JPH10186402A - アクティブマトリクス基板 - Google Patents

アクティブマトリクス基板

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JPH10186402A
JPH10186402A JP34487496A JP34487496A JPH10186402A JP H10186402 A JPH10186402 A JP H10186402A JP 34487496 A JP34487496 A JP 34487496A JP 34487496 A JP34487496 A JP 34487496A JP H10186402 A JPH10186402 A JP H10186402A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
tft
electrode
active matrix
silicon
Prior art date
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Pending
Application number
JP34487496A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Fujikawa
隆 藤川
Yoshiharu Kataoka
義晴 片岡
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
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Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のTFTの構造では、シリコン半導体層
はゲート電極の上層に位置するため、ゲート電極が遮光
膜として機能している。しかし、一旦遮光膜以外の部分
から入射した光が対向基板などで反射してTFTの上側
から入射した場合、遮光膜が存在しないので、シリコン
半導体層であるアモルファスシリコンに光が当たる。そ
の結果、光励起によりTFTのオフ状態でリーク電流が
生じたり、アモルファスシリコンの光劣化を引き起こし
たりするという課題が生じ、そのため液晶表示装置の表
示品位の低下につながっている。 【解決手段】 TFT13のチャネル層の上層に層間絶
縁層30を介して遮光用金属層31を形成する。シリコ
ン半導体層23は下層をゲート電極21、上層をその遮
光用金属層31で遮光することができるため、TFT1
3の動作安定化が図れる。これにより、液晶表示装置の
信頼性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置など
に用いられるアクティブマトリクス基板に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】図4に、従来のアクティブマトリクス基
板の一部を表す等価回路を示し、図5に、アクティブマ
トリクス基板の1画素部の平面図を示す。ガラスのよう
な透明絶縁基板11上に、アルミ、タンタルなどでゲー
ト配線14、補助容量形成のためのCs配線15、アル
ミ、タンタル、ITOなどでソース配線16がそれぞれ
交差するように形成されている。そして、透過型の場合
ではITO等の透明導電膜で、反射型の場合ではアルミ
等で、画素電極12が形成されて、マトリクス状に配列
されている。これら各画素電極12の近傍にそれぞれゲ
ート配線14、ソース配線16および画素電極12に接
続されたスイッチング素子として薄膜トランジスタ(以
下、TFTと略称する。)13が配置されている。
【0003】次に、TFT13について説明する。図6
に、図5のTFT13のA−A断面における断面図を示
し、図7に、そのTFT13の製造方法を示す。
【0004】まず、図7(a)に示すように、ガラスの
ような透明絶縁基板11上に、アルミ、タンタルなどで
ゲート電極51を形成する。
【0005】次に、図7(b)に示すように、ゲート絶
縁膜52、シリコン半導体層53、n+ シリコン層を順
次連続形成する。n+ シリコン層はパターニングおよび
エッチングして、第1のn+ シリコン層55、第2のn
+ シリコン層56を形成する。第1のn+ シリコン層5
5はドレイン電極58と、第2のn+ シリコン層56は
ソース電極57と、電気的に接続するものである。
【0006】次に、図7(c)に示すように、ソース配
線16(図5参照)並びにソース電極57、ドレイン電
極58としてITOを約150nm、タンタルを約15
0nmの膜厚で形成し、二層構造とする。
【0007】次に、図7(d)に示すように、TFT1
3、ソース配線16(図5参照)の上層には保護膜59
を形成する。その後、必要に応じて配向膜などを形成し
て、アクティブマトリクス基板が完成する。そして対向
基板と貼合せた後、液晶を封入して液晶表示装置が完成
する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】液晶表示装置では、ア
クティブマトリクス基板側あるいは対向基板側からバッ
クライトからの光を表示部へ照射している。例えば、ア
クティブマトリクス基板から入射した光は、TFTのオ
ン、オフに対応して透過、反射することで、表示画面の
階調表示を可能にしている。ここでシリコン半導体層5
3がアモルファスシリコンで形成された場合、光がアモ
ルファスシリコンに当たることにより、例えば光励起に
よりTFTのオフ状態でリーク電流が生じたり、アモル
ファスシリコンの光劣化を引き起こしたりするため、液
晶表示装置の表示品位の低下につながっている。
