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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Arraysubstrat für eine Anzeigevorrichtung
und insbesondere auf ein Arraysubstrat für eine Anzeigevorrichtung und
sein Herstellungsverfahren, bei dem ein Kontaktwiderstand zwischen
einer Pixelelektrode und einer metallischen Leitung minimiert werden kann,
indem die metallische Leitung (beispielsweise einschließlich einer
Source-/Drain-Elektrode, eines Gatekontaktflecks, eines Datenkontaktflecks,
eines Treiberschaltkreises, eines GIPs (Gate in panel) oder einer
metallische Leitung eines ESD-Schaltkreises) mit einer metallischen
Sperrschicht in Kontakt gebracht wird.
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Beschreibung der einschlägigen Technik
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Im
Allgemeinen dient eine metallische Leitung dazu, Signale an ein
Element weiterzuleiten. Die Signale weiterleitende metallische Leitung
ist preisgünstig
und weist einen geringen Widerstandswert auf, und da das Metall
eine starke Korrosionsbeständigkeit
aufweist, kann es zu einer hohen Funktionssicherheit und preislichen
Wettbewerbsfähigkeit
eines Produkts beitragen.
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In
den meisten Fällen
wird die Qualität
eines Arraysubstrats, eines ersten Substrates einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung
(LCD), danach bestimmt, welches Material für jedes Element verwendet worden
ist oder in welcher Ausführung
jedes Element ausgebildet ist.
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Beispielsweise
spielt eine kleine LCD-Vorrichtung keine Rolle, aber im Falle einer
großflächigen hochauflösenden LCD-Vorrichtung
mit einer Größe von 18'' oder größer stellt ein besonderer Widerstandswert
von Materialien, die für
Gate- und Datenleitungen verwendet worden sind, ein Schlüsselfaktor
zum Bestimmen der Überlegenheit
einer Bildqualität
dar.
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Dementsprechend
wird im Falle der großflächigen/hochauflösenden LCD-Vorrichtung vorzugsweise
ein Metall mit einem niedrigen Widerstand wie beispielsweise Aluminium
oder eine Aluminiumlegierung als Material für die Gate- oder Datenleitungen verwendet.
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Reines
Aluminium hat eine chemisch schwache Korrosionsbeständigkeit
und ein kleiner Hügel (H)
wird von der Oberfläche
der Gateleitungen und der Gateelektroden in einem nachfolgenden
Hochtemperaturprozess erzeugt. Der kleine Hügel (H) kann ein abnormes Wachstum
einer Gateisolierschicht hervorrufen, die die Gateleitungen und
die Gateelektroden bedeckt, und einen Kurzschluss aufgrund eines
Isolierungsdurchbruchs zwischen einer aktiven Schicht und der Gateelektrode
verursachen. Somit kann es nicht als Schaltelement dienen.
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Im
Falle der Aluminiumleitung wird es daher in Form einer Legierung
verwendet oder es wird eine Schichtstruktur verwendet. Wenn die
Gateleitungen mehrschichtig ausgebildet werden, sollte jedoch nachteiliger
Weise zusätzlich
ein Prozess durchgeführt
werden.
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Im
Bestreben, ein solches Problem zu vermeiden, wurde kürzlich vorgeschlagen,
Kupfer (Cu) zu verwenden, das durch einen einfachen Prozess zum
Ausbilden von Leitungen verfügbar
sein kann, einen niedrigen Widerstand aufweist und preisgünstig ist.
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Das
Arraysubstrat der einschlägigen
Technik für
eine Anzeigevorrichtung unter Verwendung von Kupfer wird nun mit
Bezug auf 1 und 2 beschrieben.
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1 ist
eine schematische Schnittansicht des Arraysubstrats der einschlägigen Technik
für eine
Anzeigevorrichtung.
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2 ist
eine schematische Schnittansicht des Arraysubstrats der einschlägigen Technik
für eine
Anzeigevorrichtung und zeigt einen Kupferoxidfilm, der auf der Oberfläche ausgebildet
ist, wo eine Drain-Elektrode und eine Pixelelektrode miteinander in
Kontakt stehen.
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Mit
Bezug auf 1 enthält das Arraysubstrat der einschlägigen Technik
für eine
Anzeigevorrichtung Gateleitungen (nicht gezeigt), die so ausgebildet
sind, dass sie sich in einer Richtung auf einem transparenten Substrat 11 erstrecken,
und eine Datenleitung (nicht gezeigt), die die Gateleitung senkrecht
schneidet, um einen Pixelbereich (nicht gezeigt) zu definieren,
wobei eine Gateisolierschicht 15 dazwischen eingefügt ist.
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Obwohl
nicht gezeigt, wird hierbei ein Dünnschichttransistor (TFT) (nicht
gezeigt) als Schaltelement an einem Schnittpunkt der Gateleitung
(nicht gezeigt) und der Datenleitung (nicht gezeigt) ausgebildet.
Der TFT enthält
eine sich von der Gateleitung erstreckende Gateelektrode 13,
eine sich von der Datenleitung erstreckende Source-Elektrode 21 und eine
aktive Schicht 17, die einen Kanal bildet, wobei eine Drain-Elektrode 23 um
einen bestimmten Abstand von der Source-Elektrode 21 beabstandet
ist. Die Source-Elektrode 21 und
die Drain-Elektrode 23 werden aus Kupfer (Cu) hergestellt,
das einen geringen Widerstand aufweist und preisgünstig ist.
Die aktive Schicht 17 ist auf der Gateisolierschicht 15 über der
Gateelektrode 13 ausgebildet und aus einer reinen amorphen
Siliziumschicht gebildet.
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Eine
Molybdän-Titan-Schicht 19 (MoTi)
ist als Metallsperrschicht zwischen den Source- und Drain-Elektroden 21 und 23 und
der aktiven Schicht 17 ausgebildet. Die Molybdän-Titan-Schicht 19 (MoTi)
soll verhindern, dass Kupfer (Cu), das die Source- und Drain-Elektroden 21 und 23 bildet,
und die aktive Schicht 17 miteinander in direkten Kontakt
gebracht werden und einander beeinflussen.
