JPH09218426A - Liquid crystal display substrate and manufacturing method thereof - Google Patents
Liquid crystal display substrate and manufacturing method thereofInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示基板とその
製造方法方法に係り、特に、アクティブマトリックス型
液晶表示基板とその製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display substrate and a manufacturing method thereof, and more particularly to an active matrix type liquid crystal display substrate and a manufacturing method thereof.
【0002】[0002]
【従来の技術】アクティブマトリックス型液晶基板は、
マトリックス状に配置された各画素領域にスイッチング
素子としての薄膜トランジスタが備えられたものとして
知られている。2. Description of the Related Art Active matrix type liquid crystal substrates are
It is known that a thin film transistor as a switching element is provided in each pixel region arranged in a matrix.
【0003】すなわち、液晶を介して互いに対向配置さ
れる透明基板のうち一方の透明基板の液晶側の面の各画
素領域に、ゲート信号線に供給される走査信号によって
オンされる薄膜トランジスタと、このオンされた薄膜ト
ランジスタを介してドレイン信号線から供給される画素
信号が印加される画素電極等が形成されている。That is, a thin film transistor which is turned on by a scanning signal supplied to a gate signal line is provided in each pixel region on the liquid crystal side surface of one transparent substrate of the transparent substrates arranged to face each other with the liquid crystal interposed therebetween. Pixel electrodes and the like to which a pixel signal supplied from the drain signal line is applied via the turned-on thin film transistor are formed.
【0004】また、他方の透明基板の液晶側の面には、
各画素領域に共通な共通電極と、コントラストを良好に
するため各画素領域の周辺を縁取る遮光膜等が形成され
ている。Further, on the liquid crystal side surface of the other transparent substrate,
A common electrode common to each pixel region and a light-shielding film that surrounds the periphery of each pixel region are formed in order to improve the contrast.
【0005】このような構成からなる液晶表示基板とし
ては、たとえば、特開昭63−309921号公報、あ
るいは「冗長構成を採用した12.5型アクティブマトリッ
クス方式カラー液晶ディスプレイ」、日経エレクトロニ
クス、頁193〜210、1986年12月15日、日経マグロウヒル
社発行、等に詳述されている。As a liquid crystal display substrate having such a structure, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-309921 or "12.5 type active matrix type color liquid crystal display employing a redundant structure", Nikkei Electronics, pages 193-210. , December 15, 1986, published by Nikkei McGraw-Hill Inc., etc.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】そして、このような構
成からなる液晶表示基板は、上述したように複雑かつ微
細な構成となっていることから、製造工数を低減させ、
かつ信頼性のよい構造とする工夫がなされ、しかも各画
素領域における開口率を向上させることが常時試みられ
ている。Since the liquid crystal display substrate having such a structure has the complicated and fine structure as described above, the number of manufacturing steps can be reduced,
In addition, an attempt has been made to provide a highly reliable structure, and at the same time, attempts have always been made to improve the aperture ratio in each pixel region.
【0007】たとえば、薄膜トランジスタにおいて、そ
の半導体層としてアモルファスSiを用いるとともに、
特にコンタクト層を設けない構成とするような技術(特
開昭60−49669号公報)、遮光膜を薄膜トランジ
スタが形成されている透明基板側に設ける構成とするよ
うな技術(特開昭61−235820号公報)等が知ら
れるに至っている。For example, in a thin film transistor, while using amorphous Si as its semiconductor layer,
In particular, a technique in which a contact layer is not provided (Japanese Patent Laid-Open No. 60-49669), and a technique in which a light-shielding film is provided on the transparent substrate side where a thin film transistor is formed (Japanese Patent Laid-Open No. 61-235820). Issue) has been known.
【0008】ここで、これらの技術をそれぞれ単独で適
用させるのではなく、互いに組み合わせて構成しようと
した場合、それぞれ基本となる背景構成が全く別異のも
のであるため製造工数の増大をもたらすという弊害、あ
るいは信号線間の短絡が生じて信頼性に欠けるという弊
害が指摘されるに至った。[0008] Here, if these techniques are not applied individually but are configured to be combined with each other, the basic background configurations are completely different, which leads to an increase in manufacturing man-hours. It has been pointed out that there is an adverse effect or a shortcoming between signal lines, resulting in lack of reliability.
【0009】本発明はこのような事情に基づいて考案さ
れたものである。The present invention was devised based on such circumstances.
【0010】その主目的は、開口率を向上させた液晶表
示基板を提供することにある。[0010] Its main purpose is to provide a liquid crystal display substrate having an improved aperture ratio.
【0011】また、他の目的は、信号線間の短絡の惧れ
のない液晶表示基板を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a liquid crystal display substrate free from the risk of short circuit between signal lines.
【0012】さらに、他の目的は、製造工数を少なくし
て構成できる液晶表示基板の製造方法を提供することに
ある。Still another object is to provide a method for manufacturing a liquid crystal display substrate which can be constructed by reducing the number of manufacturing steps.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】本願で開示される発明の
うち代表的なものを揚げれば次のような構成からなるも
のである。Means for Solving the Problems A typical one of the inventions disclosed in the present application is constituted as follows.
