JPH11101990A - 液晶表示パネルの製造方法及び液晶表示パネル - Google Patents
液晶表示パネルの製造方法及び液晶表示パネルInfo
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Abstract
を形成して遮光層と定電位配線とを電気的に接続させる
ことのできるアクティブマトリクス駆動方式の液晶表示
パネルの製造方法を提供すること。 【解決手段】 第1基板(1)上に、順に、遮光層
(3)、第1層間絶縁層(41)、チャネル層(3
2)、熱酸化膜(33’)、HTO膜(33”)、ゲー
ト電極31、及び第2層間絶縁層42を上に形成した
後、チャネル層との選択比の高いエッチング液によりウ
ェットエッチングを行って、工程(8)に示すように、
遮光層用コンタクトホール(81)と、ソース電極用コ
ンタクトホール(37)とを同時に形成する。更に、工
程(9)に示すように、ソース電極(35)を形成する
際に、ソース電極(35)と同材料の定電位配線(8
3)を形成して、定電位配線(83)と遮光層3との電
気的接続を図る。
Description
ンジスタ)駆動によるアクティブマトリクス駆動方式の
液晶表示パネルの技術分野に属し、特に、液晶プロジェ
クタ等に用いられる、TFTの下側にブラックマトリク
スを設けた形式の液晶表示パネルの技術分野に属する。
イトバルブとして用いられる液晶表示パネルにおいては
一般に、液晶層を挟んでTFTアレイ基板に対向配置さ
れる対向基板の側から投射光が入射される。ここで、投
射光がTFTのa−Si(アモルファスシリコン)膜や
p−Si(ポリシリコン)膜から構成されたチャネル形
成用の領域に入射すると、この領域において光電変換効
果により光電流が発生してしまいTFTのトランジスタ
特性が劣化する。このため、対向基板には、各TFTに
夫々対向する位置に複数のブラックマトリクスと呼ばれ
る遮光層が形成されるのが一般的である。このようなブ
ラックマトリクスは、Cr(クロム)などの金属材料
や、カーボンをフォトレジストに分散した樹脂ブラック
などの材料から作られ、上述のTFTのa−Si膜やp
−Si膜に対する遮光の他に、コントラストの向上、色
材の混色防止などの機能を有する。
特にトップゲート構造(即ち、TFTアレイ基板上にお
いてゲート電極がチャネルの上側に設けられた構造)を
採る正スタガ型またはコプレーナ型のa−Si又はp−
SiTFTを用いる場合には、投射光の一部が液晶プロ
ジェクタ内の投射光学系により戻り光として、TFTア
レイ基板の側からTFTのチャネルに入射するのを防ぐ
必要がある。
報、特公平3−52611号公報,特開平3−1251
23号公報、特開平8−171101号公報等では、石
英基板等からなるTFTアレイ基板上においてTFTに
対向する位置(即ち、TFTの下側)にも、遮光層を形
成する技術を提案している。この遮光層により、TFT
のp−Si膜に対する戻り光の遮光が可能となるとされ
ている。特にこの技術によれば、TFTアレイ基板上の
ブラックマトリクス形成工程の後に行われるTFT形成
工程における高温処理により、遮光層が破壊されたり溶
融したりしないようにするために、遮光層を不透明な高
融点金属から形成するようにしている。
合には、TFTと絶縁を図る必要があり、遮光層とTF
Tとの間に絶縁層が設けられる。その結果、例えばトッ
プゲート型TFTでは、ソース、ドレインとなるポリシ
リコン層と遮光層とが絶縁層を介して対向し、コンデン
サを形成することになる。そして、遮光層はフローティ
ング電位であるため、ポリシリコン層の電荷の影響を受
けて、遮光層の電荷が変動する。逆にTFTも遮光層の
電荷の影響を受けることになり、この遮光層が本来のゲ
ートとは別のゲートとして機能するおそれがある。すな
わち、遮光層の持つ電荷に起因してTFTにリーク電流
が流れたり、あるいは、TFTにリーク電流が流れた
り、あるいはTFTのゲートに高い電圧を印加しなけれ
ば、TFTがオンしなくなる。このことは、TFTと遮
光層とを絶縁する絶縁膜が薄い程顕著であり、これを防
止するためには、遮光層の持つ電荷がTFTに影響しな
い程のかなり厚い絶縁層を形成しなければならない。こ
のような現象は、スイッチング素子として、バックツー
バックダイオードを用いた場合も同様である。
に、遮光層を画素領域外でショートさせ、コンタクトホ
ールを形成して接地電位あるいは対向電極電位もしくは
負電位等の定電位を供給する配線に接続する技術が提案
された。このような構成によれば、遮光層は定電位とな
るため、前記リーク電流の発生やTFTの特性の劣化を
防ぐことができる。
た従来の技術によれば、前記遮光層のコンタクトホール
を形成する場合には、前記遮光層とTFTのチャネル層
との間に絶縁層が形成されるため、該チャネル層と電極
との電気的接続を行うためのコンタクトホールを形成す
る場合に比べて、前記絶縁層分だけ被エッチング層が多
くなる。
エッチングは、開口形状を設計値どおり形成するという
要請から、チャネル層との選択比の低い異方性のドライ
エッチングにより行われており、更にエッチング量を時
間で制御する方法が採られている。
域の方が、遮光層用のコンタクトホール形成領域よりも
被エッチング層の層厚が薄い場合には、従来のエッチン
グ方法では、遮光層用のコンタクトホールのエッチング
中に、電極用のコンタクトホールのエッチングが完了
し、更にチャネル層までエッチングしてしまう恐れがあ
った。
ホールを形成する工程とは別の工程により、前記遮光層
用のコンタクトホールを形成する必要があり、液晶表示
パネルの製造プロセスにおいて、工程が多くなるという
問題があった。
のであり、コンタクトホールを形成して遮光層と定電位
配線とを電気的に接続させる場合でも、工程数を増やす
ことのない、アクティブマトリクス駆動方式の液晶表示
パネルの製造方法を提供することを課題とする。
示パネルの製造方法は上記課題を解決するために、一対
の第1及び第2基板と、該第1及び第2基板間に挟持さ
れた液晶と、前記第1基板の前記液晶に対面する側にマ
トリクス状に設けられた複数の透明な画素電極と、各画
素電極に対応して複数の信号電極と複数のスイッチング
素子が形成され、前記信号電極からのデータに基づいて
該スイッチング素子を介して前記画素電極に電圧が印加
される液晶表示パネルの製造方法であって、前記第1基
板と前記スイッチング素子との間で、前記複数のスイッ
チング素子に夫々対向する前記第1基板上の位置に高融
点金属又はシリサイドからなる遮光層を形成する工程
と、チャネル層を有する前記複数のスイッチング素子を
形成する工程と、前記信号電極を形成し前記信号電極と
前記チャネル層とを電気的に接続する工程と、前記画素
電極を形成し前記画素電極と前記チャネル層とを電気的
に接続する工程と、定電位源に接続される導電層を形成
し前記遮光層と電気的に接続する工程と、前記各工程間
あるいは各工程内において層間絶縁層を形成する工程と
を備え、前記導電層を形成して前記遮光層と電気的に接
続する工程は、前記チャネル層との選択比の高いエッチ
ングにより、前記信号電極とチャネル層との電気的接続
を行うためのコンタクトホールと前記遮光層と前記導電
層との電気的接続を行うための遮光層用のコンタクトホ
ールとを同時に形成する第1の工程と、前記信号電極と
同材料の導電層を前記信号電極と同時に形成する第2の
工程とから構成されることを特徴とする。
法によれば、液晶を挟持する一対の基板の一方の基板上
に高融点金属又はシリサイドからなる遮光層が形成さ
れ、この遮光層に対向するように、層間絶縁層を介して
チャネル層を有する複数のスイッチング素子が形成され
る。次に、複数のスイッチング素子のチャネル層上にも
層間絶縁層が形成される。従って、チャネル層上の層間
絶縁層は1層であるのに対し、スイッチング素子が形成
された画素領域外における遮光層上の層間絶縁層は2層
となる。しかしながら、次に層間絶縁層にコンタクトホ
ールを形成するために行われるエッチングは、チャネル
層との選択比が高いエッチングなので、遮光層上の層間
絶縁層をエッチング中にチャネル層上の層間絶縁層のエ
ッチングが完了した場合でも、チャネル層に対するエッ
チングは殆ど進行しない。従って、チャネル層を突き抜
けることなく、信号電極用のコンタクトホールと遮光層
用のコンタクトホールが同一の工程で形成される。次
に、チャネル層上の層間絶縁層上に信号電極が形成さ
れ、信号電極用のコンタクトホールを介して信号電極と
チャネル層が電気的に接続される。また同時に、遮光層
用のコンタクトホールを介して、信号電極と同材料から
なる導電層が、遮光層と電気的に接続されることにな
る。次に、信号電極及び導電層上に層間絶縁層が形成さ
れ、この層間絶縁層に画素電極用のコンタクトホールが
形成される。そして、このコンタクトホールを介して画
素電極が形成され、画素電極とチャネル層との電気的接
