JPH0720491A - 液晶表示装置とその製造方法 - Google Patents

液晶表示装置とその製造方法

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JPH0720491A
JPH0720491A JP15042093A JP15042093A JPH0720491A JP H0720491 A JPH0720491 A JP H0720491A JP 15042093 A JP15042093 A JP 15042093A JP 15042093 A JP15042093 A JP 15042093A JP H0720491 A JPH0720491 A JP H0720491A
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film
forming
drain
gate
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JP15042093A
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Ryuji Nishikawa
龍司 西川
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Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 製造過程におけるITOの汚染を防止し、表
示品位の低下や消費電力の増大を防止する。 【構成】 ITO成膜直後にメタルの保護膜(30)を
被覆し、この保護膜(30)を介して表示電極(14)
とソース電極(19)が接続する構造と、TFT形成
後、保護膜(30)を除去して表示電極(14)を露出
させる製造方法により、上記目的を達成する。

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およびその
製造方法に関し、更に詳しく言えば、スイッチング素子
として薄膜トランジスタ(以下、TFTと略す)を用い
た、アクティブマトリクス型の液晶表示装置であって、
ゲート絶縁膜を2層にすることにより、配線交差部及び
TFT部の短絡を防止する2層ゲート絶縁膜構造の液晶
表示装置と、その製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】以下で、従来例に係る液晶表示装置およ
びその製造方法について図6及び図7を参照しながら説
明する。図6は液晶表示装置のTFT基板側の一部平面
図であり、図7は図6に示されたA−A断面図である。
まずガラスなどの透明な絶縁性基板(10)上に、例え
ばCrをスパッタリングしパターニングすることにより
ゲート電極(11)、補助容量電極(12)、ゲート電
極(11)と一体のゲートライン(21)、補助容量電
極(12)と一体の補助容量ライン(22)が形成され
る。続いて全面に、第1のゲート絶縁膜(13)として
SiO2またはSiNXを、CVDにより積層する。第1
のゲート絶縁膜(13)上にITOをスパッタリング
し、パターニングすることにより所定の領域に残して、
表示電極(14)が形成される。
【0003】次に、全面に第2のゲート絶縁膜(15)
としてSiO2またはSiNXをCVDで積層し、続い
て、ノンドープのアモルファスシリコン(以下、a−S
iと略す)膜(16)およびSiNXを、いずれもCV
Dにより連続で積層する。そして、最上層のSiN
Xを、前記ゲート電極(11)に対応する所定の領域を
残してエッチング除去することにより半導体保護膜(1
7)が形成される。
【0004】更に、全面に燐がドーピングされたアモル
ファスシリコン(以下、N+a−Siと略す)膜(1
8)をCVDで積層し、N+a−Si膜(18)とa−
Si膜(16)を、同一マスクでパターンエッチするこ
とにより、TFTの形状が得られる。続いて、表示電極
(14)上の第2のゲート絶縁膜(15)をエッチング
除去して、後で形成されるソース電極(19)とのコン
タクト部が設けられる。
【0005】そして、Alなどを積層し、所定のパター
ニングを行うことにより、ドレイン電極(20)、ドレ
インライン(23)及びソース電極(19)が形成され
る。続いてドレイン電極(20)及びソース電極(1
9)をマスクにN+a−Si膜(18)のセンター部を
