JPH05100249A - アクテイブマトリクスパネルおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＴＦＴ特性の安定したアクティブマトリクス
パネルを得る。 【構成】 ゲート電極２がゲート信号線にソース電極ま
たはドレイン電極６がデータ信号線に接続されるととも
にマトリクス状に配列された複数のトランジスタ２５
と、該トランジスタ２５のドレイン電極またはソース電
極６に接続された電荷保持用蓄積容量３０とからなる液
晶ディスプレイ用アクティブマトリクスパネルにおい
て、該トランジスタを逆スタガー型の薄膜電界効果トラ
ンジスタとし、該電荷保持用蓄積容量３０を液晶ディス
プレイの画素電極７と下部透明電極３の間にゲート絶縁
膜４を介在させたサンドイッチ構造で画素電極７の全体
にわたって構成し、該逆スタガー型薄膜電界効果トラン
ジスタ２５のゲート電極２を該蓄積容量３０の下部透明
電極３と同時に形成した透明導電膜とした液晶パネル用
アクティブマトリクスパネル。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶ディスプレイ用アク
ティブマトリクスパネルの構造およびその製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来のポリシリコン薄膜電界効果トラン
ジスタ（以下、ＴＦＴという）により駆動される液晶デ
ィスプレイ（ＬＣＤ）のＴＦＴ部および画素部の概略図
を図４および図５に示す。図に示されるとおり、液晶デ
ィスプレイは、透明絶縁性基板１の上にＴＦＴ部２５と
蓄積容量部３０を持った画素部が設けられる。このよう
な液晶ディスプレイは、複数のトランジスタのゲート電
極が接続されたゲート線が複数並べられるとともに、ト
ランジスタのソース−ドレインを介して接続された複数
の電荷保持用蓄積容量が接続されたデータ線が複数並べ
られてマトリクスを構成しているものであり、ゲート線
を選択することによって任意の画素列を選択し、次いで
データ線を選択することによって特定のトランジスタに
接続された電荷保持用蓄積容量に表示データを書き込む
ものである。ＴＦＴ部２５は、真性ポリシリコン層５に
不純物を拡散させて得たソース電極およびドレイン電極
６の上にゲート絶縁膜４を介して設けたゲート電極２１
とから構成され、画素部は、基板１の上に設けたソース
およびドレイン電極６と同時に形成される蓄積容量部３
０の一方の電極２２とその上方に絶縁膜４を介して設け
られた画素電極７とから構成される。ＴＦＴ部２５と画
素部の双方を層間絶縁膜８で覆いソース電極およびドレ
イン電極ならびに画素電極７は配線金属９が接続され、
全体はパッシベーション膜１０で覆われている。

【０００３】図５は、図４に示されたＬＣＤの平面図で
あり、上記従来の構造では、電圧保持用の蓄積容量部３
０を構成する電極３は光の透過を許さないため、画素開
口率の低下の大きな原因となっている。

【０００４】そこで図６および図７に示されるように、
蓄積容量部３０の下部電極３を画素電極７の全面と同じ
形状とした透明導電体で構成し、蓄積容量部をゲート絶
縁膜４を介して画素電極７と下部透明電極３のサンドイ
ッチ構造として形成することによって、開口率低下の問
題は解決された。しかし、この構造では下部透明電極３
をＴＦＴ部２５のソース電極およびドレイン電極と同時
に形成することはできないので、新たに透明電極のパタ
ーンニングの工程を加えなければならず、フォトマスク
と処理工程が増えるとともに、ポリシリコン形成後に酸
化インジウム錫（ＩＴＯ）の堆積、パターンニング、ゲ
ート絶縁膜着膜という工程を通るので、ＴＦＴ部のポリ
シリコン５とゲート絶縁膜４の界面に透明導電膜の成分
が不純物として残留し、残留成分によってＴＦＴ特性が
ばらつくという問題があった。

【０００５】

【この発明の目的】本発明は、新たに透明導電膜が付加
されたことによってマスクが増加することを防いでプロ
セスの簡素化を図るとともに、ＴＦＴ部に逆スタガー型
ＴＦＴを採用することにより清浄なゲート絶縁膜−ポリ
シリコン界面を得て、ＴＦＴ特性の安定したアクティブ
マトリクスパネルを得ることを目的とする。

【０００６】

【この発明の概略の構成】本発明は、ポリシリコンを用
いた薄膜電界効果トランジスタ（ＴＦＴ）により駆動さ
れる液晶ディスプレイ用アクティブマトリクスパネルに
おいて、ＴＦＴを逆スタガー型とし、電圧保持用蓄積容
量を画素電極と透明導電膜からなる下部透明電極でゲー
ト絶縁膜をサンドイッチした構造とするとともに、蓄積
容量の下部透明電極はフォトリソグラフィー法に用いら
れる紫外光を選択的に吸収する材料を用いて構成し、Ｔ
ＦＴのゲート電極と同時に形成することにより構成され
る。