続が行われる。次に、第1基板と第2基板の間に液晶層
が封入されて液晶表示パネルが製造される。以上のよう
に、遮光層と導電層との電気的接続のための工程は、他
の工程と別個に行われるのではなく、信号電極とチャネ
ル層とを電気的に接続する工程と同時に行われることに
なり、従来に比べて工程の削減が図られる。
法は上記課題を解決するために、一対の第1及び第2基
板と、該第1及び第2基板間に挟持された液晶と、前記
第1基板の前記液晶に対面する側にマトリクス状に設け
られた複数の透明な画素電極と、各画素電極に対応して
複数の信号電極と複数のスイッチング素子が形成され、
前記信号電極からのデータに基づいて該スイッチング素
子を介して前記画素電極に電圧が印加される液晶表示パ
ネルの製造方法であって、前記第1基板と前記スイッチ
ング素子との間で、前記複数のスイッチング素子に夫々
対向する前記第1基板上の位置に高融点金属又はシリサ
イドからなる遮光層を形成する工程と、チャネル層を有
する前記複数のスイッチング素子を形成する工程と、前
記信号電極を形成し前記信号電極と前記チャネル層とを
電気的に接続する工程と、前記画素電極を形成し前記画
素電極と前記チャネル層とを電気的に接続する工程と、
定電位源に接続される導電層を形成し前記遮光層と電気
的に接続する工程と、前記各工程間あるいは各工程内に
おいて層間絶縁層を形成する工程とを備え、前記導電層
を形成して前記遮光層と電気的に接続する工程は、前記
信号電極と前記チャネル層との電気的接続を行うための
コンタクトホールと、前記遮光層と前記導電層との電気
的接続を行うための遮光層用のコンタクトホールの基礎
となるホールとを同時に形成する第1の工程と、前記基
礎となるホール及び信号電極上に絶縁層を設ける第2の
工程と、該チャネル層と前記画素電極との電気的接続を
行うためのコンタクトホールと、前記基礎となるホール
上の絶縁層から前記遮光層に至る前記遮光層用コンタク
トホールとを同時に形成する第3の工程と、前記画素電
極と同材料の導電層を前記画素電極と同時に形成する第
4の工程とから構成されることを特徴とする。
法によれば、液晶層を挟持する一対の基板の一方の基板
上に高融点金属からなる遮光層が形成され、この遮光層
に対向するように、層間絶縁層を介してチャネル層を有
する複数のスイッチング素子が形成される。次に、複数
のスイッチング素子のチャネル層上にも層間絶縁層が形
成される。従って、チャネル層上の層間絶縁層は1層で
あるのに対し、スイッチング素子が形成された画素領域
外における遮光層上の層間絶縁層は2層となる。従っ
て、次に層間絶縁層にコンタクトホールを形成するエッ
チングが行われると、チャネル層上には信号電極との電
気的接続が可能なコンタクトホールが貫通することにな
るが、遮光層上においては、層間絶縁層の1層分に、遮
光層用のコンタクトホールの基礎となるホールが形成さ
れる。次に、チャネル層上の層間絶縁層上に信号電極が
形成され、信号電極用のコンタクトホールを介して信号
電極とチャネル層が電気的に接続される。次に、信号電
極及び前記基礎となるホール上に層間絶縁層が形成され
る。従って、ここまでの工程において、チャネル層上に
は2層の層間絶縁層が形成され、遮光層上においては3
つの層間絶縁膜が形成されることになる。しかし、基礎
となるホール上では、前記コンタクトホールのエッチン
グで1つの層間絶縁膜がエッチングされているため2つ
の層間絶縁膜が存在する。又、画素電極用のコンタクト
ホールは2つの層間絶縁膜に対してエッチングが行われ
る。ここにおいて画素電極用のコンタクトホールの形成
のためのエッチングが行われると、画素電極用のコンタ
クトホールのエッチング終了前又は同時に、遮光層用の
コンタクトホールのエッチングが終了することになり、
チャネル層を突き抜けることなく、一つの工程で二つの
コンタクトホールが形成される。そして、このコンタク
トホールを介して画素電極が形成されると、画素電極と
チャネル層との電気的接続が行われ、同時に、画素電極
と同材料の導電層と遮光層との電気的接続が行われる。
次に、第1基板と第2基板の間に液晶層が封入されて液
晶表示パネルが製造される。以上のように、遮光層と導
電層との電気的接続のための工程は、他の工程と別個に
行われるのではなく、信号電極とチャネル層とを電気的
に接続する工程と同時に行われることになり、従来に比
べて工程の削減が図られる。
題を解決するために、一対の第1及び第2基板と、該第
1及び第2基板間に挟持された液晶と、前記第1基板の
前記液晶に対面する側にマトリクス状に設けられた複数
の透明な画素電極と、該複数の画素電極に夫々隣接する
位置において前記第1基板に設けられており前記複数の
画素電極を夫々スイッチング制御する複数のスイッチン
グ素子と、前記複数のスイッチング素子に夫々対向する
位置において前記第1基板と前記複数のスイッチング素
子との間に夫々設けられた高融点金属又はシリサイドか
らなる遮光層と、前記画素電極と同材料からなり前記遮
光層と電気的に接続される透明導電膜と、前記複数の遮
光層と前記複数のスイッチング素子との間、及び前記遮
光層と前記導電層との間に設けられた層間絶縁層と、液
晶表示パネルの実装端子に電気的に接続される金属層と
を備え、前記透明導電膜と前記金属層は、前記スイッチ
ング素子のチャネル層またはゲート電極を介して電気的
に接続されていることを特徴とする。
ば、高融点金属又はシリサイドからなる遮光層は、スイ
ッチング素子に対向する位置に設けられているので、第
1基板の側から戻り光などの光が当該液晶表示パネルに
入射しても、この光がスイッチング素子に入射するのを
防ぐことが出来る。また、遮光層は、画素電極と同材料
からなる透明導電膜と電気的に接続されている。つま
り、この透明導電膜と遮光層との電気的接続は、画素電
極とチャネル層との電気的接続を行う工程と同一工程に
より行われたものであり、従来よりも少ない工程で遮光
層と導電膜とが電気的に接続された液晶表示パネルとな
っている。そして、この透明導電膜は、液晶表示パネル
の実装端子に接続される金属層との間で、スイッチング
素子のチャネル層またはゲート電極を介して電気的に接
続されている。つまり、透明電極膜と金属層とが直接に
接触していないため、電食により金属層が腐食されるこ
とがない。更に、透明電極膜と金属層とが電気的に接続
されると、遮光層と実装端子とが電気的に接続されたこ
とになり、液晶表示パネルを実装して、当該実装端子を
定電位源に接続することにより、遮光層の持つ電荷の影
響は、スイッチング素子に対して一定となり、スイッチ
ング素子のスイッチング動作に悪影響を及ぼすことがな
い。
に説明する実施の形態から明らかにされよう。
に基づいて説明する。
1の実施の形態である液晶表示パネルの断面図である。
尚、図1においては、各層や各部材を図面上で認識可能
な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異
ならしめてある。また図2は、図1に示したTFTアレ
イ基板1上に形成される各種電極等の透視図である。
透明な第1基板の一例を構成するTFTアレイ基板1
と、これに対向配置される透明な第2基板の一例を構成
する対向基板2とを備えている。TFTアレイ基板1
は、例えば石英基板や無アルカリガラスからなり、対向
基板2は、例えばガラス基板からなる。
に、マトリクス状に複数の透明な画素電極11が設けら
れており、図1に示すようにその上側には、ラビング処
理等の所定の配向処理が施された配向膜12がその全面
に渡って設けられている。画素電極11は例えば、IT
O膜(インジウム・ティン・オキサイド膜)などの透明
導電性薄膜からなる。また配向膜12は例えば、ポリイ
ミド薄膜などの有機薄膜からなる。
共通電極21が設けられており、その下側には、ラビン
グ処理等の所定の配向処理が施された配向膜22が設け
られている。共通電極21は例えば、ITO膜などの透
明導電性薄膜からなる。また配向膜22は、ポリイミド
薄膜などの有機薄膜からなる。
示すように、複数の画素電極11に夫々隣接する位置
に、複数の画素電極11を夫々スイッチング制御する、
スイッチング素子の一例としての複数のTFTトランジ
スタ30が設けられている。
ス23が、TFTトランジスタ30に対向する所定領域
に設けられている。このようなブラックマトリクスは、
Cr(クロム)やNi(ニッケル)などの金属材料や、
カーボンやTi(チタン)をフォトレジストに分散した
樹脂ブラックなどの材料から作られ、TFT30のp−
Si(ポリシリコン)層32に対する遮光の他に、コン
トラストの向上、色材の混色防止などの機能を有する。
FTアレイ基板1と複数のTFT30との間には、高融
点金属からなる複数の遮光層3が設けられている。ま
た、複数の遮光層3と複数のTFT30との間には、第
1層間絶縁層41が設けられている。第1層間絶縁層4
1は、TFT30を構成するp−Si層32を遮光層3