エッチング除去して、ドレイン部とソース部に分離され
る。
【0006】以上、説明してきた従来例は、例えば特開
平3-114028号公報に示されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の液晶表示装置及びその製造方法によると、図8に示
されるように、第2のゲート絶縁膜(15)であるSi
Xの成膜工程において、ITOの表示電極(14)が
露出している。このため、SiNXをCVDで成膜する
際、用いられる材料ガス〔例えばシラン(SiH4)や、アン
モニア(NH3) 〕中に含まれる水素(H)によって、IT
Oが還元され、表示電極(14)が薄茶色に着色され
て、透過率の低下、表示品位の悪化などの問題が生じて
いた。
【0008】一般にITO膜は、その表面に水などが吸
着し、汚染されやすい性質があるため、ITOの表示電
極(14)が、第2のゲート絶縁膜(15)の成膜工程
までに汚染される。汚染されたITO膜表面ではエッチ
ングレートが高い。そのため、表示電極(14)上の第
2のゲート絶縁膜(15)をエッチングする際、表示電
極(14)との界面でエッチングが早く進むので、図9
に示すように、第2のゲート絶縁膜(15)がエッジ部
で逆テーパ形状になり、ソース電極(19)の膜剥がれ
やクラックが生じて、表示電極(14)との接続不良が
生じる。
【0009】また表示電極(14)が汚染されると、ソ
ース電極(19)との接続部でコンタクト抵抗が上昇す
る問題もあった。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題に鑑
みて成され、絶縁性基板(10)上に設けられたゲート
電極(11)、補助容量電極(12)、ゲートライン
(21)及び補助容量ライン(22)と、これらを被覆
する第1のゲート絶縁膜(13)と、ゲート絶縁膜(1
3)上の表示領域に設けられた表示電極(14)と、ゲ
ート絶縁膜(13)上の表示領域外に設けられた第2の
ゲート絶縁膜(15)と、第2のゲート絶縁膜(15)
上の前記ゲート電極(11)に対応する部分に形成され
たa−Si膜(16)、a−Si膜(16)の両端に形
成されたN+a−Si膜(18)、a−Si膜(16)
とN+a−Si膜(18)の間に形成された半導体保護
膜(17)、一方のN+a−Si膜(18)に被覆して
形成されたドレイン電極(20)、もう一方のN+a−
Si膜(18)を被覆し、導電性の保護膜(30)を介
して、表示電極(14)に接続されるソース電極(1
9)と、ドレイン電極(20)と一体のドレインライン
(23)からなる構造と、ゲート電極(11)、ゲート
ライン(21)、補助容量電極(12)及び補助容量ラ
イン(22)を被覆して絶縁性基板(10)上に設けら
れた第1のゲート絶縁膜(13)上に、ITO膜及び導
電性の保護膜(30)を形成する工程と、ITO膜およ
び保護膜(30)を同一のマスクでパターニングするこ
とにより、TFTと電気的に接続される予定の、保護膜
(30)が被覆された表示電極(14)を形成する工程
と、保護膜(30)が被覆された表示電極(14)を含
めた第1のゲート絶縁膜(13)上に、還元性ガスを活
用して第2のゲート絶縁膜(15)を形成する工程と、
第2のゲート絶縁膜(15)上に、Siを主体とした半
導体層を形成する工程と、前記保護膜(30)が被覆さ
れた表示電極(14)上の前記第2のゲート絶縁膜(1
5)をエッチング除去する工程と、前記半導体層の一端
を被覆するドレイン電極(20)、前記半導体層の他の
一端を被覆し、前記保護膜(30)が被覆された表示電
極(14)と電気的に接続されるソース電極(19)、
及びドレイン電極(20)と一体のドレインライン(2
3)を形成する工程と、前記ソース電極(19)にセル
フアラインして、前記表示電極(14)上の保護膜(3
0)をエッチング除去する工程とを有する製造方法によ
り、前記課題を解決するものである。
【0011】
【作 用】ITO膜の形成後に、導電性の保護膜(3
0)(例えばCrやMo)を形成することにより、Si
Xの第2のゲート絶縁膜(15)をCVDで成膜する
際の、ITOの水素による還元や水の吸着などによる汚
染が防止される。これにより、ITO膜が薄茶色に変色
して透過率が低下する、コンタクト抵抗が上昇する、と
いった問題を防ぐことができる。また、表示電極(1
4)上の第2のゲート絶縁膜(15)をエッチングし
て、コンタクトホールを形成する際、エッチングレート
