CN100580936C - 显示装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种生产率高、显示品质优良的显示装置及其制造方法。本发明的显示装置，具有：衬底；栅极绝缘膜(5)，设置在衬底上，配置在半导体层与包含电容电极(6)和栅电极(15)的第一导电层之间；层间绝缘膜(8)，形成在半导体层、第一导电层以及栅极绝缘膜(5)的上层；第二导电层，形成在层间绝缘膜(8)上，包含信号线(9)；保护膜(10)，形成在层间绝缘膜(8)以及第二导电层上；形成在保护膜(10)上的像素电极层(12)，其中，像素电极层(12)贯通保护膜(10)到达第二导电层，并且，贯通保护膜(10)、层间绝缘膜(8)以及栅极绝缘膜(5)到达半导体层，半导体层和第二导电层通过像素电极层(12)连接。

Description

显示装置及其制造方法

技术领域

本发明涉及显示装置及其制造方法。

背景技术

存在采用薄膜晶体管(Thin Filmed Transistor：TFT)作为像素开关(switching)元件的有源矩阵(active matrix)型液晶显示装置和有机EL(Electroluminescence：电致发光)等显示设备(device)。在这些显示设备中，作为TFT的沟道(channel)活性层采用多晶硅(silicon)的多晶硅薄膜晶体管的迁移率较高。此外，在用作像素开关元件的情况下，可进行高精细化，并且，也可以应用于驱动像素开关元件用的周边电路部。

以往，用作TFT的活性层的多晶硅膜以及用作栅电极和电容电极的导电膜，通过位于其上部且用作信号线的源极漏极金属(source drainmetal)而导通(例如，参照专利文献1)。在这种情况下，一般在形成信号线之前形成针对多晶硅膜以及栅电极和电容电极的接触孔，之后形成信号线。

一般采用在信号线上还配置绝缘膜(又称作钝化(passivation)膜)的结构。并且，对于向信号线的导通来说，还需要在信号线上的绝缘膜中形成通孔(参考图12)。

此外，在现有的显示装置的包含TFT的TFT阵列部中，是在信号线下具有接触孔(contact hole)的结构。由此，与TFT阵列部同时形成用于连接在形成有TFT的衬底上所形成的电路和显示区域的端子部，在端子部上，在层间绝缘膜和保护膜中分别形成接触孔。并且，需要通过信号线连接端子布线和像素电极层(参照图13(a)和(b))。

专利文献1特开2001-168343号公报

在现有的制造方法中，为实现作为第二布线的信号线与位于其下层的作为第一布线的栅电极和电容(capacitor)电极或作为半导体层的多晶硅膜导通，需要在形成信号线之前，在成为信号线下的部分形成接触孔。并且，一般地在形成信号线之后在信号线上配置绝缘膜(也称为钝化膜)，所以，需要形成通孔(through hole)，实现与最上层的导通。因此，掩膜(mask)工时数多而存在成本(cost)方面的问题。此外，对于信号线与栅电极以及电容电极利用接触孔进行导通的部分来说，导电层重合。因此，存在作为最上部的像素电极形成表面的凹凸变大这样的问题。这种情况下，显示品质恶化。这样，在现有的液晶显示装置中存在生产率低、显示品质恶化等问题。

此外，TFT衬底的端子部与形成有TFT的衬底的显示区域同时形成。因此，为了将像素电极层连接在形成在与栅电极同层上的端子布线，首先，需要通过接触孔连接像素电极层和信号线，通过接触孔连接信号线和端子布线。即，不能够一起形成接触孔，TFT衬底的工时数多。此外，需要设置形成在信号线和端子布线之间的绝缘膜中的接触孔、以及形成在信号线和像素电极之间的绝缘膜中的通孔的衬底面积。即，存在端子部的面积增大的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决所述问题，提供一种生产率高、显示品质优良的显示装置及其制造方法。

本发明的第一实施方式的显示装置具有：衬底；栅极绝缘膜，设置在所述衬底上，配置在半导体层与包含电容电极以及栅电极的第一导电层之间；层间绝缘膜，形成在所述半导体层、所述第一导电层以及所述栅极绝缘膜的上层；第二导电层，形成在所述层间绝缘膜上且包含信号线；保护膜，形成在所述层间绝缘膜以及所述第二导电层上；像素电极层，形成在所述保护膜上，所述像素电极层贯通所述保护膜到达所述第二导电层，并且贯通所述保护膜、所述层间绝缘膜以及所述栅极绝缘膜到达所述半导体层，由此，所述半导体层和第二导电层通过所述像素电极层连接。

根据本发明，可提供一种生产率高、显示品质优良的显示装置及其制造方法。

附图说明

图1是表示TFT衬底结构的平面图。

图2(a)是表示实施例1的TFT衬底的TFT部、变换部以及保护电路部的结构的剖面图，(b)是表示实施例1的TFT衬底的保护电路的结构的平面图。

图3是表示实施例2的TFT衬底结构的剖面图。

图4是表示实施例3的TFT衬底结构的剖面图。

图5是表示实施例4的TFT衬底结构的剖面图。

图6是表示实施例5的TFT衬底结构的剖面图。

图7是表示实施例6的TFT衬底结构的剖面图。

图8是表示实施例7的TFT衬底结构的剖面图。

图9(a)是表示实施例8的TFT衬底结构的剖面图，(b)是表示实施例8的TFT衬底结构的平面图。

图10是表示实施例9的TFT衬底结构的剖面图。

图11是表示实施例10的TFT衬底结构的剖面图。

图12是表示现有的TFT衬底结构的剖面图。

图13(a)是表示现有的TFT衬底结构的剖面图，(b)是表示现有的TFT衬底结构的平面图。

具体实施方式

下面，说明可应用本发明的实施方式。下面的说明是本发明的实施方式，本发明不限于下面的实施方式。

实施例1

首先，使用图1说明应用本发明的TFT衬底的有源矩阵型显示装置。图1是表示显示装置中所使用的TFT衬底的结构的正面图。虽然本发明的显示装置作为例子说明的是液晶显示装置，但是，这仅是示例性的，也可以使用有机EL显示装置等平面型显示装置(平板显示器(flatpanel display))等。

