JPH06132536A - 薄膜トランジスタ - Google Patents
薄膜トランジスタInfo
- Publication number
- JPH06132536A JPH06132536A JP27636292A JP27636292A JPH06132536A JP H06132536 A JPH06132536 A JP H06132536A JP 27636292 A JP27636292 A JP 27636292A JP 27636292 A JP27636292 A JP 27636292A JP H06132536 A JPH06132536 A JP H06132536A
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- Japan
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- channel
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- Formation Of Insulating Films (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 エッチング工程においてチャネル層がダメー
ジを受けない薄膜トランジスタを提供する。 【構成】 ゲート電極2の上に間にゲート絶縁膜4を介
してチャネル層5が形成され、チャネル層5の上に形成
された2層のチャネル保護膜6、11の上で相互に離隔
してソース電極9とドレイン電極10とがコンタクト層
7を介して設けられている。チャネル保護膜6は窒化シ
リコン膜からなり、チャネル保護膜11は酸化シリコン
膜からなる。
ジを受けない薄膜トランジスタを提供する。 【構成】 ゲート電極2の上に間にゲート絶縁膜4を介
してチャネル層5が形成され、チャネル層5の上に形成
された2層のチャネル保護膜6、11の上で相互に離隔
してソース電極9とドレイン電極10とがコンタクト層
7を介して設けられている。チャネル保護膜6は窒化シ
リコン膜からなり、チャネル保護膜11は酸化シリコン
膜からなる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示用絵素電極の
スイッチング素子等に多く用いられている薄膜トランジ
スタに関する。
スイッチング素子等に多く用いられている薄膜トランジ
スタに関する。
【0002】
【従来の技術】図5は従来の一般的な薄膜トランジスタ
(TFT)の平面図を示し、図9は図5のTFTのI−
I’線による断面図を示す。このTFTは、絶縁性基板
1の上にゲート電極2が形成されている。かかるゲート
電極2の上に、ゲート絶縁膜4を介して半導体膜からな
るチャネル層5が形成され、チャネル層5の上に形成さ
れたチャネル保護膜6の上には、相互に離隔してソース
電極9およびドレイン電極10がコンタクト層7、8を
間に介して設けられている。ここで、チャネル保護膜6
は窒化シリコン(SiNx)膜から形成されている。
(TFT)の平面図を示し、図9は図5のTFTのI−
I’線による断面図を示す。このTFTは、絶縁性基板
1の上にゲート電極2が形成されている。かかるゲート
電極2の上に、ゲート絶縁膜4を介して半導体膜からな
るチャネル層5が形成され、チャネル層5の上に形成さ
れたチャネル保護膜6の上には、相互に離隔してソース
電極9およびドレイン電極10がコンタクト層7、8を
間に介して設けられている。ここで、チャネル保護膜6
は窒化シリコン(SiNx)膜から形成されている。
【0003】このような構造を有するTFTは、以下の
ようにして製造される。
ようにして製造される。
【0004】まず、絶縁性基板1上に、Taからなる単
層または多層膜をスパッタリング法によって堆積させた
後に、パターニングすることによりゲート電極2を形成
する。ゲート電極2の表面には、陽極酸化によって酸化
膜3を形成してもよい。次いで、プラズマCVD法によ
り、SiNx膜からなるゲート絶縁膜4と、非晶質シリ
コン膜(a−Si膜)からなるチャネル層5と、SiN
x膜からなるチャネル保護膜6とをこの順に形成した
後、チャネル保護膜6をパターニングする。続いて、a
−Si膜にリンPを添加したn+型a−Si膜からなる
コンタクト層7、8をプラズマCVD法により形成す
る。次いで、Taからなる金属膜をスパッタリングによ
り堆積し、ソース電極9およびドレイン電極10を形成
する。最後に、ソース電極9およびドレイン電極10の
