DE19906815B4 - Flüssigkristallanzeige und Verfahren zur Herstellung derselben - Google Patents

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Abstract

Herstellungsverfahren für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit folgenden Schritten
Bilden einer Gatebusleitung (113), einer Gate-Elektrode (111), eines Gatepads (115) durch aufeinanderfolgendes Aufbringen eines ersten Metalls (211) und eines zweiten Metalls (213) und durch gleichzeitiges Strukturieren des ersten Metalls (211) und des zweiten Metalls (213) unter Verwendung einer einzigen Maske,
Bilden einer Gate-Isolierschicht (117), welche die Gatebusleitung (113), die Gate-Elektrode (111) und das Gatepad (115) bedeckt,
Bilden einer Halbleiterschicht (133) über der Gate-Elektrode (111) sowie einer dotierten Halbleiterschicht (135) auf der Halbleiterschicht (133),
Bilden einer Source-Elektrode (121) und einer Drain-Elektrode (131) auf der dotierten Halbleiterschicht (135) und einer Sourcebusleitung (123) und eines Sourcepads (125) auf der Gate-Isolierschicht (117),
Bilden einer Passivierungsschicht (137) auf der Sourcebusleitung (123), der Source-Elektrode (121), der Drain-Elektrode (131) und dem Sourcepad (125),
Bilden einer Gate-Kontaktöffnung (151), welche das Gatepad (115) freilegt, einer Drain-Kontaktöffnung (171), welche die Drain-Elektrode (131) freilegt und einer Source-Kontaktöffnung (161), welche das Sourcepad (125) freilegt, und Entfernen eines Bereichs des zweiten Metalls (213), welcher durch die Gate-Kontaktöffnung (151) hindurch freiliegt und eines Bereichs des ersten Metalls (211) unter dem zweiten Metall (213), und
Bilden einer Pixel-Elektrode (141), welche mit der Drain-Elektrode (131) verbunden ist, eines Gatepad-Anschlusses (157), welcher mit dem Gatepad (115) verbunden ist, und eines Sourcepad-Anschlusses (167), welcher mit dem Sourcepad (125) verbunden ist durch Aufbringen eines leitenden Materials auf der Passivierungsschicht (137) und durch Strukturieren des leitenden Materials.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung (LCD), welche Dünnschichttransistoren (TFTs) aufweist, und ein Herstellungsverfahren dafür, insbesondere ein Herstellungsverfahren für LCDs, bei welchem die Anzahl der Maskierungsschritte verringert ist.
  • Unter Anzeigevorrichtungen zum Anzeigen von Bildern auf einem Bildschirm sind dünne Flachpaneelanzeigevorrichtungen aufgrund ihres geringen Gewichts und ihrer leichten Anpassungsfähigkeit stark bevorzugt. Neuere Forschungsaktivitäten waren auf die Entwicklung von Flüssigkristallanzeigevorrichtungen gerichtet, da deren hohe Auflösung und kurze Reaktionszeit zum Anzeigen von bewegten Bildern geeignet ist.
  • Eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung verwendet Polarisation und optische Anisotropie eines Flüssigkristalls. Durch Steuern der Ausrichtung von stäbchenförmigen Flüssigkristallmolekülen über eine Polarisationstechnik wird aufgrund der Anisotropie des Flüssigkristalls ermöglicht oder verhindert, daß Licht durch die Flüssigkristallmoleküle hindurchtritt. Dieses Prinzip wird in einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung verwendet. Aktiv-Matrix-Flüssigkristallanzeigevorrichtungen (AMLCDs) mit zu einer Matrix angeordneten TFTs und an diese angeschlossenen Pixelelektroden weisen eine hohe Bildqualität auf und sind weit verbreitet. Unter Bezugnahme auf 1 wird ein aktives Paneel einer herkömmlichen LCD beschrieben.
  • Eine herkömmliche LCD weist 2 Paneele 3 und 5 auf, auf welchen eine Mehrzahl von Elementen angeordnet sind, und Flüssigkrisallmaterial ist zwischen den beiden Paneelen 3 und 5 angeordnet (nicht gezeigt). Das eine Paneel der LCD weist Farben reproduzierende Elemente auf, welches Paneel als Farbfilterpaneel 3 bezeichnet wird. Das Farbfilterpaneel 3 weist Farbfilter 7 einschließlich roter (R) grüner (G) und blauer (B) Filter auf, welche aufeinanderfolgend auf einem ersten transparenten Substrat 81 angeordnet sind und zu einer Matrix angeordneten Pixeln entsprechen. Zwischen den Farbfiltern 7 ist eine schwarze Matrix 9 gitterförmig angeordnet, um ein Vermischen von Farben an den Grenzen zwischen den Farbfiltern zu vermeiden. Eine gemeinsame Elektrode 85 bedeckt die Farbfilter 7 und dient als Elektrode zum Erzeugen eines elektrischen Feldes, welches an den Flüssigkristall angelegt wird.
  • Das andere Paneel ist ein aktives Paneel 5, welches Schaltelemente und Busleitungen aufweist, die das elektrische Feld zum Ansteuern des Flüssigkristalls ansteuern. Das aktive Paneel 5 weist eine Pixelelektrode 41 auf, welche auf einem zweiten transparenten Substrat 83 ausgebildet ist. Die Pixelelektrode 41 ist der auf dem Farbfilterpaneel 3 angeordneten gemeinsamen, Elektrode 85 zugewandt angeordnet und dient als andere Elektrode zum Erzeugen des elektrischen Feldes, welches an den Flüssigkristall angelegt wird. Signalbusleitungen 13 erstrecken sich entlang der Spaltenrichtung der Anordnung von Pixelelektroden 41 und Datenbusleitungen 23 erstrecken sich entlang der Zeilenrichtung der Anordnung von Pixelelektroden 41. Ein TFT 89, welcher als Schaltelement zum Ansteuern der Pixelelektrode 41 dient, ist auf dem Substrat 83 ausgebildet. Eine Gate-Elektrode 11 des TFT 89 ist mit der Signalbusleitung 13 ("Gatebusleitung") elektrisch verbunden, eine Source-Elektrode 21 ist an die Datenbusleitung 23 ("Sourcebusleitung") angeschlossen. Eine Drain-Elektrode 31 des TFT 89 ist an die Pixel-Elektrode 41 angeschlossen.
  • Wie aus 2 ersichtlich, ist zwischen der Source-Elektrode 21 und der Drain-Elektrode 31 eine Halbleiterschicht 33 ausgebildet. Die Source-Elektrode 21 und die Drain-Elektrode 31 stehen in Ohmschem Kontakt mit der Halbleiterschicht 33. Ein Gate-Anschluß 15 und ein Source-Anschluß 25, welche externe Signale aufnehmen, sind an den Endbereichen der Gatebusleitung 13 bzw. der Sourcebusleitung 23 angeordnet. Ein Gatepadanschluß 57 und ein Sourcepadanschluß 67 sind auf dem Gatepad 15 bzw. auf dem Sourcepad 25 ausgebildet. Wenn ein an das Gatepad 15 angelegtes externes elektrisches Signal über die Gatebusleitung 13 zu der Gate-Elektrode 11 weitergeleitet wird, werden an das Sourcepad 25 angelegte elektrische Bilddaten über die Sourcebusleitung 23 an die Source-Elektrode 21 und an die Drain-Elektrode 31 angelegt. Wenn an die Gatebusleitung 13 kein elektrisches Signal angelegt ist, ist die Drain-Elektrode 31 von der Source-Elektrode 21 elektrisch isoliert. Ob das Datensignal an die Drain-Elektrode 31 angelegt wird, wird durch Steuern des Signals an der Gate-Elektrode 11 bestimmt. Deswegen wird das Anlegen des Datensignals an die Pixel-Elektrode 41, welche an die Drain-Elektrode 31 angeschlossen ist, künstlich gesteuert. Der TFT 89 dient als Schalter zum selektiven Ansteuern der Pixel-Elektrode. Eine Gate-Isolierschicht 17 ist zwischen der Gatebusleitung 13 und der Sourcebusleitung 23 ausgebildet, um die Gatebusleitung 13 und die Sourcebusleitung 23 elektrisch voneinander zu isolieren. Eine Passivierungsschicht 37 bedeckt die Sourcebusleitung 23, um die aus 3s bis 3f ersichtlichen Elemente zu schützen, welche später erläutert werden.
