DE19729176C2

DE19729176C2 - Herstellungsverfahren für eine Flüssigkristallanzeige mit aktiver Matrix und Struktur der mit diesem Herstellungsverfahren hergestellten Flüssigkristallanzeige

Info

Publication number: DE19729176C2
Application number: DE19729176A
Authority: DE
Inventors: Jeong Hyun Kim; Sung Il Park
Original assignee: LG Philips LCD Co Ltd
Current assignee: LG Display Co Ltd
Priority date: 1996-07-09
Filing date: 1997-07-08
Publication date: 2002-04-25
Anticipated expiration: 2017-07-09
Also published as: FR2751131A1; GB2315158A; FR2751131B1; GB2315158B; DE19729176A1; GB9714111D0; JPH1082997A

Description

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristallanzeige mit aktiver Matrix (AMLCD, Active Matrix Liquid Cristal Display) mit einem Dünnschichttransistor (TFT, Thin Film Transistor) als Schaltelement und ein Herstellungsverfahren für einen TFT und die Struktur des mit diesem Verfahren hergestellten TFTs.

In US 4,956,680 ist ein Verfahren zum Herstellen eines Dünnschichttransistors bekannt, bei dem die Halbleiterschicht hydriert wird bevor die Isolierungsschicht darauf ausgebildet wird.

Weiterhin ist in J. D. Bernstein et al, "Hydrogenation of Polycrystalline Silicon Thin Film Transistors by Plasma Ion Implantation", IEEE Electron Device Letters, Band 16, Nr. 10, Oktober 1995, S. 421 bis 423, ein N-Kanal und P-Kanal polykristalliner Silizium-Dünnschichttransistor beschrieben, der mittels Plasma-Ionenimplantation hergestellt wird.

Weiterhin ist aus US 4,636,038 ein elektronischer Schaltkreis bekannt mit einem Dünnschichttransistor-Array, welches auf dem Substrat ausgebildet ist, mit einer anorganischen Isolationsschicht, welche über dem Dünnschichttransistor-Array gebildet ist und mit einer organischen Isolierungsschicht, welche über der anorganischen Isolierungsschicht ausgebildet ist.

In DE-37 14 482 ist ein Verfahren zum Passivieren des Rückkanals von Feldeffekt-Transistoren aus amorphem Silizium beschrieben, bei dem eine organische oder anorganische basische Lösung als ein Mittel verwendet wird, um den Rückkanal-Abschnitt einer auf amorphem Silizium basierenden FET-Vorrichtung nach dem Plasma ätzen des Rückkanal-Bereichs zu passivieren.

Weiterhin ist aus US 5,313,075 ein Gate-isolierter Dünnschichttransistor bekannt, bei dem der Dünnschichttransistor auf einem Substrat durch eine Blockierungsschicht hindurch ausgebildet ist, so dass es möglich ist, zu verhindern, dass der Dünnschichttransistor mit Verunreinigungs-Ionen, beispielsweise Alkali-Ionen, welche in dem Substrat existieren, verunreinigt wird.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist bei einer herkömmlichen Flüssigkristallanzeige mit aktiver Matrix die Struktur der AMLCD zwei Substrate (ein erstes Substrat und ein zweites Substrat) auf, von denen in einer Matrixanordnung angeordnete Pixel (Bildpunkte) bestimmt sind.

Auf dem ersten Substrat 3 sind Pixel-Elektroden 4 zwischen den Kreuzungen zwischen den Gate-Busleitungen 17 und den Datenbusleitungen 15 angeordnet. Die Gate-Busleitungen 17 verlaufen in horizontaler Richtung und weisen von ihnen abzweigende Gate-Elektroden (nicht gezeigt) auf. Ferner sind im rechten Winkel zu den Gate-Busleitungen 17 verlaufende Datenbusleitungen 15 ausgebildet, die Datenelektroden (nicht gezeigt) aufweisen, die von den Datenbusleitungen abzweigen. Den Kreuzungen zwischen den Gate-Busleitungen und den Datenbusleitungen benachbart sind TFTs 8 angeordnet, die mit den Pixel-Elektroden 4 elektrisch verbunden sind.

