DE69419472T2

DE69419472T2 - Dünnschichttransistor und diesen transistor gebrauchende anzeige.

Info

Publication number: DE69419472T2
Application number: DE69419472T
Authority: DE
Inventors: Yasunori Miura; Masahiro Seiki; Makoto Shibusawa; Atsushi /Creare Toshiba Namiki No. 506 Sugahara
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-04-23
Filing date: 1994-04-21
Publication date: 2000-02-03
Anticipated expiration: 2014-04-22
Also published as: US5563432A; EP0813251B1; EP0813251A2; DE69432991D1; JP3512849B2; EP0647971A1; DE69419472D1; EP0813251A3; JPH0794753A; KR0156766B1; TW313632B; WO1994025990A1; EP0647971A4; US5811846A; EP0647971B1; DE69432991T2

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen (im folgenden als TFT abgekürzten) Dünnschichttransistor und eine Anzeigevorrichtung, wie z. B. eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung vom Aktivmatrixtyp, die selbigen verwendet.

Hintergrundtechnik

TFTs werden weithin als Schaltelemente in Ansteuerschaltungen verschiedener Arten von Vorrichtungen verwendet. Zum Beispiel wird in einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung vom Aktivmatrixtyp jedes Anzeigepixel durch einen TFT ausgewählt.
Im allgemeinen weist ein TFT eine Sourceelektrode und eine Drainelektrode auf, die voneinander getrennt gebildet sind, eine dünne Halbleiterschicht, die gebildet ist, um diese Elektroden elektrisch zu kontaktieren, eine auf der Halbleiterschicht gebildete Gate-isolierende Dünnschicht und eine auf der Gate-isolierenden Schicht gebildete Gate-Elektrode. TFTs dieses Typs können in einen TFT vom versetzten Typ, in welchem eine Halbleiterschicht, eine Gate-isolierende Schicht und eine Gate-Elektrode aufeinanderfolgend auf den Source- und Drainelektroden gebildet sind, und einen TFT vom invertierten versetzten Typ, in welchem eine Gate-isolierende Schicht, eine Halbleiterschicht und Source- und Drainelektroden aufeinanderfolgend auf einer Gate-Elektrode gebildet sind, klassifiziert werden.
In den letzten Jahren wird eine Erhöhung im AN/AUS-Stromverhältnis gefordert, um einen TFT in einem höheren Frequenzbereich betreibbar zu machen. Zu diesem Zweck wird versucht, die Länge eines dem Halbleiterschichtabschnitt zwischen den Source- und Drainelektroden entsprechenden Kanals zu verkleinern, wodurch das AN/AUS-Stromverhältnis erhöht wird. Wenn die Halbleiterschicht des TFT aus einem Silizid-Halbleiter besteht, der durch amorphes Silizium (a-Si : H) repräsentiert wird, werden bei Lichteinfall in der Halbleiterschicht Photoladungsträger erzeugt. Obwohl eine Verringerung in der Kanallänge einen ON- bzw. AN-Strom Ion erhöhen kann, erleichtert sie eine Bewegung der Photoladungsträger, wodurch in unerwünschter Weise ein OFF- bzw. AUS-Strom, d. h. ein Photoleckstrom Ioff, zunimmt. Folglich wird das AN/AUS-Stromverhältnis nicht wie erwartet verbessert.
Insbesondere in einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung vom Aktivmatrixtyp bewirkt eine Erzeugung des Photoleckstroms Ioff direkt Potentialschwankungen der Pixelelektroden, die zu einer Verschlechterung in der optischen Qualität der Anzeige führen.
Daher wurden herkömmlicherweise Gegenmaßnahmen ergriffen, wie z. B. eine Bildung einer lichtabschirmenden Schicht aus einem Metallmaterial, z. B. Chrom (Cr), auf einem Gegensubstrat, das angeordnet ist, um einem Array- bzw. Anordnungssubstrat gegenüberzuliegen, auf welchem eine Mehrzahl von Pixelelektroden ausgebildet ist. Dies kann jedoch den Photoleckstrom Ioff nicht verhindern, der durch den Photoladungsträger verursacht wird, der in der Halbleiterschicht des TFT bei Einfall von Licht erzeugt wird, das durch die Oberfläche der lichtabschirmenden Schicht reflektiert wurde.
Gemäß einer anderen Gegenmaßnahme kann z. B. eine dem oberen oder unteren Abschnitt des TFT benachbarte lichtabschirmende Schicht auf dem Anordnungssubstrat vorgesehen sein. Diese Gegenmaßnahme kann jedoch im wesentlichen den Photoleckstrom Ioff nicht genügend verringern.
Das Dokument JP-A-62 120076 offenbart einen Dünnschichttransistor, der eine Gate-Elektrode mit einer vergrößerten Gate-Breite am Ende eines Kanalgebiets im Vergleich zu der bei der Mitte aufweist. Mit dieser Struktur wird der AUS- Strom des Transistors verringert.
Das Dokument JP-A-2 042763 offenbart eine Dünnschichttransistorvorrichtung mit einem für eine Drainelektrode und eine Gate-Elektrode gemeinsamen Teil, der kleiner als ein für eine Sourceelektrode und eine Gate-Elektrode gemeinsamer Teil ist. Somit ist es möglich, eine zwischen der Drainelektrode und der Gate-Elektrode erzeugte parasitäre Kapazität zu reduzieren.
Das Dokument JP-A-60 189265 offenbart eine Dünnschicht- Feldeffekt-Halbleitervorrichtung mit Source-, Drain- und Gate-Elektroden sowie einer Isolierungsschicht, deren Form gewählt ist, um eingestrahltes Licht von außerhalb vollständig abzuschirmen und die schlechtere Qualität einer Schichtisolierung zu reduzieren.
Das Dokument EP-A-0 574 186, das den Stand der Technik gemäß Art. 54(3) EPC repräsentiert, offenbart einen Dünnschichttransistor, worin eine Isolierschicht zwischen einer einen Kanal bildenden Halbleiterschicht und den Source- und Drainelektroden des Transistors gebildet ist. Die Isolierschicht erstreckt sich über eine Distanz, die länger als eine Loch-Elektron-Rekombinationsdistanz ist, von allen Kanten der Source- und Drainelektroden, wobei die Halbleiterschicht überlappt wird. Folglich wird ein durch einfallendes Licht auf der Halbleiterschicht hervorgerufener Leckstrom verhindert.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die obigen Umstände gemacht und hat zur Aufgabe, einen TFT zu schaffen, der den Photoleckstrom Ioff bei Einfall von Licht reduzieren kann.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Anzeigevorrichtung zu schaffen, die keinen Defekt der Anzeige aufgrund des Photoleckstroms Ioff des TFT verursacht.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen TFT zu schaffen, in welchem der Photoleckstrom Ioff reduziert werden kann und eine parasitäre Kapazität Cgs, die in dem Gate-Source-Weg erzeugt wird, oder eine parasitäre Kapazität Cgd, die in dem Gate-Drain-Weg des TFT erzeugt wird, reduziert werden kann.
Noch eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Anzeigevorrichtung zu schaffen, die einen Potentialabfall ΔVp im Pixelelektrodenpotential in einem Moment, währenddessen der TFT von einem AN-Zustand in einen AUS-Zustand geändert wird, aufgrund der parasitären Kapazität Cgs des TFT reduzieren kann und auch den optischen Leckstrom Ioff reduzieren kann, so daß ein Anzeigedefekt, z. B. Flimmern, nicht hervorgerufen wird.

