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Die Erfindung betrifft ein aktives
Paneel für eine
LCD und ein Herstellungsverfahren für ein aktives Paneel einer
LCD, insbesondere eine Aktivmatrix-Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
(AMLCD) mit Dünnschichttransistoren
und Pixelelektroden, welche an die Dünnschichttransistoren angeschlossen
und zu einer Matrix angeordnet sind, weiter insbesondere ein einfaches
Herstellungsverfahren für
ein aktives Paneel einer AMLCD, mit dem die Defekte in dem aktiven
Paneel verringert werden können.
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Unter verschiedenen Anzeigevorrichtungen zum
Anzeigen von Bildern auf einem Bildschirm sind Dünnschicht-Flachpaneelanzeigevorrichtungen weit verbreitet,
weil sie relativ dünn
und leicht sind.
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Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen
(LCDs) werden intensiv entwickelt und erforscht, weil sie eine ausreichend
hohe Auflösung
und eine ausreichend schnelle Reaktionszeit zum Anzeigen von bewegten Bildern
aufweisen.
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Das Prinzip der Flüssigkristallanzeigevorrichtung
beruht auf optischer Anisotropie und Polarisationseigenschaften
von Flüssigkristallmaterialien. Durch
diese Eigenschaften kann die Richtung, in welcher die Flüssigkristallmoleküle ausgerichtet
sind, durch Anlegen eines externen elektrischen Feldes gesteuert
werden. Abhängig
von der Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle wird
Licht entweder durch die Flüssigkristallmoleküle hindurchgelassen
oder nicht. Eine LCD nutzt effektiv dieses charakteristische Verhalten
von Flüssigkristallmaterial.
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In letzter Zeit erhielten AMLCDs,
welche zu einer Matrix angeordnete TFTs und Pixelelektroden aufweisen,
große
Aufmerksamkeit, weil sie eine gute Bildqualität haben und natürliche Farben
liefern.
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Im folgenden wird der Aufbau einer
konventionellen LCD beschrieben. Die konventionelle LCD weist zwei
Paneele mit jeweils vielen darauf angeordneten Elementen und eine
zwischen den beiden Paneelen ausgebildete Flüssigkristallschicht auf.
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Das erste Paneel (oder Farbfilterpaneel) weist
rote (R), grüne
(G) und blaue (B) Farbfilter auf, welche auf einem transparenten
Substrat des ersten Paneels entsprechend den Pixeln der LCD aufeinanderfolgend
angeordnet sind und mit einer Matrix von Pixeln zusammenwirken,
wobei jedem Pixel jeweils eine Gruppe von diesen drei Filtern, d.h.
jeweils ein roter (R), ein grüner
(G) und ein blauer (B) Farbfilter zugeordnet ist. Zwischen diesen
Farbfiltergruppen ist eine schwarze Matrix angeordnet. Auf den Farbfiltern ist
eine gemeinsame Elektrode ausgebildet.
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Das zweite Paneel (oder aktive Paneel)
weist eine Mehrzahl von Pixelelektroden auf, welche auf einem transparenten
Substrat an den Pixeln der LCD entsprechenden Positionen ausgebildet
sind. Das erste Paneel und das zweite Paneel sind derart zusammengefügt, daß die Mehrzahl
von Pixelelektroden der Mehrzahl von Farbfiltern zugewandt ist.
Eine Mehrzahl von Signalbusleitungen erstreckt sich in der Zeilenrichtung
der Pixelelektroden. Eine Mehrzahl von Datenbusleitungen erstreckt
sich in der Spaltenrichtung der Pixelelektroden. In einem Eckbereich
der Pixelelektrode ist ein Dünnschichttransistor ausgebildet,
um ein elektrisches Signal an das Pixel anzulegen. Die Gateelektrode
des Dünnschichttransistors
ist an eine entsprechende Signalbusleitung (d.h. Gatebusleitung)
angeschlossen und die Sourceelektrode des Dünnschichttransistors ist an
eine entsprechende Datenbusleitung (d.h. Sourcebusleitung) angeschlossen.
Die Endbereiche der Gatebusleitungen und die der Sourcebusleitungen
weisen Anschlüsse
(Pads) auf, um extern angelegte elektrische Signale aufzunehmen.
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Das oben beschriebene erste und das
zweite Paneel werden miteinander verbunden und einander zugewandt
angeordnet, wobei sie einen vorbestimmten Abstand (Zellenspalt)
voneinander aufweisen und ein Flüssigkristallmaterial
in den Zellenspalt zwischen die beiden Paneele injiziert wird.
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Der Herstellungsprozeß für das konventionelle
Flüssigkristallpaneel
ist ziemlich kompliziert und erfordert mehrere unterschiedliche
Herstellungsschritte. Insbesondere das aktive Paneel mit Dünnschichttransistoren
und Pixelelektroden erfordert viele Herstellungsschritte. Deswegen
besteht ein Bedarf, das Herstellungsverfahren zu vereinfachen, um die
möglichen
Defekte, welche während
der Herstellung des aktiven Paneels auftreten können, zu verringern, und um
den Aufwand und die Schwierigkeiten, welche die Herstellung der
Flüssigkristallanzeige
mit sich bringt, zu verringern.
