평면도, 도 72∼도 74b, c, d와 도 75a, b, c는 각각 상기 선 A-A’, 선 B-B’, 선 C-C’에서 절단한 단면도이다. 또한 도 76a는 이 액티브매트릭스기판의 단자부의 단면도로, 좌측이 주사선단자부위(GS)의, 오른쪽이 신호선단자부위(DS)의각각 장변방향의 단면도이다. 도 76b∼d는 각각이 단자부분의 제1공정∼제3공정을 나타내는 도면이다.
이 실시형태13의 액티브매트릭스기판은 유리기판(1)상에 제1도체층(10)으로 이루어지는 복수의 주사선(11)과, 복수의 신호선(31)과가 직교하여 배열되고, 이 주사선(11)과 신호선(31)과의 교점부근의 TFT부(Tf)에, 주사선(11)으로부터 연장되는 게이트전극(12)과, 이 게이트전극에 게이트절연층(2)를 개재하여 대향하는 섬형상의 비결정질 실리콘층(21) 및 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)과, 이 반도체층상에 제2도체층(50)으로 이루어져 채널갭(23)을 두고 형성된 한쌍의 드레인전극(32) 및 소스전극(33)과로 이루어지는 역스타가형TFT가 형성되고, 주사선(11)과 신호선(31)과에 둘러싸인 광이 투과하는 창문부(Wd)에 투명도전층(40)으로 이루어지는 화소전극(41)이 형성되며, 드레인전극(32)은 신호선(31)에, 소스전극(33)은 화소전극(41)에 각각 접속되어 TN형의 액티브매트릭스기판을 구성하고 있다.
이 액티브매트릭스기판에 있어서, 신호선(31)은 유리기판(1)상에서 인접하는 주사선(11)의 사이에 주사선과 비접촉으로 형성된 제1도체층(10)으로 이루어지는 하층신호선(18)과, 인접하는 화소영역의 주사선(11)을 끼고 대향하는 하층신호선(18)에 게이트절연층(2) 및 반도체층(20)을 관통하는 개구부(65)를 통해서 접속하는 제2도체층(50)으로 이루어지는 상층신호선(36)과로 형성되어 있다.
주사선(11), 게이트전극(12), 하층신호선(18)을 형성하는 제1도체층(10)은 Al 또는 Al을 주체로 하는 합금으로 이루어지는 하층금속층(10A)과 Ti 등의 고융점금속 또는 그 질화막으로 이루어지는 상층금속층(10B)을 적층하여 형성되어 있다. 또한 상층신호선(36), 드레인전극(32), 소스전극(33)을 형성하는 제2도체층(50)은 ITO로 이루어지는 투명도전층(40)상에 Cr나 Mo로 이루어지는 금속층(30)을 적층하여 형성되어 있다.
화소전극(41)은 투명도전층(40)과 금속층(30)과로 이루어지는 제2도체층(50)이 게이트절연층(2) 및 반도체층(20)의 적층막의 측면을 덮도록 소스전극(33)으로부터 유리기판(1)상에 수하하고, 나아가 금속층(30)의 하층에 적층된 투명도전층(40)이 유리기판(1)상을 창문부(Wd)로 연장되어 형성되어 있다.
또한 주사선(11)과 함께 형성된 유리기판(1)상의 도체층(10)의 측면은 모두 게이트절연층(2)으로 피복되어 있다. 또한 TFT부(Tf)의 채널갭(23)이 연장되는 방향의 비결정질 실리콘층(21)의 양측의 측면의 일부가 보호절연층(3)으로 피복되어 있다.
또한 본 실시형태로서는, 주사선단자부와같이 제1도체층(10)과 제2도체층(50)의 접속부상에서는 보호절연층(3)의 개구부가 형성되지 않게 되어 있다.
또 화소전극(41)은 전단의 주사선(11)내에 형성되는 축적공통전극(72)상에 게이트절연층(2)을 개재하여 중첩하도록 연장되어 축적용량전극(71)을 형성하여, 이 화소영역에서의 축적용량부(Cp)를 구성하고 있다. 또한 이 화소영역에는, 게이트절연층(2)을 개재하여 일부가 화소전극(41)의 1변부와 중첩하도록, 제1도체층(10)으로 이루어지는 차광층(17)이 형성되어 있다. 나아가 주사선(11)과신호선(31)과가 교차하는 부분에는, 게이트절연층(2)과 신호선(31)과의 사이에 반도체층(20)이 남겨지고 형성되어 있다.
이 실시형태13의 액티브매트릭스기판은 순차 이하의 4공정으로 제조할 수가 있다.
(제1공정) 도 72a∼d 및 도 76b에 나타낸 바와 같이, 우선 유리기판(1)상에 스패터링에 의해 연속하여 약 200nm의 Al로 이루어지는 하층금속층(10A)과 약 100nm의 Ti로 이루어지는 상층금속층(10B)을 막형성하여 제1도체층(10)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 주사선(11)과, 각각의 화소영역에서 주사선(11)으로부터 TFT부(Tf)로 연장되는 게이트전극(12)과, 인접하는 주사선(11)의 사이에 주사선과 비접촉으로 형성되어 신호선(31)의 일부가 되는 하층신호선(18)과, 전단의 주사선(11)내에 형성되는 축적공통전극(72)과, 차광층(17)을 남겨 제1도체층(10)을 에칭제거한다.
(제2공정) 도 73a∼d 및 도 76c에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 연속하여 약 400nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 게이트절연층(2)과, 약 250nm의 비결정질 실리콘층(21) 및 약 50nm의 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)을 막형성한다. 다음에 포토리소그래피공정을 통해서, 게이트전극(12)상의 길이 방향선단측의 개구부(61), 게이트전극기부의 주사선(11)상의 개구부(62), 하층주사선(18)의 양단부상에 형성되는 개구부(65) 및 주사선단부(11b)의 위에 형성되는 단자개구부(63)를 제외하여, 적어도 상기 제1도체층(10){주사선(11),게이트전극(12), 하층주사선(18), 차광층(17)}의 상면 및 측면전체가 게이트절연층(2)으로 덮어지도록 남겨 반도체층(20) 및 게이트절연층(2)를 순차 에칭제거한다. 이것에 의해서 창문부(Wd)에서 반도체층(20) 및 게이트절연층(2)이 제거되어 유리기판(1)이 노출됨과 동시에, 각각 제1도체층(10)에 달하는 개구부(61, 62, 63, 65)가 형성된다.
(제3공정) 도 74a∼d 및 도 76d에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 스패터링에 의해 연속하여 약 50nm의 ITO로 이루어지는 투명도전층(40)과 약 200nm의 Cr로 이루어지는 금속층(30)을 막형성하여 제2도체층(50)을 형성한다. 다음에 포토리소그래피공정을 통해서, 주사선단부(11b)상에서 반도체층(20) 및 게이트절연층(2)을 관통하는 개구부(63)를 통해서 주사선단부(11b)에 접속하는 접속전극부(42)와, 이 접속전극부에서 더욱 연장되어 주사선단자부위(GS)에 형성되는 주사선단자부(11a)와, 신호선단자부위(DS)에 형성되는 신호선단자부(31a)와, 인접하는 화소영역의 주사선(11)을 끼고 대향하는 하층신호선(18)에 반도체층(20) 및 게이트절연층(2)을 관통하는 개구부(65)를 통해서 접속하는 상층신호선(36)과, 공통배선 및 공통배선단자부(도시하지 않음)와, 각각의 화소영역에서 상층신호선(36)으로부터 TFT부(Tf)로 연장되는 드레인전극(32)과, 화소전극(41)과, 이 화소전극으로부터 TFT부(Tf)에 연장되어 드레인전극과 채널갭(23)을 두고 대향배치되는 소스전극(33)을 남겨 제2도체층(50)을 에칭제거한다. 이때, 화소전극(41)의 변부는 축적용량부(Cp)에서 축적공통전극(72)과 중첩하도록 연장시켜 축적용량전극(71)을 형성하고, 또한 이 변부에 인접하는 화소전극의 쌍방의 변부는 각각 차광층(17)과 적어도 일부가 중첩하도록 형성한다.
다음에 도 75a∼c에 나타낸 바와 같이, 상기 에칭에 사용한 마스크패턴 또는 마스크를 제거한 후의 제2도체층(50)을 마스크로하여 노출된 n+비결정질 실리콘층(22)을 에칭제거한다. 이것에 의해서 채널갭(23)이 형성됨과 동시에 이 채널갭이 연장되는 방향으로 개구부(61, 62)를 넘어서 비결정질 실리콘층(21)이 노출된다.
(제4공정) 도 71a∼d 및 도 76a에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 약 150nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 보호절연층(3)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 화소전극(41) 및 주사선단자부(11a) 및 신호선단자부(31a) 및 공통배선단자부(도시하지 않음)위의 보호절연층(3)과, 적어도 상층신호선(36)의 상면 및 측면전체가 보호절연층(3)으로 덮어지도록 또한 TFT부(Tf)의 반도체층이 형성되도록 남겨, 보호절연층(3) 및 비결정질 실리콘층(21)을 순차 에칭제거한다. 이때, 상기 개구부(61, 62)와 보호절연층(3)의 변부를 교차시켜, 상기 개구부(61, 62)에 노출된 비결정질 실리콘층(21)의 채널갭(23)측의 측면의 일부를 보호절연층의 변부가 수하하여 덮도록 TFT부(Tf)의 보호절연층(3)을 남겨, 그 외측의 보호절연층 및 비결정질 실리콘층을 에칭제거한다. 다음에 화소전극(41) 및 주사선단자부(11a) 및 신호선단자부(31a) 및 공통배선단자부상의 보호절연층(3)의 개구부에 노출된 금속층(30)을 에칭제거하여, 투명도전층(40)으로 이루어지는 화소전극(41) 및 주사선단자(15) 및 신호선단자(35) 및 공통배선단자(도시하지 않음)를 노출시킨다. 마지막으로 약 280℃의 아닐공정을 거쳐서 액티브매트릭스기판을 완성시킨다.
또 여기서는 제1도체층에 Al과 Ti의 적층막을 사용한 형태를 나타내었지만, Al의 아래에 다시 Ti 등의 고융점금속의 깔판막을 형성하여 Ti와 Al과 Ti의 3층의 적층막으로 하여도 좋고, Cr나 Mo의 단층막이어도 좋다.
또한 본 실시형태에서는 게이트전극이 주사선으로부터 화소부에 연장되어 형성되는 종치형의 TFT의 형태를 나타내었지만, 게이트전극이 주사선의 일부를 공유하여 형성되는 횡치형의 TFT이어도 좋다.
실시형태13의 TN형액티브매트릭스기판은 4공정으로 제조할 수 있기 때문에, 생산효율과 재료에 대한 제품비율이 향상한다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 제1도체층과 제2도체층의 접속부상에 보호절연층의 개구부가 설치되고 있지 않기 때문에, 제1도체층과 제2도체층의 금속층에 같은 금속을 사용하거나, 다른 금속을 사용한 경우라도 제1도체층이 제2도체층의 금속층의 에칭에 대하여 선택성이 없는 경우, 보호절연층의 개구후 제2도체층의 금속층을 에칭제거할 때에, 상기 접속부에서 에칭액이 투명도전층을 통해서스며 들어, 제1도체층이 침식되는 것을 방지할 수가 있다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 신호선의 일부가 하층신호선으로서 화소전극과 다른 층에 형성되어 있기 때문에, 신호선과 화소전극과의 쇼트를 저감할 수 있고, 생산성을 향상시킬 수가 있다.
또한 신호선의 금속층이나 투명도전층의 에칭 시에 주사선등의 회로요소의 침식이 방지되는 효과, 정전보호의 효과, TFT의 신뢰성향상의 효과, 주사선이나 신호선의 저저항화등의 효과 및 절연내압이나 개구율의 향상의 효과에 관하여는, 실시형태10과 완전히 동일하다.
(실시형태14)
도 77a는 실시형태14의 액티브매트릭스기판의 1화소영역을 나타내는 투시평면도 이고, 도 77b는 선 A-A’에서 절단한 단면도, 도 77c는 선 B-B’에서 절단한 단면도, 도 77d는 선 C-C’에서 절단한 단면도이다. 또한 도 78∼도 81은 이 액티브매트릭스기판의 제조공정을 나타내는 도면으로, 각각 제1공정∼제3공정 및 TFT의 채널형성 후를 나타낸다. 도 77과 같이, 도 78∼도 80a는 1화소영역을 나타내는 투시평면도, 도 78∼도 80b, c, d와 도 81a, b, c는 각각 상기 선 A-A’, 선 B-B’, 선 C-C’에서 절단한 단면도이다. 또한 도 82a는 좌측이 주사선단자부위(GS)의, 중앙이 신호선단자부(DS)의, 오른쪽이 공통배선단자부위(CS)의 각각 장변방향의 단면도이다. 도 82b∼d는 각각이 단자부분의 제1공정∼제3공정을 나타내는 도면이다.
이 실시형태14의 액티브매트릭스기판은 유리기판(1)상에 제1도체층(10)으로 이루어지는 복수의 주사선(11)과 복수의 공통배선(13)과가 교대로 평행히 배열되고, 복수의 신호선(31)이 게이트절연층(2)을 개재하여 상기 주사선에 직교하여 배열되고, 이 주사선(11)과 신호선(31)과의 교점부근의 TFT부(Tf)에, 주사선(11)의 일부를 게이트전극(12)으로 하여, 이 게이트전극(12)과, 이 게이트전극에 게이트절연층(2)를 개재하여 대향하는 섬형상의 비결정질 실리콘층(21) 및 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)과, 이 반도체층상에 제2도체층(50)으로 이루어져 채널갭(23)을 두고 형성된 한쌍의 드레인전극(32) 및 소스전극(33)과로 이루어지는 역스타가형TFT가 형성되어, 주사선(11)과 신호선(31)과에 둘러싸인 창문부(Wd)에 빗치형상의 화소전극(41)과, 화소전극에 대향하여 공통배선(13)에 접속된 빗치형상의 공통전극(14)과가 형성되어, 드레인전극(32)은 신호선(31)에, 소스전극(33)은 화소전극(41)에 각각 접속되어, 화소전극(41)과 공통전극(14)과의 사이에 유리기판(1)에 대하여 횡방향의 전계를 형성하는 IPS형의 액티브매트릭스기판을 구성하고 있다.
이 액티브매트릭스기판에 있어서, 공통전극(14)과 화소전극(41)과는 유리기판(1)상에서 신호선(31)과 동층에 형성되고, 또한 유리기판(1)상에서 주사선(11)과 동층에 형성된 공통배선(13)은 게이트절연층(2) 및 반도체층(20)을 관통하여 형성된 개구부(67)를 통해서 공통전극(14)과 서로 접속되어 있다. 신호선(31)과 주사선(11) 및 공통배선(13)과는 그 교차부에서 게이트절연층(2) 및 반도체층(20)에 의해 절연되어 있다.
주사선(11)과 공통배선(13)이 형성되는 제1도체층(10)은 Al을 주체로 하여 예컨대 Nd를 포함하는 합금으로부터 형성되어 있다. 신호선(31), 드레인전극(32), 소스전극(33), 화소전극(41), 공통전극(14)을 형성하는 제2도체층(50)은 Mo나 Cr로 이루어지는 하층금속층(30A)상에 Al 또는 Al을 주체로 하는 합금으로 이루어지는 상층금속층(30B)을 적층하여 형성되어 있다.
공통전극(14)과 화소전극(41)은 제2도체층이 게이트절연층(2) 및 반도체층(20)의 적층막의 측면을 덮도록 공통배선(13)에 접속된 공통전극의 기부와 소스전극(33)으로부터 각각유리기판(1)상에 수하하여, 나아가 유리기판상을 창문부(Wd)로 연장되어 빗치형상에 대향하고 형성되며 있다.
또한 주사선(11)과 함께 형성된 유리기판(1)상의 도체층(10)의 측면은 모두 게이트절연층(2)으로 피복되어 있다. 또한 TFT부(Tf)의 채널갭(23)이 연장되는 방향의 비결정질 실리콘층(21)의 양측의 측면의 일부가 보호절연층(3)으로 피복되어 있다.
또 화소전극(41)은 공통배선(13)내에 형성되는 축적공통전극(72)상에 게이트절연층(2)을 개재하여 중첩하도록 연장되어 축적용량전극(71)을 형성하여, 이 화소영역에서의 축적용량부(Cp)를 구성하고 있다.
이 실시형태14의 액티브매트릭스기판은 순차 이하의 4공정으로 제조할 수가 있다.
(제1공정) 도 78a∼d 및 도 82b에 나타낸 바와 같이, 우선 유리기판(1)상에 스패터링에 의해 약 250nm의 Al-Nd 합금을 막형성하여 제1도체층(10)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 주사선(11)과, 주사선단자부위(GS)에 형성되는 주사선단자부(11a)와, 공통배선(13)과, 공통배선단자부위(CS)에 형성되는 공통배선단자부(13a)와, 각각의 화소영역에서 주사선의 일부를 공유하는 게이트전극(12)과, 공통배선(13)으로부터 연장되는 복수의 공통전극접속부(13b)와, 공통배선내에 형성되는 축적공통전극(72)을 남겨 제1도체층(10)을 에칭제거한다.
(제2공정) 도 79a∼c 및 도 82c에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 연속하여 약 400nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 게이트절연층(2)과, 약 250nm의 비결정질 실리콘층(21) 및 약 50nm의 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)을 막형성한다. 다음에 포토리소그래피공정을 통해서, TFT부(Tf)에서 게이트전극(12)을 끼도록 주사선(11)상에 형성되는 개구부(62), 공통전극접속부(13b) 상에 각각 형성되는 공통전극개구부(67), 주사선단자부(11a)와 공통배선단자부(13a) 가 각각 형성되는 개구부(63) 및 각 공통배선을 결속하기위해서 공통배선단부상에 각각 형성되는 개구부(도시하지 않음)를 제외하고, 적어도 상기 제1도체층(10){주사선(11), 주사선단자부(11a), 공통배선(13), 공통배선단자부(13a), 공통전극접속부(13b), 게이트전극(12)}의 상면 및 측면전체가 게이트절연층(2)으로 덮어지도록 남겨 반도체층(20) 및 게이트절연층(2)를 순차 에칭제거한다.
(제3공정) 도 80a∼d 및 도 82d에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 동일진공속에서 스패터에칭후 스패터링에 의해 연속하여 약 50nm의 Mo로 이루어지는 하층금속층(30A)과 약 150nm의 Al로 이루어지는 상층금속층(30B)을 막형성하여 제2도체층(50)을 형성한다. 다음에 포토리소그래피공정을 통해서, 신호선(31)과, 신호선단자부위(DS) 상에 형성되는 신호선단자부(31a)와, 주사선단자부(11a)상에 형성된 개구부(63)를 통해서 주사선단자부(11a)에 접속하는 접속전극부(42)와, 공통배선단자부(13a)상에 형성된 개구부(63)를 통해서 공통배선단자부(13a)에 접속하는 접속전극부(42)와, 각 공통배선단부상에 형성된 개구부(도시하지 않음)를 통해서 각 공통배선을 결속하여, 상기 공통배선단자부(13a)상의 접속전극부(42)에 연결하는 공통배선연결선(도시하지 않음)과, 각각의 화소영역에서 신호선(31)으로부터 TFT부(Tf)로 연장되는 드레인전극(32)과, 공통전극접속부(13b)상에 형성된 개구부(67)를 통해서 기부가 공통배선(13)에 접속되는 복수의 공통전극(14)과, 이 공통전극에 대향하여 연장되는 화소전극(41)과, 이 화소전극으로부터 TFT부(Tf)에 연장되어 드레인전극(32)과 채널갭(23)을 두고 대향배치되는 소스전극(33)을 남겨 제2도체층(50)을 에칭제거한다. 이때, 화소전극(41)의 일부는 축적용량부(Cp)에서 공통배선(13)의 일부분과 중첩하도록 연장시켜 축적용량전극(71)을 형성한다.
다음에 도 81a∼c에 나타낸 바와 같이, 상기 에칭에 사용한 마스크패턴 또는 마스크를 제거한 후의 제2도체층(50)을 마스크로서, 노출된 n+비결정질 실리콘층(22)을 에칭제거한다. 이것에 의해서 채널갭(23)이 형성됨과 동시에 이 채널갭이 연장되는 방향으로 개구부(62)를 넘어서 비결정질 실리콘층(21)이 노출된다.
(제4공정) 도 77a∼d 및 도 82a에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 약 300nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 보호절연층(3)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 주사선단자부(11a) 및 공통배선단자부(13a)상의 접속전극부(42) 및 신호선단자부(31a)상의 보호절연층(3)과, 적어도 제2도체층{신호선(31),드레인전극(32), 소스전극(33), 화소전극(41), 공통배선연결선}의 상면 및 측면전체가 보호절연층(3)으로 덮어지도록 또한 TFT부(Tf)의 반도체층(20)이 형성되도록 남겨, 보호절연층(3) 및 비결정질 실리콘층(21)을 순차 에칭제거한다. 이때, 상기 개구부(62)와 보호절연층(3)의 변부를 교차시켜, 상기 개구부(62)에 노출된 비결정질 실리콘층(21)의 채널갭(23)측의 측면의 일부를 보호절연층의 변부가 수하하여 덮도록 TFT부(Tf)의 보호절연층(3)을 남겨, 그 외측의 보호절연층 및 비결정질 실리콘층을 에칭제거한다. 이것에 의해서 제1도체층(10)상에 반도체층(20)및 게이트절연층(2)를 관통하는 개구부(63)를 통해서 제2도체층(50)이 적층된 주사선단자(15) 및 공통배선단자(16)와, 제2도체층(50)으로 이루어지는 신호선단자(35)를 노출시킨다. 최후에 약 280℃의 아닐공정을 지나서 액티브매트릭스기판을 완성시킨다.
또 여기서는 제1도체층에 Al-Nd 합금을 사용한 형태를 나타내었지만, 실시형태10과 같이 Al과 Ti 등의 고융점금속이나 그 질화막과의 적층막이나, Al의 아래에 다시 Ti 등의 고융점금속의 깔판막을 형성하여, 예컨대 Ti와 Al과 Ti의 3층의 적층막으로 하여도 좋다. 또한 제2도체층에 Mo나 Cr의 위에 Al이나 Al을 주체로 하는 합금을 적층한 형태를 나타내었지만, Ti 등의 고융점금속의 질화막을 최상층에 사용한 막구조, 예컨대 아래로부터 Ti, Al, Ti의 질화막을 적층하였던것 같은 구조로 하여도 좋고, 또한 Cr의 위에 ITO를 적층한 구조로 하여도 좋다. 여기서 Ti 등의 고융점금속의 질화막을 최상층에 사용한 경우는, 실시형태1에서 설명한 바와 같이 질화막의 질소농도를 25원자% 이상으로 하는 것이 바람직하다.
실시형태14의 IPS형액티브매트릭스기판은 4공정으로 제조할 수 있기 때문에, 생산효율과 재료에 대한 제품비율이 향상된다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 주사선과 함께 형성된 투명절연성기판상의 제1도체층이 제2도체층과의 접속부를 제외하고 모두 게이트절연층으로 피복되어 있기 때문에, 제2도체층의 에칭중에 하층의 주사선이나 게이트전극등의 회로요소가 침식되거나, 주사선과 신호선이 쇼트하거나 하는 일이 없어, 생산성을 향상시킬 수가 있다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 보호트랜지스터가 형성가능하고, 제조공정중에서의 불의의 전격으로부터 화소영역의 TFT를 보호할 수가 있다. 또한 주사선과 신호선간의 절연파괴를 방지할 수가 있어, 생산성을 향상시킬 수가 있다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 TFT부의 채널갭이 연장되는 방향의 반도체층의 양측측면의 일부가 보호절연층으로 피복되어 있기 때문에, 반도체층의 측면을 경로로 하는 리크를 방지할 수 있고, 박막트랜지스터의 신뢰성을 확보할 수가 있다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 공통전극과 화소전극부의 단차를 작게 할 수 있기 때문에, 패널공정에서의 배향제어가 용이하다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 주사선 및 신호선에 Al 또는 Al을 주체로 하는 합금을 사용할 수 있어, 주사선 및 신호선의 배선저항을 저감할 수 있음과 동시에 주사선단자부에서의 주사선드라이버와의 접속신뢰성 및 신호선단자부에서의 신호선드라이버와의 접속신뢰성을 확보할 수가 있다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 주사선과 신호선과의 교차부분에 반도체층이 형성되어 있기 때문에, 주사선과 신호선과의 절연내압이 향상된다.
(실시형태15)
도 83a는 실시형태15의 액티브매트릭스기판의 1화소영역을 나타내는 투시평면도이고, 도 83b는 선 A-A’에서 절단한 단면도, 도 83c는 선 B-B’에서 절단한 단면도, 도 83d는 선 C-C’에서 절단한 단면도이다. 또한 도 84∼도 87은 이 액티브매트릭스기판의 제조공정을 나타내는 도면으로, 각각 제1공정∼제3공정 및 TFT의채널형성후를 나타낸다. 도 83과 같이, 도 84∼도 86a는 1화소영역을 나타내는 투시평면도, 도 84∼도 86b, c, d와 도 87a, b, c는 각각 상기 선 A-A’, 선 B-B’, 선 C-C’에서 절단한 단면도이다. 또한 도 88a는 좌측이 주사선단자부위(GS)의, 중앙이 신호선단자부(DS)의, 오른쪽이 공통배선단자부위(CS)의 각각 장변방향의 단면도이다. 도 88b∼d는 각각이 단자부분의 제1공정∼제3공정을 나타내는 도면이다.
이 실시형태15의 액티브매트릭스기판은 유리기판(1)상에 제1도체층(10)으로 이루어지는 복수의 주사선(11)과 복수의 공통배선(13)과가 교대로 평행하게 배열되어, 복수의 신호선(31)이 게이트절연층(2)을 개재하여 상기 주사선에 직교하여 배열되고, 이 주사선(11)과 신호선(31)과의 교점부근의 TFT부(Tf)에, 주사선(11)의 일부를 게이트전극(12)으로 하여, 이 게이트전극(12)과, 이 게이트전극에 게이트절연층(2)을 개재하여 대향하는 섬형상의 비결정질 실리콘층(21) 및 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)과, 이 반도체층상에 제2도체층(50)으로 이루어져 채널갭(23)을 두고 형성된 한쌍의 드레인전극(32) 및 소스전극(33)과로 이루어지는 역스타가형TFT가 형성되고, 주사선(11)과 신호선(31)과에 둘러싸인 창문부(Wd)에 빗치형상의 화소전극(41)과, 화소전극에 대향하여 공통배선(13)에 접속된 빗치형상의 공통전극(14)과가 형성되며, 드레인전극(32)은 신호선(31)에, 소스전극(33)은 화소전극(41)에 각각 접속되어, 화소전극(41)과 공통전극(14)과의 사이에 유리기판(1)에 대하여 횡방향의 전계를 형성하는 IPS형의 액티브매트릭스기판을 구성하고 있다.
이 액티브매트릭스기판에 있어서, 공통전극(14)과 화소전극(41)과는 유리기판(1)상에서 신호선(31)과 동층에 형성되고, 또한 유리기판(1)상에서 주사선(11)과 동층에 형성된 공통배선(13)은 게이트절연층(2) 및 반도체층(20)을 관통하여 형성된 개구부(67)를 통해서 공통전극(14)과 서로 접속되어 있다. 신호선(31)과 주사선(11) 및 공통배선(13)과는 그 교차부에서 게이트절연층(2) 및 반도체층(20)에 의해 절연되어 있다.
