專利名稱：液晶顯示裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示裝置及其制造方法，特別是涉及一種可以減少在輔助電容形成區(qū)域的短路，并在不減少每個(gè)像素的開(kāi)口率的情況下而增大輔助電容，從而適合于比較小的像素面積或高精細(xì)化的液晶顯示裝置及其制造方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，不僅在信息通信設(shè)備，即使是在一般的電氣設(shè)備中也大多使用液晶顯示裝置。液晶顯示裝置由基板以及在該一對(duì)基板間所形成的液晶層組成，其中基板由在表面形成了電極等的一對(duì)玻璃等組成。并且，通過(guò)在基板的電極上施加電壓，重新排列液晶分子而改變光的透光率，以顯示各種各樣的圖像。
這樣的液晶顯示裝置，在一側(cè)基板表面以矩陣狀形成掃描線以及信號(hào)線。并且在被該兩布線所包圍的區(qū)域構(gòu)成有陣列基板，該陣列基板上形成有作為液晶驅(qū)動(dòng)用開(kāi)關(guān)元件的薄膜晶體管(Thin FilmTransistorTFT)、向液晶施加電壓的顯示電極、以及形成用于保持信號(hào)的輔助電容的輔助電容線。并且在另側(cè)基板表面構(gòu)成有彩色濾光器基板，該彩色濾光器基板上形成有紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)等的彩色濾光器以及共通電極等。然后，在兩基板間密封液晶而構(gòu)成液晶顯示裝置。
陣列基板上所形成的輔助電容線，是為了形成一種輔助電容以將信號(hào)線所提供的信號(hào)的電荷保持一定時(shí)間。通常該輔助電容是通過(guò)將輔助電容的一部分作為一電極，將TFT的漏極電極或像素電極的一部分作為另一電極，將覆蓋TFT的柵極電極的柵極絕緣膜作為電介質(zhì)而形成電容器。另外，該輔助電容通常由鋁、鉬或者鉻等遮光性導(dǎo)電材料形成。
然而，從防止液晶顯示裝置的串?dāng)_或閃爍的觀點(diǎn)出發(fā)，輔助電容的容量大一些好。但是，隨著近年的技術(shù)革新，通過(guò)液晶顯示裝置的小型化、高精細(xì)化的發(fā)展，每個(gè)像素的大小變小，因此大量獲取輔助電容在現(xiàn)實(shí)中是困難的。
作為解決上述問(wèn)題的技術(shù)，已知的有特表2005-506575號(hào)公報(bào)中公開(kāi)的液晶顯示裝置。利用圖8A和圖8B來(lái)說(shuō)明該液晶顯示裝置的陣列基板70。其中，圖8A是陣列基板的俯視圖，圖8B是圖8A的X-X剖視圖。
陣列基板70在絕緣基板71上形成有掃描線72、輔助電容線73、輔助電容圖形74、柵極絕緣膜75、半導(dǎo)體圖形76、信號(hào)線77、輔助電容用導(dǎo)電圖形78、像素電極79、保護(hù)絕緣膜80、接觸孔81、開(kāi)口82。另外，按每個(gè)像素形成具有柵極電極G、源極電極S、漏極電極D的薄膜晶體管TFT。
輔助電容通過(guò)將柵極絕緣膜75介于輔助電容圖形74和輔助電容用導(dǎo)電圖形78之間而形成。這時(shí)，與輔助電容圖形74和像素電極79重合而形成輔助電容的情況相比，同樣重疊面積的情況下可以確保更大的靜電電容。
在該特表2005-506575號(hào)公報(bào)中公開(kāi)的液晶顯示裝置的陣列基板70中，將電介質(zhì)作為柵極絕緣膜75。這時(shí)在陣列基板70中，可以通過(guò)將柵極絕緣膜75的厚度變薄而使輔助電容變大。但是，如果將柵極絕緣膜75的厚度變得更薄，則確保柵極絕緣膜75所覆蓋的柵極電極G以及掃描線72和其他部件之間的電絕緣性就會(huì)變得困難。
專利第2584290號(hào)公報(bào)所公開(kāi)的液晶顯示裝置90解決了上述問(wèn)題點(diǎn)。利用圖9及圖10A～G來(lái)說(shuō)明該液晶顯示裝置90的陣列基板。其中，圖9是特許第2584290號(hào)公報(bào)所公開(kāi)的陣列基板的幾個(gè)像素份的俯視圖，圖10A～圖10G是將圖9的陣列基板的制造工序按順序表示的局部剖視圖。
首先，在由玻璃板組成的絕緣性基板91上，圖形形成由ITO(IndiumTin Oxide)組成的輔助電容線92。接著，形成柵極金屬膜93并進(jìn)行圖形化(圖10A)。
再有，通過(guò)等離子CVD等，連續(xù)形成由SiNx或SiOx組成的絕緣膜94、作為活性層的例如由a-Si組成的非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜95、以及參雜了不純物的例如由n+a-Si膜組成的歐姆接觸用半導(dǎo)體膜96(圖10B)。這時(shí)，為了不發(fā)生漏極/柵極、源/柵極之間的短路，絕緣膜94的膜厚設(shè)定得十分厚，例如設(shè)定為X＝4000。
接著，用相同的抗蝕劑對(duì)歐姆接觸用半導(dǎo)體膜96和非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜95進(jìn)行蝕刻成圖形(圖10C)。并且，將輔助電容線92和在后工序形成的顯示用透明電極97重合的部分作為開(kāi)口圖形(圖9的虛線部分)留出后涂布抗蝕劑(圖10A～G未圖示)，并通過(guò)絕緣膜94用的蝕刻劑進(jìn)行蝕刻(圖10D)，使得作為輔助電容用絕緣膜而薄到所希望的膜厚Y＝2000。
