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Diese
Erfindung bezieht sich allgemein auf lichtempfindliche Abbildungsanordnungen.
Spezieller bezieht sich die vorliegende Erfindung auf das Abdichten
freigelegter Kanten organischer Dielektrikumsschichten, um zu verhindern,
dass das Unterschneiden der organischen Dielektrikumsschichten die
Bildwandler-Leistungsfähigkeit
und -Zuverlässigkeit
beeinträchtigt.
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Anordnungen
aus fotoempfindlichen Elementen zum Umwandeln auftreffender Strahlungsenergie
in ein elektrisches Signal werden üblicherweise bei Abbildungsanwendungen
benutzt, z.B. in Röntgenstrahl-Bildwandlern
und Bildübertragungs-Anordnungen.
Hydriertes amorphes Silicium (a-Si) und Legierungen von a-Si werden
aufgrund der vorteilhaften Charakteristika von a-Si und der relativen
Einfachheit der Fabrikation üblicherweise
bei der Herstellung fotoempfindlicher Elemente für solche Anordnungen eingesetzt.
Im Besonderen können
fotoempfindliche Elemente, wie Fotodioden, aus solchen Materialien in
Verbindung mit erforderlichen Regel- oder Schaltelementen, wie Dünnfilmtransistoren
(TFTs) in relativ großen
Anordnungen gebildet werden.
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Röntgenstrahlen-Bildwandler,
z.B., werden auf einem im Wesentlichen flachen Substrat, typischerweise
Glas, gebildet. Der Wandler schließt eine Anordnung von Pixeln
mit lichtempfindlichen abbildenden Elementen, typischerweise Fotodioden,
ein, von denen jedes ein dazugehöriges
Schaltelement, wie einen TFT oder ein oder mehrere zusätzliche Adressierungs-Dioden,
aufweist. In Verbindung mit einem Szintillator werden Röntgenstrahlen
zum Abbilden mit den fotoempfindlichen Elementen in sichtbares Licht
umgewan delt. Die fotoempfindlichen Elemente, typischerweise Fotodioden,
sind an einer Oberfläche
mit einer Schaltvorrichtung, typischerweise einem Dünnfilmtransistor,
und an der anderen Oberfläche
mit einer gemeinsamen Elektrode verbunden, die alle Fotodioden parallel
kontaktiert. Die Anordnung wird mittels einer Vielzahl von Zeilen-
und Spalten-Adressleitungen
mit Kontaktkissen entlang den Seiten der Anordnung adressiert. Im
Betrieb wird die Spannung an den Zeilenleitungen und folglich den
TFTs nacheinander angeschaltet, was das Auslesen der Ladung an den
Fotodioden der gescanten Leitungen über die Spalten-Adressleitungen
gestattet, die mit externen Verstärkern verbunden sind. Die Zeilen-Adressleitungen
werden üblicherweise
als Scan-Leitungen
und die Spalten-Adressleitungen als Daten-Leitungen bezeichnet. Die Adressleitungen grenzen
elektrisch an Kontaktfinger, die sich von der aktiven Region zu
den Kanten des Substrates erstrecken, wo sie wiederum elektrisch
mit Kontaktkissen verbunden sind. Die Verbindung mit einer externen Scanleitungs-Antriebs-
und Datenleitungs-Auslese-Schaltung erfolgt über die Kontaktkissen.
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Die
gemeinsame Elektrode, die über
der Fotodioden-Anordnung
angeordnet ist, sorgt für
elektrischen Kontakt mit der Fotodioden-Anordnung. Über der
Fotodioden-Anordnung liegt typischerweise eine erste Schicht aus
einem anorganischen und eine zweite Schicht aus einem organischen
Polymer-Dielektrikum, wie in
US-PS
5,233,181 , erteilt am 3. August 1993 an Kwansnick (sic)
et al., offenbart. Kontaktdurchgänge
sind über
den Fotodioden in jeder dielektrischen Schicht gebildet, um den
elektrischen Kontakt mit den Fotodioden-Oberteilen durch die gemeinsame
Elektrode zu gestatten.
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Das
Mustern der gemeinsamen Elektrode umfasst Abscheiden, Fotolithographie
und Fotoresiststreifen, wie im Stande der Technik bekannt. Für Licht-Bildwandler,
die amorphes Silicium umfassen, wurde beobachtet, dass die Durchgänge, die
für die elektrische
Verbindung zwischen den Kontaktkissen und den Kontaktfingern erforderlich
sind, beschädigt werden
können,
wenn der Fotoresist durch ein Nassabstreif-Verfahren entfernt wird, was den Bildwandler beeinträchtigt.
Das Trockenabstreifen des Fotoresist der gemeinsamen Elektrode wird,
z.B., allgemein benutzt durch Veraschen mit einem O
2 enthaltenden Plasma.
