JPH09325364A - アクティブマトリクス基板 - Google Patents

アクティブマトリクス基板

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JPH09325364A
JPH09325364A JP14384196A JP14384196A JPH09325364A JP H09325364 A JPH09325364 A JP H09325364A JP 14384196 A JP14384196 A JP 14384196A JP 14384196 A JP14384196 A JP 14384196A JP H09325364 A JPH09325364 A JP H09325364A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulating film
wiring
auxiliary capacitance
gate insulating
active matrix
Prior art date
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Pending
Application number
JP14384196A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Fujikawa
隆 藤川
Yoshiharu Kataoka
義晴 片岡
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.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 補助容量形成部でのドレイン電極18とソー
ス配線16とのリーク不良を防止し、良品率の向上を図
る。 【解決手段】 ドレイン電極18とCs配線15の間の
ゲート絶縁膜を薄くすることにより、補助容量部の面積
を縮小しソース配線と補助容量部の隙間を広くする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置など
に用いられるアクティブマトリクス基板に関する。
【0002】
【従来の技術】図5は、従来のアクティブマトリクス基
板の一部分を示す等価回路図で、ガラスのような透明絶
縁基板31上に、アルミ・タンタルなどで走査配線とし
てゲート配線34、補助容量形成のためのCs配線3
5、アルミ・タンタル・ITOなどで信号配線としてソ
ース配線36がそれぞれ交差するように形成されてい
る。そして、透過型の場合ITO等の透明導電膜で、反
射型の場合アルミなどで絵素電極32が形成されマトリ
クス状に配列されており、これら各絵素電極32の近傍
にそれぞれゲート配線34、ソース配線36および絵素
電極32に接続されたスイッチング素子として薄膜トラ
ンジスタ33が配置されている。
【0003】図6に1絵素部分の平面図を、図6のA−
A’間断面図を図7に示す。絵素電極32は層間絶縁膜
37を挟んで形成され、その薄膜トランジスタ33のド
レイン電極38はコンタクトホール39を介して絵素電
極32に接続されている。なお、絵素電極32は、図6
では省略している。また、ドレイン電極38とCs配線
35がゲート絶縁膜40を挟むことにより補助容量部を
形成している。
【0004】薄膜トランジスタ33は、例えば図8のよ
うに構成されている。まず、ゲート電極42を形成後、
ゲート絶縁膜40、シリコン半導体層43、チャネル保
護層であるエッチングストッパ44を順次連続形成す
る。次にn+シリコン膜45と第二のn+シリコン層4
6とを分離形成し、第一のn+シリコン層45とドレイ
ン電極38を、第二のn+シリコン層46にソース電極
47を電気的に接続するものである。なお、層間絶縁膜
37、絵素電極32は図示していない。
【0005】このように層間絶縁膜37を介して、配線
と画素電極32を別の層に形成する構造では高開口率化
が可能である。また絵素電極32はソース配線36上の
層間絶縁膜37の上層にあるためにソース−絵素間リー
クを低減することが可能である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、補助容
量を得るために形成された補助容量部でのドレイン電極
38とソース配線36とが近接しているために、粉塵な
どによって異常にパターニングされた膜残りなどにより
ドレイン電極38とソース配線36がリークし、その結
果良品率の向上の障害となっていた。また、補助容量を
大きく形成するためにドレイン電極38とソース配線3
6の隙間を狭くした場合、エッチング不良を誘発する原
因になっていた。この傾向は開口率を高くするために、
Cs配線35を細くすることにより顕著になる。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明のアクティブマトリクス基板では、走査配
線と信号配線の交差部近傍に薄膜トランジスタが設けら
れ、画素電極と走査電極および信号配線が絶縁膜を介し
て重なるように形成され、補助容量が画素電極と同電位
の電極と、補助容量用配線およびその間の絶縁膜で形成
され、薄膜トランジスタを構成する絶縁膜の膜厚より、
補助容量を形成する絶縁膜の膜厚の方を薄くしたことを
特徴とする。
【0008】これによって、従来の技術で述べた補助容
量部とソース配線とが近接しているために起こるドレイ
