DE19610283A1 - Verfahren zum Herstellen einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit Speicherkondensatoren erhöhter Kapazität und Flüssigkristallvorrichtung - Google Patents
Verfahren zum Herstellen einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit Speicherkondensatoren erhöhter Kapazität und FlüssigkristallvorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine
Flüssigkristallanzeigevorrichtung und ein Verfahren zu deren
Herstellung, insbesondere auf ein Verfahren, mittels dessen ein
Speicherkondensator, der mit einer Bildelementelektrode
(Pixelelektrode) einer eine aktive Matrix aufweisenden
Anzeigevorrichtung (active matrix display) verbunden ist, und
seine Kapazität präzise ausgebildet werden können.
Grundsätzlich weist eine herkömmliche
Dünnschichttransistor-Flüssigkristallanzeigevorrichtung (TFT
LCD = Thin Film Transistor Liquid Crystal Display), die auch
als LCD-Anordnung mit aktiver Matrix bezeichnet wird, eine
Vielzahl von in einer Matrix angeordneten Bildelementen
(Pixeln) auf.
Jedes Pixel (jede Bildzelle) weist eine Pixelelektrode, einen
mit der Pixelelektrode elektrisch verbundenen
Dünnschichttransistor und einen Speicherkondensator zum
Aufrechterhalten einer an die Pixelelektrode zu legenden
Signalspannung auf. Der Dünnschichttransistor weist eine Gate-,
eine Source- und eine Drain-Elektrode auf und ist an
Kreuzungsstellen von Gate- und Daten-Leitungen mit diesen
verbunden, wobei jede Gate-Leitung an eine Mehrzahl von Gate-Elektroden
und jede Daten-Leitung an eine Mehrzahl von Source-Elektroden
angeschlossen ist.
Das Pixel wird durch eine Datenleitung und eine Abtastleitung
ausgewählt. Zum Anlegen einer Signalspannung an einen
Flüssigkristall weist das Pixel einen Dünnschichttransistor und
eine Pixel-Elektrode auf. Die Datenleitung ist mit dem Source-Anschluß
(oder mit dem Drain-Anschluß) des
Dünnschichttransistors des Pixels verbunden; die Pixelelektrode
ist mit dem Drain-Anschluß (bzw. mit dem Source-Anschluß) des
Dünnschichttransistors verbunden, und die Abtastleitung ist mit
dem Gate-Anschluß des Dünnschichttransistors verbunden. Um ein
Pixel auszuwählen, werden Signale an die Datenleitung und die
Abtastleitung gelegt.
Wie in Fig. 5 gezeigt, wird ein Pixel mit
Dünnschichttransistor durch folgenden Herstellungsprozeß
hergestellt.
Als erstes werden auf einem transparenten Substrat 1 eine Gate-Elektrode
2 und eine Speicherkondensator-Elektrode 3
hergestellt.
Dann erfolgt ein anodischer Oxidationsvorgang, um auf der
Oberfläche der Gate-Elektrode und auf der Oberfläche der
Kondensator-Elektrode je eine anodisch oxidierte Isolierschicht
4 bzw. 5 auszubilden.
Dann wird durch einen chemischen Dampfabscheidungsvorgang (CVD
= Chemical Vapor Deposition) auf der gesamten Oberfläche eine
Gate-Isolierschicht 6 ausgebildet, und eine Schicht 7 aus
amorphem Silizium sowie eine Schicht 8 aus (n+)-dotiertem
Silizium werden nacheinander auf der Gate-Isolierschicht 6
abgeschieden. Danach werden Teilbereiche der amorphen
Siliziumschicht 7 und der (n+)-dotierten Siliziumschicht 8
entfernt; verbleibende Teile der amorphen Siliziumschicht 7 und
der (n+)-dotierten Siliziumschicht 8 funktionieren zusammen als
Halbleiter-Dünnschichttransistor.
Dann wird auf der (n+)-dotierten Siliziumschicht 8 durch einen
Sputter-Vorgang eine leitfähige Schicht ausgebildet und
ihrerseits so gemustert (pattern), daß eine Source-Elektrode 9
und eine Drain-Elektrode 10 gebildet werden.
Nach Gestaltung der Source-Elektrode und der Drain-Elektrode
erfolgt eine Trockenätzung zum Entfernen eines Teilbereichs der
(n+)-dotierten Schicht 8, um eine Dünnschichttransistor-Kanalzone
zu bilden, indem die Source-Elektrode und die Drain-Elektrode
entsprechend ihren Mustern als Masken verwendet werden.
Danach erfolgt ein chemischer Dampfabscheidungsvorgang zur
Abscheidung einer Schutzisolierschicht 11, und dann wird eine
Kontaktausnehmung 12 geöffnet, um die Drain-Elektrode 10 an
eine Pixelelektrode anschließen zu können.
Darauf folgt ein Sputter-Vorgang zur Bildung einer
transparenten leitfähigen Schicht (bestehend z. B. aus ITO
[Indium-Zinn-Oxid]), und die transparente leitfähige Schicht
wird so gemustert, daß eine transparente Elektrode 14 (die
Pixelelektrode) ausgebildet wird. Diese Pixelelektrode 14 wird
über die Kontaktausnehmung 12 an den Drain-Bereich 10
angeschlossen. Ein Teil der Pixelelektrode dient als
Speicherelektrode des Speicherkondensators, der ferner aus der
Kondensator-Elektrode 3 und der zwischen diesen beiden
Elektroden liegenden Schicht besteht.
Das wie vorstehend erläutert ausgebildete Pixel der
Dünnschichttransistor-Flüssigkristallanzeige wird im folgenden
kurz hinsichtlich seiner Betriebsweise beschrieben.
Wenn an die Abtastleitung (Gate-Leitung) ein Abtastsignal
angelegt wird, dann wird der Dünnschichttransistor leitend
geschaltet, so daß ein über die Signalleitung (Datenleitung)
ankommendes und zum Beispiel an die Source-Elektrode 9.
angelegtes Datensignal durch die Kanalzone zur Drain-Elektrode
10 und zur Pixelelektrode 14 übertragen wird. Folglich wird die
Spannung an den Flüssigkristall angelegt, so daß ein Pixel
(Bildelement) angezeigt wird. Um eine ordnungsgemäße
Bildqualität zu bieten, muß das an dieses Pixelelement
übertragene Datensignal aufrechterhalten ("gehalten") werden,
bis das nächstfolgende Datensignal zugeführt wird. Ein Teil,
das die Spannungshaltefunktion erbringt, ist der
Speicherkondensator.
Die Bildqualität verbessert sich, wenn die Spannung der
Datensignale an der Pixelelektrode solange aufrechterhalten
wird, bis die nächstfolgende Datensignalspannung zugeführt
wird. Deshalb muß der Speicherkondensator eine Kapazität haben,
die ausreicht, die Spannung dieses Signals von einer
Feldperiode zur nachfolgenden aufrechtzuerhalten.
Die Kapazität des Speicherkondensators ist proportional zur
Überlappungsfläche zwischen der Pixelelektrode und der
Speicherkondensatorelektrode und umgekehrt proportional zur
Schichtdicke d2 zwischen diesen beiden Elektroden. Deshalb sind
beim Ausbilden eines Kondensators hinreichender Kapazität die
beiden Faktoren, d. h. die Überlappungsfläche und die Dicke, zu
berücksichtigen.
Zur Untersuchung eines übereinandergeschichteten Aufbaus, der
dem vorstehend beschriebenen Kondensator innewohnt, ist
festzuhalten, daß die übereinanderliegenden Schichten in
folgender Reihenfolge ausgebildet werden: zuerst wird auf dem
Glassubstrat die Kondensatorelektrode 3 ausgebildet, dann wird
die anodisch oxidierte Isolierschicht 5 ausgebildet, danach die
Gate-Isolierschicht 6, die Schutzisolierschicht 11 und
schließlich die Pixelelektrode 14.
