ERFINDUNGSHINTERGRUND
Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Bildanzeigevorrichtung, und
spezieller auf eine Bildanzeigevorrichtung mit Flüssigkristall.
Beschreibung des verwandten Technikgebietes
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Eine Bildanzeigevorrichtung mit Flüssigkristall weist mehrere in Matrixform auf
einem Träger angeordnete Schaltelemente auf, sowie die mit den jeweiligen
Schaltelementen verbundenen Pixelelektroden und eine gemeinsame transparente
Elektrode, die den transparenten Pixelelektroden gegenüberliegend vorgesehen ist.
Der Flüssigkristall befindet sich in Sandwichbauweise zwischen den transparenten
Pixelelektroden und der gemeinsamen transparenten Elektrode. Eine Spannung wird
zwischen einer ausgewählten transparenten Elektrode und der gemeinsamen
transparenten Elektrode angelegt, um die Polarisierungscharakteristik des
Flüssigkristalls des gewählten Pixels zu steuern oder die durch den Flüssigkristall
durchgelassene Lichtmenge einzustellen, wodurch ein gewünschtes Bild angezeigt
wird. Derartige Flüssigkristallanzeigevorrichtungen sind beispielsweise von EP-A-0
223 967 oder EP-A-0186 036 bekannt.
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Fig. 15 zeigt die herkömmliche Struktur eines Pixelbereiches, der eine
Schaltfunktion hat. In dieser Figur bezeichnet die Bezugsziffer 101 einen Quarzträger,
Bezugsziffer 102 eine dünne polykristalline Siliziumschicht (nachfolgend einfach als
Poly-Si bezeichnet), welche einen Schalt-TFT (Dünnschichttransistor) bildet, die
Bezugsziffer 103 eine dünne Gate-Oxidschicht, Bezugsziffer 104 eine eine
Gate-Elektrode bildende dünne Poly-Si Schicht, Bezugsziffer 105 Zonen vom n-Typ,
durch welche ein Source und ein Drain des TFT geliefert wird, Bezugsziffer 106 eine
(dünne) NSG (nichtdotiertes Silikatglas) Schicht, Bezugsziffer 107 eine (dünne)
Al-Leiterbahnschicht zur Herstellung einer elektrischen Verbindung, Bezugsziffer 108
eine (dünne) Siliziumnitridschicht, Bezugsziffer 109 eine (dünne) Cr-Schicht für einen
ITO Kontakt, Bezugsziffer 110 eine (dünne) ITO-Schicht als transparente
Pixelelektrode Bezugsziffer 111 eine (dünne) NSG-Schicht zur Passivierung, und
Bezugsziffer 112 eine Al-Elektrode für einen ITO (Indium-Zinnoxid) Kontakt.
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Bei obigem Aufbau des Pixelbereiches ist das Verfahren zur Herstellung der
Vorrichtung schwierig, da die Cr-Schicht 109 zum Schutz der Al-Elektrodenschicht
gebildet werden muß, um ein Korrodieren der Al-Schicht 112 durch eine Ätzlösung,
welche verwendet wird, um auf der ITO-Schicht 110 ein Muster zur Bildung der
transparenten Pixelelektrode zu erzeugen, zu vermeiden. Außerdem können Risse in
der Siliziumnitridschicht 108 und/oder der NSG-Schicht 106 im Verlauf der
Verfahrensschritte zur Bildung der Cr-Schicht und der ITO-Schicht entstehen, derart
daß eine Unterbrechung der Al-Leiterbahnschicht eintritt, wodurch die
Herstellungsausbeute verschlechtert wird.
INHALT DER ERFINDUNG
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung, das in Anbetracht der oben enwähnten
Probleme bei der herkömmlichen Vorrichtung angestrebt wird, ist die Lieferung einer
Bildanzeigevorrichtung, welche einen einfachen Aufbau hat und mittels des
herkömmlichen MOS-Verfahrens hergestellt werden kann.
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Zum Erreichen des obigen Ziels wird bei einer Bildanzeigevorrichtung nach der
vorliegenden Erfindung eine Pixelelektrode durch eine zur Bildung eines
Schalttransistors verwendete Halbleiterschicht gebildet.