Auf dem zweiten Substrat 2 sind Farbfilterschichten 38 und eine gemeinsame Elektrode 37 ausgebildet.

Das erste Substrat und das zweite Substrat sind einander gegenüberliegend ausgerichtet und miteinander verbunden. Bei einem fertiggestellten Flüssigkristallpaneel mit aktiver Matrix ist der Raum zwischen den Substraten mit einem Flüssigkristallmaterial 40 ausgefüllt. Vor dem Zusammensetzen der Substrate werden auf deren jeweiligen Außenseiten Polarisationsplatten 1 angeordnet, und die Bezugszeichen 11 und 11' in Fig. 1 bezeichnen die transparenten Glassubstrate.

Die Struktur des ersten Substrates 3 sowie das Herstellungsverfahren für das erste Substrat 3 werden unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 im folgenden näher erläutert.

Fig. 2 ist eine Draufsicht, aus der die Struktur einer herkömmlichen AMLCD ersichtlich ist, und Fig. 3 ist ein Schnitt entlang der Linie III-III aus Fig. 2.

Eine AMLCD gemäß dem herkömmlichen Herstellungsverfahren wird mit folgender Struktur hergestellt: Auf einem transparenten Glassubstrat 11 werden eine horizontal verlaufende Gate- Busleitung 17 und eine von dieser abzweigende Gate-Elektrode 17a gebildet. Die Gate-Elektrode kann anodisiert werden, so daß eine Anodisierungsschicht 35 gebildet wird, um die Isolierungseigenschaften zu verbessern und um Unebenheiten auf der Oberfläche der Gate-Elektrode zu verhindern. Auf dem Substrat 11 mit der Gate-Elektrode 17a wird eine Gate- Isolierungsschicht 23 unter Verwendung eines anorganischen Materials, wie SiN_x oder SiO₂, gebildet. Auf dem über der Gate- Elektrode 17a liegenden Bereich der Gate-Isolierungsschicht 23 wird eine Halbleiterschicht 22 unter Verwendung amorphen Siliziums (a-Si) gebildet. Auf der Halbleiterschicht aus a-Si werden voneinander getrennte ohmsche Kontaktschichten 25 unter Verwendung von n⁺-dotiertem a-Si gebildet. Auf der die ohmschen Kontaktschichten 25 aufweisenden Oberfläche werden eine im rechtem Winkel zu der Gate-Busleitung 17 verlaufende Datenbusleitung 15, eine mit der Datenbusleitung 15 verbundene Source-Elektrode 15a und von dieser in einem vorbestimmten Abstand eine Drain-Elektrode 15b gebildet. Gleichzeitig kommen die Source-Elektrode 15a und die Drain-Elektrode 15b in elektrischer Verbindung mit der jeweils entsprechenden ohmschen Kontaktschicht 25.

Dann wird eine Schutzschicht 26 unter Verwendung eines anorganischen Materials, wie SiN_x gebildet, die das Substrat einschließlich der Source-Elektrode 15a und der Drain-Elektrode 15b bedeckt, als auch die Halbleiterschicht 22 zwischen der Source-Elektrode 15a und der Drain-Elektrode 15 bedeckt. Eine Pixel-Elektrode 4 wird unter Verwendung eines transparenten, leitfähigen Materials, wie Indium-Zinnoxid (ITO, Indium Tin Oxide) auf der Schutzschicht gebildet, so daß eine elektrische Verbindung zwischen der Pixel-Elektrode 4 und der Drain- Elektrode 15b durch ein in der Schutzschicht 26 gebildetes Verbindungsloch 31 hindurch hergestellt wird.

Da das erste Substrat der AMLCD, wie aus Fig. 4 ersichtlich, einen TFT und Busleitungen mit einer gestuften Oberfläche aufweist, muss die Pixel-Elektrode 4 in einem durch diese Struktur bestimmten Abstand von der Gate-Busleitung 17, der Datenbusleitung 15 und dem TFT gebildet werden. Dies ist der Fall, da für die Gate-Isolierungsschicht 23 oder die Schutzschicht 26 ein anorganisches Material, wie SiN_x oder SiO₂, verwendet wird.

