FR2761197A1 - Afficheur a cristaux liquides et son procede de fabrication - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de fabrication d'un panneau actif d'un afficheur à cristaux liquides qui permet de réduire le nombre d'étapes de masquage et empêche la déconnexion de lignes d'un matériau conducteur formant l'électrode de pixel, qui est provoquée par une attaque excessive et des surplombs formés pendant le traitement d'attaque.Pour éviter une déconnexion en ligne du fait des épaulements importants lors de l'étape de formation d'une électrode de pixel, on forme une couche de protection en un matériau organique, avant l'étape de formation de l'électrode de pixel ; ceci résulte en une surface lisse et une élimination des déconnexions de ligne.
Description
AFFICHEUR A CRISTAUX LIQUIDES ET SON PROCEDE DE
FABRICATION
La présente invention concerne un afficheur à cristaux liquides à matrice active (AMICI)) présentant sous torme de matrice des transistors en couche mince (TFT) ct des électrodes de pixel reliées aux transistors en couche mince, ainsi qu'un procédé de fabrication d'un tel afficheur. Plus particulièrement, la présente invention concerne une procédé de fabrication d'un panneau actif d'un afficheur à cristaux liquides à matrice active permettant de simplifier la fabrication et de réduire les
défauts du panneau actif.
Parmi les divers types de dispositifs d'affichage pour l'affichage d'images sur un écran, les dispositifs d'affichage à écran plat du type à couche mince sont largement utilisés du fait qu'ils sont relativement peu épais et d'un poids faible. Les afficheurs à cristaux liquides font l'objet de recherches actives et d'études importantes du fait qu'ils permettent d'offrir une résolution suffisamment élevée et
un temps de réponse suffisamment faible pour afficher une image animée.
Le principe de l'afficheur à cristaux liquides est d'utiliser l'anisotropie optique et les propriétés de polarisation des matériaux cristaux liquides. Les molécules de cristal liquide sont relativement fines et longues et présentent des propriétés d'orientation et de polarisation. En utilisant ces propriétés, l'orientation dans laquelle les molécules de cristal liquide sont disposées peut être commandée en appliquant un champ électrique externe. En fonction de l'orientation des molécules de cristal liquide, la lumière passe à travers ou non le cristal liquide. Un afficheur à cristaux
liquides utilise en réalité ce comportement caractéristique du cristal liquide.
Récemment, les afficheurs à cristaux liquides à matrice active, qui comprennent des transistors à couche mince et des électrodes de pixel disposés sous forme de matrice ont fait l'objet de beaucoup d'attention du fait qu'ils permettent
d'obtenir une qualité d'image améliorée et des couleurs naturelles.
La structure d'un afficheur à cristaux liquides classiques est représentée et décrite ci-dessous. L'afficheur à cristaux liquides classique comprend deux panneaux qui comprennent chacun de nombreux éléments, et, une couche de cristal liquide formée entre les deux panneaux. Le premier panneau ou panneau de filtre de couleur, disposé sur un premier côté de l'afficheur à cristaux liquides classique, comprend des filtres de couleurs rouge (R), vert (G) et bleu (B) séquentiellement disposés sur un substrat transparent du premier panneau de sorte à correspondre à une matrice de pixels. Entre les filtres de couleur, une matrice noire est formée, avec une structure de grille. Une électrode commune est formée et disposée sur les filtres
de couleur.
R \14701) 1 47 es I1)( - 2S I-llI v) c 8 - 1/21 Sur l'autre côté ou sur le deuxième côté de l'afficheur à cristaux liquides. le seccond panllllcIatl ou panncau actif comprend unue pluralité d'électrodes de pixel. qttLi sont disposées dans des positions correspondant aux positions de pixels, et sont disposées sur un substrat transparent. Une pluralité de lignes de bus de signal s'étendent dans une direction horizontale par rapport aux électrodes de pixel, tandis qu'une pluralité de lignes de bus de données s'étendent dans une direction verticale par rapport aux électrodes de pixel. Dans un coin d'une électrode de pixel, on forme
un transistor en couche mince pour appliquer un signal électrique au pixels.
L'électrode de grille du transistor en couche mince est reliée à une ligne de bus de signal correspondante (ou ligne de bus de grille) et l'électrode de source du transistor en couche mince est reliée à une ligne de bus de données correspondante (ou ligne de bus de source). Les portions d'extrémité des lignes de bus de grille et de source comprennent des terminaux ou bornes permettant de recevoir des signaux appliqués
depuis l'extérieur.
Les premier et second panneaux que l'on vient de décrire sont fixés l'un à l'autre et disposés l'un face à l'autre, tout en étant séparés par une distance prédéterminée (connue sous le nom d'épaisseur de cellule) et un matériau de cristal
liquide est injecté entre les deux panneaux, dans l'espace formé dans la cellule.
La fabrication d'un panneau à cristaux liquides classique est assez compliquée et nécessite de nombreuses étapes de fabrication. Plus particulièrement, la fabrication du panneau actif présentant un transistor en couche mince et des électrodes de pixel
implique de nombreuses étapes de fabrication.
Il est donc avantageux de réduire les étapes de fabrication pour réduire en conséquence les défauts possibles qui peuvent advenir lors de la fabrication de panneaux actifs, et pour réduire le temps, le coût et les difficultés qu'implique la
fabrication d'un panneau actif d'afficheur à cristaux liquides.
Un procédé classique de fabrication d'un panneau actif d'afficheur à cristaux
liquides à matrice active est décrit ci-dessous, en termes de traitement de masquage.
La figure 1 est une vue à grande échelle de dessus d'un panneau d'un afficheur à cristaux liquides à matrice active, et les figures 2a à 2f sont des vues en coupe
transversale montrant la fabrication du panneau actif, en coupe le long de la ligne Il -
II de la figure 1.
Un premier métal est déposé sous vide sur un substrat 1 et est structuré de sorte à former une électrode de grille 13, une ligne de bus de grille 15 et une pastille degrille 17, en utilisant une première étape de masquage, comme représenté sur la
figure 2a.
