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JP4387364B2 - Liquid crystal display device and manufacturing method thereof - Google Patents

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JP4387364B2 JP2006052929A JP2006052929A JP4387364B2 JP 4387364 B2 JP4387364 B2 JP 4387364B2 JP 2006052929 A JP2006052929 A JP 2006052929A JP 2006052929 A JP2006052929 A JP 2006052929A JP 4387364 B2 JP4387364 B2 JP 4387364B2
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Description

本発明はアクティブマトリクス型の液晶表示装置に関し、特にIPS(In-Plane Switching)方式(=横電界方式)のアクティブマトリクス型の液晶表示装置に関する。   The present invention relates to an active matrix type liquid crystal display device, and more particularly to an active matrix type liquid crystal display device of an IPS (In-Plane Switching) type (= lateral electric field type).

薄膜トランジスタ(TFT)などの能動素子を用いたアクティブマトリクス型の液晶表示装置が知られている。アクティブマトリクス型の液晶表示装置は画素密度を高くすることが可能であり、小型軽量でしかも低消費電力であることから、CRTの代替品としてパーソナルコンピュータのモニタや液晶テレビなどの製品が開発されている。特に、TFTの活性層を多結晶シリコンに代表される結晶質半導体膜で形成する技術は、画素部のスイッチ用TFT(以下、画素TFTと記す)のみならず駆動回路を同一基板上に作り込むことを可能とし、液晶表示装置の小型軽量化に寄与する技術と位置付けられている。   An active matrix type liquid crystal display device using an active element such as a thin film transistor (TFT) is known. Active matrix liquid crystal display devices can increase the pixel density, are small and light, and have low power consumption. Therefore, products such as personal computer monitors and liquid crystal televisions have been developed as alternatives to CRTs. Yes. In particular, the technology for forming the active layer of a TFT with a crystalline semiconductor film typified by polycrystalline silicon forms not only a switching TFT (hereinafter referred to as a pixel TFT) but also a driving circuit on the same substrate. Therefore, it is positioned as a technology that contributes to reducing the size and weight of liquid crystal display devices.

液晶表示装置は一対の基板間に液晶を封入し、一方の基板の画素電極(個別電極)と他方の基板の対向電極(共通電極)との間に印加される基板面にほぼ垂直な電界により液晶分子を配向させている。しかし、このような液晶の駆動方法では基板面に対して垂直な方向なら見たときは正常な表示状態でも、斜めから見ると色調が変化し不鮮明になってしまうといった視野角が狭いという欠点があった。   In a liquid crystal display device, liquid crystal is sealed between a pair of substrates, and an electric field substantially perpendicular to the substrate surface is applied between a pixel electrode (individual electrode) on one substrate and a counter electrode (common electrode) on the other substrate. The liquid crystal molecules are aligned. However, such a liquid crystal driving method has a drawback in that the viewing angle is narrow when viewed in an oblique direction even if it is viewed in a direction perpendicular to the substrate surface, even if it is viewed from an oblique direction. there were.

この欠点を克服する方法としてIPS方式がある。この方式は画素電極と共通配線との両方を一方の基板に形成し電界を横方向に切換えることに特徴があり、液晶分子が立ち上がることなく基板面にほぼ平行な方向に配向を制御している。
この動作原理により視野角を広げることが可能となっている。
There is an IPS method as a method for overcoming this drawback. This method is characterized in that both the pixel electrode and the common wiring are formed on one substrate and the electric field is switched in the horizontal direction, and the alignment is controlled in a direction substantially parallel to the substrate surface without rising up the liquid crystal molecules. .
This operating principle makes it possible to widen the viewing angle.

図5は従来のIPS方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置における画素構造の一例を示す。図5において301はゲート配線、302はTFTの半導体膜、303は共通配線、304と308は信号配線(ソース配線)、305は画素電極、307は対向電極、306は保持容量部である。   FIG. 5 shows an example of a pixel structure in a conventional IPS active matrix liquid crystal display device. In FIG. 5, 301 is a gate wiring, 302 is a TFT semiconductor film, 303 is a common wiring, 304 and 308 are signal wirings (source wiring), 305 is a pixel electrode, 307 is a counter electrode, and 306 is a storage capacitor portion.

しかし、この画素構造では対向電極307と信号配線304、308との間に隙間があり、信号配線304、308上を含めてこの隙間の部分では画像信号に従って液晶を駆動することができないので光漏れの問題が発生する。これを防止するためにこの部分に遮光膜を形成する必要があるが、その結果画素部の開口率が低下してしまう。図5で示すような画素構造では、開口率はせいぜい30〜40%程度を確保するのが限度であり、明るさを確保するためにはバックライトの輝度を高くする必要がある。しかし、バックライトの輝度を高くすることは消費電力の増加をもたらすのみでなく、バックライト自体の寿命を短くしてしまう懸念がある。   However, in this pixel structure, there is a gap between the counter electrode 307 and the signal wirings 304 and 308, and the liquid crystal cannot be driven in accordance with the image signal in this gap part including the signal wirings 304 and 308. Problems occur. In order to prevent this, it is necessary to form a light-shielding film in this portion. As a result, the aperture ratio of the pixel portion is lowered. In the pixel structure as shown in FIG. 5, the maximum aperture ratio is about 30 to 40%, and the backlight brightness needs to be increased in order to ensure brightness. However, increasing the luminance of the backlight not only increases power consumption, but also has a concern of shortening the lifetime of the backlight itself.

IPS方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置は視野角を広げることができるが、開口率が低くなってしまうという欠点がある。本発明はこのような問題点を解決するための手段を提供し、IPS方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置の開口率を向上し、視野角が広く、かつ、鮮明で明るい画像表示を実現することを目的とする。   The IPS active matrix liquid crystal display device can widen the viewing angle, but has a drawback that the aperture ratio is lowered. The present invention provides means for solving such problems, improves the aperture ratio of an active matrix liquid crystal display device of the IPS system, and realizes a clear and bright image display with a wide viewing angle. With the goal.

画素部にIPS方式を用いたアクティブマトリクス型の液晶表示装置においてその開口率を向上させるために、絶縁表面上に島状半導体膜とゲート配線と画素電極と共通配線とが形成され、ゲート配線と信号配線とは、半導体膜上に形成されたゲート絶縁膜となる第1の絶縁層上に形成され、画素電極と共通電極とは第1の絶縁層上に形成された第2の絶縁層上に形成され、かつ、画素電極と共通配線とは、基板面と平行な電界が生じるように配置されていて、さらに、共通電極と信号配線とは第2の絶縁層を介して重畳するように配置され、信号配線と半導体膜とは、第2の絶縁層上に形成された接続電極を介して接続していることを特徴としている。   In an active matrix liquid crystal display device using an IPS mode in a pixel portion, an island-shaped semiconductor film, a gate wiring, a pixel electrode, and a common wiring are formed over an insulating surface in order to improve the aperture ratio. The signal wiring is formed on a first insulating layer that is a gate insulating film formed on the semiconductor film, and the pixel electrode and the common electrode are formed on the second insulating layer formed on the first insulating layer. The pixel electrode and the common wiring are arranged so as to generate an electric field parallel to the substrate surface, and the common electrode and the signal wiring overlap with each other via the second insulating layer. The signal wiring and the semiconductor film are arranged and connected through a connection electrode formed on the second insulating layer.

または、絶縁表面上に画素部と駆動回路とが設けられ、画素部には半導体膜と第1の絶縁層上に形成されたゲート電極とゲート配線とを有するTFTと、第2の絶縁層を介してゲート配線と交差する共通配線と、第2の絶縁層上に形成されていて画素部のTFTに接続する画素電極と、共通配線の下方に形成され第2の絶縁層を介して重畳するように配置された信号配線とを有し、画素電極と共通配線とは基板面と平行な電界が生じるように配置され、信号配線と半導体膜とは第2の絶縁層上に形成された接続電極を介して接続した構造を備えた構造を有することを特徴とする。さらに、カラーフィルターが形成される他方の基板には、画素部の各画素に対応した赤色、青色、緑色のカラーフィルター層と、画素部のTFTと重畳するように設けられ、赤色カラーフィルター層から成る遮光膜、または赤色カラーフィルター層と青色カラーフィルター層とが積層された遮光膜とを有することを特徴としている。   Alternatively, a pixel portion and a driver circuit are provided over an insulating surface, and the pixel portion includes a semiconductor film, a TFT having a gate electrode and a gate wiring formed over the first insulating layer, and a second insulating layer. And a common wiring that intersects with the gate wiring, a pixel electrode that is formed on the second insulating layer and is connected to the TFT of the pixel portion, and is formed below the common wiring and overlaps with the second insulating layer. The pixel electrode and the common wiring are arranged so as to generate an electric field parallel to the substrate surface, and the signal wiring and the semiconductor film are connected on the second insulating layer. It has the structure provided with the structure connected through the electrode. Further, the other substrate on which the color filter is formed is provided so as to overlap with the red, blue, and green color filter layers corresponding to each pixel of the pixel portion and the TFT of the pixel portion. Or a light shielding film in which a red color filter layer and a blue color filter layer are laminated.

また、上記課題を解決するために本発明の液晶表示装置の作製方法は、基板上に結晶質半導体膜から成る島状半導体膜を形成する第1の工程と、島状半導体膜上に第1の絶縁層を形成する第2の工程と、第1の絶縁層上にゲート配線と信号配線を形成する第3の工程と、ゲート配線及び信号配線上に第2の絶縁層を形成する第4の工程と、第2の絶縁層上に画素電極と、共通配線と前記半導体膜とを接続する接続電極と、信号配線に重畳するように共通配線を形成する第5の工程とを有することを特徴としている。   In order to solve the above problems, a method for manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention includes a first step of forming an island-shaped semiconductor film made of a crystalline semiconductor film over a substrate, and a first step over the island-shaped semiconductor film. A second step of forming a second insulating layer, a third step of forming a gate wiring and a signal wiring on the first insulating layer, and a fourth step of forming a second insulating layer on the gate wiring and the signal wiring. And a fifth step of forming the common wiring on the second insulating layer so as to overlap the signal wiring and the connection electrode connecting the common wiring and the semiconductor film. It is a feature.

或いは、基板上に結晶質半導体膜から成る島状半導体膜を形成する第1の工程と、島状半導体膜上に第1の絶縁層を形成する第2の工程と、第1の絶縁層上にゲート電極とゲート配線と信号配線を形成する第3の工程と、ゲート配線及び信号配線上に第2の絶縁層を形成する第4の工程と、第2の絶縁層上に前記半導体膜に接続する画素電極と、共通配線と半導体膜とを接続する接続電極と、信号配線に重畳するように共通配線を形成する第5の工程と、一対の基板の他方の基板に、各画素に対応した赤色、青色、緑色のカラーフィルター層を形成する第6の工程と、少なくとも前記薄膜半導体膜と重畳するように、赤色カラーフィルター層と青色カラーフィルター層とを積層して遮光膜を形成する第7の工程と、他方の基板のカラーフィルター層が形成された反対側の面に透光性導電膜を形成する第8の工程とを有することを特徴としている。   Alternatively, a first step of forming an island-shaped semiconductor film made of a crystalline semiconductor film on the substrate, a second step of forming a first insulating layer on the island-shaped semiconductor film, and the first insulating layer A third step of forming a gate electrode, a gate wiring, and a signal wiring, a fourth step of forming a second insulating layer on the gate wiring and the signal wiring, and forming the semiconductor film on the second insulating layer. A pixel electrode to be connected, a connection electrode for connecting the common wiring and the semiconductor film, a fifth step of forming the common wiring so as to overlap the signal wiring, and the other substrate of the pair of substrates corresponding to each pixel A sixth step of forming the red, blue and green color filter layers, and a step of forming a light shielding film by laminating the red color filter layer and the blue color filter layer so as to overlap at least the thin film semiconductor film. Process 7 and color fill on the other substrate It is characterized by having a eighth step of forming a translucent conductive film on the surface opposite to the over layer is formed.

本発明のIPS方式の画素構造を有するアクティブマトリクス基板は、信号配線と共通電極を異なる層で形成し、図2、4、17、18で示すような画素構造とすることにより開口率を向上させることができる。また、ゲート配線を低抵抗導電材料で形成することにより、配線抵抗を十分低減でき、画素部(画面サイズ)が4インチクラス以上の表示装置に適用することができる。画素部の電極の構成は実施形態1または実施形態2のいずれの形態も適用することができる。   The active matrix substrate having the IPS pixel structure of the present invention improves the aperture ratio by forming the signal wiring and the common electrode in different layers and adopting the pixel structure as shown in FIGS. be able to. In addition, by forming the gate wiring with a low-resistance conductive material, the wiring resistance can be sufficiently reduced, and the pixel wiring (screen size) can be applied to a display device having a 4-inch class or more. Either the embodiment 1 or the embodiment 2 can be applied to the configuration of the electrode of the pixel portion.

また、本実施例で示す工程に従えば、アクティブマトリクス基板の作製に必要なフォトマスクの数を5枚(島状半導体膜パターン、ゲート電極パターン、nチャネル領域のマスクパターン、コンタクトホールパターン、配線パターン)とすることができる。その結果、工程を短縮し、製造コストの低減及び歩留まりの向上に寄与することができる。   Further, according to the steps shown in this embodiment, the number of photomasks necessary for manufacturing an active matrix substrate is five (an island-like semiconductor film pattern, a gate electrode pattern, an n-channel region mask pattern, a contact hole pattern, a wiring Pattern). As a result, the process can be shortened, and the manufacturing cost can be reduced and the yield can be improved.

[実施形態1] IPS方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置の画素部はpチャネルまたはnチャネル型TFTから成る画素TFT、画素電極及び保持容量、信号配線、共通配線などから構成される。本発明は特に信号配線と共通配線の形状に特徴がある。以下に本発明の画素部の構成を図1〜3を用いて説明する。 [Embodiment 1] A pixel portion of an active matrix type liquid crystal display device of an IPS system includes a pixel TFT composed of a p-channel or n-channel TFT, a pixel electrode and a storage capacitor, a signal wiring, a common wiring, and the like. The present invention is particularly characterized in the shapes of signal wiring and common wiring. Hereinafter, the configuration of the pixel portion of the present invention will be described with reference to FIGS.

図1は画素部のほぼ一画素分を示し、絶縁表面上に島状半導体膜101、102とゲート電極103、ゲート配線104、信号線106が形成されている様子を示す。基板は無アルカリガラス基板や石英基板等が好ましく、その他にプラスチック基板を使用することもできる。島状半導体膜101はTFTのチャネル形成領域やソースまたはドレイン領域、LDD領域等を形成し、島状半導体膜102は保持容量を形成するために設ける。図示していないが、島状半導体膜101、102上及び少なくとも画素部を形成する基板上には第1の絶縁膜(ゲート絶縁膜に相当する膜)が形成され、その上にゲート電極103が形成される。ゲート電極103はタングステン(W)、タンタル(Ta)、チタン(Ti)、モリブデン(Mo)から選ばれた元素または該元素を成分とする合金材料で形成する。または、多結晶シリコン膜や前記元素のシリサイド膜を組み合わせて形成しても良い。   FIG. 1 shows almost one pixel in a pixel portion, and shows a state where island-like semiconductor films 101 and 102, a gate electrode 103, a gate wiring 104, and a signal line 106 are formed on an insulating surface. The substrate is preferably an alkali-free glass substrate or a quartz substrate, and a plastic substrate can also be used. The island-shaped semiconductor film 101 forms a TFT channel formation region, a source or drain region, an LDD region, and the like, and the island-shaped semiconductor film 102 is provided to form a storage capacitor. Although not illustrated, a first insulating film (a film corresponding to a gate insulating film) is formed over the island-shaped semiconductor films 101 and 102 and at least a substrate on which a pixel portion is formed, over which a gate electrode 103 is formed. It is formed. The gate electrode 103 is formed of an element selected from tungsten (W), tantalum (Ta), titanium (Ti), and molybdenum (Mo) or an alloy material containing the element as a component. Alternatively, a polycrystalline silicon film or a silicide film of the above element may be combined.

ゲート配線104、容量配線105はゲート電極と同じ材料で形成しても良いが、上記材料はシート抵抗値が10Ω/□以上の値であり、画面サイズが4インチクラスかそれ以上の液晶表示装置を作製する場合には必ずしも適切でない。画面サイズの大型化に伴って配線の長さが増大し、配線抵抗の影響による信号の遅延時間(配線遅延)を無視することができなくなる。例えば、13インチクラスでは対角線の長さが340mmとなり、18インチクラスでは460mmとなる。従って、ゲート配線104や容量配線105はシート抵抗値を低くするアルミニウム(Al)や銅(Cu)を主成分とする材料で形成することが望ましい。   The gate wiring 104 and the capacitor wiring 105 may be formed of the same material as the gate electrode, but the above material has a sheet resistance value of 10 Ω / □ or more, and a liquid crystal display device having a screen size of 4 inches class or more. Is not necessarily appropriate. As the screen size increases, the length of the wiring increases, and the signal delay time (wiring delay) due to the influence of the wiring resistance cannot be ignored. For example, the length of the diagonal line is 340 mm in the 13-inch class, and 460 mm in the 18-inch class. Therefore, the gate wiring 104 and the capacitor wiring 105 are preferably formed of a material mainly composed of aluminum (Al) or copper (Cu) that lowers the sheet resistance value.