주사선(11)과 공통배선(13)이 형성되는 제1도체층(10)은 Al을 주체로 하여 예컨대 Nd를 포함하는 합금으로부터 형성되어 있다. 신호선(31), 드레인전극(32), 소스전극(33), 화소전극(41), 공통전극(14)을 형성하는 제2도체층(50)은 Mo나 Cr로 이루어지는 하층금속층(30A)상에 Al 또는 Al을 주체로 하는 합금으로 이루어지는 상층금속층(30B)을 적층하여 형성되어 있다.
공통전극(14)과 화소전극(41)은 제2도체층이 게이트절연층(2) 및 반도체층(20)의 적층막의 측면을 덮도록 공통배선(13)에 접속된 공통전극의 기부와 소스전극(33)으로부터 각각유리기판(1)상에 수하하고, 나아가 유리기판상을 창문부(Wd)로 연장되어 빗치형상에 대향하여 형성되어 있다.
또한 주사선(11)과 같이 형성된 유리기판(1)상의 도체층(10)의 측면은 모두 게이트절연층(2)으로 피복되어있다. 또한 TFT부(Tf)의 채널갭(23)이 연장되는 방향의 비결정질 실리콘층(21)의 양측의 측면의 일부가 보호절연층(3)으로 피복되어있다.
또 화소전극(41)은 공통배선(13)내에 형성되는 축적공통전극(72)상에 게이트절연층(2)을 개재하여 중첩하도록 연장되어 축적용량전극(71)을 형성하고, 이 화소영역에서의 축적용량부(Cp)를 구성하고 있다.
이 실시형태15의 액티브매트릭스기판은 순차 이하의 4공정으로 제조할 수가 있다.
(제1공정) 도 84a∼d 및 도 88b에 나타낸 바와 같이, 우선 유리기판(1)상에 스패터링에 의해 약 250nm의 Al-Nd 합금을 막형성하여 제1도체층(10)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 주사선(11)과, 공통배선(13)과, 각각의 화소영역에서 주사선의 일부를 공유하는 게이트전극(12)과, 공통배선(13)으로부터 창문부(Wd)로 연장되는 복수의 공통전극접속부(13b)와, 공통배선내에 형성되는 축적공통전극(72)을 남겨 제1도체층(10)을 에칭제거한다.
(제2공정) 도 85a∼d 및 도 88c에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 연속하여 약 400nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 게이트절연층(2)과, 약 250nm의 비결정질 실리콘층(21) 및 약 50nm의 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)을 막형성한다. 다음에 포토리소그래피공정을 통해서, TFT부(Tf)에서 게이트전극(12)을 끼도록 주사선(11)상에 형성되는 개구부(62), 공통전극접속부(13b) 상에 각각 형성되는 공통전극개구부(67), 주사선단부(11b)와 공통배선단부(13c)가 각각 형성되는 개구부(63) 및 각 공통배선을 결속하기 위해서 공통배선단부상에 각각 형성되는 개구부(도시하지 않음)를 제외하고, 적어도 상기 제1도체층(10){주사선(11), 공통배선(13), 공통전극접속부(13b), 게이트전극(12)}의 상면 및 측면전체가 게이트절연층(2)으로 덮어지도록 남기고 반도체층(20) 및 게이트절연층(2)을 순차 에칭제거한다.
(제3공정) 도 86a∼d 및 도 88d에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 동일진공속에서 스패터에칭후 스패터링에 의해 연속하여 약 50nm의 Mo로 이루어지는 하층금속층(30A)과 약 150nm의 Al로 이루어지는 상층금속층(30B)을 막형성하여 제2도체층(50)을 형성한다. 다음에 포토리소그래피공정을 통해서, 신호선(31)과, 신호선단자부위(DS) 상에 형성되는 신호선단자부(31a)와, 주사선단부(11b)상에 형성된 개구부(63)를 통해서 주사선단부(11b)에 접속하는 접속전극부(42)와, 이 접속전극부에서 더욱 연장되어 주사선단자부위(DS)에 형성되는 주사선단자부(11a)와, 외주부(Ss)에 인접하는 공통배선단부(13c)상에 형성된 개구부(63)를 통해서 이 공통배선단부에 접속하는 접속전극부(42)와, 이 접속전극부에서 더욱 연장되어 공통배선선단부(CS)에 형성되는 공통전극단자부(13a)와, 각 공통배선단부상에 형성된 개구부(도시하지 않음)를 통해서 각 공통배선을 결속하여, 상기 공통배선단부(13c)상의 접속전극부(42)에 연결하는 공통배선연결선(도시하지 않음)과, 각각의 화소영역에서 신호선(31)으로부터 TFT부(Tf)로 연장되는 드레인전극(32)과, 공통전극접속부(13b)상에 형성된 개구부(67)를 통해서 기부가 공통배선(13)에 접속되는 복수의 공통전극(14)과, 이 공통전극에 대향하여 연장되는 화소전극(41)과, 이 화소전극으로부터 TFT부(Tf)에 연장되어 드레인전극(32)과 채널갭(23)을 두고 대향배치되는 소스전극(33)을 남겨 제2도체층(50)을 에칭제거한다. 이때, 화소전극(41)의 일부는 축적용량부(Cp)에서 공통배선(13)의 일부분과 중첩하도록 연장시켜 축적용량전극(71)을 형성한다.
다음에 도 87a∼c에 나타낸 바와 같이, 상기 에칭에 사용한 마스크패턴 또는마스크를 제거한 후의 제2도체층(50)을 마스크로하여, 노출된 n+비결정질 실리콘층(22)을 에칭제거한다. 이것에 의해서 채널갭(23)이 형성됨과 동시에 이 채널갭이 연장되는 방향에 개구부(62)를 넘어서 비결정질 실리콘층(21)이 노출된다.
(제4공정) 도 83a∼d 및 도 88a에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 약 300nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 보호절연층(3)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 주사선단자부(11a) 및 공통배선단자부(13a) 및 신호선단자부(31a)상의 보호절연층(3)과, 적어도 제2도체층{신호선(31), 드레인전극(32), 소스전극(33), 화소전극(41), 공통전극(14), 공통배선연결선}의 상면 및 측면전체가 보호절연층(3)으로 덮어지도록 또한 TFT부(Tf)의 반도체층(20)이 형성되도록 남겨, 보호절연층(3) 및 비결정질 실리콘층(21)을 순차 에칭제거한다. 이때, 상기 개구부(62)와 보호절연층(3)의 변부를 교차시켜, 상기 개구부(62)에 노출된 비결정질 실리콘층(21)의 채널갭(23)측의 측면의 일부를 보호절연층의 변부가 수하하여 덮도록 TFT부(Tf)의 보호절연층(3)을 남겨, 그 외측의 보호절연층 및 비결정질 실리콘층을 에칭제거한다. 이것에 의해서 제2도체층으로 이루어지는 주사선단자(15) 및 공통배선단자(16) 및 신호선단자(35)를 노출시킨다. 마지막으로 약 280℃의 아닐공정을 거쳐서 액티브매트릭스기판을 완성시킨다.
또 여기서는 제1도체층에 Al-Nd 합금을 사용한 형태를 나타내었지만, 실시형태10과 같이 Al과 Ti 등의 고융점금속이나 그 질화막과의 적층막이나, Al의 아래로 다시 Ti 등의 고융점금속의 깔판막을 형성하여, 예컨대 Ti와 Al과 Ti의 3층의 적층막으로 하여도 좋다. 또한 제2도체층에 Mo나 Cr의 위에 Al이나 Al을 주체로 하는 합금을 적층한 형태를 나타내었지만, Ti 등의 고융점금속의 질화막을 최상층에 사용한 막구조, 예컨대 아래로부터 Ti, Al, Ti의 질화막을 적층하였던것 같은 구조로 하여도 좋고, 또한 Cr의 위에 ITO를 적층한 구조이어도 좋다. 여기서 Ti 등의 고융점금속의 질화막을 최상층에 사용한 경우는, 질화막의 질소농도를 25원자% 이상으로 하는 것이 바람직하다.
실시형태15의 IPS형액티브매트릭스기판은 4공정으로 제조할 수 있기 때문에, 생산효율과 재료에 대한 제품비율이 향상된다.
신호선의 도체층의 에칭 시에 주사선등의 회로요소의 침식이 방지되는 효과, 정전보호의 효과, TFT의 신뢰성향상의 효과, 배향제어의 용이화의 효과, 주사선이나 신호선의 저저항화등의 효과 및 절연내압의 향상의 효과에 관하여는, 실시형태14와 완전히 동일하다.
(실시형태16)
도 89a는 실시형태16의 액티브매트릭스기판의 1화소영역을 나타내는 투시평면도 이고, 도 89b는 선 A-A’에서 절단한 단면도, 도 89c는 선 B-B’에서 절단한 단면도, 도 89d는 선 C-C’에서 절단한 단면도이다. 또한 도 90∼도 93은 이 액티브매트릭스기판의 제조공정을 나타내는 도면으로, 각각 제1공정∼제3공정 및 TFT의 채널형성후를 나타낸다. 도 89와 같이, 도 90∼도 92a는 1화소영역을 나타내는 투시평면도, 도 90∼도 92b, c, d와 도 93a, b, c는 각각 상기 선 A-A’, 선 B-B’, 선 C-C’에서 절단한 단면도이다. 또한 도 94a는 좌측이 주사선단자부위(GS)의, 중앙이 신호선단자부(DS)의, 오른쪽이 공통배선단자부위(CS)의 각각 장변방향의 단면도 이다. 도 94b∼d는 각각이 단자부분의 제1공정∼제3공정을 나타내는 도면이다.
이 실시형태16의 액티브매트릭스기판은 유리기판(1)상에 제1도체층(10)으로 이루어지는 복수의 주사선(11)과 복수의 공통배선(13)과가 교대로 평행히 배열되어, 복수의 신호선(31)이 게이트절연층(2)를 개재하여 상기 주사선에 직교하여 배열되고, 이 주사선(11)과 신호선(31)과의 교점부근의 TFT부(Tf)에, 주사선(11)의 일부를 게이트전극(12)으로 하여, 이 게이트전극(12)과, 이 게이트전극에 게이트절연층(2)를 개재하여 대향하는 섬형상의 비결정질 실리콘층(21) 및 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)과, 이 반도체층상에 제2도체층(50)으로 이루어져 채널갭(23)을 두고 형성된 한쌍의 드레인전극(32) 및 소스전극(33)과로 이루어지는 역스타가형TFT가 형성되고, 주사선(11)과 신호선(31)과에 둘러싸인 창문부(Wd)에 빗치형상의 화소전극(41)과, 화소전극에 대향하여 공통배선(13)에 접속된 빗치형상의 공통전극(14)과가 형성되며, 드레인전극(32)은 신호선(31)에, 소스전극(33)은 화소전극(41)에 각각 접속되어, 화소전극(41)과 공통전극(14)과의 사이에 유리기판(1)에 대하여 횡방향의 전계를 형성하는 IPS형의 액티브매트릭스기판을 구성하고 있다.
이 액티브매트릭스기판에 있어서, 공통배선(13)과 공통전극(14)은 유리기판(1)상에서 주사선(11)과 동층에 형성되고, 또한 화소전극(41)은 유리기판(1)상에서 신호선(31)과 동층에 형성되어 있다. 또한 신호선(31)과 주사선(11) 및 공통배선(13)과는 그 교차부에서 게이트절연층(2) 및 반도체층(20)에 의해 절연되어 있다.
주사선(11), 공통배선(13), 공통전극(14)이 형성되는 제1도체층(10)은 Al을 주체로 하여 예컨대 Nd를 포함하는 합금으로부터 형성되어 있다. 신호선(31), 드레인전극(32), 소스전극(33), 화소전극(41)을 형성하는 제2도체층(50)은 Mo나 Cr로 이루어지는 하층금속층(30A)상에 Al 또는 Al을 주체로 하는 합금으로 이루어지는 상층금속층(30B)을 적층하여 형성되어 있다.
화소전극(41)은 제2도체층이 게이트절연층(2) 및 반도체층(20)의 적층막의 측면을 덮도록 소스전극(33)으로부터 유리기판(1)상에 수하하고, 나아가 유리기판상을 창문부(Wd)로 연장되어 공통전극(14)과 대향하여 빗치형상으로 형성되어 있다.
또한 주사선(11)과 함께 형성된 유리기판(1)상의 도체층(10)의 측면은 모두 게이트절연층(2)으로 피복되어 있다. 또한 TFT부(Tf)의 채널갭(23)이 연장되는 방향의 비결정질 실리콘층(21)의 양측의 측면의 일부가 보호절연층(3)으로 피복되어있다.
또 화소전극(41)은 공통배선(13)내에 형성되는 축적공통전극(72)상에 게이트절연층(2)를 개재하여 중첩하도록 연장되어 축적용량전극(71)을 형성하고, 이 화소영역에서의 축적용량부(Cp)를 구성하고 있다.
이 실시형태16의 액티브매트릭스기판은 순차 이하의 4공정으로 제조할 수가 있다.
(제1공정) 도 90a∼d 및 도 94b에 나타낸 바와 같이, 우선 유리기판(1)상에 스패터링에 의해 약 250nm의 Al-Nd 합금을 막형성하여 제1도체층(10)을 형성하고,포토리소그래피공정을 통해서, 주사선(11)과, 주사선단자부위(GS)의 주사선단자부(11a)와, 공통배선(13)과, 공통배선단자부위(CS)의 공통배선단자부(13a)와, 각각의 화소영역에서 주사선의 일부를 공유하는 게이트전극(12)과, 공통배선으로부터 창문부(Wd)로 연장되는 복수의 공통전극(14)과, 공통배선내에 형성되는 축적공통전극(72)을 남겨 제1도체층(10)을 에칭제거한다.
(제2공정) 도 91a∼c 및 도 94c에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 연속하여 약 400nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 게이트절연층(2)과, 약 250nm의 비결정질 실리콘층(21) 및 약 50nm의 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)을 막형성한다. 다음에 포토리소그래피공정을 통해서, TFT부(Tf)에서 게이트전극(12)을 끼도록 주사선(11)상에 형성되는 개구부(62), 주사선단자부(11a)와 공통배선단자부(13a)과 각각 형성되는 개구부(63) 및 각 공통배선을 결속하기 위해서 공통배선단부상에 각각 형성되는 개구부(도시하지 않음)를 제외하여, 적어도 상기 제1도체층(10){주사선(11), 주사선단자부(11a), 공통배선(13), 공통배선단자부(13a), 공통전극(14), 게이트전극(12)}의 상면 및 측면전체가 게이트절연층(2)으로 덮어지도 록 남기고 반도체층(20) 및 게이트절연층(2)를 순차 에칭제거한다.
(제3공정) 도 92a∼d 및 도 94d에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 동일진공속에서 스패터에칭후 스패터링에 의해 연속하여 약 50nm의 Mo로 이루어지는 하층금속층(30A)과 약 150nm의 Al로 이루어지는 상층금속층(30B)을 막형성하여 제2도체층(50)을 형성한다. 다음에 포토리소그래피공정을 통해서, 신호선(31)과, 신호선단자부위(DS)에 형성되는 신호선단자부(31a)와, 주사선단자부(11a)상에 형성된 개구부(63)를 통해서 주사선단자부에 접속하는 접속전극부(42)와, 공통배선단자부(13a)상에 형성된 개구부(63)를 통해서 공통배선단자부에 접속하는 접속전극부(42)와, 각 공통배선단부상에 형성된 개구부(도시하지 않음)를 통해서 각 공통배선을 결속하여, 상기 공통배선단자부(13a)상의 접속전극부(42)에 연결하는 공통배선연결선(도시하지 않음)과, 각각의 화소영역에서 신호선(31)으로부터 TFT부(Tf)로 연장되는 드레인전극(32)과, 공통전극(14)에 대향하여 연장되는 화소전극(41)과, 이 화소전극으로부터 TFT부(Tf)로 연장되어 드레인전극(32)과 채널갭(23)을 두고 대향배치되는 소스전극(33)을 남겨 제2도체층(50)을 에칭제거한다. 이때, 화소전극(41)의 일부는 축적용량부(Cp)에서 공통배선(13)의 일부분과 중첩하도록 연장시켜 축적용량전극(71)을 형성한다.
다음에 도 93a∼c에 나타낸 바와 같이, 상기 에칭에 사용한 마스크패턴 또는 마스크를 제거한 후의 제2도체층(50)을 마스크로하여, 노출된 n+비결정질 실리콘층(22)을 에칭제거한다. 이것에 의해서 채널갭(23)이 형성됨과 동시에 이 채널갭이 연장되는 방향으로 개구부(62)를 넘어서 비결정질 실리콘층(21)이 노출된다.
(제4공정) 도 91a∼d 및 도 94a에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 약 300nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 보호절연층(3)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 주사선단자부(11a) 및 공통배선단자부(13a)상의 접속전극부(42) 및 신호선단자부(31a) 상의 보호절연층(3)과, 적어도 제2도체층{신호선(31),드레인전극(32), 소스전극(33), 화소전극(41), 공통배선연결선}의 상면 및 측면이 모두 보호절연층(3)으로 덮어지도록 또한 TFT부(Tf)의 반도체층(20)이 형성되도록 남겨, 보호절연층(3) 및 비결정질 실리콘층(21)을 순차 에칭제거한다. 이때, 개구부(62)와 보호절연층(3)의 변부를 교차시켜, 상기 개구부(62)에 노출된 비결정질 실리콘층(21)의 채널갭(23)측의 측면의 일부를 보호절연층의 변부가 수하하여 덮도록 TFT부(Tf)의 보호절연층(3)을 남겨, 그 외측의 보호절연층 및 비결정질 실리콘층을 에칭제거한다. 이것에 의해서 제1도체층(10)상에 반도체층(20) 및 게이트절연층(2)를 관통하는 개구부(63)를 통해서 제2도체층(50)이 적층된 주사선단자(15) 및 공통배선단자(16)와, 제2도체층(50)으로 이루어지는 신호선단자(35)를 노출시킨다. 마지막으로 약 280℃의 아닐공정을 거쳐서 액티브매트릭스기판을 완성시킨다.
또 여기서는 제1도체층에 Al-Nd 합금을 사용한 형태를 나타내었지만, 실시형태10과 같이 Al과 Ti 등의 고융점금속이나 그 질화막과의 적층막이나, Al의 아래에 다시 Ti 등의 고융점금속의 깔판막을 형성하여, 예컨대 Ti와 Al과 Ti의 3층의 적층막으로 하여도 좋다. 또한 제2도체층에 Mo나 Cr의 위에 Al이나 Al을 주체로 하는 합금을 적층한 형태를 나타내었지만, Ti 등의 고융점금속의 질화막을 최상층에 사용한 막구조, 예컨대 아래로부터 Ti, Al, Ti의 질화막을 적층하였던것 같은 구조로도 좋고 , 또한 Cr의 위에 ITO를 적층한 구조이어도 좋다. 여기서 Ti 등의 고융점금속의 질화막을 최상층에 사용한 경우는, 질화막의 질소농도를 25원자% 이상으로 하는 것이 바람직하다.
실시형태16의 IPS형액티브매트릭스기판은 4공정으로 제조할 수 있기 때문에, 생산효율과 재료에 대한 제품비율이 향상된다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 공통전극과 화소전극이 다른 층에 형성되어 있기 때문에, 공통전극과 화소전극의 쇼트를 저감할 수 있어, 생산성을 향상시킬 수가 있다.
신호선의 도체층의 에칭 시에 주사선등의 회로요소의 침식이 방지되는 효과, 정전보호의 효과, TFT의 신뢰성향상의 효과, 주사선이나 신호선의 저저항화등의 효과 및 절연내압의 향상의 효과에 관하여는, 실시형태14와 완전히 동일하다.
(실시형태17)
도 95a는 실시형태17의 액티브매트릭스기판의 1화소영역을 나타내는 투시평면도이고, 도 95b는 선 A-A’에서 절단한 단면도, 도 95c는 선 B-B’에서 절단한 단면도, 도 95d는 선 C-C’에서 절단한 단면도이다. 또한 도 96∼도 99는 이 액티브매트릭스기판의 제조공정을 나타내는 도면으로, 각각 제1공정∼제3공정 및 TFT의 채널형성후를 나타낸다. 도 95와 같이, 도 96∼도 98a는 1화소영역을 나타내는 투시평면도, 도 96∼도 98b, c, d와 도 99a, b, c는 각각 상기 선 A-A’, 선 B-B’, 선 C-C’에서 절단한 단면도이다. 또한 도 100a는 좌측이 주사선단자부위(GS)의, 중앙이 신호선단자부(DS)의, 오른쪽이 공통배선단자부위(CS)의 각각 장변방향의 단면도이다. 도 100b∼d는 각각이 단자부분의 제1공정∼제3공정을 나타내는 도면이다.
이 실시형태17의 액티브매트릭스기판은 유리기판(1)상에 제1도체층(10)으로이루어지는 복수의 주사선(11)과 복수의 공통배선(13)과가 교대로 평행하게 배열되고, 복수의 신호선(31)이 게이트절연층(2)를 개재하여 상기 주사선에 직교하여 배열되고, 이 주사선(11)과 신호선(31)과의 교점부근의 TFT부(Tf)에 주사선(11)의 일부를 게이트전극(12)으로 하여, 이 게이트전극(12)과, 이 게이트전극에 게이트절연층(2)을 개재하여 대향하는 섬형상의 비결정질 실리콘층(21) 및 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)과, 이 반도체층상에 제2도체층(50)으로 이루어져 채널갭(23)을 두고 형성된 한쌍의 드레인전극(32) 및 소스전극(33)과로 이루어지는 역스타가형TFT가 형성되어, 주사선(11)과 신호선(31)과 둘러싸인 창문부(Wd)에 빗치형상의 화소전극(41)과, 화소전극에 대향하여 공통배선(13)에 접속된 빗치형상의 공통전극(14)과가 형성되며, 드레인전극(32)은 신호선(31)에, 소스전극(33)은 화소전극(41)에 각각 접속되어, 화소전극(41)과 공통전극(14)과의 사이에 유리기판(1)에 대하여 횡방향의 전계를 형성하는 IPS형의 액티브매트릭스기판을 구성하고 있다.
이 액티브매트릭스기판에 있어서, 공통배선(13)과 공통전극(14)은 유리기판(1)상에서 주사선(11)과 동층에 형성되고, 또한 화소전극(41)은 유리기판(1)상에서 신호선(31)과 동층에 형성되어 있다. 또한 신호선(31)과 주사선(11) 및 공통배선(13)과는 그 교차부에서 게이트절연층(2) 및 반도체층(20)에 의해 절연되어 있다.
주사선(11), 공통배선(13), 공통전극(14)이 형성되는 제1도체층(10)은 Al을 주체로 하여 예컨대 Nd를 포함하는 합금으로부터 형성되어 있다. 신호선(31), 드레인전극(32), 소스전극(33), 화소전극(41)을 형성하는 제2도체층(50)은 Mo나 Cr로 이루어지는 하층금속층(30A)상에 Al 또는 Al을 주체로 하는 합금으로 이루어지는 상층금속층(30B)을 적층하여 형성되어 있다.
화소전극(41)은 제2도체층이 게이트절연층(2) 및 반도체층(20)의 적층막의 측면을 덮도록 소스전극(33)으로부터 유리기판(1)상에 수하하고, 나아가 유리기판상을 창문부(Wd)로 연장되어 공통전극(14)과 대향하여 빗치형상으로 형성되어 있다.
또한 주사선(11)과 함께 형성된 유리기판(1)상의 도체층(10)의 측면은 모두 게이트절연층(2)으로 피복되어 있다. 또한 TFT부(Tf)의 채널갭(23)이 연장되는 방향의 비결정질 실리콘층(21)의 양측의 측면의 일부가 보호절연층(3)으로 피복되어 있다.
또 화소전극(41)은 공통배선(13)내에 형성되는 축적공통전극(72)상에 게이트절연층(2)을 개재하여 중첩하도록 연장되어 축적용량전극(71)을 형성하고, 이 화소영역에서의 축적용량부(Cp)를 구성하고 있다.
이 실시형태17의 액티브매트릭스기판은 순차 이하의 4공정으로 제조할 수가 있다.
(제1공정) 도 96a∼d 및 도 100b에 나타낸 바와 같이, 우선 유리기판(1)상에 스패터링에 의해 약 250nm의 Al-Nd 합금을 막형성하여 제1도체층(10)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 주사선(11)과, 공통배선(13)과, 각각의 화소영역에서 주사선의 일부를 공유하는 게이트전극(12)과, 공통배선으로부터 창문부(Wd)에연장되는 복수의 공통전극(14)과, 공통배선내에 형성되는 축적공통전극(72)을 남겨 제1도체층(10)을 에칭제거한다.
(제2공정) 도 97a∼d 및 도 100c에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 연속하여 약 400nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 게이트절연층(2)과, 약 250nm의 비결정질 실리콘층(21) 및 약 50nm의 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)을 막형성한다. 다음에 포토리소그래피공정을 통해서, TFT부(Tf)에서 게이트전극(12)을 끼도록 주사선(11)상에 형성되는 개구부(62), 주사선단부(11b) 상과 공통배선단부(13c)상과 각각 형성되는 개구부(63) 및 각 공통배선을 결속하기 위해서 공통배선단부상에 각각 형성되는 개구부(도시하지 않음)를 제외하여, 적어도 상기 제1도체층(10){주사선(11), 공통배선(13), 공통전극(14), 게이트전극(12)}의 상면 및 측면전체가 게이트절연층(2)으로 덮어지도록 남겨 반도체층(20) 및 게이트절연층(2)을 순차 에칭제거한다.
(제3공정) 도 98a∼d 및 도 100d에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 동일진공속에서 스패터에칭후 스패터링에 의해 연속하여 약 50nm의 Mo로 이루어지는 하층금속층(30A)과 약 150nm의 Al로 이루어지는 상층금속층(30B)을 막형성하여 제2도체층(50)을 형성한다. 다음에 포토리소그래피공정을 통해서, 신호선(31)과, 신호선단자부위(DS)에 형성되는 신호선단자부(31a)와, 주사선단부(11b)상에 형성된 개구부(63)를 통해서 주사선단부에 접속하는 접속전극부(42)와, 이 접속전극부에서 더욱 연장되어 주사선단자부위(GS)에 형성되는 주사선단자부(11a)와, 외주부(Ss)에 인접하는 공통배선단부(13c)상에 형성된 개구부(63)를 통해서 이 공통배선단부에접속하는 접속전극부(42)와, 이 접속전극부에서 더욱 연장되어 공통배선단자부위(CS)에 형성되는 공통배선단자부(13a)와, 각 공통배선단부상에 형성된 개구부(도시하지 않음)를 통해서 각 공통배선을 결속하여, 상기 공통배선단부(13c)상의 접속전극부(42)에 연결하는 공통배선연결선(도시하지 않음)과, 각각의 화소영역에서 신호선(31)으로부터 TFT부(Tf)에 연장되는 드레인전극(32)과, 공통전극(14)에 대향하여 연장되는 화소전극(41)과, 이 화소전극으로부터 TFT부(Tf)에 연장되어 드레인전극(32)과 채널갭(23)을 사이를 막아 대향배치되는 소스전극(33)을 남겨 제2도체층(50)을 에칭제거한다. 이때, 화소전극(41)의 일부는 축적용량부(Cp) 에서 공통배선(13)의 일부분과 중첩하도록 연장시켜 축적용량전극(71)을 형성한다.
