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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung
(LCD = liquid crystal display"),
und insbesondere ein Verfahren zum Herstellen der Flüssigkristallanzeigevorrichtung.
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Eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung (LCD-Vorrichtung)
wird auf Basis der optischen Anisotropie- und Polarisationseigenschaften
eines Flüssigkristallmaterials
angesteuert. Im allgemeinen weist die LCD-Vorrichtung zwei Substrate,
welche mit Abstand voneinander und einander gegenüberliegend
angeordnet sind, und eine zwischen den zwei Substraten eingefügte Flüssigkristallschicht
auf. Jedes der Substrate weist eine Elektrode auf, und die Elektroden
von jedem Substrat sind ebenfalls einander gegenüberliegend angeordnet. Eine
Spannung wird an jede Elektrode angelegt, und folglich wird ein elektrisches
Feld zwischen den Elektroden induziert. Die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle wird
mittels Variation der Intensität
oder der Richtung des elektrischen Feldes geändert. Die LCD-Vorrichtung zeigt
ein Bild mittels Variation des Licht-Transmissionsgrades gemäß der Anordnung
der Flüssigkristallmoleküle an.
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Eine Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigevorrichtung
(AMLCD = „active
matrix liquid crystal display"),
welche Dünnschichttransistoren
als Schaltvorrichtung für
eine Mehrzahl von Pixeln aufweist, ist aufgrund ihrer hohen Auflösung und
ihrer schnell bewegten Bilder weithin verwendet worden.
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Eine LCD-Vorrichtung gemäß dem Stand
der Technik wird nachfolgend detailliert unter Bezugnahme auf die
Abbildungen beschrieben.
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1 ist
eine schematische räumliche
Ansicht, in welcher eine LCD-Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik dargestellt
ist. In der LCD-Vorrichtung sind ein oberes Substrat 10 und
ein unteres Substrat 30 mit Abstand voneinander und einander gegenüberliegend
angeordnet, und eine Flüssigkristallschicht 50 ist
zwischen dem oberen Substrat 10 und dem unteren Substrat 30 eingefügt.
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Wenigstens eine Gateleitung 32 und
wenigstens eine Datenleitung 34 sind auf der Innenseite
des unteren Substrats 30 (d. h. der Seite, welche dem oberen
Substrat 10 zugewandt ist) ausgebildet. Die Gateleitung 32 und
die Datenleitung 34 kreuzen einander, so dass sie einen
Pixelbereich P definieren. Ein Dünnschichttransistor
T ist als Schaltelement an der Kreuzungsstelle der Gateleitung 32 und
der Datenleitung 34 ausgebildet. Obwohl in der Abbildung nicht
im Detail dargestellt, weist der Dünnschichttransistor T eine
Gateelektrode, eine Sourceelektrode, eine Drainelektrode und eine
aktive Schicht auf. Eine Mehrzahl solcher Dünnschichttransistoren T ist
in einer Matrixform so angeordnet, dass diese entsprechend anderen
Kreuzungsstellen von Gateleitungen und Datenleitungen angeordnet
sind. Eine Pixelelektrode 46, welche an den Dünnschichttransistor
T angeschlossen ist, ist in dem Pixelbereich P ausgebildet.
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Das obere Substrat 10 weist
eine schwarze Matrix 14, eine Farbfilterschicht 12 und
eine gemeinsame Elektrode 16 aufeinanderfolgend auf der
Innenseite (d. h. der Seite, welche dem unteren Substrat 30 zugewandt
ist) auf. Die Farbfilterschicht 12 reflektiert Licht in
einem spezifischen Wellenlängenbereich
und weist drei Subfarbfilter roter (R), grüner (G) und blauer (B) Farbe
auf. Die schwarze Matrix 14 ist zwischen den Subfarbfiltern
angeordnet und blockiert Licht in einem Bereich, wo die Flüssigkristallmoleküle nicht
gesteuert werden. Jedes Subfarbfilter der Farbfilterschicht 12 ist
entsprechend der Pixelelektrode 46 an dem Pixelbereich
P angeordnet.
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Ein oberer Polarisator 52 und
ein unterer Polarisator 54, von denen jeder ein linearer
Polarisator sein kann, welcher nur für Licht durchlässig ist,
welches zu seiner Lichttransmissionsachse linear polarisiert ist,
sind jeweils über
den Außenflächen des
oberen Substrats 10 bzw. des unteren Substrats 30 angeordnet.
Zusätzlich
ist eine Hintergrundbeleuchtungseinrichtung als Lichtquelle über der
Außenfläche des
unteren Polarisators 54 angeordnet.
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Das untere Substrat 30,
welcher die Dünnschichttransistoren
T und die Pixelelektroden 46 in Matrixform angeordnet aufweist,
kann wie üblich
als ein Matrixsubstrat bezeichnet werden.
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2 zeigt
eine Draufsicht eines Matrixsubstrats einer LCD-Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik. Gemäß 2 ist eine Gateleitung 64 in
einer ersten Richtung ausgebildet, und eine Datenleitung 78 ist
in einer zweiten Richtung ausgebildet, welche die erste Richtung
kreuzt. Die Gateleitung 64 und die Datenleitung 78 kreuzen
einander und definieren einen Pixelbereich P. Ein Dünnschichttransistor
T ist als Schaltelement an der Kreuzungsstelle der Gateleitung 64 und
der Datenleitung 78 ausgebildet. Eine Pixelelektrode 94 ist
in dem Pixelbereich P ausgebildet. Der Dünnschichttransistor T weist
eine Gateelektrode 62, welche an die Gateleitung 64 angeschlossen
ist und Abtastsignale empfängt,
eine Sourceelektrode 74, welche an die Datenleitung 78 angeschlossen
ist und Datensignale empfängt,
und eine Drainelektrode 76, welche mit Abstand von der
Sourceelektrode 74 angeordnet ist, auf. Der Dünnschichttransistor
T weist ferner eine aktive Schicht 72 zwischen der Gateelektrode 62 und
der Sourceelektrode 74 und der Drainelektrode 76 auf.
Die Pixelelektrode 94 ist an den Dünnschichttransistor T mittels
Kontaktierung an die Drainelektrode 76 angeschlossen.
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Eine metallische Struktur 88 von
inselförmiger
Geometrie überlappt
die Gateleitung 64. Die metallische Struktur 88 ist
aus dem gleichen Material wie die Datenleitung 78 hergestellt.
Die Pixelelektrode 94 überlappt
ebenfalls die Gateleitung 64 und ist an die metallische
Struktur 88 angeschlossen. Folglich bilden die Gateleitung 64 und
die metallische Struktur 88 einen Speicherkondensator CST mit einer dazwischen angeordneten (nicht
gezeigten) isolierenden Schicht, wobei die überlappte Gateleitung 64 als
eine erste Elektrode des Speicherkondensators CST und die
metallische Struktur 88 als eine zweite Elektrode des Speicherkondensators
CS
T dient.
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Zusätzlich ist ein Gateanschluss 68 an
einem Ende der Gateleitung 64 ausgebildet, und ein Datenanschluss 82 ist
an einem Ende der Datenleitung 78 ausgebildet. Eine Gateanschlussstelle 96 und
eine Datenanschlussstelle 98, welche eine inselförmige Geometrie
aufweisen und aus dem gleichen Material wie die Pixelelektrode 94 hergestellt
sind, überlappen den
Gateanschluss 68 bzw. den Datenanschluss 82.
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3A bis 3E, 4A bis 4E und 5A bis 5E sind Querschnittsansichten zur Darstellung
eines Verfahrens zur Herstellung eines Matrixsubstrats gemäß dem Stand
der Technik. 3A bis 3E entsprechen Querschnitten
entlang der Linie III-III' aus 2, 4A bis 4E entsprechen
Querschnitten entlang der Linie IV-IV' aus 2 und 5A bis 5E entsprechen Querschnitten entlang
der Linie v-v' aus 2.
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Wie in 3A, 4A und 5A dargestellt ist, werden eine Gateleitung 64,
eine Gateelektrode 62 und ein Gateanschluss 68 auf
einem transparenten isolierenden Substrat 60 ausgebildet,
indem eine erste metallische Schicht abgeschieden wird und die erste
metallische Schicht mittels eines ersten Maskenprozesses strukturiert
wird, welcher ein Photolithographieprozess ist, bei dem ein Photoresist
und eine Maske verwendet werden. Obwohl es in den Abbildungen nicht
gezeigt ist, erstreckt sich die Gateelektrode 62 von der
Gateleitung 64, und der Gateanschluss 68 ist an
einem Ende der Gateleitung 64 angeordnet.
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Wie in 3B, 4B und 5B dargestellt ist, werden eine erste
isolierende Schicht, eine Schicht aus amorphem Silizium und eine
Schicht aus dotiertem amorphem Silizium aufeinanderfolgend auf dem Substrat 60 abgeschieden,
welches die Gateleitung 64, die Gateelektrode 62 und
den Gateanschluss 68 hierauf aufweist, und die Schicht
aus dotiertem amorphem Silizium und die Schicht aus amorphem Silizium
werden mittels eines zweiten Maskenprozesses strukturiert. Folglich
wird eine Struktur 73a aus dotiertem amorphem Silizium
und eine aktive Schicht 72 über der Gateelektrode 62 ausgebildet.
Die erste isolierende Schicht dient als eine Gateisolationsschicht 70.
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Wie in 3C, 4C und 5C dargestellt ist, werden eine Datenleitung 78,
eine Sourceelektrode 74, eine Drainelektrode 76,
eine metallische Struktur 80 und ein Datenanschluss 82 auf
dem Substrat 60 ausgebildet, welche die Schicht 73a aus
dotiertem amorphem Silizium von 3B und
die aktive Schicht 72 hierauf aufweist, indem eine zweite
metallische Schicht abgeschieden wird und diese im Laufe eines dritten
Maskenprozesses strukturiert wird. Die Sourceelektrode 74 und
die Drainelektrode 76 werden über der aktiven Schicht 72 mit
Abstand voneinander aufgebracht. Die metallische Struktur 80 überlappt
partiell die Gateleitung 64. Obwohl es in den Abbildungen
nicht gezeigt ist, kreuzt die Datenleitung 78 die Gateleitung 64,
und der Datenanschluss 82 ist an einem Ende der Datenleitung 78 angeordnet.
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Als nächstes wird die Schicht 73a aus
dotiertem amorphem Silizium von 3B,
welche zwischen der Sourceelektrode 74 und der Drainelektrode 76 freigelegt
ist, entfernt. Folglich wird eine ohmsche Kontaktschicht 73 fertiggestellt
und die aktive Schicht 72 wird freigelegt. Ein freigelegter
Abschnitt der aktiven Schicht 72 wird ein Kanal "ch" eines Dünnschichttransistors
T, welcher die Gateelektrode 62, die Sourceelektrode 74,
die Drainelektrode 76 und die aktive Schicht 72 aufweist.
