(57)【要約】【課題】  ハーフトーン露光技術により１枚のフォトマスクを用いて半導体層の島化工程とソース・ドレイン配線を形成し、製造工程数を削減した従来の４枚マスク・プロセスでは製造裕度（マージン）が小さく、チャネル長が短くなるとトランジスタ特性の変動が著しく歩留の低下は避けられない。【解決手段】  信号線の形成工程と絵素電極の形成工程をハーフトーン露光技術の導入により合理化する新規技術と、公知技術であるソース・ドレイン配線の陽極酸化工程にハーフトーン露光技術を導入することで電極端子の保護層形成工程を合理化する新規技術と、走査線の形成工程と保護絶縁層の形成工程をハーフトーン露光技術の導入により合理化する新規技術、半導体層の島化工程でゲート絶縁層をも除去することでコンタクト形成工程を不要とする合理化技術との技術の組合せによるＴＮ型液晶表示装置の４枚マスク・プロセスと３枚マスク・プロセス案を構築する。【選択図】  図２
2006267877.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一主面上に少なくとも絶縁ゲート型トランジスタと、前記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とソース配線も兼ねる信号線と、ドレイン配線に接続された絵素電極を有する単位絵素が二次元のマトリクスに配列された第１の透明性絶縁基板（アクティブ基板）と、前記第１の透明性絶縁基板と対向する第２の透明性絶縁基板またはカラーフィルタとの間に液晶を充填してなる液晶表示装置において、少なくとも、
第１の透明性絶縁基板の一主面上に１層以上の第１の金属層よりなる走査線が形成され、
ゲート電極上に１層以上のゲート絶縁層を介して不純物を含まない第１の半導体層が島状に形成され、
前記第１の半導体層上にゲート電極よりも幅細く保護絶縁層が形成され、
画像表示部内で絵素電極形成領域のゲート絶縁層に開口部が形成されて開口部内に第１の透明性絶縁基板が露出するとともに、画像表示部外の領域で走査線上のゲート絶縁層に開口部が形成されて開口部内に走査線の一部が露出し、
前記保護絶縁層の一部上と第１の半導体層上に不純物を含む第２の半導体層と耐熱金属層との積層よりなる一対のソース・ドレイン電極が形成され、
前記ソース電極上とゲート絶縁層上に透明導電層とその表面に感光性有機絶縁層を有する低抵抗金属層との積層よりなる信号線と、前記ドレイン電極上と前記開口部内の第１の透明性絶縁基板上に透明導電性の絵素電極と、前記開口部と開口部周辺に形成された第１の半導体層と第２の半導体層と耐熱金属層との積層を含んで透明導電性の走査線の電極端子が形成され、
画像表示部外の領域で前記信号線上の感光性有機絶縁層と低抵抗金属層が除去されて透明導電性の信号線の電極端子が露出していることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
一主面上に少なくとも絶縁ゲート型トランジスタと、前記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とソース配線も兼ねる信号線と、ドレイン配線に接続された絵素電極を有する単位絵素が二次元のマトリクスに配列された第１の透明性絶縁基板（アクティブ基板）と、前記第１の透明性絶縁基板と対向する第２の透明性絶縁基板またはカラーフィルタとの間に液晶を充填してなる液晶表示装置において、少なくとも、
第１の透明性絶縁基板の一主面上に１層以上の第１の金属層よりなる走査線が形成され、
ゲート電極上に１層以上のゲート絶縁層を介して不純物を含まない第１の半導体層が島状に形成され、
前記第１の半導体層上にゲート電極よりも幅細く保護絶縁層が形成され、
画像表示部内で絵素電極形成領域のゲート絶縁層に開口部が形成されて開口部内に第１の透明性絶縁基板が露出するとともに、画像表示部外の領域で走査線上のゲート絶縁層に開口部が形成されて開口部内に走査線の一部が露出し、
前記保護絶縁層の一部上と第１の半導体層上に絵素電極及び信号線と重なる領域を除いてその側面に酸化シリコン層を有し不純物を含む第２の半導体層とその側面に陽極酸化層を有する陽極酸化可能な耐熱金属層との積層よりなる一対のソース・ドレイン電極が形成され、
前記ソース電極上とゲート絶縁層上に透明導電層とその表面に陽極酸化層を有する陽極酸化可能な低抵抗金属層との積層よりなる信号線と、前記ドレイン電極上と前記開口部内の第１の透明性絶縁基板上に透明導電性の絵素電極と、前記開口部と開口部周辺に形成された第１の半導体層と第２の半導体層と耐熱金属層との積層を含んで透明導電性の走査線の電極端子が形成され、
画像表示部外の領域で前記信号線上の低抵抗金属層が除去されて透明導電性の信号線の電極端子が露出していることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
一主面上に少なくとも絶縁ゲート型トランジスタと、前記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とソース配線も兼ねる信号線と、ドレイン配線に接続された絵素電極を有する単位絵素が二次元のマトリクスに配列された第１の透明性絶縁基板（アクティブ基板）と、前記第１の透明性絶縁基板と対向する第２の透明性絶縁基板またはカラーフィルタとの間に液晶を充填してなる液晶表示装置において、少なくとも、
第１の透明性絶縁基板の一主面上に１層以上の第１の金属層よりなりその側面に絶縁層を有する走査線が形成され、
前記走査線上に１層以上のゲート絶縁層が形成され、
ゲート電極上のゲート絶縁層上に不純物を含まない第１の半導体層が島状に形成され、
前記第１の半導体層上にゲート電極よりも幅細く保護絶縁層が形成され、
画像表示部内で絵素電極形成領域のゲート絶縁層に開口部が形成されて開口部内に第１の透明性絶縁基板が露出するとともに、画像表示部外の領域で走査線上のゲート絶縁層に開口部が形成されて開口部内に走査線の一部が露出し、
前記保護絶縁層の一部上と第１の半導体層上と第１の透明性絶縁基板上に不純物を含む第２の半導体層と耐熱金属層との積層よりなる一対のソース・ドレイン電極が形成され、
前記ソース電極上と第１の透明性絶縁基板上に透明導電層とその表面に感光性有機絶縁層を有する低抵抗金属層との積層よりなる信号線と、前記ドレイン電極上と前記開口部内の第１の透明性絶縁基板上に透明導電性の絵素電極と、前記開口部と開口部周辺に形成された第１の半導体層と第２の半導体層と耐熱金属層との積層を含んで透明導電性の走査線の電極端子が形成され、
画像表示部外の領域で前記信号線上の感光性有機絶縁層と低抵抗金属層が除去されて透明導電性の信号線の電極端子が露出していることを特徴する液晶表示装置。
【請求項４】
一主面上に少なくとも絶縁ゲート型トランジスタと、前記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とソース配線も兼ねる信号線と、ドレイン配線に接続された絵素電極を有する単位絵素が二次元のマトリクスに配列された第１の透明性絶縁基板（アクティブ基板）と、前記第１の透明性絶縁基板と対向する第２の透明性絶縁基板またはカラーフィルタとの間に液晶を充填してなる液晶表示装置において、少なくとも、
第１の透明性絶縁基板の一主面上に１層以上の第１の金属層よりなりその側面に絶縁層を有する走査線が形成され、
前記走査線上に１層以上のゲート絶縁層が形成され、
ゲート電極上のゲート絶縁層上に不純物を含まない第１の半導体層が島状に形成され、
前記第１の半導体層上にゲート電極よりも幅細く保護絶縁層が形成され、
画像表示部内で絵素電極形成領域のゲート絶縁層に開口部が形成されて開口部内に第１の透明性絶縁基板が露出するとともに、画像表示部外の領域で走査線上のゲート絶縁層に開口部が形成されて開口部内に走査線の一部が露出し、
前記保護絶縁層の一部上と第１の半導体層上と第１の透明性絶縁基板上に絵素電極及び信号線と重なる領域を除いてその側面に酸化シリコン層を有し不純物を含む第２の半導体層とその側面に陽極酸化層を有する陽極酸化可能な耐熱金属層との積層よりなる一対のソース・ドレイン電極が形成され、
前記ソース電極上と第１の透明性絶縁基板上に透明導電層とその表面に陽極酸化層を有する陽極酸化可能な低抵抗金属層との積層よりなる信号線と、前記ドレイン電極上と前記開口部内の第１の透明性絶縁基板上に透明導電性の絵素電極と、前記開口部と開口部周辺に形成された第１の半導体層と第２の半導体層と耐熱金属層との積層を含んで透明導電性の走査線の電極端子が形成され、
画像表示部外の領域で前記信号線上の低抵抗金属層が除去されて透明導電性の信号線の電極端子が露出していることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
一主面上に少なくとも絶縁ゲート型トランジスタと、前記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とソース配線も兼ねる信号線と、ドレイン配線に接続された絵素電極を有する単位絵素が二次元のマトリクスに配列された第１の透明性絶縁基板（アクティブ基板）と、前記第１の透明性絶縁基板と対向する第２の透明性絶縁基板またはカラーフィルタとの間に液晶を充填してなる液晶表示装置において、少なくとも、
第１の透明性絶縁基板の一主面上に１層以上の第１の金属層よりなる走査線が形成され、
ゲート電極上にはゲート電極よりも幅太く、走査線と信号線の交差点近傍には走査線よりも幅太く、ゲート絶縁層と不純物を含まない第１の半導体層との積層が島状に形成され、
ゲート電極上の第１の半導体層上にはゲート電極と一部重なるように不純物を含む第２の半導体層と耐熱金属層との積層からなる一対のソース・ドレイン電極が形成され、走査線と信号線の交差点の第１の半導体層上には不純物を含む第２の半導体層と耐熱金属層との積層が島状に形成され、
前記ソース電極上と、第１の透明性絶縁基板上と、走査線と信号線の交差点の耐熱金属層上に透明導電層と低抵抗金属層との積層からなる信号線と、前記ドレイン電極上と第１の透明性絶縁基板上に透明導電性の絵素電極が形成され、
前記絵素電極上に開口部を有するパシベーション絶縁層が前記第１の透明性絶縁基板上に形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
一主面上に少なくとも絶縁ゲート型トランジスタと、前記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とソース配線も兼ねる信号線と、ドレイン配線に接続された絵素電極を有する単位絵素が二次元のマトリクスに配列された第１の透明性絶縁基板（アクティブ基板）と、前記第１の透明性絶縁基板と対向する第２の透明性絶縁基板またはカラーフィルタとの間に液晶を充填してなる液晶表示装置において、少なくとも、
第１の透明性絶縁基板の一主面上に１層以上の陽極酸化可能な第１の金属層よりなる走査線が形成され、
ゲート電極上にはゲート電極よりも幅太く、走査線と信号線の交差点近傍には走査線よりも幅太く、ゲート絶縁層と不純物を含まない第１の半導体層との積層が島状に形成され、
ゲート電極上の第１の半導体層上にはゲート電極と一部重なるようにその側面に酸化シリコン層を有し不純物を含む第２の半導体層とその側面に陽極酸化層を有する陽極酸化可能な耐熱金属層との積層からなる一対のソース・ドレイン電極が形成され、走査線と信号線の交差点の第１の半導体層上には不純物を含む第２の半導体層と陽極酸化可能な耐熱金属層との積層が島状に形成され、
前記ソース電極上と、第１の透明性絶縁基板上と、走査線と信号線の交差点の耐熱金属層上に透明導電層とその表面上に陽極酸化層を有する陽極酸化可能な低抵抗金属層との積層よりなる信号線と、前記ドレイン電極上と第１の透明性絶縁基板上に透明導電性の絵素電極が形成され、
画像表示部外の領域で前記走査線の一部上に形成された透明導電性の走査線の電極端子を除いて走査線上に陽極酸化層が形成され、
画像表示部外の領域で前記信号線上の低抵抗金属層が除去されて透明導電性の信号線の電極端子が露出していることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
アクティブ基板は、少なくとも、
第１の透明性絶縁基板の一主面上に１層以上の金属層よりなる走査線を形成する工程と、
１層以上のゲート絶縁層と不純物を含まない第１の非晶質シリコン層と保護絶縁層を順次被着する工程と、
ゲート電極上にゲート電極よりも幅細く保護絶縁層を形成して前記第１の非晶質シリコン層を露出する工程と、
不純物を含む第２の非晶質シリコン層と耐熱金属層を被着する工程と、