接著，將由ITO組成的顯示用透明電極97形成圖形(圖10E)。再將漏極以及源極用金屬膜98進(jìn)行圖形形成(圖10F)，并將殘留在TFT的頻道部的歐姆接觸用半導(dǎo)體膜96進(jìn)行蝕刻除去后，完成液晶顯示用陣列基板(圖10G)。將通過(guò)這樣的構(gòu)成而得到的陣列基板隔著液晶物質(zhì)相向配置在共通電極基板上，從而得到液晶顯示裝置90。
在這樣的現(xiàn)有技術(shù)中，輔助電容線92的輔助電容電極部以及像素電極97相當(dāng)于電容器的電極。并且，輔助電容線92的輔助電容電極部和像素電極97之間存在的絕緣膜94相當(dāng)于電容器的電介質(zhì)。這時(shí)，相對(duì)于柵極電極93上的絕緣膜94的厚度X＝4000，輔助電容線92上的絕緣膜的厚度Y＝2000，所以達(dá)到以下效果，即漏極/柵極、源/柵極之間的短路難以發(fā)生，并且即使不擴(kuò)大輔助電容線92的面積也可以確保必要的輔助電容。
所述專利第2584290號(hào)公報(bào)所公開(kāi)的液晶顯示裝置90的陣列基板中，通過(guò)蝕刻僅將輔助電容線92的輔助電容電極部表面的柵極絕緣膜的厚度變薄一些。并且通過(guò)這樣，保持由柵極絕緣膜所覆蓋的柵極電極以及掃描線和其它部件之間的電絕緣性的同時(shí)，使輔助電容增加。
但是，僅僅使輔助電容線表面的柵極絕緣膜的厚度變薄，很多情況下，在輔助電容電極和相向的輔助電容上側(cè)電極之間發(fā)生短路。
本申請(qǐng)的發(fā)明人對(duì)于借助通過(guò)將上述輔助電容電極部表面的絕緣膜的厚度局部變薄而形成的絕緣膜來(lái)形成輔助電容時(shí)產(chǎn)生的、輔助電容電極部和輔助電容上側(cè)電極之間的短路的原因進(jìn)行了各種各樣的研討。其結(jié)果，作為該短路的原因，我們發(fā)現(xiàn)，其與為了輸入來(lái)自外部的驅(qū)動(dòng)信號(hào)等而設(shè)置在信號(hào)線和掃描線等上的端子部有關(guān)系。
就是說(shuō)，在制造工序中，在輔助電容上側(cè)電極上方以及端子部上方設(shè)置有包含鈍化膜的絕緣膜。并且通過(guò)在其后的工序?qū)⒃摻^緣膜蝕刻并除去，從而使輔助電容上側(cè)電極及端子部露出。
相對(duì)于這時(shí)在輔助電容上側(cè)電極上存在的絕緣膜的厚度，端子部上的絕緣膜的厚度大幅度地變厚。這是由于作為端子部上的絕緣膜，不僅有存在于輔助電容上側(cè)電極上的絕緣膜，還存在柵極絕緣膜的緣故。
因此，即使輔助電容上側(cè)電極上的絕緣膜的蝕刻結(jié)束了，存在于端子部的絕緣膜的蝕刻還未結(jié)束。并且到端子部的絕緣膜的蝕刻結(jié)束之前的期間，露出的輔助電容上側(cè)電極繼續(xù)曝露在蝕刻的氛圍中。因此在輔助電容電極部和輔助電容上側(cè)電極之間存在的絕緣膜受到損傷。
這里，如果在輔助電容電極部和輔助電容上側(cè)電極之間存在具有充分厚度的絕緣膜，即使輔助電容上側(cè)電極受到損傷，也很少有問(wèn)題。
但是，為了增大輔助電容，而使輔助電容電極部和輔助電容上側(cè)電極之間的間隔極其狹小，在這樣的構(gòu)成中，由于輔助電容上側(cè)電極的損傷，輔助電容上側(cè)電極的一部分將其下的薄絕緣膜弄破，從而和輔助電容電極部發(fā)生短路。
因此，本申請(qǐng)的發(fā)明人改變輔助電容上側(cè)電極上的絕緣膜以及端子部上的絕緣膜的構(gòu)成，同時(shí)通過(guò)重新調(diào)整制造工序，實(shí)現(xiàn)可以大幅地減少輔助電容電極部和輔助電容上側(cè)電極部之間的短路，從而完成本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種液晶顯示裝置及其制造方法，即，對(duì)于為了不降低每個(gè)像素的開(kāi)口率，即使是小像素面積或者是高精細(xì)化的像素也可以確保大的輔助電容，從而使形成輔助電容的區(qū)域的絕緣膜變薄的液晶顯示裝置，可以抑制輔助電容電極部和輔助電容上側(cè)電極之間的短路。
為了達(dá)到本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明的液晶顯示裝置包括多條信號(hào)線以及多條掃描線，以矩陣狀配置在透明基板上；像素區(qū)域，由所述信號(hào)線以及所述掃描線所區(qū)分的區(qū)域組成；多條輔助電容線，與所述掃描線平行設(shè)置，在每個(gè)所述像素區(qū)域具有輔助電容電極部；輔助電容上側(cè)電極，對(duì)應(yīng)所述輔助電容電極部而設(shè)置；薄膜晶體管，設(shè)置在每個(gè)所述像素區(qū)域；像素電極，和所述薄膜晶體管的漏極電極形成電連接；端子部，設(shè)置在所述透明基板上，輸入來(lái)自外部的信號(hào)；第1絕緣膜、第2絕緣膜、第3絕緣膜，形成在所述透明基板上，其特征在于，在所述輔助電容電極部，所述第1絕緣膜具有窗部，所述第2絕緣膜覆蓋所述窗部并被覆在所述第1絕緣膜的表面，所述輔助電容上側(cè)電極設(shè)置在第2絕緣膜的表面，在所述輔助電容上側(cè)電極的表面形成有所述第3絕緣膜，在所述第3絕緣膜形成有輔助電容用接觸孔，通過(guò)所述輔助電容用接觸孔將所述輔助電容上側(cè)電極和所述像素電極形成電連接；在所述端子部，在被層壓的所述第1絕緣膜、所述第2絕緣膜和所述第3絕緣膜上形成端子部用接觸孔，在所述端子部用接觸孔處，所述第2絕緣膜將所述第1絕緣膜的開(kāi)口部的邊緣覆蓋。