本发明的液晶显示装置具有TFT衬底110。TFT衬底110例如是TFT阵列衬底。在TFT衬底110中，设置显示区域111和包围显示区域111的框架区域112。在该显示区域111中，形成将信号提供给后述的TFT120的多个栅极布线(扫描信号线)182和多个源极布线(显示信号线)153。多个栅极布线182平行地设置。同样地，多个源极布线153也平行地设置。栅极布线182和源极布线153相互交叉地形成。栅极布线182和源极布线153正交。并且，由邻接的栅极布线182和源极布线153包围的区域成为像素117。因此，在TFT衬底110中，像素117配置成矩阵状。

并且，在TFT衬底110的框架区域112中，设置扫描信号驱动电路115和显示信号驱动电路116。栅极布线182从显示区域111延伸设置到框架区域112。在作为TFT衬底110的端部的框架区域112中，栅极布线182通过导引布线121连接到扫描信号驱动电路115。在导引布线121中，设置改变布线层(layer)的变换部122。源极布线153也同样地从显示区域111延伸设置到框架区域112。在作为TFT衬底110端部的框架区域112中，源极布线153通过导引布线121连接到显示信号驱动电路116。在导引布线121中，设置改变布线层的变换部122。在扫描信号驱动电路115的附近连接外部布线118。此外，在显示信号驱动电路116的附近连接外部布线119。外部布线118、119例如是FPC(FlexiblePrinted Circuit)等的布线衬底。并且，在TFT衬底110的框架区域112中，具有用于防止栅极布线182和源极布线153之间的绝缘破坏或不同层的导引布线121间的绝缘破坏而保护各布线的保护电路123。详细情况后述。

通过外部布线118、119将来自外部的各种信号提供给扫描信号驱动电路115和显示信号驱动电路116。扫描信号驱动电路115基于来自外部的控制信号，将栅极信号(扫描信号)提供给栅极布线182。利用该栅极信号，依次选择栅极布线182。显示信号驱动电路116基于来自外部的控制信号或显示数据将显示信号提供给源极布线153。由此，可将对应于显示数据的显示电压提供给各像素117。

在像素117内，形成至少一个TFT 120。TFT 120配置在源极布线153和栅极布线182的交叉点附近。例如，该TFT 120向像素电极提供显示电压。即，根据来自栅极布线182的栅极信号，作为开关元件的TFT120导通。由此，从源极布线153将显示电压施加到与TFT的漏电极连接的像素电极。并且，在像素电极和对置电极之间产生与显示电压对应的电场。并且，在TFT衬底110的表面形成取向膜(未图示)。

并且，在TFT衬底110中，对向配置对置衬底。对置衬底例如是滤色片(color filter)衬底，配置在观察侧。在对置衬底中，形成滤色片、黑矩阵(black matrix)(BM)、对置电极和取向膜。并且，也存在对置电极配置在TFT衬底110侧的情况。并且，在TFT衬底110和对置衬底之间夹持液晶层。即，在TFT衬底110和对置衬底之间注入液晶。并且，在TFT衬底110和对置衬底的外侧的面设置偏光板以及相位差板等。并且，在液晶显示面板的观察侧的相反侧，配置背光单元(backlight unit)等。

利用像素电极和对置电极之间的电场驱动液晶。即，衬底间的液晶的取向方向改变。由此，通过液晶层的光的偏振状态改变。即，对于通过偏光板成为直线偏振光的光来说，偏振状态因液晶层而改变。具体地说，来自背光单元的光由于阵列衬底侧的偏光板变成直线偏振光。并且，该直线偏振光通过液晶层，由此，偏振状态改变。

因此，根据偏振状态，通过对置衬底侧的偏光板的光量改变。即，在从背光单元透过液晶显示面板的透过光中的通过观察侧偏光板的光的光量改变。液晶的取向方向根据所施加的显示电压而变化。因此，对显示电压进行控制，由此，能够使通过观察侧偏光板的光量变化。即，按照每个像素来改变显示电压，由此，可显示所希望的图像。

接下来，采用图2(a)以及(b)说明设置在TFT衬底110上的TFT120的结构以及制造步骤。在图2(a)中示出实施例1的显示装置的TFT部、变换部以及保护电路部。图2(a)的右区域示出形成在显示区域上的TFT部，左区域示出形成在显示区域外的变换部以及保护电路部。并且，在图2(b)中示出形成在实施例1的显示装置的衬底上的框架区域中的保护电路的平面图。并且，在图2(b)中示出的虚线部的剖面图是图2(a)所示的剖面图。首先，主要采用图2(a)说明本实施例的显示装置。例如，在本实施例中，作为顶栅(top gate)型TFT 120进行说明。在玻璃(glass)衬底1上设置成为绝缘膜的基底膜。首先，利用等离子体CVD法形成作为基底膜的50nm的氮化硅膜2。该氮化硅膜2是为了防止来自玻璃衬底1的Na(钠)污染而形成的。然后，利用等离子体CVD法形成200nm的氧化硅膜3。氧化硅膜3在后来进行的使非晶硅(amorphous silicon)结晶化时起到辅助性作用。氮化硅膜2以及氧化硅膜3形成在衬底1的大致整个面上。并且，也可以由氮化硅膜2或氧化硅膜3之外的材料形成基底膜。并且，可以单层地形成基底膜。这样，可通过形成基底膜使TFT的特性稳定。

