JP2001013518A - 液晶表示装置およびその製造方法 - Google Patents

液晶表示装置およびその製造方法

Info

Publication number
JP2001013518A
JP2001013518A JP11188779A JP18877999A JP2001013518A JP 2001013518 A JP2001013518 A JP 2001013518A JP 11188779 A JP11188779 A JP 11188779A JP 18877999 A JP18877999 A JP 18877999A JP 2001013518 A JP2001013518 A JP 2001013518A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
conductive layer
layer
tft
liquid crystal
insulating layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP11188779A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3464944B2 (ja
Inventor
Toru Ueda
徹 上田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP18877999A priority Critical patent/JP3464944B2/ja
Priority to KR10-2000-0035625A priority patent/KR100487392B1/ko
Priority to US09/604,676 priority patent/US6493046B1/en
Publication of JP2001013518A publication Critical patent/JP2001013518A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3464944B2 publication Critical patent/JP3464944B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/136227Through-hole connection of the pixel electrode to the active element through an insulation layer
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/136209Light shielding layers, e.g. black matrix, incorporated in the active matrix substrate, e.g. structurally associated with the switching element
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/136213Storage capacitors associated with the pixel electrode

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 付加容量の容量値のバラツキが小さく、表示
品位の優れた液晶表示装置およびその製造方法を提供す
る。 【解決手段】 本発明の液晶表示装置の付加容量10
は、絶縁性基板11上に形成された第1導電層12と、
第1導電層12上に形成され、第1導電層12の一部を
露出する開口部14を有する第1絶縁層13と、少なく
とも開口部14内に位置する第1導電層12上に形成さ
れた第2導電層17aと、第2導電層17aを覆う第2
絶縁層18と、少なくとも開口部14内に位置する第2
絶縁層18を覆う、第3導電層19aとから形成されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置およ
びその製造方法に関し、特に、薄膜トランジスタを有す
るアクティブマトリクス型液晶表示装置およびその製造
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、アクティブマトリクス型液晶表示
装置は、パーソナルコンピュータの表示装置、薄型テレ
ビ、ビデオ撮像装置やデジタルカメラの表示装置等とし
て広く利用されている。アクティブマトリクス型液晶表
示装置のうち、能動素子として薄膜トランジスタを有す
るもの(以下、「TFT型液晶表示装置」という。)の
1つの絵素の等価回路を図6に示す。絵素(絵素領域)
がマトリクス状に配置された領域が表示領域を構成して
いる。
【0003】TFT型液晶表示装置は、絵素ごとに、薄
膜トランジスタ(以下、「TFT」という。)と、TF
TのドレインDに接続された液晶容量CLCおよび付加容
量C Sとを有している。液晶容量CLCと付加容量CSとを
合わせて絵素容量Cpixと呼ぶ。TFTのゲートGには
ゲート配線(走査配線)が接続され、ソースSにはソー
ス配線(信号配線)が接続されている。ゲートGに走査
信号が印加されている期間(1走査期間)に、ソース配
線からTFTのソースSに印加されている信号電圧が、
液晶容量CLCのドレイン側電極および付加容量CSのド
レイン側電極(それぞれ、「絵素電極」および「付加容
量電極」と呼ぶ。)に印加される。一方、液晶容量CLC
の他方の電極および付加容量CSの他方の電極(それぞ
れ、「対向電極」および「付加容量対向電極」と呼
ぶ。)には、対向電極または付加容量対向電極線(共通
配線)COMを介して所定の対向電圧(共通電圧)が印
加される。TFT基板に形成される付加容量対向電極線
COMは対向基板に形成されている対向電極に電気的に
接続されている。液晶容量CLCに印加される正味の電圧
は、信号電圧と対向電圧との差である。この電圧の大き
さに応じて液晶の配向状態が変化することによって、信
号電圧に対応する表示状態が得られる。
【0004】ゲートGに走査信号が印加されていない期
間(すなわち、他のゲート配線に接続されているTFT
が選択されている期間)には、液晶容量CLCおよび付加
容量CSはTFTによってソース配線とは電気的に絶縁
されている。注目しているTFTが次に選択される迄、
液晶容量CLCおよび付加容量CSは先に印加された電圧
を保持することによって所定の表示状態を維持する。こ
の間に、TFTおよび絵素容量Cpixの電圧保持特性が
低いと、表示品位の低下を招く。
【0005】所望の電圧保持特性を得るために、比較的
大きな容量値を有する付加容量CSが必要とされる場合
がある。付加容量CSの容量を大きくするために、付加
容量電極および付加容量対向電極の面積を大きくする
と、これらの電極は一般に不透明な材料を用いて形成さ
れるので、透過型液晶表示装置の開口率の低下を招く。
【0006】特開平5−61071号公報は、絵素部に
容量の大きな付加容量を有するTFT型液晶表示装置を
開示している。上記公報に開示されている液晶表示装置
のTFTおよび付加容量を形成する工程を示す断面図を
図7に示す。
【0007】上記公報によると、開口率の低下を抑制す
るために、TFTが形成される絶縁基板に121の表面
に溝部(トレンチ)122を形成し、この溝部122に
付加容量(容量成分)を形成している。さらに、TFT
の半導体層と同一工程で形成された一体に形成された第
1電極123と、TFTのゲート電極と同一材料で形成
された第2電極126aと、TFTのゲート絶縁層と同
一の材料で形成された絶縁膜124aおよび125aと
から付加容量を形成することによって、構造および製造
工程を簡略化している。
【0008】図7(a)〜図7(c)に示したTFTお
よび付加容量部分を含むTFT基板は、以下の工程で作
製される。
【0009】(1)石英基板121の表面に、HF:N
4F=1:6をエッチャントとするウェットエッチン
グにより溝122を形成する。
【0010】(2)減圧CVD法で膜厚80nmの第1
ポリシリコン層123を形成する。得られた第1ポリシ
リコン層123に、30keV、1×1015/cm2
び50keV、1×1015/cm2の条件で、合計2回
のシリコン注入を行う。その後、620℃で固相アニー
ルを行った後、第1ポリシリコン層123の一部をエッ
チングで除去する。
【0011】(3)第1ポリシリコン層123を100
0℃で熱酸化により、表面に厚さ50nmのSiO2
124を形成する。酸化されずに残った第1ポリシリコ
ン層123が最終的に付加容量の第1電極およびTFT
の半導体層(ソース、チャネル、ドレイン)となる。
【0012】(4)SiO2膜124のTFTを形成す
る領域をレジスト層で保護した状態で、30keV、5
×1015/cm2の条件で、付加容量の第1電極となる
第1ポリシリコン層123に砒素イオン(As+)を注
入する。
【0013】(5)レジスト層を除去した後、SiO2
膜124を覆う厚さ30nmのSiN膜125を減圧C
VD法により形成する。
【0014】(6)全面に減圧CVD法により、厚さ3
50nmの第2ポリシリコン層126を形成し、PSG
による低抵抗化を図る。
【0015】(7)CF4/O2=95/5のガスを用い
て、第2ポリシリコン層126及びSiN膜125をパ
ターニングすることによって、TFTのゲート電極12
6b、付加容量の第2電極126a、SiNゲート絶縁
層125bおよび付加容量用SiN125aが形成され
る。次に、TFTの第1ポリシリコン層123にSiO
2膜124を介して砒素を160keV、1×1013
cm2の条件でイオン注入し、LDD(lightly doped d
rain)を形成する。
【0016】(8)第2ポリシリコンゲート126b覆
うレジストを形成し、砒素イオンを140keV、2×
1015/cm2の条件でイオン注入し、nチャネルを形
成する。次に、レジスト層を除去した後、新たに全面に
レジスト層を形成し、ホウ素イオン(B+)を30Ke
V、2×1015/cm2の条件でイオン注入を行い、p
チャネルを形成する。
【0017】(9)レジストを除去した後、減圧CVD
法により、燐珪酸ガラス(PSG)からなる層間絶縁膜
131を形成する。
【0018】(10)HF:NH4Fを用いたウェット
エッチングによって、層間絶縁膜131およびSiO2
膜124に第1コンタクトホール132を形成する。
【0019】(11)次に、膜厚140nmのITO
(インジウム錫酸化物)層129を400℃でスパッタ
法を用いて形成する。得られたITO膜129をHC
l:H2O:HNO3=300:300:50からなるエ
ッチャントを用いてウエットエッチすることによってI
TO膜129をパターニングする。その後、レジスト層
をマスクとして、HF/NH4Hを用いたウエットエッ
チングによってITO膜129に第2コンタクトホール
134を形成する。
【0020】(12)スパッタ法を用いて全面に厚さ6
00nmのAlSi層を堆積し、H 3PO4:H2O=
2:10を用いたウエットエッチによってAlSi層を
パターニングし電極130を形成する。続いて、厚さ4
00nmのSiNからなるパッシベーション膜133を
常圧CVDで形成する。パッシベーション膜133は、
CF4:O2=95:5ガスを用いたプラズマエッチング
によってパターニングされる。
【0021】
【発明が解決しようとする課題】上記公報に開示されて
いる液晶表示装置の付加容量の容量値は、溝の開口径、
溝の深さ、誘電体層を形成する材料の種類(誘電率)、
誘電体層の厚さで決まる。上記従来技術の付加容量を設
計通りの容量値を有するように形成するために最も重要
な要因は、溝の深さの制御である。この溝は単一の材料
からなる基板の表面をエッチングすることによって形成
されるので、溝の深さの制御はエッチング時間を制御す
ることによってなされる。しかしながら、エッチング時
間を正確に制御しても、エッチレートにバラツキがある
と、溝の深さにバラツキが生じる。付加容量の容量値の
バラツキは、液晶表示装置の表示品位を低下させる。
【0022】容量値が小さいと付加容量が蓄積できる電
荷量が減少するので、TFTを流れるリーク電流の影響
を強く受け、所定の電圧を保持できなくなる。逆に、付
加容量の容量値が大きいと、十分に充電することができ
なくなり、付加容量および液晶容量の両端に所定の電圧
が印加されなくなる。
【0023】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、その主な目的は、付加容量の容量値の
バラツキが小さく、表示品位の優れた液晶表示装置およ
びその製造方法を提供することにある。
【0024】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、絶縁性基板と、前記絶縁性基板上に形成された薄膜
トランジスタと、前記薄膜トランジスタに電気的に接続
された絵素電極および付加容量とを有する液晶表示装置
であって、前記絶縁性基板上に形成された第1導電層
と、前記第1導電層上に形成され、前記第1導電層の一
部を露出する開口部を有する第1絶縁層と、少なくとも
前記開口部内に位置する前記第1導電層上に形成された
第2導電層と、前記第2導電層を覆う第2絶縁層と、少
なくとも前記開口部内に位置する前記第2絶縁層を覆
う、第3導電層とを有し、前記第2導電層と、前記第2
絶縁層と、前記第3導電層とを含む積層構造から前記付
加容量が形成されており、そのことによって上記目的が
達成される。
【0025】前記第2導電層は前記開口部内において前
記第1導電層と接触するように形成されてもよい。
【0026】前記第1導電層と前記第2導電層との間に
形成された第3絶縁層を更に有し、前記第1導電層と前
記第2導電層とが互いに電気的に絶縁されてもよい。
【0027】前記第1導電層と前記第3導電層とは互い
に電気的に接続さており、前記第1導電層と、前記第3
絶縁層と、前記第2導電層とを含む積層構造および前記
第2導電層と、前記第2絶縁層と、前記第3導電層とを
含む積層構造から前記付加容量が形成される構成として
もよい。
【0028】前記第1導電層と前記第3導電層とは、表
示領域外に位置する前記第1絶縁層に形成されたコンタ
クトホールにおいて互いに接続されていることが好まし
い。
【0029】少なくとも前記薄膜トランジスタのチャネ
ルと重なるように形成されている遮光層を有し、前記遮
光層は、前記第1導電層と同一の膜から形成されてお
り、且つ、前記遮光層と前記第1導電層とは互いに電気
的に絶縁されている構成してもよい。
【0030】前記薄膜トランジスタのゲート絶縁層は、
前記第2絶縁層と同一の膜から形成されていることが好
ましい。
【0031】前記薄膜トランジスタのチャネル、ソース
およびドレインは、前記第2導電層と同一の膜に形成さ
れていることが好ましい。