另外，本發(fā)明的液晶顯示裝置的制造方法，所述液晶顯示裝置包括多條信號(hào)線以及多條掃描線，以矩陣狀配置在透明基板上；像素區(qū)域，由通過(guò)所述信號(hào)線以及所述掃描線所區(qū)分的區(qū)域組成；多條輔助電容線，與所述掃描線平行設(shè)置，在每個(gè)所述像素區(qū)域具有輔助電容電極部；薄膜晶體管，設(shè)置在每個(gè)所述像素區(qū)域；像素電極，和所述薄膜晶體管的漏極電極形成電連接；端子部，設(shè)置在所述透明基板的外圍部，輸入外部的信號(hào)，該制造方法其特征在于，包括如下工序在所述透明基板的表面整體形成導(dǎo)電性金屬層后，蝕刻所述導(dǎo)電性金屬層，并分別形成所述薄膜晶體管的柵極電極、所述掃描線、所述輔助電容線、所述端子部的工序；為了覆蓋所述透明基板的表面整體而形成第1絕緣膜之后，對(duì)存在于所述輔助電容電極部之上和所述端子部之上的所述第1絕緣膜進(jìn)行蝕刻的工序；為了覆蓋所述透明基板的表面整體而形成第2絕緣膜的工序；在所述第2絕緣膜的表面形成覆蓋所述薄膜晶體管的柵極電極的上部的半導(dǎo)體層的工序；在所述第2絕緣膜的表面形成所述信號(hào)線、所述薄膜晶體管的源極電極以及漏極電極、位于所述輔助電容電極部的上方的輔助電容上側(cè)電極的工序；在所述透明基板的表面整體覆蓋第3絕緣膜之后，蝕刻所述輔助電容上側(cè)電極上的第3絕緣膜、所述端子部上的所述第2絕緣膜以及第3絕緣膜，并形成輔助電容用的接觸孔和端子部用的接觸孔的工序；通過(guò)所述輔助電容用的接觸孔，將所述像素電極和所述輔助電容上側(cè)電極進(jìn)行電連接的工序。
本發(fā)明通過(guò)具有上述構(gòu)成，而達(dá)到以下優(yōu)秀的效果。即，根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置，由于第2絕緣膜形成輔助電容的電介質(zhì)層，因此在確保作為柵極絕緣膜而發(fā)揮功能的第1絕緣膜以及第2絕緣膜的厚度的同時(shí)，并且無(wú)需擴(kuò)大輔助電容形成區(qū)域的面積也可以確保大的輔助電容，從而可以得到一種可以提高開(kāi)口率，抑制串?dāng)_和閃爍等顯示不良的液晶顯示裝置。另外，在端子部，其構(gòu)成為第2絕緣膜覆蓋第1絕緣膜的開(kāi)口部的邊緣，所以當(dāng)?shù)?絕緣膜不在該位置而形成端子部的接觸孔時(shí)，可以縮短端子部上的絕緣膜(第2絕緣膜和第3絕緣膜)的蝕刻結(jié)束的時(shí)間。因此，輔助電容上側(cè)電極曝露在蝕刻氛圍中的時(shí)間變短，對(duì)輔助電容上側(cè)電極和其下的第2絕緣膜的損傷降低。
另外，根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置，在端子部用的接觸孔處，第1絕緣膜的開(kāi)口部是形成輔助電容電極部的第1絕緣膜的窗部時(shí)而形成的，所以形成端子部的接觸孔時(shí)，可以縮短端子部上的絕緣膜(第2絕緣膜和第3絕緣膜)的蝕刻結(jié)束的時(shí)間。因此，輔助電容上側(cè)電極曝露在蝕刻氛圍中的時(shí)間變短，對(duì)輔助電容上側(cè)電極和其下的第2絕緣膜的損傷降低。
另外，根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置，由于包含將存在于輔助電容電極部之上和端子部之上的第1絕緣膜進(jìn)行蝕刻的工序，所以在后面的工序，即，蝕刻輔助電容上側(cè)電極上的第3絕緣膜、端子部上的所述第2絕緣膜以及第3絕緣膜，并形成輔助電容用的接觸孔和端子部用的接觸孔的工序中，輔助電容上側(cè)電極曝露在蝕刻氛圍中的時(shí)間變短，因此對(duì)輔助電容上側(cè)電極和其下的第2絕緣膜的損傷降低。


圖1是透視實(shí)施例的液晶顯示裝置的彩色濾光器基板而表示的陣列基板的一像素的擴(kuò)大俯視圖。
圖2是圖1的A-A剖視圖。
圖3是液晶顯示裝置的整體外形俯視圖。
圖4A～圖4F是表示圖1的陣列基板制造工序中，到輔助電容上側(cè)電極形成時(shí)之前的各工序的剖視圖。
圖5A～圖5D是表示圖1的陣列基板制造工序中，輔助電容上側(cè)電極形成后的各工序的剖視圖。
圖6A是說(shuō)明實(shí)施例的接觸孔形成前的各部厚度的圖。
圖6B是說(shuō)明比較例的接觸孔形成前的各部厚度的圖。
圖7A是表示利用RIE法進(jìn)行的蝕刻狀態(tài)的概略圖。
圖7B是表示利用PE法進(jìn)行的蝕刻狀態(tài)的概略圖。
圖8A是現(xiàn)有技術(shù)的陣列基板的俯視圖。
圖8B是沿圖8A所示的X-X線的剖視圖。
圖9是另一現(xiàn)有技術(shù)的陣列基板的俯視圖。
圖10A～圖10G是表示圖9所示的陣列基板的各制造工序的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照

本發(fā)明的最佳實(shí)施方式。但是，以下所示的實(shí)施方式是例示用于將本發(fā)明的技術(shù)思想具體化的液晶顯示裝置及其制造方法。因此，并非將本發(fā)明特定于該液晶顯示裝置及其制造方法，也適用于權(quán)利要求中所包含的其他實(shí)施方式中。
