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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Anzeigeeinheiten und insbesondere
Dünnschichttransistor-Pixelzellen
für diese
sowie Verfahren zur Herstellung solcher Zellen.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Bei
Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigen (AMLCDs)
gibt es einen starken wirtschaftlichen Anreiz, die Anzahl der fotolithografischen
Verfahrensschritte zu verringern und die Leistungsparameter von
Dünnschichttransistor-
(TFT-) Matrizen zu verbessern. Eine Möglichkeit zur Verbesserung
der Leistungsparameter besteht darin, zur Trennung der Pixelelektroden
von einem mit TFTs und den zugehörigen
Leiterbahnen beschichteten Substrat eine transparente und planarisierende
Isolierpolymerschicht (die auch als Fotolack dienen kann) zu verwenden
(siehe z.B. die US-Patentschrift 5 612 799 mit dem Titel „ACTIVE
MATRIX TYPE ELECTRO-OPTICAL DEVICE", die US-Patentschrift 5 780 871 mit
dem Titel „TFT
STRUCTURE INCLUDING A PHOTO-IMAGEABLE INSULATING LAYER FOR USE WITH
LCDS AND IMAGE SENSORS" und
die US-Patentschrift 5 585 951 mit dem Titel „ACTIVE MATRIX SUBSTRATE"). Der in diesen
Patentschriften beschriebene Ansatz weist den Vorteil auf, dass die
Pixelelektrode die Adressleitungen überlappen kann, da das Planarisierungsmaterial
als elektrischer Isolator dient und die kapazitive Kopplung (wenn
sie dick genug ist) verringert. Dadurch kann ein höheres Aperturverhältnis erreicht
werden, was zwar von Nutzen ist, aber die Herstellungskosten der
TFT-Matrix nicht wesentlich verringert, da die Anzahl der erforderlichen
fotolithografischen Verfahrensschritte nicht geringer wird. Bei
einem Planarisierungspolymer sind üblicherweise fünf Verfahrensschritte
erforderlich (siehe z.B. Sakamoto et al., SID '96 Digest, S. 681 bis 684, Zhong et
al., SID '98 Digest,
S. 971–974, und
Nakabu et al., SID '99
Digest, S. 732–735).
Bei allen diesen Prozessen werden das Planarisierungspolymer und
das transparente leitende Elektrodenmaterial während der beiden letzten Schritte
strukturiert.
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Bei
der Herstellung der TFT-Matrix muss die Pixelelektrode genau auf
die Datenleitungen (auch als Signalleitungen bezeichnet) ausgerichtet
sein, damit die kapazitive Kopplung zwischen der Pixelelektrode
und der Datenleitung auf beiden Seiten gleich (symmetrisch) ist.
Dadurch kann ein geeignetes Steuerungsinversionsschema wie beispielsweise eine
Punktinversion angewendet werden, damit die Bildqualität nicht
durch „Übersprechen" (d.h. nichtkompensierte
kapazitive Kopplung) zwischen den Datenleitungen und der Pixelelektrode
verschlechtert wird.
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In
der US-Patentschrift A-5 920 082 wird eine mittels eines Selbstausrichtungsverfahrens
gebildete Pixelelektrode beschrieben, bei der die Position der Elektrode
gegenüber
dem Schaltelement bestimmt wird.
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Daher
besteht ein Bedarf an einem Verfahren zur Fertigung einer Anzeigevorrichtung,
welche eine bessere Ausrichtung zwischen den Pixelelektroden und
den Adressleitungen bietet und die Anzahl der zur Fertigung eines
solchen Vorrichtung erforderlichen fotolithografischen Verfahrensschritte
verringert.
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BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung stellt ein Verfahren nach Anspruch 1, eine Pixelzelle
nach Anspruch 6 und eine Flüssigkristallanzeige
nach Anspruch 7 bereit.