画像表示部内で絵素電極形成領域の耐熱金属層と第２の非晶質シリコン層と第１の非晶質シリコン層とゲート絶縁層に第１の開口部を形成して第１の透明性絶縁基板を露出するとともに、画像表示部外の領域で走査線上の耐熱金属層と第２の非晶質シリコン層と第１の非晶質シリコン層とゲート絶縁層に第２の開口部を形成して走査線の一部を露出する工程と、
透明導電層と低抵抗金属層を被着後、前記保護絶縁層と一部重なるようにソース配線（信号線）と、前記保護絶縁層と一部重なり第１の開口部を含んで擬似絵素電極となるドレイン配線と、前記第２の開口部を含んで走査線の擬似電極端子と、画像表示部外の領域で信号線の一部よりなる信号線の擬似電極端子に対応し、信号線上の膜厚が他の領域よりも厚い感光性有機絶縁層パターンを形成する工程と、
前記感光性有機絶縁層パターンをマスクとして低抵抗金属層と透明導電層と耐熱金属層と第２の非晶質シリコン層と第１の非晶質シリコン層を選択的に除去してソース配線（信号線）・ドレイン配線（擬似絵素電極）と、走査線と信号線の擬似電極端子を形成する工程と、
前記感光性有機絶縁層パターンの膜厚を減少して擬似絵素電極上と、走査線と信号線の擬似電極端子上の低抵抗金属層を露出する工程と、
前記膜厚を減ぜられた感光性有機絶縁層パターンをマスクとして露出している低抵抗金属層を除去し、透明導電性の絵素電極と、透明導電性の走査線の電極端子と、透明導電性の信号線の電極端子を形成する工程を有する液晶表示装置の製造方法。
【請求項８】
アクティブ基板は、少なくとも、
第１の透明性絶縁基板の一主面上に１層以上の金属層よりなる走査線を形成する工程と、
１層以上のゲート絶縁層と不純物を含まない第１の非晶質シリコン層と保護絶縁層を順次被着する工程と、
ゲート電極上にゲート電極よりも幅細く保護絶縁層を形成して前記第１の非晶質シリコン層を露出する工程と、
不純物を含む第２の非晶質シリコン層と陽極酸化可能な耐熱金属層を被着する工程と、
画像表示部内で絵素電極形成領域の耐熱金属層と第２の非晶質シリコン層と第１の非晶質シリコン層とゲート絶縁層に第１の開口部を形成して第１の透明性絶縁基板を露出するとともに、画像表示部外の領域で走査線上の耐熱金属層と第２の非晶質シリコン層と第１の非晶質シリコン層とゲート絶縁層に第２の開口部を形成して走査線の一部を露出する工程と、
透明導電層と陽極酸化可能な低抵抗金属層を被着後、前記保護絶縁層と一部重なるようにソース配線（信号線）と、前記保護絶縁層と一部重なり第１の開口部を含んで擬似絵素電極となるドレイン配線と、前記第２の開口部を含んで走査線の擬似電極端子と、画像表示部外の領域で信号線の一部よりなる信号線の擬似電極端子に対応し、信号線上の膜厚が他の領域よりも薄い感光性樹脂パターンを形成する工程と、
前記感光性樹脂パターンをマスクとして低抵抗金属層と透明導電層と耐熱金属層と第２の非晶質シリコン層と第１の非晶質シリコン層を選択的に除去してソース配線（信号線）・ドレイン配線（擬似絵素電極）と、走査線と信号線の擬似電極端子を形成する工程と、
前記感光樹脂パターンの膜厚を減少して信号線を露出する工程と、
前記膜厚を減ぜられた感光性樹脂パターンをマスクとして露出している信号線上に陽極酸化層を形成する工程と、
前記膜厚を減ぜられた感光性有樹脂パターンを除去して走査線と信号線の擬似電極端子上の低抵抗金属層を露出した後、前記陽極酸化層をマスクとして低抵抗金属層を除去し、透明導電性の絵素電極と、透明導電性の走査線の電極端子と、透明導電性の信号線の電極端子を形成する工程を有する液晶表示装置の製造方法。
【請求項９】
アクティブ基板は、少なくとも、
第１の透明性絶縁基板の一主面上に１層以上の第１の金属層と１層以上のゲート絶縁層と不純物を含まない第１の非晶質シリコン層と保護絶縁層を順次被着する工程と、
走査線に対応し、ゲート電極上の保護絶縁層形成領域の膜厚が他の領域よりも厚い感光性樹脂パターンを形成する工程と、
前記感光性樹脂パターンをマスクとして前記保護絶縁層と第１の非晶質シリコン層とゲート絶縁層と第１の金属層を順次食刻する工程と、
前記感光性樹脂パターンの膜厚を減少して前記保護絶縁層を露出する工程と、
前記膜厚を減ぜられた感光性樹脂パターンをマスクとしてゲート電極上にゲート電極よりも幅細く保護絶縁層を残して前記第１の非晶質シリコン層を露出する工程と、
走査線の側面に絶縁層を形成する工程と、
不純物を含む第２の非晶質シリコン層と耐熱金属層を被着する工程と、
画像表示部内で絵素電極形成領域の耐熱金属層と第２の非晶質シリコン層に第１の開口部を形成して第１の透明性絶縁基板を露出するとともに、画像表示部外の領域で走査線上の耐熱金属層と第２の非晶質シリコン層と第１の非晶質シリコン層とゲート絶縁層に第２の開口部を形成して走査線の一部を露出する工程と、
透明導電層と低抵抗金属層を被着後、前記保護絶縁層と一部重なるようにソース配線（信号線）と、前記保護絶縁層と一部重なり第１の開口部を含んで擬似絵素電極となるドレイン配線と、前記第２の開口部を含んで走査線の擬似電極端子と、画像表示部外の領域で信号線の一部よりなる信号線の擬似電極端子に対応し、信号線上の膜厚が他の領域よりも厚い感光性有機絶縁層パターンを形成する工程と、
前記感光性有機絶縁層パターンをマスクとして低抵抗金属層と透明導電層と耐熱金属層と第２の非晶質シリコン層と第１の非晶質シリコン層を選択的に除去してソース配線（信号線）・ドレイン配線（擬似絵素電極）と、走査線と信号線の擬似電極端子を形成する工程と、
前記感光性有機絶縁層パターンの膜厚を減少して擬似絵素電極上と、走査線と信号線の擬似電極端子上の低抵抗金属層を露出する工程と、
前記膜厚を減ぜられた感光性有機絶縁層パターンをマスクとして露出している低抵抗金属層を除去し、透明導電性の絵素電極と、透明導電性の走査線の電極端子と、透明導電性の信号線の電極端子を形成する工程を有する液晶表示装置の製造方法。
【請求項１０】
アクティブ基板は、少なくとも、
第１の透明性絶縁基板の一主面上に１層以上の第１の金属層と１層以上のゲート絶縁層と不純物を含まない第１の非晶質シリコン層と保護絶縁層を順次被着する工程と、
走査線に対応し、ゲート電極上の保護絶縁層形成領域の膜厚が他の領域よりも厚い第１の感光性樹脂パターンを形成する工程と、
第１の感光性樹脂パターンをマスクとして前記保護絶縁層と第１の非晶質シリコン層とゲート絶縁層と第１の金属層を順次食刻する工程と、
第１の感光性樹脂パターンの膜厚を減少して前記保護絶縁層を露出する工程と、
前記膜厚を減ぜられた第１の感光性樹脂パターンをマスクとしてゲート電極上にゲート電極よりも幅細く保護絶縁層を残して前記第１の非晶質シリコン層を露出する工程と、
走査線の側面に絶縁層を形成する工程と、
不純物を含む第２の非晶質シリコン層と陽極酸化可能な耐熱金属層を被着する工程と、
画像表示部内で絵素電極形成領域の耐熱金属層と第２の非晶質シリコン層に第１の開口部を形成して第１の透明性絶縁基板を露出するとともに、画像表示部外の領域で走査線上の耐熱金属層と第２の非晶質シリコン層と第１の非晶質シリコン層とゲート絶縁層に第２の開口部を形成して走査線の一部を露出する工程と、
透明導電層と陽極酸化可能な低抵抗金属層を被着後、前記保護絶縁層と一部重なるようにソース配線（信号線）と、前記保護絶縁層と一部重なり第１の開口部を含んで擬似絵素電極となるドレイン配線と、前記第２の開口部を含んで走査線の擬似電極端子と、画像表示部外の領域で信号線の一部よりなる信号線の擬似電極端子に対応し、信号線上の膜厚が他の領域よりも薄い第２の感光性樹脂パターンを形成する工程と、
第２の感光性樹脂パターンをマスクとして低抵抗金属層と透明導電層と耐熱金属層と第２の非晶質シリコン層と第１の非晶質シリコン層を選択的に除去してソース配線（信号線）・ドレイン配線（擬似絵素電極）と、走査線と信号線の擬似電極端子を形成する工程と、
第２の感光樹脂パターンの膜厚を減少して信号線を露出する工程と、
前記膜厚を減ぜられた第２の感光性樹脂パターンをマスクとして露出している信号線上に陽極酸化層を形成する工程と、
前記膜厚を減ぜられた第２の感光性樹脂パターンを除去して走査線と信号線の擬似電極端子上の低抵抗金属層を露出した後、前記陽極酸化層をマスクとして低抵抗金属層を除去し、透明導電性の絵素電極と、透明導電性の走査線の電極端子と、透明導電性の信号線の電極端子を形成する工程を有する液晶表示装置の製造方法。
【請求項１１】
アクティブ基板は、少なくとも、
第１の透明性絶縁基板の一主面上に１層以上の第１の金属層よりなる走査線を形成する工程と、
１層以上のゲート絶縁層と不純物を含まない第１の非晶質シリコン層と不純物を含む第２の非晶質シリコン層と耐熱金属層を順次被着する工程と、
ゲート電極上にはゲート電極よりも幅太く、走査線と信号線の交差点近傍には走査線よりも幅太く、前記耐熱金属層と第２の非晶質シリコン層と第１の非晶質シリコン層とゲート絶縁層からなる積層を島状に形成して走査線を露出する工程と、
透明導電層と低抵抗金属層を被着後、前記ゲート電極と一部重なるようにソース配線（信号線）と、前記ゲート電極と一部重なるように擬似絵素電極となるドレイン配線に対応し、信号線上の膜厚が他の領域よりも厚い感光性樹脂パターンを形成する工程と、
前記感光性樹脂パターンをマスクとして低抵抗金属層と透明導電層と耐熱金属層と第２の非晶質シリコン層と第１の非晶質シリコン層を選択的に除去してソース・ドレイン配線を形成する工程と、
前記感光性樹脂パターンの膜厚を減少して擬似絵素電極上の低抵抗金属層を露出する工程と、
前記膜厚を減ぜられた感光性樹脂パターンをマスクとして露出している低抵抗金属層を除去し、透明導電性の絵素電極形成する工程と、
前記膜厚を減ぜられた感光性樹脂パターンを除去後、前記絵素電極上に開口部を有するパシベーション絶縁層を形成する工程を有する液晶表示装置の製造方法。
【請求項１２】
アクティブ基板は、少なくとも、
第１の透明性絶縁基板の一主面上に１層以上の陽極酸化可能な第１の金属層よりなる走査線を形成する工程と、
１層以上のゲート絶縁層と不純物を含まない第１の非晶質シリコン層と不純物を含む第２の非晶質シリコン層と陽極酸化可能な耐熱金属層を順次被着する工程と、
ゲート電極上にはゲート電極よりも幅太く、走査線と信号線の交差点近傍には走査線よりも幅太く、前記陽極酸化可能な耐熱金属層と第２の非晶質シリコン層と第１の非晶質シリコン層とゲート絶縁層からなる積層を島状に形成して走査線を露出する工程と、
透明導電層と陽極酸化可能な低抵抗金属層を被着後、前記ゲート電極と一部重なるようにソース配線（信号線）と、前記ゲート電極と一部重なるように擬似絵素電極となるドレイン配線と、画像表示部外の領域で走査線の一部を含んで走査線の擬似電極端子と、画像表示部外の領域で信号線の一部よりなる信号線の擬似電極端子に対応し、信号線上の膜厚が他の領域よりも薄い感光性樹脂パターンを形成する工程と、
前記感光性樹脂パターンをマスクとして低抵抗金属層と透明導電層と耐熱金属層と第２の非晶質シリコン層と第１の非晶質シリコン層を選択的に除去してソース配線（信号線）・ドレイン配線（擬似絵素電極）と、走査線と信号線の擬似電極端子を形成する工程と、
前記感光樹脂パターンの膜厚を減少して信号線を露出する工程と、
前記膜厚を減ぜられた感光性樹脂パターンをマスクとして露出している信号線上に陽極酸化層を形成する工程と、
前記膜厚を減ぜられた感光性樹脂パターンを除去して走査線と信号線の擬似電極端子上の低抵抗金属層を露出した後、前記陽極酸化層をマスクとして低抵抗金属層を除去し、透明導電性の絵素電極と、透明導電性の走査線の電極端子と、透明導電性の信号線の電極端子を形成する工程を有する液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はカラー画像表示機能を有する液晶表示装置、とりわけ絵素毎にスイッチング素子を有するアクティブ型の液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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、５〜７５ｃｍ対角の液晶表示装置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。また、液晶パネルを構成する２枚のガラス基板の一方にＲＧＢの着色層を形成しておくことによりカラー表示も容易に実現している。特にスイッチング素子を絵素毎に内蔵させた、いわゆるアクティブ型の液晶パネルではクロストークも少なく、応答速度も早く高いコントラスト比を有する画像が製品化の当初から保証されていた。
【０００３】