ゲート配線104をゲート電極103と別な材料で形成する場合には、そのコンタクト部を図1で示すように島状半導体膜101の外側に設ける。Alはエレクトロマイグレーションなどでゲート絶縁膜中にしみ出すことがあるので、Alで形成するゲート配線を直接ゲート絶縁膜に接する形で島状半導体膜上に設けることは適切でない。ゲート電極とゲート配線のコンタクトはコンタクトホールを必要とせず、ゲート電極とゲート配線とを重ね合わせて形成する。また、信号配線106はゲート配線104と同時に形成する。   When the gate wiring 104 is formed of a material different from that of the gate electrode 103, the contact portion is provided outside the island-shaped semiconductor film 101 as shown in FIG. Since Al may ooze into the gate insulating film due to electromigration or the like, it is not appropriate to provide the gate wiring formed of Al on the island-shaped semiconductor film so as to be in direct contact with the gate insulating film. The contact between the gate electrode and the gate wiring does not require a contact hole, and is formed by overlapping the gate electrode and the gate wiring. The signal wiring 106 is formed simultaneously with the gate wiring 104.

その後、層間絶縁膜(図示せず)を形成し、図2に示すように画素電極112、共通配線113、接続電極111を形成する。画素電極112は層間絶縁膜に設けたコンタクト部108で島状半導体膜101と接続する。島状半導体膜101のこの部分はn型またはp型の不純物元素が添加されたソースまたはドレインが形成されている領域である。画素電極112の一方の端は、コンタクト部109で島状半導体膜102と接続している。   Thereafter, an interlayer insulating film (not shown) is formed, and the pixel electrode 112, the common wiring 113, and the connection electrode 111 are formed as shown in FIG. The pixel electrode 112 is connected to the island-shaped semiconductor film 101 through a contact portion 108 provided in the interlayer insulating film. This portion of the island-shaped semiconductor film 101 is a region where a source or drain to which an n-type or p-type impurity element is added is formed. One end of the pixel electrode 112 is connected to the island-shaped semiconductor film 102 through a contact portion 109.

接続電極111は、信号配線106と島状半導体膜101とをコンタクト部110、107を介して接続し、コンタクト部114で隣接する画素の信号配線と接続している。即ち、本発明の実施形態によれば、信号配線はゲート配線と同じ層上に形成され、その交差は層間絶縁膜上に形成された接続電極を用いて行っている。   The connection electrode 111 connects the signal wiring 106 and the island-shaped semiconductor film 101 via the contact portions 110 and 107, and connects to the signal wiring of the adjacent pixel at the contact portion 114. That is, according to the embodiment of the present invention, the signal wiring is formed on the same layer as the gate wiring, and the intersection is performed using the connection electrode formed on the interlayer insulating film.

図2に示すように、共通配線113は層間絶縁膜上に形成され、かつ、信号配線106上に重なるように形成する。このように、共通配線と信号配線を重ね合わせて形成することにより、透過型で形成されるIPS方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置の画素部の開口率を向上させることが可能となる。   As shown in FIG. 2, the common wiring 113 is formed on the interlayer insulating film and overlaps with the signal wiring 106. In this manner, by overlapping the common wiring and the signal wiring, it is possible to improve the aperture ratio of the pixel portion of the IPS active matrix liquid crystal display device formed in a transmission type.

こうして、画素TFT115と保持容量116が形成される。図2において画素TFT115は一対のソースまたはドレイン間に二つのゲート電極が設けられたマルチゲートの構造を示しているが、ゲート電極の数に限定はなくシングルゲートの構造で形成しても良い。保持容量116は半導体膜102とゲート絶縁膜と同層の絶縁膜(図示せず)と容量配線105で形成される。図3は画素部の回路図を示し、点線117で囲まれた部分がほぼ一画素分に相当する。   Thus, the pixel TFT 115 and the storage capacitor 116 are formed. In FIG. 2, the pixel TFT 115 has a multi-gate structure in which two gate electrodes are provided between a pair of sources or drains, but the number of gate electrodes is not limited and may be formed in a single gate structure. The storage capacitor 116 is formed of the semiconductor film 102, an insulating film (not shown) in the same layer as the gate insulating film, and the capacitor wiring 105. FIG. 3 is a circuit diagram of the pixel portion, and a portion surrounded by a dotted line 117 substantially corresponds to one pixel.

画素電極の幅は基板面と平行な方向への電界の広がりを考慮して3μm以上であることが望ましい。また、画素電極と共通配線との間隔は10〜20μm、好ましくは12〜14μmとする。図1と2では本発明のIPS方式の基本的な画素構成を示したが、一画素のサイズや画像の視認性を考慮して画素電極と共通配線を櫛形に形成しても良い。   The width of the pixel electrode is preferably 3 μm or more in consideration of the spread of the electric field in the direction parallel to the substrate surface. The interval between the pixel electrode and the common wiring is 10 to 20 μm, preferably 12 to 14 μm. 1 and 2 show the basic pixel configuration of the IPS system of the present invention, the pixel electrode and the common wiring may be formed in a comb shape in consideration of the size of one pixel and the visibility of the image.

図17はその一例を示し、画素TFT1015、保持容量1016、画素電極1012、共通電極1013が設けられている。画素TFT1015は島状半導体膜1001、ゲート電極1003などから構成され、コンタクト部1008で画素電極1012と接続している。信号配線1006はコンタクト部1010で接続配線1011と接続し、接続配線1011はコンタクト部1007で島状半導体膜1001と、コンタクト部1014で隣接する画素の信号配線と接続している。共通配線1013と層間絶縁膜を介して信号配線1006と重なるように設けられている。   FIG. 17 shows an example, in which a pixel TFT 1015, a storage capacitor 1016, a pixel electrode 1012, and a common electrode 1013 are provided. The pixel TFT 1015 includes an island-shaped semiconductor film 1001, a gate electrode 1003, and the like, and is connected to the pixel electrode 1012 through a contact portion 1008. The signal wiring 1006 is connected to the connection wiring 1011 at the contact portion 1010, and the connection wiring 1011 is connected to the island-shaped semiconductor film 1001 at the contact portion 1007 and the signal wiring of the adjacent pixel at the contact portion 1014. The signal wiring 1006 is provided so as to overlap with the common wiring 1013 and the interlayer insulating film.

図2または図17で示す画素構造は信号配線と共通配線とを層間絶縁膜を介して重畳させて設けることにより、これらの配線部分を覆う遮光膜を必ずしも必要としないで済む。従って、透過型の液晶表示装置において透過光が遮られる面積を減少させることができ、開口率を50〜60%と向上させることができる。その結果、従来のIPS方式の液晶表示装置と比較してバックライトが消費する電力化を低減させることができる。   The pixel structure shown in FIG. 2 or FIG. 17 does not necessarily require a light-shielding film covering these wiring portions by providing signal wirings and common wirings so as to overlap each other with an interlayer insulating film interposed therebetween. Therefore, the area where transmitted light is blocked in the transmissive liquid crystal display device can be reduced, and the aperture ratio can be improved to 50 to 60%. As a result, the power consumption of the backlight can be reduced as compared with the conventional IPS liquid crystal display device.

[実施形態2] IPS方式では白色調を含めた視野角を広げる方法として、くの字型の電極構造が知られている。図4は実施形態1において説明した本発明の画素構造で、くの字型の電極構造を採用した例を示す。画素は画素TFT215、保持容量216、画素電極212、共通電極213が設けられている。画素TFT215は島状半導体膜201、ゲート電極203などから構成され、コンタクト部208で画素電極212と接続している。信号配線206はコンタクト部210で接続配線211と接続し、接続配線211はコンタクト部207で島状半導体膜201と、コンタクト部214で隣接する画素の信号配線と接続している。共通配線213と層間絶縁膜を介して信号配線206と重なるように設けられ、くの字型の角度は120〜160度、好ましくは150度で形成する。くの字型の電極構造を採用すると、視野角がさらに広がり、基板面と垂直な方向はもとより、60〜50度程度傾けた角度から見ても色調の変化がなく、コントラストの低下も少なくすることができる。 [Embodiment 2] In the IPS system, a dog-shaped electrode structure is known as a method for widening the viewing angle including white tone. FIG. 4 shows an example in which the pixel structure of the present invention described in Embodiment 1 adopts a dog-shaped electrode structure. The pixel is provided with a pixel TFT 215, a storage capacitor 216, a pixel electrode 212, and a common electrode 213. The pixel TFT 215 includes an island-shaped semiconductor film 201, a gate electrode 203, and the like, and is connected to the pixel electrode 212 through a contact portion 208. The signal wiring 206 is connected to the connection wiring 211 at the contact portion 210, and the connection wiring 211 is connected to the island-shaped semiconductor film 201 at the contact portion 207 and the signal wiring of the adjacent pixel at the contact portion 214. The signal wiring 206 is provided so as to overlap with the common wiring 213 and the interlayer insulating film, and the angle of the dogleg shape is 120 to 160 degrees, preferably 150 degrees. Adopting the U-shaped electrode structure further widens the viewing angle, and there is no change in color tone even when viewed at an angle of about 60 to 50 degrees, as well as the direction perpendicular to the substrate surface, and the decrease in contrast is reduced. be able to.

[実施形態3] 図18(A)はIPS方式の画素構造の他の一例を示す。画素は画素TFT1115、保持容量1116、画素電極1112、共通電極1113が設けられている。画素TFT1115は島状半導体膜1101、ゲート電極1103などから構成され、コンタクト部1108で画素電極1112と接続している。信号配線1106はコンタクト部1110で接続配線1111と接続し、接続配線1111はコンタクト部1107で島状半導体膜1101と、コンタクト部1114で隣接する画素の信号配線と接続している。共通配線1113と層間絶縁膜を介して信号配線1106と重なるように設けられている。このような画素の回路図を図18(B)に示す。 Embodiment 3 FIG. 18A illustrates another example of an IPS pixel structure. The pixel is provided with a pixel TFT 1115, a storage capacitor 1116, a pixel electrode 1112, and a common electrode 1113. The pixel TFT 1115 includes an island-shaped semiconductor film 1101, a gate electrode 1103, and the like, and is connected to the pixel electrode 1112 through a contact portion 1108. The signal wiring 1106 is connected to the connection wiring 1111 at the contact portion 1110, and the connection wiring 1111 is connected to the island-shaped semiconductor film 1101 at the contact portion 1107 and the signal wiring of the adjacent pixel at the contact portion 1114. The signal wiring 1106 is provided so as to overlap with the common wiring 1113 and the interlayer insulating film. A circuit diagram of such a pixel is shown in FIG.

保持容量1116を形成する半導体膜1102はボロンに代表されるp型の不純物元素が添加されて一方の電極を形成し、ゲート絶縁膜と同じ層で形成された絶縁膜を介して隣接する画素のゲート配線1105を他方の電極としている。半導体膜1102をp型の導電型とするのは、ゲート配線1105がLowレベルのときにON状態とするためである。   A semiconductor film 1102 that forms the storage capacitor 1116 is added with a p-type impurity element typified by boron to form one electrode, and an adjacent pixel is interposed through an insulating film formed of the same layer as the gate insulating film. The gate wiring 1105 is used as the other electrode. The reason why the semiconductor film 1102 is p-type conductivity is that the semiconductor film 1102 is turned on when the gate wiring 1105 is at a low level.

図18(A)のような画素構造とすると容量配線を省略することが可能となり、画素部及び駆動回路を含めた回路構成を簡略化することができると共に、開口率をさらに向上させることができる。   With the pixel structure as shown in FIG. 18A, the capacitor wiring can be omitted, the circuit configuration including the pixel portion and the driver circuit can be simplified, and the aperture ratio can be further improved. .

本実施例ではIPS方式の画素構造で形成した画素部と、画素部の周辺に設ける駆動回路のTFTを同時に作製する方法について詳細に説明する。   In this embodiment, a method for simultaneously manufacturing a pixel portion formed using an IPS pixel structure and a TFT of a driver circuit provided around the pixel portion will be described in detail.

本実施例で示すTFTのゲート電極は2層構造を有している。その第1層目と第2層目とはいずれもTa、W、Ti、Moから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で形成する。或いは、第1層目をリン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜で形成しても良い。好ましい組み合わせの一例は、第1層目をTaまたは窒化タンタル(TaN)、若しくは窒化タンタル(TaN)とTaの積層構造で形成し、第2層目をWで形成する。   The gate electrode of the TFT shown in this embodiment has a two-layer structure. Each of the first layer and the second layer is formed of an element selected from Ta, W, Ti, and Mo, or an alloy material or a compound material containing the element as a main component. Alternatively, the first layer may be formed of a semiconductor film typified by a polycrystalline silicon film doped with an impurity element such as phosphorus. As an example of a preferable combination, the first layer is formed of Ta or tantalum nitride (TaN), or a stacked structure of tantalum nitride (TaN) and Ta, and the second layer is formed of W.

ゲート電極の第1層目に半導体膜を用いる場合も同様であるが、Ta、W、Ti、Moから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料は面積抵抗が約10Ω以上の値であり、画面サイズが4インチクラスかそれ以上の表示装置を作製する場合には必ずしも適していない。画面サイズの大型化に伴って基板上において配線を引回す長さが必然的に増大し、配線抵抗の影響による信号の遅延時間の問題を無視することができなくなるためである。また、配線抵抗を下げる目的で配線の幅を太くすると、画素部以外の周辺の領域の面積が増大し表示装置の外観を著しく損ねることになる。   The same applies to the case where a semiconductor film is used for the first layer of the gate electrode. However, an element selected from Ta, W, Ti, and Mo, or an alloy material or a compound material containing the element as a main component has an area resistance of about The value is 10Ω or more, and is not necessarily suitable for manufacturing a display device having a screen size of 4 inch class or more. This is because, as the screen size increases, the length of wiring on the substrate inevitably increases, and the problem of signal delay time due to the influence of wiring resistance cannot be ignored. Further, if the width of the wiring is increased for the purpose of reducing the wiring resistance, the area of the peripheral region other than the pixel portion is increased, and the appearance of the display device is significantly impaired.

まず、図6(A)に示すように、コーニング社の#7059ガラスや#1737ガラスなどに代表されるバリウムホウケイ酸ガラス、またはアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラスから成る基板501上に酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜などの絶縁膜から成る下地膜502を形成する。例えば、プラズマCVD法でSiH4、NH3、N2Oから作製される酸化窒化シリコン膜502aを10〜200nm(好ましくは50〜100nm)形成し、同様にSiH4、N2Oから作製される酸化窒化シリコン膜502bを50〜200nm(好ましくは100〜150nm)の厚さに積層形成する。本実施例では下地膜502を2層構造として示したが、前記絶縁膜の単層膜または2層以上積層させた構造で形成しても良い。 First, as shown in FIG. 6A, a silicon oxide film on a substrate 501 made of glass such as barium borosilicate glass represented by Corning # 7059 glass or # 1737 glass, or aluminoborosilicate glass, A base film 502 made of an insulating film such as a silicon nitride film or a silicon oxynitride film is formed. For example, a silicon oxynitride film 502a formed from SiH 4 , NH 3 , and N 2 O by plasma CVD is formed to a thickness of 10 to 200 nm (preferably 50 to 100 nm), and similarly formed from SiH 4 and N 2 O. A silicon oxynitride film 502b is formed to a thickness of 50 to 200 nm (preferably 100 to 150 nm). Although the base film 502 is shown as a two-layer structure in this embodiment, it may be formed as a single-layer film of the insulating film or a structure in which two or more layers are stacked.

この絶縁表面上に形成する島状半導体層503〜506及び563は、非晶質構造を有する半導体膜をレーザー結晶化法や熱結晶化法を用いて作製した結晶質半導体膜で形成する。この島状半導体層503〜506及び563の厚さは25〜80nm(好ましくは30〜60nm)の厚さで形成する。結晶質半導体膜の材料に限定はないが、好ましくはシリコンまたはシリコンゲルマニウム(SiGe)合金などで形成すると良い。   The island-shaped semiconductor layers 503 to 506 and 563 formed over the insulating surface are formed using a crystalline semiconductor film in which a semiconductor film having an amorphous structure is formed using a laser crystallization method or a thermal crystallization method. The island-like semiconductor layers 503 to 506 and 563 are formed to have a thickness of 25 to 80 nm (preferably 30 to 60 nm). There is no limitation on the material of the crystalline semiconductor film, but it is preferably formed of silicon or a silicon germanium (SiGe) alloy.

