[go: up one dir, main page]

JP2940689B2 - アクティブマトリクス型表示装置の薄膜トランジスタアレイ及びその製造方法 - Google Patents

アクティブマトリクス型表示装置の薄膜トランジスタアレイ及びその製造方法

Info

Publication number
JP2940689B2
JP2940689B2 JP7443390A JP7443390A JP2940689B2 JP 2940689 B2 JP2940689 B2 JP 2940689B2 JP 7443390 A JP7443390 A JP 7443390A JP 7443390 A JP7443390 A JP 7443390A JP 2940689 B2 JP2940689 B2 JP 2940689B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
film
metal
gate
insulating film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP7443390A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH03274029A (ja
Inventor
努 山田
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.)
Sanyo Denki Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Denki Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Denki Co Ltd filed Critical Sanyo Denki Co Ltd
Priority to JP7443390A priority Critical patent/JP2940689B2/ja
Publication of JPH03274029A publication Critical patent/JPH03274029A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2940689B2 publication Critical patent/JP2940689B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は、アクティブマトリクス型表示装置の薄膜ト
ランジスタアレイ(以下TFTと称する)に関する。
(ロ)従来の技術 近年、アクティブマトリクス型の表示装置、特にアク
ティブマトリクス型液晶表示装置が開発され、この装置
を用いた液晶TVが実用化されている。
このようなアクティブマトリクス型の液晶表示装置
は、液晶セルの一方のセル基板を画素電極対応の薄膜ト
ランジスタアレイ基板とし、他方のセル基板を対向電極
基板としたものである。
従来のアクティブマトリクス型表示装置の薄膜トラン
ジスタアレイの1画素単位の断面構造を第3図に示す。
同図の従来装置は、絶縁基板1上にゲート電極2、ゲ
ート絶縁膜4、非結晶半導体膜5、ソース及びドレイン
コンタクト領域をなす不純物非結晶半導体膜6、6、ソ
ース電極8、ドレイン電極9を積層構成してなるTFT
と、該TFTから延在したゲート絶縁膜4上に形成してTFT
のソース電極8に結合した透明導電材料からなる画素電
極7と、この画素電極7の下層に絶縁膜(ゲート絶縁膜
4、非結晶半導体膜5)及び不純物非結晶半導体膜6を
介して存在する透明導電材料からなる補助容量電極3と
で1画素単位を構成している。
このような従来の薄膜トランジスタアレイは、画素電
極7と補助容量電極3とを容量電極とした容量素子を付
加したものであるので、TFTのオフ期間の画像信号の保
持特性が向上し、表示品質の高い表示装置が実現でき
る。
また一方、TFTのオフ期間の画像信号の保持特性が向
上を図る容量素子を隣接ゲート配線と画素電極からこの
隣接ゲート配線上に絶縁膜を介して延在した電極とを容
量電極とした容量素子を付加したものが存在する。この
ような容量素子の誘電材料としては、特開平1−102525
号公報に開示されているように、酸化タンタルと窒化シ
リコンの2重層を構成要素とする事が提案されている。
特開平1−102525号公報に開示の如き2重誘電材料を
用いた容量素子は、酸化タンタルの比誘電率が高い値
(22)であっても、窒化シリコンのその値が低い値(6.
4)であるので、実効比誘電率の値が10程度となり、さ
ほど誘電率の向上が望めないものであったが、上述の如
く画素電極自体を容量電極として用いていないので、容
量素子の実効面積を極端に狭くする必要がないため、隣
接ゲート配線と画素電極からこの隣接ゲート配線上に絶
縁膜を介して延在した電極との重なり面積を十分広く設
