(57)【要約】【課題】薄膜トランジスタ及び保持蓄電器の形成時において写真エッチング工程及び保持蓄電器のためのイオンドーピング工程を除去して製造工程を単純化する。【解決手段】透明な絶縁基板と、前記絶縁基板上に形成しているシリコン層と、前記シリコン層を覆っているゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上に形成されているゲート電極と、前記ゲート絶縁膜膜上に形成されている保持蓄電器用保持電極とを含み、前記シリコン層はドーピングされているソース領域とドレイン領域、及び前記ソース領域とドレイン領域との間に位置してドーピングされていない第１領域と、前記ドレイン領域と隣接して前記第１領域と分離されてドーピングされていない第２領域とを含み、前記保持電極は前記第２領域上に位置する。【選択図】図６
2007199736.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板と、
前記絶縁基板上に形成されているシリコン層と、
前記シリコン層を覆っているゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に形成されているゲート電極と、
保持電極を含み、前記ゲート絶縁膜上に形成されている保持電極線と、
前記ゲート電極及び前記保持電極線の上に形成されている層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜上に形成され、前記ドレイン領域と電気的に連結されている画素電極とを有し、
前記シリコン層は、
ドーピングされているソース領域及びドレイン領域と、
前記ソース領域と前記ドレイン領域との間に位置してドーピングされていない第１領域と、
前記保持電極に対応する位置に形成され、前記ドレイン領域と隣接しかつ前記第１領域と分離されてドーピングされていない第２領域と、を含み、
前記ソース領域、前記ドレイン領域、前記第１領域、前記ゲート絶縁膜、前記ゲート電極を含んで薄膜トランジスタが形成されており、
前記保持電極には、前記画素電極及び前記ドレイン電極に印加される画像信号電圧の最大値より、前記薄膜トランジスタのしきい電圧以上高い電圧が印加される、液晶表示装置。
【請求項２】
前記ソース領域と前記ドレイン領域とのそれぞれに連結されているソース電極とドレイン電極、をさらに有する、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記ゲート電極及び前記保持電極を覆い、前記ソース領域及び前記ドレイン領域をそれぞれ露出させている第１及び第２接触口、を含む層間絶縁膜、をさらに有し、
前記ソース電極と前記ドレイン電極とが前記層間絶縁膜上に形成され、前記第１及び第２接触口を通じて前記ソース領域と前記ドレイン領域とにそれぞれ連結される、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記シリコン層がポリシリコンからなる、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記ドレイン領域と電気的に連結されている画素電極をさらに有する、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記ゲート絶縁膜は５００〜３，０００Åの厚さを有する、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記ゲート絶縁膜はシリコンダイオキサイドまたはシリコンニトライドからなる、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
絶縁基板上にシリコン層を形成する段階と、
前記シリコン層を覆うゲート絶縁膜を形成する段階と、
ゲート電極と保持電極とをそれぞれ前記シリコン層と重ねて前記ゲート絶縁膜上に形成する段階と、
前記ゲート電極と前記保持電極とをマスクにして前記シリコン層をドーピングすることで、ドーピングされているソース領域及びドレイン領域と、前記ソース領域と前記ドレイン領域との間に位置してドーピングされていない第１領域と、前記保持電極に対応する位置に形成され、前記ドレイン領域と隣接しかつ前記第１領域と分離されてドーピングされていない第２領域を形成する段階と、を有し、
前記ソース領域、前記ドレイン領域、前記第１領域、前記ゲート絶縁膜、前記ゲート電極を含んで薄膜トランジスタが形成されており、
前記保持電極には、前記画素電極及び前記ドレイン電極に印加される画像信号電圧の最大値より、前記薄膜トランジスタのしきい電圧以上高い電圧が印加される、液晶表示装置の製造方法。
【請求項９】
前記ゲート電極を覆う層間絶縁膜を形成する段階、
前記ソース領域と前記ドレイン領域とのそれぞれに連結されるソース電極とドレイン電極とを形成する段階、
前記ソース電極と前記ドレイン電極とを覆う保護絶縁膜を形成する段階、及び、
前記ドレイン電極と連結される画素電極を形成する段階、をさらに有する、請求項８に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１０】
前記シリコン層を熱処理またはレーザアニーリングする段階をさらに有する、請求項８に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１１】
前記ゲート絶縁膜を５００〜３，０００Åの厚さで形成する、請求項８に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１２】
前記シリコン層をポリシリコンで形成する、請求項８に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１３】
絶縁基板と、
前記絶縁基板上に形成されているシリコン層と、
前記シリコン層を覆っているゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に形成されているゲート電極と、
保持電極を含み、前記ゲート絶縁膜上に形成されている保持電極線と、
前記ゲート電極及び前記保持電極線の上に形成されている層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜上に形成され、前記ドレイン領域と電気的に連結されている画素電極とを有し、
前記シリコン層は、
ドーピングされているソース領域及びドレイン領域と、
前記ソース領域と前記ドレイン領域との間に位置してドーピングされていない第１領域と、
前記保持電極に対応する位置に形成され、前記ドレイン領域と隣接しかつ前記第１領域と分離されてドーピングされていない第２領域と、を含み、
前記ソース領域、前記ドレイン領域、前記第１領域、前記ゲート絶縁膜、前記ゲート電極を含んで薄膜トランジスタが形成されている液晶表示装置の駆動方法であって、
前記保持電極には、前記画素電極及び前記ドレイン電極に印加される画像信号電圧の最大値より、前記薄膜トランジスタのしきい電圧以上高い電圧が印加する、液晶表示装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保持蓄電器を有する液晶表示装置、その製造方法及びその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、薄膜トランジスタ液晶表示装置は画像信号を伝達するためのデータ線、走査信号を伝達するためのゲート線、三端子スイッチング素子である薄膜トランジスタ、液晶蓄電器及び保持蓄電器を含み、保持蓄電器の構造によって独立配線方式または前段ゲート方式の液晶表示装置と区分される。
前者は保持蓄電器の形成のために画素内に独立的な配線を形成する場合であり、後者は前段ゲート線を利用する場合である。
【０００３】
以下、独立配線方式の液晶表示装置の駆動原理及び従来の液晶表示装置の構造について図面を参照して説明する。
図１は従来の独立配線方式の液晶表示装置の画素等価回路図である。
横方向の多数のゲート線Ｇ１、Ｇ２と縦方向の多数のデータ線Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３が配列されており、ゲート線Ｇ１、Ｇ２とデータ線Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３とが交差して画素領域をなし、画素領域を横切る形態で保持電極用配線ＣＯＭ１、ＣＯＭ２が形成されている。
画素領域内には薄膜トランジスタＴＦＴが形成されており、薄膜トランジスタＴＦＴのゲート端子ｇはゲート線Ｇ１、Ｇ２と連結されており、ソース端子及びドレイン端子ｓ、ｄはそれぞれデータ線Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３及び液晶蓄電器ＬＣと連結されている。
また、ドレイン端子ｄは保持電極用配線ＣＯＭ１、ＣＯＭ２と連結されているので保持蓄電器ＳＴＧが形成されている。
【０００４】
ゲート線Ｇ１を通じて薄膜トランジスタＴＦＴのゲート端子ｇに開電圧が印加されるとデータ線Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３の画像信号が薄膜トランジスタＴＦＴを通じて液晶蓄電器ＬＣ及び保持蓄電器ＳＴＧ内に伝送されることで液晶蓄電器ＬＣ及び保持蓄電器ＳＴＧが充電され、この充電された電荷は、次の周期で薄膜トランジスタＴＦＴに再びゲート開電圧が印加されるまでに保持される。
一般に、ゲート電圧が開状態から閉電圧に変わるとき、画素電圧が多少降下するが、保持蓄電器ＳＴＧはこの変動幅を減らす役割を果す。
【０００５】
一般に、液晶表示装置の薄膜トランジスタは非晶質シリコン層または多結晶シリコン層を活性層として有し、ゲート電極と活性層の相対的な位置によってトップゲート方式とボトムゲート方式とに分れる。
多結晶シリコン薄膜トランジスタの場合、ゲート電極が半導体層の上部に位置するトップゲート方式が主に利用される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の技術によるトップゲート方式の多結晶シリコン薄膜トランジスタ液晶表示装置の保持蓄電器は、シリコン層のうちのドーピングされた保持領域及びその上の保持電極、そして、その間に置かれたゲート絶縁膜からなる。
また、保持電極、その上部に置かれた画素電極、そして、その間に置かれた層間絶縁膜及び保護膜からなる絶縁層によってまた他の保持蓄電器が形成される。
この時、層間絶縁膜と保護絶縁膜の厚さがそれぞれ５０００Å程度で５００〜３，０００Åの厚さのゲート絶縁膜に比べて遥かに厚いため、画素電極と保持電極との間には相対的に小さい値の保持容量が形成され、保持蓄電器としての大きな役割が果たせない。
【０００７】
このような構造では、保持電極とシリコン層の保持領域による保持蓄電器を形成するために、保持領域が電極の役割を果たすようにするためのイオンドーピング工程をさらに要する。
すなわち、フォトレジスト膜を形成し、マスクを利用してパターニングした後、フォトレジスト膜が除去された部分を通じてイオンをシリコン層に注入して拡散させる工程を要する。
【０００８】
本発明は、前記に鑑みてなされたもので、その目的は、薄膜トランジスタ及び保持蓄電器の形成の際、写真エッチング工程及び保持蓄電器のためのイオンドーピング工程を省略することで製造工程を単純化することにある。
また、本発明の他の目的は保持容量を十分に確保することにある。
また、本発明の他の目的は画素間に形成される保持容量の偏差を減らすことにある。
【０００９】
さらに、本発明の他の目的は保持蓄電器の一つの電極となるシリコン領域の有効抵抗を低めることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
