專利名稱：顯示裝置的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶有集成電路的有源矩陣液晶顯示裝置，集成電路采用金屬電極和金屬布線。本發(fā)明還涉及一種顯示裝置，其中具有矩陣結(jié)構(gòu)的象素區(qū)域和安排在象素區(qū)域的用于驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成單片形式。
現(xiàn)有的有源矩陣液晶顯示裝置，其特征是在象素區(qū)域內(nèi)，把多個(gè)象素安排成多行乘多列的矩陣，每個(gè)象素都設(shè)有薄膜晶體管以控制進(jìn)入或流出象素電極的電荷。
目前，安排在象素區(qū)域中的驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管的驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成為外部集成電路。外部集成電路在單晶晶片上形成，這是因?yàn)橥鈬?qū)動(dòng)電路需要具有優(yōu)良特性的晶體管電路。
另一方面，作為下一代的有源矩陣液晶顯示裝置，當(dāng)前要求一種結(jié)構(gòu)，其中外圍驅(qū)動(dòng)電路和象素區(qū)域集成在同個(gè)基片上(通常是玻璃基片)。在這種情況下，必須用在玻璃基片上形成的薄膜晶體管來構(gòu)成外圍驅(qū)動(dòng)電路。
此外，在以集成方式加入外圍驅(qū)動(dòng)電路的有源矩陣液晶顯示裝置中，由外圍驅(qū)動(dòng)電路所占據(jù)的面積應(yīng)盡可能的小，以便減少除象素區(qū)域以外的面積。
這種減小的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)尺寸使得更加難以形成布線。而且當(dāng)微型化的程度增加時(shí)，布線本身的電阻不忽忽略。因此，有必要使用帶有盡可能小的電阻的材料來制造布線線路，這種材料如鋁和主要由鋁制作的材料。
然而，主要由鋁制作的材料形成的接線帶來的問題是布線線路形狀變形，以及布線形成不希望有的形狀，這是由于小丘，晶須等鋁組分的異常生長(zhǎng)造成的。
例如通過薄膜淀積時(shí)加熱，抗蝕劑灰化時(shí)加熱(即用氧等離子體防止去除抗蝕劑)、和退火時(shí)由激光照射而加熱，都可產(chǎn)生小丘和晶須。
小丘產(chǎn)生是由于鋁的異常生長(zhǎng)。更具體地說，當(dāng)鋁組分發(fā)生局部異常生長(zhǎng)時(shí)，生長(zhǎng)的部分相互碰撞從而造成山形的突起部。晶須是由鋁的異常生長(zhǎng)而產(chǎn)生的刺形或角形的突起部。雖然小丘和晶須產(chǎn)生的確切原因不明，但確信是由于鋁中存在的某些雜質(zhì)或者是由于鋁晶體結(jié)構(gòu)的不均勻性造成的。
因?yàn)樾∏鸷途ы毜陌l(fā)展超過幾個(gè)微米(μM)，所以在構(gòu)成集成電路時(shí)產(chǎn)生很嚴(yán)重的問題，其中布線和元件的間隔是幾個(gè)微米。
作為一種防止小丘和晶須產(chǎn)生的方法，是將極小量的稀土元素、或硅、或其它元素混合到鋁中。但是即使是采用這種方法，當(dāng)加熱溫度高于400℃左右時(shí)，仍有小丘和晶須產(chǎn)生。
再有，對(duì)于柵極布線，越來越需要在工藝的早期階段形成鋁布線。在這種情況下，因?yàn)殇X布線需要承受長(zhǎng)時(shí)間的加熱步驟，，不可避免地要進(jìn)行加熱的以及例如離子注入方法，所以小丘和晶須的問題更加嚴(yán)重。
因小丘和晶須可使相互垂直或水平的相鄰線路產(chǎn)生短路，所以小丘和晶須的問題是嚴(yán)重的。因?yàn)樵O(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的尺寸和布線間距減小，所以這個(gè)問題就更突出。特別是如果布線的間距小于2μm時(shí)，側(cè)向方向的小丘和晶須有可能在相互垂直或水平相鄰的布線之間產(chǎn)生短路。