Offenbarung der Erfindung

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Dünnschichttransistor geschaffen mit einem isolierenden Substrat, einer lichtabschirmenden Gate-Elektrode, die auf dem isolierenden Substrat positioniert ist, einer Gate-isolierenden Schicht, die auf der Gate-Elektrode positioniert ist, einer Halbleiterschicht, die über der Gate-isolierenden Schicht oberhalb der Gate-Elektrode positioniert ist, einer Sourceelektrode und einer Drainelektrode, wobei die Sourceelektrode und die Drainelektrode die Halbleiterschicht an jeweiligen elektrischen Kontakten elektrisch kontaktieren, wobei ein Kanal zwischen den jeweiligen elektrischen Kontakten in der Halbleiterschicht definiert und oberhalb der Gate-Elektrode positioniert ist, wobei die Länge des Kanals geringer als irgendeine Breite der Gate-Elektrode ist, welche Breite in der Kanallängenrichtung gemessen wird, und wobei die Gate-Elektrode die Source- und Drainelektroden überlappt und breite Teile in Form von Source-seitigen und Drain-seitigen Fortsätzen bzw. Erweiterungen, die sich an den Seiten des Kanals in der Kanalbreitenrichtung, die senkrecht zur Kanallängenrichtung ist, befinden, und einen kurzen Teil zwischen den breiten Teilen aufweist, wobei die Source-seitigen und Drain-seitigen Erweiterungen an deren Abschnitten die Source- bzw. Drainelektroden überlappen, um Licht zu reduzieren, das, ohne durch die Source- und Drainelektroden abgeschirmt zu werden, auf die Seiten des Kanals fällt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden auch ein erstes Substrat mit einer Abtastleitung und Signalleitungen, einer Pixelelektrode und einem Halbleiterelement, das mit den Abtast- und Signalleitungen verbunden ist, um die Pixelelektrode anzusteuern, ein zweites Substrat, das so positioniert ist, daß es dem ersten Substrat gegenüberliegt, und eine optische modulierende Schicht, die zwischen den ersten und zweiten Substraten positioniert ist, geschaffen, wobei das Halbleiterelement der in Anspruch 1 definierte Dünnschichttransistor ist.
Die Gate-Elektrode der vorliegenden Erfindung hat eine größere lichtabschirmende Wirkung als eine herkömmliche Gate- Elektrode, so daß der Photoleckstrom Ioff des TFT reduziert wird, wodurch ein ausgezeichnetes AN/AUS-Stromverhältnis erhalten wird. Gemäß dieser Anordnung wird die parasitäre Kapazität Cgs des Gate-Source-Weges oder die parasitäre Kapazität Cgd des Gate-Drain-Weges des TFT nicht effektiv erhöht.
Gemäß der Flüssigkristallanzeigevorrichtung vom Aktivmatrixtyp, die diesen TFT verwendet, kann daher ein ausgezeichnetes AN/AUS-Stromverhältnis des TFT erhalten werden. Da die Integrationsdichte der Flüssigkristallanzeigevorrichtung vom Aktivmatrixtyp verbessert wird, wird die Auswahlperiode jeder Pixelelektrode verkürzt. Sogar in solch einer Anzeigevorrichtung kann ein Videosignal in der Pixelelektrode ausreichend geschrieben werden.
Da die parasitäre Kapazität Cgs des Gate-Source-Weges oder die parasitäre Kapazität Cgd des Gate-Drain-Weges des TFT nicht erhöht wird, werden überdies keine Schwankungen im Potential der Pixelelektrode oder keine Zunahme in der Zeitkonstante von Verdrahtungen erzeugt.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Draufsicht, die die Struktur eines Teils einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung vom Aktivmatrixtyp gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt;
Fig. 2 ist eine Schnittansicht, die eine Schnittstruktur schematisch zeigt, gelegt entlang der Linie A-A' von Fig. 1;
Fig. 3 ist eine Schnittansicht, die eine Schnittstruktur schematisch zeigt, gelegt entlang der Linie B-B' von Fig. 1;
Fig. 4 erklärt einen TFT, mit dem die in Fig. 1 gezeigte Flüssigkristallanzeigevorrichtung vom Aktivmatrixtyp ausgestaltet ist, worin
Fig. 4(a) eine Draufsicht ist, die die Struktur des TFT schematisch zeigt; und
Fig. 4(b) eine Draufsicht ist, die die Struktur der Gate- Elektrode des TFT schematisch zeigt;
Fig. 5 ist ein Wellenformdiagramm von Signalen, die die in Fig. 1 gezeigte Flüssigkristallanzeigevorrichtung vom Aktivmatrixtyp ansteuern;
Fig. 6 ist eine Draufsicht, die die Struktur einer Abwandlung der in Fig. 1 gezeigten Flüssigkristallanzeigevorrichtung vom Aktivmatrixtyp schematisch zeigt;
Fig. 7 ist eine Draufsicht, die den Hauptteil einer anderen Abwandlung der in Fig. 1 gezeigten Flüssigkristallanzeigevorrichtung vom Aktivmatrixtyp schematisch zeigt;
Fig. 8 erklärt eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung vom Aktivmatrixtyp, die durch die vorliegende Erfindung nicht beansprucht wird, worin
Fig. 8(a) eine Draufsicht ist, die die Struktur eines Teils dieser Flüssigkristallanzeigevorrichtung vom Aktivmatrixtyp schematisch zeigt; und
Fig. 8(b) eine Schnittansicht ist, die eine Schnittstruktur schematisch zeigt, gelegt entlang der Linie A-A' von Fig. 8(a);
Fig. 9 erklärt einen TFT, mit dem die in Fig. 8 gezeigte Flüssigkristallanzeigevorrichtung vom Aktivmatrixtyp ausgestaltet ist, worin
Fig. 9(a) eine Draufsicht ist, die die Struktur des TFT schematisch zeigt;
Fig. 9(b) eine Schnittansicht ist, die eine Schnittstruktur schematisch zeigt, gelegt entlang der Linie A-A' von Fig. 9(a)
Fig. 9(c) eine Schnittansicht ist, die eine Schnittstruktur schematisch zeigt, gelegt entlang der Linie B-B' von Fig. 9(a)
Fig. 9(d) eine Draufsicht ist, die die Struktur der Gate- Elektrode des TFT schematisch zeigt, und
Fig. 9(e) eine Draufsicht ist, die die Struktur einer Kanalschutzschicht schematisch zeigt;
Fig. 10 erklärt einen Photoleckstrom Ioff, worin Fig. 10(a) eine Draufsicht ist, die die Struktur eines allgemeinen TFT schematisch zeigt, und
Fig. 10(b) eine Schnittansicht ist, die eine Schnittstruktur schematisch zeigt, gelegt entlang der Linie A-A' von Fig. 10(a);
Fig. 11 ist eine Draufsicht, die eine Abwandlung des in Fig. 8 gezeigten TFT zeigt;
Fig. 12 ist eine Draufsicht, die die Struktur eines Teils einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung vom Aktivmatrixtyp schematisch zeigt;
Fig. 13 erklärt einen in Fig. 12 gezeigten TFT, worin Fig. 13(a) eine Draufsicht ist, die die Struktur einer Abtastleitung schematisch zeigt, und
Fig. 13(b) eine Draufsicht ist, die die Struktur einer Kanalschutzschicht schematisch zeigt; und
Fig. 14 enthält Ansichten, die die Herstellungsschritte der in Fig. 12 gezeigten Flüssigkristallanzeigevorrichtung vom Aktivmatrixtyp zeigen.