発明１は、絶縁基板と、前記絶縁基板上に形成されているシリコン層と、前記シリコン層を覆っているゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上に形成されているゲート電極と、
保持電極を含み、前記ゲート絶縁膜上に形成されている保持電極線と、を有し、前記ゲート電極及び前記保持電極線の上に形成されている層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜上に形成され、前記ドレイン領域と電気的に連結されている画素電極とを有する。前記シリコン層は、ドーピングされているソース領域及びドレイン領域と、前記ソース領域と前記ドレイン領域との間に位置してドーピングされていない第１領域と、前記保持電極に対応する位置に形成され、前記ドレイン領域と隣接しかつ前記第１領域と分離されてドーピングされていない第２領域と、を含み、前記ソース領域、前記ドレイン領域、前記第１領域、前記ゲート絶縁膜、前記ゲート電極を含んで薄膜トランジスタが形成されており、前記保持電極には、前記画素電極及び前記ドレイン電極に印加される画像信号電圧の最大値より、前記薄膜トランジスタのしきい電圧以上高い電圧が印加される、液晶表示装置を提供する。
【００１１】
本願第２発明は、本願第１発明において、ソース領域及びドレイン領域にそれぞれ連結されているソース電極及びドレイン電極をさらに含む液晶表示装置を提供する。
本願第３発明は、本願第１発明において、ゲート電極及び前記保持電極を覆い、ソース領域及びドレイン領域をそれぞれ露出する第１及び第２接触口を有する層間絶縁膜をさらに含み、ソース電極及びドレイン電極は、層間絶縁膜上に形成され、第１及び第２接触口を通じてソース領域及びドレイン領域にそれぞれ連結される液晶表示装置を提供する。
【００１２】
本願第４発明は、本願第１発明において、シリコン層がポリシリコンからなる液晶表示装置を提供する。
本願第５発明は、本願第１発明において、ドレイン領域と電気的に連結されている画素電極をさらに含む液晶表示装置を提供する。
本願第６発明は、本願第１発明において、ゲート絶縁膜は５００〜３，０００Åの厚さを有する液晶表示装置を提供する。
【００１３】
本願第７発明は、本願第１発明において、ゲート絶縁膜はシリコンダイオキサイドまたはシリコンニトライドからなる液晶表示装置を提供する。
発明８は、絶縁基板上にシリコン層を形成する段階と、前記シリコン層を覆うゲート絶縁膜を形成する段階と、ゲート電極と保持電極とをそれぞれ前記シリコン層と重ねて前記ゲート絶縁膜上に形成する段階と、前記ゲート電極と前記保持電極とをマスクにして前記シリコン層をドーピングすることで、ドーピングされているソース領域及びドレイン領域と、前記ソース領域と前記ドレイン領域との間に位置してドーピングされていない第１領域と、前記保持電極に対応する位置に形成され、前記ドレイン領域と隣接しかつ前記第１領域と分離されてドーピングされていない第２領域を形成する段階と、を有し、前記ソース領域、前記ドレイン領域、前記第１領域、前記ゲート絶縁膜、前記ゲート電極を含んで薄膜トランジスタが形成されており、前記保持電極には、前記画素電極及び前記ドレイン電極に印加される画像信号電圧の最大値より、前記薄膜トランジスタのしきい電圧以上高い電圧が印加される、液晶表示装置の製造方法を提供する。
【００１４】
発明９は、発明８において、前記ゲート電極を覆う層間絶縁膜を形成する段階、前記ソース領域と前記ドレイン領域とのそれぞれに連結されるソース電極とドレイン電極とを形成する段階、前記ソース電極と前記ドレイン電極とを覆う保護絶縁膜を形成する段階、及び、前記ドレイン電極と連結される画素電極を形成する段階、をさらに有する、請求項８に記載の液晶表示装置の製造方法を提供する。
【００１５】
発明１０は、発明８において、前記シリコン層を熱処理またはレーザアニーリングする段階をさらに有する液晶表示装置の製造方法を提供する。
発明１１は、発明８において、前記ゲート絶縁膜を５００〜３，０００Åの厚さで形成する、請求項８に記載の液晶表示装置の製造方法を提供する。
発明１２は、発明８において、前記シリコン層をポリシリコンで形成する、請求項８に記載の液晶表示装置の製造方法を提供する。
【００１６】
発明１３は、絶縁基板と、前記絶縁基板上に形成されているシリコン層と、前記シリコン層を覆っているゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上に形成されているゲート電極と、保持電極を含み、前記ゲート絶縁膜上に形成されている保持電極線と、前記ゲート電極及び前記保持電極線の上に形成されている層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜上に形成され、前記ドレイン領域と電気的に連結されている画素電極とを有し、前記シリコン層は、ドーピングされているソース領域及びドレイン領域と、前記ソース領域と前記ドレイン領域との間に位置してドーピングされていない第１領域と、前記保持電極に対応する位置に形成され、前記ドレイン領域と隣接しかつ前記第１領域と分離されてドーピングされていない第２領域と、を含み、前記ソース領域、前記ドレイン領域、前記第１領域、前記ゲート絶縁膜、前記ゲート電極を含んで薄膜トランジスタが形成されている液晶表示装置の駆動方法であって、前記保持電極には、前記画素電極及び前記ドレイン電極に印加される画像信号電圧の最大値より、前記薄膜トランジスタのしきい電圧以上高い電圧が印加する、液晶表示装置の駆動方法を提供する。
【００１７】
このように、下部及び上部保持蓄電器用電極とその間に置かれた薄い厚さの保持蓄電器用絶縁膜で保持蓄電器が形成されるので、大きい保持容量を確保することができ、絶縁膜はそれぞれの画素毎に均一の厚さに維持されるので、画素間の保持容量の偏差を減らすことができる。
また、従来の保持電極を形成するためにシリコン層をドーピングする必要がないので、工程が単純となる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明による液晶表示装置及びその製造方法は、別途の追加工程なしで保持蓄電器を形成することができ、保持蓄電器の誘電体を均一に、且つ薄く形成することができるため、十分な保持容量を確保するばかりか、画素別の保持容量の偏差を縮少することができる。
また、電荷蓄積層の抵抗を減少することにより、画像電圧が充電されるのにかかる時間が減る効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施例について図面に基づいて詳細に説明する。
第１実施例を通じて、保持容量電極下部に置かれたシリコン層をドーピングしないまま保持蓄電器の役割を果たすようにする液晶表示装置構造及び駆動方法について説明する。
図２は本発明の第１実施例による液晶表示装置を薄膜トランジスタ及び保持線を中心にして示した配置図であり、図３は図２のIII−III′線による断面図である。
【００２０】
図２乃至図３に示したように、透明な絶縁基板１００上に多結晶シリコン層２００が形成されており、多結晶シリコン層２００が形成されている基板１００上にはシリコンダイオキサイド（ＳｉＯ２）やシリコンニトライド（ＳｉＮｘ）からなるゲート絶縁膜３００が５００〜３，０００Åの厚さで形成されている。
ゲート絶縁膜３００上にはシリコン層２００と交差するようにアルミニウム、クロム、モリブデン−タングステンの単一膜または二重膜で作られたゲート線４００が横方向に形成されている。
ゲート絶縁膜３００のシリコン層２００と重畳する部分は、ゲート電極４１０となる。
また、保持電極線４３０は、ゲート線４００と平行に同一層に同一物質で形成されている。
保持電極線４３０のうち、シリコン層２００の一部を横切り、シリコン層２００と重畳する部分が、保持電極４２０となる。
【００２１】
この時、シリコン層２００のうち、ゲート電極４１０下部に置かれた部分はドーピングされておらず、その両側はそれぞれｎ形の不純物でドーピングされていて、それぞれチャンネル領域２２０とソース領域２１０及びドレイン領域２３０となる。
また、ドレイン領域２３０と隣接しており、保持電極４２０下部に位置する部分は、ドーピングされておらず、この部分を保持領域２４０とする。
【００２２】
ゲート線４００及び保持電極線４３０などのゲート配線上部には、シリコンダイオキサイド、シリコンニトライドなどの物質からなる層間絶縁膜５００が、約３，０００〜１０，０００Åの厚さで形成されている。
ゲート絶縁膜３００と層間絶縁膜５００とは、ソース領域及びドレイン領域２１０、２３０を露出する接触口Ｃ１、Ｃ２を有している。
【００２３】
層間絶縁膜５００上には、データ線６００が、クロムまたはモリブデンなどの物質を用いて縦方向に形成されている。
データ線６００から延びてシリコン層２００の一部、すなわち、ソース領域２１０と重畳する部分が、ソース電極６１０となる。
ゲート線４００を中心にして反対側でシリコン層２００の一部、すなわちドレイン領域２３０と重畳する部分が、ドレイン電極６２０となる。
ソース電極６１０及びドレイン電極６２０は、層間絶縁膜５００に形成されている接触口Ｃ１、Ｃ２を通じて、それぞれソース領域２１０及びドレイン領域２３０と連結されている。
【００２４】
データ線６００、ソース電極６１０、ドレイン電極６２０を含むデータ配線上を、シリコンオキサイド、シリコンニトライドからなる保護絶縁膜７００が、３，０００〜１０，０００Å程度の厚さで覆っている。
データ線６００とゲート線４００とが交差する部分の内側には、ＩＴＯ（indium-tin-oxide）透明画素電極８００が形成されている。
画素電極８００は、保護絶縁膜７００に形成されている経由口Ｃ３を通じてドレイン電極６２０と連結されており、保持電極線４３０と重畳している。
【００２５】
このように、保持領域２４０、保持電極４２０及びその間に位置したゲート絶縁膜３００を含む保持蓄電器構造で、保持領域２４０はドーピングされていないので、保持蓄電器としての役割を十分に果たすためには、次のように液晶表示装置を駆動しなければならない。
図４は、第１実施例による液晶表示装置の保持電極に加わった電圧Ｖが、画像信号電圧に比べ、薄膜トランジスタのしきい電圧Ｖｔｈ以上に加わった時の状態を示した断面図である。
【００２６】
ゲート電極４１０に開電圧が印加されるとソース領域２１０とドレイン領域２３０との間に電子が移動できるチャンネルが生じ、このチャンネルを通じて画像信号電圧が画素電極８００に印加される。
また、保持電極４２０には一定の大きさの直流または交流電圧Ｖが印加される。
保持電極４２０に印加される電圧Ｖが画像信号電圧の最高値に比べて薄膜トランジスタのしきい電圧Ｖｔｈ以上の値を有する場合、シリコン層のドレイン領域２３０と隣接しているドーピングされていない保持領域２４０の上層部に電荷蓄積層２４１が形成される。
この電荷蓄積層２４１は、電極の役割を果たすようになる。
このように形成された蓄積層２４１は大きい抵抗値を有するが、導電体としての役割を果たすため、保持電極の役割を果たすことができる。
【００２７】
このように、ドーピングされていない保持領域２４０を保持蓄電器の一つの電極として使用し得るため、このような構造の液晶表示装置の製造に際してドーピング工程の回数を１回減らすことができる。
以下、第１実施例による液晶表示装置の製造方法について図２及び図５乃至図１４を参照して説明する。
【００２８】
まず、図５に示すように、絶縁基板１００上に多結晶シリコン層２００を形成する。
この時、シリコン層２００の結晶性を増大するために熱処理やレーザアニーリングを実施することも可能である（図５）。
次いで、図６に示すように、シリコンダイオキサイドやシリコンニトライドを５００〜３，０００Åの厚さに蒸着し、ゲート絶縁膜３００を形成する。