接下来，利用等离子体(plasma)CVD法形成50nm的非晶硅。进行热处理，使非晶硅中的氢浓度降低。并且，利用激光退火(laser anneal)法使非晶硅结晶化，成为多晶硅膜4。激光退火法有准分子激光退火(excimer laser)法、YAG激光退火法等，但是，不限于这些。具体地说，利用激光照射，使非晶硅熔融，之后，使其冷却以及固化，由此，成为多晶硅。并且，利用照相制版法形成抗蚀剂图形(resist pattern)。通过抗蚀剂图形进行干法刻蚀(dry etching)，将用于形成晶体管的多晶硅膜4构图成所希望的形状。然后，除去抗蚀剂。多晶硅膜4以岛状形成在氧化硅膜3上。由此，在形成TFT的区域，形成作为半导体层的多晶硅膜4。

接下来，利用等离子体CVD法在多晶硅膜4上形成栅极绝缘膜5。作为栅极绝缘膜5，例如，可以使用厚度为80nm的氧化硅膜。由此，多晶硅膜4被栅极绝缘膜5覆盖。接下来，利用照相制版形成抗蚀剂图形，并且，在成为半导体层的电容下部电极的区域选择性地引入杂质。由此，可以提高在后来形成的电容电极6的正下方的半导体层的电导率，降低电容的电压依赖性。

接下来，利用溅射法形成用于形成第一导电层的金属薄膜，该第一导电层包括栅电极15、电容电极6以及第一导引布线16。作为该金属薄膜，例如，可以使用Al、Cr、Mo、Ti、W等或在它们中微量地添加其他物质的合金等。在形成用于形成栅电极15、电容电极6以及第一导引布线16的金属薄膜后，利用照相制版形成抗蚀剂图形。并且，由刻蚀液将金属薄膜构图成所希望的形状。由此，形成栅电极15、电容电极6以及设置在显示区域外的第一导引布线16。栅电极15形成在多晶硅膜4的沟道区域上。电容电极6直接形成在栅极绝缘膜5上。并且，除去栅电极15和电容电极6上的抗蚀剂。该栅电极15例如是栅极布线182等。

接下来，将栅电极15以及电容电极6作为掩膜，在多晶硅膜4中引入杂质。由此，在配置在沟道区域两侧的源极漏极区域7中引入杂质。在此，可采用离子(ion)注入法或离子掺杂(ion doping)法等。并且，为了提高可靠性，也可作成LDD(Lightly Doped Drain)结构。由此，形成TFT。

接下来，利用等离子体CVD法在栅极绝缘膜5上形成作为层间绝缘膜8的氧化硅膜。由此，由层间绝缘膜8覆盖电容电极6以及多晶硅膜4。层间绝缘膜8是使TEOS和O₂反应后的500nm的氧化硅膜。并且，关于层间绝缘膜8的膜厚，500nm是举例子，并不限于此。并且，层间绝缘膜8不限于氧化硅膜，也可以是氮化硅膜或有机膜等。

接下来，为了激活引入到多晶硅膜4中的P(磷)或B(硼)，进行热处理。热处理在氮气氛中、在400℃下进行1小时。

接下来，利用溅射法形成用于形成第二导电层的金属薄膜，该第二导电层包括由源极漏极金属构成的信号线9以及第二导引布线17。信号线9是Al、Cr、Mo、Ti、W等金属材料或合金材料。在此，作成Mo合金/Al合金/Mo合金的叠层结构，膜厚分别是100nm/300nm/100nm。接下来，在照相制版中形成抗蚀剂图形，由干法刻蚀法将信号线9构图为所希望的形状。

由此，在层间绝缘膜8上形成多个信号线9以及设置在显示区域外的第二导引布线17。该信号线9例如是源极布线153等。对于信号线9以及第二导引布线17来说，没有形成在连接到第一导引布线16的接触孔11、以及与多晶硅膜4的源漏极区域7连接的接触孔11中。该接触孔11的形成步骤后述。在层间绝缘膜8的接触孔形成步骤之前，形成该信号线9和第二导引布线17。即，形成层间绝缘膜8后，在进行针对层间绝缘膜8或栅极绝缘膜5形成的接触孔11的构图之前，形成信号线9和第二导引布线17。

接下来，利用等离子体CVD法形成300nm的成为保护膜10的氮化硅膜。接下来，为了使破坏(damage)恢复，进行热处理。热处理在大气中250℃下进行1小时。保护膜10不限于氮化硅膜，也可以是氧化硅膜或有机膜等绝缘膜。

形成保护膜10之后，形成贯通保护膜10且到达信号线9和第二导引布线17的接触孔11。此外，在此步骤中，形成贯通保护膜10和层间绝缘膜8且到达第一导引布线16的接触孔11。并且，在此步骤中，形成贯通保护膜10、层间绝缘膜8和栅极绝缘膜5且到达多晶硅膜4的源极漏极区域的接触孔11。具体地说，利用光刻(photolithography)法在保护膜10上形成抗蚀剂图形。并且，按顺序对保护膜10、层间绝缘膜8和栅极绝缘膜5进行干法刻蚀。由此，形成接触孔11。能够以一个光掩膜形成贯通保护膜10、层间绝缘膜8以及栅极绝缘膜5的接触孔11。