圖1是透視本發(fā)明的實(shí)施例的液晶顯示裝置的彩色濾光器基板，而表示的相當(dāng)于陣列基板的一個(gè)像素部分的擴(kuò)大俯視圖。圖2是圖1的A-A的剖視圖。圖3是用于說(shuō)明掃描線、信號(hào)線以及端子部的配置的液晶顯示裝置的概略整體圖。圖4A～圖4F是表示圖1的陣列基板制造工序中，到輔助電容上側(cè)電極形成時(shí)之前的各工序的剖視圖。圖5A～圖5D相同的是表示輔助電容上側(cè)電極形成之后的各工序的剖視圖。另外，圖4A～圖4F以及圖5A～圖5D都是表示包含了對(duì)應(yīng)圖1的A-A剖面的位置以及端子部的狀態(tài)。
本實(shí)施例的液晶顯示裝置10，由陣列基板13和彩色濾光器基板14組成的一對(duì)基板、和液晶層15組成。陣列基板13是在由玻璃等所組成的透明基板11上形成有各種布線等。彩色濾光器基板14是在透明基板12上形成有彩色濾光器等。液晶層15，通過(guò)密封材料(省略圖示)將陣列基板13和彩色濾光器基板14的表面外圍部進(jìn)行貼合，并密封到其內(nèi)部。
陣列基板13上設(shè)置有掃描線16、信號(hào)線17、輔助電容線18、TFT和像素電極20。多條掃描線16和信號(hào)線17形成矩陣狀。輔助電容線18在相鄰的掃描線16之間，和掃描線16平行地設(shè)置。TFT由源極電極S、柵極電極G、漏極電極D以及半導(dǎo)體層19組成。像素電極20設(shè)置為覆蓋由掃描線16和信號(hào)線17所圍成的像素區(qū)域。該像素電極20是用由ITO(Indium Tin Oxide)或IZO(Indium Zinc Oxide)等組成的透明導(dǎo)電材料而設(shè)置的。另外，作為T(mén)FT的半導(dǎo)體層19，通常使用非晶硅(a-Si)，但也有使用多晶硅(p-Si)的情況。
彩色濾光器基板14上設(shè)置有黑矩陣21、彩色濾光器22、共通電極23。黑矩陣21配合陣列基板13的像素區(qū)域呈矩陣狀設(shè)置。彩色濾光器22由設(shè)置在被該黑矩陣21所包圍的區(qū)域上的紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)等彩色材料組成。共通電極23設(shè)置為覆蓋彩色濾光器22。但是，本發(fā)明不僅限于此。在橫向電場(chǎng)方式的情況下沒(méi)有共通電極。另外。如果是黑白顯示的話，沒(méi)有彩色濾光器。再有，如果是補(bǔ)色型的彩色顯示的情況，不是以三原色，而是以更多種類的顏色來(lái)構(gòu)成彩色濾光器。
下面參照?qǐng)D4A～4F以及圖5A～5D來(lái)說(shuō)明所述的液晶顯示裝置10的陣列基板13的制造工序。首先，如圖4A所示，在透明基板11上，對(duì)由規(guī)定厚度的Al合金層24-1和規(guī)定厚的Mo層24-2的復(fù)層構(gòu)造所組成的導(dǎo)電物質(zhì)層24進(jìn)行成膜。其中，作為Al合金層24-1，有Al-Nd和Al-Ta等。特別是Al-Nd和Al-Ta很難產(chǎn)生被稱為小丘(hillock)的微小的突起，所以可以使用這些作為Al合金層。這時(shí)，雖然Mo層24-2不是必需的，但是如果只是Al合金層24-1的話，容易發(fā)生以下問(wèn)題，如容易氧化，并容易形成被稱為針孔的微小的洞。但是，由于事先設(shè)置了Mo層24-2，所以難以發(fā)生這樣的問(wèn)題。
如圖4所示，用熟知的光刻法(photolithography)法來(lái)形成圖形。通過(guò)該圖形形成，將導(dǎo)電物質(zhì)層24的一部分進(jìn)行蝕刻并除去。并且在橫向延伸的多條掃描線16、與該掃描線16相連的柵極電極G、以及這些多條掃描線16之間分別形成輔助電容線18。另外如圖3所示，在陣列基板13的周邊緣部形成端子部41。該端子部41是在安裝驅(qū)動(dòng)器用的IC時(shí)，為了將外部的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入到布線而設(shè)置的。如圖3所示，如果是小型的液晶顯示裝置，大多在一側(cè)多個(gè)并列地形成端子部41。
另外，在圖4B中，在1個(gè)像素區(qū)域顯示有從掃描線16延伸出的柵極電極G、輔助電容下側(cè)電極18a、和端子部41，其中，輔助電容下側(cè)電極18a是由擴(kuò)寬輔助電容線18的一部分而形成的Al合金層18a1和Mo層18a2的復(fù)層構(gòu)造而組成的，而端子部41是由Al合金層41-1以及Mo層41-2組成的。該輔助電容下側(cè)電極18a成為在輔助電容線18上所形成的輔助電容電極部。
下面，如圖4C所示，將通過(guò)上述工序形成了掃描線16和輔助電容線18的透明基板11，在真空裝置內(nèi)進(jìn)行例如250℃～350℃的高溫加熱，按照通用方法，通過(guò)等離子CVD(Plasma Chemical VaporDeposition)法等，在表面上形成由規(guī)定厚度(例如3000)的氮化硅組成的第1絕緣膜25。
