JP2002033331A

JP2002033331A - 半導体装置及びその作製方法

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Publication number: JP2002033331A
Application number: JP2001142322A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Arao; 達也荒尾; Hideomi Suzawa; 英臣須沢
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2000-05-12
Filing date: 2001-05-11
Publication date: 2002-01-31

Abstract

(57)【要約】【課題】アクティブマトリクス型の液晶表示装置に代
表される電気光学装置において、ＴＦＴの工程数を削減
して製造コストの低減および歩留まりの向上を実現する
ことを目的とする。【解決手段】同一の絶縁表面上に第１の導電膜で形成
される第１の配線と第２の配線と、前記第１の配線と第
２の配線に対応して該配線上に形成された一導電型の第
１の半導体膜と、前記一導電型の第１の半導体膜の上層
に形成され前記第１の配線と第２の配線とに跨って形成
された第２の半導体膜と、前記第２の半導体膜上に形成
された絶縁膜と、前記絶縁膜上に形成された第３の導電
膜とを有することを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体膜を利用した
薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと記す）を用いて作製
される半導体装置およびその作製方法に関する。特に本
発明は、ＴＦＴの製造において必要となる光露光プロセ
スに係るフォトマスクの数を削減する技術に関しする。
さらに本発明は、液晶表示装置に代表される電気光学装
置及びそのような電気光学装置を搭載した電子装置に好
適に利用できる技術を提供する。尚、本明細書において
半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能する
装置全般を指し、上記電気光学装置およびその電気光学
装置を搭載した電子装置も範疇に含む。

【０００２】

【従来の技術】ノート型のパーソナルコンピュータ（ノ
ートパソコン）や携帯型情報端末において、画像や文字
情報を表示するために液晶表示装置が利用されている。
パッシブ型の液晶表示装置に比べアクティブマトリクス
型の液晶表示装置は高精細な画像が得られることから、
前記用途においては後者が好適に用いられるようになっ
ている。アクティブマトリクス型の液晶表示装置は、画
素部において能動素子であるＴＦＴを個々の画素に対応
してマトリクス状に配置している。ＴＦＴには通常ｎチ
ャネル型ＴＦＴが用いられ、スイッチング素子として液
晶に印加する電圧を画素毎に制御して所望の画像表示を
行っている。

【０００３】非晶質シリコンに代表される非晶質半導体
でＴＦＴを作製する技術は、３００℃以下の低温で大面
積の基板上に形成可能であることから量産に適した材料
と考えられている。しかし、非晶質シリコンで活性層を
形成したＴＦＴは、電界効果移動度が小さく１cm²/Vsec
以上の値を得ることはできない。そのために、画素部に
設けるスイッチング素子に特化して利用されている。

【０００４】このようなアクティブマトリクス型の液晶
表示装置は、携帯型情報端末、ノートパソコンのみなら
ず液晶テレビ受信機にまでその用途は広がり、画面サイ
ズの大面積化と同時に画像品位の向上のために高精細化
や高開口率化の要求がますます高まってきている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】アクティブマトリクス
型の液晶表示装置は、ゲート線、データ線、画素電極な
どを精度良く重ね合わせて配置するために、光露光プロ
セスにより複数のフォトマスクを使用して作製してい
る。しかし、生産性を向上させ、かつ、歩留まりを向上
させるためには、フォトマスクの数を可能な限り削減し
て工程数を減らすことが有効な手段として考えられる。

【０００６】フォトマスクはフォトリソグラフィーの技
術において、エッチング工程のマスクとするフォトレジ
ストパターンを基板上に形成するために用いる。このフ
ォトマスクを１枚使用することによって、レジスト塗
布、プレベーク、露光、現像、ポストベークなどの工程
と、その前後の工程において被膜の成膜およびエッチン
グなどの工程、さらにレジスト剥離、洗浄工程、乾燥工
程などが付加され煩雑なものとなる。

【０００７】本発明はこのような背景を鑑みてなされた
ものであり、アクティブマトリクス型の液晶表示装置に
代表される電気光学装置において、ＴＦＴの工程数を削
減して製造コストの低減および歩留まりの向上を実現す
ることを課題としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、２枚のフォトマスクでＴＦＴを作製す
る。具体的には、データ線及び画素電極を形成するため
の第１のフォトマスクと、ゲート電極の形状する第２の
フォトマスクの２枚から形成することができる。第２の
フォトマスクにより形成されるレジストパターンは、ゲ
ート電極以外にｎ型の第１の半導体膜、チャネルを形す
るための第２の半導体膜、バリアメタルのエッチング処
理にも適用される。

【０００９】このような本発明の半導体装置は、絶縁表
面上に第１の導電膜で形成される第１の配線と第２の配
線と、第１の配線と第２の配線上に形成された一導電型
の第１の半導体膜と、一導電型の第１の半導体膜の上層
に形成され第１の配線と第２の配線とに跨って形成され
た第２の半導体膜と、第２の半導体膜上に形成された絶
縁膜と、絶縁膜上に形成された第３の導電膜とを有する
ことを特徴としている。