  • Das Farbfilterpaneel 3 und das aktive Paneel 5 sind unter Einhaltung eines bestimmten Abstandes oder Zellspaltes einander zugewandt angeordnet. In den Zellspalt zwischen beabstandeten Paneelen 3 und 5 wird Flüssigkristallmaterial injiziert. Um den Zellspalt zwischen den beiden Paneelen 3 und 5 konstant zu halten und ein Entweichen von Flüssigkristallmaterial zu verhindern, sind die Ränder der zusammengefügten Paneele mit Epoxidharz oder vergleichbarem Material abgedichtet.
  • Zum Herstellen des Flüssigkristallpaneels sind viele komplexe Schritte erforderlich. Insbesondere sind zur Herstellung des aktiven Paneels, welches TFTs aufweist, viele Maskierungsschritte erforderlich, Da das aktive Paneel jene Elemente aufweist, welche vor allem die Leistung der LCD bestimmen, ist es für die Herstellung von qualitativ hochwertigen LCD-Produkten erforderlich, das Herstellungsverfahren für das aktive Paneel zu vereinfachen. Im allgemeinen ist das Herstellungsverfahren bestimmt durch die Art des Materials, aus welchem jedes Element gebildet wird, dessen Struktur sowie Verfahren zum Vermeiden von beispielsweise elektrostatischer Aufladung, welche während des Herstellungsprozesses auftritt.
  • Bei der Herstellung einer herkömmlichen Miniaturflüssigkristallanzeigevorrichtung beeinflußt der Widerstand des Materials, welches zum Herstellen der Gatebusleitung verwendet wird, die Bildqualität nur sehr wenig. Bei der Herstellung einer großflächigen Flüssigkristallanzeigevorrichtung, beispielsweise für einen Computermonitor von 12 Inches Bilddiagonale oder mehr, beeinflußt jedoch dieser Widerstand die Bildqualität. Ein Metall, welches auch als Dünnschicht eine gute Oberflächenstabilität bietet, wie beispielsweise Tantal, Wolfram und Molybdän wird zum Ausbilden der Gate-Anschlußelemente (Gatebusleitung, Gate-Elektroden und Gatepads) einer herkömmlichen Miniatur LCD verwendet. Für die Herstellung der Gate-Anschlußelemente einer großflächigen LCD wird ein Metall mit einem geringen Widerstand, wie beispielsweise . Aluminium, verwendet.
  • Beim Herstellen der Gate-Anschlußelemente. aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen ergeben sich viele Probleme. Unebenheiten, welche auf der Oberfläche des Aluminiums ausgebildet werden, sind das größte Problem. Nach dem Aufbringen von Aluminium existieren kleinste Aluminiumpartikel auf der Aluminiumschicht. Während des Herstellungsverfahrens wachsen diese Partikel derart an, daß sie aufgrund der hohen Temperaturen zu Isolierschichten zerbrechen, was zu einer Verschlechterung der Qualität der LCD führt. Außerdem steigt bei Gate-Anschlußelementen aus Aluminium der Kontaktwiderstand zwischen den Gate-Anschlußelementen und Indium-Zinn-Oxid an. Beim Aufbringen des Indium-Zinn-Oxid auf dem Aluminium wird eine Al2O3-Schicht unbeabsichtigt zwischen dem Aluminium und dem Indium-Zinn-Oxid ausgebildet, wodurch der Kontaktwiderstand ansteigt. Daher wird die Übertragung des elektrischen Signals an das Gate deutlich verzögert.
  • Um die Oberflächenstabilität der Aluminiumschicht zu verbessern verwendet der Stand der Technik einen Schritt, während dem die Oberfläche des Aluminiums anodisiert wird. Beim Anodisieren des Aluminiums wird der Bereich des Aluminiums, welcher an ein externes Element, wie beispielsweise das Gatepad elektrisch angeschlossen werden soll, nicht anodisiert. Stattdessen wird eine Zwischenelektrode aus einem Metall, wie Chrom, ausgebildet, um den Kontaktwiderstand in normalem Zustand zu halten. Für dieses herkömmliche Verfahren sind acht Maskierungsschritte erforderlich. Unter Bezugnahme auf die 2 und die 3a bis 3h wird das herkömmliche Verfahren, bei welchem die Aluminiumschicht anodisiert wird, beschrieben. Ein solches herkömmliches Verfahren ist zum Beispiel auch in der DE 197 58 065 beschrieben.
  • Aluminium wird auf einem transparenten Glassubstrat 1 aufgetragen. Eine Gatebusleitung 13, ein Gatepad 15, eine Gate-Elektrode 11, eine Kurzschlußleitung 19 und ein Source-Kurzschlußverbinder 27 werden unter Verwenden einer ersten Maske ausgebildet. Die Kurzschlußleitung 19 erstreckt sich entlang des Randes des Substrates 1 und ist an alle Gatepads 15 angeschlossen. Daher haben alle Gate-Anschlußelemente (die Gate-Elektrode, das Gatepad, die Gatebusleitung, die Kurzschlußleitung und der Source-Kurzschlußanschluß) dasselbe elektrische Potential, so daß Leitungsunterbrechungen aufgrund der elektrischen Aufladung welche während des Herstellungsprozesses auftritt, vermieden werden. Außerdem wird eine Zerstörung der Isolierung verhindert. Der Source-Kurzschlußanschluß 27 wird in einem späteren Schritt an ein Sourcepad angeschlossen. Der Source-Kurzschlußanschluß 27 hält die Sourcebusleitungen während deren Herstellung auf dem gleichen elektrischen Potential wie die Kurzschlußleitung 19 (siehe 2 und 3a). Die Oberfläche der Gate-Anschlußelemente wird anodisiert, um das Ausbilden von Unebenheiten darauf zu verhindern. Der Bereich der Gate-Anschlußelemente, welcher mit einer anderen leitenden Schicht elektrisch verbunden werden soll, wird nicht anodisiert. Hierzu wird die Anodisierung unter Verwenden einer Lichtschutzschicht selektiv durchgeführt. Die Lichtschutzschicht wird unter Verwendung einer zweiten Maske strukturiert, so daß sie die Bereiche der Gate-Anschlußelemente, welche anodisiert werden sollen, freilegt. Dann wird der Anodisierungsschritt durchgeführt. Die strukturierte Lichtschutzschicht bedeckt einen Bereich des Gatepads 15 und einen Bereich der Kurzschlußleitung 27, welche beide an ein Sourcepad angeschlossen werden, woraufhin die Anodisierung durchgeführt wird. Als Ergebnis ist wie aus 3b ersichtlich, eine anodisierte Schicht 91 auf einem Bereich der Aluminiumschicht ausgebildet.
  • Eine Gate-Isolierschicht 17 wird durch Auftragen eines Isoliermaterials, wie beispielsweise SiHx oder SiOx, auf dem Substrat ausgebildet. Ein intrinsischer Halbleiter, beispielsweise amorphes Silizium und ein dotierter Halbleiter, beispielsweise dotiertes amorphes Silizium, werden aufeinanderfolgend aufgetragen. Eine Halbleiterschicht 33 und eine dotierte Halbleiterschicht 35 werden durch Strukturieren der intrinsischen Halbleiterschicht und der dotierten Halbleiterschicht unter Verwendung einer dritten Maske hergestellt (siehe 2 und 3c).
  • Der Bereich der Gate-Isolierschicht 17, welcher das Gatepad 15 und den Source-Kurzschlußanschluß 27 bedeckt, wird unter Verwendung einer vierten Maske entfernt. Danach sind das Gatepad 15 und der Source-Kurzschlußanschluß 27 freigelegt (siehe 3d).
  • Chrom oder Chromlegierung wird auf das Substrat einschließlich der Gate-Isolierschicht 17 aufgetragen und strukturiert, um eine Sourcebusleitung 23, eine Source-Elektrode 21, ein Sourcepad 25, eine Drain-Elektrode 31 sowie eine Gatepadzwischenelektrode 53 unter Verwendung einer fünften Maske herzustellen. Das Sourcepad 25 ist an dem Source-Kurzschlußanschluß 27 angeschlossen, welcher durch die Gate-Isolierschicht 17 hindurch freiliegt. Alle Sourcebusleitungen 23 sind an die Kurzschlußleitung 19 angeschlossen, so daß sie das gleiche elektrische Potential haben. Die Gatepadzwischenelektrode 53 ist an das Gatepad 15 angeschlossen, welches durch die Gate-Isolierschicht 17 hindurch freiliegt (siehe 2 und 3e).