レーザー結晶化法で結晶質半導体膜を作製するには、パルス発振型または連続発光型のエキシマレーザーに代表されるガスレーザーやYAGレーザー、YVO4レーザーに代表される固体レーザーを用いる。これらのレーザーを用いる場合には、レーザー発振器から放射されたレーザー光を光学系で線状または長方形状または矩形状に集光し半導体膜に照射する方法を用いると良い。結晶化の条件は実施者が適宣選択するものであるが、エキシマレーザーを用いる場合はパルス発振周波数30Hzとし、レーザーエネルギー密度を100〜400mJ/cm2(代表的には200〜300mJ/cm2)とする。また、YAGレーザーを用いる場合にはその第2高調波を用いパルス発振周波数1〜10kHzとし、レーザーエネルギー密度を300〜600mJ/cm2(代表的には350〜500mJ/cm2)とすると良い。そして幅100〜1000μm、例えば400μmで線状に集光したレーザー光を基板全面に渡って照射し、この時の線状レーザー光の重ね合わせ率(オーバーラップ率)を80〜98%として行う。 In order to fabricate a crystalline semiconductor film by a laser crystallization method, a gas laser represented by a pulse oscillation type or a continuous emission type excimer laser, a solid laser represented by a YAG laser, or a YVO 4 laser is used. In the case of using these lasers, it is preferable to use a method in which laser light emitted from a laser oscillator is condensed into a linear shape, a rectangular shape, or a rectangular shape by an optical system and irradiated onto a semiconductor film. The crystallization conditions are appropriately selected by the practitioner. When an excimer laser is used, the pulse oscillation frequency is 30 Hz, and the laser energy density is 100 to 400 mJ / cm 2 (typically 200 to 300 mJ / cm 2). ). In the case of using a YAG laser, the second harmonic is used, the pulse oscillation frequency is set to 1 to 10 kHz, and the laser energy density is set to 300 to 600 mJ / cm 2 (typically 350 to 500 mJ / cm 2 ). Then, laser light condensed linearly with a width of 100 to 1000 μm, for example, 400 μm, is irradiated over the entire surface of the substrate, and the superposition ratio (overlap ratio) of the linear laser light at this time is 80 to 98%.

ゲート絶縁膜507はプラズマCVD法またはスパッタ法を用い、厚さを40〜150nmとしてシリコンを含む絶縁膜で形成する。本実施例では、120nmの厚さで酸化窒化シリコン膜で形成する。勿論、ゲート絶縁膜はこのような酸化窒化シリコン膜に限定されるものでなく、他のシリコンを含む絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。例えば、酸化シリコン膜を用いる場合には、プラズマCVD法でTEOS(Tetraethyl Ortho Silicate)とO2とを混合し、反応圧力40Pa、基板温度300〜400℃とし、高周波(13.56MHz)電力密度0.5〜0.8W/cm2で放電させて形成することができる。このようにして作製される酸化シリコン膜は、その後400〜500℃の熱アニールによりゲート絶縁膜として良好な特性を得ることができる。 The gate insulating film 507 is formed of an insulating film containing silicon with a thickness of 40 to 150 nm by a plasma CVD method or a sputtering method. In this embodiment, a silicon oxynitride film is formed with a thickness of 120 nm. Needless to say, the gate insulating film is not limited to such a silicon oxynitride film, and another insulating film containing silicon may be used as a single layer or a stacked structure. For example, when a silicon oxide film is used, TEOS (Tetraethyl Ortho Silicate) and O 2 are mixed by a plasma CVD method, the reaction pressure is 40 Pa, the substrate temperature is 300 to 400 ° C., and the high frequency (13.56 MHz) power density is 0. It can be formed by discharging at 5 to 0.8 W / cm 2 . The silicon oxide film thus manufactured can obtain good characteristics as a gate insulating film by subsequent thermal annealing at 400 to 500 ° C.

そして、ゲート絶縁膜507上にゲート電極を形成するための第1の導電膜508と第2の導電膜509とを形成する。本実施例では、第1の導電膜508をTaで50〜100nmの厚さに形成し、第2の導電膜をWで100〜300nmの厚さに形成する。   Then, a first conductive film 508 and a second conductive film 509 for forming a gate electrode are formed over the gate insulating film 507. In this embodiment, the first conductive film 508 is formed with Ta to a thickness of 50 to 100 nm, and the second conductive film is formed with W to a thickness of 100 to 300 nm.

Ta膜はスパッタ法で形成し、TaのターゲットをArでスパッタする。この場合、Arに適量のXeやKrを加えると、Ta膜の内部応力を緩和して膜の剥離を防止することができる。また、α相のTa膜の抵抗率は20μΩcm程度でありゲート電極に使用することができるが、β相のTa膜の抵抗率は180μΩcm程度でありゲート電極とするには不向きである。α相のTa膜を形成するために、Taのα相に近い結晶構造をもつ窒化タンタルを10〜50nm程度の厚さでTaの下地に形成しておくとα相のTa膜を容易に得ることができる。   The Ta film is formed by sputtering, and a Ta target is sputtered with Ar. In this case, when an appropriate amount of Xe or Kr is added to Ar, the internal stress of the Ta film can be relieved and peeling of the film can be prevented. The resistivity of the α-phase Ta film is about 20 μΩcm and can be used as a gate electrode, but the resistivity of the β-phase Ta film is about 180 μΩcm and is not suitable for a gate electrode. In order to form an α-phase Ta film, tantalum nitride having a crystal structure close to Ta's α-phase is formed on a Ta base with a thickness of about 10 to 50 nm, so that an α-phase Ta film can be easily obtained. be able to.

W膜を形成する場合には、Wをターゲットとしたスパッタ法で形成する。その他に6フッ化タングステン(WF6)を用いる熱CVD法で形成することもできる。いずれにしてもゲート電極として使用するためには低抵抗化を図る必要があり、W膜の抵抗率は20μΩcm以下にすることが望ましい。W膜は結晶粒を大きくすることで低抵抗率化を図ることができるが、W中に酸素などの不純物元素が多い場合には結晶化が阻害され高抵抗化する。このことより、スパッタ法による場合、純度99.9999%のWターゲットを用い、さらに成膜時に気相中からの不純物の混入がないように十分配慮してW膜を形成することにより、抵抗率9〜20μΩcmを実現することができる。 When forming a W film, it is formed by sputtering using W as a target. In addition, it can be formed by a thermal CVD method using tungsten hexafluoride (WF 6 ). In any case, in order to use as a gate electrode, it is necessary to reduce the resistance, and the resistivity of the W film is desirably 20 μΩcm or less. The resistivity of the W film can be reduced by increasing the crystal grains. However, when there are many impurity elements such as oxygen in W, crystallization is hindered and the resistance is increased. Therefore, in the case of the sputtering method, by using a W target having a purity of 99.9999% and further forming a W film with sufficient consideration so as not to mix impurities from the gas phase during film formation, the resistivity 9-20 μΩcm can be realized.

次に図6(B)に示すように、レジストによるマスク510〜513を形成し、ゲート電極を形成するための第1のエッチング処理を行う。エッチング方法に限定はないが、好適にはICP(Inductively Coupled Plasma:誘導結合型プラズマ)エッチング法を用い、エッチング用ガスにCF4とCl2を混合し、0.5〜2Pa、好ましくは1Paの圧力でコイル型の電極に500WのRF(13.56MHz)電力を投入してプラズマを生成して行う。基板側(試料ステージ)にも100WのRF(13.56MHz)電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。CF4とCl2を混合した場合にはW膜及びTa膜とも同程度にエッチングされる。 Next, as shown in FIG. 6B, resist masks 510 to 513 are formed, and a first etching process for forming a gate electrode is performed. Although there is no limitation on the etching method, the ICP (Inductively Coupled Plasma) etching method is preferably used, and CF 4 and Cl 2 are mixed in the etching gas, and 0.5 to 2 Pa, preferably 1 Pa is used. 500 W RF (13.56 MHz) power is applied to the coil-type electrode under pressure to generate plasma. 100 W RF (13.56 MHz) power is also applied to the substrate side (sample stage), and a substantially negative self-bias voltage is applied. When CF 4 and Cl 2 are mixed, the W film and the Ta film are etched to the same extent.

上記エッチング条件では、レジストによるマスクの形状を適したものとすることにより、基板側に印加するバイアス電圧の効果により第1の導電層及び第2の導電層の端部がテーパー形状となる。テーパー部の角度は15〜45°となる。
ゲート絶縁膜上に残渣を残すことなくエッチングするためには、10〜20%程度の割合でエッチング時間を増加させると良い。W膜に対する酸化窒化シリコン膜の選択比は2〜4(代表的には3)であるので、オーバーエッチング処理により、酸化窒化シリコン膜が露出した面は20〜50nm程度エッチングされることになる。こうして、第1のエッチング処理により第1の導電層と第2の導電層から成る第1の形状の導電層515〜518(第1の導電層515a〜518aと第2の導電層515b〜518b)を形成する。514はゲート絶縁膜であり、第1の形状の導電層515〜518で覆われない領域は20〜50nm程度エッチングされ薄くなった領域が形成される。
Under the above etching conditions, by making the shape of the resist mask suitable, the end portions of the first conductive layer and the second conductive layer are tapered due to the effect of the bias voltage applied to the substrate side. The angle of the tapered portion is 15 to 45 °.
In order to perform etching without leaving a residue on the gate insulating film, it is preferable to increase the etching time at a rate of about 10 to 20%. Since the selection ratio of the silicon oxynitride film to the W film is 2 to 4 (typically 3), the surface where the silicon oxynitride film is exposed is etched by about 20 to 50 nm by the overetching process. Thus, the first shape conductive layers 515 to 518 (the first conductive layers 515a to 518a and the second conductive layers 515b to 518b) formed of the first conductive layer and the second conductive layer by the first etching treatment. Form. Reference numeral 514 denotes a gate insulating film. A region which is not covered with the first shape conductive layers 515 to 518 is etched and thinned by about 20 to 50 nm.

そして、第1のドーピング処理を行いn型を付与する不純物元素を添加する。
ドーピングの方法はイオンドープ法若しくはイオン注入法で行えば良い。イオンドープ法の条件はドーズ量を1×1013〜5×1014atoms/cm2とし、加速電圧を60〜100keVとして行う。n型を付与する不純物元素として15族に属する元素、典型的にはリン(P)または砒素(As)を用いるが、ここではリン(P)を用いる。この場合、導電層515〜518がn型を付与する不純物元素に対するマスクとなり、自己整合的に第1の不純物領域519〜523が形成される。第1の不純物領域519〜523には1×1020〜1×1021atoms/cm3の濃度範囲でn型を付与する不純物元素を添加する。
Then, an impurity element imparting n-type is added by performing a first doping process.
The doping method may be an ion doping method or an ion implantation method. The conditions of the ion doping method are a dose amount of 1 × 10 13 to 5 × 10 14 atoms / cm 2 and an acceleration voltage of 60 to 100 keV. As an impurity element imparting n-type, an element belonging to Group 15, typically phosphorus (P) or arsenic (As), is used here, but phosphorus (P) is used. In this case, the conductive layers 515 to 518 serve as a mask for the impurity element imparting n-type, and the first impurity regions 519 to 523 are formed in a self-aligning manner. An impurity element imparting n-type conductivity is added to the first impurity regions 519 to 523 in a concentration range of 1 × 10 20 to 1 × 10 21 atoms / cm 3 .

次に図6(C)に示すように第2のエッチング処理を行う。同様にICPエッチング法を用い、エッチングガスにCF4とCl2とO2を混合して、1Paの圧力でコイル型の電極に500WのRF電力(13.56MHz)を供給し、プラズマを生成して行う。基板側(試料ステージ)には50WのRF(13.56MHz)電力を投入し、第1のエッチング処理に比べ低い自己バイアス電圧を印加する。このような条件によりW膜を異方性エッチングし、かつ、それより遅いエッチング速度で第1の導電層であるTaを異方性エッチングして第2の形状の導電層529〜532(第1の導電層529a〜532aと第2の導電層529b〜532b)
を形成する。528はゲート絶縁膜であり、第2の形状の導電層529〜532で覆われない領域はさらに20〜50nm程度エッチングされ薄くなった領域が形成される。
Next, a second etching process is performed as shown in FIG. Similarly, using ICP etching, CF 4 , Cl 2 and O 2 are mixed in the etching gas, and 500 W of RF power (13.56 MHz) is supplied to the coil-type electrode at a pressure of 1 Pa to generate plasma. Do. 50 W RF (13.56 MHz) power is applied to the substrate side (sample stage), and a lower self-bias voltage is applied than in the first etching process. Under such conditions, the W film is anisotropically etched, and Ta, which is the first conductive layer, is anisotropically etched at a slower etching rate to form second shape conductive layers 529 to 532 (first Conductive layers 529a to 532a and second conductive layers 529b to 532b)
Form. Reference numeral 528 denotes a gate insulating film. A region not covered with the second shape conductive layers 529 to 532 is further etched by about 20 to 50 nm to form a thinned region.

W膜やTa膜のCF4とCl2の混合ガスによるエッチング反応は、生成されるラジカルまたはイオン種と反応生成物の蒸気圧から推測することができる。WとTaのフッ化物と塩化物の蒸気圧を比較すると、Wのフッ化物であるWF6が極端に高く、その他のWCl5、TaF5、TaCl5は同程度である。従って、CF4とCl2の混合ガスではW膜及びTa膜共にエッチングされる。しかし、この混合ガスに適量のO2を添加するとCF4とO2が反応してCOとFになり、FラジカルまたはFイオンが多量に発生する。その結果、フッ化物の蒸気圧が高いW膜のエッチング速度が増大する。一方、TaはFが増大しても相対的にエッチング速度の増加は少ない。また、TaはWに比較して酸化されやすいので、O2を添加することでTaの表面が酸化される。Taの酸化物はフッ素や塩素と反応しないためさらにTa膜のエッチング速度は低下する。従って、W膜とTa膜とのエッチング速度に差を作ることが可能となりW膜のエッチング速度をTa膜よりも大きくすることが可能となる。 The etching reaction of the W film or Ta film with the mixed gas of CF 4 and Cl 2 can be estimated from the generated radical or ion species and the vapor pressure of the reaction product. When the vapor pressures of W and Ta fluorides and chlorides are compared, WF 6 which is a fluoride of W is extremely high, and other WCl 5 , TaF 5 and TaCl 5 are similar. Therefore, both the W film and the Ta film are etched with a mixed gas of CF 4 and Cl 2 . However, when an appropriate amount of O 2 is added to this mixed gas, CF 4 and O 2 react to form CO and F, and a large amount of F radicals or F ions are generated. As a result, the etching rate of the W film having a high fluoride vapor pressure is increased. On the other hand, the increase in etching rate of Ta is relatively small even when F increases. Further, since Ta is more easily oxidized than W, the surface of Ta is oxidized by adding O 2 . Since the Ta oxide does not react with fluorine or chlorine, the etching rate of the Ta film further decreases. Therefore, it is possible to make a difference in the etching rate between the W film and the Ta film, and the etching rate of the W film can be made larger than that of the Ta film.

そして、図7(A)に示すように第2のドーピング処理を行う。この場合、第1のドーピング処理よりもドーズ量を下げ高加速電圧の条件でn型を付与する不純物元素をドーピングする。例えば、加速電圧を70〜120keVとし、1×1013atoms/cm2のドーズ量で行い、図6(B)で島状半導体層に形成された第1の不純物領域の内側に新な不純物領域を形成する。ドーピングは、第2の形状の導電層529〜532を不純物元素に対するマスクとして用い、第1の導電層529a〜532aの下側の領域にも不純物元素が添加されるようにドーピングする。こうして、第1の導電層529a〜532aと重なる第3の不純物領域537〜540と、第1の不純物領域と第3の不純物領域との間の第2の不純物領域533〜536とを形成する。n型を付与する不純物元素は、第2の不純物領域で1×1017〜1×1019atoms/cm3の濃度となるようにし、第3の不純物領域で1×1016〜1×1018atoms/cm3の濃度となるようにする。 Then, a second doping process is performed as shown in FIG. In this case, an impurity element which imparts n-type is doped under a condition of a lower acceleration amount and a higher acceleration voltage than in the first doping treatment. For example, the acceleration voltage is set to 70 to 120 keV and the dose is 1 × 10 13 atoms / cm 2. A new impurity region is formed inside the first impurity region formed in the island-shaped semiconductor layer in FIG. 6B. Form. Doping is performed using the second shape conductive layers 529 to 532 as a mask against the impurity element so that the impurity element is also added to the lower region of the first conductive layers 529 a to 532 a. Thus, third impurity regions 537 to 540 overlapping with the first conductive layers 529a to 532a and second impurity regions 533 to 536 between the first impurity region and the third impurity region are formed. The impurity element imparting n-type conductivity has a concentration of 1 × 10 17 to 1 × 10 19 atoms / cm 3 in the second impurity region, and 1 × 10 16 to 1 × 10 18 in the third impurity region. The concentration is atoms / cm 3 .

