DE3832991A1 - Zellstruktur fuer matrix-adressierte fluessigkristallanzeigen und verfahren zu deren herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung ist allgemein gerichtet auf ein Verfahren zum Her­ stellen von Dünnfilm-Feldeffekt-Transistorstrukturen, die in Matrix-adressierten Flüssigkristallanzeigen (LCD) brauchbar sind. Die vorliegende Erfindung ist auch gerichtet auf Struk­ turen, die nach diesem Verfahren hergestellt werden. Mehr im be­ sonderen ist die vorliegende Erfindung auf die Nutzung einer schützenden Streifenstruktur, die auf einem Abschnitt einer Pixel-Elektrode angeordnet ist, um das Pixel-Elektrodenmaterial vor einem Angriff durch die Chemikalien zu schützen, die in anderen Verfahrensstufen benutzt werden, gerichtet. Mehr im besonderen ist die vorliegende Erfindung auf eine Lösung des Problems der Materialverträglichkeit gerichtet, das mit dem Einsatz von Indium/Zinn-Oxid als Pixel-Elektrodenmaterial in Verbindung mit Aluminium als Gate-Metall und/oder als Source/ Drain-Metallisierungsmaterial verbunden ist.

Eine Flüssigkristallanzeige umfaßt ein Paar von flachen Plat­ ten, die an ihren Außenkanten abgedichtet sind und eine gewis­ se Menge an Flüssigkristallmaterial enthalten. Diese flüssig­ kristallmaterialien fallen üblicherweise in zwei Kategorien: dichroitische Farbstoffe und ein Gast/Wirts-System oder ver­ drehte pneumatische Materialien. Die flachen Platten weisen im allgemeinen ein transparentes Elektrodenmaterial auf, das in vorbestimmten Mustern auf ihren inneren Oberflächen angeord­ net ist. Eine Platte ist häufig vollständig von einer einzigen transparenten "Grundebenen"-Elektrode bedeckt. Die gegenüber­ liegende Platte ist mit einer Reihe von transparenten Elektro­ den versehen, die in der vorliegenden Anmeldung als "Pixel" (Bildelement)-Elektroden bezeichnet sind. Eine typische Zelle in einer Flüssigkristallanzeige schließt somit ein Flüssig­ kristallmaterial ein, das zwischen einer Pixel-Elektrode und einer Boden-Elektrode angeordnet ist und eine kondensatorartige Struktur zwischen der benachbarten vorderen und rückwärtigen Platte bildet. Es ist darauf hinzuweisen, daß Transparenz im allgemeinen nur für eine der beiden Platten und die darauf angeordneten Elektroden erforderlich ist.

Beim Betrieb wird die Orientierung des Flüssigkristallmaterials durch Spannungen bewirkt, die über Elektroden angelegt werden, die auf gegenüberliegenden Seiten des Flüssigkristallmaterials angeordnet sind. Üblicherweise bewirken Spannungen, die an die Pixel-Elektrode angelegt werden, eine Veränderung der optischen Eigenschaften des Flüssigkristallmaterials. Diese optischen Änderungen verursachen die Darstellung von Information auf dem Flüssigkristallschirm. Bei üblichen Digitaluhranzeigen und in einigen Flüssigkristallschirmen, die bei Miniatur-Fernsehempfän­ gern benutzt werden, wird die visuelle Wirkung üblicherweise durch Variationen im reflektierten Licht erzeugt. Der Einsatz transparenter vorderer und rückwärtiger Platten und transparen­ ter Elektroden gestattet auch das Erzeugen visueller Effekte durch Transmission. Diese Transmissionswirkung kann erleichtert werden durch separat mit Energie versehene Lichtquellen für die Anzeige einschließlich Fluoreszenzlichtgeräten. Flüssigkristall­ schirme können auch benutzt werden, Farbbilder zu erzeugen, indem man Farbfilterraster benutzt und mit der Pixel-Elektroden­ reihe ausrichtet. Einige Anzeigen können auch polarisierende Filter aufweisen, um die erwünschte visuelle Wirkung zu fördern oder zu schaffen.