から電気的絶縁するために設けられるものである。更
に、第1層間絶縁層41は、TFTアレイ基板1の全面
に形成されることにより、TFT30のための下地膜と
しての機能をも有する。即ち、TFTアレイ基板1の表
面の研磨時における荒れや、洗浄後に残る汚れ等でTF
T30の特性の劣化を防止する機能を有する。
(ノンドープトシリケートガラス)、PSG(リンシリ
ケートガラス)、BSG(ボロンシリケートガラス)、
BPSG(ボロンリンシリケートガラス)などの高絶縁
性ガラス又は、酸化シリコン膜、SiNx、酸化窒化膜
等からなる。
Cr(クロム)、W(タングステン)、Ta(タンタ
ル)、Mo(モリブデン)及びPd(鉛)などの高融点
金属からなる。より好ましくは、Ti、Cr、W、T
a、Mo及びPdのうちの少なくとも一つを含む金属シ
リサイド(例えば、タングステンシリサイドWSi)か
らなる。このように金属シリサイドから構成すると、即
ち、シリコンを遮光層の材料に含ませると、シリコンを
含んでなる第1層間絶縁層41との熱的相性が良くな
る。より具体的には、高温環境と常温環境とに置かれた
場合でも、遮光層3と第1層間絶縁層41との間で、熱
膨張率等の物理的性質の差に起因して発生する応力が緩
和される。
1を介して定電位配線83に接続されており、定電位配
線83は、接地されているか、または定電位源に接続さ
れている。このため、遮光層3の電位が変化することに
より、TFT30のスイッチング特性等に悪影響を及ぼ
すことがない。但し、遮光層3は電気的に浮遊していも
良いし、あるいは、遮光層3を後述の蓄積容量(図3参
照)用の配線として使用することも可能である。
ゲート電極31(走査電極)、ゲート電極31からの電
界によりチャネルが形成されるp−Si層32、ゲート
電極31とp−Si層32とを絶縁するゲート絶縁層3
3、p−Si層32に形成されたソース領域34、ソー
ス電極35(信号電極)、及びp−Si層32に形成さ
れたドレイン領域36を備えている。ドレイン領域36
には、複数の画素電極11のうちの対応する一つが接続
されている。ソース領域34及びドレイン領域36は後
述のように、p−Si層32に対し、n型又はp型のチ
ャネルを形成するかに応じて所定濃度のn型用又はp型
用のドーパントをドープすることにより形成されてい
る。n型チャネルのTFTは、動作速度が速いという利
点があり、p型チャネルのTFTは、p型チャネルを形
成するのが容易であるという利点がある。ソース電極3
5(信号電極)は、画素電極11と同様にITO膜等の
透明導電性薄膜から構成してもよいし、Al等の金属膜
や金属シリサイドなどの不透明な薄膜から構成してもよ
い。また、ゲート電極31、ゲート絶縁層33及び第1
層間絶縁層41の上には、ソース領域34へ通じるコン
タクトホール37及びドレイン領域36へ通じるコンタ
クトホール38が夫々形成された第2層間絶縁層42が
形成されている。このソース領域34へのコンタクトホ
ール37を介して、ソース電極35(信号電極)はソー
ス領域34に電気的接続されている。更に、ソース電極
35(信号電極)及び第2絶縁層42の上には、ドレイ
ン領域36へのコンタクトホール38が形成された第3
層間絶縁層43が形成されている。このドレイン領域3
6へのコンタクトホール38を介して、画素電極11は
ドレイン領域36に電気的接続されている。前述の画素
電極11は、このように構成された第3層間絶縁層43
の上面に設けられている。
p−Si層32は、光が入射するとp−Siが有する光
電変換効果により光電流が発生してしまいTFT30の
トランジスタ特性が劣化するが、本実施の形態では、対
向基板2には各TFT30に夫々対向する位置に複数の
ブラックマトリクス23が形成されているので、入射光
が直接にp−Si層32に入射することが防止される。
更にこれに加えて又は代えて、ゲート31を上側から覆
うようにソース電極35(信号電極)をAl等の不透明
な金属薄膜から形成すれば、ブラックマトリクス23と
共に又は単独で、p−Si層32への入射光(即ち、図
1で上側からの光)の入射を効果的に防ぐことが出来
る。
た画素電極11は、TFTアレイ基板1上にマトリクス
状に配列され、各画素電極11に隣接してTFT30が
設けられており、また画素電極11の縦横の境界に夫々
沿ってソース電極35(信号電極)及びゲート電極31
(走査電極)が設けられている。尚、図2は、説明の都
合上、画素電極11のマトリクス状配列等を簡略化して
示すためのものであり、実際の各電極は層間絶縁層の間
や上をコンタクトホール等を介して配線されており、図
1から分かるように3次元的により複雑な構成を有して
いる。図1においては、コンタクトホール38の下にも
遮光膜3が設けられているが、図2に示されるようにコ
ンタクトホール下に遮光膜3を設けない場合もある。遮
光膜は少なくともチャネル領域及びLDD領域の下には
形成することが望ましい。
に示すように、画素電極11には蓄積容量70が夫々設
けられている。この蓄積容量70は、より具体的には、
p−Si層32と同一工程により形成されるp−Si層
32a、ゲート絶縁層33と同一工程により形成される
絶縁層33a、ゲート電極31と同一工程により形成さ
れる蓄積容量電極(容量線)31a、第2及び第3層間
絶縁層42及び43、並びに第2及び第3層間絶縁層4
2及び43を介して蓄積容量電極31aに対向する画素
電極11の一部から構成されている。このように蓄積容
量70が設けられているため、デューティー比が小さく
ても高詳細な表示が可能とされる。尚、蓄積容量電極
(容量線)31aは、図2に示すように、TFTアレイ
基板1の面上においてゲート電極(走査電極)31と平
行に設けられている。また前述のように、遮光層3を蓄
積容量70の配線として利用することも可能である。
のアクティブマトリクス型液晶表示パネルの全体の構成
について説明する。
の平面図である。また、図5は、図4のH−H’線にお
ける液晶表示パネルの断面図を示す。
おける液晶表示パネルにおいては、前記TFTアレイ基
板1上に形成した画素電極11の表面に、前記共通電極
21を有する対向基板2が、適当な間隔をおいて配置さ
れ、TFT30により構成される各画素と対向基板2と
で形成される画面表示領域を、シール剤52により封止
している。シール剤52により囲まれた空間に液晶が封
入され、液晶層50が形成される。液晶層50は、画素
電極11からの電界が印加されていない状態で配向膜1
2及び22により所定の配向状態を採る。液晶層50
は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合し
た液晶からなる。シール剤52は、二つの基板1及び2
をそれらの周辺で張り合わせるための接着剤である。
ドライバ回路101及びY側駆動用ドライバ回路104
は、電荷の直流成分によりポリイミド等の配向膜12,
22や液晶層50の劣化を防ぐために、前記対向基板2
の外周より外側に配置している。
して組み立てた際に光が漏れないように対向基板2上に
ブラックマトリクス23と同一層で周辺見切り53を形
成する。
板2側に設けられた共通電極21に、TFTアレイ基板
1側から共通電極電位を供給するための上下基板導通用
端子106が、所定の径を有する導電性接着剤を介在さ
せて、対向基板2と導通を図るように構成されている。
また、外部実装端子102は、前記対向基板2より外側
の部分に配置され、ワイヤーボンディング、ACF(A
nisotropicConductive Fil
m)圧着等により外部ICと接続される。
101と前記外部実装端子102のみが描かれている
が、TFTアレイ基板1上にはその周辺部には、上述の
ようにX側駆動用ドライバ回路101及びY側駆動用ド
ライバ回路104が設けられており、図示しない配線に
よりソース電極35(信号電極)及びゲート電極31
(走査電極)に夫々電気的接続されている。X側駆動用
ドライバ回路101には、図示しない制御回路から即時
表示可能な形式に変換された表示信号が入力され、Y側
駆動用ドライバ回路104がパルス的にゲート電極31
(走査電極)に順番にゲート電圧を送るのに合わせて、
X側駆動用ドライバ回路101は表示信号に応じた信号
電圧をソース電極35(信号電極)に送る。本実施の形
態では特に、TFT30はp−Si(ポリシリコン)タ
イプのTFTであるので、TFT30の形成時に同一工
程で、 X側駆動用ドライバ回路101及びY側駆動用
ドライバ回路104を形成することも可能であり、製造
上有利である。
側駆動用ドライバ回路104をTFTアレイ基板1の上
に設ける代わりに、例えばTAB(テープオートメイテ
ッドボンディング基板)上に実装された駆動用LSI
に、TFTアレイ基板1の周辺部に設けられた異方性導
電フィルムを介して電気的及び機械的に接続するように
してもよい。
が、対向基板2の投射光が入射する側及びTFTアレイ