在布線彼此交叉的位置，上層布線要通過中間絕緣薄膜(如氧化硅薄膜)。需在下層布線上形成)。在這種情況下，如果中間絕緣薄膜沒有提供合適的階梯狀覆蓋物，則上層布線可以有階梯狀的斷開或局部加大的電阻。只由鋁或主要由鋁制作的布線形成以后，淀積中間絕緣薄膜，然后構(gòu)成第二層布線，該處不可避免地要產(chǎn)生的上述小丘和晶須破壞中間絕緣薄膜的階梯狀覆蓋作用。因此，中間絕緣薄膜上形成的第二層布線就有階梯狀斷開之類的問題。
為解決上述問題，建議一種工藝，其中通過用作陽極的鋁接線進(jìn)行陽極氧化的方法，在鋁布線的暴露表面上形成陽極氧化涂層。例如，采用只由鋁或主要采用鋁制作布線材料，利用鋁或主要是鋁材的氧化膜在布線的頂面和側(cè)面形成用鋁或主要是鋁的氧化膜的方法，可防止小丘和晶須。
但是，為進(jìn)行陽極氧化處理，必須形成與期望電路的圖案不同的布線圖案以便使電流通過全部布線，并且為獲得期望的布線圖案要在陽極氧化處理后進(jìn)行蝕刻。這個(gè)程序是不可取的，因?yàn)樵黾恿酥圃旃ば驍?shù)目。特別是，按照生產(chǎn)效率這種重復(fù)形成圖案是不可取的，這是因?yàn)橛捎谠谄谕娐返牟季€線路形成以后再進(jìn)行蝕刻很有可能將不需要蝕刻的部分蝕刻掉了。
再有，因?yàn)闇p小了設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的尺寸，并由此布線變薄，陽極氧化處理期望的應(yīng)力會(huì)更加頻繁地造成布線變形或斷開的缺陷。在復(fù)雜形狀的布線線路的情況下，這個(gè)問題尤其嚴(yán)重。
此外，因?yàn)闇p小設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的尺寸同時(shí)由此使布線變薄，陽極氧化處理時(shí)出現(xiàn)電壓下降的影響，它是由布線電阻造成的。即壓降使形成的陽極氧化膜的厚度不同。
通過使布線的橫斷面大于必要的橫斷面氧化來解決這個(gè)問題，從而在陽極處理期間使布線電壓下降減小來解決這個(gè)問題。然而，加大布線的橫斷面會(huì)防礙增加電路集成化程度。
陽極氧化處理技術(shù)可防止在形成布線形成中和形成只用鋁或主要用鋁制作的電極中產(chǎn)生的小丘和晶須。但另一方面，這種技術(shù)可造成上述的各種問題。盡管除用鋁外，還可采用其它導(dǎo)電材料(如鉭)來陽極氧化處理，但即使用這種材料仍然存在上述問題。
本發(fā)明的目的是提供一種工藝，通過采用陽極氧化處理工藝抑制產(chǎn)生小丘和晶須，這種小丘和晶須是在只用鋁或主要用鋁制作電極時(shí)形成布線中產(chǎn)生的。另外，本發(fā)明通過使用可進(jìn)行陽極氧化處理的多種材料中的一種材料，提供一種解決在形成布線中與陽極氧化處理有關(guān)的上述問題的工藝。特別是試圖提供一種工藝，該工藝在制造有源矩陣顯示裝置時(shí)有效地采用陽極氧化處理工藝，在該顯示裝置中外圍驅(qū)動(dòng)電路和象素區(qū)域以單片方式構(gòu)成。
例如，試圖提供一種工藝，該工藝在制造有源矩陣液晶顯示裝置時(shí)有效地采用陽極氧化處理工藝，在該顯示裝置中外圍驅(qū)動(dòng)電路和象素區(qū)域以單片方式構(gòu)成在玻璃基片上。
按照本發(fā)明，提供一種制造顯示裝置的方法，其中將液晶疊加在第一個(gè)和第二個(gè)透明基片間，而且象素區(qū)和外圍驅(qū)動(dòng)電路區(qū)集成在第一透明基片上，所述方法包括以下步驟淀積一個(gè)能進(jìn)行陽極氧化處理的薄膜；
在，至少在外圍驅(qū)動(dòng)電路區(qū)域的薄膜預(yù)定部位形成縫隙，同時(shí)將薄膜分離成兩部分，分別占據(jù)外圍驅(qū)動(dòng)電路區(qū)和象素區(qū)；將外圍驅(qū)動(dòng)電路區(qū)域的部分薄膜用作陽極在電解液中進(jìn)行陽極氧化處理；使薄膜形成圖案以構(gòu)成布線，該布線路通常連接到象素區(qū)的柵極接線；將象素區(qū)的部分薄膜用作陽極在電解液中進(jìn)行陽極氧化處理；通過利用一般要連接到柵極接線的布線，將象素區(qū)中的柵極接線用作陽極，進(jìn)行陽極氧化處理；在第一和第二透明基片中間注入液晶材料；和切割一般要連接到柵極接線的布線，以使它們與象素區(qū)中的柵極接線分開。
