JP3047859B2 - 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 - Google Patents

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

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JP3047859B2 JP14244897A JP14244897A JP3047859B2 JP 3047859 B2 JP3047859 B2 JP 3047859B2 JP 14244897 A JP14244897 A JP 14244897A JP 14244897 A JP14244897 A JP 14244897A JP 3047859 B2 JP3047859 B2 JP 3047859B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、薄膜トランジスタをス
イッチング素子とした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】非結晶シリコンや多結晶シリコン、Cd
Se等の半導体膜を用いた薄膜トランジスタは、アクテ
ィブマトリクス駆動型表示装置のスイッチング素子とし
て注目されている。図4及び図5は従来例1として、特
開平6−160906号公報にて提案された薄膜トラン
ジスタをスイッチング素子としたアクティブマトリクス
型液晶表示装置(以下、LCD装置という)を製造工軽
順に示した図である。なお、各図の(a)は平面図を、
(b)は、(a)におけるA−A線に沿う断面図を示し
ている。図4は第1の工程を示しており、絶縁基板10
1の透明絶縁膜102上にスパッタリングにて酸化イン
ジウム錫(以下、ITO)等の透明導電膜103を成膜
し、フォトレジスト105を利用したフォトリソグラフ
ィ工程とウェットまたはドライエッチングにより、ドレ
イン電極1と、このドレイン電極1に接続されたドレイ
ンバスライン2と、ソース電極3と、このソース電極3
に接続された画素電極4を形成する。
【0003】次いで、図5に第2の工程を示すように、
前記基板上にプラズマCVD(Chemical Vapor Deposit
ion )法にて非結晶(アモルファス)シリコン(以下、
a−Si)等の半導体膜106、窒化シリコン(Si
N)等の絶縁膜107およびスパッタリングにてクロム
(Cr)等の低抵抗金属膜104’を成膜し、フォトレ
ジスト105を用いたフォトリソグラフイ工程とウェッ
トエツチおよびドライエツチにより、ゲート電極5と、
このゲート電極5に接続されたゲートバスライン6を形
成し、さらに前記ゲート電極及びゲートバスラインと同
形状のアイランド7を形成する。そして、この後に、説
明は省略するが、ボンディングパッド部の開口やパッシ
ベーションの形成のために、2回のフォトリソグラフイ
工程が行われる。
【0004】この従来例1では、ドレインバスライン2
と画素電極4を1回のフォトリソグラフイ工程で同時に
形成しているため、ドレインバスライン2を画素電極4
と同じ材料、すなわちCr等の金属膜より数十倍抵抗の
高いITO(ITO/Crでは約20倍の比抵抗)の様
な透明導電膜で形成しなければならない。そのため、ド
レインバスラインの抵抗が増大され、装置の高速動作が
困難になるとともに、ドレインバスラインのライン幅を
拡大する等の対策が必要となり、結果としてLCD装置
の大画面化および高精細化が困難になる。これに対処す
るためには、ドレインバスライン上にのみ低抵抗な導電
膜を形成すればよいが、これではこの低抵抗な導電膜を
選択的に形成するためのフォトリソグラフィ工程が増加
され、高コスト化をまねくことになる。
【0005】このような問題点を解消するために、特願
昭62−185924号号公報では、フォトリソグラフ
ィ工程数の増加なしに、ドレインバスラインを低抵抗化
したLCD装置が提案されている。図6ないし図8はこ
の従来例2のLCD装置の製造方法を製造工程順に示し
ている。なお、各図の(a)は平面図を、(b)は、
(a)におけるA−A線の断面図を示している。図6は
第1の工程を示しており、絶縁基板101上の透明絶縁
膜102上にスパッタリングにてITO等の透明導電膜
103、Cr等の低抵抗金属膜104、プラズマCVD