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Ein herkömmliches Herstellungsverfahren für ein aktives
Paneel einer AMLCD wird nachfolgend, bezogen auf den Maskierungsprozeß, beschrieben. 1 zeigt eine vergrößerte Draufsicht auf
einen Abschnitt eines aktiven Paneels einer AMLCD und die 2a bis 2f zeigen Schnittansichten während der
Herstellungsschritte des aktiven Paneels entlang der Linie II-II
in 1.
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Ein erstes Metall wird durch Vakuumbedampfen
auf ein Substrat 11 aufgetragen und strukturiert, um eine
Gate-Elektrode 13,
eine Gate-Busleitung 15 und ein Gate-Pad 17 in
einem ersten Maskierungsschritt auszubilden (2a).
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Ein Isoliermaterial 19a,
wie Siliziumnitrid oder Siliziumoxid, ein intrinsisches Halbleitermaterial 21a,
ein mit Fremdatomen dotiertes Halbleitermaterial 23a und
ein zweites Metall werden aufeinanderfolgend durch Vakuumbedampfen
auf der resultierenden Oberfläche
des Substrates einschließlich
des ersten Metalls aufgetragen und das zweite Metall wird strukturiert,
um eine Source-Elektrode 33, eine Drain-Elektrode 43,
eine Source-Busleitung 35 und ein Source-Pad 37 in
einem zweiten Maskierungsschritt auszubilden (2b).
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Der freiliegende Bereich des mit
Fremdatomen dotierten Halbleitermaterials 23a wird entfernt, um
eine dotierte Halbleiterschicht 23 auszubilden, wobei die
Source-Elektrode 33, die Drain-Elektrode 43, die
Source-Busleitung 35 und das Source-Pad 37 als
Masken verwendet werden. Dies dient zum vollständigen Entfernen der freiliegenden
Bereiche des mit Fremdatomen dotierten Halbleitermaterials 23a. Eine
zusätzliche
Maske ist für
diesen Schritt nicht erforderlich (2c).
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Dann werden Bereiche des Isoliermaterials 19a und
Bereiche des intrinsischen Halbleitermaterials 21a zusammen
selektiv entfernt, um eine Gate-Isolierschicht 19 und eine
Halbleiterschicht 21 in einem über der Gate-Elektrode 13 befindlichen
aktiven Bereich in einem dritten Maskierungsschritt auszubilden.
Gleichzeitig werden das Isoliermaterial 19a und das Halbleitermaterial 21a,
welche die Gate-Busleitung 15 und das Gate-Pad 17 bedecken, vollständig entfernt,
wohingegen das Isoliermaterial 19a und das halbleitende
Material 21a unter der Source-Busleitung 35 und
dem Source-Pad 37 verbleiben (2d).
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Durch Auftragen eines Isoliermaterials,
wie Siliziumnitrid oder Siliziumoxid wird eine anorganische Schutzschicht 39 auf
der resultierenden Oberfläche
des Substrates, einschließlich
der Source-Elektrode 33 der Drain-Elektrode 43 des Gate-Pads 17 und
des Source-Pads 37 ausgebildet. Dann wird die anorganische
Schutzschicht 39 strukturiert, um ein Drain-Kontaktloch 61,
ein Gate-Pad-Kontaktloch 63 und ein Source-Pad-Kontaktloch 65 auszubilden,
welche in einem vierten Maskierungsschritt jeweils Bereiche der
Drain-Elektrode 43, des Gate-Pads 17 bzw. des
Source-Pads 37 freilegen (2e).
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Indiumzinnoxid (ITO) wird durch Vakuumbedampfen
auf der Schutzschicht 39 aufgetragen und in einem fünften Maskierungsschritt
strukturiert, um eine Pixel-Elektrode 53, einen Gate-Pad-Anschluß 57 und
einen Source-Pad-Anschluß 77 auszubilden. Die
Pixel-Elektrode 53 ist durch das Drain-Kontaktloch 61 hindurch an
die Drain-Elektrode 43 angeschlossen. Der Gate-Pad-Anschluß 57 ist
durch das Gate-Pad-Kontaktloch 63 hindurch
an das Gate-Pad 17 angeschlossen. Der Source-Pad-Anschluß 77 ist durch
das Source-Pad-Kontaktloch 65 hindurch an das Source-Pad 37 angeschlossen
(2f).
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Ferner können zusätzliche Maskierungsschritte
erforderlich sein, wenn das Gate-Pad 17 gemäß einem
anderen Herstellungsverfahren ausgebildet wird oder wenn andere,
als die oben beschriebenen Elemente ausgebildet werden sollen.