上述制造方法中，能被陽極氧化處理的薄膜可以僅由鋁或主要由鋁制成。此外也可采用鉭等其它元素。但是，如果考慮材料電阻，只由鋁材或主要由鋁制成的材料是最適宜的。
上述制造方法中，如果選擇的部位的集成密度比其它部位的密度高、且將該部位作為形成縫隙的預(yù)定區(qū)域，那么構(gòu)成縫隙是最有利。
在布線形成圖案之前，通過僅在必要的部位形成的縫隙進(jìn)行陽極氧化處理，就可防止構(gòu)成的陽極氧化薄膜厚度的不均勻性以及應(yīng)力的產(chǎn)生。
能防止陽極氧化薄膜厚度不均勻的理由是因?yàn)殛枠O氧化處理是在導(dǎo)線膜的開始部分的形成縫隙階段中進(jìn)行的(大多數(shù)部分薄膜仍保留原樣)，所以陽極氧化處理期間由于電流流動(dòng)造成的電壓下降幾乎可忽略不計(jì)。
不生產(chǎn)應(yīng)力的原因是因?yàn)殛枠O氧化處理是在薄膜的特定部分形成縫隙的狀態(tài)下進(jìn)行的，而不是在復(fù)雜的細(xì)布線圖案成形之后進(jìn)行的，所以應(yīng)力不會(huì)產(chǎn)生問題。
通過在不同條件下對(duì)外圍驅(qū)動(dòng)電路的布線和象素區(qū)的布線進(jìn)行陽極氧化處理，薄的但可抑制發(fā)生小丘和晶須的陽極氧化薄膜可在外圍驅(qū)動(dòng)電路上形成，而厚的足以形成偏柵極區(qū)的陽極氧化薄膜可在象素區(qū)上形成。采用這種制造方法，可以減少在外圍驅(qū)動(dòng)電路中由于形成厚的陽極氧化薄膜期間產(chǎn)生的應(yīng)力造成的故障可以減少(形成精細(xì)圖案以及形成較厚的陽極氧化薄膜很容易產(chǎn)生應(yīng)力)。另外，在象素區(qū)域可獲得必要的偏置電流特性。


圖1A和1B表示本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例的薄膜集成電路一個(gè)實(shí)例，圖2A-2B，圖3A-3B，圖4A-4D和圖5A-5B表示本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例的薄膜集成電路的制造方法；圖6和圖7表示有源矩陣液晶顯示裝置的具體結(jié)構(gòu)，和圖8A-8C表示本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例的象素薄膜晶體管制造方法。
實(shí)施例1本實(shí)施例涉及一種工藝，其中按制造包含外圍驅(qū)動(dòng)電路的有源矩陣液晶顯示裝置的方法中，薄的陽極氧化膜局部形成在要求高度集成的外圍驅(qū)動(dòng)電路，用于構(gòu)成偏置柵極區(qū)的厚的陽極氧化膜形成在需要弱的偏置電流特性的象素區(qū)。
圖6是表示有關(guān)該實(shí)施例的有源矩陣液晶顯示裝置結(jié)構(gòu)方塊圖。在該有源矩陣液晶顯示裝置中，對(duì)每個(gè)設(shè)置成矩陣形式的象素都安排有一個(gè)象素薄膜晶體管(象素TFT)。源極驅(qū)動(dòng)電路和柵極驅(qū)動(dòng)電路安排為驅(qū)動(dòng)象素薄膜晶體管的外圍驅(qū)動(dòng)電路。
在同一個(gè)玻璃基片上以單片形式形成象素區(qū)和外圍驅(qū)動(dòng)電路。外圍驅(qū)動(dòng)電路區(qū)只有幾個(gè)毫米那么窄小，并以高密度進(jìn)行集成。
圖7表示圖6所示的有源矩陣液晶顯示裝置的布局。圖7中標(biāo)號(hào)701-703分別標(biāo)示源極驅(qū)動(dòng)電路，柵極驅(qū)動(dòng)電路和象素區(qū)。
標(biāo)號(hào)704標(biāo)示一個(gè)短路環(huán)，它是在制造裝置時(shí)通常連接到所有柵極接線的布線圖案。短路環(huán)704與柵極接線同時(shí)形成。制造過程中，短路環(huán)704用示短路柵極接線，即用作平衡眾多象素薄膜晶體管的柵電極的電位。
薄膜晶體管制造過程中以及液晶顯示裝置控制板裝配階段，有時(shí)會(huì)發(fā)生大量靜電附加到單個(gè)薄膜晶體管上。由于單獨(dú)的薄膜晶體管尺寸非常小，甚至因小量電荷就會(huì)在管內(nèi)產(chǎn)生靜電擊穿或故障。短路環(huán)704阻止這種情況的發(fā)生。
