JPH07104312A - 液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶表示装置おいて、画素部の光透過率を向
上し、消費電力を低減する。 【構成】 マトリクス状に配置された複数の画素部を駆
動するため各画素部に薄膜トランジスタが配置され、各
薄膜トランジスタは、ソース領域１２ｃ、チャンネル領
域１２ａ、ドレイン領域１２ｂが形成された半導体活性
層１２と、半導体活性層１２のチャンネル領域１２ａ上
にゲート絶縁膜１３ａを介して設けられるゲート電極１
４とを備え、画素部には層間絶縁膜１６を介して表示電
極１７と対向する補助容量電極１５が設けられている液
晶表示装置の製造方法において、補助容量電極１５の構
成する半導体薄膜と、薄膜トランジスタの半導体活性層
１２を構成する半導体薄膜とが同一の薄膜形成工程で形
成されることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置の製造方
法に関するものであり、特にマトリクス状に配置された
画素部を薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）を用
いて駆動するアクティブマトリクス型の液晶表示装置の
製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＴＦＴを用いた液晶ディスプレイ
が、ＴＶ、ビデオカメラ、ノート型パソコンの表示ディ
スプレイ等に用いられてきており、大画面化、高精細化
とともに、消費電力の低減等が図られている。

【０００３】消費電力の低減を図るためにはバックライ
トに消費される電力を低減させることが有効である。そ
のためには、液晶ディスプレイにおける光透過率を向上
させることが必要となる。

【０００４】図８は、ＴＦＴを用いた従来の液晶表示装
置の製造工程を示す断面図である。図８（ａ）を参照し
て、まずガラス基板等の透明基板１上に、多結晶シリコ
ン等からなる半導体活性層２を形成する。次に、図８
（ｂ）に示すように、半導体活性層２の上にゲート絶縁
膜となる酸化シリコン等の絶縁膜３を形成する。

【０００５】次に、図８（ｃ）を参照して、多結晶シリ
コン等からなる半導体膜を形成し、これをフォトリソグ
ラフィー法でパターン化することにより、絶縁膜３上の
ゲート電極４と、基板１上の補助容量電極５を形成す
る。

【０００６】次に図８（ｄ）を参照して、ゲート電極４
及び補助容量電極５の部分に不純物をドープする。ま
た、ゲート電極４の下方領域以外の半導体活性層に不純
物をドープすることによりドレイン領域２ｂ及びソース
領域２ｃを形成し、これらの間をチャンネル領域２ａと
する。なお、絶縁膜３の除去はドープの前後いずれでも
よい。

【０００７】次に、図８（ｅ）を参照して、窒化シリコ
ン（ＳｉＮ_X ）膜や酸化シリコン（ＳｉＯ₂ ）等からな
る層間絶縁膜６を形成する。次に図８（ｆ）に示すよう
に、層間絶縁膜６のドレイン領域２ｂ及びソース領域２
ｃの上方にコンタクトホール６ｂ，６ａを形成する。コ
ンタクトホール６ｂには、Ａｌ等からなるドレイン電極
８が埋め込まれるように形成される。またコンタクトホ
ール６ａには、ＩＴＯ膜等からなる表示電極７が埋め込
まれるように形成される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の方法
により製造される液晶表示装置においては、図８（ｆ）
に示されるように、表示電極７と補助容量電極５との間
で補助容量が形成されるが、補助容量電極５は、図８
（ｃ）に示されるようにゲート電極４と同一の工程にお
いて形成されるものであるため、その膜厚は１０００〜
３０００Å程度の厚いものとなった。このため、補助容
量電極５は半透明であり、この補助容量電極の存在によ
り画素部の光透過率が減少し、光源の明るさを増大する
必要があり、消費電力低減の妨げとなっていた。