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Während
des Herstellens des herkömmlichen
aktiven Paneels tritt das Problem der Leitungsunterbrechung während des
Auftragens des Indiumzinnoxid zum Ausbilden der Pixel-Elektrode 53 auf,
weil in dem Bereich, wo die Pixel-Elektrode 53 und die
Drain-Elektrode 43 verbunden sind, ein gestuftes Profil
vorhanden ist. Das gestufte Profil wird von der Drain-Elektrode 43 ausgebildet,
welche sich über
den Rand der Halbleiterschicht
21, der dotierten Halbleiterschicht 23 und
der Gate-Isolierschicht 19 hinaus
erstreckt (3a und 3b). Während des Ätzprozesses (2d) verursacht das gemeinsame selektive
Abätzen
des Halbleitermaterials 21a und der Gate-Isolierschicht 19 ein
Einkerben, welches das gestufte Profil hervorruft. Dadurch tritt
Leitungsunterbrechung der Pixel-Elektrode 53 an einer mit
LD markierten Stelle nahe an dem Rand der Drain-Elektrode (wie aus 3a ersichtlich) auf. Die Leitungsunterbrechung
der Pixel-Elektrode 53 führt zu einer Verringerung der
Produktionsausbeute des aktiven Paneels.
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Die nach dem Prioritätstag der
vorliegenden Patentanmeldung veröffentlichte ältere deutsche
Patentanmeldung
DE
197 21 451 A1 offenbart insbesondere in
5A bis
5I samt
zugehöriger
Beschreibung eine Flüssigkristallanzeige
mit aktiver Matrix und ein Herstellungsverfahren dafür.
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US
5,003,356 offenbart insbesondere in
3 bis
4F eine
Dünnschichttransistor-Anordnung und
ein Verfahren zum Herstellen einer Dünnschichttransistor-Anordnung.
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Wang et al. 1995 ("The Effects of NH3 Plasma Passivation on Polysilicon Thin-Film
Transistors", IEEE
Electron Device Letters, Vol. 16, Nr. 11, S.503-505) offenbart NH3 Plasma-Passivieren
eines Poly-Silizium-Dünnschichttransistors
zum Verringern des Off-Stroms und zum Erhöhen des On-/Off-Strom-Verhältnisses.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
aktives Paneel für
eine LCD und ein Herstellungsverfahren für ein aktives Paneel einer
LCD bereitzustellen, die bei vertretbarem Herstellungsaufwand gute
Betriebseigenschaften aufweisen.
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Die Aufgabe wird durch das aktive
Paneel für eine
LCD und durch das Herstellungsverfahren für ein aktives Paneel einer
LCD mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst.
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Ein Herstellungsverfahren eines aktiven
Paneels für
eine LCD kann folgende Schritte aufweisen: Ausbilden einer ersten
leitenden Schicht durch Auftragen und Strukturieren eines ersten
leitenden Materials auf einem Substrat; aufeinanderfolgendes Auftragen
eines ersten anorganischen Isoliermaterials, eines intrinsischen
Halbleitermaterials, eines mit Fremdatomen dotierten Halbleitermaterials
und eines zweiten leitenden Materials auf der resultierenden Oberfläche des
Substrates; Strukturieren des zweiten leitenden Materials und Strukturieren
der dotierten Halbleiterschicht; Strukturieren des Halbleitermaterials
und des ersten anorganischen Isoliermaterials, um einen Bereich
der ersten leitenden Schicht und einen Bereich des Substrats freizulegen.
Ausbilden einer organischen Schutzschicht mit einer Mehrzahl von
Kontaktausnehmungen zum Freilegen eines Bereichs der ersten leitenden
Schicht und eines Bereichs der zweiten leitenden Schicht durch Auftragen und
Strukturieren eines organischen Isoliermaterials auf der resultierenden
Oberfläche
des Substrats einschließlich
der zweiten leitenden Schicht; und Ausbilden einer dritten leitenden
Schicht, welche an einen Bereich der ersten leitenden Schicht und
an einen Bereich der zweiten leitenden Schicht durch die Kontaktausnehmungen
hindurch angeschlossen ist, durch Auftragen und Strukturieren eines
dritten leitenden Materials auf der resultierenden Oberfläche des
Substrats einschließlich
der organischen Schutzschicht.
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In der Zeichnung zeigen:
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1 eine
vergrößerte Draufsicht,
welche den Aufbau eines Abschnitts eines herkömmlichen aktiven Paneels einer
LCD zeigt;
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2a bis 2f Schnittansichten entlang
der Linie II-II aus 1 während der
Herstellungsschritte eines herkömmlichen
aktiven Paneels einer LCD;
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3a eine
Schnittansicht entlang der Linie II-II aus 1, welche den Aufbau eines Abschnitts eines
herkömmlichen
aktiven Paneels einer LCD zeigt;
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3b eine
vergrößerte Schnittansicht,
welche Leitungsunterbrechungen in Bereichen des in 3a gezeigten, herkömmlichen aktiven Paneels zeigt;
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4 eine
vergrößerte Draufsicht,
welche den Aufbau eines Abschnitts eines aktiven Paneels einer LCD
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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5a bis 5f Schnittansichten entlang
der Linie V-V aus 4 während der
Herstellungsschritte eines aktiven Paneels einer LCD gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung;
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6a eine
Schnittansicht entlang der Linie V-V aus 4, welche den Aufbau eines Bereichs eines
aktiven Paneels einer LCD gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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6b eine
vergrößerte Schnittansicht,
welche den Aufbau eines Bereichs des in 6a gezeigten aktiven Paneels einer LCD
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung zeigt, bei welchem Leitungsunterbrechungen eliminiert
wurden:
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7a bis 7c Schnittansichten entlang
Linie V-V aus 4, während der
Herstellungsschritte eines aktiven Paneels einer LCD gemäß einer
anderen bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung, welches eine anorganische Schutzschicht aufweist;
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8a bis 8c Schnittansichten entlang
der Linie V-V aus 4 während der
Herstellungsschritte eines aktiven Paneels einer LCD einer weiteren, anderen
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung, welches eine anorganische Schutzschicht aufweist;
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9a bis 9c Schnittansichten entlang
der Linie V-V aus 4 während der
Herstellungsschritte eines aktiven Paneels einer LCD einer weiteren, anderen
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung, welches Stickstoffplasmabehandlung aufweist;
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10a bis 10c Schnittansichten entlang der
Linie V-V aus 4 während der
Herstellungsschritte eines aktiven Paneels einer LCD einer weiteren,
anderen bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung bei welchem das Gate-Pad vollständig freigelegt ist.