基板1の投射光が出射する側には夫々、例えば、TN
(ツイステッドネマティック)モード、 STN(スー
パーTN)モード、D−STN(ダブル−STN)モー
ド等の動作モードや、ノーマリーホワイトモード/ノー
マリーブラックモードの別に応じて、偏光フィルム、位
相差フィルム、偏光板などが所定の方向で配置される。
の動作について図1を参照して説明する。
けたX側駆動用ドライバ回路101は、この表示信号に
応じたタイミング及び大きさで信号電圧をソース電極3
5(信号電極)に印加し、これと並行して、Y側駆動用
駆動回路102は、所定タイミングで電極31(走査電
極)にゲート電圧をパルス的に順次印加し、TFT30
は駆動される。これにより、ゲート電圧がオンとされた
時点でソース電圧が印加されたTFT30においては、
ソース領域34、p−Si層32に形成されたチャネル
及びドレイン領域36を介して画素電極11に電圧が印
加される。そして、この画素電極11の電圧は、ソース
電圧が印加された時間よりも例えば3桁も長い時間だけ
蓄積容量70(図3参照)により維持される。
ると、液晶層50におけるこの画素電極11と共通電極
21とに挟まれた部分における液晶の配向状態が変化
し、ノーマリーホワイトモードであれば、電圧が印加さ
れた状態で入射光がこの液晶部分を通過不可能とされ、
ノーマリーブラックモードであれば、電圧が印加された
状態で入射光がこの液晶部分を通過可能とされ、全体と
して液晶表示パネル100aからは表示信号に応じたコ
ントラストを持つ光が出射する。
光層3により、戻り光による悪影響が低減されるため、
TFT30のトランジスタ特性が改善されており、更に
は、遮光層3が上述したような良好な電気的接続によ
り、安定して一定の電位に保たれるため、TFT30の
スイッチング特性は良好に維持され、最終的には、液晶
表示パネル100により、高コントラストで色付きの良
い高画質の画像を表示することが可能となる。
点金属で形成されているため、TFT30と絶縁を図る
必要があり、遮光層3とTFT30との間には、第1層
間絶縁層41が設けられる。その結果、ソース、ドレイ
ンとなるポリシリコン層32と遮光層3とが第1層間絶
縁層41を介して対向し、コンデンサを形成することに
なる。従って、この遮光層3がフローティング電位であ
る場合には、ポリシリコン層32の電荷の影響を受け
て、遮光層3の電荷が変動する。逆にTFT30も遮光
層3の電荷の影響を受けることになり、この遮光層3が
本来のゲートとは別のゲートとして機能するおそれがあ
る。すなわち、遮光層3の持つ電荷に起因してTFT3
0にリーク電流が流れたり、あるいは、TFT30にリ
ーク電流が流れたり、あるいはTFT30のゲートに高
い電圧を印加しなければ、TFT30がオンしなくな
る。
を解決するために、図2に示すように、遮光層3を画素
領域外でショートさせ、コンタクトホール81を形成し
て接地電位あるいは対向電極電位もしくは負電位等の定
電位を供給する定電位配線83と、コンタクト部3aに
おいて電気的に接続している。このため、遮光層3の電
位が変化することにより、TFT30のスイッチング特
性等に悪影響を及ぼすことがない。
83に接続するには、遮光層3上に形成された第1層間
絶縁層41及び第2層間絶縁層42にコンタクトホール
81を形成する必要があり、このコンタクトホール81
の形成のための工程分だけ工程が増えるという問題があ
った。
ために、比較例として従来の液晶表示パネルの製造プロ
セスについて図6及び図7を参照して説明する。なお、
図6及び図7に示す工程は、図2におけるa−a’線断
面と、b−b’線断面とを理解の容易のために繋げて描
いたものである。
基板、ハードガラス等のTFTアレイ基板1を用意す
る。このTFTアレイ基板1の全面に、スパッタリング
法、CVD法等によりWなどの高融点金属の金属シリサ
イド等からなる遮光層をTFTアレイ基板1の全面に形
成する。その後フォトリソグラフィ工程及びエッチング
工程により、これらの基板全面に形成された遮光層をT
FT30を形成する予定の領域にのみ残して、遮光層3
を形成する。この際、非単結晶シリコン層を遮光層の上
下の一方又は両方に形成してもよい。
000Åである。遮光層3は、少なくともTFT30の
p−Si層32のうちチャネル形成用の領域、ソース領
域34及びドレイン領域36をTFTアレイ基板1の裏
面から見て覆うように形成される。
層3の上に、減圧CVD法等によりTEOS(テトラ・
エチル・オソル・シリケート)ガス等を用いて、NSG
などのシリケートガラス膜等からなる第1層間絶縁層4
1を形成する。第1層間絶縁層41の層厚は、約500
〜8000Åである。
層間絶縁層41の上に、約450〜550℃の比較的低
温環境中で、流量約400〜600cc/minのモノ
シランガス等を用いた減圧CVD(例えば、圧力約20
〜40PaのCVD)により、a−Si(アモルファス
シリコン)膜を形成する。その後、窒素雰囲気中で、約
600〜700℃にて約1〜24時間のアニール処理を
施することにより、p−Si(ポリシリコン)膜を約5
00〜2000Åの厚さとなるまで固相成長させる。こ
の際、nチャネル型のTFT30を作成する場合には、
Sb(アンチモン)、As(砒素)、P(リン)などの
V族元素のドーパントを僅かにイオン注入等によりドー
プする。また、TFT30をpチャネル型とする場合に
は、Al(アルミニウム)、B(ボロン)、Ga(ガリ
ウム)、In(インジウム)などのIII族元素のドーパ
ントを僅かにイオン注入等によりドープする。
Si層32を約900〜1300℃の温度により熱酸化
して、約300Åの比較的薄い厚さの熱酸化膜33’を
形成する。
CVD法等により高温酸化シリコン膜(HTO膜)3
3”を約500Åの比較的薄い厚さに堆積し、多層構造
を持つゲート絶縁層33を形成する。この結果、p−S
i層32の厚さは、約450〜18500Åの厚さとな
り、ゲート絶縁層33の厚さは、約200〜1500
Å、好ましくは800Åの厚さとなる。
光層3のコンタクト部3aと定電位配線83との接続を
行うためのコンタクトホール81を、反応性エッチン
グ、反応性イオンビームエッチング等のドライエッチン
グにより形成する。このような異方性エッチングを用い
るのは、開口形状をマスク形状とほぼ同じにできるため
である。
Si層32上にゲート絶縁層33を介して、減圧CVD
法等によりp−Siを堆積した後、ゲートマスクを用い
たフォトリソグラフィ工程、エッチング工程等により、
ゲート電極31(走査電極)及びコンタクト部3aの接
続用電極31aを形成する。なお、ゲート電極31(走
査電極)及び接続用電極31aは、同じ材料で形成され
ているが、互いに接触しない位置に設けられている。
T30をLDD(LightlyDoped Drai
n Structure)構造を持つnチャネル型のT
FTとする場合、p−Si層32に、先ずソース領域3
4及びドレイン領域36のうちチャネル側に夫々隣接す
る一部を構成する低濃度ドープ領域を形成するために、
ゲート電極31を拡散マスクとして、PなどのV族元素
のドーパントを低濃度で(例えば、Pイオンを1〜3×
1013/cm2のドース量にて)ドープし、続いて、ゲ
ート電極31よりも幅の広いマスクでレジスト層をゲー
ト電極31上に形成した後、同じくPなどのV族元素の
ドーパントを高濃度で(例えば、Pイオンを1〜3×1
015/cm2のドース量にて)ドープする。また、TF
T30をpチャネル型とする場合、p−Si層32に、
ソース領域34及びドレイン領域36を形成するため
に、BなどのIII族元素のドーパントを用いてドープす
る。
−SiTFT及びpチャネル型p−SiTFTから構成
されるCMOS(相補型MOS)構造を持つX側駆動用
ドライバ回路101及びY側駆動用ドライバ回路104
をTFTアレイ基板1上の周辺部に形成する。次に図7
の工程(8)に示すように、ゲート電極31(走査電
極)及び接続用電極31aを覆うように、減圧CVD法
やTEOSガス等を用いて、NSGのシリケートガラス
膜等からなる第2層間絶縁層42を形成する。第2層間
絶縁層42の層厚は、約5000〜15000Åであ
る。そして、ソース領域34及びドレイン領域36を活
性化するために約800〜1000℃のアニール処理を
20〜60分程度行った後、ソース電極31(信号電
極)に対するコンタクトホール37と、接続用電極31
aに対するコンタクトホール81aとを、反応性エッチ
ング、反応性イオンビームエッチング等のドライエッチ
ングにより形成する。また、ゲート電極31(走査電
極)を図示しない配線と接続するためのコンタクトホー
ルも、コンタクトホール37と同一の工程により第2層
間絶縁層42に開ける。
層間絶縁層42の上に、スパッタリング処理等により、
Al等の低抵抗金属等を、約1000〜10000Åの
厚さに堆積し、更にフォトリソグラフィ工程、ウエット
エッチング工程等により、ソース電極35(信号電極)