そして図7(B)に示すように、pチャネル型TFTを形成する島状半導体層504に一導電型とは逆の導電型の第4の不純物領域544〜546を形成する。第2の導電層530を不純物元素に対するマスクとして用い、自己整合的に不純物領域を形成する。このとき、nチャネル型TFTを形成する島状半導体層503、505、506はレジストのマスク541〜543で全面を被覆しておく。不純物領域544〜546にはそれぞれ異なる濃度でリンが添加されているが、ジボラン(B26)を用いたイオンドープ法で形成し、そのいずれの領域においても不純物濃度を2×1020〜2×1021atoms/cm3となるようにする。 Then, as shown in FIG. 7B, fourth impurity regions 544 to 546 having a conductivity type opposite to the one conductivity type are formed in the island-shaped semiconductor layer 504 forming the p-channel TFT. Using the second conductive layer 530 as a mask for the impurity element, an impurity region is formed in a self-aligning manner. At this time, the island-like semiconductor layers 503, 505, and 506 forming the n-channel TFT are entirely covered with resist masks 541 to 543. Phosphorus is added to the impurity regions 544 to 546 at different concentrations. The impurity regions 544 to 546 are formed by ion doping using diborane (B 2 H 6 ), and the impurity concentration in each region is 2 × 10 20 to It is set to 2 × 10 21 atoms / cm 3 .

以上までの工程でそれぞれの島状半導体層に不純物領域が形成される。第2の形状の導電層529〜532がゲート電極として機能する。   Through the above steps, impurity regions are formed in each island-like semiconductor layer. The second shape conductive layers 529 to 532 function as gate electrodes.

こうして導電型の制御を目的として図7(C)に示すように、それぞれの島状半導体層に添加された不純物元素を活性化する工程を行う。この工程はファーネスアニール炉を用いる熱アニール法で行う。その他に、レーザーアニール法、またはラピッドサーマルアニール法(RTA法)を適用することができる。熱アニール法では酸素濃度が1ppm以下、好ましくは0.1ppm以下の窒素雰囲気中で400〜700℃、代表的には500〜600℃で行うものであり、本実施例では500℃で4時間の熱処理を行う。   Thus, for the purpose of controlling the conductivity type, as shown in FIG. 7C, a step of activating the impurity element added to each island-like semiconductor layer is performed. This step is performed by a thermal annealing method using a furnace annealing furnace. In addition, a laser annealing method or a rapid thermal annealing method (RTA method) can be applied. In the thermal annealing method, the oxygen concentration is 1 ppm or less, preferably 0.1 ppm or less in a nitrogen atmosphere at 400 to 700 ° C., typically 500 to 600 ° C. In this example, the temperature is 500 ° C. for 4 hours. Heat treatment is performed.

レーザーアニール法では波長400nm以下のエキシマレーザー光やYAGレーザー、YVO4レーザーの第2高調波(532nm)を用いる。活性化の条件は実施者が適宣選択するものであるが、エキシマレーザーを用いる場合はパルス発振周波数30Hzとし、レーザーエネルギー密度を100〜300mJ/cm2とする。また、YAGレーザーを用いる場合にはその第2高調波を用いパルス発振周波数1〜10kHzとし、レーザーエネルギー密度を200〜400mJ/cm2とすると良い。そして幅100〜1000μm、例えば400μmで線状に集光したレーザー光を基板全面に渡って照射し、この時の線状レーザー光の重ね合わせ率(オーバーラップ率)を80〜98%として行う。 In the laser annealing method, excimer laser light having a wavelength of 400 nm or less, YAG laser, and second harmonic (532 nm) of YVO 4 laser are used. The activation conditions are appropriately selected by the practitioner. When an excimer laser is used, the pulse oscillation frequency is set to 30 Hz, and the laser energy density is set to 100 to 300 mJ / cm 2 . When a YAG laser is used, the second harmonic is used and the pulse oscillation frequency is 1 to 10 kHz, and the laser energy density is preferably 200 to 400 mJ / cm 2 . Then, laser light condensed linearly with a width of 100 to 1000 μm, for example, 400 μm, is irradiated over the entire surface of the substrate, and the superposition ratio (overlap ratio) of the linear laser light at this time is 80 to 98%.

さらに、3〜100%の水素を含む雰囲気中で、300〜450℃で1〜12時間の熱処理を行い、島状半導体層を水素化する工程を行う。この工程は熱的に励起された水素により半導体層のダングリングボンドを終端する工程である。水素化の他の手段として、プラズマ水素化(プラズマにより励起された水素を用いる)を行っても良い。   Further, a heat treatment is performed at 300 to 450 ° C. for 1 to 12 hours in an atmosphere containing 3 to 100% hydrogen to perform a step of hydrogenating the island-shaped semiconductor layer. This step is a step of terminating dangling bonds in the semiconductor layer with thermally excited hydrogen. As another means of hydrogenation, plasma hydrogenation (using hydrogen excited by plasma) may be performed.

活性化および水素化処理の後、ゲート配線、信号配線、容量配線を低抵抗の導電性材料で形成する。低抵抗の導電性材料はAlやCuを主成分とするものであり、このような材料でゲート配線を形成する。本実施例ではAlを用いる例を示し、Tiを0.1〜2重量%含むAl膜を低抵抗導電層として全面に形成する(図示せず)。厚さは200〜400nm(好ましくは250〜350nm)で形成する。そして、所定のレジストパターンを形成し、エッチング処理して、ゲート配線547、549、信号配線548、容量配線550を形成する。これらの配線のエッチング処理は、リン酸系のエッチング溶液によるウエットエッチングで行うと、下地との選択加工性を保って形成することができる。   After the activation and hydrogenation treatment, a gate wiring, a signal wiring, and a capacitor wiring are formed using a low-resistance conductive material. The low-resistance conductive material is mainly composed of Al or Cu, and the gate wiring is formed using such a material. In this embodiment, an example using Al is shown, and an Al film containing 0.1 to 2% by weight of Ti is formed on the entire surface as a low resistance conductive layer (not shown). The thickness is 200 to 400 nm (preferably 250 to 350 nm). Then, a predetermined resist pattern is formed and etched to form gate wirings 547 and 549, a signal wiring 548, and a capacitor wiring 550. When the wiring is etched by wet etching using a phosphoric acid-based etching solution, it can be formed while maintaining selective processability with the base.

Cuをゲート配線に使用する場合には、密着性を高めるために下地に窒化Ta膜を50〜200nmの厚さに形成しておく。Cuはスパッタ法やメッキ法で200〜500nmの厚さに形成しエッチング処理により配線を形成する。Cu配線はAl配線に比べエレクトロマイグレーションの耐性が高く配線の微細化が可能となる。   When Cu is used for the gate wiring, a Ta nitride film is formed to a thickness of 50 to 200 nm as a base in order to improve adhesion. Cu is formed to a thickness of 200 to 500 nm by sputtering or plating, and wiring is formed by etching. Cu wiring has higher resistance to electromigration than Al wiring and can be miniaturized.

図8において、第1の層間絶縁膜551は酸化窒化シリコン膜から100〜200nmの厚さで形成する。その上に有機絶縁物材料から成る第2の層間絶縁膜552を形成する。第2の層間絶縁膜552は1.0〜2.0μmの平均膜厚で形成する。有機絶縁物材料としては、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、BCB(ベンゾシクロブテン)等を使用することができる。例えば、基板に塗布後、熱重合するタイプのポリイミドを用いる場合には、クリーンオーブンで300℃で焼成して形成する。また、アクリルを用いる場合には、2液性のものを用い、主材と硬化剤を混合した後、スピナーを用いて基板全面に塗布した後、ホットプレートで80℃で60秒の予備加熱を行い、さらにクリーンオーブンで250℃で60分焼成して形成することができる。   In FIG. 8, the first interlayer insulating film 551 is formed with a thickness of 100 to 200 nm from a silicon oxynitride film. A second interlayer insulating film 552 made of an organic insulating material is formed thereon. The second interlayer insulating film 552 is formed with an average film thickness of 1.0 to 2.0 μm. As the organic insulating material, polyimide, acrylic, polyamide, polyimide amide, BCB (benzocyclobutene), or the like can be used. For example, when using a type of polyimide that is thermally polymerized after being applied to the substrate, it is formed by baking at 300 ° C. in a clean oven. When acrylic is used, a two-component type is used, and after mixing the main material and the curing agent, applying the entire surface of the substrate using a spinner, preheating at 80 ° C. for 60 seconds with a hot plate. It can be formed by baking at 250 ° C. for 60 minutes in a clean oven.

そして、駆動回路406において島状半導体層のソース領域とコンタクトを形成するソース配線553〜555、ドレイン領域とコンタクトを形成するドレイン配線556〜558を形成する。また、画素部407においては、共通配線559、画素電極561、容量配線562、接続電極560を形成する。この接続電極560により信号配線548は画素TFT404と電気的な接続が形成される。これら第2の層間絶縁膜552上に形成する配線は、例えば、図14(C)
に示すように50〜200nmのTi膜768a、100〜300nmのAl膜768b、50〜200nmのスズ(Sn)膜またはTi膜で形成する。このような構成で形成されたソース配線553〜555、ドレイン配線556〜558、画素電極561は、第2の層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して、TFTのソースまたはドレイン領域765とTi膜768aで接触を形成し、Alと半導体が直接接して反応することを防ぎ、コンタクト部分の信頼性を高めている。
Then, source wirings 553 to 555 that form contacts with the source region of the island-shaped semiconductor layer and drain wirings 556 to 558 that form contacts with the drain region are formed in the driver circuit 406. In the pixel portion 407, a common wiring 559, a pixel electrode 561, a capacitor wiring 562, and a connection electrode 560 are formed. With this connection electrode 560, the signal wiring 548 is electrically connected to the pixel TFT 404. Wirings formed on the second interlayer insulating film 552 are, for example, as shown in FIG.
As shown in FIG. 5, the film is formed of a Ti film 768a of 50 to 200 nm, an Al film 768b of 100 to 300 nm, a tin (Sn) film or Ti film of 50 to 200 nm. The source wirings 553 to 555, the drain wirings 556 to 558, and the pixel electrode 561 formed as described above are connected to the source or drain region 765 of the TFT and the Ti via the contact holes formed in the second interlayer insulating film. A contact is formed with the film 768a to prevent the Al and the semiconductor from directly contacting and reacting with each other, thereby improving the reliability of the contact portion.

以上の様にして、nチャネル型TFT401、pチャネル型TFT402、nチャネル型TFT403を有する駆動回路406と、画素TFT404、保持容量405とを有する画素部407を同一基板上に形成することができる。本明細書中ではこのような基板を便宜上アクティブマトリクス基板と呼ぶ。   As described above, the driver circuit 406 including the n-channel TFT 401, the p-channel TFT 402, and the n-channel TFT 403, and the pixel portion 407 including the pixel TFT 404 and the storage capacitor 405 can be formed over the same substrate. In this specification, such a substrate is referred to as an active matrix substrate for convenience.

駆動回路406のnチャネル型TFT401はチャネル形成領域563、ゲート電極を形成する第2の形状の導電層529と重なる第3の不純物領域537(Gate Overlapped Drain:GOLD領域)、ゲート電極の外側に形成される第2の不純物領域533(Lightly Doped Drain:LDD領域)とソース領域またはドレイン領域として機能する第1の不純物領域519を有している。pチャネル型TFT402にはチャネル形成領域564、ゲート電極を形成する第2の形状の導電層530と重なる第4の不純物領域546、ゲート電極の外側に形成される第4の不純物領域545、ソース領域またはドレイン領域として機能する第4の不純物領域544を有している。nチャネル型TFT403にはチャネル形成領域565、ゲート電極を形成する第2の形状の導電層531と重なる第3の不純物領域539(GOLD領域)、ゲート電極の外側に形成される第2の不純物領域535(LDD領域)とソース領域またはドレイン領域として機能する第1の不純物領域521を有している。   The n-channel TFT 401 of the driver circuit 406 is formed outside the channel formation region 563, a third impurity region 537 (Gate Overlapped Drain: GOLD region) overlapping the second shape conductive layer 529 forming the gate electrode, and the gate electrode. The second impurity region 533 (Lightly Doped Drain: LDD region) and the first impurity region 519 functioning as a source region or a drain region are provided. The p-channel TFT 402 includes a channel formation region 564, a fourth impurity region 546 that overlaps with the second shape conductive layer 530 that forms the gate electrode, a fourth impurity region 545 formed outside the gate electrode, and a source region Alternatively, a fourth impurity region 544 functioning as a drain region is provided. The n-channel TFT 403 includes a channel formation region 565, a third impurity region 539 (GOLD region) that overlaps with the second-shaped conductive layer 531 that forms the gate electrode, and a second impurity region formed outside the gate electrode. 535 (LDD region) and a first impurity region 521 functioning as a source region or a drain region.

画素部の画素TFT404にはチャネル形成領域566、ゲート電極を形成する第2の形状の導電層532と重なる第3の不純物領域540(GOLD領域)
、ゲート電極の外側に形成される第2の不純物領域536(LDD領域)とソース領域またはドレイン領域として機能する第1の不純物領域522を有している。また、保持容量405の一方の電極として機能する半導体層523には第1の不純物領域と同じ濃度でn型を付与する不純物元素が添加されており、容量配線550とその間の絶縁層(ゲート絶縁膜と同じ層)とで保持容量を形成している。但し、図8で示す保持容量405は隣接する画素の保持容量を示している。
The pixel TFT 404 in the pixel portion includes a channel formation region 566 and a third impurity region 540 (GOLD region) that overlaps with the second shape conductive layer 532 forming the gate electrode.
And a second impurity region 536 (LDD region) formed outside the gate electrode and a first impurity region 522 functioning as a source region or a drain region. Further, an impurity element imparting n-type conductivity is added to the semiconductor layer 523 functioning as one electrode of the storage capacitor 405 at the same concentration as that of the first impurity region, and the capacitor wiring 550 and an insulating layer (gate insulating layer) therebetween are added. A storage capacitor is formed by the same layer as the film). However, a storage capacitor 405 illustrated in FIG. 8 indicates a storage capacitor of an adjacent pixel.

本実施例で作製するアクティブマトリクス基板の画素部の上面図は、図8のA−A'は、図2で示すA−A'線に対応している。即ち、図8で示す共通配線559、信号配線548、接続配線560、画素電極561、ゲート配線549、容量配線550は図2で示す共通配線113、信号配線106、接続電極111、画素電極112、ゲート配線104、容量配線105'と対応している。   In the top view of the pixel portion of the active matrix substrate manufactured in this embodiment, AA ′ in FIG. 8 corresponds to the AA ′ line shown in FIG. That is, the common wiring 559, the signal wiring 548, the connection wiring 560, the pixel electrode 561, the gate wiring 549, and the capacitor wiring 550 shown in FIG. 8 are the common wiring 113, signal wiring 106, connection electrode 111, pixel electrode 112, It corresponds to the gate wiring 104 and the capacitor wiring 105 ′.

このように、本発明のIPS方式の画素構造を有するアクティブマトリクス基板は、信号配線と共通電極を異なる層で形成し、図2で示すような画素構造とすることにより開口率を向上させることができる。また、ゲート配線を低抵抗導電材料で形成することにより、配線抵抗を十分低減でき、画素部(画面サイズ)が4インチクラス以上の表示装置に適用することができる。画素部の電極の構成は実施形態1または実施形態2のいずれの形態も適用することができる。   As described above, the active matrix substrate having the IPS pixel structure according to the present invention can improve the aperture ratio by forming the signal wiring and the common electrode in different layers and forming the pixel structure as shown in FIG. it can. In addition, by forming the gate wiring with a low-resistance conductive material, the wiring resistance can be sufficiently reduced, and the pixel wiring (screen size) can be applied to a display device having a 4-inch class or more. Either the embodiment 1 or the embodiment 2 can be applied to the configuration of the electrode of the pixel portion.