【0032】前記薄膜トランジスタのゲート電極は、前
記第3導電層と同一の膜から形成されていることが好ま
しい。
【0033】本発明の液晶表示装置の製造方法は、絶縁
性基板と、前記絶縁性基板上に形成された薄膜トランジ
スタと、前記薄膜トランジスタに電気的に接続された絵
素電極および付加容量とを有する液晶表示装置の製造方
法であって、前記絶縁性基板上に第1導電層を形成する
工程と、前記第1導電層上に第1絶縁層を形成する工程
と、前記第1導電層をエッチストップ層として用いて前
記第1絶縁層をエッチングすることによって、前記第1
導電層の一部を露出する開口部を前記第1絶縁層に形成
する工程と、少なくとも前記開口部内の前記第1導電層
上に第2導電層を形成する工程と、前記第2導電層を覆
う第2絶縁層を形成する工程と、少なくとも前記開口部
内に位置する前記第2絶縁層を覆う、第3導電層を形成
する工程とを包含し、前記第2導電層と、前記第2絶縁
層と、前記第3導電層とを含む積層構造から前記付加容
量を形成し、そのことによって上記目的が達成される。
【0034】前記第1導電層と前記第2導電層との間
に、前記第1導電層と前記第2導電層とを互いに電気的
に絶縁する第3絶縁層を形成する工程と、前記第1導電
層と前記第3導電層とを互いに電気的に接続する工程と
をさらに包含し、前記第1導電層と、前記第3絶縁層
と、前記第2導電層とを含む積層構造および前記第2導
電層と、前記第2絶縁層と、前記第3導電層とを含む積
層構造から前記付加容量を形成してもよい。
【0035】以下に、本発明の作用を説明する。
【0036】本発明の液晶表示装置の付加容量は、少な
くとも開口部(溝またはトレンチ)に形成された、第2
導電層(付加容量電極)/第2絶縁層(付加容量誘電体
層)/第3導電層(付加容量対向電極)とを含む積層構
造から形成されている。付加容量は開口部に形成されて
いるので、狭い占有面積で大きな容量値を確保すること
ができる。さらに、この開口部は、第1導電層上に形成
された第1絶縁層上に形成されている。第1導電層と第
1絶縁層は異なる材料から形成されているので、第1絶
縁層にエッチングによって開口部を形成する工程におい
て、下地の第1導電層をエッチストップ層として機能さ
せることができる。従って、付加容量が形成される開口
部の深さは、正確に制御されるので、容量値のバラツキ
が著しく低減された付加容量を実現することができる。
【0037】第2導電層は開口部内の第1導電層に接触
するように形成しても良いし、開口部内の第1導電層上
にさらなる絶縁層を設けて第1導電層と第2導電層とを
互いに絶縁してもよい。開口部内の第1導電層と第2導
電層とをさらなる絶縁層で互いに絶縁した構成におい
て、第1導電層と第3導電層とを電気的に接続すること
によって、第2導電層(付加容量電極)/第2絶縁層
(付加容量誘電体層)/第3導電層(付加容量対向電
極)から形成される容量に加えて、第1導電層(付加容
量対向電極)/さらなる絶縁層(付加容量誘電体層)/
第2導電層(付加容量電極)から形成される容量が並列
に接続されている。従って、単位占有面積当たりの容量
値を増加させることができる。すなわち、液晶表示装置
の開口率を一層高めることが可能となる。第1導電層と
第3導電層との電気的な接続を、絵素電極と重ならない
位置で実現することによって、開口率の低下を防止する
ことができる。
【0038】第1導電層を遮光性を有する材料を用いて
形成することによって、第1導電層を、TFTのチャネ
ルに入射する光を防ぐ遮光層として用いることができ
る。特に、TFTのチャネルやLDDトランジスタのL
DD領域を少なくとも覆う遮光層を形成することによっ
て、TFTの光リークを抑制することができる。液晶表
示装置の用途に応じて、裏面からの光学系等からの反射
光を遮光する構成としてもよいし、上方からの直接入射
光を遮光する構成としてもよい。
【0039】第1導電層を付加容量対向電極として利用
する構成においては、付加容量対向電極として機能する
部分と遮光層として機能する部分を電気的に分離して形
成することが好ましい。少なくともTFTのチャネル領
域覆う部分と付加容量対向電極とを分離することによっ
て、付加容量対向電極の電位がTFTのチャネル領域に
影響することを防止できるので、TFTの動作特性を安
定にすることができる。
【0040】また、付加容量電極として機能する層とT
FTの半導体層(チャネル、ソース、ドレインとが形成
される層)とを同一の膜を用いて形成する構成にするこ
とによって、液晶表示装置の製造方法を簡略化すること
ができる。例えば、ポリシリコン膜に不純物濃度の異な
る領域を形成することによって、付加容量電極、TFT
のチャネル、ソースおよびドレインを形成することがで
きる。
【0041】さらに、付加容量誘電体層として機能する
層とTFTのゲート絶縁層とを同一の膜から形成するこ
とによって、液晶表示装置の製造方法を簡略化すること
ができる。また、付加容量対向電極として機能する層と
ゲート電極とを同一の膜から形成することによって、液
晶表示装置の製造方法を簡略化することもできる。
【0042】
【発明の実施の形態】(実施形態1)本実施形態のTF
T液晶表示装置(以下、TFT−LCDという。)10
0を図1および図2Aに模式的に示す。図1はTFT−
LCD100の1絵素に対応する部分の模式的な断面図
であり、図2Aはその上面図である。図1は図2A中の
破線X1−X2−X3−X4,X4’線に沿った断面図
に相当する。本発明によるTFT−LCDの等価回路は
図6に示した等価回路と同じであり、上記の説明におい
て用いた構成要素の名称を本発明の説明においても用い
る。
【0043】TFT−LCD100は、TFT基板10
0aと、対向基板100bと、TFT基板100aと対
向基板100bとの間に挟持された液晶層40とを有し
ている。一般的なTNモードの液晶表示装置の場合、T
FT基板100aおよび対向基板100bの液晶層40
側の表面に配向膜(不図示)が設けられ、TFT基板1
00aおよび対向基板100bのそれぞれの外側に偏光
板(不図示)が設けられる。表示モードによっては、配
向膜や偏光板を省略することができる。
【0044】TFT基板100aは、絶縁性基板11
と、絶縁性基板11上に形成されたTFT20と、TF
T20に電気的に接続された絵素電極15および付加容
量10とを有している。
【0045】付加容量10は、絶縁性基板11上に形成
された第1導電層12と、第1導電層12の一部を露出
する開口部(溝またはトレンチとも呼ばれる)14を有
する第1絶縁層13と、開口部14内において第1導電
層12に接触する第2導電層17aと、第2導電層17
aを覆う第2絶縁層18と、少なくとも開口部14内に
位置する第2絶縁層18を覆う第3導電層19aとをこ
の順で有する積層構造から形成されている。すなわち、
付加容量10は、第2導電層17aからなる付加容量電
極と、第3導電層19aからなる付加容量対向電極(付
加容量対向電極線)と、これらの電極間に位置する第2
絶縁層18からなる付加容量誘電体層とを有する。付加
容量10は、図2A中にハッチングで示した第2導電層
17と第3導電層19aとが重なる領域に形成される。
【0046】TFT20は、ソース17b、ドレイン1
7b’およびチャネル17cを有する半導体層17と、
半導体層上に形成された第2絶縁層(ゲート絶縁層)1
8と、チャネル17cの真上に位置する第2絶縁層18
上に形成されたゲート電極19bとを有している。ゲー
ト電極19bはゲート配線の一部として形成されてい
る。
【0047】TFT20および付加容量10は絶縁層2
2に覆われている。絶縁層22にはコンタクトホール2
3aおよび23bが形成されており、それぞれ、ソース
17bおよびドレイン17b’の少なくとも一部を露出
している。ソース17bおよびドレイン17b’は、コ
ンタクトホール23aおよび23b内でそれぞれソース
電極24aおよびドレイン電極24bに接続されてい
る。これら全てを覆うパッシベーション層26には、ド
レイン電極24bの一部を露出するコンタクトホール2
7が形成されている。パッシベーション26上に形成さ
れている絵素電極15は、コンタクトホール27内でド
レイン電極24bと電気的に接続されている。
【0048】対向基板100bは、絶縁基板31と、絶
縁基板31上に形成された対向電極(共通電極)35と
を有している。必要に応じて、配向層やカラーフィルタ
層(いずれも不図示)を設けても良い。
【0049】図6の等価回路中の液晶容量CLCは、絵素
電極15と、対向電極35と、これらの電極間に挟持さ
れた液晶層40とによって形成される。絵素電極15お
よび付加容量電極(第2導電層)17aにはTFT20
のドレイン17b’を介して信号電圧が印加され、対向
電極35および付加容量対向電極19aには、共通配線
(図2A中の19a)を介して共通電圧が印加される。
なお、共通配線は接地されても良い。
【0050】TFT−LCD100の付加容量10は、
絵素毎にTFT20の近傍に形成される。付加容量10
は、絶縁層13に形成された開口部14に積層された第
2導電層(付加容量電極)17a/第2絶縁層(付加容
量誘電体層)18a/第3導電層(付加容量対向電極)
19aを含む積層構造から形成されいるので、狭い占有
面積(基板面に射影した面積)で大きな容量値を確保す
ることができるので、高い開口率を確保することができ
る。
【0051】開口率の向上効果について、図2Bに示し
た開口部が形成されていない付加容量を有するTFT−
LCDと比較して、定量的に説明する。図2BのTFT
−LCDは第1絶縁層13に開口部を有していないこと
以外は実質的に図2Aに示したTFT−LCD100と
同じなので、その構成要素は図2Aと共通の参照符号を
用いて示し、詳細な説明を省略する。
【0052】TFT−LCDにおいて、ioff(トラン
ジスタのoff電流)=0.04pA、toff(トランジス
タのoff期間)=16.7msec(60Hz駆動)、
初期電圧Vapp=9Vとして、例えば、99.5%以上
の電圧保持率(1フレーム期間の電圧降下ΔVが0.5
%以下)を得るためには、ΔV〜{(1/2)×ioff
×toff}/Cs≦Vapp×(0.5/100)の関係か
ら、約30fF以上の付加容量値Csが必要であると見
積もることができる。もちろん、この条件は、TFT−
LCDの駆動方法や、液晶容量および/またはTFTの
ソース・ドレイン容量等によって変わる。
【0053】絵素の大きさを18μm×18μm、付加
容量誘電体層(酸化シリコン)の厚さを80nmとし
て、30fFの付加容量値Csを得るために必要な付加
容量10の基板表面に射影した面積(図2Aおよび図2
B中のハッチング部の面積)を比較する。図2Bに示し
た開口部構造(トレンチ構造)を有さない付加容量は、
約70μm2の射影面積が必要なのに対し、実施形態1
の図2Aに示した幅2μm×長さ17μmの開口部14
を有する構造では、約53μm2の射影面積で30fF
の付加容量値を得ることができる。開口率(図2Aおよ
び図2B中の開口部15a(ハッチング部)の絵素全体
の面積に対する割合)で比較すると、図2Bの構造の開
口率が約42%であるのに対し、図2Aの構造の開口率
は約46%であり、高開口率化が達成されている。
【0054】さらに、開口部14は絶縁層13を貫通す
る穴であり、且つ、絶縁層13の下(開口部14の底)
には導電層12が形成されている。従って、絶縁層13
にエッチングによって開口部14を形成する工程におい
て、導電層12をエッチストップ層として用いることが
できる。その結果、上述した従来のトレンチ型付加容量
において溝の深さの制御が困難なために容量値がばらつ
くという問題が、生じない。
【0055】また、導電層12に遮光性を有する材料を
用いて、図1に示した様にTFT20の下部まで拡がる
ように形成することによって、TFT20(特にチャネ
ル17c)に光が入射することを防止することができ
る。すなわち、導電層12は、製造工程においてエッチ
ストップ層として機能するとともに、最終製品において
は遮光層として機能する。
【0056】図1に示した構造においては、第2導電層
18が開口部14内で第1導電層12に接触しいてる
が、第1導電層12と第2導電層18との間に絶縁層を
設けて、第1導電層12を第2導電層18から電気的に
絶縁してもよい。例えば、上述のように、第1導電層1
2をTFT20を遮光する膜として用いる場合には、第
1導電層12の電位がTFT20の動作に影響しないよ
うに、第1導電層12を絶縁することが好ましい。第1
導電層12と第2導電層18との間に絶縁層を設ける代
わりに、実施形態2において説明するように、第1導電
層12を分離してもよい。なお、第2導電層18が開口
部14内で第1導電層12と接触する構造を採用する方
が、開口部14の深さを正確に制御できる利点がある。
すなわち、開口部14内に絶縁層を形成すると、僅かで
はあるが、絶縁層の厚さのバラツキが開口部14の深さ
のバラツキとなる。
【0057】さらに、図1に示した構造を採用すると、
付加容量10の付加容量電極17aとTFT20の半導
体層(17b、17b’、17c)とを同一の膜から形
成できる。すなわち、1枚の連続した半導体膜の一部の
領域を付加容量電極17aとして利用し、他の領域をT
FT20の半導体層として利用することができる。ま
た、付加容量10の誘電体層18aとTFT20のゲー
ト絶縁層18bとを同一の膜で形成できる。更に、付加
容量対向電極19aとゲート電極19bを同一の膜から
形成することができる。
【0058】以下に、TFT−LCD100を製造する
方法の例を図3A〜図3Gを参照ながら説明する。
【0059】図3Aに示したように、石英基板(絶縁性
基板)11上に厚さ約100nmの燐ドープのポリシリ
コン層(第1導電層)12を減圧CVD法で堆積する。
得られたポリシリコン層12を所定のパターンにエッチ
ングする。
【0060】第1導電層12を形成する材料はポリシリ
コンに限られない。第1導電層12をTFT用の遮光膜
として用いる場合には、W、Mo、Ti、Ta、Cr、
Co、Pt、Ru、Pd、Cu等の金属や、Wポリサイ
ド(WSix/ポリシリコン)をはじめとするMo、T
i、Ta、Cr、Co、Pt、Pdポリサイドを用いる
ことができる。さらに、TiW等の合金あるいはTiN
等の導電性金属窒化物を用いてもよい。第1導電層12
の材料は、後工程の熱処理条件に耐熱性や液晶表示装置
の用途等を考慮して適宜選択される。特に、TFT−L
CD100を投射型表示装置に用いる場合には、TFT
20に強い光が照射されるので、第1導電層12の光透
過率は5%以下であることが好ましい。少なくともTF
T20のチャネル17cを遮光すれば光照射によるTF
T20のリーク電流を低減することができる。リーク電
流を十分に低減するために、TFT20全体を遮光する
ように第1導電層12を形成しても良い。第1導電層1
2の大きさや形状は、TFT−LCD100の用途に応
じて適宜設定される。