【００１０】また、他の発明の構成は、絶縁表面上に第
１の導電膜で形成される第１の配線と第２の配線と、第
１の配線と第２の配線上に形成された第２の導電膜と、
第２の導電膜上に形成された一導電型の第１の半導体膜
と、一導電型の第１の半導体膜の上層に形成され第１の
配線と第２の配線とに跨って形成された第２の半導体膜
と、第２の半導体膜上に形成された絶縁膜と、絶縁膜上
に形成された第３の導電膜とを有し、第２の半導体膜の
端部は第２の導電膜の端部の内側に設けられていること
を特徴としている。

【００１１】また、他の発明の構成は、絶縁表面上に形
成されたデータ線と画素電極と、データ線及び画素電極
に対応して形成された一導電型の第１の半導体膜と、一
導電型の第１の半導体膜の上層に形成され、データ線と
画素電極とに跨って形成された第２の半導体膜と、第２
の半導体膜上に形成されたゲート絶縁膜と、ゲート絶縁
膜上に形成されたゲート電極とを有することを特徴とし
ている。

【００１２】また、他の発明の構成は、絶縁表面上に形
成されたデータ線と画素電極と、データ線及び画素電極
に対応して形成されたバリアメタルと、バリアメタル上
に形成された一導電型の第１の半導体膜と、一導電型の
第１の半導体膜の上層に形成され、データ線と画素電極
とに跨って形成された第２の半導体膜と、第２の半導体
膜上に形成されたゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜上に形
成されたゲート電極とを有し、第２の半導体膜の端部は
バリアメタルの端部の内側に設けられていることを特徴
としている。

【００１３】２枚のフォトマスクで作製する本発明の半
導体装置の作製方法は、第１のフォトマスクを用い第１
の光露光プロセスにより第１のマスクを形成する工程
と、第１のマスクを用い第１のエッチング処理により一
導電型の第１の半導体膜と第２の導電膜と第１の導電膜
とをエッチングする工程と、第２のフォトマスクを用い
第２の光露光プロセスにより第２のマスクを形成する工
程と、第２のマスクを用い第２のエッチング処理により
第３の導電膜をエッチングする工程と、第２のエッチン
グ処理の後に第３のエッチング処理により絶縁膜と第２
の半導体膜と第１の半導体膜と第２の導電膜とをエッチ
ングする工程とを有することを特徴としている。

【００１４】また、他の発明の構成は、絶縁表面上に第
１の導電膜を形成する第１の工程と、第１の導電膜上に
第２の導電膜を形成する第２の工程と、第２の導電膜上
に一導電型の第１の半導体膜を形成する第３の工程と、
第１のフォトマスクを用い第１の光露光プロセスにより
第１のマスクを形成する第４の工程と、第１のマスクを
用い第１のエッチング処理により一導電型の第１の半導
体膜と第２の導電膜と第１の導電膜とをエッチングする
第５の工程と、第５の工程の後に第２の半導体膜を形成
する第６の工程と、第２の半導体膜上に絶縁膜を形成す
る第７の工程と、絶縁膜上に第３の導電膜を形成する第
８の工程と、第２のフォトマスクを用い第２の光露光プ
ロセスにより第２のマスクを形成する第９の工程と、第
２のマスクを用い第２のエッチング処理により第３の導
電膜をエッチングする第１０の工程と、第１０の工程の
後に、第３のエッチング処理により絶縁膜と第２の半導
体膜と第１の半導体膜と第２の導電膜とをエッチングす
る第１１の工程とを有することを特徴としている。

【００１５】本発明によれば、２枚のフォトマスクでＴ
ＦＴを形成することが可能であり、製造工程及びＴＦＴ
の構造が簡略化されることにより、製造歩留まりを向上
させることができる。また、当該ＴＦＴを用いてアクテ
ィブマトリクス型の液晶表示装置に代表される電気光学
装置の製造コストを低減させることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳述する。図１は２枚のフォトマスクで
作製されるＴＦＴの断面図であり、液晶表示装置のｎチ
ャネル型ＴＦＴとして用いるための構造を示している。
ＴＦＴは絶縁表面を有する基板１０１上に形成されてい
る。データ線１０７、画素電極１１０はアルミニウム
（Ａｌ）を主成分とする導電性材料で同一面上に形成さ
れている。１２１はチタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔ
ａ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化タンタル（ＴａＮ）
などで形成されるバリアメタルであり、データ線１０
７、画素電極１１０を形成するＡｌを主成分とする導電
性材料と半導体膜とが反応して合金化するのを防いでい
る。

【００１７】５０〜１００nmの厚さのｎ型の第１の半導
体膜１２２、１２３はソースまたはドレイン領域を形成
し、チャネルを形成用の第２の半導体膜１２４はこの両
者に跨って形成されている。半導体膜１２４は５０〜２
５０nmの厚さで形成されている。このｎ型の第１の半導
体膜１２２、１２３及び第２の半導体膜１２４は非晶質
珪素または微結晶珪素により形成されている。酸化珪素
または窒化珪素から成る絶縁膜１２５は１００〜２００
nmの厚さで半導体膜１２４上に形成され、ゲート絶縁膜
として用いる。さらに、ゲート電極１２６がその上に設
けられている。ゲート電極は好適にはタングステン
（Ｗ）を用いて形成する。画素ＴＦＴ２０１はこれらが
一体となって形成されるものである。図１で示されるＴ
ＦＴの構造は順スタガ型とも呼ばれている。