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Bei diesem Aufbau werden die bei der herkömmlichen Vorrichtung erforderlichen
Verfahrensschritte zur Bildung der CR-Schicht und der ITO-Schicht überflüssig, und
es wird dadurch ein Herstellungsverfahren möglich, das verglichen mit dem
herkömmlichen Verfahren sehr einfach ist und ein Zerstören der Al-Leiterbahnschicht
durch Risse in der Siliziumnitridschicht und/ oder der NSG-Schicht vermeidet. Daraus
ergibt sich eine verbesserte Ausbeute bei der Herstellung der Vorrichtung.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Fig. 1 ist eine ebene Ansicht eines Pixelbereiches einer Bildanzeigevorrichtung
nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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Fig. 2 ist ein Querschnitt entlang der Linie II-II von Fig. 1;
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Figuren 3a bis 3d zeigen im Querschnitt die aufeinanderfolgenden
Verfahrensschritte zur Herstellung des Pixelbereiches der ersten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
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Fig. 4 zeigt den Aufbau eines Pixelbereiches einer Bildanzeigevorrichtung nach
einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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Fig. 5a bis 5d zeigen im Querschnitt die aufeinanderfolgenden Verfahrensschritte
zur Herstellung des Pixelbereiches bei der zweiten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
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Fig. 6 ist eine ebene Ansicht vom Aufbau einer benachbart zu einer Pixelelektrode
angeordneten Flüssigkristallanzeige nach einer dritten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
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Fig. 7 ist ein Querschnitt entlang der Linie VII-VII in Fig. 6;
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Fig. 8a bis 8d sind Querschnitte, welche eine Methode zur Herstellung der
Flüssigkristallanzeigevorrichtung bei der dritten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung erklären;
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Fig. 9 ist eine ebene Ansicht eines Pixelbereiches einer Bildanzeigevorrichtung
nach einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung:
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Fig. 10 ist ein Querschnitt entlang der Linie X-X in Fig. 9;
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Figuren 11a bis 11d zeigen im Querschnitt die aufeinanderfolgenden
Verfahrensschritte zur Herstellung des Pixelbereichs bei der vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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Fig. 12 ist eine ebene Ansicht eines Pixelbereichs einer Bildanzeigevorrichtung
nach einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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Fig. 13 ist ein Querschnitt entlang der Linie XIII-XIII in Fig. 12:
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Figuren 14a bis 14e zeigen im Querschnitt die aufeinanderfolgenden
Verfahrensschritte zur Herstellung des Pixelbereichs bei der fünften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; und
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Fig. 15 zeigt den Aufbau eines Pixelbereiches der herkömmlichen
Bildanzeigevorrichtung.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter
Bezugnahme auf die Figuren 1 und 2 erklärt.
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Fig. 1 ist eine ebene Ansicht eines Pixelbereiches einer Bildanzeigevorrichtung
nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und Fig. 2 ist ein
Querschnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1. In Fig. 2 bezeichnet die Bezugszahl 1
einen Träger aus Quarz und die Bezugszahl 2 eine (dünne) Schicht aus Poly-Si. Die
Poly-Si-Schicht 2 dient sowohl als Pixelelektrode als auch als Teil des Schalt-TFT. Die
Bezugszahl 3 bezeichnet eine SiO&sub2; Schicht, Bezugszahl 4 eine Gate-Oxidschicht,
Bezugszahl 5 eine als Gate-Elektrode dienende Poly-Si-Schicht, Bezugszahl 6 Zonen
vom n-Typ, die ein Source und ein Drain des TFT liefern, Bezugszahl 7 eine
NSG-Schicht, Bezugszahl 8 eine die elektrische Verbindung herstellende
Al-Leiterbahnschicht oder Signalleiterbahn, und Bezugszahl 9 eine SiNx Schicht,
welche mittels des Plasma- CVD (Chemical- Vapour- Deposition) Verfahrens erzeugt
wird. Der Bereich der Poly-Si-Schicht, welcher die Pixelelektrode bildet, kann genauso
dick sein (1500 - 2000 Å) wie der Bereich, welcher den TFT bildet, falls ein
Schwarzweiß- Bild angezeigt werden soll. Andrerseits ist für ein Farbbild eine Dicke
der die Pixelelektrode bildenden Poly-Si-Schicht in der Größenordnung von 500 Å
erforderlich, damit der Durchlaßgrad für blaues Licht steigt und so die Empfindlichkeit
für blaues Licht verbessert wird. Wenn man jedoch die Dicke der Poly-Si-Schicht des
TFT kleiner als 1500 Å macht, schmilzt Si mit Al zu einer festen Lösung, wobei an
einem Berührbereich des Source mit der Al-Schicht 8 ein ohmischer Kontakt gebildet
wird, wodurch sich ein minderwertiger Kontakt ergibt. Daher muß die Poly-Si-Schicht
in der Source-Zone des TFT mindestens 1500 Å dick sein. Um den obigen
Anforderungen zu genügen, muß die Poly-Si-Schicht 2 im Gebiet des TFT eine andere
Dicke als im Gebiet der Pixelelektrode haben.
