JP2003179232A - 平面表示装置及びその製造方法 - Google Patents
平面表示装置及びその製造方法Info
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Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 信号線への信号電圧の書き込み負荷を減少さ
せ、消費電力を低減させる。 【解決手段】 絶縁基板10上に形成されたゲート線4
1と信号線112との間を絶縁する層として、SiON
膜101と比誘電率が2〜3というように低い有機膜1
02とを形成したことにより、ゲート線41から信号線
112に信号電圧を書き込むときの負荷が小さく、消費
電力を低減することが可能である。
せ、消費電力を低減させる。 【解決手段】 絶縁基板10上に形成されたゲート線4
1と信号線112との間を絶縁する層として、SiON
膜101と比誘電率が2〜3というように低い有機膜1
02とを形成したことにより、ゲート線41から信号線
112に信号電圧を書き込むときの負荷が小さく、消費
電力を低減することが可能である。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、平面表示装置及び
その製造方法に関する。
その製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、高精細な平面表示装置が、携帯用
電子機器等を中心に幅広く用いられるに至っている。ま
た、表示部を駆動する回路を、表示部と同一絶縁基板の
周辺領域に形成する駆動回路一体型平面表示装置の開発
が行われている。
電子機器等を中心に幅広く用いられるに至っている。ま
た、表示部を駆動する回路を、表示部と同一絶縁基板の
周辺領域に形成する駆動回路一体型平面表示装置の開発
が行われている。
【0003】以前は、表示部においてスイッチング素子
として用いられるTFT(Thin Film Transistor)の駆
動を行うシフトレジスタのような簡単な回路のみを、表
示部と同じ絶縁基板の周辺領域に配置していた。この場
合、TFTの特性も高性能なものは要求されず、回路密
度も高くないためTFTを微細化する必要がなかった。
として用いられるTFT(Thin Film Transistor)の駆
動を行うシフトレジスタのような簡単な回路のみを、表
示部と同じ絶縁基板の周辺領域に配置していた。この場
合、TFTの特性も高性能なものは要求されず、回路密
度も高くないためTFTを微細化する必要がなかった。
【0004】しかし、シフトレジスタ以外の駆動回路で
ある、例えばデジタル/アナログコンバータ等の画像信
号変換回路やタイミング回路等は、基板の外部に付属さ
せる必要があり、薄型・軽量化の阻害要因となってい
た。
ある、例えばデジタル/アナログコンバータ等の画像信
号変換回路やタイミング回路等は、基板の外部に付属さ
せる必要があり、薄型・軽量化の阻害要因となってい
た。
【0005】そこで、基板外部に付属させる部品点数を
減らしてコストを低減するため、画像信号変換回路やタ
イミング回路を同一基板上に配置する方向へと進展して
きた。
減らしてコストを低減するため、画像信号変換回路やタ
イミング回路を同一基板上に配置する方向へと進展して
きた。
【0006】絶縁基板上における表示部の周辺領域(額
縁部)に高性能なTFTを高密度に配置することも重要
であるが、画素に信号電圧を書き込む際の負荷容量を減
らすことも肝要である。即ち、2層の導電層の間におけ
る容量、より具体的にはゲート線と信号線との間の容量
と、信号線の抵抗とを掛け合わせたCR時定数を下げる
必要がある。
縁部)に高性能なTFTを高密度に配置することも重要
であるが、画素に信号電圧を書き込む際の負荷容量を減
らすことも肝要である。即ち、2層の導電層の間におけ
る容量、より具体的にはゲート線と信号線との間の容量
と、信号線の抵抗とを掛け合わせたCR時定数を下げる
必要がある。
【0007】従来の平面表示装置における構成を、図5
の縦断面図に示す。
の縦断面図に示す。
【0008】ガラス基板等の絶縁基板10の表面上に、
アモルファスシリコンが成膜され、エキシマ・レーザ・
アニール等によって結晶化され、多結晶シリコン膜20
が形成される。この多結晶シリコン膜20における両端
部に不純物が導入されてドレイン21、ソース22が形
成され、中間領域にチャネル23が形成される。
アモルファスシリコンが成膜され、エキシマ・レーザ・
アニール等によって結晶化され、多結晶シリコン膜20
が形成される。この多結晶シリコン膜20における両端
部に不純物が導入されてドレイン21、ソース22が形
成され、中間領域にチャネル23が形成される。
【0009】表面を覆うようにシリコン酸化膜が堆積さ