【0061】次に、図3Bに示したように、減圧CVD
法で厚さ約400nmのSiO2層13を堆積する。得
られたSiO2層13をエッチングすることによって、
幅2μm×17μmの開口部14を第1ポリシリコン層
12上に形成する。SiO2層13の厚さや開口部14
の大きさは、容量値や開口率を考慮して適宜設定され
る。なお、開口部14の幅(図3D中のW)および長さ
は、第1導電層12上の大きさで規定する。開口部14
の形成方法を具体的に説明する。
【0062】所定のパターンを有するレジスト層(不図
示)をSiO2層13上に形成する。このレジスト層を
マスクとして、エッチングガスとしてCHF3/CF4
Ar=8:1:12を用いてドライエッチング法によっ
てSiO2層13をエッチングする。SiO2とポリシリ
コンとのエッチレート比(選択比)は約20:1である
ので、ポリシリコンからなる第1導電層12はSiO2
層13のエッチングに対して、良好なエッチストップ層
となる。厚さ400nmのSiO2層に対して20%の
オーバーエッチを行っても、ポリシリコン層12のオー
バエッチ量は、高々2nmである。エッチングレートの
バラツキは10%程度なので、オーバエッチ量のバラツ
キは0.4nm程度である。エッチング工程において生
じる開口部14の深さのバラツキは、SiO2層13を
堆積する工程で生じる膜厚のバラツキ(約10%、この
場合約40nm)に比べ無視できる。すなわち、エッチ
ング工程のバラツキが開口部14の深さのバラツキの要
因とはならない。
【0063】HF:NH4F等をエッチング液として用
いるウェットエッチ法によると、SiO2とポリシリコ
ンと選択比は無限大と考えられる。従って、エッチング
工程に発生する深さのバラツキは更に小さいが、2次元
方向のエッチング精度を考慮すると、上述したドライエ
ッチ法を用いることが好ましい。また、遮光性を有する
第1導電層12を形成するための材料としては、WSi
/ポリシリコン(150nm/100nm)等のシリサ
イド/ポリシリコンの2層構造を用いることができる。
この場合の第1絶縁層としては透明性の観点SiO2
が好ましいが、SiNを用いても良い。
【0064】図3Cに示したように、基板の全面に厚さ
約50nmのポリシリコンを、例えば減圧CVD法を用
いて堆積し、パターニングすることによって、ポリシリ
コン層(第2導電層)17を形成する。ポリシリコン層
17は、開口部14内で第1導電層12に接触してお
り、電気的に接続されている。このポリシリコン層17
は、最終的にTFTの半導体層(ソース17b、ドレイ
ン17b’、チャネル17c)および付加容量の付加容
量電極17aとなる。
【0065】図3Dに示したように、TFT部が形成さ
れる部分を覆うレジスト層16をマスクとして、ポリシ
リコン層17に燐(P)を注入する。イオン注入条件
は、例えば15keV、2×1015/cm2である。開
口部14の側壁に形成されたポリシリコン層17に十分
な量のイオンを注入するためには、開口部14はテーパ
ー形状を有していることが望ましい。テーパ角θ(第1
導電層12の上面と開口部14の側面とがなす角)は、
45゜≦θ≦84゜の範囲にあることが好ましい。開口
部14の側面に形成されたポリシリコン層17に注入さ
れる燐の量は、底面に形成されたポリシリコン層17に
注入される燐の量のcosθ倍になる。側面に形成され
たポリシリコン層17を十分に低抵抗化するためには、
側面への注入量が底面への注入量の約10分の1以上あ
ることが好ましく、θは84゜以下であることが好まし
い。なお、後の高温熱処理(約800℃以上)工程にお
いて、底面に形成されたポリシリコン層17中の不純物
が拡散し、側面に形成されたポリシリコン層17が低抵
抗化するので、θが84゜を超えても使用できる場合が
ある。一方、テーパ角θが小さ過ぎると、開口部14上
の広がり(図3D中のΔ)が大きくなり過ぎる。すなわ
ち、ポリシリコン層(第2導電層)17の幅が広がり過
ぎるので、開口率が低下する。開口率の観点から、広が
りΔはSiO2(第1絶縁層)13の厚さh以下、すな
わちθ≧45゜であることが好ましい。
【0066】図3Eに示したように、第2導電層17を
覆うように、例えばCVD法を用いて、厚さ約80nm
のSiO2膜(第2絶縁層)18を形成する。あるい
は、予め厚く形成した第2導電層17を酸化することに
よって、第2絶縁層18を形成しても良い。第2導電層
17をポリシリコンで形成し、熱酸化して酸化シリコン
からなる第2絶縁層18を形成しても良いし、第2導電
層17をTaで形成し、陽極酸化することによってTa
25からなる第2絶縁層18を形成してもよい。また、
第2絶縁層18にSiN/SiO2等からなる積層膜、
またはTa25等の高誘電率膜を使用してもよい。第2
絶縁層18は、付加容量誘電体層18aおよびゲート絶
縁層18bとして機能する。
【0067】次に、厚さ約300nmの燐をドープした
ポリシリコン層(第3導電層)19を形成し、パターニ
ングすることによって、付加容量対向電極19aおよび
ゲート電極19bが得られる。
【0068】図3Fに示したように、ポリシリコン層
(第3導電層)19をマスクとして、第2導電層(ポリ
シリコン層)17にイオン注入することによって、ソー
ス17bおよびドレイン17b’を形成する。このイオ
ン注入は、例えば、燐を100keV、2×1015/c
2の条件で注入することによって実施できる。あるい
は、上述の従来例のように、LDD構造を形成してもよ
い。
【0069】図3Gに示したように、CVD法を用いて
厚さ約600nmのSiO2層(層間絶縁層)を堆積し
た後、不純物活性化のために、約850℃で1時間の熱
処理を施す。その後、第2導電層17のソース17bお
よびドレイン17b’に至るコンタクトホール23aお
よび23bをそれぞれ形成する。次に、例えば、厚さ4
00nmのAlSi層24を堆積し、パターニングする
ことによって、ソース電極24aおよびドレイン電極2
4bを形成する。この工程で、ソース配線(不図示)を
ソース電極24aと一体に形成しても良い。
【0070】プラズマCVD法を用いて、基板の全面を
実質的に覆うように、SiNからなるパッシベーション
膜26を形成する。得られたパッシベーション膜26に
ドレイン電極24bに至るコンタクトホール27を形成
した後、ITOを堆積しパターニングすることによって
絵素電極15を形成する。
【0071】上記の製造方法における個別の工程(膜の
堆積工程、イオン注入工程やエッチング工程等)は、公
知の方法で実施できる。
【0072】上述したように、本実施形態の製造方法に
よると、第1絶縁層13の下部に形成した第1導電層1
2(当然に第1絶縁層とは異なる材料から形成されるの
で)を、第1絶縁層に開口部14を形成するためのエッ
チング工程におけるエッチストップ層として用いるの
で、エッチングの深さの制御性が上述した従来例に比べ
て極めて高い。従って、付加容量を形成する開口部14
の深さは、実質的に第1絶縁層13の厚さで決まる。従
来の基板をエッチングする際のバラツキが?に対して、
絶縁層を堆積する工程における厚さのバラツキは、約1
0%程度と非常に低い。従って、本実施例の製造方法を
用いてTFT−LCDを製造することによって、付加容
量の容量値のバラツキの小さい、表示品位の優れたLC
Dを得ることができる。
【0073】さらに、付加容量10の付加容量電極17
aとTFT20の半導体層(17b、17b’、17
c)とを同一の層で形成できる。また、付加容量10の
誘電体層18aとTFT20のゲート絶縁層18bとを
同一の層で形成できる。更に、付加容量対向電極19a
とゲート電極19bを同一の層から形成することができ
る。従って、製造プロセスを簡略化することができるの
で、液晶表示装置の製造コストを低減することができ
る。
【0074】(実施形態2)図4A、図4Bおよび図5
を参照しながら本実施形態の液晶表示装置200の構造
および製造方法を説明する。本実施形態の液晶表示装置
200は、実施形態1のTFT−LCD100と付加容
量の構造が異なる。以下の説明において、実施形態1の
TFT−LCD100と実質的に同様の機能を有する構
成要素を同じ参照符号で示し、ここでは説明を省略す
る。
【0075】図4Aは、TFT−LCD200の付加容
量10aおよびTFT20を含む部分の模式的な断面図
であり、図5の破線X1−X2−X3−X4、X4’に
沿った模式的な断面図に相当する。図4Bは、第1導電
層と第3導電層との接続部の断面図であり、図5の4B
−4B’線に沿った断面図に相当する。図5はTFT−
LCD200の1絵素の対応する部分の上面図である。
【0076】TFT−LCD200は、TFT−LCD
100における第1導電層12と第2導電層17との間
に、さらなる絶縁層52を有している。また、TFT−
LCD200においては、第1導電層12を2つの層
(領域)12aおよび12bに分離している。第1導電
層12aは付加容量10a付加容量電極として機能し、
第1導電層12bはTFT20の遮光層として機能す
る。これらは、実施形態1と同様にして単一の第1導電
層12を形成した後、パターニングすることによって互
いに分離した層(導電層12aおよび遮光層12b)と
して形成される。
【0077】少なくともTFTのチャネル領域覆う遮光
層12bと付加容量対向電極として機能する導電層12
aとを分離することによって、付加容量対向電極の電位
がTFTのチャネル領域に影響することを防止できるの
で、TFTの動作特性を安定にすることができる。しか
しながら、第1導電層12に強力な光が入射しない場合
には、実施形態1のTFT−LCD100と同様に一体
に形成してもよい。
【0078】絶縁層52は、開口部14内に露出された
第1導電層12aを覆い、第1導電層12aと第2導電
層17とを互いに絶縁する。第1導電層12aは第3導
電層と電気的に接続されており(図4B参照)、第1導
電層12aには対向電圧(共通電圧)が印加される。従
って、絶縁層52は付加容量10aの誘電体層として機
能する。
【0079】絶縁層52は、実施形態1のTFT−LC
D100の製造方法における図3Bに示した工程と図3
Cに示した工程の間に、たとえば、減圧CVD法で基板
のほぼ全面に約80nmのSiO2を堆積することによ
って形成することができる。あるいは、開口部14に露
出した第1ポリシリコン層17の表面を酸化することに
よっても形成することができる。また、絶縁層52にS
iN/SiO2等からなる積層膜、またはTa25等の
高誘電率膜を使用してもよい。絶縁層52は、付加容量
10aの誘電体層として機能すればよいので、第1導電
層12aと第2導電層17aとの間、すなわち開口部1
4内に露出された第1導電層12a上にのみ形成しても
良い。
【0080】第1導電層12aと第3導電層19aは、
図5に示したように、表示領域外で互いに接続されてい
ることが開口率の観点から好ましい。第1導電層12a
と第3導電層19aとの電気的な接続は、例えば、図4
Bに示した構成で実現される。絶縁層22に、第3導電
層19aを露出するコンタクトホール54および第1導
電層12aを露出するコンタクトホール56を形成す
る。それぞれのコンタクトホール54および56におい
て、第1および第3導電層12aおよび19aのそれぞ
れと接触する電極層24cを形成することによって、第
1導電層12aと第3導電層19aとが電気的に互いに
接続される。コンタクトホール54および56の形成
は、例えば、実施形態1について図3Gを参照しながら
説明した、コンタクトホール23aおよび23bを形成
する工程において実施することができる。また、電極層
24cは、同じく図3Gを参照しながら説明したソース
電極24aおよびドレイン電極24bを形成する工程に
おいて実施することができる。なお、電極層24cはソ
ース電極24aおよびドレイン電極24bから分離され
ており、電極層24cには対向電圧が印加される。
【0081】TFT−LCD200の付加容量10a
は、第1導電層(第1付加容量対向電極)12a/絶縁
層(第1付加容量誘電体層)52/第2導電層(付加容
量電極)17a/第2絶縁層(第2付加容量誘電体層)
18a/第3導電層(第2付加容量対向電極)19aを
含む積層構造から形成されいる。すなわち、付加容量1
0aは、第1導電層(第1付加容量対向電極)12a/
絶縁層(第1付加容量誘電体層)52/第2導電層(付
加容量電極)17aから形成される容量と、第2導電層
(付加容量電極)17a/第2絶縁層(第2付加容量誘
電体層)18a/第3導電層(第2付加容量対向電極)
19aから形成される容量とが並列に接続された容量で
ある。従って、実施形態1のTFT−LCD100が有
する付加容量10の構造に比較して、より狭い占有面積
に、同じ容量値の付加容量を形成することができる。
【0082】絵素の大きさを18μm×18μm、第1
および第2付加容量誘電体層(酸化シリコン)の厚さを
それぞれ80nmとして、30fFの付加容量値Csを
得るために必要な付加容量10の基板表面に射影した面
積(図5および図2B中のハッチング部の面積)を比較
する。図2Bに示した開口部構造(トレンチ構造)を有
さない付加容量は、約70μm2の射影面積が必要なの
に対し、実施形態2の図5に示した幅1μm×長さ17
μmの開口部14を有し、且つ2つの容量を並列に接続
した構造では、約36μm2の射影面積で30fFの付
加容量値を得ることができる。開口率(図5および図2
B中の開口部15a(ハッチング部)の絵素全体の面積
に対する割合)で比較すると、図2Bの構造の開口率が
約42%であるのに対し、図5の構造の開口率は約51
%である。この様に、実施形態2によると、実施形態1
の効果に加えて更なる高開口率化が達成される。
【0083】上記の実施形態1および2で説明したよう
に、本発明によると液晶表示装置の開口率を向上すると
ともに、付加容量の容量値のバラツキを低減することが
できる。特に、ポリシリコンを半導体層に用いた小型・
高密度・高精細のTFT液晶表示装置において本発明の
効果は顕著である。特に、第1導電層を遮光層として用
いる構成は、強力な光が照射される投写型液晶表示装置
に好適に用いられる。
【0084】
【発明の効果】本発明によると、小さな占有面積でも大
きな容量値を確保でき、しかも、容量値のバラツキが著
しく低減された付加容量を実現できる。これによって、
高開口率(明るい)、高画質の液晶表示装置を提供でき
る。
【0085】また、本発明の液晶表示装置は簡単かつ簡
素な構成を有しているため、製造工程を簡略化できるの
で、高画質の液晶表示装置を低コストで歩留まりよく製
造することができる。本発明による液晶表示装置は、T
FTの半導体層にポリシリコンを用いた比較的小型で高
精細の液晶表示装置に好適に適用される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態1によるTFT−LCD10
0の模式的な断面図である。