  • Eine Passivierungsschicht 37 wird unter Auftragen eines Isoliermaterials, wie beispielsweise SiOx oder SiHx auf den Source-Elementen ausgebildet (Source-Elektrode, Drain-Elektrode, Sourcebusleitung, Sourcepad und Gatepadzwischenelektrode). Die Gatepad-Zwischenelektrode 53, das Source-Pad 25 und die Drain-Elektrode 31 werden durch Strukturieren der Passivierungsschicht 37 unter Verwendung einer sechsten Maske freigelegt (siehe 3f).
  • Alle Gatepads 15 und alle Sourcepads 25 sind an die Kurzschlußleitung 19 angeschlossen. Daher haben die Sourcepads 25 und die Gatepads 15 während des Herstellungsprozesses das gleiche elektrische Potential, so daß Leitungsunterbrechungen aufgrund statischer Elektrizität und Zerstörung der Isolierung vermieden werden können. Bei dem fertigen LCD Produkt sollten diese Leitungen nicht aneinander angeschlossen sein. Stattdessen sollte jede Leitung individuell getrennt sein. Zum Trennen der Leitungen wird ein Bereich des Glassubstrates 1, auf welchem die Kurzschlußleitung 19 angeordnet ist, durch Schneiden entfernt. Vor diesem Schneideschritt sollten alle Signalleitungen überprüft werden, um festzustellen, ob die angrenzenden Leitungen kurzgeschlossen sind und ob jede Leitung getrennt ist. Im allgemeinen wird dieser Prüfschritt durchgeführt, indem die Leitungen in eine ungeradzahlige Leitungsgruppe und eine geradzahlige Leitungsgruppe aufgeteilt werden und indem eine Spannung an die ungeradzahlige Leitungsgruppe und dann an die geradzahlige Leitungsgruppe angelegt wird, oder umgekehrt. Um die Leitungen mit dieser Methode zu prüfen, müssen die Bereiche der Kurzschlußleitung 19, welche in 2 in Quadraten dargestellt sind, entfernt werden. In anderen Worten müssen vier Eckbereiche der Kurzschlußleitung 19 abgeschnitten werden, so daß die Kurzschlußleitung 19 in ein oberes, ein unteres, ein rechtes und ein linkes Segment aufgeteilt ist. Anschlußbereiche der geradzahligen Gatebusleitungen, welche an das linke Segment der Kurzschlußleitung 19 angeschlossen sind, werden abgeschnitten, und Anschlußbereiche der ungeradzahligen Gatebusleitungen, welche an das rechte Segment der Kurzschlußleitung 19 angeschlossen sind, werden abgeschnitten. Daher sind die Gatebusleitungen 13 in eine geradzahlige Leitungsgruppe und eine ungeradzahlige Leitungsgruppe aufgeteilt. Die Sourcebusleitungen 13 sind ebenfalls in eine ungeradzahlige und eine geradzahlige Gruppe unter Verwendung desselben Verfahrens aufgeteilt. Bei diesem Schneideschritt werden Anschlußbereiche der Leitungen, welche entfernt werden sollen, und mit dem Bezugszeichen 93 indiziert sind, unter Verwendung einer siebten Maske abgeätzt (siehe 3 und 3g).
  • Abschließend wird ein transparentes leitendes Material, beispielsweise Indium-Zinn-Oxid auf der Passivierungsschicht 37 ausgebildet. Ein Gatepadanschluß 57 welcher an die Gatepadzwischenelektrode 53 angeschlossen ist, ein Sourcepadanschluß 67, welcher an das Sourcepad 25 angeschlossen ist, und eine Pixel-Elektrode 41 welche an die Drain-Elektrode 31 angeschlossen ist, werden durch Strukturieren des Indium-Zinn-Oxid unter Verwendung einer achten Maske ausgebildet (2 und 3h).
  • Wie oben beschrieben, sind die Gate-Anschlußelemente aus Aluminium ausgebildet und die Ausbildung von Unebenheiten auf der Oberfläche der Aluminiumschicht werden vermieden. Die Schwierigkeiten, welche von einem direkten Kontakt zwischen dem Aluminium und dem Indium-Zinn-Oxid herrühren werden durch Aufbringen von Chrom zwischen dem Gatepad und dem Indium-Zinn-Oxid überwunden. Jedoch erfordert diese Lösung zusätzliche Schritte zum Anodisieren des Aluminiums und zum Schneiden der Anschlußbereiche der Leitungen. Außerdem erfordert dieses Verfahren mindestens acht Maskierungsschritte. Jeder Maskierungsschritt, welcher zur Herstellung des aktiven Paneels der LCD verwendet wird, weist zusätzliche Schritte wie Spülen, Auftragen, Ausheizen und Ätzen auf. Daher verursacht jeder für das Herstellungsverfahren erforderliche Maskierungsschritt länger Fertigungszeiten und steigende Kosten.
  • Aus der DE 197 58 065 ist eine Flüssigkristallanzeige und ein Verfahren zum Herstellen derselben bekannt. Bei dem Herstellungsverfahren werden zum Ausbilden einer Gatebusleitung zwei Metalle übereinander aufgebracht. Ein Anodisierungsschritt zum Anodisieren der Gatbusleitung wird bei diesem Verfahren hingegen nicht durchgeführt.
  • Aus der DE 197 58 065 ist eine weitere Flüssigkristallanzeige und ein l Verfahren zum Herstellen derselben bekannt. Bei dem Herstellungsverfahren werden eine Gatebusleitung, eine Datenbusleitung und ein Schalter ausgebildet und anschließend mit einer Schutzschicht überzogen. Die Schutzschicht wird teilweise wieder entfernt, um eine Kontaktierung des Schalters zu ermöglichen.
    •
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine LCD, welche aus einem Metall mit geringem Widerstand gebildete Gate-Anschlußelemente aufweist, und ein Verfahren zur Herstellung derselben zu schaffen, bei welchem die Anzahl der Maskierungsschritte verringert ist. Bei den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wird ein Herstellungsverfahren für LCDs verwendet, bei welchem Gate-Anschlußelemente aus einem Metall mit geringem Widerstand, wie beispielsweise Aluminium hergestellt werden, wobei die Anzahl der erforderlichen Maskierungsschritte verringert ist. Zusätzlich schafft die Erfindung ein Verfahren zum Vermeiden der Ausbildung von Unebenheiten auf der Oberfläche von Gate-Anschlußlementen, welche aus Aluminium i ausgebildet sind, für eine LCD-Vorrichtung, wobei die Anzahl der Maskierungsschritte gegenüber dem Stand der Technik verringert ist.
  • Bei den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden die Gate-Anschlußelemente durch aufeinanderfolgendes Auftragen von Aluminium, welches einen niedrigen Widerstand aufweist, und einem Metall, welches einen hohen Schmelzpunkt aufweist und frei von Unebenheiten ist, wie beispielsweise Molybdän, Tantal, Wolfram und Antimon, und durch Strukturieren der aufgetragenen Metalle unter Verwendung einer einzigen Maske gebildet. Dabei wird die Bildung von Unebenheiten auf der Oberfläche des Aluminium vermieden, und die Anzahl der Maskierungsschritte wird verringert. Ein Verfahren zum aufeinanderfolgenden Auftragen von Aluminium und eines von Unebenheiten freien Metalls mit einem hohen Schmelzpunkt sowie ein gleichzeitiges Ätzen der Metalle wurde vom Anmelder entwickelt und in der koreanischen Patentanmeldung Nr. 97-07010 beschrieben. Bei dem in der koreanischen Patentanmeldung Nr. 97-07010 beschriebenen Verfahren wird eine erste Metallschicht und eine zweite Metallschicht aufeinanderfolgend aufgetragen und die erste Metallschicht und die zweite Metallschicht werden gleichzeitig unter Verwendung einer einzigen Maske naßgeätzt. Als Ergebnis davon ist die Breite der zweiten Metallschicht geringer als die Breite der ersten Metallschicht. Die Breite der ersten Metallschicht ist bevorzugt um 1 bis 4 Mikrometer (μm) größer als die Breite der zweiten Metallschicht, um die Bildung von Unebenheiten sicher zu vermeiden. Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung schafft ein Herstellungsverfahren für TFTs, welche aus dem obigen Metallen ausgebildete Gate-Anschlubelemente aufweisen, unter Verwendung von fünf Maskierungsschritten, sowie einen nach diesem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten TFT.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnung
  • 1 zeigt eine dreidimensionale Ansicht einer herkömmlichen LCD.