【０００９】本発明の目的は、このような従来の問題点
を解消し、画素部における光透過率を向上させることが
でき、光源の明るさを増大させる必要がなく、従って消
費電力の低減を図ることのできる液晶表示装置の製造方
法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の製造方法は、マ
トリクス状に配置された複数の画素部を駆動するため各
画素部ＴＦＴが配置され、各ＴＦＴは、ソース領域、チ
ャンネル領域及びドレイン領域が形成された半導体活性
層と、該半導体活性層のチャンネル領域上にゲート絶縁
膜を介して設けられるゲート電極とを備え、画素部には
層間絶縁膜を介して表示電極と対向する補助容量電極が
設けられた液晶表示装置を製造する方法であり、補助容
量電極を構成する半導体膜と、ＴＦＴの半導体活性層を
構成する半導体薄膜とが同一の薄膜形成工程で形成され
ていることを特徴としている。

【００１１】また、本発明に従う液晶表示装置は、ＴＦ
Ｔのソース領域、チャンネル領域及びドレイン領域を構
成する半導体活性層と、半導体活性層のチャンネル領域
上に形成されるゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜上に形成
されるゲート電極と、半導体活性層と同一の薄膜形成工
程で画素部に形成される補助容量電極と、補助容量電極
上に形成される層間絶縁膜と、層間絶縁膜上に形成され
ソース領域及びドレイン領域の一方と電気的に接続され
る表示電極とを備えている。

【００１２】

【作用】本発明に従えば、補助容量電極は、ＴＦＴのソ
ース領域、チャンネル領域及びドレイン領域を構成する
半導体活性層と同一の薄膜形成工程で形成される。この
半導体活性層は、通常３００〜７００Å程度の厚みで形
成されるため、この半導体活性層と同一の薄膜形成工程
で形成される補助容量電極の厚みも同様の厚みとなる。
このため、従来に比べ補助容量電極の厚みが薄くなり、
画素部における光透過率を向上させることができる。

【００１３】

【実施例】図１は、本発明に従う第１の実施例の製造工
程を示す断面図である。図１（ａ）を参照して、ガラス
基板等の透明基板１１上に多結晶シリコン等からなる半
導体活性層１２及び補助容量電極１５（厚み３００〜７
００Å）を同時に形成する。これらの半導体活性層１２
及び補助容量電極１５は、同時に形成した半導体薄膜を
フォトリソグラフィー法等でパターン化することにより
形成することができる。

【００１４】次に、図１（ｂ）に示すように半導体活性
層１２上に絶縁膜１３、補助容量電極１５上に絶縁膜１
９（厚み８００〜１３００Å）を同時に形成する。絶縁
膜として酸化シリコンを形成する場合には、半導体活性
層１２及び補助容量電極１５の熱酸化によりその表面に
酸化シリコン膜を形成させてもよい。またＣＶＤ法等に
より絶縁膜１３及び１９を形成させてもよい。

【００１５】次に、図１（ｃ）を参照して、絶縁膜１３
上に多結晶シリコン等からなるゲート電極１４（厚み１
０００〜３０００Å）を形成する。次に図１（ｄ）に示
すように、ゲート電極１４の下方部分以外の絶縁膜１３
をエッチング等で除去しゲート電極１４の下方にゲート
絶縁膜１３ａを形成する。また絶縁膜１９を同様にエッ
チング等で除去する。次に不純物をドープすることによ
り、ゲート電極１４及び補助容量電極１５を電極化す
る。また半導体活性層１２に不純物をドープすることに
より、ドレイン領域１２ｂ及びソース領域１２ｃを形成
し、ドレイン領域１２ｂとソース領域１２ｃの間の領域
をチャンネル領域１２ａとする。