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Im folgenden wird ein Herstellungsverfahren eines
aktiven Paneels gemäß der bevorzugten
Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben.
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Ein erstes Metall wird durch Vakuumbedampfen
auf ein Substrat aufgetragen und strukturiert, um eine Gate-Elektrode,
eine Gate-Busleitung und ein Gate-Pad auszubilden. Ein erstes Isoliermaterial,
ein Halbleitermaterial, ein mit Fremdatomen dotiertes Halbleitermaterial
und ein zweites Metall werden aufeinanderfolgend auf die resultierende Oberfläche des Substrates
einschließlich
der Gate-Elektrode der Gate-Busleitung
und des Gate-Pads aufgetragen. Dann wird das zweite Metall strukturiert,
um eine Source-Elektrode und eine Drain-Elektrode über der Gate-Elektrode auszubilden
sowie eine Source-Busleitung und ein Source-Pad über der dotierten Halbleiterschicht
auszubilden. Der freiliegende Bereich der dotierten Halbleiterschicht
wird entfernt, wobei die Source-Elektrode, die
Drain-Elektrode, die Source-Busleitung und das Source-Pad als Masken
verwendet werden. Die freiliegenden Bereiche der Halbleiterschicht
und der ersten Isolierschicht werden entfernt, außer den
Bereichen der Halbleiterschicht und der ersten Isolierschicht, welche
zwischen der Source-Elektrode und der Drain-Elektrode freiliegen.
Eine organische Schicht wird auf der resultierenden Oberfläche des Substrates
einschließlich
der Source-Elektrode, der Drain-Elektrode, der Source-Busleitung
und des Source-Pads aufgetragen, um eine Schutzschicht auszubilden.
Die Schutzschicht wird strukturiert, um Kontaktausnehmungen über der
Drain-Elektrode, dem Gate-Pad und dem Source-Pad auszubilden. Ein
transparentes, leitendes Material wird durch Vakuumbedampfen auf
der resultierenden Oberfläche des
Substrats, einschließlich
der Schutzschicht aufgetragen und strukturiert, um eine Pixel-Elektrode über der
Drain-Elektrode, einen Gate-Pad-Anschluß über dem Gate-Pad und einen
Source-Pad-Anschluß über dem
Source-Pad auszubilden.
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4 zeigt
eine vergrößerte Draufsicht,
welche den Aufbau eines Abschnitts eines aktiven Paneels einer LCD
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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5a bis 5f zeigen Schnittansichten
entlang der Linie V-V aus 4 während der
Herstellungsschritte eines aktiven Paneels einer LCD gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung.
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Beispiel 1
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Ein erstes, Aluminium aufweisendes
Metall wird durch Vakuumbedampfen auf ein Substrat 111 aufgetragen
und in einem ersten Maskierungsschritt strukturiert, um eine Gate-Elektrode 113,
eine Gate-Busleitung 115 und ein Gate-Pad 117 auszubilden.
Die Gate-Elektrode 113 ist in einem Eckbereich einer Pixel- Elektrode ausgebildet.
Die Pixel-Elektroden sind zu einer Matrix angeordnet. Die Gate-Busleitung 115 ist
an die in Zeilenrichtung ausgebildeten Gate-Elektroden 113 angeschlossen.
Das Gate-Pad 117 ist an einem Ende der Gate-Busleitung 115 ausgebildet,
welches an einen Anschluß einer
externen Treibereinheit angeschlossen ist (5a).
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Ein anorganisches Isoliermaterial 119a,
wie Siliziumnitrid oder Siliziumoxid, ein intrinsisches Halbleitermaterial 121a,
wie amorphes Silizium, ein mit Fremdatomen dotiertes Halbleitermaterial 123a, wie
mit Fremdatomen dotiertes Silizium, und ein zweites Metall, welches
Chrom aufweist, werden aufeinanderfolgend auf der resultierenden
Oberfläche des
Substrats einschließlich
der Gate-Elektrode 113, der Gate-Busleitung 115 und des Gate-Pads 117 aufgetragen.
