(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性基板の一主面上に多結晶シリコン層を形成する工程と、  前記多結晶シリコン層上にゲート絶縁層と第１の金属層とリフトオフ層とを被着後、走査線に対応した感光性樹脂パターンをマスクとして前記リフトオフ層と第１の金属層とゲート絶縁層と多結晶シリコン層とを選択的に除去する工程と、  前記感光性樹脂パターンを膜減りさせて前記リフトオフ層を部分的に露出する工程と、  膜減りさせた前記感光性樹脂パターンをマスクとして前記リフトオフ層と第１の金属層とゲート絶縁層とを食刻して前記多結晶シリコン層を部分的に露出する工程と、  前記第１の金属層の側面に絶縁層を形成する工程と、  不純物を照射または注入してソース・ドレインを形成する工程と、  前記絶縁性基板上に１層以上の第２の金属層を被着する工程と、  前記リフトオフ層を除去してリフトオフ層上の前記第２の金属層を選択的に除去する工程と、  前記絶縁性基板上に、前記ソース・ドレインを含み、第２の金属層よりなるソース・ドレイン配線を形成する工程と、  前記ドレイン配線上に第１の開口部及び前記ソース配線上に一対の第２の開口部を有するパシベーション絶縁層を形成する工程と、  前記第１の開口部を含む絵素電極と、分断された前記ソース配線を接続し前記第２の開口部を含む接続層と、を前記パシベーション絶縁層上に形成する工程とを有する表示装置用半導体装置の製造方法。
【請求項２】
少なくとも画像表示部内の接続層上に有機絶縁層を形成する工程を有する請求項１記載の表示装置用半導体装置の製造方法。
【請求項３】
少なくとも接続層上に低抵抗金属層と有機絶縁層とを形成する工程を有する請求項１記載の表示装置用半導体装置の製造方法。
【請求項４】
第１の金属層を陽極酸化することにより、絶縁層を形成する請求項１〜３のいずれかに記載の表示装置用半導体装置の製造方法。
【請求項５】
電着により、有機絶縁層である絶縁層を形成する請求項１〜３のいずれかに記載の表示装置用半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はカラー画像表示機能を有する液晶画像表示装置、とりわけアクティブ型の液晶画像表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の微細加工技術、液晶材料技術および高密度実装技術等の進歩により、５〜５０ｃｍ対角の液晶パネルでテレビジョン画像や各種の画像表示機器が商用ベースで大量に提供されている。
【０００３】
これらの液晶画像表示装置（液晶パネル）は走査線としては２００〜１２００本、信号線としては２００〜１６００本程度のマトリクス編成が一般的であるが、最近は表示容量の増大に対応すべく大画面化と高精細化とが同時に進行している。
【０００４】
図７は液晶パネルへの実装状態を示し、液晶パネル１を構成する一方の透明性絶縁基板、例えばガラス基板２上に形成された走査線の電極端子群６に駆動信号を供給する半導体集積回路チップ３を導電性の接着剤を用いて接続するＣＯＧ（Ｃｈｉｐ−Ｏｎ−Ｇｌａｓｓ）方式や、例えばポリイミド系樹脂薄膜をベースとし、金または半田鍍金された銅箔の端子（図示せず）を有するＴＣＰフィルム４を信号線の電極端子群５に導電性媒体を含む適当な接着剤で圧接して固定するＴＣＰ（Ｔａｐｅ−Ｃａｒｒｉｅｒ−Ｐａｃｋａｇｅ）方式などの実装手段によって電気信号が画像表示部に供給される。ここでは便宜上二つの実装方式を同時に図示しているが実際には何れかの方式が適宜選択される。
【０００５】
７、８は液晶パネル１のほぼ中央部に位置する画像表示部と信号線および走査線の電極端子５，６との間を接続する配線路で、必ずしも電極端子群５，６と同一の導電材で構成される必要はない。９は全ての液晶セルに共通する透明導電性の対向電極を対向面上に有するもう１枚の透明性絶縁基板である対向ガラス基板またはカラーフィルタである。
【０００６】
図８はスイッチング素子として絶縁ゲート型トランジスタ１０を絵素毎に配置したアクティブ型液晶パネルの等価回路図を示し、１１（図３では８）は走査線、１２（図７では７）は信号線、１３は液晶セルであって、液晶セル１３は電気的には容量素子として扱われる。実線で描かれた素子類は液晶パネルを構成する一方のガラス基板２上に形成され、点線で描かれた全ての液晶セル１３に共通な対向電極１４はもう一方のガラス基板９上に形成されている。絶縁ゲート型トランジスタ１０のＯＦＦ抵抗あるいは液晶セル１３の抵抗が低い場合や表示画像の階調性を重視する場合には、負荷としての液晶セル１３の時定数を大きくするための補助の蓄積容量１５を液晶セル１３に並列に加える等の回路的工夫が加味される。なお１６は蓄積容量１５の共通母線である蓄積容量線である。
【０００７】