On dépose ensuite de préférence successivement sous vide sur le substrat comprenant le premier métal un matériau isolant 1l9a, tel que du nitrure de silicium R \14700\14738 DOC - 25 février 1998 -2/21 ou de l'oxyde de silicium. un matériau semi-conducteur intrinsèque 21a, un matériau smiconductcur dopi auxl iLmpur ICtés _3a et un second métal: ensuite. onl structure le second métal pour lObrmcr une électrode de source 33, une électrode de drain 43, une ligne de bus de source 35 et une pastille desource 37, en utilisant un deuxième traitement de iasqLuaige, commlie représenté sur la figure 2b. En utilisant l'électrode de source 33, l'électrode de drain 43, la ligne de bus de source 35 et la pastille desource 37 comme masques, la partie découverte de la couche de matériau semi-conducteur dopé aux impuretés 23a est enlevé, de sorte à former une couche semi-conductrice impure 23. Ceci permet d'enlever complètement le matériau semi-conducteur dopé aux impuretés 23a entre l'électrode de source 33 et l'électrode de drain 43. En conséquence, on n'a pas besoin d'un masque
supplémentaire pour cette étape (figure 2c).
Ensuite, on enlève simultanément le matériau isolant 19a et le matériau semi-
conducteur intrinsèque 21a, pour former une couche d'isolation de grille 19 et une couche semi-conductrice 21 dans une partie active au-dessus de l'électrode de grille 13, en utilisant un traitement de masquage. A ce moment, le matériau isolant 19a et le matériau semi-conducteur 21a qui recouvrent la ligne de bus de grille 15 et une pastille de grille 17 sont entièrement enlevés, tandis que le matériau isolant l9a et le matériau semi-conducteur 21a sous la ligne de bus de source 35 et la pastille de
source 37 restent intacts (figure 2d).
On forme une couche de protection inorganique 39 sur le substrat, y compris sur la ligne de bus de source 33, l'électrode de drain 43, la pastille de grille 17 et la pastille de source 37 en déposant un matériau isolant tel que du nitrure de silicium ou de l'oxyde de silicium. La couche de protection inorganique 39 est ensuite structurée pour former un trou de contact de drain 61, un trou de contact de pastille de grille 63, et un trou de contact de pastille de source 65, qui découvrent respectivement l'électrode de drain 43, la pastille de grille 17 et la pastille de source 37, ceci étant effectué à l'aide d'une quatrième étape de masquage, comme représenté
sur la figure 2e.
On dépose sous vide de l'oxyde d'étain et d'indium sur la couche de protection 39, et en utilisant une cinquième étape de masquage, celui-ci est structuré pour former une électrode de pixel 53, une borne de connexion de pastille de grille 57 et une borne de connexion de pastille de source 77. L'électrode de pixel 53 est reliée à l'électrode de drain 43 à travers le trou de contact de drain 61, tandis que la borne de connexion de pastille de grille 57 est reliée à la pastille de grille 17 à travers le trou de contact de pastille de grille 63, et que la borne de connexion de pastille de source 77 est reliée à la pastille de source 37 à travers le trou de contact de pastille de
source 65, comme représenté sur la figure 2f.
R J,7'10 J 47; 9))( 29 c,,ier 1998 - 3/21 En outre, on peut inclure d'autres étapes supplémentaires de masquage, lorsque la pastille de grille 17 est lformce selon une mdéthode difflrcentc. ou lorsquec l'on orilen
d'autres éléments que ceux qui ont été décrits ci-dessus.
Lors de la fabrication d'un panneau actif classique, se pose un problème die déconnexion des lignes pendant le dépôt de l'oxyde d'étain et d'indium permettant de former l'électrode de pixel 53, du fait de la présence d'un profil en marches d'escalier ou d'un décrochement, à l'endroit o l'électrode de pixel 53 et l'électrode de drain 43
sont reliées. Le décrochement est formé par l'électrode de drain 43 qui s'étend au-
delà du bord de la couche semi-conductrice 21,de la couche semiconductrice dopée 23 et de la couche d'isolation de la grille 19, comme représenté sur les figures 3a et 3b. Un surplomb, qui est créé pendant le processus d'attaque (figure 2d), par l'attaque simultanée du matériau semi-conducteur 21a et de la couche d'isolation de grille 19 crée le profil en marches d'escalier. En conséquence, se produit une déconnexion de la ligne de l'électrode de pixel 53, à l'endroit marqué LD sur la figure 3d. Du fait de cette déconnexion de l'électrode de pixel 53, le rendement de fabrication du panneau
actif est réduit.
Pour surmonter les problèmes qui viennent d'être discutés, les modes de réalisation préférés de la présente invention fournissent un panneau actif d'affichage
à cristaux liquides, qui ne nécessite qu'un nombre réduit d'étapes de structuration.
Les modes de réalisation préférés de la présente invention fournissent aussi un procédé de fabrication simplifié pour fabriquer un panneau actif d'un afficheur à
cristaux liquides.
Les modes de réalisation de la présente invention fournissent aussi un panneau actif d'afficheur à cristaux liquides présentant des défauts réduits, grâce à l'introduction d'une couche de protection inorganique supplémentaire ou grâce à un
traitement au plasma en utilisant de l'azote gazeux.
L'invention propose un procédé de fabrication d'un afficheur à cristaux liquides comprenant les étapes de fourniture d'un substrat, formation d'une première couche
conductrice sur le substrat, dépôt d'un matériau isolant et d'un matériau semi-
conducteur intrinsèque sur la première couche conductrice, formation d'une seconde couche conductrice et d'une couche semi-conductrice dopée aux impuretés) sur le matériau semi-conducteur intrinsèque, formation d'une structure dans le matériau isolant et dans le matériau semi- conducteur intrinsèque pour exposer une portion de la première couche conductrice, formation d'une couche de protection organique sur la seconde couche conductrice et formation d'une troisième couche conductrice reliée à une portion de la première couche conductrice et une portion de la seconde
couche conductrice.
R \14700\14738 DOC -25 fevrie* 1998 -4/21 Selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, l'étape de formation (c la cotuIchle de protectionl organiqute comprend l'étape de rcvtenlent de la scconde
coucheC condLuctrlice avec un matériau organique.