【００１６】次に、図１（ｅ）に示すように、窒化シリ
コンまたは酸化シリコン等からなる層間絶縁膜１６（厚
み３０００〜６０００Å）を全面に形成する。次に、図
１（ｆ）に示すように、層間絶縁膜１６のソース領域１
２ｃ及びドレイン領域１２ｂ上に、コンタクトホール１
６ａ及び１６ｂを形成する。コンタクトホール１６ｂに
は、ドレイン領域１２ｂと電気的に接続されるドレイン
電極１８（５０００Å程度）をＡｌ等の金属から形成す
る。コンタクトホール１６ａには、ＩＴＯ等からなる表
示電極１７（１０００Å程度）が埋め込まれソース領域
１２ｃと電気的に接続するように形成される。

【００１７】図１（ｆ）に示されるように、この実施例
では補助容量電極１５と表示電極１７との間で補助容量
が形成される。補助容量電極１５は、図１（ａ）に示す
ように半導体活性層１２と同時に形成される半導体薄膜
から形成されるものであるので、その厚みが従来よりも
薄くなり、より透明な電極として形成される。このた
め、画素部の光透過率を従来よりも高めることができ
る。

【００１８】図２は、図１に示す工程で製造されるＴＦ
Ｔを備えた液晶表示装置の画素領域部分の一部を示す模
式的平面図である。図３は液晶表示装置の各領域の配置
を模式的に示しており、画素領域３０の回りに端子領域
３１が存在し、その回りにドライバー領域３２が存在し
ている。図２に示す部分は、図３において参照番号３３
として示される部分である。また、図１に示す断面は、
図２に示すＡ−Ａ線に沿う断面である。

【００１９】図２を参照して、ＴＦＴ２０のゲート電極
１４はゲート端子２３を備えたゲートバスライン２４に
接続されている。ＴＦＴ２０のドレイン電極１８はドレ
イン端子２１を備えたドレインバスライン２２に接続さ
れている。また各画素部の補助容量電極１５は、隣接す
る列方向または行方向の画素部間で互いに接続され、補
助容量共通電極２５に接続されている。このような補助
容量電極１５の接続ライン及び補助容量共通電極２５
は、補助容量電極１５をパターニングする際に補助容量
電極１５と同じ半導体薄膜をパターニングして形成する
ことができるものである。

【００２０】図４は、本発明に従う第２の実施例の製造
工程を示す断面図である。図４（ａ）を参照して、上記
第１の実施例と同様にして、透明基板４１の上に、半導
体活性層４２及び補助容量電極４５を形成する。次に、
半導体活性層４２の上に、図４（ｂ）に示すようにレジ
スト４３を形成し、この状態で不純物をドープすること
により、ドレイン領域４２ｂ及びソース領域４２ｃを形
成し、これらの間の半導体活性層をチャンネル領域４２
ａとする。また不純物のドープにより補助容量電極４５
を形成する。

【００２１】次に、図４（ｃ）を参照して、全面に絶縁
膜４６を形成し、ソース領域４２ｃ上の絶縁膜４６にコ
ンタクトホール４６ａを形成する。次に、図４（ｄ）を
参照して、チャンネル領域４２ａの上方の絶縁膜４６上
に多結晶シリコン等からなるゲート電極４４を形成す
る。また、これと同時にコンタクトホール４６ａを埋め
込むように多結晶シリコン等からなる表示電極４７を絶
縁膜４６の上に形成する。図４（ｄ）に示されるよう
に、絶縁膜４６は、層間絶縁膜であるとともに、ゲート
絶縁膜としての機能も有している。従って、このような
絶縁膜４６の厚みとしては、ゲート絶縁膜の一般的な厚
みより厚く、層間絶縁膜の一般的に厚みよりも薄い厚み
となり、一般には２０００〜３０００Å程度が適当であ
る。その他の膜厚については、第１の実施例と同様の膜
厚で形成させることができる。

【００２２】本実施例においても、図４（ａ）に示され
るように、補助容量電極４５を半導体活性層４２の形成
工程において形成しているので、その膜厚を従来の約半
分にすることができ、光透過率を著しく向上させること
ができる。