  • 3 zeigt eine Draufsicht auf ein aktives Paneel der herkömmlichen LCD.
  • 3a bis 3h zeigen Schnittansichten, aus welchen das Herstellungsverfahren des aktiven Paneels der herkömmlichen LCD ersichtlich ist.
  • 4 zeigt eine Draufsicht auf ein aktives Paneel einer LCD nach einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
  • 5a bis 5e zeigen Schnittansichten während der Herstellung des aktiven Paneels nach der ersten bevorzugten Ausführungsform.
  • 6 zeigt eine Draufsicht eines aktiven Paneels einer LCD gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
  • 7a bis 7e zeigen Schnittansichten während der Herstellung des aktiven Paneels der zweiten bevorzugten Ausführungsform.
  • 8a bis 8c zeigen Draufsichten auf unterschiedliche Merkmale der Gate-Kontaktöffnungen, welche über dem Gatepad des aktiven Paneels der bevorzugten Ausführungsformen ausgebildet sind.
  • 9a bis 9c zeigen vergrößerte Schnittansichten der verschiedenen Merkmale der Gatepads und Gate-Kontaktöffnungen des aktiven Paneels gemäß den bevorzugten Ausführungsformen.
  • Um die Probleme des Standes der Technik zu vermeiden und das oben beschriebene neue Verfahren und die neue Struktur zu schaffen weisen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ein Verfahren mit folgenden Schritten auf: Auftragen eines ersten Metalls und eines zweiten Metalls auf einem Substrat; Bilden einer Gatebusleitung, einer Gate-Elektrode, eines Gatepads und eine Kurzschlußleitung durch Strukturieren des ersten Metalls und des zweiten Metalls unter Verwendung einer einzigen Maske; aufeinanderfolgendes Auftragen eines ersten Isoliermaterials, eines intrinsischen Halbleitermaterials, und eines dotierten Halbleitermaterials; Bilden einer Halbleiterschicht und einer dotierten Halbleiterschicht durch Strukturieren der intrinsischen Halbleiterschicht und der dotierten Halbleiterschicht; Auftragen eines dritten Metalls auf dem Substrat, um eine Sourcebusleitung, eine Source-Elektrode, eine Drain-Elektrode und ein Sourcepad zu bilden; Auftragen und Strukturieren eines Isoliermaterials auf den Source-Elementen, um das Gatepad, das Sourcepad und die Drain-Elektrode freizulegen, und gleichzeitig die Anschlußbereiche der Gatebusleitungen und der Sourcebusleitungen, welche an die Kurzschlußleitungen angeschlossen sind, abzuschneiden; und Bilden einer Pixel-Elektrode, eines Gatepadanschlusses, und eines Sourcepadanschlusses aus einem transparenten leitenden Material auf der Isolierschicht.
  • Die erste bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird unter Bezugnahme auf 4 und die 5a bis 5e, welche Schnittansichten entlang der Linie V-V aus 4 darstellen, beschrieben.
  • Eine erste Metallschicht 211 wird durch Auftragen von Aluminium (A1) oder einer Aluminiumlegierung auf einem transparenten Glassubstrat 101 ausgebildet. Eine zweite Metallschicht 213 wird durch Auftragen eines Metalls , welches einen hohen Schmelzpunkt aufweist und frei von Unebenheiten ist, wie beispielsweise Molybdän (Mo), Tantal (Ta), Wolfram (W) und Antimon (Sb) auf dem Substrat 101 ausgebildet. Eine Gatebusleitung 113, eine Gatelektrode 111, ein Gatepad 115 und eine Gate-Kurzschlußleitung 119 werden durch Ätzen der beiden Metallschichten 211 und 213 unter Verwendung einer ersten Maske ausgebildet. Während dieses Schrittes werden die zweite Metallschicht 213 und die erste Metallschicht 211 naßgeätzt, um die Gate-Anschlußelemente (die Gatebusleitung, die Gate-Elektrode, das Gatepad und die Gate-Kurzschlußleitung) zu bilden, so daß die Breite der zweiten Metallschicht 213 geringer ist als die Breite der ersten Metallschicht 211. Eine Mehrzahl von Gatebusleitungen 113 werden abgetragen und erstrecken sich horizontal auf dem Substrat 101. Die Gate-Elektrode 111, welche aus der Gatebusleitung 113 abzweigt, ist in einem Eckbereich eines Pixels angeordnet. Das Gatepad 115 ist an dem Endbereich der Gatebusleitung 113 angeordnet. Eine Mehrzahl von Gatepads 115 sind an die Gate-Kurzschlußleitung 119 angeschlossen, so daß jedes Gatepad 115 dasselbe elektrische Potential aufweist. Daher werden Anschlußunterbrechungen der Leitungen sowie Zerstörungen der Isolierung aufgrund der statischen Elektrizität zuverlässig vermieden (4 und 5a).
  • Eine Gate-Isolierschicht 117 wird durch Auftragen eines Isoliermaterials, wie beispielsweise SiNx und SiOx, oder durch Beschichten mit einem organischen Isoliermaterial wie beispielsweise BCB (Benzocyclobutan) und Acrylharz, auf dem Substrat 101 ausgebildet, welches die erste Metallschicht 211 und die zweite Metallschicht 213 aufweist. Ein intrinsischer Halbleiter, wie beispielsweise amorphes Silizium, und ein dotierter Halbleiter, wie beispielsweise dotiertes amorphes Silizium, werden aufeinanderfolgend aufgetragen. Eine Halbleiterschicht 133 und eine dotierte Halbleiterschicht 135 werden durch Strukturieren des aufgetragenen intrinsischen Halbleiters und des dotierten Halbleiters unter Verwendung einer zweiten Maske ausgebildet. Die Halbleiterschicht 133 ist über der Gate-Elektrode 111 angeordnet (4 und 5b).
  • Chrom (Cr) oder Chromlegierungen werden auf der Oberfläche des Substrates 101 einschließlich der dotierten Halbleiterschicht 135 aufgetragen. Eine Sourcebusleitung 123, eine Source-Elektrode 121, eine Drain-Elektrode 131, ein Sourcepad 125 und eine Source-Kurzschlußleitung 129 werden durch Strukturieren des aufgetragenen Chroms oder der Chromlegierung unter Verwendung einer dritten Maske ausgebildet. Eine Mehrzahl von Sourcebusleitungen 123, welche auf der Gate-Isolierschicht 117 aufgetragen sind, erstrecken sich vertikal zu den Gatebusleitungen 113. Die Source-Elektrode 121, welche sich aus der Sourcebusleitung 123 erstreckt, ist mit einer Seite der dotierten Halbleiterschicht 135 verbunden. Die Drain-Elektrode 131, welche der Source-Elektrode 121 zugewandt angeordnet ist, ist mit der anderen Seite der dotierten Halbleiterschicht 135 verbunden. Das Sourcepad 125 ist im Endbereich der Sourcebusleitung 123 angeordnet. Alle Sourcepads 125 sind an die Source-Kurzschlußleitung 129 angeschlossen. Manchmal ist eine Source-Kurzschlußleitung 129, welche die ungeradzahligen Source-Pads 125 verbindet, auf der Oberfläche des Substrats 101 angeordnet, und eine zusätzliche Source-Kurzschlußleitung (nicht gezeigt), welche an die geradzahligen Sourcepads 125 angeschlossen ist, ist auf der unteren Oberfläche des Substrats 101 ausgebildet. 4 zeigt einen Eckbereich des Substrates. Die ungeradzahligen Sourcepads 125 sind an die Source-Kurzschlußleitung 129 angeschlossen und die geradzahligen Sourcepads 125 sind nicht an die Source-Kurzschlußleitung 129 angeschlossen. Daher sind alle Sourcebusleitungen 123 aneinander angeschlossen, so daß Leitungsunterbrechungen aufgrund von statischer Elektrizität vermieden werden (4 und 5c).