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An die Gate-Elektrode 5 wird ein pulsierendes Bildaufbausignal über eine
Gate-Elektrodenleiterbahn 10 angelegt (siehe Fig. 1), welche zusammenhängend mit
der Gate-Elektrode 5 ausgebildet ist. Die Signalleiterbahn 8 ist rechtwinklig zur
Gate-Elektrodenleiterbahn 10 angeordnet, und eine Spannung, die entsprechend einem
anzuzeigenden Bild an die Pixelelektrode 6 anzulegen ist, wird der Signalleiterbahn 8
während eines Zeitraums mit anliegendem Bildaufbausignal zugeführt.
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Als nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung des derart aufgebauten
Pixelbereiches der Bildanzeigevorrichtung bezugnehmend auf die Figuren 3a bis 3d
erklärt. Zuerst wird, wie in Fig. 3a gezeigt, eine Poly-Si-Schicht 2 mit einer Dicke von
2000 Å auf einem Quarzträger 1 mittels des LPCVD (Niederduck-
Chemical- Vapour- Deposition) Verfahrens gebildet und danach trocken geätzt, wodurch ein
inselartig isolierter Bereich, welcher ein TFT-Gebiet und ein Pixelelektroden-Gebiet
aufweist, gebildet wird. Danach wird eine Thermooxidschicht 11 mit einer Dicke von
500 Å auf der Oberfläche der Poly-Si-Schicht erzeugt und eine Nitridschicht 12 auf
der Oxidschicht 11 abgelagert. Im Bereich der Pixelelektrode wird die Nitridschicht 12
und die Oxidschicht 11 entfernt und, wie in Fig. 3b gezeigt, P&spplus; Ionen implantiert, um
den Bereich der Pixelelektrode in leitfähigen Zustand zu bringen. Als nächster Schritt
wird, wie in Fig. 3c gezeigt, ausschließlich im Pixelelektrodengebiet mittels des
LOCOS (lokale Siliziumoxidation) Verfahrens eine Thermooxidschicht 3 gebildet, um
die Dicke der Poly-Si-Schicht auf eine Größe von ca. 500 Å zu verringern. Zum
Schluß werden die Nitridschicht 12 und die Oxidschicht 11 entfernt und es entsteht
eine Struktur wie in Fig. 3d gezeigt. Danach wird das TFT-Gebiet entsprechend dem
herkömmlicherweise verwendeten MOS-Verfahren gebildet.
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Nach der vorliegenden Ausführungsform können, dank der Verwendung der
Poly-Si-Schicht als Pixelelektrode, Risse in der SiNx-Schicht und der NSG-Schicht
vermieden werden und eine Unterbrechung der Al-Leiterbahnschicht stark vermindert
werden.
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Außerdem kann das Verfahren zur Herstellung der Bildanzeigevorrichtung
vereinfacht werden.
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Anstelle der Poly-Si-Schicht zur Bildung des TFT und der Pixelelektrode kann
auch ein anderes Halbleitermaterial verwendet werden.