パターニングを行った後に、チャネル層5と、コンタク
ト層7、8と、ソース電極9およびドレイン電極10と
をエッチングすることによりパターニングを行う。
層または多層膜をスパッタリング法によって堆積させた
後に、パターニングすることによりゲート電極2を形成
する。ゲート電極2の表面には、陽極酸化によって酸化
膜3を形成してもよい。次いで、プラズマCVD法によ
り、SiNx膜からなるゲート絶縁膜4と、非晶質シリ
コン膜(a−Si膜)からなるチャネル層5と、SiN
x膜からなるチャネル保護膜6とをこの順に形成した
後、チャネル保護膜6をパターニングする。続いて、a
−Si膜にリンPを添加したn+型a−Si膜からなる
コンタクト層7、8をプラズマCVD法により形成す
る。次いで、Taからなる金属膜をスパッタリングによ
り堆積し、ソース電極9およびドレイン電極10を形成
する。最後に、ソース電極9およびドレイン電極10の
パターニングを行った後に、チャネル層5と、コンタク
ト層7、8と、ソース電極9およびドレイン電極10と
をエッチングすることによりパターニングを行う。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したエ
ッチング工程において、TFTのコンタクト層、ソース
電極およびドレイン電極をウエットエッチングによって
パターニングする場合には、エッチングされるべき材料
間のエッチング速度比(選択比)は大きいが、この方法
はエッチングマスクの下への溶液のまわり込みによるエ
ッチングの進行、いわゆるアンダーカットが避けられな
い。したがって、高精細なパターンの形成には通常、パ
ターンシフトの小さいドライエッチング方式が用いられ
る。
ッチング工程において、TFTのコンタクト層、ソース
電極およびドレイン電極をウエットエッチングによって
パターニングする場合には、エッチングされるべき材料
間のエッチング速度比(選択比)は大きいが、この方法
はエッチングマスクの下への溶液のまわり込みによるエ
ッチングの進行、いわゆるアンダーカットが避けられな
い。したがって、高精細なパターンの形成には通常、パ
ターンシフトの小さいドライエッチング方式が用いられ
る。
【0006】しかし、上述のような構造のTFTのコン
タクト層7、8、ソース電極9およびドレイン電極10
を、特にフッ素ラジカルを用いたドライエッチングでパ
ターニングする場合には、チャネル保護膜6を形成する
SiNx膜のエッチング速度が非常に速い。このため多
くの場合、チャネル保護膜6と周囲の材料との選択比が
取れず、図10に示すようにエッチングがチャネル層5
まで及び、チャネル層5がダメージを受けてTFTの正
常な動作は不可能となる。
タクト層7、8、ソース電極9およびドレイン電極10
を、特にフッ素ラジカルを用いたドライエッチングでパ
ターニングする場合には、チャネル保護膜6を形成する
SiNx膜のエッチング速度が非常に速い。このため多
くの場合、チャネル保護膜6と周囲の材料との選択比が
取れず、図10に示すようにエッチングがチャネル層5
まで及び、チャネル層5がダメージを受けてTFTの正
常な動作は不可能となる。
【0007】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであり、その目的とするところは、エッチン
グ工程においてチャネル層がダメージを受けない薄膜ト
ランジスタを提供することにある。
されたものであり、その目的とするところは、エッチン
グ工程においてチャネル層がダメージを受けない薄膜ト
ランジスタを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の薄膜トランジス
タは、ゲート電極の上に間にゲート絶縁膜を介してチャ
ネル層が形成され、該チャネル層の上に形成されたチャ
ネル保護膜の上で相互に離隔してソース電極とドレイン
電極とがコンタクト層を介して設けられ、該チャネル保
護膜は、窒化シリコン膜と酸化シリコン膜とが順次形成
された2層からなり、そのことにより上記目的が達成さ
れる。
タは、ゲート電極の上に間にゲート絶縁膜を介してチャ
ネル層が形成され、該チャネル層の上に形成されたチャ
ネル保護膜の上で相互に離隔してソース電極とドレイン
電極とがコンタクト層を介して設けられ、該チャネル保
護膜は、窒化シリコン膜と酸化シリコン膜とが順次形成
された2層からなり、そのことにより上記目的が達成さ
れる。
【0009】好適な実施態様としては、上記ゲート絶縁
膜は酸化シリコン膜と窒化シリコン膜とが順次形成され
た2層からなる。