  • Eine Passivierungsschicht 137 wird durch Auftragen eines anorganischen Isoliermaterials, wie beispielsweise SiNx und SiOx, oder durch Beschichten mit einem organischen Isoliermaterial, wie BCB und Acrylharz, auf der Oberfläche des Substrats einschließlich der Source-Elemente gebildet (Sourcebusleitung 123, Source-Elektrode 121, Drain-Elektrode 131, Sourcepad 125 und Source-Kurzschlußleitung 129). Eine Source-Kontaktöffnung 161 und eine Drain-Kontaktöffnung 171 werden durch Entfernen eines Bereichs der Passivierungsschicht 137, welche das Sourcepad 125 und die Drain-Elektrode 131 bedeckt unter Verwendung einer vierten Maske gebildet. Eine Gate-Kontaktöffnung 151 und eine Kurzschlußleitung-Schneidöffnung 193 werden durch Entfernen der Passivierungsschicht 137 und der Gate-Isolierschicht 117 gebildet, welche das Gatepad 115 und die Gate-Kurzschlußleitung 119, welche an die ungeradzahligen Gateleitungen angeschlossen ist. Der Bereich der Gate-Anschlußelemente, welcher durch die Kurzschlußleitungschneidöffnung 193 freiliegt, wird bevorzugt entfernt. In anderen Worten werden die Gatebusleitungen in eine ungeradzahlige Leitungsgruppe und eine geradzahlige Leitungsgruppe mittels Schneiden der Anschlußbereiche der ungeradzahligen Gatepads oder mittels Schneiden der Anschlußbereiche der geradzahligen Gatepads aufgeteilt, wobei beide Gruppen an die Gate-Kurzschlußleitung auf der linken Seite des Substrats angeschlossen sind, so daß die ungeradzahligen Gatepads an die Gate-Kurzschlußleitung 119 angeschlossen sind und die geradzahligen Gatepads nicht an die Gate-Kurzschlußleitung 119 angeschlossen sind. Die geradzahligen Gatepads sind an die Gate-Kurzschlußleitung 119 auf der rechten Seite des Substrats angeschlossen und die ungeradzahligen Gatepads sind nicht an die Gate-Kurzschlußleitung 119 auf der rechten Seite des Substrats angeschlossen.
  • Im Gegensatz zum herkömmlichen Verfahren sind erfindungsgemäß keine zusätzlichen Schneideschritte erforderlich. Die Gate-Anschlußelelemente werden aus der ersten Metallschicht 211, welche Aluminium aufweist, und aus der zweiten Metallschicht 213 gebildet, welche ein Metall mit einem hohen Schmelzpunkt, wie Molybdän, Wolfram, Tantal und Antimon, aufweist. Die zweite Metallschicht 213 wird während dem Trockenätzen der Passivierungsschicht 137 und der Gate-Isolierungsschicht 117 entfernt, da die Ätzrate der zweiten Metallschicht 213, welche Molybdän, Wolfram, Tantal oder Antimon aufweist, jener der Passivierungsschicht 137 und der Gate-Isolierschicht 117 sehr ähnlich ist: Um das Schneiden der Kurzschlußleitung gleichzeitig mit dem Ätzen der Passivierungsschicht 137 und der Gate-Isolierschicht 117 leicht zu ermöglichen, wird ein Metall verwendet, welches einen hohen Schmelzpunkt und eine der Ätzrate der Passivierungsschicht 137 und der Gate-Isolierschicht 117 ähnliche Ätzrate aufweist, um das Bilden von Unebenheiten auf dem Aluminium zu vermeiden.
  • Das verbleibende Aluminium wird unter Verwendung des folgenden Verfahrens welches im allgemeinen folgende Schritte aufweist, entfernt: Auftragen, Beschichten mit einer Lichtschutzschicht, Belichten, Entwickeln, Ätzen und Entfernen der Lichtschutzschicht. Die Passivierungsschicht 137 und die Gate-Isolierschicht werden ebenfalls durch diese Ätzprozeßschritte geätzt. Nach dem Entfernen der Lichtschutzschicht, wird der Entferner, welcher zum Entfernen der Lichtschutzschicht verwendet wird, unter Verwenden eines starken Luftstroms eliminiert und die verbleibende Oberfläche abgespült. Um das Substrat nach dem Elimieren des Entferners in einen Abspülraum zu transportieren, ist etwas Zeit erforderlich. Während dieser Zeit verunreinigt eine geringe verbliebene Menge des Lichtschutzschichtentferners die Oberfläche der Passivierungsschicht 137. Um diese Verunreinigungen zu vermeiden, wird das Substrat zuerst mit einer chemischen Wirksubstanz befeuchtet, welche kaum mit der Passivierungsschicht reagiert, und anschließend zu dem Abspülraum transportiert. Bei diesem Schritt wird eine schwache Lauge, welche gut mit der ersten Metallschicht 211, aber schlecht mit der Passivierungsschicht 137 reagiert, als die chemische Wirksubstanz verwendet. Daher wird die freigelegte erste Metallschicht 211 entfernt (5d).
  • Ein transparentes leitendes Material, wie beispielsweise Indium-Zinn-Oxid, wird auf der Passivierungsschicht 137 aufgebracht. Eine Pixel-Elektrode 141, ein Gatepad-Anschluß 157 und ein Sourcepad-Anschluß 167 werden durch Strukturieren des unter Verwendung einer fünften Maske ausgebildet. Die Pixel-Elektrode 141 ist an die Drain-Elektrode 131 angeschlossen, welche durch die Drain-Kontaktöffnung 171 freigelegt ist. Der Gatepad-Anschluß 157 ist an die geätzte Seite des Gatepads 115 angeschlossen, welche entlang der Form der Gate-Kontaktöffnung 151 geätzt ist. Der Gatepad-Anschluß 157 ist mit der geätzten Seite der zweiten Metallschicht 213 und mit der geätzten Seite der ersten Metallschicht 211 verbunden. Der Sourcepad-Anschluß 167 ist an das Sourcepad 125, welches durch die Source-Kontaktöffnung 161 hindurch freigelegt ist, angeschlossen (4 und 5e).
  • Bei einer zweiten bevorzugten Ausführungsform ist ein anderes Verfahren zum Ausbilden der Gate-Kurzschlußleitung und der Source-Kurzschlußleitung vorgesehen. Zum besseren Verständnis wird die zweite bevorzugte Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 6 und 7a bis 7e erläutert, welche Schnittansichten entlang der Linie VII-VII aus 6 sind. Die Schritte zur Herstellung von TFTs werden hier ohne Bezugnahme auf die Schnittansichten beschrieben, da sie bevorzugt dieselben wie in dem Verfahren nach der ersten bevorzugten Ausführungsform sind.
  • Eine erste Metallschicht 211 wird durch Auftragen von Aluminium (Al) oder einer Aluminiumlegierung auf einem transparenten Glassubstrat 101 ausgebildet. Eine zweite Metallschicht 213 wird durch Auftragen eines Metalls, welches einen hohen Schmelzpunkt aufweist und frei von Unebenheiten ist, wie beispielsweise Molybdän (Mo), Tantal (Ta), Wolfram (W) und Antimon (Sb) auf dem Substrat 101 bildet. Eine Gatebusleitung 113, eine Gatelektrode 111, ein Gatepad 115, eine erste Gate-Kurzschlußleitung 119a, eine zweite Gate-Kurzschlußleitung 119b und eine erste Source-Kurzschlußleitung 129a werden durch Ätzen der beiden Metallschichten 211 und 213 unter Verwendung einer ersten Maske gebildet. Während dieses Schrittes werden die zweite Metallschicht 213 und die erste Metallschicht 211 naßgeätzt, so daß die Breite der zweiten Metallschicht 213 geringer ist als die Breite der ersten Metallschicht 211. Eine Mehrzahl von Gatebusleitungen 113 werden angeordnet und erstrecken sich horizontal auf dem Substrat 101. Die Gate-Elektrode 111, welche sich aus der Gatebusleitung 113 erstreckt, ist in einem Eckbereich eines Pixels angeordnet. Das Gatepad 115 ist an dem Endbereich der Gatebusleitung 113 angeordnet. Alle Gatepads 115 sind an die erste Gate-Kurzschlußleitung 119a angeschlossen, so daß alle Gatepads 115 dasselbe elektrische Potential aufweisen. Daher werden Anschlußunterbrechungen der Leitungen sowie Zerstörungen der Isolierung aufgrund der statischen Elektrizität zuverlässig vermieden. Geradzahlige Gatebusleitungen sind über Umleitungen an die erste Gate-Kurzschlußleitung 119a angschlossen, um die Gatebusleitungen einfach in eine geradzahlige Leitungsgruppe und in eine ungeradzahlige Leitungsgruppe aufzuteilen. Die zweite Gate-Kurzschlußleitung 119b ist bevorzugt im wesentlichen parallel zu der ersten Gate-Kurzschlußleitung 119a. Die erste Source-Kurzschlußleitung 129a wird an die ungeradzahligen Sourcebusleitungen angeschlossen werden, welche während eines späteren Schrittes gebildet werden (6 und 7a) .