【0009】また、従来のTFT13の構造では、シリ
コン半導体層53はゲート電極51の上層に位置するた
め、ゲート電極51が遮光膜として機能している。しか
し、一旦遮光膜以外の部分から入射した光が対向基板な
どで反射してTFT13の上側から入射した場合、遮光
膜が存在しないため、シリコン半導体層53であるアモ
ルファスシリコンに光が当たるため、上記のような課題
が生じている。
【0010】また、液晶表示装置をオーバーヘッドプロ
ジェクター(OHP)などの用途として用いる場合、ノ
ートパソコンなどのOA用途のものとは比較にならない
程の強い光を持ったバックライトを使用するため、反射
光も相当な量になりアモルファスシリコンからなるシリ
コン半導体層53の遮光はさらに重要となる。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、ゲート配線と
ソース配線の交差部近傍に薄膜トランジスタが設けら
れ、該薄膜トランジスタと画素電極が接続されたアクテ
ィブマトリクス基板において、前記薄膜トランジスタの
チャネル層の上に絶縁層を介して金属層を設けたことを
特徴とする。
【0012】また、本発明は、前記金属層が、ソース電
極、ドレイン電極と同一の材料により形成されているこ
とを特徴とする。
【0013】以下、上記構成による作用を説明する。
【0014】本発明によれば、ゲート配線とソース配線
の交差部近傍にTFTが設けられ、TFTが画素電極と
接続されたアクティブマトリクス基板において、TFT
のチャネル層の上層に層間絶縁層を介して遮光用金属層
を設けるため、TFTを構成するシリコン半導体層は下
層をゲート電極、上層をその遮光用金属層で遮光するこ
とができるため、TFTの動作安定化が図れる。これに
より、液晶表示装置の信頼性が向上する。
【0015】また、上記の遮光用金属層がソース電極、
ドレイン電極と同一材料で形成されていてもよい。この
ことにより、プロセス増加を必要最小限に抑えることが
できる。
【0016】また、TFTを構成するn+ シリコン層
は、ソース電極、ドレイン電極とは層間絶縁膜を介して
構成されているため、粉塵やピンホールに起因するパタ
ーン異常により生じたn+ シリコン層の膜残りによるソ
ース電極−ドレイン電極間のリーク不良が低減される。
この結果、良品率の向上が期待できる。
【0017】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図1
から図3を用いて説明する。図1に、アクティブマトリ
クス基板の1画素部の平面図を示し、図2に、TFT1
3のA−A断面におけるの断面図を示し、図3に、その
TFT13の製造方法を示す。
【0018】実施形態のアクティブマトリクス基板は、
図1に示すように、ガラスのような透明絶縁基板11上
に、アルミ、タンタルなどでゲート配線14、補助容量
形成のためのCs配線15、アルミ、タンタル、ITO
などでソース配線16がそれぞれ交差するように形成さ
れている。そして、透過型の場合ではITO等の透明導
電膜で、反射型の場合ではアルミ等で、画素電極12が
形成されて、マトリクス状に配列されている。これら各
画素電極12の近傍にそれぞれゲート配線14、ソース
配線16および画素電極12に接続されたスイッチング
素子としてTFT13が配置されている。
【0019】ここで、本発明と従来技術との相違点は、
図2に示すように、TFT13において、シリコン半導
体層23の上層に層間絶縁膜30を介して遮光用金属層
31が形成されていることである。本実施形態では遮光
用金属層31としてソース電極27、ドレイン電極28
で使用した金属材料を用いている。これにより、シリコ
ン半導体層23は、アクティブマトリクス基板の透明絶
縁基板11から入射した光についてはゲート電極21、
対向基板側から入射した光については遮光用金属層31
で遮られるため、TFT13の動作不良が大幅に減少す
る。その結果、液晶表示装置の信頼性が向上する。
【0020】また、TFT13を構成する第1のn+
リコン層25はドレイン電極28、第2のn+ シリコン
層26はソース電極27とは層間絶縁膜30を介して形
成されているため、粉塵やピンホールに起因するパター
ン異常により生じたn+ シリコン層の膜残りによるソー
ス電極−ドレイン電極間のリーク不良が低減される。こ
の結果、良品率の向上が期待できる。
【0021】次に、本実施形態のTFT13の製造方法
について説明する。まず、図1および図3(a)に示す
ように、ゲート配線14並びにゲート電極21、Cs配
線15としてタンタルを約300nmの膜厚で、同じ工
程で形成する。
【0022】次に、図3(b)に示すように、ゲート絶
縁膜22として窒化シリコンを約300nmの膜厚で、
シリコン半導体層23、n+ シリコン層としてアモルフ
ァスシリコンを約50nmの膜厚で、μc−n+ シリコ
ンを約50nmの膜厚で連続成膜する。そして、n+
リコン、アモルファスシリコンの順にパターニングおよ
びエッチングして、TFT13の半導体部を形成する。
第1のn+ シリコン層25はドレイン電極28、第2の
+ シリコン層26はソース電極27に接続される。
【0023】次に、図3(c)に示すように、層間絶縁
膜30として窒化シリコンを約300nmの膜厚で成膜
し、パターニングした後、沸酸溶液によってエッチング
する。これによって窒化シリコンが選択的にエッチング
され、下層の第1および第2のn+ シリコン層25、2
6はほとんどエッチングされない。
【0024】層間絶縁膜30は窒化シリコンの他に酸化
シリコンなどでも良い。
【0025】次に、図3(d)に示すように、ソース配
線16並びにソース電極27、ドレイン電極28、遮光