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Die
Erfindung verringert die Anzahl kompletter fotolithografischer Schritte
und stellt eine symmetrische Selbstausrichtung einer Pixelelektrode,
auf ein Pixel in einer Dünnschichttransistormatrix
bereit.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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In
der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsarten wird die Erfindung
unter Bezug auf die folgenden Figuren ausführlich beschrieben, wobei:
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1A eine
Draufsicht auf eine Pixelzelle gemäß der vorliegenden Erfindung
ist und ein auf einem Substrat gebildetes Gate-Metall zeigt;
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1B eine
Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie 1B-1B gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
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2A eine
Draufsicht auf die Pixelzelle von 1A ist,
welche ein Gate-Isoliermaterial, eine Halbleiterschicht, eine ohmsche
Kontaktschicht (dotiertes Silicium) und ein Datenleitungsmetall
zeigt, die gemäß der vorliegenden
Erfindung gebildet und strukturiert wurden;
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2B eine
Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie 2B-2B gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
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3A eine
Draufsicht auf die Pixelzelle von 2A ist,
welche eine gemäß der vorliegenden
Erfindung gebildete und strukturierte erste transparente Leiterbahn
zeigt;
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3B eine
Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie 3B-3B gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
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4A eine
Draufsicht auf die Pixelzelle von 3A ist,
welche Isolierschichten zeigt, in denen eine Durchkontaktierung
bis zur ersten transparenten Leiterbahn hinab gebildet ist, die
auf einer isolierenden Gateschicht gemäß der vorliegenden Erfindung gebildet
wurde;
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4B eine
Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie 4B-4B gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
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5A eine
Querschnittsansicht der Pixelzelle von 4A ist,
welche ein in Kontakt mit der ersten transparenten Leiterschicht
befindliches zweites transparentes Leitermaterial und einen Negativ-Fotolack
zeigt, der gemäß der vorliegenden
Erfindung von der Rückseite
und wahlweise auch von der Vorderseite belichtet wird;
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5B eine
Querschnittsansicht der Pixelzelle von 5A ist,
welche die entwickelte Fotolackschicht und die gemäß der vorliegenden
Erfindung geätzte
zweite transparente Leiterbahn zeigt;
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6A eine
Draufsicht auf die Pixelzelle von 5B ist,
welche die entfernte Fotolackschicht und eine zweite transparente
Leiterschicht zeigt, die so strukturiert wurde, dass sie eine selbstausrichtende Pixelelektrode
gemäß der vorliegenden
Erfindung bildet;
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6B eine
Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie 6B-6B gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
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7A eine
Draufsicht auf eine Pixelzelle ist, welche ein gemäß der vorliegenden
Erfindung auf einem Substrat gebildetes Gate-Metall zeigt;
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7B eine
Querschnittsansicht entlang einer Schnittlinie 1B-1B gemäß der vorliegenden
Erfindung ist;
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8A eine
Draufsicht auf die Pixelzelle von 7B ist,
welche eine isolierende Gateschicht, eine Halbleiterschicht, eine
ohmsche Kontaktschicht (dotiertes Silicium) und ein Datenleitungsmetall
zeigt, die gemäß der vorliegenden
Erfindung gebildet und strukturiert wurden;
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8B eine
Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie 8B-8B gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
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9A eine
Draufsicht auf die Pixelzelle von 8B ist,
welche eine gemäß der vorliegenden
Erfindung gebildete und strukturierte erste transparente Leiterschicht
zeigt;
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9B eine
Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie 9B-9B gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
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10A eine Draufsicht auf die Pixelzelle von 9B ist,
welche Isolierschichten zeigt, in denen eine Durchkontaktierung
bis zu der auf dem Substrat gemäß der vorliegenden
Erfindung gebildeten ersten transparenten Leiterschicht gebildet
ist;
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10B eine Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie
10B-10B gemäß der vorliegenden
Erfindung ist;
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11A eine Querschnittsansicht der Pixelzelle von 10A ist, welche ein in Kontakt mit der ersten
transparenten Leiterschicht befindliches zweites transparentes Leitermaterial
und einen Negativ-Fotolack zeigt, der gemäß der vorliegenden Erfindung
von der Rückseite
belichtet wird;
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11B eine Querschnittsansicht der Pixelzelle von 10A ist, welche die entwickelte Fotolackschicht
und eine zweite gemäß der vorliegenden Erfindung
geätzte
transparente Leiterschicht zeigt;
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12A eine Draufsicht auf die Pixelzelle von 11B ist, welche die entfernte Fotolackschicht
und eine zweite transparente Leiterschicht zeigt, die so strukturiert
ist, dass sie eine selbstausgerichtete Pixelelektrode gemäß der vorliegenden Erfindung
bildet;
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12B eine Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie
12B-12B gemäß der vorliegenden
Erfindung ist.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSARTEN
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Die
vorliegende Erfindung strukturiert eine transparente leitende Elektrode
durch Belichten eines Negativ-Fotolacks vorzugsweise von der Rückseite,
wobei der belichtete Fotolack auf einem Matrixbereich zurückbleibt.
Durch Anwendung dieses Rückseitenbelichtungsverfahrens
wird die Anzahl der vollständigen
fotolithografischen Schritte verringert, und durch die Selbstausrichtung
der transparenten Elektrode (Pixelelektrode) auf die Signalleitungen werden
außerdem
die Leistungsparameter verbessert, da die Einkopplung der Datensignale
aus den Datenleitungen in, die Pixelelektrode stärker symmetrisch ist, weil
eine Fehlausrichtung ausgeschlossen ist, die auf einer Seite zu
einer stärkeren
Einkopplung führen
würde als
auf der anderen Seite. Die vorliegende Erfindung wird vorzugsweise
zur Herstellung von Flüssigkristallanzeigen
(LCDs) verwendet, zum Beispiel zur Herstellung von Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigen
(AMLCDs).
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Eine
Rückseitenbelichtung
zur Selbstausrichtung eines transparenten Leitermusters in einem Matrixbereich
einer Anzeigevorrichtung ist bereits von einem der Erfinder beschrieben
worden (Tsujimura et al., Research Disclosure, Bd. 41, Nr. 409, 05/98,
Artikel 40991). Bei diesem Prozess war eine zusätzliche Vorderseitenbelichtung
mit einer Maske im Matrixbereich erforderlich, sodass das transparente
Elektrodenmaterial auf der durch die Durchkontaktierung belichteten
lichtundurchlässigen
Leiterschicht zurückbleiben
würde,
um so die Pixelelektrode mit der TFT-Matrix elektrisch zu verbinden.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Prozessfolge für eine Dünnschichttransistormatrix
(TFT) bereit, bei der zwei transparente Leiterschichten verwendet
werden, sodass die Matrix nur einmal von der Rückseite belichtet werden muss.
Der Vorteil besteht darin, dass keine zusätzliche Belichtung von der
Vorderseite mit einer Maske im Matrixbereich erforderlich ist.
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Die
Verfahren der vorliegenden Erfindung verwenden eine transparente
Elektrode für
die TFT-Flüssigkristall-Anzeigematrix (LCD),
wobei die transparente Elektrode durch Belichten eines auf der Vorderseite
des Substrats gebildeten Negativ-Fotolacks von der Rückseite
des Substrats mit Ultraviolettstrahlung (UV) strukturiert wird.
Zum Abdecken der freien Randfläche
(Flächen
außerhalb
der Pixel-/TFT-Matrix) während
der Belichtung von der Rückseite
wird vorzugsweise eine Fotomaske verwendet. Die Verfahren der vorliegenden
Erfindung gestatten eine sehr genaue Ausrichtung der transparenten
Elektrode auf die Datenleitung und die Gate-Leitung, und man kann für die Pixel
große
Aperturverhältnisse
erzielen. Da der Randbereich wegen der Fotomaske nicht belichtet
wird, werden keine zusätzlichen
Schritte zum Entfernen der zweiten transparenten Leiterschicht von
der Randfläche
benötigt.
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Im
Folgenden wird unter Bezug auf die Figuren, in denen gleiche Bezugsnummern
gleiche oder ähnliche
Elemente bezeichnen, beginnend mit 1A und 1B eine
Prozessfolge einer anschaulichen Ausführungsart der vorliegenden
Erfindung gezeigt. Ein Substrat 10 beinhaltet ein transparentes
Material, zum Beispiel Glas, ein Polymer oder ein anderes geeignetes
Substratmaterial. Auf dem Substrat 10 wird ein Gate-Metall 12 abgeschieden und
strukturiert. Das Gate-Metall kann eine oder mehrere leitende Schichten
beinhalten, zum Beispiel Aluminium, Molybdän, A1(Nd) usw. Das Strukturieren
des Gate-Metalls 12 erfolgt vorzugsweise mittels Fotolithografie
und Ätzprozessen.
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2A und 2B zeigen,
dass eine Gate-Isolierschicht 14, eine amorphe Siliciumschicht 16,
eine (N+)-dotierte Siliciumschicht 18 und ein Datenleitungsmetall 20 abgeschieden
wurden. Die Gate-Isolierschicht 14 enthält vorzugsweise Siliciumdioxid
und/oder Siliciumnitrid. Die Schicht 16 bildet eine aktive
Kanalregion eines Dünnschichttransistors,
während
die Schicht 18 ohmsche Source- und Drain-Kontakte eines
Dünnschichttransistors 13 bildet
(siehe 3B). Das Datenleitungsmetall 20 enthält vorzugsweise
Aluminium, Molybdän
oder andere Materialien, die sich als Adressleitung eignen.
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Mittels
eines zweiten fotolithografischen Prozesses wird eine Ätzmaske
aus Fotolack erzeugt. Das Strukturieren des Schichtenstapels (d.h.
der Schichten 16 und 18 sowie des Datenleitungsmetalls 20)
bis zur Gate-Isolierschicht 14 hinab gemäß 2B erfolgt
durch Nassätzen
und Trockenätzen.
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3A und 3B zeigen,
dass anschlieflend eine erste transparente Leiterschicht 22 aufgebracht
wird. Die Leiterschicht 22 enthält vorzugsweise Indium-Zinn-Oxid
(ITO), obwohl ebenso auch andere transparente Leitermaterialien
verwendet werden können,
zum Beispiel Indium-Zink-Oxid (IZO). Zum gleichzeitigen Ätzen der
leitenden Schicht 22, des Datenleitungsmetalls 20 und
des (N+)-dotierten Siliciums 18 wird mittels Eigenschaft
dritten fotolithografischen Prozesses eine Ätzmaske gebildet. Durch das
Datenleitungsmetall 20 und die Schicht 18 hindurch
wird ein Spalt 21 geätzt,
der bis zur Schicht 16 oder in sie hinein reicht. Dieser
Spalt 21 trennt die Source- und Drainbereiche der Schicht 18 und
bildet zwischen beiden eine Kanalregion 23, welche bei
einer an das Gate-Metall 12 angelegten Spannung einen Strom
leitet. Ein Bereich 24 der transparenten leitenden Schicht 22 reicht über das
Datenleitungsmetall 20 hinaus. Im Folgenden wird beschrieben, dass
der Bereich 24 als Kontaktfläche für ein Pixel dient. Zu beachten
ist, dass sich unterhalb der Kontaktfläche 24 kein Gate-Metall,
kein Datenleitungsmetall oder anderes lichtundurchlässiges Material befindet.
Dann wird ein TFT-Bauelement vom Rückkanal-Ätztyp gebildet.
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4A und 4B zeigen,
dass wahlweise eine Isolierschicht 26, z.B. Siliciumnitrid,
abgeschieden werden kann. Wenn die Schicht 26 vorhanden ist,
dient die anorganische Isolierschicht als Ionensperrschicht. Dann
wird eine transparente Polymerschicht 28 abgeschieden,
zum Beispiel ein handelsübliches
Acrylharz wie PC 403 von JSR, FZT-5100 von Fujifilm Olin
oder die Serie TPAR von Tokyo Oka. Die Isolierschicht 26 kann
zum Beispiel Siliciumnitrid, Siliciumoxid oder andere anorganische
Isolatormaterialien enthalten. Die Isolierschicht 28 kann
zum Beispiel ein Acrylpolymer, Polyamid, ein transparentes Polymer
oder ein farbiges Polymer enthalten. Das transparente Polymer 28 kann
lichtempfindlich sein, sodass man in diesem Fall zum Strukturieren
der Schicht 28 keinen Fotolack benötigt. Die Polymerschicht 28 und
die Schicht 26, falls vorhanden, werden so strukturiert,
dass eine Durchkontaktierung 25 zum Belichten des Teils 24 der
ersten transparenten Leiterschicht 22 entsteht, die als Ätzstopp
dient. Außerdem wird eine zweite Durchkontaktierung 29 gebildet,
um die Pixelelektrode mit einem auf einer Gate-Leitung (Gate-Metall 12)
eines (nicht gezeigten) angrenzenden Pixels gebildeten Speicherkondensator
zu verbinden. Die Durchkontaktierung 29 wird nur dann benötigt, wenn
der Speicherkondensator auf der Gate-Leitung angeordnet ist. Die
Gate-Isolierschicht 14 kann weggeätzt werden, um das Gate-Metall 12 in
Bereichen außerhalb
der TFT-Matrix freizulegen,
wo es erwünscht
sein kann, elektrische Kontakte vom Gate-Metall 12 und
vom Datenleitungsmetall 20 zur zweiten transparenten Leiterschicht 30 zu
bilden.
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5A und 5B zeigen,
dass im Matrixbereich eine zweite transparente Leiterschicht 30 abgeschieden
und strukturiert wird. Zur Bildung einer selbstausrichtenden Pixelelektrode 23 (6A)
wird gemäß 5A und 5B vorzugsweise
ein Negativ-Fotolack 32 und
eine Rückseitenbelichtung
(Belichtungsstrahlung in Richtung des Pfeils „A") verwendet. Der Negativ-Fotolack 32 wird
vorzugsweise mittels einer Zentrifuge (Spincoater) aufgeschleudert.
Wenn außerhalb
der Matrix keine Verbindungen zwischen dem Gate-Metall 12 und
dem Datenleitungsmetall 20 benötigt werden, wird dieser Bereich während der
Rückflächenbelichtung
einfach mit einer Fotomaske oder einer (nicht gezeigten) Blende
abgedeckt. Das Ultraviolettlicht (UV) wird von der Rückseite
eingestrahlt, und der Negativ-Fotolack wird nach Temperaturbehandlung
vernetzt. Nach dem Entwickeln in einem Umlaufentwicklerbad wird
die transparente Leiterschicht 30 geätzt (5B). Dann
wird der Fotolack gemäß 6A und 6B abgelöst. Da die Überlappung
zwischen der aus der Schicht 30 gebildeten Pixelelektrode 33 und
der Datenleitung 20 gleichmäßig und symmetrisch ist, wird
die Bildqualität verbessert,
da das nichtkompensierte Übersprechen verringert
wird. Der Überlappungsgrad
kann durch die Belichtungszeit der Rückseitenbelichtung und den
Kollimationsgrad der verwendeten Lichtquelle gesteuert werden.
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Wenn
außerhalb
des Matrixbereichs Verbindungen zwischen dem Gate- und dem Datenleitungsmetall
benötigt
werden, kann durch eine zusätzliche Maskenbelichtung
mittels einer Fotomaske 45 von der Vorderseite (z.B. Bestrahlung
in Richtung des Pfeils „B" in 5A)
die zweite transparente Leiterschicht 30 außerhalb
des Matrixbereichs strukturiert werden. Alternativ kann eine Kombination
aus Rückseitenbelichtung
und Maskenbelichtung von vorn oder eine Rückseitenbelichtung auf einer
begrenzten Fläche
außerhalb
des Matrixbereichs gewählt
werden (hierdurch können
zum Beispiel die Bond-Kontaktflächen
vermieden werden, die bei ausschließlicher Rückseitenbelichtung durch das
ITO kurzgeschlossen würden).
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7A und 7B zeigen
eine andere Prozessfolge für
eine weitere anschauliche Ausführungsart
der vorliegenden Erfindung. Das Substrat 10 enthält ein transparentes
Material, zum Beispiel Glas, ein Polymer oder ein anderes geeignetes
Substratmaterial. Das Gate-Metall 12 wird auf dem Substrat 10 abgeschieden
und strukturiert. Das Gate-Metall 12 kann eine oder mehrere
Leiterschichten enthalten, zum Beispiel Aluminium, Molybdän, A1(Nd) usw.
Das Strukturieren des Gate-Metalls 12 erfolgt vorzugsweise
durch fotolithografische und Ätzprozesse.