Selon un autre mode de réalisation préféré de la présente invention. l'étape de formlation d'une couche de protection organiquc comprend l'étape de formation d'une pluralité de trous de contact dans la couche de protection organique, qui découvrent une portion de la première couche conductrice et une portion de la seconde couche conductrice. Selon un autre mode de réalisation préféré de la présente invention, le procédé comprend en outre l'étape de connexion de la troisième couche conductrice à une portion de la première couche conductrice et une portion de la seconde couche conductrice, à travers les trous de contact formés dans la couche de protection organique. Selon encore un autre mode de réalisation préféré de la présente invention, le procédé comprend en outre l'étape de formation d'une couche de protection inorganique, après l'étape de formation de la couche semi-conductrice dopée et de la
seconde couche conductrice.
Selon un autre mode de réalisation préféré de la présente invention finalement, le procédé comprend en outre l'étape de l'application de plasma à l'azote gazeux sur le matériau semi-conducteur intrinsèque, avant l'étape de formation de la couche de
protection organique.
Par ailleurs, l'invention propose un afficheur à cristaux liquides comprenant un substrat, une première couche conductrice sur le substrat, une couche isolante sur la première couche conductrice, une couche semiconductrice sur la couche isolante, une couche semi-conductrice dopée sur la couche semi-conductrice, une seconde couche conductrice sur la couche semi-conductrice dopée, une couche de protection organique sur la seconde couche conductrice, et une troisième couche conductrice en
contact avec la première couche conductrice et avec la seconde couche conductrice.
Selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, la couche de protection organique comprend une pluralité de trous de contact, découvrant uniquement une portion de la seconde couche conductrice et une portion de la
première couche conductrice.
Selon un autre mode de réalisation préféré de la présente invention, la troisième couche conductrice entre en contact avec la première couche conductrice et la seconde couche conductrice à travers les trous de contact de la couche de
protection organique.
1R I147o,1 171)(( 2. Ibvrier 19')98 - 5/21
Selon encore un autre mode de réalisation préféré de la présente invention.
lallIheIur comprII CInd cn outre une Couche de protection inorganique entre la couclhe
semi-conductrice et la couche isolante organique.
Selon un autre mode de réalisation préféré de la présente invention encore.
l'afficheur à cristaux liquides comprend en outre une couche de film mince de nitrurc de silicium disposée à l'interface entre la couche semiconductrice et la couche de
protection organique.
Selon un autre mode de réalisation préféré de la présente invention, la couche de protection organique comprend au moins un matériau choisi parmi le
benzocyclobutène, le perfluorocyclobutane et le paraxylène fluoré.
L'invention propose également un procédé de fabrication d'un afficheur à cristaux liquides comprenant les étapes de fourniture d'un substrat, formation d'une électrode de grille, d'une ligne de bus de grille et d'une pastille de grille sur le substrat, en utilisant un premier métal, dépôt d'un matériau isolant et d'un matériau semi-conducteur intrinsèque sur l'électrode de grille, la ligne de bus de grille et la pastille de grille, formation d'une électrode de source, d'une électrode de drain d'une ligne de bus de source, d'une pastille de source et d'une couche semi-conductrice
dopée sur le matériau semi-conducteur intrinsèque, formation d'une couche semi-
conductrice et d'une couche isolante de grille, et formation d'une couche de
protection organique au moins sur l'électrode de source.
Selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, le procédé comprend en outre l'étape de formation de structure dans la couche de protection organique pour exposer une portion de l'électrode de drain, une portion de la pastille de grille et une portion de la pastille de source, et la formation d'une électrode de pixel d'une borne de connexion de pastille de grille, et d'une borne de connexion de pastille de source à partir d'un troisième matériau conducteur sur la couche de
protection organique.
Selon un autre mode de réalisation préféré de la présente invention, la pastille de grille est exposée complètement par enlèvement du matériau semi-conducteur
intrinsèque et du matériau isolant.
Selon un autre mode de réalisation préféré de la présente invention, le procédé comprend en outre l'étape de formation d'une couche de protection inorganique, après la formation de l'électrode de source, de l'électrode de drain, de la ligne de bus
de source, de la pastille de source et de la couche semi-conductrice dopée.
Selon encore un autre mode de réalisation préféré de la présente invention, la couche de protection inorganique est formée de sorte à recouvrir une portion de la couche
semi-conductrice qui est exposée entre l'électrode de source et l'électrode de drain.
R \14700\14738 DOC - 2% fivrer 1998 - 6/21 Selon un autre mode de réalisation préféré de la présente invention encore, le lp rocédé conlprcld cii outre l'étape d'application d'un traitelment aut plasma utilisant
de l'azote gazeux, avant l'étape de ibrmiation de la couche de protection organique.
Finalement, l'invention propose un afficheur à cristaux liquides comprenant un substrat, une électrode grille, une ligne de bus de grille, une pastille de grille sur le substrat, une couche d'isolation de grille sur l'électrode de grille, la ligne de bus de grille et la pastille de grille, une couche semi-conductrice sur la couche d'isolation de grille, une couche semi-conductrice dopée sur la couche semi-conductrice, une électrode de source, une électrode de drain, une ligne de bus de source, et une pastille de source sur la couche semi- conductrice dopée, une couche de protection organique sur l'électrode de source, l'électrode de drain, la ligne de bus de source et la pastille de source, la couche de protection organique présentant des trous de contact découvrant une portion de l'électrode de drain, une portion de la pastille de grille et une portion de la pastille de source, et une électrode de pixel sur la couche de protection organique reliée à l'électrode de drain, une borne de connexion de pastille de grille reliée à la pastille de grille, et une borne de connexion de pastille de
source reliée à la pastille de source à travers les trous de contact.
Selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, la couche d'isolation de grille recouvre uniquement l'électrode de grille et la ligne de bus de grille, de telle sorte que la pastille de grille soit exposée sans être recouverte de la couche
d'isolation de grille.
Selon un autre mode de réalisation préféré de la présente invention, 1' afficheur comprend en outre une couche de protection inorganique disposée entre la couche
semi-conductrice et la couche de protection organique.
Selon encore un autre mode de réalisation préféré de la présente invention, la couche
de protection inorganique recouvre complètement une portion de la couche semi-
conductrice qui est exposée entre l'électrode de source et l'électrode de drain.
Selon un autre mode de réalisation préféré de la présente invention, l'afficheur comprend en outre une couche de film mince de nitrure de silicium à l'interface entre
la couche semi-conductrice et la couche de protection organique.