の違いによってエッジ部が逆テーパ形状になることが防
止でき、TFTと表示電極(14)との良好なコンタク
トが得られる。
【0012】
【実施例】続いて、本発明の実施例である液晶表示装置
とその製造方法を説明する。図1は本発明の実施例を示
す液晶表示装置の断面図であり、図6に従来例として示
された平面図のA−A線に沿った部分に相当し、従来と
共通のものについては、符号は同じものを使用してい
る。
【0013】図1に示された実施例の特徴は、後述する
製造方法の説明から明かになるが、ITOで形成された
表示電極(14)とソース電極(19)の接続部に、C
r、Al、Mo等のメタル性の保護膜(30)が介在し
ている点である。即ち、表示電極(14)のITOを形
成した直後に、全面に設けられた保護膜(30)が、ソ
ース電極(19)にセルフアラインしてエッチング除去
されるために、表示電極(14)とソース電極(19)
の接続部に残存することによっている。表示電極(1
4)上に保護膜(30)が被覆されていることにより、
上層のゲート絶縁膜(15)にコンタクトホールを形成
する際、膜中と界面でエッチングレートが等しくなるた
め、エッジ部が逆テーパー形状にならない。
【0014】保護膜(30)の材料としては、Cr、A
l、Mo等のメタルを用いる。Crは耐浸食性や耐熱性
などの点で優れているが、比抵抗が50μΩ・cmと高
い。そのため、保護膜(30)としてCrを用いると、
コンタクト抵抗の上昇を招きかねない。一方、AlやM
oは耐浸食性や耐熱性に問題があるが、比抵抗がそれぞ
れ3μΩ・cm、20μΩ・cmと低く、コンタクト抵
抗の上昇を防ぐことができる。AlやMoを用いて、ド
レイン及びソース配線と、保護膜(30)を同一材料で
形成すれば、ドレイン電極(20)、ドレインライン
(23)、及びソース電極(19)のパターニングの際
に、同時に、表示電極(14)上の保護膜(30)をエ
ッチング除去できるという製造上の利点がある。また、
構造上でも、ソース電極(19)と保護膜(30)の区
別がなくなり、良好なコンタクトが得られる。
【0015】また、図1には、他の実施例であるドレイ
ン補助ライン(24)が示されている。ドレイン補助ラ
イン(24)は、ドレインライン(23)が製造上の理
由、例えばゴミ等により断線した場合の救済を目的とし
て設けられたものであり、第2のゲート絶縁膜(15)
に形成されたコンタクトラインによって、ドレインライ
ン(23)の下部に接続されている。ドレイン補助ライ
ン(24)は、ITOと、ITO上に被覆された保護膜
(30)と同一材料であるメタルの2層構造であり、表
示電極(14)及び保護膜(30)と同時に形成され
る。ITOは比抵抗が200〜300μΩ・cmと高
く、配線には向いていないが、上層にメタルを被覆して
2層とすることにより、配線に用いることが可能とな
る。
【0016】以下で、図1に示された実施例の製造方法
を図2から図5を用いて説明する。 (図2の説明)ガラスなどの絶縁性基板(10)上に、
例えばCrを約1000Åの厚さにスパッタリングし、
パターニングすることにより、ゲート電極(11)、補
助容量電極(12)、及び、ゲート電極(11)と一体
のゲートライン(21)、補助容量電極(12)と一体
の補助容量ライン(22)が形成される。次に、SiN
XまたはSiO2をCVDにより2000〜4000Å積
層して、これを第1のゲート絶縁膜(13)とする。
【0017】続いて、表示電極(14)の材料であるI
TOと保護膜(30)の材料であるCrを、スパッタリ
ングにより連続で形成する。本工程は、本発明の特徴と
する所であり、ITO上に保護膜(30)を形成するも
のであり、保護膜(30)は、ITOを被着した直後に
形成されるので、後に続く工程でのITOの汚染が防止
される。なお、保護膜(30)の材料はCrに限らず、
Al、Moなどでも良いことは前述の通りである。 (図3の説明)Cr及びITOを同一のマスクでパター
ンニングすることにより、表示領域及びドレインライン
(23)が形成される予定の領域に残し、保護膜(3
0)が被覆された表示電極(14)とドレイン補助ライ
ン(24)が形成される。
【0018】次に、全面に第2のゲート絶縁膜(15)
としてSiNXまたはSiO2を、CVDにより約200
0〜4000Åの厚さに積層し、引き続いて、CVDに
よりa−Si膜(16)を約1000Å、SiNXを約
2500Åの厚さに連続で成膜する。そして、最上層の