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Wie in 3D, 4D und 5D dargestellt ist, wird eine zweite
isolierende Schicht auf dem Substrat 60 ausgebildet, welche
den Dünnschichttransistor
T hierauf aufweist, und wird mit der Gateisolationsschicht 70 im
Laufe eines vierten Maskenprozesses strukturiert, wodurch eine Passivierungsschicht 84, welche
ein Drainkontaktloch 86, ein Kondensatorkontaktloch 88,
ein Gateanschlusskontaktloch 90 und ein Datenanschlusskontaktloch 92 aufweist,
ausgebildet wird. Das Drainkontaktloch 86, das Kondensatorkontaktloch 88,
das Gateanschlusskontaktloch 90 und das Datenanschlusskontaktloch 92 legen
die Drainelektrode 76, die metallische Struktur 80,
den Gateanschluss 68 bzw. den Datenanschluss 82 frei.
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Als nächstes werden, wie in 3E, 4E und 5E dargestellt
ist, eine Pixelelektrode 94, eine Gateanschlussstelle 96 und
eine Datenanschlussstelle 98 auf der Passivierungsschicht 84 ausgebildet,
indem ein transparentes leitfähiges
Material aufgebracht wird und das transparente leitfähige Material
im Laufe eines fünften
Maskenprozesses strukturiert wird. Die Pixelelektrode 94 wird
nicht nur an die Drainelektrode 76 über das Drainkontaktloch 86, sondern
auch an die metallische Struktur 80 über das Kondensatorkontaktloch 88 angeschlossen.
Die Gatenanschlussstelle 96 wird an den Gateanschluss 68 über das
Gateanschlusskontaktloch 90 angeschlossen, und die Datenanschlussstelle 98 wird
an den Datenanschluss 82 durch das Datenanschlusskontaktloch 92 angeschlossen.
Die Pixelelektrode 94 wird in dem Pixelbereich P ausgebildet.
Die Gateleitung 64 und die metallische Struktur 80,
welche einander überlappen,
bilden einen Speicherkondensator CS
T mit der Gateisolationsschicht 70,
welche zwischen der Gateleitung 64 und der metallischen
Struktur 80 eingefügt
ist.
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Das Matrixsubstrat wird mittels eines Fünf-Masken-Prozesses
hergestellt, und der Maskenprozess weist mehrere Schritte der Reinigung, Beschichtung
mit einer Photoresistschicht, Freilegung durch eine Maske, Entwicklung
der Photoresistschicht und des Ätzens
auf. Daher können
Herstellungszeit, -kosten und -ausschuss verringert werden, indem
die Anzahl der Photolithographieprozesse reduziert wird.
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Dementsprechend betrifft die vorliegende
Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung,
bei dem im wesentlichen eines oder mehrere Probleme aufgrund der
Beschränkungen
und Nachteile des Standes der Technik vermieden werden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird ein Verfahren zum Herstellen einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung
bereitgestellt, bei welchem die Produktivität infolge kürzerer Prozesse und geringerer
Kosten erhöht
wird.
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Weitere Merkmale und Vorteile der
Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung dargelegt und
aus der Beschreibung oder der Ausführung der Erfindung deutlich.
Diese und weitere Vorteile der Erfindung werden mittels des Aufbaus
realisiert und erreicht, wie er insbesondere in der Beschreibung und
den Patentansprüchen
sowie den beigefügten Abbildungen
dargelegt ist.
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Um diese und weitere Vorteile zu
erreichen und gemäß dem Ziel
der vorliegenden Erfindung, wie sie ausgeführt und umfassend beschrieben
ist, weist ein Verfahren zum Herstellen einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung
folgende Schritte auf: Ausbilden einer Gateleitung, eines Gateanschlusses
und einer Gateelektrode auf einem ersten Substrat im Laufe eines
ersten Maskenprozesses; Ausbilden einer Datenleitung, eines Datenanschlusses,
einer Sourceelektrode, einer Drainelektrode und einer aktiven Schicht
auf dem ersten Substrat, welches die Gateleitung, den Gateanschluss
und die Gateelektrode aufweist, im Laufe eines zweiten Maskenprozesses; Ausbilden
einer Pixelelektrode und einer Datenanschlussstelle auf dem ersten
Substrat, welches die Datenleitung, den Datenanschluss, die Sourceelektrode
und die Drainelektrode aufweist, im Laufe eines dritten Maskenprozesses;
Ausbilden einer Passivierungsschicht auf der gesamten Oberfläche des
ersten Substrats, welches die Pixelelektrode und die Datenanschlussstelle
aufweist; Aneinanderfügen
des ersten Substrats, welches die Passivierungsschicht aufweist,
mit einem zweiten Substrat, wobei ein Gateanschlussabschnitt, welcher
den Gateanschluss aufweist, und ein Datenanschlussabschnitt, welcher den
Datenanschluss aufweist, von dem zweiten Substrat freigelegt werden;
Zuführen
eines Flüssigkristallmaterials
in eine Lücke
zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat; und Entfernen
der Passivierungsschicht in dem Gateanschlussabschnitt und dem Datenanschlussabschnitt,
welche von dem zweiten Substrat freigelegt sind.
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Gemäß einem anderen Aspekt der
vorliegenden Erfindung weist ein Verfahren zum Herstellen einer
Flüssigkristallanzeigevorrichtung
folgende Schritte auf: Ausbilden einer Gateleitung, eines Gateanschlusses
und einer Gateelektrode auf einem ersten Substrat im Verlauf eines
ersten Maskenprozesses; Ausbilden einer Datenleitung, eines Datenanschlusses,
einer Source-/Drain-Struktur und einer aktiven Schicht auf dem ersten
Substrat, welches die Gateleitung, den Gateanschluss und die Gateelektrode
aufweist, im Laufe eines zweiten Maskenprozesses; Ausbilden einer
Pixelelektrode, einer Datenpufferstruktur und einer Datenanschlussstelle
auf dem ersten Substrat, welches die Datenleitung, den Datenanschluss
und die Source-/Drain-Struktur
aufweist, im Verlauf eines dritten Maskenprozesses, und Strukturieren
der Source-/Drain-Struktur unter Verwendung der Pixelelektrode und
der Datenpufferstruktur als Maske, wodurch eine Sourceelektrode und
eine Drainelektrode ausgebildet werden; Ausbilden einer Passivierungsschicht
auf der gesamten Oberfläche
des ersten Substrats, welches die Pixelelektrode, die Datenpufferstruktur
und die Datenanschlussstelle aufweist; Aneinanderfügen des
ersten Substrats, welches die Passivierungsschicht aufweist, mit
einem zweiten Substrat, wobei ein Gateanschlussabschnitt, welcher
den Gateanschluss aufweist, und ein Datenanschlussabschnitt, welcher
den Datenanschluss aufweist, von dem zweiten Substrat freigelegt
werden; Zuführen
eines Flüssigkristallmaterials
in eine Lücke
zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat; und Entfernen
der Passivierungsschicht in dem Gateabschnitt und dem Anschlussabschnitt,
welche von dem zweiten Substrat freigelegt werden.
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Es versteht sich, dass sowohl die
obige allgemeine Beschreibung als auch die nachfolgende detaillierte
Beschreibung beispielhaft sind und zur Erläuterung dienen und eine weitere
Erläuterung
der beanspruchten Erfindung geben sollen.
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Die beigefügten Abbildungen, welche ein weitergehendes
Verständnis
der Erfindung liefern sollen und einen Teil der Beschreibung bilden,
stellen Ausführungsformen
der Erfindung dar und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu,
die Prinzipien der Erfindung zu erläutern.
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Es zeigen:
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1 eine
schematische räumliche
Ansicht, in welcher eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung (LCD-Vorrichtung)
gemäß dem Stand
der Technik dargestellt ist;
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2 eine
Draufsicht eines Matrixsubstrats für eine LCD-Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik;
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3A bis 3E, 4A bis 4E und 5A bis 5E Querschnittsansichten zur Darstellung
eines Verfahrens zur Herstellung eines Matrixsubstrats gemäß dem Stand
der Technik;
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6A bis 6C Drauf sichten zur Darstellung eines
Verfahrens zur Herstellung eines Matrixsubstrats gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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7A bis 7H, 8A bis 8H und 9A bis 9H Querschnittsansichten zur Darstellung
des Verfahrens zur Herstellung des Matrixsubstrats gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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10 eine
schematische Ansicht zur Darstellung eines Anschlussöffnungsprozesses
bei einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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11A und 11B Querschnittsansichten
von Anschlussabschnitten nach dem Prozess von 10;
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12A bis 12D, 13A bis 13D und 14A bis 14D Querschnittsansichten zur Darstellung
eines Verfahrens zur Herstellung eines Matrixsubstrats für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung (LCD-Vorrichtung)
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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15 eine
Draufsicht eines Matrixsubstrats gemäß einer dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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16, 17 und 18 Querschnittsansichten gemäß den Linien
XVI-XVI', XVII-XVII' bzw. XVIII-XVIII' aus 15;
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19 eine
Draufsicht eines Matrixsubstrats gemäß einer vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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20A bis 20C, 21A bis 21C und 22A bis 22C Querschnittsansichten zur Darstellung
eines Verfahrens zur Herstellung der Matrixsubstratvorrichtung gemäß der vierten
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
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23A bis 23F, 24A bis 24F und 25A bis 25F Querschnittsansichten zur Darstellung
eines Verfahrens zur Herstellung eines Matrixsubstrats gemäß einer
fünften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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26A bis 26C, 27A bis 27C und 28A bis 28C Querschnittsansichten zur Darstellung
eines Verfahrens zur Herstellung eines Matrixsubstrats gemäß einer
sechsten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
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29A bis 29F, 30A bis 30F und 31A bis 31F Querschnittsansichten zur Darstellung
eines Verfahrens zur Herstellung eines Matrixsubstrats gemäß einer
siebten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; und
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32A bis 32G, 33A bis 33G und 34A bis 34G Querschnittsansichten zur Darstellung
eines Verfahrens zur Herstellung eines Matrixsubstrats gemäß einer
achten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Nun wird im Detail auf Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung Bezug genommen, welche in den beigefügten Abbildungen
dargestellt sind.
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6A bis 6C, 7A bis 7H, 8A bis 8H und 9A bis 9H stellen ein Verfahren
zur Herstellung eines Matrixsubstrats für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung
(LCD-Vorrichtung) gemäß einer ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dar. 6A bis 6C sind Draufsichten zur
Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung des Matrixsubstrats gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 7A bis 7H, 8A bis 8H und 9A bis 9H sind Querschnittsansichten zur Darstellung des
Verfahrens zur Herstellung des Matrixsubstrats gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Gemäß 6A, 7A, 8A und 9A werden eine Gateleitung 112,
eine Gateelektrode 114 und ein Gateanschluss 116 auf
einem Substrat 110 ausgebildet, indem eine erste metallische
Schicht abgeschieden wird und diese mittels eines ersten Maskenprozesses
strukturiert wird. Die Gateleitung 112 wird in einer ersten
Richtung ausgebildet, und die Gateelektrode 114 wird so
ausgebildet, dass sie sich von der Gateleitung 112 aus
erstreckt. Der Gateanschluss 116 wird an einem Ende der
Gateleitung 112 angeordnet. Ein Teil der Gateleitung 112 dient
als eine Elektrode eines Speicherkondensators.
