DE102005058680A9 - TFT-Array-Substrat und Herstellungsverfahren - Google Patents
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Abstract
Ein TFT-Array-Substrat und ein Herstellungsverfahren sind bereitgestellt. Das TFT-Array-Substrat weist auf: eine Gate-Elektrode, die mit einer Gateleitung gekoppelt ist; eine Source-Elektrode, die mit einer Datenleitung gekoppelt ist, die die Gateleitung kreuzt und einen Pixelbereich definiert; eine Drain-Elektrode, die der Source-Elektrode gegenüberliegt mit einem Kanal dazwischen; eine Halbleiterschicht, die den Kanal zwischen der Source-Elektrode und der Drain-Elektrode bildet; eine Pixelelektrode in dem Pixelbereich, die die Drain-Elektrode kontaktiert; eine Kanal-Passivierungsschicht, die auf der Halbleiterschicht gebildet ist; einen Gate-Lötpad mit einer unteren Gate-Lötpad-Elektrode, die sich von der Gateleitung erstreckt; und einen Daten-Lötpad mit einer unteren Daten-Lötpad-Elektrode, die von der Datenleitung getrennt ist.
Description
- Stand der Technik
- Die Anmeldung beansprucht den Vorteil der koreanischen Patentanmeldung Nr. 117241/2004, eingereicht am 30. Dezember 2004, die hiermit durch Bezugnahme für alle Zwecke eingeschlossen ist, als wäre sie vollständig hierin erklärt.
- Die Erfindung betrifft ein Dünnschichttransistor (TFT)-Array-Substrat und insbesondere ein TFT-Array-Substrat und ein Herstellungsverfahren dafür, die fähig sind, TFTs ohne eine Passivierungsschicht zu schützen und eine galvanische Korrosion eines Lötpads zu verhindern.
- Eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung (LCD) zeigt ein Bild an, indem die Lichtdurchlässigkeit eines Flüssigkristalls (LC) unter Verwendung eines elektrischen Felds gesteuert wird.
- Die LCD steuert den Flüssigkristall unter Verwendung eines elektrischen Feldes, das zwischen einer Pixelelektrode und einer gemeinsamen Elektrode gebildet ist, die jeweils auf einem oberen Substrat bzw. einem unteren Substrat angeordnet sind und einander gegenüber liegen.
- Die LCD weist ein TFT-Array-Substrat (unteres Array-Substrat) und ein Farbfilter-Array-Substrat (oberes Array-Substrat), die einander gegenüber liegen, einen Abstandshalter, der zwischen den beiden Array-Substraten angeordnet ist, zum Aufrechterhalten einer Zellenlücke und einen Flüssigkristall, der die Zellenlücke füllt, auf.
- Das TFT-Array-Substrat weist Signalleitungen, TFTs und eine darauf aufgetragene Ausrichtungsschicht zum Ausrichten des LC auf.
- Das Farbfilter-Array-Substrat weist einen Farbfilter zum Wiedergeben von Farben, eine Schwarzmatrix (BM) zum Verhindern einer Lichtleckage und eine darauf aufgetragene Ausrichtungsschicht zum Ausrichten des LC auf.
- Aufgabenstellung
- In der LCD ist der Herstellungsprozess derselben kompliziert und folglich steigen die Herstellungskosten, da das TFT-Array-Substrat einen Halbleiterprozess und eine Mehrzahl von Maskenprozessen benötigt.
- Zum Lösen dieses Problems ist es wünschenswert, ein TFT-Array-Substrat zu entwickeln, das die Anzahl von Maskenprozessen reduziert.
- Der Grund dafür ist, dass ein Maskenprozess viele Prozesse wie zum Beispiel einen Dünnschicht-Abscheideprozess, einen Reinigungsprozess, einen Photolithographieprozess, einen Ätzprozess, einen Photoresist-Abziehprozess und einen Prüfprozess aufweisen kann.
- Kürzlich wurde ein 4-Maskenprozess entwickelt, der einen Maskenprozess weniger benötigt als ein Standard-5-Maskenprozess, der für ein TFT-Array-Substrat typisch war.
-
1 ist eine Draufsicht eines TFT-Array-Substrats gemäß dem Stand der Technik unter Verwendung eines 4-Maskenprozesses und2 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie I-I' in1 genommen ist. - Mit Bezugname auf die
1 und2 weist das herkömmliche TFT-Array-Substrat eines Flüssigkristallpaneels ein unteres Substrat1 , eine Gateleitung2 und eine Datenleitung4 , die auf dem unteren Substrat gebildet ist, die einander mit einer Gate-Isolationsschicht12 dazwischen kreuzen, einen TFT30 , der an jeder Kreuzung gebildet ist, eine Pixelelektrode22 , die in einem Pixelbereich gebildet ist, der von den sich kreuzenden Gate- und Datenleitungen definiert ist, eine Speicherkapazität40 , die an einem Überlappungsbereich der Gateleitung2 und einer Speicherelektrode28 gebildet ist, ein Gate-Lötpad50 , das mit der Gateleitung2 gekoppelt ist, und ein Daten-Lötpad60 , das mit der Datenleitung4 gekoppelt ist, auf. - Die Gateleitung
2 , die ein Gatesignal anlegt, und die Datenleitung4 , die ein Datensignal anlegt, sind zum Definieren eines Pixelbereichs5 in einer Kreuzungsstruktur gebildet. - Der TFT
30 erlaubt einem Pixelsignal auf der Datenleitung4 geladen und an der Pixelelektrode22 aufrechterhalten zu werden in Antwort auf das Gatesignal der Gateleitung. Der TFT30 weist eine Gate-Elektrode6 , die mit der Gateleitung2 gekoppelt ist, eine Source-Elektrode8 , die mit der Datenleitung4 gekoppelt ist, und eine Drain-Elektrode10 , die mit der Pixelelektrode22 gekoppelt ist, auf. - Der TFT
30 weist ferner eine aktive Schicht14 , die die Gate-Elektrode6 mit der Gate-Isolationsschicht12 dazwischen überlappt, zum Bilden eines Kanals zwischen der Source-Elektrode8 und der Drain-Elektrode10 auf. - Die aktive Schicht
14 überlappt die Datenleitung4 , eine untere Daten-Lötpad-Elektrode62 und die Speicherelektrode28 . - Eine ohmsche Kontaktschicht ist ferner auf der aktiven Schicht
14 gebildet, die einen ohmschen Kontakt mit der Datenleitung, der Source-Elektrode8 , der Drain-Elektrode10 , der unteren Daten-Lötpad-Elektrode62 und der Speicherelektrode28 schafft. - Die Pixelelektrode
22 ist im Pixelbereich5 gebildet und durch ein erstes Kontaktloch20 , das eine Passivierungsschicht18 durchdringt, mit der Drain-Elektrode10 des TFT30 gekoppelt. - Ein elektrisches Feld ist zwischen der Pixelelektrode
22 , an die ein Pixelsignal durch einen TFT30 angelegt ist, und einer gemeinsamen Elektrode (nicht gezeigt), an die eine Bezugsspannung angelegt ist, gebildet. - Flüssigkristallmoleküle zwischen dem unteren Array-Substrat und einem oberen Array-Substrat werden aufgrund einer dielektrischen Anisotropie durch das elektrische Feld gedreht.