SiNXに所定のパターニングを行うことによりTFT
の半導体保護膜(17)が形成される。 (図4の説明)次に、N+a−Si膜(18)を500
Å程度の膜厚にCVD成膜した後、N+a−Si膜(1
8)及びa−Si膜(16)に同一のパターニングを行
って、TFT部に残す。 (図5の説明)続いて、表示電極(14)上及びドレイ
ン補助ライン(24)上の第2のゲート絶縁膜(15)
をエッチング除去することにより、保護膜(30)が被
覆された表示電極(14)と、ドレイン補助ライン(2
4)が露出される。ドレイン補助ライン(24)は、後
で形成されるドレインライン(23)と接触される。
【0019】次に、配線材料として例えばAlを800
0Åの膜厚で形成しパターニングすることにより、N+
a−Si膜(18)の一端を被覆するドレイン電極(2
0)、N+a−Si膜(18)の他の一端を被覆し、保
護膜(30)が被覆された表示電極(14)に接続する
ソース電極(19)、ドレイン電極(20)と一体のド
レインライン(23)が形成される。配線材料として
は、下層が1000ÅのMo、上層が7000ÅのAl
でなる2層構造でもよい。
【0020】そして、表示電極(14)上の保護膜(3
0)を、ソース電極(19)にセルフアラインしてエッ
チング除去することにより、表示電極(14)が露出さ
れる。また、ドレイン電極(20)及びソース電極(1
9)をマスクとして、N+a−Si膜(18)のセンタ
ー部をエッチング除去することにより、ドレイン部とソ
ース部に分離されて、図1に示される構造となる。
【0021】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、ITO
の表示電極が基板製造の比較的早い段階で形成される場
合、表示電極を保護膜で被覆した状態で各パターン形成
を行うことで、プラズマ成膜やホトエッチによる表示電
極の汚染が防止される。また、これにより、絶縁膜をエ
ッチングしてコンタクトホールを形成する際、保護膜と
の界面におけるエッチングレートの上昇が防止されるた
め、エッジ部が逆テーパー形状にならず、ソース電極の
膜剥がれやクラックが防止される。また、ITOの汚染
によって生じていた、ソース電極と表示電極との接触不
良が改善される。
【0022】そして、TFTの形成後に保護膜をエッチ
ング除去して表示電極を露出させることにより、表示品
位の悪化や消費電力の増大が防止された液晶表示装置が
得られることになる。また、マスク数を増やすことな
く、ドレインラインと接続するドレイン補助ラインを形
成でき、断線による不良が低減される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る液晶表示装置の断面図で
ある。
【図2】本発明の実施例に係る液晶表示装置の製造方法
を示す断面図である。
【図3】本発明の実施例に係る液晶表示装置の製造方法
を示す断面図である。
【図4】本発明の実施例に係る液晶表示装置の製造方法
を示す断面図である。
【図5】本発明の実施例に係る液晶表示装置の製造方法
を示す断面図である。
【図6】従来の液晶表示装置の平面図である。
【図7】図6のA−A線に沿う断面図である。
【図8】従来の液晶表示装置の製造方法を示す断面図で
ある。
【図9】従来の液晶表示装置の製造方法を示す断面図で
ある。
【符号の説明】
10 透明な絶縁性基板 11 ゲート電極 12 補助容量電極 13 第1のゲート絶縁膜 14 表示電極 15 第2のゲート絶縁膜 16 a−Si膜 17 半導体保護膜 18 N+a−Si膜 19 ソース電極 20 ドレイン電極 21 ゲートライン 22 補助容量ライン 23 ドレインライン 24 ドレイン補助ライン 30 保護膜

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明な絶縁性基板上に設けられた複数の
    ゲートラインと、該ゲートラインと交差して設けられた
    複数のドレインラインと、該ゲートラインと該ドレイン
    ラインとの交点に設けられたゲート電極、ドレイン電
    極、ソース電極及び半導体層よりなる薄膜トランジスタ
    と、該ソース電極と電気的に接続し、透明導電性の表示
    電極とからなる液晶表示装置において、 前記表示電極と前記ソース電極は、導電性の保護膜を介
