JPH06230417A - 画像表示装置およびその製造方法 - Google Patents

画像表示装置およびその製造方法

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JPH06230417A
JPH06230417A JP29685292A JP29685292A JPH06230417A JP H06230417 A JPH06230417 A JP H06230417A JP 29685292 A JP29685292 A JP 29685292A JP 29685292 A JP29685292 A JP 29685292A JP H06230417 A JPH06230417 A JP H06230417A
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JP
Japan
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thin film
insulating thin
film
pinhole
silicon nitride
Prior art date
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Pending
Application number
JP29685292A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuyoshi Kitamura
一芳 北村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP29685292A priority Critical patent/JPH06230417A/ja
Publication of JPH06230417A publication Critical patent/JPH06230417A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、配線間の短絡を防止し、画像表示
装置の歩留まりを大幅に向上することを目的とする。 【構成】 走査線2上に第1の絶縁性薄膜3(窒化珪素
膜)を形成した後、弗酸溶液に対しエッチングされにく
い薄膜10(酸化タンタル膜)を形成し、その後に第2
の絶縁性薄膜4(窒化珪素膜)、アモルファスSi層
7、保護膜8(窒化珪素膜)をプラズマCVD法で連続
形成したものである。 【効果】 たとえ半導体層7そのものにピンホールがあ
ったり、またその下の第2の絶縁性薄膜4にフレークや
パーティクルなどの異物が付着し、その上の半導体層7
がその異物を完全に被覆できずにピンホールが生じて
も、保護用の第3の絶縁性薄膜8を薬液あるいは反応性
ガス(弗酸)でエッチングする際、発生するピンホール
は薄膜10の上でストップされその下の第1の絶縁性薄
膜である第1の絶縁性薄膜3は影響を受けない。これに
より、絶縁耐圧は最低でも第1の絶縁性薄膜の絶縁耐圧
で確保されるため、製品の信頼性が大幅に向上するなど
その実用的効果は非常に大なるものがある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は従来のブラウン管に代わ
り、パソコンやテレビ等の表示機器として使用されつつ
ある液晶ディスプレイなどの平面型画像表示装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】液晶ディスプレイを始めとした薄膜形成
技術を用いたデバイスは軽薄短小、省エネルギーが求め
られる中、今後ますますその市場拡大が期待されてい
る。
【0003】以下、従来の液晶ディスプレイの構造並び
にその製造方法について説明する。図2(a)は薄膜半
導体を用いたTFT(Thin Film Transistorの略)液晶
ディスプレイのTFTパネルの一部分の概略平面図、同
図(b)は信号線と走査線の交差部並びにスイッチング
素子の断面構造図である。
【0004】図において、ガラス基板1の上に走査線2
が形成され、その上に例えば熱CVD法で形成された酸
化珪素膜3、さらにその上にプラズマCVD法で形成さ
れた窒化珪素膜4などの絶縁性薄膜を介して信号線5が
直行配列されている。
【0005】また、スイッチング素子である薄膜トラン
ジスタ(TFT)6の断面構造は、走査線2の一部がゲ
ート電極となり、その上にゲート絶縁膜として酸化珪素
膜3および窒化珪素膜4が形成され、その上に半導体層
であるアモルファスSi層7、さらにその上には保護膜
としての窒化珪素膜8が形成されている。また、信号線
5はTFT6のソース電極につながり、さらにTFT6
のドレイン電極が絵素電極9に接続された構造となって
いる。
【0006】実際にはこの単位セルが、一つの液晶パネ
ルに数十万個〜約百万個配列された構成となっている。
また図2(b)に示すように、走査線2の上には絶縁性
薄膜3,4を介し信号線5が周期的に交差した構造とな
っている。この交差部が1枚のTFTパネル内に数十万
個〜約百万個存在することになる。またその動作は、あ
る一本の走査線に電圧が印加された際、それに接続され
た全てのTFT6がオン状態となり、その時点でそれぞ
れの信号線5からの電圧がTFT6を介して絵素電極9
に印加されるものである。
【0007】かかる構成のTFTパネルの製造方法は、
まずガラス基板1(例えばコーニング社製♯7059)
の上にアルミニウムなどをスパッタリング法などで真空
蒸着し、その後フォトリソグラフィ法およびエッチング
により所望の配線パターンを形成し走査線2を形成す
る。そして、熱CVD法あるいはプラズマCVD法など
で酸化珪素膜3を、またプラズマCVD法で窒化珪素膜
4並びにアモルファスSi層7、さらには保護用の窒化
珪素膜8を連続堆積させる。その後フォトリソグラフィ
法、そして弗酸溶液などのエッチングにより窒化珪素膜
8を所望のパターンに形成する。この時、絶縁性薄膜
3,4の膜厚は数千Åと非常に薄いものである。その後
再び、アルミニウムや酸化インジウム錫(ITO)など
をスパッタリング法などで真空蒸着し、その後フォトリ
ソグラフィ法およびエッチングにより所望の配線パター
ンを形成し信号線5あるいは絵素電極9を形成する。図
2(b)に示すように、先に形成した酸化珪素膜3と窒
化珪素膜4などの絶縁性薄膜は、TFT6のゲート絶縁
膜の機能を有する他、走査線2と信号線5との層間絶縁
の目的をも同時に有している。また、これら絶縁性薄膜
が酸化珪素膜3と窒化珪素膜4の2層構造となっている
のは、それぞれの薄膜形成時にピンホールが発生しても
下部の走査線やゲート電極と上部の信号線5やソース電
極あるいはドレイン電極との短絡を防止するための冗長
を目的とするものである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述するようにTFT
パネルは、走査線2を形成した後に熱CVD法で酸化珪
素膜3、さらにプラズマCVD法で窒化珪素膜4、アモ
ルファスSi層7、および保護用の窒化珪素膜8を形成