接著，如圖4D所示，通過(guò)干式蝕刻法之一的等離子蝕刻(PlasmaEtchingPE)法將在各自的每個(gè)像素區(qū)域的輔助電容下側(cè)電極18a以及端子部41上存在的第1絕緣膜25除去。通過(guò)除去輔助電容下側(cè)電極18a上的第1絕緣膜25而形成窗部27，通過(guò)除去端子部41上的第1絕緣膜25而形成開(kāi)口部42。該P(yáng)E法是各向同性干式蝕刻(IsotropicDry Etching)法，蝕刻條件穩(wěn)定。因此，可以保留存在于窗部27、開(kāi)口部42的Mo層18a2以及41-2并進(jìn)行蝕刻。這時(shí)，如果采用干式蝕刻法之一的反應(yīng)性離子蝕刻(Reactive Ion EtchingRIE)法的話，由離子進(jìn)行的濺鍍和蝕刻氣體的化學(xué)反應(yīng)同時(shí)產(chǎn)生，且存在于窗部27、開(kāi)口部42的Mo層18a2以及41-2也被除去。因此最好采用PE法。這樣，在將存在于輔助電容形成區(qū)域18a以及端子部41上的第1絕緣膜25除去并形成窗部27以及開(kāi)口部42時(shí)采用PE法的話，可以在除去第1絕緣膜25時(shí)保留Mo層18a2和41-2，所以可以使相對(duì)于輔助電容形成區(qū)域18a上以及端子部41上的Al合金層18a1或41-1的熱負(fù)荷減少。
之后，如圖4E所示，通過(guò)等離子CVD法在透明基板11的表面整體形成第2絕緣膜26。第2絕緣膜26由比第1絕緣膜薄的規(guī)定厚度(例如1000)的氮化硅組成。這時(shí)，在各自的像素領(lǐng)域，除了輔助電容下側(cè)電極18a和端子部41之外，都被由第1絕緣膜25和第2絕緣膜26的兩層組成的絕緣膜覆蓋。并且在輔助電容下側(cè)電極18a，窗部27被第2絕緣膜16覆蓋。另外，在端子部41的區(qū)域，被覆有第2絕緣膜26，以覆蓋第1絕緣膜25上形成的開(kāi)口部42。因此，構(gòu)成為第1絕緣膜25的開(kāi)口部42的邊緣被第2絕緣膜26覆蓋。另外，其中第1絕緣膜25以及第2絕緣膜26這兩者都作為柵極絕緣膜而發(fā)揮功能，而輔助電容下側(cè)電極18a上的第2絕緣膜26作為輔助電容形成用電介質(zhì)而發(fā)揮功能。
另外，為了避免在TFT的柵極電極G部分產(chǎn)生由靜電而引起絕緣破壞，可以將第1絕緣膜25和第2絕緣膜26兩者合并的厚度設(shè)定為當(dāng)前通常采用的2500～5500。另外，在不引起短路的限度內(nèi)，第2絕緣膜26的厚度最好薄些，可以是500～1500。當(dāng)?shù)?絕緣膜26的厚度不滿500時(shí)，輔助電容下側(cè)電極18a和輔助電容上側(cè)電極18b之間的短路會(huì)變得頻繁，因而不優(yōu)選。另外，當(dāng)?shù)?絕緣膜26的厚度超過(guò)1500時(shí)，輔助電容會(huì)變小因而也不優(yōu)選。
再有，在第2絕緣膜26的表面整體以規(guī)定的厚度(例如a-Si層1300以及n+a-Si層300)形成由例如a-Si層以及n+a-Si層組成的半導(dǎo)體膜。并且，之后通過(guò)RIE法將半導(dǎo)體膜除去，從而使在TFT的柵極電極G上的第2絕緣膜26的表面殘留有半導(dǎo)體層19。
接著，在透明基板11上將由Al合金層以及Mo層的復(fù)層構(gòu)造組成的導(dǎo)電物質(zhì)層進(jìn)行成膜。其中，Mo層雖不是必需的，但由于Al合金層和ITO等的透明導(dǎo)電材料的粘合性不太好，所以最好形成Mo層。并且如圖1及圖4F所示，將信號(hào)線17、源極電極S、漏極電極D、輔助電容上側(cè)電極18b形成圖形。多條信號(hào)線17向與掃描線16垂直的方向延伸。源極電極S從信號(hào)線17延伸設(shè)置并和半導(dǎo)體層19連接。輔助電容上側(cè)電極18b位于輔助電容下側(cè)電極18a之上的第2絕緣膜26的表面。漏極電極D的一端和半導(dǎo)體層19連接。這樣，在透明基板11的掃描線16和信號(hào)線17的交叉部附近，形成有成為開(kāi)關(guān)元件的TFT。其中，這里例示了將輔助電容上側(cè)電極18b和漏極電極D一體形成的例子。但是也可以分別設(shè)置輔助電容上側(cè)電極18b和漏極電極D。
再有，如圖5A所示，為了覆蓋這些各種布線，在透明基板11上將作為鈍化膜的第3絕緣膜28進(jìn)行成膜。第3絕緣膜28是為了表面的穩(wěn)定化而設(shè)置的，是由無(wú)機(jī)絕緣性材料(例如氮化硅)組成。
接著，如圖5B所示，為了將陣列基板13的表面平坦化，形成層間絕緣層29。并且在接下來(lái)的工序中，由于在輔助電容上側(cè)電極18b之上的層間絕緣膜和位于端子部41之上的層間絕緣膜上形成接觸孔30、接觸孔43，因此形成接觸孔30、接觸孔43處的層間絕緣膜29被去除掉。該層間絕緣膜29由聚酰亞胺等有機(jī)絕緣材料組成。
之后，如圖5C所示，在位于輔助電容上側(cè)電極18b上的絕緣膜上形成接觸孔30，并在位于端子部41上的絕緣膜上形成接觸孔43。
在形成接觸孔30和43時(shí)，輔助電容上側(cè)電極18b的表面只被第3絕緣膜28所覆蓋。另一方面，端子部41的表面被第2絕緣膜26以及第3絕緣膜28的兩層膜所覆蓋(參照?qǐng)D5B)。因此，如圖6A所示，輔助電容上側(cè)電極18b上的絕緣膜的厚度d1等于第3絕緣膜28的厚度2500，而端子部41上的絕緣膜的厚度d2等于第2絕緣膜26的厚度(1000)和第3絕緣膜28的厚度(2500)之和的3500。另外，圖6A的目的是將此時(shí)的輔助電容上側(cè)電極18b上的絕緣膜厚度d1和端子部41上的絕緣膜厚度d2之間的關(guān)系和后述的比較例進(jìn)行對(duì)比。