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Eine
Passivierungsschicht 25 ist auf dem Substrat 11 ausgebildet,
um den TFT, die Gateleitungen und die Datenleitungen zu schützen.
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Eine
Pixelelektrode 29 ist auf der Passivierungsschicht 25 des
Pixelbereichs ausgebildet und steht elektrisch mit der Drain-Elektrode 23 über ein Kontaktloch 27 in Kontakt,
das durch Ätzen
der Passivierungsschicht 25 ausgebildet ist. Die Pixelelektrode 29 besteht
aus einem transparenten metallischen Material, wie beispielsweise
ITO (oder IZO).
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Indessen
steht die Pixelelektrode mit einer Metallleitung einschließlich der
Source-/Drain-Elektroden,
eines Gatekontaktflecks, eines Datenkontaktflecks, des Kontaktfleckbereichs
eines Treiberschaltkreises, des GIPs (Gate in panel) oder der metallischen
Leitung des ESD-Schaltkreises
in Kontakt. Im Fall der Metallleitung des Kontaktfleckbereichs (nicht gezeigt)
wird ein Kupferoxidfilm (Cu2O) zwischen
der Metallleitung und der Pixelelektrode ausgebildet, sodass Kontakteigenschaften
zwischen der Pixelelektrode und der Metallleitung verschlechtert
werden.
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Nach
dem Obigen weist das Arraysubstrat der einschlägigen Technik für eine Anzeigevorrichtung
die folgenden Probleme auf.
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Wie
in 2 gezeigt, heißt das, dass bei dem Arraysubstrat
der einschlägigen
Technik für
eine Anzeigevorrichtung auf der Drain-Elektrode in Kontakt mit der
Pixelelektrode aufgrund des Einflusses von H2O
Gas eine Kupferoxidschicht (Cu2O) erzeugt wird,
wenn die Pixelelektrode nach dem Ausbilden des Kontaktlochs in der
Passivierungsschicht ausgebildet wird, sodass sich die Kontakteigenschaften zwischen
der Pixelelektrode und der Drain-Elektrode verschlechtern. Und zwar
wird das zur Pixelelektrode übertragene
Signal über
die Source- und Drain-Datenleitungen übertragen. Außerdem wird
die Kupferoxidschicht (Cu2O) zwischen der
Metallleitung und der Pixelelektrode gebildet, sodass Kontakteigenschaften
zwischen der Pixelelektrode und der Metallleitung verschlechtert
werden. In einer Situation, in der dieselbe Spannung an die Gateleitungen
angelegt wird, wird ein der Pixelelektrode zugeführter Strom durch einen Widerstand
des Kanals und einen Widerstand im Kontaktbereich zwischen der Pixelelektrode
und der Drain-Elektrode bestimmt.
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Obwohl
der Kontaktwiderstand zwischen der Kupferleitung und der Pixelelektrode
gering ist, wird dementsprechend der Kontaktwiderstand erhöht, weil
die Oberfläche
der Kupferleitung wegen der Herstellungsbedingungen oxidiert ist.
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Da
der Kontaktwiderstand zwischen der Drain-Elektrode, der Kupferleitung
und der Pixelelektrode erhöht
ist, sind daher TFT-Ladungseigenschaften nicht gut, verglichen mit
einem Fall, in dem ein anderes Metall wie beispielsweise Aluminium
angewendet wird, wenn eine niedrige Vgs Spannung angelegt wird.
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Beim
Arraysubstrat der einschlägigen
Technik für
eine Anzeigevorrichtung verursacht daher der erhöhte Kontaktwiderstand zwischen
der Drain-Elektrode und der Pixelelektrode oder zwischen der Kupferleitung
(einschließlich
der Source-/Drain-Elektrode, des Kontaktfleckbereichs eines Treiberschaltkreises,
des GIPs (Gate in panel) oder der Metallleitung des ESD-Schaltkreises)
und der Pixelelektrode eine Signalverzögerung.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Ein
Ziel der Ausführungsbeispiele
der Erfindung ist, ein Arraysubstrat für eine Anzeigevorrichtung und
sein Herstellungsverfahren anzugeben, das elektrische Eigenschaften
eines Dünnschichttransistors
(TFT) verbessern kann, indem eine Pixelelektrode mit einer Metallleitung
(beispielsweise einschließlich
einer Source-/Drain-Elektrode,
eines Gatekontaktflecks, eines Datenkontaktflecks, eines Treiberschaltkreises,
eines GIPs oder einer Metallleitung eines ESD-Schaltkreises) mittels
einer Metallsperrschicht in Kontakt gebracht wird, um so einen Kontaktwiderstand
zwischen der Metallleitung und der Pixelelektrode zu verringern.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Arraysubstrat für eine Anzeigevorrichtung
angegeben, umfassend: eine Gateleitung und eine mit der Gateleitung
verbundene Gateelektrode, die auf einem Substrat ausgebildet sind;
eine Gateisolierschicht, die auf dem Substrat mit der Gateelektrode
ausgebildet ist; eine aktive Schicht und eine Metallsperrschicht,
die auf der Gateelektrode aufgeschichtet sind, wobei die Gateisolierschicht
dazwischen angeordnet ist; eine auf der Metallsperrschicht ausgebildete
Datenleitung und Source- und Drain-Elektroden, die mit der Datenleitung
verbunden sind; eine Passivierungsschicht, die auf den Source- und
Drain-Elektroden und der Datenleitung ausgebildet ist und ein Kontaktloch
aufweist, das die Drain-Elektrode und die Metallsperrschicht freilegt; und
eine Pixelelektrode, die auf der Passivierungsschicht ausgebildet
ist und mit der Drain-Elektrode und der Metallsperrschicht einschließlich der
aktiven Schicht in Kontakt steht.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum
Herstellen eines Arraysubstrats für eine Anzeigevorrichtung angegeben,
dass folgende Schritte umfasst: Ausbilden einer Gateleitung und
einer mit der Gateleitung verbundenen Gateelektrode auf einem Substrat;
Ausbilden einer Gateisolierschicht auf der Gateelektrode; Ausbilden
einer aktiven Schicht auf der Gateelektrode, wobei die Gateisolierschicht
dazwischen angeordnet ist; Ausbilden einer Metallsperrschicht, einer Datenleitung
und von mit der Datenleitung verbundenen Source- und Drain-Elektroden
auf der aktiven Schicht; Ausbilden einer Passivierungsschicht auf den
Source- und Drain-Elektroden und der Datenleitung; gezieltes Ätzen von
Bereichen der Passivierungsschicht und der Drain-Elektrode, um ein Kontaktloch auszubilden,
