(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アレイ基板と対向する対向基板の間に液晶が挟持された液晶表示装置であって、
アレイ基板の画素内にＴＦＴと突起が配置され、
前記ＴＦＴのソース電極は、少なくとも前記突起の一部を覆うように延在し、
前記ＴＦＴと前記突起を覆って無機パッシベーション膜が形成され、
前記ＴＦＴ上における前記無機パッシベーション膜を覆って有機パッシベーション膜が形成され、
前記有機パッシベーション膜を覆って対向電極が形成され、
前記対向電極を覆って上部絶縁膜が形成され、
前記上部絶縁膜の上に画素電極が形成され、
前記画素電極は、前記突起上において、前記無機パッシベーション膜および前記上部絶縁膜に形成された接続孔を介して前記ソース電極と導通しており、
平面で視て、前記ソース電極の幅は、前記突起の最大幅よりも小さいことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記ＴＦＴと前記突起は、ガラス基板上に形成されたバリア膜の上に形成され、
前記ＴＦＴは、前記バリア膜の上に半導体層が形成され、前記半導体層を覆ってゲート絶縁膜が形成され、前記ゲート絶縁膜の上で、前記半導体層に対応する部分にゲート電極が形成され、前記ゲート電極を覆って層間絶縁膜が形成され、前記層間絶縁膜の上で、前記半導体層に対応する部分に距離をおいてドレイン電極とソース電極が形成され、前記ドレイン電極およびソース電極は前記層間絶縁膜および前記ゲート絶縁膜に形成されたスルーホールを介して前記半導体層と導通した構成であり、
前記突起は、前記ＴＦＴから延在した層間絶縁膜の上に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置
【請求項３】
前記ＴＦＴは、ガラス基板上にゲート電極が形成され、前記ゲート電極を覆ってゲート絶縁膜が形成され、前記ゲート電極の上方で、前記ゲート絶縁膜の上にドレイン電極とソース電極が形成された構成であり、
前記突起は、前記ＴＦＴから延在した前記ゲート絶縁膜の上に形成されており、
前記画素電極は、前記突起上において、前記無機パッシベーション膜、および、前記上部絶縁膜に形成された接続孔を介して前記ソース電極と導通していることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置
【請求項４】
前記ＴＦＴと前記突起は、ガラス基板上に形成されたバリア膜の上に形成され、
前記ＴＦＴは、前記バリア膜の上にドレイン電極とソース電極が形成され、前記バリア膜および前記ドレイン電極と前記ソース電極の上に半導体層が形成され、前記半導体層を覆ってゲート絶縁膜が形成され、前記ゲート絶縁膜の上で前記半導体層に対応する部分にゲート電極が形成された構成であり、
前記画素電極は、前記突起上において、前記ゲート絶縁膜、前記無機パッシベーション膜、および、前記上部絶縁膜に形成された接続孔を介して前記ソース電極と導通し
前記突起は、前記バリア膜の上に直接形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記ＴＦＴと前記突起は、ガラス基板上に形成されたバリア膜の上に形成され、
前記ＴＦＴは、前記バリア膜の上に半導体層が形成され、前記半導体層の上に間隔をおいて、ドレイン電極とソース電極が形成され、前記半導体層を覆ってゲート絶縁膜が形成され、前記ゲート絶縁膜の上で、前記半導体層に対応する部分にゲート電極が形成された構成であり、
前記突起は、前記バリア膜の上に直接形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記ＴＦＴは、ガラス基板上にゲート電極が形成され、前記ゲート電極を覆ってゲート絶縁膜が形成され、前記ゲート電極の上方で、前記ゲート絶縁膜の上にドレイン電極とソース電極が形成され、
前記ゲート電極の上方で、前記ゲート絶縁膜、および前記ドレイン電極の一部および前記ソース電極の一部を覆って半導体層が形成された構成であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記突起は有機材料によって形成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記突起は、円錐台または角錐台であることを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記突起の上面には、前記有機パッシベーション膜が存在していないことを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
アレイ基板と対向する対向基板の間に液晶が挟持された液晶表示装置であって、
アレイ基板の駆動回路内にＴＦＴと突起が配置され、
前記ＴＦＴのソース電極は、少なくとも前記突起の一部を覆うように延在し、
前記ＴＦＴと前記突起を覆って無機パッシベーション膜が形成され、
前記ＴＦＴ上における前記無機パッシベーション膜を覆って有機パッシベーション膜が形成され、
前記有機パッシベーション膜を覆って上部絶縁膜が形成され、
前記上部絶縁膜の上に配線が形成され、
前記配線は、前記突起上において、前記無機パッシベーション膜および前記上部絶縁膜に形成された接続孔を介して前記ソース電極と導通しており、
平面で視て、前記ソース電極の幅は、前記突起の最大幅よりも小さいことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１１】
前記ＴＦＴと前記突起は、ガラス基板上に形成されたバリア膜の上に形成され、
前記ＴＦＴは、前記バリア膜の上に半導体層が形成され、前記半導体層を覆ってゲート絶縁膜が形成され、前記ゲート絶縁膜の上で、前記半導体層に対応する部分にゲート電極が形成され、前記ゲート電極を覆って層間絶縁膜が形成され、前記層間絶縁膜の上で、前記半導体層に対応する部分に距離をおいてドレイン電極とソース電極が形成され、前記ドレイン電極およびソース電極は前記層間絶縁膜および前記ゲート絶縁膜に形成されたスルーホールを介して前記半導体層と導通した構成であり、
前記突起は、前記ＴＦＴから延在した層間絶縁膜の上に形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置
【請求項１２】
前記ＴＦＴは、ガラス基板上にゲート電極が形成され、前記ゲート電極を覆ってゲート絶縁膜が形成され、前記ゲート電極の上方で、前記ゲート絶縁膜の上にドレイン電極とソース電極が形成された構成であり、
前記突起は、前記ＴＦＴから延在した前記ゲート絶縁膜の上に形成されており、
前記配線は、前記突起上において、前記無機パッシベーション膜、および、前記上部絶縁膜に形成された接続孔を介して前記ソース電極と導通していることを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置
【請求項１３】
前記ＴＦＴと前記突起は、ガラス基板上に形成されたバリア膜の上に形成され、
前記ＴＦＴは、前記バリア膜の上にドレイン電極とソース電極が形成され、前記バリア膜および前記ドレイン電極と前記ソース電極の上に半導体層が形成され、前記半導体層を覆ってゲート絶縁膜が形成され、前記ゲート絶縁膜の上で前記半導体層に対応する部分にゲート電極が形成された構成であり、
前記配線は、前記突起上において、前記ゲート絶縁膜、前記無機パッシベーション膜、および、前記上部絶縁膜に形成された接続孔を介して前記ソース電極と導通し
前記突起は、前記バリア膜の上に直接形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
前記ＴＦＴと前記突起は、ガラス基板上に形成されたバリア膜の上に形成され、  前記ＴＦＴは、前記バリア膜の上に半導体層が形成され、前記半導体層の上に間隔をおいて、ドレイン電極とソース電極が形成され、前記半導体層を覆ってゲート絶縁膜が形成され、前記ゲート絶縁膜の上で、前記半導体層に対応する部分にゲート電極が形成された構成であり、  前記突起は、前記バリア膜の上に直接形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置。
