JPH103091A - 液晶表示素子 - Google Patents

液晶表示素子

Info

Publication number
JPH103091A
JPH103091A JP15697196A JP15697196A JPH103091A JP H103091 A JPH103091 A JP H103091A JP 15697196 A JP15697196 A JP 15697196A JP 15697196 A JP15697196 A JP 15697196A JP H103091 A JPH103091 A JP H103091A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
source electrode
tft
ito
electrode
drain
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP15697196A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuhiro Ukai
育弘 鵜飼
Teizo Yugawa
禎三 湯川
Yoshihisa Hatta
嘉久 八田
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.)
Philips Components Kobe KK
Original Assignee
Hosiden and Philips Display Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hosiden and Philips Display Corp filed Critical Hosiden and Philips Display Corp
Priority to JP15697196A priority Critical patent/JPH103091A/ja
Publication of JPH103091A publication Critical patent/JPH103091A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/60Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
    • H10D30/67Thin-film transistors [TFT]
    • H10D30/6757Thin-film transistors [TFT] characterised by the structure of the channel, e.g. transverse or longitudinal shape or doping profile
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/60Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
    • H10D30/67Thin-film transistors [TFT]
    • H10D30/6729Thin-film transistors [TFT] characterised by the electrodes

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 TFTのドレインオフセット電圧Vdoの発
生を防止して、TFT及びLCDの製造歩留りを向上さ
せる。 【解決手段】 TFTのITOより成るソース電極2a
及びドレイン電極3aの対向する側面に形成するテーパ
面20,30の角度θを40°またはそれ以下に設定す
る。このようなテーパ角の制限はソース電極及びドレイ
ン電極の膜厚dが80nmまたはそれ以上のとき有効で
ある。Vdo=0の特性を保持したまま、ソース電極2
aと同時に形成されるソースバス2(信号用バス)の厚
さを例えば150nm程度に厚くすることによってその
抵抗率を小さくすることができる。これにより比較的大
形のLCDでも、金属層を併用することなくITO単層
でソースバスを形成できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は薄膜トランジスタ
(以下TFTと言う)をスイッチング素子として用いた
アクティブマトリクス形の液晶表示素子(以下LCDと
言う)に関し、特にTFTのドレインオフセット電圧を
防止する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】TFTマトリクスLCDは、内面にTF
Tマトリクスがアレイ状に形成されたTFTアレイ基板
と、内面に共通電極の形成された共通電極基板とが液晶
層を挟んで近接対向して配される。このTFTのドレイ
ン電圧・電流特性において、ドレインオフセット電圧が
あると、階調表示を行う場合に、その階調の変化範囲が
狭くなり表示品位が低下するので、オフセット電圧がゼ
ロであるのが望ましい。このドレインオフセット電圧を
