(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板と、
前記透明基板上の所定部位に互いに離隔して形成された第１の半導体層及び第２の半導体層と、
前記第１の半導体層の両側に設けられた第１のコンタクトホールを有して前記透明基板の全面に形成された第１の絶縁膜と、
前記第１のコンタクトホールを通して前記第１の半導体層に連結され、前記第１の半導体層の両側上部の前記第１の絶縁膜の上に形成されたゲート線と、
前記第２の半導体層の両側に形成されたソース・ドレイン領域と、
前記ゲート線をカバーするように前記透明基板の全面に形成された第２の絶縁膜と、
前記ソース・ドレイン領域の上部に前記第１，第２の絶縁膜が除去されて形成された第２のコンタクトホールと、
前記第１の半導体層を介して接続された前記ゲート線に直交する方向で前記第２の絶縁膜上に形成されたデータ線と、
前記第２のコンタクトホールを通じて前記ソース・ドレイン領域を各々連通して前記第２の絶縁膜上に形成されたソース・ドレイン電極と、
前記ドレイン電極と連通して前記第２の絶縁膜上に形成された画素電極と、
を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記第１の半導体層の幅は、前記ゲート線および前記データ線のそれぞれの幅よりも大きく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】
前記第１の半導体層は、ドープされた半導体層により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４】
前記第１の半導体層は、四角形により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】
透明基板上にゲート線とデータ線とが交差させられるべき部分と、薄膜トランジスタが形成されるべき部分とに島状に第１の半導体層及び第２の半導体層を形成する工程と、
前記第１の半導体層及び第２の半導体層を含む前記透明基板の全面に第１の絶縁膜を形成した後、前記第１の半導体層の両側に第１のコンタクトホールを形成する工程と、
前記第１のコンタクトホールを通して前記第１の半導体層に連結され、前記第２の半導体層の上部にゲート電極が形成されるように前記第１の絶縁膜上にゲート線を形成する工程と、
前記ゲート電極及びゲート線をマスクとして高濃度の不純物を注入して前記第１の半導体層を導電体層として形成し、前記第２の半導体層にソース・ドレイン領域を形成する工程と、
前記透明基板の全面に第２の絶縁膜を形成し、画素領域に画素電極を形成する工程と、
前記第２の半導体層のソース・ドレイン領域が露出されるように前記第１及び第２の絶縁膜を選択的に除去して第２のコンタクトホールを形成する工程と、
前記第１の半導体層の上部に前記ゲート線と直交する方向でデータ線を形成すると共に、前記ソース・ドレイン領域のソース領域に接続されたソース電極、及び、前記ソース・ドレイン領域のドレイン領域と前記画素電極とに接続されたドレイン電極をそれぞれ前記第２の絶縁膜上に形成する工程と、
を備えることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、液晶表示装置及びその製造方法に関し、特に、ゲートバスラインとデータバスラインとの交叉部分に生じる寄生キャパシタンスを低減し、交叉部分におけるデータバスラインのステップカバリッジを向上させることができる液晶表示装置及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、液晶表示装置は、電極が形成された２枚のガラス基板の間に液晶を打ち込むことによって形成されており、液晶セルの電圧印加の有無によって液晶の配列状態が変化すると、液晶セルの光学的性質が変化することを利用して像を表示するものである。
【０００３】
このような液晶表示装置は、単純マトリックス駆動方式とアクティブマトリックス駆動方式に分類される。アクティブマトリックス駆動方式としては、ＴＦＴ−ＬＣＤ（Thin-Film Transistor-LCD）が代表的であり、それぞれの画素電極に独立的な能動素子を設け、それぞれの画素を独立的に駆動することにより隣接画素のデータ信号による影響を最小化させ、コントラスト比を高めながら、走査線数を増加させる駆動方式である。
【０００４】
以下、従来の液晶表示装置を添付図面により説明する。
図１は、従来のアクティブマトリックス駆動型液晶表示装置を示す平面図であり、図２は図１のＡ−Ａ′線に沿った断面図であり、図３は図１のＢ−Ｂ′線に沿った断面図である。これらの図からわかるように、従来の液晶表示装置の構成は、一定間隔をもって一方向に複数個形成されたゲート線２（図１では、２つだけ示す）と、一定間隔をもってゲート線２と垂直な方向に複数個形成されたデータ線３と、各ゲート線２とデータ線３との間の画素領域に形成された、液晶セルを駆動するための透明電極６と、ゲート線２とデータ線３とが交叉した部分の画素電極に信号を印加するための薄膜トランジスタとを含んでなる。
【０００５】
このように構成された従来の液晶表示装置の製造方法は、以下の通りである。図２及び図３に示すように、ガラスまたは石英等の絶縁用透明基板９上にポリシリコンや非晶質シリコン等の半導体層１を蒸着し、薄膜トランジスタが形成されるべき領域のみ残るようにパターニングして薄膜トランジスタのアクティブ領域を形成する。次に、全面にゲート絶縁膜８と金属とを順次蒸着し、金属を選択的に除去してゲート電極及びゲート線２を形成する。
【０００６】
ここで、ゲート線２は図１と同様に一定間隔で複数個形成し、ゲート電極はゲート線に接続されて前記半導体層１上に形成される。
【０００７】
ゲート電極をマスクとして半導体層１にｎ＋型イオンを打ち込んでソース／ドレイン領域を形成し、全面に絶縁膜７を蒸着した後、画素電極である透明電極６とデータ線３とを画素領域に順次形成し、続いて、前記ソース／ドレイン領域が露出されるように絶縁膜７を選択的に除去し、ソース／ドレイン領域にコンタクトホール５を形成し、ソース領域にデータ線３が接続され且つドレイン領域に透明電極６が接続されるようにメタル３，４を蒸着してパターニングする。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような従来の液晶表示装置においては、画素数が多い高画質（ＨＤＴＶ）、大画面のディスプレイを開発する場合には、ゲート線２とデータ線３との交叉部分（図１のＤ）で寄生キャパシタンスが発生する。この寄生キャパシタンスは、ゲート信号の遅延時間を増加させる要因となるため、反応速度が遅くなってしまい、高画質、大画面のディスプレイ液晶表示装置に不適合である。また、寄生キャパシタンスを低減させるためにゲート線２及びデータ線３の幅を小さくするとライン抵抗が増加してしまうので、同様に素子特性が低下してしまう。このため、ゲート線２及びデータ線３の幅を狭くすることは、設計上及び工程上の困難性を増大させていた。
【０００９】
本発明の目的は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、ゲート線とデータ線との間の寄生キャパシタンスを低減し、データ線のステップカバリッジ及びピンホールによる線間短絡を防止することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の第１の構成に係る液晶表示装置は、透明基板と、前記透明基板上の所定部位に互いに離隔して形成された第１の半導体層及び第２の半導体層と、前記第１の半導体層の両側に設けられた第１のコンタクトホールを有して前記透明基板の全面に形成された第１の絶縁膜と、前記第１のコンタクトホールを通して前記第１の半導体層に連結され、前記第１の半導体層の両側上部の前記第１の絶縁膜の上に形成されたゲート線と、前記第２の半導体層の両側に形成されたソース・ドレイン領域と、前記ゲート線をカバーするように前記透明基板の全面に形成された第２の絶縁膜と、前記ソース・ドレイン領域の上部に前記第１，第２の絶縁膜が除去されて形成された第２のコンタクトホールと、前記第１の半導体層を介して接続された前記ゲート線に直交する方向で前記第２の絶縁膜上に形成されたデータ線と、前記第２のコンタクトホールを通して前記ソース・ドレイン領域を各々連通して前記第２の絶縁膜上に形成されたソース・ドレイン電極と、前記ドレイン電極と連通して前記第２の絶縁膜上に形成された画素電極を含んでなることを特徴としている。
また、本発明の第２の構成に係る液晶表示装置の製造方法は、透明基板上にゲート線とデータ線とが交差させられるべき部分と、薄膜トランジスタが形成されるべき部分とに島状に第１の半導体層及び第２の半導体層を形成する工程と、前記第１の半導体層及び第２の半導体層を含む前記透明基板の全面に第１の絶縁膜を形成した後、前記第１の半導体層の両側に第１のコンタクトホールを形成する工程と、前記第１のコンタクトホールを通して前記第１の半導体層に連結され、前記第２の半導体層の上部にゲート電極が形成されるように前記第１の絶縁膜上にゲート線を形成する工程と、前記ゲート電極及びゲート線をマスクとして高濃度の不純物を注入して前記第１の半導体層を導電体層として形成し、前記第２の半導体層にソース・ドレイン領域を形成する工程と、前記透明基板の全面に第２の絶縁膜を形成し、画素領域に画素電極を形成する工程と、前記第２の半導体層のソース／ドレイン領域が露出されるように前記第１及び第２の絶縁膜を選択的に除去して第２のコンタクトホールを形成する工程と、前記第１の半導体層の上部に前記ゲート線と直交する方向でデータ線を形成すると共に、前記ソース／ドレイン領域のソース領域に接続されたソース電極、及び、前記ソース／ドレイン領域のドレイン領域と前記画素電極とに接続されたドレイン電極をそれぞれ前記第２の絶縁膜上に形成する工程と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
【実施例】
本発明の一実施例を添付図面を参照してより詳細に説明する。
図４は本発明の液晶表示装置の平面図であり、図５は図４のＣ−Ｃ′線に沿った断面図であり、図６は図４の“Ｅ”部分の拡大図であり、図７は本発明によるゲート線の状態図であり、図８〜図１３は図４のＣ−Ｃ′線に沿った工程断面図であり、図１４〜図１９は図４のＤ−Ｄ′線に沿った工程断面図である。これらの図からわかるように、本発明の液晶表示装置は、絶縁用透明基板９と、絶縁用透明基板９上のゲート線とデータ線とが交叉される部分に形成される島状の複数の導電層１０と、各導電体層１０の両側に一方向に接続されて形成される複数のゲート線２と、前記導電体層１０及びゲート線２から隔離されるように形成され、前記導電体層１０の上側を通過するように、ゲート線２と垂直方向に複数個形成されるデータ線３と、前記ゲート線２とデータ線３との間の画素領域に形成されて液晶セルに電圧を印加するための複数の透明電極６と、前記各透明電極６とデータ線３との間でゲート線２の信号に基づいてデータ線３の信号を透明電極６に印加するための薄膜トランジスタとからなる。
【００１２】
ここで、薄膜トランジスタは、ゲート線２にゲート電極が接続され、データ線３にソース電極が接続され、透明電極にドレイン電極が接続される。
【００１３】
このように構成される本発明の液晶表示装置の製造方法は、以下の通りである。
図８及び図１４に示したように、ガラスや石英等の絶縁性透明基板９上に不純物がドープされない半導体層（undoped poly silicon）を蒸着し、パターンマスクを用いた選択的なエッチング工程によりゲート線２とデータ線３とが交叉する部分と薄膜トランジスタ形成領域のみに半導体層が残るようにパターニングして、島状の第１半導体装置１０ａと第２半導体装置１０ｂとを四角形に複数個形成する。
【００１４】
この際、ゲート線２とデータ線３とが交叉する部分の第１半導体層１０ａの幅は、図６のようにデータ線３及びゲート線２の幅よりも大きく形成する。なお、全面にゲート絶縁用第１絶縁膜８を蒸着した後、ゲート線２が形成されるべき方向に、図９に示したように、ゲート線とデータ線とが交叉する部分の第１半導体層１０ａの両側の第１絶縁膜８を選択的に除去し、第１半導体層１０ａが露出されるようにコンタクトホール１１を形成する。
【００１５】
続いて、図１０及び図１６のように、金属層を蒸着し、感光膜及びパターンマスクを用いた選択的エッチング工程においてコンタクトホール１１を介して第１半導体層１０ａと接続されるように、第１半導体層１０ａと第１半導体層１０ａの間に一方向にゲート線２を形成し、第２半導体層１０ｂ上の第１絶縁膜８上にゲート電極を形成する。
【００１６】
この時、ゲート線２の構造は、図７に示すように、第１半導体層１０ａが形成された部分では連続性を有しないように短絡し、第１半導体層１０ａを介してゲート線２が連続性を有するように形成される。
【００１７】
そして、図１１及び図１６に示すように、ゲート電極及びゲート線２をマスクとして用いてゲート線とデータ線とが交叉する部分の第１半導体層１０ａと薄膜トランジスタ領域の第２半導体層１０ｂに高濃度ｎ型（ｎ＋）イオンを打ち込んで熱処理を施すことにより、ゲート線とデータ線とが交叉される部分の第１半導体層１０ａを導電体にし、かつ、薄膜トランジスタ領域の半導体１０ｂにソース／ドレイン領域を形成する。
【００１８】