【請求項１５】
前記ＴＦＴは、ガラス基板上にゲート電極が形成され、前記ゲート電極を覆ってゲート絶縁膜が形成され、前記ゲート電極の上方で、前記ゲート絶縁膜の上にドレイン電極とソース電極が形成され、
前記ゲート電極の上方で、前記ゲート絶縁膜、および前記ドレイン電極の一部および前記ソース電極の一部を覆って半導体層が形成された構成であることを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置。
【請求項１６】
前記突起は有機材料によって形成されていることを特徴とする請求項１０乃至１５のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１７】
前記突起は、円錐台または角錐台であることを特徴とする請求項１６に記載の液晶表示装置。
【請求項１８】
前記突起の上面には、前記有機パッシベーション膜が存在していないことを特徴とする請求項１７に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置等の表示装置に係り、特に、画素回路における有機膜に形成されたコンタクトホールの径を小さくすることによって、透過率を向上させることが出来る表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置において、「特許文献１」に記載のように、画素部の開口率を高める試みが知られている。「特許文献１」に開示の液晶表示装置は、薄膜トランジスタと画素電極とを接続するために形成されたコンタクトホールに画素電極を形成して生じた凹部を埋める埋め込み部を有する。このことにより有機パッシベーション膜のコンタクトホール部における液晶分子の配向乱れを抑制し、液晶表示装置の画素部の開口率を低下させることなく、光抜けを防いでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−３０４７９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような液晶表示装置においては、凹部を埋めるためにフォトリソグラフィあるいは異方性エッチングの工程を増やさなければならないという問題があった。
【０００５】
上記課題に鑑みて、本発明は、薄膜トランジスタと画素電極とを接続するために形成されたコンタクトホールを有する液晶表示装置において、液晶表示装置の画素部の開口率を低下させることなく光抜けを防ぐとともに、有機絶縁膜の生産性を向上すること、コンタクトホール周りの加工精度を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本出願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下の通りである。
【０００７】
（１）アレイ基板と対向する対向基板の間に液晶が挟持された液晶表示装置であって、アレイ基板の画素内にＴＦＴと突起が配置され、前記ＴＦＴのソース電極は、少なくとも前記突起の一部を覆うように延在し、前記ＴＦＴと前記突起を覆って無機パッシベーション膜が形成され、前記ＴＦＴ上における前記無機パッシベーション膜を覆って有機パッシベーション膜が形成され、前記有機パッシベーション膜を覆って対向電極が形成され、前記対向電極を覆って上部絶縁膜が形成され、前記上部絶縁膜の上に画素電極が形成され、前記画素電極は、前記突起上において、前記無機パッシベーション膜および前記上部絶縁膜に形成された接続孔を介して前記ソース電極と導通していることを特徴とする液晶表示装置。
【０００８】
（２）アレイ基板と対向する対向基板の間に液晶が挟持された液晶表示装置であって、
アレイ基板の画素内にＴＦＴと突起が配置され、前記ＴＦＴのソース電極は、少なくとも前記突起の一部を覆うように延在し、前記ＴＦＴと前記突起を覆って無機パッシベーション膜が形成され、前記ＴＦＴ上における前記無機パッシベーション膜を覆って有機パッシベーション膜が形成され、前記有機パッシベーション膜を覆って上部絶縁膜が形成され、前記上部絶縁膜の上に配線が形成され、前記配線は、前記突起上において、前記無機パッシベーション膜および前記上部絶縁膜に形成された接続孔を介して前記ソース電極と導通していることを特徴とする液晶表示装置。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態にかかる表示装置の等価回路を示す回路図である。
【図２】１つの画素回路の構成の一例を示す平面図である。
【図３】実施例１による画素回路に含まれる薄膜トランジスタの断面図である。
【図４ａ】図３に示す薄膜トランジスタの製造工程を示す断面図である。
【図４ｂ】図３に示す薄膜トランジスタの製造工程を示す断面図である。
【図４ｃ】図３に示す薄膜トランジスタの製造工程を示す断面図である。
【図４ｄ】図３に示す薄膜トランジスタの製造工程を示す断面図である。
【図４ｅ】図３に示す薄膜トランジスタの製造工程を示す断面図である。
【図４ｆ】図３に示す薄膜トランジスタの製造工程を示す断面図である。
【図４ｇ】図３に示す薄膜トランジスタの製造工程を示す断面図である。
【図４ｈ】図３に示す薄膜トランジスタの製造工程を示す断面図である。
【図５】図３に示す薄膜トランジスタの構成を示す平面図である。
【図６】薄膜トランジスタの比較例を示す断面図である。
【図７ａ】図６に示す薄膜トランジスタの製造工程を示す断面図である。
【図７ｂ】図６に示す薄膜トランジスタの製造工程を示す断面図である。
【図７ｃ】図６に示す薄膜トランジスタの製造工程を示す断面図である。
【図７ｄ】図６に示す薄膜トランジスタの製造工程を示す断面図である。
【図７ｅ】図６に示す薄膜トランジスタの製造工程を示す断面図である。
【図７ｆ】図６に示す薄膜トランジスタの製造工程を示す断面図である。
【図８】図６に示す薄膜トランジスタの構成を示す平面図である。
【図９】実施例２による画素回路に含まれる薄膜トランジスタの断面図である。
【図１０ａ】図９に示す薄膜トランジスタの製造工程を示す断面図である。
【図１０ｂ】図９に示す薄膜トランジスタの製造工程を示す断面図である。
【図１０ｃ】図９に示す薄膜トランジスタの製造工程を示す断面図である。
【図１０ｄ】図９に示す薄膜トランジスタの製造工程を示す断面図である。
【図１０ｅ】図９に示す薄膜トランジスタの製造工程を示す断面図である。
【図１０ｆ】図９に示す薄膜トランジスタの製造工程を示す断面図である。
【図１０ｇ】図９に示す薄膜トランジスタの製造工程を示す断面図である。
【図１０ｈ】図９に示す薄膜トランジスタの製造工程を示す断面図である。
【図１１】実施例３による画素回路に含まれる薄膜トランジスタの断面図である。
【図１２ａ】図１１に示す薄膜トランジスタの製造工程を示す断面図である。
【図１２ｂ】図１１に示す薄膜トランジスタの製造工程を示す断面図である。
【図１２ｃ】図１１に示す薄膜トランジスタの製造工程を示す断面図である。
【図１２ｄ】図１１に示す薄膜トランジスタの製造工程を示す断面図である。
【図１２ｅ】図１１に示す薄膜トランジスタの製造工程を示す断面図である。
【図１２ｆ】図１１に示す薄膜トランジスタの製造工程を示す断面図である。
【図１２ｇ】図１１に示す薄膜トランジスタの製造工程を示す断面図である。
【図１３】実施例４による駆動回路に含まれる薄膜トランジスタの断面図である。
【図１４ａ】図１３に示す薄膜トランジスタの製造工程を示す断面図である。
【図１４ｂ】図１３に示す薄膜トランジスタの製造工程を示す断面図である。
【図１４ｃ】図１３に示す薄膜トランジスタの製造工程を示す断面図である。
【図１４ｄ】図１３に示す薄膜トランジスタの製造工程を示す断面図である。
【図１４ｅ】図１３に示す薄膜トランジスタの製造工程を示す断面図である。
【図１４ｆ】図１３に示す薄膜トランジスタの製造工程を示す断面図である。