Selon un dernier mode de réalisation préféré de la présente invention finalement, la couche de protection organique comprend au moins un matériau choisi
parmi le benzocyclobutène, le perfluorocyclobutane et le paraxylène fluoré.
D'autres domaines d'application de la présente invention apparaîtront à la
description détaillée des modes de réalisation préférés donnés cidessous. Cependant,
il doit être compris que la description détaillée et les exemples spécifiques, même
s'ils décrivent des modes de réalisation préférés de l'invention, ne sont donnés qu'à R \147(11\147; I()( - 2S Ivrer 1998 -7/21 titre d'illustration du fait que diverses variations et modifications apparaîtront i
l'hominnc dc l'art a la lecture de la description dlétailléc.
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description
détaillée des modes de réalisation préférés donnée ci-dessous, en référence aLux dessins joints qui ne sont fournis qu'à titre d'illustration et dans lesquels: - la figure 1 est une vue à grande échelle montrant la structure d'un panneau actif classique; - les figures 2a-2f sont des vues en coupe transversale montrant les étapes dc fabrication d'un panneau actif classique; - les figures 3a et 3b sont des vues à grande échelle montrant une déconnexion de ligne due au surplomb dans un panneau actif classique; - la figure 4 est une vue de dessus à grande échelle montrant la structure d'un panneau actif selon un mode de réalisation préféré de la présente invention; - les figures 5a à 5f sont des vues en coupe transversale montrant les étapes de fabrication d'un panneau actif selon un mode de fabrication préféré de la présente invention; - les figures 6a à 6b sont des vues à plus grande échelle montrant la structure d'un panneau actif selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, mode dans lequel la déconnexion de ligne provoquée par le surplomb a été éliminée; - les figures 7a à 7c sont des vues en coupe transversale montrant des étapes de fabrication d'un panneau actif selon un autre mode de réalisation préféré de la
présente invention, comprenant une couche de protection inorganique.
- les figures 8a à 8c sont des vues en coupe transversale montrant des étapes de fabrication de la panneau actif selon encore un autre mode de réalisation préféré de la présente invention, comprenant une couche de protection inorganique; - les figures 9a à 9c sont des vues en coupe transversale montrant les étapes de fabrication d'un panneau actif selon encore un autre mode de réalisation préféré de la présente invention, comprenant un traitement au plasma à l'azote; - les figures l0a à 10c sont des vues en coupe transversale comprenant les étapes de fabrication d'un panneau actif d'encore un autre mode de réalisation préféré
de la présente invention, comprenant une exposition complète de la pastille de grille.
Un procédé de fabrication d'un panneau actif selon les modes de réalisation de
la présente invention est maintenant décrit.
On dépose sous vide un premier métal sur un substrat, et on le structure de sorte à former une électrode de grille, une ligne de bus de grille et une pastille de grille. On dépose successivement sur le substrat, y compris sur l'électrode de grille, de la ligne de bus de grille et la pastille de grille un premier matériau isolant, iun matériau semiconducteur, et un matériau semi-conducteur dopé aux impuretés et iun R \14700\14738 DOC - 25 evnrer 1998 - 8/21 second métal. Ensuite, on structure le second métal pour former une électrode de
source et Lunle lectrodlc (e drain. tune ligne cie bus de source et une pastille de source.
lin utilisant l'dcctrode d soulrce, l'élcctrode de drain, la ligne de bus de source et la pastille de source cornmme arc, la partie exposée de la couche semi-conductrice dopée aux impuretés est enlevée. On structure la couche semi-conductrice de la première couche isolante pour former une couche semi-conductrice et une couche d'isolation de grille. Une couche organique est déposée sur une portion du substrat, y compris sur l'électrode de source, l'électrode de drain, la ligne de bus de source et la pastille de source de sorte à former une couche de protection. La couche de protection est structurée pour former tout contact sur l'électrode de drain, la pastille de grille et la pastille de source. On dépose sous vide un matériau conducteur transparent sur le substrat, y compris sur la couche de protection et on structure ce matériau pour former l'électrode de pixel, une pastille de grille et une borne de grille reliée à la
pastille de grille, et une borne de reliée à la pastille de source.
Le procédé de fabrication du panneau actif selon l'invention est décrit plus en détail en référence aux modes de réalisation préférés. La figure 4 est une vue de dessus à grande échelle montrant la structure d'un panneau actif selon un mode de réalisation préféré de l'invention. Les figures 5a à 5f sont des vues en coupe transversale montrant des étapes de fabrication du panneau actif selon la ligne V-V
de la figure 4.
Exemple I
Un premier métal, tel que de l'aluminium, est déposé sous vide sur un substrat 1 1 1 et, en utilisant une première étape de masquage, est structuré pour former une
électrode de grille 113, une ligne de bus de grille 115 et une pastille de grille 117.
L'électrode de grille 113 est de préférence formée dans un coin de l'électrode de pixel, laquelle est disposée sous forme de matrice. La ligne de bus de grille 115 relie les électrodes de grille 113 suivant la direction des rangées. La pastille de grille 117 est de préférence formée à une extrémité de la ligne de bus de grille 115, et est de préférence reliée à une borne d'un circuit de pilotage externe, comme représenté sur
la figure 5a.
On dépose successivement sur le substrat, y compris sur l'électrode de grille 113, la ligne de bus de grille 115 et la pastille de grille 117, un matériau isolant inorganique 1 19a tel que du nitrure de silicium ou de l'oxyde de silicium, un matériau semi-conducteur intrinsèque 121a, tel que du silicium amorphe pur, un matériau semi-conducteur dopé aux impuretés 123a, tel que du silicium dopé aux impuretés, et un second métal qui comprend du chrome. On structure le second métal pour former une électrode de source 133, une ligne de bus de source 135, une pastille de source 137, en utilisant une seconde étape de masquage. L'électrode de (R d17Ut 1171 - 7 2 e l 1998 - 9/21
souLrce 133 recouvre une portion d'électrode de grille 113. le matériau semli-
conductellur 12 1a. le matériau scmlli-conducIteur dopé auLx impurctés 1 23a et 1e matériau isolant inorganique 1 19a étant disposé entre l'électrode de grille et l'électrode de source. L'électrode de drain 143 est séparée de l'électrode de source 133 et recouvre une autre portion de l'électrode de grille 113, le matériau semi- conducteur 121a, le matériau semi-conducteur dopé aux impuretés 123a et le matériau d'isolation inorganique 119a étant disposés entre l'électrode de drain et l'électrode de source. La ligne de bus de source 135 relie les électrodes de source 133 suivant la direction des colonnes. La pastille de source 137 est de préférence formée
à une extrémité de la ligne de bus de source 135 (comme représenté sur la figure 5b).