Das Trockenabstreifen ätzt
jedoch auch das darunter liegende organische Polymer und verursacht
ein Unterschneiden seiner Kanten unter denen der gemeinsamen Elektrode.
Nach der Bildung der gemeinsamen Elektrode wird typischerweise eine Sperrschicht
auf dem Bildwandler angeordnet, z.B., siehe
US-PS 5,401,668 , erteilt am 28. März 1999
an Kwasnick et al., und dieser Überhang
der gemeinsamen Elektrode führt
zu einer dürftigen
Stufenabdeckung der Sperrschicht, was einen beeinträchtigten Umweltschutz
und ein mögliches
Fotodiodenleck verursacht. Es besteht daher ein Bedarf, sich mit
dem Unterschneidungs-Problem zu befassen.
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Es
ist erwünscht,
dass die Bildwandlerstruktur robust ist, um sowohl dem Herstellungsverfahren zu
widerstehen als auch eine gute Leistungsfähigkeit im Betrieb zu ergeben.
Da eine bessere Leistungsfähigkeit
für Bildwandler
gefordert wird (z.B. Rauschen, Auflösung usw.) ergibt sich die
Notwendigkeit des größeren Musterns
der Bildwandlerstruktur, um die erwünschte Leistungsfähigkeit
im Betrieb und die Fähigkeit
bereitzustellen, den Härten
dar Herstellung und Verwendung zu widerstehen.
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EP-A-0
652 596 offenbart einen Bildwandler mit einer Passivierungsschicht,
die ein dielektrisches organisches Material sein kann, und einer
gemeinsamen Elektrode, die ein im Wesentlichen lichtdurchlässiges leitendes
Material umfassen kann.
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Aspekte
der vorliegenden Erfindung sind in den beigefügten Ansprüchen definiert.
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In
einem Beispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Struktur und
ein Verfahren zum Herstellen der Struktur für einen Bildwandler präsentiert.
Die Struktur umfasst eine organische Dielektrikumsschicht und eine
gemeinsame Elektrode mit einer lichtdurchlässigen leitenden Schicht, wobei
die gemeinsame Elektrode die organische Dielektrikumsschicht bedeckt
und sich über
die seitliche äußere Kante
der organischen Dielektrikumsschicht hinaus entlang eines "streifenförmigen" Segments der gemeinsamen
Elektrode erstreckt. Ein Verfahren zum Herstellen einer solchen
Struktur ist in Anspruch 7 angegeben.
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Die
Erfindung wird nun detaillierter beispielhaft unter Bezugnahme auf
die Zeichnung beschrieben, in der zeigen:
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1 eine
Draufsicht eines Wandlers gemäß der vorliegenden
Erfindung,
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2 eine
auseinandergezogene Ansicht eines Segmentes der Abbildungsanordnung
im Bildwandler nach 1,
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3 eine
Querschnittsansicht entlang der Linie 3-3 eines Abschnittes
des Anordnungs-Segmentes von 2,
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4-7 Querschnittsansichten
vom Teil des Anordnungs-Segmentabschnittes von 3 während der
Herstellung,
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8 eine
Querschnittsansicht eines Brückengliedes
längs der
Linie 8-8 von 2,
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9 eine
Anschlussansicht eines Abschnittes des Bildwandlers nach 1,
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10 eine
Querschnittsansicht des Bildwandlerabschnittes entlang Linie 10-10
nach 9.
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1 ist
eine Draufsicht eines beispielhaften Bildwandlers 10 gemäß der vorliegenden
Erfindung. Der Bildwandler 10 wird typischerweise auf einem
im Wesentlichen flachen Substrat 12, typischerweise Glas,
gebildet. Der Bildwandler 10 schließt eine Anordnung 14 aus
lichtempfindlichen Abbildungselementen, vorzugsweise Fotodioden,
ein, die in einer Matrix angeordnet sind, wobei jedes Abbildungelement
ein dazugehöriges
Schaltelement, vorzugsweise einen Dünnfilmtransistor (TFT) aufweist.
Beide Elemente (Fotodiode und TFT) umfassen vorzugsweise amorphes
Silicium (a-Si). Diese lichtempfindliche Region der Anordnung wird
typischerweise als die aktive Region der Anordnung bezeichnet. Die
Anordnung 14 wird um ihren Umfang herum durch eine Vielzahl
von Zeilen- und Spalten-Adressleitungen mit Kontaktkissen 16 bzw. 18 adressiert,
die entlang den Seiten der Anordnung 14 lokalisiert sind,
wie durch die gestrichelten Darstellungen von 1 gezeigt.