【０００７】

【実施例】

実施例１ 図１に本発明のアクティブマトリクスパネルの一つのパ
ターンの構造の断面図を示す。アクティブマトリクスを
構成する各パターンは、ＴＦＴ部２５と画素部とから構
成されている。ＴＦＴ部２５は、透明基板１上に設けた
ゲート電極２とその上に設けたゲート絶縁膜４およびそ
の上にある真性ポリシリコン層５と、このシリコン層５
の両端に設けられたソース電極およびドレイン電極６と
から構成された逆スタガー型のＴＦＴである。画素部
は、透明導電膜からなり蓄積容量部３０の一方の電極と
して働く下部透明電極３と下部透明電極と同一の形状を
有し絶縁膜４を介してその上に設けられた画素電極７と
から構成される。ＴＦＴ部および画素部の上には、層間
絶縁膜８を介して配線金属９が設けられ、各素子を電気
的に接続するとともに、その上にパッシベーション膜１
０が設けられている。

【０００８】図２に、図１に示したアクティブマトリク
スパネルの作成方法の概略図を示す。以下にその詳細の
説明をする。ガラスなどの透明絶縁性基板１上に酸化イ
ンジウム錫（ＩＴＯ）等のフォトリソグラフィー法に用
いられる紫外光を選択的に吸収する特性を有する透明導
電膜形成し、ＴＦＴのゲート電極と蓄積容量の下部電極
が残るように１枚のフォトマスクを用い通常のフォトエ
ッチングプロセスによってパタンニングする。この加工
によりＴＦＴのゲート電極２と蓄積容量部の下部透明電
極３が形成される（図２ａ）。

【０００９】この上に、低圧化学的気相析出法（ＬＰＣ
ＶＤ）等により絶縁膜４を、引き続き真性非晶質シリコ
ン（ｉ−ａ−Ｓｉ）膜を形成し、その後レーザーアニー
ル等により真性非晶質シリコン膜を結晶化しポリシリコ
ン（ｐｏｌｙーＳｉ）層５とし、さらにこの上に保護層
を堆積する。次にフォトマスクを用いることなく裏面か
ら紫外光で露光しフォトエッチングプロセスにより保護
層をパタンニングしゲート電極２と下部電極３の上にの
みフォトマスク１１を形成する（図２ｂ）。

【００１０】その後、ポリシリコン層に燐（Ｐ）等のイ
オンを打ち込んで不純物拡散層６を形成し、次いで、不
純物拡散層６を２枚目のフォトマスクを用いてフォトエ
ッチングプロセスにより分離してＴＦＴのソース電極及
びドレン電極６とする（図２ｃ）。

【００１１】このうえにＩＴＯ等の透明導電膜を着膜し
て３枚目のフォトマスクを用いフォトエッチングプロセ
スによりパターンニングして画素部透明電極７を得る
（図２ｄ）。

【００１２】その後、層間絶縁膜を着膜して４枚目のフ
ォトマスクを用いてパターンニングすることによってソ
ース電極およびドレイン電極ならびに画素電極に達する
開口を設けた層間絶縁膜層８を得（図２ｅ）、この上に
アルミニウム（Ａｌ）またはアルミニウム・銅（Ａｌ・
Ｃｕ）等の配線金属膜を形成し、５枚目のフォトマスク
を用いてパターンニングしゲート電極、ソース電極、お
よび画素電極に接する配線金属９を形成する。最後にパ
ッシベーション膜１０を形成した後６枚目のフォトマス
クを用いてパターンニングし、パネルを完成する（図２
ｆ）。以上マスク数６枚と従来通りの数でアクティブマ
トリクスパネルを作成することができる。

【００１３】実施例２ 図３は、本発明の第２の実施例を示すもので、液晶ディ
スプレイを透過型とし、ＴＦＴ部２５をポリシリコンを
用いたＴＦＴから非晶質シリコンを用いたＴＦＴに変更
しＴＦＴ部の上にチャンネル部への光の入射を防ぐブラ
ックマトリクスを設けて透過型とした点が相違する以外
は実施例１の場合と同様である。非晶質シリコンＴＦＴ
はチャンネル部に光が入射するとＴＦＴ特性が大きく変
化する性質を有するので、図１のような構成としたとき
には、ＴＦＴ特性が光によって変化し安定した動作を得
がたいものであった。この実施例は、このような不都合
を排除して真性非晶質シリコンからなるＴＦＴを使用で
きるようにしたものである。図示のように、ＴＦＴ部
は、透明なゲート電極の上に設けられたゲート絶縁膜４
とその上に設けられた真性非晶質シリコン膜１２とその
上に配置されたチャネル保護膜１４とからなり、不純物
拡散シリコンからなるソース電極およびドレイン電極６
の上には、アルミニウム拡散バリアメタル１３が設けら
れている。パネルの上方には、通常の液晶ディスプレイ
と同様に、パッシベーション膜１０の上に配向膜１５、
ＴＮ型液晶１６、配向膜１７、対向電１８、極絶縁性基
板２０が設けられるが、この発明にあっては、ＴＦＴ部
の上方に絶縁性基板上方からの光の入射を阻止するブラ
ックマトリクス１９が設けられており、ＴＦＴのチャン
ネル部への光の入射による特性の変化に基づく不都合を
なくしている。