及び定電位配線83を形成する。なお、ソース電極35
(信号電極)及び定電位配線83は同じ材料で形成され
るが、図6の工程(9)に示すように、互いに接触しな
い位置関係にある。
83とコンタクト3aとが接続用電極31aを介して電
気的に接続され、定電位配線83に接地電位あるいは負
電位等の定電位を印加することにより、遮光層3の電位
を所定の定電位に保つことができる。
ース電極35(信号電極)及び定電位配線83上を覆う
ように、常圧又は減圧CVD法等を用いて、NSGのシ
リケートガラス膜やBPSG膜等からなる第3層間絶縁
層43を形成する。第3層間絶縁層43の層厚は、約5
000〜15000Åである。
を電気的接続するためのコンタクトホール38を、反応
性エッチング、反応性イオンビームエッチング等のドラ
イエッチングにより形成する。
3層間絶縁層43の上に、スパッタリング処理等によ
り、ITO膜等の透明導電性薄膜を、約500〜200
0Åの厚さに堆積し、更にフォトリソグラフィ工程、ウ
エットエッチング工程等により、画素電極11を形成す
る。
の配向膜の塗布液を塗布した後、所定のプレティルト角
を持つように且つ所定方向でラビング処理を施すこと等
により、図1に示した配向膜12が形成される。
は、ガラス基板等が先ず用意され、この上において複数
のTFT30に夫々対応した位置にブラックマトリクス
23が、例えば金属クロムをスパッタリングした後、フ
ォトリソグラフィ工程、エッチング工程を経て形成され
る。
グ処理等により、ITO等の透明導電性薄膜を、約50
0〜2000Åの厚さに堆積することにより、共通電極
21を形成する。更に、共通電極21の全面にポリイミ
ド系の配向膜の塗布液を塗布した後、所定のプレティル
ト角を持つように且つ所定方向でラビング処理を施すこ
と等により、配向膜22が形成される。
FTアレイ基板1と対向基板2とは、配向膜12及び2
2が対面するようにシール剤52により張り合わされ、
真空吸引等により、両基板間の空間に、例えば数種類の
ネマティック液晶を混合してなる液晶が吸引されて、液
晶層50が形成される。
ルが完成する。
図6の工程(5’)に示すように、遮光層3のコンタク
トホール81を形成するための工程を、図7の工程
(8)に示すコンタクトホール37の形成工程あるいは
図7の工程(10)に示すコンタクトホール38の形成
工程とは別に設けている。
(8)においてコンタクトホール37を形成すると同時
に、コンタクトホール81を形成することも考えられる
が、コンタクトホール37の形成位置とコンタクトホー
ル81との形成位置においては、エッチング対象となる
絶縁層の層厚が異なるため、上述した異方性ドライエッ
チングでは、次のような理由により、コンタクトホール
37の形成位置においてオーバーエッチングが生ずると
いう問題点があった。
となる絶縁層は、コンタクトホール37の形成位置にお
いては、層厚が約8000Åの第2層間絶縁層42と、
層厚が約500ÅのHTO膜33”と、層厚が約300
Åの熱酸化膜33’であり、コンタクトホール81の形
成位置においては、前記第2層間絶縁層42及びHTO
膜33”と、層厚が約8000Åの第1層間絶縁層41
である。
におけるエッチング対象層厚は、合計で約9000Åで
あるのに対し、コンタクトホール81の形成位置におけ
るエッチング対象層厚は、合計で約16500Åに及ぶ
ことになる。
るという要請から、コンタクトホールのエッチングに
は、上述したように異方性300Åドライエッチングが
採用されているが、異方性ドライエッチングは、ポリシ
リコン層32との選択比が十分に採れないため、エッチ
ング量を時間で制御する方法では、上述のような層厚差
がある場合には、コンタクトホール81のエッチング中
において、コンタクトホール37の形成位置におけるポ
リシリコン層32に対してオーバーエッチングが生じて
しまう。
(8)に示すコンタクトホール37の形成工程の前に、
図6の工程(5’)に示す工程を別個に設けなければな
らなかった。
用のコンタクトホール37の形成工程におけるエッチン
グとして、ポリシリコン層32との選択比が高いウェッ
トエッチングを採用し、図6の工程(5’)に示す遮光
層3用のコンタクトホール81の形成工程を減らすよう
に構成した。
態における液晶表示パネル100の製造プロセスについ
て説明する。
基板、ハードガラス等のTFTアレイ基板1を用意す
る。ここで、好ましくはN2(窒素)等の不活性ガス雰
囲気且つ約1000℃の高温でアニール処理し、後に実
施される高温プロセスにおけるTFTアレイ基板1に生
じる歪みが少なくなるように前処理しておく。このよう
に処理されたTFTアレイ基板1の全面に、スパッタリ
ング法、CVD法等により好ましくはTi、Cr、W、
Ta、Mo及びPdなどの高融点金属の金属シリサイド
等からなる遮光層を多結晶シリコン層の全面に形成す
る。その後フォトリソグラフィ工程及びエッチング工程
により、これらの基板全面に形成された多結晶シリコン
層及び遮光層をTFT30を形成する予定の領域にのみ
残して、遮光層3を形成する。
000Åが好ましく、更に約1500〜2500Åがよ
り好ましい。1000Åより薄いと遮光の効果(例え
ば、1/1000程度の透過率)が十分に得られず、ま
た3000Åより厚いと、TFT30の形成工程におけ
る高温環境と常温環境とにおける熱応力の発生が大きく
なり過ぎ、加えて遮光層3自体を形成するための時間や
コストの上昇を招くと共に後にTFT30を形成する第
1層間絶縁層41の段差が大きくなり過ぎてTFT30
の形成が困難になる。更に遮光層3の厚さが約1500
〜2500Åであれば、良好な遮光性が得られると共
に、段差の問題も実用上殆ど生じないで済む。遮光層3
は、少なくともTFT30のp−Si層32のうちチャ
ネル形成用の領域、ソース領域34及びドレイン領域3
6をTFTアレイ基板1の裏面から見て覆うように形成
される。
層3の上に、例えば、常圧又は減圧CVD法等によりT
EOSガス、TEBガス、TMOPガス等を用いて、N
SG、PSG、BSG、BSPGなどのシリケートガラ
ス膜、窒化膜や酸化シリコン膜等からなる第1層間絶縁
層41を形成する。第1層間絶縁層41の層厚は、約5
00〜8000Åが好ましい。或いは、熱酸化膜を形成
した後、更に減圧CVD法等により高温酸化シリコン膜
(HTO膜)や窒化膜を約500Åの比較的薄い厚さに
堆積し、厚さ約2000Åの多層構造を持つ第1層間絶
縁層41を形成してもよい。更に、このようなシリケー
トガラス膜に重ねて又は代えて、SOG(スピンオンガ
ラス:紡糸状ガラス)をスピンコートして平坦な膜を形
成してもよい。このように、第1層間絶縁層41の上面
をスピンコート処理により平坦化しておけば、後に上側
にTFT30を形成し易いという利点が得られる。
℃のアニール処理を施すことにより、汚染を防ぐと共に
平坦化してもよい。
層間絶縁層41の上に、約450〜550℃、好ましく
は約500℃の比較的低温環境中で、流量約400〜6
00cc/minのモノシランガス、ジシランガス等を
用いた減圧CVD(例えば、圧力約20〜40PaのC
VD)により、a−Si膜を形成する。その後、窒素雰
囲気中で、約600〜700℃にて約1〜24時間、好
ましくは、4〜6時間のアニール処理を施することによ
り、p−Si膜を約300〜2000Åの厚さ、好まし
くは約550Åの厚さとなるまで固相成長させる。この
際、nチャネル型のTFT30を作成する場合には、S
b、As、PなどのV族元素のドーパントを僅かにイオ
ン注入等によりドープする。また、TFT30をpチャ
ネル型とする場合には、Al、B、Ga、InなどのII
I族元素のドーパントを僅かにイオン注入等によりドー
プしてもよい。尚、a−Si膜を経ないで、減圧CVD
法等によりp−Si膜を直接形成しても良い。或いは、
減圧CVD法等により堆積したp−Si膜にシリコンイ
オンを打ち込んで一旦非晶質化(アモルファス化)し、
その後アニール処理等により再結晶化させてp−Si膜
を形成しても良い。
Si層32を約900〜1300℃の温度、好ましくは
約1000℃の温度により熱酸化することにより、約3
00Åの比較的薄い厚さの熱酸化膜33’を形成する。
CVD法等により窒化膜あるいは高温酸化シリコン膜
(HTO膜)33”を約500Åの比較的薄い厚さに堆
積し、多層構造を持つゲート絶縁層33を形成する。
50〜1850Åの厚さ、好ましくは約350〜450
Åの厚さとなり、ゲート絶縁層33の厚さは、200〜
1500Åの厚さ、好ましくは約800Åの厚さとな
る。ただしゲート絶縁膜33の厚さは800Åに限るも
のでなく、100〜2000Åの範囲で設定して良い。
その際熱酸化膜33’と酸化シリコン膜33’’は10
0〜2000Åの範囲で各々設定できる。このように高
温熱酸化時間を短くすることにより、特に8インチ程度
の大型ウエーハを使用する場合に熱によるそりを防止す