定することで容量値を補うことができる。
しかしながら、第3図の如き容量素子の補助容量電極
3をゲート電極2と同1の不透明の金属材料で形成して
製造工程の簡略化を図る場合には、この補助容量電極を
できるだけ狭く設計しないと透過型の表示装置、例えば
液晶表示装置を実現することはできないので、従来以上
に容量値の高い容量素子が必要となる。
(ハ)発明が解決しようとする課題 本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、容
量値の高い容量素子を組み込んで、狭い実効面積の容量
素子でも、TFTのオフ期間の画像信号の保持特性の高い
アクティブマトリクス型表示装置の薄膜トランジスタア
レイ及びその製造方法を提供するものである。
(ニ)課題を解決するための手段 本発明のアクティブマトリクス型表示装置の薄膜トラ
ンジスタアレイは、絶縁基板上に、ゲート電極、ゲート
絶縁膜、半導体膜、ソース電極及びドレイン電極からな
る薄膜トランジスタと、上記ソース電極に結合した画素
電極と、該画素電極に容量絶縁膜を介して積層される補
助容量電極とを備え、上記補助容量電極は、表面酸化処
理が可能な金属膜にて形成され、該金属表面には酸化処
理による金属酸化膜が被覆されており、上記ゲート絶縁
膜は、上記補助容量電極の上面を除く上記基板の表面を
被覆し、上記ゲート絶縁膜の上に上記画素電極が形成さ
れ、上記補助容量電極と画素電極との間の上記容量絶縁
膜を上記金属酸化膜のみで形成したことをその要旨とす
る。
また、本発明の薄膜トランジスタアレイの製造方法
は、絶縁基板上に第1金属膜からなるゲート電極とこれ
につながるゲート配線、並びに補助容量電極とこれにつ
ながる補助容量配線を同時形成する第1金属膜パターン
形成工程、上記第1金属膜の内、ゲート配線の端子部を
除き、且つ少なくとも補助容量電極の表面を酸化処理し
て、該電極を被覆する金属酸化膜を形成する第1金属表
面酸化処理工程、該酸化処理工程後に、基板全面にゲー
ト絶縁膜を成膜する絶縁膜成膜工程、上記ゲート電極位
置のゲート絶縁膜上に、所定パターンの半導体膜を形成
する半導体膜パターン形成工程、上記金属酸化膜で被覆
されていないゲート配線端子部、及び金属酸化膜で被覆
されている補助容量電極の上面の上記ゲート絶縁膜を除
去する絶縁膜除去工程、上記半導体膜上に第2金属から
なるソース電極とドレイン電極を形成すると同時に、上
記ゲート絶縁膜から露出した上記ゲート配線端子部上に
該第2金属からなるゲート配線端子を形成する第2金属
パターン形成工程、上記第2金属パターン形成工程前、
またはその後に、ソース電極と結合されるべく設けられ
る透明導電膜からなる画素電極を少なくとも上記ゲート
電極上とこのゲート絶縁膜から露出した金属酸化膜被覆
を有する補助容量電極上に形成する透明導電膜パターン
形成工程、を備えたことをその要旨とする。
(ホ)作用 本発明のアクティブマトリクス型表示装置の薄膜トラ
ンジスタアレイによれば、画素電極自体を一方の容量電
極として用いていながらも、その誘電材料に高誘電率の
金属酸化膜のみを採用しているので、他方の容量電極で
ある補助容量電極の占有面積を狭くでき、画素電極位置
でのこの補助容量電極の存在による実効的な光透過率の
低下を抑制できる。
又、本発明のアクティブマトリクス型表示装置の薄膜
トランジスタアレイの製造方法によれば、TFTのゲート
と同時に形成した金属材料からなる補助容量電極の表面
を酸化処理するだけで、容量素子の誘電材料層を形成で
き、しかも工程中でこの誘電材料層上に形成されるTFT
のゲート絶縁膜は、ゲート配線の端子部をゲート絶縁膜
から露出させるための絶縁膜除去工程で同時に除去でき
るので、酸化処理工程の付加だけで容量素子を得ること
ができる。
(ヘ)実施例 第1図に、本発明のアクティブマトリクス型表示装置
の薄膜トランジスタアレイの画素単位の平面図を示す。
更に、第2図(a)に第1図のII−II線に沿った断面図
を示し、同図(b)に該アレイ基板端部に於けるゲート
配線端子構造に断面図を示す。
これらの図の構造を製造工程に従って、以下に解説す
る。
ゲート電極2及び補助容量電極3の形成 第1金属膜(タンタル)をガラスからなる絶縁基板1
上に成膜し、これをパターニングする第1金属膜パター
ン形成工程によって、TFTのゲート電極2とこれにつな
がるゲート配線2′、並びに容量素子の一方の電極をな
す補助容量電極3とこれにつながる補助容量配線3′を
同時に形成する。
ゲート電極表面酸化膜21及び補助容量電極表面酸化膜
31の形成 上記第1金属膜の内、ゲート配線2′の端子部を除
き、その表面を陽極酸化処理する第1金属表面酸化処理
工程によって、2000Å程度の膜厚の酸化タンタルからな
るゲート電極表面酸化膜21及び容量素子の誘電材料層を
なす補助容量電極表面酸化膜31を形成する。尚、第2図
(b)のゲート配線2′の端子部Pの酸化処理回避は、