Deshalb ist es zur Bildung einer vergleichsweise großen
Speicherkapazität notwendig, die Fläche der
Kondensatorelektrode 3 zu vergrößern. Wenn jedoch die Fläche
des Kondensators zunimmt, nimmt der Bereich ab, durch den
sichtbares Licht hindurchtreten kann, so daß das Öffnungs- (oder
Apertur-) Verhältnis (oder die Lichtdurchlässigkeit)
sinkt.
Ferner könnte man daran denken, die Schutzisolierschicht zu
beseitigen, um den Abstand zwischen den beiden Elektroden zu
verringern und dadurch die Kapazität zu erhöhen. Jedoch besteht
die Schutzisolierschicht im allgemeinen aus demselben Material
wie die Gate-Isolierschicht, deshalb ist es sehr schwierig, nur
die Schutzisolierschicht abzuätzen, ohne in die Gate-Isolierschicht
hineinzuätzen. In dieser Hinsicht ist
anzumerken, daß die Isoliergüte, d. h. die dielektrische
Fähigkeit, der dielektrischen Schicht des Kondensators
zusammenbrechen kann, wenn beim Abätzen der
Schutzisolierschicht die Gate-Isolierschicht verletzt wird, mit
der Folge, daß zwischen der Kondensatorelektrode und der
Pixelelektrode ein Kurzschluß auftritt oder sich der Leckstrom
erhöht, so daß das Endprodukt mangelhaft ist. Daher besteht für
die Verringerung des zwischen diesen beiden Elektroden
befindlichen Abstands (d2) nachteiligerweise eine Schranke.
Die Erfindung beabsichtigt, die oben erläuterten Nachteile des
herkömmlichen Verfahrens zu überwinden.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer
Flüssigkristallanzeigevorrichtung, bei welcher der Abstand
zwischen der Pixelelektrode (die als die eine Elektrode eines
Speicherkondensators verwendet werden soll) und der
Kondensatorelektrode (nämlich der anderen Elektrode dieses
Kondensators) verringert ist, so daß die Kapazität des
Kondensators gesteigert wird.
Zur Erreichung dieses Ziels enthält die erfindungsgemäße
Flüssigkristallanzeigevorrichtung eine Mehrzahl von Gate-Leitungen
und eine Mehrzahl von Datenleitungen, die zu einer
Matrix angeordnet sind; eine Mehrzahl von Halbleiter-Dünnschichttransistoren
(TFTs), die jeweils einen Gate-, einen
Source- und einen Drain-Anschluß aufweisen und jeweils an einer
Kreuzungsstelle der Leitungen angeordnet sind; eine Mehrzahl
von Pixelelektroden, die jeweils an den Drain-Anschluß dieser
Transistoren angeschlossen sind; und eine Mehrzahl von
Kondensatoren, die ausgebildet sind, die Spannung an je einer
zugeordneten Pixelelektrode aufrechtzuerhalten.
Der Kondensator weist eine Kondensatorelektrode, eine Gate-Isolierschicht,
eine Halbleiterschicht und eine
Schutzisolierschicht auf. Die Halbleiterschicht des
Kondensators besteht aus dem gleichen Material wie ein
Halbleiter-Dünnschichttransistorbereich, z. B. einer amorphen
Halbleiterschicht und einer (n+)-dotierten Schicht, jedes
Halbleitertransistors. Alternativ weist der Kondensator eine
Kondensatorelektrode, eine Gate-Isolierschicht, eine
Metallschicht und eine Schutzisolierschicht auf.
Um beim Ätzen einer über einer Gate-Isolierschicht gelegenen
Schutzisolierschicht die Gate-Isolierschicht zu schützen, wird
eine gegenüber diesen beiden Schichten eine bestimmte
Ätzselektivität aufweisende Schicht (Ätzstopschicht) verwendet.
Als Ätzstopschicht wird eine Schicht aus amorphem Silizium oder
aus Metall eingesetzt. Dank Verwendung der Ätzstopschicht
können die Kondensatorelektroden enger als bei herkömmlichen
Flüssigkristallanzeigevorrichtungen zueinander beabstandet
werden, was vorteilhaft zu einer erhöhten Speicherkapazität und
einer verbesserten Qualität des angezeigten Bildes führt.
Ein Gesichtspunkt der Erfindung betrifft die Angabe eines
Verfahrens zum Herstellen einer
Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit folgenden Schritten: auf
einem Substrat werden eine Gate-Elektrode und eine Kondensator-Elektrode
ausgebildet; die Gate-Elektrode und die Kondensator-Elektrode
werden anodisch oxidiert; nacheinander werden eine
Gate-Isolierschicht, eine Schicht aus amorphem Silizium und
eine Schicht aus (n+)-dotiertem Silizium auf der Gate-Elektrode
und auf der Kondensator-Elektrode ausgebildet, und die amorphe
Siliziumschicht und die (n+)-dotierte Siliziumschicht werden
auf der Gate-Isolierschicht oder nur auf der Gate-Elektrode in
eine vorgegebene Form gebracht; auf der (n+)-dotierten
Siliziumschicht werden eine Source-Elektrode und eine Drain-Elektrode
ausgebildet und in eine vorgegebene Form gebracht;
die (n+)-dotierte Siliziumschicht wird geätzt, wobei die
Source-Elektrode und die Drain-Elektrode als Masken verwendet
werden; auf der gesamten sich ergebenden Oberfläche wird eine
Schutzisolierschicht abgeschieden; und schließlich wird ein
Teil der Schutzisolierschicht abgeätzt, der einer
Kontaktausnehmung und einem einen Kondensator bildenden Bereich
entspricht.
Nach einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung weist ein
Pixelelement (eine Bildzelle) einer
Flüssigkristallanzeigevorrichtung (LCD) eine transparente
Pixelelektrode zum Anlegen einer Spannung an einen
Flüssigkristall, der in einem transparenten Körper der
Flüssigkristallanzeigevorrichtung eingeschlossen ist; einen
Schalttransistor zum Anlegen einer Signalspannung an die
Pixelelektrode; und einen Kondensator zum Aufrechterhalten der
angelegten Signalspannung auch nach Abschalten des Transistors
auf. Der Kondensator weist folgende Merkmale auf: eine auf
einem transparenten Substrat ausgebildete erste
Kondensatorelektrode; eine dielektrische Kondensatorschicht,
die auf der ersten Kondensatorelektrode ausgebildet ist; eine
zweite Kondensatorelektrode, die auf der dielektrischen
Kondensatorschicht ausgebildet ist; eine
Kondensatorisolierschicht zum Bedecken nur eines Teils der
zweiten Kondensatorelektrode; und eine Kondensator-Pixelelektrode,
die mit einem nicht von der
Kondensatorisolierschicht bedeckten Teil der zweiten Elektrode
elektrisch verbunden ist.