【００２９】
図７に示すように、ゲート配線用伝導性物質を蒸着した後パターニングしてゲート線４００、４１０及び保持電極線４２０、４３０を含むゲート配線を形成する。
前述の通り、ゲート線４００の一部であるゲート電極４１０と保持電極線４３０の一部である保持電極４２０は、シリコン層２００の上部に位置する。
図８に示すように、配線４００、４１０、４２０、４３０をマスクにしてシリコン層２００にイオンを注入拡散させることにより、ソース２１０及びドレイン領域２３０を形成する。
この時、ゲート電極４１０及び保持電極４２０の下部はドーピングされていないため、それぞれチャンネル領域２２０と保持領域２４０をなし、保持領域２４０はドレイン領域２３０と隣接する。
【００３０】
次いで、図９に示すように、層間絶縁膜５００を形成することによってゲート電極４１０と、後で形成するソース電極及びドレイン電極間を絶縁する。
その後、図１０に示すように、シリコン層２００のソース領域及びドレイン領域２１０、２３０上部のゲート絶縁膜３００と層間絶縁膜５００とを除去することにより、接触口Ｃ１、Ｃ２を形成する。
【００３１】
図１１に示すように、アルミニウム、クロム、モリブデンまたはモリブデン−タングステンのようなデータ配線用金属を蒸着してパターニングし、データ線６００、ソース電極６１０及びドレイン電極６２０を形成する。
この過程でソース電極６１０及びドレイン電極６２０が、接触口Ｃ１、Ｃ２を通じてソース領域２１０及びドレイン領域２３０と連結される。
【００３２】
図１２に示すように、上部に保護絶縁膜７００を塗布した後、ドレイン電極６２０上部をエッチングして、図３に示す経由口Ｃ３を形成する。
最後に、図１４に示すように、ＩＴＯのような透明導電物質を蒸着してパターニングすることで保持電極４２０上部に画素電極８００を形成する。
この段階で画素電極８００が経由口Ｃ３を通じてドレイン電極６２０と連結される。
【００３３】
前述したように、保持電極４２０に印加される電圧を調節することにより、保持領域２４０を保持蓄電器の一つの電極に利用することができるため、保持領域２４０をイオンドーピングする必要がない。
以下、本発明の第２実施例による液晶表示装置について説明する。
第２実施例においては、シリコン層を保持蓄電器の一つの電極として使用せず、保持電極用金属パターンを別途設ける構造である。
データ配線用金属と保持電極用金属パターンとは、最下層に形成されている。
【００３４】
図１５は第２実施例による液晶表示装置の配置図であり、図１６は図１５のVII−VII′線による断面図であり、図１７は図１５のVIII−VIII′線による断面図である。
図１５、図１６及び図１７に示したように、絶縁基板１００上に縦方向にデータ線６００が形成されている。
データ線６００の一部は、延長されてソース電極６１１をなす。
保持電極用金属パターン６２１は、データ線６００と平行に、同一物質で同一層に形成されている。
ソース電極６１１から保持電極用金属パターン６２１に至る部分までにシリコン層２００が形成され、ソース電極６１１及び保持電極用金属パターン６２１と連結されている。
ドーピングシリコン層２００の上にはシリコンダイオキサイド及び／またはシリコンニトライドの物質を用い、ゲート絶縁膜３００が５００〜３，０００Åの厚さに形成されている。
【００３５】
ゲート絶縁膜３００上には、ゲート線４００が、ソース電極６１１と保持電極用金属パターン６２１との間のシリコン層２２０と一部重畳するように、横方向に形成されている。
前記重畳する部分のゲート線４００は、ゲート電極４１０の役割を果たす。
シリコン層のうちでゲート電極４１０下部の領域２２０は、ドーピングされておらず、チャンネルが形成される。
このチャンネル領域２２０を中心として両側にはドーピングされている二つの領域２１０、２３０がある。
ソース電極６１１上に位置したドーピングされた部分をソース領域２１０、保持電極用金属パターン６２１上に位置したドーピングされた部分をドレイン領域２３０とする。
【００３６】
ゲート絶縁膜３００上には、保持電極線４３０がゲート線４００と平行に同一物質で形成されている。
保持電極線４３０のうちの一部はゲ、ート絶縁膜３００を間において保持電極用金属パターン６２１と重畳し、保持蓄電器を形成する。
その上には保護絶縁膜７００が、シリコンダイオキサイドやシリコンニトライドなどの物質を用いて３，０００〜１０，０００Åの厚さに形成されている。
保護絶縁膜７００上には、ＩＴＯ画素電極８００が、ゲート線４００とデータ線６００とで定義される画素領域内に形成されている。
この時、画素電極８００は、保護絶縁膜７００及びゲート絶縁膜３００に形成されている接触口Ｃ４を通じ、保持電極用金属パターン６２１の端縁にわたっているドレイン領域２３０と直接に接触している。
【００３７】
このように、ソース領域２１０がソース電極６１１と直接に接触しており、ドレイン領域２３０は画素電極８００と直接接触しているため、層間絶縁膜の形成を要せず、従来のソース電極及びドレイン電極とソース領域及びドレイン領域とを連結するための接触口の形成も要しない。
データ線とゲート線との交差部の断面図である図１７に示すように、データ配線６００とゲート配線４００との間にゲート絶縁膜３００のみが存在する場合、二つの配線６００、４００間に短絡が発生し得るので、その交差部にシリコンパターン２０１を置くと短絡の発生を抑制することができる。
【００３８】
図１８及び図１９は、第３実施例に係る液晶表示装置の平面図及び断面図を示している。
本実施例の液晶表示装置は、第２実施例と同様の構造を有するが、画素電極がシリコン層ではない保持電極用金属パターンと直接に接触している点に差がある。
具体的には、第３実施例の液晶表示装置は、第２実施例と同様に薄膜トランジスタ及び保持電極構造を有する。
但し、画素電極８００が、ドレイン領域２３０と接触せず、保護絶縁膜７００及びゲート絶縁膜３００に開いた接触口Ｃ５を通じて保持電極用金属パターン６２１と直接に接触する。
【００３９】
第２及び第３実施例においては、保持電極用金属パターン６２１、ゲート絶縁膜３００及び保持電極４２０からなる保持蓄電器と、保持電極４２０、保護絶縁膜７００及び画素電極８００からなる保持蓄電器とが形成され得る。
従来に比べて保持蓄電器をなす誘電体３００、７００の厚さが薄いため、十分な保持容量を形成することができる。
【００４０】
以下、第２及び第３実施例による液晶表示装置の製造方法について、図１５、図１６及び図２０乃至図２７を参照して説明する。
図２０乃至図２７は、第２実施例による液晶表示装置の製造方法を工程順序に従って示した断面図である。
まず、図２０に示すように、透明な絶縁基板１００上にデータ配線用金属を蒸着した後パターニングし、データ線６００、ソース電極６１１及び保持電極用金属パターン６２１を形成する。
【００４１】
図２１に示すように、形成したパターンの上に直接シリコン層２００を蒸着した後、ソース電極６１１から保持電極用金属パターン６２１に至る部分にシリコン層２００が残るようにパターニングする。
この時、必要であればシリコン層２００の結晶層を増大するためにレーザアニーリングや熱処理を行うことも可能である。
また、データ線６００とゲート線４００及び保持電極４２０間の短絡を防止するために、配線が互いに交差する部分にもシリコンパターン２０１、２０２を残し得る。
【００４２】
次いで、図２２に示すように、シリコンダイオキサイドやシリコンニトライドなどの物質でゲート絶縁膜３００を形成し、その上にゲート配線用金属を蒸着した後パターニングする。
これにより図２３に示すように、ゲート線４００及びゲート電極４１０と保持電極４２０とを形成する。
【００４３】
ゲート電極４１０をマスクにしてシリコン層２００にイオンドーピングを行うことにより、図２４に示すソース領域及びドレイン領域２１０、２３０を形成する。
このとき、ドーピングされた不純物を活性化するために、レーザアニーリングや熱処理を行うことも可能である。
図２５に示すように、形成されたパターンの上に保護絶縁膜７００を蒸着し、ドレイン領域２３０または保持電極用金属パターン６２１上部のゲート絶縁膜３００及び保護絶縁膜７００を除去して接触口Ｃ４、Ｃ５を形成する。
【００４４】
その後、図２７に示すように、ＩＴＯ物質を蒸着してパターニングし、画素電極８００を形成する。
画素電極８００は接触口Ｃ４を通じてドレイン領域２３０と直接に連結される。
また、画素電極８００を、接触口Ｃ５を通じて保持電極用金属パターン６２１と直接に連結することも可能である。
【００４５】
このように、シリコン層をデータ金属配線上に直接形成するため、従来の工程で必要とした接触口のエッチング工程を要しない。
また、層間絶縁膜の蒸着工程及び保持電極を形成するためのイオンドーピング工程も省略することができる。
以下、本発明の第４乃至第６実施例による液晶表示装置について説明する。
これらの実施例はシリコン層と保持電極とからなる保持蓄電器を利用せず、保持電極と画素電極とからなる保持蓄電器を利用しつつ、誘電体の厚さを減らした構造である。
【００４６】
図２８は第４乃至第６実施例に係る薄膜トランジスタ及び保持蓄電器を示した配置図であり、図２９乃至図３１はそれぞれ図２８のXIII−XIII′線による第４乃至第６実施例による断面図である。
図２８及び図２９に示したように、透明な絶縁基板１００上に部分的にドーピングされた多結晶シリコン層２００が形成されている。
シリコン層２００の上に、ゲート絶縁膜３００が、シリコンニトライドやシリコンダイオキサイドなどの物質で全面的に形成されている。
横方向にゲート線４００が形成されており、シリコン層２００と重畳するゲート線４００の部分がゲート電極４１０の役割を果たす。
ゲート電極４１０の下部に位置したシリコン領域２２０はドーピングされておらず、この領域を中心として両側にそれぞれイオンドーピングされたソース及びドレイン領域２１０、２３０が位置する。
【００４７】
また、図２８に示すように、ゲート線４００と並んで保持電極線４３０が形成されており、この保持電極線４３０の一部が保持電極４２０の役割を果す。
ゲート線４００や保持電極線４３０の上を、シリコンダイオキサイドやシリコンニトライドなどの物質からなる層間絶縁膜５００が３，０００〜１０，０００Åの厚さで覆っている。
ソース領域２１０及びドレイン領域２３０上部のゲート絶縁膜３００及び層間絶縁膜５００には、ソース領域２１０及びドレイン領域２３０を露出する接触口Ｃ６、Ｃ７がそれぞれ形成されている。
層間絶縁膜５００の上には、データ線６００、ソース電極６１０及びドレイン電極６２０が形成されている。
ソース電極６１０及びドレイン電極６２０は、接触口Ｃ６、Ｃ７を通じ、ソース領域２１０及びドレイン領域２３０と連結されている。
【００４８】
データ線６００、ソース電極６１０及びドレイン電極６２０の上に、ドレイン電極６２０面を露出する接触口Ｃ８を有する保護絶縁膜７００が形成されている。
保持電極４２０上部においては、保護絶縁膜７００の全部と一定の厚さの層間絶縁膜５００とが除去されている。
ＩＴＯ画素電極８００が、その上に形成されており、接触口Ｃ８を通じてドレイン電極６２０と接触している。
【００４９】
ここで、画素電極８００、保持電極４２０及び二つの電極４２０、８００間に位置する層間絶縁膜５００により保持蓄電器が構成されるが、二つの電極４２０，８００の重畳部分においては保護絶縁膜７００が除去されているばかりか層間絶縁膜５００も厚さが薄くなって保持容量値が増加する。
しかし、このような構造で保持蓄電器の層間絶縁膜５００部の厚さを一定にするのは難しい。
【００５０】
保持電極４２０上部の層間絶縁膜５００の厚さを均一にするための構造について、図３０乃至図３１の第５及び第６実施例を通じて説明する。