Darüber hinaus führen der gestufte TFT und die gestuften Leitungen zu Problemen beim Herstellen der AMLCD. Insbesondere wird, wenn eine Orientierungsschicht auf der gestuften Oberfläche ausgebildet wird, die anfängliche Orientierung des Flüssigkristalls aufgrund von möglichen Reibedeffekten auf den gestuften Bereichen der Orientierungsschicht inhomogen, was dazu führt, daß die Qualität der LCD verschlechtert ist.

Um diese Probleme zu lösen, wird ein organisches Material mit besonders hohen Ebenheitseigenschaften für die Gate- Isolierungsschicht 23 oder die Schutzschicht 26 verwendet. Somit kann ein schlechter Betrieb des LCDs verhindert werden, da wenigstens keine Reibedeffekte aufgrund einer gestuften Fläche mehr auftreten. Ferner kann eine Verbesserung des Öffnungsverhältnisses erreicht werden, da die Pixel-Elektrode 4 derart ausgebildet werden kann, daß sie die Bus-Leitungen überdeckt.

Das Einführen des organischen Materials in eine TFT-Struktur führt jedoch zu anderen Problemen. Die Charakteristik des TFTs im eingeschalteten Zustand wird instabil, was dazu führt, daß der Verlauf der Kurve, die die Abhängigkeit des Stromes (I_DS) zwischen Drain und Source von der Spannung (V_GS) zwischen Gate und Source beschreibt, in negative Richtung verschoben wird (Fig. 5), da die in Verbindung mit der organischen Schicht stehende Oberfläche der Halbleiterschicht 22 als Ladungsfalle wirkt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Flüssigkristallanzeige und ein Verfahren zu ihrer Herstellung anzugeben, bei der die aufgeführten Probleme nicht mehr auftreten.

Dies wird erreicht durch ein Verfahren nach dem Anspruch 1 und eine Flüssigkeitskristallanzeige nach dem Anspruch 14.

Erfindungsgemäß wird die Oberfläche der Halbleiterschicht mit Hilfe eines Plasma-Verfahrens behandelt.

Vorteilhafterweise geschieht dies unter der Verwendung von N₂, O₂ oder eines Gases, das N oder F aufweist, was zu stabilen Bindungsstrukturen Si-O oder Si-N an der Oberfläche der Halbleiterschicht führt. Auf diese Weise können die Probleme am Übergang zwischen der Halbleiterschicht und der organischen Schutzschicht, wie Probleme mit Ladungsfallen und Ablöseprobleme, beseitigt werden.

Auf ähnliche Weise kann die in Verbindung mit der Halbleiterschicht stehende und aus einem organischen Material hergestellte Oberfläche der Gate-Isolierungsschicht mittels eines Plasma-Verfahrens behandelt werden, so daß die oben genannten Probleme verhindert werden.

Weitere Ausgestaltungen des Verfahrens und der Flüssigkristallanzeige sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Zeichnung zeigt bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung und dient zusammen mit der Beschreibung zur näheren Erläuterung der Prinzipien der Erfindung.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der Struktur einer herkömmlichen Flüssigkristallanzeige mit aktiver Matrix;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Struktur einer herkömmlichen Flüssigkristallanzeige mit aktiver Matrix;

Fig. 3 einen Schnitt der Struktur einer herkömmlichen Flüssigkristallanzeige mit aktiver Matrix entlang der Linie III- III aus Fig. 2;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer gestuften Oberfläche im Bereich der Kreuzung einer Gate-Busleitung und einer Datenbusleitung;

Fig. 5 den Kurvenverlauf der Schaltcharakteristik eines TFT mit einer organischen Schutzschicht;

Fig. 6 einen Schnitt einer Plasma-Vorrichtung;

Fig. 7 eine Darstellung, aus der die chemische Struktur einer Halbleiterschicht mit freien Bindungen an der Oberfläche ersichtlich ist;

Fig. 8 eine Darstellung, aus der die chemische Struktur einer Halbleiterschicht nach der Plasma-Behandlung der Oberfläche unter Verwendung von N₂, O₂ oder einem Gas, das N oder F aufweist, ersichtlich ist;

Fig. 9 den Kurvenverlauf der Schaltcharakteristik eines TFT mit einer organischen Schutzschicht nach einer erfindungsgemäßen Plasmabehandlung;