- Die Lichtdurchlässigkeit des Pixelbereichs
5 wird gemäß dem Drehungsgrad der Flüssigkristallmoleküle geändert, so dass eine Grauskala verwirklicht ist. - Die Speicherkapazität
40 weist die Gateleitung2 und eine Speicherelektrode28 , die die Gateleitung2 überlappt, mit der Gate-Isolationsschicht12 , der aktiven Schicht14 und der ohmschen Kontaktschicht16 , die dazwischen angeordnet sind, auf. - Die Speicherelektrode
28 ist durch ein zweites Kontaktloch42 , das in der Passivierungsschicht18 gebildet ist, mit der Pixelelektrode22 gekoppelt. - Die Speicherkapazität
40 erlaubt einem Pixelsignal, mit dem die Pixelelektrode22 geladen ist, stabil aufrechterhalten zu bleiben, bis ein nächstes Pixelsignal geladen ist. - Das Gate-Lötpad
50 ist zum Anlegen eines Gatesignals mit einem Gate-Treiber (nicht gezeigt) an die Gateleitung2 gekoppelt. Das Gate-Lötpad50 weist eine untere Gate-Lötpad-Elektrode52 , die sich von der Gateleitung2 erstreckt, und eine obere Gate-Lötpad-Elektrode54 , die mit der unteren Gate-Lötpad-Elektrode52 durch ein drittes Kontaktloch56 , das die Gate-Isolationsschicht12 und die Passivierungsschicht18 durchdringt, gekoppelt ist, auf. - Das Daten-Lötpad
60 ist zum Anlegen eines Datensignals mit einem Datentreiber (nicht gezeigt) an die Datenleitung4 gekoppelt. Der Daten-Lötpad60 weist eine untere Daten-Lötpad-Elektrode62 , die sich von der Datenleitung4 erstreckt, und eine obere Daten-Lötpad-Elektrode64 , die mit der unteren Daten-Lötpad-Elektrode62 durch ein viertes Kontaktloch66 , das die Passivierungsschicht18 durchdringt, gekoppelt ist, auf. - Ein Verfahren zum Herstellen eines TFT-Array-Substrats eines Flüssigkristallpaneels unter Verwendung eines 4-Maskenprozesses wird mit Bezugnahme auf die
3A bis3D im Detail beschreiben. - Ausführungsbeispiel
- Mit Bezugnahme auf
3A wird eine erste leitfähige Strukturgruppe, die eine Gateleitung2 , eine Gate-Elektrode6 und eine untere Gate-Lötpad-Elektrode52 aufweist, auf einem unteren Substrat1 unter Verwendung eines ersten Maskenprozesses gebildet. - Eine Gate-Metallschicht wird auf dem unteren Substrat
1 unter Verwendung eines Abscheideverfahrens (z.B. eines Sputterverfahrens) gebildet. - Dann wird die Gate-Metallschicht mittels eines Photolithographieprozesses und eines Ätzprozesses, die eine erste Maske verwenden, strukturiert, so dass die erste leitfähige Strukturgruppe, die die Gateleitung
2 , die Gate-Elektrode6 und die untere Gate-Lötpad-Elektrode52 aufweist, gebildet wird. - Mit Bezugnahme auf
3B wird eine Gate-Isolationsschicht12 auf dem unteren Substrat1 aufgetragen, auf dem die Gatestruktur gebildet ist. - Danach werden eine Halbleiterstruktur, die eine aktive Schicht
14 und eine ohmsche Kontaktschicht16 aufweist; und eine zweite leitfähige Strukturgruppe, die eine Datenleitung4 , eine Source-Elektrode8 , eine Drain-Elektrode10 und eine untere Daten-Lötpad-Elektrode62 und eine Speicherelektrode28 aufweist, auf der Gate-Isolationsschicht12 unter Verwendung eines zweiten Maskenprozesses gebildet. - Mit Bezugnahme auf
3C wird eine Passivierungsschicht18 , die erste bis vierte Kontaktlöcher20 ,42 ,56 und66 aufweist, mittels eines zweiten Maskenprozesses auf der Gate-Isolationsschicht12 gebildet, auf der die zweite leitfähige Strukturgruppe gebildet ist. Die Passivierungsschicht18 wird mittels eines Abscheideverfahrens (z.B. einer plasmaunterstützten chemischen Gasphasenabscheidung (PECVD)) auf der gesamten Oberfläche der Gate-Isolationsschicht12 gebildet, auf der die Datenstruktur gebildet ist. - Danach wird die Passivierungsschicht
18 mittels eines Photolithographieprozesses und eines Ätzprozesses, die eine dritte Maske verwenden, strukturiert, so dass die ersten bis vierten Kontaktlöcher20 ,42 ,56 und66 gebildet werden. - Das erste Kontaktloch
20 durchdringt die Passivierungsschicht18 zum Freilegen der Drain-Elektrode10 und das zweite Kontaktloch42 durchdringt die Passivierungsschicht18 zum Freilegen der Speicherelektrode28 . - Das dritte Kontaktloch
56 durchdringt die Passivierungsschicht18 und die Gate-Isolationsschicht12 zum Freilegen der unteren Gate-Lötpad-Elektrode52 und das vierte Kontaktloch66 durchdringt die Passivierungsschicht18 zum Freilegen der unteren Daten-Lötpad-Elektrode62 . - Mit Bezugnahme zu
3D wird eine dritte leitfähige Strukturgruppe, die eine Pixelelektrode22 , eine obere Gate-Lötpad-Elektrode54 und eine obere Daten-Lötpad-Elektrode64 aufweist, unter Verwendung eines vierten Maskenprozesses auf der Passivierungsschicht18 gebildet. - Das herkömmliche TFT-Array-Substrat weist die Passivierungsschicht
18 zum Schützen des TFT30 auf. - Die Passivierungsschicht
18 wird durch Abscheiden eines anorganischen Isolationsmaterials unter Verwendung einer PECVD-Vorrichtung oder Beschichten mit einem organischen Isolationsmaterials unter Verwendung einer Rotationsbeschichtungs (spin coating)-Vorrichtung oder einer Vorrichtung für rotationslose Beschichtung (spinless coating) gebildet. - Da die PECVD-Vorrichtung, die Rotationsbeschichtungsvorrichtung oder die Vorrichtung für rotationslose Beschichtung zum Bilden der Passivierungsschicht
18 , wie oben beschrieben, benötigt werden, steigen die Herstellungskosten. - Auch da die Datenleitung
4 unter Verwendung einer einzelnen Schicht gebildet wird, ist sie häufig offen. In diesem Fall wird ein separater Prozess zum Reparieren der geöffneten Datenleitung4 benötigt. - Auch wenn die Passivierungsschicht
18 aus einem organischen Isolationsmaterial gebildet wird, kann die Pixelelektrode22 aufgrund der relativ dicken Passivierungsschicht18 unterbrochen sein. - Insbesondere ist die Pixelelektrode auf der Seite der Passivierungsschicht
18 unterbrochen, die von dem Kontaktloch20 freigelegt ist, um der Drain-Elektrode10 zu erlauben, die Pixelelektrode22 zu kontaktieren. - Folglich wird ein Punktfehler erzeugt, da ein Pixelsignal nicht durch die Drain-Elektrode
10 an die Pixelelektrode22 angelegt ist. - Auch weist die Speicherkapazität
40 die Gateleitung2 und die Speicherelektrode28 auf, die einander mit der dazwischen liegenden Gate-Isolationsschicht12 , der aktiven Schicht14 und der ohmschen Kontaktschicht16 überlappen. - In diesem Fall ist die Kapazität der Speicherkapazität
40 durch die relativ dicke Gate-Isolationsschicht12 , die die Gateleitung2 von der Speicherelektrode28 , der aktiven Schicht14 und der ohmschen Kontaktschicht16 isoliert, herabgesetzt. - Die Bildqualität-Herabsetzung (z.B. Flecken) resultiert auch aufgrund der relativ kleinen Kapazität der Speicherkapazität
40 . - Da das Daten-Lötpad geöffnet wird, wenn die Passivierungsschicht gebildet wird, kann auch ein Defekt (z.B. galvanische Korrosion eines Daten-Lötpads) während eines folgenden Prozesses erzeugt werden.
- Folglich ist die Erfindung auf ein TFT-Array-Substrat und ein Herstellungsverfahren davon gerichtet, die eines oder eine Mehrzahl von Problemen aufgrund von Beschränkungen und Nachteilen des Standes der Techniken im Wesentlichen überwinden.
- Ein Vorteil der Erfindung ist es, ein TFT-Array-Substrat und ein Herstellungsverfahren dafür bereitzustellen, die fähig sind, TFTs ohne Passivierungsschicht zu schützen und Herstellungskosten zu reduzieren.
- Ein anderer Vorteil der Erfindung ist es, ein TFT-Array-Substrat und ein Herstellungsverfahren dafür bereitzustellen, die fähig sind, galvanische Korrosion aufgrund der Öffnung eines Daten-Lötpads zu verhindern, indem das Daten-Lötpad unter Verwendung einer Springstruktur (jumping structure) aus einer Gate-Metallstruktur und einer Daten-Metallstruktur gebildet wird.
- Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist es, einen TFT bereitzustellen, der eine Schutzstruktur für statische Elektrizität bildet, indem gerade/ungerade Datenleitungen eines TFT-Array-Substrats getrennt werden.
- Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung erklärt und werden teilweise aus der Beschreibung offensichtlich, oder können durch Anwenden der Erfindung erlernt werden. Die Ziele und andere Vorteile der Erfindung werden durch die Struktur, die insbesondere in der geschriebenen Beschreibung und Ansprüchen davon ausgeführt ist, genauso wie in den angefügten Zeichnungen, verwirklicht und erreicht.
- Zum Erreichen dieser Ziele und anderer Vorteile und in Übereinstimmung mit dem Zweck der Er findung, wie er hierin ausgeführt und ausführlich beschrieben ist, ist ein TFT-Array-Substrat bereitgestellt, das aufweist: eine Gate-Elektrode, die mit einer Gateleitung gekoppelt ist; eine Source-Elektrode, die mit einer Datenleitung gekoppelt ist, die die Gateleitung kreuzt und einen Pixelbereich definiert; eine Drain-Elektrode, die der Source-Elektrode gegenüberliegt mit einem Kanal dazwischen; eine Halbleiterschicht, die den Kanal zwischen der Source-Elektrode und der Drain-Elektrode bildet; eine Pixelelektrode in dem Pixelbereich, die die Drain-Elektrode kontaktiert; eine Kanal-Passivierungsschicht, die auf der Halbleiterschicht gebildet ist; einen Gate-Lötpad mit einer unteren Gate-Lötpad-Elektrode, die sich von der Gateleitung erstreckt; und einen Daten-Lötpad mit einer unteren Daten-Lötpad-Elektrode, die von der Datenleitung getrennt ist.
- Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Herstellungsverfahren eines TFT-Array-Substrats vorgesehen, das aufweist: Bilden einer Gate-Elektrode, einer Gateleitung, eines Gate-Lötpads und eines Daten-Lötpads auf einem Substrat; Bilden einer Gate-Isolationsschicht auf der Gate-Elektrode; Bilden einer Datenleitung, die die Gateleitung kreuzt, einer Source-Elektrode und einer Drain-Elektrode, einer Halbleiterschicht, die einen Kanal zwischen der Source-Elektrode und der Drain-Elektrode auf der Gate-Isolationsschicht bildet, und Bilden einer Kanal-Passivierungsschicht auf der Halbleiterschicht, um den Kanal der Halbleiterschicht zu schützen; und Bilden einer Pixelelektrode, die die Drain-Elektrode kontaktiert, und einer Springelektrode, die die Datenleitung mit dem Daten-Lötpad auf der Drain-Elektrode und der Gate-Isolationsschicht verbindet.
- In dem dritten Aspekt der Erfindung ist ein Herstellungsverfahren eines TFT-Array-Substrats vorgesehen, das aufweist: Bilden einer ersten leitfähigen Strukturgruppe, die eine Gateleitung, eine Gate-Elektrode, die mit der Gateleitung gekoppelt ist, eine untere Gate-Lötpad-Elektrode, die sich von der Gateleitung erstreckt, und eine untere Daten-Lötpad-Elektrode auf einem Substrat aufweist; Bilden einer Gate-Isolationsschicht zum Bedecken der ersten leitfähigen Strukturgruppe; Bilden einer zweiten leitfähigen Strukturgruppe, die eine Datenleitung, die die Gateleitung schneidet, eine Source-Elektrode, die von der Datenleitung hervorsteht, eine Drain-Elektrode, die der Source-Elektrode gegenüberliegt, mit einem Kanal dazwischen, und eine Halbleitergruppe, die den Kanal auf der Gate-Isolationsschicht bildet, aufweist und Bilden einer Kanal-Passivierungsschicht auf dem Kanal der Halbleitergruppe; Bilden von Kontaktlöchern, die durch die Gate-Isolationsschicht hindurch gehen, zum Freilegen der unteren Gate-Lötpad-Elektrode und eines Abschnitts der unteren Daten-Lötpad-Elektrode; und Bilden einer dritten leitfähigen Strukturgruppe, die eine Pixelelektrode, die die Drain-Elektrode kontaktiert, eine obere Daten-Lötpad-Elektrode, die mit der unteren Daten-Lötpad-Elektrode durch ein Kontaktloch gekoppelt ist, eine obere Gate-Lötpad-Elektrode, die mit der unteren Gate-Lötpad-Elektrode durch ein Kontaktloch gekoppelt ist, und eine Springelektrode, die die untere Daten-Lötpad-Elektrode mit der Datenleitung durch ein Kontaktloch koppelt, aufweist.
- In dem vierten Aspekt der Erfindung ist ein TFT-Array-Substrat vorgesehen, das aufweist: eine Gate-Elektrode, die mit einer Gateleitung gekoppelt ist; eine Source-Elektrode, die mit einer Datenleitung gekoppelt ist, die die Gateleitung kreuzt und einen Pixelbereich definiert; eine Drain-Elektrode, die der Source-Elektrode gegenüberliegt mit einem Kanal dazwischen; eine Halbleiterschicht, die den Kanal zwischen der Source-Elektrode und der Drain-Elektrode bildet; eine Pixelelektrode, die in dem Pixelbereich angeordnet ist, und die Drain-Elektrode kontaktiert; eine Kanal-Passivierungsschicht, die auf der Halbleiterschicht gebildet ist; ein Gate-Lötpad mit einer unteren Gate-Lötpad-Elektrode, die sich von der Gateleitung erstreckt; und ein Daten-Lötpad mit einer unteren Daten-Lötpad-Elektrode, die von der Datenleitung getrennt ist; geradzahlige und ungeradzahlige Datenleitungen, die ein Signal an den Daten-Lötpad anlegen; und eine Schutzstruktur für statische Elektrizität, die mit einer der geradzahligen und ungeradzahligen Datenleitungen gekoppelt ist, und einen vorgegebenen Abstand aufweist.
- In dem fünften Aspekt der Erfindung ist ein Herstellungsverfahren eines TFT-Array-Substrats vorgesehen, das aufweist: Bilden einer Gate-Elektrode, einer Gateleitung, eines Gate-Lötpads, eines Daten-Lötpads und einer ersten Kurzschlussschiene; Bilden einer Gate-Isolationsschicht auf dem Substrat; Bilden einer Halbleiterschicht und einer Metallschicht auf der Gate-Isolationsschicht; Strukturieren der Halbleiterschicht und der Metallschicht zum Bilden der Gateleitung, einer Datenleitung, eines TFT-Bereichs, des Gate-Lötpads, des Daten-Lötpads und einer zweiten Kurzschlussschiene; Bilden einer Kanal-Passivierungsschicht auf dem Kanal der Halbleitergruppe; Bilden von Kontaktlöchern, die durch die Gate-Isolationsschicht hindurchlaufen zum Freilegen einer unteren Gate-Lötpad-Elektrode und eines Abschnitts einer unteren Daten-Lötpad-Elektrode; und Auftragen einer transparenten leitfähigen Schicht auf das Substrat und Strukturieren derselben zum Bilden einer Source-Elektrode, einer Drain-Elektrode und der Halbleiterschicht, die einen Kanal zwischen der Source-Elektrode und der Drain-Elektrode bildet, einer Pixelelektrode, die die Drain-Elektrode in dem TFT-Bereich kontaktiert, oberer Elektroden des Gate-Lötpads und des Daten-Lötpads, und einer Springelektrode, die die Datenleitung mit dem Daten-Lötpad koppelt.
- Es ist zu verstehen, dass sowohl die vorangegangene allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung der Erfindung beispielhaft und erklärend sind, und beabsichtigen, eine weitere Erklärung der Erfindung, wie beansprucht, zu schaffen.
- Die begleitende Zeichnung, die zum Schaffen eines weiteren Verständnisses der Erfindung enthalten ist und in dieser Anmeldung enthalten ist und einen Teil davon bildet, stellt Ausführungsbeispiele der Erfindung dar und dient zusammen mit der Beschreibung zum Erklären der Prinzipien der Erfindung. In der Zeichnung:
-
1 ist eine Draufsicht eines TFT-Array-Substrats unter Verwendung eines 4-Maskenprozesses gemäß dem Stand der Technik; -
2 ist eine Querschnittsansicht des TFT-Array-Substrats, die entlang der Linie I-I' aus1 genommen ist; -
3A bis3D stellen die Prozesse eines Herstellungsverfahrens eines TFT-Array-Substrats eines Flüssigkristallpaneels gemäß dem Stand der Technik dar; -
4 ist eine Draufsicht eines TFT-Array-Substrats gemäß der Erfindung; -
5 ist eine Querschnittsansicht des TFT-Array-Substrats, die entlang der Linie II-II' aus4 genommen ist; -
6A und6B sind eine Draufsicht und eine Querschnittsansicht, die ein Herstellungsverfahren der ersten leitfähigen Strukturgruppe unter Verwendung des ersten Maskenprozesses auf einem TFT-Array-Substrat gemäß der Erfindung darstellen; -
7A und7B sind eine Draufsicht und eine Querschnittsansicht, die ein Herstellungsverfahren einer Halbleiterstruktur, der zweiten leitfähigen Strukturgruppe und einer Kanal-Passivierungsschicht unter Verwendung des zweiten Maskenprozesses auf einem TFT-Array-Substrat gemäß der Erfindung darstellen; -
8A bis8F sind Ansichten, die Prozesse eines Herstellungsverfahrens der zweiten leitfähigen Strukturgruppe gemäß der Erfindung darstellen; -
9A und9B sind eine Draufsicht und eine Querschnittsansicht, die den dritten Maskenprozess in einem TFT-Array-Substrat gemäß der Erfindung darstellen; -
10A und10B sind eine Draufsicht und eine Querschnittsansicht, die den vierten Maskenprozess in einem TFT-Array-Substrat gemäß der Erfindung darstellen; und -
11 ist eine Draufsicht, die einen teilweisen Abschnitt eines äußeren Lötpads eines TFT-Array-Substrats gemäß der Erfindung darstellt. - Es wird jetzt im Detail auf die bevorzugten Beispiele der Erfindung Bezug genommen, von denen Beispiele in der begleitenden Zeichnung dargestellt sind.
-
4 ist eine Draufsicht eines TFT-Array-Substrats gemäß der Erfindung und5 ist eine Querschnittsansicht des TFT-Array-Substrats, die entlang der Linie II-II' in4 genommen ist. - Mit Bezugnahme zu den
4 und5 weist das TFT-Array-Substrat eine Gate-Isolationsschicht112 auf einem unteren Substrat101 , einen TFT130 , der an jeder Kreuzung gebildet ist, eine Pixelelektrode122 , die in einem Pixelbereich gebildet ist, der durch die Kreuzungsstruktur definiert ist, und eine Kanal-Passivierungsschicht120 zum Schützen des TFT130 auf. - Ebenso weist das TFT-Array-Substrat ferner eine Speicherkapazität
140 auf, die gebildet ist, wo die Gateleitung102 die Pixelelektrode122 überlappt, einen Gate-Lötpad150 , der mit der Gateleitung102 gekoppelt ist, und einen Daten-Lötpad160 , der mit der Datenleitung104 durch die Springstruktur gekoppelt ist, auf. - Die Gateleitung
102 , die ein Gatesignal anlegt, und die Datenleitung104 , die ein Datensignal anlegt, sind an der Kreuzung gebildet, zum Definieren des Pixelbereichs105 . - Der TFT
130 erlaubt es einem Pixelsignal der Datenleitung104 geladen und an der Pixelelektrode122 in Antwort auf ein Gatesignal der Gateleitung102 aufrecht erhalten zu werden. - Zu diesem Zweck weist der TFT
130 eine Gate-Elektrode106 , die mit der Gateleitung102 gekoppelt ist, eine Source-Elektrode108 , die mit der Datenleitung104 gekoppelt ist, und eine Drain-Elektrode110 , die mit der Pixelelektrode122 gekoppelt ist, auf. - Der TFT
130 weist ferner eine aktive Schicht114 , die die Gate-Elektrode106 mit der Gate-Isolationsschicht112 dazwischen überlappt, und einen Kanal zwischen der Source-Elektrode108 und der Drain-Elektrode110 bildet, auf. Die aktive Schicht114 überlappt auch die Datenleitung104 und eine untere Daten-Lötpad-Elektrode162 . - Eine ohmsche Kontaktschicht
116 , die einen ohmschen Kontakt mit der Datenleitung104 , der Source-Elektrode108 , der Drain-Elektrode110 und der unteren Daten-Lötpad-Elektrode162 bereitstellt, ist ferner auf der aktiven Schicht114 gebildet. - Die Kanal-Passivierungsschicht
120 ist aus SiOx oder SiNx auf der aktiven Schicht11 gebildet, die den Kanal zwischen der Source-Elektrode108 und der Drain-Elektrode110 bildet. - Die Kanal-Passivierungsschicht
120 verhindert, dass die aktive Schicht114 , die den Kanal bildet, während des Abziehprozesses beim Entfernen von Photoresiststrukturen, die verwendet werden, wenn die Source-Elektrode108 , die Drain-Elektrode110 und die Pixelelektrode122 gebildet werden, und einem Reinigungsprozesses, der vor und nach all diesen Prozessen durchgeführt wird, beschädigt wird. - Die Pixelelektrode
122 ist mit der Drain-Elektrode110 des TFT130 durch ein Drain-Kontaktloch gekoppelt, das durch eine Passivierungsschicht hindurch läuft, und im Pixelbereich105 gebildet. - Eine transparente leitfähige Struktur
118 ist aus dem gleichem Material gebildet wie die Pixelelektrode122 auf der Source-Elektrode108 , die Drain-Elektrode110 und die Datenleitung104 . - Die transparente leitfähige Struktur
118 bildet eine Springelektrode168 , die die Datenleitung104 mit dem Drain-Lötpad150 in der Springstruktur koppelt. - Die transparente leitfähige Struktur
118 , die auf der Datenleitung104 gebildet ist, dient als Reparaturleitung, die ein Datensignal an die Source-Elektrode108 des TFT130 anlegt, wenn die Datenleitung104 unterbrochen ist. - Die transparente leitfähige Struktur
118 , die auf der Source-Elektrode108 und der Drain-Elektrode110 gebildet ist, verhindert eine Korrosion der Source-Elektrode108 und der Drain-Elektrode118 , die aus einem Metall (z.B. Mo) gebildet sind, das für Korrosion anfällig ist. Die transparente leitfähige Struktur118 weist einen Abstand auf, um einen Kurzschluss mit einer benachbarten transparenten leitfähigen Struktur118 oder einer benachbarten Pixelelektrode122 zu vermeiden. - Die transparente leitfähige Struktur
118 , die auf der Source-Elektrode108 gebildet ist, und die transparente leitfähige Struktur118 , die auf der Drain-Elektrode110 gebildet ist, weisen einen Abstand von ungefähr 4-5 μm auf, und die transparente leitfähige Struktur118 , die auf der Datenleitung104 und der Pixelelektrode122 gebildet ist, weist auch einen Abstand von ungefähr 4-5 μm auf. - Folglich wird ein elektrisches Feld zwischen der Pixelelektrode
122 , an die von dem TFT130 ein Pixelsignal angelegt ist, und einer gemeinsamen Elektrode (nicht gezeigt), an die eine Bezugsspannung angelegt ist, gebildet. - LC-Moleküle zwischen dem unteren Array-Substrat und dem oberen Array-Substrat drehen sich aufgrund der dielektrischen Anisotropie aufgrund des elektrischen Felds.
- Die Lichtdurchlässigkeit des LC wird gemäß dem Drehungsgrad von Flüssigkristallmolekülen geändert, so dass eine Grauskala verwirklicht ist.
- Die Speicherkapazität
140 weist die Gateleitung102 und die Pixelelektrode122 , die die Gateleitung102 mit der Gate-Isolationsschicht112 dazwischen überlappt, auf. - Die Speicherkapazität
140 erlaubt es einem Pixelsignal, mit dem die Pixelelektrode122 geladen ist, stabil aufrechterhalten zu bleiben, bis das nächste Pixelsignal geladen wird. - Der Gate-Lötpad
150 ist zum Anlegen eines Gatesignals an die Gateleitung102 mit einem Gate-Treiber (nicht gezeigt) gekoppelt. Der Gate-Lötpad150 weist eine untere Gate-Lötpad-Elektrode152 , die sich von der Gateleitung102 erstreckt, und eine obere Gate-Lötpad-Elektrode156 , die durch das dritte Kontaktloch154 hindurch mit der unteren Gate-Lötpad-Elektrode152 gekoppelt ist, auf, wobei das dritte Kontaktloch154 durch die Gate-Isolationsschicht112 hindurch läuft. - Der Daten-Lötpad
160 ist zum Anlegen eines Datensignals an die Datenleitung104 auch mit einem Datentreiber (nicht gezeigt) gekoppelt. Der Daten-Lötpad160 weist eine untere Daten-Lötpad-Elektrode162 und eine obere Daten-Lötpad-Elektrode166 , die mit der unteren Daten-Lötpad-Elektrode162 mit der Gate-Isolationsschicht112 dazwischen gekoppelt ist, auf. - Der Daten-Lötpad
160 , der aus der Gatestruktur gebildet ist, ist mit der Datenleitung104 in einer Springstruktur mit der Gate-Isolationsschicht112 dazwischen gebildet. - Die Springstruktur (jumping structure) weist eine untere Daten-Lötpad-Elektrode
162 und eine Springelektrode168 , die eine transparent leitfähige Schicht ist, auf, wobei die Springelektrode168 die untere Daten-Lötpad-Elektrode162 mit der Datenleitung104 koppelt. - Die
6A und6B sind eine Draufsicht und eine Querschnittsansicht, die ein Herstellungsverfahren der ersten leitfähigen Strukturgruppe eines TFT-Array-Substrats gemäß der Erfindung darstellen. - Mit Bezugnahme zu den
6A und6B wird eine Gatestruktur, die die Gateleitung102 , die Gate-Elektrode106 , die untere Gate-Lötpad-Elektrode152 und die untere Daten-Lötpad-Elektrode162 aufweist, unter Verwendung des ersten Maskenprozesses auf dem unteren Substrat101 gebildet. - Zuerst wird eine Gate-Metallschicht auf dem unteren Substrat
101 unter Verwendung eines Abscheideverfahrens, wie zum Beispiel Sputtern, gebildet. - Danach wird die Gate-Metallschicht mittels eines Photolithographieprozesses und eines Ätzprozesses, die die erste Maske verwenden, strukturiert, so dass die Gatestruktur gebildet wird, die die Gateleitung
102 , die Gate-Elektrode106 , die untere Gate-Lötpad-Elektrode152 und die untere Daten-Lötpad-Elektrode162 aufweist. - Hier kann die Gate-Metallschicht aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung (z.B. Al, Al/Nd) gebildet werden.
- Die
7A und7B sind eine Draufsicht und eine Querschnittsansicht, die ein Herstellungsverfahren einer Halbleiterstruktur, der zweiten leitfähigen Strukturgruppe und einer Kanal-Passivierungsschicht eines TFT-Array-Substrats gemäß der Erfindung darstellen. - Mit Bezugnahme zu den
7A und7B wird die Gate-Isolationsschicht112 auf das untere Substrat101 aufgetragen, auf dem die erste leitfähige Strukturgruppe gebildet ist. - Als Nächstes werden die Halbleiterstruktur, die die aktive Schicht
114 und die ohmsche Kontaktschicht116 aufweist, und die zweite leitfähige Strukturgruppe, die die Datenleitung104 , die Source-Elektrode108 und die Drain-Elektrode110 aufweist, unter Verwendung des zweiten Maskenprozesses auf der Gate-Isolationsschicht112 gebildet. Die Kanal-Passivierungsschicht120 wird auch auf der aktiven Schicht114 gebildet, die den Kanal zwischen der Source-Elektrode108 und der Drain-Elektrode110 bildet. - Mit Bezugnahme zu
8A werden unter Verwendung eines Abscheideverfahrens, wie zum Beispiel Sputtern, die erste Halbleiterschicht147 , die zweite Halbleiterschicht149 und die Source/Drain-Metallschicht151 nacheinander auf der Gate-Isolationsschicht112 gebildet. - Die erste Halbleiterschicht
147 kann amorphes Silizium sein, das nicht mit Störstellen dotiert ist, und der zweite Halbleiter149 kann amorphes Silizium sein, der mit N-Typ-Störstellen oder P-Typ-Störstellen dotiert ist. - Die Source/Drain-Elektroden-Metallschicht
151 ist aus einem Metall, wie zum Beispiel Mo oder Cu gebildet. Als Nächstes wird eine Photoresistschicht auf der Source/Drain-Metallschicht151 gebildet und eine zweite Teilbelichtungsmaske170 wird auf dem unteren Substrat101 ausgerichtet, wie in8B dargestellt. - Die zweite Maske
170 weist ein Maskensubstrat173 , das aus einem transparenten Material hergestellt ist, einen Blockierabschnitt174 , der in einem Blockierbereich S2 des Maskensubstrats173 gebildet ist, und einen Brechungsbelichtungsbereich176 (oder transflektiven Bereich), der in einem Teilbelichtungsbereich S3 des Maskensubstrats173 gebildet ist, auf. - Ein Bereich, wo das Maskensubstrat
173 belichtet wird, wird ein Belichtungsbereich S1. - Die Photoresistschicht, die die zweite Maske
170 verwendet, wird belichtet und dann entwickelt, so dass eine Photoresiststruktur178 mit dem Blockierbereich S2 und einem Schrittunterschied in dem Teilbelichtungsbereich S3, die jeweils dem Blockierabschnitt174 bzw. dem Brechungsbelichtungsabschnitt176 der zweiten Maske170 entsprechen, gebildet werden. - Das heißt, die Photoresiststruktur
178 , wo der Teilbelichtungsbereich S3 gebildet wird, weist die zweite Höhe h2 auf, die niedriger ist als die erste Höhe h1 der Photoresiststruktur178 , die in dem Blockierbereich S2 gebildet wird. - Die Source/Drain-Metallschicht
151 wird durch einen Nassätzprozess strukturiert, der die Photoresiststruktur178 als Maske verwendet, so dass die zweite leitfähige Strukturgruppe gebildet wird, die die Datenleitung104 , die Source-Elektrode108 , die mit der Datenleitung104 gekoppelt ist, und die Drain-Elektrode110 aufweist, wie in8C dargestellt ist. - Die erste Halbleiterschicht und die zweite Halbleiterschicht werden durch einen Trockenätzprozess strukturiert, der die Photoresiststruktur
178 als Maske verwendet, so dass die ohmsche Kontaktschicht116 und die aktive Schicht114 mit der zweiten leitfähigen Strukturgruppe, wie in8D dargestellt, gebildet werden. - Nachfolgend wird die Photoresiststruktur mit der zweiten Höhe h2 in dem Teilbelichtungsbereich S3 mittels eines Veraschungsprozesses entfernt, der O2-Plasma verwendet, und die Photoresiststruktur
178 mit der ersten Höhe h2 in dem Blockierbereich S3 wird in ihrer Höhe verkleinert. - Der Brechungsbelichtungsbereich S3, d.h. die Source/Drain-Metallschicht und die ohmsche Kontaktschicht
116 , die in einem Kanalabschnitt des TFT gebildet sind, wird mittels eines Ätzprozesses, der die Photoresiststruktur178 verwendet, entfernt. Folglich wird die aktive Schicht114 des Kanalabschnitts freigelegt, so dass die Source-Elektrode108 von der Drain-Elektrode110 getrennt wird. - Mit Bezugnahme zu
8E wird die Oberfläche der freigelegten aktiven Schicht114 des Kanalabschnitts unter Verwendung der Photoresiststruktur178 als Maske einem Ox-Plasma (z.B. O2) oder einem Nx-Plasma (z.B. N2) ausgesetzt. - Ox oder Nx im Ionenzustand reagieren mit Silizium, das in der aktiven Schicht
114 vorhanden ist, so dass eine Kanal-Passivierungsschicht120 , die SiO2 oder SiNx aufweist, auf der aktiven Schicht114 des Kanalabschnitts gebildet wird. - Die Kanal-Passivierungsschicht
120 verhindert, dass die aktive Schicht114 des Kanalabschnitts durch eine Abziehlösung und eine Reinigungslösung, die jeweils während eines Abziehprozesses bzw. eines Reinigungsprozesses verwendet werden, die nachfolgende Prozesse sind, beschädigt wird. - Mit Bezugnahme zu
8F wird die Photoresiststruktur178 , die auf der zweiten leitfähigen Strukturgruppe bleibt, durch einen Abziehprozess entfernt. - Die Datenleitung
104 kann in der Nähe der unteren Daten-Lötpad-Elektrode162 gebildet werden oder die untere Daten-Lötpad-Elektrode162 überlappen, um mit dem Daten-Lötpad160 in einer Springstruktur (jumping structure) zu koppeln. - Mit Bezugnahme auf die
9A und9B werden das Kontaktloch154 , das die untere Gate-Lötpad-Elektrode152 freilegt, die mit der Gate-Isolationsschicht112 bedeckt ist, das Kontaktloch172 zum Freilegen der unteren Daten-Lötpad-Elektrode162 und das Kontaktloch171 zum Freilegen der unteren Datenelektrode162 , um die untere Daten-Lötpad-Elektrode162 mit der Datenleitung104 in der Sprungstruktur zu koppeln, unter Verwendung des dritten Maskenprozess gebildet. - Die Gate-Isolationsschicht
112 , die zum Bedecken der unteren Gate-Lötpad-Elektrode152 gebildet ist, wird durch einen Photolithographieprozess und einen Ätzprozess strukturiert, die die dritte Maske verwenden, so dass das Kontaktloch154 , das die untere Gate-Lötpad-Elektrode152 freilegt, gebildet wird. - Die Datenleitung
104 ist mit dem Daten-Lötpad160 einschließlich der Gatestruktur in einer Sprungstruktur gekoppelt. Zu diesem Zweck wird das Kontaktloch171 , das die untere Daten-Lötpad-Elektrode162 freilegt, gebildet. - Da die untere Daten-Lötpad-Elektrode
162 die Gatestruktur aufweist, wird das Kontaktloch172 , das das teilweise Ende der unteren Daten-Lötpad-Elektrode162 freilegt, zum Öffnen des Daten-Lötpads gebildet. - Mit Bezugnahme auf die
10A und10B wird die dritte leitfähige Strukturgruppe, die die Pixelelektrode122 , die transparente leitfähige Struktur118 , die obere Gate-Lötpad-Elektrode156 , die obere Daten-Lötpad-Elektrode166 und die Springelektrode168 aufweist, unter Verwendung des vierten Maskenprozess auf dem unteren Substrat101 gebildet, in welchem das Kontaktloch154 gebildet ist. - Im Detail wird die transparente leitfähige Schicht unter Verwendung eines Abscheideverfahrens (z.B. eines Sputterverfahrens) auf das Substrat
101 aufgetragen, in welchem das Kontaktloch154 gebildet ist. - Die transparente leitfähige Schicht ist aus Indium-Zinnoxid (ITO), Zinnoxid (TO), Indium-Zinn-Zinkoxid (ITZO) oder Indium-Zinkoxid (IZO) gebildet.
- Nachfolgend wird die transparente leitfähige Schicht unter Verwendung eines Photolithographieprozesses und eines Ätzprozesses strukturiert, so dass die dritte leitfähige Strukturgruppe, die die Pixelelektrode
122 , die transparente leitfähige Struktur118 , die obere Gate-Lötpad-Elektrode156 , die obere Daten-Lötpad-Elektrode166 und die Springelektrode aufweist, gebildet wird. - Die Pixelelektrode
122 ist direkt mit der Drain-Elektrode110 gekoppelt. - Die transparente leitfähige Struktur
118 ist auf der Datenleitung104 , der Source-Elektrode108 und der Drain-Elektrode110 gebildet, um direkt mit ihnen gekoppelt zu sein. Die obere Gate-Lötpad-Elektrode156 ist durch das Kontaktloch154 elektrisch mit der unteren Gate-Lötpad-Elektrode152 gekoppelt. Die obere Daten-Lötpad-Elektrode166 ist durch das Kontaktloch172 elektrisch mit der unteren Daten-Lötpad-Elektrode162 gekoppelt. - Auch in der Sprungstruktur, die die Datenleitung
104 mit dem Daten-Lötpad160 koppelt, ist die Springelektrode168 , die direkt mit der Datenleitung104 gekoppelt ist, elektrisch durch das Kontaktloch171 mit der unteren Daten-Lötpad-Elektrode162 gekoppelt. - Wie oben beschrieben, weist der Daten-Lötpad
160 die untere Daten-Lötpad-Elektrode162 , die die Gatestruktur aufweist, und die obere Daten-Lötpad-Elektrode166 , die die transparente leitfähige Schicht aufweist, auf, und die untere Daten-Lötpad-Elektrode162 erstreckt sich zu der Seite der Datenleitung104 hin und ist dazu in der Sprungstruktur gekoppelt. - Die Sprungstruktur ist eine Struktur, in der die Datenleitung
104 mittels der Springelektrode168 mit der unteren Daten-Lötpad-Elektrode162 gekoppelt ist. Die Springelektrode168 ist durch das Kontaktloch171 hindurch, das in der unteren. Daten-Lötpad-Elektrode162 gebildet ist, gekoppelt, und kann mit der transparenten leitfähigen Struktur gekoppelt sein, die auf der Datenleitung104 gebildet ist. - Das TFT-Array-Substrat ist an dem Farbfilter-Array-Substrat angebracht, das dem TFT-Array-Substrat gegenüberliegt, und ein Flüssigkristall ist dazwischen angeordnet, um ein Flüssigkristallpaneel zu bilden.
- Das Farbfilter-Array-Substrat weist Farbfilter, die in den Flüssigkristallzellen gebildet sind, eine Schwarzmatrix zum Trennen der Farbfilter und Reflektieren externen Lichts, und eine gemeinsame Elektrode, die eine gemeinsame Bezugsspannung an Flüssigkristallzellen anlegt, auf.
- Insbesondere durchläuft das TFT-Array-Substrat einen Signal-Prüfungsprozess zum Detektieren von Zeilenfehlern, wie zum Beispiel einen Kurzschluss oder eine durchtrennte Signalleitung, oder einen Defekt des TFT nach dem Herstellungsprozess.
- Für den Signal-Prüfungsprozess werden ungeradzahlige Kurzschlussschienen und geradzahlige Kurzschlussschienen, die jeweils mit den ungeradzahligen Leitungen und den geradzahligen Leitungen der Gateleitungen und der Datenleitungen gekoppelt sind, auf dem TFT-Array-Substrat gebildet.
- Insbesondere detektiert eine Datenleitungsprüfung einen Leitungsdefekt unter Verwendung der ungeradzahligen Daten-Kurzschlussschienen, die mit den ungeradzahligen Datenleitungen gekoppelt sind, und den geradzahligen Daten-Kurzschlussschienen, die mit den geradzahligen Datenleitungen gekoppelt sind.
-
11 ist eine Draufsicht, die einen Abschnitt eines äußeren Lötpads eines TFT-Array-Substrats gemäß der Erfindung darstellt. - Mit Bezugnahme zu
11 weist das TFT-Array-Substrat einen Transistor, der an jeder Kreuzung einer Gateleitung102 und einer Datenleitung104 gebildet ist, und die Pixelelektrode122 , die mit dem TFT130 gekoppelt ist, auf. Die Datenleitung104 bildet den Daten-Lötpad160 mittels einer Datenverbindung am Rand des Substrats. - Der Daten-Lötpad
160 ist durch geradzahlige/ungeradzahlige Datenleitungen109a /109b gekoppelt und mit den Kurzschlussschienen196 und197 gekoppelt. - Der Daten-Lötpad
160 und die geradzahligen/ungeradzahligen Datenleitungen109a /109b , die mit der Datenleitung104 durch eine Sprungstruktur gekoppelt sind, sind aus einem Gatemetall gebildet, und die geradzahligen Datenleitungen109a sind durch ein Kontaktloch173 mit einer Daten-Metallstruktur151 gekoppelt und mit der geradzahligen Daten-Kurzschlussschiene197 gekoppelt. - Die ungeradzahligen Datenleitungen
109b sind mit der ungeradzahligen Daten-Kurzschlussschiene196 gekoppelt, die aus einem Gatemetall gebildet ist. - Zum Vermeiden statischer Elektrizität, weist eine Entladevorrichtung der geradzahligen Datenleitungen
109a eine H-förmige Masseleitung181 auf, die einen Schnittabschnitt A aufweist. - Der Schnittabschnitt A ist einige μm groß, um es statischer Elektrizität zu erlauben, durch die Masseleitung
181 entladen zu werden, wenn statische Elektrizität erzeugt wird. - Die Masseleitung
181 ist mit der ungeradzahligen Daten-Kurzschlussschiene196 gekoppelt. - Folglich bilden die geradzahligen/ungeradzahligen Datenleitungen
109a und109b durch die Masseleitung181 ein Äquipotenzial zum Vermeiden statischer Elektrizität. - Danach werden die geradzahligen/ungeradzahligen Daten-Kurzschlussschienen
196 und197 abgeschnitten und entfernt, wenn ein Flüssigkristallpaneel gebildet wird. - Da das TFT-Array-Substrat und das Herstellungsverfahren dafür gemäß der Erfindung keine separate Ausrüstung zum Bilden der Passivierungsschicht benötigen, können die Herstellungskosten reduziert werden und das Öffnen der Pixelelektrode in dem Stufenabschnitt des Kontaktlochs, das die Drain-Elektrode freilegt, kann vermieden werden.
- Das TFT-Array-Substrat und das Herstellungsverfahren dafür können auch ohne einen Repa raturprozess ein Pixelsignal an jeden TFT unter Verwendung der transparenten leitfähigen Struktur anlegen, wenn ein Unterbrechungs-Fehler der Datenleitung vorhanden ist, und können Korrosion der Datenleitung, der Source-Elektrode und der Drain-Elektrode verhindern.
- In dem TFT-Array-Substrat und dem Herstellungsverfahren dafür kann der Abstand zwischen zwei Leitern, die die Speicherkapazität bilden, ebenfalls klein sein, so dass der Kapazitätswert der Kapazität steigt und eine Bildqualität-Störung (z.B. ein Fleck) verbessert werden kann.
- Das TFT-Array-Substrat und das Herstellungsverfahren davon können eine galvanische Korrosion des Daten-Lötpads verhindern.
- Das TFT-Array-Substrat und das Herstellungsverfahren dafür bilden auch eine Schutzstruktur für statische Elektrizität, indem die geradzahlige Datenleitung und die ungeradzahlige Datenleitung getrennt werden, so dass die Anzahl von Prozessen reduziert werden kann.
Claims (32)
- TFT-Array-Substrat, das aufweist: eine Gate-Elektrode, die mit einer Gateleitung gekoppelt ist; eine Source-Elektrode, die mit einer Datenleitung gekoppelt ist, die die Gateleitung kreuzt und einen Pixelbereich definiert; eine Drain-Elektrode, die der Source-Elektrode gegenüberliegt mit einem Kanal dazwischen; eine Halbleiterschicht, die den Kanal zwischen der Source-Elektrode und der Drain-Elektrode bildet; eine Pixelelektrode in dem Pixelbereich, die die Drain-Elektrode kontaktiert; eine Kanal-Passivierungsschicht, die auf der Halbleiterschicht gebildet ist; einen Gate-Lötpad mit einer unteren Gate-Lötpad-Elektrode, die sich von der Gateleitung erstreckt; und einen Daten-Lötpad mit einer unteren Daten-Lötpad-Elektrode, die von der Datenleitung getrennt ist.
- TFT-Array-Substrat gemäß Anspruch 1, wobei die Kanal-Passivierungsschicht aus SiNx oder SiOx gebildet ist.
- TFT-Array-Substrat gemäß Anspruch 1, wobei die Halbleiterschicht aufweist: eine aktive Schicht, die den Kanal zwischen der Source-Elektrode und der Drain-Elektrode bildet; und eine ohmsche Kontaktschicht zwischen den Source/Drain-Elektroden und der aktiven Schicht.
- TFT-Array-Substrat gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend eine transparente leitfähige Struktur, die aus den gleichen Material gebildet ist wie die Pixelelektrode auf der Datenleitung und mit der Source-Elektrode und der Drain-Elektrode gebildet ist.
- TFT-Array-Substrat gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend eine Speicherkapazität mit der Pixelelektrode, die die Gateleitung mit einer Gate-Isolationsschicht dazwischen überlappt.
- TFT-Array-Substrat gemäß Anspruch 1, wobei der Gate-Lötpad aufweist: eine untere Gate-Lötpad-Elektrode, die mit der gateleitung gekoppelt ist; ein Kontaktloch, das durch eine Gate-Isolationsschicht hindurchläuft zum Freilegen der unteren Gate-Lötpad-Elektrode; und eine obere Gate-Lötpad-Elektrode, die durch das Kontaktloch hindurch mit der unteren Gate-Lötpad-Elektrode gekoppelt ist.
- TFT-Array-Substrat gemäß Anspruch 1, wobei der Daten-Lötpad mit der Datenleitung und der unteren Datenelektrode durch eine Springelektrode aus einem transparenten Material gekoppelt ist.
- TFT-Array-Substrat gemäß Anspruch 1, wobei der Daten-Lötpad aufweist: eine untere Daten-Lötpad-Elektrode, die aus einem Gatematerial gebildet ist; und eine obere Daten-Lötpad-Elektrode, die durch ein Kontaktloch hindurch mit der unteren Daten-Lötpad-Elektrode mit der Gate-Isolationsschicht dazwischen gekoppelt ist.
- Herstellungsverfahren eines TFT-Array-Substrats, das aufweist: Bilden einer Gate-Elektrode, einer Gateleitung, eines Gate-Lötpads und eines Daten-Lötpads auf einem Substrat; Bilden einer Gate-Isolationsschicht auf der Gate-Elektrode; Bilden einer Datenleitung, die die Gateleitung kreuzt, einer Source-Elektrode und einer Drain-Elektrode, einer Halbleiterschicht, die einen Kanal zwischen der Source-Elektrode und der Drain-Elektrode auf der Gate-Isolationsschicht bildet, und Bilden einer Kanal-Passivierungsschicht auf der Halbleiterschicht, um den Kanal der Halbleiterschicht zu schützen; und Bilden einer Pixelelektrode, die die Drain-Elektrode kontaktiert, und einer Springelektrode, die die Datenleitung mit dem Daten-Lötpad verbindet, auf der Drain-Elektrode und der Gate-Isolationsschicht.
- Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei das Bilden der Datenleitung, die die Gateleitung kreuzt, der Source-Elektrode und der Drain-Elektrode, der Halbleiterschicht, die den Kanal zwischen der Source-Elektrode und der Drain-Elektrode bildet auf der Gate-Isolationsschicht und das Bilden der Kanal-Passivierungsschicht auf der Halbleiterschicht zum Schützen des Kanals der Halbleiterschicht aufweist: sequenzielles Bilden einer ersten Halbleiterschicht, einer zweiten Halbleiterschicht und einer Daten-Metallschicht auf der Gate-Isolationsschicht; Bilden einer Stufen-Photoresiststruktur auf der Daten-Metallschicht unter Verwendung einer Teilbelichtungsmaske; Strukturieren der ersten Halbleiterschicht und der zweiten Halbleiterschicht und der Daten-Metallschicht unter Verwendung der Photoresiststruktur zum Bilden einer aktiven Schicht, einer ohmschen Kontaktschicht, der Datenleitung, der Source-Elektrode und der Drain-Elektrode; Veraschen der Photoresiststruktur; Strukturieren der Metallschicht und der ohmschen Kontaktschicht, die dem Kanal entsprechen unter Verwendung der veraschten Photoresiststruktur zum Freilegen der aktiven Schicht, die den Kanal bildet; Aussetzen der freigelegten Oberfläche der aktiven Schicht an Plasma unter Verwendung der veraschten Photoresiststruktur als Maske zum Bilden der Kanal-Passivierungsschicht auf der freigelegten aktiven Schicht; und Entfernen der veraschten Photoresiststruktur.
- Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei das Bilden der Kanal-Passivierungsschicht Bilden der Kanal-Passivierungsschicht auf der aktiven Schicht aufweist, indem Silizium in der aktiven Schicht erlaubt wird, mit Ox-Plasma oder Nx-Plasma zu reagieren.
- Verfahren gemäß Anspruch 9, ferner aufweisend: Bilden einer transparenten leitfähigen Struktur unter Verwendung des gleichen Materials wie die Pixelelektrode auf der Datenleitung, die mit der Source-Elektrode gekoppelt ist und mit der Source-Elektrode und der Drain-Elektrode.
- Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei das Bilden der transparenten leitfähigen Struktur aufweist: Abscheiden einer transparenten leitfähigen Schicht auf der gesamten Oberfläche des Substrats mit der Source-Elektrode, der Drain-Elektrode, der Halbleiterschicht und der Kanal-Passivierungsschicht, die darauf gebildet sind; und Bilden einer Photoresiststruktur auf der transparenten leitfähigen Schicht.
- Verfahren gemäß Anspruch 13, ferner aufweisend, nach dem Bilden der Photoresiststruktur: Veraschen der Photoresiststruktur; und Ätzen der transparenten leitfähigen Schicht unter Verwendung der veraschten Photoresiststruktur.
- Verfahren gemäß Anspruch 9, ferner aufweisend: Bilden einer Speicherkapazität, die die Gateleitung aufweist, die mit der Gate-Elektrode und der Pixelelektrode gekoppelt ist, die die Gateleitung mit der Gate-Isolationsschicht dazwischen überlappt.
- Verfahren gemäß Anspruch 9, ferner aufweisend: Bilden einer unteren Gate-Lötpad-Elektrode, die sich von der Gateleitung erstreckt, die mit der Gate-Elektrode gekoppelt ist; Bilden eines Kontaktlochs, das durch die Gate-Isolationsschicht hindurchgeht zum Freilegen der unteren Gate-Lötpad-Elektrode; und Bilden einer oberen Gate-Lötpad-Elektrode, die durch das Kontaktloch hindurch mit der unteren Gate-Lötpad-Elektrode gekoppelt ist.
- Verfahren gemäß Anspruch 9, ferner aufweisend: Bilden einer unteren Daten-Lötpad-Elektrode, die mit der Datenleitung gekoppelt ist, die mit der Source-Elektrode durch die Springelektrode auf der Halbleiterschicht gekoppelt ist; und Bilden einer oberen Daten-Lötpad-Elektrode, die durch ein Kontaktloch mit der unteren Daten-Lötpad-Elektrode gekoppelt ist, mit der Gate-Isolationsschicht dazwischen.
- Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei die Springelektrode aus einer transparenten leitfähigen Struktur hergestellt wird.
- Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei der Daten-Lötpad und die Datenleitung aus unterschiedlichen Materialien gebildet werden.
- Herstellungsverfahren eines TFT-Array-Substrats, das aufweist: Bilden einer ersten leitfähigen Strukturgruppe, die eine Gateleitung, eine Gate-Elektrode, die mit der Gateleitung gekoppelt ist, eine untere Gate-Lötpad-Elektrode, die sich von der Gateleitung erstreckt, und eine untere Daten-Lötpad-Elektrode auf einem Substrat aufweist; Bilden einer Gate-Isolationsschicht zum Bedecken der ersten leitfähigen Strukturgruppe; Bilden einer zweiten leitfähigen Strukturgruppe, die eine Datenleitung, die die Gateleitung schneidet, eine Source-Elektrode, die von der Datenleitung hervorsteht, eine Drain-Elektrode, die der Source-Elektrode gegenüberliegt mit einem Kanal dazwischen, und eine Halbleitergruppe, die den Kanal auf der Gate-Isolationsschicht bildet, aufweist, und eine Kanal-Passivierungsschicht auf dem Kanal der Halbleitergruppe bildet; Bilden von Kontaktlöchern, die durch die Gate-Isolationsschicht hindurch gehen, zum Freilegen der unteren Gate-Lötpad-Elektrode und eines Abschnitts der unteren Daten-Lötpad-Elektrode; und Bilden einer dritten leitfähigen Strukturgruppe, die eine Pixelelektrode, die die Drain-Elektrode kontaktiert, eine obere Daten-Lötpad-Elektrode, die durch ein Kontaktloch hindurch mit der unteren Daten-Lötpad-Elektrode gekoppelt ist, eine obere Gate-Lötpad-Elektrode, die durch ein Kontaktloch hindurch mit der unteren Gate-Lötpad-Elektrode gekoppelt ist, und eine Springelektrode, die die untere Daten-Lötpad-Elektrode durch ein Kontaktloch hindurch mit der Datenleitung koppelt, aufweist.
- Verfahren gemäß Anspruch 20, wobei das Bilden der Kanal-Passivierungsschicht ein Bilden der Kanal-Passivierungsschicht auf der aktiven Schicht aufweist, indem Silizium in der aktiven Schicht, das den Kanal bildet, erlaubt wird, mit Ox-Plasma oder Nx-Plasma zu reagieren.
- Verfahren gemäß Anspruch 20, ferner aufweisend: Bilden einer transparenten leitfähigen Struktur unter Verwendung des gleichen Materials wie das der Pixelelektrode auf der Datenleitung, der Source-Elektrode und der Drain-Elektrode.
- Verfahren gemäß Anspruch 20, ferner aufweisend: Bilden einer Leitungsschutzstruktur für statische Elektrizität, die mit der Datenleitung gekoppelt ist und einen vorgegebenen Abstand aufweist, wenn die erste leitfähige Struktur gebildet wird.
- Verfahren gemäß Anspruch 20, wobei die erste leitfähige Strukturgruppe und die zweite leitfähige Strukturgruppe ferner eine erste Kurzschlussschiene und eine zweite Kurzschlussschiene aufweist.
- Verfahren gemäß Anspruch 24, ferner aufweisend ein Schneiden und Entfernen der ersten Kurzschlussschiene und der zweiten Kurzschlussschiene.
- TFT-Array-Substrat, das aufweist: eine Gate-Elektrode, die mit einer Gateleitung gekoppelt ist; eine Source-Elektrode, die mit einer Datenleitung gekoppelt ist, die die Gateleitung kreuzt und einen Pixelbereich definiert; eine Drain-Elektrode, die der Source-Elektrode gegenüberliegt, mit einem Kanal dazwischen; eine Halbleiterschicht, die den Kanal zwischen der Source-Elektrode und der Drain-Elektrode bildet; eine Pixelelektrode, die in dem Pixelbereich angeordnet ist, und die Drain-Elektrode kontaktiert; eine Kanal-Passivierungsschicht, die auf der Halbleiterschicht gebildet ist; ein Gate-Lötpad mit einer unteren Gate-Lötpad-Elektrode, die sich von der Gateleitung erstreckt; ein Daten-Lötpad mit einer unteren Daten-Lötpad-Elektrode, die von der Datenleitung getrennt ist; geradzahlige und ungeradzahlige Datenleitungen, die ein Signal an das Daten-Lötpad anlegen; und eine Leitungsschutzstruktur für statische Elektrizität, die mit einer der geradzahligen und ungeradzahligen Datenleitungen gekoppelt ist, und in einem vorgegebenen Abstand angeordnet ist.
- TFT-Array-Substrat gemäß Anspruch 26, wobei die geradzahligen Datenleitungen und die ungeradzahligen Datenleitungen jeweils mit einer ersten Kurzschlussschiene und einer zweiten Kurzschlussschiene gekoppelt sind.
- TFT-Array-Substrat gemäß Anspruch 27, wobei die ersten Kurzschlussschienen und die zweiten Kurzschlussschienen abgeschnitten und entfernt werden.
- Herstellungsverfahren eines TFT-Array-Substrats, das aufweist: Bilden einer Gate-Elektrode, einer Gateleitung, eines Gate-Lötpads, eines Daten-Lötpads und einer ersten Kurzschlussschiene auf einem Substrat; Bilden einer Gate-Isolationsschicht auf dem Substrat; Bilden einer Halbleiterschicht und einer Metallschicht auf der Gate-Isolationsschicht; Strukturieren der Halbleiterschicht und der Metallschicht zum Bilden der Gateleitung, einer Datenleitung, eines TFT-Bereichs, des Gate-Lötpads, des Daten-Lötpads und einer zweiten Kurzschlussschiene; Bilden einer Kanal-Passivierungsschicht auf dem Kanal der Halbleitergruppe; Bilden von Kontaktlöchern, die durch die Gate-Isolationsschicht hindurchlaufen zum Freilegen einer unteren Gate-Lötpad-Elektrode und eines Abschnitts einer unteren Daten-Lötpad-Elektrode; und Auftragen einer transparenten leitfähigen Schicht auf das Substrat und Strukturieren derselben zum Bilden einer Source-Elektrode, einer Drain-Elektrode und der Halbleiterschicht, die einen Kanal zwischen der Source-Elektrode und der Drain-Elektrode bildet, einer Pixelelektrode, die die Drain-Elektrode in dem TFT-Bereich kontaktiert, oberer Elektroden des Gate-Lötpads und des Daten-Lötpads und einer Springelektrode, die die Datenleitung mit dem Daten-Lötpad koppelt.
- Verfahren gemäß Anspruch 29, ferner aufweisend Abschneiden und Entfernen der ersten Kurzschlussschiene und der zweiten Kurzschlussschiene.
- Verfahren gemäß Anspruch 29, wobei die erste Kurzschlussschiene und die zweite Kurzschlussschiene jeweils mit geradzahligen Datenleitungen und ungeradzahligen Datenleitungen gekoppelt sind.
- Verfahren gemäß Anspruch 29, wobei eine Leitungsschutzstruktur für statische Elektrizität mit den geradzahligen Datenleitungen oder ungeradzahligen Datenleitungen gekoppelt ist, so dass ein Äquipotenzial gebildet wird.
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