【図１４ｇ】図１３に示す薄膜トランジスタの製造工程を示す断面図である。
【図１５】実施例５による画素回路に含まれる薄膜トランジスタの断面図である。
【図１６ａ】図１５に示す薄膜トランジスタの製造工程を示す断面図である。
【図１６ｂ】図１５に示す薄膜トランジスタの製造工程を示す断面図である。
【図１６ｃ】図１５に示す薄膜トランジスタの製造工程を示す断面図である。
【図１６ｄ】図１５に示す薄膜トランジスタの製造工程を示す断面図である。
【図１６ｅ】図１５に示す薄膜トランジスタの製造工程を示す断面図である。
【図１６ｆ】図１５に示す薄膜トランジスタの製造工程を示す断面図である。
【図１６ｇ】図１５に示す薄膜トランジスタの製造工程を示す断面図である。
【図１６ｈ】図１５に示す薄膜トランジスタの製造工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下では、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。構成要素のうち同一機能を有するものには同じ符号を付し、その説明を省略する。なお、以下で説明する実施形態は、ＩＰＳ（In-Plane-Switching）方式の液晶表示装置に本発明を適用した場合の例である。
【実施例１】
【００１１】
本実施形態にかかる表示装置は液晶表示装置であって、アレイ基板と、当該アレイ基板と対向し、カラーフィルタが設けられた対向基板と、両基板に挟まれた領域に封入された液晶材料と、アレイ基板に取付けられたドライバＩＣとを含んで構成される。アレイ基板及び対向基板は、いずれもガラス基板などの絶縁基板に加工がされたものである。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態にかかる表示装置の等価回路を示す回路図である。図１に示す等価回路は、上述のアレイ基板における表示領域の一部に相当する。アレイ基板では、多数のゲート信号線ＧＬが並んで横方向に延びており、また、多数の映像信号線ＤＬが並んで縦方向に延びている。そして、これらゲート信号線ＧＬ及び映像信号線ＤＬにより表示領域がマトリクス状に区画されており、その一つ一つの区画が一つの画素回路に相当する。また、各ゲート信号線ＧＬに対応してコモン信号線ＣＬが横方向に延びている。
【００１３】
ゲート信号線ＧＬ及び映像信号線ＤＬにより区画される画素回路の隅には、薄膜トランジスタＴＦＴが形成されており、そのゲート電極ＧＴはゲート信号線ＧＬに接続され、ドレイン電極ＤＴは映像信号線ＤＬに接続されている。また、各画素回路には画素電極ＰＸ及びコモン電極ＣＴが対になって形成されており、画素電極ＰＸは薄膜トランジスタＴＦＴのソース電極ＳＴに接続され、コモン電極ＣＴはコモン信号線ＣＬに接続されている。
【００１４】
図２は、１つの画素回路の構成の一例を示す平面図である。図２に示すように、ゲート信号線ＧＬと映像信号線ＤＬとが交差する箇所に対応して薄膜トランジスタＴＦＴが存在する。薄膜トランジスタＴＦＴは半導体膜ＳＣと、ゲート電極ＧＴと、ソース電極ＳＴと、ドレイン電極ＤＴとを有する。
【００１５】
上述の画素回路では、各画素のコモン電極ＣＴにコモン信号線ＣＬを介してコモン電圧を印加し、ゲート信号線ＧＬにゲート電圧を印加することにより、画素回路の行が選択される。また、その選択のタイミングにおいて、各映像信号線ＤＬに映像信号を供給することにより、各画素回路に含まれる画素電極ＰＸに映像信号の電圧が印加される。これにより、画素電極ＰＸとコモン電極ＣＴの間に映像信号の電圧に応じた強度の横電界が発生し、この横電界の強度に応じて液晶分子の配向が決まるようになっている。
【００１６】
薄膜トランジスタＴＦＴの詳細について説明する。薄膜トランジスタＴＦＴは、半導体膜ＳＣ、ドレイン電極ＤＴ、ソース電極ＳＴ、ゲート電極ＧＴからなる。ドレイン電極ＤＴは映像信号線ＤＬの一部であり、下面が半導体膜ＳＣに接する部分を含む。半導体膜ＳＣ、およびゲート電極ＧＴと平面的に重なっている。またソース電極ＳＴは、ドレイン電極ＤＴと離れた位置であって、半導体膜ＳＣ、およびゲート電極ＧＴと平面的に重なる位置から右方向に延び、突起ＢＫ上に延在し、画素電極ＰＸに接続されている。またゲート電極ＧＴは、図中上方向に延び、その下端はゲート信号線ＧＬに接続されている。
【００１７】
図３は、画素回路に含まれる薄膜トランジスタＴＦＴの断面図である。本図は、図２のＡ−Ａ切断線における断面を示している。ガラス基板ＳＵＢの上には、ガラス基板ＳＵＢに接するゲート電極ＧＴを含む導電層が設けられる。その導電層の上にはゲート絶縁層ＧＩが設けられる。半導体膜ＳＣはゲート絶縁層ＧＩの上面に接し、かつゲート電極ＧＴの上方に設けられている。また、ゲート絶縁層ＧＩ上には突起ＢＫが設けられる。半導体膜ＳＣの上面には離間してソース電極ＳＴ及びドレイン電極ＤＴが配置される。ソース電極ＳＴからはソース配線ＳＬが突起ＢＫ上に延在し、突起ＢＫ上で画素電極ＰＸに接続されている。薄膜トランジスタＴＦＴ及び突起ＢＫを覆って無機パッシベーション膜ＰＡＳが形成される。また、有機パッシベーション膜ＩＮは無機パッシベーション膜ＰＡＳ上に薄膜トランジスタＴＦＴを覆い、突起ＢＫを埋め込んで形成されている。
【００１８】
有機パッシベーション膜ＩＮ上にはコモン電極ＣＴが形成され、続いて上部絶縁膜ＵＰＳが形成される。ソース配線ＳＬは突起ＢＫ上のコモン電極ＣＴ及び上部絶縁膜ＵＰＳに形成された接続孔ＣＨにて画素電極ＰＸに接続している。ここで、ソース配線ＳＬはソース電極より突起ＢＫ上に突起ＢＫの基底部から頂部に沿って延在している。
【００１９】
以下では上述の薄膜トランジスタＴＦＴを製造する工程について説明する。図４a〜図４hは、図３に示す薄膜トランジスタＴＦＴの製造工程を示す断面図である。はじめの工程では、ガラス基板ＳＵＢ上に厚さ１５０ｎｍのＭｏ層をスパッタし、フォトリソグラフィとウェットエッチングによりゲート電極ＧＴを形成する。ゲート電極ＧＴには、Ａｌ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｕ、Ｃｕ−Ａｌ合金、Ａｌ−Ｓｉ合金、Ｍｏ−Ｗ合金などの低抵抗金属の単層、もしくはこれらの積層構造を用いてもよい。
【００２０】
次の工程では、ゲート電極ＧＴが形成されたガラス基板ＳＵＢの上に、ゲート絶縁膜ＧＩを構成するシリコン窒化膜を成膜する。シリコン窒化膜はＣＶＤ装置を用いて成膜する。続いてＣＶＤ装置を用いてアモルファスＳｉ層及びコンタクト層ＳＣＮを形成した後フォトリソグラフィにより所望の形状にエッチング加工して半導体膜ＳＣを形成する。なお、コンタクト層ＳＣＮは、半導体とドレイン電極およびソース電極とオーミックコンタクトをとるためのｎ＋層のことである。
【００２１】
次の工程では、薄膜トランジスタＴＦＴの半導体膜ＳＣまで形成したガラス基板ＳＵＢの上に感光性材料を塗布した後に、感光性材料の所望の領域に選択的に光を照射しその後現像することによりパターニングし、ゲート絶縁膜ＧＩの上に所望の高さの突起ＢＫを形成する。（図４ａ参照）。感光性材料には有機絶縁膜材、フォトスペーサ材、フォトレジストなどがあるが、要するに露光・現像により基板上の所望の領域に凸部を形成できればどのようなものでもよい。
【００２２】
次の工程ではソース電極ＳＴおよびドレイン電極ＤＴを形成するために、厚さ１００ｎｍのＴｉの層、厚さ４５０ｎｍのＡｌＳｉの層、厚さ１００ｎｍのＴｉの層を順に成膜し、それらの膜にフォトリソグラフィおよびドライエッチングの処理を行いソース電極ＳＴおよびドレイン電極ＤＴを形成する。上述の層を成膜する代わりに、Ａｌ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｕ、Ｃｕ−Ａｌ合金、Ａｌ−Ｓｉ合金、Ｍｏ−Ｗ合金などの低抵抗金属の単層、もしくはこれらの積層構造を成膜してもよい。このとき同時に、ソース配線ＳＬもソース電極ＳＴより突起ＢＫ上まで延在して形成される。ソース配線ＳＬは光を透過しないため開口率の観点からは配線幅を狭くするのが望ましい。