本実施例では実施例1で作製したアクティブマトリクス基板から、アクティブマトリクス型液晶表示装置を作製する工程を説明する。図9はアクティブマトリクス基板と対向基板569とを貼り合わせた状態を示している。最初に、図8の状態のアクティブマトリクス基板上に配向膜567を形成しラビング処理を行う。対向基板569にはカラーフィルター層570、571、オーバーコート層573、配向膜574を形成する。カラーフィルター層はTFTの上方で赤色のカラーフィルター層570と青色のカラーフィルター層571とを重ねて形成し遮光膜を兼ねる構成とする。また、接続電極に合わせて赤色のカラーフィルター層570、青色のカラーフィルター層571、緑色のカラーフィルター層572とを重ね合わせてスペーサを形成する。各色のカラーフィルターはアクリル樹脂に顔料を混合したもので1〜3μmの厚さで形成する。これは感光性材料を用い、マスクを用いて所定のパターンに形成することができる。スペーサの高さはオーバーコート層の厚さ1〜4μmを考慮することにより2〜7μm、好ましくは4〜6μmとすることができ、この高さによりアクティブマトリクス基板と対向基板とを貼り合わせた時のギャップを形成する。オーバーコート層は光硬化型または熱硬化型の有機樹脂材料で形成し、例えば、ポリイミドやアクリル樹脂などを用いる。スペーサの配置は任意に決定すれば良いが、例えば図9で示すように接続配線上にその位置を合わせて形成すると良い。その後、アクティブマトリクス基板と対向基板とを貼り合わせる。   In this embodiment, a process of manufacturing an active matrix liquid crystal display device from the active matrix substrate manufactured in Embodiment 1 will be described. FIG. 9 shows a state where the active matrix substrate and the counter substrate 569 are bonded together. First, an alignment film 567 is formed on the active matrix substrate in the state shown in FIG. 8, and a rubbing process is performed. Color filter layers 570 and 571, an overcoat layer 573, and an alignment film 574 are formed on the counter substrate 569. The color filter layer is formed by overlapping a red color filter layer 570 and a blue color filter layer 571 above the TFT to serve as a light shielding film. In addition, a red color filter layer 570, a blue color filter layer 571, and a green color filter layer 572 are overlapped to form a spacer in accordance with the connection electrode. Each color filter is formed by mixing a pigment with an acrylic resin and having a thickness of 1 to 3 μm. This can be formed in a predetermined pattern using a photosensitive material and a mask. The height of the spacer can be set to 2 to 7 μm, preferably 4 to 6 μm in consideration of the thickness of the overcoat layer of 1 to 4 μm. When the active matrix substrate and the counter substrate are bonded to each other by this height, Forming a gap. The overcoat layer is formed of a photo-curing or thermosetting organic resin material, and for example, polyimide or acrylic resin is used. The arrangement of the spacers may be arbitrarily determined. For example, as shown in FIG. 9, the spacers may be formed so as to be aligned on the connection wiring. Thereafter, the active matrix substrate and the counter substrate are bonded together.

図12はアクティブマトリクス基板と対向基板とを貼り合わせる様子を模式的に示す。アクティブマトリクス基板650は、画素部653、走査線側駆動回路652、信号線側駆動回路651、外部入力端子654、外部入力端子から各回路の入力部までを接続する配線659などが形成されている。対向基板655にはアクティブマトリクス基板650の画素部及び駆動回路が形成されている領域に対応してカラーフィルター層656が形成されている。このようなアクティブマトリクス基板650と対向基板655とはシール材657を介して貼り合わせ、液晶を注入してシール材657の内側に液晶層658を設ける。さらに、アクティブマトリクス基板650の外部入力端子654にはFPC(フレキシブルプリント配線板:Flexible Printed Circuit)660を貼り付ける。FPC660の接着強度を高めるために補強板659を設けても良い。   FIG. 12 schematically shows how the active matrix substrate and the counter substrate are bonded together. The active matrix substrate 650 is provided with a pixel portion 653, a scanning line side driver circuit 652, a signal line side driver circuit 651, an external input terminal 654, a wiring 659 for connecting the external input terminal to the input portion of each circuit, and the like. . A color filter layer 656 is formed on the counter substrate 655 corresponding to the region where the pixel portion and the driving circuit of the active matrix substrate 650 are formed. Such an active matrix substrate 650 and the counter substrate 655 are attached to each other through a sealant 657, and liquid crystal is injected to provide a liquid crystal layer 658 inside the sealant 657. Further, an FPC (Flexible Printed Circuit) 660 is attached to the external input terminal 654 of the active matrix substrate 650. In order to increase the adhesive strength of the FPC 660, a reinforcing plate 659 may be provided.

図9の画素部におけるA−A'の切断線は図2で示す画素部の上面図のA−A'線に対応している。画素TFTの上面には対向基板側に赤色のカラーフィルターと青色のカラーフィルターとが積層して形成されこれを遮光膜として用いている。   The section line AA ′ in the pixel portion of FIG. 9 corresponds to the AA ′ line in the top view of the pixel portion shown in FIG. On the upper surface of the pixel TFT, a red color filter and a blue color filter are laminated on the opposite substrate side, and this is used as a light shielding film.

図11はこのようにして作製されたアクティブマトリクス基板を正面から見た図を示す。図11(A)で示す上面図は、画素部、駆動回路、FPC(フレキシブルプリント配線板:Flexible Printed Circuit)を貼り付ける外部入力端子712、外部入力端子712と各回路の入力部までを接続する配線714などが形成されたアクティブマトリクス基板710と、カラーフィルターなどが形成された対向基板711とがシール材713を介して貼り合わされている。   FIG. 11 is a front view of the active matrix substrate manufactured as described above. The top view shown in FIG. 11A connects a pixel portion, a driving circuit, an external input terminal 712 to which an FPC (Flexible Printed Circuit Board: Flexible Printed Circuit) is pasted, and the external input terminal 712 to the input portion of each circuit. An active matrix substrate 710 on which wirings 714 and the like are formed and a counter substrate 711 on which color filters and the like are formed are attached to each other with a sealant 713 interposed therebetween.

走査線側駆動回路716と信号線側駆動回路715の上面には対向基板側に赤色カラーフィルターまたは赤色と青色のカラーフィルターを積層させた遮光膜718が形成されている。また、画素部717上の対向基板側に形成されたカラーフィルター719は赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の各色のカラーフィルター層が各画素に対応して設けられている。その画素の一部を拡大した模式図を図11(B)に示す。実際の表示に際しては、赤色(R)カラーフィルター層701、緑色(G)カラーフィルター層703、青色(B)カラーフィルター層702の3色で一画素を形成するが、これら各色のカラーフィルターの配列は任意なものとする。各画素のTFTが形成されている領域705、柱状スペーサ706が形成される領域には遮光膜704として、赤色(R)カラーフィルター、または赤色(R)カラーフィルター層と青色(B)カラーフィルター層とを積層して形成している。   On the upper surface of the scanning line side driving circuit 716 and the signal line side driving circuit 715, a light shielding film 718 in which a red color filter or red and blue color filters are stacked is formed on the counter substrate side. In addition, the color filter 719 formed on the counter substrate side over the pixel portion 717 is provided with a color filter layer of each color of red (R), green (G), and blue (B) corresponding to each pixel. FIG. 11B is a schematic diagram in which a part of the pixel is enlarged. In actual display, one pixel is formed with three colors of a red (R) color filter layer 701, a green (G) color filter layer 703, and a blue (B) color filter layer 702. The arrangement of the color filters of these colors Is optional. A red (R) color filter, or a red (R) color filter layer and a blue (B) color filter layer are used as a light shielding film 704 in a region 705 where a TFT of each pixel is formed and a region where a columnar spacer 706 is formed. And are laminated.

図11(B)で示すB−B'線の沿ったカラーフィルターの配列を持つ画素部の断面構造を図10に示す。赤(R)画素626、青(B)画素627、緑(G)画素628が形成されている。アクティブマトリクス基板側では基板601上に下地膜602、ゲート絶縁膜603、信号配線604〜607、層間絶縁膜609、画素電極611、613、615、共通配線610、612、614、616、配向膜624が形成されている。対向基板617側には、赤色(R)カラーフィルター618、青色(B)カラーフィルター619、緑色(G)カラーフィルター620が順次形成されその上にオーバーコート層621、配向膜622が形成されている。そして、その間に液晶層623が形成されている。隣接する画素間は、信号配線と共通配線が重畳して形成され、遮光部625を形成している。   FIG. 10 shows a cross-sectional structure of a pixel portion having an array of color filters along the line BB ′ shown in FIG. A red (R) pixel 626, a blue (B) pixel 627, and a green (G) pixel 628 are formed. On the active matrix substrate side, a base film 602, a gate insulating film 603, signal wirings 604 to 607, an interlayer insulating film 609, pixel electrodes 611, 613, 615, common wirings 610, 612, 614, 616, an alignment film 624 are formed on the substrate 601. Is formed. On the counter substrate 617 side, a red (R) color filter 618, a blue (B) color filter 619, and a green (G) color filter 620 are sequentially formed, and an overcoat layer 621 and an alignment film 622 are formed thereon. . In the meantime, a liquid crystal layer 623 is formed. Between adjacent pixels, a signal wiring and a common wiring are formed so as to overlap each other, and a light shielding portion 625 is formed.

図13は外部入力端子部の構成を示す図である。外部入力端子はアクティブマトリクス基板側に形成され、層間容量や配線抵抗を低減し、断線による不良を防止するために層間絶縁膜750を介して信号配線751と共通配線752と同じ層で形成する。外部入力端子にはベース樹脂753と配線754から成るFPCが異方性導電性樹脂755で貼り合わされている。さらに補強板756で機械的強度を高めている。   FIG. 13 is a diagram showing the configuration of the external input terminal section. The external input terminal is formed on the active matrix substrate side, and is formed in the same layer as the signal wiring 751 and the common wiring 752 through the interlayer insulating film 750 in order to reduce interlayer capacitance and wiring resistance and prevent defects due to disconnection. An FPC composed of a base resin 753 and a wiring 754 is bonded to the external input terminal with an anisotropic conductive resin 755. Further, the reinforcing plate 756 increases the mechanical strength.

図14(A)はその詳細図を示し、図11で示す外部入力端子712のC−C'線に対する断面図を示している。アクティブマトリクス基板側に設けられる外部入力端子が信号配線と同じ層で形成される配線757と共通配線と同じ層で形成される配線760とから形成されている。勿論、これは端子部の構成を示す一例であり、どちらか一方の配線のみで形成しても良い。例えば、信号配線と同じ層で形成される配線757で形成する場合にはその上に形成されている層間絶縁膜を除去する必要がある。共通配線と同じ層で形成される配線760は実施例1で示す構成に従えば、Ti膜760a、Al膜760b、Sn膜760cの3層構造で形成されている。FPCはベースフィルム761と配線762から形成され、配線762と共通配線と同じ層で形成される配線760とは、熱硬化型の接着剤764とその中に分散している導電性粒子763とから成る異方性導電性接着剤で貼り合わされ、電気的な接続構造を形成している。   FIG. 14A shows a detailed view thereof, and shows a cross-sectional view of the external input terminal 712 shown in FIG. External input terminals provided on the active matrix substrate side are formed of a wiring 757 formed of the same layer as the signal wiring and a wiring 760 formed of the same layer as the common wiring. Of course, this is only an example of the configuration of the terminal portion, and it may be formed with only one of the wirings. For example, when the wiring 757 is formed in the same layer as the signal wiring, it is necessary to remove the interlayer insulating film formed thereon. The wiring 760 formed in the same layer as the common wiring has a three-layer structure of a Ti film 760a, an Al film 760b, and a Sn film 760c according to the configuration shown in the first embodiment. The FPC is formed of a base film 761 and a wiring 762, and the wiring 760 formed of the same layer as the wiring 762 and the common wiring is composed of a thermosetting adhesive 764 and conductive particles 763 dispersed therein. Are bonded together with an anisotropic conductive adhesive to form an electrical connection structure.

一方、図14(B)は図11(A)で示す外部入力端子712のD−D'線に対する断面図を示している。導電性粒子763の外径は配線760のピッチよりも小さので、接着剤764中に分散する量を適当なものとすると隣接する配線と短絡することなく対応するFPC側の配線と電気的な接続を形成することができる。   On the other hand, FIG. 14B shows a cross-sectional view of the external input terminal 712 shown in FIG. Since the outer diameter of the conductive particles 763 is smaller than the pitch of the wirings 760, if the amount dispersed in the adhesive 764 is appropriate, the corresponding FPC side wiring is electrically connected without short-circuiting with the adjacent wiring. Can be formed.

以上のようにして作製されるIPS方式を用いたアクティブマトリクス型の液晶表示装置は各種電子機器の表示装置として用いることができる。   The active matrix liquid crystal display device using the IPS method manufactured as described above can be used as a display device for various electronic devices.

本実施例では、アクティブマトリクス基板のTFT構造が異なる他の例を図15を用いて説明する。   In this embodiment, another example in which the TFT structure of the active matrix substrate is different will be described with reference to FIG.

図15に示すアクティブマトリクス基板は、第1のpチャネル型TFT850と第1のnチャネル型TFT851を有するロジック回路部855と第2のnチャネル型TFT852から成るサンプリング回路部856とを有する駆動回路857と、画素TFT853と保持容量854を有する画素部858とが形成されている。駆動回路857のロジック回路部855のTFTはシフトレジスタ回路やバッファ回路などを形成し、サンプリング回路856のTFTは基本的にはアナログスイッチで形成する。   The active matrix substrate shown in FIG. 15 has a driving circuit 857 having a logic circuit portion 855 having a first p-channel TFT 850 and a first n-channel TFT 851 and a sampling circuit portion 856 having a second n-channel TFT 852. In addition, a pixel TFT 853 and a pixel portion 858 having a storage capacitor 854 are formed. The TFT of the logic circuit portion 855 of the driver circuit 857 forms a shift register circuit, a buffer circuit, and the like, and the TFT of the sampling circuit 856 is basically formed of an analog switch.

これらのTFTは基板801に形成した下地膜802上の島状半導体膜803〜806にチャネル形成領域やソース・ドレイン領域及びLDD領域などを設けて形成する。下地膜や島状半導体膜は実施例1と同様にして形成する。ゲート絶縁膜808上に形成するゲート電極809〜812は端部がテーパー形状となるように形成することに特徴があり、この部分を利用してLDD領域を形成している。このようなテーパー形状は実施例1と同様に、ICPエッチング装置を用いたW膜の異方性エッチング技術により形成することができる。   These TFTs are formed by providing channel formation regions, source / drain regions, LDD regions, and the like on island-like semiconductor films 803 to 806 on a base film 802 formed on a substrate 801. The base film and the island-shaped semiconductor film are formed in the same manner as in Example 1. The gate electrodes 809 to 812 formed over the gate insulating film 808 are characterized in that end portions are tapered, and an LDD region is formed using this portion. Similar to the first embodiment, such a tapered shape can be formed by an anisotropic etching technique for a W film using an ICP etching apparatus.

テーパー形状の部分を利用して形成されるLDD領域はnチャネル型TFTの信頼性を向上させるために設け、これによりホットキャリア効果によるオン電流の劣化を防止する。このLDD領域はイオンドープ法により当該不純物元素のイオンを電界で加速して、ゲート電極の端部及び該端部の近傍におけるゲート絶縁膜を通して半導体膜に添加する。   The LDD region formed by using the tapered portion is provided in order to improve the reliability of the n-channel TFT, thereby preventing on-current deterioration due to the hot carrier effect. In this LDD region, ions of the impurity element are accelerated by an electric field by an ion doping method, and added to the semiconductor film through the end portion of the gate electrode and the gate insulating film in the vicinity of the end portion.

第1のnチャネル型TFT851にはチャネル形成領域832の外側に第1のLDD領域835、第2のLDD領域834、ソースまたはドレイン領域833が形成され、第1のLDD領域835はゲート電極810と重なるように形成されている。また、第1のLDD領域835と第2のLDD領域834とに含まれるn型の不純物元素は、上層のゲート絶縁膜やゲート電極の膜厚の差により第2のLDD領域834の方が高くなっている。第2のnチャネル型TFT852も同様な構成とし、チャネル形成領域836、ゲート電極と重なる第1のLDD領域839、第2のLDD領域838、ソースまたはドレイン領域837から成っている。一方、pチャネル型TFT850はシングルドレインの構造であり、チャネル形成領域828の外側にp型不純物が添加された不純物領域829〜831が形成されている。   In the first n-channel TFT 851, a first LDD region 835, a second LDD region 834, and a source or drain region 833 are formed outside the channel formation region 832, and the first LDD region 835 is connected to the gate electrode 810. It is formed to overlap. In addition, the n-type impurity element contained in the first LDD region 835 and the second LDD region 834 is higher in the second LDD region 834 due to a difference in film thickness of the upper gate insulating film and the gate electrode. It has become. The second n-channel TFT 852 has a similar structure and includes a channel formation region 836, a first LDD region 839 overlapping with the gate electrode, a second LDD region 838, and a source or drain region 837. On the other hand, the p-channel TFT 850 has a single drain structure, and impurity regions 829 to 831 to which a p-type impurity is added are formed outside the channel formation region 828.