【0014】すなわち、液晶を介して互いに対向配置さ
れる透明基板のうちその一方の透明基板の液晶側の面の
各画素領域に、ゲート信号線に供給される走査信号によ
ってオンされる薄膜トランジスタと、このオンされた薄
膜トランジスタを介してドレイン信号線から供給される
画素信号が印加される画素電極が形成されている液晶表
示基板において、前記薄膜トランジスタは、その半導体
層としてアモルファスSiからなり、不純物がドープさ
れたコンタクト層を形成しない状態でアルミニュウムか
らなるドレイン電極およびソース電極が形成された構成
とし、前記ドレイン信号線の下層に絶縁膜を介して遮光
層が該ドレイン信号線に沿い、かつゲート信号線と分離
されて形成するとともに、前記薄膜トランジスタのソー
ス電極は、保護膜の開口部に一部露呈される接続層を介
して前記画素電極と接続されていることを特徴とする。That is, a thin film transistor which is turned on by a scanning signal supplied to a gate signal line is provided in each pixel region on the liquid crystal side surface of one of the transparent substrates arranged to face each other with the liquid crystal interposed therebetween. In the liquid crystal display substrate in which the pixel electrode to which the pixel signal supplied from the drain signal line is applied via the turned on thin film transistor is formed, the thin film transistor is made of amorphous Si as its semiconductor layer and is doped with impurities. A drain electrode and a source electrode made of aluminum are formed without forming a contact layer, and a light-shielding layer is provided below the drain signal line via an insulating film along the drain signal line, and a gate signal line. The source electrode of the thin film transistor is formed as a protective film while being formed separately. Through the connection layer part is exposed to the opening, characterized in that it is connected to the pixel electrode.
【0015】このように構成した液晶表示基板は、製造
工数の少ない薄膜トランジスタを形成でき、これによっ
て必然的に材料が選定されるソース電極(ドレイン電極
も含む)と画素電極とのコンタクトの不良が生じるのを
接続層を介在させることによって解消したものとなって
いる。The liquid crystal display substrate thus configured can form a thin film transistor with a small number of manufacturing steps, which inevitably causes a defective contact between the source electrode (including the drain electrode) whose material is selected and the pixel electrode. Is solved by interposing a connection layer.
【0016】そして、この接続層を介在させることによ
ってコンタクト孔の形成を不要とし、開口率の向上を図
った構成となっている。By interposing this connection layer, it is not necessary to form a contact hole, and the aperture ratio is improved.
【0017】さらに、後述のように、各構成要素を同一
の工程で可能な限り形成するために、それらの材料を選
定することによって、製造工程の増大をもたらすことな
く液晶表示基板を製造できる構成となっている。Further, as will be described later, in order to form each constituent element in the same process as much as possible, by selecting the materials thereof, a liquid crystal display substrate can be manufactured without increasing the manufacturing process. Has become.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】まず、図2は、液晶を介して互い
に対向配置される透明基板のうち一方の透明基板の液晶
側の面における構成を示す平面図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, FIG. 2 is a plan view showing the structure of one of the transparent substrates which face each other with a liquid crystal in between, which is located on the liquid crystal side.
【0019】同図において、透明基板1があり、この透
明基板1の液晶側の面には、ゲート信号線2がx方向に
延在しかつy方向に並設されて形成されている。そし
て、これらゲート信号線2と絶縁されてドレイン信号線
3がy方向に延在しかつx方向に並設されて形成されて
いる。In FIG. 1, there is a transparent substrate 1, and a gate signal line 2 is formed on the liquid crystal side surface of the transparent substrate 1 so as to extend in the x direction and be arranged in parallel in the y direction. The drain signal line 3 is formed so as to be insulated from the gate signal lines 2 and extend in the y direction and be arranged in parallel in the x direction.
【0020】各ゲート信号線2とドレイン信号線3とで
囲まれる矩形の領域において単位画素領域(図中、点線
Aで囲まれた領域)が形成され、マトリックス上に配置
されたこれら単位画素領域によって表示部(図中、点線
Bで囲まれた領域)が形成されるようになっている。Unit pixel regions (regions surrounded by dotted line A in the figure) are formed in a rectangular region surrounded by each gate signal line 2 and drain signal line 3, and these unit pixel regions are arranged in a matrix. The display section (the area surrounded by the dotted line B in the figure) is formed by the.
【0021】各単位画素領域には、その大部分を占めて
透明な画素電極が形成され、また、一方のゲート信号線
に近接されて薄膜トランジスタが形成され、さらに、他
方のゲート信号線に近接されて浮遊容量が形成されてい
る。すなわち、各単位画素領域における等価回路は、図
3のように示され、ゲート信号線2を介して供給される
走査信号(電圧)によって薄膜トランジスタTFTがオ
ンされ、このオンされた薄膜トランジスタTFTを介し
てドレイン信号線3から供給された画素信号(電圧)が
画素電極4に印加されるようになっている。また、浮遊
容量Caddは該薄膜トランジスタTFTがオフした際
に該画素信号を長く蓄積させるために設けられている。
なお、この画素電極4、薄膜トランジスタTFT、およ
び浮遊容量Caddの詳細な構成は後に詳述する。In each unit pixel region, a transparent pixel electrode occupying most of the unit pixel region is formed, a thin film transistor is formed adjacent to one gate signal line, and is further adjacent to the other gate signal line. Stray capacitance is formed. That is, an equivalent circuit in each unit pixel area is shown in FIG. 3, and the thin film transistor TFT is turned on by the scanning signal (voltage) supplied through the gate signal line 2, and the thin film transistor TFT is turned on via the turned on thin film transistor TFT. The pixel signal (voltage) supplied from the drain signal line 3 is applied to the pixel electrode 4. The stray capacitance Cadd is provided to store the pixel signal for a long time when the thin film transistor TFT is turned off.