これらの液晶表示装置（液晶パネル）は走査線としては２００〜１２００本、信号線としては３００〜１６００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１４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５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、金または半田メッキされた銅箔の端子を有するＴＣＰフィルム４を信号線の電極端子６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】
液晶パネル１のほぼ中央部に位置する画像表示部内の画素と走査線及び信号線の電極端子５，６との間を接続する配線路が７、８で、必ずしも電極端子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１５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表示装置の等価回路図を示し、１１（図１４では７）は走査線、１２（図１４では８）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の対向する主面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１６は液晶表示装置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、ビーズあるいはカラーフィルタ９上に形成された同じく樹脂性の柱状スペーサ等のスペーサ材（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の性質によってはガラス基板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電極（配線）であり、信号線（ソース線）１２と同時に形成されることが多い。信号線１２とドレイン電極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部材で、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。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明者は既に先行特許である特願２００３−３３６７０７号公報において、ハーフトーン露光技術を用いて透明導電層と低抵抗金属層との積層よりなる信号線（ソース配線）と擬似絵素電極（ドレイン配線）を形成し、擬似絵素電極上の低抵抗金属層を選択的に除去して透明導電層よりなる絵素電極を形成することで、信号線の形成工程と絵素電極の形成工程を合理化して、様々な４枚マスク・プロセスと３枚マスク・プロセスを開示している。
【００１１】
上記の製造方法では絵素電極の下地は当然、透明性の部材である必要があり、さらに絵素電極、すなわちソース・ドレイン配線の形成前に耐熱金属層を最上層とする半導体層を島状に形成する工程が組み込まれている。
【００１２】
そのため、半導体層の島化工程とゲート絶縁層への開口部（コンタクト）形成工程をハーフトーン露光技術で同一のフォトマスクを用いて処理する工程削減技術が必要なプロセスも開示されているが、ハーフトーン露光用のフォトマスクは現時点では極めて高価であり、ハーフトーン露光技術の採用は少ない方が望ましい。また液晶パネルのコスト削減への要望は依然として根強く、さらなる工程削減が必要である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
その後の開発の推移により上記の製造方法において、必ずしも半導体層の島化工程は必須ではなく、走査線への接続のためのゲート絶縁層への開口部（コンタクト）形成工程において、絵素電極形成領域の不透明部材を除去してアクティブ基板であるガラス基板を露出しておけば良い事が判明した。
【００１４】
また、別の先行特許である特願２００４−０９３９４５号公報においては半導体層の島化工程で、半導体層に加えてゲート絶縁層をも除去して走査線を露出することで、開口部（コンタクト）形成工程を不要とする工程削減技術を開示しており、この時点でアクティブ基板であるガラス基板が露出するので、上記の絵素電極の形成工程と信号線の形成工程を合理化する技術と、この技術との組合せによる新規な工程削減も可能となる。
【特許文献１】特願２００３−３３６７０７号公報
【特許文献２】特願２００４−０９３９４５号公報
【非特許文献１】月間「高分子加工」２００２年１１月号
【００１５】
請求項１に記載の液晶表示装置は一主面上に少なくとも絶縁ゲート型トランジスタと、前記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とソース配線も兼ねる信号線と、ドレイン配線に接続された絵素電極を有する単位絵素が二次元のマトリクスに配列された第１の透明性絶縁基板（アクティブ基板）と、前記第１の透明性絶縁基板と対向する第２の透明性絶縁基板またはカラーフィルタとの間に液晶を充填してなる液晶表示装置において、
第１の透明性絶縁基板の一主面上に１層以上の第１の金属層よりなる走査線が形成され、
ゲート電極上に１層以上のゲート絶縁層を介して不純物を含まない第１の半導体層が島状に形成され、
前記第１の半導体層上にゲート電極よりも幅細く保護絶縁層が形成され、
画像表示部内で絵素電極形成領域のゲート絶縁層に開口部が形成されて開口部内に第１の透明性絶縁基板が露出するとともに、画像表示部外の領域で走査線上のゲート絶縁層に開口部が形成されて開口部内に走査線の一部が露出し、
前記保護絶縁層の一部上と第１の半導体層上に不純物を含む第２の半導体層と耐熱金属層との積層よりなる一対のソース・ドレイン電極が形成され、
前記ソース電極上とゲート絶縁層上に透明導電層とその表面上に感光性有機絶縁層を有する低抵抗金属層との積層よりなる信号線と、前記ドレイン電極上と前記開口部内の第１の透明性絶縁基板上に透明導電性の絵素電極と、前記開口部と開口部周辺に形成された第１の半導体層と第２の半導体層と耐熱金属層との積層を含んで透明導電性の走査線の電極端子が形成され、
画像表示部外の領域で前記信号線上の感光性有機絶縁層と低抵抗金属層が除去されて透明導電性の信号線の電極端子が露出していることを特徴とする。
【００１６】
この構成により透明導電性の絵素電極は信号線と同時に形成されるのでガラス基板上に形成されるが、ソース・ドレイン間のチャネル上には保護絶縁層が形成されてチャネルを保護するとともに信号線の表面には感光性有機絶縁層が形成されて最低限のパシベーション機能が付与されるためパシベーション絶縁層をガラス基板の全面に被着する必要は無くなり、絶縁ゲート型トランジスタの耐熱性が問題となることはなくなる。そして透明導電性の電極端子を有するＴＮ型の液晶表示装置が得られる。
【００１７】
請求項２に記載の液晶表示装置は同じく、
第１の透明性絶縁基板の一主面上に１層以上の第１の金属層よりなる走査線が形成され、
ゲート電極上に１層以上のゲート絶縁層を介して不純物を含まない第１の半導体層が島状に形成され、
前記第１の半導体層上にゲート電極よりも幅細く保護絶縁層が形成され、
画像表示部内で絵素電極形成領域のゲート絶縁層に開口部が形成されて開口部内に第１の透明性絶縁基板が露出するとともに、画像表示部外の領域で走査線上のゲート絶縁層に開口部が形成されて開口部内に走査線の一部が露出し、
前記保護絶縁層の一部上と第１の半導体層上に絵素電極及び信号線と重なる領域を除いてその側面に酸化シリコン層を有し不純物を含む第２の半導体層とその側面に陽極酸化層を有する陽極酸化可能な耐熱金属層との積層よりなる一対のソース・ドレイン電極が形成され、
前記ソース電極上とゲート絶縁層上に透明導電層とその表面に陽極酸化層を有する陽極酸化可能な低抵抗金属層との積層よりなる信号線と、前記ドレイン電極上と前記開口部内の第１の透明性絶縁基板上に透明導電性の絵素電極と、前記開口部と開口部周辺に形成された第１の半導体層と第２の半導体層と耐熱金属層との積層を含んで透明導電性の走査線の電極端子が形成され、
画像表示部外の領域で前記信号線上の低抵抗金属層が除去されて透明導電性の信号線の電極端子が露出していることを特徴とする。
【００１８】
この構成により透明導電性の絵素電極は信号線と同時に形成されるのでガラス基板上に形成されるが、ソース・ドレイン間のチャネル上には保護絶縁層が形成されてチャネルを保護するとともに信号線の表面には絶縁性の陽極酸化層である例えば酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）が形成されてパシベーション機能が付与されて請求項２に記載の液晶表示装置と同様の効果が得られ、信号線上の絶縁層の構成を除くと請求項２に記載の液晶表示装置と酷似している。
【００１９】
請求項３に記載の液晶表示装置は同じく、
第１の透明性絶縁基板の一主面上に１層以上の第１の金属層よりなりその側面に絶縁層を有する走査線が形成され、
前記走査線上に１層以上のゲート絶縁層が形成され、
ゲート電極上のゲート絶縁層上に不純物を含まない第１の半導体層が島状に形成され、
前記第１の半導体層上にゲート電極よりも幅細く保護絶縁層が形成され、
画像表示部内で絵素電極形成領域のゲート絶縁層に開口部が形成されて開口部内に第１の透明性絶縁基板が露出するとともに、画像表示部外の領域で走査線上のゲート絶縁層に開口部が形成されて開口部内に走査線の一部が露出し、
前記保護絶縁層の一部上と第１の半導体層上と第１の透明性絶縁基板上に不純物を含む第２の半導体層と耐熱金属層との積層よりなる一対のソース・ドレイン電極が形成され、
前記ソース電極上と第１の透明性絶縁基板上に透明導電層とその表面上に感光性有機絶縁層を有する低抵抗金属層との積層よりなる信号線と、前記ドレイン電極上と前記開口部内の第１の透明性絶縁基板上に透明導電性の絵素電極と、前記開口部と開口部周辺に形成された第１の半導体層と第２の半導体層と耐熱金属層との積層を含んで透明導電性の走査線の電極端子が形成され、
画像表示部外の領域で前記信号線上の感光性有機絶縁層と低抵抗金属層が除去されて透明導電性の信号線の電極端子が露出していることを特徴とする。
【００２０】
この構成によりチャネルの保護絶縁層は走査線と自己整合的に形成されるとともにゲート絶縁層は走査線と同一のパターン幅で形成され、走査線の側面にはゲート絶縁層とは別の絶縁層が付与されて、走査線と信号線との交差が可能となる。なお透明導電性の絵素電極は信号線と同時に形成されるのでガラス基板上に形成される。そしてソース・ドレイン間のチャネル上には保護絶縁層が形成されてチャネルを保護するとともに信号線の表面には感光性有機絶縁層が形成されて最低限のパシベーション機能が付与されており、請求項１に記載の液晶表示装置と同様の効果が得られる。
【００２１】
請求項４に記載の液晶表示装置は同じく、
第１の透明性絶縁基板の一主面上に１層以上の第１の金属層よりなりその側面に絶縁層を有する走査線が形成され、
前記走査線上に１層以上のゲート絶縁層が形成され、
ゲート電極上のゲート絶縁層上に不純物を含まない第１の半導体層が島状に形成され、
前記第１の半導体層上にゲート電極よりも幅細く保護絶縁層が形成され、
画像表示部内で絵素電極形成領域のゲート絶縁層に開口部が形成されて開口部内に第１の透明性絶縁基板が露出するとともに、画像表示部外の領域で走査線上のゲート絶縁層に開口部が形成されて開口部内に走査線の一部が露出し、
前記保護絶縁層の一部上と第１の半導体層上と第１の透明性絶縁基板上に絵素電極及び信号線と重なる領域を除いてその側面に酸化シリコン層を有し不純物を含む第２の半導体層とその側面に陽極酸化層を有する陽極酸化可能な耐熱金属層との積層よりなる一対のソース・ドレイン電極が形成され、
前記ソース電極上と第１の透明性絶縁基板上に透明導電層とその表面上に陽極酸化層を有する陽極酸化可能な低抵抗金属層との積層よりなる信号線と、前記ドレイン電極上と前記開口部内の第１の透明性絶縁基板上に透明導電性の絵素電極と、前記開口部と開口部周辺に形成された第１の半導体層と第２の半導体層と耐熱金属層との積層を含んで透明導電性の走査線の電極端子が形成され、
画像表示部外の領域で前記信号線上の低抵抗金属層が除去されて透明導電性の信号線の電極端子が露出していることを特徴とする。
【００２２】
この構成によりチャネルの保護絶縁層は走査線と自己整合的に形成されるとともにゲート絶縁層は走査線と同一のパターン幅で形成され、走査線の側面にはゲート絶縁層とは別の絶縁層が付与されて、走査線と信号線との交差が可能となる。なお透明導電性の絵素電極は信号線と同時に形成されるのでガラス基板上に形成される。そしてソース・ドレイン間のチャネル上には保護絶縁層が形成されてチャネルを保護するとともに信号線の表面には絶縁性の陽極酸化層である例えば酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）が形成されてパシベーション機能が付与されており、請求項２に記載の液晶表示装置と同様の効果が得られる。