用金属層31として、ITOを約150nmの膜厚で成
膜し、その上からタンタルを約150nmの膜厚で成膜
し、二層構造とする。このとき、遮光用金属層31はソ
ース電極27、ドレイン電極28とリークしないよう
に、半導体シリコン層23の上部に島状に形成する。こ
のように、遮光用金属層31はTFT13のチャネル層
の上層に形成される層間絶縁膜を介して形成される。
【0026】ソース配線16並びにソース電極27、ド
レイン電極28、遮光用金属層31は上記以外にも、ア
ルミ、クロムなどを用いても良い。
【0027】次に、図3(e)に示すように、保護膜2
9として窒化シリコンを約300nmの膜厚で形成す
る。このようにして、TFT13を作製する。
【0028】その後、必要に応じて配向膜などを形成し
て、本発明のアクティブマトリクス基板が完成する。そ
して、対向基板と貼り合わせた後、液晶を封入して液晶
表示装置が完成する。
【0029】なお、ここでは補助容量をCs配線15と
ドレイン電極28とを重ねることにより形成するCs
On Common方式についてのみ説明したが、補助
容量を隣のゲート配線とドレイン電極との間で形成する
Cs On Gate方式にも適用できることは明らか
である。
【0030】
【発明の効果】本発明によれば、ゲート配線とソース配
線の交差部近傍にTFTが設けられ、TFTが画素電極
と接続されたアクティブマトリクス基板において、TF
Tのチャネル層の上層に層間絶縁層を介して遮光用金属
層を設けるため、TFTを構成するシリコン半導体層は
下層をゲート電極、上層をその遮光用金属層で遮光する
ことができるため、TFTの動作安定化が図れる。これ
により、液晶表示装置の信頼性が向上する。
【0031】また、上記の遮光用金属層がソース電極、
ドレイン電極と同一材料で形成されていてもよい。この
ことにより、プロセス増加を必要最小限に抑えることが
できる。
【0032】また、TFTを構成するn+ シリコン層
は、ソース電極、ドレイン電極とは層間絶縁膜を介して
構成されているため、粉塵やピンホールに起因するパタ
ーン異常により生じたn+ シリコン層の膜残りによるソ
ース電極−ドレイン電極間のリーク不良が低減される。
この結果、良品率の向上が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のアクティブマトリクス基板の1画素部
の平面図である。
【図2】図1のA−A断面の断面図である。
【図3】本発明のアクティブマトリクス基板の1画素部
の製造方法の一例を示す図である。
【図4】従来のアクティブマトリクス基板の等価回路図
である。
【図5】従来のアクティブマトリクス基板の1画素部の
平面図である。
【図6】図5のA−A断面の断面図である。
【図7】従来のアクティブマトリクス基板の1画素部の
製造方法の一例を示す図である。
【符号の説明】
11 透明絶縁基板 12 画素電極 13 TFT(薄膜トランジスタ) 14 ゲート配線 15 Cs配線 16 ソース配線 21 51 ゲート電極 22 52 ゲート絶縁膜 23 53 シリコン半導体層 25 55 第1のn+ シリコン層 26 56 第2のn+ シリコン層 27 57 ソース電極 28 58 ドレイン電極 29 59 保護膜 30 層間絶縁膜 31 遮光用金属層

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ゲート配線とソース配線の交差部近傍に
    薄膜トランジスタが設けられ、該薄膜トランジスタと画
    素電極が接続されたアクティブマトリクス基板におい
    て、 前記薄膜トランジスタのチャネル層の上に絶縁層を介し
    て金属層を設けたことを特徴とするアクティブマトリク
    ス基板。
  2. 【請求項2】 前記金属層が、ソース電極、ドレイン電
    極と同一の材料により形成されていることを特徴とする
    請求項1記載のアクティブマトリクス基板。
JP34487496A 1996-12-25 1996-12-25 アクティブマトリクス基板 Pending JPH10186402A (ja)

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JP34487496A JPH10186402A (ja) 1996-12-25 1996-12-25 アクティブマトリクス基板

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6335772B1 (en) * 1999-05-18 2002-01-01 Sony Corporation Apparatus and method for a liquid crystal display device having an electrically-conductive light-shading layer formed on a smoothed layer
JP2007072447A (ja) * 2005-08-12 2007-03-22 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 液晶表示装置およびその作製方法
US9239484B2 (en) 2010-11-10 2016-01-19 Sharp Kabushiki Kaisha Display device substrate and method for fabricating same, and display device

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