The detailed configurations of the pixel electrode 4, the thin film transistor TFT, and the floating capacitance Cadd will be described later.
【0022】そして、図2に示すように、表示部の外周
に相当する透明基板1の外周には、ゲート信号線2の延
在部によって構成されるゲート電極端子2T、およびド
レイン信号線3の延在部によって構成されるドレイン電
極端子3Tが設けられている。Then, as shown in FIG. 2, on the outer periphery of the transparent substrate 1 corresponding to the outer periphery of the display portion, the gate electrode terminal 2T constituted by the extended portion of the gate signal line 2 and the drain signal line 3 are formed. A drain electrode terminal 3T composed of the extending portion is provided.
【0023】表示部には、液晶を介して他の透明基板
(図示せず)が配置され、この透明基板の液晶側の面に
は各単位画素領域に共通な共通電極、およびカラーフィ
ルタ等が形成されている。なお、液晶は図中点線(Bで
示す点線)の部分に形成されるシール材によって各透明
基板の間に封止されるようになっている。Another transparent substrate (not shown) is arranged in the display section through the liquid crystal, and a common electrode common to each unit pixel area, a color filter, etc. are provided on the liquid crystal side surface of the transparent substrate. Has been formed. The liquid crystal is sealed between the transparent substrates by a sealing material formed on the dotted line (dotted line B) in the figure.
【0024】図4は、前記単位画素領域における詳細な
構成を示した平面図で、図2の領域Aの部分に相当する
図を示している。なお、図4においてI−I線における断
面図を図1に、また、V−V線における断面図を図5に示
している。FIG. 4 is a plan view showing a detailed structure of the unit pixel area, and shows a view corresponding to the area A in FIG. In addition, in FIG. 4, a cross-sectional view taken along the line I-I is shown in FIG. 1, and a cross-sectional view taken along the line V-V is shown in FIG.
【0025】まず、透明基板1の主表面に、図中x方向
に延在するゲート信号線2、およびy方向に延在する遮
光層5が形成されている。この遮光層5は後に詳述する
ドレイン信号線が形成される部分に前記ゲート信号線2
とは分離(したがってゲート信号線2と接続されていな
い)して形成されるようになっている。このため、これ
らゲート信号2と遮光層5とで一単位画素領域を囲むよ
うにして形成されることになる。First, a gate signal line 2 extending in the x direction and a light shielding layer 5 extending in the y direction are formed on the main surface of the transparent substrate 1. The light-shielding layer 5 has the gate signal line 2 at a portion where a drain signal line, which will be described later, is formed.
Are separated from each other (thus not connected to the gate signal line 2). Therefore, the gate signal 2 and the light shielding layer 5 are formed so as to surround one unit pixel region.
【0026】なお、この遮光層5の形成によって、いま
まで他方の透明基板側に設けられていた遮光層を形成し
なくて済むことから、透明基板1に対する該他方の透明
基板の位置合わせ裕度を考慮する必要がなく、実質的に
開口率の向上が図れるという効果を奏することになる。By forming the light-shielding layer 5, it is not necessary to form a light-shielding layer, which has been provided on the other transparent substrate side, so that the alignment margin of the other transparent substrate with respect to the transparent substrate 1 can be reduced. It is not necessary to consider the above, and the effect is that the aperture ratio can be substantially improved.
【0027】そして、一方の側(図中上側)におけるゲ
ート信号線2は、画素領域側に延在する延在部2Aが一
体に形成され、この延在部2Aは後に詳述する薄膜トラ
ンジスタTFTのゲート電極を構成するようになってい
る。The gate signal line 2 on one side (upper side in the drawing) is integrally formed with an extending portion 2A extending to the pixel region side, and this extending portion 2A is of a thin film transistor TFT described in detail later. It is adapted to form a gate electrode.
【0028】この薄膜トランジスタTFTは、そのドレ
イン電極3Aがドレイン信号線3に一体的に形成され、
そしてソース電極3Bが後に詳述する画素電極4に接続
されるようになるが、これらソース電極3Bと画素電極
4の接続において介在層ともなるべく接続層6が透明基
板1面に形成されている。In this thin film transistor TFT, its drain electrode 3A is formed integrally with the drain signal line 3.
Then, the source electrode 3B comes to be connected to the pixel electrode 4 which will be described in detail later, but in the connection between the source electrode 3B and the pixel electrode 4, a connection layer 6 is formed on the surface of the transparent substrate 1 as much as an intervening layer.
【0029】さらに、他方の側(図中下側)におけるゲ
ート信号線2は、やはり画素領域側に延在する延在部2
Bが一体に形成され、この延在部2Bは後に詳述する浮
遊容量Caddの一方の電極を構成するようになってい
る。Further, the gate signal line 2 on the other side (lower side in the drawing) also extends to the pixel region side.
B is integrally formed, and the extending portion 2B constitutes one electrode of a stray capacitance Cadd described in detail later.
