JPH0566413A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPH0566413A
JPH0566413A JP22620691A JP22620691A JPH0566413A JP H0566413 A JPH0566413 A JP H0566413A JP 22620691 A JP22620691 A JP 22620691A JP 22620691 A JP22620691 A JP 22620691A JP H0566413 A JPH0566413 A JP H0566413A
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liquid crystal
crystal display
active matrix
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film
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Masumitsu Ino
益充 猪野
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Abstract

(57)【要約】 【目的】トランジスタの保護層の形成が容易で、しかも
SiN系の保護層を使用することなく安定したトランジ
スタ特性を有する液晶表示装置を提供する。 【構成】マトリクス状の画素電極13とこの画素電極を
駆動する薄膜トランジスタ部とからなる液晶表示部と、
この液晶表示部に接続された走査線駆動回路4と、前記
液晶表示部に接続された信号線駆動回路5とが形成され
たアクティブマトリクス基板1と、このアクティブマト
リクス基板に全面的に対向する上部基板2と、前記アク
ティブマトリクス基板1と上部基板2との間に挟持され
た液晶層とを備え、前記液晶表示部が酸化シリコン系絶
縁膜と前記液晶層とで保護されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置に係り、
特に薄膜トランジスタで構成された駆動回路を液晶セル
内に内蔵した液晶表示装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の液晶表示装置は、図21に示すよ
うに、液晶セル部の外側に薄膜トランジスタ(TFT)
を形成した水平(走査線)駆動回路(Horizontal−Dr
iver)4および垂直(信号線)駆動回路(Vertical−
Driver)5の各駆動回路を設けていた。すなわち、液
晶セル部のみが上部基板14、下部基板15およびその
上部、下部基板によって挟持され、スペーサ16により
封入されたた液晶層(図示せず)が全面的に対向するよ
うに構成されていた。
【0003】このように、TFTを形成した駆動回路を
液晶セル部の外側に設けた状態では、駆動回路への水
分、ナトリウム等の可動イオンの進入を防止するための
SiN系からなる保護層を駆動回路に使用しているTF
T部に使用する必要があった。
【0004】一方、液晶セル内では、配向剤としてポリ
イミド(PI)系を使用しているため、二酸化シリコン
(SiO2)系のTFTトランジスタ保護絶縁膜を画素
部に使用しなければならなかった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】液晶セル内で上記Si
2系の代わりにSiN系の絶縁膜をトランジスタの保
護層として使用すると、ポリイミドの密着性、配向膜の
均一性が損なわれる。その結果、液晶の配向性が損なわ
れる。しかも、SiN系の保護層をトランジスタ上部に
使用すると、SiN内に残留している膜応力がトランジ
スタの特性、例えばVTHをシフトさせる。
【0006】また、特公平2−61032号公報には液
晶セル内に各駆動回路を内蔵した液晶表示装置が開示さ
れているものの、この液晶表示装置にはトランジスタ保
護用のパッシベーション膜材質の規定はなく、上記の問
題を依然として残していた。
【0007】本発明はトランジスタ保護層の形成が容易
で、しかもSiN系の保護層を使用することなく、安定
したトランジスタ特性を有する液晶表示装置を提供する
ことを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題は、本発明によ
れば、マトリクス状に配列された画素電極と、この画素
電極を駆動する薄膜トランジスタとからなる液晶表示部
と、この液晶表示部に接続された走査線駆動回路と、前
記液晶表示装置に接続された信号線駆動回路とが形成さ
れたアクティブマトリクス基板と、このアクティブマト
リクス基板に全面的に対向する上部基板と、前記アクテ
ィブマトリクス基板と上部基板との間に挟持された液晶
層とを備え、前記液晶表示部が酸化シリコン系絶縁膜と
前記液晶層とで保護されていることを特徴とする液晶表
示装置によって解決される。
【0009】
【作用】本発明によれば、画素電極13と薄膜トランジ
スタとからなる液晶表示部、走査線駆動回路4および信
号線駆動回路5がアクティブマトリクス基板上に形成さ
れ、そのアクティブマトリクス基板に全面的に対向する
ように上部基板2が形成され、しかも上記液晶表示部が
酸化シリコン系絶縁膜と液晶層とで保護されているため
にトランジスタの保護層の形成工程が簡略化される。し