れてゲート絶縁膜30が形成され、その表面上に導電材
料が堆積されパターニングが行われてゲート線40、4
1が形成される。ゲート絶縁膜30、ゲート線40、4
1を覆うように層間絶縁膜50が堆積される。層間絶縁
膜50、ゲート絶縁膜30にコンタクトホール60が開
口されてドレイン21、ソース22の表面が露出する。
れてゲート絶縁膜30が形成され、その表面上に導電材
料が堆積されパターニングが行われてゲート線40、4
1が形成される。ゲート絶縁膜30、ゲート線40、4
1を覆うように層間絶縁膜50が堆積される。層間絶縁
膜50、ゲート絶縁膜30にコンタクトホール60が開
口されてドレイン21、ソース22の表面が露出する。
【0010】信号線材料が堆積されてパターニングが行
われ、ドレイン21と接続した信号線61、ソース22
と接続した信号線62、及び信号線63が形成される。
ここで、図5におけるゲート線41と信号線63とを絶
縁する構成を図6に拡大して示す。
われ、ドレイン21と接続した信号線61、ソース22
と接続した信号線62、及び信号線63が形成される。
ここで、図5におけるゲート線41と信号線63とを絶
縁する構成を図6に拡大して示す。
【0011】図6に示されたように、ゲート線41と信
号線63とを絶縁する層間絶縁膜50は、誘電率が例え
ば4〜5というように高い数値を有するシリコン酸化膜
で形成され、また信号線61〜63は例えばAlで形成
されている。このため、信号線61〜63に信号電圧を
書き込むための負荷容量が大きく、信号線61〜63を
駆動するTFTに高い駆動能力が必要となり、その結果
消費電力の増大を招いていた。
号線63とを絶縁する層間絶縁膜50は、誘電率が例え
ば4〜5というように高い数値を有するシリコン酸化膜
で形成され、また信号線61〜63は例えばAlで形成
されている。このため、信号線61〜63に信号電圧を
書き込むための負荷容量が大きく、信号線61〜63を
駆動するTFTに高い駆動能力が必要となり、その結果
消費電力の増大を招いていた。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来は
表示部の画素を駆動する際に、負荷が大きいために駆動
能力の高いTFTが要求され、消費電力が増大するとい
う問題があった。
表示部の画素を駆動する際に、負荷が大きいために駆動
能力の高いTFTが要求され、消費電力が増大するとい
う問題があった。
【0013】本発明は上記事情に鑑み、2層の導電層の
間の容量を減少させることで、消費電力を低減させるこ
とが可能な平面表示装置及びその製造方法を提供するこ
とを目的とする。
間の容量を減少させることで、消費電力を低減させるこ
とが可能な平面表示装置及びその製造方法を提供するこ
とを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明の平面表示装置
は、絶縁基板上に形成された2層の導電層の間を絶縁す
るため、少なくとも第1の絶縁膜と第2の絶縁膜とを備
え、前記第1、第2の絶縁膜のうち、少なくともいずれ
か一方が比誘電率3以下の材料で形成されてることを特
徴とする。
は、絶縁基板上に形成された2層の導電層の間を絶縁す
るため、少なくとも第1の絶縁膜と第2の絶縁膜とを備
え、前記第1、第2の絶縁膜のうち、少なくともいずれ
か一方が比誘電率3以下の材料で形成されてることを特
徴とする。
【0015】前記第1、第2の絶縁膜のうち、比誘電率
3以下の材料から形成されているものは、有機材料を塗
布することで形成されていてもよい。
3以下の材料から形成されているものは、有機材料を塗
布することで形成されていてもよい。
【0016】前記第1、第2の絶縁膜のうち、少なくと
もいずれか一方はNを含むように構成してもよい。
もいずれか一方はNを含むように構成してもよい。
【0017】前記第1、第2の絶縁膜は、前記第1の絶
縁層の上に前記第2の絶縁層が形成されており、前記第
2の絶縁膜が比誘電率3以下の材料から形成され、前記
第1の絶縁膜が、前記第2の絶縁膜に含まれる成分が前
記第1の絶縁膜より下方に拡散しないようにブロックす
るブロック層であってもよい。
縁層の上に前記第2の絶縁層が形成されており、前記第
2の絶縁膜が比誘電率3以下の材料から形成され、前記
第1の絶縁膜が、前記第2の絶縁膜に含まれる成分が前
記第1の絶縁膜より下方に拡散しないようにブロックす
るブロック層であってもよい。
【0018】本発明の平面表示装置の製造方法は、絶縁
基板上に導電性材料を堆積し、パターニングを行って第
1の導電層を形成する工程と、前記第1の導電層上に第
1の絶縁膜を形成する工程と、前記第1の絶縁膜上に第
2の絶縁膜を形成する工程と、前記第2の絶縁膜上に導
電性材料を堆積し、パターニングを行って第2の導電層