形成接触孔11后，形成像素电极层12。并且，由光刻法等对像素电极层12进行构图。像电极层12可利用ITO膜等透明导电膜形成。或者，也可以利用Cr、Mo、Al、Ta、Ti等金属或以这些金属为主要成分的合金形成像素电极层12。在该像素电极层12中，包含施加用于驱动液晶的驱动电压(显示电压)的像素电极。例如，在液晶显示装置的情况下，像素电极与TFT的漏极连接。该像素电极层12埋设在接触孔11中。通过埋设在接触孔11中的像素电极层12，在显示区域内的TFT部中，物理地且电气地连接多晶硅膜4的源极区域和信号线9。此外，形成在TFT衬底110上的显示区域中的栅极布线以及源极布线与驱动电路通过导引布线连接。该导引布线包括第一导引布线16和第二导引布线17，设置改变布线层的变换部122。并且，在变换部122中，通过埋设在接触孔11中的像素电极层12，物理地且电气地连接第一导引布线16和第二导引布线17。在多晶硅膜4和信号线9之间不相互直接连接，而是仅通过像素电极层12间接地电连接。同样地，在第一导引布线16和第二导引布线17之间，不相互直接地连接，而是仅通过像素电极层12间接地电连接。

即，在显示区域外的变换部122中，第二导引布线17和在栅极层中形成的第一导引布线16通过像素电极层12连接。此外，在显示区域内的TFT部，信号线9和多晶硅膜4通过像素电极层12连接。这样，信号线9通过像素电极层12与TFT的多晶硅膜4连接。因此，与现有技术相比，可以减少在层间绝缘膜8中形成接触孔的掩膜步骤，并且，像素表面上的平坦性提高。

即，由于在信号线9和第二导引布线17的正下方没有形成接触孔，所以，在形成层间绝缘膜8之后，可以省去在形成信号线9之前的对层间绝缘膜8进行构图的照相制版步骤。因此，可以消减在照相制版步骤中所使用的掩膜数量。由此，可以提高生产性。

这种情况下，来自信号线9的信号通过像素电极层12提供给多晶硅膜4。此外，可以从多晶硅膜4将信号直接提供给像素电极。这样，所有的信号线层不直接连接到多晶硅膜4或栅极层。

此外，在信号线9的正下方，不去除层间绝缘膜8。因此，在信号线层的正下方，必须形成层间绝缘膜8。换句话说，所有的信号线层配置在形成有层间绝缘膜8的区域上。即，在所有形成有信号线层的区域，在信号线层的正下方配置层间绝缘膜8。并且，可以作成如下结构：在包含在像素电极层12中的像素电极的正下方，没有配置信号线层以及与其连接的接触孔。因此，可提高像素电极正下方的层间绝缘膜8的平坦性。由此，可以提高显示品质。

此外，采用图2(b)说明在显示装置的TFT衬底110上的框架区域112上所形成的保护电路123。保护电路123具有第一半导体元件和第二半导体元件。这些半导体元件是各自的电阻值非线性变化的整流元件。例如，第一半导体元件是n型晶体管(n-Tr)，其他的第二半导体元件是不同导电型的p型晶体管(p-Tr)。其导电型也可以是相反的关系，具体地说，由在源极漏极区域7中注入杂质时的离子种类区分。并且，即使这些第一半导体元件和第二半导体元件适当地置换，效果也是相同的。

第一半导体元件的栅电极和漏电极连接到第一短路环(未图示)，源电极连接到源极布线153或栅极布线182。即，第一半导体元件由将TFT 120的栅极连接到该TFT 120的源极或漏极的两个端子元件构成。此外，第二半导体元件的栅电极和漏电极连接到第二短路环(未图示)，源电极连接到源极布线153或栅极布线182。即，第二半导体元件由将TFT 120的栅极连接到该TFT 120的源极或漏极的两个端子元件构成。并且，例如，第一半导体元件和第二半导体元件并联连接。第一半导体元件连接到第一短路环，第二半导体元件连接到第二短路环。

并且，根据在这些短路环(short ring)间产生电位差的情况，第一半导体元件和第二半导体元件的某一个打开，从而瞬间地变成相同电位。在此，所谓的打开是第一半导体元件和第二半导体元件中的任何一个为导通，电荷通过成为导通的半导体元件流动，由此，电位差被消除。在图2(b)中，示出信号线9和像素电极层12为相同电位的情况。例如，在信号线9的电位比像素电极层12的电位高的情况下，pTr为导通，作为载流子的空穴从信号线9移动到像素电极层12。另一方面，在信号线9的电位比像素电极层12的电位低的情况下，nTr为导通，作为载流子的电子从像素电极层12移动到信号线9。并且，例如，如果像素电极层12连接到栅电极15，则通过成为导通的半导体元件连接信号线9和栅电极15，可以消除信号线9和栅电极15的电位差。如上所述，组合导电型互不相同的半导体元件，由此，通过第一短路环或第二短路环，可以放掉在源极布线153和栅极布线182等中累积的静电。并且，保护电路123形成在TFT衬底110的框架区域112中，防止第一导电层和第二导电层之间的绝缘破坏。由此，保护源极布线153和栅极布线182。

保护电路123的形成方法与所述显示装置的TFT部和变换部相同。但是，如图2(a)所示，形成保护膜10之后，形成贯通保护膜10和层间绝缘膜8而到达栅电极15的接触孔11。此外，在此步骤中，形成贯通保护膜10、层间绝缘膜8和栅极绝缘膜5而到达多晶硅膜4的接触孔11。之后，在保护膜10上形成像素电极层12。像素电极层12埋设在接触孔11中。并且，形成在TFT衬底110的框架区域112上的保护电路123中，通过埋设在接触孔11中的像素电极层12物理地以及电气地连接多晶硅膜4和栅电极15。

如上所述地形成的TFT衬底与具有对置电极的对置衬底贴合，在其间注入液晶。将作为背光单元的面状光源装置配置在背面侧，制造液晶显示装置。此外，在本实施方式中，不限于液晶显示装置，也可以适用于所有的有机EL显示器等显示装置或各种电子设备中。