Bestes Verfahren zum Ausführen der Erfindung

Eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung vom Lichttransmission-Aktivmatrixtyp gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine schematische planare Struktur, die einen Teil einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung 301 vom Aktivmatrixtyp betrifft, Fig. 2 zeigt eine schematische Schnittstruktur entlang der Linie A-A' von Fig. 1, und Fig. 3 zeigt eine schematische Schnittstruktur entlang der Linie B- B' von Fig. 1.
Die in Fig. 1 bis 3 gezeigte Flüssigkristallanzeigevorrichtung 301 weist ein Array- bzw. Anordnungssubstrat 101, ein Gegensubstrat 201 und eine aus einer nematischen Flüssigkristallverbindung bestehende Flüssigkristallschicht 311 auf. Eine Matrixanordnung von mehreren Pixelelektroden 181 und mehreren TFTs 171, die mit diesen Pixelelektroden verbunden sind, ist auf einem Glassubstrat 100 ausgebildet, wodurch das Anordnungssubstrat 101 geschaffen wird. Eine Gegenelektrode 211 aus ITO (Indium-Zinn-Oxid) ist auf einem Glassubstrat 200 ausgebildet, wodurch das Gegensubstrat 201 geschaffen wird. Das Anordnungssubstrat 101 und das Gegensubstrat 201 liegen einander mit einer Lücke von 5 Mikrometer so gegenüber, daß Ausrichtungsschichten 321 und 331, die jeweils auf ihren Oberflächen gebildet sind, auf den Innenseiten sind. Die Flüssigkristallschicht 311 wird zwischen dem Anordnungssubstrat 101 und dem Gegensubstrat 201 gehalten.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, hat das Anordnungssubstrat 101 n Abtastleitungen 111 (Yj: j = 1, 2, ..., n) und m Signalleitungen 121 (Xi: i = 1, 2, ..., n), die auf dem Glassubstrat 100 entlang den Reihen bzw. Spalten der Pixelelektroden 181 ausgebildet sind. Die TFTs 171 sind in den Umgebungen der Schnittpunkte der Abtastleitungen 111 und der Signalleitungen 121 angeordnet. Gate-Elektroden 131 sind integral mit den Abtastleitungen 111 geschaffen. Drainelektroden 141 sind integral mit den Signalleitungen 121 geschaffen. Sourceelektroden 151 sind in Kontakt mit den Pixelelektroden 181 ausgebildet.
Das Anordnungssubstrat 101 weist Speicherkondensatorleitungen 191 auf, die aus dem gleichen Material wie dem der Abtastleitungen 111 bestehen und so angeordnet sind, daß sie mit den Abtastleitungen 111 im wesentlichen parallel sind. Die Speicherkondensatorleitungen 191 sind auf den Pixelelektroden 181 über einer in Fig. 2 gezeigten, mehrlagigen Gate- isolierenden Schicht 133 gebildet, die durch Stapeln einer Siliziumoxid-(SiO&sub2;)-Schicht und einer Siliziumnitrid-(SiNx)- Schicht gebildet wird. Folglich sind zwischen den Speicherkondensatorleitungen 191 und den Pixelelektroden 181 Speicherkondensatoren Cs gebildet.
Wie in Fig. 2 und 3 gezeigt ist, hat das Gegensubstrat 201 eine gitterartige lichtabschirmende Schicht 211, die auf dem Glassubstrat 200 gebildet ist. Die Gegenelektrode 231 ist auf der lichtabschirmenden Schicht 211 über einer isolierenden Schicht 221 ausgebildet. Die lichtabschirmende Schicht 211 besteht aus Chrom (Cr) und schirmt Licht ab, das von Abschnitten um die Mehrzahl von Pixelelektroden 181 leckt, die auf der Seite des Anordnungssubstrats 201 geschaffen sind, d. h. von Gebieten, wo die TFTs 171, die Signalleitungen 121 und die Abtastleitungen 111 gebildet sind. Die Oberfläche der lichtabschirmenden Schicht 211 kann oxidiert sein, um eine Lichtreflexion zu verringern. Die lichtabschirmende Schicht 211 kann aus z. B. schwarzem Harz bestehen, das einen ausreichenden lichtabschirmenden Effekt liefert. Eine Farbfilterschicht kann zwischen der lichtabschirmenden Schicht 211 und der Gegenelektrode 231 vorgesehen sein, um eine Farbanzeige zu realisieren.
Die Flüssigkristallanzeigevorrichtung 301 vom Aktivmatrixtyp weist ferner Polarisationsplatten 351 und 341 auf, die auf den Oberflächen der Glassubstrate 100 und 200 auf der Flüssigkristallschicht 311 entgegengesetzten Seiten gebildet sind. Die Orientierungen der Polarisationsplatten 351 und 341 sind so festgelegt, daß ihre Polarisationsachsen zueinander senkrecht sind.
Bezugnehmend auf Fig. 2 und 3 kann in der herkömmlichen Flüssigkristallanzeigevorrichtung vom Aktivmatrixtyp, obgleich das meiste Seitenlicht, das auf das Gegensubstrat 201 einfällt und auf den TFT 171 gerichtet ist, durch die lichtabschirmende Schicht 211 abgeschirmt wird, auf das Anordnungssubstrat 101 einfallendes Seitenlicht, das durch die lichtabschirmende Schicht 211 reflektiert wird und auf den TFT 171 gerichtet ist, nicht abgeschirmt werden.
In dieser Ausführungsform ist jedoch die Flüssigkristallanzeigevorrichtung 301 vom Aktivmatrixtyp so entworfen, daß sie durch die lichtabschirmende Schicht 211 reflektiertes und auf den TFT 171 gerichtetes Seitenlicht ausreichend reduziert. Daher kann der Photoleckstrom Ioff des TFT 171 unterdrückt werden, wodurch ein hohes AN/AUS-Stromverhältnis erreicht wird.
Insbesondere hat jeder TFT 171 eine Gate-Elektrode 131, die so geformt ist, daß sie eine Form wie in Fig. 4(b) gezeigt hat. Die Gate-Elektrode 131 besteht aus einer Mo-Ta- Legierung und enthält ein Gate-Gebiet Gs mit einer Gate- Breite Lg1 von 14 Mikrometer. Statt der Mo-Ta-Legierung kann z. B. eine Mo-W-Legierung, Mo-Ta-Legierung oder eine mehrlagige Schicht aus der Mo-W-Legierung und Aluminium (Al) als das Material der Gate-Elektrode 131 verwendet werden. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, hat der TFT 171 ferner eine mehrlagige, Gate-isolierende Schicht 133, eine Halbleiterschicht 135, eine Drainelektrode 141 und eine Sourceelektrode 151. Die mehrlagige, Gate-isolierende Schicht 133 wird durch eine Siliziumoxidschicht (SiO&sub2;), die auf der Gate-Elektrode 131 bis zu einer Dicke von 3500 Å (10 Å = 1 nm) ausgebildet ist, und eine Siliziumnitridschicht (SiNx), die auf der Siliziumoxidschicht (SiO&sub2;) bis zu einer Dicke von 500 Å ausgebildet ist, gebildet. Die Halbleiterschicht 135 wird durch eine Schicht aus amorphem Silizium (a-Si : H) gebildet, die auf einem Teil der Gate-isolierenden Schicht 133 bis zu einer Dicke von 3000 Å ausgebildet ist. Die Drainelektrode 141 und die Sourceelektrode 151 weisen eine mehrlagige Struktur aus Molybdän (Mo) und Aluminium (Al) auf und sind so gebildet, daß sie voneinander beabstandet sind. Die Drainelektrode 141 und die Sourceelektrode 151 sind jeweils auf der Halbleiterschicht 135 über Halbleiterdünnschichten 137 mit niedrigem Widerstand ausgebildet, wobei sie mit der Halbleiterschicht 135 elektrisch verbunden sind. Jede Halbleiterdünnschicht 137 mit niedrigem Widerstand wird durch eine Schicht aus amorphem Silizium von n&spplus;-Typ (n&spplus;a-Si : H) mit einer Dicke von 500 Å gebildet und verwendet, um einen guten Ohmschen Kontakt zwischen den Drain- und Sourceelektroden 141 und 151 und der Halbleiterschicht 135 zu erhalten.
Eine Kanallänge Lc des TFT 171 ist durch die Lücke zwischen der Drainelektrode 141 und der Sourceelektrode 151 bestimmt, wie in Fig. 4(a) gezeigt ist, und ist in dieser Ausführungsform auf 4 Mikrometer festgelegt. Eine Kanalbreite Wc des TFT 171 ist auf 23 Mikrometer festgelegt.
In dieser Ausführungsform ist die kürzeste Distanz zwischen einem beliebigen Schnittpunkt der Außenlinie der Gate- Elektrode 131 und der Außenlinie der Drainelektrode 141 und einem Schnittpunkt der Außenlinie der Gate-Elektrode 131 und der Außenlinie der Sourceelektrode 151, d. h. Distanzen zwischen Punkten b-b' und c-c' in Fig. 4(a) und 4(b), größer eingestellt als die kürzeste Distanz zwischen einem Abschnitt der Außenlinie der Gate-Elektrode 131, der die Drainelektrode 141 überlappt, und einem Abschnitt derselben, der die Sourceelektrode 151 überlappt, d. h. eine Distanz zwischen Punkten a-a'.
Wie in Fig. 4(a) und 4(b) gezeigt ist, kann diese Einstellung erreicht werden, wenn die Gate-Elektrode 131 ein Gate-Gebiet Gs mit einer Gate-Breite Lg1 aufweist, die größer als die Kanallänge Lc ist, wobei ein Drain-seitiges Erweiterungsgebiet GDs sich von dem Gate-Gebiet Gs in einer Richtung der Gate-Breite Lg1 über eine erweiternde Länge α1 von 6 Mikrometer erstreckt und die Drainelektrode 141 überlappt und ein Source-seitiges Erweiterungsgebiet GSs sich von dem Gate- Gebiet Gs in der Richtung der Gate-Breite Lg1 über eine erweiternde Länge α2 von 6 Mikrometer erstreckt und die Source elektrode 151 überlappt; und das Source-seitige Erweiterungsgebiet GSs und das Drain-seitige Erweiterungsgebiet GDs weisen an ihren, die Sourceelektrode 151 bzw. die Drainelektrode 141 überlappenden Abschnitten Einkerbungsabschnitte GSl und GDl der Gate-Elektrode auf, die kleiner als die überlappenden Abschnitte sind.
Daher ist nur eine effektive Gate-Breite Lg2 der Gate- Elektrode 131 um die erweiternden Längen α1 und α2 des Drain-seitigen Erweiterungsgebiets GDs und des Source- seitigen Erweiterungsgebiets GSs erweitert, ohne die Kanallänge Lc zu ändern.
In dieser Ausführungsform schirmen, wie in Fig. 3 gezeigt ist, das Drain-seitige Erweiterungsgebiet GDs und das Source- seitige Erweiterungsgebiet GSs unerwünschtes Seitenlicht ab, das durch die Oberfläche der lichtabschirmenden Schicht 211 reflektiert wird und auf die Halbleiterschicht 135 gerichtet ist. Folglich kann der TFT 171 dieser Ausführungsform unerwünschtes Seitenlicht gemäß einer Erhöhung von 80% mehr abschirmen, als der herkömmliche TFT ohne Drain- und Source- seitige Erweiterungsgebiete GDs und GSs dies tut.
Da die Drain- und Source-seitigen Erweiterungsgebiete GDs und GSs Teile der Gate-Elektrode 131 sind, können sie in dieser Ausführungsform in den Schritten zum Bilden der Gate- Elektrode 131 geschaffen werden. Falls eine lichtabschirmende Schicht unter dem oder oberhalb des TFT 171 über einer isolierenden Schicht zu bilden ist, um eine lichtabschirmende Funktion ähnlich derjenigen der Gebiete GDs und GSs zu erhalten, ist die Lage der lichtabschirmenden Schicht gegen den TFT 171 innerhalb einer vorbestimmten Toleranz verschoben, weil solch eine lichtabschirmende Schicht gemäß Herstellschritten unabhängig von den Schritten zum Bilden der Gate- Elektrode 131 geschaffen wird. Falls die Größe der lichtabschirmenden Schicht um einen Rand zum Absorbieren der Verschiebung größer festgelegt wird, verringert dies den Öffnungsgrad der Anzeigevorrichtung. Da die Positionsverschiebung der lichtabschirmenden Schicht nicht in Betracht gezogen werden muß, kann in dieser Ausführungsform jedoch ein hoher Öffnungsgrad der Anzeigevorrichtung erhalten werden. Da ein unerwünschter Einfluß auf die Kapazität oder das Potential vernachlässigt werden kann, im Gegensatz zu einem Fall, in dem die oben erwähnte isolierende Schicht unter dem oder oberhalb des TFT 171 über der isolierenden Schicht gebildet wird, tritt im Anzeigebetrieb überdies in dieser Ausführungsform keine Störung auf.