画素部858において、nチャネル型TFTで形成される画素TFTはオフ電流の低減を目的としてマルチゲート構造で形成され、チャネル形成領域840の外側にゲート電極と重なる第1のLDD領域843、第2のLDD領域842、ソースまたはドレイン領域841が設けられている。また、保持容量854は島状半導体膜807とゲート絶縁膜808と同じ層で形成される絶縁層と容量配線815とから形成されている。島状半導体膜807にはn型不純物が添加されていて、抵抗率が低いことにより容量配線に印加する電圧を低く抑えることができる。   In the pixel portion 858, a pixel TFT formed using an n-channel TFT is formed with a multi-gate structure for the purpose of reducing off-current, and the first LDD region 843 and the second LDD region 843 that overlap with the gate electrode are formed outside the channel formation region 840. The LDD region 842 and the source or drain region 841 are provided. In addition, the storage capacitor 854 includes an insulating layer formed using the same layer as the island-shaped semiconductor film 807 and the gate insulating film 808 and a capacitor wiring 815. An n-type impurity is added to the island-shaped semiconductor film 807, and the voltage applied to the capacitor wiring can be reduced because the resistivity is low.

層間絶縁膜は酸化シリコン、窒化シリコン、または酸化窒化シリコンなどの無機材料から成り、50〜500nmの厚さの第1の層間絶縁膜816と、ポリイミド、アクリル、ポリイミドアミド、BCB(ベンゾシクロブテン)などの有機絶縁物材料から成る第2の層間絶縁膜817とで形成する。このように、第2の層間絶縁膜を有機絶縁物材料で形成することにより、表面を良好に平坦化させることができる。また、有機樹脂材料は一般に誘電率が低いので、寄生容量を低減するできる。しかし、吸湿性があり保護膜としては適さないので、第1の層間絶縁膜816と組み合わせて形成することが好ましい。   The interlayer insulating film is made of an inorganic material such as silicon oxide, silicon nitride, or silicon oxynitride, and has a first interlayer insulating film 816 having a thickness of 50 to 500 nm, polyimide, acrylic, polyimide amide, BCB (benzocyclobutene). And a second interlayer insulating film 817 made of an organic insulating material such as Thus, the surface can be satisfactorily flattened by forming the second interlayer insulating film with an organic insulating material. In addition, since the organic resin material generally has a low dielectric constant, parasitic capacitance can be reduced. However, it is hygroscopic and is not suitable as a protective film, and thus is preferably formed in combination with the first interlayer insulating film 816.

その後、所定のパターンのレジストマスクを形成し、それぞれの島状半導体膜に形成されたソース領域またはドレイン領域に達するコンタクトホールを形成する。コンタクトホールの形成はドライエッチング法により行う。この場合、エッチングガスにCF4、O2、Heの混合ガスを用い有機樹脂材料から成る層間絶縁膜をまずエッチングし、その後、続いてエッチングガスをCF4、O2として保護絶縁膜816をエッチングする。さらに、島状半導体膜との選択比を高めるために、エッチングガスをCHF3に切換えてゲート絶縁膜をエッチングすることにより、良好にコンタクトホールを形成することができる。 Thereafter, a resist mask having a predetermined pattern is formed, and contact holes reaching the source region or the drain region formed in each island-shaped semiconductor film are formed. Contact holes are formed by dry etching. In this case, an interlayer insulating film made of an organic resin material is first etched using a mixed gas of CF 4 , O 2 , and He as an etching gas, and then the protective insulating film 816 is etched using the etching gas as CF 4 and O 2. To do. Furthermore, in order to increase the selection ratio with the island-shaped semiconductor film, the contact hole can be satisfactorily formed by switching the etching gas to CHF 3 and etching the gate insulating film.

そして、導電性の金属膜をスパッタ法や真空蒸着法で形成し、レジストマスクパターンを形成し、エッチングによってソース及びドレイン配線818〜823と、画素電極826、共通配線824、827、接続配線825を形成する。このようにして図2または図4で示すような構成のIPS方式の画素部を有するアクティブマトリクス基板を形成することができる。また、本実施例のアクティブマトリクス基板を用いても、実施例2で示すアクティブマトリクス型の液晶表示装置を作製することができる。   Then, a conductive metal film is formed by sputtering or vacuum vapor deposition, a resist mask pattern is formed, and source and drain wirings 818 to 823, pixel electrodes 826, common wirings 824 and 827, and connection wirings 825 are formed by etching. Form. In this manner, an active matrix substrate having an IPS pixel portion configured as shown in FIG. 2 or FIG. 4 can be formed. Further, even when the active matrix substrate of this embodiment is used, the active matrix liquid crystal display device shown in Embodiment 2 can be manufactured.

本実施例では、アクティブマトリクス基板のTFT構造が異なる他の例を図16を用いて説明する。   In this embodiment, another example in which the TFT structure of the active matrix substrate is different will be described with reference to FIG.

図16で示すアクティブマトリクス基板は、第1のpチャネル型TFT950と第1のnチャネル型TFT951を有するロジック回路部955と第2のnチャネル型TFT952から成るサンプリング回路部956とを有する駆動回路957と、画素TFT953と保持容量954を有する画素部958とが形成されている。駆動回路957のロジック回路部955のTFTはシフトレジスタ回路やバッファ回路などを形成し、サンプリング回路956のTFTは基本的にはアナログスイッチで形成する。   The active matrix substrate shown in FIG. 16 includes a driving circuit 957 having a logic circuit portion 955 having a first p-channel TFT 950 and a first n-channel TFT 951 and a sampling circuit portion 956 made of a second n-channel TFT 952. In addition, a pixel TFT 953 and a pixel portion 958 having a storage capacitor 954 are formed. The TFT of the logic circuit portion 955 of the driver circuit 957 forms a shift register circuit, a buffer circuit, and the like, and the TFT of the sampling circuit 956 is basically formed of an analog switch.

本実施例で示すアクティブマトリクス基板は、まず、基板901上に下地膜902を酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜などで50〜200nmの厚さに形成する。その後、レーザー結晶化法や熱結晶化法で作製した結晶質半導体膜から島状半導体膜903〜907を形成する。その上にゲート絶縁膜908を形成する。そして、nチャネル型TFTを形成する島状半導体膜904、905と保持容量を形成する島状半導体膜907に1×1016〜1×1019atoms/cm3の濃度でリン(P)に代表されるn型を付与する不純物元素を選択的に添加する。 In the active matrix substrate shown in this embodiment, a base film 902 is first formed on a substrate 901 with a thickness of 50 to 200 nm using a silicon oxide film, a silicon oxynitride film, or the like. Thereafter, island-shaped semiconductor films 903 to 907 are formed from a crystalline semiconductor film manufactured by a laser crystallization method or a thermal crystallization method. A gate insulating film 908 is formed thereon. The island-shaped semiconductor films 904 and 905 forming the n-channel TFT and the island-shaped semiconductor film 907 forming the storage capacitor are represented by phosphorus (P) at a concentration of 1 × 10 16 to 1 × 10 19 atoms / cm 3. An impurity element imparting n-type is selectively added.

そして、WまたはTaを成分とする材料でゲート電極909〜912、ゲート配線914、容量配線915、及び信号配線913を形成する。ゲート配線、容量配線、信号配線は実施例1または3のようにAl等の低効率の低い材料で別途形成しても良い。そして、島状半導体膜903〜907ゲート電極909〜912及び容量配線915の外側の領域に1×1019〜1×1021atoms/cm3の濃度でリン(P)に代表されるn型を付与する不純物元素を選択的に添加する。こうして第1のnチャネル型TFT951、第2のnチャネル型TFT952には、それぞれチャネル形成領域931、934、LDD領域933、936、ソースまたはドレイン領域932、935が形成される。画素TFT953のLDD領域939はゲート電極912を用いて自己整合的に形成するものでチャネル形成領域937の外側に形成され、ソースまたはドレイン領域938は。第1及び第2のnチャネル型TFTと同様にして形成されている。 Then, gate electrodes 909 to 912, a gate wiring 914, a capacitor wiring 915, and a signal wiring 913 are formed using a material containing W or Ta as a component. The gate wiring, the capacitor wiring, and the signal wiring may be separately formed with a low efficiency material such as Al as in the first or third embodiment. Then, an n-type typified by phosphorus (P) at a concentration of 1 × 10 19 to 1 × 10 21 atoms / cm 3 is formed in a region outside the island-shaped semiconductor films 903 to 907 gate electrodes 909 to 912 and the capacitor wiring 915. An impurity element to be added is selectively added. Thus, channel formation regions 931 and 934, LDD regions 933 and 936, and source or drain regions 932 and 935 are formed in the first n-channel TFT 951 and the second n-channel TFT 952, respectively. The LDD region 939 of the pixel TFT 953 is formed in a self-aligned manner using the gate electrode 912 and is formed outside the channel formation region 937, and the source or drain region 938. It is formed in the same manner as the first and second n-channel TFTs.

層間絶縁膜は実施例3と同様に、酸化シリコン、窒化シリコン、または酸化窒化シリコンなどの無機材料から成る第1の層間絶縁膜916と、ポリイミド、アクリル、ポリイミドアミド、BCB(ベンゾシクロブテン)などの有機絶縁物材料から成る第2の層間絶縁膜917とで形成する。その後、所定のパターンのレジストマスクを形成し、それぞれの島状半導体膜に形成されたソース領域またはドレイン領域に達するコンタクトホールを形成する。そして、導電性の金属膜をスパッタ法や真空蒸着法で形成しソース及びドレイン配線918〜923と、画素電極926、共通配線924、927、接続配線925を形成する。このようにして図2または図4で示すような構成のIPS方式の画素部を有するアクティブマトリクス基板を形成することができる。また、本実施例のアクティブマトリクス基板を用いても、実施例2で示すアクティブマトリクス型の液晶表示装置を作製することができる。   As in the third embodiment, the interlayer insulating film includes a first interlayer insulating film 916 made of an inorganic material such as silicon oxide, silicon nitride, or silicon oxynitride, polyimide, acrylic, polyimide amide, BCB (benzocyclobutene), or the like. And a second interlayer insulating film 917 made of the organic insulating material. Thereafter, a resist mask having a predetermined pattern is formed, and contact holes reaching the source region or the drain region formed in each island-shaped semiconductor film are formed. Then, a conductive metal film is formed by a sputtering method or a vacuum evaporation method, and source and drain wirings 918 to 923, a pixel electrode 926, common wirings 924 and 927, and a connection wiring 925 are formed. In this manner, an active matrix substrate having an IPS pixel portion configured as shown in FIG. 2 or FIG. 4 can be formed. Further, even when the active matrix substrate of this embodiment is used, the active matrix liquid crystal display device shown in Embodiment 2 can be manufactured.

ロジック回路955の第1のnチャネル型TFT951はドレイン側にゲート電極と重なるGOLD領域が形成された構造としてある。このGOLD領域によりドレイン領域近傍に発生する高電界領域を緩和して、ホットキャリアの発生を防ぎ、このTFTの劣化を防止することができる。このような構造のnチャネル型TFTはバッファ回路やシフトレジスタ回路に適している。一方、サンプリング回路956の第2のnチャネル型TFT952はGOLD領域とLDD領域をソース側及びドレイン側に設けた構造であり、極性反転して動作するアナログスイッチにおいてホットキャリアによる劣化を防ぎ、さらにオフ電流を低減することを目的とした構造となっている。画素TFT953はLDD構造を有し、マルチゲートで形成され、オフ電流の低減を目的とした構造となっている。一方、pチャネル型TFTはシングルドレイン構造で形成され、チャネル形成領域928の外側にp型の不純物元素が添加された不純物領域929、930を形成する。   The first n-channel TFT 951 of the logic circuit 955 has a structure in which a GOLD region overlapping with the gate electrode is formed on the drain side. By this GOLD region, a high electric field region generated in the vicinity of the drain region can be relaxed to prevent the generation of hot carriers and to prevent the deterioration of the TFT. An n-channel TFT having such a structure is suitable for a buffer circuit or a shift register circuit. On the other hand, the second n-channel TFT 952 of the sampling circuit 956 has a structure in which a GOLD region and an LDD region are provided on the source side and the drain side, and prevents deterioration due to hot carriers in an analog switch that operates by inverting the polarity. The structure aims to reduce the current. The pixel TFT 953 has an LDD structure, is formed using a multi-gate, and has a structure for the purpose of reducing off-state current. On the other hand, the p-channel TFT is formed with a single drain structure, and impurity regions 929 and 930 to which a p-type impurity element is added are formed outside the channel formation region 928.

このように、図16で示すアクティブマトリクス基板は、画素部及び駆動回路が要求する仕様に応じて各回路を構成するTFTを最適化し、各回路の動作特性と信頼性をさせることを特に考慮した構成となっている。   As described above, the active matrix substrate shown in FIG. 16 specifically takes into account the optimization of the TFTs constituting each circuit according to the specifications required by the pixel portion and the drive circuit, and the operating characteristics and reliability of each circuit. It has a configuration.

実施例1ではゲート電極をTa、W、Ti、Moから選ばれた元素または該元素を成分とする合金材料若しくは化合物材料で形成し、ゲート配線をAlやCuなどの抵抗率の低い材料を用いて形成する例について示した。本実施例では、ゲート電極にAlを用いる例について示す。アクティブマトリクス基板を作製する工程は図6〜8に従い、実施例1とほぼ同等であるので、ここではその差異について説明する。   In Example 1, the gate electrode is formed of an element selected from Ta, W, Ti, and Mo, or an alloy material or a compound material containing the element, and the gate wiring is made of a material having a low resistivity such as Al or Cu. An example of forming this is shown. In this embodiment, an example in which Al is used for the gate electrode is shown. The steps for manufacturing the active matrix substrate are substantially the same as those in the first embodiment according to FIGS. 6 to 8, and the difference will be described here.

図6(A)において、第1の導電膜508はTa、W、Tiを成分とする導電膜で形成する。例えば、Ta膜やW膜、または窒化Ta膜などをスパッタ法や真空蒸着法で形成する。第2の導電膜509はAlやCuを成分とする導電膜で形成する。例えば、スカンジウム(Sc)を0.5〜2atomic%含むAl膜で形成する。   In FIG. 6A, a first conductive film 508 is formed using a conductive film containing Ta, W, and Ti as components. For example, a Ta film, a W film, a Ta nitride film, or the like is formed by a sputtering method or a vacuum evaporation method. The second conductive film 509 is formed using a conductive film containing Al or Cu as a component. For example, an Al film containing 0.5 to 2 atomic% of scandium (Sc) is formed.

図6(B)で示す第1のエッチング処理において、Al膜のテーパーエッチングはICPエッチング装置を用い、三塩化ホウ素(BCl3)と塩素(Cl2)との混合ガスを用いてドライエッチング法で行う。また、図6(C)で示す第2のエッチング処理は、第1のエッチング処理と同様にドライエッチング法で行っても良いが、Alのエッチングをリン酸溶液を用いたウエットエッチング処理でも良い。 In the first etching process shown in FIG. 6B, taper etching of the Al film is performed using an ICP etching apparatus by a dry etching method using a mixed gas of boron trichloride (BCl 3 ) and chlorine (Cl 2 ). Do. In addition, the second etching process illustrated in FIG. 6C may be performed by a dry etching method similarly to the first etching process, but Al etching may be performed by a wet etching process using a phosphoric acid solution.

また、図では詳細に示さないが、信号配線548、ゲート配線549、容量配線550はゲート電極と同時に、本実施例で示す第1の導電層と第2の導電層とから形成する。   Although not shown in detail in the drawing, the signal wiring 548, the gate wiring 549, and the capacitor wiring 550 are formed of the first conductive layer and the second conductive layer shown in this embodiment at the same time as the gate electrode.