La portion découverte du matériau semi-conducteur dopé aux impuretés 123a est enlevée par attaque sèche de sorte à former une couche semiconductrice dopée
aux impuretés 123, comme représenté sur la figure 5c.
En utilisant une troisième étape de masquage, le matériau isolantinorganique 119a, le matériau semi-conducteur intrinsèque 121a sont structurés pour former une couche semi-conductrice 121 servant de couche de canal, au-dessus de l'électrode de grille 113. En même temps, on découvre complètement la pastille de grille 117. La pastille de source 137 est aussi exposée complètement, et une couche mince factice
de matériau semi-conducteur dopé aux impuretés 123a et du matériau semi-
conducteur 121a subsistent en dessous de celle-ci (comme représenté sur la figure d). Un matériau organique tel que du BCB (benzocyclobutène), du PFCB (perfluorocyclobutène) et du paraxylène fluoré est de préférence déposé sur le substrat 111, y compris sur l'électrode de source 133, la ligne de bus de source 135 et la pastille de source 137, pour former une couche de protection organique 139. En utilisant une quatrième étape de masquage, la couche de protection organique 139 est structurée pour former un trou de contact de drain 161 et un trou de contact de pastille de grille 163, un trou de contact de pastille de source 165. Le trou de contact de drain 161 est formé en enlevant une portion de la couche de protection organique
139 recouvrant l'électrode de drain 143 de sorte à découvrir l'électrode de drain 143.
Le trou de contact de grille 163 est formé en enlevant une portion de la couche de protection organique 139 recouvrant la pastille de grille 117, de sorte à exposer la pastille de grille 117. Le trou de contact de pastille de source 165 est formé en enlevant la couche de protection organique 139 recouvrant la pastille de source 137
de sorte à exposer la pastille de source 137, comme représenté sur la figure Se.
On dépose sous vide de l'oxyde d'étain et d'indium sur le substrat, y compris sur la couche de protection 139, et en utilisant une cinquième étape de masquage, on structure cet oxyde pour former une électrode de pixel 153, une borne de connexion R \14700\14738 DO' - 2'S fvie, II'>8 10/21
de pastille de grille 157 et une borne de connexion de pastille de source 177.
I.'électr-ode (ie pixel 153 est reliée a l'électrode dle drain 143 à travers le trou dce contact de drain 161. La borne de connexion de pastille de grille 157 est reliée à la pastille de grille 157 à travers le trou de contact de pastille de grille 163. La borne de connexion de pastille de source 177 est reliée à la pastille de source 137 à travers le
trou de contact de pastille de source 165, comme le montre la figure 5f.
Lorsque la couche semi-conductrice 121 et la couche isolante de grille 119a sont enlevées par attaque, comme dans la troisième étape de masquage de ce mode de réalisation préféré, dû au fait que l'on utilise une attaque par voie humide, il se produit une attaque par en dessous ou une attaque excessive des couches se trouvant sous la couche de métal, aux endroits tels que l'électrode de source 133, l'électrode de drain 143 et la pastille de source 137. Ceci provoque un profil en marches d'escalier ou un décrochement et peut résulter en une déconnexion de la ligne dans la portion de surplomb, lorsque un dépôt est appliqué par dessus cette surface à
décrochement ou en marches d'escalier.
Toutefois, lorsqu'on applique un matériau isolant organique tel que du BCB, du PFCB et du paraxylène fluoré pour former une couche de protection organique 139 selon les caractéristiques de mode de réalisation de la présente invention, on forme une surface lisse sur le substrat, ce qui élimine le problème du profilé à décrochement. Du fait de la présence de la nouvelle couche de protection 139, la couche suivante, qui comprend l'électrode de pixel 153 et les terminaux de connexion 157 et 177 ne provoquent pas de défauts tels que des déconnexions de
ligne (figure 6a et figure 6b).
Selon l'exemple 1, la surface de la couche semi-conductrice 121 est en contact avec la couche de protection organique 139 formée de BCB, de PFCB ou de paraxylène fluoré (comme le montre la figure Sf). Dans ce cas, l'instabilité à l'interface entre le matériau organique 139 et la couche semi-conductrice 121 peut
affecter les performances du transistor en couche mince comprenant la couche semi-
conductrice.
Afin de pallier un tel problème, le présent exemple propose le procédé suivant.
Les étapes de fabrication sont décrites dans les figures 7a à 7c, les étapes précédentes étant de préférence les mêmes que celles de l'exemple 1 jusqu'à l'étape représentée
sur la figure 5d.
Après avoir formé, en utilisant le deuxième traitement de masquage de l'exemple 1 (figure 5d), l'électrode source 133, l'électrode drain 143 et la pastille de source 137, on structure la couche isolante inorganique 11 9a, formée de nitrure de silicium ou d'oxyde de silicium, ainsi que le matériau semi-conducteur intrinsèque 121a, en utilisant un troisième traitement de masquage pour former une couche R \14710'147;X I)(>( - 2S I:vHc, 1998 - I 1/21 semi-conductrice 121 servant de couche de canal au-dessus de l'électrode de grille 113. Ell Cé'nmme temps, la pastille de grille 117 cst complètement decouvertc. 1.i pastille de source 137 est aussi découverte complètement, et une couche factice
formée du matériau semi-conducteur dopé aux impuretés 123a et du matériau semni-
conducteur 12 la subsiste en dessous de celle-ci, comme représenté sur la figure 7a. Ensuite, on dépose sous vide un matériau isolant inorganique tel que du nitrure de silicium ou de l'oxyde de silicium sur le substrat de sorte à former une couche de protection inorganique 239. Un matériau organique tel que du BCB, du PFCB et du paraxylène fluoré est déposé sur le substrat, y compris sur la couche de protection inorganique 239 de sorte à former une couche de protection organique 139. Ensuite, en utilisant une quatrième étape de masquage, la couche de protection organique 139 est structurée de sorte à former un trou de contact de drain 161, un trou de contact de pastille de grille 163 et un trou de contact de pastille de source 165. Le trou de contact de drain 161 est formé de sorte à découvrir une portion de l'électrode de drain 143, en enlevant la portion des couches de protection organiques 139 et 239 qui recouvrent l'électrode de drain 143. Le trou de contact de pastille de grille 163 est formé de sorte à exposer une portion de la pastille de grille 117 en enlevant une portion des couches de protection organiques 139 et 239 recouvrant la pastille de grille 117. Le trou de contact de pastille de source 165 est formé de sorte à exposer la portion de la pastille de source 137 en enlevant la portion des couches organiques de protection 139 et 239 qui recouvrent la pastille de grille de source 137, comme
représenté sur la figure 7b.