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Fig. 4 zeigt den Aufbau eines Pixelbereiches einer Bildanzeigevorrichtung nach
einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In Fig. 4 bezeichnet die
Bezugszahl 1 einen Quarzträger, Bezugszahl 2 eine Poly-Si-Schicht, Bezugszahl 4 eine
Gate-Oxidschicht, Bezugszahl 5 eine die Gate-Elektrode bildende Poly-Si-Schicht,
Bezugszahl 6 Zonen vom n-Typ, die ein Source, ein Drain, und eine Pixelelektrode
liefern, Bezugszahl 7 eine NSG-Schicht, Bezugszahl 8 eine die elektrische Verbindung
herstellende Al-Leiterbahnschicht, und Bezugszahl 9 eine SiNx Schicht, welche mittels
des Plasma CVD-Verfahrens erzeugt wird. Für ein Farbbild muß die Poly-Si-Schicht
der Pixelelektrode dünn genug sein (in der Größenordnung von 500 Å) zur Erzeugung
von Lichtdurchlässigkeit, um insbesondere die Empfindlichkeit für blaues Licht zu
erhöhen. Betreffend die Transistorcharakteristik des TFT ergibt sich mit abnehmender
Dicke eines Kanalbereiches des TFT eine steile Übertragungskennlinie (hoher
gm-Wert) und ein reduzierter Leckstrom. Die Dicke des Bereiches der
Poly-Si-Schicht an dem ein Al-Kontakt des TFT hergestellt wird, wird zu mindestens
1500 Å gewählt.
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Ein Verfahren zu Herstellung des auf diese Weise aufgebauten Pixelbereiches der
Bildanzeigevorrichtung wird nun anhand der Figuren 5a bis 5d beschrieben. Zuerst
wird, wie in Fig. 5a gezeigt, eine Poly-Si-Schicht 2a mit einer Dicke von 2000 Å auf
einem Quarzträger 1 mittels des LPCVD (Niederduck- Chemical-
Vapour- Deposition) Verfahrens gebildet und danach mit einer Musterung versehen, wobei eine
inselartige Poly-Si-Schicht, ausschließlich in einem für die Herstellung eines Kontakts
dienenden Gebiet, gebildet wird. Danach wird eine zweite Poly-Si-Schicht 2b mit einer
Dicke von 1110 Å erzeugt, wie in Fig. 5b gezeigt ist. Dann wird, wie in Fig. 5c
gezeigt, durch thermische Oxidation der dünnen Poly-Si-Schicht 2b eine
Gate-Oxidschicht 4 mit einer Dicke von 1300 Å erzeugt. Gleichzeitig damit sinkt
aufgrund der thermischen Oxidation die Dicke der Poly-Si-Schicht auf ungefähr 500Å.
Eine Poly-Si-Schicht 5 wird auf der Gate-Oxidschicht 4 abgelagert, wodurch eine
Gate-Elektrode gebildet wird. Schließlich werden, wie in Fig. 5d gezeigt, P&spplus; Ionen in
selbstausrichtender Weise implantiert, um Zonen vom n-Typ zu bilden und um den
Pixelelektrodenbereich in leitfähigen Zustand zu bringen. Da eine Oxidschicht an der
Übergangsfläche zwischen der ersten dünnen Poly-Si-Schicht 2a und der zweiten
dünnen Poly-Si-Schicht 2b dank der Ionenimplantation vollständig zerstört wird, kann
ein zufriedenstellender Kontakt hergestellt werden. Nach der Bildung des
Poly-Si-Pixelgebietes wird mittels des herkömmlich verwendeten Verfahrens der in
Fig. 4 gezeigte Aufbau hergestellt.
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Nach der vorliegenden Erfindung ist, da Bereiche im Gebiet der Pixelelektrode
und in der Kanalzone des TFT dünn gemacht sind, die Durchlässigkeit für blaues Licht
ausreichend, der Wert von gm (Steilheit der Übertragungskurve) ist vergrößert und
auch der Leckstrom ist im Vergleich zur herkömmlichen Vorrichtung reduziert.
Andrerseits kann, da der Bereich der Poly-Si-Schicht, bei dem der Kontakt zur
Al-Leiterbahn hergestellt wird, eine Dicke von mindestens 1500 Å hat, ein
zufriedenstellender ohmischer Kontakt hergestellt werden.
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Fig. 6 ist eine ebene Ansicht vom Aufbau einer benachbart zu einer Pixelelektrode
angeordneten Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach einer dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, und Fig. 7 ist ein Querschnitt entlang der Linie VII-VII in
Fig. 6.