図３０に示したように、第５実施例は層間絶縁膜５１０、５２０が二重になっていることを除いては第４実施例と同様の構造を有する。
層間絶縁膜５１０、５２０は、５００〜３，０００Åの厚さの下側の第１層間絶縁膜５１０と、３，０００〜１０，０００Åの厚さの上側の第２層間絶縁膜５２０とに分けられ、保持電極４２０上部の第２層間絶縁膜５２０は除去されている。
【００５１】
図３１に示したように、第６実施例においては第５実施例と同様に二重の層間絶縁膜５１１、５２０が形成されている。
但し、第１層間絶縁膜５１１がゲート電極４１０や保持電極４２０などのゲート配線上部にのみ形成されている。
第２層間絶縁膜５２０は、第５実施例と同様に、保持電極４２０上部でのみ除去されている。
【００５２】
第５及び第６実施例のような構造は、第４実施例と同様に保持蓄電器をなす誘電体の厚さを薄くして保持容量を増加することができるばかりか、その厚さが第１層間絶縁膜の厚さで均一に維持され得る。
以下、前述の第４乃至第６実施例による液晶表示装置の製造方法について説明する。
この製造方法においては保持蓄電器を作るとき、ドーピングされたシリコンパターンを電極として利用しないため、シリコンパターンのイオンドーピング工程を省略できる。
また、保持蓄電器の誘電体の厚さを減らして保持容量を増加させるために、一定の厚さの層間絶縁膜をエッチングする工程で、別途の追加工程なしで進む。
【００５３】
図３２乃至図３９は第４実施例による製造方法を工程順序に従って示した断面図である。
最初に、図３２に示すように、透明な絶縁基板１００上にシリコン層２００を形成する。
前述の実施例と同様に、シリコンの結晶性を増大させる目的で熱処理やレーザアニーリングを実施してもよい。
シリコン層２００の上にゲート絶縁膜３００を５００〜３，０００Åの厚さで全面的に形成した後、ゲート配線用金属を蒸着してパターニングし、ゲート線４００、ゲート電極４１０及び保持電極４２０を含むゲートパターンを形成する。
【００５４】
次いで、ゲートパターンをマスクにしてシリコン層２００にイオンドーピングを行い、図３３に示すソース領域２１０及びドレイン領域２３０を形成する。
図３４に示すように、ゲートパターン上に層間絶縁膜５００を積層する。
その後、図３５に示すように、ソース領域２１０及びドレイン領域２３０上に位置したゲート絶縁膜３００と層間絶縁膜５００とを除去し、それぞれの接触口Ｃ６、Ｃ７を形成する。
【００５５】
層間絶縁膜５００上にデータ配線用金属を蒸着してパターニングし、図３６に示すように、データ線６００とその分枝であるソース電極６１０及びドレイン電極６２０を形成する。
ソース電極６１０及びドレイン電極６２０は、接触口Ｃ６、Ｃ７を通じ、それぞれソース領域２１０及びドレイン領域２３０と連結される。
【００５６】
図３７に示すように、パターニングしたデータ配線用金属の上に保護絶縁膜７００を蒸着する。
保護絶縁膜７００は、層間絶縁膜５００とエッチング比が同一の物質で形成される。
次に、図３８に示すように、保護絶縁膜７００をエッチングし、ドレイン電極６２０及び保持電極４２０上部の層間絶縁膜５００を露出し、露出した層間絶縁膜５００の一部をエッチングする。
この時、層間絶縁膜５００の厚さが５００〜３，０００Å残るようにエッチング時間を調節する。
【００５７】
そして、図３９に示すように、ＩＴＯ物質を蒸着し、パターニングして画素電極８００を形成する。
画素電極８００は、接触口Ｃ８を通じてドレイン電極６２０と接触し、保持電極４２０と一部が重畳する。
このように、ドレイン電極６２０上部の保護絶縁膜７００を除去する段階で、保持電極４２０上部の層間絶縁膜５００の一部を除去することにより、その厚さを薄くする。
しかし、均一な厚さを有するように調節するのが難しい。
【００５８】
図４０乃至図４５は、第５実施例に係る液晶表示装置の製造方法を工程順序に従って示した断面図である。
第５実施例の液晶表示装置は、層間絶縁膜を二重に形成し、それぞれの膜のエッチング比を異ならせることを特徴とする。
図３２及び図３３のような工程により、シリコン層２００のソース領域２１０、ドレイン領域２３０、ゲート絶縁膜３００、ゲート線４００、ゲート電極４１０及び保持電極４２０などを形成する。
その後、第１層間絶縁膜５１０とその上に第２層間絶縁膜５２０を、それぞれ５００〜３，０００Å、３，０００〜１０，０００Åの厚さで次々に積層する。
第１及び第２層間絶縁膜５１０、５２０のエッチング選択比は大きくしなければならず、第１層間絶縁膜５１０は第２層間絶縁膜５２０に比べて小さいエッチング比を有する物質で形成する。
【００５９】
次いで、図４１に示すように、ソース領域２１０及びドレイン領域２３０上部のゲート絶縁膜３００と、第１及び第２層間絶縁膜５１０、５２０とを同時にエッチングし、それぞれの接触口Ｃ６、Ｃ７を形成する。
図４２に示すように、形成した接触口の上にデータ配線用金属を蒸着してパターニングし、接触口Ｃ６、Ｃ７を通じてソース領域２１０及びドレイン領域２３０とそれぞれ接触するソース電極６１０及びドレイン電極６２０とデータ線６００とを形成する。
【００６０】
図４３に示すように、第２層間絶縁膜５２０と同一のエッチング比を有する物質で保護絶縁膜７００を蒸着する。
その後、図４４に示すように保護絶縁膜７００をエッチングし、ドレイン電極６２０上部に接触口Ｃ８を形成し、保持電極４２０上部の第２層間絶縁膜５２０を露出する。
次いで、露出した第２層間絶縁膜５２０を除去して経由口Ｃ９を形成する。
前述のように、第１層間絶縁膜５１０は第２層間絶縁膜５２０よりエッチング比が小さく、第２層間絶縁膜５２０の保護絶縁膜７００と同一のエッチング比を有するため、第２層間絶縁膜５２０のみが除去される。
【００６１】
その後、図４５に示すように、ＩＴＯ物質を蒸着してパターニングし、画素電極８００を形成する。
画素電極８００は接触口Ｃ８を通じてドレイン電極６２０と接触し、経由口Ｃ９を覆う。
以上では層間絶縁膜５１０、５２０をエッチング比が異なる二重膜で形成することにより、層間絶縁膜の厚さが均一に残る。
【００６２】
図４６乃至図４９は、第６実施例に係る液晶表示装置の製造方法を工程順序に従って示した断面図である。
第６実施例の液晶表示装置は、第５実施例と同様に二重層間絶縁膜５１０、５２０をエッチング比を異ならせて形成するが、下部層間絶縁膜をゲート配線のパターン形成の際、同時にパターニングする点において差を有する。
【００６３】
最初に、図４６に示すように、透明な絶縁基板１００上にシリコン層２００を形成してゲート絶縁膜３００を積層する。
その後、ゲート配線用金属膜を積層して第１層間絶縁膜５１１を５００〜３，０００Å程度に積層した後、ゲートパターンと同時に第１層間絶縁膜５１１をパターニングする。
すなわち、ゲート線４００、ゲート電極４１０及び保持電極４２０を含むゲートパターン上にのみ第１層間絶縁膜５１１が残るようにする。
【００６４】
図４７に示すように、ゲートパターン４００、４１０、４２０をマスクにしてシリコン層２００をイオンドーピングすることでソース領域２１０及びドレイン領域２３０を形成する。
次いで、図４８に示すように、第１層間絶縁膜５１１よりエッチング比が大きく、保護絶縁膜７００とはそのエッチング比が同一の物質で第２層間絶縁膜５２０を蒸着する。
【００６５】
その後、第５実施例と同様な方法で、図４９に示すデータ線６００、ソース電極及びドレイン電極６１０、６２０、保護絶縁膜７００などを形成してエッチングする。
エッチングの過程において、エッチング比が小さい第１層間絶縁膜５１１は残るようになり、保持電極４２０上部の保護絶縁膜７００と第２層間絶縁膜とは除去される。
最後に、画素電極８００を形成して薄膜トランジスタ及び保持蓄電器を完成する。
【００６６】
第５及び第６実施例においては、保持蓄電器用層間絶縁膜５１０、５１１がエッチング時に過エッチング防止層として用いられる。
層間絶縁膜５１０、５１１を多重層に構成することも可能である。
以上で、本発明による液晶表示装置及びその製造方法を独立配線方式を中心として説明したが、このような実施例は前段ゲート方式にも適用し得る。
前段ゲート方式に適用する場合、前段ゲート線の一部が保持電極の役割を果す。
また、以上の実施例は非晶質シリコンを半導体層とする場合においても適用し得る。
【００６７】
以下、本発明の第７実施例による構造について説明する。
第７実施例においては保持容量電極下部に置かれたシリコン層をドーピングしないまま保持蓄電器の役割を果すようにする液晶表示装置の構造及び駆動方法が提示される。
図５０は本発明の第７実施例による液晶表示装置を示した配置図であり、図５１は図５０のXX−XX′線による断面図であり、図５２は保持線とシリコン層及びゲート電極を拡大して示した配置図である。
【００６８】
図５０乃至図５１に示したように、透明な絶縁基板１００上には、多結晶シリコン層２００が横方向に長く形成されている。
多結晶シリコン層２００が形成されている基板１００上には、二酸化シリコンや窒化シリコンからなるゲート絶縁膜３００が、５００〜３，０００Åの厚さで全面にわたって形成されている。
【００６９】
ゲート絶縁膜３００上にはゲート線４００が横方向に形成されており、その一部が延長されて形成されることでゲート電極４１０となり、ゲート電極４１０はシリコン層２００の一部と重畳する。
また保持線４３０がゲート線４００と平行に同一層に同一物質で形成されており、シリコン層２００と一部が重畳する。
シリコン層２００と重畳する部分の保持線４３０が保持電極４２０となる。
【００７０】
図５２に示したように、シリコン層２００は幅が狭い部分と幅が広い部分とに分けられ、ゲート電極４１０は幅が狭い部分と重畳し、ゲート電極４１０を中心としてその左側は幅が狭く右側は幅が広い。
保持線４３０は、シリコン層２００のうち、幅が広い部分と重畳し、重畳部の長さＬの部分で上下に幅が拡張され、重畳面積を大きくしている。
本実施例で拡張部における保持電極４２０の幅Ｗ１はシリコン層２００の幅Ｗ０より大きく、その周縁がシリコン層２００の外側に位置する構造になっている。
拡張部の長さＬは幅Ｗ１より長い。
【００７１】
一方、シリコン層２００のうちでゲート電極４１０及び保持電極４２０下部に置かれた部分はドーピングされていない。
その残りの部分は、ｎ形の不純物でドーピングされており、ドーピングされた部分はゲート電極４１０及び保持電極４２０によって多数の領域に分れる。
ゲート電極４１０下部のドーピングされていない領域は、薄膜トランジスタのチャンネルが形成されるチャンネル領域２２０であり、保持電極４２０下部のドーピングされていない領域は、保持領域２４０である。
チャンネル領域２２０両側のドーピングされた領域は、それぞれソース領域２１０及びドレイン領域２３０となり、ドレイン領域２３０は保持領域２４０と隣接する。
これらの領域以外にもシリコン層２００と保持電極４２０の長さ及び幅の差のために、保持線４３０外側に露出するシリコン層領域２５０、２６０が生じ、これらの領域もドーピングされており、保持領域２４０に隣接してドレイン領域２３０とは分離されている。
【００７２】
ゲート線４００、ゲート電極４１０及び保持線４３０などのゲート配線上部には、層間絶縁膜５００が形成されている。
ゲート絶縁膜３００及び層間絶縁膜５００は、ソース領域２１０及びドレイン領域２３０を露出する接触口Ｃ１、Ｃ２を有している。
層間絶縁膜５００上にはデータ線６００が縦方向に形成されてゲート線４００及び保持線４３０と交差している。
データ線６００の一部は接触口Ｃ１を通じてソース領域２１０と連結される。
ゲート電極４１０を中心としてデータ線６００の反対側には、データ配線用金属で形成されているドレイン電極６２０が、接触口Ｃ２を通じてドレイン領域２３０と連結されている。
【００７３】
データ線６００が形成されている層間絶縁膜５００は保護絶縁膜７００で覆われている。