Fig. 10 eine Draufsicht auf die Struktur einer Flüssigkristallanzeige mit aktiver Matrix gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 11 und 12 Schnitte entlang der Linie V-V aus Fig. 10, aus denen Herstellungsschritte für ein erstes Substrat einer Flüssigkristallanzeige mit aktiver Matrix gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ersichtlich sind;

Fig. 13 bis 15 Schnitte entlang der Linie V-V aus Fig. 10, aus denen ein erstes Substrat einer Flüssigkristallanzeige mit aktiver Matrix mit verschiedenen TFT-Strukturen gemäß bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung ersichtlich sind; und

Fig. 16 und 17 Schnitte entlang der Linie V-V aus Fig. 10, aus denen ein anderes erstes Substrat einer Flüssigkristallanzeige mit aktiver Matrix gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ersichtlich ist.

Im folgenden wird näher auf die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung eingegangen, die aus der Zeichnung ersichtlich sind. Das organische Material für die Schutzschicht oder die Gate-Isolierungsschicht kann aus einer Gruppe ausgewählt werden, die aufweist: Benzozyclobuten (BCB) und Perfluorzyclobutan (PFCB). Die hier beschriebenen Beispiele beziehen sich auf ein Herstellungsverfahren für das erste Substrat einer AMLCD unter Verwendung von BCB mit einer Dielektrizitätskonstanten von weniger als 3,0 und einer Si-O- Bindungsstruktur.

Die Wichtigkeit der Plasma-Behandlung der Halbleiterschicht vor dem Aufbringen einer organischen Schicht nach der Erfindung wird anhand des Herstellens der Halbleiterschicht beschrieben.

Wie aus Fig. 6 ersichtlich, bildet Silan-Gas (SiH₄) ein Plasma mit SiH₃ ⁺, SiH₂ ²⁺ und H⁺-Radikalen, wenn es in eine Plasma- Vorrichtung 150 eingebracht und einer Gasentladung unterworfen wird. Die Reaktion des Plasma-Gases führt zum Abscheiden von amorphem Silizium (a-Si:H) 122 auf das Substrat 100. Auf der Halbleiterschicht aus a-Si:H werden chemische Strukturen mit Bindungsdeffekten aufgrund von freien Bindungen an der Oberfläche, wie aus Fig. 7 ersichtlich, gebildet.

Wenn die Halbleiterschicht 122 mit solchen Bindungsdeffekten mit einer organischen Schutzschicht mittels Spin-Coating (Beschichten durch Aufschleudern) beschichtet wird, weist die instabile Oberfläche der Halbleiterschicht eine geringe Haftung an der organischen Schicht auf, und die organische Schicht löst sich von der Halbleiterschicht ab. Darüber hinaus wirken die freien Bindungen an der Oberfläche der Halbleiterschicht als Ladungsfallen für Elektronen, weshalb der Kurvenverlauf der Charakteristik des TFT im eingeschalteten Zustand in Richtung negativer Spannungen verschoben ist (Fig. 5). Dies führt zu einem instabilen TFT, so daß der Betrieb bei einer Spannung erfolgen muß, die geringer als die Spannung des TFTs im eingeschalteten Zustand ist, was nicht erwünscht ist.

Deshalb wird die Oberfläche 136 der Halbleiterschicht unter Verwendung von N₂, O₂ oder einem Gas, das N oder F aufweist, Plasma-behandelt, um Bindungsdeffekte und ein Ablösen der Halbleiterschicht von der organischen Schicht zu verhindern. Die Oberflächenbehandlung der Halbleiterschicht unter Verwendung von N₂, O₂ oder einem Gas, das N oder F aufweist, führt zu stabilen Bindungsstrukturen, wie Si-N oder Si-O, wie aus Fig. 8 ersichtlich. Deshalb führt das Aufbringen einer organischen Schicht auf die Oberfläche 136 der Halbleiterschicht 122 mit Si-O-Bindungen oder Si-N-Bindungen zu einer stabilen Verbindung zwischen der Halbleiterschicht und der organischen Schicht, so daß ein Ablösen dieser beiden Schichten voneinander verhindert wird und eine stabile Charakteristik des IFTs im eingeschalteten Zustand erreicht wird.