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Bei der Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach der vorliegenden Erfindung sind
viele sehr kleine lichtdurchlässige Löcher 13 über die ganze Fläche einer aus einer
polykristallinen Siliziumschicht bestehenden Pixelelektrode 6 verteilt bzw. in dieser
ausgebildet. Beispielsweise hat jedes der lichtdurchlässigen Löcher 13 eine
näherungsweise quadratische Form mit einer Seitenlänge von ca. 2 um und der
Teilungsabstand zu den Seiten der Pixelelektrode 6 beträgt 3 um. Obwohl die Breite
der polykristallinen Siliziumschicht zwischen benachbarten lichtdurchlässigen Löchern
13 klein ist bzw. in der Größenordnung von 1 um liegt, hat diese Schicht im Bereich
der mit einer n-Leitfähigkeit ausgestatteten Pixelelektrode einen ausreichend geringen
spezifischen Widerstand, und daher ist der Flächenwiderstand der Pixelelektrode 6,
trotz der lichtdurchlässigen Löcher 13, ausreichend gering.
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Die Größe der lichtdurchlässigen Löcher wird ausreichend klein im Vergleich zur
Dicke (4 bis 6 um) der (nicht gezeigten) Flüssigkristallschicht gewählt. Daher ist es
selbst bei Verwendung der mit vielen lichtdurchlässigen Löchern 13 versehenen
Pixelelektrode 6 möglich, eine Spannung gleichmäßig auf den Flüssigkristall
aufzubringen.
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Die Figuren 8a bis 8d sind Querschnitte, welche eine Methode zur Herstellung
der Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach der vorliegenden Ausführungsform
erklären. Zuerst wird, wie in Fig. 8 gezeigt, eine polykristalline Siliziumschicht 2 auf
der Oberfläche eines Quarzträgers 1 mittels des LPCVD-Verfahrens gebildet. Danach
wird die polykristalline Siliziumschicht 2 mit einem solchen Muster versehen, daß eine
Pixelelektrode gebildet wird. Gleichzeitig werden lichtdurchlässige Löcher 13 erzeugt.
Die sich ergebende Struktur ist in Fig. 8b gezeigt. Die Länge d1 jeder Seite eines
lichtdurchlässigen Lochs 13 ist beispielsweise 2 um, und der Teilungsabstand p1 der
lichtdurchlässigen Löcher 13 ist beispielsweise 3 um.
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Ans nächstes wird, wie in Fig. 8c gezeigt, mittels thermischer Oxidation eine
Gate-Oxidschicht 4 mit einer Dicke von 1300 Å gebildet. Gleichzeitig wird aufgrund
der thermischen Oxidation die Dicke eines Bereiches der polykristallinen
Siliziumschicht 2 genau unterhalb der Gate-Oxidschicht 4 auf ungefähr 800 Å
reduziert. Eine Gate-Elektrode 5 aus einer polykristallinen Siliziumschicht wird auf der
Oxidschicht 4 abgelagert.
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Danach werden, wie in Fig. 8d gezeigt, P&spplus; oder As&spplus; Ionen implantiert. Dadurch
erhält der übriggebliebene Teil der polykristallinen Siliziumschicht 2, außer dem
Bereich genau unter der Gate-Oxidschicht 4, n-Leitfähigkeit, wodurch eine
Source-Zone, eine Drain-Zone, und die Pixelelektrode 6 gebildet wird.
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Danach wird eine NSG-Schicht 7, eine Signalleiterbahn 8, und eine Plasma
SiNx-Schicht 9 nacheinander gemäß dem herkömmlicherweise verwendeten Verfahren
gebildet, wodurch die in den Figuren 6 und 7 gezeigte Struktur geliefert wird. Des
weiteren wird ein nachfolgender Verfahrensschritt, bei dem ein (nicht gezeigter)
Träger gegenüber dem Quarzträger 1 befestigt und ein Flüssigkristall eingefüllt wird,
durchgeführt, wodurch die Flüssigkristallanzeigevorrichtung fertiggestellt wird.
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Bei der auf die Weise hergestellten Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach der
vorliegenden Ausführungsform kann aufgrund der lichtdurchlässigen Löcher 13, die in
der aus einer polykristallinen Siliziumschicht bestehenden Pixelelektrode 6 vorgesehen
sind, bei diesen Löchern 13 die Lichtabsorption durch die polykristalline
Siliziumschicht vermieden werden. Folglich kann, ungeachtet eines geringen
Lichtdurchlaßgrades der polykristallinen Siliziumschicht, die Menge des durch die
Pixelelektrode 6 durchgestrahlten Lichts erhöht werden, wodurch der
Anzeigebildschirm aufgehellt werden kann. Dadurch lassen sich befriedigende
Anzeigebedingungen schaffen. Vom Erfinder durchgeführte Messungen haben
bestätigt, daß der Lichtdurchlaßgrad bei der Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach der
vorliegenden Ausführungsform um mindestens Faktor 1,5 höher liegt als bei der
herkömmlichen Vorrichtung, bei der keine lichtdurchlässigen Löcher vorgesehen sind.