Das zweite Metall wird strukturiert, um eine Source-Elektrode 133,
eine Source-Busleitung 135 und ein Source-Pad 137 in
einem zweiten Maskierungsschritt auszubilden. Die Source-Elektrode 133 überlappt
einen Abschnitt der Gate-Elektrode 113, wobei das Halbleitermaterial 121a,
das mit Fremdatomen dotierte Halbleitermaterial 123a, und
das anorganische Isoliermaterial 119a dazwischen ausgebildet
ist. Die Drain-Elektrode 143 ist von der Source-Elektrode 133 getrennt
und überlappt
einen anderen Abschnitt der Gate-Elektrode 113, wobei das Halbleitermaterial 121a,
das mit Fremdatomen dotierte Halbleitermaterial 123a, und
das anorganische Isoliermaterial 119a dazwischen ausgebildet
ist. Die Source-Busleitung 135 ist an die in Spaltenrichtung ausgebildeten
Source-Elektroden 133 angeschlossen. Das Source-Pad 137 ist
an einem Ende der Source-Busleitung 135 ausgebildet
(5b).
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Der freiliegende Bereich des mit
Fremdatomen dotierten Halbleitermaterials 123a wird durch ein
Trockenätzverfahren
entfernt, um eine mit Fremdatomen dotierte Halbleiterschicht 123 auszubilden (5c).
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In einem dritten Maskierungsschritt
werden das anorganische Isoliermaterial 119a und das intrinsische
Halbleitermaterial 121a strukturiert, um über der
Gate-Elektrode 113 eine
Halbleiterschicht 121 als Kanalschicht und eine erste Isolierschicht 119 auszubilden.
Gleichzeitig wird das Gate-Pad 117 vollständig freigelegt.
Unter dem Source-Pad 137 verbleibt eine Dummy-Dünnfilmschicht
aus dem mit Fremdatomen dotierten Halbleitermaterial 123a und
dem Halbleitermaterial 121a (5d).
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Ein organisches Material wie bevorzugt
BCB (Benzozyklobuten), PFCB (Perfluorozyklobutan) oder fluoriertes
d-Paraxylol wird auf der Oberfläche des
Substrats 111, einschließlich der Source-Elektrode 133,
der Drain-Elektrode 143, der Source-Busleitung 135 und
des Source-Pads 137 aufgetragen, um eine organische Schutzschicht 139 auszubilden.
In einem vierten Maskierungsschritt wird die organische Schutzschicht 139 strukturiert,
um ein Drain-Kontaktloch 161, ein Gate-Pad-Kontaktloch 163 und
ein Source-Pad-Kontaktloch 165 auszubilden. Das Drain-Kontaktloch
wird durch Entfernen des die Drain-Elektrode 143 bedeckenden
Bereichs der organischen Schutzschicht 139 ausgebildet,
um die Drain-Elektrode 143 freizulegen. Das Gate-Pad-Kontaktloch 163 wird
durch Entfernen des das Gate-Pad 117 bedeckenden Bereichs
der organischen Schutzschicht 139 ausgebildet, um das Gate-Pad 117 freizulegen.
Das Source-Pad-Kontaktloch 165 wird durch Entfernen des
das Source-Pad 137 bedeckenden Bereichs der organischen
Schutzschicht 139 ausgebildet, um das Source-Pad 137 freizulegen (5e).
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Indiumzinnoxid wird durch Vakuumbedampfen
auf der resultierenden Oberfläche
des Substrats, einschließlich
der Schutzschicht 139 aufgetragen und in einem fünften Maskierungsschritt
strukturiert, um eine Pixel-Elektrode 153, einen Gate-Pad-Anschluß 157 und
einen Source-Pad-Anschluß 177 auszubilden.
Die Pixel-Elektrode 153 ist durch das Drain-Kontaktloch 161 hindurch
an die Drain-Elektrode 143 angeschlossen. Der Gate-Pad-Anschluß 157 ist
durch das Gate-Pad-Kontaktloch 163 hindurch
an das Gate-Pad 117 angeschlossen. Der Source-Pad-Anschluß 177 ist
durch das Source-Pad-Kontaktloch 165 hindurch
an das Source-Pad 137 angeschlossen (5f).
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Beim Entfernen der Bereiche der Halbleiterschicht 121a und
der Gate-Isolierschicht 119a durch Abätzen wie im dritten Maskierungsschritt
dieser bevorzugten Ausführungsform
treten Einkerbungen der Schichten unterhalb der Metallschicht an
Stellen wie unter der Source-Elektrode 133, der Drain-Elektrode 143 und
dem Source-Pad 137 auf, weil Naßätzverfahren verwendet werden.
Dies verursacht ein gestuftes Profil und Leitungsunterbrechungen
können durch
den eingekerbten Bereich verursacht werden, wenn die gestufte Oberfläche beschichtet
wird.