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In
Betrieb wird die Spannung an den Zeilenleitungen und folglich den
TFTs nacheinander angeschaltet, was das Auslesen der Ladung an den
Fotodioden der gescanten Leitungen über die Spalten-Adressleitungen
gestattet. Die Zeilen-Adressleitungen
werden üblicherweise
Scan-Leitungen und die Spalten-Adressleitungen die Daten-Leitungen
genannt. Eine Daten-Leitung 32 (einige repräsentative Beispiele
davon sind in 1 veranschaulicht) erstreckt
sich typischer weise zwischen jedem eines entsprechenden Satzes von
Kontaktkissen 18 in der Anordnung, wobei die Datenleitungen
zum Auslesen der auf der Fotodioden-Anordnung während der Abbildungs-Operationen
angesammelten Ladung benutzt werden.
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Die
Adressleitungen sind in der aktiven Region der Pixel-Anordnung
14 angeordnet,
wobei sich Kontaktfinger
20 von der aktiven Region zur
Kante des Substrates erstrecken. Die Kontaktfinger
20 verbinden
elektrisch mit Kontaktkissen, wie Zeilen-Kontaktkissen
16 und
Spalten-Kontaktkissen
18, die wiederum elektrisch mit externen
Vorrichtungen verbunden werden können.
Wie vollständiger
in
US-PS 5,389,775 ,
erteilt am 14. Februar 1995 an Kwasnick et al., diskutiert, schließen die
Kontaktkissen Kontaktkissen ein, die mit gemeinsamen Elektroden
der Anordnung verbunden sind.
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Außerhalb
der Kontaktkissen, wie Kontaktkissen 16, ist typischerweise
ein Schutzring 22 um den Umfang der Pixel-Anordnung herum angeordnet. Schutzring 22 wird
während
des Betriebes typischerweise bei Erdpotenzial gehalten und dient
dem Zweck des Schutzes der Anordnung vor elektrostatischer Entladung
während
der Bildung des Bildwandlers und während der Verbindung des Bildwandlers mit
einer externen Schaltung und wirkt als ein Erdpotenzial für den Bildwandler 10.
Der Schutzring 22 hat ein oder mehrere Schutz-Kontaktkissen 24,
die im Abstand von einander um die innere Seite des Umfanges des
Schutzringes 22 angeordnet sind, wie in 1 gezeigt.
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Eine
gemeinsame Elektrode 38 (von der ein kleiner repräsentativer
Abschnitt in 1 veranschaulicht ist) ist über der
Anordnung angeordnet, um einen gemeinsamen Kontakt für die Oberteile
jeder der Dioden der Bildwandleranordnung bereitzustellen. Elektrische
Kapazität
zwischen den Datenleitungen 32 und der gemeinsamen Elektrode 38 kann zum
e lektrischen Rauschen in der Auslese-Schaltung beitragen. Für Niedersignal-Anwendungen,
wie Fluoroskopie in medizinischen Verfahren und für große Bildwandler
mit Datenleitungen von länger
als 20 cm, hat das Rauschen eine Größenordnung, die die Bildwandler-Leistungsfähigkeit
beeinträchtigt.
Die gemeinsame Elektrode wird daher von der Region über den
Datenleitungen 32 entfernt, was die Kapazität verringert
und dadurch die Bildwandler-Leistungsfähigkeit verbessert und zu einer
sogenannten streifenförmigen
gemeinsamen Elektrode führt.
Die gemeinsame Elek-trode hat so eine Vielzahl von streifenförmigen Segmenten 39,
die sich über
den Bildwandler im Wesentlichen parallel den Datenleitungen 32 erstrecken,
aber nicht über
diesen liegen. Die entsprechenden streifenförmigen Segmente 39 sind
durch eine Vielzahl von Brückengliedern 40 (die in 1 als "gekreuztstreifenförmig" angeordnet sind)
gekoppelt, die die Datenleitungen zwischen streifenförmigen Segmenten überbrücken.
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2 ist
eine Draufsicht eines Abschnittes 26 der lichtempfindlichen
Abbildungsanordnung 14 von 1, einschließlich Glassubstrat 12,
benachbarten lichtempfindlichen Abbildungs-Elementen 28 und 30 und
Datenleitungen 32 und 34. Vorzugsweise sind Elemente 28 und 30 Fotodioden.
Gestrichelt ist auch eine Scan-Leitung 36 gezeigt. Eine
streifenförmige
gemeinsame Elektrode 38 ist mit allen lichtempfindlichen
Abbildungs-Elementen in der Anordnung gekoppelt ebenso wie mit Brückengliedern
(ober erläutert)
und sie wirkt als ein elektrischer Rückführungspfad geringen Widerstandes
zu den Fotodioden von der äußeren Schaltung.
Die streifenförmige
gemeinsame Elektrode ist elektrisch mit den entsprechenden Fotodioden
gekoppelt, wobei ein entsprechender Durchgang 43 durch
darunter liegende dielektrische Schichten gebildet ist, um zu ermöglichen, das
das gemeinsamen Elektrodenmaterials mit dem Halbleiter material des
Fotodiodenkörpers
in elektrischen Kontakt kommt.