軽減する従来の技術として、既にこの発明と同じ出願人
によって、特開昭62−80626号公報「液晶表示素
子」(以下引用例と言う)が提案されている。その明細
書の第12図及び第1図として用いられたのと同様の図
4A,Bを参照して、引用例を簡単に説明する。
【0003】図4A及びBはそれぞれ前記オフセット軽
減技術を適用する前及び後のTFTアレイ基板100の
断面図である。図4において1はガラス基板、2及び3
はガラス基板1上に透明なITOにより同時に形成され
たソースバス及び画素電極、4はa−Si(アモルファ
スシリコン)より成る半導体層である。5及び6は半導
体層4とソースバス2または画素電極3との間の電気的
な接続を良好にするために形成された、n+ a−Siよ
り成るオーミック接触層、7はSiNxなどより成るゲ
ート絶縁膜、8はアルミなどより成るゲート電極、9は
SiNxなどより成る保護層である。ソースバス2及び
画素電極3のゲート電極8と重なる端部周辺はそれぞれ
ソース電極2a及びドレイン電極3aとされる。
【0004】図4Bでは、TFT50部分にガラス基板
1側から光が当たりオン/オフ比を低下させるのを防止
する目的で、Crなどの金属でライトシールド12が形
成され、その上にSiO2 などの絶縁膜13が形成され
た場合が示されている。引用例の発明では、ソース電極
2aとドレイン電極3aとの対向する側面は、等方性エ
ッチングによって形成されたテーパ角45°のテーパ面
20,30とされ、そのテーパ面20,30の全面にわ
たってオーミック接触層5,6が形成され、そのオーミ
ック接触層5,6上において半導体層4が形成される。
このようにテーパ面20,30上に半導体層4を形成す
ることによって、半導体層4の厚さを例えば500Å以
下100Å程度にも薄くすることができると共に、ソー
ス電極2a及びドレイン電極3aのオーミック接触層
5,6との接触面積を広くでき、良好なオーミック接触
を得ることができる。そのためにドレイン電圧−電流特
性において図5に実線で示すようにドレインオフセット
電圧Vdoの極めて小さい特性が得られる。図5におい
て点線は図4Aに示したテーパ面のないTFTの特性で
ある。
【0005】なお、TFTアレイ基板100は図6に示
すように保護層9を設けない場合もある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】最近TFTマトリクス
LCDの普及はめざましくこの傾向は今後ますます加速
されるものと考えられる。それに伴ない製造コストの低
減と表示品位の向上が強く要求されている。この発明は
その一環として、TFTのドレインオフセット電圧の発
生を防止して、製造歩留りを向上させることを目的とし
ている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
(1)請求項1の発明では、ソース電極2a及びドレイ
ン電極3aの対向する側面に形成されたテーパ面の水平
面となす角度(θ)が40°またはそれ以下に設定され
る。 (2)請求項2の発明では、前記(1)において、ソー
ス電極及びドレイン電極の膜厚が80nmまたはそれ以
上に形成されている。
【0008】(3)請求項3の発明では、前記(1)に
おいて、ソース電極に接続された信号用バス(ソースバ
スとも言う)が、ソース電極と同じ膜厚のITOにより
一体に形成されている。
【0009】
【発明の実施の形態】この発明者による最新の研究によ
ると、TFTのドレイン電圧のオフセットと、ソース電
極2a及びドレイン電極3aに形成するテーパ面20,
30のテーパ角θ(図1)との間には密接な関係がある
ことが分って来た。即ち、図2に示すように、ソースバ
ス2、ソース電極2a、画素電極3、ドレイン電極3a
の膜厚(以下簡単にITOの膜厚と言う)dを150n
mと極めて厚くした場合(ソースバス2の抵抗率を小さ
くするために厚くしている)、ITOのテーパ角θがθ
≦40°以下ではドレインオフセット電圧Vdo=0と
なり、θ>40°ではテーパ角θに応じてオフセット電
圧Vdoが増加することが分った。実験では、テーパ角
θを30°,40°,45°及び60°にそれぞれ設定
した試料グループ#1,#2,#3及び#4が作製さ
れ、図2は各々の平均のドレインオフセット電圧Vdo
をプロットしたものである。
【0010】またオフセット電圧Vdoが0となるとき
のITOの膜厚dとテーパ角θとの間には図3の関係が
あることが分った。実験ではITOの膜厚dを150,
120,80,60及び40nmにそれぞれ設定した試
料群(a),(b),(c),(d)及び(e)を作製
し、更に(a),(b),(c)の各試料群内に、テー
パ角θが30°,40°,45°及び60°の小グルー
プ#1,#2,#3及び#4を作製してドレインオフセ
ット電圧Vdoを測定した。その結果、(a),
(b),(c)の各群とも、小グループ#1,#2はV
do=0となり、小グループ#3よりVdoが発生し、
小グループ#4でVdoは更に増加していることが分っ
た。この結果より膜厚dが80〜150nmの範囲で
は、Vdo=0となるテーパ角θの限界値は40°〜4
