TWI300992B - Method and process intermediate for electrostatic discharge protection in flat panel imaging detectors - Google Patents
Method and process intermediate for electrostatic discharge protection in flat panel imaging detectors Download PDFInfo
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Description
1300992 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明大體係關於平面影像偵測器之製造處理領域，且 更特定言之係關於一個或多個運用導電材料之短路元件在 組件間靜電放電保護之基本製程中之使用，該等短接元件 在偵測器的標準形成製程期間被移除。 【先前技術】 將入射輻射能量轉換成電信號之感光元件陣列通常用於 成像應用中，例如X光影像器及傳真裝置陣列中。由於非 晶矽（a-Si)之有利特性及相對簡易之製造，通常使用氫化 非晶矽（a-Si:H)及非晶矽之合金來製造此等陣列之感光元 件。詳言之，在相對大的陣列中，諸如光電二極體之感光 元件可與必要的控制或開關元件（諸如薄膜電晶體（TFT))一 起由此等材料形成。 舉例而言，X光影像器形成於大體上平坦之基板（通常為 φ 玻璃）上。該影像器包括一具有光敏成像元件（通常為光電 二極體）之像素陣列，每一該等光敏成像元件具有一相關 的開關元件（諸如薄膜電晶體，或者一個或多個額外定址 二極體。與閃爍器一起，乂光被轉換成可見光以供感光元 件用來成像。感光元件（通常為光電二極體）於其一表面連 接至一開關裝置（通常為TFT)且於其另一表面連接至一共 用電極，該共用電極與所有並行之光電二極體接觸。該陣 列係由複數個列及行位址線來定址，該等位址線具有沿著 該陣列兩側定位之接觸焊墊。在操作中，輪流接通該等列 102053.doc 1300992 線上的電壓且因此接通TFT，從而允許經由連接至外部放 大器之行位址線讀出被掃描的線之光電二極體上的電荷。 通常將列位址線稱為”掃描線”，而將行位址線稱為，，資料 線"。位址線與自作用區朝基板邊緣延伸之接觸指狀物電 鄰近，其在基板邊緣處又與接觸焊墊電連接。經由該等接 觸焊墊來形成與外部掃描線驅動及資料線讀出電路之連 接。
由於帶有大多數微電路裝置，該等陣列之元件會經受靜 電放電之扣害。在跡線之相對尺寸、長度及分隔可導致較 小的相對電容值之情況下尤其如此。為提供esd保護，先 前技術之電路已運用犧牲電容器來吸收ESD能量且因此保 護影像陣列免受損害。但是受損的電容器在跡線之間產生 硬短路，該硬短路需藉由雷射修補或一額外處理步驟加以 完全移除。某些已知先前技術裝置使用TFT作為esd保護 裝置。TFT之閘極連接錢電極，因此在還引起任何損害 前較大靜電電壓將會接通電晶體且洩漏掉靜電電荷。TFT 之導通電阻通常大於5〇〇 ΚΩ，對於諸如Μ pf之普通線電 容而言，需要100 ns來完全放電該靜電電荷。esd損害（諸 如氧化物及氮化物擊穿）可在10 ns内發生。因此，τ^τ型 ESD保護裝置僅對相對較慢之電荷積累有效。 先前技術中最有效之ESD保護方法係簡單地將所有金屬 跡線-起連接至地面’因此其間將不會有任何偏屋積累起 來。隨後藉由使用雷射或機械玻璃劃“來分隔金屬跡 線，以允許面板測試或組裝。‘然而，雷射切割不可避免地 102053.doc 1300992 會產生導電碎片或顆粒。機械劃線穿過金屬跡線其本身將 在劃線期間引入ESD危險。亦可能藉由使用濕式或乾式姓 刻製程來使金屬跡線與地面分離。但是其需要一額外的處 理步驟。 因此’希望在處理期間為微電路元件提供動保護，其 中無需額外處理步驟便在處理期間移除該保護裝置。