を形成する工程とを備え、前記第1、第2の絶縁膜のう
ち、少なくともいずれか一方を比誘電率3以下の材料で
形成することを特徴とする。
基板上に導電性材料を堆積し、パターニングを行って第
1の導電層を形成する工程と、前記第1の導電層上に第
1の絶縁膜を形成する工程と、前記第1の絶縁膜上に第
2の絶縁膜を形成する工程と、前記第2の絶縁膜上に導
電性材料を堆積し、パターニングを行って第2の導電層
を形成する工程とを備え、前記第1、第2の絶縁膜のう
ち、少なくともいずれか一方を比誘電率3以下の材料で
形成することを特徴とする。
【0019】前記第1、第2の絶縁膜のうち比誘電率3
以下の材料で形成するものは、有機材料を塗布して形成
してもよい。
以下の材料で形成するものは、有機材料を塗布して形成
してもよい。
【0020】前記第1、第2の絶縁膜のうち、少なくと
もいずれか一方は、Nを含むように構成してもよい。
もいずれか一方は、Nを含むように構成してもよい。
【0021】前記第2の絶縁膜を比誘電率3以下の材料
で形成し、前記第1の絶縁膜をNを含む材料で形成する
ことで、前記第2の絶縁膜に含まれる成分が前記第1の
絶縁膜より下方に拡散しないようにブロックするための
ブロック層としてもよい。
で形成し、前記第1の絶縁膜をNを含む材料で形成する
ことで、前記第2の絶縁膜に含まれる成分が前記第1の
絶縁膜より下方に拡散しないようにブロックするための
ブロック層としてもよい。
【0022】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
て図面を参照して説明する。
【0023】本実施の形態による平面表示装置の製造方
法は、図1〜図4に工程別に示された構成を備え、また
本実施の形態による装置は図4に示された構成を備えて
いる。以下の説明では、図5に示された構成のうち、半
導体薄膜20の形成は同一であるので、説明を省略し、
半導体薄膜20上にゲート酸化膜30を形成する以降の
工程について説明する。
法は、図1〜図4に工程別に示された構成を備え、また
本実施の形態による装置は図4に示された構成を備えて
いる。以下の説明では、図5に示された構成のうち、半
導体薄膜20の形成は同一であるので、説明を省略し、
半導体薄膜20上にゲート酸化膜30を形成する以降の
工程について説明する。
【0024】図1に示されたように、絶縁基板10上に
ゲート酸化膜30が形成され、その表面上にMoW、C
r、Ta、Al等の導電膜が厚さ200〜300nmで堆
積され、パターニングされてゲート線41が形成され
る。
ゲート酸化膜30が形成され、その表面上にMoW、C
r、Ta、Al等の導電膜が厚さ200〜300nmで堆
積され、パターニングされてゲート線41が形成され
る。
【0025】図2に示されたように、表面上に、例えば
比誘電率4.5の窒化酸化シリコン(SiON)膜10
1が厚さ200nmで成膜される。
比誘電率4.5の窒化酸化シリコン(SiON)膜10
1が厚さ200nmで成膜される。
【0026】図3に示されたように、例えば比誘電率
3.0の有機材料から成る有機膜102が塗布されて、
800nmの膜厚で成膜される。ここで、SiON膜10
1は、この上に形成された有機膜102に含まれる不純
物や水分等が、装置全体の回路特性を左右するTFTの
チャネル等に拡散して特性を劣化させないように、ブロ
ック層として作用する。
3.0の有機材料から成る有機膜102が塗布されて、
800nmの膜厚で成膜される。ここで、SiON膜10
1は、この上に形成された有機膜102に含まれる不純
物や水分等が、装置全体の回路特性を左右するTFTの
チャネル等に拡散して特性を劣化させないように、ブロ
ック層として作用する。
【0027】有機膜102が塗布された後、オーブンや
ホットプレート等において摂氏350度で1時間加熱処
理が行われ、含有されていた水分や溶剤成分等が揮発す
る。
ホットプレート等において摂氏350度で1時間加熱処
理が行われ、含有されていた水分や溶剤成分等が揮発す
る。
【0028】図4に示されたように、ゲート線41上の
所望の領域が開口するように、有機膜102及び窒化酸
化シリコン膜101にコンタクトホール111がRIE
等により形成される。信号線用の材料がスパッタ等によ
り成膜され、パターニングされて信号線112が形成さ
れる。
所望の領域が開口するように、有機膜102及び窒化酸
化シリコン膜101にコンタクトホール111がRIE
等により形成される。信号線用の材料がスパッタ等によ
り成膜され、パターニングされて信号線112が形成さ
れる。
【0029】上記実施の形態によれば、ゲート線41と
信号線112とを絶縁する層として、誘電率が3以下と
いうように低い有機膜102を用いている。よって、ゲ
ート線41から信号線112へ信号電圧を書き込む際の