Verschiedene elektrische Mechanismen werden benutzt, um nachein­ ander einzelne Pixel-Elemente auf einem Flüssigkristallschirm an- und abzuschalten. Zum Beispiel wurden Metalloxid-Varistoren für diesen Zweck benutzt. Der Einsatz von Dünnfilm-Halbleiter­ schaltern ist jedoch am relevantesten hier. Im besonderen um­ faßt das Schalterelement der vorliegenden Erfindung einen Dünnfilm-Feldeffekt-Transistor (FET), der eine Schicht aus amorphem Silizium benutzt. Diese Elemente sind in Flüssigkri­ stallgeräten bevorzugt wegen ihrer potentiell geringen Größe, ihres geringen Energieverbrauches, der Schaltgeschwindigkeiten, leichten Herstellung und Verträglichkeit mit den üblichen LCD- Strukturen. Die Herstellungsverfahren für bestimmte erwünschte Schaltelementstrukturen haben sich jedoch als unverträglich mit der Benutzung gewisser Materialien erwiesen, die in den trans­ parenten LCD-Elektroden benutzt werden. Während daher gewisse physikalische FET-Strukturen oder LCD-Geräte erwünscht sind, ist es häufig außerordentlich schwierig, Verfahren zu schaffen, die diese erwünschten Strukturen bzw. Geräte herstellen. Darüber hinaus ist bei jedem Verfahren der betrachteten Art die Anzahl der Maskierungsstufen möglichst gering zu halten, da bei grö­ ßerer Komplexizität des Verfahrens das erhaltene Produkt weni­ ger zuverlässig und die Verfahrensausbeute geringer ist. Eines der Materialprobleme, das bei der Herstellung von Dünnfilm- FETs für Flüssigkristallschirme auftreten kann, ist das der Schaffung eines guten elektrischen Kontaktes zwischen dem Source (Quellen)- und Drain(Abfluß)-Leitungsmetall und der amorphen Siliziumschicht des FET. Allgemein war Molybdän ein Metall, das für die Elektrodenstreifen von Source und/oder Drain benutzt worden ist. Molybdän gibt jedoch nicht notwendigerweise einen guten elektrischen Kontakt mit halbleitendem amorphem Silizium. Es kann eine dünne Aluminiumschicht zwischen dem Molybdän und dem amorphem Silizium angeordnet werden. Es muß jedoch darauf geachtet werden, Probleme der Ätzmittelverträglichkeit mit Indium-Zinn-Oxid zu vermeiden, das vorzugsweise für die Pixel- Elektroden benutzt wird. Darüber hinaus hat Aluminium eine Neigung, in Siliziummaterial zu diffundieren und so die Lei­ stungsfähigkeit potentiell zu beeinträchtigen, wenn bei nach­ folgenden Herstellungsstufen hohe Temperaturen benutzt werden.

Ein anderes Problem, das bei LCD-Elementen auftritt, ist die Neigung zur kapazitiven Entladung während Ausschaltzyklen. In dieser Situation neigt der Kondensator, der durch die Pixel- Elektrode, die Bodenebenen-Elektrode und das Flüssigkristall­ material als Dielektrikum gebildet wird, dazu, sich durch den FET zu entladen, wenn die Charakteristika des FET-Elementes geeignet sind. Im besonderen ist es erwünscht, den FET-Strom unter den Bedingungen der Sperr-Gate-Spannung zu begrenzen. Ist der Source-Drain-Strom unter diesen Bedingungen hoch, dann tritt ein kapazitiver Leckstrom auf, der die Anzeigenqualität beeinflussen kann. Es ist auch erwünscht, daß die Strom-Span­ nungs-Charakteristika keine großen Hysteresis-Schleifen auf­ weisen, da dies zu einer Spannungsunsicherheit auf der Pixel- Elektrode führen kann.