Ensuite, on dépose sous vide de l'oxyde d'étain et d'indium sur le substrat, y compris sur la couche de protection organique 139, et, en utilisant une cinquième étape de masquage, on structure cet oxyde d'étain et d'indium de sorte à former une électrode de pixel 153, une borne de connexion de la pastille de grille 157 et une borne de connexion de la pastille de source 177. L'électrode de pixel 153 est reliée à l'électrode de drain 143 à travers le trou de contact de drain 161. La borne de connexion de pastille de grille 157 est reliée à la pastille de grille 117 à travers le trou de contact de pastille de grille 163. La borne de connexion de pastille de source 177 est reliée à la pastille de source 137 à travers le trou de contact de pastille de
source 165, comme représenté sur la figure 7c.
Exemple 3
Avant de former une couche de protection organique 139 comme dans l'exemple 2, couche qui est formée de PCB, de PFCB ou de paraxylène fluoré, une couche de protection inorganique 239 en nitrure de silicium ou en oxyde de silicium
peut être formée de sorte à ne couvrir que la portion découverte de la couche semi-
R \14700\14738 DOC - 25 fevrier 1998 - 12/21 conductrice 121. ln référence aux figures 8a à 8c, un procédé qui suit l'étape de
fabrication de la liIurc 5-c de l'cxemple I cst décrit dans le présent exemple.
En utilisant une troisième étape de masquage, le matériau isolant inorganique 119a, comprenant du nitrure de silicium ou de l'oxyde de silicium, et le matériau
semi-conducteur intrinsèque 121a sont structurés de sorte à former une couche semi-
conductrice 121 servant de couche de canal au-dessus de l'électrode de grille 113, comme représenté sur la figure 5d. Ensuite, on dépose sous vide un matériau inorganique comprenant du nitrure de silicium ou de l'oxyde de silicium, sur l'ensemble du substrat. En utilisant une quatrième étape de masquage, ce film inorganique est structuré de sorte à former une couche de protection inorganique 239 qui ne recouvre que les portions exposées de la couche semi-conductrice 121 entre l'électrode de source 133 et l'électrode de drain 143, comme représenté sur la figure 8a. On dépose un matériau isolant organique tel que du BCB, du PFCB et du paraxylène fluoré sur le substrat, y compris sur les électrodes de drain et de source, et sur la couche de protection inorganique 239 de sorte à former une couche de protection organique 139. En utilisant une cinquième étape de masquage, la couche de protection organique 139 est structurée pour former un trou de contact de drain 161, un trou de contact de pastille de grille 163 et un trou de contact de pastille de
source 165, comme le montre la figure 8b.
On dépose ensuite sous vide de l'oxyde d'étain et d'indium sur le substrat, y compris sur la couche de protection organique 139 et, en utilisant une sixième étape de masquage, cet oxyde est structuré pour former une électrode de pixel 153, une borne de connexion de pastille de grille 157 et une borne de connexion de pastille de
source 177, comme le montre la figure 8c.
Exemple 4
Cet exemple propose un autre procédé d'élimination du contact instable entre la couche semi-conductrice 121 et la couche de protection organique 139 en BCB, en PFCB et en paraxylène fluoré. Dans l'exemple 1, en utilisant une troisième étape de masquage, le matériau isolant inorganique 119a comprenant du nitrure de silicium ou de l'oxyde de silicium et le matériau semi-conducteur intrinsèque 121a sont
structurés pour former une couche semi-conductrice 121, servant de couche de canal.
A cet instant, la pastille de grille 117 et la pastille de source 137 sont complètement
exposées, comme le montre la figure 5d. Ensuite, la surface de la couche semi-
conductrice 121 exposée entre l'électrode de source 133 et l'électrode de drain 143 est traitée au plasma en utilisant de l'azote gazeux de sorte à former une couche de nitrure de silicium 339 sur la surface de la couche semi-conductrice 121, qui assure R \I17H0\1.17. 1)(( - 2S klirer 19N)8 -1.3/21 ensuite un contact stable avec le matériau organique déposé par dessus, commleill
reprCésenté suLr les tlures 9a à 9c.
Un matériau isolant organique, tel que du BCB, du PFCB et du paraxylène fluoré est déposé sur le substrat y compris sur l'électrode de source 133 et l'électrode de drain 143 de sorte à fbrmer une couche de protection organique 139. Ensuite. cn utilisant une quatrième étape de masquage, la couche de protection organique 1 39 est structurée pour former un trou de contact de drain 161, un trou de contact de pastille de grille 163 et un trou de contact de pastille de source 165. Le trou de contact de drain 161 découvre une portion d'électrode de drain 143, par enlèvement de la couche de protection organique 139 recouvrant l'électrode de drain 143. Le trou de contact de pastille de grille 163 découvre une portion de la pastille de grille 117 par enlèvement de la couche de protection organique 139 recouvrant la pastille de grille 117. Le trou de contact de pastille de source 165 découvre une portion de la pastille de source 137 par enlèvement de la couche de protection 139 recouvrant la pastille
de source 137, comme le montre la figure 9b.
On dépose de l'oxyde d'étain et d'indium sur le substrat y compris sur la couche de protection organique 139, et en utilisant une cinquième étape de masquage, cet oxyde est structuré pour former une électrode de pixel 153, une borne de connexion
de pastille de grille 157 et une borne de connexion de pastille de source 177.