【0030】ここまで説明した、ゲート信号線2(延在
部2A、2Bをも含む)、遮光層5、および接続層6
は、いずれもクロム(Cr)によって形成され、かつ同
一のフォトマスク工程で同時に形成されるようになって
いる。この場合、この実施例では、後述する効果を引き
出すために、クロム層の厚さを特に60nm以下として
形成している。これにより、このクロム層からなるゲー
ト信号線2は充分に低抵抗の信号線として形成されるこ
とはないが、後に詳述する低抵抗層(図5参照)を一部
積層させることによってその弊害を除去せんとしてい
る。The gate signal line 2 (including the extending portions 2A and 2B), the light-shielding layer 5, and the connection layer 6 which have been described so far.
Are formed of chromium (Cr), and are simultaneously formed in the same photomask process. In this case, in this embodiment, in order to bring out the effects described later, the thickness of the chrome layer is particularly set to 60 nm or less. As a result, the gate signal line 2 made of the chrome layer is not formed as a signal line having a sufficiently low resistance, but its adverse effect is caused by partially laminating a low resistance layer (see FIG. 5) described later. I am trying to remove.
【0031】なお、同時に形成される前記ゲート信号線
2(延在部2A、2Bをも含む)、遮光層5、および接
続層6は、必ずしもクロムに限定されることはなく、た
とえばモリブデン(Mo)、タングステン(W)、ある
いはチタン(Ti)等の高融点金属であってもよい。The gate signal lines 2 (including the extending portions 2A and 2B), the light shielding layer 5 and the connection layer 6 which are formed at the same time are not necessarily limited to chromium, and may be molybdenum (Mo). ), Tungsten (W), or titanium (Ti).
【0032】そして、このように加工された透明基板1
の表面には、所定のパターンで順次シリコン窒化膜7A
(厚さ300nm)とアモルファスSi7B(厚さ10
0nm)からなる積層体7が形成されている。Then, the transparent substrate 1 processed in this way
A silicon nitride film 7A having a predetermined pattern is sequentially formed on the surface of the
(Thickness 300 nm) and amorphous Si7B (thickness 10
0 nm) is formed.
【0033】この積層体7は、前記遮光層5を覆って後
述するドレイン信号線3の形成領域に沿って形成され、
しかも、その一部が薄膜トランジスタTFTの形成領域
に延在した延在部7Aを備えて形成されている。The laminated body 7 is formed along the formation region of the drain signal line 3 which will be described later, covering the light shielding layer 5.
Moreover, a part thereof is formed with the extending portion 7A extending to the formation region of the thin film transistor TFT.
【0034】この積層体7は、薄膜トランジスタTFT
の形成領域においてはゲート酸化膜と半導体層としての
機能を、ゲート信号線2の後述するドレイン信号線3と
の交差部においては層間絶縁膜としての機能を、さら
に、前記遮光層5を覆う領域においては液晶との間の容
量を低減させる機能を有するようになっている。This laminated body 7 is a thin film transistor TFT.
In the formation region of the gate oxide film and the semiconductor layer, at the intersection of the gate signal line 2 and the drain signal line 3 described later, as the interlayer insulating film, and the region that covers the light shielding layer 5. Has a function of reducing the capacitance with the liquid crystal.
【0035】シリコン窒化膜7AとアモルファスSi7
Bとの順次積層からなる積層体7は、同一の蒸着装置に
よって連続して形成され、かつ同一のフォトマスク工程
で同時に形成されるようになっている。この場合の選択
エッチングとしては、SF6ガスを用いたプラズマエッ
チングが好適となる。Silicon nitride film 7A and amorphous Si7
The stacked body 7 formed by sequentially stacking B and B is continuously formed by the same vapor deposition apparatus and simultaneously formed by the same photomask process. As the selective etching in this case, plasma etching using SF 6 gas is suitable.
【0036】そして、このように加工された透明基板1
の表面には、ドレイン信号線3が形成されている。この
ドレイン信号線3は、その一部が薄膜トランジスタTF
Tの形成領域(積層体7上)に延在されたドレイン電極
3Aが一体的に形成されている。また、この際に同時に
薄膜トランジスタTFTのソース電極3Bをも形成さ
れ、このソース電極3Bは前記積層体7の段差部を股い
で該積層体7から露呈されている前記接続層6の一部に
接続されるようになっている。Then, the transparent substrate 1 processed in this way
A drain signal line 3 is formed on the surface of the. A part of the drain signal line 3 is a thin film transistor TF.
The drain electrode 3A extending in the formation region of T (on the stacked body 7) is integrally formed. At the same time, the source electrode 3B of the thin film transistor TFT is also formed, and the source electrode 3B is connected to a part of the connection layer 6 exposed from the laminated body 7 by grooving the step portion of the laminated body 7. It is supposed to be done.
【0037】この場合の薄膜トランジスタTFTにおい
て、そのアモルファスSiにはたとえばn型の高濃度不
純物がドープされたいわゆるコンタクト層が形成されて
おらず、後述するようにドレイン電極3Aおよびソース
電極3Bの材料をアルミニュウムにすることによって、
該アルミニュウムを主成分とした合金層が形成され、こ
の合金層がコンタクト層としての機能を有するからであ
る。このことから、不純物をドープしてコンタクト層を
形成する工程を削減させる効果を奏する。In the thin film transistor TFT in this case, a so-called contact layer doped with, for example, an n-type high-concentration impurity is not formed in the amorphous Si, and the materials of the drain electrode 3A and the source electrode 3B are used as described later. By making aluminum
This is because an alloy layer containing aluminum as a main component is formed, and this alloy layer has a function as a contact layer. Therefore, the effect of reducing the step of doping the impurities to form the contact layer is obtained.