【００１８】画素電極１１０の一部には保持容量２０２
が形成されている。具体的には、画素電極１１０上にバ
リアメタル１２７、ｎ型の第１の半導体膜１２８、第２
の半導体膜１２９、絶縁膜１３０、容量配線１３１が積
層されている。保持容量２０２は、画素電極１１０が一
方の電極として、容量配線１３１が他方の電極として形
成されている。

【００１９】図１で示すＴＦＴの構造は、データ線及び
画素電極を形成するための第１のフォトマスクと、ゲー
ト電極の形成する第２のフォトマスクの２枚で作製する
ことができる。第２のフォトマスクにより形成されるレ
ジストパターンは、ゲート電極のみならず、ｎ型の第１
の半導体膜、チャネルを形成用の半導体膜、バリアメタ
ルのエッチング処理にも適用される。ゲート電極上には
パッシベーション膜を形成しても良い。しかし、その場
合には、画素電極や端子部を露出させるためにフォトマ
スクが１枚追加になる。

【００２０】画素電極をアルミニウムを主成分とする導
電性材料で形成することにより反射型の液晶表示装置を
作製することができる。一方、これを酸化インジウムや
酸化スズ、或いは酸化亜鉛などを用いた透明導電膜材料
で形成すれば透過型の液晶表示装置を作製することがで
きる。いずれにしても、フォトマスクは２枚で済むので
工程はかなり削減される。しかし、図１に示す本発明の
ＴＦＴ構造を得るためには、画素電極を形成する材料と
その上層に形成する半導体膜や絶縁膜材料との間で選択
エッチングができることが前提となる。上記材料による
組合せは選択的なエッチング加工が可能であり、エッチ
ング処理の全てをドライエッチングにより行うことがで
きる。

【００２１】

【実施例】[実施例１]図１で示すＴＦＴを作製するため
の工程を説明する。図３（Ａ）において、基板１０１に
はコーニング社の＃７０５９ガラスや＃１７３７ガラス
などに代表されるバリウムホウケイ酸ガラスやアルミノ
ホウケイ酸ガラスなどのガラス基板を用いることができ
る。その他に、表面に酸化シリコン膜や窒化シリコン膜
などを形成したステンレス基板やセラミック基板などを
使用することもできるし、ポリエーテルサルフォン（Ｐ
ＥＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ
エチレンナフタレート（ＰＥＮ）などの有機樹脂基板を
用いることもできる。

【００２２】基板１０１上には、Ｔｉを０．１〜２重量
％含むＡｌから成る第１の導電膜１０２を３００nmの厚
さに、Ｔｉを用いて形成する第２の導電膜１０３を１０
０nmの厚さにスパッタ法により形成する。第２の導電膜
はバリアメタルとして設ける。ｎ型の第１の半導体膜１
０４はスパッタ法やプラズマＣＶＤ法による非晶質珪素
膜を用い８０nmの厚さに形成する。ｎ型の第１の半導体
膜は微結晶珪素膜で置き換えることも可能であり、膜中
にはｎ型不純物（ドナー）としてリンが０．５〜１原子
％含まれ、１×１０^-4〜１×１０¹S/cmの電気伝導度を
有している。第１の導電膜は、Ｔｉの他にＳｃ、Ｓｉ、
Ｃｕ、Ｎｄを含有するＡｌで形成しても良い。

【００２３】次に、図３（Ｂ）で示す第１のエッチング
処理を行う。これは、第１の露光プロセスにより第１の
フォトマスクを用いて、レジストによるマスク１０５、
１０６を形成し、ｎ型の第１の半導体膜、第２の導電
膜、第１の導電膜をエッチングする。

【００２４】光露光プロセスは、基板上にレジストを塗
布してフォトマスクを通して露光した後、レジストを現
像液に浸けて現像するプロセスである。レジストは基板
に塗布した後８０〜１６０℃程度で複数回のベーキング
処理を必要とし、現像も現像液での処理や水洗及び乾燥
などの処理が必要とされている。

【００２５】ｎ型の第１の半導体膜に対してはＣＦ₄と
Ｏ₂の混合ガス、上記第１及び第２の導電膜に対しては
Ｃｌ₂またはＢＣｌ₃をエッチングガスとして用い、反応
性イオンエッチングにより行う。このとき端部に５〜４
５度の角度でテーパー部が形成されるようにエッチング
する。こうして、第１の導電膜１０７とバリアメタル１
０８とｎ型の第１の半導体膜１０９から成るデータ線の
原型と、第１の導電膜１１０とバリアメタル１１１とｎ
型の第１の半導体膜１１２から成る画素電極の原型を形
成する。その後マスク１０５、１０６は除去する。