膜は酸化シリコン膜と窒化シリコン膜とが順次形成され
た2層からなる。
【0010】
【作用】本発明の薄膜トランジスタは、窒化シリコン
(SiNx)膜と酸化シリコン(SiOx)膜とがこの順
に形成された2層構造のチャネル保護膜を有する。この
チャネル保護膜の上層の酸化シリコン(SiOx)膜
は、チャネル層およびコンタクト層を構成するシリコン
系半導体層、電極および配線等を構成するTa、Tiお
よびCr等の金属材料に対するエッチングの選択比が大
きい。したがって、コンタクト層、ソース電極、ゲート
電極をフッ素ラジカルを用いたエッチングによりパター
ニングする場合においても、チャネル保護膜がエッチン
グされてチャネル層がダメージを受ける危険性がない。
(SiNx)膜と酸化シリコン(SiOx)膜とがこの順
に形成された2層構造のチャネル保護膜を有する。この
チャネル保護膜の上層の酸化シリコン(SiOx)膜
は、チャネル層およびコンタクト層を構成するシリコン
系半導体層、電極および配線等を構成するTa、Tiお
よびCr等の金属材料に対するエッチングの選択比が大
きい。したがって、コンタクト層、ソース電極、ゲート
電極をフッ素ラジカルを用いたエッチングによりパター
ニングする場合においても、チャネル保護膜がエッチン
グされてチャネル層がダメージを受ける危険性がない。
【0011】
【実施例】以下、本発明を図面を参照して説明する。
【0012】(実施例1)図5は、本実施例の薄膜トラ
ンジスタ(TFT)の平面図を示し、図1は、図5のT
FTのI−I’線による断面図を示し、図2は、本実施
例のTFTの製造工程図を示す。なお、本実施例のTF
Tの平面図は、従来のTFTのものと同じである。ま
た、図中、従来例と同様の機能を有する構成部材には同
じ番号を付与する。
ンジスタ(TFT)の平面図を示し、図1は、図5のT
FTのI−I’線による断面図を示し、図2は、本実施
例のTFTの製造工程図を示す。なお、本実施例のTF
Tの平面図は、従来のTFTのものと同じである。ま
た、図中、従来例と同様の機能を有する構成部材には同
じ番号を付与する。
【0013】このTFTは、絶縁性基板1上に、表面が
酸化膜3で覆われたゲート電極2が形成されている。ゲ
ート電極2の上には、ゲート絶縁膜4を介してチャネル
層5が形成されており、チャネル層5の上には、相互に
離隔してソース電極9およびドレイン電極10がコンタ
クト層7および8を間に介して設けられている。その離
隔部分には、チャネル保護膜6および11がこの順に形
成されている。
酸化膜3で覆われたゲート電極2が形成されている。ゲ
ート電極2の上には、ゲート絶縁膜4を介してチャネル
層5が形成されており、チャネル層5の上には、相互に
離隔してソース電極9およびドレイン電極10がコンタ
クト層7および8を間に介して設けられている。その離
隔部分には、チャネル保護膜6および11がこの順に形
成されている。
【0014】上述のような構造を有するTFTは、以下
のようにして製造される。
のようにして製造される。
【0015】まず、図3(a)に示すように、絶縁性基
板1上に、Taからなる単層または多層膜をスパッタリ
ング法によって堆積させた後に、パターニングすること
によりゲート電極2を形成する。本実施例においては、
絶縁性基板1としてガラス基板を用いた。また、ゲート
電極2を形成する材料としてはTaを用いているが、そ
の他にTi、Al、Cr等も用いることができる。な
お、ゲート電極2を形成する前にベースコート膜として
Ta2O5等からなる絶縁膜を形成してもよい。
板1上に、Taからなる単層または多層膜をスパッタリ
ング法によって堆積させた後に、パターニングすること
によりゲート電極2を形成する。本実施例においては、
絶縁性基板1としてガラス基板を用いた。また、ゲート
電極2を形成する材料としてはTaを用いているが、そ
の他にTi、Al、Cr等も用いることができる。な
お、ゲート電極2を形成する前にベースコート膜として
Ta2O5等からなる絶縁膜を形成してもよい。
【0016】次に、上述したTaを陽極酸化することに
より、ゲート絶縁膜3を形成する。このゲート絶縁膜3
は形成しなくても差し支えない。続いて、プラズマCV
D法により、SiNx膜からなるゲート絶縁膜4と、非
晶質シリコン膜(a−Si膜)からなるチャネル層5
と、SiNx膜からなるチャネル保護膜6と、SiOx膜
からなるチャネル保護膜11とをこの順に形成する。S
iOx膜からなるチャネル保護膜11は、その前に積層
したSiNx膜からなるチャネル保護膜6を熱酸化ある
いはプラズマ酸化することにより形成することも可能で