這里，當(dāng)位于輔助電容上側(cè)電極18b上的第3絕緣膜28的蝕刻結(jié)束時(shí)，輔助電容上側(cè)電極18b被露出(參照?qǐng)D5C)。另一方面，這時(shí)，在端子部41處，雖然端子部上的第3絕緣膜28的蝕刻結(jié)束了，但是端子部41上還殘留著第2絕緣膜26。如果這樣繼續(xù)對(duì)殘留在端子部41上的第2絕緣膜26進(jìn)行蝕刻的話，其間，輔助電容上側(cè)電極18b將繼續(xù)被曝露在蝕刻的氛圍中。
但是，由于和現(xiàn)有的作為柵極絕緣膜而發(fā)揮功能的層的厚度相比，第2絕緣膜26的厚度非常薄，所以，其暴露時(shí)間變短。因此輔助電容上側(cè)電極18b以及位于其下部的第2絕緣膜26受到的損傷就少。
并且，當(dāng)端子部41表面的第2絕緣膜26的蝕刻結(jié)束后，如圖5C所示，在輔助電容上側(cè)電極18b上形成有接觸孔30，在端子部41上形成有接觸孔43。這時(shí)，在端子部41處，在第1絕緣膜25上所形成的開(kāi)口部42的邊緣成為被第2絕緣膜26所覆蓋的形狀。并且第2絕緣膜26和第3絕緣膜28的位于接觸孔43的剖面成為一個(gè)面。這樣，在接觸孔43處，由于第2絕緣膜26和第3絕緣膜28的端部形成成為一個(gè)面的剖面形狀，所以當(dāng)后述的透明導(dǎo)電材料被涂敷時(shí)，難以發(fā)生斷線等情況。
另外，作為形成該接觸孔30接觸孔43時(shí)的蝕刻方法，最好用PE法進(jìn)行。通常，為了形成接觸孔30，在蝕刻位于輔助電容上側(cè)電極18b上的第3絕緣膜28時(shí)，使用RIE法。這是因?yàn)镽IE法具有強(qiáng)烈的各向異性。當(dāng)蝕刻第3絕緣膜28時(shí)，一邊將其上的抗蝕劑逐漸地削掉并一邊進(jìn)行蝕刻。因此，如圖7A所示的錐度形成在第3絕緣膜28上。這樣如果有第3絕緣膜28的上表面和側(cè)面的夾角(用虛線圓圈圍著的角)成為鈍角的錐度的話，在接觸孔30上形成成為像素電極的透明電極材料時(shí)，在第3絕緣膜28的上表面和側(cè)面的夾角處就難以產(chǎn)生透明電極材料的切口。但是，如果采用RIE法的話，就會(huì)如圖7A所示那樣，也蝕刻輔助電容上側(cè)電極18b等，對(duì)輔助電容上側(cè)電極18b產(chǎn)生損傷。這時(shí)，如果輔助電容上側(cè)電極18b下部的絕緣膜厚的話就沒(méi)有問(wèn)題。
但是，在位于輔助電容上側(cè)電極18b下部的第2絕緣膜26變得非常薄的實(shí)施例的構(gòu)成中，由于輔助電容上側(cè)電極18b的損傷，有可能在輔助電容下側(cè)電極18a和輔助電容上側(cè)電極18b之間發(fā)生短路。因此，在該實(shí)施例中取代RIE法而使用PE法。根據(jù)具有各向同性的PE法，如圖7B所示，第2絕緣膜28的上表面和側(cè)面的夾角(用虛線圓圈圍著的角)雖呈幾乎垂直的狀態(tài)，但是可以減低輔助電容上側(cè)電極18b的損傷。
接著，在透明基板整體，形成由例如ITO組成的透明電極材料。并且如圖5D所示，通過(guò)蝕刻在每1個(gè)像素區(qū)域形成像素電極20。并且，在端子部41上也形成用于外部連接的導(dǎo)電性端子44。另外，像素電極20，為了防止漏光，最好是設(shè)置為像素電極20的一部分位于掃描線16以及信號(hào)線17的上方，并且鄰接的像素電極20之間為非連接狀態(tài)。通過(guò)以上工序來(lái)制造實(shí)施例的陣列基板13。
通過(guò)上述制造方法而形成的陣列基板13的輔助電容，輔助電容下側(cè)電極18a相當(dāng)于作為電容器的一方的電極，而輔助電容上側(cè)電極18b相當(dāng)于作為電容器的另一方的電極。另外，在輔助電容下側(cè)電極18a和輔助電容上側(cè)電極18b之間配置的第2絕緣膜26相當(dāng)于電容器的電介質(zhì)。
由該第2絕緣膜26組成的電介質(zhì)的厚度可以是500～1500，比現(xiàn)在使用的柵極絕緣膜的厚度2500～4500要薄很多，因此即使不擴(kuò)大輔助電容下側(cè)電極18a的面積也可以大幅度地增大輔助電容。另外，由于柵極電極G以及掃描線16是被由第1絕緣膜25和第2絕緣膜26的層壓體組成的柵極絕緣膜所覆蓋的，所以可充分確保絕緣性以及耐絕緣破壞性。
另外，在該實(shí)施例中，在蝕刻存在于輔助電容下側(cè)電極18a上的第1絕緣膜25時(shí)，也同時(shí)蝕刻并除去存在于端子部41上的第1絕緣膜25。因此，在透明基板11的表面整體上形成第3絕緣膜28時(shí)，端子部41上的絕緣膜成為第2絕緣膜26和第3絕緣膜28的兩層構(gòu)造(參照?qǐng)D5A)。這時(shí)，如果第2絕緣膜26的厚度較薄，當(dāng)蝕刻輔助電容上側(cè)電極18b上的第3絕緣膜28時(shí)，即使除去端子部41上的第2絕緣膜26以及第3絕緣膜28，輔助電容上側(cè)電極18b曝露在蝕刻氛圍下的時(shí)間也會(huì)變短。這樣，輔助電容上側(cè)電極18b以及其下部的第2絕緣膜26所受到的損傷會(huì)減少。并且，輔助電容下側(cè)電極18a和輔助電容上側(cè)電極18b之間的短路受到抑制，所以可以得到可靠性高的液晶顯示裝置10。