図９は液晶パネルの画像表示部の要部断面図を示し、液晶パネル１を構成する２枚のガラス基板２，９は樹脂性のファイバやビーズあるいは柱状のスペーサ材（図示せず）によって数μｍ程度の所定の距離を隔てて形成され、その間隙（ギャップ）はガラス基板９の周縁部において有機性樹脂よりなるシール材と封口材（何れも図示せず）とで封止された閉空間になっており、この閉空間に液晶１７が充填されている。
【０００８】
カラー表示を実現する場合にはガラス基板９の閉空間側に着色層１８と称する染料または顔料のいずれか一方もしくは両方を含む厚さ１〜２μｍ程度の有機薄膜層が被着されて色表示機能が与えられるので、その場合にはガラス基板９は別名カラーフィルタ（Ｃｏｌｏｒ  Ｆｉｌｔｅｒ  略語はＣＦ）と呼称される。そして液晶材料１７の性質によってはカラーフィルタ９の上面またはガラス基板２の下面の何れかもしくは両面上に偏光板１９が貼付され、液晶パネル１は電気光学素子として機能する。現在、市販されている大部分の液晶パネルでは液晶材料にＴＮ（ツイスト・ネマチック）系の物を用いており、偏光板１９は通常２枚必要である。図示はしないが、透過型液晶パネルでは光源として裏面光源が配置され、下方より白色光が照射される。
【０００９】
液晶１７に接して２枚のガラス基板２，９上に形成された例えば厚さ０．１μｍ程度のポリイミド系樹脂薄膜２０は液晶分子を決められた方向に配向させるための配向膜である。２１は絶縁ゲート型トランジスタ１０のドレインと透明導電性の絵素電極２２とを接続するドレイン配線（電極）であり、ソース線（信号線）１２と同時に形成されることが多い。ソース線１２とドレイン配線２１との間に位置するのは半導体層２３であり詳細は後述する。カラーフィルタ９上で隣り合った着色層１８の境界に形成された厚さ０．１μｍ程度のＣｒ薄膜層２４は半導体層２３と走査線１１及び信号線１２に外部光が入射するのを防止するための光遮蔽で、いわゆるブラックマトリクス（Ｂｌａｃｋ−Ｍａｔｒｉｘ  略語はＢＭ）として定着化した技術である。
【００１０】
ガラス基板サイズの拡大による生産性の向上も相俟って生産コストが低下し、また生産量の増大につれて使用する部品・材料も低下する相乗的な作用が働き、液晶パネルの市場は拡大の一途をたどっている。現時点における最大の市場はノートＰＣとデスクトップモニターであるが、携帯電話の急速な成長により、同時に成長が見込まれる情携帯端末機器の表示部にも中小型の液晶パネルが必要であり、携帯電話やこれらの情報端末機器、更にはデジタル家電機器と従来のカーナビ用途以外にも中小型の市場も大きな成長が見込まれている。
【００１１】
液晶パネルの画面サイズが大きい程、あるいは精細度が高い程、歩留が低下するのは一般的な原理であるが、生産コストの低下により対角５０ｃｍ以上の液晶パネルを用いた本格的なテレビ商品の開発も既に一部では商品化され、ＣＲＴ代替を目指した動きも活発化してきた。
【００１２】
累積応答型の表示素子であるため、応答時間が１６ｍＳを下回ることが困難であった液晶パネルも液晶材料の開発や、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  ｓｅｌｆ−Ｃｏｍｐｅｎａｓａｔｅｄ  Ｂｅｎｄ）液晶のような新モードの開発、さらには裏面光源を時分割でＲ，Ｇ，Ｂ毎に切り替えて表示するＦＳ（フィールド・シーケンシャル）型のような液晶パネルの新規な開発によって応答時間が数ｍＳを下回るようになり、いよいよＣＲＴ代替の液晶パネルの開発に弾みがついてきた。
【００１３】
従来、スイッチング素子としての絶縁ゲート型トランジスタには非晶質シリコンを半導体層とする液晶表示装置が大半であり、通称、高温ポリシリコンまたは低温ポリシリコンを半導体層とする液晶表示装置は少なかった。しかしながら表示容量の増大に伴い非晶質シリコンでは電子の移動度が小さいためにＵＸＧＡ（走査線１２００本、信号線１６００本×３）以上の液晶表示装置では画質の維持が困難となり、低温ポリシリコンを用いた液晶表示装置の割合が急増しようとしている。またＦＳ（フィールド・シーケンシャル）型の液晶表示装置では、当然各画素への書き込み速度は従来の３倍必要であり、この観点からも低温ポリシリコンの必要性がますます高まりつつある。
【００１４】
ここで低温ポリシリコンを半導体層とする絶縁ゲート型トランジスタを採用した表示装置用半導体装置の一般的な単位画素を図１０に、同図のＡ−Ａ’上の製造工程断面図を図１１に示し、その製造方法について説明する。
【００１５】