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Jedoch wird gemäß eines Merkmals der bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung eine glatte Oberfläche
auf dem Substrat ausgebildet, wenn ein organisches Isoliermaterial
wie BCB, PFCB und fluoriertes d-Paraxylol aufgetragen wird, um eine
organische Schutzschicht 139 auszubilden, wodurch das Auftreten
eines gestuften Profils vermieden wird. Durch die neue Schutzschicht 139 treten
in den folgenden Schichten, einschließlich der Pixel-Elektrode 153 und
der Pad-Anschlüsse 157 und 177 keine
in Defekte resultierenden Leitungsunterbrechungen auf (6a und 6b).
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Beispiel 2
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Gemäß Beispiel 1 berührt die
Halbleiterschicht 121 die bevorzugt aus BCB, PFCB oder
fluoriertem d-Paraxylol hergestellte Schutzschicht 139 (5f). In diesem Fall kann
die Instabilität
des Übergangs
zwischen dem organischen Material 139 und der Halbleiterschicht 121 die
Leistung des die Halbleiterschicht aufweisenden TFT beeinflussen.
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Um dieses Problem zu vermeiden wird
folgendes Verfahren vorgestellt. Die Herstellungsschritte sind in
den 7a bis 7c beschrieben, wobei die vorhergehenden
Schritte bevorzugt die bis zu dem aus 5d ersichtlichen
Schritt identischen Schritte des Beispiels 1 sind.
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Nachdem während des zweiten Maskierungsschrittes
aus Beispiel 1 die Source-Elektrode 133, die Drain-Elektrode 143 und
das Source-Pad 137 ausgebildet worden sind (5d), werden die anorganische
Isolierschicht 119a, wie Siliziumnitrid oder Siliziumoxid,
und die intrinsische Halbleiterschicht 121a in einem dritten
Maskierungsschritt strukturiert, um über der Gate-Elektrode 113 eine Halbleiterschicht 121 als
Kanalschicht und eine erste Isolierschicht 119 auszubilden.
Gleichzeitig wird das Gate-Pad 117 vollständig freigelegt.
Unter dem Source-Pad 137 verbleibt
eine Dummy-Dünnfilmschicht aus
dem mit Fremdatomen dotierten Halbleitermaterial 123a und
dem Halbleitermaterial 121a (7a).
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Dann wird ein anorganisches Isoliermaterial, wie
Siliziumnitrid oder Siliziumoxid, durch Vakuumbedampfen auf die
resultierende Oberfläche
des Substrates aufzutragen, um eine anorganische Schutzschicht 239 auszubilden.
Ein organisches Material, wie BCB, PFCB und fluoriertes d-Paraxylol
wird auf der resultierenden Oberfläche des Substrates einschließlich der
anorganischen Schutzschicht 239 aufgetragen, um eine organische
Schutzschicht 139 auszubilden. Dann werden in einem vierten
Maskierungsschritt die organische Schutzschicht 139 und die
anorganische Schutzschicht 239 strukturiert, um ein Drain-Kontaktloch 161,
ein Gate-Pad-Kontaktloch 163 und ein Source-Pad-Kontaktloch 165 auszubilden.
Das Drain-Kontaktloch 161 wird durch Entfernen der die
Drain-Elektrode 143 bedeckenden Bereiche der organischen
Schutzschicht 139 und der anorganischen Schutzschicht 239 ausgebildet,
um einen Bereich der Drain-Elektrode 143 freizulegen. Das
Gate-Pad-Kontaktloch 163 wird durch Entfernen der das Gate-Pad 117 bedeckenden
Bereiche der organischen Schutzschicht 139 und der anorganischen Schutzschicht 239 ausgebildet,
um einen Bereich des Gate-Pads 117 freizulegen. Das Source-Pad-Kontaktloch 165 wird
durch Entfernen der das Source-Pad 137 bedeckenden Bereiche
der organischen Schutzschicht 139 und der anorganischen Schutzschicht 239 ausgebildet,
um einen Bereich des Source-Pads 137 freizulegen (7b).
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Dann wird Indiumzinnoxid durch Vakuumbedampfen
auf die resultierende Oberfläche
des Substrats, einschließlich
der organischen Schutzschicht 139 aufgetragen und in einem
fünften
Maskierungsschritt strukturiert, um eine Pixel-Elektrode 153,
einen Gate-Pad-Anschluß 157 und
einen Source-Pad-Anschluß 177 auszubilden.
Die Pixel-Elektrode 153 ist durch das Drain-Kontaktloch 161 hindurch an
die Drain-Elektrode 143 angeschlossen. Der Gate-Pad-Anschluß 157 ist
durch das Gate-Pad-Kontaktloch 163 hindurch
an das Gate-Pad 117 angeschlossen. Der Source-Pad-Anschluß 177 ist
durch das Source-Pad- Kontaktloch 165 an
das Source-Pad 137 angeschlossen (7c).