Ein weiterer Gesichtspunkt der Erfindung ist die Angabe eines
Verfahrens zum Herstellen eines Pixels einer
Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit folgenden Schritten: auf
einem transparenten Substrat werden eine Gate-Elektrode und
eine erste Kondensator-Elektrode ausgebildet; über der gesamten
dann vorhandenen Oberfläche der
Flüssigkristallanzeigevorrichtung wird eine
Gate-Isolierschicht ausgebildet; danach wird eine Schicht aus
amorphem Silizium und eine Schicht aus (n+)-dotiertem Silizium
ausgebildet, und die amorphe Siliziumschicht und die (n+)-dotierte
Siliziumschicht werden so gemustert, daß ein einen
Dünnschichttransistor bildender Bereich und ein einen
Kondensator bildender Bereich ausgebildet werden; danach wird
auf der gesamten dann vorhandenen Oberfläche der
Flüssigkristallanzeigevorrichtung eine leitfähige Schicht
aufgebracht und durch partielles Abätzen der leitfähigen
Schicht werden eine Source-Elektrode und eine Drain-Elektrode
ausgebildet; dann wird die (n+)-dotierte Siliziumschicht
geätzt, wobei die Source-Elektrode und die Drain-Elektrode als
Masken verwendet werden, dergestalt daß die (n+)-dotierte
Schicht sowohl aus dem den Dünnschichttransistor bildenden
Bereich als auch aus dem den Kondensator bildenden Bereich
entfernt werden; danach wird auf der gesamten Oberfläche der
dann vorhandenen Flüssigkristallanzeigevorrichtung eine
Schutzisolierschicht aufgetragen, und ein geeigneter Bereich
der Schutzisolierschicht wird abgeätzt, um gleichzeitig eine
Kontaktöffnung zum Anschließen einer Pixelelektrode an die
Drain-Elektrode auszubilden und auf dem den Kondensator
bildenden Bereich einen Kondensator-Pixelelektrodenbereich
auszubilden; und schließlich wird auf der gesamten Oberfläche
der dann vorhandenen Flüssigkristallanzeigevorrichtung eine
transparente leitfähige Schicht ausgebildet, und es wird durch
entsprechendes Abätzen der transparenten leitfähigen Schicht
eine Pixelelektrode ausgebildet, die mit der Drain-Elektrode
über die Kontaktausnehmung und mit dem den Kondensator
bildenden Bereich verbunden ist.
Wenn der geeignete Teil der Schutzisolierschicht abgeätzt wird,
wird auch die amorphe Siliziumschicht im Bereich über der
Kondensatorelektrode an- oder abgeätzt. Im letzteren Falle kann
auch die unter der amorphen Siliziumschicht befindliche Gase-Isolierschicht
angeätzt werden. Alternativ kann auch nur ein
Teil der Oberfläche der amorphen Schicht abgeätzt werden, so
daß die amorphe Siliziumschicht die zweite Kondensator-Elektrode
wird.
Die Gate-Isolierschicht und die Schutzisolierschicht bestehen
jeweils aus Siliziumnitrid; die leitfähige Schicht besteht aus
einem Metall, das eine hohe Ätzselektivität gegenüber der
Siliziumschicht und der Gate-Isolierschicht aufweist.
Die Erfindung und ihre Vorteile werden aus der nachstehenden
eingehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert; darin zeigen
Fig. 1A bis 1G jeweils einen Schnitt entlang der in
Fig. 2 eingetragenen Linie II-II zur Darstellung
aufeinanderfolgender Schritte bei der Herstellung eines LCD-Pixelelements,
das mit einer ersten Ausführungsform eines
Verfahrens zum Herstellen einer erfindungsgemäßen
Flüssigkristallanzeigevorrichtung erzeugt wurde;
Fig. 2 das Layout der Flüssigkristallanzeigevorrichtung
nach der ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 3 eine graphische Veranschaulichung eines Verfahrens
zum Erfassen eines Ätz-Endpunktes während eines
Trockenätzvorgangs;
Fig. 4 einen Schnitt durch ein LCD-Pixelelement, das mit
einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens zum Herstellen
einer erfindungsgemäßen Flüssigkristallanzeigevorrichtung
erzeugt wurde; und
Fig. 5 einen Schnitt durch ein Pixelelement zur
Erläuterung eines herkömmlichen Verfahrens zum Herstellen einer
Flüssigkristallanzeigevorrichtung.
Die Fig. 1A bis 1G stellen jeweils einen Schnitt durch ein
Pixelelement (eine Bildzelle) einer
Flüssigkristallanzeigevorrichtung (LCD) dar, die mittels einer
ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
hergestellt wird.
Wie in Fig. 1A gezeigt, wird zuerst auf einem transparenten
Substrat 1, das aus einem Material wie z. B. Glas besteht, eine
leitfähige Schicht gebildet. Dann wird ein Photoätzvorgang
(Photolithographie) durchgeführt, um eine
Gate-Elektrode 21, die als Abtastleitung verwendet wird, und
eine erste Kondensator-Elektrode 20 auszubilden, wobei der
Kondensator als Einrichtung zum Aufrechterhalten einer Spannung
verwendet wird. Diese Kondensator-Elektrode kann speziell auf
den Anwendungszweck ausgelegt werden, aber im allgemeinen wird
aus Gründen einer bequemeren Herstellung die Gate-Elektrode
eines benachbarten Pixels als Kondensator-Elektrode verwendet.
Eine solche Verwendung wird in der gesamten übrigen Erörterung
angenommen und als gegeben betrachtet. Zur Bildung der
leitfähigen Schicht wird ein bekanntes Verfahren, wie z. B. ein
Sputtervorgang oder eine chemische Dampfabscheidung (CVD),
verwendet.
Dann wird ein anodischer Oxidiervorgang durchgeführt, um auf
der Oberfläche der Gate-Elektrode 21 eine anodisierte Schicht
22 zu bilden. Eine anodisierte Schicht 23 wird auch auf der
ersten Kondensator-Elektrode 20 gebildet, welche die Gate-Elektrode
eines angrenzenden Pixels ist.
Wie in Fig. 1B gezeigt, erfolgt dann eine plasma-induzierte
chemische Dampfabscheidung (PECVD: plasma enhanced chemical
vapor deposition), um auf der gesamten Fläche eine
Gate-Isolierschicht 24 zu bilden. Danach werden nacheinander
eine amorphe Siliziumschicht und eine (n+)-dotierte
Siliziumschicht ausgebildet und durch einen Photoätzvorgang
strukturiert bzw. gemustert. So wird eine Struktur aus einer
amorphen Siliziumschicht 25 und einer (n+)-dotierten
Siliziumschicht 26 in einem einen Dünnschichttransistor (TFT:
thin film transistor) bildenden Bereich 43 und eine Struktur
aus einer amorphen Schicht 27 und einer (n+)-dotierten
Siliziumschicht 28 in einem einen Kondensator bildenden Bereich
45 ausgebildet. Hierbei besteht die Gate-Isolierschicht 24 aus
Siliziumnitrid, und die (n+)-dotierte Siliziumschicht 26, 28
wird ausgebildet, indem entsprechend dotiertes Silizium durch
chemische Abscheidung oder Ionenimplantation über der amorphen
Siliziumschicht 25 abgeschieden wird.
Wie in Figur 1C gezeigt, wird durch Sputtern und
anschließendes Strukturieren eine leitfähige Schicht
ausgebildet, um eine Source-Elektrode 29 und eine Drain-Elektrode
30 zu bilden.
Wie in Fig. 1D gezeigt, wird danach - unter Verwendung der
Source-Elektrode 29 und der Drain-Elektrode 30 als Masken - ein
Teil der (n+)-dotierten Siliziumschicht 26 in dem den
Dünnschichttransistor bildenden Bereich durch Trockenätzung
entfernt. Auch wird während dieses Ätzvorgangs die (n+)-dotierte
Siliziumschicht 28 in dem den Kondensator bildenden
Bereich vollständig entfernt, ebenso eine Teildicke der
amorphen Siliziumschicht 27. Die sich ergebende Dicke der
amorphen Siliziumschicht 27′ im Bereich des Kondensators
beträgt ungefähr 1000, Angström.
Wie in Fig. 1E gezeigt, wird dann eine Schutzisolierschicht 31
durch chemische Abscheidung aufgetragen. Anschließend wird ein
geeigneter vordefinierter Teil der Schutzisolierschicht durch
Photoätzung weggeätzt, um eine Kontaktausnehmung 32-1 zu
öffnen; diese Ausnehmung wird dazu verwendet, eine
Pixelelektrode mit der Drain-Elektrode 30 verbinden zu können.