進一 ，希望不存在來自保5蒦裝置的碎片或其它污染物來污染處 _理7G件或在最終產物上留下殘餘特徵（其將影響效能）。 【發明内容】 本I明建立-種在光電二極體陣列面板的製造處理期間 提供靜電放電保護之方法。在玻璃基板上沈積一具有第一 跡線及焊塾零件之第一金屬層。餘刻該第一金屬層以界定 跡線及焊墊輪廓，且在該第—金屬層上沈積一介電層。姓 刻該介電層以提供穿過該介電層之第一通道，且沈積一第 :金屬層’其通過該等第—通道與第—金屬層接觸，該等 謇帛-通道提供-短路棒，其用於進一步ESD保護之操作及 處理期間跡線間的接觸 '然後，沈積一第二介電層，且在 將第二金屬層連接至該第二金屬層之普通處理期間產生 —環繞該短路棒之第二通道。沈積—第三金屬層且為_ 而將其遮蔽。移除該短路棒附近之光阻且該第三金屬層之 濕蝕刻移除該短路棒從而使該陣列正常操作。 在替代貫施例中，藉由經未經摻雜之FET矽層產生之 漏電路徑及金屬短路棒來提供額外的esd保護。對金屬短 路棒的蝕刻使該等FET矽棒作為漏電路徑用於繼續的esd 102053.doc 1300992 保濩’直至對光電二極體底部接點的蝕刻，在該蝕刻期間 同時移除該等FET矽短路棒。 曰 【實施方式】 多看圖式，圖1展示跡線1 〇、一掃描線（對於所示實施 例）及跡線12、一接地線（對於所示實施例），該等線代表隨 後描述之不同沈積製程期間產生的陣列之跡線。對於所示 實施例，補充焊墊零件14及16分別自第一及第二跡線延 伸’從而藉由一短路棒18加以内連接。在替代實施例中， 用於短路棒連接之零件不是專用於該用途而是在移除短路 棒後具有持續用途（如隨後描述）之現有零件。在形成該等 跡線之普通處理期間沈積該短路棒。 如圖2a所展示，第一跡線及焊墊零件沈積於一玻璃基板 22上的一第一金屬層2〇中。已經執行用以界定該跡線及焊 墊輪廓之蝕刻製程，且一第一非晶矽介電層24沈積於該第 孟屬層上。對該非晶矽層的蝕刻提供穿過該非晶矽層之 第一通道26。如所示陣列之實施例，為TFT源電極及汲電 極沈積一第二金屬層28。該第二金屬層通過該等第一通道 與该第一金屬層接觸，該等第一通道為在對ESD保護之進 y操作及處理期間提供第一跡線與第二跡線之間以及該 等非晶石夕元件之間的短路接觸。 沈積一第二介電質Si〇2多層30，且在將一第三金屬層34 連接至該第二金屬層之普通處理期間圍繞著短路棒產生一 第一通道32。對於所示實施例，該第二通道大約為20 μπι X 40 μπι。然後沈積該第三金屬層，其對於所示實施例而 102053.doc 1300992
言係用於該陣列中之資料線。使用已知光阻遮蔽技術來為 蝕刻遮蔽該短路棒，且在沈積該第三金屬層後移除該短路 才午附近之光阻。在s亥第二金屬層之濕姓刻期間，首先餘刻 掉頂部金屬層，且然後藉由相同製程移除該短路棒。在第 二通道之區域中’第：及第三金屬層均被㈣掉。短路棒 之尺寸係為—相對寬度’其^夠窄以允許相同的則方法 來執行似彳。對於所*實施例，該短路棒寬度僅為5 _， 由此侧部蝕刻比頂部蝕刻發生得快，且在蝕刻期間該短路 棒被全部消除。在此處理步驟中，總㈣刻時間與假設不 存在短路棒的情況下之蝕刻時間相同。 在所示實施例中，第二金屬層比第一金屬層厚，從而導 致較不良之階梯覆蓋。構成該短路棒之第二金屬被第二通 道包圍’因此’任何沿著第二金屬層之不良階梯覆蓋的隧 穿蝕刻將党到第二通道的限制。圖孔中以截面圖展示了濕 式餘刻之後的第二通道區域，其展示該短路棒之移除/、 關於圖1、2a及2b所揭示之第—實施例依#作為短路棒 之金屬層’該短路棒在接近該陣列處理結尾之一餘刻步驟 中被移除。圖3a-c及圖4中揭示一第二實施例，其依靠不 同層中之夕個Μ路元件。該實施例在此過程中所運用之一 薄金屬層上提供-第一短路元件，且提供一具有内在層之 非晶矽摻磷層作為一第二短路元件。 " 如圖3a所示，TFT沈積製程首先在pecvd(電裝增強化學 氣相沈積)腔室内連續產生三層：一非晶石夕氮化物㈣ 層40 U參雜之氫化非晶♦層心及—摻碟氫化非晶石夕 102053.doc 1300992 跡線50及52。