低温ポリシリコンを半導体層とするアクティブ基板の製造にあたり、先ず図示はしないが透明性と耐熱性と耐薬品性の優れた絶縁基板２として板厚０．５〜１．１．ｍｍのガラス基板、例えばコーニング社製の商品名１７３７の一主面上にアルカリ阻止層として膜厚０．３μｍ程度の酸化シリコン（ＳｉＯ２）あるいは窒化シリコン（ＳｉＮｘ）またはそれらの積層を被着する。その後ＰＣＶＤ（プラズマ・シー・ブィ・ディ）装置を用いて膜厚０．０５μｍ程度の非晶質シリコン層を被着し、３００℃以上に加熱して含有水素を低減させた後、エキシマ・レーザを照射して前記非晶質シリコン層を結晶化させる。もちろん含有水素の殆ど無い、例えばシリコンをターゲットとするスパッタ等の他の手段で非晶質シリコンまたは微結晶シリコンさらには多結晶あるいはこれらの混晶体を製膜してからエキシマ・レーザを照射しても良い。シリコンの結晶化を促進し、結晶粒を大きく成長させる工程がエキシマ・レーザの照射工程である。そして図１１（ａ）に示したように結晶化された、通称低温ポリシリコンを微細加工技術により選択的に食刻してガラス基板２上に島状１００に残す。
【００１６】
次に、ＣＶＤまたはＴＥＯＳ−ＰＣＶＤ等の製膜装置を用いて基板加熱温度４００〜５００℃（低温と呼称される所以である）程度でゲート絶縁層３０となる膜厚０．１μｍ程度のＳｉＯ２とゲート電極１１となる第１の金属層として耐熱性の高い、例えば膜厚０．１μｍ程度のＭｏＷ合金等を全面に被着した後、図１１（ｂ）に示したように走査線パターンに対応してゲート金属層であるＭｏＷとゲート絶縁層であるＳｉＯ２  とを選択的に除去して低温ポリシリコン１００を露出する。
【００１７】
続いて、図示はしないがゲート電極１１をマスクとしてイオン注入またはイオン照射により不純物として燐あるいは硼素を低温ポリシリコン１００に注入して絶縁ゲート型トランジスタのソース・ドレイン１０１，１０２を形成する。
【００１８】
不純物として燐を注入して得られるＮ型の絶縁ゲート型トランジスタではキャリアである電子が高電界で劣化する現象（ホット・キャリア効果）が生じ易いので、ゲート電極１１下の半導体層（チャネル）とソース・ドレイン１０１，１０２との間に不純物の少ないあるいは不純物の無い領域を形成する必要があり、これらの技術はＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ−Ｄｏｐｅｄ−Ｄｒａｉｎ）構造あるいはオフセット構造とも呼称される。そのためには例えば、図１１（ｂ）に示した状態でアクティブ基板２の全面に燐を微量の（ソース・ドレイン注入量の少なくとも１０％以下）イオン注入またはイオン照射を行い、その後ゲート電極１１の両側を１〜３μｍ程度除いて感光性樹脂で覆い所定の濃度の燐を低温ポリシリコン１００に注入する等、適当なマスク材を用いて不純物の注入を制御する工程が必要であるが、ここでは詳細な説明は省略する。
【００１９】
ソース・ドレイン１０１，１０２の形成後、図１１（ｃ）に示したように層間絶縁層５０として例えば膜厚０．３μｍ程度の酸化シリコンＳｉＯ２を先述した製法で被着し、微細加工技術によりソース・ドレイン１０１，１０２上に一対の開口部１０３，１０４を形成する。また、同時に画像表示部外の領域で走査線１１上に開口部６１も形成して走査線１１の一部を露出する。
【００２０】
引き続き、図１１（ｄ）に示したようにソース・ドレイン配線材として例えば膜厚０．３ｍ程度のＴｉ，Ｔａ，Ｃｒ等の耐熱金属薄膜をスパッタ等の製膜装置を用いて被着した後、微細加工技術により一対の開口部１０３，１０４を含んで層間絶縁層５０上にソース（信号線）・ドレイン配線１２，２１を形成する。この時、同時に画像表示部外で開口部６１内の露出している走査線１１を含んで前記耐熱金属薄膜よりなる電極端子６を形成しても良い。同じく、画像表示部外で信号線１２の一部を電極端子５としても良い。ソース・ドレイン配線材に低抵抗が要求される場合には、低抵抗金属であるＡＬを併用してＴｉ／ＡＬ／Ｔｉ，Ｍｏ／ＡＬ／Ｍｏ等の３層構成が適用され、２種類の耐熱金属薄膜はＡＬがソース・ドレインに直接浸入してオーミック接触が不確実になるのを防止する機能と、ＡＬとＩＴＯとが接触することで生じる電気化学的な腐食を防止する機能の二つの機能を発揮している。
【００２１】
この後はアクティブ基板２のパシベーション形成が必要であり、図１１（ｅ）に示したようにドレイン配線２１上と走査線の電極端子６上と信号線の電極端子５上とに夫々開口部６２，６３，６４を有するパシベーション絶縁層としてＰＣＶＤ装置を用いて膜厚０．３μｍ程度のシリコン窒化層（ＳｉＮｘ）を形成する。なおパシベーション絶縁層２００として透明性が高く、かつ耐熱性のある感光性アクリル樹脂、例えば日本合成ゴム製の商品名オプトマーＰＣ３０２を採用して１μｍ以上厚く形成し、絶縁基板２の表面を平坦化することも可能である。
【００２２】
さらに、図１１（ｆ）に示したように膜厚０．１〜０．２μｍ程度の透明導電層であるＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ）をスパッタ等の製膜装置を用いて被着した後、パシベーション絶縁層２００上に微細加工技術により開口部６２内のドレイン配線２１を含んで絵素電極２２を選択的に形成してアクティブ基板として完成する。電極端子の構成に関しては、パシベーション絶縁層２００に形成された開口部６３，６４内の露出している走査線の電極端子６及び信号線の端子電極５を選択してもよく、あるいはこれらの電極の上に形成された透明導電性の電極端子６’，５’を選択しても良いが、静電気対策の一環として透明導電性の電極端子６’，５’を透明導電性の短絡線８０で接続するのが一般的である。