比較例
在實(shí)施例中表示了下述例子，即當(dāng)蝕刻設(shè)置在輔助電容下側(cè)電極18a表面的第1絕緣膜25時(shí)，也同時(shí)蝕刻了設(shè)置在端子部41表面的第1絕緣膜25(參照?qǐng)D4D)。為了能夠明確地確認(rèn)實(shí)施例的效果，作為比較例，列出了當(dāng)蝕刻設(shè)置在輔助電容形成區(qū)域18a表面的第1絕緣膜25時(shí)，不蝕刻設(shè)置在端子部41表面的第1絕緣膜25的示例。另外，除這一點(diǎn)之外，其他的和實(shí)施例的工序同樣制作了陣列基板13。
將這時(shí)的比較例的構(gòu)成和圖6A并列顯示在圖6B中，其中圖6A是對(duì)應(yīng)實(shí)施例的圖5B的圖。將圖6A所示的構(gòu)成和圖6B所示的構(gòu)成進(jìn)行對(duì)比可以明確地知道，圖6B的比較例中，端子部4 1的表面是被第1絕緣膜25、第2絕緣膜26以及第3絕緣膜28的三層膜所覆蓋。對(duì)于此，在圖6A的實(shí)施例中，端子部41的表面是被第2絕緣膜26以及第3絕緣膜28的兩層膜所覆蓋。
因此，在圖6B的比較例的情況下，端子部41上的絕緣膜的總厚度d3為6500，是第1絕緣膜25(厚度3000)、第2絕緣膜26(厚度1000)以及第3絕緣膜28(厚度2500)的總和。并且輔助電容上側(cè)電極18b上的絕緣膜的厚度d1和實(shí)施例的情況相同，為2500。
所以，在比較例中，當(dāng)同時(shí)形成接觸孔30和接觸孔43時(shí)，且輔助電容上側(cè)電極18b上的絕緣膜(厚度為2500的第3絕緣膜28)全部被蝕刻且露出輔助電容上側(cè)電極18b時(shí)，端子部41上還殘留著第1絕緣膜25(厚度為3000)以及第2絕緣膜26(厚度為1000)共兩個(gè)絕緣膜(厚度為4000)。
另一方面，在實(shí)施例中，當(dāng)輔助電容上側(cè)電極18b上的絕緣膜(厚度為2500的第3絕緣膜28)被全部蝕刻時(shí)，在端子部41上只殘留有第2絕緣膜(厚度為1000)。因此，在實(shí)施例以及比較例中，如果在輔助電容上側(cè)電極18b露出后還繼續(xù)對(duì)端子部41上所殘留的絕緣膜進(jìn)行蝕刻的話，比起實(shí)施例，比較例在更長(zhǎng)的時(shí)間里，輔助電容上側(cè)電極18b曝露在蝕刻的氛圍中。因此，輔助電容上側(cè)電極18b和其下的第2絕緣膜26受到的損傷被積累，造成輔助電容下側(cè)電極18a和輔助電容上側(cè)電極18b之間的短路增大。
另外，在所述實(shí)施例中表示了以下例子，即，使用了由Al層18a1以及Mo層18a2所組成的掃描線16和柵極電極G或輔助電容線18，但并不僅限于此，也可以不設(shè)置Mo層18a2，進(jìn)一步，作為Al層18a1，作為掃描線和輔助電容線也可以使用通常使用的Al層和其他的Al合金層。
另外，在所述的實(shí)施例中，對(duì)第1絕緣膜25、第2絕緣膜26以及第3絕緣膜28例示了均由氮化硅組成的例子，但也可以使其由氧化硅或氧化鋁組成。但是，如果從絕緣性來(lái)看的話，第2絕緣膜26以及第3絕緣膜28最好是由氮化硅組成。
如以上所述，根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置，可以抑制形成輔助電容的輔助電容下側(cè)電極18a和輔助電容上側(cè)電極18b之間的短路，還可以增大輔助電容，所以可以降低顯示不良。
另外，在本發(fā)明中，如果在像素電極20和層間絕緣層29之間或像素電極20的表面設(shè)置由光反射材料組成的反射板，則也可以作為半透射型或反射型的液晶顯示裝置。即，當(dāng)作為半透射型的液晶顯示裝置時(shí)，可以將反射板設(shè)置在俯視時(shí)反射板和TFT以及輔助電容下側(cè)電極18a重疊的區(qū)域，另外，當(dāng)作為反射型的液晶顯示裝置時(shí)，可以將發(fā)射板設(shè)置在和像素電極重疊的區(qū)域。這時(shí)，如果在設(shè)置反射板的層間絕緣層29的表面形成細(xì)微的凹凸，反射部的視角會(huì)變寬，因而優(yōu)選。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示裝置，包括多條信號(hào)線以及多條掃描線，以矩陣狀配置在透明基板上；像素區(qū)域，由所述信號(hào)線以及所述掃描線所區(qū)分的區(qū)域組成；多條輔助電容線，與所述掃描線平行設(shè)置，在每個(gè)所述像素區(qū)域具有輔助電容電極部；輔助電容上側(cè)電極，對(duì)應(yīng)所述輔助電容電極部而設(shè)置；薄膜晶體管，設(shè)置在每個(gè)所述像素區(qū)域；像素電極，和所述薄膜晶體管的漏極電極形成電連接；端子部，設(shè)置在所述透明基板上，輸入來(lái)自外部的信號(hào)；第1絕緣膜、第2絕緣膜、第3絕緣膜，形成在所述透明基板上，所述液晶顯示裝置，其特征在于，在所述輔助電容電極部，所述第1絕緣膜具有窗部，所述第2絕緣膜覆蓋所述窗部并被覆在所述第1絕緣膜的表面，所述輔助電容上側(cè)電極設(shè)置在所述第2絕緣膜的表面，在所述輔助電容上側(cè)電極的表面形成有所述第3絕緣膜，在所述第3絕緣膜上形成有輔助電容用接觸孔，所述輔助電容上側(cè)電極和所述像素電極通過(guò)所述輔助電容用接觸孔形成電連接；在所述端子部，在被層壓的所述第1絕緣膜、所述第2絕緣膜和所述第3絕緣膜上形成有端子部用接觸孔，在所述端子部用接觸孔處，所述第2絕緣膜覆蓋所述第1絕緣膜的開(kāi)口部的邊緣。