保護絶縁膜７００には、ドレイン電極６２０を露出する経由口Ｃ３が開いている。
データ線６００とゲート線４００とが交差して定義される画素領域ＰＸ内側の保護絶縁膜７００上にはＩＴＯ透明画素電極８００が形成されている。
画素電極８００は、経由口Ｃ３を通じてドレイン電極６２０と連結されており、保持電極４２０と重畳している。
【００７４】
一方、第７実施例とは異なり、ドレイン領域２３０が画素電極８００と直接連結されることも可能である。
これについて図５３及び図５４を参照して説明する。
図５３は本発明の第８実施例による液晶表示装置の配置図であり、図５４は図５３のXXII−XXII′線による断面図であって、ドレイン電極のための金属パターンが存在しない構造である。
【００７５】
図５３及び図５４に示したように、保護絶縁膜７００、層間絶縁膜５００、ゲート絶縁膜３００にドレイン領域２３０を露出する接触口Ｃ１０が開いている。
画素電極８００が、接触口Ｃ１０を通じてドレイン領域２３０と直接連結されている。
この点を除き、第８実施霊の液晶表示装置は第７実施例と同一の構造を有する。
前述のように、保持領域２４０、保持電極４２０及びその間に位置したゲート絶縁膜３００が保持蓄電器を形成する。
ここで保持領域２４０は、ドーピングされていないため、その自体では導体としての役割を果せない。
保持蓄電器の一つの電極としての役割を果すようにするためには、次のように電圧を印加する。
【００７６】
図５５は、電圧印加時の保持蓄電器が形成される原理を説明するための図面である。
保持電極に加わった電圧Ｖが画像信号電圧に比べて薄膜トランジスタのしきい電圧Ｖｔｈ以上に加わったときの状態を示した断面図である。
ゲート電極４１０に開電圧が印加されると、ソース領域２１０とドレイン領域２３０との間に位置するチャンネル領域２２０に電子が移動できるチャンネルが生じる。
このチャンネルを通じ、ソース領域２１０からの画像信号電圧がデータ線６００及びドレイン領域２３０を経て画素電極８００へ印加される。
【００７７】
この時、画像信号電圧の最高値に比べて薄膜トランジスタのしきい電圧Ｖｔｈ以上の値を有する電圧Ｖｓｔを保持電極４２０に印加すると、保持電極４２０が通常の電界効果のトランジスタにおけるゲート電極の役割を果し、ドレイン領域２３０と隣接しているドーピングされていない保持領域２４０の上層部に電荷蓄積層２４１が形成される。
このように形成された電荷蓄積層２４１は導電層であるので、保持電極の役割が果せる。
【００７８】
保持電極４２０に印加される電圧波形の例を図５６及び図５７に示した。
図５６及び図５７は、共通電圧、ゲート電圧、画像電圧、保持電圧の波形図である。
ゲート電圧Ｖｇ及び画像電圧Ｖｄｓは、それぞれ一つのゲート線及びデータ線に印加される信号電圧である。
共通電圧Ｖｃｏｍは共通電極に印加される信号電圧であり、保持電圧Ｖｓｔは保持線または保持電極に印加される電圧である。
【００７９】
ゲート開信号はそれぞれのゲート線に順次に印加され、いずれかのゲート線に開信号が印加される時、そのゲート線と連結されている画素の画像信号がそれぞれのデータ線を通じて印加される。
この画像信号は開いた薄膜トランジスタを通じて該当画素の液晶蓄電器に印加される。
このような方法ですべての画素に画像信号が印加されると、再度それぞれのゲート線に順次にゲート開信号が印加され、前述の動作を繰返す。
但し、この時の画像信号は共通電圧に対して直前の画像信号とは反対の極性、すなわち、反転された値を有する。
【００８０】
従って、図５６及び図５７で、一つのゲート線に印加されるゲート電圧Ｖｇは、一定の周期でパルス状の開電圧が印加される形態の波形を示し、画像電圧Ｖｄｓは一定の周期で共通電圧Ｖｃｏｍに対して反転される形態の波形を示す。
一方、共通電圧Ｖｃｏｍは図５６のように一定の大きさを維持し続ける直流であるが、図５７のようにゲート電圧Ｖｇの周期と同一の周期で、低い値と高い値とを繰返す交流の形態を有し得、かかる共通電圧Ｖｃｏｍの形態によって保持電圧Ｖｓｔの波形も変化させ得る。
すなわち、図５６のように共通電圧Ｖｃｏｍが直流であれば保持電圧も直流とし、図５７のように共通電圧Ｖｃｏｍが交流であれば保持電圧も交流とすることができる。
後者の場合には共通電圧Ｖｃｏｍが高い値を有すると保持電圧Ｖｓｔも高い値を、反対に共通電圧Ｖｃｏｍが低い値を有すると保持電圧ｓｔも低い値を有するようにするのが好ましい。
【００８１】
図５６及び図５７に示したように、二つの場合のいずれにおいても、保持電極４２０に印加される保持電圧Ｖｓｔの最少値は、画像電圧Ｖｄｓの最大値よりしきい電圧Ｖｔｈ以上にならなければならない。
図５８は保持電圧Ｖｓｔの大きさによる保持容量の変化を示したグラフであって、画像電圧Ｖｄｓをそれぞれ０、５、１０Ｖと異ならせて保持電圧Ｖｓｔを変化させた時の保持容量Ｃｓｔ値の変化を示している。
【００８２】
画像電圧Ｖｄｓが０Ｖである場合、保持電圧Ｖｓｔ値が薄膜トランジスタのしきい電圧Ｖｔｈである約３．５Ｖ以上となると、約５７５ファラッドの保持容量が生じ、これは一般に伝導性電極を使用した場合と同一程度の保持容量値である。
また、画像電圧Ｖｄｓがそれぞれ５Ｖ、１０Ｖである場合、保持電圧Ｖｓｔが画像電圧より３．５Ｖだけさらに大きい８．５Ｖ、１３．５Ｖ以上が印加される時に保持容量Ｃｓｔが生じる。
しかし、画像電圧Ｖｄｓが０Ｖである場合とは異なり、保持容量Ｃｓｔが保持電圧Ｖｓｔの大きさによって異なるようになる。
すなわち、図５８から、画像電圧Ｖｄｓより３．５Ｖだけ大きい保持電圧Ｖｓｔが印加されると、保持容量Ｃｓｔが急激に増加し始め、保持電圧Ｖｓｔが大きくなることによって増加率が段々小さくなり、画像電圧Ｖｄｓが０である時の保持容量値に近づいていくことがわかる。
【００８３】
図５９は、画像電圧Ｖｄｓの最大値が１０Ｖであり、薄膜トランジスタのしきい電圧が３．５Ｖである場合、保持電圧Ｖｓｔがそれぞれ１０Ｖ、１４Ｖである時の画素の充電特性を示すグラフであって、ゲート開電圧が印加されると（Ｔ１）充電されて始めて最大値に到達し、ゲート閉電圧が印加されると（Ｔ２）充電電圧が瞬間的に少し減少する曲線を現し、この時の電圧降下分を通常、キックバック電圧という。
【００８４】
保持電極４２０に印加される保持電圧Ｖｓｔが１０Ｖである場合、１４Ｖである場合に比べて画素に最大電圧１０Ｖが速く充電されるが、ゲート電圧Ｖｇがオフになると、１４Ｖである場合に下がる電圧降下幅ΔＶ１より電圧降下幅ΔＶ２が大きい。
この結果から、画像電圧の最大値よりしきい電圧以上に大きい保持電圧が印加される場合には、保持容量が生じて充電時間が遅延し、キックバック電圧が減少することがわかる。
【００８５】
このように、保持電極４２０に適切な電圧を印加することにより、ドーピングされていない保持領域２４０を保持蓄電器の一つの電極として使用することができるので、保持領域２４０をドーピングするための工程を別途に要しない。
以下、第７及び第８実施例による液晶表示装置の製造方法について、図５０乃至図５４及び図６０乃至図６９を参照して説明する。
【００８６】
まず、図６０に示すように、透明な絶縁基板１００上に多結晶シリコン層２００を形成する。
シリコン層２００の結晶性を増大させるために、熱処理やレーザアニーリングを実施してもよい。
次いで、図６１に示すように、二酸化シリコンや窒化シリコンを５００〜３，０００Åの厚さで蒸着し、ゲート絶縁膜３００を形成する。
【００８７】
図６２に示すように、ゲート絶縁膜３００上にゲート配線用導電性物質を蒸着した後にパターニングし、ゲート線４００、４１０及び保持電極線４２０、４３０を含むゲート配線を形成する。
前述のようにゲート線４００の分枝であるゲート電極４１０と保持電極線４３０の一部である保持電極４２０は、シリコン層２００上部に位置する。
【００８８】
配線４００、４１０、４２０、４３０をマスクにしてシリコン層２００にイオンを注入拡散することにより、図６３に示すソース領域２１０及びドレイン領域２３０を形成する。
ゲート電極４１０及び保持電極４２０の下部はドーピングされていないため、それぞれチャンネル領域２２０と保持領域２４０をなし、保持領域２４０はドレイン領域２３０と隣接する。
また、前述のように、保持領域２４０と隣接し、ドレイン領域２３０と隔離されたドーピング領域２５０、２６０も生じる。
【００８９】
図６４に示すように、ゲート配線上に層間絶縁膜５００を形成することによりゲート線４００、ゲート電極４１０及び保持線４３０と、後で形成するデータ線及びドレイン電極との間を絶縁させる。
その後、シリコン層２００のソース領域２１０及びドレイン領域２３０上部のゲート絶縁膜３００と層間絶縁膜５００とを除去することにより、図６５に示す接触口Ｃ１、Ｃ２を形成する。
但し、第８実施例の構造においてはこの段階で接触口Ｃ２を形成しなくてもよい。
【００９０】
さらに、図６６に示すように、クロムやモリブデンなどのデータ配線用金属を蒸着してパターニングし、データ線６００及びドレイン電極６２０を形成する。
この時、データ線６００の一部及びドレイン電極６２０は接触口Ｃ１、Ｃ２を通じてソース領域２１０及びドレイン領域２３０とそれぞれ連結される。
但し、第８実施例の構造においてはドレイン電極６２０を形成しなくてもよい。
【００９１】
図６７に示すように、データ配線の上部に保護絶縁膜７００を塗布した後、図６８に示すようにドレイン電極６２０上部をエッチングして経由口Ｃ３を形成する。
但し、第７実施例の構造においてはドレイン領域２３０上部のゲート絶縁膜３００、層間絶縁膜５００及び保護絶縁膜７００を除去して接触口Ｃ１０を形成する。
最後に、図６９に示すように、ＩＴＯなどの透明導電物質を蒸着してパターニングし、保持電極４２０上部に画素電極８００を形成する。
この段階で画素電極８００が経由口Ｃ３を通じてドレイン電極６２０と連結される。
但し、第８実施例の構造においては、画素電極８００が接触口Ｃ１０を通じて直接にドレイン領域２３０と連結される。
【００９２】
前述のように、保持電極４２０に印加される電圧を調節することにより保持領域２４０を保持蓄電器の一つの電極として利用することができるため、保持領域２４０をイオンドーピングする必要がなく、マスク数を減少させることができる。
前記図５９から、薄膜トランジスタにゲート開電圧が印加されても画素の電圧が瞬時に画像電圧に到達するのではなく、一定の時間にわたって次第に画像電圧値に到達することがわかっている。
これは配線及び蓄電器の抵抗及び静電容量のために発生する現象である。
このことから、液晶表示装置の等価回路図を図７０に示す。
但し、図７０において抵抗は保持蓄電器のみを考慮したものであって、保持領域２４０の抵抗がＲｓｔ１で示され、保持蓄電器ＳＴＧと直列に連結されている。
詳細に説明すれば、互いに絶縁して交差するゲート線Ｇ及びデータ線Ｄにそれぞれゲートｇ及びソースｓが連結された薄膜トランジスタＴＦＴのドレインｄに、液晶蓄電器ＬＣと保持蓄電器ＳＴＧが並列に連結されており、ドレインｄと保持蓄電器ＳＴＧとの間に抵抗Ｒｓｔ１が連結されている構造である。
【００９３】
この時、保持領域２４０の抵抗値Ｒｓｔ１は次のような要因によって決定される。
ドレイン領域２３０及び保持電極４２０に電圧が印加されると、ドレイン領域２３０の電荷が保持領域２４０に移動して電荷が蓄積される。
この時、ドレイン領域２３０の電荷が保持領域２４０の右側端部まで移動する経路の長さはＬとなり、抵抗Ｒｓｔ１はこの長さに比例する。
そこで、蓄電器の充電時間は抵抗に比べて電荷の移動距離を縮小することが好ましい。
【００９４】
従って、電荷が移動する経路を短くして保持領域２４０の抵抗を減らすための実施例を提示する。
図７１は本発明の第９実施例に係る液晶表示装置の配置図であって、シリコン層、保持電極線及びゲート電極のみを示したものであって、図５０または図５３の構造に適用され得る。