所有的金屬跡線（例如5()及52)始終藉由未經 摻雜之FET矽棒54加以連接（於圖4中最佳看出），該ρΕτ矽 棒54持續為靜電電荷提供一洩漏電流路徑。 層44 ’該等層被共同稱為航石夕。然後n+ a_si观翻的薄 金屬層46(在所示實施例中）覆蓋。&時，金屬跡線與為 ESD保Μ沈積在該金屬頂蓋中之短路棒跡線短路。對於 所示實施例，為此陣列中之跡線沈積—第二金屬層Μ，對 於本實施例該第二金屬層係與該薄金屬頂蓋層㈣的材 料α在如圖％所展示之金屬㈣之後’金屬短路棒被移 除’因為用第：金屬層來㈣薄金屬頂蓋層從而留下金屬
接下來的製程是在TFT面板上沈積-非晶碎氮化物鈍化 層56且為光電二極體底部接點打開該陣列中每一像素上之 通道。一通道58亦正好置放於FET矽短路棒之上方。在為 二極體钱刻-大約i _之氫化非晶石夕期間，該薄附石夕亦 被移除，然後，其與如圖4(作為圖3a_c之截面圖中所展示 之陣列元件的俯視圖）展示之所有跡線完全隔離。 對於所描述之兩個實施例，部分完成的光電二極體陣列 面板包括一處理中間物，其在操作及進一步處理期間為該 面板提供ESD保護。第一實施例提供一金屬短路棒，此短 路棒保留該處理中間物之一部分直至第三金屬層的蝕刻完 成為止。第二實施例經由兩路徑來提供ESD保護，第_組 金屬短路棒跡線及經由未經摻雜之FEt矽之洩漏路徑，其 每一者均在預定製程步驟中被移除。 現已根據專利法規所要求詳細描述了本發明，熟習此項 102053.doc -10- 1300992 技術者將瞭解對本文中揭示之特定實施例之修改及替代。 此等〇改在如以下的申請專利範圍中所界定之本發明範嘴 及目的之内。 【圖式簡單說明】 圖1為具有本發明之第一實施例之影像器陣列之跡線及 電路零件的俯視圖。 圖2a為該陣列各層在蝕刻前之側截面圖。 圖2b為該陣列各層在蝕刻後之側截面圖。 圖3a為在第二金屬沈積步驟前運用本發明之一替代實施 例之陣列各層的侧截面圖。 圖3b為在第二金屬沈積步驟後及在第二金屬蝕刻後圖“ 之陣列之各層的侧截面圖。 圖3c為沈積非晶矽氮化物及二極體蝕刻後該陣列之各層 的側截面圖。 圖4為圖3a_c之陣列之俯視圖，其展示在二極體蝕刻後 本發明之短路棒被钱刻之部分。 【主要元件符號說明】 10 跡線 12 跡線 14 補充焊墊零件 16 補充焊墊零件 18 短路棒 20 第一金屬層 22 玻璃基板 102053.doc 第一非晶石夕介電層 第一通道 第二金屬層 第二介電質Si02多層 第二通道 第三金屬 非晶矽氮化物層 未經摻雜之氫化非晶矽層 摻磷氫化非晶矽層 薄金屬層 第二金屬層 金屬跡線 金屬跡線 未經摻雜之FET矽棒 非晶矽氮化物鈍化層 通道 -12-
Claims (1)
- 十、申請專利範圍： 1·-種在光電二極體陣列面板的製造處理期間提供靜 電保護之方法，其包括以下步驟： 在-玻璃基板上的-第-金屬層中沈積第一跡 墊零件； ^ 蝕刻以界定該跡線及該等焊墊輪廓； 在該第一金屬層上方沈積一第一介電層； 蝕刻該第一介電層以提供穿過該介電層之第一通道· 沈積-第二金屬層，其通過該等第—通道與該二金 層相接觸’該等第一通道在對ESD保護之進一步操 及處理期間為該等跡線間接觸提供一短路棒； 沈積一第二介電層； 二為三金屬層連接至該第二金屬層之普通處理 翊間，％繞該短路棒產生一第二通道； 沈積該第三金屬層； 遮蔽該第三金屬層以供蝕刻； 移除邊短路棒附近之光阻；及 蝕刻該第三金屬層及該短路棒。 2.如請求们之方法’其中該第 μιη。 、、大約為 20 μΓΠ X 40 I :請求項1之方法，其中該短路棒之尺寸為相對官 度’該寬度足夠窄以允許用於移_寸八為-相對寬 的敍刻方法以執行對該短路棒之餘刻。—孟屬層之相同 如明求項3之方法，其中界定該 路棒寬度以使側部蝕 102053.doc 1300992 且在該姓刻自間全部移除該短 刻比頂部蝕刻發生得快 路棒。 