【００２３】
請求項５に記載の液晶表示装置は同じく、
第１の透明性絶縁基板の一主面上に１層以上の第１の金属層よりなる走査線が形成され、
ゲート電極上にはゲート電極よりも幅太く、走査線と信号線の交差点近傍には走査線よりも幅太く、ゲート絶縁層と不純物を含まない第１の半導体層との積層が島状に形成され、
ゲート電極上の第１の半導体層上にはゲート電極と一部重なるように不純物を含む第２の半導体層と耐熱金属層との積層からなる一対のソース・ドレイン電極が形成され、走査線と信号線の交差点の第１の半導体層上には不純物を含む第２の半導体層と耐熱金属層との積層が島状に形成され、
前記ソース電極上と、第１の透明性絶縁基板上と、走査線と信号線の交差点の耐熱金属層上に透明導電層と低抵抗金属層との積層からなる信号線と、前記ドレイン電極上と第１の透明性絶縁基板上に透明導電性の絵素電極が形成され、
前記絵素電極上に開口部を有するパシベーション絶縁層が前記第１の透明性絶縁基板上に形成されていることを特徴とする。
【００２４】
この構成により透明導電性の絵素電極は信号線と同時に形成されるのでガラス基板上に形成される。また絶縁ゲート型トランジスタはチャネルエッチ型であり、アクティブ基板上には従来通りのパシベーション絶縁層が形成されて絶縁ゲート型トランジスタのチャネルとソース・ドレイン配線に加えて走査線も保護され、電極端子は透明導電層とソース・ドレイン配線を構成する低抵抗金属層の何れでも構成可能なＴＮ型の液晶表示装置が得られる。
【００２５】
請求項６に記載の液晶表示装置は同じく、
第１の透明性絶縁基板の一主面上に１層以上の陽極酸化可能な第１の金属層よりなる走査線が形成され、
ゲート電極上にはゲート電極よりも幅太く、走査線と信号線の交差点近傍には走査線よりも幅太く、ゲート絶縁層と不純物を含まない第１の半導体層との積層が島状に形成され、
ゲート電極上の第１の半導体層上にはゲート電極と一部重なるようにその側面に酸化シリコン層を有し不純物を含む第２の半導体層とその側面に陽極酸化層を有する陽極酸化可能な耐熱金属層との積層からなる一対のソース・ドレイン電極が形成され、走査線と信号線の交差点の第１の半導体層上には不純物を含む第２の半導体層と陽極酸化可能な耐熱金属層との積層が島状に形成され、
前記ソース電極上と、第１の透明性絶縁基板上と、走査線と信号線の交差点の耐熱金属層上に透明導電層とその表面上に陽極酸化層を有する陽極酸化可能な低抵抗金属層との積層よりなる信号線と、前記ドレイン電極上と第１の透明性絶縁基板上に透明導電性の絵素電極が形成され、
画像表示部外の領域で前記走査線の一部上に形成された透明導電性の走査線の電極端子を除いて走査線上に陽極酸化層が形成され、
画像表示部外の領域で前記信号線上の低抵抗金属層が除去されて透明導電性の信号線の電極端子が露出していることを特徴とする。
【００２６】
この構成により透明導電性の絵素電極は信号線と同時に形成されるのでガラス基板上に形成される。また絶縁ゲート型トランジスタはチャネルエッチ型であり、絶縁ゲート型トランジスタのチャネル上には酸化シリコン層が形成されてチャネルが保護され、信号線の表面には絶縁性の陽極酸化層である例えば酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）が形成されて信号線が保護され、さらに走査線の表面は走査線の陽極酸化層によって保護されているので
アクティブ基板上にパシベーション絶縁層を形成する必要は無い。そして透明導電性の電極端子を有するＴＮ型の液晶表示装置が得られる。
【００２７】
請求項７は請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法であって、走査線を形成する工程と、保護絶縁層を形成する工程と、走査線へのコンタクト（開口部）を形成する工程と、ハーフトーン露光技術により絵素電極と信号線を１枚のフォトマスクを用いて形成するとともに、信号線上にのみ選択的に感光性有機絶縁層を残す工程を有することを特徴とする。
【００２８】
この構成により絵素電極と信号線を１枚のフォトマスクを用いて形成するに際して信号線上にのみ選択的に感光性有機絶縁層を残すことでパシベーション絶縁層の形成を不要とする製造工程の削減がなされる結果、４枚のフォトマスクを用いてＴＮ型の液晶表示装置を作製する事ができる。
【００２９】
請求項８は請求項２に記載の液晶表示装置の製造方法であって、走査線を形成する工程と、保護絶縁層を形成する工程と、走査線へのコンタクト（開口部）を形成する工程と、ハーフトーン露光技術により絵素電極と信号線を１枚のフォトマスクを用いて形成するとともに、信号線以外の素子を陽極酸化から保護する工程を有することを特徴とする。
【００３０】
この構成により絵素電極と信号線を１枚のフォトマスクを用いて形成するに際して信号線上にのみ選択的に陽極酸化層を形成することでパシベーション絶縁層の形成を不要とする製造工程の削減もなされる結果、４枚のフォトマスクを用いてＴＮ型の液晶表示装置を製造することが可能となる。
【００３１】
請求項９は請求項３に記載の液晶表示装置の製造方法であって、ハーフトーン露光技術により走査線と保護絶縁層を１枚のフォトマスクを用いて形成する工程と、走査線へのコンタクト（開口部）を形成する工程と、ハーフトーン露光技術により絵素電極と信号線を１枚のフォトマスクを用いて形成するとともに、信号線上にのみ選択的に感光性有機絶縁層を残す工程を有することを特徴とする。
【００３２】
この構成により絵素電極と信号線を１枚のフォトマスクを用いて形成するに際して信号線上にのみ選択的に感光性有機絶縁層を残すことでパシベーション絶縁層の形成を不要とする製造工程の削減と、走査線と保護絶縁層を１枚のフォトマスクを用いて形成する製造工程の削減が同時になされ、３枚のフォトマスクを用いてＴＮ型の液晶表示装置を製造することが可能となる。
【００３３】
請求項１０は請求項４に記載の液晶表示装置の製造方法であって、ハーフトーン露光技術により走査線と保護絶縁層を１枚のフォトマスクを用いて形成する工程と、走査線へのコンタクト（開口部）を形成する工程と、ハーフトーン露光技術により絵素電極と信号線を１枚のフォトマスクを用いて形成するとともに、信号線以外の素子を陽極酸化から保護する工程を有することを特徴とする。
【００３４】
この構成により絵素電極と信号線を１枚のフォトマスクを用いて形成するに際して信号線上にのみ選択的に陽極酸化層を形成することでパシベーション絶縁層の形成を不要とする製造工程の削減と、走査線と保護絶縁層を１枚のフォトマスクを用いて形成する製造工程の削減が同時になされ、３枚のフォトマスクを用いてＴＮ型の液晶表示装置を製造することが可能となる。
【００３５】
請求項１１は請求項５に記載の液晶表示装置の製造方法であって、走査線を形成する工程と、耐熱金属を被着された半導体層を島状に形成するとともにゲート絶縁層をも除去して走査線を露出する工程と、ハーフトーン露光技術により絵素電極と信号線を１枚のフォトマスクを用いて形成する工程と、絵素電極上に開口部を有するパシベーション絶縁層を形成する工程を有することを特徴とする。
【００３６】
この構成によりコンタクト形成工程を不要とする製造工程の削減と、絵素電極と信号線を１枚のフォトマスクを用いて形成する製造工程の削減が同時になされ、４枚のフォトマスクを用いてＴＮ型の液晶表示装置を製造することが可能となる。
【００３７】
請求項１２は請求項６に記載の液晶表示装置の製造方法であって、走査線を形成する工程と、耐熱金属を被着された半導体層を島状に形成するとともにゲート絶縁層をも除去して走査線を露出する工程と、ハーフトーン露光技術により絵素電極と信号線を１枚のフォトマスクを用いて形成するとともに、信号線以外の素子を陽極酸化から保護する工程を有することを特徴とする。
【００３８】
この構成によりコンタクト形成工程を不要とする製造工程の削減と、絵素電極と信号線を１枚のフォトマスクを用いて形成するに際して信号線上にのみ選択的に陽極酸化層を形成することで絵素電極の形成工程とパシベーション絶縁層の形成を不要とする製造工程の削減が同時になされ、３枚のフォトマスクを用いてＴＮ型の液晶表示装置を製造することが可能となる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明に記載の液晶表示装置の一部では絶縁ゲート型トランジスタはチャネル上に保護絶縁層を有しているので、画像表示部内の透明導電層と低抵抗金属層との積層よりなる信号線上にのみ感光性有機絶縁層を選択的に形成するか、あるいは透明導電層と陽極酸化可能な低抵抗金属層との積層よりなる信号線を陽極酸化してその表面に絶縁層を形成することでアクティブ基板にはパシベーション機能が与えられる。同様に本発明に記載の液晶表示装置の他の一部ではチャネル上に陽極酸化により酸化シリコン層が形成されるので、透明導電層と陽極酸化可能な低抵抗金属層との積層よりなる信号線をチャネルと同時に陽極酸化してその表面に絶縁層を形成することでアクティブ基板にはパシベーション機能が与えられる。
【００４０】
したがってこれらの液晶表示装置を構成するアクティブ基板の作製に当たりパシベーション絶縁層の形成工程が不要となるだけでなく、格別な加熱工程を伴わず、非晶質シリコン層を半導体層とする絶縁ゲート型トランジスタに過度の耐熱性を必要としない。換言すればパシベーション形成で電気的な性能の劣化を生じない効果が付加されている。また、信号線上にのみ感光性有機絶縁層または陽極酸化層を形成するに当たり、ハーフトーン露光技術の導入により走査線や信号線の電極端子上を選択的に保護することが可能となり写真食刻工程数の増加を阻止できる効果が得られる。
【００４１】
ハーフトーン露光技術の導入により透明導電層と低抵抗金属層の積層よりなるソース・ドレイン配線を形成した後、ドレイン配線上の低抵抗金属層を選択的に除去することで絵素電極を形成し、絵素電極の形成工程を不要とする工程削減は本発明の主眼点であり、走査線と信号線の電極端子が透明導電層で構成されるという構造的な特徴が生まれる。
【００４２】
加えて走査線と保護絶縁層を１枚のフォトマスクを用いて形成する合理化技術、半導体層の島化工程においてゲート絶縁層をも除去して走査線を露出することでコンタクト形成技術を削減する合理化技術との組合せもあいまって、写真食刻工程数を従来の５回より削減できて４枚あるいは３枚のフォトマスクを用いて液晶表示装置を作製することが可能となり、液晶表示装置のコスト削減の観点からも工業的な価値は極めて大きい。しかもこれらの工程のパターン精度はさほど高くないので歩留や品質に大きな影響を与えない事も生産管理を容易なものとしてくれる。
【００４３】
なお本発明の要件は上記の説明からも明らかなようにアクティブ基板の作製に当たり、ハーフトーン露光技術を用いて透明導電層と低抵抗金属層の積層よりなるソース・ドレイン配線を形成した後、ドレイン配線上の低抵抗金属層を選択的に除去することで絵素電極を形成して信号線と絵素電極の形成工程を合理化した点にあり、それ以外の構成に関しては走査線、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、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、垂直配向の液晶を用いた液晶表示装置や反射型の液晶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非晶質シリコンに限定されるものでないことも明らかである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
本発明の実施例を図１〜図１３に基づいて説明する。図１に本発明の実施例１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Ｂ−Ｂ’線上及びＣ−Ｃ’線上の製造工程の断面図を示す。同様に実施例２は図３と図４、実施例３は図５と図６、実施例４は図７と図８、実施例５は図９と図１０、実施例６は図１１と図１２とで夫々アクティブ基板の平面図と製造工程の断面図を示す。なお従来例と同一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。
【実施例１】
【００４５】