し、その後スイッチング素子形成のために保護用の窒化
珪素膜8を弗酸溶液でエッチングするわけであるが、こ
の場合その下層のアモルファスSi層7は、弗酸溶液に
対しエッチングされにくいため、本来これがエッチング
ストッパーとなり、さらにその下の窒化珪素膜4や酸化
珪素膜3は弗酸溶液によるエッチングから保護されるこ
ととなる。
【0009】しかし実際には、アモルファスSi層7は
膜厚数百Åと非常に薄く、膜自体にピンホールが存在し
たり、あるいはその下層の窒化珪素膜4にはプラズマC
VD法で形成する製法上多くのフレークやパーティクル
などの異物が付着しており、これを薄いアモルファスS
i層7が完全に被覆できないことによるピンホールが数
多く存在している。そして、そのピンホールを通してさ
らに下の2層の絶縁性薄膜3,4も弗酸溶液でエッチン
グされ3層をつらぬくピンホール11が発生しやすくな
り、電気的に絶縁されるべき走査線2と信号線5間がピ
ンホール11により短絡するという不具合が多発してい
た。
【0010】また走査線2と信号線5との初期的な短絡
には至らずとも、ピンホール11の深さに依存してその
部分の絶縁耐圧に大きなばらつきが生じ、耐圧の低い部
分が後工程で短絡したり、また製品となった後でも実使
用するうちにその部分が劣化し市場での不良に至る可能
性も大きいなど、信頼性の面でも非常に課題が多かっ
た。
【0011】1枚のTFTパネルに先のような走査線と
信号線の交差部が数十万個〜約百万個存在するが、この
うち一箇所でも絶縁性薄膜のピンホールや欠落が発生す
ればその部分の走査線と信号線が短絡し、液晶ディスプ
レイとしては不良となってしまうわけである。このため
現在液晶ディスプレイの歩留まりは低く、コストアップ
の主原因の一つとなっている。
【0012】ここで、走査線2に直接接触する絶縁性薄
膜として弗酸溶液に対しエッチングされにくい材料を使
用することが考えられるが、弗酸溶液にエッチングされ
にくい絶縁性膜は一般的に電気的絶縁性に劣るとともに
その形成法もスパッタリング法などに限られ、下地の段
差部の被覆性に劣るなどの課題を有しており実用的では
ない。また、アモルファスSi層7に直接接触する絶縁
性薄膜と保護用の絶縁性薄膜はトランジスタ特性並びに
その信頼性の点から窒化珪素膜が最適であり、現時点で
はこれを用いざるをえないのが実状である。
【0013】
【課題を解決するための手段】これら従来の課題を解決
するために本発明の画像表示装置は、走査線上の第1の
絶縁性薄膜を形成した後、弗酸溶液に対してエッチング
されにくい(エッチングレートの小さい)薄膜を形成
し、その後第2の絶縁性薄膜、半導体層、および第3の
絶縁性薄膜を形成するものである。
【0014】
【作用】上記構成によれば、弗酸溶液によるエッチング
で半導体層に発生したピンホールを通して下地の第2の
絶縁性薄膜がエッチングされても、その下の耐弗酸性薄
膜でピンホールの進行は阻止され、第1の絶縁性薄膜は
弗酸溶液にエッチングされることなく、この部分で走査
線と信号線の完全な絶縁性を実現することができる。
【0015】
【実施例】以下本発明の画像表示装置の一実施例につい
て、図1に示したTFTパネルの断面構造図を参照しな
がら説明する。
【0016】本実施例の画像表示装置においては、図2
に示す従来のものとほぼ同一であり、同一箇所には同一
符号を付した。またTFTパネルとしての基本構造並び
に動作原理は従来のものと同一である。
【0017】図1に示すTFTパネルでは、従来同様に
形成された走査線2の上に第1の絶縁性薄膜である酸化
珪素膜3を1000Å形成し、さらにその上に弗酸溶液
に対しほとんどエッチングされない酸化タンタル(Ta
x)膜10をスパッタリング法で1000Å堆積し
た。そしてその上に第2の絶縁性薄膜である窒化珪素膜
4を1000Å、アモルファスSi層7を500Å、お
よび保護用の窒化珪素膜8(第3の絶縁性薄膜)を10
00ÅそれぞれプラズマCVD法で連続堆積した。その
後上部の保護用の窒化珪素膜8を弗酸濃度が6wt%の
弗酸・弗化アンモニウム混合液でエッチングした。この
時、例えばアモルファスSi層7そのものにピンホール
があったり、またその下の窒化珪素膜4にフレークやパ
ーティクルなどの異物が付着し、その上のアモルファス
Si層7がその異物を完全に被覆できずにピンホールが
生じても保護用の窒化珪素膜8を弗酸でエッチングする
際発生するピンホール11は耐弗酸性薄膜の酸化タンタ
ル膜10の上でストップされその下の第1の絶縁性薄膜
である酸化珪素膜3は影響を受けない。その後アルミニ
ウムや酸化インジウム錫(ITO)などをスパッタリン
グ法などで真空蒸着し、それぞれフォトリソグラフィ法
およびエッチングにより所望の配線パターンを形成し信
号線5あるいは絵素電極9を形成した。
【0018】本実施例では、耐弗酸性の薄膜として絶縁
性の酸化タンタル膜を用いたが、弗酸に対するエッチン
グレートがその他の窒化珪素膜や酸化珪素膜に比べ小さ
ければ何でもよく、場合によっては金属などの導電性膜
も応用できる。実用上、絶縁性薄膜に比べエッチングレ
ートが1/2以下であれば十分である。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、アモルファスSi等の
半導体層そのものにピンホールがあったり、またその下
の第2の絶縁性薄膜にフレークやパーティクルなどの異
物が付着し半導体層がその異物を完全に被覆できずにピ
ンホールが生じても、保護用の第3の絶縁性薄膜を薬液
あるいは反応性ガスでエッチングする際発生する膜のピ
ンホールは絶縁性薄膜よりもエッチングレートの小さい
薄膜の上でストップされ、その下の第1の絶縁性薄膜は
影響を受けない。
【0020】この結果、従来液晶パネルの不良の大半を
占めていた走査線と信号線の短絡不良を大幅に低減する
ことが可能となり、TFT工程での歩留まりを90%以
上と従来の1.5〜3倍に向上させることができた。さ
らには、絶縁耐圧が最低でも第1の絶縁性薄膜の絶縁耐
圧で確保されるため、製品の信頼性が大幅に向上するな
どその実用性効果は非常に大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の画像表示装置の部分的断面
構造図
【図2】従来のTFTパネルを示す図 (a)同概略平面図 (b)同部分的断面構造図
【符号の説明】
2 走査線 3 第1の絶縁性薄膜 4 第2の絶縁性薄膜 5 信号線 7 アモルファスSi半導体層 8 保護用絶縁性薄膜 10 耐弗酸性薄膜 11 ピンホール
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成6年3月10日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】符号の説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【符号の説明】1 ガラス基板 2 走査線 3 第1の絶縁性薄膜 4 第2の絶縁性薄膜 5 信号線6 TFT 7 アモルファスSi半導体層 8 保護用絶縁性薄膜 10 耐弗酸性薄膜 11 ピンホール