5°の間にあることが分かる。図3では多少の余裕を見
込んで、40°を限界値としている。
【0011】d=60nm及び40nmに設定した試料
群(d),(e)では、全てθ=90°に設定され、い
ずれもVdo=0であった。もしθを90°以下に設定
すれば、Vdoが更に発生しにくい状態となるので、θ
=90°をもって限界値とした。従来例で述べた引用例
の場合には、等方性エッチングによってθ=45°に設
定されていたので、膜厚dが80nm以上の場合僅かな
がらドレインオフセット電圧Vdoが存在していた。θ
>40°の場合にオフセット電圧Vdoが存在するの
は、図1においてテーパ面20,30とITOの最上位
の水平面とのなす角β=180°−θが140°より次
第に急になり、従ってエッジP,Qにおいて半導体層4
の折れ曲る角度が急になり、エッジP,Qで半導体層4
に亀裂が生じ、電極を覆うのが(ステップカバレッジと
呼ばれる)不充分になるためと考えられる。
【0012】なお、半導体層4の亀裂を防ぐために半導
体層4の膜厚を大きくすると、TFTのオン/オフ比
(TFTのオン/オフ時におけるドレイン電流の比)が
低下するので、その方法を用いることができない。従っ
て、ITOの膜厚dを大きくした場合ITOのテーパ角
θを小さくしてエッジP,Qの曲りを緩やかにして亀裂
を防ぎ、これによりVdoをなくす技術が重要となる。
【0013】図2、図3の実験結果を得るに当って用い
た試料のITOはインライン型スパッタ装置で、DCマ
グネトロンスパッタと呼ばれる成膜方法を採用し、スパ
ッタリング時の圧力/温度を4mTorr/100℃に
設定した。ITOの膜厚dを150nmとした場合、そ
の抵抗率は2.9×10-4Ωcmでかなり小さく、また
波長λ=550nmの光の透過率は96%で優れた特性
が得られた。
【0014】またITOはドライエッチングによってテ
ーパを形成した。ドライエッチング時のエッチングガス
として、HI(ヨウ化水素)/Ar/O2を用い、エッ
チング装置の高周波出力を2.9kw、エッチング時の
圧力を20〜30mTorrに設定した。
【0015】
【発明の効果】
(1)この発明ではTFTのITOより成るソース電極
2a及びドレイン電極3aの対向する側面に形成するテ
ーパ面の水平面とのなす角度θを従来の45°から40
°またはそれ以下に設定し、テーパ面の上端のエッジ
P,Qにおいて、その上のオーミック接触層5及び半導
体層4が折れ曲る角度β=180°−θを緩やかにする
ことによって、亀裂を防止し、ドレインオフセット電圧
Vdoをなくすことができる。よってVdo特性不良を
防止し、それだけTFTアレイ基板、従ってLCDの製
造歩留りを向上できる。
【0016】(2)この発明によれば、TFTのドレイ
ンオフセット電圧Vdo=0の特性を保持したまま、ソ
ース電極2aと同時に形成されるソースバス(信号用バ
ス)2の厚さを例えば150nm程度に厚くすることに
よって、その抵抗率を例えは2.9×10-4Ωcmと可
なり小さくすることができる。これにより比較的大形画
面のLCDでも、金属層を併用することなくITO単層
でソースバスを形成することが可能となり、製造工程を
縮減できる効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のLCDに用いられるTFTアレイ基
板の要部の断面図。
【図2】図1においてTFTのITO(ソース電極及び
ドレイン電極)に形成するテーパ面の角度θとドレイン
オフセット電圧Vdoの関係を示すグラフ。
【図3】図1において、TFTのVdo=0となるテー
パ角θの範囲を示す図。
【図4】従来のTFTアレイ基板の要部の断面図で、A
はソース電極及びドレイン電極の対向面が垂直の場合、
Bは対向面に45°のテーパ面20,30を形成した場
合。
【図5】従来のTFTのドレイン電流対ドレイン電圧特
性。
【図6】図5の保護層9を削除した従来のTFTアレイ
基板の要部の断面図。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成8年10月29日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0005
【補正方法】変更
【補正内容】
【0005】なお、TFTアレイ基板100は図6に示
すように保護層9や画素電極3上にゲート絶縁膜7を設
けない場合もある。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図6
【補正方法】変更
【補正内容】
【図6】図の保護層9や画素電極3上にゲート絶縁膜
7を設けない従来のTFTアレイ基板の要部の断面図。
【手続補正3】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図6
【補正方法】変更
【補正内容】
【図6】
───────────────────────────────────────────────────── 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 617N