【００２３】
次の工程では外部からの水分や不純物などの侵入を防ぐ無機パッシベーション膜ＰＡＳを構成するシリコン窒化膜をＣＶＤ法を用いて成膜する(図４ｂ)。その後、有機パッシベーション膜ＩＮを塗布形成する(図４ｃ)。突起ＢＫ上にも有機パッシベーション膜ＩＮが塗布されるが、有機パッシベーション膜ＩＮは焼成前は流動性を有しているので、突起ＢＫ上の有機パッシベーション膜ＩＮの厚さは突起ＢＫの高さより小さくすることができる。さらに、有機パッシベーション膜ＩＮをフォトリソグラフィにより突起ＢＫ上部が露出するよう加工する(図４ｄ)。このとき、突起ＢＫ上の有機パッシベーション膜ＩＮの厚さは突起ＢＫの高さより小さいので、突起ＢＫの高さ分の穴加工をする場合と比較して露光及び現像に要する時間を短縮できる。その後、加熱することによりリフローさせ平坦化させつつ焼成する (図４ｅ)。
【００２４】
次の工程ではさらに例えばＩＴＯなどの透明導電膜を成膜、パターニングしてコモン電極ＣＴを形成した後上部絶縁膜ＵＰＳを形成する (図４ｆ)。コモン電極ＣＴは平面的に見た場合、突起ＢＫの近傍では窓Ｗが開くようにパターニングされる。次の工程では無機パッシベーション膜ＰＡＳ及び上部絶縁膜ＵＰＳをフォトリソグラフィおよびドライエッチングにより突起ＢＫ頂部において一括して加工して開口させソース配線ＳＬを露出させる(図４ｇ)。
【００２５】
次の工程では開口部でソース配線ＳＬと接続するように例えばＩＴＯなどの透明導電膜を成膜、パターニングして画素電極ＰＸを形成することにより、図３に示す薄膜トランジスタＴＦＴを含む表示装置ができる(図４ｈ)。なお、本実施例では半導体膜ＳＣにアモルファスＳｉを用いているが、結晶性のＳｉやその他の半導体材料でもよいのはもちろんである。
【００２６】
図４により説明した薄膜トランジスタＴＦＴの構成のソース・ドレイン電極と突起ＢＫとの関係を平面的に表した図が図５である。突起ＢＫ部におけるソース配線ＳＬの幅ｂは、ソース配線ＳＬと画素電極ＰＸとの接続孔の最大径ｃより広いことが望ましい。これは該接続孔を形成するエッチング工程で金属のソース配線ＳＬがエッチングストッパとして作用することを期待できるためである。また、金属のソース配線ＳＬは光を透過しないので、開口率を確保する観点からは該配線幅ｂは突起ＢＫの最大幅ａより狭くすることが望ましい。
【００２７】
以上に説明した構成により、ソース配線ＳＬの幅が狭くでき、開口率の向上に寄与する。また、無機パッシベーション膜ＰＡＳ及び上部絶縁膜ＵＰＳのパターニングに関しても突起上で行えるため加工尤度が向上する。さらに、コモン電極ＣＴと上部絶縁膜ＵＰＳは平面上で積層されているため熱応力がかかってもコモン電極ＣＴと上部絶縁膜ＵＰＳの界面ではがれにくいという効果を奏する。また、あらかじめ突起を形成しておくため、有機パッシベーション膜ＩＮの加工が容易であるという効果も奏する。
【００２８】
本実施例では突起ＢＫを感光性材料のパターニングによって形成したが、他の、例えばインクジェット法等の印刷技術によって形成してもよいのはもちろんである。感光性材料のパターニングは位置精度を出しやすいという利点があり、一方、印刷技術を用いれば、所望の位置に突起ＢＫを配置するのに一回の工程で済むという利点がある。また、本実施例ではＴＦＴの電極形成をフォトリソグラフィとウェットエッチングにより行っているが、これに代えて当業者に公知の印刷法により形成してもよい。
【比較例】
【００２９】
以下に従来技術の構成による表示装置を比較例として説明する。表示装置の等価回路は同様である。
【００３０】
図６は、比較例の画素回路に含まれる薄膜トランジスタＴＦＴの断面図である。ガラス基板ＳＵＢの上には、ガラス基板ＳＵＢに接するゲート電極ＧＴを含む導電層が設けられる。その導電層の上にはゲート絶縁層ＧＩが設けられる。半導体膜ＳＣはゲート絶縁層ＧＩの上面に接し、かつゲート電極ＧＴの上方に設けられている。半導体膜ＳＣの上面には離間してソース電極ＳＴ及びドレイン電極ＤＴが配置される。ソース電極ＳＴからはソース配線ＳＬが延在し、コンタクトホールＣＯＮＴ底部で画素電極ＰＸに接続されている。
【００３１】
無機パッシベーション膜ＰＡＳ及び有機パッシベーション膜ＩＮは薄膜トランジスタＴＦＴを覆って形成されている。有機パッシベーション膜ＩＮにはコンタクトホールＣＯＮＴが形成される。有機パッシベーション膜ＩＮ上にはコモン電極ＣＴが形成される。コモン電極ＣＴはコンタクトホールＣＯＮＴ部では開口されている。さらに、コモン電極ＣＴ及びコンタクトホールＣＯＮＴを覆って上部絶縁膜ＵＰＳが形成され、上部絶縁膜ＵＰＳ上に画素電極ＰＸが形成されている。ソース配線ＳＬはコンタクトホールＣＯＮＴ底部の無機パッシベーション膜ＰＡＳ及び上部絶縁膜ＵＰＳに形成された接続孔ＣＨにて画素電極ＰＸに接続している。
【００３２】
なお、この構成ではコンタクトホールＣＯＮＴの内壁の傾斜部分において液晶の配向が乱れ、光漏れが起こる。この対策としてソース配線ＳＬは平面的に見てコンタクトホールＣＯＮＴの上面の開口をカバーする領域に設けられる(図８)。
【００３３】
以下では上述の薄膜トランジスタＴＦＴを製造する工程について説明する。図７a〜図７fは、図６に示す薄膜トランジスタＴＦＴの製造工程を示す断面図である。ゲート電極ＧＴを形成する工程から半導体膜ＳＣを形成する工程までは実施例１と同様である。（図７ａ参照）
次の工程ではソース電極ＳＴおよびドレイン電極ＤＴを形成するために、厚さ１００ｎｍのＴｉの層、厚さ４５０ｎｍのＡｌＳｉの層、厚さ１００ｎｍのＴｉの層を順に成膜し、それらの膜にフォトリソグラフィおよびドライエッチングの処理を行いソース電極ＳＴおよびドレイン電極ＤＴを形成する。さらに、無機パッシベーション膜ＰＡＳを構成するシリコン窒化膜をＣＶＤ法を用いて成膜する（図７ｂ）。
【００３４】
次の工程では有機パッシベーション膜ＩＮを２μｍ塗布形成する。さらに、有機パッシベーション膜ＩＮをフォトリソグラフィによりすり鉢状に穴開け加工した後、加熱することにより焼成する（図７ｃ）。この工程では、有機パッシベーション膜ＩＮの加工すべき膜厚が厚いため、実施例１に比べ露光時間が長くかかる。
【００３５】
次の工程ではさらに例えばＩＴＯなどの透明導電膜を成膜、パターニングしてコモン電極ＣＴを形成した後上部絶縁膜ＵＰＳを形成する（図７ｄ）。コモン電極ＣＴは平面的に見た場合、コンタクトホールＣＯＮＴの近傍では窓Ｗが開くようにパターニングされる。
【００３６】
次の工程ではコモン電極ＣＴ及び上部絶縁膜ＵＰＳをフォトリソグラフィおよびドライエッチングによりコンタクトホールＣＯＮＴ底部において一括して加工して開口させソース配線ＳＬを露出させる（図７ｅ）。この工程ではフォトリソグラフィ時、コンタクトホールＣＯＮＴの穴底にフォトレジストが溜まるので、露光量を多く必要とし、また解像度が低下する。穴底であるので実施例１に比べアライメントの制御も難しい。
【００３７】
次の工程では接続孔ＣＨ部でソース配線ＳＬと接続するように例えばＩＴＯなどの透明導電膜を成膜、パターニングして画素電極ＰＸを形成することにより、図６に示す薄膜トランジスタＴＦＴを含む表示装置ができる（図７ｆ）。この工程以降加熱工程が行われると、コモン電極ＣＴの端部がコンタクトホールＣＯＮＴ開口端にあるため、コンタクトホールＣＯＮＴ傾斜部の上部絶縁膜ＵＰＳと平坦部のコモン電極ＣＴにかかる熱応力の方向が異なることになり、はがれやすい。
【００３８】
図６により説明した薄膜トランジスタＴＦＴの構成のソース・ドレイン電極とコンタクトホールＣＯＮＴとの関係を平面的に表した図が図８である。ソース配線ＳＬの幅ｅは、コンタクトホールＣＯＮＴ部においてコンタクトホールＣＯＮＴの開口径ｄより広いことが望ましい。これはコンタクトホールＣＯＮＴ傾斜部において液晶分子の配向が乱れ光漏れを起こすので、光を透過させない金属材料のソース配線ＳＬを設けることで光漏れ防止の効果を期待できるからである。しかしながら、開口率は減少する。
【実施例２】
【００３９】