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Wie
oben erwähnt,
verläuft
die streifenförmige
gemeinsame Elektrode 38 allgemein parallel zu den Datenleitungen,
bedeckt diese aber nicht. Vorzugsweise ist die gemeinsame Elektrode
seitlich in einem Abstand von mindestens etwa 3 μm von den Datenleitungen angeordnet.
Brückenglieder 40 und 41 koppeln
elektrisch Fotodiode 30 mit benachbarten (nicht gezeigten)
Fotodioden links und rechts der Fotodiode 30. Obwohl Brückenglieder 40 und 41 diese drei
benachbarten Fotodioden elektrisch koppeln, sollte klar sein, dass
Brückenglieder-Gruppen
von mehr oder weniger unmittelbar benachbart elektronisch gekoppelter
Fotodioden erzeugt werden könnten.
Obwohl keine Brückenglieder
zwischen allen benachbarten Fotodioden zu sein brauchen, sind sie vorzugsweise
periodisch in der Anordnung verteilt, z.B. jede zweite Fotodiodengruppe
und am bevorzugtesten etwa zehn bis etwa zwanzig Fotodioden zwischen
Gruppen in einer gegebenen Zeile, um die Datenleitungs-Kapazität zu verringern.
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Die
Brückenglieder
fördern
das elektrische Wiedereinstellen des Gleichgewichtes in der Anordnung,
nachdem eine Aufnahme gemacht wurde. Da die Anordnung viele Fotodioden
einschließt,
hat jede Fotodiode während
des Abbildens eine andere Spannung, und Strom kann dazu neigen,
in Richtung der Scan-Leitungen ebenso wie der Daten-Leitungen zu fließen. Die
Brückenglieder
helfen dem Strom, in der Richtung der Scan-Leitungen zu fließen.
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Da
die gemeinsamen Elektroden streifenförmig sind, werden Brüche in der
gemeinsamen Elektrode oder elektrischen Isolation einer Diode zur
Reparatur die Verbindung trennen. Die Brückenglieder lösen dieses
Problem durch Bereitstellen eines alternativen Verbindungspfades,
sollte ein gemeinsamer Elektrodenstreifen aus irgendeinem Grund
einen Bruch entwickeln. Brückenglieder
sind allgemein detailliert in
US-PS
5,777,355 mit dem Titel "Radiation Imager with Discontinuous
Dielectric", erteilt
an Possin et al. am 7. Juli 1998, beschrieben.
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Der
Begriff "streifenförmiges Segment" der gemeinsamen
Elektrode, wie er hier benutzt wird, bezieht sich auf solche Abschnitte
der gemeinsamen Elektrode, die sich sowohl vertikal (Segment 39)
als auch horizontal (Kreuzbrücken-Struktur 40)
erstrecken, wie in 1 veranschaulicht, und die Bezugnahme
auf Kanten des dielektrischen Materials entlang den streifenförmigen Segmenten
der gemeinsamen Elektrode bezieht sich auf solche Kanten, bei denen
das Material der gemeinsamen Elektrode beendet wurde (d.h., das
leitende Material wurde entfernt), um nicht über Daten-Leitungen 32 zu liegen und
bezieht sich nicht auf Durchgänge 40,
die gebildet wurden, um den elektrischen Kontakt zwischen der Fotodiode
und der gemeinsamen Elektrode zu ermöglichen. Typischerweise ist
in Durchgängen
das Material der gemeinsamen Elektrode nicht beendet, sondern bildet
eine Bedeckung der Wände
des Durchganges und der Oberfläche
des Halbleitermaterials des Fotodiodenkörpers, der durch Bildung des Durchganges
freigelegt wurde.
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3 ist
eine Querschnittsansicht eines Abschnittes
42 des Teiles
26 von
2 entlang
der Linie 3-3 durch Fotodiode
28. Abschnitt
42 schließt Daten-Leitungen
32 und
34 auf
Substrat
12 ebenso wie das Dioden-Bodenkontaktkissen
46 ein.