Es wird nun speziell auf besondere Probleme der FET- und LCD- Herstellung Bezug genommen. Im einzelnen ist Aluminium eine erwünschte Wahl für die Gate-Metallisierung, da es eine höhere elektrische Leitfähigkeit aufweist und optisch opaker ist als Titan. Die optische Opazität für Gate-Material ist erwünscht, um ein lichtinduziertes Ladungsleck durch den FET zu vermin­ dern. Aluminium wird jedoch durch die meisten nassen Ätzmittel, die auch Molybdän ätzen und auch mit Indium-Zinn-Oxid im transparenten Pixel-Elektrodenmaterial reagieren können, um den sogenannten "Schweizer Käse-Effekt" auf den Pixel-Elemen­ ten zu erzeugen, angegriffen. Es ist auch erwünscht, Aluminium als Source/Drain-Metallisierungsmaterial zu benutzen. Die Mate­ rialien, die Aluminium ätzen, können jedoch auch eine nachtei­ lige Wirkung auf das Indium-Zinn-Oxid-Pixel-Elektrodenmaterial haben, augenscheinlich als Ergebnis des Angriffs durch Al⁺⁺⁺- Ionen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung wird ein Verfahren zum Herstellen von Dünnfilm-Feldeffekt- Transistoren in Flüssigkristallanzeigen mit aktiver Matrix ge­ schaffen. Hierbei wird zuerst ein Gate-Metallisierungsmuster auf einem isolierenden Substrat angeordnet. Dieses Muster schließt Gate-Elektroden und Gate-Steuerleitungen ein. Als nächstes wird auf dem gleichen Substrat ein Pixel-Elektroden­ muster angeordnet. Insbesondere wird gemäß der vorliegenden Er­ findung bei der nächsten Verfahrensstufe ein schützender lei­ tender Streifen angeordnet, der üblicherweise ein Material, wie Molybdän umfaßt, und zwar auf einem Abschnitt jeder der Pixel-Elektroden. Als nächstes wird eine Schicht aus schützen­ dem isolierendem Material, wie Siliziumnitrid, über der Gate- Metallisierungsschicht, den Pixel-Elektroden und den leitenden Streifen angeordnet. Als nächstes wird eine Schicht aus eigen­ leitendem amorphem Silizium über der schützenden isolierenden Schicht angeordnet. Source- und Drain-Metallisierungsschich­ ten werden über dem eigenleitenden amorphem Silizium angeordnet. Die Source- und Drain-Metallisierungsschicht wird gemustert, woraufhin man die eigenleitende amorphe Siliziumschicht und die schützende isolierende Schicht bis hinab zum Niveau des isolierenden Substrates und des Pixel-Elektrodenmaterials mu­ stert, um Dünnfilm-Feldeffekt-Transistoren zu bilden, die in dem Pixel-Elektrodenmuster mit den Pixel-Elektroden assoziiert sind. Im allgemeinen ist jede Pixel-Elektrode mit einem Dünn­ film-FET verbunden.

Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schließt eine Zellstruktur für Matrix-adressierte Flüssigkristallanzei­ gen ein, die gemäß dem vorgenannten Verfahren hergestellt wor­ den sind.

Verfahren und damit erhaltene Struktur, wie oben beschrieben, weisen gewisse Vorteile auf. Im besonderen ist das Pixel- Elektrodenmaterial während der Verarbeitung durch die schützen­ de isolierende Schicht (üblicherweise Siliziumnitrid) ge­ schützt. Außerdem gestattet die Verwendung des leitenden Strei­ fens in einem Eckenteil der Pixel-Elektrode das Herstellen von durchgehenden Öffnungen durch die amorphe Silizium- und die schützende isolierende Schicht nach unten bis zu einem Ma­ terial, wie Molybdän, das gegenüber den Ätzmitteln, die zum Mustern der Source/Drain-Metallisierungsschicht benutzt werden, nicht empfindlich ist. Das Verfahren und die Struktur nach der vorliegenden Erfindung gestatten eine größere Flexibilität bei der Auswahl der Materialien für die Gate-Schicht und die Source/ Drain-Metallisierungsschicht. Im besonderen wird der erwünschte Einsatz von Aluminium praktikabler.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Feldeffekt- Transistor sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung mit amor­ phem Silizium zu schaffen, wobei während der Herstellung das Pixel-Elektrodenmaterial im wesentlichen vom Rest isoliert ist.

Weiter ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Indi­ um-Zinn-Oxid-Pixel-Elektrodenmaterial mit einer kontinuierlichen dielektrischen Sperre während des Musterns der Aluminium- Source/Drain-Elektroden mittels Naßätzmittel zu schützen.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaf­ fung von Durchgangsöffnungen für die Herstellung elektrischen Kontaktes zum Pixel-Elektrodenmaterial.