以下に本発明の別の構成による表示装置を説明する。表示装置の等価回路は実施例１と同様である。図９は、画素回路に含まれる薄膜トランジスタＴＦＴの断面図である。ガラス基板ＳＵＢの上には、突起ＢＫ、半導体層及びソース・ドレイン配線が設けられる。半導体層及びソース・ドレイン配線の上にはゲート絶縁層ＧＩが設けられる。半導体膜ＳＣはバリア層ＰＲの上面に接し、端部はソース・ドレイン電極と重なっている。ゲート絶縁層ＧＩの上に、平面的に半導体層と重なるようにゲート電極ＧＴが設けられている。無機パッシベーション膜ＰＡＳはゲート電極ＧＴの上にあり、薄膜トランジスタＴＦＴ及び突起ＢＫを覆っている。
【００４０】
ソース電極ＳＴからはソース配線ＳＬが突起ＢＫ上に延在し、突起ＢＫ上で画素電極ＰＸに接続されている。有機パッシベーション膜ＩＮは薄膜トランジスタＴＦＴを覆い、突起ＢＫを埋め込んだ形態となっている。有機パッシベーション膜ＩＮ上にはコモン電極ＣＴが形成され、続いて上部絶縁膜ＵＰＳが形成される。ソース配線ＳＬは突起ＢＫ上のゲート絶縁層ＧＩ、無機パッシベーション膜ＰＡＳ及び上部絶縁膜ＵＰＳに形成された接続孔ＣＨにて画素電極ＰＸに接続している。ここで、ソース配線ＳＬはソース電極より突起ＢＫ上に突起ＢＫの基底部から頂部に沿って延在している。図９において、ガラス基板ＳＵＢからの不純物が半導体層ＳＣを汚染することを防止するため、あるいは、半導体層の密着性を向上させるために、バリア層ＰＲがガラス基板ＳＵＢに形成されている。
【００４１】
以下では上述の薄膜トランジスタＴＦＴを製造する工程について説明する。図１０ａ〜図１０ｈは、図９に示す薄膜トランジスタＴＦＴの製造工程を示す断面図である。図１０ａ〜図１０ｈでは、ガラス基板ＳＵＢ上に形成されたバリア層ＰＲは図示を省略されている。はじめの工程では、ガラス基板ＳＵＢ上にインクジェット法により突起ＢＫを形成する（図１０ａ）。インクジェット法によりガラス基板ＳＵＢ上に着弾したインクは光照射ないし加熱等の硬化過程を経て突起ＢＫを形成する。突起ＢＫは硬化後に絶縁性の材料であればどのようなものでもよいが、開口率確保の観点からは光の透過率の高い材料が望ましい。
【００４２】
次の工程ではソース電極ＳＴおよびドレイン電極ＤＴを形成するために、ＩＴＯの膜を成膜し、その膜にフォトリソグラフィおよびエッチングの処理を行いソース電極ＳＴおよびドレイン電極ＤＴを形成する（図１０ｂ）。上述の層を成膜する代わりに、Ａｌ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｕ、Ｃｕ−Ａｌ合金、Ａｌ−Ｓｉ合金、Ｍｏ−Ｗ合金などの低抵抗金属の単層、もしくはこれらの積層構造を成膜してもよい。このとき同時に、ソース配線ＳＬもソース電極ＳＴより突起ＢＫ上まで延在して形成される。
【００４３】
次の工程では、酸化物半導体をスパッタリングし、半導体層ＳＩＬを形成する。酸化物半導体のスパッタリングの手法としてＤＣスパッタを用い、ターゲット材はＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ：Ｏ＝１：１：１：４の比率となる材料である。この半導体層ＳＩＬをフォトリソグラフィにより所望の形状にエッチング加工して半導体膜ＳＣを形成する（図１０ｃ）。
【００４４】
次の工程では、半導体膜ＳＣが形成されたガラス基板ＳＵＢの上に、ゲート絶縁層ＧＩを構成するシリコン酸化膜を成膜する。シリコン酸化膜はプラズマＣＶＤ装置を用いて成膜している。その後、Ａｌ層Ｍｏ層を順にスパッタし、フォトリソグラフィとエッチングによりゲート電極ＧＴを形成する（図１０ｄ）。ゲート電極ＧＴには、Ａｌ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｕ、Ｃｕ−Ａｌ合金、Ａｌ−Ｓｉ合金、Ｍｏ−Ｗ合金などの低抵抗金属の単層、もしくはこれらの積層構造を用いてもよい。
【００４５】
次の工程では外部からの水分や不純物などの侵入を防ぐ無機パッシベーション膜ＰＡＳを構成するシリコン酸化膜をＣＶＤ法を用いて成膜する(図１０ｅ)。その後、有機パッシベーション膜ＩＮを塗布形成する。さらに、有機パッシベーション膜ＩＮをフォトリソグラフィにより突起ＢＫ上部が露出するよう加工した後、加熱することによりリフローさせ平坦化させつつ焼成する(図１０ｆ)。これは実施例１と同様である。
【００４６】
次の工程ではさらに例えばＩＴＯなどの透明導電膜を成膜、パターニングしてコモン電極ＣＴを形成した後上部絶縁膜ＵＰＳを形成する(図１０ｇ)。コモン電極ＣＴは平面的に見た場合、突起ＢＫの近傍では窓Ｗが開くようにパターニングされる。次の工程ではゲート絶縁層ＧＩ、無機パッシベーション膜ＰＡＳ及び上部絶縁膜ＵＰＳをフォトリソグラフィおよびドライエッチングにより突起ＢＫ頂部において一括して加工して開口させソース配線ＳＬを露出させる。次の工程では開口部でソース配線ＳＬと接続するように例えばＩＴＯなどの透明導電膜を成膜、パターニングして画素電極ＰＸを形成することにより、図９に示す薄膜トランジスタＴＦＴを含む表示装置ができる(図１０ｈ)。
【００４７】
以上に説明した構成により、実施例１同様、ソース配線ＳＬの幅が狭くでき、開口率を向上させることが出来る。また、ゲート絶縁層ＧＩ、無機パッシベーション膜ＰＡＳ及び上部絶縁膜ＵＰＳのパターニングに関しても突起上で行えるため加工尤度が向上し、コモン電極ＣＴと上部絶縁膜ＵＰＳは平面上で積層されているため熱応力がかかってもコモン電極ＣＴと上部絶縁膜ＵＰＳの界面ではがれにくいという効果を奏する。また、あらかじめ突起を形成しておくため、有機パッシベーション膜ＩＮの加工が容易であるという効果も奏する。
【００４８】
また、本実施例の構成ではソース・ドレイン配線形成の後に半導体層を形成し、その後ゲート絶縁膜で半導体層を被覆してしまう。この構成によれば後続の工程におけるプラズマプロセスやエッチング工程等からの物理的および化学的影響を軽減することができる。
【００４９】
本実施例では突起ＢＫをインクジェット法によって形成したが、他の、例えば感光性材料のパターニング等によって形成してもよいのはもちろんである。インクジェット法等の印刷技術を用いれば、所望の位置に突起ＢＫを配置するのに一回の工程で済むという利点があり、一方、感光性材料のパターニングには位置精度を出しやすいという利点がある。また、本実施例ではＴＦＴの電極形成をフォトリソグラフィとウェットエッチングにより行っているが、これに代えて当業者に公知の印刷法により形成してもよい。
【実施例３】
【００５０】
以下に本発明の別の構成による表示装置を説明する。表示装置の等価回路は実施例１と同様である。図１１は、画素回路に含まれる薄膜トランジスタＴＦＴの断面図である。ガラス基板ＳＵＢの上には、バリア層ＰＲが形成され、バリア層ＰＲの上に、突起ＢＫ、半導体膜ＳＣ及びソース・ドレイン配線が設けられる。半導体層及びソース・ドレイン配線の上にはゲート絶縁層ＧＩが設けられる。半導体膜ＳＣはバリア層ＰＲの上面に接し、端部はソース・ドレイン電極と重なっている。
【００５１】
ゲート絶縁層ＧＩの上に、平面的に半導体層と重なるようにゲート電極ＧＴが設けられている。無機パッシベーション膜ＰＡＳはゲート電極ＧＴの上にあり、薄膜トランジスタＴＦＴ及び突起ＢＫを覆っている。ソース電極ＳＴからはソース配線ＳＬが突起ＢＫ上に延在し、突起ＢＫ上で画素電極ＰＸに接続されている。有機パッシベーション膜ＩＮは薄膜トランジスタＴＦＴを覆い、突起ＢＫを埋め込んだ形態となっている。有機パッシベーション膜ＩＮ上にはコモン電極ＣＴが形成され、続いて上部絶縁膜ＵＰＳが形成される。ソース配線ＳＬは突起ＢＫ上のゲート絶縁層ＧＩ、無機パッシベーション膜ＰＡＳ及び上部絶縁膜ＵＰＳに形成された接続孔ＣＨにて画素電極ＰＸに接続している。
【００５２】
図１１において、ソース配線ＳＬはソース電極より突起ＢＫ上に突起ＢＫの基底部から頂部に沿って延在している。本実施例ではソース配線ＳＬは突起ＢＫの頂部が終端となっているが、実施例１のごとく更に延在させても差し支えない。図１１において、ガラス基板ＳＵＢからの不純物が半導体層ＳＣを汚染することを防止するため、あるいは、半導体層の密着性を向上させるために、バリア層ＰＲがガラス基板ＳＵＢに形成されている。