다음에 도 99a∼c에 나타낸 바와 같이, 상기 에칭에 사용한 마스크패턴 또는 마스크를 제거한 후의 제2도체층(50)을 마스크로서, 노출한 n+비결정질 실리콘층(22)을 에칭제거한다. 이것에 의해서 채널갭(23)이 형성됨과 같이 이 채널갭이 연장되는 방향에 개구부(62)를 넘어서 비결정질 실리콘층(21)이 노출된다.
(제4공정) 도 95a∼d 및 도 100a에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 약 300nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 보호절연층(3)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 주사선단자부(11a) 및 공통배선단자부(13a) 및 신호선단자부(31a)상의 보호절연층(3)과, 적어도 제2도체층{신호선(31), 드레인전극(32), 소스전극(33), 화소전극(41), 공통배선연결선}의 상면 및 측면이 모두 보호절연층(3)으로 덮어지도록 또한 TFT부(Tf)의 반도체층(20)이 형성되도록 남겨,보호절연층(3) 및 비결정질 실리콘층(21)을 순차 에칭제거한다. 이때, 상기 개구부(62)와 보호절연층(3)의 변부를 교차시켜, 개구부(62)에 노출된 비결정질 실리콘층(21)의 채널갭(23)측의 측면의 일부를 보호절연층의 변부가 수하하여 덮도록 TFT부(Tf)의 보호절연층(3)을 남겨, 그 외측의 보호절연층 및 비결정질 실리콘층을 에칭제거한다. 이것에 의해서 제2도체층으로 이루어지는 주사선단자(15) 및 신호선단자(35) 및 공통배선단자(16)를 노출시킨다. 마지막으로 약 280℃의 아닐공정을 거쳐서 액티브매트릭스기판을 완성시킨다.
또 여기서는 제1도체층에 Al-Nd 합금을 사용한 형태를 나타내었지만, 실시형태(10)와 같이 Al과 Ti 등의 고융점금속이나 그 질화막과의 적층막이나, Al의 아래로 다시 Ti 등의 고융점금속의 깔판막을 형성하여, 예컨대 Ti와 Al과 Ti의 3층의 적층막으로 하여도 좋다. 또한 제2도체층에 Mo나 Cr의 위에 Al이나 Al을 주체로 하는 합금을 적층한 형태를 나타내었지만, Ti 등의 고융점금속의 질화막을 최상층에 사용한 막구조, 예컨대 아래로부터 Ti, Al, Ti의 질화막을 적층하였던것 같은 구조로 하여도 좋고, 또한 Cr의 위에 ITO를 적층한 구조이어도 좋다. 여기서 Ti 등의 고융점금속의 질화막을 최상층에 사용한 경우는, 질화막의 질소농도를 25원자% 이상으로 하는 것이 바람직하다.
실시형태17의 IPS형액티브매트릭스기판은 4공정으로 제조할 수 있기 때문에, 생산효율과 재료에 대한 제품비율이 향상된다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 공통전극과 화소전극이 다른 층에 형성되어 있기 때문에, 공통전극과 화소전극의 쇼트를 저감할 수 있고, 생선성을 향상시킬수가 있다.
신호선의 도체층의 에칭 시에 주사선등의 회로요소의 침식이 방지되는 효과, 정전보호의 효과, TFT의 신뢰성향상의 효과, 주사선이나 신호선의 저저항화등의 효과 및 절연내압의 향상의 효과에 관하여는, 실시형태14와 완전히 동일하다.
(실시형태18)
도 101a는 실시형태18의 액티브매트릭스기판의 1화소영역을 나타내는 투시평면도 이고, 도 101b는 선 A-A’에서 절단한 단면도, 도 101c는 선 B-B’에서 절단한 단면도, 도 101d는 선 C-C’에서 절단한 단면도이다. 또한 도 102∼도 105는 이 액티브매트릭스기판의 제조공정을 나타내는 도면으로, 각각 제1공정∼제3공정 및 TFT의 채널형성 후를 나타낸다. 도 101과 같이, 도 102∼도 104a는 1화소영역을 나타내는 투시평면도, 도 102∼도 104b, c, d와 도 105a, b, c는 각각 상기 선 A-A’, 선 B-B’, 선 C-C’에서 절단한 단면도이다. 또한 도 106a는 이 액티브매트릭스기판의 단자부의 단면도로, 좌측이 주사선단자부위(GS)의, 오른쪽이 신호선단자부위(DS)의 각각 장변방향의 단면도이다. 도 106b∼d는 각각이 단자부분의 제1공정∼제3공정을 나타내는 도면이다.
이 실시형태18의 액티브매트릭스기판은 유리기판(1)상에 제1도체층(10)으로 이루어지는 복수의 주사선(11)과 제2도체층(50)으로 이루어지는 복수의 신호선(31)과가 게이트절연층(2)을 개재하여 직교하여 배열되고, 이 주사선(11)과 신호선(31)과의 교점부근의 TFT부(Tf)에, 주사선(11)으로부터 연장되는 게이트전극(12)과, 이 게이트전극에 게이트절연층(2)을 개재하여 대향하는 섬형상의 비결정질실리콘층(21) 및 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)과, 이 반도체층상에 제2도체층(50)으로 이루어져 채널갭(23)을 두고 형성된 한쌍의 드레인전극(32) 및 소스전극(33)과로 이루어지는 역스타가형TFT가 형성되고, 주사선(11)과 신호선(31)과에 둘러싸인 광이 투과하는 창문부(Wd)에 투명도전층(40)으로 이루어지는 화소전극(41)이 형성되며, 드레인전극(32)은 신호선(31)에, 소스전극(33)은 화소전극(41)에 각각 접속되어 TN 형의 액티브매트릭스기판을 구성하고 있다.
이 액티브매트릭스기판에 있어서, 주사선(11),게이트전극(12)을 형성하는 제1도체층(10)은 Al 또는 Al을 주체로 하는 합금으로 이루어지는 하층금속층(10A)과 Ti, Ta, Nb, Cr나 이들 합금등의 고융점금속 또는 이들 질화막으로 이루어지는 상층금속층(10B)을 적층하여 형성되어 있다. 또한 신호선(31), 드레인전극(32), 소스전극(33)을 형성하는 제2도체층(50)은 Cr로 이루어지는 금속층(30)상에 ITO로 이루어지는 투명도전층(40)을 적층하여 형성되어 있다.
화소전극(41)은 소스전극(33)상층의 투명도전층(40)이 게이트절연층(2)과 반도체층(20)과 금속층(30)과의 적층막의 측면을 덮도록 유리기판(1)상에 수하하여, 나아가 유리기판(1)상을 창문부(Wd)로 연장되어 형성되어 있다.
또한 주사선(11)과 함께 형성된 유리기판(1)상의 도체층(10)의 측면은 모두 게이트절연층(2)으로 피복되어 있다. 또한 TFT부(Tf)의 채널갭(23)이 연장되는 방향의 비결정질 실리콘층(21)의 양측의 측면의 일부가 보호절연층(3)으로 피복되어 있다.
또 화소전극(41)은 전단의 주사선(11)내에 형성되는 축적공통전극(72)상에게이트절연층(2)을 개재하여 중첩하도록 연장되어 축적용량전극(71)을 형성하고, 이 화소영역에서의 축적용량부(Cp)를 구성하고 있다. 또한 이 화소영역에는, 게이트절연층(2)을 개재하여 일부가 화소전극(41)의 1변부와 중첩하도록, 제1도체층(10)으로 이루어지는 차광층(17)이 형성되어 있다.
이 실시형태18의 액티브매트릭스기판은 순차 이하의 4공정으로 제조할 수가 있다.
(제1공정) 도 102a∼d 및 도 106b에 나타낸 바와 같이, 우선 유리기판(1)상에 스패터링에 의해 연속하여 약 200nm의 Al로 이루어지는 하층금속층(10A)과 약 100nm의 Ti로 이루어지는 상층금속층(10B)을 막형성하여 제1도체층(10)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 주사선(11)과, 주사선단자부위(GS)에 형성되는 주사선단자부(11a)와, 각각의 화소영역에서 주사선(11)으로부터 TFT부(Tf)로 연장되는 게이트전극(12)과, 전단의 주사선(11)내에 형성되는 축적공통전극(72)과, 차광층(17)을 남기고 제1도체층(10)을 에칭제거한다.
(제2공정) 도 103a∼d 및 도 106c에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 연속하여 약 400nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 게이트절연층(2)과, 약250nm의 비결정질 실리콘층(21) 및 약 50nm의 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)과, 계속해서 스패터링에 의해 약 200nm의 Cr로 이루어지는 금속층(30)을 막형성한다. 포토리소그래피공정을 통해서, 게이트전극(12)상의 길이방향 선단측의 개구부(61), 게이트전극 기부의 주사선(11)상의 개구부(62) 및 주사선단자부(11a) 상에 형성되는 개구부(63)를 제외하고, 적어도상기 제1도체층(10){주사선(11),주사선단자부(11a), 게이트전극(12), 차광층(17)}의 상면 및 측면전체가 게이트절연층(2)으로 덮어지도록 남겨 금속층(30) 및 반도체층(20) 및 게이트절연층(2)을 순차 에칭제거한다. 이것에 의해서 창문부(Wd)에서 금속층(30) 및 반도체층(20) 및 게이트절연층(2)이 제거되어 유리기판(1)이 노출됨과 동시에, 게이트전극(12)상 및 주사선(11)상의 2개소에 제1도체층(10)에 달하는 개구부(61, 62)가 형성되고, 또한 주사선단자부(11a)상에 제1도체층(10)에 달하는 개구부(63)가 형성된다.
(제3공정) 도 104a∼d 및 도 106d에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 스패터링에 의해 약 50nm의 ITO로 이루어지는 투명도전층(40)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 신호선(31)과, 신호선단자부위(DS)에 형성되는 신호선단자부(31a)와, 주사선단자부(11a)상에 형성된 개구부(63)를 통해서 주사선단자부(11a)에 접속하는 접속전극부(42)와, 공통배선 및 공통배선단자부(도시하지 않음)와, 각각의 화소영역에서 신호선으로부터 TFT부(Tf)로 연장되는 드레인전극(32)과, 화소전극(41)과, 이 화소전극으로부터 TFT부(Tf)로 연장되어 드레인전극(32)과 채널갭(23)을 두고 대향배치되는 소스전극(33)을 남겨 투명도전층(40)을 에칭제거하고, 이어서 노출된 금속층(30)을 에칭제거한다. 이때, 화소전극(41)의 변부는 축적용량부(Cp)에서 축적공통전극(72)과 중첩하도록 연장시켜 축적용량전극(71)을 형성하고, 또한 이변부에 인접하는 화소전극의 쌍방의 변부는 각각 차광층(17)과 적어도 일부가 중첩하도록 형성한다.
다음에 도 105a∼c에 나타낸 바와 같이, 상기 에칭에 사용한 마스크패턴 또는 마스크를 제거한 후의 투명도전층(40)을 마스크로하여, 노출된 n+비결정질 실리콘층(22)을 에칭제거한다. 이것에 의해서 채널갭(23)이 형성됨과 동시에 이 채널갭이 연장되는 방향으로 개구부(61, 62)를 넘어서 비결정질 실리콘층(21)이 노출된다.
(제4공정) 도 101a∼d 및 도 106a에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 약 150nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 보호절연층(3)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 화소전극(41) 및 주사선단자부(11a)상의 접속전극부(42) 및 신호선단자부(31a) 및 공통배선단자부(도시하지 않음)위의 보호절연층(3)과, 적어도 신호선(31)의 상면 및 측면전체가 보호절연층(3)으로 덮어지도록 또한 TFT부(Tf)의 반도체층이 형성되도록 남기고, 보호절연층(3) 및 비결정질 실리콘층(21)을 순차 에칭제거한다. 이때, 상기 개구부(61, 62)와 보호절연층(3)의 변부를 교차시켜, 상기 개구부(61, 62)에 노출된 비결정질 실리콘층(21)의 채널갭(23)측의 측면의 일부를 보호절연층의 변부가 수하하여 덮도록 TFT부(Tf)의 보호절연층(3)을 남겨, 그 외측의 보호절연층 및 비결정질 실리콘층을 에칭제거한다. 이것에 의해서 투명도전층(40)으로 이루어지는 화소전극(41)과, 금속층(30) 및 투명도전층(40)의 적층막으로 이루어지는 신호선단자(35) 및 공통배선단자(도시하지 않음)와, 제1도체층(10)상에 금속층(30) 및 반도체층(20) 및 게이트절연층(2)을 관통하는 개구부(63)를 통해서 투명도전층(40)이 적층된 주사선단자(15)를 노출시킨다. 마지막으로 약 280℃의 아닐공정을 거쳐서 액티브매트릭스기판을 완성시킨다.
또 여기서는 제1도체층에 Al과 Ti의 적층막을 사용한 형태를 나타내었지만, Al의 아래에 다시 Ti 등의 고융점금속의 깔판막을 형성하여 Ti와 Al과 Ti의 3층의 적층막으로 하여도 좋고, Cr의 단층막이어도 좋다.
또한 본 실시형태로서는 게이트전극이 주사선으로부터 화소부에 연장되어 형성되는 종치형의 TFT의 형태를 나타내었지만, 게이트전극이 주사선의 일부를 공유하여 형성되는 횡치형의 TFT이어도 좋다.
실시형태18의 TN형액티브매트릭스기판은 4공정으로 제조할 수 있기 때문에, 생산효율과 재료에 대한 제품비율이 향상한다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 주사과 함께 형성된 투명절연성기판상의 도체층이 투명도전층과의 접속부를 제외하여 모두 게이트절연층으로 피복되어 있기 때문에, 신호선의 금속층이나 투명도전층의 에칭중에 하층의 주사선이나 게이트전극등의 회로요소가 침식되거나, 주사선과 신호선이 쇼트하는 일이 없어, 생산성을 향상시킬 수가 있다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 보호트랜지스터가 형성가능하고, 제조공정중에서의 불의의 전격으로부터 화소영역의 TFT를 보호할 수가 있다. 또한 주사선과 신호선간의 절연파괴를 방지할 수가 있어, 생산성을 향상시킬 수가 있다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 TFT부의 채널갭이 연장되는 방향의 반도체층의 양측측면의 일부가 보호절연층으로 피복되어 있기 때문에, 반도체층의 측면을 경로로 하는 리크를 방지할 수 있고, 박막트랜지스터의 신뢰성을 확보할 수가 있다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 신호선의 금속층이나 투명도전층의 에칭 시에 게이트전극상의 게이트절연층과 반도체층을 관통하는 개구부를 통해서 에칭액이 스며들어 게이트전극이나 주사선의 하층의 도전막이 침식되는 것을 방지할 수 있고, 생산성을 향상시킬 수가 있다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 신호선이 금속층과 투명도전층과로 적층되어 형성되어 있기 때문에, 신호선의 배선저항이 저감과 동시에 단선불량등에 의한 생산성의 저하가 억제되고, 또한 소스전극과 화소전극과가 투명도전층에 의해서 일체로 형성되어 있기 때문에, 접속에 의한 전기저항의 증대가 억제되어 신뢰성이 향상된다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 주사선이 Al과 Ti 등의 고융점금속과의 적층막으로 형성되어 있기 때문에, 주사선의 배선저항을 저감할 수 있다. 또한 주사선단자의 주사선드라이버와의 접속부가 ITO로 형성되어 있기 때문에, 단자부에서의 표면산화를 방지할 수 있고, 주사선드라이버와의 접속신뢰성을 확보할 수가 있다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 신호선의 하층에 반도체층이 형성되어 있기 때문에, 주사선과 신호선과의 절연내압이 향상된다. 또한 화소전극과 차광층과가 적어도 부분적으로 중첩하도록 형성되어 있기 때문에, 중첩어긋남 마진을 크게 잡지 않으면 안되는 칼라필터기판의 블랙매트릭스를 축소할 수 있고, 개구율을 향상시킬 수가 있다.
(실시형태19)
도 107a는 실시형태19의 액티브매트릭스기판의 1화소영역을 나타내는 투시평면도 이고, 도 107b는 선 A-A’에서 절단한 단면도, 도 107c는 선 B-B’에서 절단한 단면도, 도 107d는 선 C-C’에서 절단한 단면도이다. 또한 도 108∼도 111은 이 액티브매트릭스기판의 제조공정을 나타내는 도면으로, 각각 제1공정∼제3공정 및 TFT의 채널형성후를 나타낸다. 도 107과 같이, 도 108∼도 110a는 1화소영역을 나타내는 투시평면도, 도 108∼도 110b, c, d와 도 111a, b, c는 각각 상기 선 A-A’, 선 B-B’, 선 C-C’에서 절단한 단면도이다. 또한 도 112a는 이 액티브매트릭스기판의 단자부의 단면도로, 좌측이 주사선단자부위(GS)의, 오른쪽이 신호선단자부위(DS)의 각각 장변방향의 단면도이다. 도 112b∼d는 각각이 단자부분의 제1공정∼제3공정을 나타내는 도면이다.
이 실시형태19의 액티브매트릭스기판은 유리기판(1)상에 제1도체층(10)으로 이루어지는 복수의 주사선(11)과 제2도체층(50)으로 이루어지는 복수의 신호선(31)과가 게이트절연층(2)를 개재하여 직교하여 배열되고, 이 주사선(11)과 신호선(31)과의 교점부근의 TFT부(Tf)에 주사선(11)으로부터 연장되는 게이트전극(12)과, 이 게이트전극에 게이트절연층(2)를 개재하여 대향하는 섬형상의 비결정질 실리콘층(21) 및 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)과, 이 반도체층상에 제2도체층(50)으로 이루어져 채널갭(23)을 두고 형성된 한쌍의 드레인전극(32) 및 소스전극(33)과로 이루어지는 역스타가형TFT가 형성되고, 주사선(11)과 신호선(31)과에 둘러싸인 광이 투과하는 창문부(Wd)에 투명도전층(40)으로 이루어지는 화소전극(41)이 형성되며, 드레인전극(32)은 신호선(31)에, 소스전극(33)은 화소전극(41)에 각각 접속되어 TN형의 액티브매트릭스기판을 구성하고 있다.
이 액티브매트릭스기판에 있어서, 주사선(11), 게이트전극(12)을 형성하는 제1도체층(10)은 Al 또는 Al을 주체로 하는 합금으로 이루어지는 하층금속층(10A)과 Ti 등의 고융점금속 또는 그 질화막으로 이루어지는 상층금속층(10B)을 적층하여 형성되어 있다. 또한 신호선(31), 드레인전극(32), 소스전극(33)을 형성하는 제2도체층(50)은 Cr로 이루어지는 금속층(30)상에 ITO로 이루어지는 투명도전층(40)을 적층하여 형성되어 있다.
화소전극(41)은 소스전극(33)상층의 투명도전층(40)이 게이트절연층(2)과 반도체층(20)과 금속층(30)과의 적층막의 측면을 덮도록 유리기판(1)상에 수하하고, 나아가 유리기판(1)상을 창문부(Wd)로 연장되어 형성되어 있다.
또한 주사선(11)과 함께 형성된 유리기판(1)상의 도체층(10)의 측면은 모두 게이트절연층(2)으로 피복되어 있다. 또한 TFT부(Tf)의 채널갭(23)이 연장되는 방향의 비결정질 실리콘층(21)의 양측의 측면의 일부가 보호절연층(3)으로 피복되어 있다.
또 화소전극(41)은 전단의 주사선(11)내에 형성되는 축적공통전극(72)상에 게이트절연층(2)을 개재하여 중첩하도록 연장되어 축적용량전극(71)을 형성하고, 이 화소영역에서의 축적용량부(Cp)를 구성하고 있다. 또한 이 화소영역에는 게이트절연층(2)을 개재하여 일부가 화소전극(41)의 1변부와 중첩하도록, 제1도체층(10)으로 이루어지는 차광층(17)이 형성되어 있다.
이 실시형태19의 액티브매트릭스기판은 순차 이하의 4공정으로 제조할 수가 있다.
(제1공정) 도 108a∼d 및 도 112b에 나타낸 바와 같이, 우선 유리기판(1)상에 스패터링에 의해 연속하여 약 200nm의 Al로 이루어지는 하층금속층(10A)과 약 100nm의 Ti로 이루어지는 상층금속층(10B)을 막형성하여 제1도체층(10)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 주사선(11)과, 각각의 화소영역에서 주사선(11)으로부터 TFT부(Tf)에 연장되는 게이트전극(12)과, 전단의 주사선(11)내에 형성되는 축적공통전극(72)과, 차광층(17)을 남겨 제1도체층(10)을 에칭제거한다.
(제2공정) 도 109a∼d 및 도 112c에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 연속하여 약 400nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 게이트절연층(2)과, 약 250nm의 비결정질 실리콘층(21) 및 약 50nm의 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)과, 계속해서 스패터링에 의해 약 200nm의 Cr로 이루어지는 금속층(30)을 막형성한다. 다음에 포토리소그래피공정을 통해서, 게이트전극(12)상의 길이 방향선단측의 개구부(61), 게이트전극기부의 주사선(11)상의 개구부(62) 및 주사선단부(11b)상에 형성되는 개구부(63)를 제외하고, 적어도 상기 제1도체층(10){주사선(11), 게이트전극(12), 차광층(17)}의 상면 및 측면전체가 게이트절연층(2)으로 덮어지도록 남겨 금속층(30) 및 반도체층(20) 및 게이트절연층(2)를 순차 에칭제거한다. 이것에 의해서 창문부(Wd)에서 금속층(30) 및 반도체층(20) 및 게이트절연층(2)이 제거되어 유리기판(1)이 노출됨과 동시에, 게이트전극(12)상 및 주사선(11)상의 2개소에 제1도체층(10)에 달하는 개구부(61, 62)가 형성되고, 또한 주사선단부(11b)상에 제1도체층(10)에 달하는 개구부(63)가 형성된다.
(제3공정) 도 110a∼d 및 도 112d에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 스패터링에 의해 약 50nm의 ITO로 이루어지는 투명도전층(40)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 신호선(31)과, 신호선단자부위(DS)에 형성되는 신호선단자부(31a)와, 주사선단부(11b)상에 형성된 개구부(63)를 통해서 주사선단부(11b)에 접속하는 접속전극부(42)와, 이 접속전극부에서 더욱 금속층(30)상을 주사선단자부위(GS)로 연장되어 형성되는 주사선단자부(11a)와, 공통배선 및 공통배선단자부(도시않음)와, 각각의 화소영역에서 신호선으로부터 TFT부(Tf)로 연장되는 드레인전극(32)과, 화소전극(41)과, 이 화소전극으로부터 TFT부(Tf)로 연장되어 드레인전극(32)과 채널갭(23)을 두고 대향배치되는 소스전극(33)을 남겨 투명도전층(40)을 에칭제거하고, 이어서 노출된 금속층(30)을 에칭제거한다. 이때, 화소전극(41)의 변부는 축적용량부(Cp)에서 축적공통전극(72)과 중첩하도록 연장시켜 축적용량전극(71)을 형성하고, 또한 이변부에 인접하는 화소전극의 쌍방의 변부는 각각 차광층(17)과 적어도 일부가 중첩하도록 형성한다.
다음에 도 111a∼c에 나타낸 바와 같이, 상기 에칭에 사용한 마스크패턴 또는 마스크를 제거한 후의 투명도전층(40)을 마스크로하여 노출된 n+비결정질 실리콘층(22)을 에칭제거한다. 이것에 의해서 채널갭(23)이 형성됨과 동시에 이 채널갭이 연장되는 방향에 개구부(61, 62)를 넘어서 비결정질 실리콘층(21)이 노출한다.
(제4공정) 도 107a∼d 및 도 112a에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 약 150nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 보호절연층(3)을 형성하여, 포토리소그래피공정을 통해서, 화소전극(41) 및 주사선단자부(11a) 및 신호선단자부(31a) 및 공통배선단자부(도시하지 않음)위의 보호절연층(3)과, 적어도 신호선(31)의 상면 및 측면전체가 보호절연층(3)으로 덮어지도록 또한 TFT부(Tf)의 반도체층이 형성되도록 남겨, 보호절연층(3) 및 비결정질 실리콘층(21)을 순차 에칭제거한다. 이때, 상기 개구부(61, 62)와 보호절연층(3)의 변부를 교차시켜, 상기 개구부(61, 62)에 노출된 비결정질 실리콘층(21)의 채널갭(23)측의 측면의 일부를 보호절연층의 변부가 수하하여 덮도록 TFT부(Tf)의 보호절연층(3)을 남겨, 그 외측의 보호절연층 및 비결정질 실리콘층을 에칭제거한다. 이것에 의해서 투명도전층(40)으로 이루어지는 화소전극(41)과, 금속층(30) 및 투명도전층(40)의 적층막으로 이루어지는 신호선단자(35) 및 주사선단자15및 공통배선단자(도시하지 않음)를 노출시킨다. 마지막으로 약 280℃의 아닐공정을 거쳐서 액티브매트릭스기판을 완성시킨다.
또 여기서는 제1도체층에 Al과 Ti의 적층막을 사용한 형태를 나타내었지만, Al의 아래에 다시 Ti 등의 고융점금속의 깔판막을 형성하여 Ti와 Al과 Ti의 3층의 적층막으로 하여도 좋고, Cr나 Mo의 단층막이어도 좋다.
또한 본 실시형태로서는 게이트전극이 주사선으로부터 화소부에 연장되어 형성되는 종치형의 TFT의 형태를 나타내었지만, 게이트전극이 주사선의 일부를 공유하여 형성되는 횡치형의 TFT이어도 좋다.
실시형태19의 TN형액티브매트릭스기판은 4공정으로 제조할 수 있기 때문에, 생산효율과 재료에 대한 제품비율이 향상된다.
신호선의 금속층이나 투명도전층의 에칭 시에 주사선등의 회로요소의 침식이방지되는 효과, 정전보호의 효과, TFT의 신뢰성향상의 효과, 주사선이나 신호선의 저저항화등의 효과 및 절연내압이나 개구율의 향상의 효과에 관하여는, 실시형태18과 완전히 동일하다.
(실시형태20)
도 113a는 실시형태20의 액티브매트릭스기판의 1화소영역을 나타내는 투시평면도 이고, 도 113b는 선 A-A’에서 절단한 단면도, 도 113c는 선 B-B’에서 절단한 단면도, 도 113d는 선 C-C’에서 절단한 단면도이다. 또한 도 114∼도 117은 이 액티브매트릭스기판의 제조공정을 나타내는 도면으로, 각각 제1공정∼제3공정 및 TFT의 채널형성후를 나타낸다. 도 113과 같이, 도 114∼도 116a는 1화소영역을 나타내는 투시평면도, 도 114∼도 116b, c, d와 도 117a, b, c는 각각 상기 선 A-A’, 선 B-B’, 선 C-C’에서 절단한 단면도이다. 또한 도 118a는 이 액티브매트릭스기판의 단자부의 단면도로, 좌측이 주사선단자부위(GS)의, 오른쪽이 신호선단자부위(DS)의 각각 장변방향의 단면도이다. 도 118b∼d는 각각이 단자부분의 제1공정∼제3공정을 나타내는 도면이다.