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In obiger Ausführungsform hatten die lichtdurchlässigen Löcher 13
näherungsweise quadratische Form. Jedoch kann die Lochform beliebig gewählt
werden. Beispielsweise können die lichtdurchlässigen Löcher eine schlitzartige Form
haben. Auch die in der Erläuterung der obigen Ausführungsform angegebene Größe
der lichtdurchlässigen Löcher 13 dient als Beispiel, und die vorliegende Erfindung ist
nicht auf die beispielhaft angegebene Lochgröße beschränkt.
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Des weiteren wurden bei der obigen Ausfühungsform durch Implantieren von P&spplus;
oder As&spplus; Ionen die Source-Zone, die Drain-Zone, und die Pixelelektrode 6 mit
n-Leitfähigkeit ausgestattet. Sie können allerdings auch durch Implantieren von B&spplus;
Ionen mit p-Leitfähigkeit ausgestattet werden.
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Außerdem kann die vorliegende Erfindung, obwohl die obige Ausführungsform in
Verbindung mit dem Fall erläutert wurde, bei dem ein einziges Anzeige-Gate
vorhanden ist, bevorzugt sogar auf ein doppeltes Gate angewendet werden.
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Als nächstes wird eine vierte Ausführungsform der vorliegende Erfindung
bezugnehmend auf die Figuren 9 bis 11 erklärt.
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Fig. 9 ist eine ebene Ansicht eines Pixelbereichs einer Bildanzeigevorrichtung
nach der vorliegenden Ausführungsform, und Fig. 10 ist ein Querschnitt entlang der
Linie X-X in Fig. 9. In Fig. 10 bezeichnet die Bezugszahl 1 einen Quarzträger und die
Bezugszahl 2 eine polykristalline Siliziumschicht. Die polykristalline Siliziumschicht 2
dient sowohl als Pixelelektrode als auch als Teil eines Doppel-Gate-Schalt-TFT
(Dünnschichttransistor). Bezugszahl 6 bezeichnet Zonen vom n-Typ, die ein Source
und ein Drain des TFT sowie die Pixelelektrode bilden, Bezugszahl 4 eine
Gate-Oxidschicht, Bezugszahl 5 eine die Gate-Elektrode bildende polykristalline
Siliziumschicht, Bezugszahl 7 ein NSG-Schicht, Bezugszahl 8 eine
Al-Leiterbahnschicht, Bezugszahl 9 eine mittels des Plasma CVD-Verfahrens gebildete
SiNx-Schicht, Bezugszahl 14 eine Orientierungsschicht, und Bezugszahl 15 einen
Flüssigkristall. Da der spezifische Widerstand der Zone vom n-Typ 6 von der als
Pixelelektrode dienenden polykristallinen Siliziumschicht genügend klein ist, tritt
hinsichtlich des Elektrodenwiderstands kein Problem auf. Wie in Fig. 9 gezeigt ist, sind
in der Pixelelektrode mehrere parallele Durchgangslöcher 13 vorgesehen, welche
jeweils eine Breite von 2 um haben und sich in Schliffrichtung der Orientierungsschicht
erstrecken. Obwohl die streifenförmige polykristalline Siliziumschicht ungefähr 2 um
breit ist, ist der Flächenwiderstand der polykristallinen Siliziumschicht ausreichend
niedrig, und daher ist ein zufriedenstellend gleichmäßiges Anlegen einer Spannung an
den Flüssigkristall möglich.
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Die Figuren 11a bis 11d sind Querschnitte zur Erläuterung eines Verfahrens zur
Herstellung des Pixelbereichs der Bildanzeigevorrichtung nach der vorliegenden
Ausführungsform. Zuerst wird, wie gezeigt in Fig. 11a, eine polykristalline
Siliziumschicht 2 mittels des LPCVD-Verfahrens auf einem Quarzträger erzeugt.