L'électrode de pixel 153 est reliée à l'électrode de drain 143 à travers le trou de contact de drain 161. La borne de connexion de pastille de grille 157 est reliée à la pastille de grille 117 à travers le trou de contact de pastille de grille 163. La borne de connexion de pastille de source 177 est reliée à la pastille de source 137 à travers le
trou de contact de pastille de source 165, comme le montre la figure 9c.
Exemple 5
Dans cet exemple, par rapport à l'exemple 1, la pastille de grille peut être exposée complètement sans former un trou de contact de pastille de grille, lorsque la couche de protection organique recouvrant la pastille de grille est structurée. On arrive ainsi à éviter les déconnexions de ligne du borne de connexion de pastille de grille provoquées par un dépôt inefficace le long des parois du trou de contact de pastille de grille. Cet exemple est décrit en référence aux figures 10a et 10c, qui
suivent les étapes de fabrication de la figure 5c de l'exemple 1.
Après l'électrode de source 133, l'électrode de drain 143 et la pastille de source 137 sont formées en utilisant la seconde étape de masquage de l'exemple 1, (figure 5c), on structure la couche d'isolation inorganique 119a telle que par exemple en nitrure de silicium ou en oxyde de silicium, et la couche semi-conductrice intrinsèque 121a, en utilisant une troisième étape de masquage pour former une
couche semi-conductrice 121 servant de couche de canal sur l'électrode de grille 113.
R:\14700\14738 DOC - 25 févner 1998 - 14/21 En même temps. la pastille de grille 117 est complètement exposée. La pastille de souirce 13 7 est aussi exposée comiplèteiient. une couche de film Iflactice form3ie de la couche semli-colnductrice dopée aux impuretés 123a et de la couche semiconductrice
121 a subsiste en dessous de cette borne, comme représenté sur la figure I Oa.
IJUn matériau organique isolant tel que du BCB, du PFCB et du paraxylène fluoré est déposé sur le substrat, y compris sur l'électrode de source et de drain de sorte à former une couche de protection organique 139. Ensuite, en utilisant une quatrième étape de masquage, la couche de protection organique est structurée pour former un trou de contact de drain 161 et un trou de contact de pastille de source 165. Le trou de contact de drain 161 découvre une portion de l'électrode de drain 143 par enlèvement de la couche de protection organique 139 recouvrant l'électrode de drain 143. Le trou de contact de pastille de source 165 découvre une portion de pastille de source 137 par enlèvement de la couche de protection organique 139 recouvrant la pastille de source 137. A cet instant, la pastille de grille est découverte par enlèvement de la couche de protection 139 recouvrant la pastille de grille 117,
comme le montre la figure 1 Ob.
De l'oxyde d'étain et d'indium est déposé sous vide sur le substrat, y compris sur la couche de protection organique 139, et en utilisant une cinquième méthode de masquage, cet oxyde est structuré pour former une électrode de pixel 153, une borne de connexion de pastille de grille 157 et une borne de connexion de pastille de source 177. L'électrode de pixel 153 est reliée à l'électrode de drain 143 à travers le trou de contact de drain 161. La borne de connexion de pastille de grille 157 est reliée à la pastille de grille 117 sans formation d'un trou de contact de pastille de grille 163 comme dans les exemples précédents. La borne de connexion de pastille de source 177 est reliée à la pastille de source 137 à travers le trou de contact de
pastille de source 165, comme le montre la figure 1Oc.
De façon similaire, bien que ceci ne soit pas représenté dans des exemples séparés, ce mode de réalisation préféré peut être appliqué aux exemples 2 à 4 pour la
fabrication d'un panneau actif.
Bien que l'invention ait été montrée en particulier et décrite en référence à ses modes de réalisation préférés, elle est susceptible de variations en forme et détail,
sans s'éloigner de l'esprit de l'invention.
R I 17f 1 17.S 1)()( - 2S I-vie 1998 - 15/21
Claims (20)
1.- Un procédé de fabrication d'un atffticheur à cristaux liquides comprenantl les étapes de: S - fourniture d'un substrat (111); - formation d'une première couche conductrice ( 113, 115, 117) sur le substrat, dépôt d'un matériau isolant (1 l9a) et d'un matériau semi- conducteur intrinsèque ( 121 a) sur la première couche conductrice; - formation d'une seconde couche conductrice (133, 135, 137, 143) et d'une
couche semi-conductrice dopée aux impuretés (123a) sur le matériau semi-
conducteur intrinsèque (121 a);
- formation d'une structure dans le matériau isolant et dans le matériau semi-
conducteur intrinsèque pour exposer une portion (115, 117) de la première couche conductrice; - formation d'une couche de protection organique (139) sur la seconde couche conductrice et; - formation d'une troisième couche conductrice (153, 157, 177) reliée à une portion de la première couche conductrice (117) et une portion de la seconde couche
conductrice (137, 143).
2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de formation de la couche de protection organique (139) comprend l'étape de
revêtement de la seconde couche conductrice avec un matériau organique.
3.- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'étape de formation d'une couche de protection organique comprend l'étape de formation d'une pluralité de trous de contact (161, 163, 165) dans la couche de protection organique (139), qui découvrent une portion de la première couche conductrice (117) et une
portion de la seconde couche conductrice (143, 137).
4.- Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'étape de connexion de la troisième couche conductrice (157, 153, 177) à une portion de la première couche conductrice (117) et une portion de la seconde couche conductrice (143, 137), à travers les trous de contact formés dans la couche de
protection organique (139).
5.- Un procédé selon l'une des revendications I à 4, caractérisé en ce qu'il
comprend en outre l'étape de formation d'une couche de protection inorganique R\14700\14738 DOC-25 fevrier 1998- 16/21 (239), après l'étape de formation de la couche semi-conductrice dopée et de la
seconde couche conductrice.
6.- Procédé selon l'une des revendications I à 4, caractérisé en ce qu'il
comprend en outre l'étape de l'application de plasma à l'azote gazeux sur le matériau semi-conducteur intrinsèque, avant l'étape de formation de la couche de protection organique. 7.- Un afficheur à cristaux liquides comprenant: - un substrat (1l11); - une première couche conductrice (113, 115, 117) sur le substrat; - une couche isolante (119a) sur la première couche conductrice; - une couche semi-conductrice (121 a) sur la couche isolante; - une couche semi-conductrice dopée (123a) sur la couche semi-conductrice;
- une seconde couche conductrice (133, 135, 137, 143) sur la couche semi-
conductrice dopée; - une couche de protection organique (139) sur la seconde couche conductrice; et - une troisième couche conductrice (153, 157, 177) en contact avec la première
couche conductrice et avec la seconde couche conductrice.