【００２３】
蓄積容量１５の構成に関しては、絵素電極２２と走査線１１とが走査線１１上に形成されたパシベーション絶縁層２００を介して構成している例を図１０に例示しているが、蓄積容量１５の構成はこれに限られるものではなく、走査線１１と同時に形成される蓄積容量線１６と絵素電極２２とがパシベーション絶縁層２００を介して構成しても良い。ただし、パシベーション絶縁層２００に厚い透明性の平坦化樹脂層を用いた場合には蓄積容量値を大きくすることが困難なので、蓄積容量の構成には一考を要し、その他の構成も可能であるが詳細な説明は省略する。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
以上、述べたように低温ポリシリコンを半導体層とする絶縁ゲート型トランジスタを有する表示装置用半導体装置（アクティブ基板）の製作には写真食刻工程が６〜７回必要であり、非晶質シリコンを半導体層とする絶縁ゲート型トランジスタを有する表示装置用半導体装置と比較しても、決してプロセス・コストは安価とは言えない状況である。そのような観点から、低温ポリシリコンを半導体層とする絶縁ゲート型トランジスタを有する液晶表示装置では対角線２５ｃｍ以下の中小型の画面サイズで、走査線及び信号線の駆動回路を内蔵した高付加価値の製品が製品化されているに過ぎない。本発明はかかる現状に鑑みなされたもので、液晶パネルの低価格化を実現し需要の増大に対応していくために製造工程数の削減を行うことを目的とする。
【００３４】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１の表示装置用半導体装置の製造方法は、絶縁性基板の一主面上に多結晶シリコン層を形成する工程と、前記多結晶シリコン層上にゲート絶縁層と第１の金属層とリフトオフ層とを被着後、走査線に対応した感光性樹脂パターンをマスクとして前記リフトオフ層と第１の金属層とゲート絶縁層と多結晶シリコン層とを選択的に除去する工程と、前記感光性樹脂パターンを膜減りさせて前記リフトオフ層を部分的に露出する工程と、膜減りさせた前記感光性樹脂パターンをマスクとして前記リフトオフ層と第１の金属層とゲート絶縁層とを食刻して前記多結晶シリコン層を部分的に露出する工程と、前記第１の金属層の側面に絶縁層を形成する工程と、不純物を照射
または注入してソース・ドレインを形成する工程と、前記絶縁性基板上に１層以上の第２の金属層を被着する工程と、前記リフトオフ層を除去してリフトオフ層上の前記第２の金属層を選択的に除去する工程と、前記絶縁性基板上に、前記ソース・ドレインを含み、第２の金属層よりなるソース・ドレイン配線を形成する工程と、前記ドレイン配線上に第１の開口部及び前記ソース配線上に一対の第２の開口部を有するパシベーション絶縁層を形成する工程と、前記第１の開口部を含む絵素電極と、分断された前記ソース配線を接続し前記第２の開口部を含む接続層と、を前記パシベーション絶縁層上に形成する工程とを有する表示装置用半導体装置の製造方法である。
【００３５】
この構成により、アクティブ基板の製造プロセスの合理化が推進され、写真食刻工程数が削減される。
【００３６】
本発明の請求項２の表示装置用半導体装置の製造方法は、請求項１記載の表示装置用半導体装置の製造方法において、さらに、少なくとも画像表示部内の接続層上に有機絶縁層を形成する工程を有することを特徴とする。
【００３７】
この構成により、製造工程の増加を最小に止めて接続層上に絶縁層が形成され、表示装置の信頼性と歩留が向上する。
【００３８】
本発明の請求項３記載の表示装置用半導体装置の製造方法は、請求項１記載の表示装置用半導体装置の製造方法において、少なくとも接続層上に低抵抗金属層と有機絶縁層とを形成する工程を有することを特徴とする。
【００３９】
この構成により、信号線の低抵抗化が実現し、大画面・高精細への対応力が高い表示装置が得られる。  本発明の請求項４記載の表示装置用半導体装置の製造方法は、第１の金属層を陽極酸化することにより、絶縁層を形成することを特徴とする。  本発明の請求項５記載の表示装置用半導体装置の製造方法は、電着により、有機絶縁層である絶縁層を形成することを特徴とする。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１および第２の実施形態を図１と図２、第３および第４の実施形態を図３と図４、第５および第６の実施形態を図５と図６に記載した図面に基づいて説明する。
【００４１】