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Die erste metallische Schicht weist
eine Doppelschichtstruktur auf. Eine untere Schicht der ersten metallischen
Schicht wird aus einem Material mit einem relativ niedrigen Widerstand
gebildet, wie etwa Aluminium-Neodym
(AlNd), und eine obere Schicht der ersten metallischen Schicht wird
aus einem transparenten leitfähigen
Material, wie etwa Indium-Zinn-Oxid (ITO = „indium tin Oxide") gebildet. Daher
weisen die Gateleitung 112, die Gateelektrode 114 und
der Gateanschluss 116 jeweils eine erste Schicht 112a, 114a bzw. 116a und
eine zweite Schicht 112b, 114b bzw. 116b auf.
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Als nächstes werden, wie in 6B, 7B bis 7E, 8B bis 8E und 9B bis 9E dargestellt ist, eine
aktive Schicht 132, eine Datenleitung 144, eine
Sourceelektrode 134, eine Drainelektrode 136, eine
Kondensatorelektrode 138 und ein Datenanschluss 140 im
Laufe eines zweiten Maskenprozesses ausgebildet.
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Der zweite Maskenprozess wird nachfolgend unter
Bezugnahme auf die Abbildungen detailliert beschrieben.
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Als erstes werden, wie in 7B, 8B und 9B dargestellt
ist, eine Gateisolationsschicht 120, eine Schicht 122 aus
amorphem Silizium, eine Schicht 123 aus dotiertem amorphem
Silizium und eine zweite metallische Schicht 124 aufeinanderfolgend
auf dem Substrat 110 aufgebracht, welches die Gateleitung 112,
die Gateelektrode 114 und den Gateanschluss 116 hierauf
aufweist.
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Als nächstes wird eine Photoresistschicht auf
der zweiten Metallschicht 124 schichtweise aufgebracht,
belichtet und entwickelt, wodurch eine erste Photoresiststruktur 126a,
eine zweite Photoresiststruktur 126b, eine dritte Photoresiststruktur 126c und
eine vierte Photoresiststruktur 126d gebildet werden. Die
erste Photoresiststruktur 126a wird entsprechend der Gateelektrode 114 angeordnet,
die zweite Photoresiststruktur 126b wird entsprechend der
Gateleitung 112 angeordnet, die dritte Photoresiststruktur 126c wird entsprechend
einem Datenanschluss, welcher später
gebildet wird, angeordnet, und die vierte Photoresiststruktur 126d wird
entsprechend dem Gateanschluss 116 angeordnet. Obwohl es
in den Abbildungen nicht gezeigt ist, werden die erste Photoresiststruktur 126a und
die dritte Photoresiststruktur 126c aneinander angeschlossen.
Dies bedeutet, dass die dritte Photoresiststruktur 126c an einem
Ende der ersten Photoresiststruktur 126a angeordnet wird.
Die erste Photoresiststruktur 126a bedeckt die Gateelektrode 114 und
weist einen Abschnitt erster Dicke und einen Abschnitt zweiter Dicke
auf, wobei der Abschnitt zweiter Dicke dünner als der Abschnitt erster
Dicke ist und entsprechend dem mittleren Abschnitt der Gateelektrode 114 aufgrund der
Streubelichtung angeordnet ist. Die zweite Photoresiststruktur 126b,
die dritte Photoresiststruktur 126c und die vierte Photoresiststruktur 126d weisen die
gleiche Dicke wie der Abschnitt erster Dicke der ersten Photoresiststruktur 126a auf.
Die vierte Photoresiststruktur 126d weist auch eine Öffnung 128 auf, die
entsprechend dem mittleren Abschnitt des Gateanschlusses 116 angeordnet
ist.
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Bei der Beugungsbelichtung wird eine
Halbtonmaske oder eine Schlitzmaske verwendet, und folglich wird
ein erwartungsgemäßer Abschnitt
der Photoresistschicht selektiv dünner als die anderen Abschnitte
ohne einen zusätzlichen
Maskenprozess ausgebildet.
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Wie in 7C, 8C und 9C dargestellt ist, werden die zweite
metallische Schicht 124, die Schicht 123 aus dotiertem
amorphem Silizium und die Schicht 122 aus amorphem Silizium
unter Verwendung der ersten Photoresiststruktur 126a, der zweiten
Photoresiststruktur 126b, der dritten Photoresiststruktur 126c und
der vierten Photoresiststruktur
126d strukturiert, und
folglich werden eine Datenleitung 144, eine Source/-Drainstruktur 131,
eine Kondensatorelektrode 138, ein Datenanschluss 140, eine
Struktur 130 aus dotiertem amorphem Silizium, eine aktive
Schicht 132 und eine Gateanschlusspufferstruktur 142 ausgebildet.
Zu diesem Zeitpunkt existieren Schichten 122a, 122b und 122c aus
amorphem Silizium und Schichten 123a, 123b und 123c aus
dotiertem amorphem Silizium unter der Datenleitung 144,
dem Datenanschluss 140, der Kondensatorelektrode 138 und
der Gateanschlusspufferstruktur 142. Die Gateanschlusspufferstruktur 142 weist ein
Loch 143 durch die Schicht 123c aus dotiertem amorphem
Silizium und die Schicht 122c aus amorphem Silizium auf.
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Wie in 7d, 8d und 9d dargestellt ist, wird der Abschnitt
zweiter Dicke d1 der ersten Photoresiststruktur 126a von 7C im Laufe eines Veraschungsprozesses
entfernt, und der mittlere Abschnitt der Source-/Drain-Struktur
131 von 7C, welcher
von der ersten Photoresiststruktur 126a freigelegt wird,
wird entfernt, wodurch eine Sourceelektrode 134 und eine
Drainelektrode 136 gebildet werden. Die Sourceelektrode 134 und
die Drainelektrode 136 bilden einen Dünnschichttransistor T mit der
Gateelektrode 114. Hierbei werden die erste Photoresiststruktur 126a,
die zweite Photoresiststruktur 126b, die dritte Photoresiststruktur 126c und
die vierte Photoresiststruktur 126d, welche die erste Dicke aufweisen,
ebenfalls partiell entfernt, und die erste Photoresiststruktur 126a,
die zweite Photoresiststruktur 126b, die dritte Photoresiststruktur 126c und die
vierte Photoresiststruktur 126d werden verdünnt.
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Als nächstes werden, wie in 7E, 8E und 9E dargestellt
ist, die verbleibenden Photoresiststrukturen 126a, 126b, 126c und 126d aus 7D, 8D und 9D entfernt.
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Die Datenleitung 144 wird
in einer zweiten Richtung ausgebildet und kreuzt die Gateleitung 112, so
dass ein Pixelbereich P definiert wird. Der Datenanschluss 140 ist
an einem Ende der Datenleitung 144 angeordnet. Die Sourceelektrode 134 wird
an die Datenleitung 144 angeschlossen, und die Drainelektrode 136 wird
mit Abstand von der Sourceelektrode 134 über der
Gateelektrode 114 angeordnet. Die Kondensatorelektrode 138 überlappt
die Gateleitung 112. Die Gateanschlusspufferstruktur 142 überdeckt den
Gateanschluss 116 und weist das Loch 143 entsprechend
dem mittleren Abschnitt des Gateanschlusses 116 auf, wie
oben ausgeführt
wurde. Die Gateanschlusspufferstruktur 142 bedeckt vorzugsweise
Ränder
des Gateanschlusses 116, um zu verhindern, dass der Gateanschluss 116 von
einem Ätzmittel
während
eines Prozesses zum Öffnen
des Gateanschlusses 116 später beschädigt wird. Wenn der Gateanschluss 116 dem Ätzmittel
ausgesetzt wird, kann der Gateanschluss 116 schlechte Kontaktierungseigenschaften
zu dem Substrat 110 aufweisen. Allerdings kann die Gateanschlusspufferstruktur 142 bei
einfachen Prozessen weggelassen werden.
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Wie in 6C, 7F bis 7H, 8F bis 8H und 9F bis 9H dargestellt
ist, werden eine Pixelelektrode 146, eine Gateanschlussstelle 142 und eine
Datenanschlussstelle 148 im Laufe eines dritten Maskenprozesses
ausgebildet, und anschließend wird
eine Passivierungsschicht 150 ausgebildet.
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Der dritte Maskenprozess wird nachfolgend detailliert
unter Bezugnahme auf die Abbildungen beschrieben.
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Gemäß 7F, 8F und 9F werden eine Pixelelektrode 146,
eine Datenpufferstruktur 145 und eine Datenanschlussstelle 148 auf
dem Substrat 110 ausgebildet, welches die Datenleitung 144,
die Sourceelektrode 134, die Drainelektrode 136,
die Kondensatorelektrode 138, den Datenanschluss 140 und die
Gateanschlusspufferstruktur 142 hierauf aufweist, indem
ein transparentes leitfähiges
Material abgeschieden und im Laufe eines dritten Maskenprozesses
strukturiert wird. Die Pixelelektrode 146 wird in dem Pixelbereich
P abgeschieden. Die Pixelelektrode 146 kontaktiert die
Drainelektrode 136 und die Kondensatorelektrode 138 und
bedeckt diese. Die Datenpufferstruktur 145 bedeckt die
Datenleitung 144 und die Sourceelektrode 134,
und die Datenanschlussstelle 148 bedeckt den Datenanschluss 140. Die
Datenanschlussstelle 148 ist an die Datenpufferstruktur 145 angeschlossen.
Hierbei können
die Datenleitung 144, die Sourceelektrode 134,
die Drainelektrode 136, die Kondensatorelektrode 138 und
der Datenanschluss 140 beschädigt werden, da das transparente
leitfähige
Material direkt hierauf ausgebildet ist. Folglich schützt die
Datenpufferstruktur 145 die Datenleitung 144 und
die Sourceelektrode 134 während des dritten Maskenprozesses.
Die Pufferstruktur 145 kann weggelassen werden, wenn die Datenleitung 144,
die Sourceelektrode 134, die Drainelektrode 136,
die Kondensatorelektrode 138 und der Datenanschluss 140 nicht
beschädigt
werden können.
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Wie in 7G, 8G und 9G dargestellt ist, wird die Struktur 130 aus
dotiertem amorphem Silizium von 7F,
welche zwischen der Sourceelektrode 134 und der Drainelektrode 136 freigelegt
ist, entfernt. Folglich wird eine ohmsche Kontaktschicht 133 fertiggestellt,
und die aktive Schicht 132 wird freigelegt. Zu diesem Zeitpunkt
kann die aktive Schicht 132 partiell geätzt werden. Die freigelegte
aktive Schicht 132 wird ein Kanal "ch" des
Dünnschichttransistors
T. Ebenso wird der Kanal "ch" vorzugsweise nach
dem Ausbilden der Pixelelektrode 146 ausgebildet, da der Kanal "ch" während des
dritten Maskenprozesses beschädigt
werden kann, wenn der Kanal "ch" vor der Pixelelektrode 146 ausgebildet
wird.
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Wie oben ausgeführt, kontaktiert die Pixelelektrode 146 die
Kondensatorelektrode 138, und die Kondensatorelektrode 138 überlappt
die Gateleitung 112, so dass ein Speicherkondensator CS
T ausgebildet wird.
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Als nächstes wird, wie in 7H, 8H und 9H dargestellt
ist, eine Passivierungsschicht 150 auf einer gesamten Fläche des
Substrats 110 ausgebildet, wo die Pixelelektrode 146,
die Datenpufferstruktur 145 und die Datenanschlussstelle 148 ausgebildet sind,
indem ein isolierendes Material abgeschieden oder schichtweise aufgebracht
wird. Das isolierende Material weist vorzugsweise Silizium auf und
kann aus den Materialien Siliziumnitrid (SiNx) und Siliziumoxid
(SiOx) ausgewählt
werden. Hierbei kann die Passivierungsschicht 150 weggelassen
werden und eine Ausrichtungsschicht, welche auf der Oberseite des
Substrats 110 gebildet ist und Flüssigkristallmoleküle anordnet,
kann als die Passivierungsschicht dienen.
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Der Gateanschluss und der Datenanschluss werden
nach dem Ausbilden eines Flüssigkristallpaneels,
einschließlich
dem Aneinanderfügen
des Matrixsubstrats und eines Farbfiltersubstrats und Zuführen von
Flüssigkristallmaterial
in eine Lücke
zwischen dem Matrixsubstrat und dem Farbfiltersubstrat, geöffnet. Das
Zuführen
von Flüssigkristallmaterial
in die Lücke
zwischen dem Matrixsubstrat und dem Farbfiltersubstrat beinhaltet
ein Einspritzen oder Einbringen des Flüssigkristalls.
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10 zeigt
einen Prozess zum Öffnen
von Anschlussabschnitten einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung. Gemäß 10 besitzt ein Flüssigkristallpaneel 160, welches
ein erstes Substrat 162 und ein zweites Substrat 164 aufweist,
einen Anzeige-Bereich A und einen Nichtanzeige-Bereich B. Das erste
Substrat 162 kann ein Matrixsubstrat sein und kann einen
Gateanschlussabschnitt B1 und einen Datenanschlussabschnitt B2 in
dem Nichtanzeige-Bereich B aufweisen. Das zweite Substrat 164,
welches ein Farbfiltersubstrat sein kann, ist kleiner als das erste
Substrat 162, so dass die Anschlussabschnitte B1 und B2
freigelegt werden. Gateanschlüsse
in dem Gateanschlussabschnitt B1 und Datenanschlüsse in dem Datenanschlussabschnitt
B2 können
die gleichen Strukturen wie bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform
aufweisen. Obwohl es in der Abbildung nicht gezeigt ist, wird eine
Dichtungsstruktur zwischen dem ersten Substrat 162 und
dem zweiten Substrat 164 ausgebildet, welche den Anzeige-Bereich
A umschließt.
Außerdem
wird eine Flüssigkristallschicht
in die Dichtungsstruktur zwischen dem ersten Substrat 162 und
dem zweiten Substrat 164 eingefügt.
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Der Gateanschlussabschnitt B1 des
Flüssigkristallpaneels 160 wird
in ein Ätzmittel 170 in
einem Behälter 172 eingetaucht,
und anschließend
wird der Datenanschlussabschnitt B2 eingetaucht. Das Ätzmittel 170 entfernt
selektiv nur isolierende Materialien. Folglich wird eine (nicht
gezeigte) isolierende Schicht in dem Gateanschlussabschnitt B1 und
dem Datenanschlussabschnitt B2, welche die Passivierungsschicht 150 der
ersten Ausführungsform
sein kann, entfernt. Hierbei weist die isolierende Schicht Silizium
auf, und das Ätzmittel
kann Flusssäure
(HF) aufweisen. Anstelle dieses Nassätzverfahrens unter Verwendung
des Ätzmittels
kann die isolierende Schicht mittels eines Trockenätzverfahrens
unter Verwendung eines Plasmas oder mittels eines Verfahrens unter
Verwendung eines Lasers entfernt werden.
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11A und 11B zeigen Querschnitte der Anschlussabschnitte
nach dem Prozess von 10, und
entsprechen dem nächsten
Schritt von 8H bzw. 9H.
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Gemäß 11A werden die Gateisolationsschicht 120,
die Schicht 122a aus amorphem Silizium, die Schicht 123a aus
dotiertem amorphem Silizium, der Datenanschluss 140 und
die Datenanschlussstelle 148 auf dem Substrat 110 ausgebildet, und
die Passivierungsschicht 150 von 8H wird im Laufe des Prozesses aus 10 entfernt, wodurch die
Datenanschlussstelle 148 freigelegt wird. Während des
Prozesses von 10 dient
die Datenanschlussstelle 148 als Ätzmaske, und die Gateisolationsschicht 120,
welche von der Datenanschlussstelle 148 freigelegt wird,
wird ebenfalls entfernt.
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Gemäß 11B wird der Gateanschluss 116,
welcher die erste Schicht 116a und die zweite Schicht 116b aufweist,
auf dem Substrat 110 ausgebildet, und die Gateisolationsschicht 120 bedeckt
den Gateanschluss 116. Die Schicht 122c aus amorphem Silizium,
die Schicht 123c aus dotiertem amorphem Silizium und die
Gateanschlusspufferstruktur 142 werden auf der Gateisolationsschicht 120 ausgebildet.
Die Passivierungsschicht 150 von 9H wird mit der Gateisolationsschicht 120 während des
Prozesses aus 10 entfernt,
und folglich werden die Gateanschlusspufferstruktur 142 und
der Gateanschluss 116 freigelegt. Hierbei wird die zweite
Schicht 116b des Gateanschlusses 116, welche aus
einem transparenten leitfähigen
Material hergestellt ist, durch das Loch 143 freigelegt.
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In der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung können,
obwohl die Gateleitung 112, die Gateelektrode 114 und
der Gateanschluss 116 eine Doppelschichtstruktur aufweisen,
die Gateleitung 112, die Gateelektrode 114 und
der Gateanschluss 116 auch eine Einfachschicht sein.
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12A bis 12D, 13A bis 13D und 14A bis 14D zeigen ein Verfahren zum Herstellen
eines Matrixsubstrats für
eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung
(LCD-Vorrichtung) gemäß einer zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Gemäß 12A, 13A und 14A werden eine Gateleitung 212,
eine Gateelektrode 214 und ein Gateanschluss 216 auf
einem Substrat 210 ausgebildet, indem eine erste metallische
Schicht abgeschieden wird und im Laufe eines ersten Maskenprozesses
strukturiert wird. Obwohl es in der Abbildung nicht gezeigt ist,
wird die Gateleitung 212 in einer ersten Richtung ausgebildet,
die Gateelektrode 214 wird so ausgebildet, dass sie sich
von der Gateleitung 212 aus erstreckt, und der Gateanschluss 216 wird
an einem Ende der Gateleitung 212 angeordnet. Ein Teil der
Gateleitung 212 dient als eine Elektrode eines Speicherkondensators.
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Die erste metallische Schicht ist
eine Einfachschicht und kann aus einem metallischen Material gebildet
werden, welches einen relativ niedrigen Widerstand aufweist, wie
etwa Aluminium-Neodym (AlNd). Daher weisen die Gateleitung 212,
die Gateelektrode 214 und der Gateanschluss 216 kein
transparentes leitfähiges
Material auf.
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Wie in 12B, 13B und 14B dargestellt ist, werden eine Gateisolationsschicht 220,
eine aktive Schicht 232, eine Struktur 230 aus
dotiertem amorphem Silizium, eine Datenleitung 244, eine
Sourceelektrode 234, eine Drainelektrode 236,
eine Kondensatorelektrode 238, ein Datenanschluss 240 und
eine Gateanschlusspufferstruktur 242 auf dem Substrat, welches
die Gateleitung 212, die Gateelektrode 214 und
den Gateanschluss 216 aufweist, mittels eines zweiten Maskenprozesses
ausgebildet.
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Die aktive Schicht 232 und
die Struktur 230 aus dotiertem amorphem Silizium werden über der Gateelektrode 214 aufgebracht.
Die Sourceelektrode 234 wird an die Datenleitung 244 angeschlossen, und
die Drainelektrode 236 wird mit Abstand von der Sourceelektrode 234 über der
Gateelektrode 214 angeordnet. Die Struktur 230 aus
dotiertem amorphem Silizium wird zwischen der Sourceelektrode 234 und der
Drainelektrode 236 freigelegt. Die Kondensatorelektrode 238 überlappt
die Gateleitung 212, und die Gateanschlusspufferstruktur 242 bedeckt
den Gateanschluss 216. Die Gateanschlusspufferstruktur 242 weist
ein Loch 243 auf, welches entsprechend dem mittleren Abschnitt
des Gateanschlusses 216 angeordnet ist. Schichten 222a, 222b und 222c aus amorphem
Silizium und Schichten 223a, 223b und 223c aus
dotiertem amorphem Silizium werden unter der Datenleitung 244 und
dem Datenanschluss 240, der Kondensatorelektrode 238 bzw.
der Gateanschlusspufferstruktur 242 angeordnet.
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Der zweite Maskenprozess ist der
gleiche Prozess wie in 7B bis 7E, 8B bis 8E und 9B bis 9E.
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Als nächstes werden gemäß 12C, 13C und 14C eine
Pixelelektrode 246, eine Datenpufferstruktur 245 und
eine Datenanschlussstelle 248 auf dem Substrat 210,
welches die Datenleitung 244, die Sourceelektrode 234,
die Drainelektrode 236, die Kondensatorelektrode 238,
den Datenanschluss 240 und die Gateanschlusspufferstruktur 242 hierauf
aufweist, ausgebildet, indem ein transparentes leitfähiges Material
abgeschieden und mittels eines dritten Maskenprozesses strukturiert
wird. Die Pixelelektrode 246 wird in einem Pixelbereich
P aufgebracht. Die Pixelelektrode 246 kontaktiert die Drainelektrode 236 und
die Kondensatorelektrode 238 und bedeckt diese. Die Datenpufferstruktur 245 bedeckt
die Datenleitung 244 und die Sourceelektrode 234,
und die Datenanschlussstelle 248 bedeckt den Datenanschluss 240.
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Anschließend wird die Struktur 230 aus
dotiertem amorphem Silizium von 12B,
welche zwischen der Sourceelektrode 234 und der Drainelektrode 236 freigelegt
ist, entfernt. Folglich wird eine ohmsche Kontaktschicht 233 fertiggestellt,
und die aktive Schicht 232 wird freigelegt. Zu diesem Zeitpunkt kann
die aktive Schicht 232 partiell geätzt werden. Die freigelegte
aktive Schicht 232 wird ein Kanal "ch" eines
Dünnschichttransistors.
Ebenso wird der Kanal "ch" vorzugsweise nach
Ausbilden der Pixelelektrode 246 gebildet, da der Kanal "ch" während eines
dritten Maskenprozesses beschädigt
werden kann, wenn der Kanal "ch" vor der Pixelelektrode 246 ausgebildet wird.
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Wie oben ausgeführt, kontaktiert die Pixelelektrode 246 die
Kondensatorelektrode 238, und die Kondensatorelektrode 238 überlappt
die Gateleitung 212, so dass ein Speicherkondensator CS
T gebildet wird.
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Wie in 12D, 13D und 14D dargestellt ist, wird eine Passivierungsschicht 250 auf
der gesamten Oberfläche
des Substrats 210, wo die Pixelelektrode 246,
die Datenpufferstruktur 245 und die Datenanschlussstelle 248 ausgebildet
sind, gebildet, indem ein isolierendes Material abgeschieden oder
schichtweise aufgebracht wird. Das isolierende Material weist vorzugsweise
Silizium auf und kann aus den Materialien Siliziumnitrid (SiNx)
und Siliziumoxid (SiOx) ausgewählt
werden.
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Der Gateanschluss 216 und
die Datenanschlussstelle können
im Laufe des Anschlussöffnungsprozesses
der ersten Ausführungsform
geöffnet
werden.
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In der zweiten Ausführungsform
gibt es, da der Gateanschluss 216 keine Schicht aus transparentem
leitfähigen
Material aufweist, keine transparente leitfähige Schicht zwischen dem Gateanschluss 216 und
einem (nicht gezeigten) äußeren Schaltkreis,
welcher später,
nach dem Anschlussöffnungsprozess,
an den Gateanschluss 216 angeschlossen wird.
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Im allgemeinen wurden, da Anschlussabschnitte
einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung
an den äußeren Schaltkreis
mittels eines TAB-Verfahrens (TAB = „tape automatic bonding") angeschlossen werden,
eine transparente leitfähige
Schicht auf Gate- und Datenanschlüssen ausgebildet, um zu verhindern,
dass die Anschlüsse
bei Nachbehandlungsprozessen der Atmosphäre ausgesetzt werden, und um
die Kontakteigenschaften zu Anschlüssen des äußeren Schaltkreises zu verbessern.
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Ein COG-Verfahren (COG = „chip on
glass" = "Chip auf Glas"), bei welchem es
keine zusätzliche Schicht
aus transparentem leitfähigen
Material zwischen den Anschlüssen
und dem äußeren Schaltkreis
gibt, kann nicht verwendet werden, um die Anschlüsse und den äußeren Schaltkreis
zu verbinden. Folglich kann der freigelegte Gateanschluss 216 nicht
aus transparentem leitfähigen
Material gebildet sein. Dies bedeutet, dass in dem Gateanschlussabschnitt
der Gateanschluss 216, welcher aus einem undurchlässigen metallischen
Material hergestellt ist, freigelegt wird und an den äußeren Schaltkreis
angeschlossen wird. Anderseits ist in dem Datenanschlussabschnitt
die Datenanschlussstelle 248, welche aus einem transparenten
leitfähigen
Material hergestellt ist, freigelegt und an den äußeren Schaltkreis angeschlossen.
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15, 16, 17 und 18 zeigen
ein Matrixsubstrat für
eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung (LCD-Vorrichtung)
gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Das Matrixsubstrat gemäß der dritten
Ausführungsform
besitzt den gleichen Aufbau wie in der ersten Ausführungsform,
bis auf die Datenpufferstruktur auf der Datenleitung.
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15 ist
eine Draufsicht des Matrixsubstrats gemäß der dritten Ausführungsform
der vorliegenden. Erfindung. In 15 kreuzen
eine Gateleitung 312 und eine Datenleitung 344 einander,
so dass sie einen Pixelbereich P definieren, und ein Dünnschichttransistor
T, welcher eine Gateelektrode 314, eine aktive Schicht 332,
eine Sourceelektrode 334 und eine Drainelektrode 336 aufweist,
ist an der Kreuzungsstelle der Gateleitung 312 und der
Datenleitung 344 ausgebildet. Eine Pixelelektrode 346 ist
in dem Pixelbereich P ausgebildet und an die Drainelektrode 336 und
eine Kondensatorelektrode 338 angeschlossen. Die Kondensatorelektrode 338 überlappt
die Gateleitung 312. Ein Gateanschluss 316 ist an
einem Ende der Gateleitung 312 ausgebildet, und ein Datenanschluss 340 ist
an einem Ende der Datenleitung 344 ausgebildet. Eine Datenanschlussstelle 348 von
inselförmiger
Geometrie bedeckt den Datenanschluss 340. Eine Gateanschlusspufferstruktur 342,
welche ein Loch 343 aufweist, dass entsprechend dem mittleren
Abschnitt des Gateanschlusses 316 angeordnet ist, bedeckt
den Gateanschluss 316.
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16, 17 und 18 sind Querschnittsansichten entlang
der Linien XVI-XVI',
XVII-XVII' bzw.
XVIII-XVIII' aus 15, und zeigen das Matrixsubstrat nach
dem Anschlussöffnungsprozess
von 10.
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Wie in 16, 17 und 18 gezeigt ist, werden eine Pixelelektrode 346 und
eine Datenanschlussstelle 348, welche aus einem transparenten
leitfähigen
Material hergestellt sind, auf dem Substrat 310 ausgebildet,
welches die Datenleitung 344, die Sourceelektrode 334,
die Drainelektrode 336, die Kondensatorelektrode 338,
den Datenanschluss 340 und die Gateanschlusspufferstruktur 342 hierauf
aufweist. Die Pixelelektrode 346 kontaktiert die Drainelektrode 336 und
die Kondensatorelektrode 338 und bedeckt diese. Die Datenanschlussstelle 348 bedeckt
den Datenanschluss 340.
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In der dritten Ausführungsform
gibt es keine transparente leitfähige
Struktur auf der Datenleitung 344 und der Sourceelektrode 334.
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19, 20A bis 20C, 21A bis 21C und 22A bis 22C zeigen
ein Matrixsubstrat für eine
Flüssigkristallanzeigevorrichtung
(LCD-Vorrichtung) gemäß einer
vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Das Matrixsubstrat gemäß der vierten
Ausführungsform
besitzt denselben Aufbau wie in der ersten Ausführungsform, bis auf die Kondensatorelektrode über der
Gateleitung.
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19 ist
eine Draufsicht des Matrixsubstrats gemäß der vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Gemäß 19 kreuzen eine Gateleitung 412 und
eine Datenleitung 444 einander, so dass sie einen Pixelbereich
P definieren, und ein Dünnschichttransistor
T, welcher eine Gateelektrode 414, eine aktive Schicht 432,
eine Sourceelektrode 434 und eine Drainelektrode 436 aufweist,
ist an der Kreuzungsstelle der Gateleitung 412 und der
Datenleitung 444 ausgebildet. Die Gateelektrode 414 erstreckt
sich von der Gateleitung 412, und die Sourceelektrode 434 erstreckt
sich von der Datenleitung 444. Die Drainelektrode 436 ist
mit Abstand von der Sourceelektrode über der Gateelektrode 414 angeordnet.
Die aktive Schicht 432 ist zwischen der Sourceelektrode 434 und
der Drainelektrode 436 freigelegt. Eine Pixelelektrode 446 ist
in dem Pixelbereich P ausgebildet und an die Drainelektrode 436 angeschlossen.
Die Pixelelektrode 446 überlappt
die Gateleitung 412, so dass ein Speicherkondensator CST ausgebildet wird. Ein Gateanschluss 416 ist
an einem Ende der Gateleitung 412 ausgebildet, und ein Datenanschluss 440 ist
an einem Ende der Datenleitung 444 ausgebildet. Eine Gateanschlusspufferstruktur 442,
welche ein Loch 443 aufweist, das entsprechend dem mittleren
Abschnitt des Gateanschlusses 416 angeordnet ist, bedeckt
den Gateanschluss 416. Eine Datenpufferstruktur 445,
welche aus dem gleichen Material wie die Pixelelektrode 446 hergestellt ist,
bedeckt die Datenleitung 444 und die Sourceelektrode 434.
Die Datenanschlussstelle 448 bedeckt den Datenanschluss 440 und
ist an die Datenpufferstruktur 445 angeschlossen.
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20A bis 20C, 21A bis 21C und 22A bis 22C zeigen Querschnittsansichten zur Darstellung
eines Verfahrens zum Herstellen der Matrixsubstratvorrichtung gemäß der vierten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 20A bis 20C entsprechen Querschnitten
entlang der Linie XX-XX' von 19, 21A bis 21C entsprechen Querschnitten
entlang der Linie XXI-XXI' von 19, und 22A bis 22C entsprechen
Querschnitten entlang der Linie XXII-XXII' von 19.
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Gemäß 20A, 21A und 22A werden eine Gateleitung 412,
eine Gateelektrode 414 und ein Gateanschluss 416 auf
einem Substrat 410 im Laufe eines ersten Maskenprozesses
ausgebildet. Als nächstes
werden eine Gateisolationsschicht 420, eine Schicht 422 aus
amorphem Silizium, eine Schicht 423 aus dotiertem amorphem
Silizium und eine metallische Schicht 424 aufeinanderfolgend
auf dem Substrat 410 aufgebracht, welches die Gateleitung 412,
die Gateelektrode 414 und den Gateanschluss 416 hierauf
aufweist, und eine erste Photoresiststruktur 426a, eine
zweite Photoresiststruktur 426b und eine dritte Photoresiststruktur 426c werden auf
der metallischen Schicht 424 ausgebildet. Die erste Photoresiststruktur 426a ist
der Gateelektrode 414 entsprechend angeordnet, die zweite
Photoresiststruktur 426b ist dem Datenanschluss 440 entsprechend
angeordnet, welcher später
gebildet wird, und die dritte Photoresiststruktur 426c ist
entsprechend dem Gateanschluss 416 angeordnet.
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Obwohl es in den Abbildungen nicht
gezeigt ist, werden die erste Photoresiststruktur 426a und
die zweite Photoresiststruktur 426b aneinander angeschlossen.
Dies bedeutet, dass die zweite Photoresiststruktur 426b an
einem Ende der ersten Photoresiststruktur 426a angeordnet
wird. Die erste Photoresiststruktur 426a bedeckt die Gateelektrode 414 und weist
einen Abschnitt erster Dicke und einen Abschnitt zweiter Dicke auf,
wobei der Abschnitt zweiter Dicke dünner als der Abschnitt erster
Dicke ist und entsprechend dem mittleren Abschnitt der Gateelektrode 414 aufgrund
der Beugungsbelichtung angeordnet ist. Die zweite Photoresiststruktur 426b und die
dritte Photoresiststruktur 426c besitzen die gleiche Dicke
wie der Abschnitt erster Dicke der ersten Photoresiststruktur 426a.
Die dritte Photoresiststruktur 426c weist auch eine Öffnung 428a auf,
welche entsprechend dem mittleren Abschnitt des Gateanschlusses 416 angeordnet
ist.
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Wie in 20B, 21B und 22B dargestellt ist, werden die metallische
Schicht 424, die Schicht 423 aus dotiertem amorphem
Silizium und die Schicht 422 aus amorphem Silizium von 20A, 21A und 22a geätzt, wobei
die erste Photoresiststruktur 426a, die zweite Photoresiststruktur 426b und
die dritte Photoresiststruktur 426c als Ätzmasken
verwendet werden, und folglich werden eine Datenleitung 444, eine
Source-/Drain-Struktur 431, ein Datenanschluss 440,
eine Struktur 430 aus dotiertem amorphem Silizium, eine
aktive Schicht 432 und eine Gateanschlusspufferstruktur 442 ausgebildet.
Hierbei werden die metallische Schicht 424, die Schicht 423 aus dotiertem
amorphem Silizium und die Schicht 422 aus amorphem Silizium über der
Gateleitung 412 entfernt.
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Zu diesem Zeitpunk existieren Schichten 422a und 422c aus
amorphem Silizium und Schichten 423a und 423c aus
dotiertem amorphem Silizium unter der Datenleitung 444,
dem Datenanschluss 440 und der Gateanschlusspufferstruktur 442.
Die Gateanschlusspufferstruktur 442 besitzt ein Loch 443 durch
die Schicht 423c aus dotiertem amorphem Silizium und die
Schicht 422c aus amorphem Silizium.
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Source- und Drainelektroden werden
im Verlauf des Prozesses gemäß 7D, 8D und 9D (oben beschrieben)
ausgebildet, und die verbleibenden Photoresiststrukturen werden
entfernt.
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Die aktive Schicht 432,
die Datenleitung 444, die Sourceelektrode 434,
die Drainelektrode 436, der Datenanschluss 440 und
die Gateanschlusspufferstruktur 442 werden im Laufe eines
zweiten Maskenprozesses ausgebildet.
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Wie in 20C, 21C und 22C dargestellt ist, werden eine Pixelelektrode 446,
eine Datenpufferstruktur 445 und eine Datenanschlussstelle 448 auf dem
Substrat 410 ausgebildet, welches die Datenleitung 444,
die Sourceelektrode 434, die Drainelektrode 436,
den Datenanschluss 440 und die Gateanschlusspufferstruktur 442 hierauf
aufweist, indem ein transparentes leitfähiges Material abgeschieden
wird und dieses im Laufe eines dritten Maskenprozesses strukturiert
wird. Die Pixelelektrode 446 wird in einem Pixelbereich
P angeordnet und kontaktiert die Drainelektrode 436. Die
Pixelelektrode überlappt
die Gateleitung 412, so dass ein Speicherkondensator CST ausgebildet wird. Die Datenpufferstruktur 445 bedeckt
die Datenleitung 444 und die Sourceelektrode 434,
und die Datenanschlussstelle 448 bedeckt den Datenanschluss 440.
Die Datenanschlussstelle 448 wird an die Datenpufferstruktur 445 angeschlossen.
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Als nächstes wird die Struktur 430 aus
dotiertem amorphem Silizium von 20B,
welche zwischen der Sourceelektrode und der Drainelektrode freigelegt
ist, entfernt. Folglich wird eine ohmsche Kontaktschicht 433 fertiggestellt,
und die aktive Schicht 432 wird freigelegt. Zu diesem Zeitpunkt kann
die aktive Schicht 432 partiell geätzt werden. Die freigelegte
aktive Schicht 432 wird ein Kanal eines Dünnschichttransistors
T.
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Obwohl es in den Abbildungen nicht
gezeigt ist, wird eine Passivierungsschicht auf der gesamten Oberfläche des
Substrats 410 ausgebildet, welches die Pixelelektrode 446,
die Datenpufferstruktur 445 und die Datenanschlussstelle 448 hierauf
aufweist.
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Der Gateanschlussabschnitt und der
Datenanschlussabschnitt werden im Laufe des Anschlussöffnungsprozesses
von 10 freigelegt, nachdem ein
Flüssigkristallpaneel
ausgebildet wurde, wobei die Gateisolationsschicht 420 auf
der Gateelektrode 416 ebenfalls entfernt wird, wodurch
eine zweite Schicht 416b der Gateelektrode 416 freigelegt
wird.
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23A bis 23F, 24A bis 24F und 25A bis 25F stellen ein Verfahren zum Herstellen eines
Matrixsubstrats gemäß einer
fünften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dar.
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Gemäß 23A, 24A und 25A werden eine Gateleitung 512,
eine Gateelektrode 514 und ein Gateanschluss 516 auf
einem Substrat 510 ausgebildet, indem eine erste metallische
Schicht abgeschieden wird und diese im Laufe eines ersten Maskenprozesses
strukturiert wird. Die erste metallische Schicht weist einen Doppelschichtaufbau
auf. Eine untere Schicht der ersten metallischen Schicht wird aus
einem Material gebildet, welches einen relativ niedrigen Widerstand
aufweist, und eine obere Schicht der ersten metallischen Schicht
wird aus einem transparenten leitfähigen Material gebildet.
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Wie in 23B, 24B und 25B dargestellt ist, werden eine Gateisolationsschicht 520,
eine Schicht 522 aus amorphem Silizium, eine Schicht 523 aus dotiertem
amorphem Silizium und eine zweite metallische Schicht 524 aufeinanderfolgend
auf dem Substrat 510 aufgebracht, welches die Gateleitung 512, die
Gateelektrode 514 und den Gateanschluss 516 hierauf
aufweist. Als nächstes
werden eine erste Photoresiststruktur 526a, eine zweite
Photoresiststruktur 526b, eine dritte Photoresiststruktur 526c und
eine vierte Photoresiststruktur 526d auf der zweiten metallischen
Schicht 524 ausgebildet, indem eine Photoresistschicht
schichtweise aufgebracht wird und die Photoresiststruktur im Laufe
eines zweiten Maskenprozesses freigelegt und entwickelt wird. Die erste
Photoresiststruktur 526a ist entsprechend der Gateelektrode 514 angeordnet,
die zweite Photoresiststruktur 526b ist entsprechend der
Gateleitung 512 angeordnet, die dritte Photoresiststruktur 526c ist
entsprechend einem Datenanschluss angeordnet, welcher später gebildet
werden wird, und die vierte Photoresiststruktur 526d ist
entsprechend dem Gateanschluss 516 angeordnet. Obwohl es
in den Abbildungen nicht gezeigt ist, werden die erste Photoresiststruktur 526a und
die dritte Photoresiststruktur 526c aneinander angeschlossen.
Dies bedeutet, dass die dritte Photoresiststruktur 526c an
einem Ende der ersten Photoresiststruktur 526a angeordnet wird.
Die erste Photoresiststruktur 526a, die zweite Photoresiststruktur
526b,
die dritte Photoresiststruktur 526c und die vierte Photoresiststruktur 526d weisen
die gleiche Dicke auf. Die vierte Photoresiststruktur 526d weist
eine Öffnung 528 auf,
welche entsprechend dem mittleren Abschnitt des Gateanschlusses 516 angeordnet
ist.
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Wie in 23C, 24C und 25C gezeigt ist, werden die zweite metallische
Schicht 524, die Schicht 523 aus dotiertem amorphem
Silizium und die Schicht 522 aus amorphem Silizium von 23B, 24B und 25B unter
Verwendung der ersten Photoresiststruktur 526a, der zweiten
Photoresiststruktur 526b, der dritten Photoresiststruktur 526c und
der vierten Photoresiststruktur 526d von 23B, 24B und 25B als Ätzmasken geätzt, und folglich werden eine
Datenleitung 544, eine Source-/Drainstruktur 531,
eine Kondensatorelektrode 538, ein Datenanschluss 540,
eine Struktur 530 aus dotiertem amorphem Silizium, eine
aktive Schicht 532 und eine erste Gateanschlusspufferstruktur 542 ausgebildet.
Hierbei existieren Schichten 522a, 522b und 522c aus
amorphem Silizium und Schichten 523a, 523b und 523c aus
dotiertem amorphem Silizium unter der Datenleitung 544 und
dem Datenanschluss 540, der Kondensatorelektrode 538 und
der ersten Gateanschlusspufferstruktur 542. Die erste Gateanschlusspufferstruktur 542 weist
ein Loch 543 auf, welches entsprechend dem mittleren Abschnitt des
Gateanschlusses 516 angeordnet ist.
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Als nächstes werden die erste Photoresiststruktur 526a,
die zweite Photoresiststruktur 526b, die dritte Photoresiststruktur 526c und
die vierte Photoresiststruktur 526d von 23B, 24B und 25B entfernt, und eine Pixelelektrode 546,
eine Datenpufferstruktur 545, eine Datenanschlussstelle 548 und
eine zweite Gateanschlusspufferstruktur 551 werden ausgebildet,
indem ein transparentes leitfähiges
Material abgeschieden wird und dieses im Laufe eines dritten Maskenprozesses
strukturiert wird. Die Pixelelektrode 546 wird in einem
Pixelbereich P angeordnet.
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Wie in 23D, 24D und 25D dargestellt ist, wird die Source-/Drain-Struktur
531 aus 23C unter Verwendung
der Datenpufferstruktur 545 und der Pixelelektrode 546 als Ätzmaske
entfernt, wodurch eine Sourceelektrode 534 und eine Drainelektrode 536 ausgebildet
werden und die Struktur 530 aus dotiertem amorphem Silizium
freigelegt wird.
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Als nächstes wird, wie in 23E, 24E und 25E dargestellt
ist, die Struktur 530 aus dotiertem amorphem Silizium aus 23D unter Verwendung der
Sourceelektrode 534 und der Drainelektrode 536 als Ätzmaske
entfernt. Folglich wird eine ohmsche Kontaktschicht 533 fertiggestellt,
und die aktive Schicht 532 wird freigelegt. Zu diesem Zeitpunkt kann
die aktive Schicht 532 partiell geätzt werden. Die freigelegte
aktive Schicht 532 wird ein Kanal "ch" eines
Dünnschichttransistors
T.
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Die Pixelelektrode 546 kontaktiert
die Drainelektrode 536 und die Kondensatorelektrode 538. Die
Gateelektrode 514, die aktive Schicht 532, die Sourceelektrode 534 und
die Drainelektrode 536 bilden den Dünnschichttransistor T. Die
Kondensatorelektrode 538 überlappt die Gateleitung 512,
so dass ein Speicherkondensator CST ausgebildet
wird. Die Datenpufferstruktur 545 bedeckt die Datenleitung 544 und
die Sourceelektrode 534, und die Datenanschlussstelle 548 bedeckt
den Datenanschluss 540. Die Datenanschlussstelle 548 ist
an die Datenpufferstruktur 545 angeschlossen.
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Wie in 23F, 24F und 25F gezeigt ist, wird eine Passivierungsschicht 550 auf
der gesamten Oberfläche
des Substrats 510 ausgebildet, welches den Dünnschichttransistor
T, die Pixelelektrode 546, den Speicherkondensator CST und die Datenanschlussstelle 548 hierauf
aufweist, indem ein isolierendes Material abgeschieden oder schichtweise aufgebracht
wird.
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Als nächstes werden der Gateanschlussabschnitt
und der Datenanschlussabschnitt im Laufe des Anschlussöffnungsprozesses
von 10 nach dem Bilden
eines Flüssigkristallpaneels
freigelegt. Daher werden die Datenanschlussstelle 548 und
der Gateanschluss 516 freigelegt.
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26A bis 26C, 27A bis 27C und 28A bis 28C stellen ein Verfahren zur Herstellung
eines Matrixsubstrats gemäß einer
sechsten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dar.