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】絶縁性薄膜を介して互いに交差し配置され
    た走査線及び信号線を有し、この走査線あるいは信号線
    上に形成された保護膜をエッチングする際使用する薬液
    や反応性ガスに対するエッチングレートが前記絶縁性薄
    膜より小さい薄膜を前記走査線と信号線間に形成したこ
    とを特徴とする画像表示装置。
  2. 【請求項2】絶縁性基板上に走査線を形成し、その上に
    第1の絶縁性薄膜を形成した後、所望の薬液やガスに対
    するエッチングレートが前記第1および以下の第2,第
    3の絶縁性薄膜のエッチングレートより小さい薄膜を形
    成し、さらにその上に前記第2の絶縁性薄膜、半導体層
    および前記第3の絶縁性薄膜を順次形成し、その後前記
    第3の絶縁性薄膜をエッチングすることを特徴とする画
    像表示装置の製造方法。
JP29685292A 1992-11-06 1992-11-06 画像表示装置およびその製造方法 Pending JPH06230417A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5805254A (en) * 1995-10-12 1998-09-08 Canon Kabushiki Kaisha Liquid crystal device and process for production thereof having plural insulating layers

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03135071A (ja) * 1989-10-20 1991-06-10 Casio Comput Co Ltd 薄膜トランジスタ及びその製造方法
JPH04188769A (ja) * 1990-11-22 1992-07-07 Casio Comput Co Ltd 薄膜トランジスタ

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