図１に本発明の第１と第２の実施形態に係る表示装置用半導体装置（アクティブ基板）の平面図を示し、図２に図１のＡ−Ａ’線上と一部Ｂ−Ｂ’線上の製造工程の断面図を示す。なお、従来例と同一機能の部位については同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００４２】
本発明の実施形態によるアクティブ基板の製造方法では先ず、従来例と同様に絶縁性透明基板であるガラス基板２の一主面上にアルカリ阻止層を被着する。その後ＰＣＶＤ装置等の製膜装置を用いて膜厚０．０５μｍ程度の非晶質シリコン層を被着し加熱して含有水素を低減させた後、エキシマ・レーザを照射して前記非晶質シリコン層を結晶化させる。
【００４３】
次に、結晶化されたシリコン層上にＣＶＤまたはＴＥＯＳ−ＰＣＶＤ等の製膜装置を用いて基板加熱温度４００〜５００℃程度でゲート絶縁層３０となる膜厚０．１μｍ程度のＳｉＯ２とゲート電極１１となる陽極酸化可能で耐熱性の高い第１の金属層として、例えば膜厚０．２μｍ程度のＴａまたはＡＬ合金、もしくはＴａとＣｒ，Ｗ，Ｍｏ等高融点金属との合金、さらにはＴａ，Ｃｒ，Ｗ，Ｍｏ等の高融点金属のシリサイドの中から、例えばＴａを数％程度含んだＡｌ合金を全面に被着し、さらにリフトオフ層として膜厚０．２μｍ程度のモリブデン（Ｍｏ）層４０を被着する。
【００４４】
その後、図２（ａ）に示したように絶縁ゲート型トランジスタのゲート電極も兼ねる走査線１１に対応した感光性樹脂パターン４１をモリブデン（Ｍｏ）層４０上に例えば２．５μｍ程度の膜厚で形成し、感光性樹脂パターン４１をマスクとして、モリブデン（Ｍｏ）層４０、第１の金属層、ゲート絶縁層及び結晶化された低温ポリシリコンを順次食刻してガラス基板２を露出する。
【００４５】
続いて、酸素ガスプラズマ中での処理等により感光性樹脂パターン４１の膜厚を例えば１μｍ程度膜減りさせて４１’とした後、図２（ｂ）に示したように感光性樹脂パターン４１’をマスクとしてモリブデン（Ｍｏ）層、第１の金属層及びゲート絶縁層を再び順次食刻して４０’，１１，３０’として低温ポリシリコン１００を部分的に（片側１μｍ程度）露出する。
【００４６】
（第１の実施形態）
引き続き、図示はしないが化成液中での陽極酸化処理により、図２（ｃ）に示したようにゲート電極１１の側面に例えば０．５μｍ程度の膜厚の陽極酸化層３３を選択的に形成する。ゲート電極材が先述したようにＴａ合金、またはＡＬ合金もしくは高融点金属のシリサイドであれば夫々、陽極酸化層にはＴａ２Ｏ５，Ａｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２を主成分とする絶縁層が得られる。陽極酸化を実施するためには、全てのゲート電極（走査線）１１は並列または直列に接続されている必要があり、ガラス基板２の周辺部の一部にこれらの配線を束ねた接続部を形成しておき、接続部上の感光性樹脂パターン４１’をクリップ等の鋭い刃先を有する接続手段で突き刺して直流の＋（プラス）電位を与えながら化成液中で陽極酸化を行うが詳細な説明は省略する。
【００４７】
（第２の実施形態）
あるいはポリアミック酸塩を０．０１％程度含む溶液を電着液とし、走査線１１に＋（プラス）電位を与えて電着を行えば、ゲート電極の側面に０．５μｍ程度の膜厚の有機絶縁層であるポリイミド層３３’を選択的に形成することも可能である。この場合には、ゲート電極１１は陽極酸化可能な金属である必要性は解消される。
【００４８】
ゲート電極の側面に選択的に形成する絶縁層を電気化学的に形成する関係で、全ての走査線１１は並列または直列に接続されている必要があるが、後に続く製造工程の何処かで走査線１１の直並列を解除しないとアクティブ基板２の電気検査のみならず、液晶表示装置としての実動作に支障があることは言うまでもないだろう。接続を解除するための手段としてはレーザ等の高エネルギ光を照射する方法が挙げられる。その一方で静電気対策の一環としての対策に転用することも大切な技術であるが、詳細な説明は省略する。
【００４９】
ゲート電極１１の側面に選択的に絶縁層３３（３３’）を形成した後、感光性樹脂パターン４１’を除去し、図示はしないがゲート電極１１と絶縁層３３（３３’）をマスクとしてイオン注入またはイオン照射により不純物として燐あるいは硼素を低温ポリシリコン１００に注入して絶縁ゲート型トランジスタのソース・ドレイン１０１，１０２を形成する。ゲート電極１１に隣接した片側０．５μｍ程度の絶縁層がイオン注入のマスクとして作用する結果、チャネルの両側にソース・ドレイン１０１，１０２よりイオン注入量の少ない領域を形成することが可能となっている。
【００５０】
その後、図２（ｄ）に示したように、ソース・ドレイン配線材として例えば膜厚０．２μｍ程度のＴｉ，Ｔａ，Ｃｒ等の耐熱金属薄膜３４をスパッタ等の製膜装置を用いて被着した後、希釈硝酸またはアンモニアを微量含んだ過酸化水素水液中に絶縁基板２を放置するとモリブデン層４０’が消失するとともに、モリブデン層４０’上の耐熱金属薄膜３４が選択的にリフトオフ（剥離）され、その側面に絶縁層３３（３３’）を有するゲート電極１１が露出する。