【００２６】図４（Ａ）はこの状態の上面図を示し、図
中に示すＡ−Ａ'線が図３（Ｂ）に示す断面図に対応し
ている。

【００２７】この上に第２の半導体膜１１３、絶縁膜１
１４、第３の導電膜１１５を順次形成する。第２の半導
体膜１１３は、プラズマＣＶＤ法やスパッタ法などの方
法で５０〜２００nm（好ましくは１００〜１５０nm）の
厚さで非晶質構造を有する半導体膜を形成する。代表的
には、プラズマＣＶＤ法でＳｉＨ₄より作製される水素
化非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）膜を用い、１５０nm
の厚さに形成する。その他にも微結晶半導体膜、非晶質
シリコンゲルマニウム膜などの非晶質構造を有する化合
物半導体膜を適用することも可能である。第２の半導体
膜は１×１０^-6S/cm以下の電気伝導度を有し、ドナーま
たはアクセプタとして知られる不純物を意図的に添加し
ないで形成する。

【００２８】絶縁膜１１４は、プラズマＣＶＤ法または
スパッタ法を用い、膜厚を１００〜２００nmの厚さに形
成する。好適な材料はプラズマＣＶＤ法でＳｉＨ₄、Ｎ
Ｈ₃、Ｎ₂から作製される窒化シリコンであり、１５０nm
の厚さに形成する。その他にも、酸化シリコン膜、酸化
窒化シリコン膜、酸化タンタル膜などの他の絶縁膜を用
いて形成しても良い。例えば、酸化シリコン膜を用いる
場合には、プラズマＣＶＤ法でによりオルトケイ酸テト
ラエチル（Tetraethyl Ortho Silicate：ＴＥＯＳ）と
Ｏ₂とを用いて作製する。

【００２９】第３の導電膜１１５はＴａ、Ｔｉ、Ｗから
選ばれた元素、または当該元素を成分とする合金か、当
該元素を組み合わせた合金膜で２００〜４００nmの厚さ
に形成する。例えば、Ｗをゲート電極及びゲート線とし
て形成する場合には、Ｗをターゲットとしたスパッタ法
で、Ａｒガスを導入して３００nmの厚さに形成する。Ｗ
を第３の導電膜として使用するためには低抵抗化を図る
必要があり、その抵抗率は２０μΩcm以下にすることが
望ましい。Ｗ膜は結晶粒を大きくすることで低抵抗率化
を図ることができるが、Ｗ中に酸素などの不純物元素が
多い場合には結晶化が阻害され高抵抗化する。このこと
より、スパッタ法による場合、純度９９．９９９９％の
Ｗターゲットを用い、さらに成膜時に気相中からの不純
物の混入がないように十分配慮してＷ膜を形成する。特
に酸素濃度に関しては３０ppm以下とすると良かった。
例えば、Ｗは酸素濃度を３０ppm以下とすることで２０
μΩcm以下の比抵抗値を実現することができる。

【００３０】次いで、図３（Ｄ）に示す第２のエッチン
グ処理を行う。まず、第２の光露光プロセスにより、第
２のフォトマスクを用い、レジストによるマスク１１
６、１１７を形成する。そして、端部に１５〜４５度の
角度のテーパー部が形成されるように第３の導電膜をエ
ッチングする。第３の導電膜であるＷを、ＣＦ₄とＣｌ₂
とＯ₂の混合ガスを用いた反応性イオンエッチングによ
り行う。または、Ｗのような硬い材料を高速でかつ精度
良エッチングし、さらに端部をテーパー形状とするため
には、高密度プラズマを用いたドライエッチング法が適
している。高密度プラズマを得る手法にはマイクロ波や
誘導結合プラズマ（Inductively CoupledPlasma：ＩＣ
Ｐ）を用いたエッチング装置が良い。特に、ＩＣＰエッ
チング装置はプラズマの制御が容易であり、処理基板の
大面積化にも対応できる。

【００３１】こうして、図３（Ｄ）に示すようにゲート
線の原型１１８と容量線の原型１１９が形成される。端
部をテーパー状に形成するためのエッチングはレジスト
によるマスクもエッチングして、その端部を後退させな
がら行う。そのためにこのエッチングの過程では、下層
にある絶縁膜１２０の表面も５〜５０nm程度エッチング
されている。

【００３２】図３（Ｅ）に示す第３のエッチング処理
は、データ線及び画素電極の表面を露出させ、ＴＦＴに
形状を確定するために行う。エッチングは前述の反応性
イオンエッチングやＩＣＰエッチングなどのドライエッ
チングにより行う。エッチングガスは最初にＣＦ₄とＣ
ｌ₂を導入して第３の導電膜であるＷをエッチングし、
その端部を後退させながら絶縁膜１２０を同時にエッチ
ングする。そして、第２の半導体膜１１３の表面が露出
したらエッチングガスをＣＦ₄とＯ₂の混合ガスに切り替
える。こうして第２の半導体膜１１３及び第１の半導体
膜１１２をエッチングしたら、エッチングガスをＣＦ₄
のみとして、Ｔｉで形成されたブロッキング層１１１を
エッチングする。第１の導電膜１１０はＡｌを主成分と
する材料で形成されていて、これはＣＦ₄で殆どエッチ
ングされないので選択加工が容易にできる。

