[发明专利]有源矩阵基板

说明书

技术领域

本发明涉及薄膜元件的制造方法、有源矩阵基板、液晶显示装置、有源矩阵基板的制造方法以及包含于液晶显示装置中的有源元件的防止静电破坏的方法。

背景技术

在有源矩阵基板方式的液晶显示装置中，在各象素电极上连接着开关元件，借助于这些开关元件接通或断开各象素电极。

作为开关元件，例如使用薄膜晶体管(TFT)。

薄膜晶体管的结构和工作基本上和单晶硅的MOS晶体管相同。

作为使用了非晶硅(α-Si)的薄膜晶体管的结构已知有若干种，而一般使用栅极电极位于非晶硅膜下边的背栅极结构(反交错结构)。

在薄膜晶体管的制造中，重要的是减少制造工序数而且确保高合格率。

另外，有效地保护薄膜晶体管免受在有源矩阵基板的制造过程中发生的静电引起的破坏也很重要。保护薄膜晶体管免受静电破坏的技术例如记述在日本国的实开昭63-33130号的微型胶片和特开昭62-187885号公报中。

发明的公开

本发明的目的之一是提供能够削减薄膜晶体管的制造工序数而且高可靠性的新的薄膜元件的制造加工技术。

还有，本发明的另一个目的是提供具备使用其制造加工技术不使制造工艺复杂化而形成的、具有充分静电保护能力的保护元件的有源矩阵基板以及液晶显示装置。

还有，本发明的又一个目的是提供能够防止包含在TFT基板上的有源元件(TFT)遭受静电破坏的防止静电破坏的方法。

本发明的薄膜元件的制造方法的优选形态之一是在制造背栅极结构的薄膜元件时，包括：

形成保护膜以便复盖源极电极层漏极电极层以及栅极电极材料层的工序；

形成第1开口和第2开口的工序，在形成了保护膜之后，选择性地刻蚀存在于栅极电极层或栅极电极材料层上的栅极绝缘膜以及保护膜的重迭膜的一部分，形成露出栅极电极层或栅极电极材料层表面上一部分的第1开口，同时，选择地刻蚀源极电极层或漏极电极层上的保护膜的一部分，形成露出源极电极层或漏极电极层表面上一部分的第2开口；

连接工序，在形成上述开口之后，经由第1或第2开口，把导电性材料层连接到栅极电极层、栅极电极材料层、源极电极层、漏极电极层中的至少一个上。

若依据上述薄膜元件的制造方法，则可成批地进行绝缘膜的选择性刻蚀。由此，能够把外部连接端子连接到电极的开口形成工序(压焊区露出工序)和把内部布线连接到电极上的开口形成工序(连接孔形成工序)一起来进行，削减了工序数。

作为“导电性材料层”，最好使用ITO(Indium Tin Oxide)膜。如上述，由于贯通栅极电极材料层上的第1绝缘膜及该第1绝缘膜上的第2绝缘膜的重迭膜形成第1开口，故构成相当于2层绝缘膜厚度的深连接孔。

然而，由于ITO熔点高，故与铝等相比较台阶复盖率好，从而，即使经由深连接孔也不会造成连接不良。

作为“导电性材料层”，除去ITO之外，也可以使用金属氧化物那样熔点高的、其它的透明电极材料。例如，可以使用SnO_x、ZnO_x等金属氧化物。这种情况下，台阶复盖率也是可实用的。

另外，本发明的有源矩阵基板的优选形态之一是在扫描线及信号线中的至少一条线或者与该线电气等效部位和共用电位线之间设置使用了薄膜晶体管的防止静电破坏用保护装置。

防止静电破坏保护装置构成为包含连接了薄膜晶体管中的栅极电极层和漏极电极层而构成的二极管，在同一制造工序中，形成用于把栅极电极层和漏极电极层电气连接的选择性地除去栅极电极层上的绝缘层而构成的第1开口和选择性地除去漏极电极层上的绝缘层而构成的第2开口，而且，上述栅极电极层和上述漏极电极层经由上述第1及第2开口，用和上述象素电极同一材料组成的导电层连接在一起。

把TFT的栅极和漏极短路形成的MOS二极管(MIS二极管)实质上是晶体管，流过电流的能力高，能够高速地吸收静电，从而静电保护能力高。还有，由于实际上是晶体管，故容易控制电流-电压特性的阈值电压(Vth)。从而，能够减少无用的泄放电流。另外，薄膜元件的制造工序数被减少，制造容易。

作为“象素电极”及“和象素电极同一材料组成的导电层”最好使用ITO(Indium Tin Oxide)膜。除ITO膜之外，也可以使用金属氧化物那样的高熔点的其它透明电极材料。例如，可以使用SnO_x、ZnO_x等金属氧化物。