ることができる。但し、p−Si層32を熱酸化するこ
とのみにより、単一層構造を持つゲート絶縁層33を形
成してもよい。
Si層32上にゲート絶縁層33を介して、減圧CVD
法等によりp−Siを堆積した後、ゲートマスクを用い
たフォトリソグラフィ工程、エッチング工程等により、
ゲート電極31(走査電極)を形成する。
−Si層ではなく、Al等の金属膜又は金属シリサイド
膜から形成してもよいし、若しくはこれらの金属膜又は
金属シリサイド膜とp−Si膜を組み合わせて多層に形
成してもよい。この場合、ゲート電極31(走査電極)
を、ブラックマトリクス23が覆う領域の一部又は全部
に対応する遮光膜として配置すれば、金属膜や金属シリ
サイド膜の持つ遮光性により、ブラックマトリクス23
の一部又は全部を省略することも可能となる。この場合
特に、対向基板2とTFTアレイ基板1との貼り合わせ
ずれによる画素開口率の低下を防ぐことが出来る利点が
ある。
T30をLDD構造を持つnチャネル型のTFTとする
場合、p型のp−Si層32に、先ずソース領域34及
びドレイン領域36のうちチャネル側に夫々隣接する一
部を構成する低濃度ドープ領域を形成するために、ゲー
ト電極31を拡散マスクとして、PなどのV族元素のド
ーパントを低濃度で(例えば、Pイオンを1〜3×10
13/cm2のドース量にて)ドープし、続いて、ゲート
電極31よりも幅の広いマスクでレジスト層をゲート電
極31上に形成した後、同じくPなどのV族元素のドー
パントを高濃度で(例えば、Pイオンを1〜3×1015
/cm2のドース量にて)ドープする。また、TFT3
0をpチャネル型とする場合、n型のp−Si層32
に、ソース領域34及びドレイン領域36を形成するた
めに、BなどのIII族元素のドーパントを用いてドープ
する。このようにLDD構造とした場合、ショートチャ
ネル効果を低減できる利点が得られる。尚、このように
低濃度と高濃度の2段階に分けて、ドープを行わなくて
も良い。例えば、低濃度のドープを行わずに、オフセッ
ト構造のTFTとしてもよく、ゲート電極31をマスク
として、Pイオン、Bイオン等を用いたイオン注入技術
によりセルフアライン型のTFTとしてもよい。
−SiTFT及びpチャネル型p−SiTFTから構成
されるCMOS構造を持つX側駆動用ドライバ回路10
1及びY側駆動用ドライバ回路104をTFTアレイ基
板1上の周辺部に形成する。このように、TFT30は
p−SiTFTであるので、TFT30の形成時に同一
工程で、X側駆動用ドライバ回路101及びY側駆動用
ドライバ回路104を形成することができ、製造上有利
である。
ート電極31(走査電極)を覆うように、例えば、常圧
又は減圧CVD法やTEOSガス等を用いて、NSG、
PSG、BSG、BPSGなどのシリケートガラス膜や
酸化シリコン膜等からなる第2層間絶縁層42を形成す
る。第2層間絶縁層42の層厚は、約5000〜150
00Åが好ましい。
36を活性化するために約800〜1000℃のアニー
ル処理を20〜60分程度行った後、コンタクトホール
の形成を行うのであるが、本実施形態においては、比較
例と異なり、ウェットエッチングのみによってコンタク
トホール37とコンタクトホール81とを同時に形成す
る。
り、ポリシリコン層32との選択比を高くすることがで
き、コンタクトホール81の形成位置とコンタクトホー
ル37の形成位置とで、上述のような層厚差がある場合
でも、ポリシリコン層32をオーバーエッチングするこ
となく、両方のコンタクトホールを良好に形成すること
ができる。
液と呼ばれるHF+NH4Fを用いた。このようなエッ
チング液を用いることで、ポリシリコン層32をエッチ
ングすることなく、また、遮光層3及びTFTアレイ基
板1の表面に損傷を与えることなく、必要なエッチング
を行って、コンタクトホール37及びコンタクトホール
81を同時に形成することができる。
第2層間絶縁層42の上に、スパッタリング処理等によ
り、Al等の低抵抗金属や金属シリサイド等を、約10
00〜10000Åの厚さに堆積し、更にフォトリソグ
ラフィ工程、ウエットエッチング工程等により、ソース
電極35(信号電極)及び定電位配線83を形成する。
電位配線83は同じ材料で形成されるが、図9の工程
(9)に示すように、互いに接触しない位置関係にあ
る。
83とコンタクト部3aとが電気的に接続され、定電位
配線83に接地電位あるいは負電位等の定電位を印加す
ることにより、遮光層3の電位を所定の定電位に保つこ
とができる。
ラックマトリクス23が覆う領域の一部又は全部に対応
する遮光膜として配置すれば、Al等の金属膜や金属シ
リサイド膜の持つ遮光性により、ブラックマトリクス2
3の一部又は全部を省略することも可能となる。この場
合特に、対向基板2とTFTアレイ基板1との貼り合わ
せずれによる画素開口率の低下を防ぐことが出来る利点
がある。
ース電極35(信号電極)及び定電位配線83上を覆う
ように、例えば、常圧又は減圧CVD法やTEOSガス
等を用いて、NSG、PSG、BSG、BPSGなどの
シリケートガラス膜、窒化膜や酸化シリコン膜等からな
る第3層間絶縁層43を形成する。第3層間絶縁層43
の層厚は、約5000〜15000Åが好ましい。或い
は、このようなシリケートガラス膜に代えて又は重ね
て、有機膜やSOG(スピンオンガラス)をスピンコー
トして平坦な膜を形成してもよい。
を電気的接続するためのコンタクトホール38を、反応
性エッチング、反応性イオンビームエッチング等のドラ
イエッチングにより形成する。この際、反応性エッチン
グ、反応性イオンビームエッチングのような異方性エッ
チングにより、コンタクトホール38を開口した方が、
開口形状をマスク形状とほぼ同じにできるという利点が
得られる。但し、ドライエッチングとウエットエッチン
グとを組み合わせて開口すれば、コンタクトホール38
をテーパ状にできるので、配線接続時の断線を防止でき
るという利点が得られる。
3層間絶縁層43の上に、スパッタリング処理等によ
り、ITO膜等の透明導電性薄膜を、約500〜200
0Åの厚さに堆積し、更にフォトリソグラフィ工程、ウ
エットエッチング工程等により、画素電極11を形成す
る。尚、当該液晶表示パネル100aを反射型の液晶表
示装置に用いる場合には、Al等の反射率の高い不透明
な材料から画素電極11を形成してもよい。
の配向膜の塗布液を塗布した後、所定のプレティルト角
を持つように且つ所定方向でラビング処理を施すこと等
により、図1に示した配向膜12が形成される。
は、ガラス基板等が先ず用意され、この上において複数
のTFT30に夫々対応した位置にブラックマトリクス
23が、例えば金属クロムをスパッタリングした後、フ
ォトリソグラフィ工程、エッチング工程を経て形成され
る。尚、ブラックマトリクス23は、CrやNiなどの
金属材料の他、カーボンやTiをフォトレジストに分散
した樹脂ブラックなどの材料から形成してもよい。その
後、対向基板2の全面にスパッタリング処理等により、
ITO等の透明導電性薄膜を、約500〜2000Åの
厚さに堆積することにより、共通電極21を形成する。
更に、共通電極21の全面にポリイミド系の配向膜の塗
布液を塗布した後、所定のプレティルト角を持つように
且つ所定方向でラビング処理を施すこと等により、配向
膜22が形成される。
FTアレイ基板1と対向基板2とは、配向膜12及び2
2が対面するようにシール剤52により張り合わされ、
真空吸引等により、両基板間の空間に、例えば数種類の
ネマティック液晶を混合してなる液晶が吸引されて、液
晶層50が形成される。
ル100が完成する。
ば、ポリシリコン層32をオーバーエッチングすること
なく、従来よりも少ない工程で遮光層3用のコンタクト
ホール81を形成することができる。
の実施の形態を図10に基づいて説明する。なお、第1
の実施の形態との共通箇所の説明は省略する。
ッチングのみを採用することにより、遮光層3用のコン
タクトホール81を形成する工程を別個に設けることな
く、工程の削減を実現することができた。しかしなが
ら、第1の実施の形態においては、コンタクトホール8
1の内壁に、第1層間絶縁層41及びHTO膜33”並
びに第2層間絶縁層42の界面が露出するため、これら
の層及び膜に対するサイドエッチングが進行する場合が
あった。特に、ウェットエッチングは等方性であるた
め、サイドエッチングが発生し易い。その結果、コンタ
クトホール81の開口面積が設計値よりも大きくなると
いう問題が生ずる。
ングのみによって1回で遮光層3用のコンタクトホール
81を形成するのではなく、ソース電極35用のコンタ
クトホール37の形成工程と、画素電極11用のコンタ
クトホール38の形成工程の2回の工程に分けて、遮光
層3用のコンタクトホール81を形成することとした。
のコンタクトホール81を形成工程を別個に設ける必要
がないので、工程の省略を図ることができる。