이 실시형태20의 액티브매트릭스기판은 유리기판(1)상에 제1도체층(10)으로 이루어지는 복수의 주사선(11)과 복수의 신호선(31)과가 직교하여 배열되고, 이 주사선(11)과 신호선(31)과의 교점부근의 TFT부(Tf)에 주사선(11)으로부터 연장되는 게이트전극(12)과, 이 게이트전극에 게이트절연층(2)을 개재하여 대향하는 섬형상의 비결정질 실리콘층(21) 및 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)과, 이 반도체층상에 제2도체층(50)으로 이루어져 채널갭(23)을 두고형성된 한쌍의 드레인전극(32) 및 소스전극(33)과로 이루어지는 역스타가형TFT가 형성되고, 주사선(11)과 신호선(31)과에 둘러싸인 광이 투과하는 창문부(Wd)에 투명도전층(40)으로 이루어지는 화소전극(41)이 형성되며, 드레인전극(32)은 신호선(31)에, 소스전극(33)은 화소전극(41)에 각각 접속되어 TN형의 액티브매트릭스기판을 구성하고 있다.
이 액티브매트릭스기판에 있어서, 신호선(31)은 유리기판(1)상에서 인접하는 주사선(11)의 사이에 주사선과 비접촉에 형성된 제1도체층(10)으로 이루어지는 하층신호선(18)과, 인접하는 화소영역의 주사선(11)을 끼고 대향하는 하층신호선(18)에 금속층(30) 및 반도체층(20) 및 게이트절연층(2)을 관통하는 개구부(65)를 통해서 투명도전층(40)이 접속하는 제2도체층(50)으로 이루어지는 상층신호선(36)과로 형성되어 있다.
주사선(11), 게이트전극(12), 하층신호선(18)을 형성하는 제1도체층(10)은 Al 또는 Al을 주체로 하는 합금으로 이루어지는 하층금속층(10A)과 Ti 등의 고융점금속 또는 그 질화막으로 이루어지는 상층금속층(10B)을 적층하여 형성되어 있다. 또한 상층신호선(36), 드레인전극(32), 소스전극(33)을 형성하는 제2도체층(50)은 Cr로 이루어지는 금속층(30)상에 ITO로 이루어지는 투명도전층(40)을 적층하여 형성되어 있다.
화소전극(41)은 소스전극(33)상층의 투명도전층(40)이 게이트절연층(2)과 반도체층(20)과 금속층(30)과의 적층막의 측면을 덮도록 유리기판(1)상에 수하하여, 더욱 유리기판(1)상을 창문부(Wd)로 연장되어 형성되어 있다.
또한 주사선(11)과 함께 형성된 유리기판(1)상의 도체층(10)의 측면은 모두 게이트절연층(2)으로 피복되어 있다. 또한 TFT부(Tf)의 채널갭(23)이 연장되는 방향의 비결정질 실리콘층(21)의 양측의 측면의 일부가 보호절연층(3)으로 피복되어 있다.
또 화소전극(41)은 전단의 주사선(11)내에 형성되는 축적공통전극(72)상에 게이트절연층(2)을 개재하여 중첩하도록 연장되어 축적용량전극(71)을 형성하고, 이 화소영역에서의 축적용량부(Cp)를 구성하고 있다. 또한 이 화소영역에는 게이트절연층(2)을 개재하여 일부가 화소전극(41)의 1변부와 중첩하도록, 제1도체층(10)으로 이루어지는 차광층(17)이 형성되어 있다.
이 실시형태20의 액티브매트릭스기판은 순차 이하의 4공정으로 제조할 수가 있다.
(제1공정) 도 114a∼d 및 도 118b에 나타낸 바와 같이, 우선 유리기판(1)상에 스패터링에 의해 연속하여 약 200nm의 Al로 이루어지는 하층금속층(10A)과 약 100nm의 Ti로 이루어지는 상층금속층(10B)을 막형성하여 제1도체층(10)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 주사선(11)과, 주사선단자부위(GS)에 형성되는 주사선단자부(11a)와, 각각의 화소영역에서 주사선(11)으로부터 TFT부(Tf)로 연장되는 게이트전극(12)과, 인접하는 주사선(11)의 사이에 이 주사선과 비접촉으로 형성되어 신호선(31)의 일부가 되는 하층신호선(18)과, 전단의 주사선(11)내에 형성되는 축적공통전극(72)과, 차광층(17)을 남겨 제1도체층(10)을 에칭제거한다.
(제2공정) 도 115a∼d 및 도 118c에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 연속하여 약 400nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 게이트절연층(2)과, 약 250nm의 비결정질 실리콘층(21) 및 약 50nm의 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)과, 계속해서 스패터링에 의해 약 200nm의 Cr로 이루어지는 금속층(30)을 막형성한다. 다음에 포토리소그래피공정을 통해서, 게이트전극(12)상의 길이 방향선단측의 개구부(61), 게이트전극기부의 주사선(11)상의 개구부(62), 하층신호선(18)의 양단부상에 형성되는 개구부(65) 및 주사선단자부(11a)상에 형성되는 개구부(63)를 제외하고, 적어도 상기 제1도체층(10){주사선(11),주사선단자부(11a), 게이트전극(12), 하층신호선(18), 차광층(17)}의 상면 및 측면전체가 게이트절연층(2)으로 덮어지도록 남겨 금속층(30) 및 반도체층(20) 및 게이트절연층(2)을 순차 에칭제거한다. 이것에 의해서 창문부(Wd)에서 금속층(30) 및 반도체층(20) 및 게이트절연층(2)이 제거되어 유리기판(1)이 노출됨과 동시에, 각각 제1도체층(10)에 달하는 개구부(61, 62, 63, 65)가 형성된다.
(제3공정) 도 116a∼d 및 도 118d에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 스패터링에 의해 약 50nm의 ITO로 이루어지는 투명도전층(40)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 주사선단자부(11a)상에 형성된 개구부(63)를 통해서 주사선단자부(11a)에 접속하는 접속전극부(42)와, 신호선단자부위(DS)에 형성되는 신호선단자부(31a)와, 인접하는 화소영역의 주사선(11)을 끼고 대향하는 하층신호선(18)에 금속층(30) 및 반도체층(20) 및 게이트절연층(2)을 관통하는 개구부(65)를 통해서 접속하는 상층신호선(36)과, 공통배선 및 공통배선단자부(도시하지 않음)와, 각각의 화소영역에서 상층신호선(36)으로부터 TFT부(Tf)로 연장되는 드레인전극(32)과, 화소전극(41)과, 이 화소전극으로부터 TFT부(Tf)로 연장되어 드레인전극(32)과 채널갭(23)을 두고 대향배치되는 소스전극(33)을 남겨 투명도전층(40)을 에칭제거하고, 이어서 노출된 금속층(30)을 에칭제거한다. 이때, 화소전극(41)의 변부는 축적용량부(Cp)에서 축적공통전극(72)과 중첩하도록 연장시켜 축적용량전극(71)을 형성하고, 또한 이 변부에 인접하는 화소전극의 쌍방의 변부는 각각 차광층(17)과 적어도 일부가 중첩하도록 형성한다.
다음에 도 117a∼c에 나타낸 바와 같이, 상기 에칭에 사용한 마스크패턴 또는 마스크를 제거한 후의 투명도전층(40)을 마스크로하여 노출된 n+비결정질 실리콘층(22)을 에칭제거한다. 이것에 의해서 채널갭(23)이 형성됨과 동시에 이 채널갭이 연장되는 방향으로 개구부(61, 62)를 넘어서 비결정질 실리콘층(21)이 노출된다.
(제4공정) 도 113a∼d 및 도 118a에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 약 150nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 보호절연층(3)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 화소전극(41) 및 주사선단자부(11a)상의 접속전극부(42) 및 신호선단자부(31a) 및 공통배선단자부(도시하지 않음)위의 보호절연층(3)과, 적어도 상층신호선(36)의 상면 및 측면전체가 보호절연층(3)으로 덮어지도록 또한 TFT부(Tf)의 반도체층이 형성되도록 남기고, 보호절연층(3) 및 비결정질 실리콘층(21)을 순차 에칭제거한다. 이때, 상기 개구부(61, 62)와 보호절연층(3)의 변부를 교차시켜, 상기 개구부(61, 62)에 노출된 비결정질 실리콘층(21)의채널갭(23)측의 측면의 일부를 보호절연층의 변부가 수하하여 덮도록 TFT부(Tf)의 보호절연층(3)을 남겨, 그 외측의 보호절연층 및 비결정질 실리콘층을 에칭제거한다. 이것에 의해서 투명도전층(40)으로 이루어지는 화소전극(41)과, 금속층(30) 및 투명도전층(40)의 적층막으로 이루어지는 신호선단자(35) 및 공통배선단자(도시하지 않음)와, 제1도체층(10)상에 금속층(30) 및 반도체층(20) 및 게이트절연층(2)을 관통하는 개구부(63)를 통해서 투명도전층(40)이 적층된 주사선단자(15)를 노출시킨다. 마지막으로 약 280℃의 아닐공정을 거쳐서 액티브매트릭스기판을 완성시킨다.
또 여기서는 제1도체층에 Al과 Ti의 적층막을 사용한 형태를 나타내었지만, Al의 아래에 다시 Ti 등의 고융점금속의 깔판막을 형성하여 Ti와 Al과 Ti의 3층의 적층막으로 하여도 좋고, Cr의 단층막이어도 좋다.
또한 본 실시형태로서는 게이트전극이 주사선으로부터 화소부에 연장되어 형성되는 종치형의 TFT의 형태를 나타내었지만, 게이트전극이 주사선의 일부를 공유하여 형성되는 횡치형의 TFT이어도 좋다.
실시형태20의 TN 형액티브매트릭스기판은 4공정으로 제조할 수 있기 때문에, 생산효율과 재료에 대한 제품의 비율이 향상된다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 신호선의 일부가 하층신호선으로서 화소전극과 다른 층에 형성되어 있기 때문에, 신호선과 화소전극과의 쇼트를 저감할 수 있고, 생산성을 향상시킬 수가 있다.
신호선의 금속층이나 투명도전층의 에칭 시에 주사선등의 회로요소의 침식이방지되는 효과, 정전보호의 효과, TFT의 신뢰성향상의 효과, 주사선이나 신호선의 저저항화등의 효과 및 절연내압이나 개구율의 향상의 효과에 관하여는, 실시형태18과 완전히 동일하다.
(실시형태21)
도 119a는 실시형태21의 액티브매트릭스기판의 1화소영역을 나타내는 투시평면도 이고, 도 119b는 선 A-A’에서 절단한 단면도, 도 119c는 선 B-B’에서 절단한 단면도, 도 119d는 선 C-C’에서 절단한 단면도이다. 또한 도 120∼도 123은 이 액티브매트릭스기판의 제조공정을 나타내는 도면으로, 각각 제1공정∼제3공정 및 TFT의 채널형성후를 나타낸다. 도 119와 같이, 도 120∼도 122a는 1화소영역을 나타내는 투시평면도, 도 120∼도 122b, c, d와 도 123a, b, c는 각각 상기 선 A-A’, 선 B-B’, 선 C-C’에서 절단한 단면도이다. 또한 도 124a는 이 액티브매트릭스기판의 단자부의 단면도로, 좌측이 주사선단자부위(GS)의, 오른쪽이 신호선단자부위(DS)의 각각 장변방향의 단면도이다. 도 124b∼d는 각각이 단자부분의 제1공정∼제3공정을 나타내는 도면이다.
이 실시형태21의 액티브매트릭스기판은 유리기판(1)상에 제1도체층(10)으로 이루어지는 복수의 주사선(11)과 복수의 신호선(31)이 직교하여 배열되고, 이 주사선(11)과 신호선(31)과의 교점부근의 TFT부(Tf)에 주사선(11)으로부터 연장되는 게이트전극(12)과, 이 게이트전극에 게이트절연층(2)을 개재하여 대향하는 섬형상의 비결정질 실리콘층(21) 및 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)과, 이 반도체층상에 제2도체층으로 이루어져 채널갭(23)을 두고 형성된 한쌍의 드레인전극(32) 및 소스전극(33)과로 이루어지는 역스타가형TFT가 형성되고, 주사선(11)과 신호선(31)과에 둘러싸인 광이 투과하는 창문부(Wd)에 투명도전층(40)으로 이루어지는 화소전극(41)이 형성되며, 드레인전극(32)은 신호선(31)에, 소스전극(33)은 화소전극(41)에 각각 접속되어 TN형의 액티브매트릭스기판을 구성하고 있다.
이 액티브매트릭스기판에 있어서, 신호선(31)은 유리기판(1)상에서 인접하는 주사선(11)의 사이에 주사선과 비접촉으로 형성된 제1도체층(10)으로 이루어지는 하층신호선(18)과, 인접하는 화소영역의 주사선(11)을 끼고 대향하는 하층신호선(18)에 금속층(30) 및 반도체층(20) 및 게이트절연층(2)을 관통하는 개구부(65)를 통해서 투명도전층(40)이 접속하는 제2도체층(50)으로 이루어지는 상층신호선(36)과로 형성되어 있다.
주사선(11), 게이트전극(12), 하층신호선(18)을 형성하는 제1도체층(10)은 Al 또는 Al을 주체로 하는 합금으로 이루어지는 하층금속층(10A)과 Ti 등의 고융점금속 또는 그 질화막으로 이루어지는 상층금속층(10B)을 적층하여 형성되어 있다. 또한 상층신호선(36), 드레인전극(32), 소스전극(33)을 형성하는 제2도체층(50)은 Cr로 이루어지는 금속층(30)상에 ITO로 이루어지는 투명도전층(40)을 적층하여 형성되어 있다.
화소전극(41)은 소스전극(33)상층의 투명도전층(40)이 게이트절연층(2)과 반도체층(20)과 금속층(30)과의 적층막의 측면을 덮도록 유리기판(1)상에 수하하고, 나아가 유리기판(1)상을 창문부(Wd)로 연장되어 형성되어 있다.
또한 주사선(11)과 함께 형성된 유리기판(1)상의 도체층(10)의 측면은 모두 게이트절연층(2)으로 피복되어 있다. 또한 TFT부(Tf)의 채널갭(23)이 연장되는 방향의 비결정질 실리콘층(21)의 양측의 측면의 일부가 보호절연층(3)으로 피복되어 있다.
또 화소전극(41)은 전단의 주사선(11)내에 형성되는 축적공통전극(72)상에 게이트절연층(2)을 개재하여 중첩하도록 연장되어 축적용량전극(71)을 형성하고, 이 화소영역에서의 축적용량부(Cp)를 구성하고 있다. 또한 이 화소영역에는 게이트절연층(2)을 개재하여 일부가 화소전극(41)의 1변부와 중첩하도록, 제1도체층(10)으로 이루어지는 차광층(17)이 형성되어 있다.
이 실시형태21의 액티브매트릭스기판은 순차 이하의 4공정으로 제조할 수가 있다.
(제1공정) 도 120a∼d 및 도 124b에 나타낸 바와 같이, 우선 유리기판(1)상에 스패터링에 의해 연속하여 약 200nm의 Al로 이루어지는 하층금속층(10A)과 약 100nm의 Ti로 이루어지는 상층금속층(10B)을 막형성하여 제1도체층(10)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 주사선(11)과, 각각의 화소영역에서 주사선(11)으로부터 TFT부(Tf)로 연장되는 게이트전극(12)과, 인접하는 주사선(11)의 사이에 이 주사선과 비접촉으로 형성되어 신호선(31)의 일부가 되는 하층신호선(18)과, 전단의 주사선(11)내에 형성되는 축적공통전극(72)과, 차광층(17)을 남겨 제1도체층(10)을 에칭제거한다.
(제2공정) 도 121a∼d 및 도 124c에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 연속하여 약 400nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 게이트절연층(2)과, 약 250nm의 비결정질 실리콘층(21) 및 약 50nm의 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)과, 계속해서 스패터링에 의해 약 200nm의 Cr로 이루어지는 금속층(30)을 막형성한다. 다음에 포토리소그래피공정을 통해서, 게이트전극(12)상의 길이방향선단측의 개구부(61), 게이트전극기부의 주사선(11)상의 개구부(62), 하층신호선(18)의 양단부상에 형성되는 개구부(65) 및 주사선단부(11b)상에 형성되는 개구부(63)를 제외하고, 적어도 상기 제1도체층(10){주사선(11), 게이트전극(12), 하층신호선(18), 차광층(17)}의 상면 및 측면전체가 게이트절연층(2)으로 덮어지도록 남겨 금속층(30) 및 반도체층(20) 및 게이트절연층(2)을 순차 에칭제거한다. 이것에 의해서 창문부(Wd)에서 금속층(30) 및 반도체층(20) 및 게이트절연층(2)이 제거되어 유리기판(1)이 노출됨과 동시에, 각각 제1도체층(10)에 달하는 개구부(61, 62, 63, 65)가 형성된다.
(제3공정) 도 122a∼d 및 도 124d에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 스패터링에 의해 약 50nm의 ITO로 이루어지는 투명도전층(40)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 주사선단부(11b)상에 형성된 개구부(63)를 통해서 주사선단부(11b)에 접속하는 접속전극부(42)와, 이 접속전극부에서 더욱 금속층(30)상을 주사선단자부위(GS)로 연장되어 형성되는 주사선단자부(11a)와, 신호선단자부위(DS)에 형성되는 신호선단자부(31a)와, 인접하는 화소영역의 주사선(11)을 끼고 대향하는 하층신호선(18)에 금속층(30) 및 반도체층(20) 및 게이트절연층(2)을 관통하는 개구부(65)를 통해서 접속하는 상층신호선(36)과, 공통배선 및 공통배선단자부(도시하지 않음)와, 각각의 화소영역에서, 상층신호선(36)으로부터 TFT부(Tf)로 연장되는 드레인전극(32)과, 화소전극(41)과, 이 화소전극으로부터 TFT부(Tf)로 연장되어 드레인전극(32)과 채널갭(23)을 두고 대향배치되는 소스전극(33)을 남겨 투명도전층(40)을 에칭제거하고, 이어서 노출된 금속층(30)을 에칭제거한다. 이때, 화소전극(41)의 변부는 축적용량부(Cp)에서 축적공통전극(72)과 중첩하도록 연장시켜 축적용량전극(71)을 형성하고, 또한 이 변부에 인접하는 화소전극의 쌍방의 변부는 각각 차광층(17)과 적어도 일부가 중첩하도록 형성한다.
다음에 도 123a∼c에 나타낸 바와 같이, 상기 에칭에 사용한 마스크패턴 또는 마스크를 제거한 후의 투명도전층(40)을 마스크로하여 노출된 n+비결정질 실리콘층(22)을 에칭제거한다. 이것에 의해서 채널갭(23)이 형성됨과 동시에 이 채널갭이 연장되는 방향으로 개구부(61, 62)를 넘어서 비결정질 실리콘층(21)이 노출된다.
(제4공정) 도 119a∼d 및 도 123a에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 약 150nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 보호절연층(3)을 형성하여, 포토리소그래피공정을 통해서, 화소전극(41) 및 주사선단자부(11a) 및 신호선단자부(31a) 및 공통배선단자부(도시하지 않음)위의 보호절연층(3)과, 적어도 상층신호선(36)의 상면 및 측면전체가 보호절연층(3)으로 덮어지도록 또한 TFT부(Tf)의 반도체층이 형성되도록 남겨, 보호절연층(3) 및 비결정질 실리콘층(21)을 순차 에칭제거한다. 이때, 개구부(61, 62)와 보호절연층(3)의 변부를 교차시켜, 상기 개구부(61, 62)에 노출된 비결정질 실리콘층(21)의 채널갭(23)측의 측면의 일부를 보호절연층의 변부가 수하하여 덮도록 TFT부(Tf)의 보호절연층(3)을 남겨, 그 외측의 보호절연층 및 비결정질 실리콘층을 에칭제거한다. 이것에 의해서 투명도전층(40)으로 이루어지는 화소전극(41)과, 금속층(30) 및 투명도전층(40)의 적층막으로 이루어지는 주사선단자(15) 및 신호선단자(35) 및 공통배선단자(도시하지 않음)를 노출시킨다. 마지막으로 약 280℃의 아닐공정을 거쳐서 액티브매트릭스기판을 완성시킨다.
또 여기서는 제1도체층에 Al과 Ti의 적층막을 사용한 형태를 나타내었지만, Al의 아래로 다시 Ti 등의 고융점금속의 깔판막을 형성하고 Ti와 Al과 Ti의 3층의 적층막으로 하여도 좋고, Cr나 Mo의 단층막이어도 좋다.
또한 본 실시형태로서는 게이트전극이 주사선으로부터 화소부에 연장되어 형성되는 종치형의 TFT의 형태를 나타내었지만, 게이트전극이 주사선의 일부를 공유하여 형성되는 횡치형의 TFT이어도 좋다.
실시형태21의 TN형액티브매트릭스기판은 4공정으로 제조할 수 있기 때문에, 생산효율과 재료에 대한 제품비율이 향상된다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 신호선의 일부가 하층신호선으로서 화소전극과 다른 층에 형성되어 있기 때문에, 신호선과 화소전극과의 쇼트를 저감할 수 있고, 생산성을 향상시킬 수가 있다.
신호선의 금속층이나 투명도전층의 에칭 시에 주사선등의 회로요소의 침식이 방지되는 효과, 정전보호의 효과, TFT의 신뢰성향상의 효과, 주사선이나 신호선의 저저항화등의 효과 및 절연내압이나 개구율의 향상의 효과에 관하여는, 실시형태18과 완전히 동일하다.
(실시형태22)
도 125a는 실시형태22의 액티브매트릭스기판의 1화소영역을 나타내는 투시평면도 이고, 도 125b는 선 A-A’에서 절단한 단면도, 도 125c는 선 B-B’에서 절단한 단면도, 도 125d는 선 C-C’에서 절단한 단면도이다. 또한 도 126∼도 128은 이 액티브매트릭스기판의 제조공정을 나타내는 도면으로, 각각 제1공정∼제3공정을 나타낸다. 도 125와 같이, 도 126∼도 128a는 1화소영역을 나타내는 투시평면도, 도 126∼도 128b, c, d는 각각 상기 선 A-A’, 선 B-B’, 선 C-C’에서 절단한 단면도이다. 또한 도 129a는 이 액티브매트릭스기판의 단자부의 단면도로, 좌측이 주사선단자부위(GS)의, 오른쪽이 신호선단자부위(DS)의 각각 장변방향의 단면도이다. 도 129b∼d는 각각이 단자부분의 제1공정∼제3공정을 나타내는 도면이다.
이 실시형태22의 액티브매트릭스기판은 유리기판(1)상에 제1도체층(10)으로 이루어지는 복수의 주사선(11)과 제2도체층(50)으로 이루어지는 복수의 신호선(31)과가 게이트절연층(2)을 개재하여 직교하여 배열되고, 이 주사선(11)과 신호선(31)과의 교점부근의 TFT부(Tf)에 주사선(11)으로부터 연장되는 게이트전극(12)과, 이 게이트전극에 게이트절연층(2)을 개재하여 대향하는 섬형상의 비결정질 실리콘층(21) 및 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)과, 이 반도체층상에 제2도체층(50)으로 이루어져 채널갭(23)을 두고 형성된 한쌍의 드레인전극(32) 및 소스전극(33)과로 이루어지는 역스타가형TFT가 형성되고, 주사선(11)과 신호선(31)과에 둘러싸인 광이 투과하는 창문부(Wd)에 투명도전층(40)으로 이루어지는 화소전극(41)이 형성되며, 드레인전극(32)은 신호선(31)에, 소스전극(33)은 화소전극(41)에 각각 접속되어 TN 형의 액티브매트릭스기판을 구성하고 있다.
실시형태18과 같이, 이 액티브매트릭스기판에 있어서, 주사선(11), 게이트전극(12)을 형성하는 제1도체층(10)은 Al 또는 Al을 주체로 하는 합금으로 이루어지는 하층금속층(10A)과 Ti, Ta, Nb, Cr나 이들 합금등의 고융점금속 또는 이들의 질화막으로 이루어지는 상층금속층(10B)을 적층하여 형성되어 있다. 또한 신호선(31), 드레인전극(32), 소스전극(33)을 형성하는 제2도체층(50)은 Cr로 이루어지는 금속층(30)상에 ITO로 이루어지는 투명도전층(40)을 적층하여 형성되어 있다.
화소전극(41)은 소스전극(33)상층의 투명도전층(40)이 게이트절연층(2)과 반도체층(20)과 금속층(30)과의 적층막의 측면을 덮도록 유리기판(1)상에 수하하고, 나아가 유리기판(1)상을 창문부(Wd)로 연장되고 형성되어 있다.
또한 주사선(11)과 함께 형성된 유리기판(1)상의 도체층(10)의 측면은 모두 게이트절연층(2)으로 피복되어 있다. 또한 TFT부(Tf)의 채널갭(23)이 연장되는 방향의 비결정질 실리콘층(21)의 양측의 측면의 일부가 보호절연층(3)으로 피복되어 있다.
본 실시형태가 실시형태18과 다른 점은 TFT부(Tf)에서의 n+비결정질 실리콘층(22)이 V속원소인 인의 도핑처리에 의해 형성되고, 그 오믹콘택층의 두께가 3nm∼6nm의 범위내로 되어 있는 것이다.
또 화소전극(41)은 전단의 주사선(11)내에 형성되는 축적공통전극(72)상에게이트절연층(2)을 개재하여 중첩하도록 연장되어 축적용량전극(71)을 형성하고, 이 화소영역에서의 축적용량부(Cp)를 구성하고 있다. 또한 이 화소영역에는 게이트절연층(2)을 개재하여 일부가 화소전극(41)의 1변부와 중첩하도록, 제1도체층(10)으로 이루어지는 차광층(17)이 형성되어 있다.
이 실시형태22의 액티브매트릭스기판은 순차 이하의 4공정으로 제조할 수가 있다.
(제1공정) 도 126a ∼d 및 도 129b에 나타낸 바와 같이, 우선 유리기판(1)상에 스패터링에 의해 연속하여 약 200nm의 Al로 이루어지는 하층금속층(10A)과 약 100nm의 Ti로 이루어지는 상층금속층(10B)을 막형성하여 제1도체층(10)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 주사선(11)과, 주사선단자부위(GS)에 형성되는 주사선단자부(11a)와, 각각의 화소영역에서 주사선(11)으로부터 TFT부(Tf)로 연장되는 게이트전극(12)과, 전단의 주사선(11)내에 형성되는 축적공통전극(72)과, 차광층(17)을 남기고 제1도체층(10)을 에칭제거한다.
(제2공정) 도 127a∼d 및 도 129c에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 연속하여 약 400nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 게이트절연층(2)과, 약 100nm의 비결정질 실리콘층(21)을 막형성하여, 동일진공속에서 PH3플라즈마처리에의한 인의 도핑처리를 하여 비결정질 실리콘층(21)의 표층에 3nm∼6nm의 범위내의 n+비결정질 실리콘층으로 이루어지는 오믹콘택층을 형성한 후, 계속해서 스패터링에 의해 약 200nm의 Cr로 이루어지는 금속층(30)을 막형성한다. 다음에 포토리소그래피공정을 통해서, 게이트전극(12)상의 길이 방향선단측의개구부(61), 게이트전극기부의 주사선(11)상의 개구부(62) 및 주사선단자부(11a)상에 형성되는 개구부(63)를 제외하고, 적어도 상기 제1도체층(10){주사선(11), 주사선단자부(11a), 게이트전극(12),차광층(17)}의 상면 및 측면전체가 게이트절연층(2)으로 덮어지도록 남겨 금속층(30) 및 반도체층(20) 및 게이트절연층(2)를 순차 에칭제거한다. 이것에 의해서 창문부(Wd)에서 금속층(30) 및 반도체층(20) 및 게이트절연층(2)이 제거되어 유리기판(1)이 노출됨과 동시에, 게이트전극(12)상 및 주사선(11)상의 2개소에 도체층(10)에 달하는 개구부(61, 62)가 형성되고, 또한 주사선단자부(11a)상에 도체층(10)에 달하는 개구부(63)가 형성된다.