この部分にあらかじめレジストなどのマスクを施してお
く事で可能になる。
ゲート絶縁膜成膜4の成膜 プラズマCVD法による窒化シリコンの絶縁膜成膜工程
によって、TFT用のゲート絶縁膜4を基板全面に成膜す
る。
非結晶半導体膜5の形成 上記絶縁膜成膜工程に連続して、プラズマCVD法でア
モルファスシリコン膜を成膜し、さらにこれに連続し
て、同じくプラズマCVD法で燐などのN型不純物を導入
したN型不純物アモルファスシリコン膜を成膜する。こ
の様に積層成膜された両アモルファスシリコン膜をパタ
ーニングする半導体パターン形成工程によって、TFTの
上記ゲート電極2位置のゲート絶縁膜4上に、TFT用非
結晶半導体膜5と不純物非結晶半導体膜6(この不純物
非結晶半導体膜6は後工程で図示の如くソース及びドレ
インコンタクト領域に分離される)との積層構造体を形
成する。
ゲート絶縁膜4の部分的除去 窒化シリコンからなる上記ゲート絶縁膜4をパターニ
ングする絶縁膜除去工程によって、酸化タンタルで被覆
されていない第2図(b)のゲート配線2′の端子部P
上のゲート絶縁膜4を除去してこの端子部Pを露出され
ると同時に、酸化タンタルの補助容量電極表面酸化膜31
で被覆されたタンタルの補助容量電極3上のゲート絶縁
膜4を除去して第1図のハッチングで示した領域Cに渡
って補助容量電極表面酸化膜31を露出させる。
画素電極7の形成 ITOなどの透明導電材料膜を成膜し、これをパターン
ニングする透明導電膜パーン形成工程によって、透明な
画素電極を上記ゲート絶縁膜4とこの絶縁膜4から露出
した補助容量電極表面酸化膜31との上に形成する。これ
によって、補助容量電極表面酸化膜31上に存在する第1
図の領域Cに該当した画素電極7の領域が他方の容量電
極となる。
ソース電極8及びドレイン電極9の形成 第2金属膜(アルミ)を全面被着し、これをパターニ
ングする第2金属パターン形成工程によって、TFT用の
上記不純物非結晶半導体膜6上にソース電極とドレイン
電極を形成すると同時に、上記ゲート絶縁膜4から露出
した第2図(b)の上記ゲート配線端子部P上に該第2
金属からなるゲート配線端子10を形成する。
不純物非結晶半導体膜6、6の分離 上記半導体膜パターン形成工程で非結晶半導体膜5と
ともにパターニングされた不純物非結晶半導体膜6をソ
ース電極8、ドレイン電極9をマスクとしてエッチング
除去することによって、両電極下で非結晶半導体膜5に
対するソース及びドレインコンタクト領域となる分離さ
れた不純物非結晶半導体膜6、6が得られる。
以上の工程順の説明では、画素電極7を形成した後
に、ソース電極8及びドレイン電極9を形成したが、こ
の工程順は逆でもよく、結果として、ソース電極8の一
部と画素電極7の一部が重畳して電気的に結合できれば
良い。また、この実施例では、単にオーミックコンタク
トを図るために不純物非結晶半導体膜6、6を設けた
が、必ずしも必要でない。
以上の如くして得られた第1図の領域Cの容量素子
は、不透明なタンタル金属からなる補助容量電極3が画
素電極8の画素領域内に存在するものの、この補助容量
電極3と画素電極8とを各電極として容量素子の誘電材
料を高誘電率(比誘電率が22)の酸化タンタルからなる
補助容量電極表面酸化膜31の一層のみで構成したことに
より、この容量素子の容量値を大幅に高めることが可能
になるので、その面積を非常に狭く設計でき、これによ
って、画素領内の実効的な光透過率の低下を抑制でき
る。例えば、特開平1−102525号公報開示の容量素子
(酸化タンタル膜と窒化シリコン膜の2層構造の比誘電
率:10)に比べて本発明実施例の容量素子は、比誘電率
が22の酸化タンタル膜のみを誘電材料を用いているの
で、誘電率の厚みが半減し、比誘電率が倍増しているた
め、4倍以上の容量値を持ち、これによって、1/4以下
の面積の容量素子でこの従来素子と同等の画像信号の保
持能力を発揮できる。
また、以上の如くして得られたTFTは、ゲート電極2
上にゲート電極表面酸化膜21とゲート絶縁膜4との2層
の絶縁膜を備える事になるが、ゲート電極表面酸化膜21
は必ずしも必要とはいえない。しかしながら、窒化シリ
コンからなるゲート絶縁膜4にクラックなどの歪みが生
じる危惧がある場合には、安定した膜質を持つ酸化タン
タルからなるゲート電極表面酸化膜21を介在させる事に
よって、TFTの信頼性の向上が望める。但し、窒化シリ
コンからなるゲート絶縁膜4は、プラズマCVD法により
この上に連続形成されるアモルファスシリコンの比結晶
半導体膜5の膜質の安定化に必要である。即ち、もし酸
化タンタル膜上にアモルファスシリコン膜を直接形成す
るとアモルファスシリコン膜の酸化タンタル膜との接合
面でのアモルファス構造に歪みが生じ、電子移動度に変
調を来してTFT特性を劣化させる惧れがあるので、上記
ゲート絶縁膜4を備えるのが好ましい。
更に、上述の実施例に於ては、第1金属としてタンタ