図10に基づいて詳しく説明する。なお、本実施形態に
おいても図8に示した工程(1)〜(6)及び図9に示
した工程(7)を行うが、これらの工程は第1の実施の
形態と同様なので、図示及び説明を省略する。
(1)〜(6)及び図10に示す工程(7)を経た後、
図10の工程(8)に示すように、ソース電極35用の
コンタクトホール37の形成工程を行う。そして、この
際に、遮光層3用のコンタクトホール形成位置におい
て、所望のコンタクトホールよりも大きなサイズのホー
ル81’を形成する。この工程におけるエッチングは、
上述した異方性のドライエッチングを用いることがで
き、遮光層3用のコンタクトホール形成位置においてこ
の工程によりエッチングが行われるのはおよそ第2層間
絶縁層42とHTO膜33”までである。
ース電極35用のコンタクトホール37の位置のみにソ
ース電極35を形成した後、図10の工程(10)に示
すようにBPSG等により第3層間絶縁層43を形成す
る。
(10)に点線で示すように前記ホール81’内にも形
成される。従って、遮光層3用のコンタクトホール形成
位置における当該遮光層3上には、第3層間絶縁層43
と第1層間絶縁層41が形成されることになる。
38の形成位置においては、ポリシリコン層32上に、
ゲート絶縁膜33及び第2層間絶縁層42並びに第3層
間絶縁層43が形成されることになる。これにより、前
記遮光層3上に形成された層の厚さよりも、前記ポリシ
リコン層32上に形成された層の厚さの方が大きくな
る。
に、画素電極11用のコンタクトホール38の形成工程
を、第1の実施の形態と同様に異方性ドライエッチング
で行った場合でも、画素電極11用のコンタクトホール
38側にオーバーエッチングを生じさせず、当該コンタ
クトホール38を形成すると同時に、前記遮光層3用の
コンタクトホール81が形成される。
に、ITO等からなる画素電極11と同じくITO等か
らなる定電位配線84が形成されることになる。
3用のコンタクトホールの形成のみを行う工程を省略す
ることができ、異方性エッチングにより所望の大きさの
コンタクトホール81を形成することができる。
3層間絶縁層43により、ホール81’の内周面が覆わ
れることになり、画素電極11用のコンタクトホール3
8の形成にドライエッチングだけでなくウェットエッチ
ングを併用した場合であっても、第2層間絶縁層42と
HTO膜33’と第1層間絶縁層41の界面をホール8
1’側に露出させず、サイドエッチングを確実に防ぐこ
とができるという効果もある。
も、図6の工程(5’)に示した工程を省略しつつ、遮
光層3用のコンタクトホールを形成することができる (第3の実施の形態)次に、本発明の第3の実施の形態
を図11に基づいて説明する。なお、上述した各実施の
形態と共通する箇所の説明は省略する。
に、遮光層3にコンタクトホール81を介して画素電極
11と同様のITOからなる定電位配線84を電気的に
接続した場合の、当該定電位配線84と上述した実装端
子102との接続例を示すものである。
ムからなる配線により、各電極等と電気的に接続されて
いるが、図11(B)に示すようにITOからなる配線
85とアルミニウムからなる配線86とを直接に接触さ
せた場合には、電食によりアルミニウムが腐食するとい
う問題が発生する。
示すように、チャネル層を形成するポリシリコン層32
を介してITOからなる配線85とアルミニウムからな
る配線86とを電気的に接続している。このITOから
なる配線85は、図11(A)に示すように前記定電位
配線84と接続されているため、結局、前記遮光層3と
前記実装端子102との電気的接続がなされる。
電極31を介してITOからなる配線85とアルミニウ
ムからなる配線86とを電気的に接続するようにしても
良い。
層3と電気的に接続される定電位配線として、ITOを
用いた場合でも、実装端子102との良好な電気的接続
を実現することができる。
液晶表示パネル100は、カラー液晶プロジェクタに適
用されるため、3つの液晶表示パネル100がRGB用
のライトバルブとして夫々用いられ、各パネルには夫々
RGB色分解用のダイクロイックミラーを介して分解さ
れた各色の光が入射光として夫々入射されることにな
る。従って、各実施の形態では、対向基板2に、カラー
フィルタは設けられていない。しかしながら、液晶表示
パネル100においてもブラックマトリックス23の形
成されていない画素電極11に対向する所定領域にRG
Bのカラーフィルタをその保護膜と共に、対向基板2上
に形成してもよい。このようにすれば、液晶プロジェク
タ以外の直視型や反射型のカラー液晶テレビなどのカラ
ー液晶表示装置に本実施の形態の液晶表示パネルを適用
できる。
は、従来と同様に入射光を対向基板2の側から入射する
こととしたが、遮光層3が存在するので、TFTアレイ
基板1の側から入射光を入射し、対向基板2の側から出
射するようにしても良い。即ち、このように液晶表示パ
ネル100a液晶プロジェクタに取り付けても、チャネ
ル形成用のa−Si層32に光が入射することを防ぐこ
とが出来、高画質の画像を表示することが可能である。
いて、TFTアレイ基板1側における液晶分子の配向不
良を抑制するために、第3層間絶縁層43の上に更に平
坦化膜をスピンコート等で塗布してもよい。
100のスイッチング素子は、正スタガ型のp−SiT
FTであるとして説明したが、逆スタガ型のTFTやa
−SiTFT等の他の形式のTFTに対しても、戻り光
がチャネル形成用の半導体層に入射するのを阻止すると
いう課題の下に、各種の形態での応用が可能である。
0においては、一例として液晶層50をネマティック液
晶から構成したが、液晶を高分子中に微小粒として分散
させた高分子分散型液晶を用いれば、配向膜12及び2
2、並びに前述の偏光フィルム、偏光板等が不要とな
り、光利用効率が高まることによる液晶表示パネルの高
輝度化や低消費電力化の利点が得られる。更に、画素電
極11をAl等の反射率の高い金属膜から構成すること
により、液晶表示パネル100を反射型液晶表示装置に
適用する場合には、電圧無印加状態で液晶分子がほぼ垂
直配向されたSH(スーパーホメオトロピック)型液晶
などを用いても良い。更にまた、液晶表示パネル100
においては、液晶層50に対し垂直な電界(縦電界)を
印加するように対向基板2の側に共通電極21を設けて
いるが、液晶層50に平行な電界(横電界)を印加する
ように一対の横電界発生用の電極から画素電極11を夫
々構成する(即ち、対向基板2の側には縦電界発生用の
電極を設けることなく、TFTアレイ基板1の側に横電
界発生用の電極を設ける)ことも可能である。このよう
に横電界を用いると、縦電界を用いた場合よりも視野角
を広げる上で有利である。その他、各種の液晶材料(液
晶相)、動作モード、液晶配列、駆動方法等に本実施の
形態を適用することが可能である。
方法によれば、導電層を形成して遮光層と電気的に接続
する工程を、スイッチング素子のチャネル層との選択比
の高いエッチングにより、信号電極とチャネル層との電
気的接続を行うためのコンタクトホールと遮光層と導電
層との電気的接続を行うための遮光層用のコンタクトホ
ールとを同時に形成する工程と、信号電極と同材料の導
電層を信号電極と同時に形成する工程とから構成したの
で、液晶表示パネルの製造工程を削減しつつ、遮光層の
電位を安定して一定の電位に維持できる液晶表示パネル
を製造することができる。
法によれば、導電層を形成して遮光層と電気的に接続す
る工程を、信号電極とチャネル層との電気的接続を行う
ためのコンタクトホールと、遮光層と導電層との電気的
接続を行うための遮光層用のコンタクトホールの基礎と
なるホールとを同時に形成する工程と、前記基礎となる
ホール及び信号電極上に絶縁層を設ける工程と、チャネ
ル層と画素電極との電気的接続を行うためのコンタクト
ホールと、前記基礎となるホール上の絶縁層から遮光層
に至る前記遮光層用コンタクトホールとを同時に形成す
る工程と、画素電極と同材料の導電層を画素電極と同時
に形成する工程とから構成したので、液晶表示パネルの
製造工程を削減しつつ、遮光層の電位を安定して一定の
電位に維持できる液晶表示パネルを製造することができ
る。
ば、請求項2に記載の製造方法により少ない工程で透明
導電膜と遮光層とが電気的に接続された液晶表示パネル
を製造した場合でも、前記透明導電膜と液晶表示パネル
の実装端子に電気的に接続される金属層とを、スイッチ
ング素子のチャネル層またはゲート電極を介して電気的
に接続したので、電食による金属層の腐食を防ぐことが
でき、遮光層と実装端子との電気的接続を長期間に渡っ
て良好に保つことができ、遮光層の電位を一定の電位に
維持することができる。その結果、スイッチング素子の
スイッチング特性に悪影響を与えることがなく、高コン
トラストで色付きのよい高画質の画像表示が可能とな
る。
の構成を示す断面図である。
イ基板上に形成される各層の透視図である。
断面図である。