法にてn型非結晶シリコン(以下、n+ a−Si)等の
n型半導体膜106’を成膜し、フォトレジスト105
を利用したフォトリソグラフイ工程とウェットまたはド
ライエッチングにより、ドレイン電極1と、このドレイ
ン電極1に接続されたドレインバスライン2と、ソース
電極3と、このソース電極3に接続された画素電極4を
形成する。
【0006】次いで、図7に示すように、前記基板上に
プラズマCVD法にてa−Si等の半導体膜106およ
びSiN等の絶縁膜107を形成し、スパッタリングに
てCr等の低抵抗金属膜104’を形成し、フォトレジ
スト105を利用したフォトリソグラフイ工経とウェッ
トおよびドライエッチングにより、ゲート電極5と、前
記ゲート電極5に接続されたゲートバスライン6と、こ
のゲートバスライン6と接続されていないドレインバス
ラインカバー2’を形成し、さらに前記ゲート電極とゲ
ートバスライン及びドレインバスラインカバー2’と同
形状のアイランド7を形成する。そして、図8に示すよ
うに、前記形成に際して用いた図外のフォトレジストを
剥離する前にドライおよびウェットエツチングにより画
素電極4上の前記n型半導体膜106’および低抵抗金
属膜104を除去する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この改
善されたLCD装置では、ITOからなる透明導電膜上
に低抵抗金属膜を積層しているために低抵抗化を進める
ことは可能であるが、ドレインバスラインカバーがゲー
トバスラインとの交差部分において切断された状態で形
成されているため、ドレインバスラインの抵抗を充分に
低抵抗化するこことは困難であり、結果として従来例1
の場合と同様にLCD装置の大画面化および高精細化を
進める上での問題が生じる。また、従来例2の場合、ソ
ース・ドレイン層、ゲート層とも、パーティクル発生量
の多いプラズマCVD工程を必要としているため、プラ
ズマCVD装置中でのパーティクルに起因する不良の発
生が多く、品質に問題が生じ易い。
【0008】本発明の目的は、フォトリソグラフイの工
程数を増加すること無しに配線抵抗が低下されたLCD
装置とその製造方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、アクティブマ
トリクス型LCD装置のスイッチング素子としての薄膜
トランジスタの一部を構成するドレイン電極と一体に形
成されるドレインバスライン上に、ゲート電極及びゲー
トバスラインと一体に形成された低抵抗金属膜を有する
ドレインバスラインカバーが形成され、このドレインバ
スラインカバーはその一端部においてのみ前記ドレイン
バスラインと交差する方向に形成されている前記ゲート
バスラインに接続されていることを特徴とする。また、
前記薄膜トランジスタの一部を構成する前記ドレイン電
極及びドレインバスラインと、前記ドレイン電極に対向
配置されるソース電極は、透明導電膜と第1の低抵抗金
属膜の積層膜で形成され、前記ソース電極と一体に形成
される画素電極は前記透明導電膜でのみ形成され、前記
ゲート電極、ドレインバスラインカバー及びゲートバス
ラインは、半導体層と絶縁膜と第2の低抵抗金属膜の積
層膜で形成されることが好ましい。
【0010】また、本発明の製造方法は、絶縁基板上に
透明導電膜と第1の低抵抗金属膜を順次成膜する工程
と、前記透明導電膜と第1の低抵抗金属膜をパターンニ
ングしてドレイン電極と、このドレイン電極に接続され
たドレインバスラインと、ソース電極と、このソース電
極に接続された画素電極を形成する工程と、前記基板表
面上にPH3 プラズマ処理およびプラズマCVD法によ
り半導体膜、絶縁膜、第2の低抵抗金属膜を順次成膜す
る工程と、前記半導体膜、絶縁膜、第2の低抵抗金属膜
を選択的にパターニングしてゲート電極と、このゲート
電極に接続されたゲートバスラインと、このゲートバス
ラインに対して一端部においてのみ接続されたドレイン
バスラインカバーを形成する工程と、前記画素電極上の
前記第1の低抵抗金属膜を除去する工程とを備えること
を特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図1ないし図3は本発明のLCD装
置の一実施例を工程順に示す図であり、各図(a)は平
面図、(b)は(a)のA−A線に沿う断面図である。