【図2A】TFT−LCD100の1絵素部分の模式的
な上面図である。
【図2B】比較例のTFT−LCDの絵素部分の模式的
な上面図である。
【図3A】TFT−LCD100の製造工程を示す断面
図である。
【図3B】TFT−LCD100の他の製造工程を示す
断面図である。
【図3C】TFT−LCD100の他の製造工程を示す
断面図である。
【図3D】TFT−LCD100の他の製造工程を示す
断面図である。
【図3E】TFT−LCD100の他の製造工程を示す
断面図である。
【図3F】TFT−LCD100の他の製造工程を示す
断面図である。
【図3G】TFT−LCD100の他の製造工程を示す
断面図である。
【図4A】本発明の実施形態2によるTFT−LCD2
00の付加容量およびTFTを含む部分の模式的な断面
図である。
【図4B】実施形態2によるTFT−LCD200の第
1導電層12aと第3導電層19aとの接続部の模式的
な断面図である。
【図5】本発明の実施形態2によるTFT−LCD20
0の1絵素部分および図4Bに示した接続部の模式的な
上面図である。
【図6】TFT型液晶表示装置の1つの絵素の等価回路
を示す図である。
【図7】従来のTFT液晶表示装置のTFTおよび付加
容量を形成する工程を示す断面図である。
【符号の説明】
10 付加容量 11、31 絶縁性基板 12 第1導電層 13 第1絶縁層 14 開口部(溝またはトレンチ) 15 絵素電極 17a 第2導電層 17b ソース 17b’ ドレイン 17c チャネル 18a 第2絶縁層 18b ゲート絶縁層 19a 第3導電層 19b ゲート電極 20 TFT 22 絶縁層 23a、23b、27 コンタクトホール 24a ソース電極 24b ドレイン電極 26 パッシベーション層 35 対向電極(共通電極) 50 対向基板 60 液晶層 100、200 TFT−LCD 100a TFT基板 100b 対向基板
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成12年6月23日(2000.6.2
3)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 液晶表示装置およびその製造方法
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置およ
びその製造方法に関し、特に、薄膜トランジスタを有す
るアクティブマトリクス型液晶表示装置およびその製造
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、アクティブマトリクス型液晶表示
装置は、パーソナルコンピュータの表示装置、薄型テレ
ビ、ビデオ撮像装置やデジタルカメラの表示装置等とし
て広く利用されている。アクティブマトリクス型液晶表
示装置のうち、能動素子として薄膜トランジスタを有す
るもの(以下、「TFT型液晶表示装置」という。)の
1つの絵素の等価回路を図6に示す。絵素(絵素領域)
がマトリクス状に配置された領域が表示領域を構成して
いる。
【0003】TFT型液晶表示装置は、絵素ごとに、薄
膜トランジスタ(以下、「TFT」という。)と、TF
TのドレインDに接続された液晶容量CLCおよび付加
容量Cとを有している。液晶容量CLCと付加容量C
とを合わせて絵素容量C ixと呼ぶ。TFTのゲー
トGにはゲート配線(走査配線)が接続され、ソースS
にはソース配線(信号配線)が接続されている。ゲート
Gに走査信号が印加されている期間(1走査期間)に、
ソース配線からTFTのソースSに印加されている信号
電圧が、液晶容量CLCのドレイン側電極および付加容
量Cのドレイン側電極(それぞれ、「絵素電極」およ
び「付加容量電極」と呼ぶ。)に印加される。一方、液
晶容量CLCの他方の電極および付加容量Cの他方の
電極(それぞれ、「対向電極」および「付加容量対向電
極」と呼ぶ。)には、対向電極または付加容量対向電極
線(共通配線)COMを介して所定の対向電圧(共通電
圧)が印加される。TFT基板に形成される付加容量対
向電極線COMは対向基板に形成されている対向電極に
電気的に接続されている。液晶容量CLCに印加される
正味の電圧は、信号電圧と対向電圧との差である。この
電圧の大きさに応じて液晶の配向状態が変化することに
よって、信号電圧に対応する表示状態が得られる。
【0004】ゲートGに走査信号が印加されていない期
間(すなわち、他のゲート配線に接続されているTFT
が選択されている期間)には、液晶容量CLCおよび付
加容量CはTFTによってソース配線とは電気的に絶
縁されている。注目しているTFTが次に選択される
迄、液晶容量CLCおよび付加容量Cは先に印加され
た電圧を保持することによって所定の表示状態を維持す
る。この間に、TFTおよび絵素容量Cpixの電圧保
持特性が低いと、表示品位の低下を招く。
【0005】所望の電圧保持特性を得るために、比較的
大きな容量値を有する付加容量Cが必要とされる場合
がある。付加容量Cの容量を大きくするために、付加
容量電極および付加容量対向電極の面積を大きくする
と、これらの電極は一般に不透明な材料を用いて形成さ
れるので、透過型液晶表示装置の開口率の低下を招く。
【0006】特開平5−61071号公報は、絵素部に
容量の大きな付加容量を有するTFT型液晶表示装置を
開示している。上記公報に開示されている液晶表示装置
のTFTおよび付加容量を形成する工程を示す断面図を
図7に示す。
【0007】上記公報によると、開口率の低下を抑制す
るために、TFTが形成される絶縁基板121の表面に
溝部(トレンチ)122を形成し、この溝部122に付
加容量(容量成分)を形成している。さらに、TFTの
半導体層と同一工程で一体に形成された第1電極123
と、TFTのゲート電極と同一材料で形成された第2電
極126aと、TFTのゲート絶縁層と同一の材料で形
成された絶縁膜124aおよび125aとから付加容量
を形成することによって、構造および製造工程を簡略化
している。
【0008】図7(a)〜図7(c)に示したTFTお
よび付加容量部分を含むTFT基板は、以下の工程で作
製される。
【0009】(1)石英基板121の表面に、HF:N
F=1:6をエッチャントとするウェットエッチン
グにより溝122を形成する。
【0010】(2)減圧CVD法で膜厚80nmの第1
ポリシリコン層123を形成する。得られた第1ポリシ
リコン層123に、30keV、1×1015/cm2
び50keV、1×1015/cm2の条件で、合計2回
のシリコン注入を行う。その後、620℃で固相アニー
ルを行った後、第1ポリシリコン層123の一部をエッ
チングで除去する。
【0011】(3)第1ポリシリコン層123を100
0℃で熱酸化により、表面に厚さ50nmのSiO
124を形成する。酸化されずに残った第1ポリシリコ
ン層123が最終的に付加容量の第1電極およびTFT
の半導体層(ソース、チャネル、ドレイン)となる。
【0012】(4)SiO膜124のTFTを形成す
る領域をレジスト層で保護した状態で、30keV、5
×1015/cm2の条件で、付加容量の第1電極となる
第1ポリシリコン層123に砒素イオン(As+)を注
入する。
【0013】(5)レジスト層を除去した後、SiO
膜124を覆う厚さ30nmのSiN膜125を減圧C
VD法により形成する。
【0014】(6)全面に減圧CVD法により、厚さ3
50nmの第2ポリシリコン層126を形成し、PSG
による低抵抗化を図る。
【0015】(7)CF/O=95/5のガスを用
いて、第2ポリシリコン層126及びSiN膜125を
パターニングすることによって、TFTのゲート電極1
26b、付加容量の第2電極126a、SiNゲート絶
縁層125bおよび付加容量用SiN125aが形成さ
れる。次に、TFTの第1ポリシリコン層123にSi
膜124を介して砒素を160keV、1×1013
/cm2の条件でイオン注入し、LDD(lightly doped
drain)を形成する。
【0016】(8)第2ポリシリコンから形成された
ート電極126b覆うレジストを形成し、砒素イオンを
140keV、2×1015/cm2の条件でイオン注入
し、nチャネルを形成する。次に、レジスト層を除去し
た後、新たに全面にレジスト層を形成し、ホウ素イオン
(B+)を30KeV、2×1015/cm2の条件でイオ
ン注入を行い、pチャネルを形成する。
【0017】(9)レジストを除去した後、減圧CVD
法により、燐珪酸ガラス(PSG)からなる層間絶縁膜
131を形成する。
【0018】(10)HF:NHFを用いたウェット
エッチングによって、層間絶縁膜131およびSiO
膜124に第1コンタクトホール132を形成する。
【0019】(11)次に、膜厚140nmのITO
(インジウム錫酸化物)層129を400℃でスパッタ
法を用いて形成する。得られたITO膜129をHC
l:HO:HNO=300:300:50からなる
エッチャントを用いてウエットエッチすることによって
ITO膜129をパターニングする。その後、レジスト
層をマスクとして、HF/NH を用いたウエットエ
ッチングによってITO膜129に第2コンタクトホー
ル134を形成する。
【0020】(12)スパッタ法を用いて全面に厚さ6
00nmのAlSi層を堆積し、H PO:HO=
2:10を用いたウエットエッチによってAlSi層を
パターニングし電極130を形成する。続いて、厚さ4
00nmのSiNからなるパッシベーション膜133を
常圧CVDで形成する。パッシベーション膜133
は、CF:O=95:5ガスを用いたプラズマエッ
チングによってパターニングされる。
【0021】
【発明が解決しようとする課題】上記公報に開示されて
いる液晶表示装置の付加容量の容量値は、溝の開口径、
溝の深さ、誘電体層を形成する材料の種類(誘電率)、
誘電体層の厚さで決まる。上記従来技術の付加容量を設
計通りの容量値を有するように形成するために最も重要
な要因は、溝の深さの制御である。この溝は単一の材料
からなる基板の表面をエッチングすることによって形成
されるので、溝の深さの制御はエッチング時間を制御す
ることによってなされる。しかしながら、エッチング時
間を正確に制御しても、エッチレートにバラツキがある
と、溝の深さにバラツキが生じる。付加容量の容量値の
バラツキは、液晶表示装置の表示品位を低下させる。
【0022】容量値が小さいと付加容量が蓄積できる電
荷量が減少するので、TFTを流れるリーク電流の影響
を強く受け、所定の電圧を保持できなくなる。逆に、付
加容量の容量値が大きいと、十分に充電することができ
なくなり、付加容量および液晶容量の両端に所定の電圧
が印加されなくなる。
【0023】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、その主な目的は、付加容量の容量値の
バラツキが小さく、表示品位の優れた液晶表示装置およ
びその製造方法を提供することにある。
【0024】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、絶縁性基板と、前記絶縁性基板上に形成された薄膜
トランジスタと、前記薄膜トランジスタに電気的に接続
された絵素電極および付加容量とを有する液晶表示装置
であって、前記絶縁性基板上に形成された第1導電層
と、前記第1導電層上に形成され、前記第1導電層の一
部を露出する開口部を有する第1絶縁層と、少なくとも
前記開口部内に位置する前記第1導電層上に形成された
第2導電層と、前記第2導電層を覆う第2絶縁層と、少
なくとも前記開口部内に位置する前記第2絶縁層を覆
う、第3導電層とを有し、前記第2導電層と、前記第2
絶縁層と、前記第3導電層とを含む積層構造から前記付
加容量が形成されており、そのことによって上記目的が
達成される。
【0025】前記第2導電層は前記開口部内において前
記第1導電層と接触するように形成されてもよい。
【0026】前記第1導電層と前記第2導電層との間に
形成された第3絶縁層を更に有し、前記第1導電層と前
記第2導電層とが互いに電気的に絶縁されてもよい。
【0027】前記第1導電層と前記第3導電層とは互い
に電気的に接続さており、前記第1導電層と、前記第3
絶縁層と、前記第2導電層とを含む積層構造および前記
第2導電層と、前記第2絶縁層と、前記第3導電層とを
含む積層構造から前記付加容量が形成される構成として
もよい。
【0028】前記第1導電層と前記第3導電層とは、表
示領域外に位置する前記第1絶縁層に形成されたコンタ
クトホールにおいて互いに接続されていることが好まし
い。
【0029】少なくとも前記薄膜トランジスタのチャネ
ルと重なるように形成されている遮光層を有し、前記遮
光層は、前記第1導電層と同一の膜から形成されてお
り、且つ、前記遮光層と前記第1導電層とは互いに電気
的に絶縁されている構成してもよい。
【0030】前記薄膜トランジスタのゲート絶縁層は、
前記第2絶縁層と同一の膜から形成されていることが好
ましい。
【0031】前記薄膜トランジスタのチャネル、ソース
およびドレインは、前記第2導電層と同一の膜に形成さ
れていることが好ましい。
【0032】前記薄膜トランジスタのゲート電極は、前
記第3導電層と同一の膜から形成されていることが好ま
しい。
【0033】本発明の液晶表示装置の製造方法は、絶縁
性基板と、前記絶縁性基板上に形成された薄膜トランジ
スタと、前記薄膜トランジスタに電気的に接続された絵
素電極および付加容量とを有する液晶表示装置の製造方
法であって、前記絶縁性基板上に第1導電層を形成する
工程と、前記第1導電層上に第1絶縁層を形成する工程
と、前記第1導電層をエッチストップ層として用いて前
記第1絶縁層をエッチングすることによって、前記第1
導電層の一部を露出する開口部を前記第1絶縁層に形成
する工程と、少なくとも前記開口部内の前記第1導電層
上に第2導電層を形成する工程と、前記第2導電層を覆
う第2絶縁層を形成する工程と、少なくとも前記開口部
内に位置する前記第2絶縁層を覆う、第3導電層を形成
する工程とを包含し、前記第2導電層と、前記第2絶縁
層と、前記第3導電層とを含む積層構造から前記付加容
量を形成し、そのことによって上記目的が達成される。
【0034】前記第1導電層と前記第2導電層との間
に、前記第1導電層と前記第2導電層とを互いに電気的
に絶縁する第3絶縁層を形成する工程と、前記第1導電
層と前記第3導電層とを互いに電気的に接続する工程と
をさらに包含し、前記第1導電層と、前記第3絶縁層
と、前記第2導電層とを含む積層構造および前記第2導
電層と、前記第2絶縁層と、前記第3導電層とを含む積
層構造から前記付加容量を形成してもよい。
【0035】以下に、本発明の作用を説明する。
【0036】本発明の液晶表示装置の付加容量は、少な
くとも開口部(溝またはトレンチ)に形成された、第2
導電層(付加容量電極)/第2絶縁層(付加容量誘電体
層)/第3導電層(付加容量対向電極)とを含む積層構
造から形成されている。付加容量は開口部に形成されて