Es ist auch eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die elek­ trische Kontinuität zu verbessern und den Kontakt zwischen dem Source/Drain-Metallisierungsmaterial und dem Pixel-Elektroden­ material zu fördern.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die ver­ fügbaren Auswahlmöglichkeiten für das Gate-Metallisierungsma­ terial sowie für das Source- und Drain-Metallisierungsschicht­ material zu erweitern.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die op­ tische Isolation des FET durch Schaffung eines Gate-Metallisie­ rungsmaterials zu fördern, das eine größere Opazizität aufweist. Und schließlich soll die Herstellungsausbeute für Matrix-adres­ sierte Flüssigkristallanzeigen verbessert werden.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeich­ nung näher erläutert. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 ein schematisches Teilschaltungsdiagramm, das den Zusammenhang wiedergibt, innerhalb dessen Verfahren und Strukturen der vorliegenden Erfindung Anwen­ dung finden;

Fig. 2 eine Querschnittsseitenansicht eines Abschnittes einer LCD-Pixel-Zelle, die gemäß Verfahrensstufen erhalten wurde, die schützende Pixel-Elektroden­ streifen oder Durchgangsöffnungsverbindungen zum Pixel-Elektrodenmaterial nicht einschließen und

Fig. 3 bis 7 Querschnittsseitenansichten eines Teiles einer LCD-Pixel-Zelle, wie sie in den verschiedenen Stufen eines Verfahrens zum Herstellen gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten werden, wobei die resultierende Struktur insbesondere in Fig. 7 ge­ zeigt ist.

Fig. 1 veranschaulicht in schematischer Diagrammform eine Ma­ trix-adressierte Flüssigkristallanzeigeschaltung. Im besonderen ist eine Anordnung von N-Reihen mal M-Spalten von Pixel-Elek­ troden 16 zusammen mit den dazugehörigen FET-Schaltelementen 50 dargestellt. Die Gate-Elektroden der Schaltelemente in Reihe i sind mit der Gate-Steuerleitung G _i verbunden. In ähnlicher Weise ist die Source-Elektrode in Spalte j mit der Daten- oder Source-Leitung S _j verbunden. In der gezeigten Figur liegt j im Bereich von 1 bis M und i im Bereich von 1 bis N. Es sollte jedoch realisiert werden, daß viele FET-Strukturen mit Bezug auf die Source- und Drain-Eigenschaften symmetrisch sind und daß in vielen Situationen die Source- und Drain-Verbindungen umgekehrt werden können oder mit anderen Namen bezeichnet wer­ den als in der vorliegenden Anmeldung. Es ist daher einfach eine Sache der Vereinbarung, was als Source- und Drain-Verbin­ dung bezeichnet wird. Fig. 1 zeigt jedoch jede Pixel-Elektro­ de 16 als mit dem "Drain" des dazugehörigen Schalt-FET verbun­ den. Im Betrieb wird das Pixel-Element in der i-ten Reihe und der j-ten Spalte durch gleichzeitiges Anlegen geeigneter Sig­ nale an die Gate-Leitung G _i und die Daten- oder Source-Leitung S _j angeschaltet. Dies legt eine Spannung an eine Pixel-Elektro­ de, die die optischen Eigenschaften des Flüssigkristallmaterials zwischen der ausgewählten Pixel-Elektrode und der Bodenebenen- oder Gegen-Elektrode (die in Fig. 1 nicht sichtbar ist, siehe aber die Bezugsziffer 76 in Fig. 2) ändert. Die Pixel-Elektro­ de 16 umfaßt vorzugsweise ein transparentes leitendes Material, wie Indium-Zinn-Oxid.