das einen Bereich der Drain-Elektrode und der Metallsperrschicht
einschließlich
der aktiven Schicht freilegt; und Ausbilden einer Pixelelektrode
auf der Passivierungsschicht, wobei die Pixelelektrode mit der Drain-Elektrode, der Metallsperrschicht
und der aktiven Schicht in Kontakt steht.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Arraysubstrat
für eine
Anzeigevorrichtung angegeben, umfassend: eine Metallsperrschicht
und eine Metallleitung, die auf einem Substrat ausgebildet sind;
eine Isolierschicht, die auf dem Substrat mit der Metallleitung
und der Metallsperrschicht ausgebildet ist; eine Passivierungsschicht,
die auf der Isolierschicht ausgebildet ist und ein Kontaktloch aufweist,
das einen Bereich der Metallleitung und der Metallsperrschicht freilegt;
und eine leitfähige
Schichtstruktur, die auf der Passivierungsschicht ausgebildet ist
und die über
das Kontaktloch mit der freigelegten Metallleitung und der Metallsperrschicht
einschließlich
der aktiven Schicht in Kontakt steht.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum
Herstellen eines Arraysubstrats für eine Anzeigevorrichtung angegeben,
das folgende Schritte umfasst: Ausbilden einer Metallsperrschicht
und einer Metallleitung auf einem Substrat; Ausbilden einer Isolierschicht
und einer Passivierungsschicht auf dem Substrat mit der Metallleitung
und der Metallsperrschicht; gezieltes Ätzen der Passivierungsschicht
und der Isolierschicht, um ein Kontaktloch auszubilden, das einen Bereich
der Metallleitung und der Metallsperrschicht freilegt; und Ausbilden
einer leitfähigen
Schichtstruktur auf der Passivierungsschicht, wobei die Schichtstruktur über das
Kontaktloch mit der freigelegten Metallleitung und der Metallsperrschicht
einschließlich
der aktiven Schicht in Kontakt steht.
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Zusätzliche
Merkmale und Vorteile von Ausführungsbeispielen
der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung dargelegt und
teilweise durch die Beschreibung offensichtlich oder können durch Ausüben von
Ausführungsbeispielen
der Erfindung erkannt werden. Die Aufgaben und andere Vorteile der
Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden durch die Struktur verwirklicht und erzielt,
die insbesondere in der schriftlichen Beschreibung und den dazugehörigen Ansprüchen sowie
den beigefügten Zeichnungen
dargelegt ist.
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Es
versteht sich, dass sowohl die vorausgegangene allgemeine Beschreibung
als auch die folgende detaillierte Beschreibung beispielhaft und
erklärend
sind und dazu dienen, weitere Erklärungen von beanspruchten Ausführungsbeispielen
zu liefern.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die
begleitenden Zeichnungen, die enthalten sind, um ein weiteres Verständnis der
Erfindung zu liefern und die in die Beschreibung eingeschlossen sind
und ein Teil von dieser bilden, veranschaulichen Ausführungsbeispiele
der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die
Grundzüge der
Erfindung zu erklären.
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In
den Zeichnungen ist:
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1 eine
schematische Schnittansicht eines Arraysubstrats für eine Anzeigevorrichtung
gemäß der einschlägigen Technik;
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2 eine
schematische Schnittansicht des Arraysubstrats für eine Anzeigevorrichtung gemäß der einschlägigen Technik
und zeigt eine Kupferoxidschicht, die auf einer Kontaktoberfläche einer Drain-Elektrode
und einer Pixelelektrode ausgebildet ist;
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3 eine
schematische Schnittansicht eines Arraysubstrats für eine Anzeigevorrichtung
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung; und
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4a bis 4o sind
Schnittansichten und zeigen sequenziell einen Herstellungsprozess
des Arraysubstrats für
eine Anzeigevorrichtung gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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5 eine
schematische Schnittansicht eines Arraysubstrats für eine Anzeigevorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung und einer Struktur, die zwischen der Metallleitung und
der Pixelelektrode einen Kontakt herstellt;
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6a bis 6f sind
Schnittansichten und zeigen sequenziell einen Herstellungsprozess
des Arraysubstrats gemäß der vorliegenden
Erfindung und einer Struktur, die zwischen der Metallleitung und der
Pixelelektrode einen Kontakt herstellt.
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Detaillierte Beschreibung
von bevorzugten Ausführungsbeispielen
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Nun
wird mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen ein Arraysubstrat
für eine
Anzeigevorrichtung und sein Herstellungsverfahren gemäß beispielhafter
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben.
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3 ist
eine schematische Schnittansicht eines Arraysubstrats für eine Anzeigevorrichtung
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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Mit
Bezug auf 3 enthält das Arraysubstrat für eine Anzeigevorrichtung
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung Gateleitungen (nicht gezeigt), die so
ausgebildet sind, dass sie sich in einer Richtung auf einem transparenten Substrat 101 erstrecken,
und Datenleitungen (nicht gezeigt), die die Gateleitungen (nicht
gezeigt) senkrecht schneiden, um Pixelbereiche (nicht gezeigt) zu definieren,
wobei eine Gateisolierschicht 105 dazwischen angeordnet
ist. Beim Ausbilden der Gateleitungen (nicht gezeigt) werden gleichzeitig
Metallleitungen (nicht gezeigt) in einem Gate-/Datenkontaktfleck, einem Treiberschaltkreisbereich,
einem GIP oder eine Metallleitung eines ESD(elektrostatische Entladung)-Schaltkreisbereichs
ausgebildet.
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Obwohl
nicht gezeigt, wird hierbei ein Dünnschichttransistor (TFT, nicht
gezeigt) an jedem Schnittpunkt der Gateleitungen (nicht gezeigt)
und der Datenleitungen (nicht gezeigt) ausgebildet. Der TFT enthält eine
sich von der Gateleitung erstreckende Gateelektrode 103,
eine sich von der Datenleitung erstreckende Source-Elektrode 111a,
eine von der Source-Elektrode 111a um
einen bestimmten Abstand beabstandete Drain-Elektrode 111b und
eine einen Kanal bildende aktive Schicht 107. Die Metallleitungen
(beispielsweise die Gateleitung, die Gate-/Datenkontaktflecke, der
Treiberschaltkreisbereich, das GIP oder eine Metallleitung im ESD-Schaltkreisbereich),
die Source-Elektrode 111a und die Drain-Elektrode 111b sind aus Kupfer
hergestellt, einem Metall, das einen niedrigen Widerstand aufweist
und preisgünstig
ist.
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Die
aktive Schicht 107 ist auf der Gateisolierschicht 105 in
einem oberen Bereich der Gateelektrode 103 ausgebildet
und besteht aus einer reinen amorphen Siliziumschicht.
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Eine
Metallsperrschicht 109 aus einer Molybdänlegierung ist zwischen den
Source- und Drain-Elektroden 111a und 111b und
der aktiven Schicht 107 ausgebildet. Hierbei soll die Metallsperrschicht 109 verhindern,
dass das die Source- und Drain-Elektroden 111a und 111b bildende
Kupfer (Cu) und die Halbleiterschicht 107 in direktem Kontakt
stehen und sich so beeinflussen. Zudem kann eine Metallsperrleitung
(nicht gezeigt) unter der Gateleitung, der Metallleitung des Gate-/Datenkontaktflecks,
einem Kontaktfleck (nicht gezeigt) eines Treiberschaltkreisbereichs,
einem GIP oder der Metallleitung eines ESD(elektrostatische Entladung)-Schaltkreisbereichs
ausgebildet sein.
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Die
Metallsperrschicht 109 bildende Molybdänlegierung kann aus der Gruppe
bestehend aus Titan (Ti), Tantal (Ta), Chrom (Cr), Nickel (Ni),
Indium (In) und Aluminium (Al) gewählt werden. Hier wird nun der
Fall beschrieben, in dem Titan (Ti) als Molybdänlegierung verwendet wird.
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Eine
Passivierungsschicht 115 ist auf dem Substrat 101 ausgebildet,
um den TFT, die Gateleitung und die Datenleitung zu schützen.
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Eine
Pixelelektrode 123a ist auf der Passivierungsschicht 115 eines
Pixelbereichs ausgebildet und steht über ein Kontaktloch (siehe 121 in 4m),
das durch Ätzen
von Bereichen der Passivierungsschicht 115 und der Drain-Elektrode 111b ausgebildet
ist, mit der Metallsperrschicht 109 sowie mit der Drain-Elektrode 111b in
elektrischem Kontakt. Die Pixelelektrode 123a besteht aus
ITO (oder IZO), einem transparenten metallischen Material. Eine Kupferoxidschicht 125 wird
auf der Drain-Elektrode 111b ausgebildet, wo sie mit der
Pixelelektrode 123a in Kontakt steht, und sie wird nicht
auf der Metallsperrschicht 109 ausgebildet, die mit der
Drain-Elektrode 111b in Kontakt steht.
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Im
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung kann daher ein Hochwiderstandsanteil
bei einer geringen Spannung verringert werden, weil die Kupferoxidschicht 125 nicht
zwischen der Pixelelektrode 123a und der Metallsperrschicht 109 aus
MoTi gebildet wird.
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Durch
Verwendung der ohmschen Kontakteigenschaften der Metallsperrschicht 109 und
der Pixelelektrode 123a können darüber hinaus in der vorliegenden
Erfindung die TFT Ladeeigenschaften bei einer niedrigen Vds Spannung
verbessert werden und ebenso kann eine lineare Beweglichkeit verbessert
werden, um so die Eigenschaften eines Produktmodells stark zu beeinflussen.
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Das
Verfahren zum Herstellen eines Arraysubstrats für eine Anzeigevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die 4a bis 4o beschrieben.
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4a bis 4o sind
Schnittansichten, die sequenziell einen Herstellungsprozess des
Arraysubstrats einer Anzeigevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigen.
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Wie
in 4a gezeigt, wird eines von der Gruppe von leitfähigen Metallen
bestehend aus Aluminium (Al), einer Aluminiumlegierung (AlNd), Chrom (Cr),
Wolfram (W), Molybdän
(Mo) und Kupfer (Cu) ausgewählt,
auf dem transparenten Substrat 101 abgeschieden und strukturiert,
um eine Vielzahl von Gateleitungen (nicht gezeigt) in einer Richtung
und eine Vielzahl von Gateelektroden 103 auszubilden, die
von den Gateleitungen vorstehend ausgebildet sind. Beim Ausbilden
der Gateleitungen (nicht gezeigt) kann die Metallleitung des Gate-/Datenkontaktflecks,
des Kontaktflecks (nicht gezeigt) im Treiberschaltkreisbereich,
des GIPs oder der Metallleitung im ESD(elektrostatische Endladung)-Schaltkreisbereich
ausgebildet werden.
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Zudem
kann (nicht gezeigt) eine Metallsperrleitung aus Molybdän-Titan
(MoTi) unter der Gateleitung, der Metallleitung (nicht gezeigt)
im Gate-/Datenkontaktfleck, dem Kontaktfleck des Treiberschaltkreisbereichs,
einem GIP und der Metallleitung eines ESD (elektrostatische Endladung)-Schaltkreisbereichs
ausgebildet sein.