Die experimentellen Ergebnisse der Charakteristik des TFTs im eingeschalteten Zustand nach dem Aufbringen einer organischen Schutzschicht aus z. B. BCB auf die Halbleiterschicht zeigen, daß der Kurvenverlauf (C2) der TFT-Charakteristik nach der Plasma-Behandlung unter Verwendung von N₂, O₂ oder einem Gas, das N oder F aufweist, eine verbesserte Charakteristik des TFTs im eingeschalteten Zustand offenbart, ohne daß eine Verschiebung (d) der Charakteristik im Vergleich mit dem Kurvenverlauf (C1) der Charakteristik ohne Plasma-Behandlung auftritt, wie aus Fig. 9 ersichtlich.

Beispiel 1

Das Herstellungsverfahren für das erste Substrat einer AMLCD wird unter Bezugnahme auf Fig. 10, aus der eine Draufsicht auf das AMLCD gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ersichtlich ist, und Fig. 11 erläutert, aus der ein Schnitt entlang der Linie V-V aus Fig. 10 ersichtlich ist.

Eine Metallschicht wird unter Verwendung von Al, Al-Ta, Al-Mo, Ta oder Ti (anodisierbar) bzw. Cr auf ein transparentes Glassubstrat 111 aufgebracht und derart strukturiert, daß eine Gate-Busleitung und eine von dieser abzweigende Gate-Elektrode 117a gebildet werden (Fig. 11A). Falls die Metallschicht anodisierbar ist, wird eine Anodisierungsschicht 135 auf die Gate-Busleitung und die Gate-Elektrode 177a aufgebracht, um die Isolierungseigenschaften zu verbessern und um Unebenheiten zu verhindern (Fig. 11B).

Dann wird die gesamte Oberfläche mit einem anorganischen Material, wie SiN_x oder SiO₂, beschichtet, um eine Gate- Isolierungsschicht 123 zu bilden, und a-Si und n⁺-dotiertes a- Si werden nacheinander auf die Gate-Isolierungsschicht 123 aufgebracht (Fig. 11C). Dann werden die a-Si-Schicht und die n⁺-dotierte a-Si-Schicht gemeinsam derart strukturiert, daß eine Halbleiterschicht 125 bzw. eine ohmsche Kontaktschicht 125 gebildet werden (Fig. 11D). Dann wird ein Metall, wie eine Al- Legierung, auf die ohmsche Kontaktschicht und die Gate- Isolierungsschicht 123 aufgebracht und derart strukturiert, daß eine Datenbusleitung 115 auf der Gate-Isolierungsschicht 123 sowie eine von der Datenbusleitung abzweigende Source-Elektrode 115a und eine als Ausgang dienende Drain-Elektrode 115b auf der ohmschen Kontaktschicht 125 gebildet werden. Der freiliegende Bereich der ohmschen Kontaktschicht zwischen der Source- Elektrode 115a und der Drain-Elektrode 115b wird unter Verwendung der Source-Elektrode 115a und der Drain-Elektrode 115b als Maske entfernt (Fig. 11E), wodurch ein Bereich der Halbleiterschicht 122 zwischen der Source-Elektrode 115a und der Drain-Elektrode 115b freigelegt wird.

Danach wird der freigelegte Bereich der Halbleiterschicht unter Verwendung von N₂, O₂ oder einem Gas, das N oder F aufweist, Plasma-behandelt, um eine oberflächenbehandelte Schicht 136 zu bilden.

Dann wird eine Schutzschicht 126 aus einem organischen Material, wie BCB und PFCB, auf der gesamten Oberfläche der erzielten Struktur ausgebildet (Fig. 11F). Ein Verbindungsloch 131 wird in der Schutzschicht gebildet, um die Drain-Elektrode 115 unter der Schutzschicht 126 freizulegen. Als nächstes wird ITO auf das Substrat mit der Schutzschicht aufgebracht, und derart strukturiert, daß eine Pixel-Elektrode 104 gebildet wird, die in elektrischer Verbindung mit der Drain-Elektrode 115b durch das Verbindungsloch 131 hindurch steht und die Datenbusleitung 115 überlappt (Fig. 11H).

