JPH0895086A - 液晶表示素子用アクティブマトリクスパネルとその製造方法 - Google Patents

液晶表示素子用アクティブマトリクスパネルとその製造方法

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JPH0895086A
JPH0895086A JP25272494A JP25272494A JPH0895086A JP H0895086 A JPH0895086 A JP H0895086A JP 25272494 A JP25272494 A JP 25272494A JP 25272494 A JP25272494 A JP 25272494A JP H0895086 A JPH0895086 A JP H0895086A
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JP
Japan
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capacitance line
liquid crystal
crystal display
forming
layer
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JP25272494A
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Haruo Wakai
晴夫 若井
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Casio Computer Co Ltd
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Casio Computer Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高開口率で、低抵抗の容量ラインを備える液
晶表示素子用薄膜トランジスタパネルを提供することで
ある。 【構成】 透明基板10上にシリコン層と金属層を順次
堆積し、シリコン層を金属シリサイド層に変換する。金
属層を除去すると共に金属シリサイド層をパターニング
し、金属シリサイドからなり光透過性の容量ラインCS
を形成する。その後、薄膜トランジスタ12と該薄膜ト
ランジスタ12に接続され容量ラインCSに対向した画
素電極11を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は液晶表示素子用アクテ
ィブマトリクスパネルとその製造方法に関し、特に、容
量ラインを備えた液晶表示素子用アクティブマトリクス
パネルとその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示素子用TFT(薄膜トランジス
タ)パネルは、透明基板上に画素電極と該画素電極に接
続されたTFTをマトリクス状に配置して形成される。
従来の液晶表示素子用TFTパネルでは、画素電極に対
向する容量ラインを配置することにより、画素電極と対
向電極で形成される容量(画素容量)に補助容量(スト
レージキャパシタ)を並列接続し、各画素の電圧保持特
性を改善することが行われている。
【0003】ボトムゲート型TFTを用いた液晶表示素
子用TFTパネルの場合、容量ラインは、TFTのゲー
ト電極及び複数のTFTのゲート電極に接続されたゲー
トラインと同一の層及び同一の材料で同一工程を用いて
形成される。一般に、ゲートライン、ゲート電極等は、
ゲート抵抗を低減するため高導電率の金属で形成され
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、金属は光を透
過しないため、容量ラインを金属で形成すると、画素電
極の容量ラインと重なる部分が遮蔽され、液晶表示素子
の開口率が低くなり、表示が暗くなってしまうという問
題がある。開口率を向上するため、画素電極と容量ライ
ンの対向面積を小さくすると、補助容量の容量値が小さ
くなり、各画素の電圧保持特性が低下する。
【0005】容量ラインを画素電極と同一材料である光
透過性の導電材料(ITO)で形成することも考えられ
るが、ITOは100Ω/□程度と抵抗が高く、容量ラ
イン上の電圧が一定にならず、各画素の電圧保持特性が
異なってしまうという問題がある。また、ITOの上に
成長するゲート絶縁膜(SiN)の品質が低く、容量ラ
インと画素電極間に漏れ電流が発生する虞があり、ゲー
ト絶縁膜を厚く成長させる必要がある。同様の問題はア
クティブ素子として、TFTの代わりにMIMを使用す
る場合等、アクティブマトリクスパネルに共通に存在す
る。
【0006】この発明は上記実状に鑑みてなされたもの
で、開口率が高く、且つ、低抵抗の容量ラインを備える
液晶表示素子用アクティブマトリクスパネルを提供する
ことを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明にかかる液晶表示素子用アクティブマトリ
クスパネルは、マトリクス状に配置されたアクティブ素
子と、各前記アクティブ素子の電流路の一端に接続され
た画素電極と、前記マトリクスの対応する列のアクティ
ブ素子の電流路の他端に共通に接続されたデータライン
と、複数の前記画素電極に対向して配置され、シリサイ