図７１に示したように、第９実施例においては保持電極４２０の幅Ｗ３がシリコン層２００の幅Ｗ２より狭く、保持電極４２０の周縁がシリコンパターン２００の内側に入るように設計されている。
図５２に示した構造と保持容量を同一にするためには、拡張された部分の長さはＬと同一にし、拡張された部分の幅Ｗ３をシリコン層２００の幅Ｗ０と同一にすればよい。
【００９５】
このような構造においては、保持領域２４０上部周縁全体にドレイン領域２３０と連結されたドーピングされた周縁領域２５０が生じ、下部周縁全体にドレイン領域２３０と隔離されているドーピングされた周縁領域２６０が生じる。
このような液晶表示装置の保持電極４２０に保持電圧Ｖｓｔが印加されると、保持領域２４０の上部に電荷蓄積層２４１が形成される。
この時、ドーピングされた周縁領域２５０の抵抗が電荷蓄積層２４１の抵抗より小さいため、ドレイン領域２３０の電荷がまず周縁領域２５０に移動した後、保持領域２４０を縦方向に横切ってＷ３だけの距離を移動する。
保持電極４２０の拡張部の幅Ｗ３は長さＬより短いため、図５２の構造に比べて電荷の移動距離が短くなり、これによって保持領域２４０の抵抗も小さくなる。
【００９６】
図７２は図５２による構造及び図７１による構造の液晶表示装置の画素充電特性を示したグラフである。
図７２で、図５２の構造を有する液晶表示装置の充電特性曲線が点線で示したａであり、図７１の構造を有する液晶表示装置の充電特性曲線が実線ｂである。
いずれにおいても保持容量には差がないのでキックバック電圧ΔＶには差がないが、ｂの場合がａより充電時間が短いことがわかる。
【００９７】
第９実施例による液晶表示装置においては、保持領域２４０の抵抗は減少するが、周縁領域２５０部分の抵抗が保持領域２４０の抵抗に加わる。
これを等価回路図を通じて示すと、図７３のようになる。
すなわち、保持領域２４０の抵抗Ｒｓｔ２とドレインｄとの間に周縁領域２５０の抵抗Ｒ１が連結されている構造である。
【００９８】
周縁領域２５０の抵抗Ｒ１値は、保持領域２４０の抵抗減少分よりは少ないが、この抵抗Ｒ１を減少すると充電時間をもっと速くすることができる。
従って、周縁領域２５０の抵抗を減少させた実施例を提示する。
配置図である図７４及び図７４のXXXV−XXXV′線による断面図である図７５に示した構造は、本発明の第１０実施例による液晶表示装置である。
図７１に示した第９実施例と基本構造は同一である。
但し、シリコン層２００のドーピングされた上部周縁領域２５０が、ゲート絶縁膜３００、層間絶縁膜５００、保護絶縁膜７００に開いており、横方向に配列された多数の接触口Ｃ１１を通じてその上のＩＴＯ画素電極８００と連結されている。
【００９９】
このような構造においては、画素電極８００の抵抗がドーピングされた周縁領域２５０の抵抗より小さいため、電荷が画素電極８００を経路として周縁領域２５０の全体に広がり、再度保持領域２４０に移動するため、結果的に周縁領域２５０の抵抗も相対的に縮小し、これによって充電時間も減る。
配線図である図７６及び図７６のXXXVII−XXXVII′線による断面図である図７７に示した第１１実施例においては、保持領域２４０下部に位置したドーピングされた周縁領域２６０と画素電極８００がゲート絶縁膜３００、層間絶縁膜５００及び保護膜７００に開いた接触口Ｃ１２を通じて連結されている。
その他の構造は第９実施例と類似する。
【０１００】
このような構造においては、ドレイン領域２３０からの電荷が上部周縁領域２５０だけではなく、抵抗が低い画素電極８００を通じて下部周縁領域２６０へも移動する。
従って、上部及び下部周縁領域２５０、２６０から電荷が同時に保持領域２４０に移動するため、二つの領域２５０、２６０から出発する電荷が実際に移動する距離は、保持領域２４０の幅の半ばの距離となる。
抵抗もこれによって縮小し、充電時間も短くなる。
【０１０１】
このような構造を等価回路図を通じて示すと図７８のようであり、便宜上、保持蓄電器ＳＴＧと抵抗成分のみを示した。
図７８で、Ｒ２、Ｒ３は、それぞれ上部周縁領域２５０及び下部周縁領域２６０の抵抗であり、Ｒｓｔ３及びＲｓｔ４はそれぞれの保持領域２４０のうち、上・下部の片側の領域の抵抗である。
図７６の構造が図７１の構造と同一であれば、Ｒｓｔ３≒Ｒｓｔ４≒（Ｒｓｔ）×２、Ｒ２≒Ｒ１となる。
下部周縁領域２６０の抵抗が上部周縁領域２５０の抵抗と類似していると、Ｒ３≒Ｒ２≒Ｒ１となる。
従って、全体抵抗は（Ｒ１×２）＋（Ｒｓｔ２×４）となり、図７１の構造に比べて抵抗が非常に縮小することがわかる。
【０１０２】
次に、図７６の構造に加えて周縁領域２５０、２６０の抵抗をさらに減らす構造の第１２及び第１３実施例について説明する。
図７９及び図８０に示した第１２及び第１３実施例は、（１）ドーピングされた下部周縁領域２６０とＩＴＯ画素電極８００が、ゲート絶縁膜３００、層間絶縁膜５００、保護絶縁膜７００に開いており、横方向に配列された多数の接触口Ｃ１３を通じて連結されるか、（２）ドーピングされた上部及び下部周縁領域２５０、２６０のすべてとＩＴＯ画素電極８００とが、ゲート絶縁膜３００、層間絶縁膜５００及び保護絶縁膜７００に開いている多数の接触口Ｃ１１、Ｃ１３を通じて連結されるようにすることにより、抵抗を低めている例である。
これは前述のように、周縁領域２５０、２６０に比べて抵抗の低いＩＴＯ画素電極８００が電荷の移動経路となるからである。
【０１０３】
図８１乃至図８６は周縁領域とＩＴＯ画素電極とを連結する代わりに、ＩＴＯより抵抗の小さい金属パターンを周縁領域と連結することで電荷の移動経路を金属パターンに誘導する実施例を示している。
図８１は本発明の第１４実施例による液晶表示装置の配置図であり、図８２は図８１のXLII−XLII′線の断面図であり、基本構造は前述の実施例と同様である。
【０１０４】
ドーピングされた周縁領域２５０、２６０及び保持電極４２０上部の層間絶縁膜５００上に金属パターン６３０が形成されて保持電極４２０と重畳しており、画素電極８００は金属パターン６３０と重畳していない。
金属パターン６３０は、ドーピングされた上部及び下部周縁領域２５０、２６０と、ゲート絶縁膜３００及び層間絶縁膜５００に形成されている多数の接触口Ｃ１４、Ｃ１５を通じて接触している。
【０１０５】
この構造は、基本的に図８０の構造と類似しているが、抵抗の大きい画素電極８００の代わりに抵抗の小さい金属パターン６３０を利用するため、抵抗がさらに縮小する。
また、保持電極４２０、層間絶縁膜５００及び金属パターン６３０がまた他の保持蓄電器を形成するため、保持容量が増加する効果がある。
図８３及び図８４は、本発明の第１５実施例による液晶表示装置の配置図及びXLIV−XLIV′線による断面図である。
金属パターン６４０、６５０は、ドーピングされた周縁領域２５０、２６０上部にのみ形成されており、ゲート絶縁膜３００及び層間絶縁膜５００に形成されている多数の接触口Ｃ１４、Ｃ１５を通じて周縁領域２５０、２６０に連結されている。
【０１０６】
第１４実施例と同様に周縁領域２５０、２６０の抵抗を低める構造である。
しかし、この場合は保持電極４２０と金属パターン６４０、６５０が重畳しないため、保持電極４２０と金属パターン６４０、６５０による保持蓄電器が形成されない。
図８５及び図８６は本発明の第１６実施例による液晶表示装置の配置図及びXLVI−XLVI′線による断面図である。
【０１０７】
その基本構造及び効果は第１４実施例と同様であるが、ＩＴＯ画素電極８００が保持電極２４０上部の保護膜７００上に形成されている点が異なる。
本発明の第９乃至第２６実施例による液晶表示装置を製造する方法は、保持電極４２０をシリコンパターン２００より内側に形成する点と、データ線６００を作る時に金属パターン６３０、６４０、６５０を共に作る点などを除いたら、第１及び／または第８実施例による製造方法と同一である。
【０１０８】
図８７は本発明の第１７実施例による独立配線方式の液晶表示装置の配置図であり、図８８は図８７のXLVIII−XLVIII′線による断面図である。
図８７及び図８８に示したように、透明な絶縁基板１００上に多結晶シリコン層２００が形成されている。
多結晶シリコン層２００が形成されている基板１００上には、二酸化シリコンや窒化シリコンからなるゲート絶縁膜３００が、５００〜３，０００Åの厚さで形成されている。
【０１０９】
ゲート絶縁膜３００上にはシリコン層２００と交差するゲート線４００が横方向に形成されており、シリコン層２００と重畳する部分はゲート電極４１０となる。
また、保持線４３０がゲート線４００と平行に、同一層に同一物質で形成されており、その一部が保持電極４２０となる。
この時、配線４００、４１０、４２０、４３０は二重膜または多重膜で形成し得る。
【０１１０】
また、シリコン層２００の場合、ゲート電極４１０下部に置かれた部分はドーピングされていないチャンネル領域２２０となり、その両側部はそれぞれｎ形の不純物でドーピングされていてソース領域２１０及びドレイン領域２３０となる。
５００〜２，５００Åの厚さを有する第１絶縁膜５１、５２が、ゲート線４００、ゲート電極４１０、保持線４３０、保持電極４２０などの配線上に形成されている。
第１絶縁膜５１、５２は、単一膜または多重膜で形成されている。
この絶縁膜５１、５２上には金属パターン６１、６２が形成されているが、保持電極４２０上部の第１絶縁膜５２上に形成されている金属パターン６２が保持蓄電器のまた他の電極となる。
この場合、配線４００、４１０、４２０、４３０、第１絶縁膜５１、５２及び金属パターン６１、６２は同一形態を有する。
【０１１１】
第１絶縁膜５１、５２上には第２絶縁膜、すなわち、層間絶縁膜５００が全面にわたって積層されている。
層間絶縁膜５００及びゲート絶縁膜３００は、ソース領域２１０及びドレイン領域２３０を露出する接触口Ｃ１、Ｃ２を有している。
層間絶縁膜５００上には、データ線６００が、チタニウムまたは窒化チタニウムなどで縦方向に形成されている。
データ線６００から分岐した部分は、ソース領域２１０と接触口Ｃ１を通じて連結され、ソース電極６１０をなす。
ゲート電極４１０を中心としてソース電極６１０の反対側には、接触口Ｃ２を通じてドレイン領域２３０と連結されるドレイン電極６２０が形成されている。
【０１１２】
データ線６００、ソース電極６１０及びドレイン電極６２０を含むデータ配線上は、保護絶縁膜７００により覆われている。
保護絶縁膜７００にはドレイン電極６２０を露出する接触口Ｃ３が形成されており、保護絶縁膜７００及び層間絶縁膜５００には保持蓄電器用金属パターン６２を露出する経由口Ｃ１６が形成されている。
【０１１３】
保護絶縁膜７００上には、データ線６００とゲート線４００とが交差して定義される領域内に、ＩＴＯ透明画素電極８００が形成されている。
画素電極８００は接触口Ｃ３を通じてドレイン電極６２０と連結され、経由口Ｃ１６を通じて保持蓄電器用金属パターン６２と接触している。
保持蓄電器をなす保持電極４２０、その上部の第１絶縁膜５２及び金属パターン６２は、それぞれ多重膜で形成されていることも可能である。
このことを図８９を参照してさらに説明する。
【０１１４】
図８９は図８８のＰ部分を拡大した断面図であって、保持蓄電器の多重膜構造を示す。
図８９に示したように、ゲート絶縁膜３００上にゲート配線用金属で形成された保持電極４２０は、アルミニウム４２１及びチタニウム膜４２２からなる二重膜で形成されている。
保持電極４２０上には二重膜または三重膜で第１絶縁膜５２が形成されている。
第１絶縁膜５２は、二酸化シリコン膜１５２及び窒化シリコン膜２５２の二重膜または二酸化シリコン膜１５２、窒化シリコン膜２５２及び二酸化シリコン膜３５２の三重膜で形成されている。
【０１１５】