いるので、狭い占有面積で大きな容量値を確保すること
ができる。さらに、この開口部は、第1導電層上に形成
された第1絶縁層上に形成されている。第1導電層と第
1絶縁層は異なる材料から形成されているので、第1絶
縁層にエッチングによって開口部を形成する工程におい
て、下地の第1導電層をエッチストップ層として機能さ
せることができる。従って、付加容量が形成される開口
部の深さは、正確に制御されるので、容量値のバラツキ
が著しく低減された付加容量を実現することができる。
【0037】第2導電層は開口部内の第1導電層に接触
するように形成しても良いし、開口部内の第1導電層上
にさらなる絶縁層を設けて第1導電層と第2導電層とを
互いに絶縁してもよい。開口部内の第1導電層と第2導
電層とをさらなる絶縁層で互いに絶縁した構成におい
て、第1導電層と第3導電層とを電気的に接続すること
によって、第2導電層(付加容量電極)/第2絶縁層
(付加容量誘電体層)/第3導電層(付加容量対向電
極)から形成される容量に加えて、第1導電層(付加容
量対向電極)/さらなる絶縁層(付加容量誘電体層)/
第2導電層(付加容量電極)から形成される容量が並列
に接続されている。従って、単位占有面積当たりの容量
値を増加させることができる。すなわち、液晶表示装置
の開口率を一層高めることが可能となる。第1導電層と
第3導電層との電気的な接続を、絵素電極と重ならない
位置で実現することによって、開口率の低下を防止する
ことができる。
【0038】第1導電層を遮光性を有する材料を用いて
形成することによって、第1導電層を、TFTのチャネ
ルに入射する光を防ぐ遮光層として用いることができ
る。特に、TFTのチャネルやLDDトランジスタのL
DD領域を少なくとも覆う遮光層を形成することによっ
て、TFTの光リークを抑制することができる。液晶表
示装置の用途に応じて、裏面からの光学系等からの反射
光を遮光する構成としてもよいし、上方からの直接入射
光を遮光する構成としてもよい。
【0039】第1導電層を付加容量対向電極として利用
する構成においては、付加容量対向電極として機能する
部分と遮光層として機能する部分を電気的に分離して形
成することが好ましい。少なくともTFTのチャネル領
域覆う部分と付加容量対向電極とを分離することによっ
て、付加容量対向電極の電位がTFTのチャネル領域に
影響することを防止できるので、TFTの動作特性を安
定にすることができる。
【0040】また、付加容量電極として機能する層とT
FTの半導体層(チャネル、ソース、ドレインとが形成
される層)とを同一の膜を用いて形成する構成にするこ
とによって、液晶表示装置の製造方法を簡略化すること
ができる。例えば、ポリシリコン膜に不純物濃度の異な
る領域を形成することによって、付加容量電極、TFT
のチャネル、ソースおよびドレインを形成することがで
きる。
【0041】さらに、付加容量誘電体層として機能する
層とTFTのゲート絶縁層とを同一の膜から形成するこ
とによって、液晶表示装置の製造方法を簡略化すること
ができる。また、付加容量対向電極として機能する層と
ゲート電極とを同一の膜から形成することによって、液
晶表示装置の製造方法を簡略化することもできる。
【0042】
【発明の実施の形態】(実施形態1)本実施形態のTF
T液晶表示装置(以下、TFT−LCDという。)10
0を図1および図2Aに模式的に示す。図1はTFT−
LCD100の1絵素に対応する部分の模式的な断面図
であり、図2Aはその上面図である。図1は図2A中の
破線X1−X2−X4−X4’線に沿った断面図に相当
する。本発明によるTFT−LCDの等価回路は図6に
示した等価回路と同じであり、上記の説明において用い
た構成要素の名称を本発明の説明においても用いる。
【0043】TFT−LCD100は、TFT基板10
0aと、対向基板100bと、TFT基板100aと対
向基板100bとの間に挟持された液晶層40とを有し
ている。一般的なTNモードの液晶表示装置の場合、T
FT基板100aおよび対向基板100bの液晶層40
側の表面に配向膜(不図示)が設けられ、TFT基板1
00aおよび対向基板100bのそれぞれの外側に偏光
板(不図示)が設けられる。表示モードによっては、配
向膜や偏光板を省略することができる。
【0044】TFT基板100aは、絶縁性基板11
と、絶縁性基板11上に形成されたTFT20と、TF
T20に電気的に接続された絵素電極15および付加容
量10とを有している。
【0045】付加容量10は、絶縁性基板11上に形成
された第1導電層12と、第1導電層12の一部を露出
する開口部(溝またはトレンチとも呼ばれる)14を有
する第1絶縁層13と、開口部14内において第1導電
層12に接触する第2導電層17aと、第2導電層17
aを覆う第2絶縁層18と、少なくとも開口部14内に
位置する第2絶縁層18を覆う第3導電層19aとをこ
の順で有する積層構造から形成されている。すなわち、
付加容量10は、第2導電層17aからなる付加容量電
極と、第3導電層19aからなる付加容量対向電極(付
加容量対向電極線)と、これらの電極間に位置する第2
絶縁層18からなる付加容量誘電体層とを有する。付加
容量10は、図2A中にハッチングで示した第2導電層
17と第3導電層19aとが重なる領域に形成される。
【0046】TFT20は、ソース17b、ドレイン1
7b’およびチャネル17cを有する半導体層17と、
半導体層上に形成された第2絶縁層(ゲート絶縁層)1
8と、チャネル17cの真上に位置する第2絶縁層18
上に形成されたゲート電極19bとを有している。ゲー
ト電極19bはゲート配線の一部として形成されてい
る。
【0047】TFT20および付加容量10は絶縁層2
2に覆われている。絶縁層22にはコンタクトホール2
3aおよび23bが形成されており、それぞれ、ソース
17bおよびドレイン17b’の少なくとも一部を露出
している。ソース17bおよびドレイン17b’は、コ
ンタクトホール23aおよび23b内でそれぞれソース
電極24aおよびドレイン電極24bに接続されてい
る。これら全てを覆うパッシベーション層26には、ド
レイン電極24bの一部を露出するコンタクトホール2
7が形成されている。パッシベーション26上に形成さ
れている絵素電極15は、コンタクトホール27内でド
レイン電極24bと電気的に接続されている。
【0048】対向基板100bは、絶縁基板31と、絶
縁基板31上に形成された対向電極(共通電極)35と
を有している。必要に応じて、配向層やカラーフィルタ
層(いずれも不図示)を設けても良い。
【0049】図6の等価回路中の液晶容量CLCは、絵
素電極15と、対向電極35と、これらの電極間に挟持
された液晶層40とによって形成される。絵素電極15
および付加容量電極(第2導電層)17aにはTFT2
0のドレイン17b’を介して信号電圧が印加され、対
向電極35および付加容量対向電極19aには、共通配
線(図2A中の19a)を介して共通電圧が印加され
る。なお、共通配線は接地されても良い。
【0050】TFT−LCD100の付加容量10は、
絵素毎にTFT20の近傍に形成される。付加容量10
は、絶縁層13に形成された開口部14に積層された第
2導電層(付加容量電極)17a/第2絶縁層(付加容
量誘電体層)18a/第3導電層(付加容量対向電極)
19aを含む積層構造から形成されいるので、狭い占有
面積(基板面に射影した面積)で大きな容量値を確保す
ることができるので、高い開口率を確保することができ
る。
【0051】開口率の向上効果について、図2Bに示し
た開口部が形成されていない付加容量を有するTFT−
LCDと比較して、定量的に説明する。図2BのTFT
−LCDは第1絶縁層13に開口部を有していないこと
以外は実質的に図2Aに示したTFT−LCD100と
同じなので、その構成要素は図2Aと共通の参照符号を
用いて示し、詳細な説明を省略する。
【0052】TFT−LCDにおいて、ioff(トラン
ジスタのoff電流)=0.04pA、toff(トランジス
タのoff期間)=16.7msec(60Hz駆動)、
初期電圧Vapp=9Vとして、例えば、99.5%以上
の電圧保持率(1フレーム期間の電圧降下ΔVが0.5
%以下)を得るためには、ΔV〜{(1/2)×ioff
×toff}/C≦Vapp×(0.5/100)の関係か
ら、約30fF以上の付加容量値Cが必要であると見
積もることができる。もちろん、この条件は、TFT−
LCDの駆動方法や、液晶容量および/またはTFTの
ソース・ドレイン容量等によって変わる。
【0053】絵素の大きさを18μm×18μm、付加
容量誘電体層(酸化シリコン)の厚さを80nmとし
て、30fFの付加容量値Cを得るために必要な付加
容量10の基板表面に射影した面積(図2Aおよび図2
B中のハッチング部の面積)を比較する。図2Bに示し
た開口部構造(トレンチ構造)を有さない付加容量は、
約70μm2の射影面積が必要なのに対し、実施形態1
の図2Aに示した幅2μm×長さ17μmの開口部14
を有する構造では、約53μm2の射影面積で30fF
の付加容量値を得ることができる。開口率(図2Aおよ
び図2B中の開口部15a(ハッチング部)の絵素全体
の面積に対する割合)で比較すると、図2Bの構造の開
口率が約42%であるのに対し、図2Aの構造の開口率
は約46%であり、高開口率化が達成されている。
【0054】さらに、開口部14は絶縁層13を貫通す
る穴であり、且つ、絶縁層13の下(開口部14の底)
には導電層12が形成されている。従って、絶縁層13
にエッチングによって開口部14を形成する工程におい
て、導電層12をエッチストップ層として用いることが
できる。その結果、上述した従来のトレンチ型付加容量
において溝の深さの制御が困難なために容量値がばらつ
くという問題が、生じない。
【0055】また、導電層12に遮光性を有する材料を
用いて、図1に示した様にTFT20の下部まで拡がる
ように形成することによって、TFT20(特にチャネ
ル17c)に光が入射することを防止することができ
る。すなわち、導電層12は、製造工程においてエッチ
ストップ層として機能するとともに、最終製品において
は遮光層として機能する。
【0056】図1に示した構造においては、第2導電層
18が開口部14内で第1導電層12に接触しいてる
が、第1導電層12と第2導電層18との間に絶縁層を
設けて、第1導電層12を第2導電層18から電気的に
絶縁してもよい。例えば、上述のように、第1導電層1
2をTFT20を遮光する膜として用いる場合には、第
1導電層12の電位がTFT20の動作に影響しないよ
うに、第1導電層12を絶縁することが好ましい。第1
導電層12と第2導電層18との間に絶縁層を設ける代
わりに、実施形態2において説明するように、第1導電
層12を分離してもよい。なお、第2導電層18が開口
部14内で第1導電層12と接触する構造を採用する方
が、開口部14の深さを正確に制御できる利点がある。
すなわち、開口部14内に絶縁層を形成すると、僅かで
はあるが、絶縁層の厚さのバラツキが開口部14の深さ
のバラツキとなる。
【0057】さらに、図1に示した構造を採用すると、
付加容量10の付加容量電極17aとTFT20の半導
体層(17b、17b’、17c)とを同一の膜から形
成できる。すなわち、1枚の連続した半導体膜の一部の
領域を付加容量電極17aとして利用し、他の領域をT
FT20の半導体層として利用することができる。ま
た、付加容量10の誘電体層18aとTFT20のゲー
ト絶縁層18bとを同一の膜で形成できる。更に、付加
容量対向電極19aとゲート電極19bを同一の膜から
形成することができる。
【0058】以下に、TFT−LCD100を製造する
方法の例を図3A〜図3Gを参照ながら説明する。
【0059】図3Aに示したように、石英基板(絶縁性
基板)11上に厚さ約100nmの燐ドープのポリシリ
コン層(第1導電層)12を減圧CVD法で堆積する。
得られたポリシリコン層12を所定のパターンにエッチ
ングする。
【0060】第1導電層12を形成する材料はポリシリ
コンに限られない。第1導電層12をTFT用の遮光膜
として用いる場合には、W、Mo、Ti、Ta、Cr、
Co、Pt、Ru、Pd、Cu等の金属や、Wポリサイ
ド(WSix/ポリシリコン)をはじめとするMo、T
i、Ta、Cr、Co、Pt、Pdポリサイドを用いる
ことができる。さらに、TiW等の合金あるいはTiN
等の導電性金属窒化物を用いてもよい。第1導電層12
の材料は、後工程の熱処理条件に耐熱性や液晶表示装置
の用途等を考慮して適宜選択される。特に、TFT−L
CD100を投射型表示装置に用いる場合には、TFT
20に強い光が照射されるので、第1導電層12の光透
過率は5%以下であることが好ましい。少なくともTF
T20のチャネル17cを遮光すれば光照射によるTF
T20のリーク電流を低減することができる。リーク電
流を十分に低減するために、TFT20全体を遮光する
ように第1導電層12を形成しても良い。第1導電層1
2の大きさや形状は、TFT−LCD100の用途に応
じて適宜設定される。
【0061】次に、図3Bに示したように、減圧CVD
法で厚さ約400nmのSiO層13を堆積する。得
られたSiO層13をエッチングすることによって、
幅2μm×17μmの開口部14を第1ポリシリコン層
12上に形成する。SiO層13の厚さや開口部14
の大きさは、容量値や開口率を考慮して適宜設定され
る。なお、開口部14の幅(図3D中のW)および長さ
は、第1導電層12上の大きさで規定する。開口部14
の形成方法を具体的に説明する。
【0062】所定のパターンを有するレジスト層(不図
示)をSiO層13上に形成する。このレジスト層を
マスクとして、エッチングガスとしてCHF/CF
/Ar=8:1:12を用いてドライエッチング法によ
ってSiO層13をエッチングする。SiOとポリ
シリコンとのエッチレート比(選択比)は約20:1で
あるので、ポリシリコンからなる第1導電層12はSi
層13のエッチングに対して、良好なエッチストッ
プ層となる。厚さ400nmのSiO層に対して20
%のオーバーエッチを行っても、ポリシリコン層12の
オーバエッチ量は、高々2nmである。エッチングレー
トのバラツキは10%程度なので、オーバエッチ量のバ
ラツキは0.4nm程度である。エッチング工程におい
て生じる開口部14の深さのバラツキは、SiO層1
3を堆積する工程で生じる膜厚のバラツキ(約10%、
この場合約40nm)に比べ無視できる。すなわち、エ
ッチング工程のバラツキが開口部14の深さのバラツキ
の要因とはならない。
【0063】HF:NHF等をエッチング液として用
いるウェットエッチ法によると、SiOとポリシリコ
ンと選択比は無限大と考えられる。従って、エッチング
工程に発生する深さのバラツキは更に小さいが、2次元
方向のエッチング精度を考慮すると、上述したドライエ
ッチ法を用いることが好ましい。また、遮光性を有する