(제3공정) 도 128a∼d 및 도 129d에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 스패터링에 의해 약 50nm의 ITO로 이루어지는 투명도전층(40)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 신호선(31)과, 신호선단자부위(DS)에 형성되는 신호선단자부(31a)와, 주사선단자부(11a)상에 형성된 개구부(63)를 통해서 주사선단자부(11a)에 접속하는 접속전극부(42)와, 공통배선과 공통배선단자부(도시하지 않음)와, 각각의 화소영역에서 신호선으로부터 TFT부(Tf)에 연장되는 드레인전극(32)과, 화소전극(41)과, 이 화소전극으로부터 TFT부(Tf)로 연장되어 드레인전극(32)과 채널갭(23)을 두고 대향배치되는 소스전극(33)을 남겨 투명도전층(40)을 에칭제거한다. 이어서 노출된 금속층(30) 및 n+비결정질 실리콘층(22)을 순차 에칭제거한다. 이것에 의해서 채널갭(23)이 형성됨과 동시에 이 채널갭이 연장되는 방향으로 개구부(61, 62)를 넘어서 비결정질 실리콘층(21)이 노출된다. 이때, 화소전극(41)의 변부는 축적용량부(Cp)에서 축적공통전극(72)과 중첩하도록 연장시켜 축적용량전극(71)을 형성하고, 또한 이 변부에 인접하는 화소전극의 쌍방의 변부는 각각 차광층(17)과 적어도 일부가 중첩하도록 형성한다.
(제4공정) 도 125a∼d 및 도 129a에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 약 150nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 보호절연층(3)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 화소전극(41) 및 주사선단자부(11a)상의 접속전극부(42) 및 신호선단자부(31a) 및 공통배선단자부(도시하지 않음)위의 보호절연층(3)과, 적어도 신호선(31)의 상면 및 측면전체가 보호절연층(3)으로 덮어지도록 또한 TFT부(Tf)의 반도체층이 형성되도록 남기고, 보호절연층(3) 및 비결정질 실리콘층(21)을 순차 에칭제거한다. 이때, 상기 개구부(61, 62)와 보호절연층(3)의 변부를 교차시켜, 상기 개구부(61, 62)에 노출된 비결정질 실리콘층(21)의 채널갭(23)측의 측면의 일부를 보호절연층의 변부가 수하하여 덮도록 TFT부(Tf)의 보호절연층(3)을 남겨, 그 외측의 보호절연층 및 비결정질 실리콘층을 에칭제거한다. 이것에 의해서 투명도전층(40)으로 이루어지는 화소전극(41)과, 금속층(30) 및 투명도전층(40)의 적층막으로 이루어지는 신호선단자(35) 및 공통배선단자(도시하지 않음)와, 제1도체층(10)상에 금속층(30) 및 반도체층(20) 및 게이트절연층(2)을 관통하는 개구부(63)를 통해서 투명도전층(40)이 적층된 주사선단자(15)를 노출시킨다. 마지막으로 약 280℃의 아닐공정을 거쳐서 액티브매트릭스기판을 완성시킨다.
또 여기서는 제1도체층에 Al과 Ti의 적층막을 사용한 형태를 나타내었지만, Al의 아래로 다시 Ti 등의 고융점금속의 깔판막을 형성하고 Ti와 Al과 Ti의 3층의적층막으로 하여도 좋고, Cr의 단층막이어도 좋다.
또한 본 실시형태에서는 게이트전극이 주사선으로부터 화소부에 연장되어 형성되는 종치형의 TFT의 형태를 나타내었지만, 게이트전극이 주사선의 일부를 공유하여 형성되는 횡치형의 TFT이어도 좋다.
실시형태22의 TN형액티브매트릭스기판은 4공정으로 제조할 수 있기 때문에, 생산효율과 재료에 대한 제품비율이 향상된다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 드레인전극 및 소스전극의 에칭 시에 반도체층상층의 오믹콘택층도 동시에 에칭할 수 있고, 더욱이 반도체층의 막두께를 100nm 정도 에 엷게 할 수 있기 때문에, 생산효율을 상승시킬 수 있으면서 동시에, 반도체층의 종방향의 저항치를 저감할 수 있고, TFT의 기록 능력을 향상시킬 수 있다.
신호선의 금속층이나 투명도전층의 에칭 시에 주사선등의 회로요소의 침식이 방지되는 효과, 정전보호의 효과, TFT의 신뢰성향상의 효과, 주사선이나 신호선의 저저항화등의 효과 및 절연내압이나 개구율의 향상의 효과에 관하여는, 실시형태18과 완전히 동일하다.
(실시형태23)
도 130a는 실시형태23의 액티브매트릭스기판의 1화소영역을 나타내는 투시평면도 이고, 도 130b는 선 A-A’에서 절단한 단면도, 도 130c는 선 B-B’에서 절단한 단면도, 도 130d는 선 C-C’에서 절단한 단면도이다. 또한 도 131∼도 133은 이 액티브매트릭스기판의 제조공정을 나타내는 도면으로, 각각 제1공정∼제3공정을 나타낸다. 도 130과 같이, 도 131∼도 133a는 1화소영역을 나타내는 투시평면도, 도131∼도 133b, c, d는 각각 상기 선 A-A’, 선 B-B’, 선 C-C’에서 절단한 단면도이다. 또한 도 134a는 이 액티브매트릭스기판의 단자부의 단면도로, 좌측이 주사선단자부위(GS)의, 오른쪽이 신호선단자부위(DS)의 각각 장변방향의 단면도이다. 도 134b∼d는 각각이 단자부분의 제1공정∼제3공정을 나타내는 도면이다.
이 실시형태23의 액티브매트릭스기판은 유리기판(1)상에 제1도체층(10)으로 이루어지는 복수의 주사선(11)과 제2도체층(50)으로 이루어지는 복수의 신호선(31)과가 게이트절연층(2)을 개재하여 직교하여 배열되고, 이 주사선(11)과 신호선(31)과의 교점부근의 TFT부(Tf)에 주사선(11)으로부터 연장되는 게이트전극(12)과, 이 게이트전극에 게이트절연층(2)을 개재하여 대향하는 섬형상의 비결정질 실리콘층(21) 및 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)과, 이 반도체층상에 제2도체층(50)으로 이루어져 채널갭(23)을 두고 형성된 한쌍의 드레인전극(32) 및 소스전극(33)과로 이루어지는 역스타가형TFT가 형성되고, 주사선(11)과 신호선(31)과에 둘러싸인 광이 투과하는 창문부(Wd)에 투명도전층(40)으로 이루어지는 화소전극(41)이 형성되며, 드레인전극(32)은 신호선(31)에, 소스전극(33)은 화소전극(41)에 각각 접속되어 TN형의 액티브매트릭스기판을 구성하고 있다.
실시형태19와 같이, 이 액티브매트릭스기판에 있어서, 주사선(11), 게이트전극(12)을 형성하는 제1도체층(10)은 Al 또는 Al을 주체로 하는 합금으로 이루어지는 하층금속층(10A)과 Ti 등의 고융점금속 또는 그 질화막으로 이루어지는 상층금속층(10B)을 적층하여 형성되어 있다. 또한 신호선(31), 드레인전극(32), 소스전극(33)을 형성하는 제2도체층(50)은 Cr로 이루어지는 금속층(30)상에 ITO로이루어지는 투명도전층(40)을 적층하여 형성되어 있다.
화소전극(41)은 소스전극(33)상층의 투명도전층(40)이 게이트절연층(2)과 반도체층(20)과 금속층(30)과의 적층막의 측면을 덮도록 유리기판(1)상에 수하하고, 나아가 유리기판(1)상을 창문부(Wd)로 연장되어 형성되어 있다.
또한 주사선(11)과 함께 형성된 유리기판(1)상의 도체층(10)의 측면은 모두 게이트절연층(2)으로 피복되어 있다. 또한 TFT부(Tf)의 채널갭(23)이 연장되는 방향의 비결정질 실리콘층(21)의 양측의 측면의 일부가 보호절연층(3)으로 피복되어 있다.
본 실시형태가 실시형태19와 다른 점은, TFT부(Tf)에서의 n+비결정질 실리콘층(22)이 V속원소인 인의 도핑처리에 의해 형성되고, 그 오믹콘택층의 두께가 3nm∼6nm의 범위내로 되어 있는 것이다.
또 화소전극(41)은 전단의 주사선(11)내에 형성되는 축적공통전극(72)상에 게이트절연층(2)을 개재하여 중첩하도록 연장되어 축적용량전극(71)을 형성하고, 이 화소영역에서의 축적용량부(Cp)를 구성하고 있다. 또한 이 화소영역에는 게이트절연층(2)을 개재하여 일부가 화소전극(41)의 1변부와 중첩하도록, 제1도체층(10)으로 이루어지는 차광층(17)이 형성되어 있다.
이 실시형태23의 액티브매트릭스기판은 순차 이하의 4공정으로 제조할 수가 있다.
(제1공정) 도 131a∼d 및 도 134b에 나타낸 바와 같이, 우선 유리기판(1)상에 스패터링에 의해 연속하여 약 200nm의 Al로 이루어지는 하층금속층(10A)과 약100nm의 Ti로 이루어지는 상층금속층(10B)을 막형성하여 제1도체층(10)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 주사선(11)과, 각각의 화소영역에서 주사선(11)으로부터 TFT부(Tf)에 연장되는 게이트전극(12)과, 전단의 주사선(11)내에 형성되는 축적공통전극(72)과, 차광층(17)을 남겨 제1도체층(10)을 에칭제거한다.
(제2공정) 도 132a∼d 및 도 134c에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 연속하여 약 400nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 게이트절연층(2)과, 약 100nm의 비결정질 실리콘층(21)을 막형성하여, 동일진공속에서 PH3플라즈마처리에 의한 인의 도핑처리를 하여 비결정질 실리콘층(21)의 표층에 3nm∼6nm의 범위내의 n+비결정질 실리콘층으로 이루어지는 오믹콘택층을 형성한 후, 계속해서 스패터링에 의해 약 200nm의 Cr로 이루어지는 금속층(30)을 막형성한다. 다음에 포토리소그래피공정을 통해서, 게이트전극(12)상의 길이 방향선단측의 개구부(61), 게이트전극기부의 주사선(11)상의 개구부(62) 및 주사선단부(11b)상에 형성되는 개구부(63)를 제외하고, 적어도 상기 제1도체층(10){주사선(11), 게이트전극(12), 차광층(17)}의 상면 및 측면전체가 게이트절연층(2)으로 덮어지도록 남겨 금속층(30) 및 반도체층(20) 및 게이트절연층(2)를 순차 에칭제거한다. 이것에 의해서 창문부(Wd)에서 금속층(30) 및 반도체층(20) 및 게이트절연층(2)이 제거되어 유리기판(1)이 노출됨과 동시에, 게이트전극(12)상 및 주사선(11)상의 2개소에 도체층(10)에 달하는 개구부(61, 62)가 형성되며, 또한 주사선단부(11b)상에 도체층(10)에 달하는 개구부(63)가 형성된다.
(제3공정) 도 133a∼d 및 도 134d에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 스패터링에 의해 약 50nm의 ITO로 이루어지는 투명도전층(40)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 신호선(31)과, 신호선단자부위(DS)에 형성되는 신호선단자부(31a)와, 주사선단부(11b)상에 형성된 개구부(63)를 통해서 주사선단자부(11b)에 접속하는 접속전극부(42)와, 이 접속전극부에서 더욱 금속층(30)상을 주사선단자부위(GS)로 연장되어 형성되는 주사선단자부(11a)와, 공통배선 및 공통배선단자부(도시하지 않음)와, 각각의 화소영역에서 신호선으로부터 TFT부(Tf)로 연장되는 드레인전극(32)과, 화소전극(41)과, 이 화소전극으로부터 TFT부(Tf)로 연장되어 드레인전극(32)과 채널갭(23)을 두고 대향배치되는 소스전극(33)을 남겨 투명도전층(40)을 에칭제거한다. 이어서 노출된 금속층(30) 및 n+비결정질 실리콘층(22)을 순차 에칭제거한다. 이것에 의해서 채널갭(23)이 형성됨과 동시에 이 채널갭이 연장되는 방향으로 개구부(61, 62)를 넘어서 비결정질 실리콘층(21)이 노출된다. 이때, 화소전극(41)의 변부는 축적용량부(Cp)에서 축적공통전극(72)과 중첩하도록 연장시켜 축적용량전극(71)을 형성하고, 또한 이 변부에 인접하는 화소전극의 쌍방의 변부는 각각 차광층(17)과 적어도 일부가 중첩하도록 형성한다.
(제4공정) 도 130a∼d 및 도 134a에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 약 150nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 보호절연층(3)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 화소전극(41) 및 주사선단자부(11a) 및 신호선단자부(31a) 및 공통배선단자부(도시하지 않음)위의 보호절연층(3)과, 적어도 신호선(31)의 상면 및 측면전체가 보호절연층(3)으로 덮어지도록 또한 TFT부(Tf)의 반도체층이 형성되도록 남겨, 보호절연층(3) 및 비결정질 실리콘층(21)을 순차 에칭제거한다. 이때, 상기 개구부(61, 62)와 보호절연층(3)의 변부를 교차시켜, 상기 개구부(61, 62)에 노출된 비결정질 실리콘층(21)의 채널갭(23)측의 측면의 일부를 보호절연층의 변부가 수하하여 덮도록 TFT부(Tf)의 보호절연층(3)을 남겨, 그 외측의 보호절연층 및 비결정질 실리콘층을 에칭제거한다. 이것에 의해서 투명도전층(40)으로 이루어지는 화소전극(41)과, 금속층(30) 및 투명도전층(40)의 적층막으로 이루어지는 신호선단자(35) 및 주사선단자(15) 및 공통배선단자(도시하지 않음)를 노출시킨다. 마지막으로 약 280℃의 아닐공정을 거쳐서 액티브매트릭스기판을 완성시킨다.
또 여기서는 제1도체층에 Al과 Ti의 적층막을 사용한 형태를 나타내었지만, Al의 아래에 다시 Ti 등의 고융점금속의 깔판막을 형성하고 Ti와 Al과 Ti의 3층의 적층막으로 하여도 좋고, Cr의 단층막이어도 좋다.
또한 본 실시형태에서는 게이트전극이 주사선으로부터 화소부에 연장되어 형성되는 종치형의 TFT의 형태를 나타내었지만, 게이트전극이 주사선의 일부를 공유하여 형성되는 횡치형의 TFT이어도 좋다.
실시형태23의 TN형액티브매트릭스기판은 4공정으로 제조할 수 있기 때문에, 생산효율과 재료에 대한 제품비율이 향상된다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 드레인전극 및 소스전극의 에칭 시에 반도체층상층의 오믹콘택층도 동시에 에칭할 수 있고, 더욱이 반도체층의 막두께를 100nm 정도 에 엷게 할 수 있기 때문에, 생산효율을 상승시킬 수 있으면서 동시에, 반도체층의 종방향의 저항치를 저감할 수 있고, TFT의 기록 능력을 향상시킬 수 있다.
신호선의 금속층이나 투명도전층의 에칭 시에 주사선등의 회로요소의 침식이 방지되는 효과, 정전보호의 효과, TFT의 신뢰성향상의 효과, 주사선이나 신호선의 저저항화등의 효과 및 절연내압이나 개구율의 향상의 효과에 관하여는, 실시형태19와 완전히 동일하다.
(실시형태24)
도 135a는 실시형태24의 액티브매트릭스기판의 1화소영역을 나타내는 투시평면도 이고, 도 135b는 선 A-A’에서 절단한 단면도, 도 135c는 선 B-B’에서 절단한 단면도, 도 135d는 선 C-C’에서 절단한 단면도이다. 또한 도 136∼도 138은 이 액티브매트릭스기판의 제조공정을 나타내는 도면으로, 각각 제1공정∼제3공정을 나타낸다. 도 135와 같이, 도 136∼도 138a는 1화소영역을 나타내는 투시평면도, 도 136∼도 138b, c, d는 각각 상기 선 A-A’, 선 B-B’, 선 C-C’에서 절단한 단면도이다. 또한 도 139a는 이 액티브매트릭스기판의 단자부의 단면도로, 좌측이 주사선단자부위(GS)의, 오른쪽이 신호선단자부위(DS)의 각각 장변방향의 단면도이다. 도 139b∼d는 각각이 단자부분의 제1공정∼제3공정을 나타내는 도면이다.
이 실시형태24의 액티브매트릭스기판은 유리기판1상에 제1도체층(10)으로 이루어지는 복수의 주사선(11)과 복수의 신호선(31)과가 직교하여 배열되고, 이 주사선(11)과 신호선(31)과의 교점부근의 TFT부(Tf)에 주사선(11)으로부터 연장되는 게이트전극(12)과, 이 게이트전극에 게이트절연층(2)을 개재하여 대향하는 섬형상의 비결정질 실리콘층(21) 및 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)과, 이 반도체층상에 제2도체층(50)으로 이루어져 채널갭(23)을 두고 형성된 한쌍의 드레인전극(32) 및 소스전극(33)과로 이루어지는 역스타가형TFT가 형성되고, 주사선(11)과 신호선(31)과에 둘러싸인 광이 투과하는 창문부(Wd)에 투명도전층(40)으로 이루어지는 화소전극(41)이 형성되며, 드레인전극(32)은 신호선(31)에, 소스전극(33)은 화소전극(41)에 각각 접속되어 TN형의 액티브매트릭스기판을 구성하고 있다.
실시형태20과 같이, 이 액티브매트릭스기판에 있어서, 신호선(31)은 유리기판(1)상에서 인접하는 주사선(11)의 사이에 주사선과 비접촉으로 형성된 제1도체층(10)으로 이루어지는 하층신호선(18)과, 인접하는 화소영역의 주사선(11)을 끼고 대향하는 하층신호선(18)에 금속층(30) 및 반도체층(20) 및 게이트절연층(2)을 관통하는 개구부(65)를 통해서 투명도전층(40)이 접속하는 제2도체층(50)으로 이루어지는 상층신호선(36)과로 형성되어 있다.
주사선(11), 게이트전극(12)을 형성하는 제1도체층(10)은 Al 또는 Al을 주체로 하는 합금으로 이루어지는 하층금속층(10A)과 Ti 등의 고융점금속 또는 그 질화막으로 이루어지는 상층금속층(10B)을 적층하여 형성되어 있다. 또한 신호선(31), 드레인전극(32), 소스전극(33)을 형성하는 제2도체층(50)은 Cr로 이루어지는 금속층(30)상에 ITO로 이루어지는 투명도전층(40)을 적층하여 형성되어 있다.
화소전극(41)은 소스전극(33)상층의 투명도전층(40)이 게이트절연층(2)과 반도체층(20)과 금속층(30)과의 적층막의 측면을 덮도록 유리기판(1)상에 수하하고, 나아가 유리기판(1)상을 창문부(Wd)로 연장되어 형성되어 있다.
또한 주사선(11)과 함께 형성된 유리기판(1)상의 도체층(10)의 측면은 모두게이트절연층(2)으로 피복되어 있다. 또한 TFT부(Tf)의 채널갭(23)이 연장되는 방향의 비결정질 실리콘층(21)의 양측의 측면의 일부가 보호절연층(3)으로 피복되어 있다.
본 실시형태가 실시형태(20)와 다른 점은, TFT부(Tf)에서의 n+비결정질 실리콘층(22)이 V속원소인 인의 도핑처리에 의해 형성되고, 그 오믹콘택층의 두께가 3nm∼6nm의 범위내로 되어 있는 것이다.
또 화소전극(41)은 전단의 주사선(11)내에 형성되는 축적공통전극(72)상에 게이트절연층(2)을 개재하여 중첩하도록 연장되어 축적용량전극(71)을 형성하고, 이 화소영역에서의 축적용량부(Cp)를 구성하고 있다. 또한 이 화소영역에는 게이트절연층(2)을 개재하여 일부가 화소전극(41)의 1변부와 중첩하도록, 제1도체층(10)으로 이루어지는 차광층(17)이 형성되어 있다.
이 실시형태24의 액티브매트릭스기판은 순차 이하의 4공정으로 제조할 수가 있다.
(제1공정) 도 136a∼d 및 도 139b에 나타낸 바와 같이, 우선 유리기판(1)상에 스패터링에 의해 연속하여 약 200nm의 Al로 이루어지는 하층금속층(10A)과 약 100nm의 Ti로 이루어지는 상층금속층(10B)을 막형성하여 제1도체층(10)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 주사선(11)과, 주사선단자부위(GS)에 형성되는 주사선단자부(11a)와, 각각의 화소영역에서 주사선(11)으로부터 TFT부(Tf)로 연장되는 게이트전극(12)과, 인접하는 주사선(11)의 사이에 이 주사선과 비접촉으로 형성되어 신호선(31)의 일부가 되는 하층신호선(18)과, 전단의 주사선(11)내에 형성되는 축적공통전극(72)과, 차광층(17)을 남겨 제1도체층(10)을 에칭제거한다.
(제2공정) 도 137a∼d 및 도 139c에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 연속하여 약 400nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 게이트절연층(2)과, 약 100nm의 비결정질 실리콘층(21)을 막형성하여, 동일진공속에서 PH3플라즈마처리에 의한 인의 도핑처리를 하여 비결정질 실리콘층(21)의 표층에 3nm∼6nm의 범위내의 n+비결정질 실리콘층으로 이루어지는 오믹콘택층을 형성한 후, 계속해서 스패터링에 의해 약 200nm의 Cr로 이루어지는 금속층(30)을 막형성한다. 다음에 포토리소그래피공정을 통해서, 게이트전극(12)상의 길이방향선단측의 개구부(61), 게이트전극기부의 주사선(11)상의 개구부(62), 하층신호선(18)의 양단부상에 형성되는 개구부(65) 및 주사선단자부(11a)상에 형성되는 개구부(63)를 제외하고, 적어도 상기 제1도체층(10){주사선(11),주사선단자부(11a), 게이트전극(12), 하층신호선(18), 차광층(17)}의 상면 및 측면전체가 게이트절연층(2)으로 덮어지도록 남겨 금속층(30) 및 반도체층(20) 및 게이트절연층(2)를 순차 에칭제거한다. 이것에 의해서 창문부(Wd)에서 금속층(30) 및 반도체층(20) 및 게이트절연층(2)이 제거되어 유리기판(1)이 노출됨과 동시에, 각각 제1도체층(10)에 달하는 개구부(61, 62, 63, 65)가 형성된다.
(제3공정) 도 138a∼d 및 도 139d에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 스패터링에 의해 약 50nm의 ITO로 이루어지는 투명도전층(40)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 주사선단자부(11a)상에 형성된 개구부(63)를 통해서 주사선단자부(11a)에 접속하는 접속전극부(42)와, 신호선단자부위(DS)에 형성되는 신호선단자부(31a)와, 인접하는 화소영역의 주사선(11)을 끼고 대향하는 하층신호선(18)에 금속층(30) 및 반도체층(20) 및 게이트절연층(2)을 관통하는 개구부(65)를 통해서 접속하는 상층신호선(36)과, 공통배선 및 공통배선단자부(도시하지 않음)와, 각각의 화소영역에서 상층신호선(36)으로부터 TFT부(Tf)로 연장되는 드레인전극(32)과, 화소전극(41)과, 이 화소전극으로부터 TFT부(Tf)로 연장되어 드레인전극(32)과 채널갭(23)을 두고 대향배치되는 소스전극(33)을 남겨 투명도전층(40)을 에칭제거한다. 이어서 노출된 금속층(30) 및 n+비결정질 실리콘층(22)을 순차 에칭제거한다. 이것에 의해서 채널갭(23)이 형성됨과 동시에 이 채널갭이 연장되는 방향으로 개구부(61, 62)를 넘어서 비결정질 실리콘층(21)이 노출된다. 이때, 화소전극(41)의 변부는 축적용량부(Cp)에서 축적공통전극(72)과 중첩하도록 연장시켜 축적용량전극(71)을 형성하고, 또한 이 변부에 인접하는 화소전극의 쌍방의 변부는 각각 차광층(17)과 적어도 일부가 중첩하도록 형성한다.
(제4공정) 도 135a∼d 및 도 139a에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 약 150nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 보호절연층(3)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 화소전극(41) 및 상기 접속전극부(42) 및 신호선단자부(31a) 및 공통배선단자부(도시하지 않음)위의 보호절연층(3)과, 적어도 상층신호선(36)의 상면 및 측면전체가 보호절연층(3)으로 덮어지도록 또한 TFT부(Tf)의 반도체층이 형성되도록 남겨, 보호절연층(3) 및 비결정질 실리콘층(21)을 순차 에칭제거한다. 이때, 상기 개구부(61, 62)와 보호절연층(3)의 변부를 교차시켜, 상기 개구부(61, 62)에 노출된 비결정질 실리콘층(21)의 채널갭(23)측의 측면의 일부를 보호절연층의 변부가 수하하여 덮도록 TFT부(Tf)의 보호절연층(3)을 남겨, 그 외측의 보호절연층 및 비결정질 실리콘층을 에칭제거한다. 이것에 의해서 투명도전층(40)으로 이루어지는 화소전극(41)과, 금속층(30) 및 투명도전층(40)의 적층막으로 이루어지는 신호선단자(35) 및 공통배선단자(도시하지 않음)와, 제1도체층(10)상에 금속층(30) 및 반도체층(20) 및 게이트절연층(2)를 관통하는 개구부(63)를 통해서 투명도전층(40)이 적층된 주사선단자(15)를 노출시킨다. 마지막으로 약 280℃의 아닐공정을 거쳐서 액티브매트릭스기판을 완성시킨다.
또 여기서는 도체층에 Al과 Ti의 적층막을 사용한 형태를 나타내었지만, Al의 아래에 다시 Ti 등의 고융점금속의 깔판막을 형성하여 Ti와 Al과 Ti의 3층의 적층막으로 하여도 좋고, Cr의 단층막이어도 좋다.
또한 본 실시형태에서는 게이트전극이 주사선으로부터 화소부에 연장되어 형성되는 종치형의 TFT의 형태를 나타내었지만, 게이트전극이 주사선의 일부를 공유하여 형성되는 횡치형의 TFT이어도 좋다.
실시형태24의 TN형액티브매트릭스기판은 4공정으로 제조할 수 있기 때문에, 생산효율과 재료에 대한 제품비율이 향상된다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 드레인전극 및 소스전극의 에칭 시에 반도체층상층의 오믹콘택층도 동시에 에칭할 수 있고, 더욱이 반도체층의 막두께를 100nm정도로 엷게 할 수 있기 때문에, 생산효율을 상승시킬 수 있으면서 동시에, 반도체층의 종방향의 저항치를 저감할 수 있고, TFT의 기록 능력을 향상시킬 수 있다.