Gleichzeitig wird ein weiterer geeigneter vordefinierter Teil
32-2 der Schutzisolierschicht und - wie unten erörtert - der
amorphen Siliziumschicht 27′ über der ersten Kondensator-Elektrode
geöffnet, damit eine Speicherkondensator-Pixelelektrode,
d. h. eine zweite Kondensator-Elektrode, über
der ersten Kondensator-Elektrode in dem den Kondensator
bildenden Bereich ausgebildet werden kann.
Hierbei besteht die Schutzisolierschicht 31 aus einem
Material, z. B. Siliziumnitrid, das eine hohe Ätzselektivität
gegenüber der amorphen Siliziumschicht aufweist, die
unmittelbar darunter liegt. Wenn es keine amorphe
Siliziumschicht gäbe, dann könnte die Zeit zum ausschließlichen
Abätzen der Schutzisolierschicht 31 nicht ohne weiteres erfaßt
werden, da das Material der Gate-Isolierschicht 24 das gleiche
wäre wie das der Schutzisolierschicht 31. Wenn also der
Ätzvorgang zu stark wäre, würde die erste Kondensator-Elektrode
freigelegt werden; im umgekehrten Fall könnte der Ätzvorgang
unzureichend sein.
Im allgemeinen bestehen die Gate-Isolierschicht 24 und die
Schutzisolierschicht 31 aus dem gleichen Material, z. B.
Siliziumnitrid. Wenn daher für die Zwischenschicht, die
zwischen den Schichten 24 und 31 liegt, ein Material (bei der
Ausführungsform amorphes Silizium) ausgewählt wird, soll dieses
vorzugsweise eine hohe Ätzselektivität gegenüber den beiden
Schichten 24 und 31 aufweisen.
Das Abätzen dieser Schutzisolierschicht erfolgt auffolgende
Weise. Es wird eine Trockenätzung durchgeführt, bis ein
Ätz-Endpunkt erfaßt wird. Dieser Punkt ist aufgrund der
Tatsache erfaßbar, daß ein beim Ätzen des Siliziumnitrids als
Nebenprodukt entstehendes Stickstoffgas sich von einem
Nebenprodukt unterscheidet, das während des Ätzens der
unmittelbar darunter liegenden amorphen Siliziumschicht
entsteht.
Zur Erläuterung des Ätzvorgangs zeigt Fig. 3 die
Stickstoffentstehungsrate über der Ätzzeitdauer. Zum leichteren
Verständnis sollte in der gesamten folgenden Erörterung
gleichzeitig auf die Fig. 1E und 3 geachtet werden. Wenn die
Schutzisolierschicht 31 geätzt wird, bleibt die
Stickstoffentstehungsrate während einer anfänglichen Zeitdauer
im wesentlichen konstant. Zu einem Zeitpunkt A, zu dem die
Schutzisolierschicht 31 über der ersten Kondensator-Elektrode
vollständig abgeätzt worden ist, beginnt der Ätzvorgang die
amorphe Siliziumschicht anzugreifen. Zum Zeitpunkt B ist die
amorphe Siliziumschicht im Bereich 32-2 über der ersten
Kondensator-Elektrode weggeätzt worden, und der Ätzvorgang
beginnt die unter der amorphen Siliziumschicht liegende Gate-Isolierschicht
24 anzugreifen.
Wie in Fig. 1E gezeigt, wird bei der Ausführungsform der
Ätzvorgang zu dem in Fig. 3 gezeigten Zeitpunkt B gestoppt,
nachdem die amorphe Siliziumschicht 27′ im Bereich 32-2
vollständig entfernt worden ist und eine Randzone 27′′ der
amorphen Siliziumschicht 27′ sowie eine Teilschicht der
Gate-Isolierschicht 24 übrigbleiben, wodurch die Kapazität des
Speicherkondensators erhöht wird. Daher wirkt die amorphe
Siliziumschicht als Ätzstopschicht, d. h. der Ätzvorgang wird
zum Stillstand gebracht, sobald diese Schicht vollständig
weggeätzt worden ist, um die unmittelbar darunter liegende
Gate-Isolierschicht 24 freizulegen. Wie zuvor bemerkt, kann die
Ätzstopschicht alternativ eine metallische Schicht sein, zum
Beispiel die gleiche, die zur Bildung der Source-Elektrode 29
und der Drain-Elektrode 30 verwendet wird.
Bei einer anderen Ausführungsform, wie sie in Fig. 1G gezeigt
ist, wird der Ätzvorgang zu dem (in Fig. 3 gezeigten)
Zeitpunkt A gestoppt, nachdem nur die Schutzisolierschicht 31
durchgeätzt wurde, also die amorphe Siliziumschicht 27′ intakt
belassen wurde. Somit verbleibt die amorphe Siliziumschicht 27′
zur Verwendung als Speicherkondensator-Elektrode, d. h. als
zweite Elektrode des Speicherkondensators.
Nachdem die Schutzisolierschicht 31 partiell weggeätzt worden
ist, um eine Pixelelektrode und eine zweite Kondensator-Elektrode
ausbilden zu können, wird - wie in Fig. 1F gezeigt -
auf der gesamten Oberfläche eine transparente leitfähige
Schicht aus Indium-Zinn-Oxid (ITO: indium tin oxide)
aufgetragen, und dann partiell in vorbestimmtem Muster
abgetragen, so daß die Pixelelektrode 33 auch über die
Kontaktausnehmung 32-1 (s. Fig. 1E) ausgebildet und durch
diese mit der Drain-Elektrode 30 verbunden wird. Ferner wird,
wie in Fig. 1F gezeigt, die Kondensator-Pixelelektrode 33-1,
die einen Teil der Pixelelektrode 33 bildet, mit der amorphen
Siliziumschicht 27′′ verbunden, die als rechteckiger Rand
stehenbleibt, mit dem Ergebnis, daß die Kondensator-Pixelelektrode
33-1 zusammen mit dem verbliebenen Teil der
amorphen Siliziumschicht 27′′ als zweite Kondensator-Elektrode
(27′′ und 33-1) dient.
Bei der in Fig. 1G gezeigten zweiten Ausführungsform sind die
Kondensator-Pixelelektrode 33-1 und die amorphe Siliziumschicht
27′ miteinander verbunden, mit der Folge, daß die zweite
Kondensator-Elektrode mit der Pixelelektrode elektrisch
verbunden ist.
Nach den vorstehend beschriebenen Vorgängen erfolgen
herkömmliche Arbeitsschritte zur Vervollständigung des
Pixelelements und der Dünnschichttransistor-Flüssigkristallanzeigevorrichtung.
Das Layout des wie vorstehend beschrieben hergestellten
erfindungsgemäßen Pixels ist in Fig. 2 gezeigt.
Signalleitungen 50 und Abtastleitungen 40 sind zu einer Matrix
angeordnet. Ferner ist die Gate-Elektrode 21 Bestandteil der
Abtastleitung 40, und die Source-Elektrode 29 ist Bestandteil
der Signalleitung 50. Ferner ist die Drain-Elektrode 30 mit der
Pixelelektrode 33 verbunden, und die Kondensator-Pixelelektrode
33-1 ist auf einem Teil der Pixelelektrode 33 ausgebildet.
Ferner ist der Speicherkondensator auf einem Abschnitt
ausgebildet, der mit der Bezugsziffer 60 bezeichnet ist. Eine
Gate-Elektrode eines angrenzenden Pixelelements verläuft unter
der zweiten Kondensator-Elektrode 27′′ und 33-1.
Bei dem Pixelelement, das auf der Grundlage des oben
beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt wurde,
besteht der Speicherkondensator aus der ersten Kondensator-Elektrode
20 und der zweiten Kondensator-Elektrode 27′′ und
33-1, die einander gegenüberliegen, aber um weniger als die
Dicke der Gate-Isolierschicht 24 voneinander getrennt sind.
Deshalb ist die Kapazität des resultierenden
Speicherkondensators im Vergleich zum herkömmlichen Kondensator
erhöht. Hingegen besteht bei der Ausführungsform nach Fig. 1G
der Speicherkondensator aus der ersten Elektrode 20 und der
zweiten Elektrode 27′, die einander gegenüberliegen, aber nur
durch die Gate-Isolierschicht 24 voneinander getrennt sind.