第1導電層12を形成するための材料としては、WSi
/ポリシリコン(150nm/100nm)等のシリサ
イド/ポリシリコンの2層構造を用いることができる。
この場合の第1絶縁層としては透明性の観点SiO
が好ましいが、SiNを用いても良い。
【0064】図3Cに示したように、基板の全面に厚さ
約50nmのポリシリコンを、例えば減圧CVD法を用
いて堆積し、パターニングすることによって、ポリシリ
コン層(第2導電層)17を形成する。ポリシリコン層
17は、開口部14内で第1導電層12に接触してお
り、電気的に接続されている。このポリシリコン層17
は、最終的にTFTの半導体層(ソース17b、ドレイ
ン17b’、チャネル17c)および付加容量の付加容
量電極17aとなる。
【0065】図3Dに示したように、TFT部が形成さ
れる部分を覆うレジスト層16をマスクとして、ポリシ
リコン層17に燐(P)を注入する。イオン注入条件
は、例えば15keV、2×1015/cm2である。開
口部14の側壁に形成されたポリシリコン層17に十分
な量のイオンを注入するためには、開口部14はテーパ
ー形状を有していることが望ましい。テーパ角θ(第1
導電層12の上面と開口部14の側面とがなす角)は、
45゜≦θ≦84゜の範囲にあることが好ましい。開口
部14の側面に形成されたポリシリコン層17に注入さ
れる燐の量は、底面に形成されたポリシリコン層17に
注入される燐の量のcosθ倍になる。側面に形成され
たポリシリコン層17を十分に低抵抗化するためには、
側面への注入量が底面への注入量の約10分の1以上あ
ることが好ましく、θは84゜以下であることが好まし
い。なお、後の高温熱処理(約800℃以上)工程にお
いて、底面に形成されたポリシリコン層17中の不純物
が拡散し、側面に形成されたポリシリコン層17が低抵
抗化するので、θが84゜を超えても使用できる場合が
ある。一方、テーパ角θが小さ過ぎると、開口部14上
の広がり(図3D中のΔ)が大きくなり過ぎる。すなわ
ち、ポリシリコン層(第2導電層)17の幅が広がり過
ぎるので、開口率が低下する。開口率の観点から、広が
りΔはSiO(第1絶縁層)13の厚さh以下、すな
わちθ≧45゜であることが好ましい。
【0066】図3Eに示したように、第2導電層17を
覆うように、例えばCVD法を用いて、厚さ約80nm
のSiO膜(第2絶縁層)18を形成する。あるい
は、予め厚く形成した第2導電層17を酸化することに
よって、第2絶縁層18を形成しても良い。第2導電層
17をポリシリコンで形成し、熱酸化して酸化シリコン
からなる第2絶縁層18を形成しても良いし、第2導電
層17をTaで形成し、陽極酸化することによってTa
からなる第2絶縁層18を形成してもよい。ま
た、第2絶縁層18にSiN/SiO等からなる積層
膜、またはTa 等の高誘電率膜を使用してもよ
い。第2絶縁層18は、付加容量誘電体層18aおよび
ゲート絶縁層18bとして機能する。
【0067】次に、厚さ約300nmの燐をドープした
ポリシリコン層(第3導電層)19を形成し、パターニ
ングすることによって、付加容量対向電極19aおよび
ゲート電極19bが得られる。
【0068】図3Fに示したように、ポリシリコン層
(第3導電層)19をマスクとして、第2導電層(ポリ
シリコン層)17にイオン注入することによって、ソー
ス17bおよびドレイン17b’を形成する。このイオ
ン注入は、例えば、燐を100keV、2×1015/c
2の条件で注入することによって実施できる。あるい
は、上述の従来例のように、LDD構造を形成してもよ
い。
【0069】図3Gに示したように、CVD法を用いて
厚さ約600nmのSiO層(層間絶縁層)を堆積し
た後、不純物活性化のために、約850℃で1時間の熱
処理を施す。その後、第2導電層17のソース17bお
よびドレイン17b’に至るコンタクトホール23aお
よび23bをそれぞれ形成する。次に、例えば、厚さ4
00nmのAlSi層24を堆積し、パターニングする
ことによって、ソース電極24aおよびドレイン電極2
4bを形成する。この工程で、ソース配線(不図示)を
ソース電極24aと一体に形成しても良い。
【0070】プラズマCVD法を用いて、基板の全面を
実質的に覆うように、SiNからなるパッシベーション
膜26を形成する。得られたパッシベーション膜26に
ドレイン電極24bに至るコンタクトホール27を形成
した後、ITOを堆積しパターニングすることによって
絵素電極15を形成する。
【0071】上記の製造方法における個別の工程(膜の
堆積工程、イオン注入工程やエッチング工程等)は、公
知の方法で実施できる。
【0072】上述したように、本実施形態の製造方法に
よると、第1絶縁層13の下部に形成した第1導電層1
2(当然に第1絶縁層とは異なる材料から形成されるの
で)を、第1絶縁層に開口部14を形成するためのエッ
チング工程におけるエッチストップ層として用いるの
で、エッチングの深さの制御性が上述した従来例に比べ
て極めて高い。従って、付加容量を形成する開口部14
の深さは、実質的に第1絶縁層13の厚さで決まる。従
来の基板をエッチングする際のバラツキに対して、絶縁
層を堆積する工程における厚さのバラツキは、約10%
程度と非常に低い。従って、本実施例の製造方法を用い
てTFT−LCDを製造することによって、付加容量の
容量値のバラツキの小さい、表示品位の優れたLCDを
得ることができる。
【0073】さらに、付加容量10の付加容量電極17
aとTFT20の半導体層(17b、17b’、17
c)とを同一の層で形成できる。また、付加容量10の
誘電体層18aとTFT20のゲート絶縁層18bとを
同一の層で形成できる。更に、付加容量対向電極19a
とゲート電極19bを同一の層から形成することができ
る。従って、製造プロセスを簡略化することができるの
で、液晶表示装置の製造コストを低減することができ
る。
【0074】(実施形態2)図4A、図4Bおよび図5
を参照しながら本実施形態の液晶表示装置200の構造
および製造方法を説明する。本実施形態の液晶表示装置
200は、実施形態1のTFT−LCD100と付加容
量の構造が異なる。以下の説明において、実施形態1の
TFT−LCD100と実質的に同様の機能を有する構
成要素を同じ参照符号で示し、ここでは説明を省略す
る。
【0075】図4Aは、TFT−LCD200の付加容
量10aおよびTFT20を含む部分の模式的な断面図
であり、図5の破線X1−X2−X4−X4’に沿った
模式的な断面図に相当する。図4Bは、第1導電層と第
3導電層との接続部の断面図であり、図5の4B−4
B’線に沿った断面図に相当する。図5はTFT−LC
D200の1絵素の対応する部分の上面図である。
【0076】TFT−LCD200は、TFT−LCD
100における第1導電層12と第2導電層17との間
に、さらなる絶縁層52を有している。また、TFT−
LCD200においては、第1導電層12を2つの層
(領域)12aおよび12bに分離している。第1導電
層12aは付加容量10a付加容量対向電極として機
能し、第1導電層12bはTFT20の遮光層として機
能する。これらは、実施形態1と同様にして単一の第1
導電層12を形成した後、パターニングすることによっ
て互いに分離した層(導電層12aおよび遮光層12
b)として形成される。
【0077】少なくともTFTのチャネル領域覆う遮
光層12bと付加容量対向電極として機能する導電層1
2aとを分離することによって、付加容量対向電極の電
位がTFTのチャネル領域に影響することを防止できる
ので、TFTの動作特性を安定にすることができる。し
かしながら、第1導電層12に強力な光が入射しない場
合には、実施形態1のTFT−LCD100と同様に一
体に形成してもよい。
【0078】絶縁層52は、開口部14内に露出された
第1導電層12aを覆い、第1導電層12aと第2導電
層17とを互いに絶縁する。第1導電層12aは第3導
電層と電気的に接続されており(図4B参照)、第1導
電層12aには対向電圧(共通電圧)が印加される。従
って、絶縁層52は付加容量10aの誘電体層として機
能する。
【0079】絶縁層52は、実施形態1のTFT−LC
D100の製造方法における図3Bに示した工程と図3
Cに示した工程の間に、たとえば、減圧CVD法で基板
のほぼ全面に約80nmのSiOを堆積することによ
って形成することができる。あるいは、開口部14に露
出した第1ポリシリコン層17の表面を酸化することに
よっても形成することができる。また、絶縁層52にS
iN/SiO等からなる積層膜、またはTa
の高誘電率膜を使用してもよい。絶縁層52は、付加容
量10aの誘電体層として機能すればよいので、第1導
電層12aと第2導電層17aとの間、すなわち開口部
14内に露出された第1導電層12a上にのみ形成して
も良い。
【0080】第1導電層12aと第3導電層19aは、
図5に示したように、表示領域外で互いに接続されてい
ることが開口率の観点から好ましい。第1導電層12a
と第3導電層19aとの電気的な接続は、例えば、図4
Bに示した構成で実現される。絶縁層22に、第3導電
層19aを露出するコンタクトホール54および第1導
電層12aを露出するコンタクトホール56を形成す
る。それぞれのコンタクトホール54および56におい
て、第1および第3導電層12aおよび19aのそれぞ
れと接触する電極層24cを形成することによって、第
1導電層12aと第3導電層19aとが電気的に互いに
接続される。コンタクトホール54および56の形成
は、例えば、実施形態1について図3Gを参照しながら
説明した、コンタクトホール23aおよび23bを形成
する工程において実施することができる。また、電極層
24cは、同じく図3Gを参照しながら説明したソース
電極24aおよびドレイン電極24bを形成する工程に
おいて実施することができる。なお、電極層24cはソ
ース電極24aおよびドレイン電極24bから分離され
ており、電極層24cには対向電圧が印加される。
【0081】TFT−LCD200の付加容量10a
は、第1導電層(第1付加容量対向電極)12a/絶縁
層(第1付加容量誘電体層)52/第2導電層(付加容
量電極)17a/第2絶縁層(第2付加容量誘電体層)
18a/第3導電層(第2付加容量対向電極)19aを
含む積層構造から形成されいる。すなわち、付加容量1
0aは、第1導電層(第1付加容量対向電極)12a/
絶縁層(第1付加容量誘電体層)52/第2導電層(付
加容量電極)17aから形成される容量と、第2導電層
(付加容量電極)17a/第2絶縁層(第2付加容量誘
電体層)18a/第3導電層(第2付加容量対向電極)
19aから形成される容量とが並列に接続された容量で
ある。従って、実施形態1のTFT−LCD100が有
する付加容量10の構造に比較して、より狭い占有面積
に、同じ容量値の付加容量を形成することができる。
【0082】絵素の大きさを18μm×18μm、第1
および第2付加容量誘電体層(酸化シリコン)の厚さを
それぞれ80nmとして、30fFの付加容量値C
得るために必要な付加容量10の基板表面に射影した面
積(図5および図2B中のハッチング部の面積)を比較
する。図2Bに示した開口部構造(トレンチ構造)を有
さない付加容量は、約70μm2の射影面積が必要なの
に対し、実施形態2の図5に示した幅1μm×長さ17
μmの開口部14を有し、且つ2つの容量を並列に接続
した構造では、約36μm2の射影面積で30fFの付
加容量値を得ることができる。開口率(図5および図2
B中の開口部15a(ハッチング部)の絵素全体の面積
に対する割合)で比較すると、図2Bの構造の開口率が
約42%であるのに対し、図5の構造の開口率は約51
%である。この様に、実施形態2によると、実施形態1
の効果に加えて更なる高開口率化が達成される。
【0083】上記の実施形態1および2で説明したよう
に、本発明によると液晶表示装置の開口率を向上すると
ともに、付加容量の容量値のバラツキを低減することが
できる。特に、ポリシリコンを半導体層に用いた小型・
高密度・高精細のTFT液晶表示装置において本発明の
効果は顕著である。特に、第1導電層を遮光層として用
いる構成は、強力な光が照射される投写型液晶表示装置
に好適に用いられる。
【0084】
【発明の効果】本発明によると、小さな占有面積でも大
きな容量値を確保でき、しかも、容量値のバラツキが著
しく低減された付加容量を実現できる。これによって、
高開口率(明るい)、高画質の液晶表示装置を提供でき
る。
【0085】また、本発明の液晶表示装置は簡単かつ簡
素な構成を有しているため、製造工程を簡略化できるの
で、高画質の液晶表示装置を低コストで歩留まりよく製
造することができる。本発明による液晶表示装置は、T
FTの半導体層にポリシリコンを用いた比較的小型で高
精細の液晶表示装置に好適に適用される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態1によるTFT−LCD10
0の模式的な断面図である。
【図2A】TFT−LCD100の1つの絵素部分の模
式的な上面図である。
【図2B】比較例のTFT−LCDの1つの絵素部分の
模式的な上面図である。
【図3A】TFT−LCD100の製造工程を示す断面
図である。
【図3B】TFT−LCD100の他の製造工程を示す
断面図である。
【図3C】TFT−LCD100の他の製造工程を示す
断面図である。
【図3D】TFT−LCD100の他の製造工程を示す
断面図である。
【図3E】TFT−LCD100の他の製造工程を示す
断面図である。
【図3F】TFT−LCD100の他の製造工程を示す
断面図である。
【図3G】TFT−LCD100の他の製造工程を示す
断面図である。
【図4A】本発明の実施形態2によるTFT−LCD2
00の付加容量およびTFTを含む部分の模式的な断面
図である。
【図4B】実施形態2によるTFT−LCD200の第
1導電層12aと第3導電層19aとの接続部の模式的
な断面図である。
【図5】本発明の実施形態2によるTFT−LCD20
0の1つの絵素部分および図4Bに示した接続部の模式
的な上面図である。
【図6】TFT型液晶表示装置の1つの絵素の等価回路
を示す図である。
【図7】従来のTFT液晶表示装置のTFTおよび付加
容量を形成する工程を示す断面図である。
【符号の説明】 10 付加容量 11、31 絶縁性基板 12 第1導電層 13 第1絶縁層 14 開口部(溝またはトレンチ) 15 絵素電極 17a 第2導電層 17b ソース 17b’ ドレイン 17c チャネル 18a 第2絶縁層 18b ゲート絶縁層 19a 第3導電層 19b ゲート電極 20 TFT 22 絶縁層 23a、23b、27 コンタクトホール 24a ソース電極 24b ドレイン電極 26 パッシベーション層 35 対向電極(共通電極) 50 対向基板 60 液晶層 100、200 TFT−LCD 100a TFT基板 100b 対向基板