図6(B)〜図7(B)で示すドーピング処理を行った後、ゲート電極529〜532、信号配線548、ゲート配線549、容量配線550上に第1の層間絶縁膜を窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜で50〜200nmの厚さにプラズマCVD法で形成する。その後、1〜3%の水素を含む窒素または不活性ガス雰囲気中で300〜500℃、好ましくは350〜450℃で水素化処理を行う。島状半導体膜に添加されたp型またはn型の不純物元素の活性化はレーザーアニール法により行う。レーザー光はYAGレーザー、YVO4レーザー、YLFレーザーなどの固体レーザーを用い、その第2高調波(532nm)によりレーザーアニールを行う。レーザー発振器から出射するレーザー光は光学系にて線状または長方形状、或いは矩形状に集光して第1の層間絶縁膜を通して島状半導体膜に照射する。波長532nmの第2高調波は第1の層間絶縁膜として形成される窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜を殆ど透過して半導体膜で吸収されるので、半導体膜を加熱して不純物元素を活性化するのに適している。また、波長532nmの第2高調波のレーザー光は、ゲート電極のAl表面では殆ど反射されるため、島状半導体膜を優先的に加熱するので、耐熱性の低いAlを変質させることなく不純物元素の活性化を行うことができる。 After performing the doping treatment shown in FIGS. 6B to 7B, a first interlayer insulating film is formed on the gate electrodes 529 to 532, the signal wiring 548, the gate wiring 549, and the capacitor wiring 550 by a silicon nitride film or A silicon oxynitride film is formed to a thickness of 50 to 200 nm by a plasma CVD method. Thereafter, hydrogenation is performed at 300 to 500 ° C., preferably 350 to 450 ° C., in a nitrogen or inert gas atmosphere containing 1 to 3% hydrogen. Activation of the p-type or n-type impurity element added to the island-like semiconductor film is performed by a laser annealing method. As the laser beam, a solid laser such as a YAG laser, YVO 4 laser, or YLF laser is used, and laser annealing is performed using the second harmonic (532 nm). Laser light emitted from the laser oscillator is condensed into a linear shape, a rectangular shape, or a rectangular shape by an optical system, and is irradiated to the island-shaped semiconductor film through the first interlayer insulating film. The second harmonic with a wavelength of 532 nm passes through the silicon nitride film or silicon oxynitride film formed as the first interlayer insulating film and is absorbed by the semiconductor film, so that the impurity element is activated by heating the semiconductor film. Suitable for doing. Further, since the second harmonic laser beam having a wavelength of 532 nm is almost reflected on the Al surface of the gate electrode, the island-like semiconductor film is heated preferentially, so that the impurity element is not changed without altering Al having low heat resistance. Can be activated.

以降の工程は実施例1に従えば良く、図8に示すアクティブマトリクス基板を作製することができる。こうして作製されたアクティブマトリクス基板を用いても実施例2で示すような液晶表示装置を作製することができる。   The subsequent steps may be performed in accordance with Embodiment 1, and the active matrix substrate shown in FIG. 8 can be manufactured. A liquid crystal display device as shown in Embodiment 2 can be manufactured using the active matrix substrate thus manufactured.

本実施例では本発明に適用できる半導体膜の作製方法について説明する。図21(A)は、基板1601の主表面に、酸化窒化シリコン膜からなる下地膜1602を形成し、その上に非晶質半導体膜1603を形成する。非晶質半導体膜の厚さは、10〜200nm、好ましくは30〜100nmに形成すれば良い。さらに、重量換算で10ppmの触媒元素を含む水溶液をスピンコート法で塗布して、触媒元素含有層1604を非晶質半導体膜1603の全面に形成する。また、触媒元素含有層1604はスパッタ法や真空蒸着法で該当する元素を含む層を1〜5nmの厚さに形成しても良い。或いは、該当する元素から成る電極に高周波電力を印加して発生するグロー放電プラズマ中に基板を晒しても良い。ここで使用可能な触媒元素は、ニッケル(Ni)の以外にも、ゲルマニウム(Ge)、鉄(Fe)、パラジウム(Pd)、スズ(Sn)、鉛(Pb)、コバルト(Co)、白金(Pt)、銅(Cu)、金(Au)、といった元素である。結晶化のための熱処理は、最初に350〜500℃で膜中に残留する水素を放出させ、その後、500〜600℃で4〜12時間、例えば550℃で4時間の熱処理を行うことで図21(B)に示す結晶質半導体膜1605を形成する。   In this embodiment, a method for manufacturing a semiconductor film which can be applied to the present invention will be described. In FIG. 21A, a base film 1602 made of a silicon oxynitride film is formed over the main surface of a substrate 1601, and an amorphous semiconductor film 1603 is formed thereover. The thickness of the amorphous semiconductor film may be 10 to 200 nm, preferably 30 to 100 nm. Further, an aqueous solution containing 10 ppm of the catalyst element in terms of weight is applied by a spin coating method to form the catalyst element-containing layer 1604 over the entire surface of the amorphous semiconductor film 1603. In addition, the catalyst element-containing layer 1604 may be formed to a thickness of 1 to 5 nm including a corresponding element by a sputtering method or a vacuum deposition method. Alternatively, the substrate may be exposed to glow discharge plasma generated by applying high-frequency power to an electrode made of the corresponding element. In addition to nickel (Ni), usable catalyst elements include germanium (Ge), iron (Fe), palladium (Pd), tin (Sn), lead (Pb), cobalt (Co), platinum ( Pt), copper (Cu), gold (Au), and other elements. The heat treatment for crystallization is performed by first releasing hydrogen remaining in the film at 350 to 500 ° C., and then performing the heat treatment at 500 to 600 ° C. for 4 to 12 hours, for example, 550 ° C. for 4 hours. A crystalline semiconductor film 1605 shown in FIG.

次に、結晶化の工程で用いた触媒元素を結晶質半導体膜から除去するゲッタリングの工程を行う。このゲッタリングの工程により結晶質半導体膜中の触媒元素の濃度を1×1017atoms/cm3以下、好ましくは1×1016atoms/cm3にまで低減する。まず、結晶質半導体層1605の表面にマスク絶縁膜膜1606を150nmの厚さに形成し、パターニングにより開口部1607が設け、結晶質半導体層を露出させた領域を設ける。その部分にイオンドープ法などでリンを添加して、結晶質半導体膜にリン含有領域1608を設ける(図21(C))。 Next, a gettering step for removing the catalyst element used in the crystallization step from the crystalline semiconductor film is performed. By this gettering step, the concentration of the catalytic element in the crystalline semiconductor film is reduced to 1 × 10 17 atoms / cm 3 or less, preferably 1 × 10 16 atoms / cm 3 . First, a mask insulating film 1606 is formed to a thickness of 150 nm on the surface of the crystalline semiconductor layer 1605, an opening 1607 is provided by patterning, and a region where the crystalline semiconductor layer is exposed is provided. Phosphorus containing regions 1608 are provided in the crystalline semiconductor film by adding phosphorus to the portion by ion doping or the like (FIG. 21C).

この状態で、窒素雰囲気中で550〜800℃、5〜24時間、例えば600℃、12時間の熱処理を行うと、リン含有領域1608がゲッタリングサイトとして働き、結晶質半導体膜1605に残存していた触媒元素をリン含有領域1608に偏析させることができる(図21(D))。そして、マスク絶縁膜膜1606と、リン含有領域1608とをエッチングして除去することにより、結晶化の工程で使用した触媒元素の濃度を1×1017atoms/cm3以下にまで低減された結晶質半導体膜を得ることができる。その後、結晶性半導体膜1609上にゲート絶縁膜1610を形成する(図21(E))。 In this state, when heat treatment is performed in a nitrogen atmosphere at 550 to 800 ° C. for 5 to 24 hours, for example, 600 ° C. for 12 hours, the phosphorus-containing region 1608 functions as a gettering site and remains in the crystalline semiconductor film 1605. The catalyst element obtained can be segregated in the phosphorus-containing region 1608 (FIG. 21D). Then, the mask insulating film 1606 and the phosphorus-containing region 1608 are removed by etching, whereby the concentration of the catalyst element used in the crystallization step is reduced to 1 × 10 17 atoms / cm 3 or less. A quality semiconductor film can be obtained. After that, a gate insulating film 1610 is formed over the crystalline semiconductor film 1609 (FIG. 21E).

また、図22で示す例では、基板1701上に、下地膜1702、非晶質半導体膜1703の順に形成し、そして、非晶質半導体膜1703の表面に酸化シリコン膜1704を形成する。この時、酸化シリコン膜1704の厚さは150nmとした。さらに、酸化シリコン膜1704をパターニングして、選択的に開口部1705を形成し、その後、重量換算で10ppmの触媒元素を含む水溶液を塗布する。これにより、触媒元素含有層1706が形成され、触媒含有層1706は開口部1705のみで非晶質半導体膜1703と接触する構造とする(図22(A))。   In the example shown in FIG. 22, a base film 1702 and an amorphous semiconductor film 1703 are formed in this order over a substrate 1701, and a silicon oxide film 1704 is formed on the surface of the amorphous semiconductor film 1703. At this time, the thickness of the silicon oxide film 1704 was set to 150 nm. Further, the silicon oxide film 1704 is patterned to selectively form openings 1705, and then an aqueous solution containing 10 ppm catalyst element in terms of weight is applied. Thus, a catalyst element-containing layer 1706 is formed, and the catalyst-containing layer 1706 is in contact with the amorphous semiconductor film 1703 only through the opening 1705 (FIG. 22A).

次に、500〜650℃で4〜24時間、例えば570℃、14時間の熱処理を行い、結晶質半導体膜1707を形成する。この結晶化の過程では、触媒元素が接した非晶質半導体膜の領域が最初に結晶化し、そこから横方向へと結晶化が進行する。こうして形成される結晶質半導体膜1707は棒状または針状の結晶が集合して成り、その各々の結晶は巨視的に見ればある特定の方向性をもって成長しているため、結晶性が揃っているという利点がある(図22(B))。   Next, heat treatment is performed at 500 to 650 ° C. for 4 to 24 hours, for example, 570 ° C. for 14 hours, so that a crystalline semiconductor film 1707 is formed. In this crystallization process, the region of the amorphous semiconductor film in contact with the catalytic element is first crystallized, and then the crystallization proceeds laterally from there. The crystalline semiconductor film 1707 formed in this way is composed of a collection of rod-like or needle-like crystals, and each crystal grows with a specific direction as viewed macroscopically, so that the crystallinity is uniform. (FIG. 22B)).

次に、図21と同様に結晶化の工程で用いた触媒元素を結晶質半導体膜から除去する工程を行う。図22(B)と同じ状態の基板に対し、リンを添加する工程を実施して結晶質半導体膜にリン含有領域1709を設ける。この領域のリンの含有量は1×1019〜1×1021atoms/cm3とする(図22(C))。この状態で、窒素雰囲気中で550〜800℃、5〜24時間、例えば600℃、12時間の熱処理を行うと、リン含有領域1709がゲッタリングサイトとして働き、結晶質半導体層1707に残存していた触媒元素をリン含有領域1709に偏析させることができる(図22(D))。 Next, similarly to FIG. 21, a step of removing the catalyst element used in the crystallization step from the crystalline semiconductor film is performed. A step of adding phosphorus is performed on the substrate in the same state as FIG. 22B to provide a phosphorus-containing region 1709 in the crystalline semiconductor film. The phosphorus content in this region is 1 × 10 19 to 1 × 10 21 atoms / cm 3 (FIG. 22C). In this state, when heat treatment is performed in a nitrogen atmosphere at 550 to 800 ° C. for 5 to 24 hours, for example, 600 ° C. for 12 hours, the phosphorus-containing region 1709 functions as a gettering site and remains in the crystalline semiconductor layer 1707. The catalyst element can be segregated in the phosphorus-containing region 1709 (FIG. 22D).

そして、マスク用酸化膜と、リン含有領域1709とをエッチングして除去して、島状の結晶質半導体膜1710を形成する。そして、結晶質半導体膜1710に密接してゲート絶縁膜1711を形成する。ゲート絶縁膜1711には、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜から選ばれた一層もしくは複数の層から形成する。その厚さは10〜100nm、好ましくは50〜80nmとして形成すれば良い(図22(E))。   Then, the mask oxide film and the phosphorus-containing region 1709 are removed by etching, so that an island-shaped crystalline semiconductor film 1710 is formed. Then, a gate insulating film 1711 is formed in close contact with the crystalline semiconductor film 1710. The gate insulating film 1711 is formed of one layer or a plurality of layers selected from a silicon oxide film and a silicon oxynitride film. The thickness may be 10 to 100 nm, preferably 50 to 80 nm (FIG. 22E).

或いは、このリンゲッタリングの工程を行わず、ハロゲン(代表的には塩素)
と酸素を含む雰囲気中で熱処理を行い、触媒元素を結晶質半導体膜中から除去する方法を適用することもできる。また、ゲート絶縁膜1711を形成した後、ハロゲンと酸素を含む雰囲気中で例えば950℃、30分の熱処理を行うと結晶質半導体膜1710とゲート絶縁膜1711との界面で熱酸化膜が形成され、界面準位密度の低い良好な界面を形成することができる。尚、処理温度は700〜1100℃の範囲で選択すれば良く、処理時間も10分から8時間の間で選択すれば良い。
Alternatively, halogen (typically chlorine) without performing this ring gettering step
A method of removing the catalyst element from the crystalline semiconductor film by performing heat treatment in an atmosphere containing oxygen and oxygen can also be applied. Further, after the gate insulating film 1711 is formed, a thermal oxide film is formed at the interface between the crystalline semiconductor film 1710 and the gate insulating film 1711 when heat treatment is performed, for example, at 950 ° C. for 30 minutes in an atmosphere containing halogen and oxygen. A good interface with a low interface state density can be formed. The treatment temperature may be selected in the range of 700 to 1100 ° C., and the treatment time may be selected between 10 minutes and 8 hours.

また、図21及び図22で説明したリンによるゲッタリング処理は実施例1の図7(C)で示す活性化における熱アニール工程で同時に行うこともできる。その場合には、リンが添加されている不純物領域がゲッタリングサイトとなり、チャネル形成領域から触媒元素を該不純物領域に偏析させることができる。   Further, the gettering process using phosphorus described with reference to FIGS. 21 and 22 can be performed simultaneously in the thermal annealing step in the activation shown in FIG. In that case, the impurity region to which phosphorus is added becomes a gettering site, and the catalytic element can be segregated from the channel formation region to the impurity region.

このようしして作製した島状半導体膜を用い、実施例1、3、4、5に示すアクティブマトリクス基板を作製することができる。   Using the island-shaped semiconductor film thus manufactured, the active matrix substrate shown in Examples 1, 3, 4, and 5 can be manufactured.

実施例1、3、4で示すアクティブマトリクス基板において、ゲート電極と、ゲート配線、信号配線、容量配線を同じ材料で同時に形成することにより工程で使用するフォトマスクの枚数を5枚とすることができる。即ち、フォトマスクは島状半導体膜の形成、ゲート電極及びその他の配線形成、p型不純物添加時のマスク、コンタクトホール形成、画素電極及び共通配線などの形成用の計5枚となる。マスク数の削減は単にフォトリソ工程が削減されるのみでなく、その前後に行う成膜、洗浄、エッチング工程なども不要となるので、製造コストの低減のみならず、工程における歩留まりを向上させることができる。   In the active matrix substrate shown in Embodiments 1, 3, and 4, the number of photomasks used in the process can be set to five by simultaneously forming the gate electrode, the gate wiring, the signal wiring, and the capacitor wiring with the same material. it can. That is, a total of five photomasks are used for forming an island-shaped semiconductor film, forming a gate electrode and other wirings, forming a mask when a p-type impurity is added, forming contact holes, pixel electrodes, common wirings, and the like. The reduction in the number of masks not only reduces the photolithography process, but also eliminates the need for film formation, cleaning, and etching steps before and after that, which not only reduces the manufacturing cost but also improves the process yield. it can.

本実施例では、実施例2で示すよアクティブマトリクス型液晶表示装置を組み込んだ半導体装置について図19、20で説明する。   In this embodiment, a semiconductor device incorporating an active matrix liquid crystal display device as shown in Embodiment 2 will be described with reference to FIGS.

このような半導体装置には、携帯情報端末(電子手帳、モバイルコンピュータ、携帯電話等)、ビデオカメラ、スチルカメラ、パーソナルコンピュータ、テレビ等が挙げられる。それらの一例を図19と図20に示す。   Examples of such a semiconductor device include a portable information terminal (electronic notebook, mobile computer, mobile phone, etc.), a video camera, a still camera, a personal computer, a television, and the like. Examples of these are shown in FIGS. 19 and 20.

図19(A)は携帯電話であり、本体9001、音声出力部9002、音声入力部9003、表示装置9004、操作スイッチ9005、アンテナ9006から構成されている。本発明はアクティブマトリクス基板を備えた表示装置9004に適用することができる。   FIG. 19A illustrates a mobile phone, which includes a main body 9001, an audio output portion 9002, an audio input portion 9003, a display device 9004, operation switches 9005, and an antenna 9006. The present invention can be applied to a display device 9004 including an active matrix substrate.

図19(B)はビデオカメラであり、本体9101、表示装置9102、音声入力部9103、操作スイッチ9104、バッテリー9105、受像部9106から成っている。本発明はアクティブマトリクス基板を備えた表示装置9102に適用することができる。   FIG. 19B illustrates a video camera which includes a main body 9101, a display device 9102, an audio input portion 9103, operation switches 9104, a battery 9105, and an image receiving portion 9106. The present invention can be applied to a display device 9102 including an active matrix substrate.