【００５３】
以下では上述の薄膜トランジスタＴＦＴを製造する工程について説明する。図１２ａ〜図１２ｇは、図１１に示す薄膜トランジスタＴＦＴの製造工程を示す断面図である。図１２ａ〜図１２ｇにおいて、ガラス基板ＳＵＢの上に形成されたバリア層ＰＲは図示を省略されている。はじめの工程では、ガラス基板ＳＵＢ上にアモルファスシリコンをスパッタし、フォトリソグラフィとウェットエッチングによりアモルファスシリコン層を形成する。その後該アモルファスシリコン層にレーザ照射を行い結晶化させ多結晶化させた半導体膜ＳＣを形成する（図１２ａ）。なお、ガラス基板ＳＵＢ上に密着性向上や不純物拡散の抑制などのためにバリア膜を設けておくこともできる。
【００５４】
次の工程では、ガラス基板ＳＵＢ上にインクジェット法により突起ＢＫを形成する（図１２ｂ）。インクジェット法によりガラス基板ＳＵＢ上に着弾したインクは光照射ないし加熱等の硬化過程を経て突起ＢＫを形成する。突起ＢＫは硬化後に絶縁性の材料であればどのようなものでもよいが、開口率確保の観点からは光の透過率の高い材料が望ましい。
【００５５】
次の工程ではソース電極ＳＴおよびドレイン電極ＤＴを形成するために、Ｍｏ−Ｚｒ合金の膜を成膜し、その膜にフォトリソグラフィおよびエッチングの処理を行いソース電極ＳＴおよびドレイン電極ＤＴを形成する（図１２ｃ）。上述の層を成膜する代わりに、Ａｌ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｕ、Ｃｕ−Ａｌ合金、Ａｌ−Ｓｉ合金、Ｍｏ−Ｗ合金などの低抵抗金属の単層、もしくはこれらの積層構造を成膜してもよい。
【００５６】
このとき同時に、ソース配線ＳＬもソース電極ＳＴより突起ＢＫ上まで延在して形成される。ソース配線ＳＬは光を透過しないため開口率の観点からは配線幅を狭くするのが望ましい。次の工程では、半導体膜ＳＣ及びソース電極、ドレイン電極が形成されたガラス基板ＳＵＢの上に、ゲート絶縁層ＧＩを構成するシリコン酸化膜を成膜する。シリコン酸化膜はプラズマＣＶＤ装置を用いて成膜している。
【００５７】
その後、Ｗ層をスパッタし、フォトリソグラフィとエッチングによりゲート電極ＧＴを形成する（図１２ｄ）。ゲート電極ＧＴには、Ａｌ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｕ、Ｃｕ−Ａｌ合金、Ａｌ−Ｓｉ合金、Ｍｏ−Ｗ合金などの低抵抗金属の単層、もしくはこれらの積層構造を用いてもよい。
【００５８】
次の工程では外部からの水分や不純物などの侵入を防ぐ無機パッシベーション膜ＰＡＳを構成するシリコン酸化膜をＣＶＤ法を用いて成膜する。その後、有機パッシベーション膜ＩＮを塗布形成する。さらに、有機パッシベーション膜ＩＮをフォトリソグラフィにより突起ＢＫ上部が露出するよう加工した後、加熱することによりリフローさせ平坦化させつつ焼成する(図１２ｅ)。これは実施例１と同様である。
【００５９】
次の工程ではさらに例えばＩＴＯなどの透明導電膜を成膜、パターニングしてコモン電極ＣＴを形成した後上部絶縁膜ＵＰＳを形成する(図１２ｆ)。コモン電極ＣＴは平面的に見た場合、突起ＢＫの近傍では窓Ｗが開くようにパターニングされる。次の工程ではゲート絶縁層ＧＩ、無機パッシベーション膜ＰＡＳ及び上部絶縁膜ＵＰＳをフォトリソグラフィおよびドライエッチングにより突起ＢＫ頂部において一括して加工して開口させソース配線ＳＬを露出させる。次の工程では開口部でソース配線ＳＬと接続するように例えばＩＴＯなどの透明導電膜を成膜、パターニングして画素電極ＰＸを形成することにより、図１１に示す薄膜トランジスタＴＦＴを含む表示装置ができる(図１２ｇ)。
【００６０】
以上に説明した構成により、実施例１同様、ソース配線ＳＬの幅が狭くでき、開口率を向上させることが出来る。また、ゲート絶縁層ＧＩ、無機パッシベーション膜ＰＡＳ及び上部絶縁膜ＵＰＳのパターニングに関しても突起上で行えるため加工尤度が向上し、コモン電極ＣＴと上部絶縁膜ＵＰＳは平面上で積層されているため熱応力がかかってもコモン電極ＣＴと上部絶縁膜ＵＰＳの界面ではがれにくいという効果を奏する。また、あらかじめ突起を形成しておくため、有機パッシベーション膜ＩＮの加工が容易であるという効果も奏する。さらに、最初に基板上に半導体膜を形成する構成としたため、例えば多結晶シリコンを半導体層として用いる場合にはレーザ照射条件や処理温度等のプロセスの自由度が高まる効果を有する。
【００６１】
本実施例では突起ＢＫをインクジェット法によって形成したが、他の、例えば感光性材料のパターニング等によって形成してもよいのはもちろんである。インクジェット法等の印刷技術を用いれば、所望の位置に突起ＢＫを配置するのに一回の工程で済むという利点があり、一方、感光性材料のパターニングには位置精度を出しやすいという利点がある。また、本実施例ではＴＦＴの電極形成をフォトリソグラフィとウェットエッチングにより行っているが、これに代えて当業者に公知の印刷法により形成してもよい。
【実施例４】
【００６２】
以下に本発明の別の構成による表示装置を説明する。表示装置の等価回路は実施例１と同様である。図１に示す等価回路は画素部分を示しているが、ゲート信号線ＧＬ及び映像信号線ＤＬはそれぞれの駆動回路に接続されている。本実施例では画素回路と駆動回路を同一基板上に形成している。
【００６３】
図１３は、駆動回路に含まれる薄膜トランジスタＴＦＴの断面図である。ガラス基板ＳＵＢの上には、ガラス基板ＳＵＢに接するゲート電極ＧＴを含む導電層が設けられる。その導電層の上にはゲート絶縁層ＧＩが設けられる。また、ゲート絶縁層ＧＩ上には突起ＢＫが設けられる。ゲート絶縁層ＧＩの上面には離間してソース電極ＳＴ及びドレイン電極ＤＴが配置される。ソース電極ＳＴからはソース配線ＳＬが突起ＢＫ上に延在し、突起ＢＫ上で上部配線ＷＩに接続されている。
【００６４】
半導体膜ＳＣはゲート絶縁層ＧＩの上面に接し、かつゲート電極ＧＴの上方に設けられ、離間しているソース電極ＳＴ及びドレイン電極ＤＴの端部と重なるように配置される。さらに、薄膜トランジスタＴＦＴ及び突起ＢＫを覆って無機パッシベーション膜ＰＡＳが形成される。また、有機パッシベーション膜ＩＮは無機パッシベーション膜ＰＡＳ上に薄膜トランジスタＴＦＴを覆い、突起ＢＫを埋め込んで形成されている。有機パッシベーション膜ＩＮ上には上部絶縁膜ＵＰＳが形成される。ソース配線ＳＬは突起ＢＫ上の無機パッシベーション膜ＰＡＳ及び上部絶縁膜ＵＰＳに形成された接続孔ＣＨにて上部配線ＷＩに接続している。
【００６５】
以下では上述の薄膜トランジスタＴＦＴを製造する工程について説明する。図１４ａ〜図１４ｇは、図１３に示す薄膜トランジスタＴＦＴの製造工程を示す断面図である。はじめの工程では、ガラス基板ＳＵＢ上に厚さ３５０ｎｍのＡｌ層と厚さ１００ｎｍのＭｏ層を順にスパッタし、フォトリソグラフィとウェットエッチングによりゲート電極ＧＴを形成する。ゲート電極ＧＴには、Ａｌ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｕ、Ｃｕ−Ａｌ合金、Ａｌ−Ｓｉ合金、Ｍｏ−Ｗ合金などの低抵抗金属の単層、もしくはこれらの積層構造を用いてもよい。次の工程では、ゲート電極ＧＴが形成されたガラス基板ＳＵＢの上に、ゲート絶縁膜ＧＩを構成するシリコン窒化膜を成膜する（図１４ａ）。シリコン窒化膜はＣＶＤ装置を用いて成膜する。
【００６６】
次の工程では、ゲート絶縁膜ＧＩの上に感光性材料を塗布した後に、感光性材料の所望の領域に選択的に光を照射しその後現像することによりパターニングし、ゲート絶縁膜ＧＩの上に所望の高さの突起ＢＫを形成する（図１４ｂ）。感光性材料には有機絶縁膜材、フォトスペーサ材、フォトレジストなどがあるが、要するに露光・現像により基板上の所望の領域に凸部を形成できればどのようなものでもよい。
【００６７】