ルを用いたが、本発明製造方法では、これに限定される
ことなく、表面酸化処理が可能な金属、例えばアルミニ
ウムが使用でき、この場合にはゲート電極2及び補助容
量電極3がアルミニウム、ゲート電極表面酸化膜21及び
補助容量電極表面酸化膜がアルミニウムを陽極酸化した
アルミナで構成できる。アルミナの比誘電率は、8.6程
度であるが、陽極酸化処理電圧制御によって、100〜500
Åに薄膜成形できるので、容量値の高い容量素子が得ら
れる。
(ト)発明の効果 本発明によれば、占有面積の極めて小さい容量素子を
画素領域に形成することが可能なアクティブマトリクス
型表示装置の薄膜トランジスタアレイを実現でき、その
ための製造工程に於ける負担増加も少なくてよい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のアクティブマトリクス型表示装置の薄
膜トランジスタアレイの画素単位の平面図、第2図は第
1図のII−II線に沿った断面図、第3図は従来装置の断
面図である。 1……絶縁基板、2……ゲート電極、3……補助容量電
極、4……ゲート絶縁膜、5……非結晶半導体膜、7…
…画素電極、8……ソース電極、9……ドレイン電極、
10……ゲート端子、21……ゲート電極表面酸化膜、31…
…補助容量電極表面酸化膜。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】絶縁基板上に、ゲート電極、ゲート絶縁
    膜、半導体膜、ソース電極及びドレイン電極からなる薄
    膜トランジスタと、上記ソース電極に結合した画素電極
    と、該画素電極に容量絶縁膜を介して積層される補助容
    量電極とを備え、 上記補助容量電極は、表面酸化処理が可能な金属膜にて
    形成され、該金属表面には酸化処理による金属酸化膜が
    被覆されており、上記ゲート絶縁膜は、上記補助容量電
    極の上面を除く上記基板の表面を被覆し、上記ゲート絶
    縁膜の上に上記画素電極の一部が形成され、上記補助容
    量電極と画素電極との間の上記容量絶縁膜を上記金属酸
    化膜のみで形成したことを特徴とするアクティブマトリ
    クス型表示装置の薄膜トランジスタアレイ。
  2. 【請求項2】絶縁基板上に第1金属膜からなるゲート電
    極とこれにつながるゲート配線、並びに補助容量電極と
    これにつながる補助容量配線を同時形成する第1金属膜
    パターン形成工程、 上記第1金属膜の内、ゲート配線の端子部を除き、且つ
    少なくとも補助容量電極の表面を酸化処理して、該電極
    を被覆する金属酸化膜を形成する第1金属表面酸化処理
    工程、 該酸化処理工程後に、基板全面にゲート絶縁膜を成膜す
    る絶縁膜成膜工程、 上記ゲート電極位置のゲート絶縁膜上に、所定パターン
    の半導体膜を形成する半導体膜パターン形成工程、 上記金属酸化膜で被覆されていないゲート配線端子部、
    及び金属酸化膜で被覆されている補助容量電極の上面の
    上記ゲート絶縁膜を除去する絶縁膜除去工程、 上記半導体膜上に第2金属からなるソース電極とドレイ
    ン電極を形成すると同時に、上記ゲート絶縁膜から露出
    した上記ゲート配線端子部上に該第2金属からなるゲー
    ト配線端子を形成する第2金属パターン形成工程、 上記第2金属パターン形成工程前、またはその後に、ソ
    ース電極と結合されるべく設けられる透明導電膜からな
    る画素電極を少なくとも上記ゲート電極上とこのゲート
    絶縁膜から露出した金属酸化膜被覆を有する補助容量電
    極上に形成する透明導電膜パターン形成工程、 を備えたことを特徴とする薄膜トランジスタアレイの製
    造方法。
JP7443390A 1990-03-23 1990-03-23 アクティブマトリクス型表示装置の薄膜トランジスタアレイ及びその製造方法 Expired - Fee Related JP2940689B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7443390A JP2940689B2 (ja) 1990-03-23 1990-03-23 アクティブマトリクス型表示装置の薄膜トランジスタアレイ及びその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7443390A JP2940689B2 (ja) 1990-03-23 1990-03-23 アクティブマトリクス型表示装置の薄膜トランジスタアレイ及びその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03274029A JPH03274029A (ja) 1991-12-05
JP2940689B2 true JP2940689B2 (ja) 1999-08-25