【００３３】こうして、図３（Ｅ）に示す形状が形成さ
れる。基板１０１上には、第１の導電膜で形成されるデ
ータ線１０７と画素電極１１０、第２の導電膜で形成さ
れるバリアメタル１２１、ｎ型の第１の半導体膜から形
成されるソースまたはドレイン領域１２２、１２３、第
２の半導体膜から形成されるチャネル形成用半導体膜１
２４、絶縁膜から形成されるゲート絶縁膜１２５、第３
の導電膜から形成されるゲート電極１２６が形成され
る。また、画素電極１１０上には、バリアメタル１２
７、第１の半導体膜１２８、第２の半導体膜１２９、絶
縁膜１３０、容量配線１３１が積層されている領域を有
している。

【００３４】図３（Ｄ）で示す工程で形成したレジスト
によるマスクもエッチングされ１３２、１３３で示すよ
うに縮小する。このレジストを除去すると、図１で説明
した画素ＴＦＴと２０１と保持容量２０２を完成させる
ことができる。図４（Ｂ）はこの状態の上面図であり、
図中に示すＡ−Ａ'線が図１に示す断面図に対応してい
る。また、Ｂ−Ｂ'線に対応する断面図を図２に示し、
ゲート線１３０とデータ線１０７との交差部には第２の
導電膜１２６、第１の半導体膜１２７、第２の半導体膜
１２８、絶縁膜１２９が形成され両者が接触して短絡す
ることを防いでいる。

【００３５】以上のように、２枚のフォトマスクを用
い、３回のエッチング処理によりＴＦＴを作製すること
ができ、図１〜４で説明したように液晶表示装置の画素
ＴＦＴと保持容量を形成することができる。本実施例で
は画素電極がＡｌであり、よって反射型の液晶表示装置
を得ることができる。このように少ない光露光プロセス
により、ＴＦＴの作製工程はかなり削減され、簡略化す
ることができる。その結果、異物の付着、汚染などによ
る工程中の不良の発生確率を低減させることができる。

【００３６】[実施例２]実施例１において、第１の導電
膜を酸化インジウム（Ｉｎ₂Ｏ₃）や酸化インジウム酸化
スズ合金（Ｉｎ₂Ｏ₃―ＳｎＯ₂、ＩＴＯと略記する）な
どの透明導電膜材料を用いれば透過型の液晶表示装置を
作製することができる。これは、スパッタ法や真空蒸着
法などを用いて形成する。このような材料のエッチング
処理はよう化水素（ＨＩ）、臭化水素（ＢｒＨ）により
ドライエッチングで行う。しかし、特にＩＴＯのエッチ
ングは残渣が発生しやすいので、エッチング加工性を改
善するために酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ₂Ｏ₃―
ＺｎＯ）を用いても良い。酸化インジウム酸化亜鉛合金
は表面平滑性に優れ、ＩＴＯと比較して熱安定性にも優
れているので、端子１０４をＡｌ膜で形成しても腐蝕反
応をすることを防止できる。同様に、酸化亜鉛（Ｚｎ
Ｏ）も適した材料であり、さらに可視光の透過率や導電
率を高めるためにガリウム（Ｇａ）を添加した酸化亜鉛
（ＺｎＯ：Ｇａ）などを用いることができる。

【００３７】[実施例３]本実施例では、実施例１で作製
したＴＦＴ基板から、アクティブマトリクス型液晶表示
装置を作製する工程を説明する。図５に示すように、図
１の状態のＴＦＴ基板に対し、配向膜２０６を形成す
る。通常液晶表示素子の配向膜にはポリイミド樹脂が多
く用いられている。また、図５では画素ＴＦＴ２０１と
保持容量２０２の上に窒化珪素膜でパッシベーション膜
２０４を形成してある。保護膜２０４はＴＦＴの信頼性
を高める上で重要であるが、必須なものでなく必要に応
じて適宣設ければ良い。

【００３８】対向側の対向基板２０７には透明導電膜２
０８と配向膜２０９が形成される。また、図示していな
いが、遮光膜やカラーフィルターを画素ＴＦＴの配置に
合わせて形成しておいても良い。配向膜を形成した後、
ラビング処理を施して液晶分子がある一定のプレチルト
角を持って配向するようにする。

【００３９】そして、ＴＦＴ基板と対向基板とを、公知
のセル組み工程によってスペーサー２１１を内包するシ
ール剤２１０により貼り合わせる。この両基板の間には
スペーサー（図示せず）が散布され、一定の間隔を保持
するようにしている。この間隙に注入する液晶材料は公
知の材料を適用すれば良く、代表的にはＴＮ液晶を用い
る。液晶材料を注入した後注入口は樹脂材料で封止す
る。

【００４０】端子部２０５は対向基板２０７の外側に形
成される。この部分の詳細は図６に示され、図６（Ａ）
は、この状態のゲート線端子６０５とデータ線端子６０
６の上面図をそれぞれ図示している。これらは、ゲート
線６０４とデータ線６０２の端部に形成される。

【００４１】図６（Ｂ）は図６（Ａ）中のＣ−Ｃ'線に
沿った断面図を示している。ゲート線端子６０５は、第
３の導電膜６０４、絶縁膜６０３、第２の半導体膜６０
７、第１の半導体膜６０８、第２の導電膜６０９、第１
の導電膜６１０が積層されて形成されている。第１の導
電膜６０８は実施例１で説明する第１のフォトマスクに
よりパターン形成され、この端子部の基板との密着性を
高めている。また、図６（Ｃ）は図６（Ａ）中のＤ−
Ｄ'線に沿った断面図を示している。データ線端子６０
６は第１の導電膜から形成されている。

【００４２】図７はこのようなアクティブマトリクス型
液晶表示装置の画素部と入力端子部の配置を説明する上
面図である。図７（Ａ）において、基板７０１上の画素
部７０２はゲート線７０７とソース配線７０８、及び容
量線７０９が交差して形成されている。これらの配線は
画素密度に応じて複数本設けられるものであり、その本
数は画素密度がＸＧＡクラスの場合には７６８本のゲー
ト線と１０２４本のデータ線が形成される。ＵＸＧＡク
ラスでは１２００本のゲート線と１６００本のデータ線
が必要となる。画素部７０２の外側にはゲート線に信号
（走査信号）を入力する入力端子部７０５、該端子部と
ゲート線とを接続する接続部７０６と、データ線に信号
（画像信号）を入力する入力端子部７０３、該入力端子
部とデータ線とを接続する接続部７０４とが形成されて
いる。画像表示を行うための駆動回路はＬＳＩチップで
形成され、ＴＡＢ（tape automated bonding）方式やＣ
ＯＧ（chip on glass）方式で実装される。

【００４３】画素７１１の等価回路は図７（Ｂ）に示さ
れ、ゲート線７１２とデータ線７１３の交差部に画素Ｔ
ＦＴ７１５が形成される。保持容量７１６は一方が容量
配線７１４と他方が画素ＴＦＴと接続している。この画
素７１１の構造は図１の断面図及び図４（Ｂ）の上面図
に示されている。また、７１７は画素電極と液晶層と対
向電極とから成る液晶素子部表している。

【００４４】このようなアクティブマトリクス型の液晶
表示装置は、実施例１または実施例２により作製され
る。そして、パーソナルコンピュータや携帯電話をはじ
め、３０型クラスまでのＴＶシステムにも利用すること
ができる。

【００４５】[実施例４]図８は反射型のアクティブマト
リクス型液晶表示装置の一例を示し、実施例１のより作
製されるＴＦＴ基板８０１には画素部８０２が形成さ
れ、シール材８０６により対向基板８０３が接着され、
その間に液晶層８０４が設けられている。

【００４６】図８の構成は、フロントライトを用いた反
射型液晶表示装置の例であり、偏光板８０５上にフロン
トライト８０８を設ける。フロントライトはＬＥＤまた
は冷陰極管による光源８０６、導光板８０７などの部材
から構成されている。このような反射型液晶表示装置
は、昼間明るい場所では外光を利用して画像の表示を行
うが、夜間など十分な外光を導入できない場合には、フ
ロントライトを用いて表示を行う方式を採用することが
できる。このような反射型の液晶表示装置は携帯電話や
モバイルコンピュータなどの携帯型情報通信機器に好適
に利用できる。

【００４７】[実施例５]本実施例では、本発明の表示装
置を組み込んだ半導体装置について示す。このような半
導体装置には、携帯情報端末（電子手帳、モバイルコン
ピュータ、携帯電話等）、ビデオカメラ、スチルカメ
ラ、パーソナルコンピュータ、テレビ等が挙げられる。
それらの一例を図９と図１０に示す。

【００４８】図９（Ａ）は携帯電話であり、表示用パネ
ル２７０１、操作用パネル２７０２、接続部２７０３か
ら成り、表示用パネル２７０１には表示装置２７０４、
音声出力部２７０５、アンテナ２７０９などが設けられ
ている。操作パネル２７０２には操作キー２７０６、電
源スイッチ２７０２、音声入力部２７０５８などが設け
られている。本発明は表示装置２９０４に適用すること
ができ、特に、実施例４で示す反射型の液晶表示装置を
用い、フロントライトを必要な場合のみ、或いは所定の
時間点灯した後自動的に消灯するようにプログラムして
おくことにより低消費電力化を実現することができる。

【００４９】図９（Ｂ）はビデオカメラであり、本体９
１０１、表示装置９１０２、音声入力部９１０３、操作
スイッチ９１０４、バッテリー９１０５、受像部９１０
６から成っている。本発明は表示装置９１０２に適用す
ることができる。特に、実施例４で示す反射型の液晶表
示装置は低消費電力化の観点から適している。

【００５０】図９（Ｃ）はモバイルコンピュータ或いは
携帯型情報端末であり、本体９２０１、カメラ部９２０
２、受像部９２０３、操作スイッチ９２０４、表示装置
９２０５で構成されている。本発明は表示装置９２０５
に適用することができる。特に、実施例４で示す反射型
の液晶表示装置は低消費電力化の観点から適している。

【００５１】図９（Ｄ）はテレビ受像器であり、本体９
４０１、スピーカ９４０２、表示装置９４０３、受信装
置９４０４、増幅装置９４０５等で構成される。本発明
は表示装置９４０３に適用することができる。特に、実
施例４で示す反射型の液晶表示装置は低消費電力化の観
点から適している。

【００５２】図９（Ｅ）は携帯書籍であり、本体９５０
１、表示装置９５０２、９５０３、記憶媒体９５０４、
操作スイッチ９５０５、アンテナ９５０６から構成され
ており、ミニディスク（ＭＤ）やＤＶＤに記憶されたデ
ータや、アンテナで受信したデータを表示するものであ
る。直視型の表示装置９５０２、９５０３は特に、実施
例４で示す反射型の液晶表示装置は低消費電力化の観点
から適している。

【００５３】図１０（Ａ）はパーソナルコンピュータで
あり、本体９６０１、画像入力部９６０２、表示装置９
６０３、キーボード９６０４で構成される。本発明は表
示装置９６０３に適用することができる。特に、実施例
４で示す反射型の液晶表示装置は低消費電力化の観点か
ら適している。

【００５４】図１０（Ｂ）はプログラムを記録した記録
媒体（以下、記録媒体と呼ぶ）を用いるプレーヤーであ
り、本体９７０１、表示装置９７０２、スピーカ部９７
０３、記録媒体９７０４、操作スイッチ９７０５で構成
される。なお、この装置は記録媒体としてＤＶＤ（Digi
tal Versatile Disc）、ＣＤ等を用い、音楽鑑賞や映画
鑑賞やゲームやインターネットを行うことができる。本
発明は表示装置９７０２に適用することができる。特
に、実施例４で示す反射型の液晶表示装置は低消費電力
化の観点から適している。

【００５５】図１０（Ｃ）はデジタルカメラであり、本
体９８０１、表示装置９８０２、接眼部９８０３、操作
スイッチ９８０４、受像部（図示しない）で構成され
る。本発明は表示装置９８０２に適用することができ
る。特に、実施例４で示す反射型の液晶表示装置は低消
費電力化の観点から適している。

【００５６】また、ここでは図示しなかったが、本発明
はその他にもナビゲーションシステムをはじめ冷蔵庫、
洗濯機、電子レンジ、固定電話機などに組み込む表示装
置としても適用することも可能である。このように本発
明の適用範囲はきわめて広く、さまざまな製品に適用す
ることができる。

【００５７】

【発明の効果】本発明を用いることにより、２枚のフォ
トマスクを用い３回のエッチング処理によりＴＦＴを作
製することができる。このように少ない光露光プロセス
により、ＴＦＴの作製工程はかなり削減され、簡略化す
ることができる。その結果、異物の付着、汚染などによ
る工程中の不良の発生確率を低減させることができる。
その結果、製造コストの低減および歩留まりの向上を実
現することができる。そして、このＴＦＴを用いてアク
ティブマトリクス型の液晶表示装置を作製するこができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＴＦＴの断面図。

【図２】ゲート線とデータ線の交差部の構造を説明す
る断面図。

【図３】本発明のＴＦＴの作製工程を説明する断面
図。

【図４】本発明のＴＦＴの作製工程を説明する上面
図。

【図５】液晶表示装置の構造を説明する断面図。

【図６】入力端子部の上面図及び断面図。

【図７】液晶表示装置の画素部と入力端子部の配置を
説明する上面図。

【図８】フロントライトを用いた反射型液晶表示装置
の構成を説明する図。

【図９】半導体装置の一例を説明する図。

【図１０】半導体装置の一例を説明する図。

【符号の説明】

１０１基板１０７第１の導電膜（データ線）１１０第１の導電膜（画素電極）１２１バリアメタル１２２、１２３第１の半導体膜（ソースまたはドレイ
ン領域）１２４第２の半導体膜（チャネル形成用の半導体膜）１２５絶縁膜（ゲート絶縁膜）１２６第３の導電膜（ゲート電極）