負荷が減少し、消費電力を低減させることが可能であ
る。
信号線112とを絶縁する層として、誘電率が3以下と
いうように低い有機膜102を用いている。よって、ゲ
ート線41から信号線112へ信号電圧を書き込む際の
負荷が減少し、消費電力を低減させることが可能であ
る。
【0030】また、ゲート線41と信号線112とを絶
縁する層に、Nを含みブロック層として作用する窒化酸
化シリコン膜101が含まれている。このため、有機膜
102に含まれる不純物が窒化酸化シリコン層101に
よってブロックされ、素子への不純物の拡散が防止され
るので、閾値電圧等の素子特性に悪影響を与えるおそれ
がない。
縁する層に、Nを含みブロック層として作用する窒化酸
化シリコン膜101が含まれている。このため、有機膜
102に含まれる不純物が窒化酸化シリコン層101に
よってブロックされ、素子への不純物の拡散が防止され
るので、閾値電圧等の素子特性に悪影響を与えるおそれ
がない。
【0031】上述した実施の形態は一例であり、本発明
を限定するものではない。例えば、比誘電率が3以下の
材料で形成された膜として、上記実施の形態では有機材
料を塗布した有機膜として形成している。この場合の具
体的な材料としては、例えば有機シロキサン(比誘電率
2〜3)等を用いることができる。
を限定するものではない。例えば、比誘電率が3以下の
材料で形成された膜として、上記実施の形態では有機材
料を塗布した有機膜として形成している。この場合の具
体的な材料としては、例えば有機シロキサン(比誘電率
2〜3)等を用いることができる。
【0032】また、塗布膜に限らず、化学的気相成長法
(CVD)により有機材料を堆積して形成してもよい。
この場合は、例えば有機シラン系(比誘電率2〜3)の
材料等を用いてもよい。
(CVD)により有機材料を堆積して形成してもよい。
この場合は、例えば有機シラン系(比誘電率2〜3)の
材料等を用いてもよい。
【0033】さらに、ブロック層と低誘電率の有機膜と
は、上記実施の形態のようにそれぞれ少なくとも一層ず
つ形成する必要があるが、いずれか一方の層を2層以上
形成してもよく、あるいは両方の層を2層以上ずつ形成
してもよい。
は、上記実施の形態のようにそれぞれ少なくとも一層ず
つ形成する必要があるが、いずれか一方の層を2層以上
形成してもよく、あるいは両方の層を2層以上ずつ形成
してもよい。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の平面表示
装置によれば、2層の導電層の間を絶縁する層として、
少なくとも第1の絶縁膜と第2の絶縁膜とを備え、第
1、第2の絶縁膜のうち少なくともいずれか一方が比誘
電率3以下の材料で形成されてることにより、一方の導
電層の電位を他方の導電層に書き込むときの負荷容量が
減少し、消費電力を低減することができる。
装置によれば、2層の導電層の間を絶縁する層として、
少なくとも第1の絶縁膜と第2の絶縁膜とを備え、第
1、第2の絶縁膜のうち少なくともいずれか一方が比誘
電率3以下の材料で形成されてることにより、一方の導
電層の電位を他方の導電層に書き込むときの負荷容量が
減少し、消費電力を低減することができる。
【図1】本発明の実施の形態による平面表示装置の製造
方法を工程別に示した縦断面図。
方法を工程別に示した縦断面図。
【図2】同実施の形態による平面表示装置の製造方法を
工程別に示した縦断面図。
工程別に示した縦断面図。
【図3】同実施の形態による平面表示装置の製造方法を
工程別に示した縦断面図。
工程別に示した縦断面図。
【図4】同実施の形態による平面表示装置の製造方法及
び同装置の構成を工程別に示した縦断面図。
び同装置の構成を工程別に示した縦断面図。
【図5】従来の平面表示装置の構成を工程別に示した縦
断面図。
断面図。
【図6】図5におけるゲート線と信号線とを絶縁する構
成を拡大して示した縦断面図。
成を拡大して示した縦断面図。
10 絶縁基板
20 半導体薄膜
21 ドレイン
22 ソース
23 チャネル
30 ゲート酸化膜
40、41 ゲート線
50 層間絶縁膜
60 コンタクトホール
61 ドレイン電極
62 ソース電極
63 信号線
101 ブロック層
102 相関絶縁膜(有機膜)
111 コンタクトホール
112 信号線
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Fターム(参考) 2H092 JA25 JA46 JB13 JB38 JB57
JB63 JB69 KA04 KA12 KA18
KA22 KB04 KB13 MA07 MA30
MA35 MA37 NA22 NA25
5F033 GG03 HH08 HH17 HH21 HH22
KK08 KK17 KK21 KK22 PP15