Deshalb ist auch die Kapazität des resultierenden, in Fig. 1G
gezeigten Speicherkondensators im Vergleich zum herkömmlichen
Kondensator erhöht.
Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch den
Speicherkondensatorbereich einer zweiten Ausführungsform der
Erfindung. Diese Ausführungsform wird nachstehend unter
gleichzeitiger Bezugnahme auf die Fig. 1A bis 1G und 4
beschrieben.
Zuerst wird - ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform nach
Fig. 1 - auf einem transparenten Substrat 1, das aus einem
Material wie z. B. Glas besteht, eine leitfähige Schicht
ausgebildet. Dann erfolgt ein Photoätzvorgang, um eine Gate-Elektrode
21, die als Abtastleitung verwendet werden soll, und
eine erste Kondensator-Elektrode 20, die als Einrichtung zum
Aufrechterhalten der Spannung dienen soll, auszubilden. Die
erste Kondensator-Elektrode dient auch als Gate-Elektrode eines
benachbarten Pixels. Dann wird ein anodischer
Oxidierungsvorgang durchgeführt, um eine anodisierte Schicht 22
auf der Oberfläche der Gate-Elektrode zu bilden. Eine
anodisierte Schicht 23 wird auch auf der ersten Kondensator-Elektrode
ausgebildet.
Dann erfolgt ein chemischer Dampfabscheidungsvorgang, um auf
der gesamten Oberfläche eine Gate-Isolierschicht 24
auszubilden. Danach werden nacheinander eine amorphe
Siliziumschicht und eine (n+)-dotierte Siliziumschicht
ausgebildet. Dann wird ein Photoätzprozeß durchgeführt, um die
amorphe Siliziumschicht und die (n+)-dotierte Siliziumschicht
zu strukturieren, d. h. partiell in vorbestimmtem Muster
wegzuätzen. Auf diese Weise werden eine amorphe Siliziumschicht
25 und eine (n+)-dotierte Siliziumschicht 26 in einem einen
Dünnschichttransistor bildenden Bereich ausgebildet (der in
Fig. 4 nicht dargestellt ist). In diesem Fall wird aber im
Bereich der in Fig. 4 gezeigten Kondensator-Elektrode weder
eine amorphe Siliziumschicht noch eine (n+)-dotierte
Siliziumschicht ausgebildet.
Dann erfolgt ein Sputtervorgang zur Bildung einer leitfähigen
Schicht, und dann werden eine Source-Elektrode 29, eine
Drain-Elektrode 30 und im Kondensatorbereich eine zweite
Kondensator-Elektrode (zweite leitfähige Schicht) 52 gestaltet,
indem die leitfähige Schicht partiell weggeätzt wird. Die
Source-Elektrode 29, die Drain-Elektrode 30 und die zweite
Kondensator-Elektrode 52 bestehen aus einem leitfähigen
Material mit hoher Ätzselektivität gegenüber Silizium und der
darunter liegenden Gate-Isolierschicht 24. Zum Beispiel kann
ein Metall wie Aluminium oder ein Werkstoff wie Indium-Zinn-Oxid
verwendet werden. Die Dicke der zweiten leitfähigen
Schicht kann die gleiche sein wie bei der amorphen
Siliziumschicht 27 nach Fig. 1B.
Dann wird auf der (n+)-dotierten Siliziumschicht 26 ein
Trockenätzvorgang durchgeführt, wobei die Source-Elektrode 29
und die Drain-Elektrode 30 entsprechend ihren Mustern als
Masken verwendet werden, wodurch auf einem Abschnitt einer
Dünnschichttransistor-Kanalzone die (n+)-dotierte
Siliziumschicht entfernt wird. Auf diese Weise wird ein
Dünnschichttransistor gebildet, wie im linken Teil der Fig. 1D
gezeigt.
Dann wird durch einen chemischen Abscheidungsvorgang eine
Schutzisolierschicht 31 abgelagert, und dann wird durch
Photoätzen ein geeigneter Teil der Schutzisolierschicht
abgeätzt, so daß eine Kontaktausnehmung 32-1 geöffnet wird, um
die Pixelelektrode an die Drain-Elektrode anschließen zu
können. Ferner wird oberhalb der zweiten Kondensator-Elektrode
ein Kondensator-Pixelelektrodenbereich 32-2 geöffnet. In diesem
Fall besteht die Schutzisolierschicht aus einem Material mit
hoher Ätzselektivität gegenüber der darunter liegenden
leitfähigen Schicht. Ein Beispiel für dieses Material ist
Siliziumnitrid. Dieser Ätzvorgang kann zu dem in Fig. 3
dargestellten Zeitpunkt A beendet werden, so daß die aus
Siliziumnitrid bestehende Schutzisolierschicht selektiv
abgeätzt werden kann.
Danach wird zur Bildung der Pixelelektrode auf der gesamten
Oberfläche eine transparente leitfähige Schicht (Indium-Zinn-Oxid)
abgelagert und anschließend durch selektives Ätzen in das
gewünschte Muster gebracht. Folglich wird die Pixelelektrode 33
durch die Kontaktausnehmung mit der Drain-Elektrode 30
verbunden. Ferner wird die Kondensator-Pixelelektrode 33-1 als
Teil der Pixelelektrode 33 mit der leitfähigen
Kondensatorschicht 52 verbunden.
Nach den oben beschriebenen Verfahrensschritten wird der
herkömmliche Prozeß zur Vervollständigung des Pixels und der
Dünnschichttransistor-Flüssigkristallanzeigevorrichtung
durchgeführt.
Das Layout des Pixelelements, das wie vorstehend beschrieben
entsprechend der Erfindung ausgebildet wurde, nimmt die in
Fig. 2 gezeigte Gestalt an.
Das in der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Weise
gebildete Pixel der Flüssigkristallanzeigevorrichtung enthält:
eine transparente Pixelelektrode 33 zum Zuführen eines
Spannungspotentials an einen Flüssigkristall; einen zum Anlegen
einer Signalspannung an die Pixelelektrode dienenden
Dünnschicht-Schalttransistor mit einer Source-Elektrode 29,
einer Gate-Elektrode 21 und einer Drain-Elektrode 30, die mit
der Pixelelektrode verbunden ist; und einen Kondensator zum
Aufrechterhalten der zugeführten Signalspannung nach
Abschaltung des Dünnschichttransistors. Der Speicherkondensator
enthält: eine auf dem Substrat ausgebildete erste Elektrode 20
(Kondensator-Elektrode); eine auf der ersten Elektrode
ausgebildete dielektrische Kondensatorschicht 24 in Form einer
Gate-Isolierschicht; eine auf der dielektrischen
Kondensatorschicht ausgebildete zweite Elektrode 27′ (oder 52),
33-1; eine Schutzisolierschicht 31, die nur die Ränder der
zweiten Kondensator-Elektrode bedeckt; und eine Pixelelektrode
33, die mit einem nicht von der Isolierschicht 31 bedeckten
Teil der zweiten Elektrode elektrisch verbunden ist.
Die auf der dielektrischen Kondensatorschicht gebildete zweite
Elektrode besteht aus dem gleichen Material wie die
Pixelelektrode und ist auf dem nicht von der Isolierschicht
bedeckten Teil der dielektrischen Kondensatorschicht
ausgebildet. Alternativ wird die zweite Elektrode als
leitfähige Schicht auf der Kondensator-Isolierschicht gebildet,
besteht aber aus einem anderen Material als die Pixelelektrode.
