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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigen
und insbesondere auf das Transistorsubstrat, bekannt als aktive
Platte, welches bei der Herstellung einer solchen Anzeige verwendet
wird.
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Eine
Flüssigkristallanzeige
weist typischerweise eine aktive Platte und eine passive Platte
auf, zwischen denen Flüssigkristallmaterial
angeordnet ist. Die aktive Platte weist eine Matrix von Transistorschaltelementen
auf, wobei typischerweise jedem Pixel der Anzeige ein Transistor
zugeordnet ist. Jedes Pixel ist ebenfalls einer Pixelelektrode auf
der aktiven Platte zugeordnet, welcher ein Signal zugeführt wird, um
die Helligkeit der einzelnen Pixel zu steuern.
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1 zeigt
eine typische Ansicht der transmissiven Flächen einer AMLCD. Die Grundpixel
sind quadratisch, sind jedoch in drei vertikale Sub-Pixel 10 der
Farben Rot 10a, Grün 10b und
Blau 10c unterteilt. Um die optische Apertur (d.h. die
Fläche, über welche
eine modulierte Lichtleistung vorgesehen wird) zu vergrößern, ist
es erforderlich, die Breite der schwarzen Linien, H und W, zu reduzieren.
Auf Grund des 3:1 Verhältnisses
von Höhe
zu Breite der Sub-Pixel wird durch Verringern der Spaltenbreite
W (zum Beispiel um einen Mikrometer) die optische Apertur um dreimal
eine entsprechende Reduzierung der Zeilenbreite H vergrößert.
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Eine
große
Fläche
der aktiven Platte ist zumindest zum Teil transparent; dieses ist
erforderlich, da die Anzeige typischerweise durch eine Hintergrundbeleuchtung
beleuchtet wird. In erster Linie sind die von den opaken Zeilen-
und Spaltenleitern bedeckten Flächen
die einzigen opaken Teile der Platte. Sollte die Pixelelektrode
die transparente Fläche
nicht bedecken, so ist eine, von der Pixelelektrode nicht modulierte
Fläche
aus Flüssigkristallmaterial vorgesehen,
welche jedoch Licht von der Hintergrundbeleuchtung empfängt. Hierdurch
werden das Kontrastverhältnis
und die Schwärzung
der Anzeige reduziert.
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2 zeigt
eine Anordnung, bei welcher die Pixelelektroden 12 zwischen
den Spaltenleitern 14 vorgesehen sind, so dass ein Zwischenraum 16 zwischen
den Pixeln und Spalten auf der aktiven Platte vorhanden ist, durch
welchen unmoduliertes Licht 18 hindurch gehen kann. Die
Bereiche 20 der LC-Schicht sind durch die Spalten 14 abge schirmt, während die
Bereiche 22 von den Pixelelektroden 12 moduliert
werden. Dieses ist eine sogenannte „Standard"-Anzeige. Bei einer solchen Anzeige
ist typischerweise eine schwarze Maskenschicht vorgesehen, um diese
Flächen
der aktiven Platte abzuschirmen und zudem die Transistoren abzuschirmen,
da deren Betriebscharakteristiken lichtabhängig sind. Üblicherweise ist die schwarze
Maskenschicht auf der passiven Platte der Aktivmatrix-Zelle vorgesehen.
Eine Ausrichtung von Platte zu Platte bei Zellenherstellung ist
weniger genau als eine Ausrichtung von Schicht zu Schicht auf einem
Substrat. Das heißt,
dass die schwarze Maske verhältnismäßig groß sein muss,
um sicherzustellen, dass sie Streulicht am Rand der Pixel abdeckt. 3 zeigt
eine Zelle mit einer schwarzen Maske 24 auf der passiven Platte;
die erforderliche Überlappung
ist durch 26 gekennzeichnet. Die Breite der Spalten der
schwarzen Maskenschicht 24 definiert die Breite W in 1.
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Diese Überlappung
reduziert die Apertur der Anzeigepixel, wodurch die Leistungsfähigkeit
der Anzeige verringert wird. Dieses ist insbesondere bei batteriebetriebenen
Geräten,
wie z.B. portablen Produkten, nicht wünschenswert.
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4 zeigt
die elektrischen Komponenten, welche die in 1 dargestellten
Sub-Pixel bilden. Ein Zeilenleiter 30 ist mit dem Gate
eines TFTs 32 und eine Spaltenelektrode 34 mit
der Source verbunden. Das über
dem Pixel vorgesehene Flüssigkristallmaterial
definiert effektiv eine Flüssigkristallzelle 36, welche
sich zwischen dem Drain des Transistors 32 und einer gemeinsamen
Masseebene 38 erstreckt. Die Masseebene 38 wird
durch die passive Platte und der andere Anschluss der LC-Zelle durch
die Pixelelektroden 12 definiert. Ein Pixelspeicherkondensator 40 ist
zwischen dem Drain des Transistors 32 und dem Zeilenleiter,
welcher einer benachbarten Pixelzeile zugeordnet ist, geschaltet
oder sonst mit einer separaten Leitung 41 verbunden.
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Es
wurde vorgeschlagen, Schichten der aktiven Platte zu verwenden,
um die erforderliche Maskierungsfunktion vorzusehen. Zum Beispiel
ist es ein Vorschlag, die Pixelelektroden
12 so auszubilden, dass
sie die Zeilen- und Spaltenleiter
30,
34 überlappen,
so dass kein Zwischenraum zwischen den Zeilen- und Spaltenleitern
und den Pixelelektroden, welche sonst abgeschirmt werden müssten, besteht. Eine
Anordnung dieser Art ist in
US
6 372 534 BI beschrieben. Dieses resultiert in einem Pixel
mit hoher Apertur und wird als Field Shielded Pixel-(FSP)-Ausführung (Pixel
mit Feldabschirmung) bezeichnet.
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5 zeigt
einen Querschnitt durch den TFT eines FSP-Panels und 6 den
Querschnitt durch eine Spalte.
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Die
Pixelelektrode 50 überdeckt
den Zeilenleiter, wie in 5 dargestellt und überdeckt
den Spaltenleiter 34, wie in 6 dargestellt.
Die Zeilen- und Spaltenleiter blockieren den Durchgang von Licht,
wie in 6 schematisch dargestellt. Die Pixelelektrode
ist über
einer Polymerschicht 54 vorgesehen und kontaktiert den
Drain 52 des TFTs 32 durch eine Durchkontaktierung 56 in
der Polymerschicht 54.
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Die
funktionalen Hauptanforderungen an die Polymerschicht sind, dass
diese durch eine gleichmäßige, hoch
transparente Schicht mit Kontaktlöchern und geringer Kapazität dargestellt
sein sollte. Sie sollte ebenfalls gute Planarisierungseigenschaften
aufweisen, um Stufen über
den Rändern
der Spalte zu entfernen, welche Disklinationslinien in der LC-Zelle
hervorrufen könnten.
Typischerweise wird eine Schicht aus Benzocyclobuten (BCB) mit einer größeren Dicke
als ein Mikrometer auf Grund ihrer hohen Transparenz, geringen Dielektrizitätskonstante
(εR = 2,7) und guten Planarisierungseigenschaften verwendet.
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Die
BCB-Schicht ist in Folge hoher Material- und Verarbeitungskosten
in der Verwendung sehr teuer. Es besteht die Möglichkeit, photodefinierbares BCB
zu kaufen, wobei es jedoch nicht für die Anwendung eingesetzt
werden kann, da es keine hohe, optische Transparenz aufweist. Das
heißt,
es müssen während der
Herstellung Ätzmaskierungsschichten verwendet
werden. Es ist schwierig, eine Ätzschicht aus
Photolack zu verwenden, da alles, was BCB ätzt, auch Photolack ätzt. Dieses
begrenzt die Dicke von BCB auf etwa 1 Mikrometer. Sollte eine Kombination aus
Metall- und Photolackschichten verwendet werden, um das BCB zu strukturieren,
wird diese auf Grund der zusätzlichen
Fertigungseinrichtung und der erforderlichen Verfahrenstechnik sehr
teuer.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer aktiven Platte
für eine Flüssigkristallanzeige
vorgesehen, wonach:
eine im Wesentlichen transparente Leiterschicht
aufgebracht und strukturiert wird, um eine in Zeilen und Spalten
angeordnete Matrix von Pixelelektroden über einem Isoliersubstrat zu
definieren;
Zeilenleiter und mit diesen verbundene Gateleiterteile über verschiedenen
Flächen
des Isoliersubstrats zu den Pixelelektroden hin definiert werden;
Dünnschichttransistorenschichten über den
Gateleiterteilen aufgebracht und strukturiert werden, um Transistorkörper auszubilden,
wobei die Dünnschichttransistorschichten
zumindest einen Gateisolator und eine Halbleiterschicht aufweisen;
eine
Isolationsschicht ausgebildet wird, welche als mehrere Spalten angeordnet
ist, wobei jede Isolationsschichtspalte die Pixelelektroden von
zwei benachbarten Spalten von Pixeln überlappt; und
eine opake
Leiterschicht über
dem Substrat ausgebildet und diese strukturiert wird, um Spaltenleiter
auf der Oberseite der Isolationsschicht sowie Source- und Drainelektroden
für den
Transistor auf der Oberseite der Dünnschichttransistorschichten
zu definieren, von denen eine mit einem Spaltenleiter und die andere
mit einer zugeordneten Pixelelektrode verbunden ist.
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Bei
diesem Verfahren wird eine Isolationsschicht unterhalb der Spaltenleiter
ausgebildet, so dass diese zwischen den sich kreuzenden Zeilen- und
Spaltenleitern liegt. Zudem überdecken
die Spalten der Isolationsschicht benachbarte Pixelelektrodenpaare,
so dass die Spaltenleiter die Pixelelektroden überdecken können, wodurch die Pixelapertur vergrößert wird.
Die transparenten Pixelelektroden stellen jedoch die erste, aufzubringende
Schicht dar. Dieses begünstigt
die Verfahrensvereinfachung und eine entsprechende Kostenreduzierung
bei Herstellung von hochwertigen Aktivmatrix-LCD-(AMLCD)-Anzeigen.
Die vorliegende Erfindung sieht eine effiziente, kostengünstige Möglichkeit
vor, die in 1 dargestellte Breite W zu reduzieren.
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Die
Dünnschichttransistorschichten
jedes Transistorkörpers
können
ebenfalls eine benachbarte Pixelelektrode überdecken. Auf diese Weise
liegt die Transistorschicht unterhalb der Spaltenleiter und sieht
eine zusätzliche
Trennung zwischen den Zeilen- und Spaltenleitern vor. Insbesondere
sieht die Gateisolatorschicht eine zusätzliche, kapazitive Trennung
vor.
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Die
Isolationsschicht weist vorzugsweise ein Polymer, zum Beispiel ein
Photoacrylpolymer, auf und wirkt als Feldabschirmungsschicht.
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Die
Ausbildung der Matrix von Pixelelektroden und der Zeilenleiter kann
unter Anwendung eines ersten Einmaskenprozesses vorgenommen werden. Die
Ausbildung der Transistorkörper
und der Isolationsschicht kann unter Anwendung eines zweiten Einmaskenprozesses
erfolgen. Die Ausbildung der Spaltenleiter sowie der Source- und
Drainelektroden kann unter Anwendung eines dritten Einmaskenprozesses
durchgeführt
werden. Somit kann ein Dreimaskenprozess zur Herstellung der Anzeige
angewandt werden. Bei jedem Einmaskenprozess kann eine Halbtonphotomaske
zum Einsatz kommen.
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Die
vorliegende Erfindung sieht ebenfalls eine Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigeeinrichtung vor,
welche eine aktive Platte und eine passive Platte mit dazwischen
angeordnetem Flüssigkristall
aufweist, wobei die aktive Platte aufweist: ein Isoliersubstrat;
eine
Matrix von Zeilen und Spalten von Pixelelektroden sowie eine Matrix
von Zeilenleitern, welche verschiedene Flächen über dem Substrat einnehmen, wobei
die Pixelelektroden im Wesentlichen transparent sind und die Zeilenleiter
Gateleiterteile aufweisen;
Dünnschichttransistorschichten über den
Gateleiterteilen, um Transistorkörper
zu definieren;
eine Isolationsschicht, welche als mehrere Spalten angeordnet
ist, wobei jede Isolationsschichtspalte die Pixelelektroden von
zwei benachbarten Spalten von Pixeln überlappt;
opake Spaltenleiter,
welche auf der Oberseite der Isolationsschicht vorgesehen sind;
sowie
eine Source- und Drainelektrode für den Transistor auf der Oberseite
der Dünnschichttransistorschichten,
von denen eine mit einem Spaltenleiter und die andere mit einer
zugeordneten Pixelelektrode verbunden ist.
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Diese
Anordnung wird durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung vorgesehen
und weist Isolatorzeilen auf, welche die Spaltenleiter von den Zeilenleitern
trennen und den Zeilenleitern die Möglichkeit geben, benachbarte
Spalten von Pixelelektroden zu überlappen
(und dadurch den Raum dazwischen vollständig zu füllen).
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Auch
hier können
die Dünnschichttransistorschichten
neben den Transistorkörpern
Spalten definieren, welche unterhalb der Isolationsschicht liegen. Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden
näher beschrieben.
Es zeigen:
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1 – eine Draufsicht
einer bekannten Farb-AMLCD;
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2 – einen
Querschnitt durch eine bekannte Standard-AMLCD;
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3 – wie eine
schwarze Maskenschicht verwendet wird, um die Leistung der AMLCD
von 2 zu verbessern;
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4 – die elektrischen
Elemente jedes Pixels;
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5 – eine bekannte
Field-Shielded-Pixel-Ausführung
(Pixel mit Feldabschirmung) im Querschnitt durch den Transistor;
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6 – die bekannte
Field-Shielded-Pixel-Ausführung
(Pixel mit Feldabschirmung) im Querschnitt durch die Spalte;
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7 – die aktive
Platte der Anzeige der vorliegenden Erfindung im Querschnitt durch
den Transistor;
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8 – die aktive
Platte der Anzeige der vorliegenden Erfindung im Querschnitt durch
die Spalte;
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9A bis 9D – die Schritte
zur Herstellung der Pixelelektroden und Zeilenleiter in dem Verfahren
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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10 – eine Draufsicht
der Struktur, welche aus dem Verfahren der 9A bis 9D resultiert;
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11A bis 11D – die Schritte
zur Herstellung der Transistorkörper
und Isolationsschichten in dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung;
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12 – eine Draufsicht
der Form der Transistorschichten und Isolationsschicht, welche in
den Verfahrensschritten von 11A bis 11D aufgebracht werden;
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13 – eine Draufsicht
der Struktur, welche sich aus dem Verfahren der 11A bis 11D ergibt;
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14A bis 14E – die Schritte
zur Herstellung der Spaltenleiter sowie Source- und Drainelektroden
in dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung;
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15 – eine Draufsicht
der Form der Spaltenleiter sowie Source- und Drainelektroden, welche in
den Verfahrensschritten von 14A bis 14D aufgebracht werden; sowie
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16 – die vollständige Struktur
der Anordnung in Draufsicht.
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Die 7 und 8 zeigen
die aktive Platte der Anzeige der vorliegenden Erfindung im Querschnitt
durch den Transistor (7) und im Querschnitt durch
die Spalte (8). Die Positionierungen der
Querschnitte sind aus 16 ersichtlich.
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Die
aktive Platte weist ein Isoliersubstrat 60 auf, über welchem
die Matrix von Pixelelektroden 12 unmittelbar aufgebracht
wird. Die Matrix von Zeilenleitern 30 ist ebenfalls direkt über dem
Substrat vorgesehen und nimmt verschiedene Flächen zu den Pixelelektroden
hin ein. Die Pixelelektroden sind im Wesentlichen transparent, bestehen
vorzugsweise aus ITO, während
die Zeilenleiter die ITO-Schicht 62 der Pixelelektroden
sowie eine zusätzliche
Schicht 64 zur Erhöhung
der Leitfähigkeit
aufweisen, welche die Zeilenleiter opak macht. Die Zeilenleiter 30 weisen,
wie aus 7 ersichtlich, Teile auf welche
die Gateleiter definieren.
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Über dem
Gateleiter sind Dünnschichttransistorschichten 66 vorgesehen,
um Transistorkörper 68 zu
definieren. Diese Schichten weisen einen Siliciumnitrid-Gateisolator 70,
eine Schicht 72 aus amorphem Silicium sowie eine n-leitende
Kontaktschicht 74 aus dotiertem Silicium auf. Diese Schichten 66 definieren
nicht nur den Transistorkörper,
sondern erstrecken sich auch bis zu einer benachbarten Pixelelektrode
(12a in 7). In diesem Beispiel verlaufen die
Transistorschichten, wie aus 8 ersichtlich, ebenfalls
unterhalb der Spalten.
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Es
wird eine Polymer-Isolationsschicht 76 als mehrere Spalten
ausgebildet, wobei, wie in 8 dargestellt,
jede Spalte der Isolationsschicht die Pixelelektroden 12 von
zwei benachbarten Pixelspalten überlappt.
Die opaken Spaltenleiter 34 sind auf der Oberseite der
Polymer-Isolationsschicht 76 vorgesehen, und die Metallschicht,
welche die Spaltenleiter 34 definiert, definiert ebenfalls
die Source- 82 und Drain- 83 Elektrode für den Transistor 68 auf
der Oberseite der Dünnschichttransistorschichten 66. Die
Source- oder Drain-Elektrode 82 ist
mit einem Spaltenleiter 80 und die andere 84 mit
einer zugeordneten Pixelelektrode 12 verbunden.
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Ohne
die Polymer-Feldabschirmungsschicht 76 wird die Kapazität zwischen
dem Pixel und den Spalten 34 zu hoch. Es ist nicht möglich, die
Siliciumnitrid-Gateisolatorschicht
allein zu verwenden, da sie eine Dielektrizitätskonstante von 6,4 aufweist,
und es wäre
eine unrealistisch dicke Schicht erforderlich, um eine genügend geringe
Kapazität
vorzusehen.
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Diese
Ausführung
einer Matrix mit einem hohen Aperturverhältnis bietet mehrere Vorteile.
Der erste Vorteil ist, dass das Polymer nicht transparent sein muss.
Das heißt,
dass Polymere in großem
Umfang, einschließlich
solcher, welche photodefinierbar sind, verwendet werden können. Dieses
kann in niedrigeren Kosten resultieren und den Weg zu kürzeren, einfacheren
Herstellungsverfahren öffnen.
Die Polymerschicht muss ebenfalls keine solch guten Planarisierungseigenschaften
aufweisen, da sie nicht über den
Rand des sichtbaren Pixels hinwegführt. Die Kombination einer
größeren Polymerauswahl
und einfacheren Herstellungsverfahren führt zu wesentlichen Kosteneinsparungen
bei der Herstellung. Es können
verschiedene Polymere, wie z.B. photodefinierbare Polyimid- oder
Acrylschichten, verwendet werden.
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Es
wird nun das Verfahren zur Herstellung der in den 7 und 8 dargestellten
Anordnung mit einer zusätzlichen
Kondensatorelektrode beschrieben. Es kann, wie aus Folgendem ersichtlich, ein
Dreimaskenprozess, vorzugsweise unter Einsatz von Halbtonphotomasken,
angewandt werden. Halbtonmasken können mit Beugungsgittern oder
siliciumreichem Siliciumnitrid als eine Graumaske vorgesehen werden.
Beide Techniken reduzieren Lichtdurchgang, um Bereiche vorzusehen,
in welchen die Beleuchtungsintensität zwischen freien Flächen der Maske
und mit Metall bedeckten Flächen
liegt. Auf diese Weise kann die Halbtonmaske verwendet werden, um
Bereiche zu definieren, bei welchen zwei verschiedene Photopolymerdicken
vorgesehen sind, sowie Bereiche auszubilden, bei welchen das Photopolymer
vollständig
entfernt wird. Durch diesen Einsatz kann die Gesamtanzahl der erforderlichen
Photomasken reduziert werden.
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In
den 9, 11 und 14 stellt die linke Spalte der Querschnitte
die Querschnitte durch den TFT, entsprechend 7, und die
rechte Spalte der Querschnitte die Querschnitte durch die Spalte,
entsprechend 8, dar. Die Dicken und Breiten
von Schichten wurden zum Zwecke einer deutlichen Darstellung in
den Figuren übertrieben
oder andernfalls verzerrt wiedergegeben.
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Jede
der 9, 11 und 14 zeigt einen der Dreimaskenprozesse des
Verfahrens gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Die 9A bis 9D zeigen
die Anfangsstufen der Herstellung der Pixel-elektroden und Zeilenleiter.
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In 9A wird
eine Zerstäubungsbeschichtungstechnik
angewandt, um eine ITO-Schicht 62 und eine Gatemetallschicht 64 aufzubringen.
Es wird eine Halbtonmaske 81 verwendet, um das Metall und ITO
zu ätzen.
Wie dargestellt, ist die Halbtonmaske über dem Teil der Schichten 62, 64 dicker,
um die Zeilenleiter und den Gateleiter auszubilden. In 9B wird
Sauerstoffplasma verwendet, um die dünnen Schichten aus Photolack
wegzuätzen,
wobei Photolack nur in den Bereichen belassen wird, welche ursprünglich einen
dicken Photolack aufwiesen, d.h. in den Gateleiterbereichen 30.
In 9C wird das Gatemetall von den Pixelelektrodenflächen weggeätzt. Nach
Entfernen des Photolacks in 9D verbleiben
die ITO-Pixelelektroden und die Zeilenleiter 30, welche
in Form eines Zweischichten-ITO- und Gatemetall-Stapels vorgesehen
sind.
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10 zeigt
in Draufsicht die aus dem Verfahren der 9A bis 9D resultierende
Struktur. Wie dargestellt, ist eine Matrix von Zeilen und Spalten
von Pixel-elektroden 12 vorgesehen,
wobei eine Matrix von Zeilenleitern 30 Räume zwischen
den Zeilen von Pixelelektroden einnimmt. Die Zeilenleiter 30 weisen
Gateleiterabschnitte 30b sowie Zeilenabschnitte 30a auf.
In diesem Beispiel weist der Zeilenabschnitt 30b einen
breiteren Teil 30c auf, welcher, wie weiter unten ersichtlich,
als Kondensatoranschluss wirkt.
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Die
Querschnittpfeile in 10 zeigen, wo die linken und
rechten Spalten von 9 zu sehen sind.
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Die 11A bis 11D zeigen
die Stufen der Herstellung der Transistorkörper und Isolationsschicht
in dem Verfahren der Erfindung.
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In 11A wird eine Plasmaabscheidung vorgenommen, um
den TFT-Stapel 66 aus
Siliciumnitrid (SiN) 70, amorphem Silicium 72 und
n+-dotiertem, amorphem Silicium 74 zu
definieren.
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In 11B wird ein Photopolymer 80, wie z.B.
Photoacryl, in zwei Ebenen entsprechend der gewünschten Form der SiN-Gateisolatorschicht
und der Feldabschirmungsisolatorform strukturiert. Wie oben erläutert, ist
der Feldabschirmungsisolator als Spalten angeordnet, und somit sind
Spalten mit Bereichen 80a mit größeren Photopolymerdicken vorgesehen.
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In 11C wird der TFT-Stapel plasmageätzt, so
dass die TFT-Schichten 66 Spalten sowie den TFT-Transistorkörper definieren.
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In 11D wird das Photopolymer zum Teil geätzt, um
lediglich dort eine Struktur 76 zu belassen, wo ursprünglich,
d.h. über
den Spalten, eine dicke Polymerschicht vorgesehen war.
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Es
sei erwähnt,
dass die Breite des Photopolymers 76 in der Tat die gleiche
wie in den beiden Querschnitten von 11D ist,
die Figuren jedoch zum Zwecke einer deutlicheren Darstellung verzerrt wiedergegeben
sind. Die Spalten weisen tatsächlich eine
konstante Breite auf.
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12 zeigt
in Draufsicht die Form der in den Verfahrensschritten der 11A bis 11D aufgebrachten
Transistorschichten und Isolationsschicht. In 12 ist
das Photopolymer, welches die Isolationsschicht 76 gebildet
hat, geringfügig
schmaler dargestellt als die TFT-Schichten 66 darunter.
Es ist einfach so, dass beide gesehen werden können, die linke Seite jedoch
tatsächlich
auf die gleiche Struktur geätzt
wurde und sie justiert werden. Bei der TFT-Fläche wurde ebenfalls nur die
linke Spalte dargestellt; Tatsache ist jedoch, dass sich die Pixelstruktur
wiederholt.
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13 zeigt
in Draufsicht die kombinierte Struktur, welche aus den Verfahrensschritten
der 9 und 11 resultiert.
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Die 14A bis 14E zeigen
die Stufen der Herstellung der Spaltenleiter sowie der Source- und
Drainelektroden.
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In 14A wird über
dem Substrat eine obere Metallschicht 90 aufgebracht (aufgesputtert)
und eine Halbtonmaske 92 verwendet, um eine Photolackschicht
mit zwei Dicken auszubilden. Die untere Dicke 92a ist diese
des TFTs, wo ein Teil der n+-Schicht aus amorphem
Silicium in dem Bereich des Gates des TFTs zu entfernen ist, während der
dickere Teil 92b die Spaltenleiter sowie die Source- und
Drainkontakte darstellt.
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In 14B wird die obere Metallschicht 90 geätzt, um
Metallspalten sowie Source- und Drainkontakte (jedoch noch immer
kein Zwischenraum über
dem Gate) zu belassen.
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In 14C wird die Photolackschicht unter Verwendung
eines O2-Plasmas reduziert, bis die Fläche oberhalb
des Gates freigelegt ist.
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In 14D wird die obere Metallschicht lediglich in
dem TFT-Kanalbereich
erneut geätzt.
Sodann wird eine Plasmaätzung
vorgenommen, um ebenfalls die darunter liegende n+-Schicht
aus amorphem Silicium zu entfernen, so dass die n+-Schicht lediglich
Kontaktteile für
die Source und den Drain bildet.
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In 14E wird die obere Photolackschicht 92 entfernt.
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15 zeigt
in Draufsicht die Form der Spaltenleiter sowie der Source- und Drainelektroden,
welche in den Verfahrensschritten der 14A bis 14D vorgesehen wurden. Der freigelegte Transistorkörper 72 aus
amorphem Silicium ist ebenfalls dargestellt. Die obere Metallschicht
wird ebenfalls strukturiert, um einen oberen Kondensatorkontakt 94 auszubilden.
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16 zeigt
die komplette Struktur der Anordnung in Draufsicht. Der TFT kann
entweder durch eine separate Polymer- oder SiN-Schicht passiviert werden,
oder es kann von der LC-Ausrichtungsschicht aus Polyimid Gebrauch
gemacht werden.
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Die
Erfindung kann auf jedes transmissive TN-AMLCD mit hoher, optischer
Apertur angewandt werden.
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In
den dargestellten Beispielen liegt die Polymer-Feldabschirmungsschicht 76 oberhalb
des TFT-Stapels (Siliciumnitridschichten und Schichten aus amorphem
Silicium), wobei jedoch der TFT-Stapel ab unterhalb der Spalten
weggelassen werden könnte;
die Konstruktion funktioniert dann noch immer. Die für den Polymerstapel
erforderlichen, kritischen Merkmale sind, dass er eine genügend geringe
Kapazität
aufweist, um Crosstalk (Übersprechen) auf
ein akzeptables Niveau zu reduzieren.
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Es
ist oben lediglich ein spezifisches Beispiel angeführt worden.
Es sei erwähnt,
dass die zur Ausbildung der verschiedenen Schichten verwendeten Materialien üblich sind.
Die Verarbeitungsbedingungen sowie verschiedene optionale, zusätzliche Schichten
zu den in dem spezifischen Beispiel dargestellten sind für Fachkundige
offensichtlich.