実施例１では従来例と同様に先ずガラス基板２の一主面上にＳＰＴ（スパッタ）等の真空製膜装置を用いて膜厚０．１〜０．３μｍ程度の第１の金属層として例えばＣｒ，Ｔａ，Ｍｏ等の高融点金属あるいはそれらの合金やシリサイドを被着する。必要であれば走査線の低抵抗化のためにＡＬまたはＡＬ合金と耐熱性の高いこれらの金属との積層とすれば良い。そして図１（ａ）と図２（ａ）に示したように微細加工技術によりゲート電極１１Ａも兼ねる走査線１１と蓄積容量線１６を選択的に形成する。
【００４６】
次にガラス基板２の全面にＰＣＶＤ（Ｐｌａｓｍａ−ＣＶＤ）装置を用いてゲート絶縁層となる第１のＳｉＮｘ（シリコン窒化）層３０、不純物をほとんど含まず絶縁ゲート型トランジスタのチャネルとなる第１の非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）層３１、及びチャネルを保護する絶縁層となる第２のＳｉＮｘ層３２と３種類の薄膜層を例えば、０．３−０．０５−０．１μｍ程度の膜厚で順次被着し、図１（ｂ）と図２（ｂ）に示したように微細加工技術によりゲート電極１１Ａ上の第２のＳｉＮｘ層をゲート電極１１Ａよりも幅細く選択的に残して保護絶縁層（またはチャネル保護層あるいはエッチストップ層）３２Ｄとし、第１の非晶質シリコン層３１を露出する。
【００４７】
続いて、同じくＰＣＶＤ装置を用いて全面に不純物として例えば燐を含む第２の非晶質シリコン層３３を例えば０．０５μｍ程度の膜厚で被着し、さらにＳＰＴ等の真空製膜装置を用いて膜厚０．１μｍ程度の耐熱金属層として例えばＴｉ，Ｃｒ，Ｍｏ等の高融点金属またはこれらの合金あるいはシリサイドよりなる薄膜層３４を被着した後、図１（ｃ）と図２（ｃ）に示したように微細加工技術により画像表示部外の領域では走査線１１上と蓄積容量線１６上に開口部６３Ａ，６５Ａと、画像表示部内の絵素電極形成領域では開口部７４を形成し、前記開口部６３Ａ，６５Ａ，７４内の耐熱金属層３４、第２の非晶質シリコン層３３、第１の非晶質シリコン層３１およびゲート絶縁層３０を食刻して夫々走査線１１の一部と蓄積容量線１６の一部とガラス基板２を露出する。
【００４８】
そしてガラス基板２の全面にＳＰＴ等の真空製膜装置を用いて膜厚０．１〜０．２μｍ程度の透明導電層９１として例えばＩＺＯまたはＩＴＯあるいはこれらの混晶体を被着し、さらに低抵抗金属層として膜厚０．３μｍ程度のＡＬまたはＡＬ（Ｎｄ）合金薄膜層３５を順次被着した後、微細加工技術により感光性有機絶縁層パターン８６Ａ，８６Ｂを用いてＡＬ薄膜層３５と透明導電層９１と耐熱金属層３４Ａと第２の非晶質シリコン層３３Ａと第１の非晶質シリコン層３１Ａを除去して保護絶縁層３２Ｄとゲート絶縁層３０Ａを露出し、図１（ｄ）と図２（ｄ）に示したように保護絶縁層３２Ｄと一部重なるように透明導電層９１Ａと低抵抗金属層３５Ａとの積層よりなり絶縁ゲート型トランジスタのソース配線も兼ねる信号線１２と、透明導電層９１Ｂと低抵抗金属層３５Ｂとの積層よりなり擬似絵素電極Ｐ２２も兼ねる絶縁ゲート型トランジスタのドレイン電極２１を選択的に形成し、ソース・ドレイン配線１２，２１の形成と同時に開口部６３Ａ内に露出している走査線の一部を含んで走査線の擬似電極端子Ｐ５と、画像表示部外の領域で信号線の一部よりなる擬似電極端子Ｐ６も同時に形成する。以降の説明では省略するが同様に開口部６５Ａ内に露出している蓄積容量線１６の一部を含んで番号は付与しないが蓄積容量線１６の電極端子も形成する。
【００４９】
なお、ソース・ドレイン配線１２，２１の形成に当たり、ＩＺＯまたはＩＴＯあるいはこれらの混晶体よりなる透明導電層９１には結晶性が皆無に近い非晶質の膜質のものを作製すると、低低抵抗金属層としてＡＬまたはＡＬ（Ｎｄ）合金薄膜層３５のエッチングに用いる燐酸系のエッチング液で連続して透明導電層９１を除去することが出来るので、エッチング工程が簡素化されて低コスト化が推進される。
【００５０】
この時に信号線１２に対応した領域８６Ａ（黒領域）の膜厚が例えば３μｍで、ドレイン電極も兼ねる擬似絵素電極Ｐ２２と擬似電極端子Ｐ５，Ｐ６に対応した領域８６Ｂ（中間調領域）の膜厚が１．５μｍであるような厚い感光性有機絶縁層パターン８６Ａ，８６Ｂをハーフトーン露光技術により形成しておくことが第１の実施例の重要な特徴である。擬似電極端子Ｐ５，Ｐ６に対応した８６Ｂの最小寸法は数１０μｍと大きく、フォトマスク製作もまたその仕上がり寸法管理も極めて容易であるが、信号線１２に対応した領域８６Ａの最小寸法は４〜８μｍと比較的寸法精度が高いので黒領域としては細いパターンを必要とする。しかしながら現在一部で量産中のハーフトーン露光技術を用いて１枚のフォトマスクでチャネルエッチ型絶縁ゲート型トランジスタの半導体層領域とソース・ドレイン配線を形成する合理化された４枚マスク・プロセスでは１回の露光処理と２回の食刻処理でソース・ドレイン配線１２，２１を形成しており、それと比較すると、本発明のソース・ドレイン配線１２，２１は１回の露光処理と１．５回の食刻処理（後述するように２回目の食刻は低抵抗金属層３５Ａ、３５Ｂのみである）で形成されるためにパターン幅の変動する要因が少なく、ソース・ドレイン配線１２，２１の寸法管理も、ソース・ドレイン配線１２，２１間すなわちチャネル長の寸法管理も従来のハーフトーン露光技術を用いた４枚マスク・プロセスよりはパターン精度の管理が容易である。またチャネルエッチ型の絶縁ゲートトランジスタと比較するとエッチストップ型の絶縁ゲート型トランジスタのＯＮ電流を決定するのは保護絶縁層３２Ｄの寸法であってソース・ドレイン配線１２，２１間の寸法ではないことからもプロセス管理がさらに容易となることを理解されたい。
【００５１】
ソース・ドレイン配線１２，２２の形成後、酸素プラズマ等の灰化手段により上記感光性有機絶縁層パターン８６Ａ，８６Ｂを１．５μｍ以上膜減りさせると、図１（ｅ）と図２（ｅ）に示したように感光性有機絶縁層パターン８６Ｂが消失して擬似絵素電極（ドレイン電極）Ｐ２２と擬似電極端子Ｐ５，Ｐ６上の低抵抗金属層３５Ａ〜３５Ｃが露出すると共に信号線１２上にのみ膜減りした感光性有機絶縁層パターン８６Ｃをそのまま残すことができるが、上記酸素プラズマ処理で感光性有機絶縁層パターン８６Ｃが等方的に膜減りして感光性樹脂パターン８６Ｃのパターン幅が細くなると信号線１２の上面が露出し、液晶表示装置としての信頼性が低下するので酸素プラズマ処理にはＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）方式、さらに高密度のプラズマ源を有するＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓａｍａ）方式やＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓａｍａ）方式の酸素プラズマ処理で異方性を強めてパターン寸法の変化を抑制することが望ましい。
【００５２】
そして膜減りした感光性有機絶縁層パターン８６Ｃをマスクとして低抵抗金属層３５Ａ〜３５Ｃを除去すると、図１（ｆ）と図２（ｆ）に示したように透明導電性の電極９１Ａ〜９１Ｃが露出し、夫々信号線の電極端子６Ａ，絵素電極２２及び走査線の電極端子５Ａが得られる。ＡＬまたはＡＬ（Ｎｄ）よりなる低抵抗金属層３５Ａ〜３５Ｃの除去に当たり、先述したようにＩＺＯまたはＩＴＯあるいはこれらの混晶体よりなる透明導電層９１に結晶性が皆無に近い非晶質の膜質のものを採用していても、低抵抗金属層３５Ａ〜３５Ｃの除去前に２５０℃前後の基板加熱を施すとＩＺＯまたはＩＴＯあるいはこれらの混合体よりなる透明導電層９１Ａ〜９１Ｃは結晶化が促進され、微結晶化あるいは多結晶化して膜質が緻密化し燐酸系のエッチング液に対する耐性が生ずるので、低抵抗金属層３５Ａ〜３５Ｃを燐酸系のエッチング液で除去しても透明導電性の絵素電極２２と電極端子５Ａ，６Ａが膜減りする不具合を回避または抑制することができる。
【００５３】
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９を貼り合わせて液晶パネル化し、本発明の実施例１が完了する。実施例１では感光性有機絶縁層パターン８６Ｃは液晶に接しているので、感光性有機絶縁層パターン８６Ｃはノボラック系の樹脂を主成分とする通常の感光性樹脂ではなく、純度が高く主成分にアクリル樹脂やポリイミド樹脂を含む耐熱性の高い感光性有機絶縁層を用いることが大切であり、感光性有機絶縁層の材質によっては加熱することで流動化させて信号線１２の側面を覆うように構成することも可能で、この場合には液晶パネルとして信頼性が一段と向上する。蓄積容量１５の構成に関しては図１（ｆ）に示したように絵素電極２２と蓄積容量線１６とが耐熱金属層３４Ｅと第２の非晶質シリコン層３３Ｅと第１の非晶質シリコン層３１Ｅ（何れも図示せず）とゲート絶縁層３０Ａを介して平面的に重なっている領域５１（右下がり斜線部）が蓄積容量１５を構成する場合を例示しているが、蓄積容量１５の構成はこれに限られるものではなく、前段の走査線１１と絵素電極２２との間にゲート絶縁層３０Ａを含む絶縁層を介して構成しても良い。静電気対策は図１（ｆ）に示したようにアクティブ基板２の外周に静電気対策用の透明導電層パターン４０を配置し、透明導電層パターン４０を透明導電性の電極端子５Ａ，６Ａに接続して構成する従来例の静電気対策でも良いが、ゲート絶縁層３０への開口部形成工程が付与されて走査線を露出する工程を有するのでその他の静電気対策も容易である。
【００５４】
実施例１では信号線１２上のみに有機絶縁層を形成して絵素電極２２は導電性を保ったまま露出しているが、これでも十分な信頼性が得られる理由は液晶セルに印可される駆動信号は基本的に交流であり、カラーフィルタ９の対向面上に形成された対向電極１４と絵素電極２２との間には直流電圧成分が少なくなるように対向電極１４の電圧は画像検査時に調整されるので（フリッカ低減調整）、従って信号線１２上にのみ直流成分が流れないように絶縁層を形成しておけば良いからである。
【００５５】
このように実施例１では感光性有機絶縁層を用いてソース・ドレイン配線を形成し、かつ信号線１２上にのみ感光性有機絶縁層をそのまま残しており、従来の製造方法と比較するとソース・ドレイン配線を形成するための感光性樹脂パターンの除去工程と、パシベーション絶縁層の形成工程と、パシベーション絶縁層への開口部形成工程を不要とする製造工程の削減を推進している。しかしながら有機絶縁層の厚みが通常は１μｍ以上あるので高精細パネルで画素が小さい場合にはラビング布を用いた配向膜の配向処理でその段差が非配向状態をもたらす、あるいは液晶セルのギャップ精度の確保に支障が出る恐れもある。そこで実施例２では最小限度の工程数の追加で有機絶縁層に代わるパシベーション技術を具備させるものである。
【実施例２】
【００５６】
実施例２では図３（ｃ）と図４（ｃ）に示したように走査線１１と蓄積容量線１６へのコンタクト６３Ａ，６５Ａ及び絵素電極形成領域に開口部７４を形成するまでは実施例１と同一の製造工程で進行する。ただし、耐熱金属層３４は陽極酸化可能な金属である必要があり高融点金属の中でもＣｒ，Ｍｏ，Ｗ等の単体は適していないので、少なくともＴｉ、好ましくはＴａまたは高融点金属のシリサイドが選択される。
【００５７】
その後ガラス基板２の全面にＳＰＴ等の真空製膜装置を用いて膜厚０．１〜０．２μｍ程度の透明導電層９１として例えばＩＺＯまたはＩＴＯあるいはこれらの混晶体を被着し、さらに陽極酸化可能な低抵抗金属層として膜厚０．３μｍ程度のＡＬまたはＡＬ（Ｎｄ）合金薄膜層３５を順次被着した後、微細加工技術により感光性樹脂パターン８７Ａ，８７Ｂを用いてＡＬまたはＡＬ（Ｎｄ）合金薄膜層３５と透明導電層９１と耐熱金属層３４Ａと第２の非晶質シリコン層３３Ａと第１の非晶質シリコン層３１Ａを除去して保護絶縁層３２Ｄとゲート絶縁層３０Ａを露出し、図３（ｄ）と図４（ｄ）に示したように保護絶縁層３２Ｄと一部重なるように透明導電層９１Ａと低抵抗金属層３５Ａとの積層よりなり絶縁ゲート型トランジスタのソース配線も兼ねる信号線１２と、透明導電層９１Ｂと低抵抗金属層３５Ｂとの積層よりなり擬似絵素電極Ｐ２２も兼ねる絶縁ゲート型トランジスタのドレイン電極２１を選択的に形成し、ソース・ドレイン配線１２，２１の形成と同時に露出している走査線の一部を含んで走査線の擬似電極端子Ｐ５と、画像表示部外の領域で信号線の一部よりなる擬似電極端子Ｐ６も同時に形成する。この時にドレイン電極も兼ねる擬似絵素電極２２と擬似電極端子Ｐ５，Ｐ６に対応した領域８７Ａ（黒領域）の膜厚が例えば３μｍで、信号線１２に対応した領域８７Ｂ（中間調領域）の膜厚が１．５μｍであるような感光性樹脂パターン８７Ａ，８７Ｂをハーフトーン露光技術により形成しておくことが実施例２の重要な特徴である。
【００５８】