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8A und 8B zeigen
das Abscheiden der Gate-Isolierschicht 14, der amorphen
Siliciumschicht 16, der (N+)-dotierten Siliciumschicht 18 und des
Datenleitungsmetalls 20. Durch Fotolithografie, Nassätzen und
Trockenätzen
wird dieser Schichtstapel bis zum Gate-Metall 12 hinab
strukturiert. Die Verwendung von Prozessen, die eine etwas schräge Seitenwand 11 an
den geätzten
Schichten erzeugen, ist erwünscht,
damit eine ausreichende Stufenüberdeckung
durch eine dünne
transparente Leiterschicht 22 gewährleistet ist (siehe 9B).
Die Gate-Isolierschicht 14 umfasst
vorzugsweise Siliciumdioxid und/oder Siliciumnitrid. Die Schicht 16 bildet
aktive Kanalbereiche der Dünnschichttransistor-Bauelemente,
während
die Schicht 18 ohmsche Source- und Drainkontakte des Dünnschichttransistors 13 bildet
(9B). Das Datenleitungsmetall 20 umfasst vorzugsweise
Aluminium, Molybdän
oder andere als Adressleitung geeignete Materialien.
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9A und 9B zeigen,
dass zuerst eine dünne
transparente Leiterschicht 22 abgeschieden wird, zum Beispiel
durch Sputtern. Die transparente Leiterschicht 22 umfasst
vorzugsweise Indium-Zinn-Oxid (ITO), obwohl ebenso gut auch andere transparente
Leitermaterialien verwendet können, zum
Beispiel Indium-Zink-Oxid (IZO). Ein dritter fotolithografischer
Prozess wird zur Bildung einer Ätzmaske
aus Fotolack durchgeführt,
um die Leiterschicht 22 zusammen mit dem Datenleitungsmetall 20 und
dem (N+)-dotierten Silicium 18 zu ätzen. Durch das Datenleitungsmetall 20 und
die Schicht 18 wird ein Spalt 21 geätzt, der
bis zur oder in die Schicht 16 hinein reicht. Dieser Spalt 21 trennt
den Source- und den Drain-Bereich der Schicht 18 voneinander
und bildet einen Kanalbereich 23 zwischen beiden, der beim
Anlegen einer Spannung an das Gate-Metall 12 einen elektrischen
Strom leitet. Ein Teil 24 der transparenten Leiterschicht 22 reicht über das
Datenleitungsmetall 20 hinaus. Gemäß der folgenden Beschreibung
dient der Teil 24 als Kontaktfläche für ein Pixel. Zu beachten ist,
dass das Gate- und das Datenleitungsmetall (12 bzw. 20)
direkt durch die erste transparente Leiterschicht 22 miteinander
verbunden werden können.
Somit ist ein TFT-Bauelement 13 vom Rückkanal-Ätztyp (BCE) entstanden.
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10A und 10B zeigen,
dass wahlweise eine Isolierschicht 26 abgeschieden werden kann,
z.B. Siliciumnitrid. Die Schicht 26 ist eine anorganische
Isolierschicht und dient, falls vorhanden, als Innensperre. Dann
wird eine transparente Polymerschicht 28 abgeschieden,
zum Beispiel ein handelsübliches
Acrylharz wie PC 403 von JSR, FzT-S5100 von Fujifilm Olin
oder die Serie TPAR von Tokyo Oka. Die Isolierschicht 26 kann
zum Beispiel Siliciumnitrid, Siliciumoxid oder andere anorganische
Isolatormaterialien umfassen. Die Isolierschicht 28 kann
zum Beispiel ein Acrylpolymer, Polyamid, ein transparentes Polymer
oder ein eingefärbtes
Polymer enthalten. Die transparente Polymerschicht 28 kann
lichtempfindlich sein, sodass man in diesem Fall zum Strukturieren
der Schicht 28 keinen Fotolack benötigt. Die Polymerschicht 28 und
die Schicht 26, falls vorhanden, werden so strukturiert,
dass eine Durchkontaktierung 27 zum Belichten des Teils 24 der
ersten transparenten Leiterschicht 22 entsteht, die als Ätzstopp
dient. Außerdem
wird eine zweite Durchkontaktierung 29 gebildet, um die
Pixelelektrode mit einem auf einer Gate-Leitung (Gate-Metall 12) eines (nicht
gezeigten) angrenzenden Pixels gebildeten Speicherkondensator zu
verbinden. Die Durchkontaktierung 29 wird nur dann benötigt, wenn
der Speicherkondensator auf der Gate-Leitung angeordnet ist.