Diese Ausführungsform beruht auf der IOP-Struktur (ITO On Passivation) zum Bilden der Pixel-Elektrode auf der Schutzschicht. Die Erfindung kann jedoch auch auf andere Strukturen angewendet werden, unabhängig davon, wann der Schritt durchgeführt wird, in dem die Pixel-Elektrode gebildet wird. Zum Beispiel kann die Pixel-Elektrode gebildet werden, bevor oder unmittelbar nachdem die Source-Elektrode 115a und die Drain-Elektrode 115b gebildet wurden (Fig. 12A bzw. 12B).

Ferner kann die Erfindung, wie aus den Fig. 13 bis 15 ersichtlich, auf TFTs mit geschichteten Strukturen (Staggered Type), koplanaren Strukturen bzw. selbstjustierende Strukturen sowie auf TFTs mit umgekehrt geschichteten Strukturen (Reverse Staggered Type), wie aus Fig. 11 ersichtlich, angewendet werden.

Somit kann die Pixel-Elektrode 104 erfindungsgemäß derart ausgebildet werden, daß sie Bereiche des TFTs als auch Bereiche der Gate-Busleitungen 117 und der Datenbusleitungen 115 überlappt, wie aus Fig. 10 ersichtlich, wodurch das Öffnungsverhältnis verbessert ist.

Zusätzlich wirkt die die Gate-Busleitung 117 überlappende Pixel-Elektrode 104 als Speicherkondensatorelektrode.

Beispiel 2

Ein anderes Beispiel für das Herstellungsverfahren des ersten Substrates einer AMLCD gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird unter Bezugnahme auf Fig. 16 erläutert, aus der ein Schnitt entlang der Linie V-V aus Fig. 10 ersichtlich ist.

Eine Metallschicht wird unter Verwendung von Al, Al-Ta, Al-Mo, Ta oder Ti (anodisierbar) bzw. Cr auf ein transparentes Glassubstrat 11 aufgebracht und derart strukturiert, daß eine Gate-Busleitung und eine von dieser abzweigende Gate-Elektrode 117a gebildet werden (Fig. 16A). Falls die Metallschicht anodisierbar ist, wird eine Anodisierungsschicht 135 auf der Gate-Busleitung und der Gate-Elektrode 117a gebildet, um die Isolierungseigenschaften zu verbessern und Unebenheiten zu verhindern (Fig. 16B).

Dann wird die gesamte Oberfläche mit einem organischen Material, wie BCB und PFCB, beschichtet, so daß eine Gate- Isolierungsschicht gebildet wird, und unter Verwendung von N₂, O₂ oder einem Gas, das N oder F aufweist, Plasma-behandelt, um eine oberflächenbehandelte Schicht 136a zu bilden (Fig. 16C).

Dann werden nacheinander a-Si und n⁺-dotiertes a-Si auf die organische Isolierungsschicht 123 aufgebracht und derart strukturiert, daß eine Halbleiterschicht 122 bzw. eine ohmsche Kontaktschicht 125 gebildet werden (Fig. 16D). Als nächstes wird ein Metall, wie eine Al-Legierung, auf die ohmsche Kontaktschicht 125 und die organische Isolierungsschicht 123 aufgebracht und derart strukturiert, daß eine Datenbusleitung 115 auf der organischen Isolierungsschicht 123 als auch eine von der Datenbusleitung abzweigende Source-Elektrode 115a sowie eine Drain-Elektrode 115b als Ausgang gebildet werden, die die ohmsche Kontaktschicht 125 überlappen. Der freiliegende Bereich der ohmschen Kontaktschicht zwischen der Source-Elektrode 115a und der Drain-Elektrode 115b wird unter Verwendung der Source- Elektrode 115a und der Drain-Elektrode 115b als Maske entfernt, wodurch der Bereich der Halbleiterschicht 122 zwischen der Source-Elektrode 115a und der Drain-Elektrode 115b freigelegt wird (Fig. 16E).