図1は第1の工程を示しており、ガラス基板等の絶縁基
板101に、スパッタリングにて酸化シリコン(SiO
2 )等の透明絶縁膜102を1000Åの厚さに形成
し、その上に、ITO等の透明導電膜103を400Å
の厚さに、さらにその上に、Cr等の低低抗金属膜10
4を1400Åの厚さに順次成膜する。そして、フォト
レジスト105を用いたフォトリソグラフイ工程とCr
ドライエツチングおよびITOドライエツチングによ
り、前記透明導電膜103と低抵抗金属膜104の積層
構造のドレイン電極1と、このドレイン電極1に接続さ
れたドレインバスライン2と、ソース電極3と、このソ
ース電極3に接続された画素電極4を形成する。
【0012】次いで、図2に示すように、前記第1の工
程を終了した基板上にPH3 プラズマ処理を実施後、プ
ラズマCVD法によりa−Si等の半導体膜106を5
00Åの厚さに、同様にSiN等の絶縁膜107を30
00Åの厚さに成膜し、さらにスパッタリングによりC
r等の低抵抗金属膜104’を1400Åの厚さに成膜
する。そして、フォトレジスト105を利用したフォト
リソグラフィ工程とCrウェットエツチングにより、ゲ
ート電極5と、このゲート電極5に接続されたゲートバ
スライン6と、ドレインバスラインを覆って1本のゲ
ートバスラインにのみ接続されたドレインバスラインカ
バー2’を形成する。
【0013】しかる後、図3に示すように、SiN/a
−Siドライエツチングにより前記ゲート電極5、ゲー
トバスライン6およびドレインバスラインカバー2’と
同形状のアイランド7を形成する。さらに、Crウェッ
トエツチングにより画素電極4上の前記低抵抗金属膜1
04のみを除去する。これにより、2回のフォトリソグ
ラフィ工程で、低抵抗配線の順スタガ型薄膜トランジス
タをスイッチング素子としたアクティブマトリクス基板
を備えるLCD装置の製造が可能となる。そして、この
形成された基板では、ドレインバスラインカバー2’が
1本のゲートバスライン6に対してのみ接続されている
ため、ドレインバスラインカバー2’によって隣接する
ゲートバスライン6が相互に短絡されることがない一方
で、ドレインバスラインカバー2’の一端部におけるゲ
ートバスライン6との間の間隙を設ける必要がなくな
り、その分ドレインバスライン2を低抵抗化することが
可能となる。
【0014】因みに、画素ピッチ260μm、ドレイン
バスライン幅8μmのアクティブマトリクス回路の、画
素単位のドレイン配線抵抗を比較してみると、従来例1
のように全てITO配線の場合は約490Ω、従来例2
のようにドレインバスラインカバーがゲートバスライン
から分離されている場合は約160Ωであるのに対し、
前記実施形態のようにドレインバスラインカバー2’が
1本のゲートバスライン6のみと接続されている場合は
約105Ωとなる。このように本実施形態では、従来構
造に比較して、従来例1の約1/5、また従来例2の2
/3の配線抵抗に低減できる。なお、この例では、シー
ト抵抗はCrは1400Åで1.5Ω/□、ITOは4
00Åで150Ω/□、ゲートバスライン6とドレイン
バスラインカバー2’の隙間は、液晶用露光機の最小露
光精度である3μmとして算出した。
【0015】また、前記実施形態では、PH3 プラズマ
処理を実施後に、プラズマCVD法により半導体膜10
6及び絶縁膜107を形成し、さらにスパッタリングに
より低抵抗金属膜104’を形成しているため、プラズ
マCVDにおけるバーティクル発生量が抑制され、パー
ティクル起因の不良の発生を抑制することが可能とな
る。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、ドレイン
バスライン上に形成されるドレインバスラインカバー
、ゲート電極及びゲートバスラインと一体の第2の低
抵抗金属膜を有する構成とされ、かつその一端部におい
てのみドレインバスラインと交差する方向に形成されて
いる前記ゲートバスラインに接続されていることによ
り、ドレインバスラインカバーがゲートバスラインと交
差する箇所では一端部のみが切断されることになり、他
端部におけるドレインバスラインカバーの長さ方向の切
断箇所を無くすことができ、その低抵抗化を図ることが
できる。これにより、フォトグラフィ回数を増加するこ
と無しに配線抵抗を低下することが可能となり、大画面