フロントページの続きＦターム(参考） 2H092 JA25 JA34 JA37 JB01 JB07 JB22 JB31 JB69 KA05 KA12 KA18 KA19 MA05 MA08 MA13 MA18 NA27 NA29 PA01 5F110 AA16 BB01 CC05 DD01 DD02 EE04 EE23 EE44 FF01 FF02 FF03 FF04 FF28 FF30 GG01 GG02 GG14 GG15 GG25 GG35 GG43 GG45 HK04 HK06 HK07 HK09 HK16 HK22 HK25 HK33 HK35 NN01 NN24 NN72 NN73 QQ04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁表面上に第１の導電膜で形成される第
１の配線と第２の配線と、前記第１及び第２の配線上に
形成された一導電型の第１の半導体膜と、前記一導電型
の第１の半導体膜の上層に形成され前記第１の配線と第
２の配線とに跨って形成された第２の半導体膜と、前記
第２の半導体膜上に形成された絶縁膜と、前記絶縁膜上
に形成された第３の導電膜とを有することを特徴とする
半導体装置。
【請求項２】絶縁表面上に第１の導電膜で形成される第
１の配線と第２の配線と、前記第１及び第２の配線上に
形成された第２の導電膜と、前記第２の導電膜上に形成
された一導電型の第１の半導体膜と、前記一導電型の第
１の半導体膜の上層に形成され前記第１の配線と第２の
配線とに跨って形成された第２の半導体膜と、前記第２
の半導体膜上に形成された絶縁膜と、前記絶縁膜上に形
成された第３の導電膜とを有し、前記第２の半導体膜の
端部は前記第２の導電膜の端部の内側に設けられている
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項３】絶縁表面上に形成されたデータ線と画素電
極と、前記データ線及び画素電極に対応して形成された
一導電型の第１の半導体膜と、前記第１の半導体膜の上
層に形成され前記データ線と前記画素電極とに跨って形
成された第２の半導体膜と、前記第２の半導体膜上に形
成されたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上に形成さ
れたゲート電極とを有することを特徴とする半導体装
置。
【請求項４】絶縁表面上に形成されたデータ線と画素電
極と、前記データ線及び画素電極に対応して形成された
バリアメタルと、前記バリアメタル上に形成された一導
電型の第１の半導体膜と、前記第１の半導体膜の上層に
形成され前記データ線と前記画素電極とに跨って形成さ
れた第２の半導体膜と、前記第２の半導体膜上に形成さ
れたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上に形成された
ゲート電極とを有し前記第２の半導体膜の端部は前記バ
リアメタルの端部の内側に設けられていることを特徴と
する半導体装置。
【請求項５】請求項１または請求項２において、前記第
１の配線と第２の配線はアルミニウムを主成分とする材
料で形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】請求項３または請求項４において、前記デ
ータ線と画素電極とはアルミニウムを主成分とする材料
で形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項７】請求項１または請求項２において、前記第
１の配線と第２の配線は酸化物導電膜で形成されている
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項８】請求項３または請求項４において、前記デ
ータ線と画素電極とは酸化物導電膜で形成されているこ
とを特徴とする半導体装置。
【請求項９】請求項１または請求項２において、前記第
３の導電膜はＴａ、Ｔｉ、Ｗから選ばれた元素、または
前記元素を成分とする合金で形成されていることを特徴
とする半導体装置。
【請求項１０】請求項３または請求項４において、前記
ゲート電極はＴａ、Ｔｉ、Ｗから選ばれた少なくとも一
つの元素、または前記元素を成分とする合金で形成され
ていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１１】請求項１乃至１０のいずれか一項におい
て、前記半導体装置は携帯電話、ビデオカメラ、携帯型
情報端末、液晶テレビ受信機、携帯書籍、パーソナルコ
ンピュータ、ＤＶＤプレーヤー、デジタルスチルカメラ
から選ばれた一つであることを特徴とする半導体装置。
【請求項１２】第１のフォトマスクを用い第１の光露光
プロセスにより第１のマスクを形成する工程と、前記第
１のマスクを用い第１のエッチング処理により一導電型
の第１の半導体膜と第２の導電膜と第１の導電膜とをエ
ッチングする工程と、第２のフォトマスクを用い第２の
光露光プロセスにより第２のマスクを形成する工程と、
前記第２のマスクを用い第２のエッチング処理により第
３の導電膜をエッチングする工程と、前記第２のエッチ
ング処理の後に、第３のエッチング処理により絶縁膜と
第２の半導体膜と前記第１の半導体膜と前記第２の導電
膜とをエッチングする工程とを有することを特徴とする
半導体装置の作製方法。
【請求項１３】絶縁表面上に第１の導電膜を形成する第
１の工程と、前記第１の導電膜上に第２の導電膜を形成
する第２の工程と、前記第２の導電膜上に一導電型の第
１の半導体膜を形成する第３の工程と、第１のフォトマ
スクを用い第１の光露光プロセスにより第１のマスクを
形成する第４の工程と、前記第１のマスクを用い第１の
エッチング処理により前記一導電型の第１の半導体膜と
第２の導電膜と第１の導電膜とをエッチングする第５の
工程と、前記第５の工程の後に、第２の半導体膜を形成
する第６の工程と、前記第２の半導体膜上に絶縁膜を形
成する第７の工程と、前記絶縁膜上に第３の導電膜を形
成する第８の工程と、第２のフォトマスクを用い第２の
光露光プロセスにより第２のマスクを形成する第９の工
程と、前記第２のマスクを用い第２のエッチング処理に
より前記第３の導電膜をエッチングする第１０の工程
と、前記第１０の工程の後に、第３のエッチング処理に
より前記絶縁膜と第２の半導体膜と第１の半導体膜と第
２の導電膜とをエッチングする第１１の工程とを有する
ことを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１４】請求項１２または請求項１３において、
前記第１の導電膜はアルミニウムを主成分とする材料で
形成すること特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１５】請求項１２または請求項１３において、
前記第１の導電膜は酸化物導電膜材料で形成すること特
徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１６】請求項１２または請求項１３において、
前記第３の導電膜はＴａ、Ｔｉ、Ｗから選ばれた少なく
とも一つの元素、または前記元素を成分とする合金で形
成されていることを特徴とする半導体装置の作製方法。