Danach wird der freiliegende Bereich der Halbleiterschicht unter Verwendung von N₂, O₂ oder einem Gas, das N oder F aufweist, Plasma-behandelt, um eine oberflächenbehandelte Schicht 136b zu bilden. Dann wird eine Schutzschicht 126 aus einem organischen Material, wie BCB und/oder PFCB, auf der gesamten Oberfläche der erzielten Struktur ausgebildet (Fig. 16F).

Ein Verbindungsloch 131 wird in der Schutzschicht 126 gebildet, um die Drain-Elektrode 115b freizulegen (Fig. 16G). Als nächstes wird auf das Substrat mit der Schutzschicht ITO aufgebracht und derart strukturiert, daß eine Pixel-Elektrode 104 gebildet wird, die in elektrischer Verbindung mit der Drain-Elektrode 115b durch das Verbindungsloch 131 hindurch steht und die Datenbusleitung 115 überlappt (Fig. 16H).

Die Plasma-Behandlung der organischen Gate-Isolierungsschicht 123 und der Halbleiterschicht 122 unter Verwendung von N₂, O₂ oder einem Gas, das N oder F aufweist, verändert die Oberflächenbindungsstruktur der organischen Schicht und der Halbleiterschicht derart, daß die Charakteristik des TFTs im eingeschalteten Zustand stabilisiert ist und am Übergang zwischen der Halbleiterschicht 122 und der organischen Schicht keine Ladungsfalle entsteht sowie ein Ablösen der anorganischen Schicht von der organischen Schicht und Strukturierungsdeffekte der anorganischen Schicht verhindert werden, wobei die anorganische Schicht z. B. eine Metallschicht, eine ITO-Schicht oder eine a-Si-Schicht sein kann.

Diese Ausführungsform betrifft ebenfalls, wie in Beispiel 1, eine IOP-Struktur zum Bilden der Pixel-Elektrode auf der Schutzschicht. Die Erfindung kann jedoch auch auf andere TFT- Strukturen angewendet werden, unabhängig davon, in welchem Schritt die Pixel-Elektrode gebildet wird. Zum Beispiel kann die Pixel-Elektrode vor oder unmittelbar nach der Bildung der Source-Elektrode und der Drain-Elektrode gebildet werden (Fig. 17A bzw. 17B).

Somit ermöglicht die Plasma-Behandlung der organischen Isolierungsschicht 123 und der Halbleiterschicht 122 bei der Verwendung organischem Materials, wie BCB und/oder PFCB, für die Gate-Isolierungsschicht 123 und die Schutzschicht 126 ein verbessertes Öffnungsverhältnis der AMLCD mit einer stabileren Charakteristik des TFT im eingeschalteten Zustand.

Auf ähnliche Weise können fluoriertes Polyimid, Teflon, Cytop, Fluorpolyaryläther und fluoriniertes Paraxylen, die alle eine Dielektrizitätskonstante von weniger als 3 aufweisen, als Gate- Isolierungsschicht und/oder als Passivierungsschicht verwendet werden. Diese Materialien sind aus Tabelle 1 ersichtlich.

Tabelle 1

Dielektrizitätskonstanten von für die Erfindung verwendeten organischen Materialien

Claims

1. Herstellungsverfahren für eine Flüssigkristallanzeige, die einen Dünnschichttransistor mit einer von einer Gate-Leitung (117) abzweigenden Gate-Elektrode (117a), einer ersten, die Gate-Elektrode (117a) bedeckende Isolierungsschicht (123), einer Halbleiterschicht (122), einer ohmschen Kontaktschicht (125), einer Drain-Elektrode (115b), einer von einer Datenbusleitung (115) abzweigenden Source-Elektrode (115a) und einer zweiten, die Halbleiterschicht (122) bedeckenden Isolierungsschicht (126) aufweist, wobei das Herstellungsverfahren für die LCD folgende Schritte aufweist:
Oberflächenbehandlung der Oberfläche der Halbleiterschicht (122) mittels eines Plasmaverfahrens; und
Ausbilden der zweiten Isolierungsschicht (126) auf der oberflächenbehandelten Oberfläche der Halbleiterschicht (122) unter Verwendung eines organischen Materials.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Isolierungsschicht (123) zwischen der Halbleiterschicht (122) und der Gate-Elektrode (117a) ausgebildet wird und ein organisches Material aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, das einen Schritt aufweist, in dem die Oberfläche der ersten Isolierungsschicht (123) auf der für die Aufbringung der Halbleiterschicht (122) vorgesehenen Seite oberflächenbehandelt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, wobei die Oberflächenbehandlung eine Plasma-Behandlung ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei bei der Plasma-Behandlung wenigstens einer der folgenden Stoffe verwendet wird: N₂, O₂, N aufweisendes Gas und F aufweisendes Gas.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, das einen Schritt aufweist, in dem eine Pixel-Elektrode (104) auf der ersten Isolierungsschicht (123) oder auf der zweiten Isolierungsschicht (126) ausgebildet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Pixel-Elektrode (104) die Datenbusleitung (115) teilweise überlappt.

8. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Pixel-Elektrode (104) die Datenbusleitung (115) und die Gate-Busleitung (117) teilweise überlappt.

9. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Pixel-Elektrode (104) vor der Bildung der Source-Elektrode (115a) und der Drain- Elektrode (115b) gebildet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Pixel-Elektrode (104) nach der Bildung der Source-Elektrode (115a) und der Drain- Elektrode (115b) gebildet wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das organische Material eine Si-O-Bindungsstruktur aufweist.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das organische Material eine Dielektrizitätskonstante von weniger als 3,0 aufweist.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das organische Material Benzozyclobuten (BCB) und/oder Perfluorzyclobutan (PFCB) aufweist.

14. Flüssigkristallanzeige mit:
einem Dünnschichttransistor mit:
einer von einer Gate-Leitung (117) abzweigenden Gate- Elektrode (117a);
einer die Gate-Elektrode (117a) überdeckenden ersten Isolierungsschicht (123);
einer Halbleiterschicht (122);
einer ohmschen Kontaktschicht (125);
einer von der Datenbusleitung abzweigenden Source- Elektrode (115a) und einer Drain-Elektrode (115b); und
einer zweiten, die Halbleiterschicht (122) überdeckenden Isolierungsschicht (126), wobei die zweite Isolierungsschicht organisches Material aufweist;
wobei die Oberfläche der Halbleiterschicht (122) mittels eines Plasmaverfahrens oberflächenbehandelt ist.

15. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 14, wobei die erste Isolierungsschicht (123) zwischen der Halbleiterschicht (122) und der Gate-Elektrode (117a) gebildet ist und organisches Material aufweist.

16. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 15, wobei die Oberfläche der ersten Isolierungsschicht (123) oberflächenbehandelt ist.

17. Flüssigkristallanzeige nach einem der Ansprüche 14 und 16, wobei die Oberfläche der ersten Isolierungsschicht (123) Plasma-behandelt ist.

18. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 17, wobei bei der Plasma-Behandlung wenigstens einer der folgenden Stoffe verwendet wird: N₂, O₂, N aufweisendes Gas und F aufweisendes Gas.

19. Flüssigkristallanzeige nach einem der Ansprüche 14 bis 18, die eine Pixel-Elektrode (104) auf der ersten Isolierungsschicht (123) oder der zweiten Isolierungsschicht (126) aufweist.

20. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 19, wobei die Pixel- Elektrode (104) die Datenbusleitung (115) teilweise überlappt.

21. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 19, wobei die Pixel- Elektrode (104) die Datenbusleitung (115) und die Gate- Busleitung (117) teilweise überlappt.

22. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 19, wobei die Pixel- Elektrode (104) vor der Bildung der Source-Elektrode (115a) und der Drain-Elektrode (115b) gebildet ist.

23. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 19, wobei die Pixel- Elektrode (104) nach der Bildung der Source-Elektrode (115a) und der Drain-Elektrode (115b) gebildet ist.

24. Flüssigkristallanzeige nach einem der Ansprüche 14 bis 23, wobei das organische Material eine Si-O-Bindungsstruktur aufweist.

25. Flüssigkristallanzeige nach einem der Ansprüche 14 bis 24, wobei das organische Material eine Dielektrizitätskonstante von weniger als 3,0 aufweist.

26. Flüssigkristallanzeige nach einem der Ansprüche 14 bis 25, wobei das organische Material Benzozyclobuten (BCB) und/oder Perfluorzyclobutan (PFCB) aufweist.