【0038】さらに、ドレイン信号線3の形成と同時
に、前記積層体7から露呈されている部分のゲート信号
線2に積層されるようにして低抵抗層8が形成されるこ
とによって、該ゲート信号線2の抵抗値を下げるように
構成されている。Further, at the same time when the drain signal line 3 is formed, the low resistance layer 8 is formed so as to be laminated on the portion of the gate signal line 2 which is exposed from the laminated body 7. It is configured to reduce the resistance value of the line 2.
【0039】これにより、ゲート信号線2は、ドレイン
信号線3との交差部においてそれ自体の層厚(60nm
以下)を有し、それ以外の部分において前記低抵抗層8
によって層厚を大きくすることによって、ゲート信号線
2の全体として低抵抗化を図った構成となっている。As a result, the gate signal line 2 has its own layer thickness (60 nm) at the intersection with the drain signal line 3.
The following), and the low resistance layer 8 is provided in the other portions.
The gate signal line 2 has a structure in which the resistance is reduced as a whole by increasing the layer thickness.
【0040】このような構成としたのは、ゲート信号線
2とシリコン窒化膜7Aを介して交差するドレイン信号
線との短絡発生を防止するためであり、その理由につい
ては後述する。The above structure is provided to prevent the occurrence of a short circuit between the gate signal line 2 and the drain signal line intersecting with the silicon nitride film 7A, and the reason will be described later.
【0041】ここまで説明した、ドレイン信号線2(ド
レイン電極2Aをも含む)、ソース電極2B、および低
抵抗層8は、いずれもアルミニュウム(Al)によって
形成され、かつ同一のフォトマスク工程で同時に形成さ
れるようになっている。The drain signal line 2 (including the drain electrode 2A), the source electrode 2B, and the low resistance layer 8 described above are all formed of aluminum (Al) and are simultaneously formed in the same photomask process. To be formed.
【0042】そして、このように加工された透明基板1
の表面には、たとえばシリコン窒化膜からなる保護膜1
0が形成されている。この保護膜10は、画素領域のう
ち薄膜トランジスタTFTが形成されている領域を除い
た部分に開口が設けられたものとなっている。この保護
膜10の主たる機能は、薄膜トランジスタTFTの液晶
との直接の接触からその特性が劣化してしまうのを防止
することにあるからである。Then, the transparent substrate 1 processed in this way
A protective film 1 made of, for example, a silicon nitride film is formed on the surface of the
0 is formed. The protective film 10 has an opening provided in a portion of the pixel region other than the region where the thin film transistor TFT is formed. The main function of the protective film 10 is to prevent the characteristics of the thin film transistor TFT from being deteriorated due to direct contact with the liquid crystal.
【0043】この場合における保護膜の開口は、フォト
マスク工程を経ることによってなされるが、その開口部
からは前記接続層6の一端(ソース電極3Bとの接続部
と反対側の端部)が充分に露呈するように形成すること
が必要となる。この露呈された部分は、次の工程で形成
される画素電極4とのコンタクトを図る部分となるから
である。The opening of the protective film in this case is formed by a photomask process, and one end of the connection layer 6 (the end opposite to the connection with the source electrode 3B) is opened from the opening. It is necessary to form it so that it is sufficiently exposed. This exposed portion becomes a portion for contact with the pixel electrode 4 formed in the next step.
【0044】さらに、このように加工された透明基板1
の表面には、たとえばITO(Indium-Tin-Oxide)膜か
らなる画素電極4が形成されている。この画素電極4
は、保護膜10の開口部に形成され、かつその周辺にお
いて該保護膜10の上面に延在するように形成されてい
る。Further, the transparent substrate 1 processed in this way
A pixel electrode 4 made of, for example, an ITO (Indium-Tin-Oxide) film is formed on the surface of the. This pixel electrode 4
Are formed in the opening of the protective film 10 and extend to the upper surface of the protective film 10 at the periphery thereof.
【0045】この画素電極4の形成にょって、該画素電
極4は、前記接続層6との接続が必然的になされるよう
になり、したがって該接続層6を介して薄膜トランジス
タTFTのソース電極3Bとの接続がなされるようにな
る。With the formation of the pixel electrode 4, the pixel electrode 4 is inevitably connected to the connection layer 6, and thus the source electrode 3B of the thin film transistor TFT is connected via the connection layer 6. Will be connected with.
【0046】このことから、保護膜10にコンタクト孔
を特に形成する必要なくソース電極3Bとの接続が図れ
ることから、該コンタクト孔の形成領域を不要とでき、
開口率が向上できることになる。From this, the connection with the source electrode 3B can be achieved without forming a contact hole in the protective film 10, so that the region for forming the contact hole can be eliminated.
The aperture ratio can be improved.
【0047】このようにして構成された液晶表示基板
は、その薄膜トランジススタTFTの断面図を図1に示
すように、半導体層となるアモルファスSi7Bの表面
にはいわゆるコンタクト層と称される不純物(たとえば
高濃度のnが不純物)をドープした層が形成されていな
い構造となっている。In the liquid crystal display substrate thus constructed, as shown in the cross-sectional view of the thin film transistor TFT in FIG. 1, impurities (so-called contact layer) (so-called contact layer) are formed on the surface of the amorphous Si7B serving as a semiconductor layer. For example, it has a structure in which a layer doped with high concentration n is an impurity is not formed.