신호선과 화소전극과의 쇼트저감의 효과, 신호선의 금속층이나 투명도전층의에칭때에 주사선등의 회로요소의 침식이 방지되는 효과, 정전보호의 효과, TFT의 신뢰성향상의 효과, 주사선이나 신호선의 저저항화등의 효과 및 절연내압이나 개구율의 향상의 효과에 관하여는, 실시형태20과 완전히 동일하다.
(실시형태25)
도 140a는 실시형태25의 액티브매트릭스기판의 1화소영역을 나타내는 투시평면도 이고, 도 140b는 선 A-A’에서 절단한 단면도, 도 140c는 선 B-B’에서 절단한 단면도, 도 140d는 선 C-C’에서 절단한 단면도이다. 또한 도 141∼도 143은 이 액티브매트릭스기판의 제조공정을 나타내는 도면으로, 각각 제1공정∼제3공정을 나타낸다. 도 140과 같이, 도 141∼도 143a는 1화소영역을 나타내는 투시평면도, 도 141∼도 143b, c, d는 각각 상기 선 A-A’, 선 B-B’, 선 C-C’에서 절단한 단면도이다. 또한 도 144a는 이 액티브매트릭스기판의 단자부의 단면도로, 좌측이 주사선단자부위(GS)의, 오른쪽이 신호선단자부위(DS)의 각각 장변방향의 단면도이다. 도 144b∼d는 각각이 단자부분의 제1공정∼제3공정을 나타내는 도면이다.
이 실시형태25의 액티브매트릭스기판은 유리기판(1)상에 제1도체층(10)으로 이루어지는 복수의 주사선(11)과 복수의 신호선(31)과가 직교하여 배열되고, 이 주사선(11)과 신호선(31)과의 교점부근의 TFT부(Tf)에, 주사선(11)으로부터 연장되는 게이트전극(12)과, 이 게이트전극에 게이트절연층(2)을 개재하여 대향하는 섬형상의 비결정질 실리콘층(21) 및 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)과, 이 반도체층상에 제2도체층(50)으로 이루어져 채널갭(23)을 두고 형성된 한쌍의 드레인전극(32) 및 소스전극(33)과로 이루어지는 역스타가형TFT가형성되고, 주사선(11)과 신호선(31)과에 둘러싸인 광이 투과하는 창문부(Wd)에, 투명도전층(40)으로 이루어지는 화소전극(41)이 형성되며, 드레인전극(32)은 신호선(31)에, 소스전극(33)은 화소전극(41)에 각각 접속되어 TN형의 액티브매트릭스기판을 구성하고 있다.
실시형태21과 같이, 이 액티브매트릭스기판에 있어서, 신호선(31)은 유리기판(1)상에서 인접하는 주사선(11)의 사이에 주사선과 비접촉에 형성된 제1도체층(10)으로 이루어지는 하층신호선(18)과, 인접하는 화소영역의 주사선(11)을 끼고 대향하는 하층신호선(18)에 금속층(30) 및 반도체층(20) 및 게이트절연층(2)을 관통하는 개구부(65)를 통해서 투명도전층(40)이 접속하는 제2도체층(50)으로 이루어지는 상층신호선(36)과로 형성되어 있다.
주사선(11), 게이트전극(12)을 형성하는 제1도체층(10)은 Al 또는 Al을 주체로 하는 합금으로 이루어지는 하층금속층(10) A와 Ti 등의 고융점금속 또는 그 질화막으로 이루어지는 상층금속층(10B)을 적층하여 형성되어 있다. 또한 신호선(31), 드레인전극(32), 소스전극(33)을 형성하는 제2도체층(50)은 Cr로 이루어지는 금속층(30)상에 ITO로 이루어지는 투명도전층(40)을 적층하여 형성되어 있다.
화소전극(41)은 소스전극(33)상층의 투명도전층(40)이 게이트절연층(2)과 반도체층(20)과 금속층(30)과의 적층막의 측면을 덮도록 유리기판(1)상에 수하하고, 나아가 유리기판(1)상을 창문부(Wd)로 연장되어 형성되어 있다.
또한 주사선(11)과 함께 형성된 유리기판(1)상의 도체층(10)의 측면은 모두게이트절연층(2)으로 피복되어 있다. 또한 TFT부(Tf)의 채널갭(23)이 연장되는 방향의 비결정질 실리콘층(21)의 양측의 측면의 일부가 보호절연층(3)으로 피복되어 있다.
본 실시형태가 실시형태21과 다른 점은, TFT부(Tf)에서의 n+비결정질 실리콘층(22)이 V속원소인 인의 도핑처리에 의해 형성되고, 그 오믹콘택층의 두께가 3nm∼6nm의 범위내로 되어 있는 것이다.
또 화소전극(41)은 전단의 주사선(11)내에 형성되는 축적공통전극(72)상에 게이트절연층(2)을 개재하여 중첩하도록 연장되어 축적용량전극(71)을 형성하고, 이 화소영역에서의 축적용량부(Cp)를 구성하고 있다. 또한 이 화소영역에는 게이트절연층(2)을 개재하여 일부가 화소전극(41)의 1변부와 중첩하도록, 제1도체층(10)으로 이루어지는 차광층(17)이 형성되어 있다.
이 실시형태25의 액티브매트릭스기판은 순차 이하의 4공정으로 제조할 수가 있다.
(제1공정) 도 141a∼d 및 도 144b에 나타낸 바와 같이, 우선 유리기판(1)상에 스패터링에 의해 연속하여 약 200nm의 Al로 이루어지는 하층금속층(10A)과 약 100nm의 Ti로 이루어지는 상층금속층(10B)을 막형성하여 제1도체층(10)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 주사선(11)과, 각각의 화소영역에서 주사선(11)으로부터 TFT부(Tf)에 연장되는 게이트전극(12)과, 인접하는 주사선(11)의 사이에 이 주사선과 비접촉으로 형성되어 신호선(31)의 일부가 되는 하층신호선(18)과, 전단의 주사선(11)내에 형성되는 축적공통전극(72)과, 차광층(17)을 남겨제1도체층(10)을 에칭제거한다.
(제2공정) 도 142a∼d 및 도 144c에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라
즈마 CVD에 의해 연속하여 약 400nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 게이트절연층(2)과, 약 100nm의 비결정질 실리콘층(21)을 막형성하고, 동일진공속에서 PH3플라즈마처리에 의한 인의 도핑처리를 하여 비결정질 실리콘층(21)의 표층에 3nm∼6nm의 범위내의 n+비결정질 실리콘층으로 이루어지는 오믹콘택층을 형성한 후, 계속해서 스패터링에 의해 약 200nm의 Cr로 이루어지는 금속층(30)을 막형성한다. 다음에 포토리소그래피공정을 통해서, 게이트전극(12)상의 길이방향선단측의 개구부(61), 게이트전극기부의 주사선(11)상의 개구부(62), 하층신호선(18)의 양단부상에 형성되는 개구부(65) 및 주사선단부(11b)상에 형성되는 개구부(63)를 제외하고, 적어도 상기 제1도체층(10){주사선(11), 게이트전극(12), 하층신호선(18), 차광층(17)}의 상면 및 측면전체가 게이트절연층(2)으로 덮어지도록 남겨 금속층(30) 및 반도체층(20) 및 게이트절연층(2)을 순차 에칭제거한다. 이것에 의해서 창문부(Wd)에서 금속층(30) 및 반도체층(20) 및 게이트절연층(2)이 제거되어 유리기판(1)이 노출됨과 동시에, 각각 제1도체층(10)에 달하는 개구부(61, 62, 63, 65)가 형성된다.
(제3공정) 도 143a∼d 및 도 144d에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 스패터링에 의해 약 50nm의 ITO로 이루어지는 투명도전층(40)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 주사선단부(11b)상에 형성된 개구부(63)를 통해서 주사선단부(11b)에 접속하는 접속전극부(42)와, 신호선단자부위(DS)로 형성되는 신호선단자부(31a)와, 공통배선 및 공통배선단자부(도시하지 않음)와, 인접하는 화소영역의 주사선(11)을 끼고 대향하는 하층신호선(18)에 금속층(30) 및 반도체층(20) 및 게이트절연층(2)을 관통하는 개구부(65)를 통해서 접속하는 상층신호선(36)과, 이 접속전극부에서 더욱 금속층(30)상을 주사선단자부위(GS)로 연장되어 형성되는 주사선단자부(11a)와, 각각의 화소영역에서 신호선으로부터 TFT부(Tf)로 연장되는 드레인전극(32)과, 화소전극(41)과, 이 화소전극으로부터 TFT부(Tf)로 연장되어 드레인전극(32)과 채널갭(23)을 두고 대향배치되는 소스전극(33)을 남겨 투명도전층(40)을 에칭제거한다. 이어서 노출된 금속층(30) 및 n+비결정질 실리콘층(22)을 순차 에칭제거한다. 이것에 의해서 채널갭(23)이 형성됨과 동시에 이 채널갭이 연장되는 방향으로 개구부(61, 62)를 넘어서 비결정질 실리콘층(21)이 노출된다. 이때, 화소전극(41)의 변부는 축적용량부(Cp)에서 축적공통전극(72)과 중첩하도록 연장시켜 축적용량전극(71)을 형성하고, 또한 이 변부에 인접하는 화소전극의 쌍방의 변부는 각각 차광층(17)과 적어도 일부가 중첩하도록 형성한다.
(제4공정) 도 140a∼d 및 도 144a에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 약 150nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 보호절연층(3)을 형성하여, 포토리소그래피공정을 통해서, 화소전극(41) 및 주사선단자부(11a) 및 신호선단자부(31a) 및 공통배선단자부(도시하지 않음)위의 보호절연층(3)과, 적어도 상층신호선(36)의 상면 및 측면전체가 보호절연층(3)으로 덮어지도록 또한 TFT부(Tf)의 반도체층이 형성되도록 남겨, 보호절연층(3) 및 비결정질 실리콘층(21)을 순차 에칭제거한다. 이때, 상기 개구부(61, 62)와 보호절연층(3)의 변부를 교차시켜, 상기개구부(61,62)에 노출한 비결정질 실리콘층(21)의 채널갭(23)측의 측면의 일부를 보호절연층의 변부가 수하하여 덮도록 TFT부(Tf)의 보호절연층(3)을 남겨, 그 외측의 보호절연층 및 비결정질 실리콘층을 에칭제거한다. 이것에 의해서 투명도전층(40)으로 이루어지는 화소전극(41)과, 금속층(30) 및 투명도전층(40)의 적층막으로 이루어지는 신호선단자(35) 및 주사선단자(15) 및 공통배선단자(도시하지 않음)를 노출시킨다. 마지막으로 약 280℃의 아닐공정을 지나서 액티브매트릭스기판을 완성시킨다.
또 여기서는 제1도체층에 Al과 Ti의 적층막을 사용한 형태를 나타내었지만, Al의 아래에 다시 Ti 등의 고융점금속의 깔판막을 형성하여 Ti와 Al과 Ti의 3층의 적층막이어도 좋고, Cr의 단층막이어도 좋다.
또한 본 실시형태에서는 게이트전극이 주사선으로부터 화소부에 연장되어 형성되는 종치형의 TFT의 형태를 나타내었지만, 게이트전극이 주사선의 일부를 공유하여 형성되는 횡치형의 TFT 이어도 좋다.
실시형태25의 TN형액티브매트릭스기판은 4공정으로 제조할 수 있기 때문에, 생산효율과 재료에 대한 제품비율이 향상된다.
또한 이 액티브매트릭스기판은 드레인전극 및 소스전극의 에칭시에 반도체층상층의 오믹콘택층도 동시에 에칭할 수 있고, 더욱이 반도체층의 막두께를 100nm 정도로 엷게 할 수 있기 때문에, 생산효율을 상승시킬 수 있으면서 동시에, 반도체층의 종방향의 저항치를 저감할 수 있고, TFT의 기록 능력을 향상시킬 수 있다.
신호선과 화소전극과의 쇼트저감의 효과, 신호선의 금속층이나 투명도전층의에칭시에 주사선등의 회로요소의 침식이 방지되는 효과, 정전보호의 효과, TFT의 신뢰성향상의 효과, 주사선이나 신호선의 저저항화등의 효과 및 절연내압이나 개구율의 향상의 효과에 관하여는, 실시형태21과 동일하다.
(실시형태26)
도 145a는 실시형태26의 액티브매트릭스기판에 있어서의 외주부(Ss)의 일부를 나타내는 투시평면도 이고, 도 145b는 선 D-D’에서 절단한 단면도이다. 도 146a∼c는 이밖에 주부(Ss)의 제조공정을 나타내는 상기 선 D-D’에서 절단한 단면도이고, 각각 제1공정∼제3공정을 나타낸다.
실시형태26의 액티브매트릭스기판은 화소영역이 매트릭스상에 배치된 표시면(Dp)의 외측에 각각의 주사선(11)을 연결하는 게이트 분로버스선(91)과 각각의 신호선(31)을 연결하는 드레인 분로버스선(92)과가 형성되고, 상기 게이트 분로버스선(91)과 상기 드레인 분로버스선(92)과는 중첩부(93)에 있어서 접속되어 있다.
이 액티브매트릭스기판의 표시면(Dp) 및 단자부의 구성, 제조방법은 실시형태3에 나타낸 것과 같기 때문에, 여기서는 설명을 생략한다. 다만 실시형태26∼실시형태35에는, 주사선(11), 게이트(12)를 형성하는 제1도체층(10)이 Al로 이루어지는 하층금속층(10A)과 Ti 등의 고융점금속의 질화막으로 이루어지는 상층금속층(10B)을 적층하여 형성되어 있는 경우를 나타내었다.
이 액티브매트릭스기판은 실시형태3의 제조공정내에서 순차 하기의 4공정으로 제조할 수가 있다.
(제1공정) 도 145a, 도 146a에 나타낸 바와 같이, 유리기판(1)상에 스패터링에 의해 연속하여 약 200nm의 Al로 이루어지는 하층금속층(10A)과 약 100nm의 Ti의 질화막으로 이루어지는 상층금속층(10B)을 막형성하여 제1도체층(10)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 주사선단자부(11a)의 외측에서 각각의 주사선(11)을 연결하는 게이트 분로버스선(91)과, 이 게이트 분로버스선의 한편의 단부에 형성되는 게이트측중첩부(93a)를 남겨 제1도체층(10)을 에칭제거한다.
(제2공정) 도 146b에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 연속하여 약 400nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 게이트절연층(2)과, 약 250nm의 비결정질 실리콘층(21) 및 약 50nm의 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)과, 계속해서 스패터링에 의해 약 200nm의 Cr로 이루어지는 금속층(30)을 막형성하여, 포토리소그래피공정을 통해서, 게이트측중첩부(93a)상의 금속층(30) 및 반도체층(20)을 순차 에칭제거한다.
(제3공정) 도 146c에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 스패터링에 의해 약 50nm의 ITO로 이루어지는 투명도전층(40)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 신호선단자부(35a)의 외측에서 각각의 신호선(31)을 연결하는 드레인 분로버스선(92)과, 이 드레인 분로버스선의 한편의 단부에 게이트측중첩부(93a)와 게이트절연층(2)을 개재하여 대향하도록 형성되는 드레인측중첩부(93b)를 남겨 투명도전층(40) 및 금속층(30)을 순차 에칭제거하고, 이어서 노출된 n+비결정질 실리콘층(22)을 에칭제거한다.
(제4공정) 도 145a, b에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에의해 약 150nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 보호절연층(3)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 게이트 분로버스선(91)과 드레인 분로버스선(92)과의 상기 중첩부(93)상의 보호절연층(3)을 에칭제거한다. 다음에 상기 중첩부(93)에 레이저광을 조사하여, 게이트절연층(2)을 관통하여 게이트 분로버스선(91)과 드레인 분로버스선(92)과를 융착하여 단락시킨다.
이들 게이트 분로버스선(91) 및 드레인 분로버스선(92)은 이후의 제조공정에서 절단제거된다.
또 여기서는 레이저광선을 사용하여 게이트 분로버스선과 드레인 분로버스선을 단락시키는 형태를 나타내었지만, 후술하는 은치기를 하는 방법을 사용하더라도 동일하게 단락시킬 수 있다. 이 방법은 재현성을 좋게 잘 단락할 수 있다고 하는 이점이 있다.
또한 본 실시형태에서는 실시형태3의 경우의 주변회로의 제조방법에 관해서 설명하였지만, 실시형태4∼실시형태9에 관해서도 완전히 동일하게 제조할 수가 있다. 또한 실시형태1, 실시형태2에 관해서도, 그들의 제조방법에 따라 동일한 주변회로를 형성할 수가 있다.
실시형태26의 액티브매트릭스기판은 게이트 분로버스선과 드레인 분로버스선의 융착이 용이하게 이루어지고, 이후 이들이 절단제거되기까지의 제조공정중에서 불의의 전격이 가해지더라도, 주사선과 신호선의 사이에 전위차가 생기지 않도록 할 수가 있어, 절연파괴에 의한 주사선과 신호선간의 쇼트를 방지할 수가 있다.
(실시형태27)
도 147a는 실시형태27의 액티브매트릭스기판에 있어서의 신호선입력측의 인접하는 두개의 화소영역(Px)과 그 외주부(Ss)의 일부를 나타내는 투시평면도이고, 도 147b는 선 E-E’에서 절단한 단면도이다. 도 148a∼d는 이밖에 주부(Ss)의 제조공정을 나타내는 상기 선 E-E’에서 절단한 단면도이고, 각각 제1공정∼제3공정 및 TFT의 채널형성 후의 상태를 나타낸다.
실시형태27의 액티브매트릭스기판은 신호선입력측의 외주부(Ss)에서 신호선(31)이 비결정질 실리콘으로 이루어지는 고저항선(95)으로 서로 연결되어 있다.
이 액티브매트릭스기판의 표시면(Dp) 및 단자부의 구성, 제조방법은 실시형태3에 나타낸 것과 같기 때문에, 여기서는 설명을 생략한다.
이 액티브매트릭스기판은 실시형태3의 제조공정내에서 순차 하기의 4공정으로 제조할 수가 있다.
(제1공정) 도 148a에 나타낸 바와 같이, 유리기판(1)상에 스패터링에 의해 연속하여 약 200nm의 Al로 이루어지는 하층금속층(10A)과 약 100nm의 Ti의 질화막으로 이루어지는 상층금속층(10B)을 막형성하여 제1도체층(10)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 적어도 고저항선(95)이 형성되는 부분의 제1도체층(10)을 에칭제거한다.
(제2공정) 도 148b에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 연속하여 약 400nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 게이트절연층(2)과, 약 250nm의 비결정질 실리콘층(21) 및 약 50nm의 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)과, 계속해서 스패터링에 의해 약 200nm의 Cr로 이루어지는 금속층(30)을 막형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 적어도 외주부(Ss)의 신호선(31)과 고저항선(95)이 형성되는 부분을 남겨 금속층(30) 및 반도체층(20)을 순차 에칭제거한다.
(제3공정) 도 148c에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 스패터링에 의해 약 50nm의 ITO로 이루어지는 투명도전층(40)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 각각의 신호선(31)을 덮도록 남겨 투명도전층(40)을 에칭제거하고, 이어서 노출된 금속층(30)을 에칭제거한다.
다음에 도 148d에 나타낸 바와 같이, TFT부(Tf)의 채널갭을 형성함과 동시에 n+비결정질 실리콘층(22)을 에칭제거하여, 고저항선(95)이 되는 부분의 비결정질 실리콘층(21)을 노출시킨다. 이것에 의해서 공정수를 늘리는 일없이 신호선(31)과 접속된 고저항선(95)이 일체적으로 형성된다.
(제4공정) 도 147a, b에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 약 150nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 보호절연층(3)을 형성한다{포토리소그래피공정을 통과시키지만, 이 영역에서는 보호절연층(3)은 개구하지않는다}.
또 여기서는 각각의 신호선이 1개의 고저항선으로 연결되는 형태를 나타내었지만, 고저항선은 복수개 배설되어 있어도 좋다.
또한 본 실시형태로서는 실시형태3의 경우의 정전보호소자의 제조방법에 관해서 설명하였지만, 실시형태4∼실시형태9에 관해서도 완전히 동일하게 제조할 수가 있다. 또한 실시형태1, 실시형태2에 관해서도, 그들의 제조방법에 따라 동일한정전보호소자를 형성할 수가 있다.
실시형태27의 액티브매트릭스기판은 이후의 제조공정속에서 신호선에 불의의 전격이 가해지더라도, 전위를 인접하는 신호선에 분산시킬 수 있기 때문에, 절연파괴에의한 주사선과 신호선간의 쇼트나 화소영역의 TFT의 특성변동을 방지할 수가 있다.
(실시형태28)
도 149a는 실시형태28의 액티브매트릭스기판에 있어서의 신호선입력측의 인접하는 두개의 화소영역(Px)과 그 외주부(Ss)의 일부를 나타내는 투시평면도이고, 도 149b는 선 F-F’에서 절단한 단면도이다. 도 150a∼d는 이밖에 주부(Ss)의 제조공정을 나타내는 상기 선 F-F’에서 절단한 단면도이고, 각각 제1공정∼제3공정 및 TFT의 채널형성후의 상태를 나타낸다.
실시형태28의 액티브매트릭스기판은 신호선입력측의 외주부(Ss)에서 신호선(31)이 비결정질 실리콘으로 이루어지는 고저항선(95)으로 서로 연결되어 있다. 더욱이 본 실시형태에서는 실시형태27과 달리, 각각의 신호선(31)으로부터 고저항선(95)상을 인접하는 신호선을 향해서 연장되는 신호선연장부(38)가 형성되어 있다. 또한 고저항선(95)은 2개병렬로 설치되고, 신호선연장부(38)는 인접하는 신호선간에서 신호선을 종방향로 하여 좌우비대칭으로 또한 서로 점대칭이 되도록 형성되어 있다.
이 액티브매트릭스기판의 표시면(Dp) 및 단자부의 구성, 제조방법은 실시형태3에 나타낸 바와 같기 때문에, 여기서는 설명을 생략한다.
이 액티브매트릭스기판은 실시형태3의 제조공정내에서 순차 하기의 4공정으로 제조할 수가 있다.
(제1공정) 도 150a에 나타낸 바와 같이, 유리기판(1)상에 스패터링에 의해 연속하여 약 200nm의 Al로 이루어지는 하층금속층(10A)과 약 100nm의 Ti의 질화막으로 이루어지는 상층금속층(10B)을 막형성하여 제1도체층(10)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 적어도 고저항선(95)이 형성되는 부분의 제1도체층(10)을 에칭제거한다.
(제2공정) 도 150b에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 연속하여 약 400nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 게이트절연층(2)과, 약 250nm의 비결정질 실리콘층(21) 및 약 50nm의 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)과, 계속해서 스패터링에 의해 약 200nm의 Cr로 이루어지는 금속층(30)을 막형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 적어도 외주부(Ss)의 신호선(31)과 고저항선(95)이 형성되는 부분을 남겨 금속층(30) 및 반도체층(20)을 순차 에칭제거한다.
(제3공정) 도 150c에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 스패터링에 의해 약 50nm의 ITO로 이루어지는 투명도전층(40)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 각각의 신호선(31) 및 각각의 신호선으로부터 고저항선(95)이 되는 비결정질 실리콘층(21)상을 인접하는 신호선을 향하여 서로 비접촉으로 연장되는 신호선연장부(38)를 덮도록 남겨, 투명도전층(40)을 에칭제거하고, 이어서 노출된 금속층(30)을 에칭제거한다.
다음에 도 150d에 나타낸 바와 같이, TFT부(Tf)의 채널갭을 형성함과 동시에 n+비결정질 실리콘층(22)을 에칭제거하여, 고저항선(95)이 되는 부분의 비결정질 실리콘층(21)을 노출시킨다. 이것에 의해서 공정수를 늘리는 일 없이 신호선(31)과 접속된 고저항선(95)이 일체적으로 형성된다.
(제4공정) 도 149a, b에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 약 150nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 보호절연층(3)을 형성한다. {포토리소그래피공정을 통과시키지만, 이 영역에서는 보호절연층(3)은 개구하지 않는다.}
또 여기서는 각각의 신호선이 2개의 고저항선으로 연결되는 형태를 나타내었지만, 물론 1개의 고저항선이라도 좋고, 이 경우는 신호선연장부는 좌우대칭으로에 형성된다. 더욱이 3개이상의 고저항선이 배설되어 있어도 좋다. 또한 본 실시형태에서는 실시형태3의 경우의 정전보호소자의 제조방법에 관해서 설명하였지만, 실시형태4∼실시형태9에 관해서도 완전히 동일하게 제조할 수가 있다. 또한 실시형태1, 실시형태2에 관해서도, 그들의 제조방법에 따라 동일한 정전보호소자를 형성할 수가 있다.
실시형태28의 액티브매트릭스기판은 인접하는 신호선을 향해서 신호선연장부가 연장되어 형성되어 있기 때문에, 연결부의 고저항선의 거리가 짧아지고 , 또한 고저항선을 2개설치하는 것으로, 고저항선의 저항치를 저하시킬 수 있다. 이것 때문에 이후의 제조공정중에서 신호선에 불의의 전격이 가해지더라도, 전위를 인접하는 신호선으로 유효히 분산시킬 수 있기 때문에, 절연파괴에 의한 주사선과 신호선간의 쇼트나 화소영역의 TFT의 특성변동을 방지할 수가 있다.
(실시형태29)
도 151a는 실시형태29의 액티브매트릭스기판에 있어서의 신호선입력측의 인접하는 두개의 화소영역(Px)과 그 외주부(Ss)의 일부를 나타내는 투시평면도 이고, 도 151b는 선 G-G’에서 절단한 단면도이다. 도 152a∼d는 이외 주부(Ss)의 제조공정을 나타내는 상기 선 G-G’에서 절단한 단면도이고, 각각 제1공정∼제3공정 및 TFT의 채널형성후의 상태를 나타낸다.
실시형태29의 액티브매트릭스기판은 실시형태28과 같이 신호선입력측의 외주부(Ss)에서 신호선(31)에 인접하는 신호선을 향해서 연장되는 신호선연장부(38)가 형성되고, 더욱이 인접하는 신호선(31)의 사이에 비접촉에 제1도체층(10)으로 이루어지는 부유전극(96)이 형성되어, 이 부유전극(96)의 각각의 단부가 게이트절연층(2) 및 비결정질 실리콘층(21)을 개재하여 대향하는 신호선연장부(38)와 중첩하도록 배치되어 있다. 이들 신호선연장부(38)는 인접하는 신호선간에서 신호선을 종방향로 하여 좌우비대칭으로 또한 서로 점대칭이 되도록 형성되어 있다.
이 액티브매트릭스의 표시면(Dp) 및 단자부의 구성, 제조방법은 실시형태3에 나타낸 바와 동일함으로, 여기서는 설명을 생략한다.
이 액티브매트릭스기판은 실시형태3의 제조공정내에서 순차 하기의 4공정으로 제조할 수가 있다.
(제1공정) 도 152a에 나타낸 바와 같이, 유리기판(1)상에 스패터링에 의해 연속하여 약 200nm의 Al로 이루어지는 하층금속층(10A)과 약 100nm의 Ti의 질화막으로 이루어지는 상층금속층(10B)을 막형성하여 제1도체층(10)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 인접하는 신호선사이에 비접촉으로 연장되는 부유전극(96)을 남겨 제1도체층(10)을 에칭제거한다.