ドから構成された容量ラインと、前記画素電極と前記容
量ラインの間に配置された絶縁膜と、を備えることを特
徴とする。
【0008】また、上記目的を達成するため、この発明
にかかるアクティブマトリクスパネルの製造方法は、基
体上に金属シリサイドから構成された容量ラインを形成
する工程と、前記基体上にゲート電極を形成する工程
と、前記ゲート電極及び容量ライン上にゲート絶縁膜を
形成する工程と、前記ゲート絶縁膜上に前記ゲート電極
に対向して半導体層を形成する工程と、前記半導体層に
接続されたソース及びゲート電極を形成する工程と、前
記ゲート絶縁膜上に形成され、前記ソース電極及びゲー
ト電極の一方に接続され、少なくとも一部が前記容量ラ
インに対向する画素電極を形成する工程と、より形成さ
れることを特徴とする。
【0009】
【作用】この発明によれば、容量ラインが光透過性のシ
リサイドから形成されるので、画素電極の一部を覆い隠
すことがなく、液晶表示素子の開口率が大きくなり、明
るい画像を表示できる。また、シリサイドの導電率は高
いので、容量ラインの電圧を均一にすることができる。
さらに、シリサイドの上に形成する絶縁膜(ゲート絶縁
膜)の品質を高めることができる。
【0010】シリサイドの出発材料を例えば不純物を含
むシリコン、例えば、n型シリコンを使用することによ
り、透過率を向上できる。容量ラインは、例えば、基体
上にシリコン層を形成する工程と、前記シリコン層上に
金属層を堆積し、金属シリサイド層を形成する工程と、
前記金属層を除去する工程と、前記金属シリサイド層を
パターニングする工程と、より形成される。
【0011】
【実施例】この発明の実施例にかかるアクティブマトリ
クスパネルとその製造方法をTFTパネルとこのTFT
パネルを使用するアクティブマトリクス液晶表示素子と
を例に図面を参照して説明する。図1はこの実施例にか
かるTFT液晶表示素子の断面図、図2はTFTパネル
の主要部の平面図、図3は図2の3−3線での断面図で
ある。
【0012】この実施例の液晶表示素子100は、図1
に示すように、TFTパネル101と透明な対向基板1
8をシール材19により接合し、液晶20を封入するこ
とにより構成される。対向基板18上には透明な対向電
極16と配向膜17とが形成されている。
【0013】TFTパネル101は、ガラス等の透明基
板10と、この透明基板10の上にマトリクス状に配列
された複数の透明な画素電極11と、画素電極11それ
ぞれに対応して配置された薄膜トランジスタ(TFT)
12と、マトリクスの列方向に沿って配置された複数の
TFT12のゲート電極GEがそれぞれ共通接続された
ゲートラインGLと、マトリクスの行方向に沿って配置
された複数のTFT12のドレイン電極DEを共通接続
するデータラインDLと、マトリクスの列方向に沿って
配置され、複数の画素電極11に対向する容量ラインC
Sと、からなっている。
【0014】各薄膜トランジスタ12は、透明基板10
上に形成されたゲート電極GEと、ゲート電極GE上に
形成されたゲート絶縁膜121と、ゲート絶縁膜121
上にゲート電極GEに対向して形成された真性(i型)
半導体層122と、真性半導体層122のチャネル領域
上に形成されたチャネルブロッキング層BLと、真性半
導体層122の電極接続領域に接続され、オーミックコ
ンタクト層として機能するn型アモルファスシリコン層
123、124と、前記n型アモルファスシリコン層1
23、124を介して真性半導体層122に接続された
ドレイン電極DE及びソース電極SEと、より形成され
る。
【0015】薄膜トランジスタ12のゲート絶縁膜12
1は窒化シリコン等から構成され、ほぼ透明基板10全
面を覆う。画素電極11は対応する薄膜トランジスタ1
2のソース電極SEに接続されている。
【0016】容量ラインCSは金属シリサイドより形成
される。金属シリサイドの比抵抗は5〜10μΩ・cm
であり、容量ラインCSの厚さを4〜6nm程度とする
ことにより、その面抵抗を約20Ω/□程度の低抵抗に
設定できる。厚さ5nmの金属(クロム)シリサイドを
透過する光の波長と透過率の関係を図4に示す。図4に
示すように、金属シリサイドからなる容量ラインCSの
光透過率は平均して75%程度であり、この実施例の容
量ラインCSは導電率が高く且つ光透過率が高い。
【0017】このような構成のTFTパネルにおいて
は、容量ラインCSが上述のように光透過性を有するの
で、容量ラインCSが画素電極11を透過した光を遮蔽
することがなく、このTFTパネルを用いた液晶表示素
子の開口率が大きくなり、明るい画像を表示できる。ま
た、画素電極11と容量ラインCSの対向面積を広く取
ることができるので、画素容量に並列接続される付加容
量(ストレージキャパシタ)の容量を大きくすることが
でき、各画素の電圧保持特性を向上できる。
【0018】また、容量ラインCSが金属シリサイドか
ら構成されているので、ITOから形成される場合と比
較して、その導電率が高く、容量ラインCS上の電圧が
均一となり、画素の電圧保持特性を均一にすることがで
きる。さらに、容量ラインCS上に形成されるゲート絶
縁膜121の品質が高く、耐圧が高くなる。
【0019】次に、上記構成のTFTパネルの製造方法
を説明する。まず、図5(A)に示すように、透明基板
10上にn型アモルファスシリコン層211を堆積す