【００２３】図５は、図４に示すＴＦＴを用いた液晶表
示装置の一部を示す平面図であり、図２と同様の図であ
る。図５を参照して、ＴＦＴ５０のゲート電極４４は、
ゲート端子５３を備えたゲートバスライン５４に接続さ
れている。ＴＦＴ５０のドレイン領域４２ｂは、ドレイ
ン端子５１を備えたドレインバスライン５２と電気的に
接続されている。なお、ドレイン端子５１及びドレイン
バスライン５２は、ドレイン領域４２ｂを構成する半導
体薄膜をパターニングする際にこれらをパターニングす
ることによって形成させることができる。補助容量電極
４５は、第１の実施例と同様に隣接する列方向または行
方向の画素部間で接続されており、補助容量共通電極５
５に接続されている。

【００２４】図４に示されるように、本実施例では、ゲ
ート絶縁膜と層間絶縁膜の両方の機能を有した絶縁膜を
形成させ、またゲート電極と表示電極を同一工程で形成
し、さらに図５に示されるように、ドレイン電極を接続
するドレインバスラインを半導体薄膜のパターニングに
より形成させている。このため、工程数が少なくなり、
製造工程を著しく簡略化することができる。

【００２５】図６は、本発明に従う第３の実施例の製造
工程を示す断面図である。図６（ａ）を参照して、第１
の実施例及び第２の実施例と同様に、透明基板６１の上
に多結晶シリコン等からなる半導体活性層６２及び補助
容量電極６５を形成する。次に、図６（ｂ）に示すよう
に、半導体活性層６２及び補助容量電極６５を覆うよう
に絶縁膜６３を形成する。

【００２６】次に、図６（ｃ）示すように、半導体活性
層６２の上方の絶縁膜６３の上にレジスト膜６０を形成
し、不純物を補助容量電極６５にドープし、補助容量電
極６５を形成する。

【００２７】次に、図６（ｄ）に示すように、補助容量
電極６５の上の絶縁膜６３の一部にコンタクトホール６
３ａを形成する。次に、図６（ｅ）に示すように、ゲー
ト電極６４及び前段のゲート電極と接続されるゲートバ
スライン７４を形成する。ゲート電極６４は、半導体活
性層のチャンネル領域６２ａとなる部分の上方に形成さ
れる。またゲートバスライン７４は、コンタクトホール
６３ａを通り補助容量電極６５と電気的に接続されるよ
うに形成される。ゲート電極６４，ゲートバスライン７
４及び半導体活性層６２に不純物がドープされ、ゲート
電極６４，ゲートバスライン７４が形成されるととも
に、半導体活性層６２にドレイン領域６２ｂ及びソース
領域６２ｃが形成され、それらの間がチャンネル領域６
２ａとなる。

【００２８】次に、図６（ｆ）を参照して、層間絶縁膜
６６を全面に形成した後、画素部の層間絶縁膜６６の上
にＩＴＯ等からなる表示電極６７が形成される。次にド
レイン領域６２ｂ上及びソース領域６２ｃ上の層間絶縁
膜６６にコンタクトホール６６ｂ及び６６ａが形成され
る。

【００２９】次に、図６（ｇ）示すように、コンタクト
ホール６６ｂ内に金属からなるドレイン電極６８が埋め
込まれるように形成されてドレイン電極６８とドレイン
領域６２ｂが電気的に接続され、コンタクトホール６６
ａ内に埋め込まれるように金属からなるソース電極６９
が形成され、ソース領域６２ｃ及び表示電極６７と電気
的に接続される。

【００３０】本実施例おいては、表示電極６７と補助容
量電極６５との間で補助容量が形成され、上記第１及び
第２の実施例と同様に、補助容量電極６５の厚みを薄く
することができるので、光透過率を向上させることがで
きる。