ン電極とソース配線間のリークが低減される。また、薄
膜トランジスタの静電気破壊を抑制できる。その結果、
良品率の向上が図れる。
【0009】また、上記薄膜トランジスタを構成する絶
縁膜および補助容量を形成する絶縁膜が、ゲート絶縁膜
であることが好ましい。
【0010】この構成により、層間絶縁膜を厚く形成す
ることができ配線と画素電極の間の寄生容量を低減でき
る。
【0011】また、上記ゲート絶縁膜が多層で構成さ
れ、補助容量を形成する部分のほうが薄膜トランジスタ
部より層が少なくてもよい。
【0012】この構成により、製造が容易になる。
【0013】
【発明の実施の形態】
(実施形態1)本発明の実施形態1について、図1乃至
図3を用いて説明する。図1は、本発明のアクティブマ
トリクス基板の1絵素部分の平面図で、図2は、図1の
A−A’間断面図である。本発明のアクティブマトリク
ス基板は、ガラス等の透明絶縁基板11上に、走査配線
としてゲート配線14、補助容量形成のためのCs配線
15、信号配線としてソース配線16がそれぞれ交差す
るように形成されている。その交差部近傍にスイッチン
グ素子としてTFT(薄膜トランジスタ)13が設けら
れている。そして、絵素電極12が層間絶縁膜17を介
して配線やスイッチング素子と別に形成されている。な
お、図面を分り易くするために、図1では絵素電極12
を省略している。絵素電極12とドレイン電極18は、
層間絶縁膜17に設けたコンタクトホール19により接
続されている。
【0014】また、ドレイン電極18とCs配線15が
ゲート絶縁膜20を挟むことにより補助容量部を形成し
ている。ここで従来と違うのは補助容量形成部分のゲー
ト絶縁膜20が薄く形成され20aとされていることで
ある。この構造により、ドレイン電極18とソース配線
16との隙間を大きく形成することができリーク不良を
大幅に減少することができる。これは、次の式からも説
明できる。
【0015】Cs=εS/d (ここで、ε:ゲート絶縁膜の誘電率、S:Cs配線と
ドレイン電極が重なっている面積、d:ゲート絶縁膜の
膜厚) この式より、ゲート絶縁膜の膜厚を薄くすると面積Sを
小さくすることができることが分る。つまり、ドレイン
電極18とソース配線16との隙間を大きくすることが
できる。
【0016】ここで、ゲート絶縁膜20を全面において
薄くしてしまうと、例えば、ゲート配線14とソース配
線16の交差部などでリークが起り易く好ましくない。
また、TFT部分のゲート絶縁膜20を薄くすると静電
気破壊を起し易い。そのため、補助容量形成部分以外の
配線が交差する部分、及び、TFT部はエッチングなど
で薄くしない方が望ましい。
【0017】このように層間絶縁膜17を介して、配線
と絵素電極12を別の層に形成する構造では高開口率化
が可能である。また絵素電極12はソース配線16上の
層間絶縁膜17の上層にあるためにソースと絵素間のリ
ークが減少することが可能である。
【0018】また、補助容量を層間絶縁膜17を用いず
ゲート絶縁膜20aで形成することにより、層間絶縁膜
17を厚く形成することができ、絵素電極12と配線間
の寄生容量を抑制できる。
【0019】本発明の製造方法の一例を図3(a)〜
(f)に示す。まず、ゲート配線14並びにゲート電
極、Cs配線15としてタンタルを約300nm同じ工
程で形成し(a)、ゲート絶縁膜20として窒化シリコ
ンを約300nm、図示しないシリコン半導体層を約3
0nm、図示しないエッチングストッパ層を約300n
m連続成膜する(b)。そして、エッチングストッパ層
をパターニングし、n+層を約50nm成膜後エッチン
グしTFTの半導体部を形成する(図示せず)。
【0020】そして、補助容量形成部分のゲート絶縁膜
20をエッチングにより約200nmの膜厚にする
(c)。これにより、Csを形成した後の工程で形成す
るドレイン電極18を小さく形成できる。その後、ソー
ス配線16並びにソース電極、ドレイン電極18として
ITOを150nmの膜厚で形成する(d)。このと
き、ソース配線などは、低抵抗化のためにアルミ・タン
タルなどで2層で形成しても良い。
【0021】その後、従来技術と同様、層間絶縁膜17
としてアクリル樹脂等を2μm形成し(e)、絵素電極
12としてITOを150nm形成する(f)。その
後、必要に応じて配向膜などを形成し、本発明のアクテ
ィブマトリクス基板が完成する。そして、対向基板と貼
り合わせた後、液晶を封入して液晶表示装置が完成す
る。
【0022】以上、詳細に説明したように本発明の実施
形態1においては、補助容量形成部分のゲート絶縁膜を
薄くしているので、 補助容量形成部分(ドレイン電極18)とソース配線
16との隙間を大きくすることができ、ゴミやパターニ
ング不良によるリークを防止できる。 Cs配線15とドレイン電極18の重なり長さ(ソー
ス配線方向)とした場合、Cs配線15を細く形成する
ことが可能になり開口率の向上が図れる。 配線との交差部分での配線同士のリークが防止でき
る。 等の効果を有する。
【0023】(実施形態2)以下、本発明の実施形態2
を図1、図4を用いて説明する。なお、平面図は実施形
態1と同じ為、図1を流用して説明する。図4は本発明
の実施形態2の断面図で、断面は図1のA−A’部と同
じ箇所である。また、実施形態1と同じ部分には同じ番
号を付し説明を省略する。本実施形態では、ゲート絶縁
膜が上層のゲート絶縁膜28、下層のゲート絶縁膜29
の二層構造になっている場合を示す。ここでは、補助容