Wie man aus Fig. 2 und 3 versteht, kann unerwünschtes Seitenlicht abgeschirmt werden, wenn die effektive Gate- Breite Lg2 einschließlich der jeweiligen Erweiterungsgebiete GDs und GSs weiter vergrößert wird. Da dies den Öffnungsgrad der Anzeigevorrichtung 301 verringert, ist jedoch eine Zunahme in der effektiven Gate-Breite Lg2 einschließlich der jeweiligen Erweiterungsgebiete GDs und GSs begrenzt.
Gemäß dem durch die vorliegenden Erfinder durchgeführten Experiment wurde offensichtlich, daß ein Effekt eines Abschirmens von unerwünschtem Seitenlicht erhalten werden kann, falls die effektive Gate-Breite Lg2 20 Mikrometer oder mehr und insbesondere 26 Mikrometer oder mehr beträgt. Aus diesem Grund ist in dieser Ausführungsform in Anbetracht des Öffnungsgrades die effektive Gate-Breite Lg2 auf 26 Mikrometer festgelegt. Unter der Annahme, daß die Distanz zwischen der Oberfläche des Glassubstrats 100, auf dem die Gate-Elektrode 131 gebildet ist, und der Oberfläche der lichtabschirmenden Schicht 211 als d Mikrometer definiert ist, kann die effektive Gate-Breite Lg2 einschließlich der Erweiterungsgebiete GSs und GDs zu 3d oder mehr und vorzugsweise 4d oder mehr gebildet werden. Wenn z. B. die lichtabschirmende Schicht 211 auf der Seite des Anordnungssubstrats 201 gebildet ist, kann eine Schicht der Seite des Gegensubstrats 201, die das höchste Lichtreflexionsvermögen aufweist, als die Referenz verwendet werden.
Ein charakteristischeres Merkmal besteht darin, daß sowohl die Source- als auch die Drain-seitigen Erweiterungsgebiete GSs und GDs der Gate-Elektrode 131 an die Source- und Drainelektroden 151 bzw. 141 überlappenden Abschnitten die Einkerbungsabschnitte GSl und GDl der Gate-Elektrode aufweisen, die kleiner als die überlappenden Abschnitte sind. Selbst wenn die effektive Gate-Breite Lg2 einschließlich der jeweiligen Erweiterungsgebiete GSs und GDs vergrößert ist, wird folglich eine Zunahme in der parasitären Kapazität Cgs des Gate-Source-Weges, die im TFT 171 unvermeidlich geschaffen wird, verhindert, wodurch Variationen im Potential der Pixelelektrode 181 unterdrückt werden.
Fig. 5 zeigt die Wellenformen von Signalen, die diese Flüssigkristallanzeigevorrichtung 301 vom Aktivmatrixtyp ansteuern. Gatepulse (VYj : j = 1, 2, ..., n) werden aufeinanderfolgend an die Abtastleitungen 111 (Yj) geliefert, und ein TFT 171, der mit einer Abtastleitung 111 (Yj) verbunden ist, in die ein Gatepuls (VYj) eingegeben wird, wird für eine vorbestimmte Zeitspanne auf AN eingestellt. An die Signalleitungen 121 (Xi) werden Videosignale (VXi : i = 1, 2, ..., m) geliefert.
Folglich wird der mit einer Abtastleitung 111 (Yj) und einer Signalleitung 121 (Xi) verbundene TFT 171 eingeschaltet, und ein Videosignal (VXi) wird in einer Pixelelektrode 181 (Xi, Yj) während der AN-Periode dieses TFT 171 geschrieben. Das Potential V(Xi, Yj) der Pixelelektrode 181 (Xi, Yj) wird für z. B. 1 Feldperiode (1 F) gehalten.
Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, wird, wenn die TFTs 171 n Kanäle aufweisen, während der Gatepuls (VYj) fällt, jedes Pixelelektrodenpotential V(Xi, Yj) zur negativen Seite um ΔVp verringert. Der Potentialabfall ΔVp hängt in hohem Maße von der parasitären Kapazität Cgs des Gate-Source-Weges zwischen der Abtastleitung 111 (Yj), der Gate-Elektrode 131, der Pixelelektrode 181 und der Sourceelektrode 141 ab, wie durch die folgende Gleichung angegeben ist (Clc: Flüssigkristallkapazität; Cs: Speicherkondensator):
ΔVp = ΔVXi · Cgs/(Clc + Cs + Cgs)
Da die parasitäre Kapazität Cgs des Gate-Source-Weges zwischen der Gate-Elektrode 131 und der Sourceelektrode 151 sich im Vergleich zum herkömmlichen Fall nicht wesentlich ändert, tritt jedoch gemäß dieser Ausführungsform kein Flimmern infolge des Potentialabfalls ΔVp auf.
Wie oben beschrieben wurde, kann gemäß der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 301 vom Aktivmatrixtyp dieser Ausführungsform, da die effektive Gate-Breite Lg2 der Gate-Elektrode 131, die als eine Einfallsblockierschicht gegen Seitenlicht wirkt, ohne Ändern der Kanallänge Lc des TFT 171 vergrößert ist, der Photoleckstrom Ioff sehr verringert werden, während ein hoher AN-Strom Ion in der gleichen Weise wie im herkömmlichen Fall aufrechterhalten wird, so daß ein hohes AN/AUS-Stromverhältnis erzielt werden kann. Im Vergleich zu einem herkömmlichen TFT ohne Source- und Drain-seitige Erweiterungsgebiete GSs und GDs der Gate-Elektrode 131 und mit ähnlicher Kanallänge Lc und Kanalbreite Wc kann gemäß dieser Ausführungsform das AN/AUS-Stromverhältnis des TFT 171 auf etwa das Doppelte erhöht werden.
Gemäß dieser Ausführungsform wird trotz der Tatsache, daß die effektive Gate-Breite Lg2 der Gate-Elektrode 131 vergrößert ist, der Spannungsabfall ΔVp der Pixelelektrode nicht erhöht, da die parasitäre Kapazität Cgs des Gate-Source-Weges des TFT 171 niedergehalten wird.
Da die effektive Gate-Breite Lg2 vergrößert ist, können auch die Zeitkonstanten der Abtastleitungen 111 (Yj) und der Gate-Elektroden 131 kleiner als diejenigen des herkömmlichen Falls gemacht werden. In einer großen Flüssigkristallanzeigevorrichtung vom Aktivmatrixtyp mit einer großen Verdrahtungslänge löst dies eine Verringerung in der effektiven Gatepulsbreite, die durch eine Verzögerung im Gatepuls (VYj) verursacht wurde, und ermöglicht einen Schreibvorgang des Videosignals (VXi) über eine längere Zeitperiode.
In der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 301 vom Aktivmatrixtyp dieser Ausführungsform werden, um die Kanäle der TFTs 171 und die Abtastleitungen 111 (Yj) parallel zueinander festzulegen, alle Gate-Elektroden 131 durch Abschnitte gebildet, die von den Rumpfteilen (trunks) der Abtastleitungen 111 (Yj) ausgehen. Diese Anordnung der TFTs 171 kann jedoch so geändert werden, daß die Kanäle der TFTs 171 und die Abtastleitungen 111 (Yj) zueinander senkrecht sind, wie in Fig. 6 gezeigt ist. In diesem Fall wird ein Gate-Gebiet Gs jeder Gate-Elektrode 131 durch den Rumpfteil einer entsprechenden Abtastleitung 111 (Yj) gebildet, und ein Source-seitiges Erweiterungsgebiet GSs und ein Drain-seitiges Erweiterungsgebiet GDs werden durch Abschnitte gebildet, die vom Rumpfteil dieser Abtastleitung 111 (Yj) ausgehen. In Fig. 6 sind Abschnitte, die denen in der obigen Ausführungsform ähnlich sind, durch die gleichen Bezugsziffern bezeichnet.
Die in Fig. 6 gezeigte Struktur kann den Öffnungsgrad der Anzeigevorrichtung 301 um 5 Punkte im Vergleich zur Ausführungsform mit der obigen Struktur vergrößern, falls ein Pixelabstand auf z. B. 250 · 90 um² festgelegt ist. In dieser Beschreibung wird "Punkt" als eine Differenz im Öffnungsgrad (%) verwendet.
In der obigen Ausführungsform ist jede Pixelelektrode 181 mit einem entsprechenden TFT 171 verbunden. Jede Pixelelektrode 181 kann z. B. jedoch, wie in Fig. 7 gezeigt ist, mit zwei TFTs 171a und 171b verbunden sein, die so gebildet sind, daß sie elektrisch parallel zueinander sind. In der in Fig. 7 gezeigten Struktur kann eine Differenz in der Kanallänge gelöscht bzw. ausgeglichen werden, die zwischen den TFTs 171a und 171b geschaffen ist, wenn z. B. das Muster von Sourceelektroden 151a und 151b und einer Drainelektrode 141 in der Richtung der Abtastleitung 111 verschoben ist. Folglich können die Variationen in den Herstellungsbedingungen kompensiert werden.
Eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung 601 vom Aktivmatrixtyp, die durch die vorliegende Erfindung nicht beansprucht wird, wird mit Verweis auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
Fig. 8(a) zeigt eine schematische planare Struktur, die einen Teil dieser Flüssigkristallanzeigevorrichtung 601 vom Aktivmatrixtyp betrifft, und Fig. 8(b) zeigt eine schematische Schnittstruktur entlang der Linie A-A' von Fig. 8(a). Fig. 9(a) zeigt die planare Struktur eines TFT 471, der in Fig. 8(a) und 8(b) gezeigt ist, Fig. 9(b) zeigt die Schnittstruktur des TFT 471 entlang der Linie A-A' von Fig. 9(a), Fig. 9(c) zeigt die Schnittstruktur des TFT 471 entlang der Linie B-B' von Fig. 9(a), Fig. 9(d) zeigt die ausführliche planare Struktur einer Gate-Elektrode 431, die in Fig. 9(a) bis 9(c) gezeigt ist, und Fig. 9(e) zeigt die ausführliche planare Struktur einer Kanalschutzschicht 439, die in Fig. 9(a) bis 9(c) gezeigt ist.
Die in Fig. 8(a) und 8(b) gezeigte Flüssigkristallanzeigevorrichtung 601 weist ein Array- bzw. Anordnungssubstrat 401, ein Gegensubstrat 501 und eine Flüssigkristallschicht 611 auf. Eine Matrixanordnung aus mehreren Pixelelektroden 481 und mehreren TFTs 471, die mit diesen Pixelelektroden 481 verbunden sind, sind auf einem Glassubstrat 400 gebildet, wodurch das Anordnungssubstrat 401 geschaffen wird. Eine Gegenelektrode 531 aus ITO (Indium-Zinn-Oxid) ist auf einem Glassubstrat 500 gebildet, wodurch das Gegensubstrat 501 geschaffen wird. Die Flüssigkristallschicht 611 besteht aus einer nematischen Flüssigkristallverbindung. Das Anordnungssubstrat 401 und das Gegensubstrat 501 liegen einander in einem Abstand von 5 Mikrometer so gegenüber, daß Ausrichtungsschichten 631 und 621, die jeweils auf ihren Oberflächen gebildet sind, auf ihren Innenseiten sind. Die Flüssigkristallschicht 611 wird zwischen dem Anordnungssubstrat 401 und dem Gegensubstrat 501 gehalten.
Das Anordnungssubstrat 401 weist n Abtastleitungen 411 (Yj : j = 1, 2, ..., n) und m Signalleitungen 421 (Xi : i = 1, 2, ..., m) auf, die auf dem Glassubstrat 400 entlang den Reihen bzw. Spalten der Pixelelektroden 481 gebildet sind. Die TFTs 471 sind in den Umgebungen der Schnittpunkte der Abtastleitungen 411 und der Signalleitungen 421 angeordnet und haben eine Kanallänge Lc von 12 Mikrometer und eine Kanalbreite Wc von 23 Mikrometer. Gate-Elektroden 431 sind integral mit den Abtastleitungen 411 ausgebildet. Drainelektroden 441 sind integral mit den Signalleitungen 421 ausgebildet. Sourceelektroden 451 sind in Kontakt mit den Pixelelektroden 481 ausgebildet.