ソース・ドレイン配線１２，２２の形成後、酸素プラズマ等の灰化手段により上記感光性樹脂パターン８７Ａ，８７Ｂを１．５μｍ以上膜減りさせると、感光性樹脂パターン８７Ｂが消失して信号線１２（３５Ａ）が露出すると共にドレイン電極も兼ねる擬似絵素電極Ｐ２２上と擬似電極端子Ｐ５，Ｐ６上に膜減りした感光性樹脂パターン８７Ｃをそのまま残すことができる。上記酸素プラズマ処理で感光性樹脂パターン８７Ｃのパターン幅が細くなっても大きなパターン寸法を有する擬似絵素電極２２と擬似電極端子５，６の周囲に陽極酸化層が形成されるだけで、電気特性と歩留及び品質に与える影響は殆ど無いのは都合の良い特徴である。
【００５９】
そして感光性樹脂パターン８７Ｃをマスクとして図３（ｅ）と図４（ｅ）に示したように信号線１２を陽極酸化してその表面に陽極酸化層６９（１２）を形成する。信号線１２の上面には低抵抗金属層であるＡＬまたはＡＬ合金薄膜層３５Ａが、そして信号線１２のチャネル側の側面にはＡＬまたはＡＬ合金薄膜層３５Ａと、透明導電層９１Ａと、耐熱金属層であるＴｉ薄膜層３４Ａ１（図示せず）と、第２の非晶質シリコン層３３Ａ１（図示せず）との積層が露出しており、信号線１２のチャネル側と反対側の側面ではさらに第１の非晶質シリコン層３１Ａ１（図示せず）も積層され、陽極酸化によってＡＬまたはＡＬ合金薄膜層３５Ａは絶縁層である（ＡＬ２Ｏ３）・アルミナまたは酸化アルミニウム６９（１２）に、図示はしないがＴｉ薄膜層３４Ａ１は半導体である（ＴｉＯ２）・酸化チタン６８（１２）に、第２の非晶質シリコン層３３Ａ１は不純物を含む酸化シリコン層（ＳｉＯ２）６６に、第１の非晶質シリコン層３１Ａ１は不純物を含まない酸化シリコン層（ＳｉＯ２）６７に夫々変質する。擬似絵素電極Ｐ２２の上面は感光性樹脂パターン８７Ｃで覆われており、そしてチャネル側の一方の側面にはＡＬまたはＡＬ合金薄膜層３５Ｂと、透明導電層９１Ｂと、耐熱金属層であるＴｉ薄膜層３４Ａ２（図示せず）と第２の非晶質シリコン層３３Ａ２（図示せず）との積層が、チャネルと反対側の他方の側面にはＡＬまたはＡＬ合金薄膜層３５Ｂと透明導電層９１Ｂとの積層が露出しており、同様にこれらの薄膜層の陽極酸化層が形成される。酸化チタン層６８は絶縁層ではないが膜厚が極めて薄く露出面積も小さいのでパシベーション上はまず問題とならないが、耐熱金属薄膜層３４ＡもＴａを選択しておくことが望ましい。しかしながらＴａはＴｉと異なり下地の表面酸化層を吸収してオーミック接触を容易にする機能に欠ける特性に注意する必要がある。ＩＺＯまたはＩＴＯまたはこれらの混晶体よりなる透明導電層９１Ａは陽極酸化しても絶縁性の酸化層が形成される事は無い。
【００６０】
信号線１２の陽極酸化時、絵素電極９１Ｂ上の低抵抗金属層３５Ｂの側面には絶縁層であるアルミナ６９（３５Ｂ）が形成され、また信号線の擬似電極端子Ｐ６上の低抵抗金属層３５Ａの側面には図示はしないが絶縁層であるアルミナ６９（３５Ａ）が形成される。静電気対策で走査線と信号線の電極端子５，６間が導電性媒体で接続されていれば導電性媒体を通して信号線１２から化成電流が流れるので低抵抗金属層３５Ｃよりなる走査線の擬似電極端子Ｐ５の側面にも同じく６９（３５Ｃ）が形成される。ただし、導電性媒体の抵抗値が一般的には高いので６９（３５Ｃ）の膜厚は通常６９（３５Ａ）の膜厚よりも一段と薄いものである。
【００６１】
陽極酸化で形成されるアルミナ６９、酸化チタン６８、酸化シリコン層６６の各酸化層の膜厚は配線のパシベーションとしては０．１〜０．２μｍ程度で十分であり、エチレングリコール等の化成液を用いて印可電圧は同じく１００Ｖ超で実現する。このように陽極酸化層６９（１２）の膜厚は０．１〜０．２μｍ程度で十分なパシベーション性能が得られるので、配向処理で不具合が生ずる恐れは皆無である。ソース・ドレイン配線１２，２１の陽極酸化に当たって留意すべき事項は、図示はしないが全ての信号線１２は電気的に並列または直列に形成されている必要があり、後に続く製造工程の何処かでこ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。これは以降の実施例でも共通する事項で、解除手段としてはレーザ光の照射による蒸散、またはスクライブによる機械的切除が簡易的であるが詳細な説明は省略する。
【００６２】
陽極酸化終了後、感光性樹脂パターン８７Ｃを除去すると図３（ｆ）と図４（ｆ）に示したようにその側面に陽極酸化層６９（３５Ｂ）を形成された低抵抗金属層３５Ｂよりなる擬似絵素電極Ｐ２２と、低抵抗金属層３５Ａ，３５Ｃよりなる擬似電極端子Ｐ６，Ｐ５が露出する。
【００６３】
さらに信号線１２上の陽極酸化層６９（１２）をマスクとして露出している低抵抗金属層３５Ａ〜３５Ｃを除去すると、図３（ｇ）と図４（ｇ）に示したように透明導電層９１Ａ〜９１Ｃが露出し、夫々信号線の電極端子６Ａ、絵素電極２２及び走査線の電極端子５Ａとして機能する。なお、擬似絵素電極Ｐ２２（３５Ｂ）の側面と信号線の擬似電極端子Ｐ６の側面に形成された陽極酸化層６９（３５Ｂ）と６９（３５Ａ）は存在母体（３５Ｂ，３５Ａ）が消失するのでリフトオフされて消失する。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９を貼り合わせて液晶パネル化し、本発明の実施例２が完了する。蓄積容量１５の構成に関しては実施例１と同一である。
【００６４】
実施例２では信号線１２上のみに陽極酸化層を形成して絵素電極２２は導電性を保ったまま露出しているが、これでも十分な信頼性が得られる理由は液晶セルに印可される駆動信号は基本的に交流であり、カラーフィルタ９の対向面上に形成された対向電極１４と絵素電極２２との間には直流電圧成分が少なくなるように対向電極１４の電圧は画像検査時に調整されるので（フリッカ低減調整）、従って信号線１２上にのみ直流成分が流れないように絶縁層を形成しておけば良いからである。厳密に述べると信号線１２の下側面には透明導電層９１Ａが露出しているが、その露出量は精々０．１μｍの幅と小さく、例えば信号線１２のパターン幅が４μｍとすると、およそ１／４０しかないので信号線１２の上面に絶縁層が形成されていれば、露出している透明導電層９１Ａからの直流成分で液晶が劣化することは無視して良い程である。
【００６５】
このように実施例１と実施例２ではエッチストップ型の絶縁ゲート型トランジスタを採用し、絵素電極と信号線の同時形成並びにパシベーション絶縁層を不要とする工程削減を実現しているが、アクティブ基板の製作に必要なマスク枚数は走査線の形成工程，保護絶縁層の形成工程、コンタクトの形成工程、ソース・ドレイン配線の形成工程及び絵素電極の形成工程と、４枚止まりに過ぎない。その他の主要工程を合理化して更なる低コスト化を実現する事も本発明の主題であり、以下の実施例では絵素電極と信号線の同時形成並びにパシベーション絶縁層を不要とする工程削減を維持しつつ他の主要工程を合理化して３枚マスク・プロセスを実現する創意・発明について説明する。
【実施例３】
【００６６】
実施例３では実施例１と同様に先ずガラス基板２の一主面上にＳＰＴ等の真空製膜装置を用いて膜厚０．１〜０．３μｍ程度の第１の金属層として例えばＣｒ，Ｔａ，Ｍｏ等あるいはそれらの合金やシリサイドを被着する。後述するが走査線の側面に形成される絶縁層に陽極酸化層を選択する場合にはその陽極酸化層が絶縁性を保有する必要があり、その場合にはＴａ単体では抵抗が高いこととＡＬ単体では耐熱性が乏しいことを考慮すると、走査線の低抵抗化のために走査線の構成としては耐熱性の高いＡＬ（Ｚｒ，Ｔａ，Ｎｄ）合金等の単層構成あるいはＡＬ／Ｔａ，Ｔａ／ＡＬ／Ｔａ，ＡＬ／ＡＬ（Ｔａ，Ｚｒ，Ｎｄ）合金等の積層構成が選択可能である。なおＡＬ（Ｔａ，Ｚｒ，Ｎｄ）は耐熱性を高めるため、Ｔａ，Ｚｒ，Ｎｄ等を最大数％程度含有するＡＬ合金を意味している。
【００６７】
次にガラス基板２の全面にＰＣＶＤ装置を用いてゲート絶縁層となる第１のＳｉＮｘ層３０、不純物をほとんど含まず絶縁ゲート型トランジスタのチャネルとなる第１の非晶質シリコン層３１、及びチャネルを保護する絶縁層となる第２のＳｉＮｘ層３２と３種類の薄膜層を例えば、０．３−０．０５−０．１μｍ程度の膜厚で順次被着し、そして図５（ａ）と図６（ａ）に示したように保護絶縁層形成領域、すなわちゲート電極１１Ａ上の領域８３Ａの膜厚が例えば２μｍで、走査線１１と蓄積容量線１６に対応した形成領域８３Ｂの膜厚が１μｍであるような感光性樹脂パターン８３Ａ，８３Ｂをハーフトーン露光技術により形成し、感光性樹脂パターン８３Ａ，８３Ｂをマスクとして第２のＳｉＮｘ層３２、第１の非晶質シリコン層３１、ゲート絶縁層３０及び第１の金属層を選択的に除去してガラス基板２を露出する。走査線１１の線幅は抵抗値の関係から最小でも通常１０μｍ以上の大きさを有するので８３Ｂ（中間調領域）を形成するためのフォトマスクの作製もその仕上がり寸法の精度管理も容易である。
【００６８】
続いて酸素プラズマ等の灰化手段により上記感光性樹脂パターン８３Ａ，８３Ｂを１μｍ以上膜減りさせると感光性樹脂パターン８３Ｂが消失して第２のＳｉＮｘ層３２Ａ，３２Ｂ（図示せず）が露出すると共に保護絶縁層形成領域上にのみ膜減りした感光性樹脂パターン８３Ｃをそのまま残す形成することができる。上記酸素プラズマ処理ではパターン寸法の変化を抑制するため異方性を強めることが望ましい。具体的にはＲＩＥ方式、さらに高密度のプラズマ源を有するＩＣＰ方式やＴＣＰ方式の酸素プラズマ処理がより望ましい。あるいはレジストパターンの寸法変化量を見込んでレジストパターン８３Ａのパターン寸法をあらかじめ大きく設計する、またはレジストパターン８３Ａのパターン寸法が大きくなるような露光・現像条件でプロセス的な対応を図る等の処置が望ましい。
【００６９】
引き続き図５（ｂ）と図６（ｂ）に示したように膜減りした感光性樹脂パターン８３Ｃをマスクとして第２のＳｉＮｘ層３２Ａをゲート電極１１Ａよりも幅細く選択的に食刻して保護絶縁層３２Ｄとするとともに走査線１１上と蓄積容量線１６上の第１の非晶質シリコン層３１Ａ，３１Ｂを夫々露出する。
【００７０】
前記感光性樹脂パターン８３Ｃを除去した後、図５（ｃ）と図６（ｃ）に示したようにゲート電極１１Ａの側面に絶縁層７６を形成する。このためには図１３に示したように、走査線１１（蓄積容量線１６も同様であるがここでは図示を略す）を並列に束ねる配線７７とガラス基板２の外周部で電着または陽極酸化時に電位を与えるための接続パターン７８が必要であり、さらにプラズマＣＶＤによる非晶質シリコン層３１とシリコン窒化層３０，３２の適当なマスク手段を用いた製膜領域７９が接続パターン７８より内側に限定され、少なくとも接続パターン７８上に絶縁層が形成されていない必要がある。感光性樹脂パターン８３Ｃ（７８）に刃先の鋭い鰐口クリップ等の接続手段を用いて感光性樹脂パターン８３Ｃを突き破り、接続パターン７８から走査線１１に＋（プラス）電位を与えてエチレングリコールを主成分とする化成液中にガラス基板２を浸透させて陽極酸化を行うと走査線１１がＡＬ系の合金であれば、例えば化成電圧２００Ｖで０．３μｍの膜厚を有するアルミナ（ＡＬ２Ｏ３）が形成される。電着の場合には文献、月間「高分子加工」２００２年１１月号にも示されているようにペンダントカルボシキル基含有ポリイミド電着液を用いて電着電圧数Ｖで０．３μｍの膜厚を有するポリイミド樹脂層が形成される。走査線１１と蓄積容量線１６の露出している側面への絶縁層形成に当たって留意すべき事項は、後に続く製造工程の何処かで少なくとも走査線１１の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。解除手段としてはレーザ光の照射による蒸散、またはスクライブによる機械的切除が簡易的であるが詳細な説明は省略する。
【００７１】
なお実施例３では走査線の側面に絶縁層７６を形成することにより走査線１１上のゲート絶縁層３０Ａに生じているピンホールが絶縁層であるアルミナまたはポリイミド樹脂で埋められるため、走査線１１と後続の工程で形成されるソース・ドレイン配線１２，２１との間の層間短絡が抑制され、歩留が向上する副次的な効果もあることを忘れてはならない。
【００７２】
この後は実施例１と同一の製造工程を進行し、ＰＣＶＤ装置を用いてガラス基板２の全面に不純物として例えば燐を含む第２の非晶質シリコン層３３を例えば０．０５μｍ程度の膜厚で被着し、さらにＳＰＴ等の真空製膜装置を用いて膜厚０．１μｍ程度の耐熱金属層として例えばＴｉ，Ｃｒ，Ｍｏ等の薄膜層３４を被着した後、図５（ｄ）と図６（ｄ）に示したように微細加工技術により画像表示部外の領域で走査線１１上と蓄積容量線１６上に選択的に開口部６３Ａ，６５Ａと、画像表示部内の絵素電極形成領域には開口部７４を形成し、前記開口部６３Ａ，６５Ａ，７４内の耐熱金属層３４、第２の非晶質シリコン層３３、第１の非晶質シリコン層３１Ａ，３１Ｂおよびゲート絶縁層３０Ａ，３０Ｂを食刻して夫々走査線１１の一部と蓄積容量線１６の一部とガラス基板２を露出する。