实施例2

参考图3说明本发明实施例2的TFT衬底。图3是示出本实施例的TFT衬底的剖面图。在本实施例中，与实施例1的不同点仅是像素电极层12的结构，所以，省略详细的说明。

图3是由二层以上的导电膜形成像素电极的结构。像素电极层12具有ITO膜等透明导电膜、以及Cr、Mo、Al、Ta、Ti等金属或以这些金属为主要成分的金属膜。即，在本实施例中，像素电极层12是具有下层导电膜12a和上层导电层12b的叠层结构。在此，上层导电层12b由金属或以金属为主要成分的合金形成，下层导电层12a由透明导电膜形成。由此，与实施例1相同地，可以提高生产率，并且，可以提高显示品质。并且，作成叠层结构，由此，可以降低第一导引布线16和第二导引布线17、以及多晶硅膜4和信号线9之间的像素电极层12的电阻。由此，可以提高显示品质。将像素电极层12作成叠层结构，由此，例如可以形成半透过型液晶显示装置。即，在像素内，在透过部中仅由透明导电膜形成像素电极，在反射部中由金属或合金形成像素电极。

此外，在实施例2中说明了上层导电层12b是金属或以金属为主要成分的合金、下层导电膜12a是透明导电膜的结构，但是，也可以是与其相反的结构。即，也可以上层导电层12b是透明导电膜、下层导电膜12a是金属或以金属为主要成分的合金。并且，该金属可以是Cr、Mo、Ta、Ti等高融点金属。采用这样的结构，由此，起到除所述的生产率提高或电阻降低的进一步的效果。下面，将详细说明该效果。

一般地，使在像素电极层中使用的ITO和多晶硅膜这样的半导体薄膜直接接触的结构，实质上是作为n型半导体的ITO和半导体薄膜的接触。这样，成为非欧姆性接触，存在接触电阻也显示为高电阻值的问题。由此，可以应用所述结构的例如只有像素接触部这样的在器件性能上的影响小的区域。在此，如上所述，在ITO和半导体薄膜之间***Cr、Mo、Ta、Ti等金属，得到作为透明导电膜的ITO/金属/半导体薄膜这样的结构。并且，得到在ITO和半导体薄膜之间为欧姆性接触、并且接触电阻为低电阻的效果。即，得到减小像素电极层12和多晶硅膜4之间的接触电阻这样的效果。

实施例3

参考图4说明本发明实施例3的TFT衬底。图4是示出本实施例的TFT衬底的剖面图。在本实施例中，与实施例1的不同点在于，像素电极采用TIO等透明导电膜时在接触孔11中形成势垒金属20。因此，省略与实施例1相同的内容的说明。此外，关于势垒金属20，与实施例2的金属相同，在实施例3中也具有使ITO和半导体薄膜的接触电阻减小这样的效果，也省略其说明。在此，势垒金属20例如埋设在接触孔11中。因此，通过势垒金属20连接像素电极层12和多晶硅膜4的源极漏极区域7。此外，通过势垒金属20连接像素电极层12和第一导引布线16。并且，通过势垒金属20连接像素电极层12、信号线9和第二导引布线17。在这种情况下，形成势垒金属20，从而可减小ITO与其下层信号线层、栅极层或多晶硅膜4的接触电阻。因此，可进一步提高显示品质。

并且，可以组合本实施例和实施例2。此外，在形成保护膜10后，在对接触孔11进行开口后，形成势垒金属20，此外，势垒金属20可以采用Mo、Ti、Cr、W等。此外，在图4中，连接到信号线9的势垒金属20和连接到源极漏极区域7的势垒金属20分离，但是，在形成势垒金属20后进行构图以连接两者，由此，也可以通过势垒金属20连接信号线9和源漏极区域7。由此，得到连接电阻减小并且特性提高的效果。第一导引布线16和第二导引布线17之间也是相同的。

实施例4

参考图5说明本发明实施例4的TFT衬底。图5是示出本实施例的TFT衬底的剖面图。在本实施例中，与实施例1的不同点是，在形成像素电极前至少在像素电极层12和多晶硅膜4的接触部中形成硅化物21。因此，省略与实施例1相同的内容的说明。硅化物21形成在多晶硅膜4的源极漏极区域7的表面上。在此，像素电极层12由TIO等透明导电膜构成。或者，像素电极层12的下层导电膜由透明导电膜形成。在这种情况下，通过硅化物21连接像素电极层12和多晶硅膜4的源极漏极区域7。因此，可以减小连接电阻，并且可以使显示品质提高。

实施例5

参考图6说明本发明实施例5的TFT衬底。图6是示出本实施例的TFT衬底的剖面图。在本实施例中，与实施例1的不同点在于，与作为基底膜的氮化硅膜2和氧化硅膜3相比，信号线9和第二导引布线17形成在下层。因此，省略与实施例1相同的内容的说明。

在此，在氮化硅膜2下形成信号线9和第二导引布线17。在此，在信号线9和第二导引布线17的图形上，在氮化硅膜2、氧化硅膜3、栅极绝缘膜5、层间绝缘膜8和保护膜10中形成接触孔11。通过该接触孔11，将信号线9以及第二导引布线17与像素电极层12连接。在形成保护膜10之后，形成贯通氮化硅膜2和氧化硅膜3而到达信号线9和第二导引布线17的接触孔11。因此，以一个光掩膜形成贯通氮化硅膜2、氧化硅膜3、栅极绝缘膜5、层间绝缘膜8以及保护膜10的接触孔11。由此，可以得到与所述实施例相同的效果。并且，在本实施例中，在玻璃衬底1上依次形成信号线9以及第二导引布线17、氮化硅膜2、氧化硅膜3。由于形成氮化硅膜2的步骤与实施例1相同，所以，省略其说明。并且，在本实施例中，信号线9和第二导引布线17形成在氮化硅膜2下。因此，在层间绝缘膜8的形成步骤和保护膜10的形成步骤之间，不需设置形成信号线9以及第二导引布线17的步骤。此外，基底膜可以采用氮化硅膜2和氧化硅膜3之外的材料，也可以是单层结构。