Der TFT 471 wird ausführlich beschrieben. Die Gate-Elektrode 431 besteht aus einer Mo-Ta-Legierung und weist, wie in Fig. 9(d) gezeigt ist, ein Gate-Gebiet Gs mit einer Gate- Breite Lg1 von 14 Mikrometer, die größer als die Kanallänge Lc ist, ein Drain-seitiges Erweiterungsgebiet GDs, das sich von dem Gate-Gebiet Gs in einer zur Gate-Breite Lg1 im wesentlichen parallelen Richtung über eine erweiternde Länge α1 von 6 Mikrometer erstreckt und die Drainelektrode 441 überlappt, und ein Source-seitiges Erweiterungsgebiet GSs auf, das sich von dem Gate-Gebiet Gs in einer zur Gate-Breite Lg1 im wesentlichen parallelen Richtung über eine erweiternde Länge α2 von 6 Mikrometer erstreckt und die Sourceelektrode 451 überlappt.
Der TFT 471 weist ferner eine mehrlagige, Gate-isolierende Schicht 433, eine Halbleiterschicht 435, eine Kanalschutzschicht 439, die Drainelektrode 441 und die Sourceelektrode 451 auf. Die mehrlagige, Gate-isolierende Schicht 433 wird durch eine Siliziumoxidschicht (SiO&sub2;), die auf der in Fig. 9(b) und 9(c) gezeigten Gate-Elektrode 431 bis zu einer Dicke von 3500 Å gebildet ist, und eine Siliziumnitridschicht (SiNx), die auf der Siliziumoxidschicht (SiO&sub2;) bis zu einer Dicke von 500 Å geschaffen ist, gebildet. Die Halbleiterschicht 435 wird durch eine amorphe Siliziumoxidschicht (a-Si : H) gebildet, die auf der Gate-isolierenden Schicht 433 bis zu einer Dicke von 300 Å ausgebildet ist. Die Kanalschutzschicht 439 wird durch eine Siliziumnitridschicht (SiNx) gebildet, die auf der Halbleiterschicht 435 bis zu einer Dicke von 2000 Å ausgebildet ist, und bestimmt die Kanallänge Lc des TFT 471. Die Drainelektrode 441 und die Sourceelektrode 451 weisen eine mehrlagige Struktur aus Molybdän (Mo) und Aluminium (Al) auf und sind so ausgebildet, daß sie voneinander beabstandet sind. Die Drainelektrode 441 und die Sourceelektrode 451 sind auf der Kanalschutzschicht 439 und der Halbleiterschicht 435 über Halbleiterdünnschichten 437 mit niedrigem Widerstand gebildet, wobei sie mit der Halbleiterschicht 435 elektrisch verbunden sind. Jede Halbleiterdünnschicht 437 mit niedrigem Widerstand wird durch eine Schicht aus amorphem Silizium vom n&spplus;-Typ (n&spplus;a-Si : H) mit einer Dicke von 500 Å gebildet und verwendet, um zwischen den Drain- und Sourceelektroden 441 und 451 und der Halbleiterschicht 435 einen guten Ohmschen Kontakt zu erhalten.
Obwohl nicht dargestellt, weist das Anordnungssubstrat 401 Speicherkondensatorleitungen auf, die aus dem gleichen Material wie dem der Abtastleitungen 411 bestehen. Diese Speicherkondensatorleitungen sind auf den Pixelelektroden 481 über der mehrlagigen, Gate-isolierenden Schicht 433 geschaffen, die durch Stapeln der Siliziumoxidschicht (SiO&sub2;) und der Siliziumnitridschicht (SiNx) erhalten wird, so daß ein Speicherkondensator Cs zwischen der Speicherkondensatorleitung und der Pixelelektrode 481 gebildet ist.
Das Gegensubstrat 501 hat eine gitterartige lichtabschirmende Schicht 511, die auf dem Glassubstrat 500 gebildet ist, das in Fig. 8(b) gezeigt ist. Die Gegenelektrode 531 ist auf der lichtabschirmenden Schicht 511 über einer isolierenden Schicht 521 gebildet. Die lichtabschirmende Schicht 511 besteht aus Chrom (Cr) und schirmt Licht ab, das von Abschnitten um die Mehrzahl von Pixelelektroden 481 herum leckt, die auf der Seite des Anordnungssubstrats 401 gebildet sind, d. h. von Gebieten, wo die TFTs 471, Signalleitungen 121 und die Abtastleitungen 411 gebildet sind.
Die Flüssigkristallanzeigevorrichtung 601 vom Aktivmatrixtyp weist ferner Polarisationsplatten 651 und 641 auf, die auf den Oberflächen der Glassubstrate 400 und 500 auf Seiten gebildet sind, die der Flüssigkristallschicht 611 entgegengesetzt sind. Die Orientierungen der Polarisationsplatten 651 und 641 sind so festgelegt, daß ihre Polarisationsachsen senkrecht zueinander sind.
Wie in Fig. 9(a) und 9(d) gezeigt ist, hat in der Gate- Elektrode 431 des TFT 471 das Gate-Gebiet Gs die Gate-Breite Lg1, die größer als die Kanallänge Lc ist. Das Drain-seitige Erweiterungsgebiet GDs erstreckt sich von dem Gate-Gebiet Gs in einer zur Gate-Breite Lg1 im wesentlichen parallelen Richtung über eine erweiternde Länge α1 von 6 Mikrometer und überlappt die Drainelektrode 441. Das Source-seitige Erweiterungsgebiet GSs erstreckt sich von dem Gate-Gebiet Gs in der zur Gate-Breite Lg1 im wesentlichen parallelen Richtung über eine erweiternde Länge α2 von 6 Mikrometer und überlappt die Sourceelektrode 451.
Wie in Fig. 9(a) und 9(e) gezeigt ist, ist die Kanalschutzschicht 439 so gebildet, daß ein auf der Halbleiterschicht 435 gestapeltes Gebiet davon kleiner als der Umriß der Gate-Elektrode 431 ist. Überdies sind die kürzeste Distanz zwischen einem beliebigen Schnittpunkt der Außenlinie der Kanalschutzschicht 439 und der Außenlinie der Drainelektrode 441 und einem Schnittpunkt der Außenlinie der Kanalschutzschicht 439 und der Außenlinie der Sourceelektrode 451, d. h. Distanzen zwischen den Punkten b-b' und c-c', größer eingestellt als die kürzeste Distanz zwischen einem Abschnitt der Außenlinie der Kanalschutzschicht 439, der die Drainelektrode 451 überlappt, und einem Abschnitt derselben, der die Sourceelektrode 441 überlappt, d. h. eine Distanz zwischen Punkten a-a'.
Dieses Einstellen kann erzielt werden, wenn die Kanalschutzschicht 439 ein Kanallänge-Bestimmungsgebiet Is aufweist, das die Kanallänge Lc des TFT 471 bestimmt, wobei zumindest ein Drain-seitiges Erweiterungsgebiet IDs sich von dem Kanallänge-Bestimmungsgebiet Is in einer zur Kanallänge im wesentlichen parallelen Richtung über eine erweiternde Länge β1 erstreckt und die Drainelektrode 441 überlappt und ein Source-seitiges Erweiterungsgebiet sich von dem Kanallänge-Bestimmungsgebiet Is in der zur Kanallänge im wesentlichen parallelen Richtung über eine erweiternde Länge β2 erstreckt und die Sourceelektrode 451 teilweise überlappt; und die Erweiterungsgebiete IDs und ISs Einkerbungsabschnitte IDl bzw. ISl der Kanalschutzschicht aufweisen, die jeweils kleiner als die Drainelektrode 441 und die Sourceelektrode 451 sind.
Daher ist nur eine effektive Gate-Breite Lg2 der Gate- Elektrode 431 um erweiternde Längen α1 und α2 der Erweiterungsgebiete GDs und GSs ohne Ändern der Kanallänge Lc ausgedehnt und in der gleichen Weise wie in der ersten Ausführungsform auf 26 Mikrometer festgelegt.
In dem TFT 471 schirmen die Sourceelektrode 451, die Drainelektrode 441 und die Drain- und Source-seitigen Erweiterungsgebiete GDs und GSs der Gate-Elektrode 431 Hintergrundlicht oder Seitenlicht ab, das bei Beleuchtung mit einem externen Licht einfällt und auf die Halbleiterschicht 435 gerichtet ist. Folglich kann der TFT 471 unerwünschtes Seitenlicht in der gleichen Weise wie in der ersten Ausführungsform gemäß einer Zunahme von 80% mehr abschirmen, als der herkömmliche TFT ohne Drain- und Source-seitige Erweiterungsgebiete GDs und GSs dies tut.
Da ein Abschnitt der auf der Halbleiterschicht 435 mehrlagig ausgebildeten Kanalschutzschicht 439 kleiner als der Umriß der Gate-Elektrode 431 ausgebildet ist, wird der Photoleckstrom Ioff durch Anregung eines Photoladungsträgers bei Lichtbestrahlung der Halbleiterschicht 435 nicht erhöht.
Der TFT 471 kann den Photoleckstrom Ioff so unterdrücken, daß er viel kleiner als der in dem herkömmlichen Fall ist, und kann ein ausgezeichnetes AN/AUS-Stromverhältnis basierend auf dem folgenden Grund erzielen, der als das Ergebnis der ausführlichen Untersuchungen erhalten wurde.
Der Faktor, der den Photoleckstrom Ioff in dem TFT verursacht, wird erklärt. Fig. 10(a) zeigt die schematische planare Struktur eines allgemeinen TFT 471', und Fig. 10(b) zeigt die schematische Schnittstruktur des TFT 471', gelegt entlang der Linie A-A' von Fig. 10(a). In Fig. 10(a) ist ein Kanalgebiet durch einen (/) schraffierten Abschnitt angegeben, und ein Seitenkanalgebiet ist durch einen (\) schraffierten Abschnitt angegeben. In dem TFT 471' fließt ein Photoleckstrom Ioff durch einen Weg Psc, der eine Länge gleich einer Seitenkanallänge Lsc hat und in dem Seitenkanalgebiet existiert, statt durch einen Weg Pc, der eine Länge gleich einer Kanallänge Lc hat und in dem Kanalgebiet existiert.
Im einzelnen ist die Lichtmenge, die auf das Seitenkanalgebiet einfällt, größer als die Lichtmenge, die auf das Kanalgebiet einfällt, das durch eine Gate-Elektrode 431', eine Sourceelektrode 451' oder eine Drainelektrode 441' abgeschirmt wird. Dies bewirkt, daß in dem Seitenkanalgebiet ein größerer Photoleckstrom Ioff als im Kanalgebiet fließt.
Im allgemeinen wird in Abhängigkeit von den Formen der Sourceelektrode 451' und der Drainelektrode 441' in diesem Seitenkanalgebiet ein elektrisches Feld mit einer höheren Intensität als in dem Kanalgebiet erzeugt. Dies bewirkt eine Zunahme im Photoleckstrom Ioff.
Der TFT 471' hat eine Struktur, in der die Sourceelektrode 451' und die Drainelektrode 441' auf einer Halbleiterschicht 435' und einer Kanalschutzschicht 439' gebildet sind. Wie in Fig. 10(b) gezeigt ist, überlappen die Sourceelektrode 451' und die Drainelektrode 441' das Kanalgebiet nur mit vorbestimmten überlappenden Längen Os und Od entlang der Richtung der Kanallänge Lc. Selbst wenn ein Träger in dem Kanalgebiet erzeugt wird, verschwinden beinahe alle Träger in dem Gebiet, das durch die Sourceelektrode 451' und die Drainelektrode 441' abgeschirmt wird, und sie fließen nicht als der Photoleckstrom Ioff. Im Gegensatz dazu fließt der in dem Seitenkanalgebiet erzeugte Träger als der Photoleckstrom Ioff, da das Seitenkanalgebiet die Sourceelektrode 451' und die Drainelektrode 441' nicht überlappt.
In dem TFT 471, der oben beschrieben wurde, wird der Photoleckstrom Ioff eher mehr durch das Seitenkanalgebiet als durch das Kanalgebiet beeinflußt.
Im Gegensatz dazu ist in dem TFT 471 von Fig. 9 die Länge des Weges Psc des Photoleckstroms Ioff (d. h. die Seitenkanallänge Lsc des in Fig. 9(b) gezeigten Seitenkanalgebiets) um die Summe der erweiternden Längen β1 und β2 der Kanalschutzschicht 439 größer als die Länge des Weges Pc des optischen Leckstroms Ioff (d. h. die Kanallänge Lc des in Fig. 9(c) gezeigten Kanalgebiets) festgelegt bzw. eingestellt. Folglich ist der Photoleckstrom Ioff als ganzes reduziert.