次の工程ではソース電極ＳＴおよびドレイン電極ＤＴを形成するために、厚さ４５０ｎｍのＡｌＳｉの層を成膜し、フォトリソグラフィおよびドライエッチングの処理を行いソース電極ＳＴおよびドレイン電極ＤＴを形成する（図１４ｃ）。上述の層を成膜する代わりに、Ａｌ、Ｃｕ−Ａｌ合金、Ａｌ−Ｓｉ合金などのp型不純物を含む材料を成膜してもよい。
【００６８】
このとき同時に、ソース配線ＳＬもソース電極ＳＴより突起ＢＫ上まで延在して形成される。ソース配線ＳＬは光を透過しないため開口率の観点からは配線幅を狭くするのが望ましい。続いてＣＶＤ装置を用いてアモルファスシリコン層を形成した後フォトリソグラフィにより所望の形状にエッチング加工して半導体層からなる半導体膜ＳＣを形成する（図１４ｄ）。この後熱処理を加えＡｌＳｉの層からＡｌを拡散させコンタクト層とする。
【００６９】
次の工程では外部からの水分や不純物などの侵入を防ぐ無機パッシベーション膜ＰＡＳを構成するシリコン窒化膜をＣＶＤ法を用いて成膜する(図１４ｅ)。その後、有機パッシベーション膜ＩＮを塗布形成する(図１４ｆ)。これは実施例１と同様である。
【００７０】
次の工程では上部絶縁膜ＵＰＳを形成した後、無機パッシベーション膜ＰＡＳ及び上部絶縁膜ＵＰＳをフォトリソグラフィおよびドライエッチングにより突起ＢＫ頂部において一括して加工して開口させソース配線ＳＬを露出させる。次の工程では開口部でソース配線ＳＬと接続するように例えばＩＴＯなどの透明導電膜を成膜、パターニングして上部配線ＷＩを形成することにより、図１３に示す薄膜トランジスタＴＦＴを含む表示装置ができる(図１４ｇ)。本実施例で示したのは表示装置の周辺駆動回路を構成するp型トランジスタの一例である。
【００７１】
以上に説明した構成により、実施例１同様、無機パッシベーション膜ＰＡＳ及び上部絶縁膜ＵＰＳのパターニングに関しても突起上で行えるため加工尤度が向上する。また、あらかじめ突起を形成しておくため、有機パッシベーション膜ＩＮの加工が容易であるという効果も奏する。さらに、半導体層の形成が配線形成の後にできるため、半導体層のダメージコントロールに優位性がある。
【００７２】
本実施例では突起ＢＫを感光性材料のパターニングによって形成したが、他の、例えばインクジェット法等の印刷技術によって形成してもよいのはもちろんである。感光性材料のパターニングは位置精度を出しやすいという利点があり、一方、印刷技術を用いれば、所望の位置に突起ＢＫを配置するのに一回の工程で済むという利点がある。また、本実施例ではＴＦＴの電極形成をフォトリソグラフィとウェットエッチングにより行っているが、これに代えて当業者に公知の印刷法により形成してもよい。
【実施例５】
【００７３】
以下に本発明の別の構成による表示装置を説明する。表示装置の等価回路は実施例１と同様である。図１５は、画素回路に含まれる薄膜トランジスタＴＦＴの断面図である。ガラス基板ＳＵＢの上には、ガラス基板ＳＵＢからの不純物拡散の抑制と密着性向上の目的でバリア膜ＰＲを設ける。さらに、バリア膜ＰＲに接する半導体膜ＳＣが設けられ、その半導体膜ＳＣの上にはゲート絶縁層ＧＩが設けられる。ゲート絶縁層ＧＩの上に、平面的に半導体膜ＳＣと重なるようにゲート電極ＧＴが、ゲート電極ＧＴを覆って層間絶縁膜ＧＩ２が設けられている。また、層間絶縁膜ＧＩ２上には突起ＢＫが設けられる。
【００７４】
層間絶縁膜ＧＩ２の上面には離間してソース電極ＳＴ及びドレイン電極ＤＴが配置される。ソース電極ＳＴ及びドレイン電極ＤＴは、ゲート絶縁層ＧＩおよび層間絶縁膜ＧＩ２を貫通するスルーホールＴＨを介してそれぞれ半導体膜ＳＣと接続している。ソース電極ＳＴからはソース配線ＳＬが突起ＢＫ上に延在し、突起ＢＫ上で画素電極ＰＸに接続されている。さらに、薄膜トランジスタＴＦＴ及び突起ＢＫ、ソース電極ＳＴ及びドレイン電極ＤＴ、ソース配線ＳＬを覆って無機パッシベーション膜ＰＡＳが形成される。また、有機パッシベーション膜ＩＮは無機パッシベーション膜ＰＡＳ上に薄膜トランジスタＴＦＴを覆い、突起ＢＫを埋め込んで形成されている。有機パッシベーション膜ＩＮ上にはコモン電極ＣＴが形成され、続いて上部絶縁膜ＵＰＳが形成される。ソース配線ＳＬは突起ＢＫ上の無機パッシベーション膜ＰＡＳ及び上部絶縁膜ＵＰＳに形成された接続孔ＣＨにて画素電極ＰＸに接続している。
【００７５】
以下では上述の薄膜トランジスタＴＦＴを製造する工程について説明する。図１６ａ〜図１６ｈは、図１５に示す薄膜トランジスタＴＦＴの製造工程を示す断面図である。はじめの工程では、ガラス基板ＳＵＢ上に、密着性向上や不純物拡散の抑制などのために主にシリコンナイトライドからなるバリア膜ＰＲをＣＶＤにより形成した後、アモルファスシリコンをスパッタし、フォトリソグラフィとウェットエッチングによりアモルファスシリコン層を形成する。なお、図１６ａ〜図１６ｈにおいて、バリア膜ＰＲは図示を省略している。その後該アモルファスシリコン層にレーザ照射を行い結晶化させ多結晶化させた半導体膜ＳＣを形成する（図１６ａ）。
【００７６】
次の工程では、半導体膜ＳＣが形成されたガラス基板ＳＵＢの上に、ゲート絶縁層ＧＩを構成するシリコン酸化膜を成膜する。シリコン酸化膜はプラズマＣＶＤ装置を用いて成膜している。その後、Ｗ層をスパッタし、フォトリソグラフィとエッチングによりゲート電極ＧＴを形成する（図１６ｂ）。ゲート電極ＧＴには、Ａｌ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｕ、Ｃｕ−Ａｌ合金、Ａｌ−Ｓｉ合金、Ｍｏ−Ｗ合金などの低抵抗金属の単層、もしくはこれらの積層構造を用いてもよい。
【００７７】
次の工程では層間絶縁膜ＧＩ２を構成するシリコン酸化膜をＣＶＤ法を用いて成膜する（図１６ｃ）。その後、層間絶縁膜ＧＩ２上にインクジェット法により突起ＢＫを形成する（図１６ｄ）。インクジェット法によりガラス基板ＳＵＢ上に着弾したインクは光照射ないし加熱等の硬化過程を経て突起ＢＫを形成する。突起ＢＫは硬化後に絶縁性の材料であればどのようなものでもよいが、開口率確保の観点からは光の透過率の高い材料が望ましい。さらに、ゲート絶縁層ＧＩ及び層間絶縁膜ＧＩ２をフォトリソグラフィ及びエッチングにより層間絶縁膜ＧＩ２表面から半導体膜ＳＣまで貫通するスルーホールＴＨを形成する（図１６ｅ）。
【００７８】
次の工程ではソース電極ＳＴおよびドレイン電極ＤＴを形成するために、ＣＶＤ法を用いてＷの層を成膜し、フォトリソグラフィおよびドライエッチングの処理を行いソース電極ＳＴおよびドレイン電極ＤＴを形成する（図１６ｆ）。このとき同時にスルーホールＴＨ部の穴埋めも行われ、ソース電極ＳＴおよびドレイン電極ＤＴと半導体膜ＳＣとの接続がとられる。また、Ｗの層を成膜した後、配線部の抵抗を抑制する目的で例えばＡｌ、Ｃｕ−Ａｌ合金、Ａｌ−Ｓｉ合金などの材料を成膜して積層化してもよい。
このとき同時に、ソース配線ＳＬもソース電極ＳＴより突起ＢＫ上まで延在して形成される。ソース配線ＳＬは光を透過しないため開口率の観点からは配線幅を狭くするのが望ましい。次の工程では外部からの水分や不純物などの侵入を防ぐ無機パッシベーション膜ＰＡＳを構成するシリコン窒化膜をＣＶＤ法を用いて成膜する。その後、有機パッシベーション膜ＩＮを塗布形成する(図１６ｇ)。これは実施例１と同様である。
【００７９】
次の工程ではさらに例えばＩＴＯなどの透明導電膜を成膜、パターニングしてコモン電極ＣＴを形成した後上部絶縁膜ＵＰＳを形成する。コモン電極ＣＴは平面的に見た場合、突起ＢＫの近傍では窓Ｗが開くようにパターニングされる。さらに、無機パッシベーション膜ＰＡＳ及び上部絶縁膜ＵＰＳをフォトリソグラフィおよびドライエッチングにより突起ＢＫ頂部において一括して加工して開口させソース配線ＳＬを露出させる。続いて接続孔ＣＨでソース配線ＳＬと接続するように例えばＩＴＯなどの透明導電膜を成膜、パターニングして画素電極ＰＸを形成することにより、図１１に示す薄膜トランジスタＴＦＴを含む表示装置ができる(図１６ｈ)。
【００８０】