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Wie in 26A, 27A und 28A gezeigt ist, werden eine Gateleitung 612,
eine Gateelektrode 614 und ein Gateanschluss 616 auf
einem Substrat 610 ausgebildet, indem eine erste metallische Schicht
abgeschieden und diese im Laufe eines ersten Maskenprozesses strukturiert
wird. Als nächstes werden
eine Gateisolationsschicht 620, eine Schicht aus amorphem
Silizium, eine Schicht aus dotiertem amorphem Silizium und eine
zweite metallische Schicht aufeinanderfolgend auf dem Substrat 610 aufgebracht,
und eine erste Photoresiststruktur 626a, eine zweite Photoresiststruktur 626b und
eine dritte Photoresiststruktur 626c werden auf der zweiten
metallischen Schicht ausgebildet, indem eine Photoresistschicht schichtweise
aufgebracht wird und die Photoresistschicht im Laufe eines zweiten
Maskenprozesses freigelegt und entwickelt wird. Die erste Photoresiststruktur 626a wird
entsprechend der Gateelektrode 614 angeordnet, die zweite
Photoresiststruktur 626b wird entsprechend einem Datenanschluss
angeordnet, welcher später
gebildet werden wird, und die dritte Photoresiststruktur 626c wird
entsprechend dem Gateanschluss 616 angeordnet. Obwohl es
in den Abbildungen nicht gezeigt ist, werden die erste Photoresiststruktur 626a und
die zweite Photoresiststruktur 626b aneinander angeschlossen. Dies
bedeutet, dass die zweite Photoresiststruktur 626b an einem
Ende der ersten Photoresiststruktur 626a angeordnet wird.
Die erste Photoresiststruktur 626a, die zweite Photoresiststruktur 626b und
die dritte Photoresiststruktur 626c besitzen die gleiche Dicke.
Die dritte Photoresiststruktur 626c weist eine Öffnung auf,
welche entsprechend dem mittleren Abschnitt des Gateanschlusses 616 angeordnet
ist.
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Als nächstes werden die zweite metallische Schicht,
die Schicht aus dotiertem amorphem Silizium und die Schicht aus
amorphem Silizium unter Verwendung der ersten Photoresiststruktur 626a,
der zweiten Photoresiststruktur 626b und der dritten Photoresiststruktur 626c als Ätzmasken
geätzt,
und folglich werden eine Datenleitung 644, eine Source-/Drain-Struktur
631, ein Datenanschluss 640, eine Struktur 630 aus
dotiertem amorphem Silizium, eine aktive Schicht 632 und
eine erste Gateanschlusspufferstruktur 642 ausgebildet.
Hierbei existieren Schichten 622a und 622c aus
amorphem Silizium und Schichten 623a und 623c aus
dotiertem amorphem Silizium unter der Datenleitung 644 und
dem Datenanschluss 540 bzw. der ersten Gateanschlusspufferstruktur 642.
Die erste Gateanschlusspufferstruktur 642 weist ein Loch 643 auf,
welches entsprechend dem mittleren Abschnitt des Gateanschlusses 616 angeordnet
ist.
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Wie in 26B, 27B und 28B dargestellt ist, werden die erste
Photoresiststruktur 626a, die zweite Photoresiststruktur 626b und
die dritte Photoresiststruktur 626c von 26A, 27A und 28A entfernt, und eine Pixelelektrode 646,
eine Datenpufferstruktur 645, eine Datenanschlussstelle 648 und
eine zweite Gateanschlusspufferstruktur 651 werden ausgebildet,
indem ein transparentes leitfähiges
Material abgeschieden und dieses im Laufe eines dritten Maskenprozesses
strukturiert wird. Anschließend
wird die Source-/Drain-Struktur 631 von 26A unter Verwendung der Datenpufferstruktur 645 und
der Pixelelektrode 646 als Ätzmaske strukturiert, wodurch eine
Sourceelektrode 634 und eine Drainelektrode 636 ausgebildet
werden und die Struktur 630 aus dotiertem amorphem Silizium
freigelegt wird.
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Wie in 26C, 27C und 28C dargestellt ist, wird die Struktur 630 aus
dotiertem amorphem Silizium von 26B unter
Verwendung der Sourceelektrode 634 und der Drainelektrode 636 als Ätzmaske geätzt. Als
nächstes
wird eine Passivierungsschicht 650 auf der gesamten Oberfläche des
Substrats 610 ausgebildet, welches einen Dünnschichttransistor
T, die Pixelelektrode 646, einen Speicherkondensator CST und die Datenanschlussstelle 648 hierauf
aufweist, indem ein isolierendes Material abgeschieden oder schichtweise
aufgebracht wird, wobei der Speicherkondensator CST die
Pixelelektrode 646 und die Gateleitung 612 aufweist.
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Das Matrixsubstrat gemäß der sechsten Ausführungsform
wird den Anschlussöffnungsprozess
nach Aneinanderfügung
mit einem Farbfiltersubstrat durchlaufen.
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29A bis 29F, 30A bis 30F und 31A bis 31F zeigen ein Verfahren zum Herstellen
eines Matrixsubstrats gemäß einer
siebten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Gemäß 29A, 30A und 31A werden eine Gateleitung 712,
eine Gateelektrode 714 und ein Gateanschluss 716 auf
einem Substrat 710 ausgebildet, indem eine erste metallische
Schicht abgeschieden und im Laufe eines ersten Maskenprozesses strukturiert
wird. Die erste metallische Schicht kann eine Einfachschicht mit
einem relativ niedrigen Widerstand sein.
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Wie in 29B, 30B und 31B dargestellt ist, werden eine Gateisolationsschicht 720,
eine Schicht 722 aus amorphem Silizium, eine Schicht 723 aus dotiertem
amorphem Silizium und eine zweite metallische Schicht 724 aufeinanderfolgend
auf dem Substrat 710 aufgebracht, welches die Gateleitung 712, die
Gateelektrode 714 und den Gateanschluss 716 hierauf
aufweist. Als nächstes
werden die erste Photoresiststruktur 726a, die zweite Photoresiststruktur 726b,
die dritte Photoresiststruktur 726c und die vierte Photoresiststruktur 726d ausgebildet,
indem eine Photoresistschicht schichtweise aufgebracht wird und
die Photoresistschicht im Laufe eines zweiten Maskenprozesses freigelegt
und entwickelt wird. Die erste Photoresiststruktur 726a wird
entsprechend der Gateelektrode 714 angeordnet, die zweite
Photoresiststruktur 726b wird entsprechend der Gateleitung 714 angeordnet,
die dritte Photoresiststruktur 726c wird entsprechend einem Datenanschluss
angeordnet, welcher später
gebildet werden wird, und die vierte Photoresiststruktur 726d wird
entsprechend der dem Gateanschluss 716 angeordnet. Obwohl
es in den Figuren nicht gezeigt ist, werden die erste Photoresiststruktur 726a und
die dritte Photoresiststruktur 726c aneinander angeschlossen.
Dies bedeutet, dass die dritte Photoresiststruktur 726c an
einem Ende der ersten Photoresiststruktur 726a angeordnet
wird. Die erste Photoresiststruktur 726a, die zweite Photoresiststruktur 726b,
die dritte Photoresiststruktur 726c und die vierte Photoresiststruktur 726d weisen
die gleiche Dicke auf. Die vierte Photoresiststruktur 726d weist
eine Öffnung 728 auf,
welche entsprechend dem mittleren Abschnitt des Gateanschlusses 716 angeordnet
ist.
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Wie in 29C, 30C und 31C gezeigt ist, werden die zweite metallische
Schicht 724, die Schicht 723 aus dotiertem amorphem
Silizium und die Schicht 722 aus amorphem Silizium von 29B, 30B und 31B unter
Verwendung der ersten Photoresiststruktur 726a, der zweiten
Photoresiststruktur 726b, der dritten Photoresiststruktur 726c und
der vierten Photoresiststruktur 726d als Ätzmasken
geätzt,
und folglich werden eine Datenleitung 744, eine Source-/Drain-Struktur
731, eine Kondensatorelektrode 738, ein Datenanschluss 740,
eine Struktur 730 aus dotiertem amorphem Silizium, eine aktive
Schicht 732 und eine Gateanschlusspufferstruktur 742 ausgebildet.
Hierbei existieren Schichten 722a, 722b und 722c aus
amorphem Silizium und Schichten 723a, 723b und 723c aus
dotiertem amorphem Silizium unter der Datenleitung 744 und
dem Datenanschluss 740, der Kondensatorelektrode 738 und
der ersten Gateanschlusspufferstruktur 742. Zu diesem Zeitpunkt
wird die Gateisolationsschicht 720 ebenfalls geätzt und
der Gateanschluss 716 wird von einem Kontaktloch 743 freigelegt, welches
in der Gateanschlusspufferstruktur 742, der Schicht 723c aus
dotiertem amorphem Silizium, der Schicht 722c aus amorphem
Silizium und der Gateisolationsschicht 720 ausgebildet
ist.
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Als nächstes werden, wie in 29D, 30D und 31D dargestellt
ist, die erste Photoresiststruktur 726a, die zweite Photoresiststruktur 726b,
die dritte Photoresiststruktur 726c und die vierte Photoresiststruktur 726d von 29C, 30C und 31C entfernt, und
eine Pixelelektrode 746, eine Datenpufferstruktur 745,
eine Datenanschlussstelle 748 und eine Gateanschlussstelle 752 werden
ausgebildet, indem ein transparentes leitfähiges Material abgeschieden wird
und dieses im Laufe eines dritten Maskenprozesses strukturiert wird.
Die Pixelelektrode 746 wird in einem Pixelbereich P angeordnet.
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Wie in 29E, 30E und 31E dargestellt ist, werden die Source-/Drain-Struktur 731 und
die Struktur 730 aus dotiertem amorphem Silizium von 29D entfernt, indem die
Datenpufferstruktur 745 und die Pixelelektrode 746 als Ätzmaske
verwendet werden, wodurch eine Sourceelektrode 734, eine Drainelektrode 736 und
eine ohmsche Kontaktschicht 733 ausgebildet werden und
die aktive Schicht 732 freigelegt wird. Zu diesem Zeitpunkt kann
die aktive Schicht 732 partiell entfernt werden. Die freigelegte
aktive Schicht 732 wird ein Kanal "ch" eines
Dünnschichttransistors
T.
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Die Pixelelektrode 746 kontaktiert
die Drainelektrode 736 und die Kondensatorelektrode 738 und
bedeckt diese. Die Gateelektrode 714, die aktive Schicht 732,
die Sourceelektrode 734 und die Drainelektrode 736 bilden
den Dünnschichttransistor
T. Die Kondensatorelektrode 738 überlappt die Gateleitung 712,
so dass ein Speicherkondensator CST ausgebildet
wird. Die Datenpufferstruktur 745 bedeckt die Datenleitung 744 und
die Sourceelektrode 734, und die Datenanschlussstelle 748 bedeckt
den Datenanschluss 740. Die Datenanschlussstelle 748 wird
an die Datenpufferstruktur 745 angeschlossen. Zusätzlich wird
die Gateanschlussstelle 752 an den Gateanschluss 716 durch
das Kontaktloch 743 angeschlossen.