  • Eine Gate-Isolierschicht 117 wird durch Auftragen eines anorganischen Isoliermaterials, wie beispielsweise SiNx und SiOx, oder durch Beschichten mit einem organischen Isoliermaterial wie beispielsweise BCB (Benzocyclobutan) und Acrylharz, auf dem Substrat 101 gebildet, welches die die erste Metallschicht 211 und die zweite Metallschicht 213 aufweisenden Gate-Anschlußelemente aufweist. Ein intrinsischer Halbleiter, wie beispielsweise amorphes Silizium, und ein dotierter Halbleiter, wie beispielsweise dotiertes amorphes Silizium, werden aufeinanderfolgend aufgetragen. Eine Halbleiterschicht 133 und eine dotierte Halbleiterschicht 135 werden durch Strukturieren des aufgetragenen intrinsischen Halbleiters und des dotierten Halbleiters unter Verwendung einer zweiten Maske gebildet. Die Halbleiterschicht 133 ist über der Gate-Elektrode 111 angeordnet (6 und 7b).
  • Chrom (Cr) oder Chromlegierung wird auf der Oberfläche des Substrates 101 einschließlich der Halbleiterschicht 133 aufgetragen. Eine Sourcebusleitung 123, eine Source-Elektrode 121, eine Drain-Elektrode 131, ein Sourcepad 125 und eine zweite Source-Kurzschlußleitung 129b werden durch Strukturieren des aufgetragenen Chroms unter Verwendung einer dritten Maske gebildet. Eine Mehrzahl von Sourcebusleitungen 123, welche auf der Gate-Isolierschicht 117 aufgetragen sind, erstrecken sich vertikal zu den Gatebusleitungen 113. Die Source-Elektrode 121, welche sich aus der Sourcebusleitung 123 erstreckt, ist mit einer Seite der dotierten Halbleiterschicht verbunden (nicht gezeigt). Die Drain-Elektrode 131, welche der Source-Elektrode 121 zugewandt angeordnet ist, ist mit der anderen Seite der dotierten Halbleiterschicht verbunden (nicht gezeigt). Das Sourcepad 125 ist im Endbereich der Sourcebusleitung 123 angeordnet. Die geradzahligen Sourcepads 125 sind an die zweite Source-Kurzschlußleitung 129b angeschlossen. Dementsprechend sind die geradzahligen Sourcebusleitungen 123 aneinander angeschlossen, so daß das Auftreten von Leitungsunterbrechungen aufgrund elektrostatischer Aufladung vermieden wird. Obwohl die ungeradzahligen Sourcepads 125 an keine Kurzschlußleitung angeschlossen sind, ist die Möglichkeit des Auftretens elektrostatischer Aufladung gering und Schäden aufgrund elektrostatischer Aufladung sind selten (6 und
  • 7c) .
  • Eine Passivierungsschicht 137 wird durch Auftragen eines anorganischen Isoliermaterials, wie beispielsweise SiNx und SiOx, oder durch Beschichten mit einem organischen Isoliermaterial, wie BCB und Rcrylharz, auf der Oberfläche des Substrats einschließlich der Source-Elemente gebildet (Sourcebusleitung 123, Source-Elektrode 121, Drain-Elektrode 131, Sourcepad 125, zweite Source-Kurzschlußleitung 129b und zweite Gate-Kurzschlußleitung 119b). Eine Source-Kontaktöffnung, 161 und eine Drain-Kontaktöffnung 171 werden durch Entfernen eines Bereichs der Passivierungsschicht 137, welche das Sourcepad 125 und die Drain-Elektrode 131 bedeckt unter Verwendung einer vierten Maske gebildet. Eine Gate-Kurzschluß-Kontaktöffnung 181 wird durch Entfernen eines Bereichs der Passivierungsschicht 137 gebildet, welcher Anschlußbereiche der an die zweite Gate-Kurzschlußleitung 119b angeschlossenen geradzahligen Gatepads 115 bedeckt. Eine Gate-Kontaktöffnung 151 und eine Kurzschlußleitung-Schneidöffnung 193 werden durch Entfernen der Passivierungsschicht 137 und der Gate-Isolierschicht 117 gebildet, welche das Gatepad 115 und umgeleitete Anschlußbereiche der ersten Gate-Kurzschlußleitung 119, welche an die geradzahligen Gatepads angeschlossen ist, bedecken. In diesem Schritt wird eine Source-Kurzschluß-Kontaktöffnung 191 durch Entfernen der Passivierungsschicht 137 und der Gate-Isolierschicht 117 gebildet, welche einen Bereich der ersten, an die ungeradzahligen Sourcepads 125 angeschlossenen Kurzschlußleitung 129a bedeckt. Ein Bereich der Gate-Anschlußelemente, welcher durch die Kurzschlußleitungschneidöffnung 193 freiliegt, wird bevorzugt entfernt. In anderen Worten werden die ungeradzahligen, an die erste Gate-Kurzschlußleitung 119a angeschlossenen Gatepads und die geradzahligen, an die zweite Gate-Kurzschlußleitung 119b angeschlossenen Gatepads mittels Schneiden der Anschlußbereiche der geradzahligen, an die erste Gate-Kurzschlußleitung angeschlossenen Gatepads 115, getrennt.
  • Die oben beschriebenen Anschlußbereiche werden bevorzugt unter Verwendung desselben Verfahrens wie bei der ersten bevorzugten Ausführungsform geschnitten. Die zweite Metallschicht 213 wird gleichzeitig mit dem Trockenätzen der Passivierungsschicht 137 und der Gate-Isolierschicht 117 entfernt. Das verbleibende Aluminium wird unter Verwendung desselben Verfahrens wie für die erste bevorzugte Ausführungsform entfernt. Nach dem Entfernen der Lichtschutzschicht, welche zum Ätzen der Passivierungsschicht 137 und der Gate-Isolierschicht 117 verwendet wird, wird die chemische Wirksubstanz, welche zum Entfernen der Lichtschutzschicht verwendet wird, durch Anwenden eines starken Luftstroms entfernt. Eine schwache Lauge, welche gut mit der ersten Metallschicht 211 und schlecht mit der Passivierungsschicht 137 reagiert, wird auf das Substrat aufgetragen. Dabei wird der Bereich der ersten Metallschicht 211, welcher durch die Kurzschlußleitungschneidöffnung 193 hindurch freigelegt ist, entfernt. Beim Schneiden der geradzahligen, an die erste Gate-Kurzschlußleitung 119a angeschlossenen Gatepads 115 wird auch das durch die Kontaktöffnungen hindurch freigelegte Gatepad 115 sowie die erste Source-Kurzschlußleitung 129a, welche durch die Source-Kurzschlußöffungen 191 hindurch freigelegt ist, entfernt ( 7d).