【００５１】
さらに、図２（ｅ）に示したように微細加工技術によりソース・ドレイン１０１，１０２を含んで絶縁基板２上にソース（信号線）・ドレイン配線１２，２１を形成するが、走査線１１上の耐熱金属薄膜３４は消失しているので、図１に示したように信号線１２’は走査線１１上で分断されて形成される。
【００５２】
この後は絶縁ゲート型トランジスタのパシベーション形成が必要であり、図２（ｆ）に示したようにパシベーション絶縁層２００として例えば膜厚０．３μｍ程度のＳｉＯ２を先述した製法で被着し、微細加工技術によりドレイン配線２１上に開口部６２と分断された信号線１２’の両端部に一対の開口部６５を形成する。また、同時に画像表示部外の領域で走査線１１上に開口部６３を形成して走査線１１の一部と、信号線１２上に開口部６４を形成して信号線１２の一部とを露出する。
【００５３】
さらに、図２（ｇ）に示したように膜厚０．１〜０．２μｍ程度の透明導電層であるＩＴＯをスパッタ等の製膜装置を用いて被着した後、パシベーション絶縁層２００上に微細加工技術により開口部６２内のドレイン配線２１を含んで絵素電極２２と、走査線１１と交差し開口部６５内の信号線（ソース配線）１２’を含んで分断された信号線１２’を相互接続する接続層８１とを選択的に形成する。同時に開口部６３，６４を含んで透明導電性の電極端子６’，５’を形成し、かつこれらの電極端子間は透明導電性の短絡線８０で接続して静電気対策とする。このようにして得られたアクティブ基板２とカラーフィルタとを貼り合わせて液晶パネル化し、本発明の実施形態が完了する。
【００５４】
蓄積容量１５の構成に関しては、絵素電極２２と走査線１１とが走査線１１上に形成されたパシベーション絶縁層２００とを介して構成している例を図１に例示しているが、蓄積容量１５の構成はこれに限られるものではなく、その他の構成も可能であるが詳細な説明は省略する。
【００５５】
（第３と第４の実施形態）
第１と第２の実施形態においては絵素電極２２と分断された信号線１２’を相互接続する接続層８１とは何れもアクティブ基板２の最上層に露出している。このため、液晶セル内に導電性の異物が混入して対向基板（カラーフィルタ）９上の対向電極１４と接続層８１とが短絡を生じて十字状の線欠陥が生じる恐れが懸念される。また高温動作時その値が大きくなるわずかな直流成分で表示画像にフリッカを生じ易い。そこで接続層８１上に適当な絶縁層を形成する対策が有効である。
【００５６】
製造工程の増加を最小限に止めるため、第３と第４の実施形態の実施形態においては電着により暗所にて接続層８１上に有機絶縁層７１を形成するが、図４（ｇ）に示したように接続層８１の形成までは第１と第２の実施形態と同一の製造工程である。デバイスとして必要な絶縁特性を確保できる有機絶縁層として電着形成が可能な材料の中から先述したようにポリアミック酸塩を０．０１％程度含む溶液を電着液とし、短絡線８０に＋（プラス）電位を与えて暗所にて電着を行い、図４（ｈ）に示したように電着電圧は数Ｖ程度で接続層８１上に０．３μｍ程度の厚みのポリイミド層７１を形成する。暗所で電着を行う理由は絶縁ゲート型トランジスタの光リーク電流で絵素電極２２上に有機絶縁層が形成されるのを抑制するためであるが、もしもわずかなリーク電流で絵素電極２２上に微量の有機絶縁層が形成されたなら酸素プラズマでアクティブ基板２上を処理することにより簡単に除去できる。
【００５７】
ポリイミド樹脂はアクリル樹脂と同様に耐熱性の高い樹脂であり、ポリイミド層７１の形成後は、好ましくは２００〜４００℃、数分〜数１０分の熱処理を施してポリイミド層７１の絶縁特性と耐薬品性とを高めると良いが、必要とされる絶縁特性は絶縁ゲート型トランジスタの耐熱性と液晶材料の組成によって支配されるので加熱条件は実験的に決める必要がある。加熱条件に関しては先述したゲート電極１１の側面絶縁層にポリイミド層３３’を形成した場合にも当てはまる事項である。
【００５８】
電着に当たって留意すべき設計事項は、全ての短絡線８０は電気的に接続されている必要があり、短絡線８０を表示装置用基板の単体周辺に配置して切断線または割断線上に格子状に配置し、表示装置用基板の外周部に接続パターンを設けておくと良い。なお、この電気的な接続は後に続く製造工程の何処かで接続を解除して走査線の電極端子６と信号線の電極端子５とを開放しないとアクティブ基板２の電気検査のみならず液晶表示装置としての実動作に支障があることは言うまでもないだろう。接続を解除する手段としては高エネルギー光であるレーザ光を照射する、あるいは多面取りのガラス基板ではアクティブ基板２の切断または割断等が挙げられる。
【００５９】