一旦液晶顯示裝置完工，因?yàn)槎搪翻h(huán)就不需要了，所以在最后步驟中利用激光照射將其與柵電極分開。本實(shí)施例的制造方法的特征是陽極氧化薄膜圍繞薄膜晶體管的柵極接線形成，該晶體管采用短路環(huán)704安排在象素區(qū)中。
圖1A和1B表示圖6的模擬緩沖電路實(shí)例。圖1A和1B表示基本的模擬緩沖電路實(shí)例，在這個(gè)基礎(chǔ)上構(gòu)成實(shí)際模擬緩沖電路。圖1A和1B具體表示一種結(jié)構(gòu)，其中每個(gè)反相器電路都是N-溝道和P-溝道的薄膜晶體管的組合兩級(jí)反相置電路彼此串聯(lián)。這種類型的反相器電路用于移位寄存器電路和其它集成電路。
圖1B是圖1A對(duì)應(yīng)的電路圖。圖1A和1B的電路中，參考號(hào)101表示柵極接線(圖1A中的陰影線；延長(zhǎng)部分構(gòu)成柵電極)。參考號(hào)103表示連接第一級(jí)反相器電路的輸出和第二級(jí)反相器電路的輸入的布線。布線103是柵極接線101上形成的中間層絕緣薄膜(未示出)上構(gòu)成的第二層布線。為便于描述，布線101稱做第一層布線，布線線路103稱做第二層布線。
一般來說，中間層絕緣薄膜的厚度大于5,000A因此，柵極接線101(第一層布線)和布線103(第二層布線)相互垂直地分開，其穿過中間層絕緣薄膜的間隙大于5,000A。
圖2A-2B到圖5A-5B和圖8A-8C表示圖1A和圖1B中薄膜晶體管的制造方法，以及象素區(qū)中薄膜晶體管的制造方法。這個(gè)實(shí)施例涉及采用玻璃基片的情況。通常，玻璃基片或石英基片被用于液晶光-電裝置，因?yàn)榛瑧?yīng)該是透明的。
首先，將氧化硅薄膜作為下涂層薄膜淀積在玻璃基片上(圖2A和2B中未示出)，并利用等離子CVD(化學(xué)汽相淀積)或低壓熱CVD將非晶硅薄膜淀積在其上。例如，下涂層薄膜和非晶硅薄膜的厚度分別為3,000A和500A。然后通過加熱、或者激光照射、或二者并用的方法將非晶硅薄膜結(jié)晶化。
然后如圖2A所示，通過使結(jié)晶硅薄膜形成圖案的方法構(gòu)成變?yōu)楸∧ぞw管的有源層的島狀區(qū)201-204。圖案的形成可采用已知的光刻工藝方法進(jìn)行。即島狀部分201-204的形成可通過形成抗蝕劑掩模的方法然后用濕性光刻或干性蝕刻方法除去結(jié)晶硅薄膜的不需要的部位。與該步驟同時(shí)，形成象素薄膜晶體管的有源層801形成，如圖8A所示。
圖4A是沿圖2A中A-A′虛線取的剖面圖。圖4A中，參考號(hào)401和402分別表示玻璃基片和玻璃基片上形成的下涂層硅氧化薄膜。
接著，用等離子CVD或?yàn)R射法作為柵極絕緣薄膜的氧化硅薄膜(圖2A和2B中未示出)淀積。氧化硅薄膜的厚度一般定為1,000-1,500A。
此后，用濺射或電子束蒸發(fā)法淀積構(gòu)成柵電極和由柵電極延伸的布線的主要由鋁制作的薄膜。薄膜的厚度定為例如5,000A。
這個(gè)實(shí)施例中，所用材料主要是鋁，其中含鈧量占鋁重量的0.2wt％。這樣就抑制了在以后步驟中由于加熱或激光照射而造成的小丘和晶須的產(chǎn)生。雖然把稀土元素混入鋁中可抑制小丘和晶須的產(chǎn)生，但不能完全防止?？捎霉璐嫦⊥猎?。
在整個(gè)表面上淀積主要由鋁制成的薄膜以后，應(yīng)在防止小丘和晶須產(chǎn)生的部位構(gòu)成縫隙，做法是形成抗蝕劑掩膜以便顯露形成縫隙的那些部分，然后進(jìn)行濕性或干性蝕刻。這個(gè)實(shí)施例中，縫隙在圖2B陰影線所示的205部分形成。該實(shí)施例中縫隙205的寬度可定為1-30μM(微米)。寬度尺寸可根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)適當(dāng)?shù)卮_定。主要由鋁制作的薄膜206依然在沒有形成縫隙205的完整的區(qū)域內(nèi)。
參考號(hào)207表示布線圖案，該圖案通過使薄膜206形成圖案的方法在以后獲得(現(xiàn)在圖案尚未形成)，該薄膜206主要由鋁制作。