る。この堆積は、例えば、反応ガスとしてSiH4を2
0SCCM、PH3/H2を20SCCM、H2を1600SCCMと
し、反応温度250℃、1気圧で、30Wの電力で15
秒間のプラズマ反応を起こすことによりCVDにより実
行される。
【0020】次に、例えば、ターゲット温度200℃、
100Wで、30秒間スパッタリングすることにより、
図5(A)に示すように、透明基板10全体にクロム等
の金属を堆積し、金属層212を形成する。これによ
り、n型シリコンと金属が反応し、シリコン層211が
金属シリサイド層となる。シリコン層211全体が金属
シリサイドになる必要はなく、その表面領域のみが金属
シリサイドとなるようにしてもよい。必要に応じて、シ
リコンと金属の反応を促進するための加熱処理をおこな
ってもよい。
【0021】金属シリサイド層形成後、金属層212を
TW液等をエッチャントとして用いたウエットエッチン
グにより、図5(B)に示すように、除去する。さら
に、図5(C)に示すように、フォトリソグラフ法によ
り、金属シリサイド層211をパターニングして容量ラ
インCSを形成する。
【0022】透明基板10全面にクロム、アルミニウム
等の金属を堆積し、これをパターニングして、図6
(A)に示すように、ゲート電極GEとゲートラインG
Lを形成する。透明基板10全面にSi34等からなる
ゲート絶縁膜121をCVD法等により、図6(A)に
示すように、堆積する。容量ラインCSは金属シリサイ
ドから形成されているので、その上に成長するゲート絶
縁膜121の品質は優れたものとなり、比較的薄い絶縁
膜で充分な耐圧を確保できる。
【0023】ゲート絶縁膜121上に真性アモルファス
シリコン層122をCVD法等により、図6(B)に示
すように堆積する。透明基板10全面にSiN層を形成
し、これをパターニングすることにより、図6(B)に
示すように、真性半導体層122のチャネル領域をエッ
チングから保護するチャネルブロッキング層BLを形成
する。
【0024】真性アモルファスシリコン層122を、図
6(C)に示すようにゲート電極GEに対向する素子形
状にパターニングする。次に、基板全面にITO(イン
ジウムとスズの酸化物)をスパッタリング等により堆積
し、これをパターニングして図6(C)に示すように画
素電極11を形成する。
【0025】次に、n型アモルファスシリコン層をCV
D法等により全面に堆積して、パターニングすることに
よりオーミックコンタクト層123、124を形成し、
さらに金属層を堆積してパターニングすることにより、
ドレイン電極DEとドレインラインDL、画素電極11
に接続されたソース電極SEを形成する。
【0026】その後、透明基板10全面にパッシベーシ
ョン膜を形成し、画素電極11上の部分を除去する。最
後に、配向膜15を形成し、配向処理を施してTFTパ
ネルを完成する。
【0027】なお、この発明は上記実施例に限定されな
い。例えば、上記実施例においては、シリコン層211
の上に金属層212を形成することにより、シリコン層
211を金属シリサイド層に変換したが、他の手法を用
いて金属シリサイドを形成してもよい。例えば、(1)
独立したターゲットを用いてシリコンと金属を同時にス
パッタすることにより、容量ライン全体を金属シリサイ
ドから形成してもよく、(2)焼結体のシリサイドター
ゲットを用い、スパッタリングにより金属シリサイドを
形成してもよく、(3)CVD法を用いて金属とシリサ
イドを同時に成長させることにより、金属シリサイド層
を形成してもよい。その他、任意の形成手法を採用でき
る。
【0028】また、上記実施例では、金属シリサイドを
形成するためのスタート金属を、容量ラインCSの透過
率を高めるため、n型アモルファスシリコン層とした
が、p型アモルファスシリコン層でもよく、或いは、真
性半導体層でもよい。さらに、アモルファス層に限定さ
れず、ポリシリコン層等でもよい。真性半導体層12
2、オーミックコンタクト層123、124等もポリシ
リコンから形成されてもよい。
【0029】上記実施例においては、容量ラインCSと
ゲート電極GE及びゲートラインGLを異なる工程で製
造したが、ゲート電極GE及びゲートラインGLを金属
シリサイドで形成することにより、容量ラインCSと同
一の工程で形成してもよい。この場合、ゲートラインG
Lの抵抗を低減するため、これらの層の厚さを10nm
程度以上とすることが望ましい。
【0030】薄膜トランジスタ12は、チャネルブロッ
キング層を使用しないチャネルエッジ型でもよく、ま
た、上部ゲート電極構造でもよい。容量電極CSの形状
や配置も上記実施例に限られず、例えば、図7に例示す
るように、画素電極11との対向面積を大きくするため
の突起部を形成したり、或いは、2列の画素電極11に
1つの容量ラインCSを配置する等してもよい。
【0031】TFTをアクティブ素子として使用するT
FT液晶表示素子を例にこの発明を説明したが、この発
明はMIMをアクティブ素子として使用するパネル等の
他の構成のアクティブマトリクスパネルにも同様に適用
可能である。この場合も、容量ラインの抵抗を小さく
し、且つ、開口率を大きくすることができる。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、容量ラインが光透過性で且つ抵抗率の小さいメタル
シリサイドから構成されているので、容量ラインにより