    して接続されていることを特徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項2】 前記ドレインラインの下層に、前記ドレ
    インラインと電気的に接続されたドレイン補助ラインが
    設けられ、該ドレイン補助ラインは、前記表示電極と同
    一の透明導電材料、及び前記保護膜と同一の導電性材料
    で構成されていることを特徴とする請求項1記載の液晶
    表示装置。
  3. 【請求項3】 透明な絶縁性基板上に複数のゲート電極
    および該ゲート電極と一体のゲートラインを形成する工
    程と、 全面に第1のゲート絶縁膜を形成する工程と、 全面にITO膜を被覆形成する工程と、 該ITO膜上に、導電性の保護膜を被覆形成する工程
    と、 該ITO膜および該保護膜を同一マスクでパターニング
    し、保護膜が被覆された表示電極を形成する工程と、 全面に第2のゲート絶縁膜を形成する工程と、 該第2のゲート絶縁膜上の前記ゲート電極に対応する領
    域に半導体層を形成する工程と、 前記第2のゲート絶縁膜の、前記保護膜が被覆された表
    示電極上の少なくとも一部をエッチング除去する工程
    と、 全面にメタル層を被覆形成する工程と、 該メタル層をパターニングして、前記ゲートラインと交
    差するドレインライン、該ドレインラインと一体で、前
    記半導体層の一端に被覆されるドレイン電極、及び前記
    保護膜が被覆された表示電極に電気的に接続し、前記半
    導体層の別の一端に被覆されるソース電極を形成する工
    程と、 該ソース電極にセルフアラインして前記保護膜をエッチ
    ング除去し、前記表示電極を露出する工程とを少なくと
    も有する液晶表示装置の製造方法。
  4. 【請求項4】 透明な絶縁性基板上に複数のゲート電極
    および該ゲート電極と一体のゲートラインを形成する工
    程と、 全面に第1のゲート絶縁膜を形成する工程と、 全面にITO膜を被覆形成する工程と、 該ITO膜上に、導電性の保護膜を被覆形成する工程
    と、 該ITO膜および該保護膜を同一マスクでパターニング
    し、保護膜が被覆された表示電極と、前記ゲートライン
    と交差するドレイン補助ラインを形成する工程と、 全面に第2のゲート絶縁膜を形成する工程と、 該第2のゲート絶縁膜上の前記ゲート電極に対応する領
    域に半導体層を形成する工程と、 前記第2のゲート絶縁膜の、前記保護膜が被覆された表
    示電極上の少なくとも一部、及び前記ドレイン補助ライ
    ン上の少なくとも一部をエッチング除去する工程と、 全面にメタル層を被覆形成する工程と、 該メタル層をパターニングして、前記ドレイン補助ライ
    ンに接続され、前記ゲートラインと交差するドレインラ
    イン、該ドレインラインと一体で前記半導体層の一端に
    被覆されるドレイン電極、及び前記保護膜が被覆された
    表示電極に電気的に接続し、前記半導体層の別の一端に
    被覆されるソース電極とを形成する工程と、 該ソース電極にセルフアラインして前記保護膜をエッチ
    ング除去し、前記表示電極を露出する工程とを少なくと
    も有する液晶表示装置の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記保護膜は前記ソース電極と同一材料
    であり、前記メタル層をパターニングの際に、同時にエ
    ッチング除去することを特徴とする請求項3または請求
    項4記載の液晶表示装置の製造方法。
JP15042093A 1993-06-22 1993-06-22 液晶表示装置とその製造方法 Pending JPH0720491A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008151826A (ja) * 2006-12-14 2008-07-03 Epson Imaging Devices Corp 液晶表示装置及びその製造方法
US8031283B2 (en) 2008-01-31 2011-10-04 Mitsubishi Electric Corporation Active matrix substrate and method of manufacturing the same

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