ある。次いで、図3(b)に示すように、チャネル保護
膜6および11をパターニングする。この場合、ネガ型
レジスト膜のパターニングは、ゲート電極2を利用して
裏面より露光することにより、自己整合的に行ってもよ
い。
より、ゲート絶縁膜3を形成する。このゲート絶縁膜3
は形成しなくても差し支えない。続いて、プラズマCV
D法により、SiNx膜からなるゲート絶縁膜4と、非
晶質シリコン膜(a−Si膜)からなるチャネル層5
と、SiNx膜からなるチャネル保護膜6と、SiOx膜
からなるチャネル保護膜11とをこの順に形成する。S
iOx膜からなるチャネル保護膜11は、その前に積層
したSiNx膜からなるチャネル保護膜6を熱酸化ある
いはプラズマ酸化することにより形成することも可能で
ある。次いで、図3(b)に示すように、チャネル保護
膜6および11をパターニングする。この場合、ネガ型
レジスト膜のパターニングは、ゲート電極2を利用して
裏面より露光することにより、自己整合的に行ってもよ
い。
【0017】さらに、図3(c)に示すように、a−S
i膜にリンPを添加したn+型a−Si膜からなるコン
タクト層7、8をプラズマCVD法により形成する。こ
れらコンタクト層7、8は、チャネル層5と、後の工程
で形成するソース電極9およびドレイン電極10とのオ
ーミックコンタクトを良好にするためのものである。次
いで、Taからなる金属膜をスパッタリングにより堆積
し、ソース電極9およびドレイン電極10を形成する。
本実施例ではソース電極9およびドレイン電極10の材
料としてTaを用いているが、他にTi、Mo等も使用
することが可能である。
i膜にリンPを添加したn+型a−Si膜からなるコン
タクト層7、8をプラズマCVD法により形成する。こ
れらコンタクト層7、8は、チャネル層5と、後の工程
で形成するソース電極9およびドレイン電極10とのオ
ーミックコンタクトを良好にするためのものである。次
いで、Taからなる金属膜をスパッタリングにより堆積
し、ソース電極9およびドレイン電極10を形成する。
本実施例ではソース電極9およびドレイン電極10の材
料としてTaを用いているが、他にTi、Mo等も使用
することが可能である。
【0018】最後に、図3(d)に示すように、ソース
電極9およびドレイン電極10のパターニングを行った
後に、フッ素ラジカルを用いたドライエッチングによ
り、チャネル層5と、コンタクト層7、8と、ソース電
極9およびドレイン電極10とを一度にパターニングす
れば、本実施例のTFTが得られる。
電極9およびドレイン電極10のパターニングを行った
後に、フッ素ラジカルを用いたドライエッチングによ
り、チャネル層5と、コンタクト層7、8と、ソース電
極9およびドレイン電極10とを一度にパターニングす
れば、本実施例のTFTが得られる。
【0019】得られたTFTは、フッ素ラジカルによる
ドライエッチングに対してもSiOx膜からなるチャネ
ル保護膜11はエッチングされないので、チャネル層5
はダメージを受けることはない。また、SiNx膜から
なるゲート絶縁膜4は周囲に比べてかなりエッチングさ
れやすいという問題があるが、万一、ゲート絶縁膜4が
完全にエッチングされた場合でも、図3(図5のI−
I’線による断面図)および図4(図5のII−II’
線による断面図)に示すように、ゲート電極2、および
ゲート配線14とソース配線13との交差部には必ずゲ
ート絶縁膜4が残るので、TFT自体に影響はない。
ドライエッチングに対してもSiOx膜からなるチャネ
ル保護膜11はエッチングされないので、チャネル層5
はダメージを受けることはない。また、SiNx膜から
なるゲート絶縁膜4は周囲に比べてかなりエッチングさ
れやすいという問題があるが、万一、ゲート絶縁膜4が
完全にエッチングされた場合でも、図3(図5のI−
I’線による断面図)および図4(図5のII−II’
線による断面図)に示すように、ゲート電極2、および
ゲート配線14とソース配線13との交差部には必ずゲ
ート絶縁膜4が残るので、TFT自体に影響はない。
【0020】(実施例2)図6は本実施例のTFTの平
面図であり、図7は、図6のIII−III’線による
断面図を示し、また図8は、図6のTFTのIV−I
V’線による断面図を示す。
面図であり、図7は、図6のIII−III’線による
断面図を示し、また図8は、図6のTFTのIV−I
V’線による断面図を示す。
【0021】上述した実施例においては、フッ素ラジカ
ルによるドライエッチングでゲート絶縁膜4がかなりエ