QQ09 QQ13 QQ37 RR08 RR23
RR25 SS22 TT04 VV06 WW09
XX24 XX28
5F110 AA09 BB02 DD02 EE03 EE04
EE06 FF02 FF27 GG02 GG13
HL23 NN03 NN04 NN06 NN22
NN27 NN28 NN35 NN36 PP03
Claims (8)
- 【請求項1】絶縁基板上に形成された2層の導電層の間
を絶縁するため、少なくとも第1の絶縁膜と第2の絶縁
膜とを備え、 前記第1、第2の絶縁膜のうち、少なくともいずれか一
方が比誘電率3以下の材料で形成されてることを特徴と
する平面表示装置。 - 【請求項2】前記第1、第2の絶縁膜のうち、比誘電率
3以下の材料から形成されているものは、有機材料を塗
布することで形成されることを特徴とする請求項1記載
の平面表示装置。 - 【請求項3】前記第1、第2の絶縁膜のうち、少なくと
もいずれか一方はNを含むことを特徴とする請求項1又
は2記載の平面表示装置。 - 【請求項4】前記第1、第2の絶縁膜は、前記第1の絶
縁層の上に前記第2の絶縁層が形成されており、 前記第2の絶縁膜が比誘電率3以下の材料から形成さ
れ、 前記第1の絶縁膜が、前記第2の絶縁膜に含まれる成分
が前記第1の絶縁膜より下方に拡散しないようにブロッ
クするブロック層であることを特徴とする請求項1乃至
3のいずれかに記載の平面表示装置。 - 【請求項5】絶縁基板上に導電性材料を堆積し、パター
ニングを行って第1の導電層を形成する工程と、 前記第1の導電層上に第1の絶縁膜を形成する工程と、 前記第1の絶縁膜上に第2の絶縁膜を形成する工程と、 前記第2の絶縁膜上に導電性材料を堆積し、パターニン
グを行って第2の導電層を形成する工程と、 を備え、 前記第1、第2の絶縁膜のうち、少なくともいずれか一
方を比誘電率3以下の材料で形成することを特徴とする
平面表示装置の製造方法。 - 【請求項6】前記第1、第2の絶縁膜のうち比誘電率3
以下の材料で形成するものは、有機材料を塗布して形成
することを特徴とする請求項5記載の平面表示装置の製
造方法。 - 【請求項7】前記第1、第2の絶縁膜のうち、少なくと
もいずれか一方は、Nを含むことを特徴とする請求項5
又は6記載の平面表示装置の製造方法。 - 【請求項8】前記第2の絶縁膜を比誘電率3以下の材料
で形成し、 前記第1の絶縁膜をNを含む材料で形成することで、前
記第2の絶縁膜に含まれる成分が前記第1の絶縁膜より
下方に拡散しないようにブロックするためのブロック層
とすることを特徴とする請求項5乃至7のいずれかに記
載の平面表示装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001375888A JP2003179232A (ja) | 2001-12-10 | 2001-12-10 | 平面表示装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2001375888A JP2003179232A (ja) | 2001-12-10 | 2001-12-10 | 平面表示装置及びその製造方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2003179232A true JP2003179232A (ja) | 2003-06-27 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2003179232A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005123576A (ja) * | 2003-08-04 | 2005-05-12 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 配線基板、及び半導体装置、並びにそれらの作製方法 |
WO2005124846A1 (ja) * | 2004-06-21 | 2005-12-29 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | 有機シロキサン膜、それを用いた半導体装置、及び、平面表示装置、並びに、原料液 |
KR100856953B1 (ko) * | 2004-06-21 | 2008-09-04 | 히다치 가세고교 가부시끼가이샤 | 유기 실록산막, 그것을 이용한 반도체장치, 및,평면표시장치, 및, 원료액 |
-
2001
- 2001-12-10 JP JP2001375888A patent/JP2003179232A/ja active Pending
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