如圖2B中所看到的，形成的縫隙205以顯露部分布線圖案207的側(cè)面為了在布線圖案207這部分有選擇地形成陽極氧化膜。
在形成薄膜晶體管的象素部位不構(gòu)成縫隙205。因此象素區(qū)上，主要由鋁制作的薄膜206存留在整個(gè)表面。
這個(gè)階段中，主要由鋁制作的薄膜206用作陽極在電解液中進(jìn)行陽極氧化處理。該陽極氧化處理步驟中，厚度約600A的致密陽極氧化薄膜在薄膜206上形成。該實(shí)施例里，電解液是用氨中和3％的酒石酸并用乙二醇將其稀釋10倍而制成的溶液。陽極氧化處理期間，最高電壓定為40V。結(jié)果，形成主要由Al2O3制成的致密、堅(jiān)硬的陽極氧化膜。
在陽極氧化處理步驟，縫隙205中也形成陽極氧化薄膜，由于幾乎整個(gè)表面被主要由鋁制成的薄膜206復(fù)蓋，所以陽極氧化處理步驟可使下面的問題并不嚴(yán)重。
—由于在陽極氧化處理時(shí)產(chǎn)生應(yīng)力而使圖案變形，和—由于電壓下降使陽極氧化膜不均勻。
可使電壓下降產(chǎn)生的問題不太嚴(yán)重，這是因?yàn)殛枠O氧化膜的成形部位不是長(zhǎng)的布線。結(jié)果有可能形成精細(xì)圖案。
圖4B是圖2B中沿B-B′的剖面圖，參考號(hào)403表示作為柵極絕緣薄膜的氧化硅薄膜，(參考號(hào))206表示隨后要構(gòu)成柵電極的主要由鋁制作的薄膜206。由于主要由鋁制作的薄膜206保留在圖4B所示的幾乎整個(gè)區(qū)域上，所以因應(yīng)力產(chǎn)生和電壓下降而造成的問題就不如以上所述嚴(yán)重了，如上所述。
圖4C是圖2B中沿C-C′-的剖面圖。雖然在陽極氧化處理步驟中產(chǎn)生的陽極氧化薄膜302在圖2B中沒有表示，但在圖4C中表示出來了。參考號(hào)205表示縫隙。
陽極處理完成以后，使主要由鋁制成的薄膜206形成圖案，以便形成具有所要求的圖案207的布線。與形成圖案同時(shí)，象素區(qū)內(nèi)形成柵極接線路。還要構(gòu)成短路環(huán)704，它是連接到所有柵線極接的布線。在該階段，象素區(qū)域中的柵極接線沒有連接到柵極驅(qū)動(dòng)電路。即，當(dāng)縫隙在上述形成圖案步驟中形成時(shí)，主要由鋁制作的薄膜206被分割成兩部分，分別占據(jù)包括外圍驅(qū)動(dòng)電路區(qū)和象素區(qū)兩部分。即為各區(qū)單獨(dú)進(jìn)行陽極氧化處理。
考慮到陽極氧化處理時(shí)，電壓下降可使象素區(qū)域的柵極接線略厚一些，這是因?yàn)橄笏貐^(qū)不需要象外圍，驅(qū)動(dòng)電路那樣高度集成。
這樣，如圖3A所示構(gòu)成柵線路301和303。陽極氧化薄膜302有選擇地形成在柵極接線301和303的側(cè)面。陽極氧化薄膜也形成在柵極接線路301和303的整個(gè)上表面。這就是圖3A所示的狀態(tài)。
在這狀態(tài)，通過將電壓加到圖7所示的短路環(huán)704，在與上述相同的電解液中再一次進(jìn)行陽極氧化處理。該陽極氧化處理步驟中加上很高的電壓約150V。結(jié)果，在柵極接線路周圍形成厚度約2,000A的陽極氧化薄膜。
圖8B表示在這個(gè)狀態(tài)下的象素薄膜晶體管。圖8B表示從柵極接線延伸的柵電極802和柵電極802周圍形成的陽極氧化薄膜803。
隨后注入磷離子。在區(qū)域202和204覆蓋抗蝕刻掩膜，同時(shí)注入硼離子。于是，在有源活性層201和203上形成N-型源極/漏極區(qū)，并在有源層202和204上形成P-型源極/漏極區(qū)位。象素區(qū)域中薄膜晶體管的有源層801形成N-型源極/漏極區(qū)。
通過這個(gè)雜質(zhì)離子注入步驟形成偏置區(qū)，這是由于有2,000A厚的陽極氧化薄膜803雜質(zhì)離子不會(huì)注入到81和82區(qū)域。借助于偏置柵部位的形成，象素薄膜晶體管的偏置電流很小。
完成離子注入后，通過激光照射進(jìn)行退火，以激勵(lì)注入的離子，并修復(fù)被離子注入而破壞的有源層。因此，構(gòu)成N-溝道和P-溝道薄膜晶體管。即，構(gòu)成兩對(duì)P-溝道的和N-溝道的薄膜晶體管，這些晶體管組成圖1B所示的反相器電路。在象素區(qū)，形成N-溝道薄膜晶體管。