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Eines
aus der Gruppe von anorganischen Isoliermaterialien bestehend aus
einer Siliziumoxidschicht (SiO2) und einer
Siliziumnitridschicht (SiNx) oder entsprechend
den Umständen
aus der Gruppe von organischen Isoliermaterialien bestehend aus Benzozyklobuten
und einem Acryl basierten Harz kann ausgewählt und abgeschieden oder aufgetragen
werden, um die Gateisolierschicht 105 auszubilden.
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Anschließend wird
die aktive Schicht 107, die aus amorphen Silizium (a-Si:H)
hergestellt und als Kanalbereich verwendet wird, auf der Gateisolierschicht 105 ausgebildet.
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Obwohl
nicht gezeigt, wird dann die erste lichtempfindliche Schicht auf
der aktiven Schicht 107 aufgetragen und ein Belichtungs-
und Ätzprozess wird
durch Photolithographie mittels einer Belichtungsmaske durchgeführt, um
eine erste lichtempfindliche Filmstruktur (nicht gezeigt) auszubilden,
die einen aktiven Bereich definiert.
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Wie
in 4b gezeigt, wird die aktive Schicht 107 daraufhin
unter Verwendung der ersten lichtempfindlichen Filmstruktur als
Maske gezielt strukturiert. Dann wird die erste lichtempfindliche Filmstruktur
entfernt.
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Danach
wird eine Molybdänlegierung
gemäß 4c durch
ein Sputterverfahren auf der gesamten Oberfläche des Substrats 101 einschließlich der strukturierten
aktiven Schicht 107 abgeschieden, um die Metallsperrschicht 109 zu
bilden. An diesem Punkt dient die Metallsperrschicht 109 dazu,
eine Wechselwirkung zwischen dem Kupfer (Cu), das die in einem nachfolgenden
Prozess auszubildenden Source- und Drain-Elektroden bildet, und
der aktiven Schicht 107 aufgrund eines direkten Kontakts
miteinander zu verhindern. Für
die Molybdänlegierung kann
eines aus der Gruppe bestehend aus Titan (Ti), Tantal (Ta), Chrom
(Cr), Nickel (Ni), Indium (In) und Aluminium (Al) gewählt werden.
In der vorliegenden Erfindung wird der Fall mit Titan (Ti) für die Molybdänlegierung
beschrieben.
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Anschließend wird
Kupfer (Cu) auf der Metallsperrschicht 109 durch Sputtern
abgeschieden, um eine Kupfermetallschicht 111 auszubilden.
Danach wird eine zweite lichtempfindliche Schicht 113 auf
der Kupfermetallschicht 111 aufgetragen.
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Gemäß 4d wird
dann die zweite lichtempfindliche Schicht 113 durch einen
Photolithographieprozess mittels einer Beugungsmaske (oder Schlitzmaske,
nicht gezeigt) belichtet und geätzt,
um eine zweite lichtempfindliche Filmstruktur 113a zu bilden.
In diesem Fall wird als Beugungsmaske eine Halbtonmaske verwendet
und darüber
hinaus kann auch eine Schlitzmaske verwendet werden.
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Die
zweite lichtempfindliche Filmstruktur 113a enthält einen
Lichtsperrbereich und einen Halbtonbereich. Die Dicke des Strukturbereichs
entsprechend zum Halbtonbereich ist dünner als die des Strukturbereichs
entsprechend dem Lichtsperrbereich. Der Grund dafür ist, dass
eine Chromschichtstruktur, obwohl nicht gezeigt, an der Stelle entsprechend
dem Lichtsperrbereich der Halbtonmaske (nicht gezeigt) und eine
lichtdurchlässige Filmstruktur
an der Stelle entsprechend dem Halbtonbereich der Halbtonmaske ausgebildet
ist. Darüber
hinaus entspricht der Halbtonbereich der zweiten lichtempfindlichen
Filmstruktur 113a dem Kanalbereich und der Lichtsperrbereich
der lichtempfindlichen Filmstruktur 113a entspricht den
Source- und Drainbereichen.
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Wie
in 4e gezeigt, wird danach die Kupfermetallschicht 111 gezielt
geätzt,
indem die zweite lichtempfindliche Filmstruktur 113 als
Maske verwendet wird. Zu diesem Zeitpunkt, wenn die Kupfermetallschicht 111 geätzt wird,
wird ebenfalls die Metallsperrschicht 109 geätzt.
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Und
dann wird die zweite lichtempfindliche Filmstruktur 113a gemäß 4f durch
einen Veraschungsprozess gezielt geätzt, um eine obere Oberfläche der
Kupfermetallschicht 111 entsprechend der Stelle des Kanalbereichs
freizulegen.
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Anschließend wird,
wie in 4g gezeigt, die freigelegte
Kupfermetallschicht 111 gezielt geätzt, indem die veraschte zweite
lichtempfindliche Filmstruktur 113a verwendet wird, um
die Datenleitung (nicht gezeigt), die die Gateleitung (nicht gezeigt)
zur Definition des Pixelbereichs senkrecht schneidet, die Source-Elektrode 111a,
die von der Datenleitung vorstehend oberhalb einer Seite der Gateelektrode 103 ausgebildet
ist, und die Drain-Elektrode 111b,
die um einen vorgegebenen Abstand von der Source-Elektrode 111a beabstandet
ist, auszubilden. An diesem Punkt wird die Metallsperrschicht ebenfalls
geätzt, wenn
die Kupfermetallschicht 111 geätzt wird, um den Kanalbereich
der aktiven Schicht 107 freizulegen.
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Nachdem
die zweite lichtempfindliche Filmstruktur 113a entfernt
worden ist, wird, wie in 4h gezeigt,
eines aus der Gruppe von organischen Isoliermaterialien oder den
Umständen
entsprechend eines aus der Gruppe von anorganischen Isoliermaterialien
ausgewählt
und abgeschieden, um die Passivierungsschicht 115 auszubilden.