【００７３】
ソース・ドレイン配線の形成工程では、ガラス基板２の全面にＳＰＴ等の真空製膜装置を用いて膜厚０．１〜０．２μｍ程度の透明導電層９１として例えばＩＺＯまたはＩＴＯあるいはこれらの混晶体を被着し、さらに低抵抗金属層として膜厚０．３μｍ程度のＡＬまたはＡＬ（Ｎｄ）合金薄膜層３５を順次被着した後、信号線１２に対応した領域８６Ａの膜厚が例えば３μｍで、ドレイン電極も兼ねる擬似絵素電極Ｐ２２と擬似電極端子Ｐ５，Ｐ６に対応した領域８６Ｂの膜厚が１．５μｍであるような感光性有機絶縁層パターン８６Ａ，８６Ｂをハーフトーン露光技術により形成し、感光性有機絶縁層パターン８６Ａ，８６Ｂを用いてＡＬまたはＡＬ（Ｎｄ）合金薄膜層３５と透明導電層９１と耐熱金属層３４Ａと第２の非晶質シリコン層３３Ａと第１の非晶質シリコン層３１Ａ，３１Ｂを除去して保護絶縁層３２Ｄとゲート絶縁層３０Ａ，３０Ｂを露出し、図５（ｅ）と図６（ｅ）に示したように保護絶縁層３２Ｄと一部重なるように９１Ａと３５Ａとの積層よりなり絶縁ゲート型トランジスタのソース配線も兼ねる信号線１２と、９１Ｂと３５Ｂとの積層よりなり擬似絵素電極Ｐ２２も兼ねる絶縁ゲート型トランジスタのドレイン電極２１を選択的に形成し、ソース・ドレイン配線１２，２１の形成と同時に開口部６３Ａ内に露出している走査線の一部を含んで走査線の擬似電極端子Ｐ５と、画像表示部外の領域で信号線の一部よりなる擬似電極端子Ｐ６も同時に形成する。
【００７４】
ソース・ドレイン配線１２，２１の形成後、酸素プラズマ等の灰化手段により上記感光性有機絶縁層パターン８６Ａ，８６Ｂを１．５μｍ以上膜減りさせると、図５（ｆ）と図６（ｆ）に示したように感光性有機絶縁層パターン８６Ｂが消失してドレイン電極も兼ねる擬似絵素電極Ｐ２２上と擬似電極端子Ｐ５，Ｐ６上の低抵抗金属層３５Ａ〜３５Ｃが露出すると共に信号線１２上にのみ膜減りした感光性有機絶縁層パターン８６Ｃをそのまま残すことができるので、膜減りした感光性有機絶縁層パターン８６Ｃをマスクとして低抵抗金属層３５Ａ〜３５Ｃを除去して、図５（ｇ）と図６（ｇ）に示したように透明導電性の絵素電極２２と透明導電性の電極端子５Ａ，６Ａを形成する。
【００７５】
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９を貼り合わせて液晶パネル化し、本発明の実施例３が完了する。実施例３でも感光性有機絶縁層パターン８６Ｃは液晶に接しているので、感光性樹脂パターン８６Ｃはノボラック系の樹脂を主成分とする通常の感光性樹脂ではなく、純度が高く主成分にアクリル樹脂やポリイミド樹脂を含む耐熱性の高い感光性有機絶縁層を用いることが大切である。蓄積容量１５の構成に関しては実施例１と同一である。
【実施例４】
【００７６】
実施例１と実施例２の関係と同様に実施例４では実施例３に最小限度の工程数の追加で有機絶縁層に代わるパシベーション技術を具備させるものである。実施例４では図７（ｄ）と図８（ｄ）に示したように微細加工技術により、画像表示部外の領域で走査線１１上と蓄積容量線１６上に開口部６３Ａ，６５Ａと、画像表示部内の絵素電極形成領域には開口部７４を形成し、前記開口部内の耐熱金属層３４、第２の非晶質シリコン層３３、第１の非晶質シリコン層３１Ａ，３１Ｂおよびゲート絶縁層３０Ａ，３０Ｂを食刻して夫々走査線１１の一部と蓄積容量線１６の一部とガラス基板２を露出するまでは実施例３と同一の製造工程で進行する。
【００７７】
ソース・ドレイン配線の形成工程では、ガラス基板２の全面にＳＰＴ等の真空製膜装置を用いて膜厚０．１〜０．２μｍ程度の透明導電層９１として例えばＩＺＯまたはＩＴＯあるいはこれらの混晶体を被着し、さらに陽極酸化可能な低抵抗金属層として膜厚０．３μｍ程度のＡＬまたはＡＬ（Ｎｄ）合金薄膜層３５を順次被着した後、ハーフトーン露光技術によりドレイン電極も兼ねる擬似絵素電極Ｐ２２と擬似電極端子Ｐ５，Ｐ６に対応した領域８７Ａの膜厚が例えば３μｍで、信号線１２に対応した領域８７Ｂの膜厚が１．５μｍであるような感光性樹脂パターン８７Ａ，８７Ｂを形成し、感光性樹脂パターン８７Ａ，８７Ｂを用いてＡＬまたはＡＬ（Ｎｄ）合金薄膜層３５と透明導電層９１と耐熱金属層３４Ａと第２の非晶質シリコン層３３Ａと第１の非晶質シリコン層３１Ａを除去して保護絶縁層３２Ｄとゲート絶縁層３０Ａ，３０Ｂを露出し、図７（ｅ）と図８（ｅ）に示したように保護絶縁層３２Ｄと一部重なるように９１Ａと３５Ａとの積層よりなり絶縁ゲート型トランジスタのソース配線も兼ねる信号線１２と、９１Ｂと３５Ｂとの積層よりなり擬似絵素電極Ｐ２２も兼ねる絶縁ゲート型トランジスタのドレイン電極２１を選択的に形成し、ソース・ドレイン配線１２，２１の形成と同時に露出している開口部（コンタクト）６３Ａ，６５Ａを含んで走査線の擬似電極端子Ｐ５と、蓄積容量線１６の擬似電極端子と、信号線の一部よりなる擬似電極端子Ｐ６も同時に形成する。
【００７８】
ソース・ドレイン配線１２，２１の形成後、酸素プラズマ等の灰化手段により上記感光性樹脂パターン８７Ａ，８７Ｂを１．５μｍ以上膜減りさせると感光性樹脂パターン８７Ｂが消失して信号線１２（３５Ａ）が露出すると共にドレイン電極も兼ねる擬似絵素電極Ｐ２２上と擬似電極端子Ｐ５，Ｐ６上に膜減りした感光性樹脂パターン８７Ｃをそのまま残すことができる。そして膜減りした感光性樹脂パターン８７Ｃをマスクとして図７（ｆ）と図８（ｆ）に示したように信号線１２を陽極酸化してその表面に陽極酸化層６９（１２）を形成する。
【００７９】
陽極酸化終了後、感光性樹脂パターン８７Ｃを除去すると図７（ｇ）と図８（ｇ）に示したようにその側面に陽極酸化層６９（３５Ｂ）を形成された低抵抗金属層３５Ｂよりなる擬似絵素電極Ｐ２２と、低抵抗金属層３５Ａ，３５Ｃよりなる擬似電極端子Ｐ６，Ｐ５が露出する。
【００８０】
さらに信号線１２上の陽極酸化層６９（１２）をマスクとして低抵抗金属層３５Ａ〜３５Ｃを除去すると、図７（ｈ）と図８（ｈ）に示したように透明導電層９１Ａ〜９１Ｃが露出し、夫々信号線の電極端子６Ａ、絵素電極２２及び走査線の電極端子５Ａとして機能する。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９を貼り合わせて液晶パネル化し、本発明の実施例４が完了する。蓄積容量１５の構成に関しては実施例１と同一である。
【００８１】
このように実施例３と実施例４でもエッチストップ型の絶縁ゲート型トランジスタを採用し、走査線と保護絶縁層の形成工程、コンタクトの形成工程、ソース・ドレイン配線の形成工程及び絵素電極の形成工程と、３枚のフォトマスクを用いて液晶表示装置を得ているが、本発明による絵素電極と信号線の同時形成技術をチャネルエッチ型の絶縁ゲート型トランジスタを用いたアクティブ基板に適用した実施例を以降で説明する。
【実施例５】
【００８２】
走査線１１とカラーフィルタ上の対向電極１４との間で直流電流が流れて液晶が劣化しないように適当な絶縁層を露出した走査線に付与する事ができれば半導体層領域を形成するに際して半導体層に加えてゲート絶縁層をも除去して走査線を露出することによりコンタクト形成工程を削減する事も可能となるので、それを実施例５で説明する。
【００８３】
実施例５でも他の実施例と同様に図９（ａ）と図１０（ａ）に示したように、先ず走査線１１と蓄積容量線１６を選択的に形成する。次にガラス基板２の全面にＰＣＶＤ装置を用いてゲート絶縁層となる第１のＳｉＮｘ層３０、不純物をほとんど含まず絶縁ゲート型トランジスタのチャネルとなる第１の非晶質シリコン層３１、及び例えば不純物として燐を含み絶縁ゲート型トランジスタのソース・ドレインとなる第２の非晶質シリコン層３３と３種類の薄膜層を例えば、０．３−０．２−０．０５μｍ程度の膜厚で順次被着し、さらにＳＰＴ等の真空製膜装置を用いて膜厚０．１μｍ程度の耐熱金属層として例えばＴｉ，Ｃｒ，Ｍｏ等の高融点金属よりなる耐熱金属層またはそれらのシリサイドよりなる薄膜層３４を被着する。
【００８４】
次に図９（ｂ）と図１０（ｂ）に示したように微細加工技術により耐熱金属層３４、第２の非晶質シリコン層３３、第１の非晶質シリコン層３１及びゲート絶縁層３０を順次選択的に除去して絶縁ゲート型トランジスタの半導体層形成領域すなわちゲート電極１１Ａ近傍と、走査線１１と信号線１２が交差する領域の近傍と、蓄積容量線１６と信号線１２とが交差する領域の近傍と、蓄積容量形成領域すなわち大半の蓄積容量１６線上とその近傍に夫々耐熱金属層３４Ａ，３４Ａ１〜３４Ａ３、第２の非晶質シリコン層３３Ａ，３３Ａ１〜Ａ３、第１の非晶質シリコン層３１Ａ，３１Ａ１〜Ａ３及びゲート絶縁層３０Ａ，３０Ａ１〜Ａ３との積層からなる半導体層領域を形成し、走査線１１と蓄積容量線１６を露出する。
【００８５】
そしてガラス基板２の全面にＳＰＴ等の真空製膜装置を用いて膜厚０．１〜０．２μｍ程度の透明導電層９１として例えばＩＺＯまたはＩＴＯあるいはこれらの混晶体を被着し、さらに低抵抗金属層として膜厚０．３μｍ程度のＡＬまたはＡＬ（Ｎｄ）合金薄膜層３５を順次被着した後、微細加工技術により感光性樹脂パターン８８Ａ，８８Ｂを用いてＡＬまたはＡＬ（Ｎｄ）合金薄膜層３５と透明導電層９１と耐熱金属層３４Ａと第２の非晶質シリコン層３３Ａ，３３Ａ１〜Ａ３を食刻して除去し、第１の非晶質シリコン層３１Ａ，３１Ａ１〜Ａ３は０．０５〜０．１μｍ程度残して食刻することにより、図９（ｃ）と図１０（ｃ）に示したようにゲート電極１１Ａと一部重なるように低抵抗金属層３５Ａと透明導電層９１Ａとの積層よりなり絶縁ゲート型トランジスタのソース配線も兼ねる信号線１２と、低抵抗金属層３５Ｂと透明導電層９１Ｂとの積層よりなり擬似絵素電極Ｐ２２も兼ねる絶縁ゲート型トランジスタのドレイン電極２１を選択的に形成し、ソース・ドレイン配線１２，２１の形成と同時に画像表紙部外の領域で露出している走査線１１の一部を含んで走査線の擬似電極端子Ｐ５と、信号線の一部よりなる擬似電極端子Ｐ６も同時に形成する。
【００８６】
この時に信号線１２と擬似電極端子Ｐ５，Ｐ６に対応した領域８８Ａ（黒領域）の膜厚が例えば３μｍで、ドレイン電極も兼ねる擬似絵素電極Ｐ２２に対応した領域８８Ｂ（中間調領域）の膜厚が１．５μｍであるような感光性樹脂パターン８８Ａ，８８Ｂをハーフトーン露光技術により形成しておくことが実施例５の重要な特徴である。擬似電極端子５，６に対応した８８Ｂの最小寸法は数１０μｍと大きく、フォトマスク製作もまたその仕上がり寸法管理も極めて容易であるが、信号線１２に対応した領域８８Ａの最小寸法は４〜８μｍと比較的寸法精度が高いので黒領域としては細いパターンを必要とする。しかしながら本発明のソース・ドレイン配線１２，２１は１回の露光処理と１．５回の食刻処理で形成されるためにパターン幅の変動する要因が少なく、ソース・ドレイン配線１２，２１の寸法管理も、ソース・ドレイン配線１２，２１間すなわちチャネル長の寸法管理も従来のハーフトーン露光技術を用いた４枚マスク・プロセスよりはパターン精度の管理が容易である事はここでも変わらない。
【００８７】
ソース・ドレイン配線１２，２１の形成後、酸素プラズマ等の灰化手段により上記感光性樹脂パターン８８Ａ，８８Ｂを１．５μｍ以上膜減りさせると、図９（ｄ）と図１０（ｄ）に示したように感光性樹脂パターン８８Ｂが消失してドレイン電極も兼ねる擬似絵素電極Ｐ２２上の低抵抗金属層３５Ｂが露出すると共に信号線１２上と擬似電極端子Ｐ５，Ｐ６上に膜減りした感光性樹脂パターン８８Ｃをそのまま残すことができるが、上記酸素プラズマ処理で感光性樹脂パターン８８Ｃが等方的に膜減りして感光性樹脂パターン８８Ｃのパターン幅が細くなると後続の低抵抗金属層３５Ｂの除去工程で信号線１２（３５Ａ）の線幅が細くなるので酸素プラズマ処理にはＲＩＥ方式、さらに高密度のプラズマ源を有するＩＣＰ方式やＴＣＰ方式の酸素プラズマ処理で異方性を強めてパターン寸法の変化を抑制することが望ましい。あるいはレジストパターンの寸法変化量を見込んでレジストパターン８８Ａのパターン寸法をあらかじめ大きく設計することでプロセス的な対応を図る等の処置が望ましい。
【００８８】
そして膜減りした感光性樹脂パターン８８Ｃをマスクとして低抵抗金属層３５Ｂを除去すると、図９（ｅ）と図１０（ｅ）に示したように透明導電性の絵素電極２２が得られる。低抵抗金属層３５Ｂの除去時に露出している絶縁ゲート型トランジスタのチャネル層である第１の非晶質シリコン３１Ａが膜減りする、あるいは損傷を受けて絶縁ゲート型トランジスタの電気的な特性が劣化しないような低抵抗金属層３５Ａ〜３５Ｃの材質と食刻方法は本発明の重要なポイントであり、このような観点からは食刻の選択比が大きい低抵抗金属層としてはＡＬ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ等を採用し、食刻液には夫々燐酸、硝酸セリウムと過塩素酸を主成分とするＣｒ食刻液、微量のアンモニアを添加した過酸化水素水が最適である。