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Wie in 29F, 30F und 31F gezeigt ist, wird eine Passivierungsschicht 750 auf
der gesamten Oberfläche
des Substrats 710 ausgebildet, welches den Dünnschichttransistor
T, die Pixelelektrode 746, den Speicherkondensator CST, die Datenanschlussstelle 748 und
die Gateanschlussstelle 752 hierauf aufweist, indem ein
isolierendes Material abgeschieden oder schichtweise aufgebracht
wird.
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Als nächstes werden der Gateanschlussabschnitt
und der Datenanschlussabschnitt im Laufe des Anschlussöffnungsprozesses
von 10 nach dem Ausbilden
eines Flüssigkristallpaneels
freigelegt. Zu diesem Zeitpunkt braucht nur die Passivierungsschicht 750 in
dem Gateanschlussabschnitt und dem Datenanschlussabschnitt entfernt
zu werden, und folglich können
die Datenanschlussstelle 748 und die Gateanschlussstelle 752 freigelegt
sein.
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32A bis 32G, 33A bis 33G und 34A bis 34G stellen ein Verfahren zum Herstellen
eines Matrixsubstrats gemäß einer
achten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dar.
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Wie in 32A, 33A und 34A gezeigt ist, werden
eine Gateleitung 812, eine Gateelektrode 814 und
ein Gateanschluss 816 auf einem Substrat 810 ausgebildet,
indem eine erste metallische Schicht abgeschieden und im Laufe eines
ersten Maskenprozesses strukturiert wird. Die erste metallische
Schicht kann eine Einfachschicht mit einem relativ geringen Widerstand
sein. Eine Gateisolationsschicht 820, eine Schicht 822 aus
amorphem Silizium, eine Schicht 823 aus dotiertem amorphem
Silizium und eine zweite metallische Schicht 824 werden aufeinanderfolgend
auf dem Substrat 810 aufgebracht, welches die Gateleitung 812,
die Gateelektrode 814 und den Gateanschluss 816 hierauf
aufweist. Als nächstes
wird eine Photoresistschicht auf der zweiten metallischen Schicht 824 schichtweise
aufgebracht, und die Photoresistschicht wird im Laufe eines zweiten
Maskenprozesses belichtet und entwickelt, wodurch eine erste Photoresiststruktur 826a, eine
zweite Photoresiststruktur 826b, eine dritte Photoresiststruktur 826c und
eine vierte Photoresiststruktur 826d ausgebildet werden.
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Die erste Photoresiststruktur 826a wird
entsprechend der Gateelektrode 814 angeordnet, die zweite
Photoresiststruktur 826b wird entsprechend der Gateleitung 814 angeordnet,
die dritte Photoresiststruktur 826c wird entsprechend einem
Datenanschluss angeordnet, welcher später gebildet werden wird, und
die vierte Photoresiststruktur 826d wird entsprechend einem
Gateanschluss 816 angeordnet. Obwohl es in den Abbildungen
nicht gezeigt ist, werden die erste Photoresiststruktur 826a und
die dritte Photoresiststruktur 826c aneinander angeschlossen. Dies
bedeutet, dass die dritte Photoresiststruktur 826c an einem
Ende der ersten Photoresiststruktur 826a angeordnet wird.
Die erste Photoresiststruktur 826a bedeckt die Gateelektrode 814 und weist
einen Bereich erster Dicke und einen Bereich zweiter Dicke auf,
wobei der Bereich zweiter Dicke dünner als der Bereich erster
Dicke ist und entsprechend dem mittleren Abschnitt der Gateelektrode 814 aufgrund
einer Beugungsbelichtung angeordnet ist. Die zweite Photoresiststruktur 826b,
die dritte Photoresiststruktur 826c und die vierte Photoresiststruktur 826d besitzen
die gleiche Dicke wie der Bereich erster Dicke der ersten Photoresiststruktur 826a.
Die vierte Photoresiststruktur 826d weist auch eine Öffnung 828 auf, welche
entsprechend dem mittleren Abschnitt des Gateanschlusses 816 angeordnet
ist.
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Bei der Beugungsbelichtung wird eine
Halbtonmaske oder eine Schlitzmaske verwendet, und folglich wird
ein erwartungsgemäßer Abschnitt
der Photoresiststruktur selektiv dünner als andere Abschnitte
ohne einen zusätzlichen
Maskenprozess ausgebildet.
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Wie in 32B, 33B und 34B dargestellt ist, werden
die zweite metallische Schicht 824, die Schicht 823 aus
dotiertem amorphem Silizium und die Schicht 822 aus amorphem
Silizium unter Verwendung der ersten Photoresiststruktur 826a,
der zweiten Photoresiststruktur 826b, der dritten Photoresiststruktur 826c und
der vierten Photoresiststruktur 826d als Ätzmaske
strukturiert, und folglich werden eine Datenleitung 844,
eine Source-/Drain-Struktur 831, eine Kondensatorelektrode 838,
ein Datenanschluss 840, eine Struktur 830 aus
dotiertem amorphem Silizium, eine aktive Schicht 832 und
eine Gateanschlusspufferstruktur 842 ausgebildet. Hierbei
existieren Schichten 822a, 822b und 822c aus amorphem
Silizium und Schichten 823a, 823b und 823c aus
dotiertem amorphem Silizium unter der Datenleitung 844 und dem
Datenanschluss 840, der Kondensatorelektrode 838 und
der Gateanschlusspufferstruktur 842.
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Zu diesem Zeitpunkt wird auch die
Gateisolationsschicht 820 geätzt, und der Gateanschluss 816 wird
von einem Kontaktloch 843 freigelegt, welches in der Gateanschlusspufferstruktur 842,
der Schicht 823c aus dotiertem amorphem Silizium, der Schicht 822c aus
amorphem Silizium und der Gateisolationsschicht 820 ausgebildet
ist.
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Wie in 32C, 33C und 34C dargestellt ist, wird
der Abschnitt zweiter Dicke d1 der ersten Photoresiststruktur 826a von 32B im Laufe eines Veraschungsprozesses
entfernt, und folglich wird der mittlere Abschnitt der Source-/Drain-Struktur
831 von 32C freigelegt.
Zu diesem Zeitpunkt werden auch die erste Photoresiststruktur 826a,
die zweite Photoresiststruktur 826b, die dritte Photoresiststruktur 826c und
die vierte Photoresiststruktur 826d mit der ersten Dicke
partiell entfernt, und die erste Photoresiststruktur 826a,
die zweite Photoresiststruktur 826b, die dritte Photoresiststruktur 826c und
die vierte Photoresiststruktur 826d werden verdünnt.
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Als nächstes wird, wie in 32D, 33D und 34D dargestellt
ist, die freigelegte Source-/Drain-Struktur 831 von 32C entfernt, wodurch eine
Sourceelektrode 834 und eine Drainelektrode 836 gebildet
wird und die Struktur 830 aus dotiertem amorphem Silizium
freigelegt wird.
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Der Datenanschluss 840 wird
an einem Ende der Datenleitung 844 angeordnet. Die Sourceelektrode 834 wird
an die Datenleitung 844 angeschlossen, und die Drainelektrode 836 wird
mit Abstand von der Sourceelektrode 834 über der Gateelektrode 814 angeordnet.
Die Kondensatorelektrode 838 überlappt die Gateleitung 812.
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Wie in 32E, 33E und 34E gezeigt ist, werden
die verbleibenden Photoresiststrukturen 826a, 826b, 826c und 826d entfernt,
und eine Pixelelektrode 846, eine Datenpufferstruktur 845,
eine Datenanschlussstelle 848 und eine Gateanschlussstelle 852 werden
auf dem Substrat 810 ausgebildet, welches die Datenleitung 844,
die Sourceelektrode 834, die Drainelektrode 836,
die Kondensatorelektrode 838, den Datenanschluss 840 und
die Gatenanschlusspufferstruktur 842 hierauf aufweist,
indem ein transparentes leitfähiges
Material abgeschieden wird und dieses im Laufe eines dritten Maskenprozesses strukturiert
wird. Die Pixelelektrode 846 kontaktiert die Drainelektrode 836 und
die Kondensatorelektrode 838 und bedeckt diese. Die Datenpufferstruktur 845 bedeckt
die Datenleitung 844 und die Sourceelektrode 834,
und die Datenanschlussstelle 848 bedeckt den Datenanschluss 840.
Die Datenanschlussstelle 848 wird an die Datenpufferstruktur 845 angeschlossen.
Die Gateanschlussstelle 852 wird an den Gateanschluss 816 durch
das Kontaktloch 843 angeschlossen.
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Wie in 32F, 33F und 34F dargestellt ist, wird
die Struktur 830 aus dotiertem amorphem Silizium von 32E, welche zwischen der
Sourceelektrode 834 und der Drainelektrode 836 freigelegt
ist, entfernt. Folglich wird eine ohmsche Kontaktschicht 833 fertiggestellt,
und die aktive Schicht 832 wird freigelegt. Zu diesem Zeitpunkt
kann die aktive Schicht 832 partiell geätzt werden. Die freigelegte
aktive Schicht 832 wird ein Kanal "ch" eines
Dünnschichttransistors
T. Wie oben ausgeführt
wurde, kontaktiert die Pixelelektrode 846 die Kondensatorelektrode
838,
und die Kondensatorelektrode 838 überlappt die Gateleitung 812,
so dass ein Speicherkondensator CST ausgebildet
wird.
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Als nächstes wird, wie in 32G, 33G und 34G dargestellt
ist, eine Passivierungsschicht 850 auf der gesamten Oberfläche des
Substrats 810 ausgebildet, welches den Dünnschichttransistor
T, die Pixelelektrode 846, den Speicherkondensator CST, die Datenanschlussstelle 848 und
die Gateanschlussstelle 852 hierauf aufweist, indem ein
isolierendes Material abgeschieden oder schichtweise aufgebracht
wird.
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Der Gateanschlussabschnitt und der
Datenanschlussabschnitt können
im Laufe des Anschlussöffnungsprozesses
von 10 nach dem Ausbilden eines
Flüssigkristallpaneels
freigelegt werden. Zu diesem Zeitpunkt braucht nur die Passivierungsschicht 50 in
dem Gateanschlussabschnitt und dem Datenanschlussabschnitt entfernt
zu werden, und folglich können
die Datenanschlussstelle 848 und die Gateanschlussstelle 852 freigelegt
werden.
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Das Matrixsubstrat gemäß der vorliegenden Erfindung
wird unter Verwendung von drei Masken hergestellt. Daher werden
bei dem Verfahren zur Herstellung des Matrixsubstrats gemäß der vorliegenden
Erfindung die Anzahl der Prozesse und die Kosten verringert, und
die Produktivität
wird vergrößert.
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Es versteht sich für den Fachmann,
dass diverse Modifikationen und Variationen bei der Herstellung
und der Anwendung der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden
können,
ohne von dem Grundgedanken oder der Reichweite der Erfindung abzuweichen.
Folglich deckt die vorliegende Erfindung Modifikationen und Variationen
der Erfindung ab, solange diese innerhalb der Reichweite der beigefügten Ansprüche und
ihren Äquivalenten
liegen.