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Beispiel 3
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Vor dem Ausbilden einer bevorzugt
aus BCB, PFCB oder fluoriertem d-Paraxylol hergestellten organischen
Schutzschicht 139, wie in Beispiel 2, kann eine anorganische
Schutzschicht 239 aus Siliziumnitrid oder Siliziumoxid
ausgebildet werden, welche lediglich den freiliegenden Bereich der
Halbleiterschicht 121 sowie Bereiche der Source-Elektroden 133 und
der Drain-Elektroden 143 bedeckt. Bezogen auf die 8a bis 8c wird ein, auf den in 5d gezeigten Herstellungsschritt des
Beispiels 1 folgendes Verfahren beschrieben.
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Während
eines dritten Maskierungsschrittes werden das anorganische Isoliermaterial 119a,
welches Siliziumnitrid oder Siliziumoxid aufweist, und das intrinsische
Halbleitermaterial 121a strukturiert, um über der
Gate-Elektrode 113 eine Halbleiterschicht 121 als
Kanalschicht und eine erste Isolierschicht 119 auszubilden
(5d). Dann wird ein
anorganisches Material, welches Siliziumnitrid oder Siliziumoxid
aufweist, durch Vakuumbedampfen auf der gesamten resultierenden
Oberfläche
des Substrats aufgetragen. Während
eines vierten Maskierungsschrittes wird die anorganische Schicht
strukturiert, um eine anorganische Schutzschicht 239 auszubilden,
welche lediglich den zwischen der Source-Elektrode 133 und
der Drain-Elektrode 143 freiliegenden Bereich der Halbleiterschicht 121 sowie
Bereiche der Source-Elektrode 133 und der Drain-Elektrode 143 bedeckt,
welche an den freiliegenden Bereich der Halbleiterschicht 121 angrenzen
(8a).
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Ein organisches Isoliermaterial,
wie bevorzugt BCB, PFCB oder fluoriertes d-Paraxylol, wird auf der
resultierenden Oberfläche
des Substrates einschließlich
der Source-Elektrode und der Drain-Elektrode sowie der anorganischen
Schutzschicht 239 aufgetragen, um eine organische Schutzschicht 139 auszubilden.
Während
eines fünften
Maskierungsschrittes wird die organische Schutzschicht 139 strukturiert,
um ein Drain-Kontaktloch 161,
ein Gate-Pad-Kontaktloch 163 und ein Source- Pad-Kontaktloch 165 auszubilden
(8b). Indiumzinnoxid wird
durch Vakuumbedampfen auf die resultierende Oberfläche des
Substrats, einschließlich
der organischen Schutzschicht 139 aufgetragen und in einem sechsten
Maskierungsschritt strukturiert, um eine Pixel-Elektrode 153,
einen Gate-Pad-Anschluß 157 und
einen Source-Pad-Anschluß 177 auszubilden (8c).
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Beispiel 4
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Das folgende Beispiel sieht eine
andere Methode zum Eliminieren des instabilen Übergangs zwischen der Halbleiterschicht 121 und
der bevorzugt aus BCB, PFCB oder fluoriertem d-Paraxylol hergestellten
organischen Schutzschicht 139 vor. Bei Beispiel 1 werden
während
eines dritten Maskierungsschrittes das anorganische Isoliermaterial 119a,
welches Siliziumnitrid oder Siliziumoxid aufweist, und das intrinsische
Halbleitermaterial 121a strukturiert, um über der
Gate-Elektrode 113 eine Halbleiterschicht 121 als
Kanalschicht und eine erste Isolierschicht 119 auszubilden.
Gleichzeitig wird das Gate-Pad 117 vollständig freigelegt
(5d). Dann wird die
Oberfläche
der zwischen der Source-Elektrode 133 und der Drain-Elektrode 143 freiliegenden Halbleiterschicht 121 mit
Stickstoffgas plasmabehandelt, um eine Siliziumnitrid-Schicht 339 auf
der Oberfläche
der Halbleiterschicht 121 auszubilden, welche einen stabilen Übergang
zu dem darauf aufzutragenden, organischen Material schafft (9a bis 9c).
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Ein organisches Isoliermaterial,
wie BCB, PFCB oder fluoriertes d-Paraxylol wird auf der resultierenden
Oberfläche
des Substrats, einschließlich der
Source-Elektrode 133 und der Drain-Elektrode 143 aufgebracht,
um eine organische Schutzschicht 139 auszubilden. Während eines
vierten Maskierungsschrittes wird die organische Schutzschicht 139 strukturiert,
um ein Drain-Kontaktloch 161, ein Gate-Pad-Kontaktloch 163,
und ein Source-Pad-Kontaktloch 165 auszubilden. Das Drain-Kontaktloch 161 legt
einen Bereich der Drain-Elektrode 143 frei, wobei der die
Drain-Elektrode 143 bedeckende Bereich der organischen
Schutzschicht 139 entfernt wird. Das Gate-Pad-Kontaktloch 163 legt
einen Bereich des Gate- Pads
frei, wobei der das Gate-Pad 117 bedeckende Bereich der
organischen Schutzschicht 139 entfernt wird. Das Source-Pad-Kontaktloch 165 legt
einen Bereich des Source-Pads 137 frei, wobei der das Source-Pad 137 bedeckende
Bereich der organischen Schutzschicht 139 entfernt wird
(9b).