Fig. 2 veranschaulicht einen Teil eines Flüssigkristall-An­ zeigeelementes, das nicht spezifisch in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist. Obwohl der Pixel-Zellenteil der Fig. 2 nicht gänzlich der Struktur oder dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung entspricht, ist er doch instruktiv zur Betrachtung der Unterschiede. Fig. 2 veranschaulicht so­ wohl die obere als auch die untere Platte für eine LCD-Anzeige. Auch ist die physikalische Beziehung zwischen dem Feldeffekt- Transistor 50 und einer Elektrode 16 dargestellt. Die obere Platte 70 umfaßt üblicherweise ein Material, wie Glas. Auf der unteren Oberfläche der Platte 70 befindet sich ein dünner Über­ zug 76 eines Materials, wie Indium-Zinn-Oxid, das als transpa­ rente Gegen- oder Bodenebenen-Elektrode wirkt. Elektrische Po­ tentialdifferenzen zwischen der Bodenebenen-Elektrode 76 und der Pixel-Elektrode 16 erzeugen optische Variationen im Flüs­ sigkristallmaterial 60, das zwischen diesen Elektroden ange­ ordnet ist. Die optischen Wirkungen, die durch diesen Potential­ unterschied erzeugt werden, verursachen die Anzeige von Infor­ mation auf dem LCD-Schirm. FET 50 und Pixel-Elektrode 16 sind auf einem isolierenden Überzug 12 auf der unteren Platte 10 angeordnet. Der Überzug 12 umfaßt üblicherweise ein Material wie Siliziumdioxid. Die Platte 10 umfaßt üblicherweise ein Ma­ terial wie Glas. Im allgemeinen können die Platte 70, die Elek­ trode 76, die Pixel-Elektrode 16, der Überzug 12 und die Platte 10 alle transparentes Material umfassen. Dies ist besonders brauchbar in LCD-Anzeigen, bei denen ein rückwärtiges Beleuch­ ten benutzt wird, um die Bildung des erwünschten Bildes zu unterstützen oder dieses Bild hervorzubringen. Es ist jedoch nur notwendig, daß entweder die obere Platte 70 mit dem Überzug 76 oder das untere Substrat 10 zusammen mit seinem dazugehöri­ gen Pixel-Elektrodenmaterial transparent ist. Die Pixel-Elek­ troden 16 sind auf einer der Platten der LCD-Anzeige angeord­ net. Es ist auch erforderlich, jede Pixel-Elektrode 16 mit sei­ nem dazugehörigen Halbleiter-Schaltelement 50 zu verbinden. Bei dem in Fig. 2 gezeigten Element umfaßt das Halbleiter- Schaltelement 50 einen Feldeffekt-Transistor auf der Grundlage von amorphem Silizium, der eine Gate-Elektrode 14 einschließt. Während auf der Ansicht der Fig. 2 nur ein Teil der Elektrode 14 sichtbar ist, sollte man sich daran erinnern, daß das Metal­ lisierungsmuster dieser Schicht in zweidimensionaler Weise über einem relativ flachen Substrat angeordnet ist, das nicht nur die Gate-Elektrode 14 bildet, sondern auch die Gate-Leitun­ gen G _i . Bei der in Fig. 2 gezeigten Struktur gibt es außerdem mehrere schwerwiegende Beschränkungen hinsichtlich der Art der Materialien, die für die Gate-Elektrode 14 eingesetzt werden können. Im besonderen ist für Strukturen, wie sie in Fig. 2 gezeigt sind, Titan ein bevorzugtes Gate-Elektrodenmaterial, solange Verfahrensstufen, die mit seinem Einsatz verträglich sind, benutzt werden. Über der Gate-Elektrode 14 ist eine iso­ lierende Schicht 18 angeordnet, die üblicherweise ein schützen­ des isolierendes Material, wie Siliziumnitrid, umfaßt. Über der isolierenden Schicht 18 ist eine aktive Schicht 20 aus amorphem Silizium angeordnet. Im allgemeinen ist es erwünscht, Source- und Drain-Elektrodenmaterial in direktem Kontakt mit dem aktiven amorphen Siliziummaterial 20 anzuordnen. Ein er­ wünschtes Material, wie Molybdän, das in der Source- und Drain- Metallisierungsschicht benutzt wird, bildet jedoch keinen guten elektrischen Kontakt mit eigenleitendem amorphem Silizium. Wäh­ rend eine Schicht aus N⁺-dotiertem amorphem Silizium als Zwi­ schenschicht benutzt werden kann, um den elektrischen Kontakt zum amorphen Siliziummaterial zu erleichtern und zu fördern, ist es eines der Merkmale der vorliegenden Erfindung, daß ein Metall, wie Aluminium, leicht für die Source- und Drain-Metal­ lisierungsschicht benutzt werden kann. Bei der in Fig. 2 ge­ zeigten Struktur sind jedoch amorphe N ⁺-Siliziumschichten 22 a und 22 b zusammen mit Molybdän-Elektroden 24 a und 24 b einge­ setzt. Gleichzeitig werden Drain-Elektrode 24 b und Source- Elektrode 24 a hergestellt und so angeordnet, daß ein elektri­ scher Kontakt zur Pixel-Elektrode 16, wie dargestellt, geschaf­ fen ist. Schließlich wird eine Schicht aus Passivierungsmate­ rial 26, wie Siliziumnitrid, über dem unteren Substrat der LCD-Anzeige angeordnet. Es ist darauf hinzuweisen, daß Fig. 2 nicht den Gebrauch von Durchgangsöffnungen für den elektri­ schen Kontakt zwischen der Elektrode 24 b und der Pixel-Elek­ trode 16 zeigt.