【００３１】図７は、図６に示すＴＦＴを備えた液晶表
示装置の一部を示す模式的平面図であり、図２に対応す
る図である。図７に示されるように、ＴＦＴ７０のゲー
ト電極６４はゲート端子７３を備えたゲートバスライン
７４に電気的に接続されている。またＴＦＴのドレイン
電極６８はドレイン端子７１を備えたドレインバスライ
ン７２に電気的に接続されている。また本実施例では、
補助容量電極６５は、前段のゲートバスライン７４に電
気的に接続されている。

【００３２】なお、図４及び図６に示す断面は、それぞ
れ図５及び図７に示すＡ−Ａ線に沿う断面である。

【００３３】

【発明の効果】本発明に従えば、補助容量電極を構成す
る半導体薄膜が、ＴＦＴの半導体活性層を構成する半導
体薄膜と同一の薄膜形成工程で形成される。このため、
従来よりも膜厚の薄い半導体薄膜で補助容量電極を構成
させることができ、従来問題となっていた補助容量電極
による光透過率の低下を少なくすることができ、光透過
率を著しく向上させることができる。従って、本発明に
従えば、光透過率の高い液晶ディスプレイを作製するこ
とができ、消費電力の低減等を可能にすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従う第１の実施例の製造工程を示す
図。

【図２】図１に示す第１の実施例のＴＦＴを備えた液晶
表示装置の一部を示す模式的平面図。

【図３】図２に示す液晶表示装置の全体を示す模式的平
面図。

【図４】本発明に従う第２の実施例の製造工程を示す
図。

【図５】図４に示す第２の実施例のＴＦＴを備えた液晶
表示装置の一部を示す模式的平面図。

【図６】本発明に従う第３の実施例の製造工程を示す
図。

【図７】図６に示す第３の実施例のＴＦＴを備えた液晶
表示装置の一部を示す模式的平面図。

【図８】従来の製造工程を示す断面図。

【符号の説明】

１１，４１，６１…透明基板 １２，４２，６２…半導体活性層 １３，１９，４６，６３…絶縁膜 １４，４４，６４…ゲート電極 １２ａ，４２ａ，６２ａ…チャンネル領域 １２ｂ，４２ｂ，６２ｂ…ドレイン領域 １２ｃ，４２ｃ，６２ｃ…ソース領域 １３ａ，６３ａ…ゲート絶縁膜 １５，４５，６５…補助容量電極 １６，６６…層間絶縁膜

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マトリクス状に配置された複数の画素部
   を駆動するため各画素部に薄膜トランジスタが配置さ
   れ、各薄膜トランジスタは、ソース領域、チャンネル領
   域、及びドレイン領域が形成された半導体活性層と、該
   半導体活性層のチャンネル領域上にゲート絶縁膜を介し
   て設けられるゲート電極とを備え、画素部には層間絶縁
   膜を介して表示電極と対向する補助容量電極が設けられ
   ている液晶表示装置の製造方法において、 前記補助容量電極を構成する半導体薄膜と、前記薄膜ト
   ランジスタの前記半導体活性層を構成する半導体薄膜と
   が同一の薄膜形成工程で形成されることを特徴とする、
   液晶表示装置の製造方法。
2. 【請求項２】 マトリクス状に配置された複数の画素部
   を駆動するため各画素部に薄膜トランジスタが配置され
   ている液晶表示装置であって、 前記薄膜トランジスタ
   のソース領域、チャンネル領域及びドレイン領域を構成
   する半導体活性層と、 前記半導体活性層のチャンネル領域上に形成されたゲー
   ト絶縁膜と、 前記ゲート絶縁膜上に形成されるゲート電極と、 前記半導体活性層と同一の薄膜形成工程で画素部に形成
   される補助容量電極と、 前記補助容量電極上に形成される層間絶縁膜と、 前記層間絶縁膜上に形成され、前記ソース領域及びドレ
   イン領域の一方と電気的に接続される表示電極とを備え
   る、液晶表示装置。