電極端子５’，６’は駆動用の半導体集積回路チップを実装するためには露出している必要があり、この後は電極端子５’，６’上に形成された有機絶縁層７１を除去しなければならないが、例えば感光性樹脂パターンをマスクとした選択的除去は製造工程数の増大をもたらすので、一つの解決策としては先願例である特開平２−２７５９２５号公報にも開示されているように、上記のようにして得られたアクティブ基板２を対向基板であるカラーフィルタ９と貼り合わせて液晶パネル化した後、カラーフィルタ９をマスクとして画像表示部外の領域の電極端子５’，６’上の有機絶縁層７１を酸素プラズマで選択的に除去することを推奨する。もちろん、最近の技術であるＵＶ−Ｏ３（紫外線照射によるオゾン発生）技術で代用することも可能である。そして露出した電極端子５’，６’に駆動用の半導体集積回路チップを実装して液晶表示装置が得られる。
【００６０】
換言すれば有機絶縁層７１は画像表示部内のみに形成すればよいのであって、画像表示部外の電極端子５’，６’上に有機絶縁層が形成されないようにするためには、先行特許である特願２０００−１０７５７７号公報に開示されているように基板内選択的電気化学処理装置を使用して画像表示部内の接続層８１上のみ選択的に有機絶縁層７１を形成する製造方法も大画面の液晶表示デバイスを得る場合には好都合である。このようにして得られたアクティブ基板２とカラーフィルタとを貼り合わせて液晶パネル化し、本発明の実施形態が完了する。
【００６１】
第３と第４の実施形態の差異は第１と第２の実施形態と同様に、ゲート電極１１の側面に選択的に形成される絶縁層に陽極酸化層３３あるいは有機絶縁層３３’を選択するかの差異である。
【００６２】
（第５と第６の実施形態）
第１〜第４の実施形態において接続層８１は絵素電極２２と同じ透明導電層であり、一般的に言っても走査線１１や信号線１２を構成する金属層より抵抗値がおよそ１桁高くなる。このため、接続層８１の数が多い場合や細長い場合、すなわち大画面・高精細の表示デバイスでは信号線の抵抗値が高くなり表示画像の忠実度が低下する。
【００６３】
第５と第６の実施形態ではこのような観点から接続層８１上に低抵抗金属層を選択的に形成する技術として鍍金を採用し、接続層８２上に具体的には金、銀または銅を形成するものである。第１と第２の実施形態と同一の製造工程で図６（ｇ）に示したように透明導電性の接続層８２の形成後、図示はしないが上記した低抵抗金属の板を陽極、接続層８２（短絡線８０）を陰極とし、暗所にて鍍金液中で数〜数１０Ｖの直流電圧を印加すれば図６（ｈ）に示したように接続層８２上に上記した低抵抗金属の薄膜層７２が形成される。その膜厚は液晶表示装置の画面サイズと精細度及び信号線１２’と接続層８２とを含めた信号線波形の要求される応答速度（時定数）で決定すれば良く、例えば０．５μｍに選ばれる。鍍金に当たって留意すべき設計事項は、第１の実施形態における有機絶縁層の形成と同様に全ての接続層８２は電気的に並列または直列に接続されていることである。また、図５にも示したように接続層の抵抗値が低くできることから接続層８２は図１、図３とは異なり分断された信号線１２’を相互接続するのではなく、接続層８２を信号線として機能させる方が賢明である。すなわち、分断された信号線１２’は信号線である接続層８２の断線に対する冗長配線として機能している。
【００６４】
引き続き、第３と第４の実施形態と同様にポリアミック酸塩を０．０１％程度含む溶液を電着液とし、低抵抗金属の薄膜層７２を付与された接続層８２に＋（プラス）電位を与えて電着を行い、暗所にて図６（ｉ）に示したように低抵抗金属の薄膜層７２上に有機絶縁層であるポリイミド層７１を０．３μｍ程度の厚みで選択的に形成する。
【００６５】
暗所で鍍金と電着を行う理由は絶縁ゲート型トランジスタの光リーク電流で絵素電極２２上に低抵抗金属層と有機絶縁層とが形成されるのを抑制するためであるが、絶縁ゲート型トランジスタのわずかなリーク電流で絵素電極２２上に微量の低抵抗金属層と有機絶縁層とが形成されたなら、Ａｒ（アルゴン）の逆スパッタでアクティブ基板２の表面を薄く除去することで何ら支障無く、低抵抗金属層の除去に薬品を用いる必要は無い。
【００６６】
この後は、第３と第４の実施形態と同様に上記のアクティブ基板を対向基板であるカラーフィルタと貼り合わせて液晶パネル化した後、カラーフィルタをマスクとして画像表示部外の領域の低抵抗金属よりなる薄膜層７１上のポリイミド樹脂を酸素プラズマ等で選択的に除去し、駆動用の半導体集積回路チップを実装して本発明の第５と第６の実施形態が完了する。
【００６７】
あるいは低抵抗金属層と有機絶縁層は画像表示部外の電極端子５’，６’の近傍まで形成されていれば良く、基板内選択的電気化学処理装置を用いて低抵抗金属層と有機絶縁層をアクティブ基板面内で選択的に形成するのが合理的であろう。
【００６８】
第５と第６の実施形態の差異は第１と第２の実施形態と同様に、ゲート電極１１の側面に選択的に形成される絶縁層に陽極酸化層３３あるいは有機絶縁層３３’を選択するかの差異である。