參照?qǐng)D3A，參考號(hào)201和203表示N-溝道薄膜晶體管的有源層，而參考號(hào)202和204表示P-溝道薄膜晶體管的有源層。
圖4D是圖3A中沿線D-D′的剖面圖。
雖然柵極接線在上述的離子注入和激光照射時(shí)被加熱，但在形成陽極氧化薄膜302的部分并沒有產(chǎn)生小丘和晶須。另一方面，小丘和晶須產(chǎn)生在沒有形成陽極氧化薄膜302的部分。
重要的是，如果產(chǎn)生小丘和晶須，則陽極氧化薄膜302只在小丘和晶須，可能使相互鄰近的垂直或水平的布線短路的部位形成。
在圖3A的狀態(tài)，氧化硅薄膜中間絕緣層(圖3A和3b中未示出)通過等離子CVD進(jìn)行淀積，厚度約6,000A，以復(fù)蓋柵極接線301和303。這種氧化硅薄膜可通過能夠提供臺(tái)階狀覆蓋物的方法進(jìn)行淀積。
此后，如圖3B所示，形成與柵極接線或有源層的源極/漏極區(qū)連通的接觸孔(如300和304-306)。接觸孔300和304與連通相應(yīng)有源層201和202的漏極區(qū)連通。接觸孔305與柵極接線路301連通。接觸孔306與有源層204的源極區(qū)連通。
然后對(duì)主要由鋁制成的薄膜(圖4A-4D中未示出)進(jìn)行淀積，它將用于形成第二層布線。第一層布線是棚極接線301和303。第二層布線(如307-309)通過使主要由鋁制成的薄膜形成圖案而形成。
圖3B中部分第二層布線表示為307-309。電極(布線)307連接到P-溝道薄膜晶體管的源極區(qū)。布線308與薄膜晶體管的漏極區(qū)接觸，漏極區(qū)經(jīng)各接觸孔300和304以及柵極接線路301漏極區(qū)構(gòu)成第一級(jí)反相器電路。即布線308將第一級(jí)反相器電路的輸出連接到第二級(jí)反相器電路的輸入。布線309連接到第二級(jí)反相器電路的輸出。
布線307-309連接到薄膜晶體管的源極/漏極區(qū)。布線307-309是在中間絕緣膜層(未示出)上形成，并通過中間絕緣薄膜層與柵線極路301垂直分開。
圖5A是圖3B中沿F-F′線的剖面圖，圖5B是圖3B中沿G-G′線的剖面圖。圖5A中，參考號(hào)401表示氧化硅薄膜的中間絕緣薄膜層。
圖8C表示這個(gè)狀態(tài)下的象素薄膜晶體管。圖8C表示中間絕緣薄膜層404和其上形成的源電極807(由源接線中伸出)，以及連接到ITO制成的象素電極805的漏電極806。源電極807和漏電極806和第二層布線同時(shí)形成，并采用相同的材料制造。
在第二布線307-309中沒有產(chǎn)生小丘和晶須，這是因?yàn)樾纬傻诙硬季€307-309以后，不進(jìn)行有可能產(chǎn)生小丘和晶須的熱處理或激光照射。形成第二層布線以后，在氫氣中進(jìn)行熱處理有效地改善了裝置的性能。因?yàn)樵摕崽幚硎窃?50℃條件下進(jìn)行約1小時(shí)，所以在第二層布線中不會(huì)造成晶須。
因此，圖3B中所示的電路完全等效于圖1A所示的電路。圖3B的電路中，防止了由于小丘或晶須造成的柵極接線301和303之間發(fā)生的短路。這是因?yàn)殛枠O氧化薄膜302形成在有可能短路柵極接線301和303小丘和晶須的部位，如果產(chǎn)生小丘或晶須，并且因?yàn)殛枠O氧化薄膜302起作阻擋層的作用，所以在這些部位不會(huì)產(chǎn)生小丘或晶須。
因此，要將第一級(jí)反相器和第二級(jí)反相器相互靠近安置可以縮短距離501(見圖5B)。這一點(diǎn)對(duì)增大集成電路的集成化程度很重要。
在柵極接線301和303的局部上形成的陽極氧化薄膜302也可防止柵極接線301和302與第二層布線307-309之間的豎直短路。這是因?yàn)椋?dāng)從上或下觀察時(shí)，陽極氧化薄膜302成形在靠近第二層布線307-309部位的柵極接線路301和303的頂面和側(cè)面。在這些部位，因?yàn)殛枠O氧化薄膜302抑制了產(chǎn)生小丘和晶須，所以避免了柵極接線301和303與第二層布線307-309之間的相互接觸。