図19(C)はモバイルコンピュータ或いは携帯型情報端末であり、本体9201、カメラ部9202、受像部9203、操作スイッチ9204、表示装置9205で構成されている。本発明は受像部9203として設けられるイメージセンサーの読み取り回路を構成するTFTやアクティブマトリクス基板を備えた表示装置9205に適用することができる。   FIG. 19C illustrates a mobile computer or a portable information terminal, which includes a main body 9201, a camera portion 9202, an image receiving portion 9203, operation switches 9204, and a display device 9205. The present invention can be applied to a display device 9205 including a TFT and an active matrix substrate which constitute a reading circuit of an image sensor provided as the image receiving portion 9203.

図19(D)はヘッドマウントディスプレイであり、本体9301、表示装置9302、アーム部9303で構成される。本発明は表示装置9302に適用することができる。   FIG. 19D illustrates a head mounted display which includes a main body 9301, a display device 9302, and an arm portion 9303. The present invention can be applied to the display device 9302.

図19(E)はテレビであり、本体9401、スピーカー9402、表示装置9403、受信装置9404、増幅装置9405等で構成される。本発明のアクティブマトリクス型液晶表示装置は表示装置9403に適用することができる。   FIG. 19E illustrates a television set including a main body 9401, speakers 9402, a display device 9403, a reception device 9404, an amplification device 9405, and the like. The active matrix liquid crystal display device of the present invention can be applied to the display device 9403.

図19(F)は携帯書籍であり、本体9501、表示装置9502、9503、記憶媒体9504、操作スイッチ9505、アンテナ9506から構成されており、ミニディスク(MD)やDVDに記憶されたデータや、アンテナで受信したデータを表示するものである。表示装置9502、9503は直視型の表示装置であり本発明はこれらに適用することができる。   FIG. 19F illustrates a portable book which includes a main body 9501, display devices 9502 and 9503, a storage medium 9504, operation switches 9505, and an antenna 9506, and data stored in a minidisc (MD) or DVD, The data received by the antenna is displayed. The display devices 9502 and 9503 are direct-view display devices, and the present invention can be applied to them.

図20(A)はパーソナルコンピュータであり、本体9601、画像入力部9602、表示装置9603、キーボード9604で構成される。本発明のアクティブマトリクス型液晶表示装置は表示装置9603に適用することができる。   FIG. 20A illustrates a personal computer which includes a main body 9601, an image input portion 9602, a display device 9603, and a keyboard 9604. The active matrix liquid crystal display device of the present invention can be applied to the display device 9603.

図20(B)はプログラムを記録した記録媒体(以下、記録媒体と呼ぶ)を用いるプレーヤーであり、本体9701、表示装置9702、スピーカ部9703、記録媒体9704、操作スイッチ9705で構成される。なお、この装置は記録媒体としてDVD(Digtial Versatile Disc)、CD等を用い、音楽鑑賞や映画鑑賞やゲームやインターネットを行うことができる。本発明のアクティブマトリクス型液晶表示装置は表示装置9702に適用することができる。   FIG. 20B shows a player using a recording medium (hereinafter referred to as a recording medium) on which a program is recorded. The player includes a main body 9701, a display device 9702, a speaker portion 9703, a recording medium 9704, and operation switches 9705. This apparatus uses a DVD (Digital Versatile Disc), CD, or the like as a recording medium, and can perform music appreciation, movie appreciation, games, and the Internet. The active matrix liquid crystal display device of the present invention can be applied to the display device 9702.

図20(C)はデジタルカメラであり、本体9801、表示装置9802、接眼部9803、操作スイッチ9804、受像部(図示しない)で構成される。本発明のアクティブマトリクス型液晶表示装置は表示装置9802に適用することができる。   FIG. 20C illustrates a digital camera which includes a main body 9801, a display device 9802, an eyepiece unit 9803, an operation switch 9804, and an image receiving unit (not illustrated). The active matrix liquid crystal display device of the present invention can be applied to the display device 9802.

本発明の一実施形態における画素部の工程を示す上面図。The top view which shows the process of the pixel part in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における画素部の工程を示す上面図。The top view which shows the process of the pixel part in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における画素部の回路図。1 is a circuit diagram of a pixel portion in one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態における画素部の上面図。FIG. 4 is a top view of a pixel portion in one embodiment of the present invention. 従来のIPS方式の画素部の構造を説明する上面図。The top view explaining the structure of the pixel part of the conventional IPS system. 画素TFT、駆動回路のTFTの作製工程を説明する断面図。9 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a pixel TFT and a TFT of a driver circuit. 画素TFT、駆動回路のTFTの作製工程を説明する断面図。9 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a pixel TFT and a TFT of a driver circuit. 画素TFT、駆動回路のTFTの作製工程を説明する断面図。9 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a pixel TFT and a TFT of a driver circuit. 本発明のアクティブマトリクス型液晶表示装置の断面図。1 is a cross-sectional view of an active matrix liquid crystal display device of the present invention. 本発明のアクティブマトリクス型液晶表示装置の画素部の構造を説明する断面図。4 is a cross-sectional view illustrating a structure of a pixel portion of an active matrix liquid crystal display device of the present invention. FIG. アクティブマトリクス型液晶表示装置の上面図及び画素の一部を拡大した模式図。The top view of an active-matrix liquid crystal display device and the schematic diagram which expanded a part of pixel. アクティブマトリクス型液晶表示装置の組立図。The assembly drawing of an active matrix type liquid crystal display device. 端子部の構成を説明する断面図。Sectional drawing explaining the structure of a terminal part. 端子部及び配線の構成を詳細に説明する断面図。Sectional drawing explaining the structure of a terminal part and wiring in detail. 画素TFT、駆動回路のTFTの構成を説明する断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a structure of a pixel TFT and a driver circuit TFT. 画素TFT、駆動回路のTFTの構成を説明する断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a structure of a pixel TFT and a driver circuit TFT. 本発明の一実施形態における画素部の上面図。FIG. 4 is a top view of a pixel portion in one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態における画素部の上面図。FIG. 4 is a top view of a pixel portion in one embodiment of the present invention. 本発明のアクティブマトリクス型液晶表示装置を用いた電子機器の一例を説明する図。4A and 4B each illustrate an example of an electronic device using an active matrix liquid crystal display device of the present invention. 本発明のアクティブマトリクス型液晶表示装置を用いた電子機器の一例を説明する図。4A and 4B each illustrate an example of an electronic device using an active matrix liquid crystal display device of the present invention. 結晶質半導体膜を作製する工程を説明する図。10A and 10B illustrate a step of manufacturing a crystalline semiconductor film. 結晶質半導体膜を作製する工程を説明する図。10A and 10B illustrate a step of manufacturing a crystalline semiconductor film.

Claims (8)

第1の基板上に形成された半導体膜と、A semiconductor film formed on the first substrate;
前記半導体膜上に形成された第1の絶縁膜と、A first insulating film formed on the semiconductor film;
前記第1の絶縁膜上に、同じ材料で同じ層に形成されたゲート電極、ゲート配線および信号配線と、A gate electrode, a gate wiring, and a signal wiring formed on the first insulating film in the same layer with the same material;
前記ゲート電極、前記ゲート配線および前記信号配線の上に形成された第2の絶縁膜と、A second insulating film formed on the gate electrode, the gate wiring and the signal wiring;
前記第2の絶縁膜上に、同じ材料で同じ層に形成され、前記半導体膜に電気的に接続する画素電極、共通配線、および前記信号配線に電気的に接続する接続電極と、A pixel electrode formed in the same layer with the same material on the second insulating film, electrically connected to the semiconductor film, a common wiring, and a connection electrode electrically connected to the signal wiring;
前記第1の基板に対向する第2の基板上に各画素に対応して形成された赤色、青色および緑色のカラーフィルター層と、を有し、A red, blue and green color filter layer formed corresponding to each pixel on a second substrate facing the first substrate;
前記画素電極と前記共通電極とは、基板面に平行な方向に電界が生じるように配置され、The pixel electrode and the common electrode are arranged so that an electric field is generated in a direction parallel to the substrate surface,
前記赤色、前記青色、前記緑色のカラーフィルター層は、それぞれ隣接する画素間において該隣接する画素のカラーフィルター層と重なる部分を有し、The red, blue, and green color filter layers each have a portion that overlaps the color filter layer of the adjacent pixel between adjacent pixels,
前記信号配線は、前記カラーフィルター層が重なる部分と重なるように配置され、前記共通配線は、前記信号配線と該信号配線の接続部分を除いて完全に重なるように配置され、且つ前記画素電極は前記信号配線と重ならないように配置されることを特徴とする液晶表示装置。The signal wiring is disposed so as to overlap a portion where the color filter layer overlaps, the common wiring is disposed so as to completely overlap except for a connection portion between the signal wiring and the signal wiring, and the pixel electrode is A liquid crystal display device, wherein the liquid crystal display device is disposed so as not to overlap the signal wiring.
第1の基板上に形成された半導体膜と、A semiconductor film formed on the first substrate;
前記半導体膜上に形成された第1の絶縁膜と、A first insulating film formed on the semiconductor film;
前記第1の絶縁膜上に、同じ材料で同じ層に形成されたゲート電極、ゲート配線および信号配線と、A gate electrode, a gate wiring, and a signal wiring formed on the first insulating film in the same layer with the same material;
前記ゲート電極、前記ゲート配線および前記信号配線の上に形成された第2の絶縁膜と、A second insulating film formed on the gate electrode, the gate wiring and the signal wiring;
前記第2の絶縁膜上に、同じ材料で同じ層に形成された、前記半導体膜に電気的に接続する画素電極、共通配線、および前記信号配線に電気的に接続する接続電極と、A pixel electrode electrically connected to the semiconductor film, a common wiring, and a connection electrode electrically connected to the signal wiring, which are formed on the second insulating film in the same layer with the same material,
前記第1の基板に対向する第2の基板上に各画素に対応して形成された赤色、青色および緑色のカラーフィルター層と、を有し、A red, blue and green color filter layer formed corresponding to each pixel on a second substrate facing the first substrate;
前記画素電極と前記共通電極とは、基板面に平行な方向に電界が生じるように配置され、The pixel electrode and the common electrode are arranged so that an electric field is generated in a direction parallel to the substrate surface,
前記赤色、前記青色、前記緑色のカラーフィルター層は、それぞれ隣接する画素間において該隣接する画素のカラーフィルター層と重なる部分を有し、The red, blue, and green color filter layers each have a portion that overlaps the color filter layer of the adjacent pixel between adjacent pixels,
前記信号配線は、前記カラーフィルター層が重なる部分と重なるように配置され、前記共通配線は、前記信号配線と該信号配線の接続部分を除いて完全に重なるように配置され、且つ前記画素電極は前記信号配線と重ならないように配置され、The signal wiring is disposed so as to overlap a portion where the color filter layer overlaps, the common wiring is disposed so as to completely overlap except for a connection portion between the signal wiring and the signal wiring, and the pixel electrode is Arranged not to overlap the signal wiring,
前記画素電極と前記共通電極との間隔は10〜20μmであることを特徴とする液晶表示装置。A liquid crystal display device, wherein a distance between the pixel electrode and the common electrode is 10 to 20 μm.
請求項1または請求項2において、前記ゲート電極、前記ゲート配線および前記信号配線と同じ材料で同じ層に形成された容量配線を有することを特徴とする液晶表示装置。3. The liquid crystal display device according to claim 1, further comprising a capacitor wiring formed in the same layer with the same material as the gate electrode, the gate wiring, and the signal wiring. 請求項1乃至3のいずれか一において、前記画素電極と前記共通電極と前記信号配線とはそれぞれ、くの字型の構造を有することを特徴とする液晶表示装置。4. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein each of the pixel electrode, the common electrode, and the signal wiring has a dogleg shape. 第1の基板上に半導体膜を形成し、Forming a semiconductor film on the first substrate;
前記半導体膜上に第1の絶縁膜を形成し、Forming a first insulating film on the semiconductor film;
前記第1の絶縁膜上にゲート電極、ゲート配線、信号配線を同時に形成し、A gate electrode, a gate wiring, and a signal wiring are simultaneously formed on the first insulating film;
前記ゲート電極、前記ゲート配線、および前記信号配線の上に第2の絶縁膜を形成し、Forming a second insulating film on the gate electrode, the gate wiring, and the signal wiring;
前記第2の絶縁膜上に、前記半導体膜に電気的に接続する画素電極、共通配線、および前記信号配線に電気的に接続する接続電極を同時に形成し、A pixel electrode that is electrically connected to the semiconductor film, a common wiring, and a connection electrode that is electrically connected to the signal wiring are simultaneously formed on the second insulating film,
前記画素電極と前記共通電極とは、基板面に平行な方向に電界が生じるように配置され、The pixel electrode and the common electrode are arranged so that an electric field is generated in a direction parallel to the substrate surface,
前記第1の基板に対向する第2の基板上に各画素に対応して赤色、青色および緑色のカラーフィルター層を形成し、Forming red, blue and green color filter layers corresponding to each pixel on a second substrate facing the first substrate;
前記赤色、前記青色、前記緑色のカラーフィルター層は、それぞれ隣接する画素間において該隣接する画素のカラーフィルター層と重なる部分を有し、The red, blue, and green color filter layers each have a portion that overlaps the color filter layer of the adjacent pixel between adjacent pixels,
前記信号配線は、前記カラーフィルター層が重なる部分と重なるように配置され、The signal wiring is arranged so as to overlap with a portion where the color filter layer overlaps,
前記共通配線は、前記信号配線と該信号配線の接続部分を除いて完全に重なるように配置され、且つ前記画素電極は前記信号配線と重ならないように配置されることを特徴とする液晶表示装置の作製方法。The liquid crystal display device, wherein the common wiring is disposed so as to completely overlap except for a connection portion between the signal wiring and the signal wiring, and the pixel electrode is disposed so as not to overlap the signal wiring. Manufacturing method.
第1の基板上に半導体膜を形成し、Forming a semiconductor film on the first substrate;
前記半導体膜上に第1の絶縁膜を形成し、Forming a first insulating film on the semiconductor film;
前記第1の絶縁膜上にゲート電極、ゲート配線、信号配線を同時に形成し、A gate electrode, a gate wiring, and a signal wiring are simultaneously formed on the first insulating film;
前記ゲート電極、前記ゲート配線、および前記信号配線の上に第2の絶縁膜を形成し、Forming a second insulating film on the gate electrode, the gate wiring, and the signal wiring;
前記第2の絶縁膜上に、前記半導体膜に電気的に接続する画素電極、共通配線、および前記信号配線に電気的に接続する接続電極を同時に形成し、A pixel electrode that is electrically connected to the semiconductor film, a common wiring, and a connection electrode that is electrically connected to the signal wiring are simultaneously formed on the second insulating film,
前記画素電極と前記共通電極とは、基板面に平行な方向に電界が生じるように配置され、The pixel electrode and the common electrode are arranged so that an electric field is generated in a direction parallel to the substrate surface,
前記第1の基板に対向する第2の基板上に各画素に対応して赤色、青色および緑色のカラーフィルター層を形成し、Forming red, blue and green color filter layers corresponding to each pixel on a second substrate facing the first substrate;
前記赤色、前記青色、前記緑色のカラーフィルター層は、それぞれ隣接する画素間において該隣接する画素のカラーフィルター層と重なる部分を有し、The red, blue, and green color filter layers each have a portion that overlaps the color filter layer of the adjacent pixel between adjacent pixels,
前記信号配線は、前記カラーフィルター層が重なる部分と重なるように配置され、The signal wiring is arranged so as to overlap with a portion where the color filter layer overlaps,
前記共通配線は、前記信号配線と該信号配線の接続部分を除いて完全に重なるように配置され、且つ前記画素電極は前記信号配線と重ならないように配置され、The common wiring is disposed so as to completely overlap except for the signal wiring and the connection portion of the signal wiring, and the pixel electrode is disposed so as not to overlap the signal wiring.
前記画素電極と前記共通電極との間隔は10〜20μmであることを特徴とする液晶表示装置の作製方法。A method for manufacturing a liquid crystal display device, wherein an interval between the pixel electrode and the common electrode is 10 to 20 μm.
請求項5または請求項6において、前記ゲート電極、前記ゲート配線および前記信号配線と同時に形成された容量配線を有することを特徴とする液晶表示装置の作製方法。7. The method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 5, further comprising a capacitor wiring formed simultaneously with the gate electrode, the gate wiring, and the signal wiring. 請求項5乃至7のいずれか一において、前記画素電極と前記共通電極と前記信号配線とはそれぞれ、くの字型の構造を有することを特徴とする液晶表示装置の作製方法。8. The method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 5, wherein each of the pixel electrode, the common electrode, and the signal wiring has a dogleg shape.
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