8.- Un afficheur à cristaux liquides selon la revendication 7, caractérisé en ce que la couche de protection organique (139), comprend une pluralité de trous de contact (161, 163, 165), découvrant uniquement une portion de la seconde couche
conductrice et une portion de la première couche conductrice.
9.- Un afficheur à cristaux liquides selon la revendication 8, caractérisé en ce que la troisième couche conductrice entre en contact avec la première couche conductrice et la seconde couche conductrice à travers les trous de contact de la
couche de protection organique (139).
10.- Un afficheur à cristaux liquides selon l'une des revendications 7, 8 ou 9,
caractérisé en ce qu'il comprend en outre une couche de protection inorganique (239)
entre la couche semi-conductrice et la couche isolante organique.
Il.- Un afficheur à cristaux liquides selon la revendication 7, 8 ou 9, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une couche de film mince de nitrure de silicium disposée à l'interface entre la couche semiconductrice et la couche de
protection organique.
R \147111".471N I)(' - 25 kvilr 1998 - 17/21
12.- Un afficheur à cristaux liquides selon l'une des revendications 7 ài 11.
caractérisé en ce que la couche de protection organique comprend au moloins un matériau choisi parmi le benzocyclobutène, le pertluorocyclobutane et le paraxylene fluoré. 13.- Un procédé de fabrication d'un afficheur à cristaux liquides comprenant les étapes de: fourniture d'un substrat (111); - formation d'une électrode de grille (113), d'une ligne de bus de grille (115) et d'une pastille de grille (117) sur le substrat, en utilisant un premier métal; - dépôt d'un matériau isolant (119a) et d'un matériau semi-conducteur intrinsèque (121a) sur l'électrode de grille, la ligne de bus de grille et la pastille de grille; - formation d'une électrode de source (133), d'une électrode de drain (143) d'une ligne de bus de source (135), d'une pastille de source (137) et d'une couche semi-conductrice dopée (123) sur le matériau semi-conducteur intrinsèque; - formation d'une couche semi-conductrice et d'une couche isolante de grille; et - formation d'une couche de protection organique (139) au moins sur
l'électrode de source.
14.- Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'étape de formation de structure dans la couche de protection organique (139) pour exposer une portion de l'électrode de drain (143), une portion de la pastille de grille (117) et une portion de la pastille de source (137); et - la formation d'une électrode de pixel (153) d'une borne de connexion de pastille de grille (157), et d'une borne de connexion de pastille de source (177) à partir d'un troisième matériau conducteur sur la couche de protection organique
(139).
15.- Procédé selon la revendication 13 ou 14, caractérisé en ce que la pastille
de grille (157) est exposée complètement par enlèvement du matériau semi-
conducteur intrinsèque et du matériau isolant.
16.- Procédé selon l'une des revendications 13 à 15, caractérisé en ce qu'il
comprend en outre l'étape de formation d'une couche de protection inorganique (239), après la formation de l'électrode de source, de l'électrode de drain, de la ligne
de bus de source, de la pastille de source et de la couche semiconductrice dopée.
R;\14700\14738 DOC - 25 fevrier 1998 - 18/21 17.- Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que la couche de protection inorganiquc (239) est forimée de sorte à recouvrir une portion de la couche
semi-conductrice qui est exposée entre l'électrode de source et l'électrode de drain.
18.- Procédé selon l'une des revendications 13 à 16, caractérisé en ce qu'il
comprend en outre l'étape d'application d'un traitement au plasma utilisant de l'azote
gazeux, avant l'étape de formation de la couche de protection organique.
19.- Un afficheur à cristaux liquides comprenant: - un substrat (111); une électrode grille (113), une ligne de bus de grille (115), une pastille de grille (117) sur le substrat; - une couche d'isolation de grille (119a) sur l'électrode de grille, la ligne de bus de grille et la pastille de grille; - une couche semi-conductrice (121 a) sur la couche d'isolation de grille; - une couche semi-conductrice dopée (123a) sur la couche semi-conductrice; - une électrode de source (133), une électrode de drain (143), une ligne de bus de source (135), et une pastille de source sur la couche semi-conductrice dopée; - une couche de protection organique (139) sur l'électrode de source, l'électrode de drain, la ligne de bus de source et la pastille de source, la couche de protection organique présentant des trous de contact découvrant une portion de l'électrode de drain, une portion de la pastille de grille et une portion de la pastille de source; et - une électrode de pixel (153) sur la couche de protection organique (139) reliée à l'électrode de drain, une borne de connexion de pastille de grille (157) reliée à la pastille de grille (117), et une borne de connexion de pastille de source (177)
reliée à la pastille de source (137) à travers les trous de contact.
20.- Un afficheur à cristaux liquides selon la revendication 19, caractérisé en ce que la couche d'isolation de grille recouvre uniquement l'électrode de grille et la ligne de bus de grille, de telle sorte que la pastille de grille soit exposée sans être
recouverte de la couche d'isolation de grille.
21.- Un afficheur à cristaux liquides selon la revendication 19 ou 20, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une couche de protection inorganique
disposée entre la couche semi-conductrice et la couche de protection organique.
22.- Un afficheur à cristaux liquides selon la revendication 21, caractérisé en ce que la couche de protection inorganique (239) recouvre complètement une portion R \14714 1147;N)O(' - 2' lrviier 1998 - 19/21 de la couche semi-conductrice qui est exposée entre l'électrode de source et
l'électrode de drain.
23.- Un afficheur à cristaux liquides selon la revendication 19 ou 20, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une couche de film mince de nitrure de silicium à l'interface entre la couche semi-conductrice et la couche de protection organique.
24.- Un afficheur à cristaux liquides selon l'une des revendications 19 à 23.
caractérisé en ce que la couche de protection organique comprend au moins un matériau choisi parmi le benzocyclobutène, le perfluorocyclobutane et le paraxylène fluoré. R.\14700\14738 DOC -25 fevnier 1998 -20/21
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