In den Fig. 3 bis 7 sind Verfahrensstufen gemäß der vorlie­ genden Erfindung veranschaulicht. In diesen Figuren sind schützende leitende Streifen 11 gezeigt, die das Pixel-Elek­ trodenmaterial vor einem Angriff durch nasse Ätzmittel schützen.

Fig. 3 veranschaulicht eine frühe Stufe im erfindungsgemäßen Verfahren. In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird die Gate-Metallisierungsschicht 14 aufgebracht und mit einem Muster versehen. Das Gate-Metallisierungsmuster schließt eine Gate-Elektrode 14, die in den Querschnitten der Fig. 3 bis 7 sichtbar ist, sowie Gate-Steuerleitungsmuster ein, die besonders in Fig. 1 veanschaulicht sind. Die Gate- Elektrode 14 kann ein Material, wie Aluminium, Titan oder Mo­ lybdän umfassen. Wird jedoch Aluminium als Gate-Material be­ nutzt, dann ist es in hohem Maße erwünscht, daß es vor dem Auf­ bringen und Mustern der Indium-Zinn-Oxid-Pixel-Elektrode 16 aufgebracht und mit einem Muster versehen wird. Der Grund hier­ für ist der Wunsch, einen Kontakt zwischen den Aluminium-Ätz­ mitteln und dem Pixel-Elektrodenmaterial zu vermeiden. Wenn man jedoch Aluminium auch in den höheren Metallisierungsschich­ ten einsetzen will, wie sie für Source- und Drain-Kontakte be­ nutzt werden, dann ist es auch erforderlich, das Pixel-Elek­ trodenmaterial 16 vor einem Angriff durch Ätzmittel zu schützen, die bei der Musterung der oberen Metallisierungsschichten an­ gewendet werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird daher ein schützender leitender Streifen 11 auf einem Teil der Pixel- Elektrode 16 angeordnet. Vorzugsweise ist der Streifen 11 in einer Ecke der Pixel-Elektrode benachbart dem dazugehörigen Schaltelement 50 angeordnet. Der Streifen 11 umfaßt vorzugswei­ se ein Material wie Molybdän, das durch Zerstäuben aufgebracht ist.

Als nächstes wird eine Schicht aus schützendem isolierendem Ma­ terial, wie Siliziumnitrid, über dem in Fig. 3 dargestellten Werkstück abgeschieden. Das schützende isolierende Material wird vorzugsweise durch plasmabegünstigte chemische Dampfabscheidung aufgebracht. Nach dem Aufbringen der isolierenden Schicht 18, die auch als dielektrisches Gate-Material wirkt, bringt man eine Schicht aus eigenleitendem amorphem Silizium 20 über der Schicht 18 an. Die Schicht 20 aus eigenleitendem amorphem Sili­ zium bildet das aktive Halbleitermaterial für den Betrieb der Schaltelemente. Auch die Schicht 20 aus eigenleitendem amorphem Silizium wird vorzugsweise durch plasmabegünstigte chemische Dampfabscheidung aufgebracht.

In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird die Gate-Metallisierung durch chemische Dampfabscheidung und Plasma-Ätzen aufgebracht. Auch das Pixel-Elektrodenmuster wird vorzugsweise durch Zerstäuben und Naßätzen aufgebracht. Als nächstes stellt man eine Öffnung in der schützenden iso­ lierenden Schicht 18 und der Schicht 20 aus eigenleitendem amorphem Silizium her, um einen elektrischen Kontakt zum schüt­ zenden leitenden Streifen 11 zu ermöglichen. Diese Durchgangs­ öffnung hat eine geringere Größe als der Streifen 11, um nicht das Freilegen der Pixel-Elektrode 16 gegenüber nachfolgend eingesetzten Ätzmitteln zu gestatten. Die Durchgangsöffnung wird durch eine Stufenfolge des Aufbringens von Photolack, Maskieren und Ätzen geschaffen.