また、第１絶縁膜５２上に形成されている金属パターン６２は、下層１６２及び上層２６２の二重膜または多重膜からなっており、最上層２６２は第２絶縁膜５００及び保護絶縁膜７００よりエッチング比の小さいクロム膜、モリブデン膜またはネオジム膜で形成されている。
金属パターン６２は画素電極８００と接触している。
【０１１６】
このような構造は前段ゲート方式にも適用することができ、図９０及び図９１を参照して説明する。
図９０は本発明の第１８実施例による前段ゲート方式の液晶表示装置の配置図であり、図９１は図９０のLI−LI′線による断面図である。
前段ゲート方式においては、前段ゲート線の一部が保持電極の役割を果す。
【０１１７】
図９０及び図９１に示したように、前段ゲート線４０１の一部である第１保持電極４４０、その上の保持蓄電器用絶縁膜５４及び第２保持電極６４が保持蓄電器をなしている。
第２保持電極６４は、画素電極８００と経由口Ｃ１６を通じて接触している。
前段ゲート線４０１と画素電極８００とが重畳する部分で保持蓄電器が形成される点を除き、前述の独立配線方式の液晶表示装置と構造が同一である。
【０１１８】
以上のように、本発明による液晶表示装置においては、保持蓄電器用絶縁膜５４が最少５００Åの厚さに維持され得るため、保持容量を増加することができる。
以下、このような本発明の第１７実施例による液晶表示装置の製造方法について、独立配線方式による図８７及び図９２Ａ乃至図１０２を参照して説明する。
図９２に示すように、透明な絶縁基板１００上に多結晶シリコン層２００を形成する。
シリコン層２００の結晶性を増大するために熱処理やレーザアニーリングを実施し得る。
【０１１９】
図９３に示すように、窒化シリコンや二酸化シリコンを５００〜３，０００Åの厚さで蒸着してゲート絶縁膜３００を形成する。
図９４に示すように、アルミニウムでゲート配線用導電膜４０２を蒸着した後、その上に二酸化シリコンからなる５００〜２，５００Åの厚さの第１絶縁膜５０及び保持蓄電器用金属膜６０を順序に積層する。
ゲート配線用導電膜４０２はアルミニウム膜（図示しない）及びチタニウム膜（図示しない）を連続に蒸着して二重膜に形成することができる。
第１絶縁膜５０は、二酸化シリコン層及び窒化シリコン層の二重層または酸化シリコン層、窒化シリコン層及び酸化シリコン層からなる多重層に形成することができる。
また、保持蓄電器用金属膜６０を、最上部層がＩＴＯ物質のエッチング液に対してエッチング比の小さいモリブデン膜、ネオジム膜またはクロム膜である多重膜に積層することも可能である。
【０１２０】
図９５に示すように、ゲート配線用導電膜４０２、第１絶縁膜５０及び保持蓄電器用金属膜６０を同時にパターニングしてゲート線４００、ゲート電極４１０、保持電極４２０及び保持電極線４３０を含むゲートパターンを形成する。
従って、ゲートパターン上部に形成される絶縁膜パターン及び金属パターンは、ゲートパターンと同一のパターンに形成される。
この過程で、保持電極４２０、保持電極４２０上部に形成された第１絶縁膜５２及びその上に形成された保持蓄電器用金属パターン６２からなる保持蓄電器を形成する。
【０１２１】
次に、ゲートパターンをマスクにしてシリコン層２００にイオンドーピングを行うことによって、図９６に示すソース領域２１０及びドレイン領域２３０を形成する。
その上に、図９７に示すように、第２絶縁膜５００を積層し、図９８に示すようにソース領域２１０及びドレイン領域２３０上に位置したゲート絶縁膜３００と第２絶縁膜５００とを除去してそれぞれの接触口Ｃ１、Ｃ２を形成する。
ゲート電極４１０上部に接触口が必要である場合には、ソース領域２１０及びドレイン領域２３０を露出する接触口Ｃ１、Ｃ２を３段階にわたって実施しなければならない。
これについては図１０３乃至図１０５Ｃを参照してさらに説明する。
【０１２２】
接触口を形成後、図９９に示すようにチタニウムまたは窒化チタニウムなどのデータ配線用金属を蒸着してパターニングし、データ線６００、その分枝であるソース電極６１０及びドレイン電極６２０を形成する。
ソース領域２１０及び２３０は、接触口Ｃ１、Ｃ２を通じてそれぞれソース電極６１０及びドレイン電極６２０と連結される。
【０１２３】
形成したデータ線パターンの上に、図１００に示すように保護絶縁膜７００を蒸着する。
保護絶縁膜７００は、第２絶縁膜５００とエッチング比が同一である物質で形成される。
次に、ドレイン電極６２０上部の保護絶縁膜７００、保持蓄電器用金属パターン６２上部の保護絶縁膜７００及び第２絶縁膜５００をエッチングし、図１０１に示す接触口Ｃ３と経由口Ｃ１６とを形成する。
保持蓄電器用金属パターン６２上部の絶縁層５００、７００の厚さはドレイン電極６２０上部の絶縁層７００の厚さより厚いため、ドレイン電極６２０上部では過エッチングが発生する。
【０１２４】
次に、図１０２に示すように、ＩＴＯ物質を蒸着し、パターニングして画素電極８００を形成する。
画素電極８００は、接触口Ｃ３を通じてドレイン電極６２０と接触し、また経由口Ｃ１６を通じて保持蓄電器用金属パターン６２と接触する。
前述のように、多重膜で形成されている保持蓄電器用金属パターン６２の最上層はＩＴＯエッチング液に対して耐性の強い物質で形成されているため、エッチストッパの役割を果す。
従って、その下部の絶縁膜５２の厚さを均一に維持することができる。
また、ドレイン電極６２０は、チタニウムまたは窒化チタニウムで形成されているため、過エッチングされている接触口Ｃ３を通じてＩＴＯエッチング液が染込んでもドレイン電極６２０の腐食が起き難い。
【０１２５】
以下、図１０３乃至図１０５を参照して図９８の工程、すなわち、ソース領域及びドレイン領域上部に接触口を形成する過程についてより詳しく説明する。
まず、図１０３に示すように、ソース領域２１０及びドレイン領域２３０上部及び保持蓄電器用金属パターン６２上部の第２絶縁膜５００をエッチングする。
その後、図１０４に示すように、ゲート電極４１０上部の金属パターン６１をエッチングする。
その後、図１０５に示すように、ソース領域２１０及びドレイン領域２３０上部に位置したゲート絶縁膜３００及びゲート電極４１０上部の第１絶縁膜５１をエッチングし、ソース領域２１０及びドレイン領域２３０及びゲート電極４１０を露出する。
【０１２６】
このようなゲート電極上部の接触口Ｃ１６は、データ配線とゲート配線を回路的に連結する必要のある際に形成する。
このような実施例のように、保持蓄電器用の二つの電極とその間に位置した絶縁層で構成される保持蓄電器は、ドーピングされたシリコンパターンを保持蓄電器の電極として利用せず、ゲート配線用金属で保持蓄電器の一つの電極を形成するため、シリコンパターンのイオンドーピング工程が省略される。
また、ゲート配線工程で同時に保持蓄電器が形成されるため、別途の工程を追加する必要がない。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】従来の液晶表示装置の画素等価回路図である。
【図２】本発明の第１実施例による液晶表示装置の配置図である。
【図３】図２のIII−III′線による断面図である。
【図４】電圧印加時の保持蓄電器の形成を示した図面である。
【図５】本発明の第１実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図６】本発明の第１実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図７】本発明の第１実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図８】本発明の第１実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図９】本発明の第１実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図１０】本発明の第１実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図１１】本発明の第１実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図１２】本発明の第１実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図１３】本発明の第１実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図１４】本発明の第１実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図１５】本発明の第２実施例による液晶表示装置の配置図である。
【図１６】図１５のVII−VII′線による断面図である。
【図１７】図１５のVIII−VIII′線による断面図である。
【図１８】本発明の第３実施例による液晶表示装置の配置図である。
【図１９】図１８のX−X′線による断面図である。
【図２０】本発明の第２実施例に液晶表示装置の製造方法を工程順序に従って示した断面図である。
【図２１】本発明の第２実施例に液晶表示装置の製造方法を工程順序に従って示した断面図である。
【図２２】本発明の第２実施例に液晶表示装置の製造方法を工程順序に従って示した断面図である。
【図２３】本発明の第２実施例に液晶表示装置の製造方法を工程順序に従って示した断面図である。
【図２４】本発明の第２実施例に液晶表示装置の製造方法を工程順序に従って示した断面図である。
【図２５】本発明の第２実施例に液晶表示装置の製造方法を工程順序に従って示した断面図である。
【図２６】本発明の第２実施例に液晶表示装置の製造方法を工程順序に従って示した断面図である。
【図２７】本発明の第２実施例に液晶表示装置の製造方法を工程順序に従って示した断面図である。
【図２８】本発明の第４実施例乃至第６実施例による液晶表示装置の配置図である。
【図２９】図２８のXIII−XIII′線による第４乃至第６実施例による断面図である。
【図３０】図２８のXIII−XIII′線による第４乃至第６実施例による断面図である。
【図３１】図２８のXIII−XIII′線による第４乃至第６実施例による断面図である。
【図３２】第４実施例による液晶表示装置の製造方法を工程順序に従って示した断面図である。
【図３３】第４実施例による液晶表示装置の製造方法を工程順序に従って示した断面図である。
【図３４】第４実施例による液晶表示装置の製造方法を工程順序に従って示した断面図である。
【図３５】第４実施例による液晶表示装置の製造方法を工程順序に従って示した断面図である。
【図３６】第４実施例による液晶表示装置の製造方法を工程順序に従って示した断面図である。
【図３７】第４実施例による液晶表示装置の製造方法を工程順序に従って示した断面図である。
【図３８】第４実施例による液晶表示装置の製造方法を工程順序に従って示した断面図である。
【図３９】第４実施例による液晶表示装置の製造方法を工程順序に従って示した断面図である。
【図４０】第５実施例による液晶表示装置の製造方法を工程順序に従って示した断面図である。
【図４１】第５実施例による液晶表示装置の製造方法を工程順序に従って示した断面図である。
【図４２】第５実施例による液晶表示装置の製造方法を工程順序に従って示した断面図である。
【図４３】第５実施例による液晶表示装置の製造方法を工程順序に従って示した断面図である。
【図４４】第５実施例による液晶表示装置の製造方法を工程順序に従って示した断面図である。
【図４５】第５実施例による液晶表示装置の製造方法を工程順序に従って示した断面図である。
【図４６】第６実施例による液晶表示装置の製造方法を工程順序に従って示した断面図である。
【図４７】第６実施例による液晶表示装置の製造方法を工程順序に従って示した断面図である。
【図４８】第６実施例による液晶表示装置の製造方法を工程順序に従って示した断面図である。