Daten-Leitungen umfassen, z.B., typischerweise Molybdän, Aluminium
oder eine aufeinander geschichtete Kombination davon. Die Daten-Leitungen
und Kanten des Dioden-Bodenkontaktkissens
bedeckt eine Schicht
48 aus einem Passivierungs-Dielektrikum,
wie, z.B., Siliciumdioxid, das, z.B., durch Plasma-geförderte Dampfabscheidung
abgeschieden wurde. Über
dem Boden-Kontaktkissen befindet sich Fotodiode
50. Fotodiode
50 schließt, z.B.,
eine Bodenschicht
52 aus N+ Silicium, dotiert mit, z.B.,
Phosphor, ein. Oberhalb der Bodenschicht
52 befindet sich,
z.B., eine Schicht
54 aus im Wesentlichen eigenleitendem
Silicium, über
der sich eine Schicht
56 aus P+-dotiertem Silicium befindet,
wozu man, z.B., Bor benutzt. Die Kanten der Fotodiode
50 bedeckt
eine Schicht
58 aus einem Passivierungs-Dielektrikum, wie,
z.B., Siliciumnitrid oder Siliciumoxid. Alternativ wird das in
US-PS 5,233,181 , ausgegeben
am 3. August 1999 an Kwansnick (sic) et al., diskutierte Doppelschicht-Dielektrikum
benutzt. Die inneren Kanten von Schicht
58 bedeckt eine
Schicht
60 aus einem zweiten organischen Dielektrikum,
vorzugsweise vorimidisiertem Polyimid (erhältlich von, z.B., Arch Chemical,
Inc.), das auch mit der oberen Schicht
56 von Fotodiode
50 in
Kontakt steht. Schließlich
bedeckt eine lichtdurchlässige
leitende Schicht
62 die Polyimid-Schicht, wobei die Schicht
62 mit
Fotodiode
50 in Kontakt steht (hier mit dem Oberteil der
Fotodiode) und als die streifenförmige
gemeinsame Elektrode
38 dient. Vorzugsweise ist Schicht
62 (die
die gemeinsame Elektrode
38 bildet) ein lichtdurchlässiges leitendes
Oxid und am bevorzugtesten Indium-Zinn-Oxid. Die Bevorzugung von
Transparenz soll die Übertragung
von Licht in die Fotodiode gestatten. Der Begriff "lichtdurchlässig", wie er hier benutzt
wird, bedeutet, dass mindestens etwa 10% des auftreffenden Lichtes durchgelassen
werden.
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Der
Einsatz von Polyimid für
Schicht 60 dient drei Zwecken. Der erste Zweck ist es,
die Stufenabdeckung der nachfolgenden Herstellungsschichten zu verbessern.
Polyimid wird als eine viskose Flüssigkeit auf dem Substrat angeordnet
und bildet so einen sich anpassenden Überzug über Schicht 58. Wird
er nach konventionellen fotolithographischen Verfahren gemustert,
dann bildet er eine graduelle Abschrägung für das gemeinsame Elek-trodenmaterial
(d.h., das lichtdurchlässige
leitende Material), weil es in O2-Plasma mit etwa der
gleichen Rate geätzt
wird wie Fotoresist, der natürlicherweise
durch ein Nacherhitzen als Teil der Standard-Fotolithographie abgeschrägt wird.
So zeigt, z.B., eine Feuchtigkeits-Sperrschicht, die über der
lichtdurchlässigen leitenden
Schicht 62 gebildet wird, eine verbesserte Stufenabdeckung
durch Einsatz von Polyimid für
die organische Dielektrikumsschicht 60. Der zweite Zweck
ist es, elektrische Kurzschlüsse
verhindern zu helfen, da Polyimid nicht zur Bildung von Nadellöchern neigt,
die üblicherweise
in einigen anorganischen Dielektrikumsschichten (z.B. Siliciumoxid)
angetroffen werden. Der dritte Zweck für die Verwendung der Polyimidschicht
ist die Verringerung der elektrischen Kapazität zwischen der gemeinsamen Elektrode
und den Daten-Leitungen. Wie oben erwähnt, wird das Mustern der gemeinsamen
Elektrode 38 zu streifenförmigen Segementen mit verbindenden
Brücken 40 auch
zum Verringern einer unerwünschten
parasitären
Kapazität
zwischen der gemeinsamen Elektrode und den Daten-Leitungen benutzt.
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In
jeder der 2 und 3 ist das
Schaltelement in jedem Pixel, z.B. ein Dünnfilmtransistor, nicht gezeigt,
um die Figur zur Erleichterung des Verstehens der Erfindung zu vereinfachen.
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In
einer Ausführungsform
schließt
die vorliegende Erfindung auf der Anordnung 14, und insbesondere
dem repräsentativen
Abschnitt 42 (3), eine Abdeckung auf mindestens
einem Teil der freigelegten Kanten der organischen Dielektrikums- (hier
Polyimid)-Schichten 60 und 100 (Schicht 100 wird
später
beschrieben) entlang den streifenförmigen Segmenten der gemeinsamen
Elektrode mit dem lichtdurchlässigen
leitenden Material (hier Indium-Zinn-Oxid) ein, wie unten vollständiger erläutert wird.
So ist, z.B., Polyimidkante 64 mit Abschnitt 66 der
Schicht 62 des Materials der gemeinsamen Elektrode bedeckt.
Das Bedecken freigelegter Kanten (z.B. nicht-horizontaler Oberflächen des
organischen Dielektrikums, wo es diskontinuierlich wird) dient dem Abdichten
dieser Kanten (d.h., deren Überziehen), um
die Kante zu schützen,
d.h., die Oberfläche
des organischen Dielektrikums zu verringern, die Gegenstand des
Unterschneidens oder eines anderen Angriffes durch ein Ätzmittel
sein kann.