【００６９】
第５と第６の実施形態では接続層８２上に低抵抗金属層を付与するので低抵抗金属層の厚みを増せば接続層８２の抵抗値を十分に下げることが可能であり、そこで図５に示したように接続層を延長して隣り合った接続層を重ねて信号線８２とするデバイス設計上の利点が極めて大きくなる。なぜならば、本発明において分断された信号線１２’はリフトオフによって形成されるためその膜厚を当初から厚く形成することが困難だからである。また、分断された信号線１２’は一対の開口部６５を介して信号線８２に並列に接続されるので信号線８２の断線に対する冗長構成として作用し、換言すれば断線しにくく十分に抵抗値の低い信号線が得られ、大画面・高精細の要求を十分に満たす液晶表示装置が得られる。
なお、本発明の要件は実施形態の説明からも明らかなように、絶縁ゲート型トランジスタの製作に当たり、リフトオフ層とゲート電極とゲート絶縁層とを一括食刻し、ゲート電極の側面に自己整合的に絶縁層を形成する工程と、ゲート電極の側面の絶縁層をＬＤＤ構成のためのマスクとしてイオン注入（照射）する工程と、リフトオフによってソース・ドレイン電極をソース・ドレイン上に自己整合的に形成する工程とにあり、これら以外の構成や部材に関しては絵素電極、ゲート絶縁層等の材質や膜厚等が異なった表示装置用半導体装置、さらにはカラーフィルタを形成された表示装置用半導体装置及び液晶パネル構成あるいはその製造方法の差異も本発明の範疇に属することは自明であり、例えば同一基板上で絵素電極と絵素電極とは所定の距離を隔てて形成された対向電極との間で液晶に横方向の電界を与えて制御するＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｉｎ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式の液晶パネルにおいても本発明の適用は容易である。加えて絵素電極が金属層よりなる反射型の液晶画像表示装置においても、また絵素電極に透明電極と金属反射電極とを有する半透過型の液晶画像表示装置においても本発明の有用性は変らず、また絶縁ゲート型トランジスタの半導体層も多結晶シリコンに限定されるものでなく、非晶質シリコン、微結晶シリコン、あるいはこれらの混晶体、さらには他の半導体材料でも良いことは明らかである。
【００７１】
【発明の効果】
本発明に係る表示装置用半導体装置の製造方法によれば、ソース・ドレイン配線がソース・ドレイン上に自己整合的に形成され半導体層が露出しないことから従来の層間絶縁層が不要となり、プロセスが削減される結果、写真食刻工程数を従来例より削減できて製造コストを低下が推進される等の優れた効果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１と第２の実施形態にかかる表示装置用半導体装置の平面図
【図２】本発明の第１と第２実施形態にかかる表示装置用半導体装置の製造工程断面図
【図３】本発明の第３と第４の実施形態にかかる表示装置用半導体装置の平面図
【図４】本発明の第３と第４実施形態にかかる表示装置用半導体装置の製造工程断面図
【図５】本発明の第５と第６の実施形態にかかる表示装置用半導体装置の平面図
【図６】本発明の第５と第６の実施形態にかかる表示装置用半導体装置の製造工程断面図
【図７】液晶パネルの実装状態を示す斜視図
【図８】液晶パネルの等価回路図
【図９】従来の液晶パネルの断面図
【図１０】従来例のアクティブ基板の平面図
【図１１】従来例のアクティブ基板の製造工程断面図
【符号の説明】
１  液晶パネル
２  アクティブ基板（絶縁基板、ガラス基板）
３  半導体集積回路チップ
４  ＴＣＰフィルム
５，６  電極端子
９  カラーフィルタ（対向するガラス基板）
１０  絶縁ゲート型トランジスタ
１１  走査線（ゲート配線、ゲート電極）
１２  信号線（ソース配線、ソース電極）
１６  蓄積容量線
１７  液晶
２１  ドレイン配線（電極）
２２  （透明導電性）絵素電極
３０  ゲート絶縁層
３３  （ゲート電極側面の）絶縁層
３４  耐熱金属層
４１  （走査線を形成する）感光性樹脂パターン
５０  層間絶縁層
６１  （走査線上の）開口部
６２  （ドレイン配線上の）開口部
６３  （走査線の端子電極上の）開口部
６４  （信号線の端子電極上の）開口部
６５  （分断された信号線上の）開口部
７１  有機絶縁層
７２  低抵抗金属層
８０  （静電気対策の）短絡線
８１，８２  接続層
１００  （島状）低温ポリシリコン
１０１，１０２  ソース・ドレイン
２００  パシベーション絶縁層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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