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁性基板と、前記絶縁性基板上に形成
    された薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタに電
    気的に接続された絵素電極および付加容量とを有する液
    晶表示装置であって、 前記絶縁性基板上に形成された第1導電層と、 前記第1導電層上に形成され、前記第1導電層の一部を
    露出する開口部を有する第1絶縁層と、 少なくとも前記開口部内に位置する前記第1導電層上に
    形成された第2導電層と、 前記第2導電層を覆う第2絶縁層と、 少なくとも前記開口部内に位置する前記第2絶縁層を覆
    う、第3導電層とを有し、 前記第2導電層と、前記第2絶縁層と、前記第3導電層
    とを含む積層構造から前記付加容量が形成されている液
    晶表示装置。
  2. 【請求項2】 前記第2導電層は前記開口部内において
    前記第1導電層と接触するように形成されている請求項
    1に記載の液晶表示装置。
  3. 【請求項3】 前記第1導電層と前記第2導電層との間
    に形成された第3絶縁層を更に有し、前記第1導電層と
    前記第2導電層とが互いに電気的に絶縁されている請求
    項1に記載の液晶表示装置。
  4. 【請求項4】 前記第1導電層と前記第3導電層とは互
    いに電気的に接続さており、前記第1導電層と、前記第
    3絶縁層と、前記第2導電層とを含む積層構造および前
    記第2導電層と、前記第2絶縁層と、前記第3導電層と
    を含む積層構造から前記付加容量が形成されている請求
    項3に記載の液晶表示装置。
  5. 【請求項5】 前記第1導電層と前記第3導電層とは、
    表示領域外に位置する前記第1絶縁層に形成されたコン
    タクトホールにおいて互いに接続されている請求項4に
    記載の液晶表示装置。
  6. 【請求項6】 少なくとも前記薄膜トランジスタのチャ
    ネルと重なるように形成されている遮光層を有し、 前記遮光層は、前記第1導電層と同一の膜から形成され
    ており、且つ、前記遮光層と前記第1導電層とは互いに
    電気的に絶縁されている請求項1から5のいずれかに記
    載の液晶表示装置。
  7. 【請求項7】 前記薄膜トランジスタのゲート絶縁層
    は、前記第2絶縁層と同一の膜から形成されている請求
    項1から6のいずれかに記載の液晶表示装置。
  8. 【請求項8】 前記薄膜トランジスタのチャネル、ソー
    スおよびドレインは、前記第2導電層と同一の膜に形成
    されている請求項1から7のいずれかに記載の液晶表示
    装置。
  9. 【請求項9】 前記薄膜トランジスタのゲート電極は、
    前記第3導電層と同一の膜から形成されている請求項1
    から8のいずれかに記載の液晶表示装置。
  10. 【請求項10】 絶縁性基板と、前記絶縁性基板上に形
    成された薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタに
    電気的に接続された絵素電極および付加容量とを有する
    液晶表示装置の製造方法であって、 前記絶縁性基板上に第1導電層を形成する工程と、 前記第1導電層上に第1絶縁層を形成する工程と、 前記第1導電層をエッチストップ層として用いて前記第
    1絶縁層をエッチングすることによって、前記第1導電
    層の一部を露出する開口部を前記第1絶縁層に形成する
    工程と、 少なくとも前記開口部内の前記第1導電層上に第2導電
    層を形成する工程と、 前記第2導電層を覆う第2絶縁層を形成する工程と、 少なくとも前記開口部内に位置する前記第2絶縁層を覆
    う、第3導電層を形成する工程とを包含し、 前記第2導電層と、前記第2絶縁層と、前記第3導電層
    とを含む積層構造から前記付加容量を形成する液晶表示
    装置の製造方法。
  11. 【請求項11】 前記第1導電層と前記第2導電層との
    間に、前記第1導電層と前記第2導電層とを互いに電気
    的に絶縁する第3絶縁層を形成する工程と、 前記第1導電層と前記第3導電層とを互いに電気的に接
    続する工程とをさらに包含し、 前記第1導電層と、前記第3絶縁層と、前記第2導電層
    とを含む積層構造および前記第2導電層と、前記第2絶
    縁層と、前記第3導電層とを含む積層構造から前記付加
    容量を形成する請求項10に記載の液晶表示装置。
JP18877999A 1999-07-02 1999-07-02 薄膜トランジスタ基板、その製造方法および液晶表示装置 Expired - Fee Related JP3464944B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18877999A JP3464944B2 (ja) 1999-07-02 1999-07-02 薄膜トランジスタ基板、その製造方法および液晶表示装置
KR10-2000-0035625A KR100487392B1 (ko) 1999-07-02 2000-06-27 액정 표시장치 및 그 제조방법
US09/604,676 US6493046B1 (en) 1999-07-02 2000-06-27 Liquid crystal display device with capacitor in contact hole, and fabrication method for the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18877999A JP3464944B2 (ja) 1999-07-02 1999-07-02 薄膜トランジスタ基板、その製造方法および液晶表示装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001013518A true JP2001013518A (ja) 2001-01-19
JP3464944B2 JP3464944B2 (ja) 2003-11-10