ッチングされることが予想されるが、図6に示すように
絵素電極に補助容量部17を形成する場合には、補助容
量部17にゲート絶縁膜4を残さなくてはならないので
不都合が生じる。このような場合、本実施例のTFTは
以下のように製造することが考えられる。
ルによるドライエッチングでゲート絶縁膜4がかなりエ
ッチングされることが予想されるが、図6に示すように
絵素電極に補助容量部17を形成する場合には、補助容
量部17にゲート絶縁膜4を残さなくてはならないので
不都合が生じる。このような場合、本実施例のTFTは
以下のように製造することが考えられる。
【0022】実施例1において、図7に示すようにSi
Nx膜からなるゲート絶縁膜4を形成する前にSiOx膜
からなるゲート絶縁膜12を形成する他は、実施例1と
同様にしてTFTを製造する。
Nx膜からなるゲート絶縁膜4を形成する前にSiOx膜
からなるゲート絶縁膜12を形成する他は、実施例1と
同様にしてTFTを製造する。
【0023】得られたTFTは、ゲート絶縁膜4および
12の2層がゲート電極2、およびゲート配線14とソ
ース配線13との交差部以外の部分をも覆っているの
で、図8に示す補助容量部17では、上層のSiNx膜
からなるゲート絶縁膜4がエッチングされても、下層の
SiOx膜からなるゲート絶縁膜12はエッチングされ
ずに残り、下部のゲート配線14を保護することができ
る。
12の2層がゲート電極2、およびゲート配線14とソ
ース配線13との交差部以外の部分をも覆っているの
で、図8に示す補助容量部17では、上層のSiNx膜
からなるゲート絶縁膜4がエッチングされても、下層の
SiOx膜からなるゲート絶縁膜12はエッチングされ
ずに残り、下部のゲート配線14を保護することができ
る。
【0024】このような構造とすることにより本発明の
TFTは、上述した補助絵素容量部を設けたアクティブ
マトリクス基板のようなトランジスタ部、およびゲート
配線とソース配線との交差部以外の部分にゲート絶縁膜
を残さなければならないデバイスにも適用することが可
能となる。
TFTは、上述した補助絵素容量部を設けたアクティブ
マトリクス基板のようなトランジスタ部、およびゲート
配線とソース配線との交差部以外の部分にゲート絶縁膜
を残さなければならないデバイスにも適用することが可
能となる。
【0025】
【発明の効果】本発明の薄膜トランジスタによれば、コ
ンタクト層、ソース電極、ドレイン電極をエッチングす
る際に、従来では避けられなかったチャネル保護膜にま
でエッチングが及ぶのを防ぐことができるために、チャ
ネル層はダメージを受けない。なお、本発明の薄膜トラ
ンジスタのゲート絶縁膜をSiOx膜とSiNx膜とがこ
の順に形成された2層構造とすれば、電極部や配線部以
外の部分にゲート絶縁膜を残さなければならないデバイ
スにも広く適用が可能となる。
ンタクト層、ソース電極、ドレイン電極をエッチングす
る際に、従来では避けられなかったチャネル保護膜にま
でエッチングが及ぶのを防ぐことができるために、チャ
ネル層はダメージを受けない。なお、本発明の薄膜トラ
ンジスタのゲート絶縁膜をSiOx膜とSiNx膜とがこ
の順に形成された2層構造とすれば、電極部や配線部以
外の部分にゲート絶縁膜を残さなければならないデバイ
スにも広く適用が可能となる。
【図1】本発明の実施例1に係るTFTの断面図であ
る。
る。
【図2】本発明の実施例1に係るTFTの製造工程を示
す断面図である。
す断面図である。
【図3】本発明の実施例1に係るTFTの一例を示す断
面図である。
面図である。
【図4】本発明の実施例1に係るTFTの一例を示す断
面図である。
面図である。
【図5】従来例および本発明の実施例1に係るTFTの
平面図である。
平面図である。
【図6】本発明の実施例2に係るTFTの平面図であ
る。
る。
【図7】図6のTFTのIII−III’線による断面
図である。
図である。
【図8】図6のTFTのIV−IV’線による断面図で
ある。
ある。
【図9】従来のTFTであり、図5のI−I’線による
断面図である。
断面図である。
【図10】従来のTFTであり、図5のI−I’線によ
る断面図である。
る断面図である。
1 絶縁性基板 2 ゲート電極 3、4、12 ゲート絶縁膜 5 チャネル層 6、11 チャネル保護膜 7、8 コンタクト層 9 ソース電極 10 ドレイン電極 13 ソース配線 14 ゲート配線 16 絵素電極 17 補助容量部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡本 昌也 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 梶谷 優 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 鈴木 久貴 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内