  • Ein transparentes leitendes Material, wie beispielsweise ITO (Indiumzinnoxid) wird auf die Passivierungsschicht 137 aufgebracht. Eine Pixel-Elektrode 141, ein Gatepad-Anschluß 157 und ein Sourcepad-Anschluß 167 werden durch Strukturieren des ITO unter Verwendung einer fünften Maske ausgebildet. Die Pixel-Elektrode 141 ist an die Drain-Elektrode 131 angeschlossen, welche durch die Drain-Kontaktöffnung 171 hindurch freiliegt. Der Gatepad-Anschluß 157 ist an die geätzte Seite des Gatepads 115 angeschlossen, welches entlang des Umrisses der Gate-Kontaktöffnung 151 geätzt ist. Der Gatepad-Anschluß 157 ist an die geätzte Seite der Metallschicht 213 oder an die geätzte Seite der ersten Metallschicht 211 des Gatepads 115 angeschlossen. Einige Gatepad-Anschlüsse 157, welche an die geradzahligen Gatepads 115 angeschlossen sind, sind mit den zweiten Gate-Kurzschlußleitungen 199b welche durch die Gate-Kurzschlußöffnungen 181 freigelegt sind, verbunden. Der Sourcepad-Anschluß 167 ist an das Sourcepad 125 angeschlossen, welches durch die Source-Kontaktöffnung 161 hindurch freigelegt ist. Einige Sourcepad-Anschlüsse 167, welche an die ungeradzahligen Sourcepad 125 angeschlossen sind, sind mit den Profilen der geätzten ersten Source-Kurzschlußleitungen 129a durch die Source-Kurzschlußkontaktöffnungen 191 hindurch verbunden. Die ungeradzahligen Gatepads 115 sind.an die ersten Gate-Kurzschlußleitungen 119a angeschlossen. Die ungeradzahligen Sourcepads 125 sind an die ersten Source-Kurzschlußleitungen 129a angeschlossen. Die geradzahligen Gatepads 115 sind an die zweiten Gate-Kurzschlußleitungen 119b angeschlossen, und die geradzahligen Sourcepads 125 sind an die zweiten Source-Kurzschlußleitungen 129b angeschlossen (6 und 7e).
  • Wie oben für die erste und zweite bevorzugte Ausführungsform beschrieben, ist der Gatepad-Anschluß 157 an die geätzte Seite der zweiten Metallschicht 213 angeschlossen, welche auf die Gate-Kontaktöffnung 151 ausgerichtet ist. Der Kontaktwiderstand zwischen dem Gatepad-Anschluß 157 und dem Gatepad 115 ist proportional zum Umfang der Kontaktöffnung. Um den Widerstand des Gatepads klein zu halten, wird bevorzugt der Umfang der Kontaktöffnung 151 größer ausgebildet. Hierzu wird die Gate-Kontaktöffnung 151 bevorzugt derart ausgebildet, daß sie eine Mehrzahl von kleinen Öffnungen aufweist. Die Mitte des Gatepads 115 wird an einen externen Anschluß angeschlossen, um von diesem externe elektrische Signale zu empfangen. Um einen guten Kontakt mit dem externen Anschluß herzustellen, wird die Kontaktöffnung bevorzugt nicht im mittleren Bereich des Gatepads ausgebildet. Unterschiedliche Gestaltungen der Gate-Kontaktöffnung 15.1, welche eine Mehrzahl von kleinen Öffnungen über dem Gatepad aufweist und die oben beschriebenen Bedingungen erfüllt, sind aus den 8a bis 8c ersichtlich.
  • Dementsprechend haben alle an das Indium-Zinn-Oxid angeschlossenen Bereiche der Gate-Anschlußelemente, hier das Gatepad, die Anschlußbereiche der ungeradzahligen Sourcepads, welche mit der Sourcepad-Kurzschlußleitung verbunden sind, sowie Ag-Punkte, welche eine Gemeinschaftselektrode für das Gatesignal mit einer Gemeinschaftselektrode auf dem Farbfilterpaneel verbinden, bevorzugt die gleiche oben beschriebenene Struktur des Gatepads.
  • Anschlußbereiche zwischen den Gate-Anschlußelementen und dem Indium-Zinn- Oxid der bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen LCD werden nachfolgend detailliert beschrieben. Die Beschreibung zeigt im wesentlichen das Gatepad unter Bezugnahme auf die 9a bis 9c, welche Schnittansichten entlang der Linie IX-IX aus 8c sind.
  • Da die zweite Metallschicht 213 gleichzeitig mit dem Bilden einer Gate-Kontaktöffnung 151 durch Ätzen der Passivierungsschicht 137 und der Gate-Isolierschicht 117 geätzt wird, ist die Breite (W1) einer Isolierschicht-Kontaktöffnung 151a, welche in der Gate-Isolierschicht 117 ausgebildet ist, annähernd gleich der Weite (W2) einer zweiten Metallanschlußöffnung 151b, welche in der zweiten Metallschicht 213 ausgebildet ist. Da die erste Metallschicht 211 ebenfalls entlang der zweiten Metallkontaktöffnung 151b strukturiert ist, ist die Weite (W3) der ersten Metallanschlußöffnung 151c im wesentlichen gleich der Weite (W2) der zweiten Metallanschlußöffnung 151b. Daher ist der Gatepad-Anschluß 157 an die geätzte Seite der zweiten Metallschicht 213 und die geätzte Seite der ersten Metallschicht 211 angeschlossen (9a) .
  • Im allgemeinen ist etwas Zeit erforderlich, um das Substrat nach dem Ausbilden der Kontaktöffnungen in den Abspülraum zu transportieren und um die Lichtschutzschicht zu entfernen und eine chemische Wirksubstanz aufzubringen, welche mit der Passivierungsschicht 137 kaum reagiert und welche mit der ersten Metallschicht 211 stark reagiert. Daher wird, wie aus 9b ersichtlich, die erste Metallschicht 211 unter der zweiten Metallschicht stärker geätzt, Indium-Zinn-Oxid, was als "Unterschneiden" bezeichnet wird. Daher ist die weite (W3) der ersten Metallanschlußöffnung 153c größer als die Weite (W2) der zweiten Metallanschlußöffnung 153b. In diesem Fall ist der Gatepadanschluß 157 an die geätzte Seite der zweiten Metallschicht 213 angeschlossen. Obwohl der Gatepad-Anschluß 157 nicht an die erste Metallschicht 211 angeschlossen ist, bleibt der Anschluß zwischen dem Gatepad 115 und dem .
  • Gatepadanschluß 157 unbeeinflußt. Da die erste Metallschicht 211 aus Aluminium ausgebildet wird und der Gatepad-Anschluß 127 aus Indium-Zinn-Oxid ausgebildet wird, ist am Übergang zwischen dem Aluminium und dem Indium-Zinn-Oxid eine Aluminiumoxidschicht ausgebildet, welche zu einer Vergrößerung des Kontaktwiderstandes führt. Deswegen wird der Anschluß nicht davon beeinflußt, ob das Indium-Zinn-Oxid an das Aluminium angeschlossen ist. Stattdessen ist es wichtig, den Kontaktwiderstand zwischen dem Gatepad-Anschluß 157 und der zweiten Metallschicht 213 gering zu halten. Um dies zu erreichen, wird die Isolierschicht-Anschlußöffnung 151a durch Steuern der Plasmaenergie, welche zur Zeit des Bildens der Isolierschicht-Anschlußöffnung 151a und der zweiten Metallschicht-Anschlußöffnung 151b verwendet wird, geschrägt ausgebildet, so daß die Weite (W1) der Isolierschicht-Anschlußöffnung 151a bevorzugt größer ausgebildet ist, als die Weite (W2) der zweiten Metallanschlußöffnung 151b. Daher liegt ein größerer Bereich der zweiten Metallschicht 213 frei und deswegen ist der Anschlußbereich der zweiten Metallschicht 213 an den Gatepad-Anschluß 157 vergrößert, wodurch eine Zunahme des Kontaktwiderstandes vermieden wird.
  • Wie oben beschrieben, wird erfindungsgemäß eine LCD mit Gate-Anschlußelementen, welche aus einem Metall mit einem geringen Widerstand ausgebildet sind, und ein Verfahren zum Herstellen desselben, bei welchem die Anzahl der Maskierungsschritte verringert ist, geschaffen. Gate-Anschlußelemente werden durch aufeinanderfolgendes Aufbringen von Aluminium und zumindest Molybdän, Tantal, Wolfram oder Antimon ausgebildet und unter Verwendung einer einzigen Maske strukturiert. Das Zerschneiden der Kurzschlußleitung wird während der Schritte des Strukturierens der Passivierungsschicht und des Abspülens der resultierenden Oberfläche des Substrats durchgeführt. Dadurch wird die erfindungsgemäße LCD unter Verwendung von nur fünf Maskierungsschritten hergestellt, wodurch die Produktionsausbeute vergröbert ist und die Herstellungskosten und die Herstellungszeit verringert sind.