Family

ID=16229653

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP18877999A Expired - Fee Related JP3464944B2 (ja) 1999-07-02 1999-07-02 薄膜トランジスタ基板、その製造方法および液晶表示装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6493046B1 (ja)
JP (1) JP3464944B2 (ja)
KR (1) KR100487392B1 (ja)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003152086A (ja) * 2001-11-15 2003-05-23 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置
JP2003330036A (ja) * 2002-05-10 2003-11-19 Seiko Epson Corp 電気光学装置及び半導体装置の製造方法
JP2004170921A (ja) * 2002-10-31 2004-06-17 Seiko Epson Corp 電気光学装置及び電子機器
KR100490496B1 (ko) * 2001-08-27 2005-05-19 세이코 엡슨 가부시키가이샤 전기광학 장치 및 전기광학 장치의 제조 방법, 및 투사형표시 장치, 전자기기
US7119391B2 (en) 2002-08-19 2006-10-10 Seiko Epson Corporation System and method of manufacturing a substrate device
JP2007156442A (ja) * 2005-12-05 2007-06-21 Toppoly Optoelectronics Corp 低温ポリシリコン薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ装置に用いられる積層蓄積容量構造
US7630043B2 (en) 2006-07-19 2009-12-08 Hitachi Displays, Ltd. Liquid display device and fabrication method thereof
CN102738405A (zh) * 2011-03-31 2012-10-17 索尼公司 显示装置和电子设备
US8307549B2 (en) 2001-11-20 2012-11-13 Touchsensor Technologies, Llc Method of making an electrical circuit
JP2013101360A (ja) * 2009-10-21 2013-05-23 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100380141B1 (ko) * 2000-09-25 2003-04-11 엘지.필립스 엘시디 주식회사 액정 표시 장치용 어레이 기판 및 그의 제조 방법
US6982194B2 (en) * 2001-03-27 2006-01-03 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method for manufacturing the same
US7189997B2 (en) * 2001-03-27 2007-03-13 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method for manufacturing the same
TW575777B (en) * 2001-03-30 2004-02-11 Sanyo Electric Co Active matrix type display device
JP4306142B2 (ja) * 2001-04-24 2009-07-29 株式会社日立製作所 画像表示装置及びその製造方法
KR100802445B1 (ko) * 2001-07-30 2008-02-13 엘지.필립스 엘시디 주식회사 반사투과형 액정표시장치용 어레이기판과 그 제조방법
US7209192B2 (en) * 2001-09-26 2007-04-24 Samsung Electronics Co., Ltd. Thin film transistor array panel for liquid crystal display and method for manufacturing the same
JP4305811B2 (ja) * 2001-10-15 2009-07-29 株式会社日立製作所 液晶表示装置、画像表示装置およびその製造方法
US7192812B2 (en) 2002-12-20 2007-03-20 Seiko Epson Corporation Method for manufacturing electro-optical substrate
JP4646539B2 (ja) * 2004-03-29 2011-03-09 エーユー オプトロニクス コーポレイション 液晶表示装置とその製造方法
KR101043991B1 (ko) * 2004-07-28 2011-06-24 엘지디스플레이 주식회사 액정표시소자 및 그 제조방법
US20060061701A1 (en) * 2004-09-22 2006-03-23 Shih-Chang Chang Pixel of a liquid crystal panel, method of fabricating the same and driving method thereof
TW200730978A (en) * 2006-02-08 2007-08-16 Wintek Corp Active matrix liquid crystal display and pixel structure thereof
TWI633365B (zh) * 2006-05-16 2018-08-21 日商半導體能源研究所股份有限公司 液晶顯示裝置
CN100529852C (zh) * 2006-06-09 2009-08-19 群康科技(深圳)有限公司 液晶显示面板
JP4349406B2 (ja) * 2006-08-24 2009-10-21 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置用基板及び電気光学装置、並びに電子機器
TWI339443B (en) * 2007-04-13 2011-03-21 Au Optronics Corp A pixel and a storage capacitor of the pixel and a method of forming thereof
TWI343654B (en) * 2007-07-25 2011-06-11 Au Optronics Corp Method for fabricating pixel structures
JP5391106B2 (ja) * 2010-02-25 2014-01-15 株式会社ジャパンディスプレイ 画素回路、液晶装置及び電子機器
JP5845679B2 (ja) * 2011-07-21 2016-01-20 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置、電気光学装置の製造方法および投射型表示装置
US9012993B2 (en) * 2011-07-22 2015-04-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device
CN102981335A (zh) 2012-11-15 2013-03-20 京东方科技集团股份有限公司 像素单元结构、阵列基板和显示装置
US10186618B2 (en) * 2015-03-18 2019-01-22 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP7352826B2 (ja) * 2019-10-21 2023-09-29 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置および電子機器
JP2022127792A (ja) * 2021-02-22 2022-09-01 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置、及び電子機器
JP2022139567A (ja) * 2021-03-12 2022-09-26 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置および電子機器

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5317432A (en) 1991-09-04 1994-05-31 Sony Corporation Liquid crystal display device with a capacitor and a thin film transistor in a trench for each pixel
JPH0561071A (ja) 1991-09-04 1993-03-12 Sony Corp 液晶表示装置
JP3287038B2 (ja) * 1991-12-19 2002-05-27 ソニー株式会社 液晶表示装置
JPH0667207A (ja) * 1992-08-20 1994-03-11 Seiko Epson Corp 液晶表示装置
JP3214202B2 (ja) * 1993-11-24 2001-10-02 ソニー株式会社 表示素子基板用半導体装置
JPH07302912A (ja) * 1994-04-29 1995-11-14 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置
JP3604253B2 (ja) * 1997-03-25 2004-12-22 株式会社東芝 半導体記憶装置

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100490496B1 (ko) * 2001-08-27 2005-05-19 세이코 엡슨 가부시키가이샤 전기광학 장치 및 전기광학 장치의 제조 방법, 및 투사형표시 장치, 전자기기
JP2003152086A (ja) * 2001-11-15 2003-05-23 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置
US8307549B2 (en) 2001-11-20 2012-11-13 Touchsensor Technologies, Llc Method of making an electrical circuit
JP2003330036A (ja) * 2002-05-10 2003-11-19 Seiko Epson Corp 電気光学装置及び半導体装置の製造方法
US7119391B2 (en) 2002-08-19 2006-10-10 Seiko Epson Corporation System and method of manufacturing a substrate device
JP2004170921A (ja) * 2002-10-31 2004-06-17 Seiko Epson Corp 電気光学装置及び電子機器
JP2007156442A (ja) * 2005-12-05 2007-06-21 Toppoly Optoelectronics Corp 低温ポリシリコン薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ装置に用いられる積層蓄積容量構造
JP4682278B2 (ja) * 2005-12-05 2011-05-11 奇美電子股▲ふん▼有限公司 低温ポリシリコン薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ装置に用いられる積層蓄積容量構造
US7630043B2 (en) 2006-07-19 2009-12-08 Hitachi Displays, Ltd. Liquid display device and fabrication method thereof
JP2013101360A (ja) * 2009-10-21 2013-05-23 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置
US9559208B2 (en) 2009-10-21 2017-01-31 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display device and electronic device including the same
US10714622B2 (en) 2009-10-21 2020-07-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display device and electronic device including the same
JP2012212077A (ja) * 2011-03-31 2012-11-01 Sony Corp 表示装置および電子機器
CN102738405A (zh) * 2011-03-31 2012-10-17 索尼公司 显示装置和电子设备
US9412763B2 (en) 2011-03-31 2016-08-09 Joled Inc. Display device and electronic unit

Also Published As

Publication number Publication date
US6493046B1 (en) 2002-12-10
KR20010015071A (ko) 2001-02-26
KR100487392B1 (ko) 2005-05-03
JP3464944B2 (ja) 2003-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3464944B2 (ja) 薄膜トランジスタ基板、その製造方法および液晶表示装置
JP3240858B2 (ja) カラー表示装置
US6927809B2 (en) Active matrix substrate and display device
US7700495B2 (en) Thin film transistor device and method of manufacturing the same, and liquid crystal display device
JP5020428B2 (ja) トップゲート形ポリシリコン薄膜トランジスター製造方法
US5734177A (en) Semiconductor device, active-matrix substrate and method for fabricating the same
TW478014B (en) Semiconductor device and method of manufacturing thereof
US6855954B1 (en) Thin film transistor, fabrication method thereof and liquid crystal display having the thin film transistor
JP3214202B2 (ja) 表示素子基板用半導体装置
JPH09292632A (ja) アクティブマトリックス液晶表示装置のマトリックスアレイ及び液晶表示装置並びにその製造方法
JP2003203919A (ja) 薄膜トランジスタ装置及びその製造方法
JP3277732B2 (ja) カラー表示装置
JP2001339072A (ja) 液晶表示装置
JPH04336530A (ja) 液晶ディスプレイ
KR100493976B1 (ko) 반도체장치,액티브매트릭스장치,및액티브매트릭스장치를구비한프로젝터
JP2000275680A (ja) 反射型液晶表示装置及びそれを用いた表示パネル
JP2005092122A (ja) 薄膜トランジスタ基板及びその製造方法
JP2002108244A (ja) 電気光学装置の製造方法
JPH1138439A (ja) アクティブマトリクス基板及びその製造方法並びにアクティブマトリクス型液晶表示装置
JP2004325627A (ja) アクティブマトリクス基板および表示装置
JP2000501522A (ja) アクティブマトリクスlcd等及びそれらの製造方法
JPH0713180A (ja) 液晶表示装置
JP2003307725A (ja) 液晶表示装置およびその製造方法
JPH1012735A (ja) 半導体装置およびその作製方法
JP2005091495A (ja) 液晶表示素子及びそれを備えた液晶プロジェクタ

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070822

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080822

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080822

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090822

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090822

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100822

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110822

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110822

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120822

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120822

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130822

Year of fee payment: 10

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees