JP2779085B2 - 薄膜トランジスタ基板 - Google Patents
薄膜トランジスタ基板Info
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Description
れる薄膜MOSトランジスタを備えた薄膜トランジスタ
基板に関する。
これをTFT基板という。)を使用した液晶表示装置と
して、図3に示すものが知られている。この液晶表示装
置は、ガラス基板1の表面に薄膜MOSトランジスタT
及び絵素電極10が形成されたTFT基板に対し、対向
電極3が形成された対向基板2を対向配設すると共に、
両基板1、2の間に液晶層4を挟んだ構造を有する。更
に、薄膜MOSトランジスタTの上には保護層5が形成
され、各基板1、2の液晶層4と接する部分にはそれぞ
れ配向膜が形成される。
トランジスタT等は、ガラス基板1の上に金属酸化物、
半導体などの薄膜を形成することにより構成される。各
薄膜の形成は、スパッタ装置やプラズマCVD装置にて
膜を生成し、該膜の必要とする部分のみをスピンコータ
ー装置、露光装置及び現像装置を順次使用してレジスト
で覆った後、エッチング装置にてレジストで覆われてい
ない不要な膜部分をエッチング除去し、その後にレジス
トを溶解又は剥離等して所望のパターンを得ることを繰
り返すことにより行われる。
略平面図を図4に示す。ガラス基板1の上には、走査線
としてのゲートバスライン6が複数横方向に形成され、
このゲートバスライン6と交差してソースバスライン7
が複数形成されている。ゲートバスライン6とソースバ
スライン7とで囲まれた領域には、絵素電極10が形成
され、この絵素電極10はゲートバスライン6とソース
バスライン7との交差部近傍に設けた薄膜MOSトラン
ジスタTのドレイン電極8と接続されている。また、ゲ
ートバスライン6及びソースバスライン7の外側には、
各バスライン6、7の両端に接続してショートリング1
1が形成されている。このショートリング11は、ガラ
ス基板1では静電気の帯電量が大きく、また薄膜MOS
トランジスタTやバスライン6、7が静電気による破壊
を生じ易いため、静電気の帯電や破壊を防止すべく形成
され、静電気の帯電や破壊が起こり難くなる液晶表示装
置の製造完了直前まで残される。なお、例えばゲートバ
スライン6とソースバスライン7との間などの短絡する
と困る箇所には絶縁層9が形成されている。
ライン6、ソースバスライン7およびドレイン電極8に
は、Al、Ta、Ti、Mo等の金属が用いられる。絶
縁層9及び保護層5には、SiO2やSi3N4等の酸化
膜や窒化膜が用いられ、絵素電極10および対向電極3
にはITO膜(酸化インジウム膜)等の透明導電材料が
多く使用される。ショートリング11の材料としては、
その目的からして低抵抗材料が使用される。
ては、液晶表示装置はOA機器、AV機器への応用が進
み、フルカラー化・大サイズ化・高精細化・高コントラ
スト化などの要求が著しい。これらの要求に対する課題
としては、トランジスタ特性の向上、有効絵素面積(開
口率)の増大、バスライン6、7等の微細化および歩留
まりの向上等が挙げられる。
られる一方で、高精細化に対応して微細化されたバスラ
イン6、7や薄膜MOSトランジスタTに生じる断線や
接続不良等の微細欠陥が多発し、品質や歩留りが低下す
るという問題があった。
等の修正技術で比較的に容易に修正を行えるものが多
く、問題となる点はTFT基板の製造工程中で微細欠陥
部を如何に検出するかである。
6、7等の精密な抵抗値や漏れ電流値等の測定が必須と
なるが、上述したように基板1上に形成する薄膜MOS
トランジスタTや微細なバスライン6、7は静電気によ
る破壊を生じ易く、またガラス基板1が静電気の帯電の
大きいことに加えて、バスライン6、7には低抵抗配線
であるショートリング11が液晶表示装置の完成直前、
例えば後述するラビング処理が完了するまで施されてい
るため、TFT基板製造途中で精密な測定や正確な欠陥
位置の特定を行えないでいた。
ートリング11にn+−Si等の高抵抗材料を使用する
ことが考えられるが、作製されたTFT基板に配向膜を
形成すると共に液晶を配向させるためのラビング処理を
行う場合、そのラビング処理の際に生じる摩擦により大
きな静電気が発生するため、測定や位置特定はできても
完全な静電気保護対策を確保できないという問題点があ
った。
べくなされたものであり、測定や位置特定はもちろんの
こと、完全な静電気保護対策をも確保できる薄膜トラン
ジスタ基板を提供することを目的とする。
タ基板は、透明絶縁性基板上に複数の走査線と複数の信
号線とが交差して形成され、走査線と信号線とで囲まれ
た領域に設けた絵素電極が、走査線と信号線との交差部
近傍に形成された薄膜トランジスタにより駆動される薄
膜トランジスタ基板において、該基板上の各走査線と各
信号線における両端の外側に、走査線と信号線の全てか
ら離隔してショートリングが形成され、該ショートリン
グと、走査線及び信号線の全ての両端との間にデプレッ
ション型MOSトランジスタが形成されており、そのこ
とにより上記目的を達成することができる。
トリングとの間にデプレッション型MOSトランジスタ
が設けられている。このデプレッション型MOSトラン
ジスタは、走査線(又は信号線)とショートリングとの
間に配線したコントロールゲートバスラインの上を覆っ
て絶縁膜及びn+−Si層が形成され、このn+−Si層
の一端側を走査線(又は信号線)に接続し、他端側をシ
ョートリングに接続した構造を有する。電気的な作用と
しては、デプレッション型MOSトランジスタであるこ
とから、コントロールゲートバスラインに電圧を印加し
ない場合は、ショートリングと走査線(又は信号線)と
はn+−Si層の導電性により導通状態にある。従っ
て、検査時以外の多くの製造工程において、静電気破壊
を確実に防止することが可能となる。また、静電対策の
ために常時電圧を印加するための電源や接続端子を設け
る必要もないので、静電対策が容易となる。一方、コン
トロールゲートバスラインにマイナスの電圧を印加した
場合は、コントロールゲートバスライン上の絶縁層に生
じる誘電作用によりn+−Si層との接触面に沿って電
荷を発生させ、この電荷によってn+−Si層に空乏層
が広がり、ショートリングと走査線(又は信号線)との
間は高抵抗状態となり、走査線(又は信号線)からショ
ートリングが切り離された状態と等しくなる。従って、
検査時のみ電圧を印加すれば薄膜トランジスタ基板の検
査をすることが可能となる。 このように、ゲートに電圧
を印加しない時に低抵抗で、ゲートに電圧を印加した時
に高抵抗となるデプレッション型MOSトランジスタを
用いることで、作業環境に左右されることなく、静電対
策及び検査を行うことが可能となる。
一部を示す平面図、図2はその断面図を示す。図2
(a)は図1のA−A線による断面図、同図(b)は図
1のB−B線による断面図、同図(c)は図1のC−C
線による断面図である。
板1上に、横方向に長い走査線としてのゲートバスライ
ン6が複数形成され、このゲートバスライン6と交差し
て、縦方向に長い信号線としてのソースバスライン7が
複数形成されている。ゲートバスライン6とソースバス
ライン7とで囲まれた領域には絵素電極10が形成さ
れ、ゲートバスライン6とソースバスライン7との交差
部近傍に形成された薄膜MOSトランジスタTが前記絵
素電極10に電気的に接続されている。
バスライン6から分岐させたゲート電極6aの上に形成
されている。具体的には、図2(b)に示すように、ゲ
ート電極6aを覆って絶縁膜15が形成され、その絶縁
膜15の上にアモルファスシリコン(a−Si)からな
る半導体層14が形成されている。この半導体層14の
上に一部を載せてn+−Si層13、13が形成され、
一方(図左側)のn+−Si層13の上にはドレイン電
極16が形成され、他方のn+−Si層13の上にはソ
ースバスライン7から分岐したソース電極7aが形成さ
れている。更に、ドレイン電極16と接続して絵素電極
10が形成され、最上層に保護層5が形成されている。
バスライン6と各ソースバスライン7における両端の外
側に、全てのバスライン6、7から離隔してショートリ
ング11が形成され、このショートリング11と、全て
のバスライン6、7の両端との間にデプレッション型M
OSトランジスタ(以下、これをデプレッション型FE
Tという。)が形成されている。
(a)及び(c)に示すように、ゲートバスライン6
(又はソースバスライン7)とショートリング11との
間に配線したコントロールゲートバスライン12と、コ
ントロールゲートバスライン12の上を覆って順に形成
された絶縁膜15及びn+−Si層13とからなり、n+
−Si層13の一端側をゲートバスライン6(又はソー
スバスライン7)に接続し、他端側をショートリング1
1に接続した構造を有する。このFETの電気的な動作
は、コントロールゲートバスライン12に電圧を印加し
ない場合はショートリング11とゲートバスライン6
(又はソースバスライン7)とはn+−Si層13の導
電性により導通状態にある。一方、コントロールゲート
バスライン12にマイナスの電圧を印加した場合は、コ
ントロールゲートバスライン12上の絶縁層15に生じ
る誘電作用によりn+−Si層13との接触面に沿って
電荷を発生させ、この電荷によってn+−Si層13に
空乏層が広がり、ショートリング11とゲートバスライ
ン6(又はソースバスライン7)との間は高抵抗状態と
なり、ゲートバスライン6(又はソースバスライン7)
からショートリング11が切り離された状態と等しくな
る。
製造方法について説明する。
ジスタTのゲート電極6aとゲートバスライン6、及び
デプレッション型FETのコントロールゲートバスライ
ン12とショートリング11を構成するアルミニウム、
タンタル、モリブデン、クロム等の金属膜を厚み0.3
〜0.4μmでスパッタ装置により成膜する。その後、
レジストをスピンコータ装置で塗布し、露光機でゲート
バスラインのパターンを露光し、現像装置で現像し、パ
ターン部にレジストを残す。続いて、エッチング装置に
て不要部分をエッチング除去し、レジストを剥離装置に
て除く。これにより、薄膜MOSトランジスタTのゲー
ト電極6aとゲートバスライン6、及びデプレッション
型FETのコントロールゲートバスライン12とショー
トリング11が形成される。本実施例では、各ゲートバ
スライン6、12にアルミニウムを用いている。
0.3〜0.5μmにプラズマCVD装置で成膜し、次
いでレジスト塗布・露光・現像・エッチングを順次行
い、不要部分をパターニングして除去し、デプレッショ
ン型FETのコントロールゲートバスライン12上を絶
縁膜15で覆う。
べく、半導体層14、n+−Si層13等を成膜、パタ
ーニングを繰り返して形成する。デプレッション型FE
T部については、半導体層14は除去し、n+−Si層
13を厚み50〜80nmで成膜し、図1のようにバス
ライン6、7とショートリング11とを接続できるよう
パターニングして残す。
ス電極7a、ソースバスライン7及びドレイン電極16
を構成するモリブデン、チタン、タングステン等の金属
膜をスパッタ装置にて成膜してパターニングし、ソース
電極7a、ソースバスライン7及びドレイン電極16を
形成する。
し、絵素電極10をドレイン電極16と接続する状態に
形成し、最後に保護膜5を成膜、パターンニングして形
成し、TFT基板が完成する。
上述したように、ゲートバスライン6(又はソースバス
ライン7)とショートリング11との間にデプレッショ
ン型FETが設けられ、コントロールゲートバスライン
12に電圧を印加しない場合はショートリング11とゲ
ートバスライン6(又はソースバスライン7)とは導通
状態になり、一方、コントロールゲートバスライン12
にマイナスの電圧を印加した場合は、ゲートバスライン
6(又はソースバスライン7)からショートリング11
が切り離された状態と等しくなる。
ートバスライン12に電圧を加えてバスライン6、7か
らショートリング11を切り離し、バスライン6、7や
薄膜MOSトランジスタT等の精密測定、欠陥検出を行
う。電圧印加を止めれば、ショートリング11は、バス
ライン6、7等を短絡する状態に復帰する。
効果について説明する。
ースバスライン7とショートリング11との間隔、デプ
レッション型FETのコントロールゲートバスライン1
2の幅、n+−Si層13の幅を表1のごとく設定加工
した。
あり、デプレッション型FETのコントロールゲートバ
スラインへの印加電圧による各バスライン6、7とショ
ートリング11との間の抵抗値を示す。
ンとショートリングとの間の抵抗値を示す。
施例において使用したショートリングの場合には、電圧
を印加しない通常状態においては、従来よりも抵抗値が
著しく低く、静電気による破壊に対する効果は大きくな
る。また、電圧を印加した時においては、従来の高抵抗
値と同等またはそれ以上の値が得られる。
よるTFT基板での修正による歩留まりと従来技術によ
る歩留まりを示す。
る場合には、静電気破壊保護用のショートリングの効果
と測定・欠陥検査での影響の低減が図れ、TFT基板で
の欠陥修正を容易にし、歩留りを大きく改善でき、技術
上、産業上において価値の高いものである。
号線とショートリングとの間にデプレッション型FET
が設けられているので、静電気破壊保護用のショートリ
ングの効果と測定・欠陥検査での影響の低減が図れ、T
FT基板での欠陥修正を容易にし、歩留まりを大きく改
善できる。即ち、デプレッション型MOSトランジスタ
を用いるので、作業環境に左右されることなく、静電対
策及び検査を行うことができる。 また、デプレッション
型MOSトランジスタを用いることから、薄膜トランジ
スタ基板の構成を変えることなく、検査時のみ電圧を印
加すれば検査することができ、その他の多くの製造工程
では、常時電圧を印加するための電源や接続端子を設け
る必要もないので、静電対策を容易に行うことができ
る。
図。
装置を示す断面図。
Claims (1)
- 【請求項1】 透明絶縁性基板上に複数の走査線と複数
の信号線とが交差して形成され、走査線と信号線とで囲
まれた領域に設けた絵素電極が、走査線と信号線との交
差部近傍に形成された薄膜トランジスタにより駆動され
る薄膜トランジスタ基板において、 該基板上の各走査線と各信号線における両端の外側に、
走査線と信号線の全てから離隔してショートリングが形
成され、該ショートリングと、走査線及び信号線の全て
の両端との間にデプレッション型MOSトランジスタが
形成された薄膜トランジスタ基板。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34731191A JP2779085B2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 薄膜トランジスタ基板 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34731191A JP2779085B2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 薄膜トランジスタ基板 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05181157A JPH05181157A (ja) | 1993-07-23 |
JP2779085B2 true JP2779085B2 (ja) | 1998-07-23 |
Family
ID=18389363
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34731191A Expired - Lifetime JP2779085B2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 薄膜トランジスタ基板 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2779085B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0822024A (ja) * | 1994-07-05 | 1996-01-23 | Mitsubishi Electric Corp | アクティブマトリクス基板およびその製法 |
GB9416899D0 (en) * | 1994-08-20 | 1994-10-12 | Philips Electronics Uk Ltd | Manufacture of electronic devices comprising thin-film circuitry |
JP3379896B2 (ja) * | 1997-11-14 | 2003-02-24 | シャープ株式会社 | 液晶表示装置及びその検査方法 |
JP5351268B2 (ja) | 2010-01-06 | 2013-11-27 | パナソニック株式会社 | アクティブマトリクス基板、表示パネル及びそれらの検査方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01303416A (ja) * | 1988-05-31 | 1989-12-07 | Mitsubishi Electric Corp | マトリクス型表示装置 |
-
1991
- 1991-12-27 JP JP34731191A patent/JP2779085B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05181157A (ja) | 1993-07-23 |
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