例如，對(duì)于鋁用作柵極接線(柵電級(jí))材料的情況，在柵極接線路301的側(cè)面將產(chǎn)生小丘和晶須，這是因?yàn)楫?dāng)為了形成源/漏區(qū)而進(jìn)行雜質(zhì)離子注入時(shí)，以及當(dāng)為了激勵(lì)源/漏區(qū)而進(jìn)行激光照射或熱退火時(shí)，不可避免地要加熱而造成的。結(jié)果，參照?qǐng)D5A，在柵極接線路301(第一層布線)和在接觸孔306中延伸的第二層布線307之間有可能產(chǎn)生短路。
相反，采用本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，在圖5A所示的剖面圖中，陽極氧化薄膜302可抑制在柵極接線301中產(chǎn)生小丘和晶須。因此可防止柵極接線301和第二層布線線路307之間產(chǎn)生短路。此外，還可防止出現(xiàn)下述情況在柵極接線301中產(chǎn)生的小丘和晶須難以形成接觸孔306，或者造成布線307和有源層203(在這種情況下是源區(qū))之間的接觸失效。
上述內(nèi)容也具有減小薄膜晶體管尺寸和增加集成程度的優(yōu)點(diǎn)。
在圖3B和8C的狀態(tài)，通過等離子CVD淀積成為另一中間絕緣薄膜層的氧化硅薄膜。采用已知的回流薄膜作為該中間絕緣薄膜層，在中間絕緣薄膜層上組成作為取向薄膜的有機(jī)樹脂膜。形成極性相反的電極的玻璃基片和形成上述電路的玻璃基片401粘接在一起，在這兩個(gè)玻璃基片間注入液晶。于是完成液晶板的單元組裝。
然后，利用YAG激光照射法將柵極接線和短路環(huán)704之間的連接部分705切割掉。其做法是使兩個(gè)玻璃基片相互移開，以便暴露出連接部分705，并在這些部分上照射YAG激光。
這樣制造的有源矩陣液晶板可具有高密度。在外圍驅(qū)動(dòng)電路中，與陽極氧化處理相關(guān)的問題不很嚴(yán)重。同時(shí)，在象素區(qū)，利用陽極陽極處理可形成偏置棚極區(qū)，因此可得到具有優(yōu)良的偏置電流的薄膜晶體管。
由于在形成象素薄膜晶體管過程中采用的連接部分705(見圖7)是用激光在最后階段切割的，所以并不增加制造步驟并不增加。
實(shí)施例2本實(shí)施例的特征是，縫隙同樣也是在制造第一個(gè)實(shí)施例的過程中形成象素薄膜晶體管的柵極接線時(shí)形成的。在第一實(shí)施例中，陽極氧化處理進(jìn)行了兩次第一次陽極氧化處理是為了完成在外圍驅(qū)動(dòng)電路中的柵極接線的縫隙部分，第二次陽極氧化處理是為了完成象素區(qū)中的整個(gè)柵極接線。
在第一實(shí)施例的制造過程中，陽極氧化薄膜形成在構(gòu)成象素區(qū)的整個(gè)柵極接線路上。在這種情況下，由于柵極接線的電壓下降，形成大的象素區(qū)的過程中有可能沿陽極氧化薄膜的厚度產(chǎn)生不均勻。當(dāng)試圖制造大面積的液晶顯示裝置，如40英寸型，或者隨將來的先進(jìn)工藝制造甚至更大的裝置時(shí)，這個(gè)問題變得更為突出。
考慮到上述內(nèi)容，本實(shí)施例的特征是象素區(qū)的柵極接線隨縫隙的形成也要受到局部的陽極氧化處理。在本實(shí)施例中也進(jìn)行兩次陽極氧化處理。
本實(shí)施例的制造過程的特點(diǎn)是陽極氧化處理以前形成縫隙時(shí)，將形成柵極接線的主要由鋁制作的薄膜分成兩部分；它們分別占據(jù)外圍驅(qū)動(dòng)電路區(qū)和象素區(qū)。這樣使這兩個(gè)區(qū)域分開進(jìn)行兩次陽極氧化處理步驟。
在象素區(qū)域，縫隙可在需要形成偏置柵極區(qū)形成。陽極氧化處理進(jìn)行兩次。例如，第一次陽極氧化處理是為外圍驅(qū)動(dòng)電路區(qū)進(jìn)行，而第二次陽極氧化處理在與第一次陽極氧化處理不同的條件下為象素區(qū)域進(jìn)行。象素區(qū)域的陽極氧化處理是通過從短路環(huán)704提供電流進(jìn)行的。各次陽極氧化處理的條件可與第一實(shí)施例相同。