かも、SiN系の保護層を使用しないためSiN膜内に
残留する膜応力に起因したトランジスタ特性、例えばV
TH等の劣化を生じない。
【0010】本発明では、酸化シリコン系絶縁膜として
PSG(リン珪酸ガラス)、BSG(ホウ珪酸ガラス)
等が好ましく用いられる。もちろん、SiO2(二酸化
シリコン)でもよい。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。
【0012】図1は、本発明による液晶表示装置の一実
施例を示す模式斜視図である。図1に示すように、本発
明による液晶表示装置は、薄膜トランジスタが能動スイ
ッチング素子として形成された下部基板としてのアクテ
ィブマトリクス基板1と、このアクティブマトリクス基
板1に対向する上部基板2と、それらの基板1,2に挟
持されスペーサ3で封入された液晶層を有し、アクティ
ブマトリクス基板1上に水平(走査線)駆動回路4と垂
直(信号線)駆動回路5がそれぞれ液晶セルに内蔵され
る形態で設けられている。さらに、本液晶表示装置は、
以下図2により詳しく示されているように、トランジス
タ保護用の絶縁膜(パッシベーション膜)としてPSG
等の酸化シリコン系の絶縁膜が使用される。また、液晶
層そのものもトランジスタ保護に寄与している。
【0013】図2(a)および(b)は図1に示した本
発明の液晶表示装置のそれぞれ駆動回路部の部分断面図
および画素スイッチ部分断面図を示す。
【0014】まず、図2(a)に示すように、駆動回路
部では特にCMOS部が示されており、ゲート絶縁膜
7、多結晶シリコン(poly−Si)ゲート8、アル
ミニウム(Al)電極9、PSG保護層10a,10
b、PSG層間絶縁膜10c及びポリイミド配向膜11
で構成されている。
【0015】次に、図2(b)に示された画素スイッチ
は、画素部、薄膜トランジスタ(TFT)部、ストレー
ジキャパシタ(Cs)部から構成されている。図2
(b)において図2(a)で示した符号と同一符号は同
一の要素を示す。
【0016】図2(b)中13は、ITO(インジウム
錫酸化物)からなる画素電極であり、ドレイン領域と接
続されている。図2(a)及び(b)に示されているよ
うに、本発明の液晶表示装置の駆動回路のトランジスタ
上方は、酸化シリコン系のPSG膜で保護され、しかも
液晶層そのものも水分、可動イオンの抑止機能を有し、
保護層として作用する。
【0017】図3は、駆動回路を液晶セルの外部に配設
し、保護層をSiNとした従来装置と、本発明実施例の
駆動回路の信頼性の評価結果を示す。
【0018】駆動回路の信頼性は、高温動作試験により
判断した。高温動作試験は85℃の温度で定格の10%
増の駆動電圧により評価した。図から明らかなように、
従来例とほぼ同じ信頼性を有することがわかる。
【0019】以下、本発明による液晶表示装置のプロセ
スフローを図4〜図20を用いて説明する。
【0020】まず、図4に示すように、石英基板20上
に減圧CVD法により膜厚80nmの第1ポリシリコン
(poly−Si)層21を形成し、シリコンイオン
(Si +)注入後、620℃の温度で固相成長アニール
を行った。上記のSi+の注入の条件は、30KeV、
1×1015/cm2の後、50KeV、1×1015/c
2の2回で行った。
【0021】次に、図5に示すように、リソグラフィー
技術によりエッチングし、第1poly−Si層領域2
1a,21bを形成した。
【0022】次に、図6に示すように、熱酸化法により
膜厚50nmのSiO2ゲート絶縁膜22を形成した。
【0023】次に、図7に示すように、レジスト23を
マスクとしてCs(ストレージキャパシタ)部の第1p
oly−Si層領域21aに砒素イオン(As+)を3
0KeV、5×1014/cm2の条件でイオン注入し
た。
【0024】次に、図8に示すように、減圧CVD法に
よりSiN膜を30nm膜厚に形成し、一部エッチング
後、SiO2ゲート絶縁膜22上にSiNゲート絶縁膜
24を形成した。
【0025】次に、図9に示すように、減圧CVD法に
より、第2ポリシリコン(poly−Si)層25を厚
さ350nmに形成し、その後PSGによる第2pol
y−Si層25の低抵抗化を図った。
【0026】次に、図10に示すように、プラズマエッ
チによりパターニングし、SiNゲート絶縁膜24上に
第2poly−Si層領域25a,25bを形成する。
エッチングガスとしてCF4,O2を用い、CF4/O2
95/5とした。
【0027】次に、図11に示すように、TFTのSi
Nゲート絶縁膜24を一部エッチング除去し、As+
100KeV、1×1013/cm2の条件で全面にイオ
ン注入し、更にNチャネルを作るべくトランジスタ側に
As+を140KeV、2×1015/cm2の条件でイオ
ン注入した。
【0028】次に、図12に示すように、レジスト27
を塗布後、Pチャネルを作るべくボロンイオン(B+
を30KeV、2×1015/cm2の条件でイオン注入
した。
【0029】次に図13に示すように、レジスト27を
除去した後、減圧CVD法により500nmの膜厚のP
SG及び100nmの膜厚のSiO2層間絶縁膜28を
形成した。
【0030】次に、図14に示すようにSiO2層間絶
縁膜28とSiO2ゲート絶縁膜22をHF/NH4Fを
エッチャントとしたウェットエッチにより、ソースまた
はドレインの引出電極用の第1コンタクトホール29を