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4 zeigt
einen relevanten Abschnitt 67 oberhalb der Daten-Leitungen 32 von
Abschnitt 42 von 3 während späterer Stufen
der Herstellung. Es sollte klar sein, dass das Herstellungsverfahren über Daten-Leitungen 34 ähnlich ist.
Bei dieser Stufe, als Teil des Verfahrens der Bildung der streifenförmigen Segmente
der gemeinsamen Elektrode, wird die organische Dielektrikumsschicht 60 abgeschieden und
gemustert, um sie über
den Daten-Leitungen zu entfernen, ausgenommen, wo die Daten-Leitungen sich
mit den Brückengliedern 40 schneiden.
Die organische Dielektrikumsschicht 60 hat eine Dicke von etwa
0,5 μm bis
etwa 2,5 μm.
Ein Beispiel eines organischen Dielektrikummaterials, das für Schicht 60 eingesetzt
werden könnte,
ist Polyimid, vorzugsweise vorimidisiert.
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5 zeigt
Abschnitt 67 nach dem Mustern der organischen Dielektrikumsschicht 60.
Konventionelle lithographische Techniken (z.B. Fotoresist) werden üblicherweise
zum Ausführen
des Musterns benutzt,
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6 zeigt
Abschnitt 67 nach dem Abscheiden der lichtdurchlässigen leitenden
Schicht 62 und vor dem Mustern derselben. Die lichtdurchlässige leitende
Schicht 62 hat eine Dicke von etwa 500 ⎕ bis etwa
2000 ⎕ und sie umfasst Indium-Zinn-Oxid oder Ähnliches.
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7 zeigt
Abschnitt 67 von 6 nach dem
Abscheiden einer Schicht 68 aus Fotoresist, deren Freilegung
und Entwicklung zum Mustern einer lichtdurchlässigen leitenden Schicht 62.
Nachdem der Abschnitt von Schicht 62, der nicht durch Fotoresist 68 bedeckt
ist, entfernt ist, muss der übrige
Fotoresist ebenfalls entfernt werden.
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Wo,
z.B., die lichtdurchlässige
leitende Schicht 62 Indium-Zinn-Oxid ist, würde das
Mustern typischerweise unter Benutzung von HCl enthaltender Ätzmittel
(d.h., eine "Nass"ätzung), ausgeführt werden.
Es sollte jedoch klar sein, dass andere Nassätzungen (oder Trockenätzungen,
wie, z.B., reaktives Io-nenätzen)
benutzt werden können.
Jedes Verfahren zum Entfernen von Fotoresist hat seine eigenen Charakteristika.
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Das
Nassabstreifen ist im Allgemeinen teurer und es wurde festgestellt,
dass es die Durchgänge
für die
Kontaktkissen zur Verbindung von Komponenten außerhalb der Anordnung beschädigt, auch weiter
unten mit Bezug auf 10 beschrieben, während das
Veraschen die Polyimidschicht 60 angreift und eine Neigung
hat, sie zu unterschneiden. Ein solches Unterschneiden würde zur
Beeinträchtigung
der Stufen-Abdeckung für
nachfolgende Abscheidungen führen,
wie, z.B., einer Sperrschicht für
einen Röntgen-Bildwandler
derart, dass die Funktionalität
der Sperrschicht zum Schützen
der Fotodioden vor Feuchtigkeit beeinträchtigt werden würde. Die
vorliegende Erfindung gestattet die Benutzung des Veraschens, ohne
dass die organische Dielektrikumsschicht in einem unterschnittenen
Zustand freigelegt zurückbleibt.
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Der
Fachmann wird wissen, das Veraschen ein "mildes" Plasma-Ätzverfahren ist. Eine Form
der Ätzungen
benutzt das reaktive Ionen-Ätzen
(RIE). Kurz gesagt, das Werkstück
wird in einer Kammer bei einem höheren
Druck angeordnet als bei dem konventionellen RIE mit einem O2-Plasma. Ein RF-Potenzial erzeugt ein Plasma, was das Ätzen des
Fotoresist verursacht. Der höhere
Druck ändert
den mittleren freien Pfad der erzeugten Ionen, verhindert das Ionen-Bombardement
und ist in diesem Sinne milder. Obwohl dies nicht genau zutrifft,
wird das Veraschen häufig
mehr als ein Verbrennen des Materials mit einem unterstützten Oxidations-Verfahren
unter Benutzung von Sauerstoffionen angesehen.
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8 zeigt
Abschnitt 67 nach dem Mustern der lichtdurchlässigen leitenden
Schicht 62 und dem Entfernen von Fotoresist 68.
Wie in 8 gezeigt, ist Kante 70 der organischen
Dielektrikumsschicht 60 mit einer Erstreckung 72 der
lichtdurchlässigen
leitenden Schicht 62 abgedichtet. Die Erstreckung 72 erstreckt
sich etwa 1 bis etwa 5 μm über Kante 70 hinaus.