6如； ’其中該短路棒寬度大約為5陣。 7. ΓΓ方法，其中該第一介電層為心(非晶石夕）。 .:“们之方法，其中該第二介電層為_叫多層。 8. :種在光電二極體陣列面板之製造處理期間提供靜電龙 電保護之方法，包括：執行— TFT沈積製程，以f先產生複數個㈣石夕介電 層’至少其中一者未經摻雜； 藉由一具有用於ESD保護之短路棒跡線之薄金屬層來 覆蓋該介電層； 為該陣列中與該短路棒跡線接觸之該等跡線沈積一第 二金屬層； 金屬蝕刻，以移除離開金屬跡線之該等金屬短路棒， 而所有金屬跡線仍經由未經摻雜之FE 丁矽棒相連接，從 而持續地為靜電電荷提供一洩漏電流路徑； 沈積一純化層； 為光電二極體底部接點打開該陣列中每一像素處的通 道’且打開每一 FET石夕短路棒上之一通道；及 餘刻用於二極體之該FET矽，且同時移除該未經摻雜 之FET矽棒以完全隔離所有跡線。 9·如請求項8之方法，其中該等複數個介電層為三層，其 包括··一非晶碎氮化物（a_SiN)層、一未經摻雜之氫化非 晶矽層及一摻磷氫化非晶矽層。 】02053.doc 1300992 I 〇·如請求項9之方法，其中該鈍化層為非晶矽氮化物。 II ·如請求項10之方法，其中蝕刻該FET石夕之該步驟包括蝕 刻大約1 μιη之該氫化非晶矽。 12·如請求項8之方法，其中該薄金屬頂蓋層為鉬。 1 3 ·如請求項8之方法，其中該第二金屬層與該薄金屬頂蓋 層係相同材料。14· 一種在光電二極體陣列面板之製造處理期間提供靜電放 電保護之處理中間物，包括·· 沈積於一玻璃基板上的一第一金屬層中之第一跡線及 焊墊零件，其經蝕刻以界定該等跡線及焊墊輪廓； 第一介電層，其沈積於該第一金屬層上方，且經蝕 刻以提供穿過該介電層之第一通道； 一第二金屬層，其經沈積且通過該等第一通道與該第 孟屬層接觸，該等通道為在ESD保護之進一步操作及 處理期間該等跡線間的接觸提供一短路棒； -沈積於該第二金屬層上方之第二介電層，該第二金 屬曰在為將一第二金屬層連接至該第二金屬層之普通處 理期間產生一環繞該短路棒之第二通道； 一為#刻而被遮蔽之第二夺屬 罘一至屬層，其包括移除該短路 棒附近之該光阻。 15·如請求項14之處理中間物 秒0 其中該第一介電層為非晶 •明求項丨4之處理中間物，豆中 17如二主七s ^ Τ °亥弟一介電層為Si〇2 •士巧求項14之處理中間物，i 甲4弟一通道大約為 102053.doc 1300992 μηι x 40 μηι 〇 18.如請求項14之處理中間物，其中該短路棒之尺寸為 對寬度’該寬度足夠窄以允許用於移除該第三金屬芦^ 相同蝕刻方法來執行該短路棒之蝕刻。 s 如請求項18之處理中間物，其中該短路棒寬度經界定， 以使側部㈣比頂部_發生得快，且該短路棒在 期間被全部移除。2 0·如請求項4之處理中間物， μηι 〇 其中該短路棒寬度大約為5 21· -種在光電：極體ρ車列面板之製造處理期間提供靜電放 電保護之處理中間物，其包括： 複數個FET石夕介電層，至少其中之—未㈣雜而提供 短路棒； 一薄金屬層，其覆蓋該FET矽且具有用於esd保護之 短路棒跡線； • 第一金屬層’其用於該陣列中與該薄金屬頂蓋之該 等短路棒跡線及該等未經摻雜之fet矽棒相接觸之該等 跡線； 當使用金屬跡線時，該等金屬短路棒與該等金屬跡線 連接，且所有金屬跡線通過未經摻雜之fet矽棒相連 接，以在藉由蝕刻來移除該等金屬短路棒時為靜電電荷 持續提供一洩漏電流路徑。 22. 如請求項21之處理中間物，其中該薄金屬頂蓋層為姜目。 23. 如請求項21之處理中間物，其中該第二金屬層與該薄金 102053.doc 1300992 屬頂蓋層為相同材料。 24.如請求項21之處理中間物，其中該等複數個介電層為三 層，其包括：一非晶矽氮化物（a-SiN)層、一未經摻雜之 氫化非晶矽層及一摻磷氫化非晶矽層。102053.doc
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