    •

Claims (20)

  1. Herstellungsverfahren für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit folgenden Schritten Bilden einer Gatebusleitung (113), einer Gate-Elektrode (111), eines Gatepads (115) durch aufeinanderfolgendes Aufbringen eines ersten Metalls (211) und eines zweiten Metalls (213) und durch gleichzeitiges Strukturieren des ersten Metalls (211) und des zweiten Metalls (213) unter Verwendung einer einzigen Maske, Bilden einer Gate-Isolierschicht (117), welche die Gatebusleitung (113), die Gate-Elektrode (111) und das Gatepad (115) bedeckt, Bilden einer Halbleiterschicht (133) über der Gate-Elektrode (111) sowie einer dotierten Halbleiterschicht (135) auf der Halbleiterschicht (133), Bilden einer Source-Elektrode (121) und einer Drain-Elektrode (131) auf der dotierten Halbleiterschicht (135) und einer Sourcebusleitung (123) und eines Sourcepads (125) auf der Gate-Isolierschicht (117), Bilden einer Passivierungsschicht (137) auf der Sourcebusleitung (123), der Source-Elektrode (121), der Drain-Elektrode (131) und dem Sourcepad (125), Bilden einer Gate-Kontaktöffnung (151), welche das Gatepad (115) freilegt, einer Drain-Kontaktöffnung (171), welche die Drain-Elektrode (131) freilegt und einer Source-Kontaktöffnung (161), welche das Sourcepad (125) freilegt, und Entfernen eines Bereichs des zweiten Metalls (213), welcher durch die Gate-Kontaktöffnung (151) hindurch freiliegt und eines Bereichs des ersten Metalls (211) unter dem zweiten Metall (213), und Bilden einer Pixel-Elektrode (141), welche mit der Drain-Elektrode (131) verbunden ist, eines Gatepad-Anschlusses (157), welcher mit dem Gatepad (115) verbunden ist, und eines Sourcepad-Anschlusses (167), welcher mit dem Sourcepad (125) verbunden ist durch Aufbringen eines leitenden Materials auf der Passivierungsschicht (137) und durch Strukturieren des leitenden Materials.
  2. Herstellungsverfahren für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Kurzschlußleitung (119), welche an alle Gatepads (115) angeschlossen ist, während des Schritts des Bildens des Gatepads (115) ausgebildet wird.
  3. Herstellungsverfahren für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 2, wobei eine Kurzschlußleitung-Schneidöffnung (193), welche einen Bereich der Kurzschlußleitung (119) freilegt, während des Schritts des Bildens der Gate-Kontaktöffnung (151) ausgebildet wird, und der Bereich der zweiten Metallschicht (213), welcher durch die Kurzschlußleitung-Schneidöffnung (193) hindurch freigelegt ist, sowie die erste Metallschicht (211) unter dem Bereich der zweiten Metallschicht (213), welche durch die Kurzschlußleitung-Schneidöffnung (193) hindurch freigelegt ist, entfernt werden.
  4. Herstellungsverfahren für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zweite Metallschicht (213), welche durch die Gate-Kontaktöffnung (151) hindurch freigelegt ist, während des Schrittes des Ausbildens der Gate-Kontaktöffnung (151) geätzt wird, und die erste Metallschicht (213), welche durch die Gate-Kontaktöffnung (151) freigelegt ist, mittels einer chemischen Wirksubstanz während eines Abspülschrittes, welcher nach dem Schritt des Ätzens des zweiten Metalls (213) durchgeführt wird, entfernt wird, welche mit dem ersten Metall reagiert.
  5. Herstellungsverfahren für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 4, wobei eine geätzte Seite der zweiten Metallschicht (213) während des Schrittes des Ausbildens des Gatepad-Anschlusses (157) an den Gatepad-Anschluß (157) angeschlossen wird.
  6. Herstellungsverfahren für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Gate-Kontaktöffnung (151) durch Ausbilden einer Mehrzahl von kleinen Kontaktöffnungen ausgebildet wird.
  7. Herstellungsverfahren für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Gate-Kontaktöffnungen (151) an beiden Endbereichen des Gatepads (115) ausgebildet sind und die Gate-Kontaktöffnungen (151) nicht im mittleren Bereich des Gatepads (115) ausgebildet sind.
  8. Herstellungsverfahren für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit folgenden Schritten: Bilden von Gate-Anschlußelementen (113, 111, 115) durch Aufbringen eines ersten Metalls (211) und eines zweiten Metalls (213) sowie durch gleichzeitiges Strukturieren des ersten Metalls (211) und des zweiten Metalls (213) unter Verwendung einer einzigen Maske, Bilden einer Gate-Isolierschicht (117), welche die Gate-Anschlußelemente (113, 111, 115) bedeckt, und Bilden einer Kontaktöffnung (151), welche einen Bereich der Gate-Anschlußelemente (113, 111, 115) freilegt, durch Ätzen eines Bereiches der Isolierschicht (117) und aufeinanderfolgendes Entfernen des zweiten Metalls (213), welches durch die Kontaktöffnung (151) hindurch freigelegt ist, und des ersten Metalls (211), welches unter dem freigelegten Bereich des zweiten Metalls (213) angeordnet ist.
  9. Herstellungsverfahren für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 8, wobei die zweite Metallschicht (213), welche durch die Kontaktöffnung (151) hindurch freigelegt ist, während des Schrittes des Ausbildens der Kontaktöffnung (151) geätzt wird, und das erste Metall (211), welches durch die Kontaktöffnung (151) hindurch freigelegt ist, während eines nach dem Schritt des Ätzens des zweiten Metalls (213) durchgeführten Abspülschrittes mittels einer chemischen Wirksubstanz entfernt wird, welche mit dem ersten Metall (211) reagiert.
  10. Herstellungsverfahren für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 8, wobei weiter zusätzlich eine leitende Schicht auf der Isolierschicht (117) ausgebildet wird, so daß die leitende Schicht durch die Kontaktöffnung (151) hindurch mit der zweiten Metallschicht (213) verbunden wird.
  11. Herstellungsverfahren für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 10, wobei eine geätzte Seite der zweiten Metallschicht (213) mit der leitenden Schicht während des Schrittes des Ausbildens der leitenden Schicht verbunden wird.
  12. Herstellungsverfahren für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Kontaktöffnung (151) durch Ausbilden mindestens einer kleinen Öffnung ausgebildet wird.
  13. Herstellungsverfahren für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Kontaktöffnungen an den beiden Endbereichen der Gate-Anschlußelemente (113, 111, 115) ausgebildet sind, und in den Mittelbereichen der Gate-Anschlußelemente (113, 111, 115) keine Kontaktöffnungen ausgebildet sind.
  14. Flüssigkristallanzeigevorrichtung, mit einem Substrat (101), und einem Pad (115), welches aufweist ein erstes Metall (211) auf dem Substrat (101), ein zweites Metall (213) auf dem ersten Metall (211), eine Isolierschicht (117) auf dem zweiten Metall (213), eine erste Kontaktöffnung (151a) in der Isolierschicht (117), eine zweite Kontaktöffnung (151b) in der zweiten Metallschicht (213), welche im wesentlichen auf die erste Kontaktöffnung (151a) ausgerichtet ist, eine dritte Kontaktöffnung (151c) in der ersten Metallschicht (211), welche im wesentlichen auf die zweite Kontaktöffnung (151b) ausgerichtet ist, und eine leitende Schicht, welche an einer geätzten Seite der zweiten Metallschicht (213) durch die erste Kontaktöffnung (151a), die zweite Kontaktöffnung (151b) und die dritte Kontaktöffnung (151c) hindurch angeschlossen wird.
  15. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 14, wobei die erste Kontaktöffnung (151a) größer als die zweite Kontaktöffnung (151b) ausgebildet ist, so daß die leitende Schicht an die freigelegte Oberfläche des zweiten Metalls (213) angeschlossen wird.
  16. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 14, wobei die zweite Kontaktöffnung (151b) kleiner als die dritte Kontaktöffnung (151c) ausgebildet ist.
  17. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 14, wobei eine Kontaktöffnung (151a, 151b, 151c) eine Mehrzahl von Öffnungen (151) aufweist.
  18. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 17, wobei die Kontaktöffnungen (151) an beiden Endbereichen des Pads (115) angeordnet sind und im mittleren Bereich des Pads (115) keine Kontaktöffnungen (151) ausgebildet sind.
  19. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 14, wobei das erste Metall (211) Aluminium aufweist.
  20. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 14, wobei das zweite Metall (213) zu mindest Molybdän, Tantal, Wolfram oder Antimon aufweist.
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