(제2공정) 도 152b에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 연속하여 약 400nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 게이트절연층(2)과, 약 250nm의 비결정질 실리콘층(21) 및 약 50nm의 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)과, 계속해서 스패터링에 의해 약 200nm의 Cr로 이루어지는 금속층(30)을 막형성하여, 포토리소그래피공정을 통해서, 적어도 부유전극(96)을 덮도록 또한 외주부(Ss)의 신호선(31)과, 인접하는 신호선을 향해서 연장되는 신호선연장부(38)와, 그 간극부를 남기고 금속층(30) 및 반도체층(20)을 순차 에칭제거한다.
(제3공정) 도 152c에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 스패터링에 의해 약 50nm의 ITO로 이루어지는 투명도전층(40)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 각각의 신호선(31) 및 신호선연장부(38)를 덮도록 남겨 투명도전층(40)을 에칭제거하고, 이어서 노출된 금속층(30)을 에칭제거한다.
다음에 도 152d에 나타낸 바와 같이, TFT부(Tf)의 채널갭을 형성함과 동시에 n+비결정질 실리콘층(22)을 에칭제거하여, 대향하는 신호선연장부(38)의 간극부의 비결정질 실리콘층(21)을 노출시킨다.
(제4공정) 도 151a, b에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 약 150nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 보호절연층(3)을 형성한다. {포토리소그래피공정을 통과시키지만, 이 영역에서는 보호절연층(3)은 개구하지 않는다.}
또 여기서는 부유전극을 게이트전극으로 하는 정전보호소자가 2개 병렬로 배설되는 형태를 나타내었지만, 1개 또는 3개이상 배설되어 있어도 좋다. 또한 본 실시형태에서는 실시형태3의 경우의 정전보호소자의 제조방법에 관해서 설명하였지만, 실시형태4∼실시형태9에 관해서도 완전히 동일하게 제조할 수가 있다. 또한 실시형태1, 실시형태2에 관해서도, 그들 제조방법에 따라 동일한 정전보호소자를 형성할 수가 있다.
실시형태29의 액티브매트릭스기판은 부유전극을 게이트전극으로 하는 정전보호소자가 보호트랜지스터로서 기능하고, 이후의 제조공정속에서 신호선에 불의의 전격이 가해지더라도, 실시형태28과 같이 전위를 인접하는 신호선에 유효하게 분산시킬 수 있기 때문에, 절연파괴에 의한 주사선과 신호선간의 쇼트나 화소영역의 TFT의 특성변동을 방지할 수가 있다.
(실시형태30)
도 153a는 실시형태30의 액티브매트릭스기판에 있어서의 신호선종단측의 인접하는 두개의 화소영역(Px)과 외주부(Ss)의 일부를 나타내는 투시평면도이고, 도 153b는 선 H-H’에서 절단한 단면도이다. 도 154a∼d는 이 외주부(Ss)의 제조공정을 나타내는 상기 선H-H’에서 절단한 단면도이고, 각각 제1공정∼제3공정 및 TFT의 채널형성후의 상태를 나타낸다.
실시형태30의 액티브매트릭스기판은 신호선종단측의 외주부(Ss)에서 각각의 신호선(31)의 단부와 공통배선(13)과가 비결정질 실리콘으로 이루어지는 고저항선(95)으로 서로 연결되어 있다.
이 액티브매트릭스기판의 표시면(Dp) 및 단자부의 구성, 제조방법은 실시형태3에 나타낸 것과 동일하기 때문에, 여기서는 설명을 생략한다.
이 액티브매트릭스기판은 실시형태3의 제조공정내에서 순차 하기의 4공정으로 제조할 수가 있다.
(제1공정) 도 154a에 나타낸 바와 같이, 유리기판(1)상에 스패터링에 의해 연속하여 약 200nm의 Al로 이루어지는 하층금속층(10A)과 약 100nm의 Ti의 질화막으로 이루어지는 상층금속층(10B)을 막형성하여 제1도체층(10)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 적어도 고저항선(95)이 형성되는 부분의 제1도체층(10)을 에칭제거한다.
(제2공정) 도 154b에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 연속하여 약 400nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 게이트절연층(2)과, 약 250nm의 비결정질 실리콘층(21) 및 약 50nm의 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)과, 계속해서 스패터링에 의해 약 200nm의 Cr로 이루어지는 금속층(30)을 막형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 적어도 외주부(Ss)의 신호선(31)과, 고저항선(95)과, 신호선(31)의 단부에 대향하는 공통배선(13)이 되는 부분을 남겨 금속층(30) 및 반도체층(20)을 순차 에칭제거한다.
(제3공정) 도 154c에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 스패터링에 의해 약 50nm의 ITO로 이루어지는 투명도전층(40)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 각각의 신호선(31) 및 공통배선(13)을 덮도록 남겨 투명도전층(40)을 에칭제거하고, 이어서 노출된 금속층(30)을 에칭제거한다.
다음에 도 154d에 나타낸 바와 같이, TFT부(Tf)의 채널갭을 형성함과 동시에n+비결정질 실리콘층(22)을 에칭제거하여, 신호선(31)단부와 공통배선(13)과의 틈부의 고저항선(95)이 되는 부분의 비결정질 실리콘층(21)을 노출시킨다. 이것에 의해서 공정수를 늘리는 일없이 신호선(31)단부와 공통배선(13)과 접속된 고저항선(95)이 일체적으로 형성된다.
(제4공정) 도 153a, b에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 약 150nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 보호절연층(3)을 형성한다. {포토리소그래피공정을 통과시키지만, 이 영역에서는 보호절연층3은 개구하지 않는다. }
또 여기서는 각각의 신호선과 공통배선과가 1개의 고저항선으로 연결되는 형태를 나타내었지만, 고저항선은 복수개배설되어 있더라도 좋다.
또한 본 실시형태로서는 실시형태3의 경우의 정전보호소자의 제조방법에 관해서 설명하였지만, 실시형태4∼실시형태9에 관해서도 완전히 동일하게 제조할 수가 있다. 또한 실시형태1, 실시형태2에 관해서도, 그들 제조방법에 따라 동일한 정전보호소자를 형성할 수가 있다.
실시형태30의 액티브매트릭스기판은 이후의 제조공정속에서 신호선에 불의의 전격이 가해지더라도, 전위를 공통배선으로 달아나게 할수 있기 때문에, 절연파괴에 의한 주사선과 신호선간의 쇼트나 화소영역의 TFT의 특성변동을 방지할 수가 있다.
(실시형태31)
도 155a는 실시형태31의 액티브매트릭스기판에 있어서의 신호선종단측의 인접하는 두개의 화소영역(Px)과 외주부(Ss)의 일부를 나타내는 투시평면도 이고, 도155b는 선 J-J’에서 절단한 단면도이다. 도 156a∼d는 이 외주부(Ss)의 제조공정을 나타내는 상기 선 J-J’에서 절단한 단면도이고, 각각 제1공정∼제3공정 및 TFT의 채널형성후의 상태를 나타낸다.
실시형태31의 액티브매트릭스기판은 신호선종단측의 외주부(Ss)에서 각각의 신호선(31)의 단부에 각각 두개의 측단부(31T)가 배열되고, 또한 신호선과 직각방향으로 연장되는 공통배선(13)으로부터 신호선의 측단부(31T)에 각각 간극부를 두고 대향하는 측단부(13T)를 가지는 공통배선연장부(13E)가 연장되어 나와 있다. 그리고 신호선(31)의 두개의 측단부(31T)와 각각 대향하는 공통배선(13)의 측단부(13T)와가 비결정질 실리콘으로 이루어지는 고저항선(95)으로 서로 연결되어 있다. 또한 고저항선(95)은 2개 병렬로 설치되고, 상기 측단부(31T)와 (13T)와는 신호선(31)단부와 공통배선연장부(13E)와의 사이에서 신호선을 종방향로 하여 대략 좌우대칭이 되도록 형성되어 있다.
이 액티브매트릭스기판의 표시면(Dp) 및 단자부의 구성, 제조방법은 실시형태3에 나타낸 바와 동일하기 때문에, 여기서는 설명을 생략한다.
이 액티브매트릭스기판은 실시형태3의 제조공정내에서 순차 하기의 4공정으로 제조할 수가 있다.
(제1공정) 도 156a에 나타낸 바와 같이, 유리기판(1)상에 스패터링에 의해 연속하여 약 200nm의 Al로 이루어지는 하층금속층(10A)과 약 100nm의 Ti의 질화막으로 이루어지는 상층금속층(10B)을 막형성하여 제1도체층(10)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 적어도 고저항선(95)이 형성되는 부분의 제1도체층(10)을에칭제거한다.
(제2공정) 도 156b에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 연속하여 약 400nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 게이트절연층(2)과, 약 250nm의 비결정질 실리콘층(21) 및 약 50nm의 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)과, 계속해서 스패터링에 의해 약 200nm의 Cr로 이루어지는 금속층(30)을 막형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 적어도 외주부(Ss)의 신호선(31)과, 신호선의 측단부(31T)와, 공통배선의 측단부(13T)와, 공통배선연장부(13E)와, 공통배선(13)이 되는 부분을 남기고 금속층(30) 및 반도체층(20)을 순차 에칭제거한다.
(제3공정) 도 156c에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 스패터링에 의해 약 50nm의 ITO로 이루어지는 투명도전층(40)을 형성하여, 포토리소그래피공정을 통해서, 각각의 신호선(31)과, 공통배선(13)과, 공통배선연장부(13E)를 덮도록 남겨, 또한 신호선의 측단부(31T)와 공통배선의 측단부(13T)와의 사이에 간극부가 형성되도록 투명도전층(40)을 에칭제거하고, 이어서 상기 간극부에 노출된 금속층(30)을 에칭제거한다.
다음에 도 156d에 나타낸 바와 같이, TFT부(Tf)의 채널갭을 형성함과 동시에 n+비결정질 실리콘층(22)을 에칭제거하여, 신호선측단부(31T)와 공통배선측단부(13T)와의 간극부의 고저항선(95)이 되는 부분의 비결정질 실리콘층(21)을 노출시킨다. 이에 의해서 공정수를 늘리는 일 없이 신호선측단부(31T)와 공통배선측단부(13T)가 접속된 고저항선(95)이 일체적으로 형성된다.
(제4공정) 도 155a, b에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 약 150nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 보호절연층(3)을 형성한다. {포토리소그래피공정을 통과시키지만, 이 영역에서는 보호절연층(3)은 개구하지 않는다.}
또 여기서는 각각의 신호선측단부와 공통배선측단부가 2개의 고저항선으로 연결되는 형태를 나타내었지만, 물론 1개의 고저항선이라도 좋고 더욱이 3개이상의 고저항선이 배설되어 있더라도 좋다. 또한 본 실시형태에서는 실시형태3의 경우의 정전보호소자의 제조방법에 관해서 설명하였지만, 실시형태4∼실시형태9에 관해서도 완전히 동일하게 제조할 수가 있다. 또한 실시형태1,실시형태2에 관해서도, 그들 제조방법에 따라 동일한 정전보호소자를 형성할 수가 있다.
실시형태31의 액티브매트릭스기판은 신호선과 공통배선연장부에서 각각 신호선측단부와 공통배선측단부가 연장되어 형성되어 있기 때문에, 연결부의 고저항선의 거리가 짧아지고, 또한 고저항선을 2개 설치하는 것으로, 고저항선의 저항치를 저하시킬 수 있다. 이것 때문에 이후의 제조공정속에서 신호선에 불의의 전격이 가해지더라도, 전위를 공통배선으로 유효하게 달아나게 할 수 있기 때문에, 절연파괴에 의한 주사선과 신호선간의 쇼트나 화소영역의 TFT의 특성변동을 방지할 수가 있다.
(실시형태32)
도 157a는 실시형태32의 액티브매트릭스기판에 있어서의 신호선종단측의 인접하는 두개의 화소영역(Px)과 외주부(Ss)의 일부를 나타내는 투시평면도이고, 도 157b는 선 K-K’에서 절단한 단면도이다. 도 158a∼d는 이 외주부(Ss)의 제조공정을 나타내는 상기 선 K-K’에서 절단한 단면도이고, 각각 제1공정∼제3공정 및 TFT의 채널형성후의 상태를 나타낸다.
실시형태32의 액티브매트릭스기판은 신호선종단측의 외주부(Ss)에서 각각의 신호선(31)의 단부에 각각 두개의 측단부(31T)가 배열되고, 또한 신호선과 직각방향에 연장되는 공통배선(13)으로부터 신호선의 측단부(31T)에 각각 간극부를 두고 대향하는 측단부(13T)를 가지는 공통배선연장부(13E)가 연장되어 나와 있다. 또한 유리기판(1)상에 제1도체층(10)으로 이루어지는 부유전극(96)이 형성되고, 이 부유전극(96)의 각각의 단부는 게이트절연층(2) 및 비결정질 실리콘층(21)을 개재하여 전기의 대향하는 신호선측단부(31T)와 공통배선측단부(13T)과 중첩하도록 배치되어 있다. 이들 측단부는 신호선(31)단부와 공통배선연장부(13E)와의 사이에서 신호선을 종방향로 하여 대략 좌우대칭이 되도록 형성되어 있다.
이 액티브매트릭스기판의 표시면(Dp) 및 단자부의 구성, 제조방법은 실시형태3에 나타낸 것과 동일하기 때문에, 여기서는 설명을 생략한다.
이 액티브매트릭스기판은 실시형태3의 제조공정내에서 순차 하기의 4공정으로 제조할 수가 있다.
(제1공정) 도 158a에 나타낸 바와 같이, 유리기판(1)상에 스패터링에 의해 연속하여 약 200nm의 Al로 이루어지는 하층금속층(10A)과 약 100nm의 Ti의 질화막으로 이루어지는 상층금속층(10B)을 막형성하여 제1도체층(10)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 양단부가 각각 후에 형성되는 신호선측단부(31T) 및 공통배선측단부(13T)와 중첩하도록 연장되는 부유전극(96)을 남겨 제1도체층(10)을 에칭제거한다.
(제2공정) 도 158b에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 연속하여 약 400nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 게이트절연층(2)과, 약 250nm의 비결정질 실리콘층(21) 및 약 50nm의 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)과, 계속해서 스패터링에 의해 약 200nm의 Cr로 이루어지는 금속층(30)을 막형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 적어도 외주부(Ss)의 신호선(31)과, 신호선측단부(31T)와, 공통배선측단부(13T)와, 공통배선연장부(13E)와, 공통배선(13)이 되는 부분을 남기고 금속층(30) 및 반도체층(20)을 순차 에칭제거한다.
(제3공정) 도 158c에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 스패터링에 의해 약 50nm의 ITO로 이루어지는 투명도전층(40)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 각각의 신호선(31)과, 공통배선(13)과, 공통배선연장부(13E)를 덮도록 남겨, 또한 신호선측단부(31T)와 공통배선측단부(13T)와의 사이에 간극부가 형성되도록 투명도전층(40)을 에칭제거하고, 이어서 상기 간극부에 노출된 금속층(30)을 에칭제거한다.
다음에 도 158d에 나타낸 바와 같이, TFT부(Tf)의 채널갭을 형성함과 동시에 n+비결정질 실리콘층(22)을 에칭제거하여, 신호선측단부(31T)와 공통배선측단부(13T)와의 틈부의 비결정질 실리콘층(21)을 노출시킨다.
(제4공정) 도 157a, b에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 약 150nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 보호절연층(3)을 형성한다. {포토리소그래피공정을 통과시키지만, 이 영역에서는 보호절연층(3)은 개구하지 않는다.}
또 여기서는 부유전극을 게이트전극으로 하는 정전보호소자가 2개 병렬 배설되는 형태를 나타내었지만, 1개 또는 3개 이상 배설되어 있더라도 좋다. 또한 본 실시형태로서는 실시형태3의 경우의 정전보호소자의 제조방법에 관해서 설명하였지만, 실시형태4∼실시형태9에 관해서도 완전히 동일하게 제조할 수가 있다. 또한 실시형태1, 실시형태2에 관해서도, 그들 제조방법에 따라 동일한 정전보호소자를 형성할 수가 있다.
실시형태32의 액티브매트릭스기판은 부유전극을 게이트전극으로 하는 정전보호소자가 보호트랜지스터로서 기능하고, 이후의 제조공정속에서 신호선에 불의의 전격이 가해지더라도, 실시형태31과 같이 전위를 인접하는 신호선으로 유효하게 분산시킬 수 있기 때문에, 절연파괴에 의한 주사선과 신호선간의 쇼트나 화소영역의 TFT의 특성변동을 방지할 수가 있다.
(실시형태33)
도 159a는 실시형태33의 액티브매트릭스기판에 있어서의 신호선종단측의 인접하는 두개의 화소영역(Px)과 외주부(Ss)의 일부를 나타내는 투시평면도 이고, 도 159b는 선 L-L’에서 잘라낸 단면도이다. 도 160a∼d는 이 외주부(Ss)의 제조공정을 나타내는 상기 선 L-L’에서 잘라낸 단면도이고, 각각 제1공정∼제3공정 및 TFT의 채널형성후의 상태를 나타낸다.
또한 도 165는 이 액티브매트릭스기판의 외주부(Ss)에 형성된 배선을 나타내는 개략도면이고, 도 166a는 도 165에 있어서의 은치기부(97)를 나타내는 투시평면도, 도 166b는 선 D-D’에서 잘라낸 단면도이다. 또한 도 167a∼c는 은치기부(97)의 제조공정을 나타내는 상기 선 D-D’에서 잘라낸 단면도이고, 각각 제1공정∼제3공정을 나타낸다.
실시형태33의 액티브매트릭스기판은 신호선종단측의 외주부(Ss)에서 각각의 신호선(31)의 단부와 신호선(31)과 직각방향으로 연장되는 신호선연결선(39)과가 비결정질 실리콘으로 이루어지는 고저항선(95)으로 서로 연결되어 있다. 또한 신호선연결선(39)은 표시면(Dp)의 각 공통배선(13)이 유리기판(1)의 한편의 단부로 결속된 공통배선연결선(19)과 은치기부(97)에 의해서 접속되어 있다.
이 액티브매트릭스기판의 표시면(Dp) 및 단자부의 구성, 제조방법은 실시형태6에 나타낸 것과 동일하기 때문에, 여기서는 설명을 생략한다.
이 액티브매트릭스기판은 실시형태6의 제조공정내에서 순차 하기의 4공정으로 제조할 수가 있다.
(제1공정) 도 160a, 도 167a에 나타낸 바와 같이, 유리기판(1)상에 스패터링에 의해 연속하여 약 200nm의 Al로 이루어지는 하층금속층(10A)과 약 100nm의 Ti의 질화막으로 이루어지는 상층금속층(10B)을 막형성하여 제1도체층(10)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 외주부(Ss)의 공통배선연결선(19) 및 그 말단에 형성되는 공통배선은치기부(97C)를 남겨, 적어도 고저항선(95) 및 신호선연결선(39)이 형성되는 부분의 제1도체층(10)을 에칭제거한다.
(제2공정) 도 160b, 도 167b에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 연속하여 약 400nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 게이트절연층(2)과,약 250 nm의 비결정질 실리콘층(21) 및 약 50nm의 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)과, 계속해서 스패터링에 의해 약 250nm의 Mo로 이루어지는 금속층(30)을 막형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 적어도 외주부(Ss)의 신호선(31)과, 고저항선(95)과, 신호선(31)의 단부와 대향하는 신호선연결선(39)을 남기고 금속층(30) 및 반도체층(20)을 순차 에칭제거한다.
(제3공정) 도 160c, 도 167c에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 스패터링에 의해 약 50nm의 ITO로 이루어지는 투명도전층(40)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 각각의 신호선(31)과 신호선연결선(39)을 덮도록 남겨 투명도전층(40)을 에칭제거하고, 이어서 노출된 금속층(30)을 에칭제거한다. 이때, 투명도전층(40)이 신호선연결선(39)의 단부측면을 수하하여 게이트절연층(2)상을 연장되어, 신호선은치기부(97D)를 형성하도록 투명도전층(40)을 남긴다.
다음에 도 160d에 나타낸 바와 같이, TFT부(Tf)의 채널갭을 형성함과 동시에 n+비결정질 실리콘층(22)을 에칭제거하여, 신호선(31)의 단부와 신호선연결선(39)과의 간극부의 고저항선(95)이 되는 부분의 비결정질 실리콘층(21)을 노출시킨다. 이것에 의해서 공정수를 늘리는 일없이 신호선(31)단부와 신호선연결선(39)과 접속된 고저항선(95)이 일체적으로 형성된다.
(제4공정) 도 159a, b 및 도 166a, b에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 약 300nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 보호절연층(3)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 신호선은치기부(97D) 상의 보호절연층(3)을 관통하는 개구부(68)와, 공통배선은치기부(97C)상의 보호절연층(3) 및 게이트절연층(2)을 관통하는 개구부(69)를 형성한다.
마지막으로 이후의 공정에서 개구부(68, 69)를 통해서 각각 신호선은치기부(97D)와 공통배선은치기부(97C)와가 접속하도록 은치기부(97)에 Ag를 용융하여 메어 넣는다.
또 여기서는 각각의 신호선과 공통배선과가 1개의 고저항선으로 연결되는 형태를 나타내었지만, 고저항선은 복수개 배설되어 있더라도 좋다.
또한 본 실시형태에서는 실시형태6의 경우의 정전보호소자의 제조방법에 관해서 설명하였지만, 실시형태7∼실시형태9에 관해서도 완전히 동일하게 제조할 수가 있다. 또한 실시형태2에 관해서도, 그 제조방법에 따라 동일한 정전보호소자를 형성할 수가 있다.
실시형태33의 액티브매트릭스기판은 이후의 제조공정속에서 신호선에 불의의 전격이 가해지더라도, 전위를 공통배선으로 달아나게 할 수 있기 때문에, 절연파괴에 의한 주사선과 신호선간의 쇼트나 화소영역의 TFT의 특성변동을 방지할 수가 있다.
(실시형태34)
도 161a는 실시형태34의 액티브매트릭스기판에 있어서의 신호선종단측의 인접하는 두개의 화소영역(Px)과 외주부(Ss)의 일부를 나타내는 투시평면도이고, 도 161b는 선 M-M’에서 잘라낸 단면도이다. 도 162a∼d는 이 외주부(Ss)의 제조공정을 나타내는 상기 선 M-M’에서 잘라낸 단면도이고, 각각 제1공정∼제3공정 및 TFT의 채널형성후의 상태를 나타낸다. 도 165∼도 167은 실시형태33과 같다.
실시형태34의 액티브매트릭스기판은 신호선종단측의 외주부(Ss)에서 각각의 신호선(31)의 단부에 각각 두개의 측단부(31T)가 배열되고, 또한 신호선과 직각방향으로 연장되는 신호선연결선(39)으로부터 신호선의 측단부(31T)에 각각 간극부를 두고 대향하는 측단부(39T)를 가지는 신호선연결선연장부(39E)가 연장되어 나와 있다. 그리고 신호선(31)의 두개의 측단부(31T)와 각각 대향하는 신호선연결선(39)의 측단부(39T)와가 비결정질 실리콘으로 이루어지는 고저항선(95)으로 서로 연결되어 있다. 고저항선(95)은 2개 병렬로 설치되고, 상기 측단부(31T)와 (39T)와는 신호선(31)단부와 신호선연결선연장부(39E)와의 사이에서 신호선을 종방향으로 하여 대략 좌우대칭이 되도록 형성되어 있다. 또한 신호선연결선(39)은 표시면(Dp)의 각 공통배선(13)이 유리기판(1)의 한편의 단부로 결속된 공통배선연결선(19)과 은치기부(97)에 의해서 접속되어 있다.
이 액티브매트릭스기판의 표시면(Dp) 및 단자부의 구성, 제조방법은 실시형태6에 나타낸 것과 동일하기 때문에, 여기서는 설명을 생략한다.
이 액티브매트릭스기판은 실시형태6의 제조공정내에서 순차 하기의 4공정으로 제조할 수가 있다.
(제1공정) 도 162a, 도 167a에 나타낸 바와 같이, 유리기판(1)상에 스패터링에 의해 연속하여 약 200nm의 Al로 이루어지는 하층금속층(10A)과 약 100nm의 Ti의 질화막으로 이루어지는 상층금속층(10B)을 막형성하여 제1도체층(10)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 외주부(Ss)의 공통배선연결선(19) 및 그 말단에 형성되는 공통배선은치기부(97C)를 남겨, 적어도 고저항선(95) 및 신호선연결선(39)이 형성되는 부분의 제1도체층(10)을 에칭제거한다.
(제2공정) 도 162b, 도 167b에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 연속하여 약 400nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 게이트절연층(2)과, 약 250nm의 비결정질 실리콘층(21) 및 약 50nm의 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)과, 계속해서 스패터링에 의해 약 250nm의 Mo로 이루어지는 금속층(30)을 막형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 적어도 외주부(Ss)의 신호선(31)과, 신호선측단부(31T)와, 신호선연결선측단부(39T)와, 신호선연결선연장부(39E)와, 신호선연결선(39)이 되는 부분을 남겨 금속층(30) 및 반도체층(20)을 순차 에칭제거한다.
(제3공정) 도 162c, 도 167c에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 스패터링에 의해 약 50nm의 ITO로 이루어지는 투명도전층(40)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 각각의 신호선(31)과, 신호선연결선(39)과, 신호선연결선연장부(39E)를 덮도록 남겨, 또한 신호선측단부(31T)와 신호선연결선측단부(39T)와의 사이에 간극부가 형성되도록 투명도전층(40)을 에칭제거하고, 이어서 상기 간극부에 노출된 금속층(30)을 에칭제거한다. 이때, 투명도전층(40)이 신호선연결선(39)의 단부측면을 수하하여 게이트절연층(2)상을 연장되어, 신호선은 치기부(97D)를 형성하도록 투명도전층(40)을 남긴다.
다음에 도 162d에 나타낸 바와 같이, TFT부(Tf)의 채널갭을 형성함과 동시에 n+비결정질 실리콘층(22)을 에칭제거하여, 신호선측단부(31T)와 신호선연결선측단부(39T)와의 간극부의 고저항선이 되는 부분의 비결정질 실리콘층(21)을 노출시킨다. 이것에 의해서 공정수를 늘리는 일없이 신호선측단부(31T)와 신호선연결선측단부(39T)과 접속된 고저항선(95)이 일체적으로 형성된다.
(제4공정) 도 161a, b 및 도 166a, b에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 약 300nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 보호절연층(3)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 신호선은치기부(97D)상의 보호절연층(3)을 관통하는 개구부(68)와, 공통배선은치기부(97C)상의 보호절연층(3) 및 게이트절연층(2)을 관통하는 개구부(69)를 형성한다.
마지막으로 이후의 공정에서 개구부(68, 69)를 통해서 각각 신호선은치기부(97D)와 공통배선은치기부(97C)와가 접속하도록 은치기부(97)에 Ag를 용융하여 메어 넣는다.
또 여기서는 각각의 신호선측단부와 신호선연결선측단부가 2개의 고저항선으로 연결되는 형태를 나타내었지만, 물론 1개의 고저항선이라도 좋고, 더욱이 3개이상의 고저항선이 배설되어 있더라도 좋다. 또한 본 실시형태로서는 실시형태6의 경우의 정전보호소자의 제조방법에 관해서 설명하였지만, 실시형태7∼실시형태9에 관해서도 완전히 동일하게 제조할 수가 있다. 또한 실시형태2에 관해서도, 그 제조방법에 따라 동일한 정전보호소자를 형성할 수가 있다.