【0048】これは、ドレイン電極3Aおよびソース電
極3Bとしてアルミニュウムを用い、かつアモルファス
Si7Bを一定の条件下で形成することにより、コンタ
クト層を形成しなくてもよい構造とすることができる。
アルミニュウムはアモルファスSi7B中のボイドや粒
界に沿って拡散し、アルミニュウムを主成分とした合金
層を形成し、この合金層が金属的な導電性を示すことに
よってエネルギー障壁を小さくできるからである。This is a structure in which the contact layer need not be formed by using aluminum for the drain electrode 3A and the source electrode 3B and forming amorphous Si7B under certain conditions.
This is because aluminum diffuses along the voids and grain boundaries in amorphous Si7B to form an alloy layer containing aluminum as a main component, and the alloy layer exhibits metallic conductivity, whereby the energy barrier can be reduced.
【0049】そして、この場合、アモルファス−Si
は、アルミニュウムからの電荷注入に際し該エネルギー
障壁の中間に位置するような局在準位をもったものにす
ることにより、薄膜トランジスタを動作させた場合に前
記エネルギー障壁によって発生する特性歪みを回避する
ことができるようになる。In this case, amorphous-Si
In order to avoid characteristic distortion caused by the energy barrier when a thin film transistor is operated, the localized level is located in the middle of the energy barrier during charge injection from aluminum. Will be able to.
【0050】このため、アモルファスSiを毎分60n
m以上の高速で形成すると結晶欠陥の多い、すなわち浅
い局在準位の多い膜質のものが得られる。価電子帯から
約1.5〜1.4eV程度の位置に1cm3当たりの1
0の17乗〜18乗の準位を有するアモルファスSiを
用いればこのエネルギー障壁によるトランジスタ特性の
歪みは改善されるようになる。Therefore, the amorphous Si is 60 n / min.
When it is formed at a high speed of m or more, a film having many crystal defects, that is, having many shallow localized levels can be obtained. 1 per 1 cm 3 at a position of about 1.5 to 1.4 eV from the valence band
If amorphous Si having a level of 0 to the 17th power is used, distortion of transistor characteristics due to this energy barrier will be improved.
【0051】また、アモルファスSiにアルミニュウム
を拡散させる場合、該アモルファスSiの表面を、1〜
2%のフッ酸処理、フッ素系ガスのプラズマエッチン
グ、アルゴンプラズマスパッタ等によって酸化膜を除去
することが好適となる。When diffusing aluminum into amorphous Si, the surface of the amorphous Si is
It is suitable to remove the oxide film by 2% hydrofluoric acid treatment, plasma etching of fluorine-based gas, argon plasma sputtering, or the like.
【0052】このようにして得られた薄膜トランジスタ
TFTの特性およびアモルファスSiを局在準位密度が
低い低速成膜条件で形成した特性を図6に示している。
Vg−Id特性に若干の歪があるが実用上問題ない範囲
にあることが判る。FIG. 6 shows the characteristics of the thin film transistor TFT thus obtained and the characteristics of amorphous Si formed under the low-speed film formation condition in which the localized level density is low.
It can be seen that there is some distortion in the Vg-Id characteristic, but it is in a range where there is no practical problem.
【0053】そして、このトランジスタを分解調査した
ところ、アルミニュウムに被覆されていたアモルファス
シリコン部分からオージュ分光分析によってアルミニュ
ウムが検出された。パッシベーション膜の形成温度は2
00℃であり、透明基板は予備加熱を含め約10分間加
熱されるため、その間にアルミニュウムがアモルファス
Si中に拡散したものと思われる。As a result of disassembling and examining this transistor, aluminum was detected from the amorphous silicon portion covered with aluminum by Auger spectroscopy. The passivation film formation temperature is 2
Since the temperature is 00 ° C. and the transparent substrate is heated for about 10 minutes including preheating, it is considered that aluminum diffused into the amorphous Si during that time.
【0054】そして、図1から明らかなように、薄膜ト
ランジスタTFTのソース電極3Bは、積層体7の段差
を跨るようにして延在し、該積層体7からはみ出て形成
されている接続層6に一旦接続され、この接続層6は保
護膜10を介しかつこの保護膜10の上面にまで延在す
る画素電極4と接続されるように構成されている。すな
わち、アルミニュウムからなるソース電極3BはITO
からなる画素電極4との直接な接続を避け、クロムから
なる接続層6を介して接続される構造となっている。As is clear from FIG. 1, the source electrode 3B of the thin film transistor TFT extends so as to extend over the step of the laminated body 7 and is formed on the connection layer 6 formed outside the laminated body 7. Once connected, the connection layer 6 is configured to be connected to the pixel electrode 4 extending through the protective film 10 and up to the upper surface of the protective film 10. That is, the source electrode 3B made of aluminum is ITO
The structure is such that the direct connection with the pixel electrode 4 made of is avoided and the connection is made via the connection layer 6 made of chromium.
【0055】アルミニュウムとITOとの直接な接続は
その界面に酸化膜が形成されやすいという事実に基づ
き、該接続層6を介在させることによってソース電極3
Bと画素電極4との良好なコンタクトを図らんとしてい
るものである。The direct connection between aluminum and ITO is based on the fact that an oxide film is likely to be formed at the interface, so that the source electrode 3 is formed by interposing the connection layer 6.
This is intended to ensure good contact between B and the pixel electrode 4.