Das Endresultat ist in 3 gezeigt.
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9 ist
eine Querschnittsansicht eines Abschnittes 98 des Brückengliedes 40 entlang
der Linie 9-9 von 2. Wie gezeigt, schließt jedes
Brückenglied
eine Schicht 100 aus dem organischen Dielektrikummaterial
von Schicht 60 von 3 und eine Schicht 102 aus
dem lichtdurchlässigen
leitenden Material der gemeinsamen Elektrode ein. Das leitende Material
bedeckt die Kanten 104 und 106 des dielektrischen
Materials und erstreckt sich etwa 1 bis etwa 5 μm über Kante 104, 106 hinaus
(d.h., über
die Endregion 105 von Schicht 100), um Schutz
für Schicht 100 zu
bieten.
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10 zeigt
einen Abschnitt 110 des Bildwandlers 10 von 1.
Abschnitt 110 zeigt Einzelheiten der Verbindung zwischen
Kontaktkissen 16 und Finger 20. Finger 20 verläuft tatsächlich unterhalb
des Kontaktkissens 16 und koppelt elektrisch damit beim
Kontaktdurchgang 21. Kontaktdurchgang 21 umfasst
typischerweise, z.B., eine lichtdurch lässige leitende Schicht (z.B.
ITO). Kontaktkissen 16 umfasst vorzugsweise das gleiche
Material wie die gemeinsame Elektrode (üblicherweise Indium-Zinn-Oxid).
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11 ist
eine Querschnittsansicht von Teil 111 von Abschnitt 110 entlang
Linie 11-11 in 10. Wie in 11 gezeigt,
umfasst Finger 20 über
Substrat 12 eine leitende Schicht 112 (z.B. Molybdän, Aluminium
oder eine Kombination von Schichten jedes Materials), ähnlich den
Daten-Leitungen
in der Zusammensetzung. Über
der leitenden Schicht befindet sich ein doppeltes Passivierungs-Dielektrikum, umfassend
Schichten 114 und 116. Wie Schicht 48 in 3,
umfasst Schicht 114, z.B., Siliciumoxid. Ähnlich wie
Schicht 58 in 3, umfasst Schicht 116, z.B.,
Siliciumnitrid oder alternativ Siliciumoxid oder Kombinationen davon. Über den
Passivierungs-Dielektrika ist eine Schicht 118 aus einem
organischen Dielektrikum (z.B. Polyimid). Schicht 118 wird
beim Herstellungsverfahren vorzugsweise zur gleichen Zeit gebildet
wie Schicht 60 (3) und kann tatsächlich die
gleiche physikalische Schicht sein. Die lichtdurchlässige leitende
Schicht 23, die Kontaktdurchgang 21 füllt, gestattet
elektrischen Kontakt zwischen der leitenden Schicht 112 von
Finger 20 und dem Kontaktkissen 16. Wie bei 3,
schließt die
lichtdurchlässige
leitende Schicht 23 Erstreckungen 122 und 124 von
mindestens etwa 1 bis etwa 5 μm
ein, die die Kanten 126 bzw. 128 der organischen Dielektricumsschicht 118 bedecken,
um deren Beschädigung
zu verhindern. Darüber
hinaus werden Schichten 23 und 62 (3)
beim Herstellungsverfahren vorzugsweise zur gleichen Zeit gebildet
und es können
tatsächlich
die gleiche physikalische Schicht sein.
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Das
Abdichten freigelegter Polyimidgrenzen, wie hierin beschrieben,
zusammen mit den streifenförmigen
Segmenten der gemeinsamen Elektrode kann auf irgendeine Situation ausgedehnt
werden, bei der eine organische Dielektrikumsschicht in der Gefahr
des Unterschneidens steht.
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In
einem anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren
zum Herstellen einer Struktur für
einen Bildwandler präsentiert.
Eine organische Dielektrikumsschicht wird gebildet und von einer
lichtdurchlässigen
leitenden Schicht bedeckt. Die lichtdurchlässige leitende Schicht wird über eine
freigelegte Kante der organischen Dielektrikumsschicht genügend weit
erstreckt, um die freigelegte Kante bei der nachfolgenden Herstellung
des Bildwandlers zu schützen.