Claims (2)
- 【請求項1】 ゲート電極の上に間にゲート絶縁膜を介
してチャネル層が形成され、該チャネル層の上に形成さ
れたチャネル保護膜の上で相互に離隔してソース電極と
ドレイン電極とがコンタクト層を介して設けられた薄膜
トランジスタにおいて、 該チャネル保護膜は、窒化シリコン膜と酸化シリコン膜
とが順次形成された2層からなる薄膜トランジスタ。 - 【請求項2】 前記ゲート絶縁膜が、酸化シリコン膜と
窒化シリコン膜とが順次形成された2層からなる請求項
1に記載の薄膜トランジスタ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27636292A JPH06132536A (ja) | 1992-10-14 | 1992-10-14 | 薄膜トランジスタ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27636292A JPH06132536A (ja) | 1992-10-14 | 1992-10-14 | 薄膜トランジスタ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06132536A true JPH06132536A (ja) | 1994-05-13 |
Family
ID=17568373
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27636292A Withdrawn JPH06132536A (ja) | 1992-10-14 | 1992-10-14 | 薄膜トランジスタ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06132536A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5888855A (en) * | 1994-12-14 | 1999-03-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of manufacturing active matrix display |
US6380011B1 (en) * | 1998-08-07 | 2002-04-30 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and a method of manufacturing the same |
US6855954B1 (en) * | 1999-10-18 | 2005-02-15 | Fujitsu Display Technologies Corporation | Thin film transistor, fabrication method thereof and liquid crystal display having the thin film transistor |
US7320905B2 (en) | 1998-08-21 | 2008-01-22 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device provided with semiconductor circuit made of semiconductor element and method of fabricating the same |
US7629208B2 (en) | 2006-05-10 | 2009-12-08 | Sony Corporation | Method of manufacturing thin film transistor, thin film transistor, and display unit |
-
1992
- 1992-10-14 JP JP27636292A patent/JPH06132536A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
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