Die erste (Kondensator-)Elektrode, die unterhalb der
dielektrischen Kondensatorschicht gebildet ist, besteht
entweder aus dem gleichen Material wie die Halbleiterschicht
des Dünnschichttransistors oder aus dem gleichen Metall wie die
Source-Elektrode und die Drain-Elektrode.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Erfindung ist der
Speicherkondensator so ausgebildet, daß die erste
Kondensator-Elektrode und die zweite Kondensator-Elektrode
einander gegenüberliegen, aber um die oder weniger als die
Dicke der Gate-Isolierschicht voneinander beabstandet sind und
dem Speicherkondensator daher eine erhöhte Kapazität verleihen.
Zusammenfassend werden die wesentlichen Merkmale der Erfindung
nochmals herausgestellt.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines
Speicherkondensators einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung,
die eine auf einer Schutzschicht angeordnete Pixelelektrode
aufweist, weist die folgenden Schritte:
auf einem Substrat wird eine erste Kondensator-Elektrode ausgebildet;
der Reihe nach werden eine Isolierschicht, eine amorphe Siliziumschicht und eine Schutzschicht auf der ersten Kondensator-Elektrode ausgebildet, wobei die amorphe Siliziumschicht eine Ätzstopschicht ist;
die Schutzschicht oder alternativ die Schutzschicht und die amorphe Siliziumschicht (wird) werden geätzt, um (eine) geätzte Schicht(en) zu bilden; und
auf (der) den geätzten Schicht(en) wird unter Fertigstellung des Speicherkondensators eine leitfähige Schicht als zweite Kondensator-Elektrode ausgebildet.
auf einem Substrat wird eine erste Kondensator-Elektrode ausgebildet;
der Reihe nach werden eine Isolierschicht, eine amorphe Siliziumschicht und eine Schutzschicht auf der ersten Kondensator-Elektrode ausgebildet, wobei die amorphe Siliziumschicht eine Ätzstopschicht ist;
die Schutzschicht oder alternativ die Schutzschicht und die amorphe Siliziumschicht (wird) werden geätzt, um (eine) geätzte Schicht(en) zu bilden; und
auf (der) den geätzten Schicht(en) wird unter Fertigstellung des Speicherkondensators eine leitfähige Schicht als zweite Kondensator-Elektrode ausgebildet.
Dabei kann der Ätzschritt ferner den Schritt umfassen, daß die
Schutzschicht bzw. die Schutzschicht und die amorphe
Siliziumschicht unter Freilegung einer vorgegebenen Fläche der
amorphen Siliziumschicht bzw. der über der ersten Kondensator-Elektrode
gelegenen Isolierschicht geätzt (wird) werden.
Bevorzugt kann die amorphe Siliziumschicht gleichzeitig mit der
Ausbildung einer amorphen Siliziumschicht eines
Dünnschichttransistors in der Flüssigkristallanzeigevorrichtung
ausgebildet werden.
Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung weist das
erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines
Speicherkondensators einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung,
die eine auf einer Schutzschicht angeordnete Pixelelektrode
aufweist, die folgenden Schritte auf:
auf einem Substrat wird eine erste Kondensator-Elektrode ausgebildet;
der Reihe nach werden eine Isolierschicht, eine erste leitfähige Schicht als Ätzstopschicht und eine Schutzschicht auf der ersten Kondensator-Elektrode ausgebildet; die Schutzschicht wird geätzt, um eine geätzte Schicht zu bilden; und
auf der geätzten Schicht wird unter Fertigstellung des Speicherkondensators eine mit der ersten leitfähigen Schicht verbundene zweite leitfähige Schicht als zweite Kondensator-Elektrode ausgebildet, wobei die zweite Kondensator-Elektrode mit der Pixelelektrode verbunden wird.
auf einem Substrat wird eine erste Kondensator-Elektrode ausgebildet;
der Reihe nach werden eine Isolierschicht, eine erste leitfähige Schicht als Ätzstopschicht und eine Schutzschicht auf der ersten Kondensator-Elektrode ausgebildet; die Schutzschicht wird geätzt, um eine geätzte Schicht zu bilden; und
auf der geätzten Schicht wird unter Fertigstellung des Speicherkondensators eine mit der ersten leitfähigen Schicht verbundene zweite leitfähige Schicht als zweite Kondensator-Elektrode ausgebildet, wobei die zweite Kondensator-Elektrode mit der Pixelelektrode verbunden wird.
Bevorzugt kann dabei die erste leitfähige Schicht als
leitfähige Metallschicht gleichzeitig mit der Ausbildung von
Source- und Drain-Elektroden eines Dünnschichttransistors der
Flüssigkristallanzeigevorrichtung ausgebildet werden.
Dabei kann der Ätzschritt ferner den Schritt umfassen, daß die
Schutzschicht unter Freilegung einer vorgegebenen Fläche der
ersten leitfähigen Schicht geätzt wird, die auf der
Isolierschicht über der ersten Kondensator-Elektrode liegt.
Bevorzugt wird bei allen Ausführungsformen des
erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens die erste Kondensator-Elektrode
anodisch oxidiert, derart, daß auf einer Oberfläche
der ersten Kondensator-Elektrode eine anodisierte Schicht
ausgebildet wird, bevor die Isolierschicht ausgebildet wird.
Die erfindungsgemäße Flüssigkristallanzeigevorrichtung weist
einen Speicherkondensator auf, der mit einer auf einer
Schutzschicht ausgebildeten Pixelelektrode verbunden ist, wobei
der Speicherkondensator eine auf einem Substrat angeordnete
erste Elektrode und folgende weitere Merkmale aufweist:
eine Isolierschicht, eine amorphe Siliziumschicht und eine Schutzschicht, die nacheinander über der ersten Kondensator-Elektrode ausgebildet sind, wobei die amorphe Siliziumschicht eine Ätzstopschicht ist und die Schutzschicht oder alternativ die Schutzschicht und die amorphe Siliziumschicht geätzt (ist) sind, um (eine) geätzte Schicht(en) zu bilden; und
eine leitfähige Schicht ist über (der) den geätzten Schicht(en) als zweite Kondensator-Elektrode des Speicherkondensators ausgebildet und mit der Pixelelektrode verbunden.
eine Isolierschicht, eine amorphe Siliziumschicht und eine Schutzschicht, die nacheinander über der ersten Kondensator-Elektrode ausgebildet sind, wobei die amorphe Siliziumschicht eine Ätzstopschicht ist und die Schutzschicht oder alternativ die Schutzschicht und die amorphe Siliziumschicht geätzt (ist) sind, um (eine) geätzte Schicht(en) zu bilden; und
eine leitfähige Schicht ist über (der) den geätzten Schicht(en) als zweite Kondensator-Elektrode des Speicherkondensators ausgebildet und mit der Pixelelektrode verbunden.
Dabei kann (können) die Schutzschicht bzw. die Schutzschicht und
die amorphe Siliziumschicht so geätzt sein, daß eine
vorgegebene Fläche der amorphen Siliziumschicht bzw. der über
der ersten Kondensator-Elektrode liegenden Isolierschicht
freiliegt.
Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung weist die
Flüssigkristallanzeigevorrichtung einen
Speicherkondensator auf, der mit einer auf einer Schutzschicht
ausgebildeten Pixelelektrode verbunden ist, wobei der
Speicherkondensator eine auf einem Substrat angeordnete erste
Elektrode und folgende weitere Merkmale aufweist:
eine Isolierschicht, eine erste leitfähige Schicht als Ätzstopschicht und eine Schutzschicht, die der Reihe nach über der ersten Kondensator-Elektrode ausgebildet sind;
die Schutzschicht ist geätzt, um eine geätzte Schicht zu bilden; und
eine zweite leitfähige Schicht ist über der geätzten Schicht als zweite Kondensator-Elektrode des Speicherkondensators ausgebildet und mit der Pixelelektrode verbunden.
eine Isolierschicht, eine erste leitfähige Schicht als Ätzstopschicht und eine Schutzschicht, die der Reihe nach über der ersten Kondensator-Elektrode ausgebildet sind;
die Schutzschicht ist geätzt, um eine geätzte Schicht zu bilden; und
eine zweite leitfähige Schicht ist über der geätzten Schicht als zweite Kondensator-Elektrode des Speicherkondensators ausgebildet und mit der Pixelelektrode verbunden.
Bevorzugt ist die erste leitfähige Schicht eine leitfähige
Metallschicht aus demselben Metall wie die Source- und die
Drain-Elektrode des Dünnschichttransistors der
Flüssigkristallanzeigevorrichtung.
Dabei kann die Schutzschicht derart geätzt sein, daß eine
vorgegebene Fläche der ersten leitfähigen Schicht, die sich auf
der Isolierschicht über der ersten Kondensator-Elektrode
befindet, freiliegt.
Bevorzugt kann bei allen erfindungsgemäßen Ausführungsformen
der Flüssigkristallanzeigevorrichtung die Oberfläche der ersten
Kondensator-Elektrode mit einer anodisch oxidierten Schicht
versehen sein.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Flüssigkristallanzeigevorrichtung ist diese versehen mit:
einer Mehrzahl von Gate-Leitungen und einer Mehrzahl von Daten-Leitungen, wobei die Gate- und Daten-Leitungen zu einer Matrix angeordnet sind;
einer Mehrzahl von Dünnschichttransistoren, die jeweils einen Gate-Bereich, einen Source-Bereich und einen Drain-Bereich aufweisen und jeweils an einer Kreuzungsstelle eines zugeordneten Paars der Mehrzahl von Gate- und Daten-Leitungen in der Matrix angeordnet sind, wobei die Gate-Leitungen und die Daten-Leitungen mit der Gate-Elektrode bzw. der Source-Elektrode des Dünnschichttransistors verbunden sind;
einer Mehrzahl von Pixelelektroden, wobei jede Pixelelektrode mit der Drain-Elektrode eines individuell zugeordneten Dünnschichttransistors verbunden ist; und
einer Mehrzahl von Kondensatoren zum Aufrechterhalten einer an den Pixelelektroden anstehenden Spannung, wobei jeder der Kondensatoren mit einer individuell zugeordneten Pixelelektrode verbunden ist;
wobei jeder der Kondensatoren aufweist:
eine Gate-Isolierschicht, eine Ätzstopschicht und eine mit der Pixelelektrode verbundene Kondensator-Elektrode; oder
eine Gate-Isolierschicht,
eine Ätzstopschicht, die auf der Gate-Isolierschicht angeordnet und in vorgegebener Weise so gestaltet ist, daß ein Teil der Gate-Isolierschicht freigelegt ist, und
eine über der Ätzstopschicht und auf dem freigelegten Teil der Gate-Isolierschicht liegende leitfähige Schicht, die mit der Ätzstopschicht in elektrischem Kontakt steht, dergestalt, daß die leitfähige Schicht und die Ätzstopschicht zusammen jeweils eine Kondensator-Elektrode eines Kondensators bilden, wobei die Kondensator-Elektrode mit der zugeordneten Pixelelektrode verbunden ist; oder
eine Gate-Isolierschicht,
eine Ätzstopschicht, die auf der Gate-Isolierschicht angeordnet ist,
eine Schutzschicht, die auf der Ätzstopschicht liegt und in vorgegebener Weise so gestaltet ist, daß ein Teil der Ätzstopschicht freiliegt, und
eine auf der Schutzschicht und auf dem frei liegenden Teil der Ätzstopschicht liegende leitfähige Schicht, die mit der Ätzstopschicht in elektrischem Kontakt steht, dergestalt daß die leitfähige Schicht und die Ätzstopschicht zusammen jeweils eine Kondensator-Elektrode eines Kondensators bilden, wobei die Kondensator-Elektrode mit der zugeordneten Pixelelektrode verbunden ist.
einer Mehrzahl von Gate-Leitungen und einer Mehrzahl von Daten-Leitungen, wobei die Gate- und Daten-Leitungen zu einer Matrix angeordnet sind;
einer Mehrzahl von Dünnschichttransistoren, die jeweils einen Gate-Bereich, einen Source-Bereich und einen Drain-Bereich aufweisen und jeweils an einer Kreuzungsstelle eines zugeordneten Paars der Mehrzahl von Gate- und Daten-Leitungen in der Matrix angeordnet sind, wobei die Gate-Leitungen und die Daten-Leitungen mit der Gate-Elektrode bzw. der Source-Elektrode des Dünnschichttransistors verbunden sind;
einer Mehrzahl von Pixelelektroden, wobei jede Pixelelektrode mit der Drain-Elektrode eines individuell zugeordneten Dünnschichttransistors verbunden ist; und
einer Mehrzahl von Kondensatoren zum Aufrechterhalten einer an den Pixelelektroden anstehenden Spannung, wobei jeder der Kondensatoren mit einer individuell zugeordneten Pixelelektrode verbunden ist;
wobei jeder der Kondensatoren aufweist:
eine Gate-Isolierschicht, eine Ätzstopschicht und eine mit der Pixelelektrode verbundene Kondensator-Elektrode; oder
eine Gate-Isolierschicht,
eine Ätzstopschicht, die auf der Gate-Isolierschicht angeordnet und in vorgegebener Weise so gestaltet ist, daß ein Teil der Gate-Isolierschicht freigelegt ist, und
eine über der Ätzstopschicht und auf dem freigelegten Teil der Gate-Isolierschicht liegende leitfähige Schicht, die mit der Ätzstopschicht in elektrischem Kontakt steht, dergestalt, daß die leitfähige Schicht und die Ätzstopschicht zusammen jeweils eine Kondensator-Elektrode eines Kondensators bilden, wobei die Kondensator-Elektrode mit der zugeordneten Pixelelektrode verbunden ist; oder
eine Gate-Isolierschicht,
eine Ätzstopschicht, die auf der Gate-Isolierschicht angeordnet ist,
eine Schutzschicht, die auf der Ätzstopschicht liegt und in vorgegebener Weise so gestaltet ist, daß ein Teil der Ätzstopschicht freiliegt, und
eine auf der Schutzschicht und auf dem frei liegenden Teil der Ätzstopschicht liegende leitfähige Schicht, die mit der Ätzstopschicht in elektrischem Kontakt steht, dergestalt daß die leitfähige Schicht und die Ätzstopschicht zusammen jeweils eine Kondensator-Elektrode eines Kondensators bilden, wobei die Kondensator-Elektrode mit der zugeordneten Pixelelektrode verbunden ist.
Die Flüssigkristallanzeigevorrichtung kann ferner mit einer
Schutzschicht zwischen der Ätzstopschicht und der leitfähigen
Schicht versehen sein, wobei auch die Schutzschicht in der
gleichen vorgegebenen Weise wie die Ätzstopschicht gestaltet
ist, um den Teil der Gate-Isolierschicht freizulegen.
Bevorzugt liegt dabei die Schutzschicht auf der Ätzstopschicht
und die leitfähige Schicht liegt sowohl auf der Schutzschicht
als auch auf dem freigelegten Teil der Gate-Isolierschicht.
Die Ätzstopschicht kann eine Halbleiterschicht, die aus dem
gleichen Material besteht, das auch jeweils einen Teil der
Dünnschichttransistoren bildet, oder eine Metallschicht sein,
die aus dem gleichen Material besteht, das auch die Source- und
Drain-Elektroden bildet.