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11A und 11B zeigen,
dass eine zweite transparente Leiterschicht 30 abgeschieden und
mittels eines Negativ-Fotolacks 32 und
durch Rückseitenbelichtung (Belichtungsstrahlung
in Richtung des Pfeils „A") strukturiert wird.
Der Negativ-Fotolack 32 wird vorzugsweise mit einer Zentrifuge (Spincoater)
aufgeschleudert. Das Ultraviolettlicht (UV) wird von der Rückseite
eingestrahlt, und der Negativ-Fotolack
wird nach Temperaturbehandlung vernetzt. Nach dem Entwickeln in
einem Umlaufentwicklerbad wird die Leiterschicht 30 geätzt (5B). Dann
wird der Fotolack gemäß 12A und 12B abgelöst. Da die Überlappung
zwischen der aus der Schicht 30 gebildeten Pixelelektrode 33 und der
Datenleitung 20 gleichmäßig und
symmetrisch ist, wird die Bildqualität verbessert, da das nichtkompensierte Übersprechen
verringert wird. Der Überlappungsgrad
kann durch die Belichtungszeit der Rückseitenbelichtung und den
Kollimationsgrad der verwendeten Lichtquelle gesteuert werden.
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Da
die Verbindungen zwischen dem Gate-Metall 12 und dem Datenleitungsmetall 20 außerhalb
der Matrix durch die erste transparente Leiterschicht 22 gebildet
werden können,
werden die Verbindungsflächen
während
der Rückseitenbelichtung
einfach durch eine Fotomaske oder eine (nicht gezeigte) Blende abgedeckt,
sodass auf diesen Flächen
keine zweite transparente Schicht 30 mehr vorhanden ist.
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Vorzugsweise
verwendet die vorliegende Erfindung Prozesse mit vier vollständigen fotolithografischen
Schritten und einer Rückseitenbelichtung
in einem Matrixbereich, um auf einem Planarisierungspolymer eine
TFT-Matrix mit einer transparenten Pixelelektrode 23 zu
erzeugen. Durch die Prozessschritte können entweder mittels der ersten
transparenten Leiterschicht (z.B. ITO oder andere transparente Leitermaterialien)
oder mittels der zweiten transparenten Leiterschicht (z.B. ITO oder
andere transparente Leitermaterialien) Verbindungen zwischen dem Gate-
und dem Signalleitungsmetall (Datenleitungsmetall) außerhalb
des Matrixbereichs hergestellt werden. Es wurde unter Bezug auf 1 bis 6 anschaulich
beschrieben, dass Verbindungen zwischen dem Gate- und dem Datenleitungsmetall
außerhalb des
Matrixbereichs durch die. zweite transparente Leiterschicht 30 hergestellt
werden. Wenn außerhalb des
Matrixbereichs keine zusätzliche
Maske verwendet wird, nehmen das Gate- und das Datenleitungsmetall
an einer gewünschten
Stelle der zweiten transparenten Leiterschicht 30 die gewünschte Form
an, sodass zum Strukturieren der zweiten transparenten Leiterschicht 30 nur
eine Rückseitenbelichtung
erforderlich ist. Das Datenleitungsmetall 20 und die Transistormaterialien
(Schichten 16 und 18) und das Gate-Metall sind lichtundurchlässig, sodass
diese Strukturen bei der Strukturierung des Fotolacks 32 durch
den Prozess der Rückseitenbelichtung
als Fotomaske dienen können.
Das Datenleitungsmetall 20 wird mit der ersten transparenten
Leiterschicht 22, diese mit der zweiten transparenten Leiterschicht 30 und
diese wiederum mit dem Gate-Metall 12 verbunden. Die Verbindung
zwischen der zweiten transparenten Leiterschicht 30 und
dem Gate-Metall 12 nutzt die Tatsache aus, dass die Rückseitenbelichtung
zu einer leichten Überlappung
der transparenten Leiterschicht 30 über eine Kante des Gate-Metalls 12 führen kann.
Die zweite in 7 bis 12 veranschaulichte
Prozessfolge ermöglicht,
dass das Gate-Metall 12 und
das Datenleitungsmetall 20 direkt mit der ersten transparenten
Leiterschicht 22 verbunden werden können.