以上に説明した構成により、実施例１同様、ソース配線ＳＬの幅が狭くでき、開口率の向上に寄与する。また、ゲート絶縁層ＧＩ、無機パッシベーション膜ＰＡＳ及び上部絶縁膜ＵＰＳのパターニングに関しても突起上で行えるため加工尤度が向上し、コモン電極ＣＴと上部絶縁膜ＵＰＳは平面上で積層されているため熱応力がかかってもコモン電極ＣＴと上部絶縁膜ＵＰＳの界面ではがれにくいという効果を奏する。また、あらかじめ突起を形成しておくため、有機パッシベーション膜ＩＮの加工が容易であるという効果も奏する。
【００８１】
さらに、最初に基板上に半導体膜を形成する構成としたため、例えば多結晶シリコンを半導体層として用いる場合にはレーザ照射条件や処理温度等のプロセスの自由度が高まる効果を有する。また、半導体層をゲート絶縁膜で保護した後に突起形成、配線形成するため半導体層のダメージコントロールに優位性がある。
【００８２】
本実施例では突起ＢＫをインクジェット法によって形成したが、他の、例えば感光性材料のパターニング等によって形成してもよいのはもちろんである。インクジェット法等の印刷技術を用いれば、所望の位置に突起ＢＫを配置するのに一回の工程で済むという利点があり、一方、感光性材料のパターニングには位置精度を出しやすいという利点がある。本実施例ではＴＦＴの電極形成をフォトリソグラフィとウェットエッチングにより行っているが、これに代えて当業者に公知の印刷法により形成してもよい。
【００８３】
以上の説明において、実施例１乃至３および５は、画素内におけるＴＦＴを含む本発明の構成について説明し、実施例４は、駆動回路内のＴＦＴを含む本発明の構成について説明した。しかし、実施例１乃至５は、いずれも画素内の構成としても周辺駆動回路の構成としても使用することは可能である。
【００８４】
なお、本発明の実施形態を上記複数の実施例では液晶表示装置として説明しているが、これに限定されることはなく、同様の絶縁層や導電層の積層構造を有していれば、たとえば有機／無機ＥＬ（Electro Luminescence）素子等の他の表示装置、あるいは太陽電池、メモリ、電力制御用半導体等の半導体装置にも適用できることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００８５】
ＣＬ  コモン信号線、  ＣＴ  コモン電極、  ＣＨ  接続孔、  ＣＯＮＴ  コンタクトホール、  ＤＬ  映像信号線、  ＧＬ  ゲート信号線、  ＰＸ  画素電極、  ＴＦＴ  薄膜トランジスタ、  ＤＴ  ドレイン電極、  ＢＫ  突起、  ＧＩ  ゲート絶縁膜、  ＧＩ２  層間絶縁膜、  ＧＴ  ゲート電極、  ＰＡＳ  無機パッシベーション膜、  ＩＮ  有機パッシベーション膜、  ＵＰＳ  上部絶縁膜、  ＳＣ  半導体膜、  ＳＣＮ  コンタクト層、  ＳＴ  ソース電極、  ＳＬ  ソース配線、  ＳＵＢ  ガラス基板、  ＴＨ  スルーホール、  ＰＲ  バリア膜、  ＷＩ  上部配線層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図４ｄ】
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【図４ｅ】
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【図４ｆ】
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【図４ｇ】
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【図４ｈ】
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【図５】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図７ｄ】
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【図７ｅ】
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【図７ｆ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１０ｃ】
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【図１０ｄ】
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【図１０ｅ】
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【図１０ｆ】
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【図１０ｇ】
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【図１０ｈ】
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【図１１】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１２ｃ】
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【図１２ｄ】
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【図１２ｅ】
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【図１２ｆ】
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【図１２ｇ】
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【図１３】
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【図１４ａ】
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【図１４ｂ】
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【図１４ｃ】
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【図１４ｄ】
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【図１４ｅ】
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【図１４ｆ】
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【図１４ｇ】
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【図１５】
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【図１６ａ】
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【図１６ｂ】
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【図１６ｃ】
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【図１６ｄ】
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【図１６ｅ】
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【図１６ｆ】
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【図１６ｇ】
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【図１６ｈ】
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