平面図である。
を追って示す工程図(その1)である。
を追って示す工程図(その2)である。
追って示す工程図(その1)である。
追って示す工程図(その2)である。
示パネルの製造プロセスを順を追って示す工程図であ
る。
接続例を示す図であり、(A)は本発明の第3の実施の
形態における接続例を示す断面図、(B)は比較例の接
続例を示す断面図、(C)は本発明の第3の実施の形態
における他の接続例を示す断面図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 一対の第1及び第2基板と、該第1及び
第2基板間に挟持された液晶と、前記第1基板の前記液
晶に対面する側にマトリクス状に設けられた複数の透明
な画素電極と、各画素電極に対応して複数の信号電極と
複数のスイッチング素子が形成され、前記信号電極から
のデータに基づいて該スイッチング素子を介して前記画
素電極に電圧が印加される液晶表示パネルの製造方法で
あって、 前記第1基板と前記スイッチング素子との間で、前記複
数のスイッチング素子に夫々対向する前記第1基板上の
位置に高融点金属又はシリサイドからなる遮光層を形成
する工程と、 チャネル層を有する前記複数のスイッチング素子を形成
する工程と、 前記信号電極を形成し前記信号電極と前記チャネル層と
を電気的に接続する工程と、 前記画素電極を形成し前記画素電極と前記チャネル層と
を電気的に接続する工程と、 定電位源に接続される導電層を形成し前記遮光層と電気
的に接続する工程と、 前記各工程間あるいは各工程内において層間絶縁層を形
成する工程とを備え、 前記導電層を形成して前記遮光層と電気的に接続する工
程は、前記チャネル層との選択比の高いエッチングによ
り、前記信号電極とチャネル層との電気的接続を行うた
めのコンタクトホールと前記遮光層と前記導電層との電
気的接続を行うための遮光層用のコンタクトホールとを
同時に形成する第1の工程と、前記信号電極と同材料の
導電層を前記信号電極と同時に形成する第2の工程とか
ら構成される、 ことを特徴とする液晶表示パネルの製造方法。 - 【請求項2】 一対の第1及び第2基板と、該第1及び
第2基板間に挟持された液晶と、前記第1基板の前記液
晶に対面する側にマトリクス状に設けられた複数の透明
な画素電極と、各画素電極に対応して複数の信号電極と
複数のスイッチング素子が形成され、前記信号電極から
のデータに基づいて該スイッチング素子を介して前記画
素電極に電圧が印加される液晶表示パネルの製造方法で
あって、 前記第1基板と前記スイッチング素子との間で、前記複
数のスイッチング素子に夫々対向する前記第1基板上の
位置に高融点金属からなる遮光層を形成する工程と、 チャネル層を有する前記複数のスイッチング素子を形成
する工程と、 前記信号電極を形成し前記信号電極と前記チャネル層と
を電気的に接続する工程と、 前記画素電極を形成し前記画素電極と前記チャネル層と
を電気的に接続する工程と、 定電位源に接続される導電層を形成し前記遮光層と電気
的に接続する工程と、 前記各工程間あるいは各工程内において層間絶縁層を形
成する工程とを備え、 前記導電層を形成して前記遮光層と電気的に接続する工
程は、前記信号電極と前記チャネル層との電気的接続を
行うためのコンタクトホールと、前記遮光層と前記導電
層との電気的接続を行うための遮光層用のコンタクトホ
ールの基礎となるホールとを同時に形成する第1の工程
と、前記基礎となるホール及び信号電極上に絶縁層を設
ける第2の工程と、該チャネル層と前記画素電極との電
気的接続を行うためのコンタクトホールと、前記基礎と
なるホール上の絶縁層から前記遮光層に至る前記遮光層
用コンタクトホールとを同時に形成する第3の工程と、
前記画素電極と同材料の導電層を前記画素電極と同時に
形成する第4の工程とから構成される、 ことを特徴とする液晶表示パネルの製造方法。 - 【請求項3】 一対の第1及び第2基板と、 該第1及び第2基板間に挟持された液晶と、 前記第1基板の前記液晶に対面する側にマトリクス状に
設けられた複数の透明な画素電極と、 該複数の画素電極に夫々隣接する位置において前記第1
基板に設けられており前記複数の画素電極を夫々スイッ
チング制御する複数のスイッチング素子と、 前記複数のスイッチング素子に夫々対向する位置におい
て前記第1基板と前記複数のスイッチング素子との間に
夫々設けられた高融点金属又はシリサイドからなる遮光
層と、 前記画素電極と同材料からなり前記遮光層と電気的に接
続される透明導電膜と、 前記複数の遮光層と前記複数のスイッチング素子との
間、及び前記遮光層と前記導電層との間に設けられた層
間絶縁層と、 液晶表示パネルの実装端子に電気的に接続される金属層
とを備え、 前記透明導電膜と前記金属層は、前記スイッチング素子
のチャネル層またはゲート電極を介して電気的に接続さ
れている、 ことを特徴とする液晶表示パネル。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26227097A JP3780653B2 (ja) | 1997-09-26 | 1997-09-26 | 液晶表示パネルの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26227097A JP3780653B2 (ja) | 1997-09-26 | 1997-09-26 | 液晶表示パネルの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11101990A true JPH11101990A (ja) | 1999-04-13 |
JP3780653B2 JP3780653B2 (ja) | 2006-05-31 |
Family
ID=17373468
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26227097A Expired - Lifetime JP3780653B2 (ja) | 1997-09-26 | 1997-09-26 | 液晶表示パネルの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3780653B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7154575B2 (en) | 2000-05-12 | 2006-12-26 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Liquid crystal display having black matrix disconnected at portions thereof and method for fabricating the same |
JP2020036016A (ja) * | 2013-07-10 | 2020-03-05 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置 |
-
1997
- 1997-09-26 JP JP26227097A patent/JP3780653B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7154575B2 (en) | 2000-05-12 | 2006-12-26 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Liquid crystal display having black matrix disconnected at portions thereof and method for fabricating the same |
KR100695299B1 (ko) * | 2000-05-12 | 2007-03-14 | 삼성전자주식회사 | 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판 및 그의 제조 방법 |
JP2020036016A (ja) * | 2013-07-10 | 2020-03-05 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置 |
KR20200054158A (ko) * | 2013-07-10 | 2020-05-19 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 및 반도체 장치를 포함하는 표시 장치 |
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JP3780653B2 (ja) | 2006-05-31 |
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