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Indiumzinnoxid wird auf der resultierenden Oberfläche des
Substrats, einschließlich
der organischen Schutzschicht 139 aufgetragen und während eines
fünften
Maskierungsschrittes strukturiert, um eine Pixel-Elektrode 153,
einen Gate-Pad-Anschluß 157 und
einen Source-Pad-Anschluß 177 auszubilden.
Die Pixel-Elektrode 153 ist durch das Drain-Kontaktloch 161 hindurch
an die Drain-Elektrode 143 angeschlossen. Der Gate-Pad-Anschluß 157 ist
durch das Gate-Pad-Kontaktloch 163 hindurch an das Gate-Pad 117 angeschlossen.
Der Source-Pad-Anschluß 177 ist
durch das Source-Pad-Kontaktloch 165 hindurch an das Source-Pad 137 angeschlossen (9c).
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Beispiel 5
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Bei dem folgenden Beispiel kann,
verglichen mit Beispiel 1, das Gate-Pad 117, ohne Ausbilden
eines Gate-Pad-Kontaktlochs,
vollständig
freigelegt werden während
die das Gate-Pad 117 bedeckende organische Schutzschicht 139 strukturiert
wird. Leitungsunterbrechungen des Gate-Pad-Anschlusses 157, welche durch
ineffektives Auftragen des Indiumzinnoxids entlang der Wand des
Gate-Pad-Kontaktlochs hervorgerufen werden, können vermieden werden. Dieses
Beispiel wird, bezogen auf die 10a bis 10c, dem in 5c gezeigten Herstellungsschritt aus
Beispiel 1 nachfolgend, beschrieben.
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Nachdem, während des zweiten Maskierungsschrittes
aus Beispiel 1 (5c)
die Source-Elektrode 133, die Drain-Elektrode 143 und das Source-Pad 137 ausgebildet
wurden, werden das anorganische Isoliermaterial 119a, wie
Siliziumnitrid oder Siliziumoxid, und das intrinsische Halbleitermaterial 121a während eines
dritten Maskierungsschrittes strukturiert, um über der Gate-Elektrode 113 eine Halbleiterschicht 121 als
Kanalschicht und eine erste Isolierschicht 119 auszubilden.
Gleichzeitig wird das Gate-Pad 117 vollständig freigelegt.
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Unter dem Source-Pad 137 verbleibt
eine Dummy-Dünnfilmschicht
des mit Fremdatomen dotierten Halbleitermaterials 123a und
des Halbleitermaterials 121a (10a).
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Ein organisches Isoliermaterial,
wie bevorzugt BCB, PFCB oder fluoriertes d-Paraxylol, wird auf der
resultierenden Oberfläche
des Substrats, einschließlich
der Source-Elektrode 133 aufgetragen, um eine organische
Schutzschicht 139 auszubilden. Während eines vierten Maskierungsschrittes
wird die organische Schutzschicht 139 strukturiert, um
ein Drain-Kontaktloch 161 und
ein Source-Pad-Kontaktloch 165 auszubilden. Das Drain-Kontaktloch 161 legt
einen Bereich der Drain-Elektrode 143 frei,
wobei der die Drain-Elektrode 143 bedeckende Bereich der organischen
Schutzschicht 139 entfernt wird. Das Source-Pad-Kontaktloch 165 legt
einen Bereich des Source-Pads 137 frei, wobei der das Source-Pad 137 bedeckende
Bereich der organischen Schutzschicht 139 entfernt wird.
Gleichzeitig wird das Gate-Pad freigelegt, wobei die das Gate-Pad 117 bedeckende
organische Schutzschicht 139 entfernt wird (10b).
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Indiumzinnoxid wird durch Vakuumbedampfen
auf der resultierenden Oberfläche
des Substrats, einschließlich
der organischen Schutzschicht 139 aufgetragen und während eines
fünften
Maskierungsschrittes strukturiert, um eine Pixel-Elektrode 153, einen Gate-Pad-Anschluß 157 und
einen Source-Pad-Anschluß 177 auszubilden.
Die Pixel-Elektrode 153 ist durch das Drain-Kontaktloch 161 hindurch an
die Drain-Elektrode 143 angeschlossen. Der Gate-Pad-Anschluß ist an
das Gate-Pad 117 angeschlossen, ohne daß, wie bei den vorhergehenden Beispielen,
ein Gate-Pad-Kontaktloch ausgebildet wird. Der Source-Pad-Anschluß 177 ist
durch das Source-Pad-Kontaktloch 165 hindurch an das Source-Pad 137 angeschlossen
(10c).
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Obwohl nicht in getrennten Beispielen
erwähnt,
kann dieses Verfahren gemäß der Erfindung auch
auf die Ausführungsformen
der Beispiele 2 bis 4 zum Herstellen eines aktiven Paneels angewendet werden.
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Beispiel 5 beschreibt den Fall, bei
welchem das Gate-Pad durch Entfernen der organischen Schutzschicht
freigelegt wird, so daß kein Gate-Pad-Kontaktloch
erforderlich ist. Diese Lehre kann auch auf das Source-Pad oder
auf das Source-Pad und das Gate-Pad angewendet werden.