Danach wird die polykristalline Siliziumschicht 2 mit einem Muster versehen, derart
daß ein Dünnschichttransistor und eine polykristalline Pixelelektrode übrig bleibt, wie
in Fig. 11b gezeigt ist. Gleichzeitig werden mehrere streifenförmige lichtdurchlässige
Löcher 13, welche in einer Richtung Seite an Seite ausgerichtet sind, wie in Fig. 9
gezeigt in der Pixelelektrode vorgesehen. Als nächstes wird mittels thermischer
Oxidation eine Gate-Oxidschicht 4 mit einer Dicke von 1300 Å erzeugt. Gleichzeitig
wird aufgrund der thermischen Oxidation die Dicke der polykristallinen Siliziumschicht
der Pixelelektrode auf ungefähr 800 Å reduziert. Eine polykristalline Siliziumschicht 5
wird zur Bildung einer Gate-Elektrode auf der Gate-Oxidschicht 4 abgelagert, wie in
Fig. 11c gezeigt ist. Danach werden, wie in Fig. 11d gezeigt, P&spplus; oder As&spplus; Ionen in
selbstausrichtender Weise implantiert, wodurch n-Typ-Zonen 6 gebildet werden und
der Pixelelektrodenbereich in leftfähigen Zustand gebracht wird. Danach werden
nacheinander eine NSG-Schicht 9, eine Al-Leiterbahnschicht 8 und eine Plasma
SiNx-Schicht 9 (siehe Fig. 9) gemäß dem herkömmlicherweise verwendeten Verfahren
gebildet. Weiterhin wird eine Orientierungsschicht 14 gebildet und geschliffen. Das
Schleifen erfolgt in Richtung der Längsachse der streifenförmigen lichtdurchlässigen
Löcher 13, die in der polykristallinen Siliziumschicht der Pixelelektrode vorgesehen
sind. Abschließend wird ein Flüssigkristall 15 eingespritzt.
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Bei der auf diese Weise hergestellten Bildanzeigevorrichtung wird als
Pixelelektrode eine polykristalline Siliziumschicht mit einem im Vergleich zu einer
ITO-Schicht geringen Lichdurchlaßgrad verwendet. Da jedoch die lichtdurchlässigen
Löcher in der polykristallinen Siliziumschicht der Pixelelektrode vorgesehen sind, kann
der effektive Lichdurchlaßgrad der ganzen Pixelelektrode deutlich verbessert werden.
Der Lichtdurchlaßgrad bei der Bildanzeigevorrichtung nach der vorliegenden
Ausführungsform liegt um mindestens Faktor 2 höher als bei der herkömmlichen
Vorrichtung, bei der keine lichtdurchlässigen Löcher vorgesehen sind. Außerdem ist,
da sich die in der polykristallinen Siliziumschicht vorgesehen, streifenförmigen und
lichtdurchlässigen Löcher in Schliffrichtung der Orientierungsschicht erstrecken, die
Anzahl der gestuften Bereiche der Orientierungsschicht, welche durch die
lichtdurchlässigen Löcher bedingt sind, in Schliffrichtung sehr viel geringer, und das
Problem einer unzureichenden Orientierung, d.h. daß Moleküle in der
Orientierungsschicht in deren gestuften Bereichen nicht gleichmäßig ausgerichtet sind,
kann minimiert werden.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform kann für den TFT ein Aufbau mit
Einfach-Gate problemlos verwendet werden. Außerdem kann, auch wenn in der
vorliegenden Ausführungsform die Lähgsachse der lichtdurchlässigen Löcher, welche
in der polykristallinen Siliziumschicht der Pixelelektrode angeordnet sind, mit der
Richtung übereinstimmt, in der sich die Al-Leiterbann 8 erstreckt, diese Längsachse
auch rechtwinklig oder schräg zur Richtung der Al-Leiterbahn 8 sein, sofern die
Längsachse der lichtdurchlässigen Löcher mit der Schliffrichtung der
Orientierungsschicht übereinstimmt.
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Als nächstes wird eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
anhand der Figuren 12, 13, und 14 erklärt.
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Fig. 12 ist eine ebene Ansicht eines Pixelbereichs einer Bildanzeigevorrichtung
nach einer vorliegenden Ausfüngsform, und Fig. 13 ist ein Querschnitt entlang der
Linie XIII-XIII in Fig. 12.