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画素を選択的に表示するためのスイッチ
    ング素子として薄膜トランジスタが用いられ、その薄膜
    トランジスタのITOより成るソース電極及びドレイン
    電極の対向する側面にテーパ面が形成され、それらテー
    パ面の全面にわたってオーミック接触層が形成され、そ
    れらオーミック接触層を覆うように、半導体層がソース
    電極及びドレイン電極間にわたって形成されているアク
    ティブマトリクス形の液晶表示素子において、 前記テーパ面の水平面となす角度(θ)が40°または
    それ以下に設定されていることを特徴とする液晶表示素
    子。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記ソース電極及び
    ドレイン電極の膜厚が80nmまたはそれ以上に形成さ
    れていることを特徴とする液晶表示素子。
  3. 【請求項3】 請求項1において、前記ソース電極に接
    続された信号用バス(ソースバスとも言う)が、ソース
    電極と同じ膜厚のITOにより一体に形成されているこ
    とを特徴とする液晶表示素子。
JP15697196A 1996-06-18 1996-06-18 液晶表示素子 Pending JPH103091A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15697196A JPH103091A (ja) 1996-06-18 1996-06-18 液晶表示素子

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15697196A JPH103091A (ja) 1996-06-18 1996-06-18 液晶表示素子

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH103091A true JPH103091A (ja) 1998-01-06

Family

ID=15639337

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP15697196A Pending JPH103091A (ja) 1996-06-18 1996-06-18 液晶表示素子

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH103091A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102379042A (zh) * 2009-04-10 2012-03-14 三菱化学株式会社 场效应晶体管、其制造方法以及使用了该场效应晶体管的电子器件
KR101434948B1 (ko) * 2009-12-25 2014-08-28 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 반도체 장치
US10373983B2 (en) 2016-08-03 2019-08-06 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device and electronic device
JP2024096923A (ja) * 2010-01-15 2024-07-17 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8969871B2 (en) 2009-04-10 2015-03-03 Mitsubishi Chemical Corporation Field-effect transistor, processes for producing the same, and electronic device using the same
CN102379042A (zh) * 2009-04-10 2012-03-14 三菱化学株式会社 场效应晶体管、其制造方法以及使用了该场效应晶体管的电子器件
US10553589B2 (en) 2009-12-25 2020-02-04 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device
US9349735B2 (en) 2009-12-25 2016-05-24 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device
US9991265B2 (en) 2009-12-25 2018-06-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device
KR101434948B1 (ko) * 2009-12-25 2014-08-28 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 반도체 장치
US11456296B2 (en) 2009-12-25 2022-09-27 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device
US11825665B2 (en) 2009-12-25 2023-11-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device
US12283599B2 (en) 2009-12-25 2025-04-22 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device
JP2024096923A (ja) * 2010-01-15 2024-07-17 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置
US10373983B2 (en) 2016-08-03 2019-08-06 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device and electronic device
US10700098B2 (en) 2016-08-03 2020-06-30 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device and electronic device
US11404447B2 (en) 2016-08-03 2022-08-02 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device and electronic device
US11676971B2 (en) 2016-08-03 2023-06-13 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device and electronic device
US12027528B2 (en) 2016-08-03 2024-07-02 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device and electronic device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6383831B2 (en) Methods of forming thin-film transistor display devices
US6373546B1 (en) Structure of a liquid crystal display and the method of manufacturing the same
JP3148129B2 (ja) アクティブマトリクス基板とその製法および液晶表示装置
US6180438B1 (en) Thin film transistors and electronic devices comprising such
JPH1041519A (ja) 液晶表示装置の製造方法及びその製造方法による液晶表示装置
JPH07321328A (ja) 薄膜トランジスタ駆動液晶表示装置およびその製法
JPH11340462A (ja) 液晶表示装置およびその製造方法
US20010005238A1 (en) Method for manufacturing fringe field switching mode liquid crystal display device
US5691782A (en) Liquid-crystal display with inter-line short-circuit preventive function and process for producing same
GB2169746A (en) Thin film transistor
JPH08194230A (ja) 液晶表示装置及びその製造方法
JP3423380B2 (ja) 液晶表示装置
JPH103091A (ja) 液晶表示素子
US20060097265A1 (en) Thin film transistor array panel and method for manufacturing the same
JPH0744277B2 (ja) 薄膜トランジスタ及びその形成方法
JP2718119B2 (ja) 薄膜トランジスタ
JPH11119259A (ja) アクティブマトリクス基板及びこれを用いた液晶表示装置
JP2905641B2 (ja) 薄膜トランジスタの製造方法
KR950003942B1 (ko) 액정표시장치의 박막트랜지스터의 제조방법
JPH0677482A (ja) 液晶表示装置用アレイ基板の製造方法
JPH0618922A (ja) 液晶表示装置
JPH0635003A (ja) アクティブマトリクス液晶表示装置
JP3089174B2 (ja) 絶縁膜の形成方法および絶縁膜を有する電子装置
KR100255930B1 (ko) 박막트랜지스터 및 그 제조방법
JPH09258200A (ja) 液晶表示装置、およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050711

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050802

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20051102

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20051108

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20060330

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060728

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20060809

A912 Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20060908

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20070531

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20070726