【００１４】

【発明の効果】本発明は、ＴＦＴを逆スタガー型とする
とともに、開口率を増加するために蓄積容量部の下部電
極を紫外光の透過を許さない透明導電膜を使用してＴＦ
Ｔのゲート電極と同時に形成するようにしたので、電荷
蓄積容量部の下部電極を形成するためのフォトマスクを
別途作る必要がなくなるとともに、この透明伝導膜から
なるゲート電極自体を真性ポリシリコンに不純物を拡散
するときの保護層形成用フォトマスクとして利用したの
で、ＴＦＴのソース電極およびドレイン電極形成時の不
純物拡散工程用のフォトマスクを準備する必要が無くな
り、工程の簡略化とコストの低減に貢献するものであ
る。また、透明電極を形成した後ゲート絶縁膜を構成し
その後ＴＦＴ部のチャンネルを構成する真性ポリシリコ
ン層を形成することによって得られる構成であるので、
透明電極を形成するときの不純物がゲート絶縁膜とチャ
ンネルの界面に残留せず、ＴＦＴ特性が安定するという
優れた効果を奏するものである。さらに、ポリシリコン
を使用したＴＦＴを使用すると、チャンネル部に液晶デ
ィスプレイのバックライトの光が入射してもＴＦＴの特
性変化が小さいので実用上なんらの支障もない。非晶質
シリコンを用いたＴＦＴはチャンネル部に光が入射する
とＴＦＴ特性が大きく変化するものであるが、このよう
な非晶質シリコンＴＦＴを用いるときには、ＴＦＴ部に
上にこの部分を覆うブラックマトリクスを設けて透過型
として使用巣ることによって、チャンネル部への光の入
射を防ぐことができ、本発明を実用可能に用いることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によるアクティブマトリクスパネルの
実施例を示す断面図。

【図２】 本発明によるアクティブマトリクスパネルの
製造工程を示す図。

【図３】 非晶質シリコンＴＦＴを用いた本発明の他の
実施例を示す図。

【図４】 従来のＴＦＴと従来の蓄積容量によるアクテ
ィブマトリクスパネルの断面図。

【図５】 従来のＴＦＴと従来の蓄積容量によるアクテ
ィブマトリクスパネルの平面図。

【図６】 従来のＴＦＴと新型蓄積容量によるアクティ
ブマトリクスパネルの断面図。

【図７】 従来のＴＦＴと新型蓄積容量によるアクティ
ブマトリクスパネルの平面図。

【符号の説明】

１ 絶縁性基板、２ ゲート電極、３ 下部透明電極、
４ ゲート絶縁膜、５真性ポリシリコン層、６ 不純物
拡散シリコン層、ソース電極、ドレイン電極 ７ 画素部透明電極、８ 層間絶縁膜、９ 配線金属、
１０ パッシベーション膜、１１ マスクパターン、１
２ 真性ポリシリコン層、１３ Ａｌ拡散バリアメタ
ル、１４ チャネル保護膜、１５ 配向膜１、１６ Ｔ
Ｎ型液晶、１７ 配向膜２、１８ 対向電極、１９ ブ
ラックマトリクス、２０ 絶縁性基板、２１ゲート電
極、２２ 不純物拡散シリコン層（下部電極）、２５
ＴＦＴ、３０電荷保持用蓄積容量。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ゲート電極がゲート信号線にソース電極
   またはドレイン電極がデータ信号線に接続されるととも
   にマトリクス状に配列された複数のトランジスタと、該
   トランジスタのドレイン電極またはソース電極に接続さ
   れた電荷保持用蓄積容量とからなる液晶ディスプレイ用
   アクティブマトリクスパネルにおいて、 該トランジスタは、逆スタガー型の薄膜電界効果トラン
   ジスタであり、 該電荷保持用蓄積容量は、液晶ディスプレイの画素電極
   と下部透明電極の間にゲート絶縁膜を介在させて構成さ
   れ、 該逆スタガー型薄膜電界効果トランジスタのゲート電極
   は、該蓄積容量の下部透明電極と同時に形成された透明
   導電膜から構成されることを特徴とする液晶ディスプレ
   イ用アクティブマトリクスパネル。
2. 【請求項２】 ゲート電極がゲート信号線にソース電極
   またはドレイン電極がデータ信号線に接続されるととも
   にマトリクス状に配列された複数の逆スタガー型薄膜電
   界効果トランジスタと、該トランジスタのドレイン電極
   またはソース電極に接続された電荷保持用蓄積容量とか
   らなる液晶ディスプレイ用アクティブマトリクスパネル
   の製造方法であって、 透明基板の上に透明導電膜からなる蓄積容量部の下部電
   極と薄膜電界効果トランジスタのゲート電極を同時に形
   成する工程と、該透明導電膜の電極の上に絶縁膜を形成
   し、ついで、その上に薄膜電界効果トラ ンジスタのソース電極およびドレイン電極を形成する工
   程と、 蓄積容量部の透明電極の上方に画素電極を形成する工程
   とからなることを特徴とする液晶ディスプレイ用アクテ
   ィブマトリクスパネルの製造方法。