실시형태34의 액티브매트릭스기판은 이후의 제조공정속에서 신호선에 불의의 전격이 가해지더라도, 전위를 공통배선으로 달아나게 할 수 있기 때문에, 절연파괴에 의한 주사선과 신호선간의 쇼트나 화소영역의 TFT의 특성변동을 방지할 수가 있다.
(실시형태35)
도 163a는 실시형태35의 액티브매트릭스기판에 있어서의 신호선종단측의 인접하는 두개의 화소영역(Px)과 외주부(Ss)의 일부를 나타내는 투시평면도이고, 도 163(b)는 선 N-N’에서 잘라낸 단면도이다. 도 164a∼d는 이 외주부(Ss)의 제조공정을 나타내는 상기 선 N-N’에서 잘라낸 단면도이고, 각각 제1공정∼제3공정 및 TFT의 채널형성후의 상태를 나타낸다. 도 165∼도 167은 실시형태33과 동일하다.
실시형태35의 액티브매트릭스기판은 신호선종단측의 외주부(Ss)에서 각각의 신호선(31)의 단부에 각각 두개의 측단부(31T)가 배열되고, 또한 신호선과 직각방향으로 연장되는 신호선연결선(39)으로부터 신호선의 측단부(31T)에 각각 간극부를 두고 대향하는 측단부(39T)를 가지는 신호선연결선연장부(39E)가 연장되어 나와 있다. 또한 유리기판(1)상에 제1도체층(10)으로 이루어지는 부유전극(96)이 형성되고, 이 부유전극의 각각의 단부는 게이트절연층(2) 및 비결정질 실리콘층(21)을 개재하여 전기의 대향하는 신호선측단부(31T)와 신호선연결선측단부(39T)가 중첩하도록 배치되어 있다. 이들 측단부는 신호선(31)단부와 신호선연결선연장부(39E)와의 사이에서 신호선을 종방향으로 하여 대략 좌우대칭이 되도록 형성되어 있다. 또한 신호선연결선(39)은 표시면(Dp)의 각 공통배선(13)이 유리기판(1)의 한편의 단부로 결속된 공통배선연결선(19)과 은치기부(97)에 의해서 접속되어 있다.
이 액티브매트릭스기판의 표시면(Dp) 및 단자부의 구성, 제조방법은 실시형태6에 나타낸 것과 동일하기 때문에, 여기서는 설명을 생략한다.
이 액티브매트릭스기판은 실시형태6의 제조공정내에서 순차 하기의 4공정으로 제조할 수가 있다.
(제1공정) 도 164a, 도 167a에 나타낸 바와 같이, 유리기판(1)상에 스패터링에 의해 연속하여 약 200nm의 Al로 이루어지는 하층금속층(10A)과 약 100nm의 Ti의 질화막으로 이루어지는 상층금속층(10B)을 막형성하여 제1도체층(10)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 적어도 외주부(Ss)의 공통배선연결선(19) 및 그 말단에 형성되는 공통배선은치기부(97C) 및 양단부가 각각 후에 형성되는 신호선측단부(31T) 및 신호선연결선측단부(39T)와 중첩하도록 연장되는 부유전극(96)을 남겨 제1도체층(10)을 에칭제거한다.
(제2공정) 도 164b, 도 167b에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 연속하여 약 400nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 게이트절연층(2)과, 약 250nm의 비결정질 실리콘층(21) 및 약 50nm의 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)과, 계속해서 스패터링에 의해 약 250nm의 Mo로 이루어지는 금속층(30)을 막형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 적어도 외주부(Ss)의 신호선(31)과, 신호선측단부(31T)와, 신호선연결선측단부(39T)와, 신호선연결선연장부(39E)와, 신호선연결선(39)이 되는 부분을 남겨 금속층(30) 및 반도체층(20)을 순차 에칭제거한다.
(제3공정) 도 164c, 도 167c에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 스패터링에 의해 약 50nm의 ITO로 이루어지는 투명도전층(40)을 형성하여, 포토리소그래피공정을 통해서, 각각의 신호선(31)과, 신호선연결선(39)과, 신호선연결선연장부(39E)를 덮도록 남겨, 또한 신호선측단부(31T)와 신호선연결선측단부(39T)와의 사이에 간극부가 형성되도록 투명도전층(40)을 에칭제거하고, 이어서 상기 간극부에 노출된 금속층(30)을 에칭제거한다. 이때, 투명도전층(40)이 신호선연결선(39)의 단부측면을 수하하여 게이트절연층(2)상으로 연장되어, 신호선은치기부(97D)를 형성하도록 투명도전층(40)을 남긴다.
다음에 도 164d에 나타낸 바와 같이, TFT부(Tf)의 채널갭을 형성함과 동시에 n+비결정질 실리콘층(22)을 에칭제거하여, 신호선측단부(31T)와 신호선연결선측단부(39T)와의 간극부의 비결정질 실리콘층(21)을 노출시킨다.
(제4공정) 도 163a, b 및 도 166a, b에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 약 300nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 보호절연층(3)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 신호선은치기부(97D)상의 보호절연층(3)을 관통하는 개구부(68)와, 공통배선은치기부(97C)상의 보호절연층(3) 및 게이트절연층(2)을 관통하는 개구부(69)를 형성한다.
마지막으로 이후의 공정에서 개구부(68, 69)를 통해서 각각 신호선은치기부(97D)와 공통배선은치기부(97C)와가 접속하도록 은치기부(97)에 Ag를 용융하여 메어 넣는다.
또 여기서는 부유전극을 게이트전극으로 하는 정전보호소자가 2개 병렬 배설되는 형태를 나타내었지만, 1개 또는 3개 이상배설되어 있더라도 좋다. 또한 본 실시형태로에서는 실시형태6의 경우의 정전보호소자의 제조방법에 관해서 설명하였지만, 실시형태7∼실시형태9에 관해서도 완전히 동일하게 제조할 수가 있다. 또한 실시형태2에 관해서도, 그 제조방법에 따라 동일한 정전보호소자를 형성할 수가 있다.
실시형태35의 액티브매트릭스기판은 부유전극을 게이트전극으로 하는 정전보호소자가 보호트랜지스터로서 기능하며, 이후의 제조공정속에서 신호선에 불의의 전격이 가해지더라도, 전위를 공통배선으로 달아날 수 있기 때문에, 절연파괴에 의한 주사선과 신호선간의 쇼트나 화소영역의 TFT의 특성변동을 방지할 수가 있다.
(실시형태36)
도 168은 이 액티브매트릭스기판의 외주부(Ss)에 형성된 배선을 나타내는 개략도면이고, 도 169는 도 168에 있어서의 보호트랜지스터부(80)를 나타내는 투시평면도, 도 170a는 선 A-A’에서 잘라낸 단면도, 도 171a는 선 B-B’에서 잘라낸 단면도이다. 도 170b∼e 및 도 171b∼e는 각각 보호트랜지스터부(80)의 제조공정을 나타내는 상기 선 A-A’, 선 B-B’에서 잘라낸 단면도 이고, 각각 제1공정∼제3공정 및 TFT의 채널형성후를 나타낸다. 또한 도 172는 보호트랜지스터부(80)의 작용을 나타내는 등가회로도면이다.
실시형태36의 액티브매트릭스기판은 각 화소영역(Px)에서 외주부(Ss)로 연장되는 신호선(31)과, 외주부(Ss)에서 이들 신호선(31)과 교차하도록 형성된 공통배선(13)과의 교차부에 각각 보호트랜지스터부(80)가 형성되어 있다. 보호트랜지스터부(80)는 제1트랜지스터부(81) 및 제2트랜지스터부(82)로 구성된다. 제1트랜지스터부(81)는 공통배선(13)의 전위가 어떤 한계치를 넘어서 신호선(31)의 전위보다 높게 되었을 때, 제1트랜지스터가 ON 동작하여 공통배선(13)으로부터 신호선(31)에 전류가 도통된다. 한편 제2트랜지스터부(82)는 신호선(31)의 전위가 어떤 한계치를넘어서 공통배선(13)의 전위보다 높게 되었을 때, 제2트랜지스터가 ON 동작하여 신호선(31)으로부터 공통배선(13)에 전류가 도통된다. 전격에 의해 신호선(31)과 공통배선(13)과의 사이에 전위차가 생기더라도, 상기 작용으로 이 전위차를 해소하여, 절연파괴에 의한 주사선과 신호선간의 쇼트나 화소영역의 TFT의 특성변동을 방지할 수가 있다. 같은 보호트랜지스터부(80)를 주사선(11)과 공통배선(13)과의 사이에도 형성할 수가 있다.
이 액티브매트릭스기판의 표시면(Dp) 및 단자부의 구성, 제조방법은 실시형태10에 나타낸 바와 같기 때문에, 여기서는 설명을 생략한다.
이 액티브매트릭스기판은 실시형태10의 제조공정내에서 순차 하기의 4공정으로 제조할 수가 있다.
(제1공정) 도 170b, 도 171b에 나타낸 바와 같이, 유리기판(1)상에 스패터링에 의해 연속하여 약 200nm의 Al로 이루어지는 하층금속층(10A)과 약 100nm의 Ti로 이루어지는 상층금속층(10B)을 막형성하여 제1도체층(10)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 보호트랜지스터부(80)에 공통배선(13)과, 공통배선(13)에 접속하는 제1트랜지스터게이트전극(81G)과, 공통배선(13)으로부터 독립한 위치에 형성되는 제2트랜지스터게이트전극(82G)을 남겨 제1도체층(10)을 에칭제거한다.
(제2공정) 도 170c, 도 171c에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 연속하여 약 400nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 게이트절연층(2)과, 약 250nm의 비결정질 실리콘층(21) 및 약 50nm의 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)을 막형성한다. 다음에 포토리소그래피공정을 통해서, 공통배선(13)에 달하는 개구부(83)와, 제1트랜지스터게이트전극(81G)에 달하는 마주 대하는 두개의 개구부(81H)와, 제2트랜지스터게이트전극(82G)에 달하는 개구부(84) 및 마주 대하는 두개의 개구부(82H)를 제외하여, 공통배선(13) 및 제1트랜지스터게이트전극(81G) 및 제2트랜지스터게이트전극(82G)의 상면 및 측면전체가 게이트절연층(2)으로 덮어지도록 남겨 반도체층(20) 및 게이트절연층(2)을 순차 에칭제거한다.
(제3공정) 도 170d, 도 171d에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 스패터링에 의해 연속하여 약 50nm의 ITO로 이루어지는 투명도전층(40)과 약 200nm의 Cr로 이루어지는 금속층(30)을 막형성하여 제2도체층(50)을 형성한다. 다음에 포토리소그래피공정을 통해서, 신호선(31)과, 이 신호선으로부터 각각 제1트랜지스터부(81) 및 제2트랜지스터부(82)로 연장되어 형성되는 제1트랜지스터드레인전극(81D) 및 제2트랜지스터소스전극(82S)과, 개구부(83)의 상부에 독립되어 형성되는 분배전극(85)과, 이 분배전극으로부터 각각 제1트랜지스터부(81) 및 제2트랜지스터부(82)로 연장되어 형성되는 제1트랜지스터소스전극(81S) 및 제2트랜지스터드레인전극(82D)을 남겨 금속층(30) 및 투명도전층(40)을 순차 에칭제거한다. 이것에 의해서 개구부(83, 84)를 통해서 각각 공통배선(13)과 분배전극(85), 제2트랜지스터게이트전극(82G)과 제2트랜지스터소스전극(82 S)이 접속된다.
다음에 도 170e 및 도 171e에 나타낸 바와 같이, 상기 에칭에 사용한 마스크패턴 또는 마스크를 제거한 후의 제2도체층(50)을 마스크로 하여, 노출된 n+비결정질 실리콘층(22)을 에칭제거한다. 이것에 의해서 각각 제1트랜지스터부(81) 및 제2트랜지스터부(82)의 채널갭(81Ch, 82Ch)이 형성됨과 동시에, 이 채널갭이 연장되는 방향으로 개구부(81H, 82H)를 넘어서 비결정질 실리콘층(21)이 노출된다.
(제4공정) 도 169, 도 170a, 도 171a에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 약 150nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 보호절연층(3)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 적어도 신호선(31) 및 분배전극(85)의 상면 및 측면전체가 보호절연층(3)으로 덮어지도록 또한 제1트랜지스터부(81) 및 제2트랜지스터부(82)의 반도체층이 형성되도록 남겨, 보호절연층(3) 및 비결정질 실리콘층(21)을 순차 에칭제거한다. 이때, 상기 개구부(81H, 82H)와 보호절연층(3)의 변부를 교차시켜, 상기 개구부(81H, 82H)에 노출된 비결정질 실리콘층(21)의 채널갭(81Ch, 82Ch)측의 측면의 일부를 보호절연층의 변부가 수하하여 덮도록 제1트랜지스터부(81) 및 제2트랜지스터부(82)상의 보호절연층(3)을 남겨, 그 외측의 보호절연층 및 비결정질 실리콘층을 에칭제거한다.
또 본 실시형태로서는 실시형태10의 보호트랜지스터의 제조방법에 관해서 설명하였지만, 실시형태11∼실시형태17에 관해서도 완전히 동일하게 하여 보호트랜지스터를 형성할 수가 있다.
실시형태36의 액티브매트릭스기판은 제2공정에서 제1도체층에 달하는 개구부를 형성하기 때문에, 제1도체층과 제2도체층과의 전기적인 접속을 할수 있기 때문에, 보호트랜지스터를 포함해서 4공정으로 제조할 수가 있다.
(실시형태37)
도 168은 이 액티브매트릭스기판의 외주부(Ss)에 형성된 배선을 나타내는 개략도면이고, 도 173은 도 168에 있어서의 보호트랜지스터부(80)를 나타내는 투시평면도, 도 174a는 선 A-A’에서 잘라낸 단면도, 도 175a는 선 B-B’에서 잘라낸 단면도이다. 도 174b∼e 및 도 175b∼e는 각각 보호트랜지스터부(80)의 제조공정을 나타내는 상기 선 A-A’, 선 B-B’에서 잘라낸 단면도이고, 각각 제1공정∼제3공정 및 채널형성후를 나타낸다. 또한 도 176은 보호트랜지스터부(80)의 작용을 나타내는 등가회로도면이다.
실시형태37의 액티브매트릭스기판은 각 화소영역(Px)에서 외주부(Ss)로 연장되는 신호선(31)과, 외주부(Ss)에서 이들의 신호선(31)이 교차하도록 형성된 공통배선(13)과의 교차부에 각각 보호트랜지스터부(80)가 형성되어 있다. 보호트랜지스터부(80)는 제1트랜지스터부(81) 및 제2트랜지스터부(82)로 구성된다. 보호트랜지스터의 동작에 관하여는 실시형태36과 마찬가지다. 동일한 보호트랜지스터부(80)를 주사선(11)과 공통배선(13)과의 사이에도 형성할 수가 있다.
이 액티브매트릭스기판의 표시면(Dp) 및 단자부의 구성, 제조방법은 실시형태18에 나타낸 것과 동일하기 때문에, 여기서는 설명을 생략한다.
이 액티브매트릭스기판은 실시형태18의 제조공정내에서 순차 하기의 4공정으로 제조할 수가 있다.
(제1공정) 도 174b, 도 175b에 나타낸 바와 같이, 유리기판(1)상에 스패터링에 의해 연속하여 약 200nm의 Al로 이루어지는 하층금속층(10A)과 약 100nm의 Ti로 이루어지는 상층금속층(10B)을 막형성하여 제1도체층(10)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 보호트랜지스터부(80)에 공통배선(13)과, 공통배선(13)에 접속하는 제1트랜지스터게이트전극(81G)과, 공통배선(13)으로부터 독립된 위치에 형성되는 제2트랜지스터게이트전극(82G)을 남겨 제1도체층(10)을 에칭제거한다.
(제2공정) 도 174c, 도 175c에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 연속하여 약 400nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 게이트절연층(2)과, 약 250nm의 비결정질 실리콘층(21) 및 약 50nm의 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)과, 계속해서 스패터링에 의해 약 200nm의 Cr로 이루어지는 금속층(30)을 막형성한다. 다음에 포토리소그래피공정을 통해서, 공통배선(13)에 달하는 개구부(83)와, 제1트랜지스터게이트전극(81G)에 달하는 마주 대하는 두개의 개구부(81H)와, 제2트랜지스터게이트전극(82G)에 달하는 개구부(84) 및 마주 대하는 두개의 개구부(82H)를 제외하여, 공통배선(13) 및 제1트랜지스터게이트전극(81G) 및 제2트랜지스터게이트전극(82G)의 상면 및 측면전체가 게이트절연층(2)으로 덮어지도록 남겨 금속층(30) 및 반도체층(20) 및 게이트절연층(2)을 순차 에칭제거한다.
(제3공정) 도 174d, 도 175d에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 스패터링에 의해 약 50nm의 ITO로 이루어지는 투명도전층(40)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 신호선(31)과, 이 신호선으로부터 각각 제1트랜지스터부(81) 및 제2트랜지스터부(82)로 연장되어 형성되는 제1트랜지스터드레인전극(81D) 및 제2트랜지스터소스전극(S)과, 개구부(83)의 상부에 독립되어 형성되는 분배전극(85)과, 이 분배전극으로부터 각각 제1트랜지스터부(81) 및 제2트랜지스터부(82)로 연장되어 형성되는 제1트랜지스터소스전극(81S) 및 제2트랜지스터드레인전극(82D)을 남겨,투명도전층(40)을 에칭제거하고, 이어서 노출된 금속층(30)을 에칭제거한다. 이것에 의해서 개구부(83, 84)를 통해서 각각 공통배선(13)과 분배전극(85), 제2트랜지스터게이트전극(82G)과 제2트랜지스터소스전극(82S)이 접속된다.
다음에 도 174d, 도 175d에 나타낸 바와 같이, 상기 에칭에 사용한 마스크패턴 또는 마스크를 제거한 후의 투명도전층(40)을 마스크하여, 노출된 n+비결정질 실리콘층(22)을 에칭제거한다. 이것에 의해서 각각 제1트랜지스터부(81) 및 제2트랜지스터부(82)의 채널갭(81Ch, 82Ch)이 형성됨과 동시에 이 채널갭이 연장되는 방향으로 개구부(81H, 82H)를 넘어서 비결정질 실리콘층(21)이 노출된다.
(제4공정) 도 173, 도 174a, 도 175a에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 약 150nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 보호절연층(3)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 적어도 신호선(31) 및 분배전극(85)의 상면 및 측면전체가 보호절연층(3)으로 덮어지도록 또한 제1트랜지스터부(81) 및 제2트랜지스터부(82)의 반도체층이 형성되도록 남겨, 보호절연층(3) 및 비결정질 실리콘층(21)을 순차 에칭제거한다. 이때, 상기 개구부(81H, 82H)와 보호절연층(3)의 변부를 교차시켜, 상기 개구부(81H, 82H)에 노출된 비결정질 실리콘층(21)의 채널갭(81Ch, 82Ch)측의 측면의 일부를 보호절연층의 변부가 수하하여 덮도록 제1트랜지스터부(81) 및 제2트랜지스터부(82)상의 보호절연층(3)을 남겨, 그 외측의 보호절연층 및 비결정질 실리콘층을 에칭제거한다.
또 본 실시형태에서는 실시형태18의 보호트랜지스터의 제조방법에 관해서 설명하였지만, 실시형태19∼실시형태25에 관해서도 완전히 동일하게 하여 보호트랜지스터를 형성할 수가 있다.
실시형태37의 액티브매트릭스기판은 제2공정에서 제1도체층에 달하는 개구부를 형성하기 때문에, 제1도체층과 제2도체층과의 전기적인 접속을 할수 있기 때문에, 보호트랜지스터를 포함해서 4공정으로 제조할 수가 있다.
(실시형태38)
도 177a는 이 액티브매트릭스기판의 1화소영역을 나타내는 투시평면도이고, 도 177b는 선 D-D’에서 잘라낸 축적용량부(Cp)의 단면도이다. 또한 도 178a∼d는 이 액티브매트릭스기판에 있어서의 축적용량부(Cp)의 제조공정을 나타내는 도면으로, 각각 제1공정∼제3공정 및 TFT의 채널형성후를 나타낸다.
실시형태38의 액티브매트릭스기판은 축적용량부(Cp)가 전단의 주사선(11)의 도체층(10)과 당해 화소영역(Px)의 화소전극(41)으로부터 연장되는 투명도전층(40)과가 게이트절연층(2) 및 반도체층(20)으로 이루어지는 적층막을 개재하여 서로 대향배치되어 형성되어 있다. 그리고 이 축적용량부(Cp)에서는 투명도전층(40) 및 반도체층(20)의 말단측면이 일치하고 있다.
이 액티브매트릭스기판의 축적용량부(Cp) 이외의 구성, 제조방법은 실시형태10에 나타낸 것과 동일하기 때문에, 여기서는 설명을 생략한다.
이 액티브매트릭스기판은 실시형태10의 제조공정내에서 순차 하기의 4공정으로 제조할 수가 있다.
(제1공정) 도 178a에 나타낸 바와 같이, 유리기판(1)상에 스패터링에 의해 연속하여 약 200nm의 Al로 이루어지는 하층금속층(10A)과 약 100nm의 Ti로 이루어지는 상층금속층(10B)을 막형성하여 제1도체층(10)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 당해 화소영역(Px)의 전단의 주사선(11)을 각 화소영역의 축적용량부(Cp)에 축적공통전극(72)이 형성되도록 남겨 제1도체층(10)을 에칭제거한다.
(제2공정) 도 178b에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 연속하여 약 400nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 게이트절연층(2)과, 약 250nm의 비결정질 실리콘층(21) 및 약 50nm의 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)을 막형성한다. 다음에 포토리소그래피공정을 통해서, 주사선(11)의 상면 및 측면전체가 게이트절연층(2)으로 덮어지도록 남겨 반도체층(20) 및 게이트절연층(2)을 순차 에칭제거한다.
(제3공정) 도 178c에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 스패터링에 의해 연속하여 약 50nm의 ITO로 이루어지는 투명도전층(40)과 약 200nm의 Cr로 이루어지는 금속층(30)을 막형성하여 제2도체층(50)을 형성한다. 다음에 포토리소그래피공정을 통해서, 화소전극(41)으로부터 축적용량부(Cp)에 연장되는 축적용량전극(71)이 형성되도 록 남겨 금속층(30) 및 투명도전층(40)을 순차 에칭제거한다.
다음에 도 178d에 나타낸 바와 같이, 상기 에칭에 사용한 마스크패턴 또는 마스크를 제거한 후의 제2도체층(50)을 마스크로 하여, 노출된 n+비결정질 실리콘층(22)을 에칭제거한다.
(제4공정) 도 177b에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 약 150nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 보호절연층(3)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 축적용량부(Cp)가 형성된 부분의 보호절연층(3) 및 비결정질 실리콘층(21)을 순차 에칭제거한다. 이어서 노출된 투명도전층(40)상의 금속층(30)을 에칭제거하여, 투명도전층(40)을 노출시킨다.
또 본 실시형태로서는 실시형태10의 축적용량의 제조방법에 관해서 설명하였지만, 실시형태11∼실시형태17에 관해서도 완전히 동일하게 하여 축적용량을 형성할 수가 있다.
실시형태38의 액티브매트릭스기판은 축적용량부에서 투명도전층 및 반도체층의 말단측면이 일치하도록 형성하였기 때문에, 축적용량을 포함해서 4공정으로 제조할 수가 있다.
(실시형태39)
도 179a는 이 액티브매트릭스기판의 1화소영역을 나타내는 투시평면도이고, 도 179b는 선 D-D’에서 절단한 축적용량부(Cp)의 단면도이다. 또한 도 180a∼d는 이 액티브매트릭스기판에 있어서의 축적용량부(Cp)의 제조공정을 나타내는 도면으로, 각각 제1공정∼제3공정 및 TFT의 채널형성후를 나타낸다.
실시형태39의 액티브매트릭스기판은 축적용량부(Cp)가 전단의 주사선(11)의 도체층(10)과 당해 화소영역(Px)의 화소전극(41)으로부터 연장되는 투명도전층(40)과가 게이트절연층(2) 및 반도체층(20)으로 이루어지는 적층막을 개재하여 서로 대향배치로 형성되어 있다. 그리고 이 축적용량부(Cp)에서는 투명도전층(40) 및 금속층(30) 및 반도체층(20)의 말단측면이 일치하고 있다.
이 액티브매트릭스기판의 축적용량부(Cp) 이외의 구성, 제조방법은실시형태18에 나타낸 것과 동일하기 때문에, 여기서는 설명을 생략한다.
이 액티브매트릭스기판은 실시형태18의 제조공정내에서 순차 하기의 4공정으로 제조할 수가 있다.
(제1공정) 도 180a에 나타낸 바와 같이, 유리기판(1)상에 스패터링에 의해 연속하여 약 200nm의 Al로 이루어지는 하층금속층(10A)과 약 100nm의 Ti로 이루어지는 상층금속층(10B)을 막형성하여 제1도체층(10)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 당해 화소영역(Px)의 전단의 주사선(11)을 각 화소영역의 축적용량부(Cp)에 축적공통전극(72)이 형성되도록 남겨 제1도체층(10)을 에칭제거한다.
(제2공정) 도 180b에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 연속하여 약 400nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 게이트절연층(2)과, 약 250nm의 비결정질 실리콘층(21) 및 약 50nm의 n+비결정질 실리콘층(22)으로 이루어지는 반도체층(20)과, 계속해서 스패터링에 의해 약 200nm의 Cr로 이루어지는 금속층(30)을 막형성한다. 다음에 포토리소그래피공정을 통해서, 주사선(11)의 상면 및 측면전체가 게이트절연층(2)으로 덮어지도록 남겨 금속층(30) 및 반도체층(20) 및 게이트절연층(2)을 순차 에칭제거한다.
(제3공정) 도 180c에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 스패터링에 의해 약 50nm의 ITO로 이루어지는 투명도전층(40)을 형성하여, 포토리소그래피공정을 통해서, 화소전극(41)으로부터 축적용량부(Cp)에 연장되는 축적용량전극(71)이 형성되도록 남겨 투명도전층(40)을 에칭제거하고, 이어서 노출된 금속층(30)을 에칭제거한다.
다음에 도 180d에 나타낸 바와 같이, 상기 에칭에 사용한 마스크패턴 또는 마스크를 제거한 후의 투명도전층(40)을 마스크로하여, 노출된 n+비결정질 실리콘층(22)을 에칭제거한다.
(제4공정) 도 179b에 나타낸 바와 같이, 상기 기판상에 플라즈마 CVD에 의해 약 150nm의 실리콘질화막으로 이루어지는 보호절연층(3)을 형성하고, 포토리소그래피공정을 통해서, 축적용량부(Cp)가 형성된 부분의 보호절연층(3) 및 비결정질 실리콘층(21)을 순차 에칭제거한다.
또 본 실시형태에서는 실시형태18의 축적용량의 제조방법에 관해서 설명하였지만, 실시형태19∼실시형태25에 관해서도 완전히 동일하게 하여 축적용량을 형성할 수가 있다.
실시형태39의 액티브매트릭스기판은 축적용량부에서 투명도전층 및 금속층 및 반도체층의 말단측면이 일치하도록 형성하였기 때문에, 축적용량을 포함해서 4공정에서 제조할 수가 있다.