【0056】そして、この場合において、接続層6に対
する画素電極4との接続は、該接続層6を保護膜からは
み出すように形成し、このはみ出した部分において画素
電極4を形成する構成とすることによって、該保護膜1
0において特にコンタクト孔を形成する構成を回避し、
このコンタクト孔による開口率の向上の妨げを回避でき
る構成となっている。In this case, the connection between the connection layer 6 and the pixel electrode 4 is formed so that the connection layer 6 protrudes from the protective film, and the pixel electrode 4 is formed in this protruding portion. By the protective film 1
0, especially avoiding the configuration of forming a contact hole,
The contact hole prevents the increase in aperture ratio from being hindered.
【0057】また、ゲート信号線2は、その断面図であ
る図5示すように、ドレイン信号線3と交差する部分を
除いて、アルミニュウムからなる低抵抗層8が形成され
た構成となっている。Further, the gate signal line 2 has a structure in which a low resistance layer 8 made of aluminum is formed except for a portion intersecting with the drain signal line 3, as shown in FIG. 5 which is a sectional view thereof. .
【0058】このために、ゲート信号線2を全体として
高抵抗の信号線とすることなく、シリコン窒化膜7Aを
介して交差するドレイン信号線3との短絡を事前に防止
できる効果を奏するようになる。Therefore, it is possible to prevent the gate signal line 2 from being a high-resistance signal line as a whole and to prevent a short circuit with the drain signal line 3 intersecting with the silicon nitride film 7A in advance. Become.
【0059】すなわち、ゲート信号線2をそれ自体その
層厚を大きくして低抵抗の信号線として形成すれば、ド
レイン信号線3との交差部におけるシリコン窒化膜7A
内にボイドが発生しやすくなり、ドレイン信号線3を構
成するアルミニュウムが拡散し易くなることによりゲー
ト信号線2との短絡が発生する。That is, if the gate signal line 2 is itself formed as a low resistance signal line by increasing its layer thickness, the silicon nitride film 7A at the intersection with the drain signal line 3 is formed.
Voids are likely to be generated therein, and aluminum that constitutes the drain signal line 3 is easily diffused, so that a short circuit with the gate signal line 2 occurs.
【0060】この場合、その解決方法の一つとして、該
ゲート信号線2の層厚をたとえば60nm以下にすれば
よいことを見出し、ゲート信号線2の交差部においては
上述した層厚に形成し、これにより高抵抗化してしまう
弊害を該交差部以外の部分においてアルミニュウムから
なる低抵抗層8を積層させることによって除去せんとし
た構成としている。In this case, as one of the solutions, it was found that the layer thickness of the gate signal line 2 should be, for example, 60 nm or less, and the gate signal line 2 is formed to have the above-mentioned layer thickness at the intersection. However, the adverse effect of increasing the resistance is eliminated by stacking the low resistance layer 8 made of aluminum in a portion other than the intersection.
【0061】また、上述した各効果を奏するにも関わら
ず、5回のフォトマスク工程で済むことから、製造工程
の増大をもたらすことなく、簡単な製造で済むようにな
るという多大な効果を有するようになる。Further, in spite of each of the above-mentioned effects, the photomask process is carried out five times, so that there is a great effect that the manufacturing can be completed without increasing the manufacturing process. Like
【0062】[0062]
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明による液晶表示基板によれば、開口率を向上させ
ることができるようになる。また、信号線間の短絡の惧
れのないものを得ることができるようになる。As is apparent from the above description,
According to the liquid crystal display substrate of the present invention, the aperture ratio can be improved. In addition, it is possible to obtain a device that is not likely to cause a short circuit between signal lines.
【0063】また、本発明による液晶表示基板の製造方
法によれば、製造工数の増大をもたらすことなく上述し
た効果を奏するようにできる。Further, according to the method of manufacturing a liquid crystal display substrate of the present invention, the above-mentioned effects can be achieved without increasing the manufacturing man-hour.
【図1】本発明による液晶表示基板の一実施例を示す断
面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a liquid crystal display substrate according to the present invention.
【図2】本発明による液晶表示基板の一方のガラス基板
の液晶側の面における構成の一実施例を示す概略平面図
である。FIG. 2 is a schematic plan view showing an embodiment of a configuration on a liquid crystal side surface of one glass substrate of the liquid crystal display substrate according to the present invention.
【図3】本発明による液晶表示基板の単位画素当たりの
等価回路の一実施例を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing an embodiment of an equivalent circuit per unit pixel of the liquid crystal display substrate according to the present invention.
【図4】本発明による液晶表示基板の単位画素当たりの
構成の一実施例を示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing an example of a configuration per unit pixel of the liquid crystal display substrate according to the present invention.
【図5】図4のV−V線における断面図である。FIG. 5 is a sectional view taken along line VV in FIG. 4;
【図6】本発明による液晶表示基板に組み込まれる薄膜
トランジスタの特性を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing characteristics of a thin film transistor incorporated in a liquid crystal display substrate according to the present invention.
2……ゲート信号線、3……ドレイン信号線、3A……
ドレイン電極、3B……ソース電極、4……画素電極、
5……遮光膜、6……接続層、7A……シリコン窒化
膜、7B……アモルファスSi、8……低抵抗層。2 ... Gate signal line, 3 ... Drain signal line, 3A ...