形成した。
【0031】次に、全面にAl/Si膜をスパッタ法に
より膜厚600nmに形成した後、図15に示すよう
に、H3PO4/H2O=2/10のエッチャントを用い
てウェットエッチングを行い、Al/Si膜をパターニ
ングし、Al/Si電極30を形成した。
【0032】次に、図16に示すように、減圧CVD法
によりPSGパッシベーション膜31を膜厚400nm
に形成し、次にPCVD法を用いてSiNからなるSi
Nパッシベーション膜32を形成した。その後、水素
(H2)のAr希釈の還元性雰囲気中で約400℃、3
0分間水素アニール処理を行った。
【0033】次に、図17に示すように、SiNパッシ
ベーション膜32の全体をCF4/O2=95/5のエッ
チングガスによりプラズマエッチングした後、HF/N
4Fをエッチャントとしたウェットエッチにより第1
ポリシリコン層領域21aに届くソースあるいはドレイ
ンの引出電極用の第2コンタクトホール33を形成し
た。
【0034】次に、図18に示すように、スパッタ法に
より、400℃の温度でITO(インジウム錫酸化物)
膜34を全面に被着形成した。
【0035】次に、図19に示すように、HCl:H2
O:NO3=300:300:50のエッチャントによ
りITO膜34をパターニングし、ITO画素電極34
aを形成した。
【0036】次に、図20に示すように、露出面上、す
なわちPSGパッシベーション膜31とITO画素電極
34aの表面上に液晶配向用のポリイミド(PI)膜3
5を形成し、アクティブマトリクス基板を得た。図20
の後は上部基板と本製造プロセスで形成したアクティブ
マトリクス基板との間に液晶層を挟持して液晶表示装置
が得られた。
【0037】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、トランジスタの保護層の形成工程が簡略化でき、し
かもSiN系の保護層を使用する必要がないため、Si
N膜の膜応力に起因したトランジスタ特性の劣化が生じ
ない。また、SiO2系(PSG等)の絶縁膜を使用す
ることにより、液晶セル形成時、充分な接着強度をもっ
て有機性接着剤を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による液晶表示装置の一実施例を示す模
式斜視図である。
【図2】図1に示した本発明の液晶表示装置の駆動回路
部及び画素スイッチの部分断面図である。
【図3】従来装置と本発明実施例の駆動回路の信頼性の
評価結果を示す図である。
【図4】実施例の製造プロセスフロー図である。
【図5】実施例の製造プロセスフロー図である。
【図6】実施例の製造プロセスフロー図である。
【図7】実施例の製造プロセスフロー図である。
【図8】実施例の製造プロセスフロー図である。
【図9】実施例の製造プロセスフロー図である。
【図10】実施例の製造プロセスフロー図である。
【図11】実施例の製造プロセスフロー図である。
【図12】実施例の製造プロセスフロー図である。
【図13】実施例の製造プロセスフロー図である。
【図14】実施例の製造プロセスフロー図である。
【図15】実施例の製造プロセスフロー図である。
【図16】実施例の製造プロセスフロー図である。
【図17】実施例の製造プロセスフロー図である。
【図18】実施例の製造プロセスフロー図である。
【図19】実施例の製造プロセスフロー図である。
【図20】実施例の製造プロセスフロー図である。
【図21】従来の液晶表示装置の一例を示す模式斜視図
である。
【符号の説明】
1 アクティブマトリクス基板 2 上部基板 3 スペーサ 4 水平(走査線)駆動回路 5 垂直(信号線)駆動回路 7 ゲート絶縁膜 8 多結晶シリコン(poly−Si)ゲート 9 Al電極 10a,10b PSG保護膜 10c PSG層間絶縁膜 11 ポリイミド配向膜 13 ITO画素電極 14 上部基板 15 下部基板 16 スペーサ 20 石英基板 21 第1ポリシリコン(poly−Si)層 22 SiO2ゲート絶縁膜 23 レジスト 24 SiNゲート絶縁膜 25 第2poly−Si層 27 レジスト 28 SiO2層間絶縁膜 29 第1コンタクトホール 30 Al/Si電極 31 PSGパッシベーション膜 32 SiNパッシベーション膜 33 第2コンタクトホール 34 ITO膜 34a ITO画素電極 35 ポリイミド(PI)膜

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マトリクス状に配列された画素電極と、
    この画素電極を駆動する薄膜トランジスタとからなる液
    晶表示部と、この液晶表示部に接続された走査線駆動回
    路と、前記液晶表示装置に接続された信号線駆動回路と
    が形成されたアクティブマトリクス基板と、このアクテ
    ィブマトリクス基板に全面的に対向する上部基板と、前
    記アクティブマトリクス基板と上部基板との間に挟持さ
    れた液晶層とを備え、前記液晶表示部が酸化シリコン系
    絶縁膜と前記液晶層とで保護されていることを特徴とす
    る液晶表示装置。
JP22620691A 1991-09-05 1991-09-05 液晶表示装置 Pending JPH0566413A (ja)

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