Dann wird eine dritte lichtempfindliche Schicht 117 aufgetragen.
Als Material zum Ausbilden der Passivierungsschicht 115 wird
hierbei wie oben erwähnt
eines aus der Gruppe von anorganischen Isoliermaterialien bestehend
aus einer Siliziumoxidschicht (SiO2) und
einer Siliziumnitridschicht (SiNx) gewählt oder
den Umständen
entsprechend eines aus der Gruppe von organischen Isoliermaterialien
bestehend aus Benzozyklobuten und Acryl basiertem Harz gewählt und
abgeschieden oder aufgetragen.
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Wie
in 4i gezeigt, wird anschließend die dritte lichtempfindliche
Schicht 117 durch Photolithographie unter Verwendung der
Halbtonmaske 130 belichtet und geätzt, um eine dritte lichtempfindliche Filmstruktur 117a zu
bilden. Hierbei kann neben der Halbtonmaske auch eine Schlitzmaske
verwendet werden.
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Die
dritte lichtempfindliche Filmstruktur 117a enthält einen
Lichtsperrbereich und einen Halbtonbereich. Die Dicke des Strukturbereichs
entsprechend dem Halbtonbereich ist dünner als die des Strukturbereichs
entsprechend dem Lichtsperrbereich. Der Grund dafür ist, dass
eine lichtdurchlässige
Filmstruktur 130a an der Stelle entsprechend dem Halbtonbereich
der Halbtonmaske 130 und eine Chromschichtstruktur 130b an
der Stelle entsprechend dem Lichtsperrbereich der Halbtonmaske 130 ausgebildet ist.
Auch entspricht der Halbtonbereich der dritten lichtempfindlichen
Filmstruktur 117 dem Drainkontaktloch-Ausbildungsbereich und der Halbtonbereich der
dritten lichtempfindlichen Filmstruktur 117a ist vollständig offen,
um einen Bereich der Passivierungsschicht 115 freizulegen.
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Dann
wird die Passivierungsschicht 115 gemäß 4j und 4k mittels
der dritten lichtempfindlichen Filmstruktur 117a als Maske
und ein Bereich der Drain-Elektrode 111b unter der Passivierungsschicht 115 gezielt
geätzt,
um ein erstes Kontaktloch 119 auszubilden. Hierbei ist
die Passivierungsschicht 115 Gegenstand eines Trockenätzprozesses
und die Drain-Elektrode 111b und die Metallsperrschicht 119 sind
Gegenstand eines Nassätzprozesses.
Wenn das erste Kontaktloch 119 ausgebildet wird, werden
eine Seite der Metallsperrschicht 109 und die aktive Schicht
unter der Drain-Elektrode 11b freigelegt.
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Wenn
die Drain-Elektrode 111b und die Metallsperrschicht 109 geätzt werden,
wird beim Ausbilden des ersten Kontaktlochs 119 insbesondere
ein Bereich der Metallsperrschicht 109 geätzt, um
ihre Seite und die aktive Schicht 107 freizulegen. Das heißt, dass
beim Ätzen
der Drain-Elektrode 111b und des Molybdän-Titans (MoTi), das die Metallsperrschicht 109 bildet,
ein Bereich einer Seite der Metallsperrschicht 109 nicht
perfekt geätzt
wird und teilweise bestehen bleibt, da das die Metallsperrschicht 109 bildende
Molybdän-Titan
(MoTi) langsamer als das die Drain-Elektrode 111b bildende
Kupfer (Cu) geätzt wird.
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Wie
in 41 gezeigt, wird nachfolgend ein Veraschungsprozess
durchgeführt,
um die dritte lichtempfindliche Filmstruktur 117a bis zu
einem Punkt zu ätzen,
an dem der Bereich entsprechend dem Halbtonbereich der dritten lichtempfindlichen Filmstruktur 117a entfernt
ist.
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Dann
wird die Passivierungsschicht 115 gemäß 4m unter
Verwendung der dritten lichtempfindlichen Filmstruktur 117a als
Maske gezielt geätzt, um
ein zweites Kontaktloch 121 auszubilden, das eine obere
Oberfläche
der Drain-Elektrode 111b freilegt. Hierbei enthält das zweite
Kontaktloch 121 das erste Kontaktloch 119 und
weist einen größeren Durchmesser
als das erste Kontaktloch auf.
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Danach
wird, wie in 4n gezeigt, eine leitfähige Materialschicht 123 durch
Sputtern auf dem zweiten Kontaktloch 121, das das erste
Kontaktloch 119 enthält,
und auf der Passivierungsschicht 115 abgeschieden, um eine
leitfähige
Materialschicht 123 auszubilden. Hierfür kann das leitfähige Material
aus ITO, AZO, ZnO, IZO oder anderen transparenten Metallmaterialien
oder Molybdän-Titan
(MoTi) gewählt werden.
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Obwohl
nicht gezeigt, wird eine vierte lichtempfindliche Schicht (nicht
gezeigt) auf der leitfähigen
Materialschicht 123 aufgetragen und durch einen Photolithographieprozess
belichtet und geätzt,
um eine vierte lichtempfindliche Filmstruktur (nicht gezeigt) auszubilden.
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Wie
in 4o gezeigt, wird anschließend die leitfähige Materialschicht 123 unter
Verwendung der vierten lichtempfindlichen Filmstruktur (nicht gezeigt) als
Maske gezielt geätzt,
um die Pixelelektrode 123a auszubilden, die elektrisch
mit der Metallsperrschicht 109 und der Drain-Elektrode 111b über das
erste und zweite Kontaktloch 119 und 121 verbunden
ist. Die verbleibende vierte lichtempfindliche Filmstruktur (nicht
gezeigt) wird entfernt, um somit eine Herstellung des Arraysubstrats
für eine
Anzeigevorrichtung abzuschließen.
An diesem Punkt wird die Kupferoxidschicht 125 auf der
Grenzfläche
der Drain-Elektrode 111b in Kontakt mit der Pixelelektrode 123a erzeugt.
Indessen wird die Kupferoxidschicht 125 nicht auf der Grenzfläche der
Metallsperrschicht 109 in Kontakt mit der Pixelelektrode 123a erzeugt.
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Wie
oben erwähnt,
steht die Molybdänlegierung,
d. h. das Molybdän-Titan
(MoTi), das die Metallsperrschicht 109 bildet, in Kontakt
mit dem die Pixelelektrode 123a bildenden ITO.
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Indessen
wird nun mit Bezug auf 5 ein Arraysubstrat für eine Anzeigevorrichtung
gemäß einem
anderen Ausführungsbeispiel
und eine Struktur im Detail beschrieben, die zwischen der Metallleitung (einschließlich der
nicht gezeigten Metallleitung in den Gate-/Datenkontaktflecken, im Kontaktfleck
eines Treiberschaltkreisbereichs, einem GIP oder der Metallleitung
eines ESD(elektrostatische Entladung)-Schaltkreisbereichs) und der
Pixelelektrode der vorliegenden Erfindung Kontakt herstellt.
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5 ist
eine schematische Schnittansicht eines Arraysubstrats für eine Anzeigevorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung und eine Struktur, die zwischen der Metallleitung und
der Pixelelektrode Kontakt herstellt.
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Mit
Bezug auf 5 enthält das Arraysubstrat für eine Anzeigevorrichtung
gemäß einem
anderen Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung eine Metallsperrschichtstruktur 203a und
eine Metallleitung 205a (beispielsweise einen Gate-/Datenkontaktfleck,
einen Kontaktfleck eines Treiberschaltkreisbereichs, einen GIP oder
eine Metallleitung eines ESD-Schaltkreisbereichs), die auf einem
transparenten Substrat 201 ausgebildet sind; eine Passivierungsschicht 215,
die auf dem transparenten Substrat 201 mit der Metallsperrschichtstruktur 203a und der
Metallleitung 105a ausgebildet ist; ein Kontaktloch 217,
das in der Passivierungsschicht 215 ausgebildet ist und
Teilbereiche der Metallsperrschichtstruktur 203a und der
Metallleitung 205 freilegt; eine Pixelelektrode 223a,
die auf der Passivierungsschicht 215 ausgebildet ist und
mit der freigelegten Metallsperrschichtstruktur 203a und
der Metallleitung 205a in Kontakt steht.
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Hier
kann eine die Metallsperrschichtstruktur 203a bildenden
Molybdänlegierung
aus der Gruppe bestehend aus Titan (Ti), Tantal (Ta), Chrom (Cr),
Nickel (Ni), Indium (In) und Aluminium (Al) gewählt werden. Nun wird der Fall
beschrieben, in dem Titan (Ti) als die Molybdänlegierung verwendet wird.
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Die
Metallleitungen 205a des Kontaktflecks des Gate-/Datenkontaktflecks,
des Treiberschaltkreises, eines GIPs oder des ESD-Schaltkreises
werden aus einem Material gebildet, das aus der Gruppe von leitfähigen Metallen
bestehend aus Aluminium (Al), einer Aluminiumlegierung (AlNd), Chrom
(Cr), Wolfram (W), Molybdän
(Mo) und Kupfer (Cu) gewählt und
auf dem transparenten Substrat 201 abgeschieden und strukturiert
wird, um eine Vielzahl von Gateleitungen (nicht gezeigt) zu bilden.
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Beim
Ausbilden der Metallleitung 205a aus Kupfer (Cu) und der
Metallsperrschichtstruktur 203a wird hierbei ein Bereich
einer Seite der Metallsperrschichtstruktur 203a nicht perfekt
geätzt
und bleibt teilweise bestehen, weil das Molybdän-Titan (MoTi) langsamer als
das die Metallleitung 205a bildende Kupfer (Cu) geätzt wird.
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Die
Pixelelektrode 223a wird aus einem leitfähigen Material
gebildet, das aus ITO, AZO, ZnO, IZO oder anderen transparenten
Metallmaterialien oder einer Molybdän-Titan (MoTi) Legierung ausgewählt wird.
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Da
das die Metallsperrschicht bildende Molybdän-Titan (MoTi), die Kupferleitung
und die Pixelelektrode direkt miteinander in Kontakt stehen, um den
Kontaktwiderstand zwischen der Kupferleitung, die als der Kontaktfleck
des Treiberschaltkreises, GIP oder als die Metallleitung des ESD
verwendet wird, und der Pixelelektrode zu verringern, kann dementsprechend
der Kontaktwiderstand zwischen der Drain-Elektrode und der Pixelelektrode
verringert werden.
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Indessen
wird nun mit Bezug auf 6a bis 6f das
Verfahren zum Herstellen des Arraysubstrats für eine Anzeigevorrichtung gemäß einem
anderen Ausführungsbeispiel
und einer Struktur beschrieben, die zwischen der Metallleitung (einschließlich der
Metallleitung (nicht gezeigt) im Gate-/Datenkontaktfleck, in einem
Kontaktfleck eines Treiberschaltkreisbereichs, einem GIP oder der
Metallleitung eines ESD(elektrostatische Entladung)-Schaltkreisbereichs)
und der Pixelelektrode der vorliegenden Erfindung Kontakt herstellt.
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6a bis 6f sind
Schnittansichten, die sequenziell einen Herstellungsprozess des
Arraysubstrats gemäß der vorliegenden
Erfindung und einer Struktur zeigen, die zwischen der Metallleitung und
der Pixelelektrode Kontakt herstellt.
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Wie
in 6a gezeigt, werden eine Metallsperrschicht 203 und
eine Metallschicht 205 auf dem transparenten Substrat 201 abgeschieden.