2.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述第1絕緣膜以及第2絕緣膜的合計(jì)厚度為2500～5500，所述第2絕緣膜的厚度為500～1500。
3.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述輔助電容上側(cè)電極是通過(guò)使所述漏極電極在所述輔助電容電極部的所述第2絕緣膜上延伸而形成的。
4.一種液晶顯示裝置，包括多條信號(hào)線以及多條掃描線，以矩陣狀配置在透明基板上；像素區(qū)域，由所述信號(hào)線以及所述掃描線所區(qū)分的區(qū)域組成；多條輔助電容線，與所述掃描線平行設(shè)置，在每個(gè)所述像素區(qū)域具有輔助電容電極部；輔助電容上側(cè)電極，對(duì)應(yīng)所述輔助電容電極部而設(shè)置；薄膜晶體管，設(shè)置在每個(gè)所述像素區(qū)域；像素電極，和所述薄膜晶體管的漏極電極形成電連接；端子部，設(shè)置在所述透明基板上，輸入來(lái)自外部的信號(hào)；第1絕緣膜、第2絕緣膜、第3絕緣膜，形成在所述透明基板上，所述液晶顯示裝置，其特征在于，在所述輔助電容電極部，所述第1絕緣膜具有窗部，所述第2絕緣膜覆蓋所述窗部并被覆在所述第1絕緣膜的表面，所述輔助電容上側(cè)電極設(shè)置在第2絕緣膜的表面，在所述輔助電容上側(cè)電極的表面形成有所述第3絕緣膜，在所述第3絕緣膜上形成有輔助電容用接觸孔，所述輔助電容上側(cè)電極和所述像素電極通過(guò)所述輔助電容用接觸孔形成電連接；在所述端子部，在被層壓的所述第1絕緣膜、所述第2絕緣膜和所述第3絕緣膜上形成有端子部用接觸孔，在所述端子部用接觸孔處，所述第1絕緣膜的開(kāi)口部是和所述輔助電容電極部的所述第1絕緣膜的所述窗部同時(shí)形成的。
5.一種液晶顯示裝置的制造方法，該液晶顯示裝置包括多條信號(hào)線以及多條掃描線，以矩陣狀配置在透明基板上；像素區(qū)域，由所述信號(hào)線以及所述掃描線所區(qū)分的區(qū)域組成；多條輔助電容線，與所述掃描線平行設(shè)置，在每個(gè)所述像素區(qū)域具有輔助電容電極部；薄膜晶體管，設(shè)置在每個(gè)所述像素區(qū)域；像素電極，和所述薄膜晶體管的漏極電極形成電連接；端子部，設(shè)置在所述透明基板的外圍部，輸入來(lái)自外部的信號(hào)，所述液晶顯示裝置的制造方法，其特征在于，包括以下工序在所述透明基板的表面整體形成導(dǎo)電性金屬層后，蝕刻所述導(dǎo)電性金屬層，并分別形成所述薄膜晶體管的柵極電極、所述掃描線、所述輔助電容線、所述端子部的工序；形成第1絕緣膜以覆蓋所述透明基板的表面整體之后，將存在于所述輔助電容電極部之上和所述端子部之上的所述第1絕緣膜進(jìn)行蝕刻的工序；形成第2絕緣膜以覆蓋所述透明基板的表面整體的工序；在所述第2絕緣膜的表面形成覆蓋所述薄膜晶體管柵極電極的上部的半導(dǎo)體層的工序；在所述第2絕緣膜的表面形成所述信號(hào)線、所述薄膜晶體管的源極電極以及漏極電極、位于所述輔助電容電極部的上方的輔助電容上側(cè)電極的工序；在所述透明基板的表面整體覆蓋第3絕緣膜之后，蝕刻所述輔助電容上側(cè)電極上的第3絕緣膜、所述端子部上的所述第2絕緣膜以及第3絕緣膜，并形成輔助電容用的接觸孔和端子部用的接觸孔的工序；通過(guò)所述輔助電容用的接觸孔，對(duì)所述像素電極和所述輔助電容上側(cè)電極進(jìn)行電連接的工序。
6.如權(quán)利要求5所述的液晶顯示裝置的制造方法，其特征在于，所述第1絕緣膜以及第2絕緣膜的合計(jì)厚度為2500～5500，所述第2絕緣膜的厚度為500～1500。
7.如權(quán)利要求5所述的液晶顯示裝置的制造方法，其特征在于，通過(guò)使所述薄膜晶體管的漏極電極在所述輔助電容電極部的所述第2絕緣膜上延伸，從而形成所述輔助電容上側(cè)電極。
8.如權(quán)利要求5所述的液晶顯示裝置的制造方法，其特征在于，形成所述輔助電容用的接觸孔和所述端子部用的接觸孔的工序中的蝕刻，是通過(guò)等離子蝕刻法進(jìn)行的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種液晶顯示裝置及其制造方法，具體是，液晶顯示裝置的輔助電容線以及端子部由Al或者Al合金層以及Mo層形成，輔助電容下側(cè)電極以及所述端子部的各自的外圍部，依次由第1絕緣膜、比所述第1絕緣膜的厚度薄的第2絕緣膜、以及第3絕緣膜所覆蓋，同時(shí)輔助電容下側(cè)由所述第2絕緣膜覆蓋，在輔助電容下側(cè)電極的第2絕緣膜的表面上設(shè)置有輔助電容上側(cè)電極。
文檔編號(hào)H01L21/70GK101082749SQ20071010736
公開(kāi)日2007年12月5日 申請(qǐng)日期2007年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月29日
發(fā)明者野村慎一郎, 加藤隆幸, 新谷隆夫, 杉山裕紀(jì), 森田聰 申請(qǐng)人:愛(ài)普生映像元器件有限公司