の液晶表示装置にも対応可能となる。また、半導体膜、
絶縁膜、第2の低抵抗金属膜を形成する際に、ホスフィ
ンプラズマ処理を行っているので、プラズマCVDにお
けるパーティクルの発生を抑制でき、パーティクル起因
の不良の発生を抑制した高品質のLCD装置を製造する
ことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態における第1の工程を示す平
面図とそのA−A線断面図である。
【図2】本発明の実施形態における第2の工程を示す平
面図とそのA−A線断面図である。
【図3】本発明の実施形態における第3の工程を示す平
面図とそのA−A線断面図である。
【図4】従来例1における第1の工程を示す平面図とそ
のA−A線断面図である。
【図5】従来例1における第2の工程を示す平面図とそ
のA−A線断面図である。
【図6】従来例2における第1の工程を示す平面図とそ
のA−A線断面図である。
【図7】従来例2における第2の工程を示す平面図とそ
のA−A線断面図である。
【図8】従来例2における第3の工程を示す平面図とそ
のA−A線断面図である。
【符号の説明】
1 ドレイン電極 2 ドレインバスライン 2’ドレインバスラインカバー 3 ソース電極 4 画素電極 5 ゲート電極 6 ゲートバスライン 7 アイランド 101 絶縁基板 102 透明絶縁膜 103 透明導電膜 104 低抵抗金属膜 104’低抵抗金属膜 105 フォトレジスト 106 半導体膜 106’半導体膜 107 絶縁膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1362 G02F 1/1343 G02F 1/13 101 H01L 29/78

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 薄膜トランジスタをスイッチング素子と
    したアクティブマトリクス型液晶表示装置において、前
    記薄膜トランジスタの一部を構成するドレイン電極と一
    体に形成されるドレインバスライン上に、ゲート電極及
    びゲートバスラインと一体に形成される低抵抗金属膜を
    有するドレインバスラインカバーが形成され、このドレ
    インバスラインカバーはその一端部においてのみ前記ド
    レインバスラインと交差する方向に形成されている前記
    ゲートバスラインに接続されていることを特徴とするア
    クティブマトリクス型液晶表示装置。
  2. 【請求項2】 前記薄膜トランジスタの一部を構成する
    前記ドレイン電極及びドレインバスラインと、前記ドレ
    イン電極に対向配置されるソース電極は、透明導電膜と
    その上層の第1の低抵抗金属膜の積層膜で形成され、前
    記ソース電極と一体に形成される画素電極は前記透明導
    電膜でのみ形成され、前記ゲート電極、ドレインバスラ
    インカバー及びゲートバスラインは、下層から順次積層
    された半導体層と絶縁膜と第2の低抵抗金属膜の積層膜
    で形成されている請求項に記載のアクティブマトリク
    ス型液晶表示装置。
  3. 【請求項3】 絶縁基板上に透明導電膜と第1の低抵抗
    金属膜を順次成膜する工程と、前記透明導電膜と第1の
    低抵抗金属膜をパターングしてドレイン電極と、この
    ドレイン電極に接続されたドレインバスラインと、ソー
    ス電極と、このソース電極に接続された画素電極をそれ
    ぞれ形成する工程と、前記基板表面上にホスフィン(P
    3 )プラズマ処理およびプラズマCVD法により半導
    体膜、絶縁膜、第2の低抵抗金属膜を順次成膜する工程
    と、前記半導体膜、絶縁膜、第2の低抵抗金属膜を選択
    的にパターニングしてゲート電極と、このゲート電極に
    接続されたゲートバスラインと、このゲートバスライン
    に対して一端部においてのみ接続されたドレインバスラ
    インカバーをそれぞれ形成する工程と、前記画素電極上
    の前記第1の低抵抗金属膜を除去する工程を備えること
    を特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装置の製
    造方法。
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