Überdies hat der TFT 471 eine Struktur, in der die Sourceelektrode 451 und die Drainelektrode 441 auf der Halbleiterschicht 435 und der Kanalschutzschicht 439 gebildet sind. Wie in Fig. 9(c) gezeigt ist, überlappen die Sourceelektrode 451 und die Drainelektrode 441 das Kanalgebiet nur mit überlappenden Längen Os bzw. Od von 3 Mikrometer entlang der Richtung der Kanallänge Lc. Selbst wenn ein Träger in dem Kanalgebiet erzeugt wird, wird folglich verhindert, daß er als Photoleckstrom Ioff fließt. Um den über den Weg Pc in dem Kanalgebiet fließenden Photoleckstrom Ioff vollständig zu blockieren, muß in Anbetracht der Trägermobilität und dergleichen entweder die überlappende Länge Od oder Os größer als 3 Mikrometer festgelegt sein. Ein Effekt eines Verringerns des Photoleckstroms Ioff kann jedoch erhalten werden, falls die überlappenden Längen Od und Os 1 Mikrometer ≤ Od, Os ≤ 3 Mikrometer erfüllen.
Gemäß dem TFT 471 wird der Einfall von unerwünschtem Seitenlicht auf die Halbleiterschicht 435 effektiv blockiert, und der Photoleckstrom Ioff kann grundsätzlich durch eine spezifische Struktur reduziert werden, die es schwierig macht, den Träger durch Erregung mit einfallendem Licht zu erzeugen. Wenn dieser TFT 471 in der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 601 vom Aktivmatrixtyp verwendet wird, wird das AN/AUS-Stromverhältnis im Vergleich zu einem Fall, in dem der herkömmliche TFT mit einer ähnlichen Kanallänge Lc und einer Kanalbreite Wc verwendet wird, um 330% erhöht. Folglich wird mit der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 601 vom Aktivma trixtyp ein gleichmäßiges Anzeigebild über den gesamten Anzeigeschirm erhalten.
Der TFT 471 kann so aufgebaut sein, daß die Drain- und Source-seitigen Erweiterungsgebiete GDs bzw. GSs der Gate- Elektrode 431 Einkerbungsabschnitte GDl und GSl aufweisen, wie in Fig. 11 gezeigt ist. Diese Anordnung verringert die parasitäre Kapazität Cgs des Gate-Source-Weges des TFT 471. Folglich kann der Potentialabfall der Pixelelektrode 481 verhindert werden, der auftritt, unmittelbar nachdem der TFT 471 aus dem AN-Zustand ausgeschaltet wird. Auch können die Zeitkonstanten der Gate-Elektrode 431 und der Signalleitung 421 verringert werden. Dies ist besonders in einer großen Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einer großen Verdrahtungslänge effektiv.
Wenn die Kanalschutzschicht 439 durch Rückseitenbelichtung unter Verwendung der Gate-Elektrode 431 als die Maske gemustert wird, können die Außenlinie der Gate-Elektrode 431 und die Außenlinie der Kanalschutzschicht 439 bei im wesentlichen den gleichen Positionen festgelegt werden, wie in Fig. 11 gezeigt ist. Dies bewirkt eine weitere Verringerung in der parasitären Kapazität Cgs des Gate-Source-Weges und der parasitären Kapazität Cgd des Gate-Drain-Weges des TFT 471 und löst eine Masken-Fehlausrichtung (ungleichmäßige Aufnahme) die in einem Belichtungsprozeß auftritt, der für jedes Anordnungssubstrat durchgeführt wird, wenn eine Mehrzahl von Anordnungssubstraten aus einem großen Glassubstrat zu bilden ist.
Überdies ist in dieser Ausführungsform die Kanalschutzschicht 439 zwischen den Halbleiterdünnschichten 437 mit niedrigem Widerstand und der Halbleiterschicht 435 angeordnet und durch ein Material geschaffen, das von den der Halbleiterdünnschicht 437 mit niedrigem Widerstand verschieden ist. Wenn ein Ätzen durchgeführt wird, um die Halbleiterdünnschichten 437 mit niedrigem Widerstand zu bemustern, kann dieses Ätzen beendet werden, bevor die Halbleiterschicht 435 teilweise entfernt wird, indem eine Differenz in der Ätzrate zwischen der Kanalschutzschicht 439 und den Halbleiterdünnschichten 437 mit niedrigem Widerstand genutzt wird. Demgemäß muß die Halbleiterschicht 435 in Anbetracht der durch Ätzen entfernten Menge nicht dick ausgebildet werden, und die Dicke der Halbleiterschicht 435 wird auf einen sehr kleinen Wert von 300 Å eingestellt: Da die Halbleiterschicht 435 in dieser Weise dünn geschaffen wird, kann der Photoleckstrom Ioff weiter verringert werden. Je dünner die Halbleiterschicht 435 ist, desto mehr kann der Photoleckstrom Ioff verringert werden. Falls jedoch erwogen wird, einen ausreichenden AN-Strom Ion zu erhalten und Variationen in der Schichtdicke und in Schichtcharakteristiken zu unterdrücken, muß die Dicke der Halbleiterschicht 435 in einen Bereich von 100 Å bis 500 Å und vorzugsweise einen Bereich von 100 Å bis 300 Å fallen.
Die Flüssigkristallanzeigevorrichtung 1101 vom Aktivmatrixtyp gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Verweis auf Fig. 12 und 13 beschrieben.
Diese Flüssigkritallanzeigevorrichtung 1101 hat eine Grundstruktur, die derjenigen der oben beschriebenen Ausführungsformen ähnlich ist, und folglich wird der Großteil ihrer sich wiederholenden Erklärung weggelassen. Die Flüssigkristallanzeigevorrichtung 1101 weist ein Anordnungssubstrat 901 auf, das durch Bilden, auf einem Glassubstrat 900, einer Matrix aus einer Mehrzahl von Pixelelektroden 981 und einer Mehrzahl von TFTs 971, die mit den Pixelelektroden 981 jeweils verbunden sind, erhalten wird. Das Anordnungssubstrat 901 hat Abtastleitungen 911 und Signalleitungen 921, die entlang den Reihen und Spalten der Mehrzahl von Pixelelektroden 981 auf dem Glassubstrat 900 gebildet sind. Die TFTs 971 sind in den Umgebungen der Schnittpunkte der Abtastleitungen 911 und der Signalleitungen 921 angeordnet. In jedem TFT 971 wird die Gate-Elektrode durch den Rumpf der entsprechenden Abtastleitung 911 gebildet, ist eine Drainelektrode 941 integral mit der entsprechenden Signalleitung 921 geschaffen und eine Sourceelektrode 951 in Kontakt mit der entsprechenden Pixelelektrode 981 geschaffen.
Obwohl nicht dargestellt, hat die Flüssigkristallanzeigevorrichtung 1101 ferner ein Gegensubstrat und eine Flüssigkristallschicht. Die Gegenelektrode aus ITO (Indium-Zinn- Oxid) ist auf einem Glassubstrat gebildet, wodurch das Gegensubstrat geschaffen wird. Die Flüssigkristallschicht besteht aus einer nematischen Flüssigkristallverbindung. Das Anord nungssubstrat 901 und das Gegensubstrat liegen einander so gegenüber, daß Ausrichtungsschichten, die jeweils auf ihrer Oberfläche gebildet sind, auf ihren Innenseiten sind. Die Flüssigkristallschicht wird zwischen dem Anordnungssubstrat 401 und dem Gegensubstrat gehalten. Das Gegensubstrat hat eine gitterartige lichtabschirmende Schicht 1011, die auf dem Glassubstrat gebildet ist. Die Gegenelektrode ist auf der lichtabschirmenden Schicht 1011 über einer isolierenden Schicht ausgebildet. Die lichtabschirmende Schicht 1011 besteht aus Chrom (Cr) und schirmt Licht ab, das von Abschnitten um die Mehrzahl von Pixelelektroden 981 leckt, die auf der Seite des Anordnungssubstrats 901 gebildet sind, d. h. von Gebieten, wo die TFTs 971, die Signalleitungen 921 und die Abtastleitungen 911 gebildet sind.
Die Flüssigkristallanzeigevorrichtung 1101 vom Aktivmatrixtyp weist ferner Polarisationsplatten auf, die auf den Oberflächen der jeweiligen Glassubstrate auf der Flüssigkristallschicht entgegengesetzten Seiten gebildet sind.
Jede Abtastleitung 911 wird durch eine mehrlagige Struktur aus Molybdän (Mo) und Aluminium (Al) gebildet. Wie in Fig. 12 und 13(a) gezeigt ist, ist ein Gate-Gebiet Gs der Abtastleitung 911, das als die Gate-Elektrode dient, so ausgebildet, daß es eine Gate-Breite Lg1 von 14 Mikrometer aufweist. Jede Abtastleitung 911 weist ein Drain-seitiges Erweiterungsgebiet GDs auf, das sich von dem Gate-Gebiet Gs in Richtung auf die Drainelektrode 941 in der Richtung der Kanallänge Lc über eine erweiternde Länge α1 von 6 Mikrometer erstreckt und die Drainelektrode 941 überlappt. Das Drainseitige Erweiterungsgebiet GDs hat bei seinem die Drainelektrode 941 überlappenden Gebiet einen Einkerbungsabschnitt GDl der Gate-Elektrode, der kleiner als die Drainelektrode 941 ist.
Die erweiternde Länge ca des Drain-seitigen Erweiterungsgebiets GDs ist auf 6 Mikrometer festgelegt, so daß die Abtastleitungsbreite Lg2 in der Umgebung eines Gebiets, das als die Gate-Elektrode des TFT 971 dient, 20 Mikrometer beträgt. Dies gilt aus dem folgenden Grund. In der gleichen Art und Weise wie in den oben beschriebenen Ausführungsformen kann, falls die Abtastleitungsbreite Lg2 in der Umgebung des als die Gate-Elektrode dienenden Gebiets 20 Mikrometer oder mehr beträgt, unerwünschtes Seitenlicht abgeschirmt und ein hoher Öffnungsgrad eingestellt werden.
Auch in dieser Ausführungsform kann offensichtlich die Abtastleitungsbreite Lg2 in der Umgebung des als die Gate- Elektrode dienenden Gebiets in der gleichen Weise wie in den oben beschriebenen Ausführungsformen auf 26 Mikrometer eingestellt werden. Man nehme an, daß erwogen wird, das unerwünschte Seitenlicht weiter abzuschotten. Auf der Oberfläche des Gegensubstrats der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 901 vom Aktivmatrixtyp dieser Ausführungsform kann, da Licht hauptsächlich durch die Oberfläche der lichtabschirmenden Schicht 1011 reflektiert wird, falls die Distanz zwischen der Oberfläche der lichtabschirmenden Schicht 1011 und der Oberfläche des Glassubstrats 900, worauf die Abtastleitungen 911 gebildet sind, als d Mikrometer definiert ist, die Abtastleitungsbreite Lg2 auf 3d Mikrometer oder mehr und vorzugsweise 4d Mikrometer oder mehr eingestellt werden. Wenn die lichtabschirmende Schicht 1011 auf der Seite des Anordnungssubstrats 901 gebildet ist, kann eine Schicht auf der Seite des Gegensubstrats, die das größte Lichtreflexionsvermögen aufweist, als die Referenz verwendet werden.
Eine Gate-isolierende Schicht 933 (siehe Fig. 14) wird durch eine Siliziumoxidschicht (SiO&sub2;), die auf dem Gate- Gebiet Gs und dem Source-seitigen Erweiterungsgebiet GDs bis zu einer Dicke von 3500 Å ausgebildet ist, und eine Siliziumnitridschicht (SiNx), die auf der Siliziumoxidschicht (SiO&sub2;) bis zu einer Dicke von 500 Å ausgebildet ist, gebildet. Eine Halbleiterschicht 935 wird durch eine Schicht aus amorphem Silizium (a-Si : H) gebildet, die auf der Gate-isolierenden Schicht 933 bis zu einer Dicke von 300 Å gebildet ist. Eine Kanalschutzschicht 939 wird durch eine auf der Halbleiterschicht 935 bis zu einer Dicke von 2000 Å gebildeten Siliziumnitridschicht (SiNx) gebildet.
Die Kanalschutzschicht 939 bestimmt die Kanallänge Lc des TFT 971. Wie in Fig. 12 und 13(b) gezeigt ist, ist die Kanalschutzschicht 939 auf der Halbleiterschicht 935 so angeordnet, daß die Kanallänge Lc 12 Mikrometer beträgt. In einem auf der Halbleiterschicht 935 gestapelten Gebiet hat die Ka nalschutzschicht 939 eine Form, die dem Grundriß des Gate- Gebiets Gs entspricht.