Als nächstes wird eine Source- und Drain-Metallisierungs­ schicht über dem Werkstück abgeschieden und mit einem Muster versehen, um Source-Elektrodenkontakt 24 a und Drain-Elektroden­ kontakt 24 b, wie in Fig. 5 gezeigt, zu schaffen. Die Source- und Drain-Metallisierungsschicht wird vorzugsweise durch Zer­ stäuben aufgebracht. Im besonderen wird hier darauf hingewie­ sen, daß die Anwesenheit des Streifens 11 den Einsatz von Aluminium als oberes Source- und Drain-Material gestattet. Es gibt keinen direkten Kontakt zwischen der oberen Metallisie­ rung 24 b und der Pixel-Elektrode 16. Jeglicher Kontakt findet vorzugsweise über den leitenden schützenden Streifen 11 statt, der vorzugsweise Molybdän umfaßt. Es können jedoch auch andere hochschmelzende Metalle in dem und für den Streifen 11 benutzt werden. Das Aluminium-Metallisierungsmaterial kann unter Ein­ satz von Lösungen wie PAWN (Phosphor-, Essig- und schwache Salpetersäure) geätzt werden. Das Ätzen des Source/Drain-Metal­ lisierungsschichtmaterials wird so ausgeführt, daß in diesem Material ein Kanal über der Gate-Elektrode 14 geschaffen wird, um die erwünschte Feldeffekt-Transistor-Struktur zu erhalten. Die Verwendung von Aluminium als oberes Metallisierungsmaterial vermeidet das Problem des Elektrodenkontaktes von Molybdän an amorphem Silizium. Wird Molybdän aber als oberes Metallisie­ rungsmaterial eingesetzt, dann ist es möglich, eine amorphe N⁺-dotierte Siliziumschicht innerhalb der oberen Oberfläche der Schicht 20 zu schaffen, um den elektrischen Kontakt zu Molybdän zu fördern. Als nächstes wird die in Fig. 5 gezeigte Struktur mit einem Muster versehen, um die Schichten 18 und 20 zu Insel­ strukturen umzuformen, die FET-Elemente in elektrischem Kon­ takt mit Pixel-Elektroden 16 umfassen. Die Inselstruktur ist mehr im besonderen in Fig. 6 dargestellt. Schließlich ist es erwünscht, weiter eine Passivierungsschicht einzuschließen, die über dem erhaltenen Substrat liegt. Das Ergebnis ist in Fig. 7 gezeigt, in der die aufgebrachte Passivierungsschicht 26 dargestellt ist. Die Schicht 26 umfaßt vorzugsweise ein Material, wie Siliziumnitrid. Die Schicht 26 wird vorzugsweise durch Plasmaabscheidung gebildet. Um die vorliegende Erfindung voll einschätzen zu können, ist es brauchbar, die Fig. 2 und 7 zu vergleichen.

Der obigen Beschreibung läßt sich entnehmen, daß die Anwesen­ heit einer Streifenstruktur, gekoppelt mit der Anwendung einer relativ kleinen Durchgangsöffnung in der Gate-Isolations­ schicht und der Schicht aus amorphem Silizium, ein einfaches Mittel zum Schützen von Pixel-Elektrodenmaterial in allen Stu­ fen der Herstellung bietet. Der vorgesehene Schutz gestattet außerdem eine weitere Auswahl des zu verwendeten Gate-Materials sowie eine weitere Auswahl beim oberen Metallisierungsmaterial für Source/Drain. Die Schutzstruktur nach der vorliegenden Er­ findung gestattet den Einsatz von Aluminium für die Source-, Drain- und Gate-Metallisierung. Der volle Nutzen des Einsatzes von Aluminium wird erhalten und im besonderen ergibt die opti­ sche Opazizität im Gate-Bereich Vorteile hinsichtlich der un­ erwünschten lichtinduzierten Entladung durch die Feldeffekt- Transistoren.