Drain electrode, 3B ... source electrode, 4 ... pixel electrode,
5 ... Shading film, 6 ... Connection layer, 7A ... Silicon nitride film, 7B ... Amorphous Si, 8 ... Low resistance layer.
Claims (9)
基板のうちその一方の透明基板の液晶側の面の各画素領
域に、ゲート信号線に供給される走査信号によってオン
される薄膜トランジスタと、このオンされた薄膜トラン
ジスタを介してドレイン信号線から供給される画素信号
が印加される画素電極が形成されている液晶表示基板に
おいて、 前記薄膜トランジスタは、その半導体層としてアモルフ
ァスSiからなり、不純物がドープされたコンタクト層
を形成しない状態でアルミニュウムからなるドレイン電
極およびソース電極が形成された構成とし、 前記ドレイン信号線の下層に絶縁膜を介して遮光層が該
ドレイン信号線に沿い、かつゲート信号線と分離されて
形成するとともに、 前記薄膜トランジスタのソース電極は、保護膜の開口部
に一部露呈される接続層を介して前記画素電極と接続さ
れていることを特徴とする液晶表示基板。1. A thin film transistor, which is turned on by a scanning signal supplied to a gate signal line, in each pixel region of a liquid crystal side surface of one of the transparent substrates arranged to face each other with a liquid crystal interposed therebetween, In a liquid crystal display substrate on which a pixel electrode to which a pixel signal supplied from a drain signal line is applied via the turned on thin film transistor is formed, the thin film transistor is made of amorphous Si as its semiconductor layer and is doped with impurities. A drain electrode and a source electrode made of aluminum are formed without forming a contact layer, and a light-shielding layer is provided below the drain signal line with an insulating film interposed between the drain signal line and the gate signal line. The source electrode of the thin film transistor, which is formed separately, has an opening of a protective film. A liquid crystal display substrate, characterized in that the liquid crystal display substrate is connected to the pixel electrode through a connection layer exposed partially.
は、同一の材料で形成され、かつ同一の工程で形成され
ることを特徴とする請求項1記載の液晶表示基板の製造
方法。2. The method of manufacturing a liquid crystal display substrate according to claim 1, wherein the gate signal line, the light shielding layer, and the connection layer are formed of the same material and are formed in the same step.
高融点金属材料から構成されていることを特徴とする請
求項2記載の液晶表示基板の製造方法。3. The method for manufacturing a liquid crystal display substrate according to claim 2, wherein the gate signal line, the light shielding layer, and the connection layer are made of a refractory metal material.
およびTiのうちいずれか、またはそれらの合金である
ことを特徴とする液晶表示基板の製造方法。4. A refractory metal material such as Cr, Mo, W,
And any one of Ti and Ti, or an alloy thereof, and a method for manufacturing a liquid crystal display substrate.
成され、かつ薄膜トランジスタのドレイン電極およびソ
ース電極と同一の工程で形成することを特徴とする請求
項1記載の液晶表示基板の製造方法。5. The method of manufacturing a liquid crystal display substrate according to claim 1, wherein the drain signal line is made of aluminum and is formed in the same step as the drain electrode and the source electrode of the thin film transistor.
電極が接続層に接続されることを特徴とする請求項1記
載の液晶表示基板の製造方法。6. The method for manufacturing a liquid crystal display substrate according to claim 1, wherein the source electrode is connected to the connection layer by forming the source electrode.
ン線と交差する部分を除いて低抵抗層が積層されている
ことを特徴とする請求項1記載の液晶表示基板。7. The liquid crystal display substrate according to claim 1, wherein the gate signal line has a low resistance layer laminated except for a portion intersecting with the drain line via an insulating film.
いることを特徴とする請求項7記載の液晶表示基板。8. The liquid crystal display substrate according to claim 7, wherein the low resistance layer is formed of aluminum.
レイン信号線と同一の工程で形成することを特徴とする
請求項8記載の液晶表示基板の製造方法。9. The method of manufacturing a liquid crystal display substrate according to claim 8, wherein the low resistance layer is formed in the same process as the drain signal line made of aluminum.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2498696A JPH09218426A (en) | 1996-02-13 | 1996-02-13 | Liquid crystal display substrate and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2498696A JPH09218426A (en) | 1996-02-13 | 1996-02-13 | Liquid crystal display substrate and manufacturing method thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09218426A true JPH09218426A (en) | 1997-08-19 |
Family
ID=12153310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2498696A Pending JPH09218426A (en) | 1996-02-13 | 1996-02-13 | Liquid crystal display substrate and manufacturing method thereof |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09218426A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003273365A (en) * | 2002-03-19 | 2003-09-26 | Advanced Display Inc | Display device |
| JP2008176292A (en) * | 2007-01-16 | 2008-07-31 | Samsung Electronics Co Ltd | Thin film transistor display panel |
| JP2009099977A (en) * | 2007-10-17 | 2009-05-07 | Au Optronics Corp | Apparatus and method for forming thin film transistor array panel |
-
1996
- 1996-02-13 JP JP2498696A patent/JPH09218426A/en active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003273365A (en) * | 2002-03-19 | 2003-09-26 | Advanced Display Inc | Display device |
| JP2008176292A (en) * | 2007-01-16 | 2008-07-31 | Samsung Electronics Co Ltd | Thin film transistor display panel |
| JP2009099977A (en) * | 2007-10-17 | 2009-05-07 | Au Optronics Corp | Apparatus and method for forming thin film transistor array panel |
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