この熱処理によって、半導体層１０ａにイオンが打ち込まれたドーパントのアクティベーション及びラテラル拡散が生じるので、ゲート線２と導電層１０とが電気的に接続される。
【００１９】
次に、図１２及び図１７に示すように、全面に絶縁膜７を形成し、薄膜トランジスタの一方の画素領域に透明電極６をパターニングした後、図１８に示すように、薄膜トランジスタ領域の中、ソース／ドレイン領域上の絶縁膜７を選択的にエッチングし、ソース／ドレイン領域（ｎ＋）が露出されるようにコンタクトホール１２を形成する。
【００２０】
さらに、図１３及び図１９に示すように、金属を蒸着し、パターンマスクを用いた選択的なエッチング工程を用いて金属をパターニングし、前記ゲート線２と垂直に前記導電体層１０の上部を通過するようにデータ線３を形成するとともに、透明電極６と薄膜トランジスタのドレイン領域が接続され、データ線３と薄膜トランジスタのソース領域とが接続されるようにパターニングする。
【００２１】
【発明の効果】
以上から説明したような本発明の液晶表示装置及びその製造方法においては、ゲート線とデータ線とが交叉する部分に導電体層が形成され、導電体層とゲート線から隔離されて導電体層の上部にデータ線が形成され、導電体層１０の両側にゲート線が接続されてゲート線が連続性を有するように形成されるので、ゲート線とデータ線との交叉部分において２つの線間の距離が大きいので、この部分における寄生キャパシタンスが低下し、交叉部分の絶縁膜が２重構造であるため、ピンホールによる線間短絡が防止され、交叉部分においてゲート線が切断されているので、データ線のステップカバリッジがよくなって液晶表示装置のゲート信号の遅延時間を減少させるため高速化されて画質が向上され、これによって、高画質でかつ大画面の液晶表示装置を提供することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の液晶表示装置のレイアウト図である。
【図２】図１のＡ−Ａ′線に沿った断面構造図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ′線に沿った断面構造図である。
【図４】本発明の液晶表示装置のレイアウト図である。
【図５】図４のＣ−Ｃ′線に沿った断面構造図である。
【図６】図４の“Ｅ”部分の拡大平面図である。
【図７】本発明によるゲート線の状態図である。
【図８】図４のＣ−Ｃ′線に沿った工程断面図である。
【図９】図４のＣ−Ｃ′線に沿った工程断面図である。
【図１０】図４のＣ−Ｃ′線に沿った工程断面図である。
【図１１】図４のＣ−Ｃ′線に沿った工程断面図である。
【図１２】図４のＣ−Ｃ′線に沿った工程断面図である。
【図１３】図４のＣ−Ｃ′線に沿った工程断面図である。
【図１４】図４のＤ−Ｄ′線に沿った工程断面図である。
【図１５】図４のＤ−Ｄ′線に沿った工程断面図である。
【図１６】図４のＤ−Ｄ′線に沿った工程断面図である。
【図１７】図４のＤ−Ｄ′線に沿った工程断面図である。
【図１８】図４のＤ−Ｄ′線に沿った工程断面図である。
【図１９】図４のＤ−Ｄ′線に沿った工程断面図である。
【符号の説明】
２  ゲート線
３  データ線
４  メタル
１１，１２  コンタクトホール
６  透明電極
７，８  絶縁膜
９  透明基板
１０  導電体層
１０ａ，１０ｂ  半導体層
【図１】
0003808107.tif 000002
【図２】
0003808107.tif 000003
【図３】
0003808107.tif 000004
【図４】
0003808107.tif 000005
【図５】
0003808107.tif 000006
【図６】
0003808107.tif 000007
【図７】
0003808107.tif 000008
【図８】
0003808107.tif 000009
【図９】
0003808107.tif 000010
【図１０】
0003808107.tif 000011
【図１１】
0003808107.tif 000012
【図１２】
0003808107.tif 000013
【図１３】
0003808107.tif 000014
【図１４】
0003808107.tif 000015
【図１５】
0003808107.tif 000016
【図１６】
0003808107.tif 000017
【図１７】
0003808107.tif 000018
【図１８】
0003808107.tif 000019
【図１９】
0003808107.tif 000020