光が遮蔽されることがなく、開口率が大きく、且つ、低
抵抗の容量ラインを備える液晶表示素子用アクティブマ
トリクスパネルを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例にかかる液晶表示素子の構
成を示す断面図である。
【図2】図1に示すTFTパネルの平面構成を示す図で
ある。
【図3】図2に示すTFTパネルの3−3線での断面図
である。
【図4】容量ラインを通過する光の波長と透過率の関係
を示す図である。
【図5】(A)〜(C)は図3に示す断面構成を有する
TFTパネルの製造工程を示す断面図である。
【図6】(A)〜(C)は図3に示す断面構成を有する
TFTパネルの製造工程を示す断面図である。
【図7】容量ラインの変形例を示す図である。
【符号の説明】
10・・・透明基板、11・・・画素電極、12・・・TFT
(薄膜トランジスタ)、15・・・配向膜、16・・・対向電
極、17・・・配向膜、18・・・透明基板、19・・・シール
材、100・・・液晶表示素子、101・・・TFTパネル、
121・・・ゲート絶縁膜、122・・・真性半導体層、12
3、124・・・オーミックコンタクト層、GE・・・ゲート
電極、DE・・・ドレイン電極、SE・・・ソース電極、GL
・・・ゲートライン、DL・・・ドレインライン、CS・・・容
量ライン、BL・・・チャネルブロッキング層

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】マトリクス状に配置されたアクティブ素子
    と、 各前記アクティブ素子の電流路の一端に接続された画素
    電極と、 前記マトリクスの対応する列のアクティブ素子の電流路
    の他端に共通に接続されたデータラインと、 前記画素電極に対向して配置され、シリサイドから構成
    された容量ラインと、 前記画素電極と前記容量ラインの間に配置された絶縁膜
    と、 を備えることを特徴とする液晶表示素子用アクティブマ
    トリクスパネル。
  2. 【請求項2】前記容量ラインは光透過性を有し、前記絶
    縁膜は窒化シリコンから構成されていることを特徴とす
    る請求項1に記載の液晶表示素子用アクティブマトリク
    スパネル。
  3. 【請求項3】前記アクティブ素子は薄膜トランジスタか
    ら構成され、 前記マトリクスの対応する行の薄膜トランジスタのゲー
    トに共通に接続されたゲートラインをさらに備えること
    を特徴とする請求項1又は2に記載の液晶表示素子用ア
    クティブマトリクスパネル。
  4. 【請求項4】基体上に金属シリサイドから構成された容
    量ラインを形成する工程と、 前記基体上に前記薄膜トランジスタのゲート電極を形成
    する工程と、 前記ゲート電極及び容量ライン上にゲート絶縁膜を形成
    する工程と、 前記ゲート絶縁膜上に前記ゲート電極に対向して半導体
    層を形成する工程と、 前記半導体層に接続されたソース及びゲート電極を形成
    する工程と、 前記ゲート絶縁膜上に形成され、前記ソース電極及びゲ
    ート電極の一方に接続され、少なくとも一部が前記容量
    ラインに対向する画素電極を形成する工程と、 より形成されることを特徴とする液晶表示素子用アクテ
    ィブマトリクスパネルの製造方法。
  5. 【請求項5】前記容量ラインを形成する工程は、前記基
    体上にシリコン層を形成する工程と、前記シリコン層上
    に金属層を堆積し、金属シリサイド層を形成する工程
    と、前記金属層を除去する工程と、前記金属シリサイド
    層をパターニングする工程と、より形成されることを特
    徴とする請求項4に記載の液晶表示素子用アクティブマ
    トリクスパネルの製造方法。
  6. 【請求項6】前記シリコン層は不純物を含むことを特徴
    とする請求項5に記載の液晶表示素子用アクティブマト
    リクスパネルの製造方法。
  7. 【請求項7】前記ゲート絶縁膜を形成する工程は、少な
    くとも前記容量ライン上に窒化シリコンの膜を成長させ
    る工程を含むことを特徴とする請求項4、5又は6に記
    載の液晶表示素子用アクティブマトリクスパネルの製造
    方法。
JP25272494A 1994-09-22 1994-09-22 液晶表示素子用アクティブマトリクスパネルとその製造方法 Pending JPH0895086A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100336887B1 (ko) * 1998-08-24 2003-06-02 주식회사 현대 디스플레이 테크놀로지 액정표시장치
US7372512B2 (en) 2002-03-15 2008-05-13 Lg.Philips Lcd Co., Ltd. Liquid crystal display and fabrication method thereof
JP2015164205A (ja) * 2008-12-25 2015-09-10 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置

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