【図４９】第６実施例による液晶表示装置の製造方法を工程順序に従って示した断面図である。
【図５０】本発明の第７実施例による液晶表示装置の配置図である。
【図５１】図５０のXX−XX′線による断面図である。
【図５２】図５０でのシリコン層、保持線及びゲート電極のみを示した配置図である。
【図５３】本発明の第８実施例による液晶表示装置の配置図である。
【図５４】図５３のXXII−XXII線による断面図である。
【図５５】電圧印加時に保持蓄電器が形成される原理を説明するための図面である。
【図５６】液晶表示装置に印加されるそれぞれの信号電圧の波形図である。
【図５７】液晶表示装置に印加されるそれぞれの信号電圧の波形図である。
【図５８】保持電圧の大きさによる保持容量の変化を示したグラフである。
【図５９】画素電極に印加される電圧の充電特性を示したグラフである。
【図６０】本発明の第８実施例による液晶表示装置の製造方法を工程順序に従って示した断面図である。
【図６１】本発明の第８実施例による液晶表示装置の製造方法を工程順序に従って示した断面図である。
【図６２】本発明の第８実施例による液晶表示装置の製造方法を工程順序に従って示した断面図である。
【図６３】本発明の第８実施例による液晶表示装置の製造方法を工程順序に従って示した断面図である。
【図６４】本発明の第８実施例による液晶表示装置の製造方法を工程順序に従って示した断面図である。
【図６５】本発明の第８実施例による液晶表示装置の製造方法を工程順序に従って示した断面図である。
【図６６】本発明の第８実施例による液晶表示装置の製造方法を工程順序に従って示した断面図である。
【図６７】本発明の第８実施例による液晶表示装置の製造方法を工程順序に従って示した断面図である。
【図６８】本発明の第８実施例による液晶表示装置の製造方法を工程順序に従って示した断面図である。
【図６９】本発明の第８実施例による液晶表示装置の製造方法を工程順序に従って示した断面図である。
【図７０】本発明の第７及び第８実施例による液晶表示装置の等価回路図である。
【図７１】本発明の第９実施例による液晶表示装置のシリコン層、保持線及びゲート電極の配置図である。
【図７２】図５２及び図７１の構造の液晶表示装置の画素電極に印加される電圧の充電特性を示したグラフである。
【図７３】本発明の第９実施例による液晶表示装置の等価回路図である。
【図７４】本発明の第１０実施例による液晶表示装置の配置図である。
【図７５】図７４のXXXV−XXXV′線による断面図である。
【図７６】本発明の第１１実施例による液晶表示装置の配置図である。
【図７７】図７６のXXXVII−XXXVII′線による断面図である。
【図７８】本発明の第１１実施例による液晶表示装置の等価回路図である。
【図７９】本発明の第１２及び第１３実施例による液晶表示装置の配置図である。
【図８０】本発明の第１２及び第１３実施例による液晶表示装置の配置図である。
【図８１】本発明の第１４実施例による液晶表示装置の配置図である。
【図８２】図８１のXLII−XLII′線による断面図である。
【図８３】本発明の第１５実施例による液晶表示装置の配置図である。
【図８４】本発明のXLIV−XLIV′線による断面図である。
【図８５】本発明の第１６実施例による液晶表示装置の配置図である。
【図８６】図８５のXLVI−XLVI′線による断面図である。
【図８７】本発明の第１７実施例による液晶表示装置の配置図である。
【図８８】図８７のXLVIII−XLVIII′線による断面図である。
【図８９】図８８のＰ部分に対する断面図である。
【図９０】本発明の第１８実施例による液晶表示装置の配置図である。
【図９１】図９０のLI−LI′線に対する断面図である。
【図９２】本発明の第１７実施例による液晶表示装置の製造方法を工程順に示した断面図である。
【図９３】本発明の第１７実施例による液晶表示装置の製造方法を工程順に示した断面図である。
【図９４】本発明の第１７実施例による液晶表示装置の製造方法を工程順に示した断面図である。
【図９５】本発明の第１７実施例による液晶表示装置の製造方法を工程順に示した断面図である。
【図９６】本発明の第１７実施例による液晶表示装置の製造方法を工程順に示した断面図である。
【図９７】本発明の第１７実施例による液晶表示装置の製造方法を工程順に示した断面図である。
【図９８】本発明の第１７実施例による液晶表示装置の製造方法を工程順に示した断面図である。
【図９９】本発明の第１７実施例による液晶表示装置の製造方法を工程順に示した断面図である。
【図１００】本発明の第１７実施例による液晶表示装置の製造方法を工程順に示した断面図である。
【図１０１】本発明の第１７実施例による液晶表示装置の製造方法を工程順に示した断面図である。
【図１０２】本発明の第１７実施例による液晶表示装置の製造方法を工程順に示した断面図である。
【図１０３】図９８の工程をより詳細に示した断面図である。
【図１０４】図９８の工程をより詳細に示した断面図である。
【図１０５】図９８の工程をより詳細に示した断面図である。
【図１】
2007199736.tif 000003
【図２】
2007199736.tif 000004
【図３】
2007199736.tif 000005
【図４】
2007199736.tif 000006
【図５】
2007199736.tif 000007
【図６】
2007199736.tif 000008
【図７】
2007199736.tif 000009
【図８】
2007199736.tif 000010
【図９】
2007199736.tif 000011
【図１０】
2007199736.tif 000012
【図１１】
2007199736.tif 000013
【図１２】
2007199736.tif 000014
【図１３】
2007199736.tif 000015
【図１４】
2007199736.tif 000016
【図１５】
2007199736.tif 000017
【図１６】
2007199736.tif 000018
【図１７】
2007199736.tif 000019
【図１８】
2007199736.tif 000020
【図１９】
2007199736.tif 000021
【図２０】
2007199736.tif 000022
【図２１】
2007199736.tif 000023
【図２２】
2007199736.tif 000024
【図２３】
2007199736.tif 000025
【図２４】
2007199736.tif 000026
【図２５】
2007199736.tif 000027
【図２６】
2007199736.tif 000028
【図２７】
2007199736.tif 000029
【図２８】
2007199736.tif 000030
【図２９】
2007199736.tif 000031
【図３０】
2007199736.tif 000032
【図３１】
2007199736.tif 000033
【図３２】
2007199736.tif 000034
【図３３】
2007199736.tif 000035
【図３４】
2007199736.tif 000036
【図３５】
2007199736.tif 000037
【図３６】
2007199736.tif 000038
【図３７】
2007199736.tif 000039
【図３８】
2007199736.tif 000040
【図３９】
2007199736.tif 000041
【図４０】
2007199736.tif 000042
【図４１】
2007199736.tif 000043
【図４２】
2007199736.tif 000044
【図４３】
2007199736.tif 000045
【図４４】
2007199736.tif 000046
【図４５】
2007199736.tif 000047
【図４６】
2007199736.tif 000048
【図４７】
2007199736.tif 000049
【図４８】
2007199736.tif 000050
【図４９】
2007199736.tif 000051
【図５０】
2007199736.tif 000052
【図５１】
2007199736.tif 000053
【図５２】
2007199736.tif 000054
【図５３】
2007199736.tif 000055
【図５４】
2007199736.tif 000056
【図５５】
2007199736.tif 000057
【図５６】
2007199736.tif 000058
【図５７】
2007199736.tif 000059
【図５８】
2007199736.tif 000060
【図５９】
2007199736.tif 000061
【図６０】
2007199736.tif 000062
【図６１】
2007199736.tif 000063
【図６２】
2007199736.tif 000064
【図６３】
2007199736.tif 000065
【図６４】
2007199736.tif 000066
【図６５】
2007199736.tif 000067
【図６６】
2007199736.tif 000068
【図６７】
2007199736.tif 000069
【図６８】
2007199736.tif 000070
【図６９】
2007199736.tif 000071
【図７０】
2007199736.tif 000072
【図７１】
2007199736.tif 000073
【図７２】
2007199736.tif 000074
【図７３】
2007199736.tif 000075
【図７４】
2007199736.tif 000076
【図７５】
2007199736.tif 000077
【図７６】
2007199736.tif 000078
【図７７】
2007199736.tif 000079
【図７８】
2007199736.tif 000080
【図７９】
2007199736.tif 000081
【図８０】
2007199736.tif 000082
【図８１】
2007199736.tif 000083
【図８２】
2007199736.tif 000084
【図８３】
2007199736.tif 000085
【図８４】
2007199736.tif 000086
【図８５】
2007199736.tif 000087
【図８６】
2007199736.tif 000088
【図８７】
2007199736.tif 000089
【図８８】
2007199736.tif 000090
【図８９】
2007199736.tif 000091
【図９０】
2007199736.tif 000092
【図９１】
2007199736.tif 000093
【図９２】
2007199736.tif 000094
【図９３】
2007199736.tif 000095
【図９４】
2007199736.tif 000096
【図９５】
2007199736.tif 000097
【図９６】
2007199736.tif 000098
【図９７】
2007199736.tif 000099
【図９８】
2007199736.tif 000100
【図９９】
2007199736.tif 000101
【図１００】
2007199736.tif 000102
【図１０１】
2007199736.tif 000103
【図１０２】
2007199736.tif 000104
【図１０３】
2007199736.tif 000105
【図１０４】
2007199736.tif 000106
【図１０５】
2007199736.tif 000107