Im einzelnen hat die Kanalschutzschicht 939 ein Kanallänge-Bestimmungsgebiet Is, das die Kanallänge Lc des TFT 971 bestimmt, und ein Drain-seitiges Erweiterungsgebiet IDs, das sich von dem Kanallänge-Bestimmungsgebiet Is in einer zur Kanallänge Lc im wesentlichen parallelen Richtung über eine erweiternde Länge (β1: β1 ist im wesentlichen gleich cd) erstreckt und die Drainelektrode 941 teilweise überlappt. Das Drain-seitige Erweiterungsgebiet IDs hat in seinem die Drainelektrode 941 überlappenden Gebiet einen Einkerbungsabschnitt IDl, der kleiner als die Drainelektrode 941 ist.
Die Drainelektrode 941, die mit der mit der Halbleiterschicht 935 elektrisch verbundenen Signalleitung 921 integral gebildet ist, und die Sourceelektrode 951, die mit der Pixelelektrode 981 elektrisch verbunden ist, sind voneinander beabstandet. Halbleiterdünnschichten 937 mit niedrigem Widerstand (siehe Fig. 14) sind zwischen der Halbleiterschicht 935 und der Drain-Eletrode 941 und zwischen der Halbleiterschicht 935 und der Sourceelektrode 951 vorgesehen, um einen guten Ohmschen Kontakt zu erzielen. Jede Halbleiterdünnschicht 937 mit niedrigem Widerstand wird durch eine bis zu einer Dicke von 500 Å gebildeten Schicht aus amorphem Silizium vom n&spplus;-Typ (n&spplus;a-Si : H) gebildet.
Wie oben beschrieben wurde, kann in dem TFT 971 dieser Ausführungsform, da die effektive Gate-Breite Lg2 gleich der Summe der Gate-Breite Lg1 des Gate-Gebiets Gs und der erweiternden Länge α1 ist, unerwünschtes Seitenlicht, das auf den TFT 971 einfällt, gemäß einer Zunahme von 60% mehr als in einem TFT ohne Drain-seitiges Erweiterungsgebiet IDs verringert werden.
Aufgrund der spezifischen Struktur der Kanalschutzschicht 939 ist die Seitenkanallänge Lsc des TFT 971 um die erweiterende Länge β1 des Drain-seitigen Erweiterungsgebiets IDs der Kanalschutzschicht 939 größer als die Kanallänge Lc des TFT 971 festgelegt. Der Weg Psc in dem Seitenkanalgebiet, der den optischen Leckstrom Ioff in hohem Maße beeinflußt, kann folglich groß festgelegt werden. Da die Sourceelektrode 951 und die Drainelektrode 941 auf der Kanalschutzschicht 939 so gebildet sind, daß sie eine überlappende Länge von 3 um aufweisen, liefern sie ferner keinen Photoleckstrom Ioff, selbst wenn Träger in dem Kanalgebiet erzeugt werden.
Aus dem obigen Grund kann in der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 901 vom Aktivmatrixtyp dieser Ausführungsform im Vergleich zu einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung vom Aktivmatrixtyp, die einen TFT verwendet, in welchem die Abtastleitung 911 kein Drain-seitiges Erweiterungsgebiet GDs oder keinen Einkerbungsabschnitt GDl aufweist und die Kanalschutzschicht 939 kein Drain-seitiges Erweiterungsgebiet IDs oder keinen Einkerbungsabschnitt IDl aufweist, der Photoleckstrom Ioff des TFT 971 ausreichend verringert werden. In dieser Flüssigkristallanzeigevorrichtung 901 kann ferner das AN/AUS- Stromverhältnis des TFT 971 aufgrund dieser spezifischen Struktur ebenfalls um 150% erhöht werden.
Da der Einkerbungsabschnitt GDl in dem Drain-seitigen Erweiterungsgebiet GDs der Abtastleitung 911 gebildet ist, ist die Zeitkonstante der Abtastleitung 911 verringert. Dies verhindert eine Verzerrung in der Wellenform des Gatepulses und ermöglicht, die AN-Periode des TFT 971 ausreichend zu verlängern. Dementsprechend kann ein Anzeigebild mit höherer Qualität erhalten werden.
Überdies ist in dieser Ausführungsform, wie in Fig. 12 gezeigt, die Sourceelektrode 951 so geschaffen, daß ihre Elektrodenbreite Sw im wesentlichen gleich den Breiten Glw und Ilw des Einkerbungsabschnitts GDl der Abtastleitungen 911 bzw. des Einkerbungsabschnitts IDl der Kanalschutzschicht 939 in einer zur Kanallänge Lc im wesentlichen senkrechten Richtung ist, und die Drainelektrode 941 so geschaffen, daß sie eine Elektrodenbreite Dw aufweist, die größer als die Elektrodenbreite Sw der Sourceelektrode 951 ist. Selbst wenn Einkerbungsabschnitte GDl und IDl in der Abtastleitung 911 bzw. der Kanalschutzschicht 939 gebildet sind, wird der AN-Strom Ion nicht verringert.
Ein Verfahren zum Herstellen der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 1101 vom Aktivmatrixtyp gemäß der dritten Ausführungsform wird mit Verweis auf Fig. 14 beschrieben.
Wie in Fig. 14(a) gezeigt ist, wird zuerst eine Mo-Ta- Legierung auf einem Glassubstrat 900 durch Ablagerung bis zu einer Dicke von 3000 Å gebildet und gemustert, wodurch eine Mehrzahl von Abtastleitungen 911 geschaffen wird. Obwohl nicht dargestellt, werden gleichzeitig mit der Bildung der Abtastleitungen 911 Speicherkondensatorleitungen so geschaffen, daß sie im wesentlichen parallel zu den Abtastleitungen 911 angeordnet sind.
Jede Abtastleitung 911 ist so geschaffen, daß sie eine Verdrahtungsbreite von 14 Mikrometer hat, und ihr Gate-Gebiet Gs ist so gemustert, daß es ein Drain-seitiges Erweiterungsgebiet GDs von 6 Mikrometer mit einem Einkerbungsabschnitt GDl aufweist, wie in Fig. 13(a) gezeigt ist.
Eine Siliziumoxidschicht (SiO&sub2;) und eine Siliziumnitridschicht (SiNx) werden durch Ablagerung auf der Abtastleitung 911 bis zu einer Dicke von 3000 Å bzw. 500 Å geschaffen, um eine Gate-isolierende Schicht 933 zu bilden. Eine Schicht 934 aus amorphem Silizium (Å-Si : H) mit einer Dicke von 300 Å und eine Siliziumnitridschicht 938 (SiNx) mit einer Dicke von 2000 Å werden gemäß CVD durchgehend gebildet.
Auf der Siliziumnitridschicht 938 (SiNx) wird danach ein Resist aufgetragen. Die erhaltene Struktur wird von der Rückseite durch Verwenden der Abtastleitung 911 als die Maske belichtet und gemustert. Folglich wird eine Kanalschutzschicht 939 erhalten, die mit der Abtastleitung 911 selbst ausgerichtet ist und ein Drain-seitiges Erweiterungsgebiet IDs und einen Einkerbungsabschnitt IDl aufweist, wie in Fig. 14(b) und 13(a) gezeigt ist.
Wie in Fig. 14(b) gezeigt ist, wird auf der Kanalschutzschicht 939 durch Ablagerung gemäß CVD eine n&spplus;a-Si : H-Schicht 936 mit einer Dicke von 500 Å gebildet.
Wie in Fig. 14(d) gezeigt ist, werden die amorphe Siliziumschicht 934 und n&spplus;a-Si : H-Schicht 936 ausschließlich Gebieten unter einer Signalleitung 921 und der Kanalschutzschicht 939 entfernt, um eine Halbleiterschicht 935 und eine Insel der n&spplus;a-Si : H-Schicht 936 zu bilden. Eine ITO-Schicht wird durch Ablagerung auf der erhaltenen Struktur gebildet und gemustert, um eine vorbestimmte Form aufzuweisen, wodurch eine Pixelelektrode 981 geschaffen wird.
Wie in Fig. 14(e) gezeigt ist, werden Molybdän (Mo) und Aluminium (Al) durch Ablagerung bis zu einer Dicke von 500 Å bzw. 3000 Å gebildet, wodurch eine mehrlagige Schicht 961 als zukünftiges Gebiet der Signalleitung 921 (siehe Fig. 12), einer Sourceelektrode 951 und einer Drainelektrode 941 gebildet werden.
Wie in Fig. 14(f) gezeigt ist, werden die Insel der n&spplus;a- Si : H-Schicht 936 und die mehrlagige Schicht 961 gemustert, um Halbleiterdünnschichten 937 mit niedrigem Widerstand, die Sourceelektrode 951, die Drainelektrode 941 und die Signalleitung 921 (siehe Fig. 12) integral mit der Drainelektrode 941 zu bilden.
Danach werden eine Schutzschicht und Ausrichtungsschichten (nicht dargestellt) gemäß einem normalen Verfahren aufeinanderfolgend gebildet, wodurch ein Anordnungssubstrat erhalten wird. Das Gegensubstrat und das Anordnungssubstrat werden so festgelegt, daß sie über einen Abstandshalter einander gegenüberliegen, so daß die Distanz zwischen den Glassubstraten 5,1 Mikrometer beträgt. Der Abschnitt um die beiden gegenüberliegenden Substrate wird mit einem Dichtungsmittel ausschließlich eines Flüssigkristallinjektionsloches abgedichtet. Eine Flüssigkristallzusammensetzung wird dann von dem Flüssigkristallinjektionsloch in die resultierende Struktur injiziert, und das Flüssigkristallinjektionsloch wird abgedichtet.
Polarisationsplatten werden an entsprechenden Abschnitten angeordnet, wodurch eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung 901 vom Aktivmatrixtyp dieser Ausführungsform vollendet wird.
Wenn die Flüssigkristallanzeigevorrichtung 901 vom Aktivmatrixtyp in der obigen Art und Weise gebildet wird, werden, da die Kanalschutzschicht 939 so gebildet ist, daß sie mit der Abtastleitung 911 selbst ausgerichtet ist, eine parasitäre Kapazität Cgs des Gate-Source-Weges und eine parasitäre Kapazität Cgd des Gate-Drain-Weges des TFT 971 nicht erhöht. Da die Kanalschutzschicht 939 die Halbleiterschicht 935 während eines Musters der n&spplus;a-Si : H-Schicht 936 schützt, kann die Halbleiterschicht 935 so gebildet werden, daß sie ausreichend dünn ist, wodurch der Photoleckstrom Ioff verringert wird.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen werden Halbleiterschichten mit niedrigem Widerstand zwischen einer Halbleiterschicht und Elektroden angeordnet, um einen Ohmschen Kontakt zwischen ihnen zu erreichen. Ein Prozeß, z. B. Ionenimplantation, kann jedoch ausgeführt werden, indem die Kanalschutzschicht als Maske verwendet wird, und Halbleiterschichtgebiete mit niedrigem Widerstand können in der Halbleiterschicht gebildet werden.
In jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen wird eine Schicht aus amorphem Silizium (a-Si : H) als die Halbleiterschicht verwendet. Eine Polysiliziumschicht (p-Si), eine Verbundhalbleiterschicht, z. B. eine Cd-Se-Schicht oder dergleichen kann jedoch selbstverständlich als die Halbleiterschicht verwendet werden.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen besteht die Flüssigkristallschicht aus einer nematischen Flüssigkristallzusammensetzung. Neben dieser kann selbstverständlich ein Polymerdispersion-Flüssigkristall (PD-LC) aus einem Gemisch eines Polymerharzes und eines Flüssigkristallmaterials als das Material der Flüssigkristallschicht verwendet werden. Insbesondere wird in einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung vom Aktivmatrixtyp, die einen Polymerdispersion-Flüssigkristall (PD-LC) verwendet, der Photoleckstrom Ioff erhöht, da Licht, das in der Flüssigkristallschicht gestreut wird und auf den TFT einfällt, vorhanden ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann jedoch sogar in dieser Flüssigkristallanzeigevorrichtung vom Aktivmatrixtyp der Photoleckstrom Ioff ausreichend verringert werden, wodurch ein Anzeigebild hoher Qualität erhalten wird.