Die Metallsperrschicht 203 wird aus der Molybdänlegierung hergestellt,
wobei eines aus der Gruppe bestehend aus Titan (Ti), Tantal (Ta),
Chrom (Cr), Nickel (Ni), Indium (In) und Aluminium (Al) gewählt werden
kann. Außerdem
wird die Metallschicht 205 aus einem Material gebildet,
das aus der Gruppe von leitfähigen Metallen
bestehend aus Aluminium (Al), einer Aluminiumlegierung (AlNd), Chrom
(Cr), Wolfram (W), Molybdän
(Mo) und Kupfer (Cu) gewählt
wird.
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Danach
werden die Metallschicht 205 und die Metallsperrschicht 203 gemäß 6b geätzt und eine
Metallleitung 205a und eine Metallsperrschichtstruktur 203a werden
ausgebildet. Beim Ausbilden der Metallleitung 205a bestehend
aus Kupfer (Cu) und der Metallsperrschichtstruktur 203a wird hierbei
ein Bereich einer Seite der Metallsperrschichtstruktur 203a nicht
perfekt geätzt
und bleibt teilweise bestehen, weil das Molybdän-Titan (MoTi) langsamer als
das die Metallleitung 205a bildende Kupfer (Cu) geätzt wird.
Und die Metallleitung 205a kann als die Kupferleitung des
Gatekontaktflecks, des Datenkontaktflecks, des Kontaktflecks des
Treiberschaltkreises, des GIPs oder als die Metallleitung des ESD
verwendet werden.
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Danach
werden gemäß 6c eine
Gateisolierschicht 207 und eine Passivierungsschicht 215 auf
dem Substrat mit der Metallleitung 205a und der Metallsperrschichtstruktur 203a abgeschieden.
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Anschließend werden
gemäß 6d die Passivierungsschicht 215 und
die Gateisolierschicht 207 geätzt und ein Kontaktloch 217 wird
ausgebildet, das Bereiche der Metallleitung 205a, der Metallsperrschichtstruktur 203a und
des Substrats 201 freiliegt.
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Daraufhin
wird gemäß 6e eine
leitfähige Schicht 223 auf
der Passivierungsschicht 215 mit dem Kontaktloch 217 abgeschieden.
Hierfür
kann ein leitfähiges
Material für
die leitfähige
Schicht 223 aus ITO, AZO, ZnO, IZO, anderen transparenten
Metallmaterialien oder einer Molybdän-Titan (MoTi) Legierung gewählt werden.
Die leitfähige
Schicht 223 steht mit der Metallleitung 205a und
der Metallsperrschichtstruktur 203a in Kontakt.
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Danach
wird gemäß 6f die
leitfähige Schicht 223 geätzt und
eine leitfähige
Schichtstruktur 223a wird ausgebildet. Hierbei kann die
leitfähige Schichtstruktur 223a als
Pixelelektrode verwendet werden. Und die leitfähige Schichtstruktur 223a kann auf
der oberen Seite der Passivierungsschicht 215 ausgebildet
werden und sich darüber
erstrecken.
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Da
Molybdän-Titan
(MoTi), das Kupfersperrmetall und die Pixelelektrode direkt miteinander
in Kontakt stehen, kann der Kontaktwiderstand zwischen der Kupferleitung,
die als die Metallleitung im Kontaktfleck des Treiberschaltkreises,
eines GIPs oder als Metallleitung des ESD verwendet wird, und der
Pixelelektrode dementsprechend verringert werden. Eine Dünnschichttransistoreigenschaft
wird verbessert und ein Kontaktwiderstand zwischen der Metallleitung
und der Pixelelektrode wird unter einer geringen Spannung verringert,
sodass ein Strom erhöht wird.
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Indessen
kann eine Struktur zur Verbindung zwischen einer Metallsperrschicht
und einer Pixelelektrode als die Struktur zur Verbindung zwischen
der Metallleitung, die im Kontaktfleck des Treiberschaltkreises,
im GIP oder als Metallleitung des ESD verwendet wird, und der Pixelelektrode
verwendet werden.
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Wie
soweit beschrieben, weisen das Arraysubstrat für eine Anzeigevorrichtung und
sein Herstellungsverfahren die folgenden Vorteile auf.
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Da
Molybdän-Titan
(MoTi), das Kupfersperrmetall und die Pixelelektrode im direkten
Kontakt miteinander stehen, um den Kontaktwiderstand zwischen der
Drain-Elektrode,
nämlich
der Kupferleitung, und der Pixelelektrode zu verringern, kann der Kontaktwiderstand
zwischen der Kupferleitung, die als die Metallleitung im Kontaktfleck
des Treiberschaltkreises, als GIP oder als Metallleitung des ESD verwendet
wird, und der Pixelelektrode verringert werden. Eine Dünnschichttransistoreigenschaft
wird verbessert und ein Kontaktwiderstand zwischen der Metallleitung
und der Pixelelektrode ist bei einer geringen Spannung verringert,
sodass ein Strom vergrößert wird.
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Daher
können
die TFT Ladungseigenschaften bei einer niedrigen Vds Spannung verbessert werden,
indem die ohmschen Kontakteigenschaften der Metallsperrschicht und
der Pixelelektrode verwendet werden. Auch kann es helfen, die lineare
Beweglichkeit zu verbessern, und so großen Einfluss auf die Produkteigenschaften
eines Modells zu nehmen, auf das eine Antwortzeit angewendet wird.
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Da
die vorliegende Erfindung in mehreren Formen ausgeführt werden
kann, ohne vom Gedanken oder von essenziellen Merkmalen davon abzuweichen,
sollte es auch offensichtlich sein, dass die oben beschriebenen
Ausführungsbeispiele
nicht durch irgendein Detail der vorausgehenden Beschreibung beschränkt werden,
außer
es ist anderweitig festgelegt, sondern sie sollten vielmehr breit
innerhalb des Gedankens und Bereichs ausgelegt werden, wie es in
den beigefügten
Ansprüchen
definiert wird. Daher sollen alle Änderungen und Abwandlungen,
die innerhalb des Schutzbereichs der Ansprüche oder in Äquivalente
von solchen Schutzbereichen fallen, von den beigefügten Ansprüchen abgedeckt
werden.