实施例6

参考图7说明本发明实施例6的TFT衬底。在图7中，在TFT衬底上形成底栅型TFT。即，在多晶硅膜4的下层形成栅极绝缘膜5。并且，在栅极绝缘膜5的下层形成栅电极15、电容电极6和第一导引布线16。并且，栅电极15配置在多晶硅膜4下。这种情况下，在玻璃衬底1上依次形成栅电极15、栅极绝缘膜5和多晶硅膜4。并且，在形成多晶硅膜4之后的形成步骤与实施例1相同，所以省略其说明。

实施例7

参考图8说明本发明实施例7的TFT衬底。在实施例7中，具有不形成信号线9以及第二导引布线17的结构。即，在形成层间绝缘膜8之后、且在形成保护膜10之前，或者在形成氮化硅膜2之前，不形成信号线9以及第二导引布线17。因此，在层间绝缘膜8和保护膜10之间、以及在氮化硅膜2下不配置信号线9和第二导引布线17。在此步骤中，由于可省略信号线9和第二导引布线17的形成步骤，所以，可进一步提高生产率。

实施例8

参考图9(a)、(b)说明本发明的实施例8的TFT衬底。在实施例8中，对形成在图1所示的衬底110的框架区域112上、且与扫描信号驱动电路115或显示信号驱动电路116的焊盘连接的端子部的结构进行说明。在此，图9(a)是示出实施例8的TFT衬底的端子部的剖面图。图9(b)是示出实施例8的TFT衬底的端子部的平面图。在此，示出多个端子部中的一个端子部的结构。此外，在图9(a)和(b)示出的实施例8中，省略与实施例1相同的结构要素的说明。

如图9(a)所示，在玻璃衬底1上以等离子体CVD法形成作为基底膜的氮化硅膜2和氧化硅膜3。接下来，在TFT 120中形成成为半导体层的多晶硅膜4，但是，在实施例8的端子部，利用刻蚀除去该多晶硅膜4。并且，在氧化硅膜3上使用等离子体CVD法形成栅极绝缘膜5。接下来，利用溅射法，使用例如Al、Cr、Mo、Ti或W等、或者在它们中微量地添加其他物质的合金等形成成为端子布线22的金属薄膜。在该金属薄膜上使用照相制版法形成抗蚀剂图形。并且，由刻蚀液将金属薄膜构图为所希望的形状，除去金属薄膜上的抗蚀剂。由此，形成端子布线22。在此，在TFT 120中，与端子布线22同层地形成栅电极15、电容电极6和第一导引布线16。此外，将栅电极15以及电容电极6作为掩膜，向形成在氧化硅膜3上的多晶硅膜4中引入杂质。

利用等离子体CVD法在端子布线22上形成作为层间绝缘膜8的氧化硅膜。由此，由层间绝缘膜8覆盖端子布线22。该层间绝缘膜8是使TEOS和O₂反应后形成的膜厚为500nm的氧化硅膜。并且，虽然层间绝缘膜8的膜厚是500nm，但是并不限于此。此外，层间绝缘膜8不限于氧化硅膜，也可以是氮化硅膜或有机膜等。

在此，在TFT 120中，为了使引入到多晶硅膜4中的P(磷)或B(硼)激活，进行热处理。接下来，在TFT 120中利用溅射法形成由源极漏极金属构成的信号线9以及在变换部等中形成第二导引布线17，但是，在作为端子部的结构的本实施例中，不形成信号线9。

接下来，在层间绝缘膜8上利用等离子体CVD法形成300nm的作为保护膜10的氮化硅膜。该保护膜10配置在端子布线22的上方。此外，保护膜10不限于氮化硅膜，也可以是氧化硅膜或有机膜等绝缘膜。在此，为了恢复TFT 120的多晶硅膜4的破坏，进行热处理。

在形成保护膜10之后，形成贯通保护膜10和层间绝缘膜8到达端子布线22的接触孔11。此时，在变换部等中，形成贯通保护膜10和层间绝缘膜8到达第一导引布线16的接触孔11。并且，在TFT 120中，形成贯通保护膜10、层间绝缘膜8和栅极绝缘膜5到达多晶硅膜4的源极漏极区域7的接触孔11。具体地说，利用光刻法在保护膜10上形成抗蚀剂图形。并且，依次对保护膜10、层间绝缘膜8和栅极绝缘膜5进行干法刻蚀。由此，形成接触孔11。能够以一个光掩膜形成贯通保护膜10、层间绝缘膜8以及栅极绝缘膜5的接触孔11。在此，在一个端子部中形成四个接触孔11。

在形成接触孔11之后，形成像素电极层12。并且，由光刻法等对像素电极层12进行构图。像素电极层12可由ITO膜等透明导电膜形成。或者，也可由Cr、Mo、Al、Ta、Ti等金属或以这些金属为主要成分的合金形成像素电极层12。该像素电极层12可由ITO膜等透明导电膜形成。或者，也可由Cr、Mo、Al、Ta、Ti等金属或以这些金属为主要成分的合金形成像素电极层12。该像素电极层12埋设在接触孔11中。由此，物理地并且电气地连接端子布线22和像素电极层12。此时，在TFT 120中，形成施加用于驱动液晶的驱动电压(显示电压)的像素电极等。

在实施例8中，端子布线22和像素电极层12可由一次接触孔的形成而连接。即，以往，接触孔11对于各层间绝缘膜8、保护膜10具有形成步骤，各接触孔形成在衬底表面上的不同位置上。另一方面，在本实施例中，整体地形成在各层间绝缘膜8以及保护膜10中形成的接触孔11。由此，可缩小将接触孔11配置在衬底表面上的区域。因此，可以缩小框架区域112的面积。

实施例9

参考图10说明本发明实施例9的TFT衬底。在实施例10中，说明形成在与实施例2所示的TFT 120相同的衬底上的端子部的结构。图10是示出本实施例的TFT衬底的端子部的剖面图。此外，在本实施例中，与实施例8中示出的端子部的不同点仅是像素电极层12的结构，所以省略详细的说明。

图10是由二层以上的导电膜形成像素电极的结构。像素电极层12具有ITO膜等透明导电膜以及由Cr、Mo、Al、Ta、Ti等金属或以这些金属为主要成分的金属膜。即，在本实施例中，像素电极层12是具有下层导电膜12a和上层导电层12b的叠层结构。在此，上层导电层12b由金属或以金属为主要成分的合金形成，下层导电层12a由透明导电膜形成。由此，可以提高生产率，并且，可以提高显示品质。所述结构适用于透过型液晶显示装置以及反射型液晶显示装置。

实施例10

参考图11说明发明的实施例10的TFT衬底。在实施例10中，说明形成在与实施例3所示的TFT 120相同的衬底上的端子部的结构。图11是示出本实施例的TFT衬底的端子部的剖面图。此外，在本实施例中，与实施例8的不同点在于，像素电极是ITO等透明导电膜时，在接触孔11中形成势垒金属20。因此，省略与实施例8相同的内容的说明。

在此，势垒金属20例如埋设在接触孔11中。因此，通过势垒金属20连接像素电极层12和端子布线22。这种情况下，例如，形成势垒金属20，由此，在TFT 120中可以减小ITO与其下层信号线层、栅极层或多晶硅膜4的接触电阻。此外，在变换部中可以减小ITO与其下层信号线层、栅极层或多晶硅膜4的接触电阻。因此，可以使显示品质进一步提高。

并且，可以将本实施例与实施例9进行组合。此外，在形成保护膜10之后，在对接触孔11进行开口之后形成势垒金属20，并且，势垒金属20可以使用Mo、Ti、Cr、W等。

实施例11

说明本发明实施例11的TFT衬底。实施例11说明形成在与实施例4所示的TFT 120相同的衬底上的端子部的结构。在本实施例中，与实施例8的不同点在于，在TFT 120中，在形成像素电极前，在像素电极层12和多晶硅膜4的至少接触部上形成硅化物21。因此，只有端子部为与实施例8相同的结构，所以省略详细的说明。即，在实施例11中，具有实施例4所示的TFT 120和实施例8所示的端子部。

实施例12

说明本发明实施例12的TFT衬底。实施例12说明形成在与实施例5所示的TFT 120相同的底上的端子部的结构。在本实施例中，与实施例8的不同点在于，与作为基底膜的氮化硅膜2以及氧化硅膜3相比，信号线9和第二导引布线17形成在下层。因此，由于只有端子部为与实施例8的结构相同，所以，省略详细的说明。即，在实施例12中，具有实施例3中示出的TFT 120和实施例8中示出的端子部。

由所述实施例的制造方法作成的TFT衬底可由一次步骤形成接触孔，可以至少减小一次掩膜工时数。这种情况下，在信号线下不形成接触孔，从而最上部的像素电极表面的平坦性提高。并且，在所述的实施例1～12中，由与栅电极15相同的导电层形成电容电极6，但是，也可以在与信号线9相同的层中形成。并且，可以适当地组合实施例1～12。

本发明的实施例1～12所示的TFT阵列衬底的生产率高，可很好地用于显示装置。更具体地说，可以用于具有有源矩阵型阵列衬底的显示装置中，该有源矩阵型阵列衬底是信号布线和扫描线在显示装置的显示区域内交叉、且在其交叉处附近配置TFT而构成的。

例如，可以适用于如下的液晶显示装置中：通过密封材料贴合阵列衬底和滤色片，在其内部封入液晶材料。此外，也可以适用于不仅在显示区域而且在显示区域的周边设置的驱动电路的TFT，这种情况下，可以与显示区域内的TFT同时形成。另外，本发明不仅限于所述实施方式，在不脱离本发明主旨的范围中可以进行各种变化。

Claims (20)

1.一种显示装置，其特征在于，

具有：衬底；半导体层，设置在所述衬底上；栅极绝缘膜，形成在所述半导体层上；第一导电层，形成在所述栅极绝缘膜上，并且包含电容电极以及栅电极；层间绝缘膜，形成在所述半导体层、所述第一导电层以及所述栅极绝缘膜的上层；第二导电层，形成在所述层间绝缘膜上，包含信号线；保护膜，形成在所述层间绝缘膜以及所述第二导电层上；像素电极层，形成在所述保护膜上，

所述像素电极层贯通所述保护膜到达所述第二导电层，并且贯通所述保护膜、所述层间绝缘膜以及所述栅极绝缘膜到达所述半导体层，由此，所述半导体层和第二导电层通过所述像素电极层连接。

2.一种显示装置，其特征在于，

具有：衬底；第一导电层，设置在所述衬底上，并且包含电容电极以及栅电极；栅极绝缘膜，形成在所述第一导电层上；半导体层，形成在所述栅极绝缘膜上；层间绝缘膜，形成在所述半导体层、所述第一导电层以及所述栅极绝缘膜的上层；第二导电层，形成在所述层间绝缘膜上，包含信号线；保护膜，形成在所述层间绝缘膜以及所述第二导电层上；像素电极层，形成在所述保护膜上，

所述像素电极层贯通所述保护膜到达所述第二导电层，并且贯通所述保护膜以及所述层间绝缘膜到达所述半导体层，由此，所述半导体层和第二导电层通过所述像素电极层连接。

3.根据权利要求1或2的显示装置，其特征在于，

所述像素电极层贯通所述保护膜到达所述第二导电层，并且，贯通所述保护膜以及所述层间绝缘膜到达所述第一导电层，由此，所述第一导电层和所述第二导电层通过所述像素电极层连接。

4.根据权利要求1或2的显示装置，其特征在于，

所述像素电极层贯通所述保护膜以及所述层间绝缘膜到达所述第一导电层，并且，贯通所述保护膜以及所述层间绝缘膜到达所述半导体层，由此，所述第一导电层和所述半导体层通过所述像素电极层连接。

5.根据权利要求3的显示装置，其特征在于，

具有：形成在所述衬底上的显示区域中的栅极布线以及源极布线；向所述栅极布线或所述源极布线供给信号的驱动电路；第一导引布线或第二导引布线，形成在所述衬底上的显示区域外的框架区域中，连接所述驱动电路、所述栅极布线以及所述源极布线，

所述第一导电层包含所述第一导引布线，

所述第二导电层包含所述第二导引布线，

所述像素电极层贯通所述保护膜到达所述第二导引布线，并且，贯通所述保护膜以及所述层间绝缘膜到达所述第一导引布线，由此，所述第一导引布线和所述第二导引布线通过所述像素电极层连接。

6.根据权利要求4的显示装置，其特征在于，

具有：形成在所述衬底上的显示区域中的栅极布线以及源极布线；向所述栅极布线或所述源极布线供给信号的驱动电路；第一导引布线或第二导引布线，形成在所述衬底上的显示区域外的框架区域中，连接所述驱动电路、所述栅极布线以及所述源极布线；保护电路，形成在所述衬底上的所述显示区域外的框架区域中，保护各布线不会因所述栅极布线和所述源极布线间的绝缘破坏或者所述第一导引布线和所述第二导引布线间的绝缘被破坏而破坏，

在所述保护电路中，所述像素电极层贯通所述保护膜以及所述层间绝缘膜到达所述栅电极，并且，贯通所述保护膜以及所述层间绝缘膜到达所述半导体层，由此，所述栅电极和所述半导体层通过所述像素电极层连接。

7.根据权利要求1或2的显示装置，其特征在于，

在设置有所述第二导电层的全部区域，在所述第二导电层正下方不具有接触孔。

8.根据权利要求1或2的显示装置，其特征在于，

具有在一次刻蚀步骤中形成的到达所述半导体层的接触孔和到达所述第二导电层的接触孔。

9.根据权利要求1或2的显示装置，其特征在于，

具有在一次刻蚀步骤中形成的到达所述半导体层的接触孔、到达所述第一导电层的接触孔和到达所述第二导电层的接触孔。

10.根据权利要求1或2的显示装置，其特征在于，

所述像素电极层包含透明导电膜。

11.根据权利要求10的显示装置，其特征在于，

所述像素电极层和所述半导体层通过势垒金属连接。

12.根据权利要求1或2的显示装置，其特征在于，

所述像素电极层包含金属或合金。

13.根据权利要求1或2所述的显示装置，其特征在于，

所述像素电极层是具有上层导电膜和下层导电膜的叠层结构。

14.根据权利要求1或2的显示装置，其特征在于，

具有端子布线，设置在所述衬底上的所述显示区域外，形成在所述层间绝缘膜下，

所述像素电极层贯通所述保护膜以及所述层间绝缘膜到达所述端子布线，由此，连接所述端子布线和所述像素电极层。

15.一种显示装置的制造方法，具有如下步骤：

在衬底上依次形成半导体层、栅极绝缘膜、包含电容电极以及栅电极的第一导电层；

在所述半导体层、所述第一导电层以及所述栅极绝缘膜的上层形成层间绝缘膜；

在所述层间绝缘膜上形成包含信号线的第二导电层；

在所述层间绝缘膜以及所述第二导电层的上层形成保护膜；

接触孔形成步骤，在形成所述保护膜后，形成贯通所述保护膜到达所述第二导电层的接触孔、贯通所述保护膜以及所述层间绝缘膜到达所述第一导电层的接触孔、贯通所述保护膜、所述层间绝缘膜以及所述栅极绝缘膜到达所述半导体层的接触孔；

在形成所述接触孔后，在所述保护膜上形成像素电极层。

16.一种显示装置的制造方法，具有如下步骤：

在衬底上依次形成包含电容电极以及栅电极的第一导电层、栅极绝缘膜、半导体层；

在所述半导体层、所述第一导电层以及所述栅极绝缘膜的上层形成层间绝缘膜；

在所述层间绝缘膜上形成包含信号线的第二导电层；

在所述层间绝缘膜以及所述第二导电层的上层形成保护膜；

接触孔形成步骤，在形成所述保护膜后，形成贯通所述保护膜到达所述第二导电层的接触孔、贯通所述保护膜以及所述层间绝缘膜到达所述第一导电层的接触孔、贯通所述保护膜以及所述层间绝缘膜到达所述半导体层的接触孔；

在形成所述接触孔后，在所述保护膜上形成像素电极层。

17.根据权利要求15或16的显示装置的制造方法，其特征在于，

在一次刻蚀步骤中形成到达所述半导体层的接触孔和到达所述第二导电层的接触孔。

18.根据权利要求15或16的显示装置的制造方法，其特征在于，

在一次刻蚀步骤中形成到达所述半导体层的接触孔、到达所述第一导电层的接触孔和到达所述第二导电层的接触孔。

19.根据权利要求15或16的显示装置的制造方法，其特征在于，

在所述衬底上形成所述半导体层、所述第一导电层以及所述栅极绝缘膜的步骤中，在所述衬底上的所述显示区域外形成所述端子布线，

在所述接触孔形成步骤中，形成到达所述端子布线的接触孔。

20.根据权利要求19的显示装置的制造方法，其特征在于，

在一次刻蚀步骤中形成到达所述第二导电层的接触孔和到达所述端子布线的所述接触孔。

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