Claims (16)

1. Verfahren zum Herstellen von Dünnfilm-Feldeffekt-Tran­ sistoren in Flüssigkristallanzeigen mit aktiver Matrix, gekennzeichnet durch folgende Stufen:
Anordnen eines Gate-Metallisierungsschichtmusters auf einem isolierenden Substrat, wobei das Muster Gate- Elektroden und Gate-Steuerleitungen einschließt;
Anordnen eines Pixel-Elektrodenmusters auf dem isolie­ renden Substrat;
Anordnen eines schützenden, leitenden Streifens auf einem Abschnitt mindestens einiger der Pixel-Elektro­ den;
Anordnen einer Schicht aus schützendem isolierendem Material über dem Gate-Metallisierungsschichtmuster, dem Pixel-Elektrodenmuster und den leitenden Strei­ fen;
Anordnen einer Schicht aus eigenleitendem amorphem Silizium über dem schützenden isolierenden Material;
Schaffen einer Durchgangsöffnung durch die schützende isolierende Schicht und das eigenleitende amorphe Sili­ zium zu dem leitenden Streifen;
Anordnen einer Source- und Drain-Metallisierungsschicht über der Schicht aus eigenleitendem amorphem Silizium und durch die Durchgangsöffnung in Kontakt mit dem Streifen;
Versehen der Source- und Drain-Metallisierungsschicht mit einem Muster, wobei das Muster die Bildung eines Kanalbereiches in der Source- und Drain-Metallisierungs­ schicht einschließt und dieser Kanal über den Gate-Elek­ troden angeordnet ist und
Versehen der Schicht aus eigenleitendem amorphem Sili­ zium und des schützenden isolierenden Materials bis zum Niveau des isolierenden Substrates und des Pixel- Elektrodenmaterials mit einem Muster, um Dünnfilm-Feld­ effekt-Transistoren zu bilden, die mit den Pixel-Elek­ troden im Pixel-Elektrodenmuster verbunden sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Gate-Metallisie­ rungsschichtmuster durch chemische Dampfabscheidung und Plasma-Ätzen aufgebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Pixel-Elektroden­ muster durch Zerstäuben und Naßätzen aufgebracht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das schützende iso­ lierende Material durch Plasma-begünstigte chemische Dampfabscheidung aufgebracht wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das amorphe Silizium durch Plasma-begünstigte chemische Dampfabscheidung auf­ gebracht wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Source- und Drain-Metallisierungsschicht durch Zerstäuben aufge­ bracht wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem weiter eine Silizi­ umnitrid-Passivierungsschicht über dem erhaltenen Substrat aufgebracht wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die Siliziumnitrid- Passivierungsschicht durch Plasma-Abscheidung gebildet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Source- und Drain-Metallisierung Aluminium erfaßt.

10. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Pixel-Elektroden­ muster Indium/Zinn-Oxid umfaßt.

11. Zellstruktur für Matrix-adressierte Flüssigkristallan­ zeigen, gekennzeichnet durch:
ein isolierendes Substrat;
eine Gate-Metallisierungsschicht, die auf dem isolieren­ den Substrat in einem Muster aufgebracht ist, das eine Gate-Steuerleitung und eine Gate-Elektrode einschließt;
eine Pixel-Elektrode, die auf dem isolierenden Substrat angeordnet ist;
einen leitenden schützenden Streifen, der auf einem Ab­ schnitt der Pixel-Elektrode angeordnet ist und
eine Inselstruktur, die eine Schicht aus schützendem isolierendem Material, eine Schicht aus eigenleitendem amorphem Silizium und eine leitende Schicht einschließt,
wobei die Insel einen Kanal in der leitenden Schicht aufweist, der Kanal über der Gate-Elektrode der Gate- Metallisierungsschicht angeordnet ist, um einen Feld­ effekt-Transistor zu bilden, der Source- und Drain-Elek­ troden aufweist, von denen eine durch eine Durchgangs­ öffnung in der schützenden isolierenden Schicht und der amorphen Siliziumschicht mit dem leitenden Streifen verbunden ist.

12. Zellstruktur nach Anspruch 11, bei der das isolierende Substrat Glas umfaßt.

13. Zellstruktur nach Anspruch 11, bei der das schützende isolierende Material Siliziumnitrid umfaßt.

14. Zellstruktur nach Anspruch 11, die weiter eine passi­ vierende Kappe einschließt, die Siliziumnitrid umfaßt.

15. Zellstruktur nach Anspruch 11, bei der der Drain des Feldeffekt-Transistors mit der Pixel-Elektrode verbun­ den ist.

16. Feldstruktur nach Anspruch 11, bei der die Pixel-Elek­ trode Indium/Zinn-Oxid umfaßt.