【００８９】
膜減りした感光性樹脂パターン８８Ｃを除去した後、ガラス基板２の全面に透明性の絶縁層としてＰＣＶＤ装置を用いて０．３μｍ程度の膜厚の第２のＳｉＮｘ層を被着してパシベーション絶縁層３７とし、図９（ｆ）と図１０（ｆ）に示したように絵素電極２２上と電極端子５，６上にそれぞれ開口部３８，６３，６４，６５を形成し、各開口部内のパシベーション絶縁層３７を選択的に除去して絵素電極２２、電極端子５，６と蓄積容量線１６の電極端子の大部分を露出する。
【００９０】
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９を貼り合わせて液晶パネル化し、本発明の実施例５が完了する。蓄積容量１５の構成に関しては図９（ｆ）に示したように、絵素電極２２と蓄積容量線１６が耐熱金属層３４Ａ３と第２の非晶質シリコン３３Ａ３と第１の非晶質シリコン３１Ａ３とゲート絶縁層３０Ａ３（何れも図示せず）を介して平面的に重なっている領域５１（右下がり斜線部）が蓄積容量１５を構成する場合を例示おり、実施例１と同一になる。静電気対策は図示していないが、アクティブ基板２の外周に静電気対策用の透明導電層パターン４０を配置し、透明導電層パターン４０を金属性の電極端子５，６に接続して構成する従来例の静電気対策も容易である。
【００９１】
実施例５では電極端子５，６を夫々低抵抗金属層３５Ｃ，３５Ｂで構成しているため、ＴＣＰ実装あるいはＣＯＧ実装時に接続抵抗を小さくできるメリットが得られる。一方、低抵抗金属層としてＡＬまたはＡＬ（Ｎｄ）合金を用いると水分の浸入により容易に腐食するので液晶パネルの実装には高度なシール技術を要求される課題もある。ＩＴＯまたはＩＺＯはＡＬ合金と比較すると水分の浸入による対腐食性は高いので、実施例１〜実施例４と同様に透明導電性の電極端子５Ａ，６Ａを与える事も可能であり、そのためにはソース・ドレイン配線１２，２１を形成するために用いられる感光性樹脂パターン８８Ａ，８８Ｂを実施例１と同様に、信号線１２に対応した領域の膜厚がドレイン電極も兼ねる擬似絵素電極２２と擬似電極端子Ｐ５，Ｐ６に対応した領域の膜厚よりも厚い感光性樹脂パターンに変更するだけで良いことを補足しておく（図１（ｄ）の感光性有機絶縁層パターン８６Ａ，８６Ｂを参照）。この場合に得られるアクティブ基板２の最終的な平面図と断面図を図９（ｇ）と図１０（ｇ）に示しておく。
【００９２】
このように実施例５ではチャネルエッチ型の絶縁ゲート型トランジスタを採用し、走査線の形成工程，コンタクトの形成工程、ソース・ドレイン配線の形成工程と絵素電極の形成工程、及びパシベーション絶縁層の形成工程と、４枚のフォトマスクを用いて液晶表示装置を得ている。そこで実施例２及び実施例４と同様にソース・ドレイン配線を陽極酸化するだけでなく、チャネル表面にも陽極酸化層である酸化シリコン層を形成することによりパシベーション絶縁層の形成工程を不要とする工程削減がなされ、３枚のフォトマスクを用いて液晶表示装置を得ることが可能となるので、それを実施例６として説明する。
【実施例６】
【００９３】
実施例６では図１１（ｂ）と図１２（ｂ）に示したように絶縁ゲート型トランジスタの半導体層形成領域であるゲート電極１１Ａ近傍と、走査線１１と信号線１２が交差する領域の近傍と、蓄積容量線１６と信号線１２とが交差する領域の近傍と、蓄積容量形成領域である大半の蓄積容量１６線上とその近傍に夫々耐熱金属層３４Ａ，３４Ａ１〜３４Ａ３、第２の非晶質シリコン層３３Ａ，３３Ａ１〜Ａ３、第１の非晶質シリコン層３１Ａ，３１Ａ１〜Ａ３及びゲート絶縁層３０Ａ，３０Ａ１〜Ａ３との積層からなる半導体層領域を形成し、走査線１１と蓄積容量線１６を露出するまでは実施例５と同一の製造工程で進行する。ただし後述するが実施例６では半導体層の島化工程で露出した走査線１１を陽極酸化して絶縁性の陽極酸化層を形成する必要があるので、走査線の低抵抗化のためには走査線の構成としては耐熱性の高く、かつ陽極酸化可能なＡＬ合金等の単層構成あるいはＡＬ層を陽極酸化可能な耐熱金属層でサンドイッチしたような積層構成が選択される。同様に耐熱金属層３４も陽極酸化可能な金属である必要がありＣｒ，Ｍｏ，Ｗ等の高融点金属単体は適していないので、少なくともＴｉ、好ましくはＴａまたは高融点金属のシリサイドが選択される。
【００９４】
ソース・ドレイン配線の形成工程では、ガラス基板２の全面にＳＰＴ等の真空製膜装置を用いて膜厚０．１〜０．２μｍ程度の透明導電層９１として例えばＩＺＯまたはＩＴＯあるいはこれらの混晶体を被着し、さらに陽極酸化可能な低抵抗金属層として膜厚０．３μｍ程度のＡＬまたはＡＬ（Ｎｄ）合金薄膜層３５を順次被着した後、ハーフトーン露光技術によりドレイン電極も兼ねる擬似絵素電極Ｐ２２と擬似電極端子Ｐ５，Ｐ６に対応した領域８７Ａの膜厚が例えば３μｍで、信号線１２に対応した領域８７Ｂの膜厚が１．５μｍであるような感光性樹脂パターン８７Ａ，８７Ｂを形成し、感光性樹脂パターン８７Ａ，８７Ｂを用いてＡＬまたはＡＬ（Ｎｄ）合金薄膜層３５と透明導電層９１と耐熱金属層３４Ａを除去し、図１１（ｃ）と図１２（ｃ）に示したようにゲート電極１１Ａと一部重なるように９１Ａと３５Ａとの積層よりなり絶縁ゲート型トランジスタのソース配線も兼ねる信号線１２と、９１Ｂと３５Ｂとの積層よりなり擬似絵素電極Ｐ２２も兼ねる絶縁ゲート型トランジスタのドレイン電極２１を選択的に形成し、ソース・ドレイン配線１２，２１の形成と同時に画像表示部外の領域で、露出している走査線１１の一部上に擬似電極端子Ｐ５と信号線の一部よりなる擬似電極端子Ｐ６も同時に形成する。ここでは第２の非晶質シリコン層３３Ａ，３３Ａ１〜Ａ３と第１の非晶質シリコン層３１Ａ，３１Ａ１〜Ａ３の除去は不要である。
【００９５】
ソース・ドレイン配線１２，２１の形成後、酸素プラズマ等の灰化手段により上記感光性樹脂パターン８７Ａ，８７Ｂを１．５μｍ以上膜減りさせると感光性樹脂パターン８７Ｂが消失して信号線１２（３５Ａ）が露出すると共にドレイン電極も兼ねる擬似絵素電極Ｐ２２上と擬似電極端子Ｐ５，Ｐ６上に膜減りした感光性樹脂パターン８７Ｃをそのまま残すことができる。そして膜減りした感光性樹脂パターン８７Ｃをマスクとして図１１（ｄ）と図１２（ｄ）に示したように信号線１２を陽極酸化してその表面に酸化層６９（１２）を形成すると共にソース・ドレイン配線１２，２１間に露出している第２の非晶質シリコン層３３Ａと隣接する第１の非晶質シリコン層３１Ａの一部を陽極酸化して絶縁層である不純物を含む酸化シリコン層６６と不純物を含まない酸化シリコン層（図示せず）を形成する。
【００９６】
この時、露出している走査線１１と蓄積容量線１６も同時に陽極酸化してその表面に酸化層７５を形成する。図１２（ｄ）にも示したように図番は付与しないが走査線１１と蓄積容量線１６をアクティブ基板２の外周部にまで延長するパターンが形成されているので、ソース・ドレイン配線１２，２１の陽極酸化と同時に走査線１１と蓄積容量線１６の陽極酸化も容易に実施できる。陽極酸化によってゲート電極１１Ａ上と、走査線１１と信号線１２との交差近傍領域上と、走査線１１と蓄積容量線１６との交差近傍領域上の第２の非晶質シリコン層３３Ａ，３３Ａ１，３３Ａ２も陽極酸化されて不純物を含む酸化シリコン層６６と不純物を含まない酸化シリコン層（図示せず）に変質する。
【００９７】
陽極酸化終了後、感光性樹脂パターン８７Ｃを除去すると図１１（ｅ）と図１２（ｅ）に示したようにその側面に陽極酸化層６９（３５Ｂ）を形成された低抵抗金属層３５Ｂよりなる擬似絵素電極Ｐ２２と、その側面に陽極酸化層６９（３５Ａ），６９（３５Ｃ）を形成された低抵抗金属層３５Ａ，３５Ｃよりなる擬似電極端子Ｐ６，Ｐ５が露出する。
【００９８】
さらに信号線１２上の陽極酸化層６９（１２）とチャネル上の酸化シリコン層６６をマスクとして露出している低抵抗金属層３５Ａ〜３５Ｃを除去すると、図１１（ｆ）と図１２（ｆ）に示したように透明導電層９１Ａ〜９１Ｃが露出し、夫々信号線の電極端子６Ａ、絵素電極２２及び走査線の電極端子５Ａとして機能する。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９を貼り合わせて液晶パネル化し、本発明の実施例６が完了する。蓄積容量１５の構成に関しては上述したように実施例１と同一にすることも出来るし、蓄積容量線１６上に耐熱金属層３４Ａ３、第２の非晶質シリコン層３３Ａ３、第１の非晶質シリコン層３１Ａ３及びゲート絶縁層３０Ａ３の積層からなる蓄積容量領域を形成しないでおき、蓄積容量線１６上に形成された陽極酸化層７５を絶縁体とし、絵素電極２２と蓄積容量線１６を電極とする蓄積容量１５とすることも可能である。また蓄積容量線１６を形成せず、前段の走査線１１と絵素電極２２が、耐熱金属層、第２の非晶質シリコン層、第１の非晶質シリコン層及びゲート絶縁層との積層よりなる蓄積容量領域を介して蓄積容量１５を構成することも可能である。なお、静電気対策については省略する。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の実施例１にかかる表示装置用半導体装置の平面図
【図２】本発明の実施例１にかかる表示装置用半導体装置の製造工程断面図
【図３】本発明の実施例２にかかる表示装置用半導体装置の平面図
【図４】本発明の実施例２にかかる表示装置用半導体装置の製造工程断面図
【図５】本発明の実施例３にかかる表示装置用半導体装置の平面図
【図６】本発明の実施例３にかかる表示装置用半導体装置の製造工程断面図
【図７】本発明の実施例４にかかる表示装置用半導体装置の平面図
【図８】本発明の実施例４にかかる表示装置用半導体装置の製造工程断面図
【図９】本発明の実施例５にかかる表示装置用半導体装置の平面図
【図１０】本発明の実施例５にかかる表示装置用半導体装置の製造工程断面図
【図１１】本発明の実施例６にかかる表示装置用半導体装置の平面図
【図１２】本発明の実施例６にかかる表示装置用半導体装置の製造工程断面図
【図１３】実施例３と実施例４における絶縁層形成のための接続パターンの配置図
【図１４】液晶パネルの実装状態を示す斜視図
【図１５】液晶パネルの等価回路図
【図１６】液晶パネルの断面図
【符号の説明】
【０１００】
１：液晶パネル
２：アクティブ基板（ガラス基板）
３：半導体集積回路チップ
４：ＴＣＰフィルム
５：走査線の電極端子、走査線の一部
５Ａ：透明導電層よりなる走査線の電極端子
６：信号線の電極端子、信号線の一部
６Ａ：透明導電層よりなる信号線の電極端子
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
１１Ａ：（ゲート配線、ゲート電極）
１４：対向電極
１２：信号線（ソース配線、ソース電極）
１６：蓄積容量線
１７：液晶
２１：ドレイン電極
２２：（透明導電性の）絵素電極
３０，３０Ａ，３０Ａ１〜３０Ａ３：ゲート絶縁層（第１のＳｉＮｘ層）
３１，３１Ａ，３１Ａ１〜３１Ａ３：（不純物を含まない）第１の非晶質シリコン層
３２，３２Ａ，３２Ｂ：第２のＳｉＮｘ層
３２Ｄ：保護絶縁層（エッチストップ層、チャネル保護層）
３３，３３Ａ，３３Ａ１〜３３Ａ３：（不純物を含む）第２の非晶質シリコン層
３４，３４Ａ：（陽極酸化可能な）耐熱金属層
３５，３５Ａ：（陽極酸化可能な）低抵抗金属層（ＡＬ）
３７：パシベーション絶縁層（ＳｉＮｘ層）
３８：（絵素電極上の）開口部
５１：蓄積容量形成領域
６２：（ドレイン電極上の）開口部
６３，６３Ａ：（走査線上の）開口部
６４，６４Ａ：（信号線上の）開口部
６５，６５Ａ：（対向電極上の）開口部
６６：不純物を含む酸化シリコン層
６８：陽極酸化層（酸化チタン，ＴｉＯ２）
６９：陽極酸化層（酸化アルミニウム、アルミナ，Ａｌ２Ｏ３）
７０：陽極酸化層（５酸化タンタル、Ｔａ２Ｏ５）
７４：開口部（絵素電極形成領域）
７５：走査線上の陽極酸化層
７６：走査線の側面に形成された絶縁層
８３Ａ，８３Ｂ，８３Ｃ，８７Ａ，８７Ｂ，８８Ａ，８８Ｂ
：（ハーフトーン露光で形成された）感光性樹脂パターン
８６Ａ，８６Ｂ：（ハーフトーン露光で形成された）感光性有機絶縁層パターン
９１，９１Ａ，９１Ｂ，９１Ｃ：透明導電層
【図１】
2006267877.tif 000003
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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