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Das Hauptmerkmal der vorliegenden Ausführungsform ist, daß eine NSG-Schicht
7 von der oberen Oberfläche einer mit einer Drain-Zone zusammenhängenden
Pixelelektrode 6 entfernt wird und anstelle dieser eine Nitridschicht direkt auf dieser
Oberfläche gebildet wird, wie in Fig. 13 gezeigt ist.
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Wie in Fig. 12 gezeigt, ist eine Gate-Elektroden Leiterbahn 10 in X-Richtung und
eine auf der oberen Oberfläche der Gate-Elektroden Leiterbahn 10 durch die
NSG-Schicht gebildete Al-Leiterbahn 8 in Y-Richtung in Gitterform vorgesehen,
derart daß jeder Pixel am Schnittpunkt von der Gate-Elektroden Leiterbahn in
X-Richtung und der Al-Leiterbahn 8 in Y-Richtung gebildet wird. Die Al-Leiterbahn 8
ist mit der Source-Zone über ein in der NSG-Schicht 7 vorgesehenes Durchgangsloch
zur Herstellung des Kontakts verbunden. Ein Innenseitenbereich der NSG-Schicht 7
wurde entlang der Kontour des Pixelelektrodenbereiches der polykristallinen
Siliziumschicht 6 entfernt.
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Die Figuren 14a bis 14e sind Querschnitte zur Erläuterung eines Verfahrens zur
Herstellung der Bildanzeigevorrichtung mit der obigen Struktur. Zuerst wird eine
polykristalline Siliziumschicht 2 mit einer Dicke von 1500 Å auf der Oberfläche eines
Quarzträgers 1 mittels des LPCVD-Verfahrens gebildet und danach wird die
polykristallinen Siliziumschicht 2 mit einem solchen Muster versehen, daß ein Bereich
übrigbleibt, welcher als TFT und als Pixelelektrode dient. (siehe Fig. 14a). Als
nächstes wird mittels thermischer Oxidation eine Gate-Oxidschicht 4 mit einer Dicke
von 1300 Å gebildet. Gleichzeitig wird aufgrund der thermischen Oxidation die Dicke
der polykristallinen Sillziumschicht 2 auf ungefähr 800 Å reduziert. Nachfolgend wird
eine als Gate-Elektrode 5 dienende polykristalline Siliziumschicht abgelagert. Danach
werden, nachdem alle Oxidschichten außer der unter der Gate-Elektrode 5 liegenden
Gate-Oxidschicht 4 entfernt wurden, Phosphorionen (P&spplus;) oder Arsenionen (As&spplus;) in
selbstausrichtender Weise implantiert, wodurch durch unterbrochene Linien
dargestellte Zonen vom n-Typ gebildet werden und der Pixelelektrodenbereich in
leitfähigen Zustand gebracht wird (siehe Fig. 14b). Des weiteren wird eine
NSG-Schicht 7 mit einer Dicke von 800 Å, die als Zwischenschichtisolierung dient,
und nachdem in der NSG-Schicht 7 ein Durchgangsloch für den Kontakt mit einer
Al-Leiterbahnschicht 8 vorgesehen wurde, diese Al-Leiterbahnschicht erzeugt die als
Source-Elektrode dient (siehe Fig. 14c). Nachfolgend wird der Bereich der
NSG-Schicht über der Pixelelektrode mittels Naßätzen entfernt. (siehe Fig. 14d).
Abschließend wird, wie in Fig. 14e gezeigt, eine Nitridschicht 9 mit einer Dicke von
1500 Å zum Schutz der Elektroden auf der gesamten Oberfläche der sich ergebenden
Struktur mittels des Plasma-CVD Verfahrens gebildet, wodurch sich die in Fig. 13
dargestellte Struktur ergibt.
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Bei der auf diese Weise hergestellten Bildanzeigevorrichtung kann, da auf der
Pixelelektrode nur die Nitridschicht 9 vorhanden ist, hingegen keine NSG-Schicht auf
dieser vorhanden ist, in effektiver Weise eine Spannung an den Flüssigkristall angelegt
werden. Demnach wird eine Bildanzeigevorrichtung erzielt, welche mit niedriger
Spannung betrieben werden kann.