Claims (21)
1. Verfahren zum Herstellen einer
Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einer Mehrzahl von
Pixelelementen, von denen jedes einen Speicherkondensator
aufweist, mit folgenden Schritten:
auf einem Substrat (1) wird eine erste Kondensator-Elektrode (20) des Kondensators ausgebildet;
eine Isolierschicht, eine Ätzsperrschicht und eine Schutzschicht werden der Reihe nach auf der ersten Kondensator-Elektrode ausgebildet;
wenigstens die Schutzschicht wird geätzt, um eine geätzte Schicht zu bilden; und
auf der Oberfläche des derart erhaltenen Schichtenpakets wird eine leitfähige Schicht als zweite Kondensator-Elektrode des Kondensators, welche mit einer auf der Schutzschicht angeordneten Pixelelektrode des zugeordneten Pixelelements verbunden ist, unter Fertigstellung des Speicherkondensators ausgebildet.
auf einem Substrat (1) wird eine erste Kondensator-Elektrode (20) des Kondensators ausgebildet;
eine Isolierschicht, eine Ätzsperrschicht und eine Schutzschicht werden der Reihe nach auf der ersten Kondensator-Elektrode ausgebildet;
wenigstens die Schutzschicht wird geätzt, um eine geätzte Schicht zu bilden; und
auf der Oberfläche des derart erhaltenen Schichtenpakets wird eine leitfähige Schicht als zweite Kondensator-Elektrode des Kondensators, welche mit einer auf der Schutzschicht angeordneten Pixelelektrode des zugeordneten Pixelelements verbunden ist, unter Fertigstellung des Speicherkondensators ausgebildet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Schutzschicht derart
geätzt wird, daß die der Schutzschicht zugewandte Fläche der
auf der Isolierschicht ausgebildeten Ätzsperrschicht in einem
der ersten Kondensator-Elektrode gegenüberliegenden Bereich der
Ätzsperrschicht freigelegt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Schutzschicht und die
darunter liegenden Ätzsperrschicht beide derart geätzt werden,
daß die der Ätzsperrschicht zugewandte Fläche der über der
ersten Kondensator-Elektrode gelegenen Isolierschicht in einem
der ersten Kondensator-Elektrode gegenüberliegenden Bereich der
Isolierschicht freigelegt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die
Ätzsperrschicht aus einem Halbleitermaterial hergestellt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die Ätzsperrschicht aus
amorphem Silizium hergestellt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die
Ätzsperrschicht aus einem Metall hergestellt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem der
Kondensator eines jeden Pixelelements gleichzeitig mit dem
Ausbilden eines diesem zugeordneten Dünnschichttransistors der
Flüssigkristallanzeigevorrichtung ausgebildet wird.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 4 und 7, bei dem die
Ätzsperrschicht des Kondensators gleichzeitig mit dem Ausbilden
einer Halbleiterschicht des Dünnschichttransistors aus
demselben Halbleitermaterial wie diese ausgebildet wird.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 6 und 7, bei dem die
Ätzsperrschicht des Kondensators gleichzeitig mit dem Ausbilden
der Source- und der Drain-Elektrode des Dünnschichttransistors
aus demselben Metall wie diese ausgebildet wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit dem
weiteren Schritt, daß die erste Kondensator-Elektrode anodisch
oxidiert wird, so daß auf einer Oberfläche der ersten
Kondensator-Elektrode eine anodisierte Schicht ausgebildet
wird, bevor die Isolierschicht ausgebildet wird.
11. Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einer Mehrzahl von
Pixelelementen, von denen jedes einen Speicherkondensator
aufweist, der eine erste auf einem Substrat ausgebildete
Kondensator-Elektrode, eine auf der ersten Kondensator-Elektrode
ausgebildete einsichtige Isolierschicht, eine auf der
Isolierschicht ausgebildete und gegenüber dieser eine bestimmte
Ätzselektivität aufweisende Ätzsperrschicht und eine leitfähige
Schicht aufweist, von der wenigstens ein Teil der mit der
Pixelelektrode des zugeordneten Pixelelements elektrisch
verbundenen zweiten Kondensator-Elektrode des
Speicherkondensators gebildet ist, wobei der Abstand zwischen
den beiden Kondensator-Elektroden wenigstens im wesentlichen
der Dicke der Isolierschicht entspricht.
12. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 11, bei der
die Ätzsperrschicht auf der Isolierschicht derart ausgebildet
ist, daß die leitfähige Schicht wenigstens in einem der ersten
Kondensator-Elektrode gegenüberliegenden Bereich der
Ätzsperrschicht auf dieser aufliegt und die zweite Kondensator-Elektrode
zusammen von der leitfähigen Schicht und der
Ätzsperrschicht gebildet ist.
13. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 11, bei der
die Ätzsperrschicht mit Ausnahme eines der ersten Kondensator-Elektrode
gegenüberliegenden Bereichs der Isolierschicht auf
dieser angeordnet ist, die leitfähige Schicht in diesem Bereich
auf der Isolierschicht aufliegt und mit der Ätzsperrschicht in
elektrischem Kontakt steht und die zweite Kondensator-Elektrode
zusammen von der leitfähigen Schicht und der Ätzsperrschicht
gebildet ist.
14. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 12 oder 13,
bei der die Ätzsperrschicht eine Halbleiterschicht ist.
15. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 14, bei der
die Ätzsperrschicht eine amorphe Siliziumschicht ist.
16. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 12 oder 13,
bei der die Ätzsperrschicht eine Metallschicht ist.
17. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche
12 bis 16, bei der eine Schutzschicht mit Ausnahme in dem
Bereich zwischen der Ätzsperrschicht und der leitfähigen
Schicht angeordnet ist.
18. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche
11 bis 17, bei der auf der Oberfläche der ersten Kondensator-Elektrode
unter der Isolierschicht eine anodisch oxidierte
Schicht ausgebildet ist.
19. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche
11 bis 17, ferner mit
einer Mehrzahl von Gate-Leitungen (40) und einer Mehrzahl von Daten-Leitungen (50), wobei die Gate-Leitungen und die Daten-Leitungen unter Bestimmung der Mehrzahl von Pixelelementen zu einer Matrix angeordnet sind;
jeweils einem Dünnschichttransistor in jedem Pixelelement, der einen Gate-Bereich, einen Source-Bereich und einen Drain-Bereich aufweist und an einer Kreuzungsstelle des dem Pixelelement zugeordneten Paars der Mehrzahl von Gate- und Daten-Leitungen in der Matrix angeordnet ist, wobei die Gate-Elektrode (29) und die Source-Elektrode (30) des Dünnschichttransistors mit der zugeordneten Gate-Leitung bzw. der zugeordneten Daten-Leitung verbunden sind und die Drain-Elektrode (30) ihrerseits mit der Pixelelektrode (33) des Pixelelements verbunden ist.
einer Mehrzahl von Gate-Leitungen (40) und einer Mehrzahl von Daten-Leitungen (50), wobei die Gate-Leitungen und die Daten-Leitungen unter Bestimmung der Mehrzahl von Pixelelementen zu einer Matrix angeordnet sind;
jeweils einem Dünnschichttransistor in jedem Pixelelement, der einen Gate-Bereich, einen Source-Bereich und einen Drain-Bereich aufweist und an einer Kreuzungsstelle des dem Pixelelement zugeordneten Paars der Mehrzahl von Gate- und Daten-Leitungen in der Matrix angeordnet ist, wobei die Gate-Elektrode (29) und die Source-Elektrode (30) des Dünnschichttransistors mit der zugeordneten Gate-Leitung bzw. der zugeordneten Daten-Leitung verbunden sind und die Drain-Elektrode (30) ihrerseits mit der Pixelelektrode (33) des Pixelelements verbunden ist.
20. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach den Ansprüchen 14
und 19, bei der eine Halbleiterschicht des
Dünnschichttransistors aus dem gleichen Material ist wie die
als Halbleiterschicht ausgebildete Ätzsperrschicht.
21. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach den Ansprüchen 16
und 19, bei der die Source- und die Drain-Elektrode des
Dünnschichttransistors aus dem gleichen Material ist wie die
als Metallschicht ausgebildete Ätzsperrschicht.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019950011261A KR100303134B1 (ko) | 1995-05-09 | 1995-05-09 | 액정표시소자및그제조방법. |
KR95-11261 | 1995-05-09 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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