Industrielle Anwendbarkeit

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Photoleckstrom Ioff eines Dünnschichttransistors ausreichend unterdrückt werden, wodurch ein hohes AN/AUS-Stromverhältnis erzielt wird.
In einer durch Verwenden solch eines TFT geschaffenen Flüssigkristallanzeigevorrichtung vom Aktivmatrixtyp kann ein Anzeigebild hoher Qualität erhalten werden.

Claims

1. Ein Dünnschichttransistor mit folgenden Merkmalen:

ein isolierendes Substrat (100; 900);

eine lichtabschirmende Gate-Elektrode (131; 911), die an dem isolierenden Substrat (100; 900) positioniert ist;

eine Gate-isolierende Schicht (133; 933), die an der Gate-Elektrode (131; 911) positioniert ist;

eine Halbleiterschicht (135; 935), die durch die Gate- isolierende Schicht (133; 933) oberhalb der Gate-Elektrode (131; 911) positioniert ist;

eine Sourceelektrode (151; 951); und

eine Drainelektrode (141; 941), wobei die Sourceelektrode (151; 951) und die Drainelektrode (141; 941) die Halbleiterschicht (135; 935) an den jeweiligen elektrischen Kontakten (137; 937) elektrisch kontaktieren und ein Kanal in der Halbleiterschicht (135; 935) zwischen den jeweiligen elektrischen Kontakten (137; 937) definiert ist bzw. wird, wobei der Kanal oberhalb der Gate-Elektrode (131; 911) positioniert ist bzw. wird und die Länge des Kanals geringer als irgendeine Breite der Gate-Elektrode (131; 911), deren Breite in der Kanal-Längsrichtung gemessen wird, ist, und die Gate-Elektrode (131; 941) die Source- und Drainelektroden (151, 141; 951, 941) überlappt;

dadurch gekennzeichnet, daß

die Gate-Elektrode (131; 941) breite Teile in der Form von Source-seitigen und/oder Drain-seitigen Erweiterungen (GSs, GDs), die an den Seiten des Kanals in der Kanal- Breitenrichtung, die senkrecht zu der Kanal-Längsrichtung ist, gelegen sind, und einen kurzen Teil zwischen den breiten Teilen, wobei die Source-seitigen und/oder die Drain-seitigen Erweiterungen in Abschnitten derselben jeweils die Source- und/oder Drain-Elektroden überlappen, um Licht zu reduzieren, das an den Seiten des Kanals aufgebracht wird, ohne daß dasselbe durch die Source- und Drainelektroden (151, 141; 951, 941) abgeschirmt ist bzw. wird.

2. Ein Dünnschichttransistor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterschicht (135; 935) eine Silizium-Halbleiterschicht ist.

3. Ein Dünnschichttransistor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Silizium-Halbleiterschicht (135; 935) eine Dicke von nicht weniger als 10 nm und nicht mehr als 50 nm aufweist.

4. Ein Dünnschichttransistor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß derselbe ferner eine Kanalschutzschicht (939) aufweist, die an der Halbleiterschicht (935) zwischen den jeweiligen elektrischen Kontakten (937) gebildet ist.

5. Ein Dünnschichttransistor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalschutzschicht (939) innerhalb eines Bereiches entsprechend der Gate-Elektrode (911) unterhalb der Sourceelektrode (951) und der Drainelektrode (941) angeordnet ist.

6. Ein Dünnschichttransistor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalschutzschicht (939) in Ausrichtung mit der Gate-Elektrode (911) in einer Breitenrichtung der Gate-Elektrode (911) gebildet ist.

7. Eine Anzeigeeinrichtung mit folgenden Merkmalen:

ein erstes Substrat (100; 900), das Abtastleitungen und Signalleitungen (111, 121; 911, 921), eine Pixelelektrode (181; 981) und ein Halbleiterelement, das mit den Abtastleitungen und mit den Signalleitungen verbunden ist, um die Pixelelektrode (181; 981) zu treiben, umfaßt,

ein zweites Substrat (200), das dem ersten Substrat (100; 900) gegenüberliegend positioniert ist; und

eine optisch modulierende Schicht (311), die zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat (100, 200; 900) positioniert ist;

dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleiterelement der in Anspruch 1 definierte Dünnschichttransistor ist.