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In
noch einem anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung wird ein
Verfahren zum Herstellen eines Bildwandlers präsentiert. Eine Schicht aus lichtdurchlässigem leitendem
Material wird direkt über
einer organischen Dielektrikumsschicht gebildet, um als ein elektrischer
Kontakt innerhalb des Bildwandlers zu wirken. Die Schicht aus lichtdurchlässigem leitendem
Material wird mindestens 1 μm über eine
freigelegte Kante der organischen Dielektrikumsschicht hinaus erstreckt.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die speziellen Ausführungsformen hierin
beschrieben wurde, sollte klar sein, dass die Technik des Abdichtens
der Kanten des Polyimids oder eines anderen Dielektrikums mit lichtdurchlässigem leitendem
Oxid oder anderem leitenden Material in anderen Situationen anwendbar
ist. Der guten Ordnung halber werden verschiedene Aspekte der Erfindung
in den folgenden Sätzen
ausgeführt:
- 1. Struktur für einen Bildwandler, zu der
gehören: eine
organische Dielektrikumsschicht und eine gemeinsame Elektrode, wobei
die gemeinsame Elektrode eine lichtdurchlässige leitende Schicht aufweist,
die die organische Dielektricumsschicht bedeckt und sich über die
seitliche äußere Kante der
organischen Dielektrikumsschicht längs einem streifenförmigen Segment
der gemeinsamen Elektrode erstreckt.
- 2. Struktur nach Satz 1, worin die organische Dielektrikums-schicht
Polyimid aufweist.
- 3. Struktur nach Satz 2, worin die gemeinsame Elektrode mehrere
streifenförmige
Segmente aufweist.
- 4. Bildwandler, zu dem gehören:
eine
Struktur gemäß einem
der vorhergehenden Sätze;
wenigstens
ein elektrischer Kontakt in dem Bildwandler, wobei dieser wenigstens
eine elektrische Kontakt eine erste Schicht aus leitendem Material und
eine gemeinsame Elektrode aufweist, wobei die gemeinsame Elektrode
eine zweite Schicht aus lichtdurchlässigem leitenden Material aufweist;
eine
organische Dielektrikumsschicht, die zwischen Abschnitten der ersten
und zweiten Schicht aus leitendem Material angeordnet ist;
eine
Durchgangsregion zur Bereitstellung eines elektrischen Kontaktes
zwischen der ersten Schicht aus leitendem Material derart, dass
die zweite Schicht aus lichtdurchlässigem leitendem Material in
elektrischem Kontakt mit der ersten Schicht aus leitendem Material
angeordnet ist, wobei das organische Dielektrikum von wenigstens
einem Abschnitt des Bildwandlers auf einer Seite der genannten Durchgangsregion
entfernt ist;
die genannte gemeinsame Elektrode mehrere streifenförmige Segmente
aufweist;
die zweite Schicht aus lichtdurchlässigem leitenden
Material angeordnet ist, um sich wenigstens 1 μm über die seitliche äußere Kante
der organischen Dielektrikumsschicht in die Durchgangsregion und
entlang der streifenförmigen
Segmente der gemeinsamen Elektrode zu erstrecken.
- 5. Bildwandler nach Satz 4, wobei die Schicht aus lichtdurchlässigem leitenden
Material sich zwischen etwa 1 μm
und etwa 5 μm über die
freigelegte Kante der organischen Dielektrikums-schicht hinaus erstreckt.
- 6. Bildwandler nach Satz 4 oder 5, weiter mit einer Anordnung
aus lichtempfindlichen Bildgebungselementen, wobei die gemeinsame
Elektrode in elektrischem Kontakt mit jedem lichtempfindlichen Bildgebungselement
in der Anordnung angeordnet ist.
- 7. Verfahren zum Herstellen einer Struktur für einen Bildwandler mit den
Schritten:
Bilden einer organischen Dielektrikumsschicht;
Bilden
einer lichtdurchlässigen
leitenden Schicht, die die organische Dielektrikumsschicht bedeckt und
Erstrecken
der lichtdurchlässigen
leitenden Schicht genügend
weit über
die seitliche äußere Kante
der organischen Dielektrikumsschicht, um die freigelegte Kante bei
der nachfolgenden Herstellung des Bildwandlers zu schützen.
- 8. Verfahren nach Satz 7, worin das Formen der organischen Dielektrikumsschicht
das Formen einer Polyimidschicht umfasst.
- 9. Verfahren zum Herstellen eines Bildwandlers mit den Schritten:
Herstellen
einer Struktur gemäß Satz 7
oder 8;
Bilden einer Schicht aus lichtdurchlässigem leitendem
Material direkt über
einer organischen Dielektrikumsschicht, um als ein elektrischer
Kontakt in dem Bildwandler zu wirken und
Erstrecken der Schicht
aus lichtdurchlässigem
leitendem Material wenigstens etwa 1 μm über die seitliche äußere Kante
der organischen Dielektrikumsschicht hinaus entlang streifenförmiger Segmente
einer gemeinsamen Elektrode, die durch die Schicht aus lichtdurchlässigem Material
gebildet wird.
- 10. Verfahren nach Satz 9, worin das Erstrecken das Erstrecken
der Schicht aus lichtdurchlässigem
leitendem Material zwischen etwa 1 μm und etwa 5 μm über die
freigelegte Kante hinaus umfasst.