量形成部分ではゲート絶縁膜がどちらか一方のみの単層
になっている。
【0024】例えば、下層ゲート絶縁膜29として酸化
タンタル200nm、上層ゲート絶縁膜28として窒化
シリコンを100nmを連続成膜した後、フォトレジス
ト法と沸酸のウエットエッチング法によって選択エッチ
ングすることにより、補助容量形成部のみ窒化シリコン
28を除去することができるので単層とすることができ
る。このとき、酸化タンタルを陽極酸化法で形成すれば
ピンホールのない膜が得られるので好ましい。
【0025】なお、ここではゲート絶縁膜の層数を2層
の内の1層を取除く場合のみを示したがこの限りでな
く、ゲート絶縁膜を3層以上で形成し、その内の1層や
2層を除去するようにしても良いのは明らかである。
【0026】なお、ここでは補助容量を補助容量配線1
5とドレイン電極18とを重ね合せることにより形成す
るCs on Com方式についてのみ説明したが、補
助容量を隣のゲート配線とドレインで極との間で形成す
るCs on Gateにも適用できることは明らかで
ある。
【0027】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明によ
れば、走査配線と信号配線の交差部近傍に薄膜トランジ
スタが設けられ、画素電極と走査電極および信号配線が
絶縁膜を介して重なるように形成され、補助容量が画素
電極と同電位の電極と、補助容量用配線およびその間の
絶縁膜で形成され、薄膜トランジスタを構成する絶縁膜
の膜厚より、補助容量を形成する絶縁膜の膜厚の方が薄
い。この構造により、リーク不良が低減される、また、
薄膜トランジスタの静電破壊を抑制できるため、良品率
の向上が期待できる。この結果製造コストを大きく下げ
ることができる。
【0028】また、上記補助容量を形成する絶縁膜が、
ゲート絶縁膜であることにより、層間絶縁膜を厚く形成
することができ配線と画素電極の間の寄生容量を低減で
きる。
【0029】また、上記ゲート絶縁膜が多層で構成さ
れ、補助容量を形成する部分の層数が薄膜トランジスタ
部より層数が少ないことにより、選択エッチングが容易
にでき製造が簡単にできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のアクティブマトリクス基板の1絵素部
の平面図である。
【図2】図1のA−A’間断面図である。
【図3】本発明の実施形態1のアクティブマトリクス基
板の1絵素部の製造方法の一例を示す図である。
【図4】本発明の実施形態2のアクティブマトリクス基
板の1絵素部の断面図である。
【図5】従来のアクティブマトリクス基板の部分等価回
路図である。
【図6】従来のアクティブマトリクス基板の1絵素部の
平面図である。
【図7】図6のA−A’間断面図である。
【図8】図6のB−B’間断面図である。
【符号の説明】
11 :透明絶縁基板 12 :絵素電極 13 :薄膜トランジスタ 14 :ゲート配線 15 :Cs配線 16 :ソース配線 17 :層間絶縁膜 18 :ドレイン電極 19 :コンタクトホール 20 :ゲート絶縁膜 20a:補助容量部ゲート絶縁膜 28 :上層ゲート絶縁膜 29 :下層ゲート絶縁膜
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 29/78 619A

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 走査配線と信号配線の交差部近傍に薄膜
    トランジスタが設けられ、画素電極と走査電極および信
    号配線が絶縁膜を介して重なるように形成され、補助容
    量が画素電極と同電位の電極と、補助容量用配線および
    その間の絶縁膜で形成されたアクィブマトリクス基板に
    おいて、 薄膜トランジスタを構成する絶縁膜の膜厚より、補助容
    量を形成する絶縁膜の膜厚の方が薄いことを特徴とする
    アクティブマトリクス基板。
  2. 【請求項2】 上記補助容量を形成する絶縁膜が、ゲー
    ト絶縁膜であることを特徴とする請求項1に記載のアク
    ティブマトリクス基板。
  3. 【請求項3】 上記ゲート絶縁膜が多層で構成され、補
    助容量を形成する部分の層数が薄膜トランジスタ部の層
    数より少ないことを特徴とする請求項2に記載のアクテ
    ィブマトリクス基板。
JP14384196A 1996-06-06 1996-06-06 アクティブマトリクス基板 Pending JPH09325364A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006227648A (ja) * 2006-05-17 2006-08-31 Advanced Display Inc 液晶表示装置およびその製造方法
JP2014149410A (ja) * 2013-02-01 2014-08-21 Mitsubishi Electric Corp 薄膜トランジスタアレイ基板およびその製造方法
CN104020620A (zh) * 2014-05-16 2014-09-03 友达光电股份有限公司 显示面板及其数组基板
US9129864B2 (en) 2013-02-20 2015-09-08 Japan Display Inc. Semiconductor device

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