Family

ID=13547085

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7443390A Expired - Fee Related JP2940689B2 (ja) 1990-03-23 1990-03-23 アクティブマトリクス型表示装置の薄膜トランジスタアレイ及びその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2940689B2 (ja)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2902516B2 (ja) * 1992-03-17 1999-06-07 シャープ株式会社 ガラス基板およびガラス基板の製造方法
JPH0643489A (ja) * 1992-07-24 1994-02-18 Hitachi Ltd アクティブマトリックス液晶表示装置
JPH06188419A (ja) * 1992-12-16 1994-07-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 薄膜トランジスタの製造方法
JP3098345B2 (ja) * 1992-12-28 2000-10-16 富士通株式会社 薄膜トランジスタマトリクス装置及びその製造方法
TW425637B (en) 1993-01-18 2001-03-11 Semiconductor Energy Lab Method of fabricating mis semiconductor device
JP3214202B2 (ja) * 1993-11-24 2001-10-02 ソニー株式会社 表示素子基板用半導体装置
JP3530750B2 (ja) * 1994-06-13 2004-05-24 株式会社半導体エネルギー研究所 アクティブマトリクス装置
JP3312083B2 (ja) 1994-06-13 2002-08-05 株式会社半導体エネルギー研究所 表示装置
KR100303134B1 (ko) * 1995-05-09 2002-11-23 엘지.필립스 엘시디 주식회사 액정표시소자및그제조방법.
DE69635239T2 (de) 1995-11-21 2006-07-06 Samsung Electronics Co., Ltd., Suwon Verfahren zur Herstellung einer Flüssigkristall-Anzeige
KR100190041B1 (ko) 1995-12-28 1999-06-01 윤종용 액정표시장치의 제조방법
JP3625598B2 (ja) * 1995-12-30 2005-03-02 三星電子株式会社 液晶表示装置の製造方法
JP3966614B2 (ja) 1997-05-29 2007-08-29 三星電子株式会社 広視野角液晶表示装置
KR100354904B1 (ko) 1998-05-19 2002-12-26 삼성전자 주식회사 광시야각액정표시장치
JP4798907B2 (ja) 2001-09-26 2011-10-19 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置
JP5356516B2 (ja) * 2009-05-20 2013-12-04 株式会社東芝 凹凸パターン形成方法
JP5153921B2 (ja) * 2011-06-27 2013-02-27 株式会社半導体エネルギー研究所 表示装置、及び携帯情報端末

Also Published As

Publication number Publication date
JPH03274029A (ja) 1991-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2940689B2 (ja) アクティブマトリクス型表示装置の薄膜トランジスタアレイ及びその製造方法
JP3708637B2 (ja) 液晶表示装置
US5737049A (en) Liquid crystal display device having storage capacitors of increased capacitance and fabrication method therefor
US5036370A (en) Thin film semiconductor array device
JP4368016B2 (ja) 液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板の製造方法
JP2005122182A (ja) 表示素子用の薄膜トランジスタ基板及び製造方法
JPH04163528A (ja) アクティブマトリクス表示装置
KR100218293B1 (ko) 박막트랜지스터 액정표시소자 및 그의 제조방법
JPH01217325A (ja) 液晶表示装置
JPH03280018A (ja) 液晶表示装置及びその製造方法
JPH01219824A (ja) 非晶質シリコン薄膜トランジスタアレイ基板
JPH0627980B2 (ja) 能動マトリクスデイスプレイスクリ−ンの製造方法
JPH10111518A (ja) アクティブマトリクス基板およびその製造方法
JP3084981B2 (ja) 液晶表示装置及びその製造方法
JPH0580650B2 (ja)
JPH04313729A (ja) 液晶表示装置
JP2503615B2 (ja) 薄膜トランジスタ及びその製造方法
JPH0792491A (ja) アクティブマトリクス表示装置用薄膜トランジスタ基板
JP2690067B2 (ja) アクティブマトリクス基板
JPH03114028A (ja) 薄膜トランジスタマトリクスとその製造方法
JP3059783B2 (ja) 液晶表示装置
JPH0862629A (ja) 液晶表示装置
JPH06308531A (ja) 液晶表示装置
JPH0922024A (ja) 液晶表示装置
JPH0830822B2 (ja) アクテイブマトリクス液晶表示装置の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees