DE2755151A1

DE2755151A1 - Fluessigkristall-bildschirm mit matrix-ansteuerung

Info

Publication number: DE2755151A1
Application number: DE19772755151
Authority: DE
Inventors: Alex M Leupp; Denis J Mcgreivy; Henry T Peterson
Original assignee: Hughes Aircraft Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1976-12-20
Filing date: 1977-12-10
Publication date: 1978-06-22
Also published as: GB1541374A; NL7714154A; US4103297A; NL183679C; JPS5820434B2; NL183679B; DE2755151C3; FR2374714B1; JPS5377495A; DE2755151B2; FR2374714A1; IL53260A

Description

Anmelderin; Stuttgart, 7· Dezember 1977 Hughes Aircraft Company P 34^6 S/kg Centinela Avenue and Teale Street Culver City, Calif., V.St.A.

Vertreter;

Kohler - Schwindling - Späth Patentanwälte Hohentwielstraße 41 7000 Stuttgart 1

Flüssigkristall-Bildschirm mit Matrix-Ansteuerung

Die Erfindung betrifft einen Flüssigkristall-Bildschirm mit Matrix-Anateuerung, der einen an der Rückseite einer Flüssigkristallschicht angeordnete Halbleiterplatte umfaßt, die auf ihrer der Flüssigkristallschicht zugewandten Seite in dem Halbleitermaterial gebildete, in Form einer Matrix angeordnete Schaltglieder und in einer gemeinsamen Ebene angeordnete, reflektierende Elektroden aufweist, die den einzelnen Schaltgliedern zugeordnet und mit ihnen elektrisch leitend verbunden sind.

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Bei Bildschirmen hoher Auflösung wird daa Bild aus taueenden von einsein steuerbaren, elementaren Flüssigkristall-Zellen gebildet, an die eineein das die Helligkeit des von der Zelle definierten Bildpunktee bestimmende Potential axt ausreichend hoher Folgegeschwindigkeit zugeführt werden muß, um ein Merkliches Flimmern des erzeugten Bildes zu vermeiden. Zu diesem Zweck kann eine dünne Schicht eines Flüssigkristall-Materials zwischen einer Glasplatte, die mit einer transparenten Elektrode versehen ist, und einer Rückplatte angeordnet sein, die mit einer Matrix reflektierender Elektroden versehen ist, die sich auf einer von der Rückplatte getragenen Halbleiterschicht oder -platte befindet. Sie Halbleiterplatte enthält auch die zur Adressierung der Elektroden erforderliche Schaltungsanordnung, welche die Schaltglieder, insbesondere Feldeffekt-Transistoren, und elektrische Speicherglieder (Kondensatoren) umfaßt, die benachbart zu den die einzelnen Flüssigkristall-Zellen definierenden reflektierenden Elektroden angeordnet sind. Dabei bildet die reflektierende Elektrode eine Platte des Kondensators. Jeder Feldeffekt-Transistor wird zur Adressierung eines zugeordneten Elementes der Matrix benutzt, während der zugeordnete Speicherkondensator des an die Flüssigkristall-Zelle angelegte Potential hält, bis dieses Potential entsprechend der darzustellenden Information korrigiert wird· Bei typischen Bildschirmen findet die Korrektur nach jeweils 33 ms statt. Ein solcher Aufbau eines Flüssigkristall-Bildschirmes ist beispielsweise in der US-PS 3 862 360 beschrieben.

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Flüssigkriatall-Bildschirme der gerade beachriebenen Art aind reflektierende Bildachirme und sind daher für ihren Betrieb auf einfallendes Licht angewiesen. Leider sind jedoch die Feldeffekt-Transistoren, die zur Steuerung der Speicherkondensatoren auf der Bückplatte dienen, selbst gegen eine sehr geringe Intensität von einfallendem Licht äußerst empfindlich. Als Folge davon ist die Fähigkeit der Speicherkondensatoren, das an die einzelnen Flüsaigkriatall-Zellen angelegte Potential bis zur nächsten Korrektur aufrechtzuerhalten, stark beeinträchtigt. Die abschirmende Wirkung der reflektierenden Elektroden, die sich in einer Ebene zwischen der Vorderseite des Bildschirmes und den Feldeffekt-Transistoren befinden, ist unzureichend, um einfallendes Licht daran zu hindern, die Speicherkondenaatoren zu entladen, weil ein Spalt oder eine Lücke zwischen den benachbarten Reihen und Spalten der Elektroden vorhanden sein muß.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Flüssigkristall-Bildschirm der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß die die Schaltglieder umfassende Schaltungsanordnung im wesentlichen gegen einfallendes Licht geschützt ist.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß sich an der Oberfläche der Halbleiterplatte eine dotierte Schicht befindet, in der sich eine Vielzahl von Öffnungen befindet, daß alle Schaltelemente in den öffnungen angeordnet und von der dotierten Schicht umgeben sind und daß alle öffnungen von den reflektierenden Elektroden vollständig bedeckt sind.

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Bei dem aus der US-Ri 3 862 360 bekannten Bildschirm wird eine Platte jedes Speicherkondensators in der Halbleiterplatte durch Ionen-Implantation gebildet. Die reflektierenden Elektroden bilden zugleich die oberen Platten der Speicherkondensatoren, während eine Vielzahl hochdotierter Bereiche in der Halbleiterplatte, von denen sich jeder unter einer zugeordneten reflektierenden Elektrode befindet, als untere Platte jedes Kondensators dienen. Es hat sich gezeigt, daß Bildschirme dieser Art für einfallendes Licht im wesentlichen undurchlässig gemacht werden kann, daß die dotierte Schicht an der Oberfläche der Halbleiterplatte so ausgebildet werden kann, daß sie die gesamte Halbleiterplatte bedeckt, abgesehen von den Stellen, an denen die Schalt-Transistoren erzeugt werden sollen, und indem jede reflektierende Elektrode vollständig über eine der Öffnungen ausgedehnt wird, die in der dotierten Schicht für die Schalt-Transistoren freigelassen werden· Demgemäß erstreckt sich die dotierte Schicht über alle diejenigen Stellen, an denen sich Spalte oder Lücken zwischen benachbarten Elektroden befinden, während die Elektroden alle diejenigen Stellen bedecken, an denen die dotierte Schicht Offnungen oder Lücken aufweist. Auf diese Weise wird die Lichtempfindlichkeit des Bildschirmes bedeutend vermindert, da diese Lichtempfindlichkeit vornehmlich auf Raumladungebereiche zurückzuführen ist, die unter jeder Elektrode in der Halbleiterplatte leicht entstehen können, nachdem an die Elektrode eine Gleichspannung angelegt wurde. Einfallendes Licht, das die Halbleiterplatte zwischen

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benachbarten reflektierenden Elektroden trifft, bewirkt dann die Photogeneration von Elektronen-Loch-Paaren in dem Raumladungsbereich, welche die Bildung einer Inversionsschicht beschleunigen, die ihrerseits die ordentliche Funktion der Speicherkondensatoren stört·

Durch die Erfindung wird die Bildung des Raumladungsbereiches unter den reflektierenden Elektroden durch die stark dotierte Schicht in der Halbleiterplatte verhindert, die sich über alle Bereiche erstreckt, an denen ein Spalt zwischen benachbarten Elektroden vorhanden ist, sowie durch die Ausdehnung der reflektierenden Elektroden über die öffnungen in der dotierten Schicht, wodurch ein Auftreffen von Licht auf solche Abschnitte der Halbleiterplatte verhindert wird, die nicht durch die stark dotierte Schicht geschützt sind.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können bei anderen Ausführungsformen der Erfindung einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination Anwendung finden. Es zeigen

Fig. 1 eine Draufsicht auf die Vorderfläche der Rückplatte eines Flüssigkristall-Bildschirmes, bei dem die Erfindung verwirklicht werden kann,

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Bildschirm nach Fig. 1 in vergrößertem Maßstab,

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eine vereinfachte Darstellung des Querschnittes nach Fig. 2 zur Veranschaulichung der Art und Weise, wie unter den in den Fig. 1 und 2 dargestellten reflektierenden Elektroden eine Inversionsschicht gebildet wird, wenn an die Elektroden eine Spannung angelegt ist und auf die Anordnung Licht einfällt,

Fig. 4 die Anordnung nach Fig. 3 jedoch mit einer sich unterhalb der Elektroden erstreckenden dotierten Schicht und

Fig. 5 bis 14 schematische Darstellungen in der Draufsicht und im Querschnitt einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in aufeinanderfolgenden Stufen während ihrer Herstellung.

Bevor die durch die Erfindung bewirkte Verbesserung beschrieben wird, soll anhand der Fig. 1 und 2 der Aufbau und die Wirkungsweise eines Flüssigkristall-Bildschirmes erläutert werden, der aus einer Matrix aus Eiementar-Zellen besteht und der beispielsweise mit allen Einzelheiten in der US-PS 3 862 360 beschrieben ist. Wie ersichtlich, umfaßt ein solcher Bildschirm 26 eine dünne Schicht 28 aus Flüssigkristall-Material die sich zwischen einer Glasplatte 30, die auf einer Seite mit einer transparenten Elektrode 32 versehen ist und einer Hückplatte 34 befindet, die aus einem Halbleiter-Material bestehen kann, insbesondere aus Silicium, auf dem eine Matrix reflektierender Elektroden 36 gebildet worden ist. Die einzelnen Adressierkreise sind den reflektierenden Elektroden benachbart, die

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auch als obere Platten von LJpeicherkondensatoren dienen. Die transparente Elektrode 32 dient als gemeinsame Elektrode für alle einzelnen Zellen, die in einer Vielzahl von Reihen und Spalten angeordnet sind. Die in Fig. 1 dargestellte Matrix, die aus 16 χ 16 Elementarzellen besteht, ist um der Deutlichkeit der Darstellung willen auf etwa das 20-fache vergrößert. Bei tatsächlichen Bildschirmen finden sehr viel mehr Elementarzellen Verwendung, beispielsweise 1000 χ 1000 und mehr. Außer dem zwischen den Elektroden 32 und 36 angeordneten Flüssigkristall-Material 28 ist jeder Elementarzelle ein Feldeffekt-Transistor (FET) 22 und ein Kondensator 24 zugeordnet.

Der Kondensator 24 und der FET 22 bilden einen elementaren Kurzzeitspeicher, dessen Zweck darin besteht, einen Adressierimpuls, der eine typische Dauer von 30μa haben kann, zu strecken, beispielsweise auf 30 ms auszudehnen, um das an dem Flüssigkristall-Material anliegende Potential während der gesamten Zeit zwischen aufeinanderfolgenden Adressierimpulsen beizubehalten. Der Kondensator 24 umfaßt eine metallische Elektrode 36, die von einem n⁺-dotierten Bereich 15 in der Halbleiterplatte 34 durch eine dielektrische Schicht 68 getrennt ist. Der n⁺-dotierte Bereich ist normalerweise geerdet und wird vorzugsweise durch Ionen-Implantation erzeugt. Jeder p-Kanal FET umfaßt, wie aus Fig. 2 ersichtlich, ein Gate 62, eine Drain-Leitung 64, einen Source-Kontakt 60 und Drain- und Source-Zonen 39 und 41. Die genannten Zonen werden durch p⁺-Bereiche im Silicium-Substrat 34 vom η-Typ gebildet. Die reflektierende Elektrode 36 steht über den Source-Kontakt 60, der von einer

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AA

Verlängerung der Elektrode gebildet wird, mit der Source-Zone 41 in Verbindung. Alle Gates der einer gegebenen Zellenreihe zugeordneten FISTa sind mit einer zugeordneten Gate-Leitung verbunden, während die Drain-Zonen aller FETs, die den in einer Spalte angeordneten Zellen zugeordnet sind, an eine entsprechende Drain-Leitung 64 angeschlossen sind.

Die Wirkung von einfallendem Licht auf die in Fig. 2 dargestellte Anordnung ist in Fig. 3 veranschaulicht. Zur Vereinfachung sind die durch Ionen-Implantation erzeugten Bereiche 15, die als die unteren Platten der Kondensatoren 24 dienen, in Fig. 3 fortgelassen, und es sind die reflektierenden Elektroden 36 als ebene Platten dargestellt, die von der Oberfläche der Halbleiterplatte 34- durch eine Oxidschicht 68 gleichförmiger Dicke getrennt sind. Ebenso fortgelassen sind die Schalt-FETs 22. Statt dessen wird den Elektroden 36 unmittelbar eine Betriebsspannung V zugeführt, die in Wirklichkeit den Elektroden über die FETs 22 zugeführt werden würde. Das Anlegen der Spannung V an die Elektroden 36 führt zur Bildung eines Raumladungsbereiches 71 unter jeder Elektrode. Außerdem werden in der Umgebung der Source 41 infolge der von der Elektrode 36 her zugeführten Spannung Verarmungsζonen erzeugt. Diese Verarmungszonen vereinigen sich zu einer V e rarmungs β chicht.

Wenn ein derart angeregter Bildschirm einfallendem Licht ausgesetzt ist, das durch die Pfeile 73 angedeutet ist, werden in dem Raumladungsbereich Elektronen-Loch-Paare

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erzeugt, weil das einfallende Licht 73 durch die Spalte zwischen den benachbarten Elektroden 36 eindringt und die Raumladungsbereiche 71 trifft. Die Elektronen fließen dann in das Substrat, während die Löcher in Kichtung der Elektroden 36 fließen und in dem Halbleiter nahe dem Dielektrikum 68 eine Inversionsschicht bilden. Die Ausbildung dieser Inversionsschicht, die an die durch Diffusion erzeugten Source-Elektroden angrenzt, reduziert die im Kondensator 24 enthaltene Ladung, indem sie eine langsame Entladung des Kondensators auf einem Weg bewirkt, der von der Source-Diffusionszone 41 über die Inversionsschicht zum Substrat führt. Die Leitung zwischen der Inversionsschicht und dem Substrat erfolgt durch die oben beschriebene Photogeneration von Elektronen-Loch-Paaren.

Wenn unmittelbar unter der Oxidschicht 68 an der Oberfläche der Halbleiter-Platte 34 eine hochdotierte Schicht angeordnet wird, wie es Fig. 4 zeigt, ist die Bildung von Raumladungsbereichen verhindert, so daß sich keine Inversionsschichten ausbilden können, wenn der Bildschirm einfallendem Licht ausgesetzt wird. Es ist zu beachten, daß die bei dem bekannten Bildschirm nach Fig. 2 vorhandenen, voneinander getrennten, durch Ionen-Implantation dotierten Bereiche 15 eine ungenügende Ausdehnung haben, um die Bildung von Raumladungs-Bereichen in dem Halbleiter-Substrat zu verhindern. Weiterhin sind, wie es noch später beschrieben wird, die Elektroden 36 gemäß der Erfindung so gestaltet, daß sie alle öffnungen überdecken, die in der dotierten Schicht 75 zur Bildung der FETs 22 belassen werden.

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Ea ist die Kombination der dotierten Schicht 75 Mit der von den -Elektroden 36 bewirkten Abdeckung, welche den erfindungsgemäßen Schutz gegen einfallendes Licht bewirkt .

Anhand der Fig. 7 bis 14 wird nun ein nach der Erfindung ausgebildeter Bildschirm beschrieben, ebenso wie der Bildschirm nach Fig. 2 weist auch die beschriebene Ausführungsform der Erfindung eine Halbleiterplatte 77 auf, an deren der Flüssigkristallschicht zugewandten Hauptfläche 79 eine stark dotierte Schicht 81 erzeugt wird. In dieser Schicht werden Öffnungen 83 (siehe Fig. 7) belassen, die in einer Vielzahl von Keinen und Spalten angeordnet sind und es wird innerhalb Jeder Öffnung in der Halbleiterplatte 77 ein Schaltglied 85 erzeugt, das hier als FUT dargestellt ist. Über der Oberfläche 79 der Halbleiterplatte 77 wird eine Matrix von in einer Ebene liegenden reflektierten Elektroden 8? erzeugt, von denen jede sich vollständig über eine der öffnungen 83 erstreckt (aiehe Fig. 13 und 14). Ea sind Einrichtungen 89 zur elektrischen Verbindung der FETa 8J? mit den sich jeweils über sie erstreckenden Elektroden 87 vorgesehen. Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform umfassen diese Verbindungs-Einrichtungen 89 eine Zwischenelektrode 90, die mit dem FET 85 und insbesondere seiner Source 85s verbunden ist (Fig. 14). Die Zwischenelektrode 90 erstreckt sich parallel zur Oberfläche 79 der Halbleiterplatte und bildet mit der dotierten bchicht 81 einen Kondensator.

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Im Abstand von den in einer Ebene angeordneten reflektierenden Elektroden 87 befindet sich eine durchsichtige vordere Elektrode 91» die von einer Glasplatte 92 getragen wird. Zwischen der vorderen Elektrode 91 und den hinteren, reflektierenden Elektroden 8? ist durch nicht dargestellte, geeignete Abdichtmittel ein Flüssigkristall-Material 93 eingeschlossen. Endlich ist Sorge dafür getragen, daß eine Steuer- oder Anregungsspannung zwischen ausgewählte reflektierende Elektroden 87 und die vordere Elektrode 91 mittels der Schaltglieder 85 gelegt werden kann, um eine Bilddarstellung zu erzeugen. Bei der dargestellten bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung bestehen diese Schaltglieder aus Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekt-Transistoren (MOSFET), die eine Source 8ßs, und ein Drain 85d umfassen, die von dotierten Bereichen im Substrat 77 gebildet werden, und ein dazwischen angeordnetes Metall- oder Silicium-Gate 85g. Die Einrichtungen zum Anlegen einer Anregungsspannung an den Bildschirm umfaßt eine Anzahl im gleichen Abstand angeordneter, paralleler Gate-Leitungen 95» von denen Jede Gate-Leitung mit allen Gats 85g der in der gleichen Reihe angeordneten Schalttransistoren 85 verbunden ist· Außerdem umfassen die Einrichtungen zum Anlegen von Anregungsspannungen eine Vielzahl von in gleichem Abstand angeordneten, parallelen Drain-Leitungen 97» von denen Jede mit den Drains 85d aller in der gleichen Spalte angeordneten Schalt-Transistoren 85 verbunden ist.

Wie am besten aus Fig. 11 ersichtlich, begrenzen die Drain-Leitungen 97 und Gate-Leitungen 95 eine Vielzahl

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gleich geformter Flächenbereiche 100, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel quadratisch sind. Sie öffnungen 83 in der dotierten öchicht 81 (Pig. 7) sind jeweils in der Ecke eines dieser quadratischen Flächenbereiche 100 angeordnet, und es befindet sich jede der Zwischenelektroden 90 (Fig. 11) vollständig innerhalb der Grenzen eines zugeordneten Flächenbereiches. Dagegen sind die reflektierenden Elektroden 87 gegenüber den Flächenbereichen 100 seitlich ausreichend weit versetzt, um die öffnungen 83 vollständig zu überdecken (vgl. Fig· und 13). Infolgedessen ist jeder Teil des Substrats 17, der im Bereich zwischen benachbarten reflektierenden Elektroden 87 dem einfallenden Licht ausgesetzt ist, mit der stark dotierten Schicht 81 versehen, wo das einfallende Licht keine Inversionsschicht bilden kann.

Es ist beachtenswert, daß trotz des Versatzes der reflektierenden Elektroden 87 gegenüber den ihnen zugeordneten Zwischenelektroden 90 beide Elektroden zusammen keine vollständige Abdeckung der Oberfläche 79 gegen einfallendes Licht bewirken können. Dies liegt daran, daß die beiden Elektroden 87 und 90 in Spalten und Zeilen angeordnet sind, zwischen denen sich Zwischenräume befinden. Die vollständige Abdeckung, die für eine maximale Unempfindlichkeit gegen einfallendes Licht erwünscht ist, kann nur im Zusammenwirken der versetzten reflektierenden Elektroden 87 mit der durchgehend ausgebildeten dotierten Schicht 81 erzielt werden, die lediglich voneinander getrennte öffnungen 83 aufweist.

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Die wesentlichen Schritte eines Verfahrens, das zur Herstellung eines nach der Erfindung ausgebildeten Bildschirmes geeignet ist, wird nun anhand der Fig. 5 bis 14 beschrieben« Gemäß den Fig. 5 und 6 betrifft der erste Schritt die Bildung der MOSFi^Ts 85 und umfaßt das Aufbringen und Ätzen einer Oxidschicht 991 die Öffnungen 101 und 103 aufweist, welche die Ausdehnung der zur Bildung von Drain und Source dienenden Diffusionszonen 85d bzw. 85s definieren. Wenn die Halbleiterplatte 77 n-dotiert ist, wie es bei dem oben erwähnten Bildschirm nach der US-PS 3 862 360 der Fall ist, wobei ein spezifischer VJiderstand des Substrats von 3 Ohm« cm typisch ist, bestehen die Source- und Drain-Diffusionszonen 85s und 85d aus p-dotierten Bereichen, die durch bekannte Diffusionsverfahren erzeugt werden können. Die Oxidschicht 99 wird dann entfernt (Fig„ 7 und 8). Anschließend wird die Oberfläche 79 der Halbleiterplatte 77 erneut mit einem Photolack derart maskiert, daß die gesamte Oberfläche 79 freiliegt, abgesehen von den Stellen, an denen die MOSFuTs zu erzeugen sind. In die freiliegenden Abschnitte der Substrat-Oberfläche 79 werden dann Ionen implantiert, wodurch eine stark dotierte Schicht 81 erzeugt wird, die öffnungen 83 aufweist, wie es die Fig. 7 und 8 zeigen.

Die gewünschte Dotierungs-Konzentration kann mit einer Implantationsdosis von 2 χ 10 -* Atomen/cm mit einer Energie von 60 keV erzielt werden.

Nach Entfernen der Ionen-Implantations-Maske wird die dicke Oxidschicht 105 auf die Oberfläche des Substrats aufgebracht (siehe Fig. 9 und 10), Die dicke Oxidschicht

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wird dann maskiert und bis hinab zur Silicium-Oberfläche geätzt, um Bereiche zu definieren, in denen eine dünne Isolierschicht gebildet werden kann. Diese dünne Isolierschicht wird vorzugsweise gebildet, indem man zunächst eine dünne Oxidschicht 107 auf der Substrat-Oberfläche aufwachsen läßt, auf die dann eine dünne Schicht 109 aus Siliciumnitrid aufgebracht wird. Typische Dicken der Schichten 107 und 109 sind 70 nm bzw. 30 nm. Der Grund für die Bildung einer Doppelschicht anstatt einer einfachen Oxidschicht besteht vor allem darin, daß hierdurch die Möglichkeit von Maskierungsfehlern reduziert wird, die zu kleinen Löchern führen, welche sich gänzlich durch die dünne Oxidschicht erstrecken. Wie am besten durch einen Vergleich der Fig. 9 und 10 mit Fig. 11 erkennbar ist, wird die dünne Isolierschicht 107, 109 an den Stellen erzeugt, an denen entweder die Zwischenelektrode 90 oder die Gate-Elektrode eines MOSFET 85 anzubringen ist. Die dicken Oxidstellen 105 dienen zur Aufnahme der Verbindungsleitungen 95 und 97 und werden relativ dick ausgebildet, um die Gefahr einer Spannungsinversion zu reduzieren, die in dem Substrat durch das Potential hervorgerufen werden kann, das von diesen Leitungen geführt wird, und um die Kapazität dieser Verbindungsleitungen zu vermindern.

Der nächste Schritt des Verfahrens besteht wiederum in einer Maskierung der dargestellten Anordnung, welche nur diejenigen Bereiche der Nitridschicht 109 frei läßt, an denen ein Kontakt mit den darunter liegenden Diffusionszonen 85d und 85a herzustellen ist. Mit Hilfe eines geeigneten

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Ätzmittels wird dann eine Öffnung in der Nitridschicht 105 gebildet, die bis zu der darunter liegenden dünnen Oxidschicht 107 reicht. Mittels eines zweiten selektiven Ätzmittels, das die darunter liegende dünne Oxidschicht 107» nicht aber die Silicium-Nitrid-Schicht 109 angreift, werden dann die Öffnungen bis hinab zur Oberfläche des Substrats ausgedehnt, so daß die darunter liegenden Diffusionszonen 85d und 85a freigelegt werden, wie es die Fig. 9 und 10 zeigen.

Als nächstes werden die Verbindungsleitungen 95 und 97 sowie die Zwischenelektroden 90 gebildet. Diese Elemente werden vorzugsweise aus einem stark bordotierten PoIysilicium hergestellt, das in einer Schicht 111 auf die in den Fig. 9 und 10 dargestellte Anordnung aufgebracht ist. Für die Polysiliciumachicht 111 ist eine Dicke von 500 nm typisch, iiin geeigneter Flächenwiderstand für die polykristalline Siliciumschicht beträgt 50 Ohm pro Quadrat. Danach wird die polykristalline Siliciumschicht 111 maskiert, um die Grenzen der Verbindungsleitungen 95 und 97 und der Zwischenelektroden 90 festzulegen. Die von der Maske freigelassenen Bereiche werden dann durch ätzen entfernt, so daß die polykristalline Schicht 111 mit den aus den Fig. 11 und 12 ersichtlichen Konturen zurückbleibt# Unter Verwendung der geätzten Polysilicium-Schicht 111 als Maske wird die in den Fig. 11 und 12 dargestellte Anordnung erneut einer Ionen-Implantation unterworfen, um die kleinen Fortsätze 113 der Source- und Drain-Diffusionszonen 85s bzw. 85d zu bilden. Mittels der Fortsätze II3 werden die Source- und Drain-Zonen 85s bzw. 85d auf die Gate-Elektrode 85g ausgerichtet, was für eine optimale Funktion des Bildschirmes günstig ist. Üine geeignete liaplantationsdosis

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zur Ausbildung der Portsätze 113 beträgt etwa 2 χ 10 Atome/cm mit einer Energie von etwa 80 keV.

Wie aus den Fig. 13 und 14 ersichtlich, wird als nächstes eine weitere Siliciumdioxid-Schicht 115, deren Dicke etwa 1000 mn beträgt, auf die polykristalline Siliciumschicht 111 aufgebracht. In die Siliciumdioxid-Schicht II5 werden dann Öffnungen 117 eingeätzt, wonach auf die Siliciumdioxid-Schicht 115 eine Metallschicht 119 aufgebracht wird, die sich durch die Öffnungen 117 hindurch erstreckt und dadurch mit der Zwischenelektrode 90 Kontakt macht. Für die Metallschicht 119 hat sich Chrom als geeignet erwiesen. Die Metallschicht wird anschließend mit einer Maske versehen, welche diejenigen Teile der Metallschicht 119 gegen ein selektives Ätzmittel schützt, die später als reflektierende Elektroden 87 dienen sollen.

Durch die vorstehend behandelten Verfahrensschritte ist im wesentlichen der Aufbau der Elemente abgeschlossen, die sich auf dem Substrat 77 befinden, üs bleibt jetzt noch das Aufbringen einer Schicht aus Flüsaigkristall-Material 93 auf die Oberfläche der durch die vorher beschriebenen Schritte geschaffenen Anordnung und einer Platte 92 aus Glas oder einem anderen durchsichtigen Material, welche eine transparente Elektrode 91 trägt, auf die Schicht des Flüssigkristall-Materials 93. Durch hier nicht dargestellte Mittel, die jedoch in der oben genannten US-PS 3 862 360 beschrieben sind, wird die Platte 92 mit der transparenten Ülektrode 91 von der Halbleiterplatte in einem definierten Abstand gehalten.

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Claims

Patentansprüche

lüssigkriatall-Bildschirm mit kiatrix-Anateuerung, der eine an der Rückseite einer Flüssigkristallschicht angeordnete Halbleiterplatte umfaßt, die auf ihrer der Flüssigkristallschicht zugewandten Seite in dem Halbleitermaterial gebildete, in Form einer Matrix angeordnete tic halt glieder und in einer gemeinsamen -^bene angeordnete, reflektierende Elektroden aufweist, die den einzelnen Schaltgliedern zugeordnet und mit ihnen elektrisch leitend verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß sich an der Oberfläche der Halbleiterplatte (77) eine dotierte Schicht (81) befindet, in der sich eine Vielzahl von Öffnungen (83) befindet, daß alle Schaltelemente (85) in den Öffnungen (8J) angeordnet und von der dotierten Schicht (81) umgeben sind und daß alle öffnungen (83) von den reflektierenden Elektroden (87) vollständig bedeckt sind.
2. Flüssigkristall-Bildschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Öffnung (83) eines der Schaltglieder (85) enthält.
3» Flüssigkristall-Bildschirm nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Öffnung (83) einzeln von jeweils einer reflektierenden Elektrode (87) bedeckt ist.

OR*GINAl 809825/0770
4·. Flüssigkristall-Bildschiria nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitenden Verbindungen zwischen den Schaltgliedern (85) und den ihnen zugeordneten reflektierenden Elektroden (87) jeweils; eine Zwischenelektrode (90) umfassen, die sich parallel zur Oberfläche der Halbleiterplatte (77) erstreckt und mit der dotierten Schicht (81) einen Kondensator bildet.
5· Flüasigkristall-Bildschirm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterplatte (77) aus η-leitendem Silicium besteht und auch die dotierte Schicht (81) n-leitend, jedoch stärker dotiert ist als der Rest der Halbleiterplatte (77)_O
6. Flüssigkristall-Bildschirm nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltglieder (85) MOSFETs sind und daß die Gates (85g) aller in einer Reihe der Matrix angeordneten MOSFiA¹S durch eine von mehreren parallelen Gate-Leitungen (95), die Drains (85d) aller in einer Spalte der Matrix angeordneten MOSFLTs durch eine von mehreren parallelen Drain-Leitungen (97) und die Sources (85s) aller tiüSFL'Ts mit der zugeordneten Zwischenelektrode (90) verbunden sind.

7· Flüssigkristall-Bildschirm nach ^napruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drain- und Gate-Leitungen (97 bzw. 95) eine Vielzahl gleichgeformter Flächenbereiche (100) begrenzen, daß die öffnungen (83)

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jeweil« in einer der Kcken dieser Flächenbereiche (100) angeordnet sind, daß sich auch die Zwischenelektroden (90) jeweils innerhalb eines zugeordneten Flächenbereiches (IOO) befinden und daß die reflektierenden ■Ldektroden (87) gegenüber den Flachenbereichen (100) seitlich so weit versetzt sind, daß sie sich vollständig über die Öffnungen (83) in den ^cken der -t'lächenbereiche (IOO) erstrecken.

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