通過僅僅在必要的部分形成縫隙以及在布線形成圖案以前進(jìn)行陽極氧化處理，可以防止由于陽極氧化處理期間的電壓下降而使陽極氧化薄膜厚度的不均勻性，并可防止由于在形成精細(xì)圖案后進(jìn)行陽極氧化處理而產(chǎn)生的應(yīng)力。不僅獲得因?yàn)椴季€和電極周圍形成陽極氧化薄膜而得到的優(yōu)點(diǎn)，而且也消除了與陽極氧化處理過程有關(guān)問題。
在制造有源矩陣顯示裝置方法中，其中外圍驅(qū)動(dòng)電路和象素區(qū)以單片形式。在形成外圍驅(qū)動(dòng)電路時(shí)采用陽極氧化處理工藝，集成程度很容易增加。特別是當(dāng)布線只由鋁或主要由鋁制作時(shí)(鋁材具有低電阻性能)，電路的集成程度還可以增加。處理工藝，可使晶體管具有小的偏置電流。
權(quán)利要求
1.一種制造顯示裝置的方法，其中將液晶插在第一和第二透明基片之間，將象素區(qū)和外圍驅(qū)動(dòng)電路區(qū)集成在第一透明基片上，所述方法包括以下步驟淀積一個(gè)可進(jìn)行陽極氧化氧化處理的薄膜；至少在外圍驅(qū)動(dòng)電路區(qū)域的薄膜預(yù)定部位形成縫隙；與形成縫隙步驟同時(shí)，把薄膜分成兩部分，它們分別占據(jù)外圍驅(qū)動(dòng)電路區(qū)和象素區(qū)，將外圍驅(qū)動(dòng)電路區(qū)的部分薄膜用作陽極氧化在電解液中進(jìn)行陽極氧化處理；使薄膜形成圖案以構(gòu)成布線，該布線一起連接到象素區(qū)中的柵極接線；利用一起連接到柵極接線的布線，將象素區(qū)中的柵極接線用作陽極進(jìn)行陽極氧化處理；將液晶材料裝入第一和第二透明基片之間；和切割一起連接到柵極接線的布線，以使布線與象素區(qū)中的柵極接線分離。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其特征是可進(jìn)行陽極氧化處理的薄膜只由鋁或主要是鋁制成的。
3.按照權(quán)利要求1的方法，其特征是形成縫隙的預(yù)定部位比其他部位具有較高度的集成密度。
4.按照權(quán)利要求1的方法，其特征是外圍驅(qū)動(dòng)電路區(qū)的部分薄膜作為陽極氧化進(jìn)行陽極氧化處理的條件和象素區(qū)中的柵極接線作為陽極氧化進(jìn)行陽極氧化處理的條件不同。
5.按照權(quán)利要求1的方法，其特征是通過外圍驅(qū)動(dòng)電路區(qū)中的部分薄膜作為陽極氧化進(jìn)行陽極氧化處理，在縫隙側(cè)壁形成陽極氧化氧化物。
6.一種顯示裝置的制造方法，其中將液晶插在第一和第二透明基片之間，把象素區(qū)和外圍驅(qū)動(dòng)電路區(qū)集成在第一透明基片上，所述方法包括以下步驟淀積可進(jìn)行陽極氧化處理的薄膜；在外圍驅(qū)動(dòng)電路區(qū)中薄膜的預(yù)定部位形成縫隙；與縫隙形成步驟同時(shí)，將薄膜分成兩部分，它們分別占據(jù)外圍驅(qū)動(dòng)電路區(qū)和整個(gè)象素區(qū)；將外圍驅(qū)動(dòng)電路區(qū)的部分薄膜用作陽極氧化在電解液中進(jìn)行陽極氧化處理；將薄膜形成圖案以構(gòu)成布線，該布線一起連接到象素區(qū)內(nèi)的柵極接線；利用一起連接到柵極接線的布線，將象素區(qū)中的柵極接線作為陽極氧化進(jìn)行陽極氧化處理；將液晶材料裝入第一和第二透明基片之間；和切割一起連接到柵極接線的布線，以使布線與象素區(qū)內(nèi)的柵極接線分開。
7.按照權(quán)利求6的方法，其特征是可進(jìn)行陽極氧化處理的薄膜只由鋁或主要是鋁制成的。
8.按照權(quán)利要求6的方法，其特征是形成縫隙的預(yù)定部位比其它部位具有較高度的集成密度。
9.按照權(quán)利要求6的方法，其特征是外圍驅(qū)動(dòng)電路區(qū)的部分薄膜用作陽極氧化進(jìn)行陽極氧化處理的條件和象素區(qū)中的柵極接線用作陽極進(jìn)行陽極氧化處理的條件不同。
10.按照權(quán)利要求6的方法，其特征是利用外圍驅(qū)動(dòng)電路區(qū)的部分薄膜作為陽極氧化進(jìn)行陽極氧化處理在縫隙側(cè)壁上的形成陽極氧化氧化物。
11.顯示裝置的制造方法，其中將液晶插在第一和第二透明基片之間，將象素區(qū)和外圍驅(qū)動(dòng)電路區(qū)集成在第一透明基片上，所述方法包括以下步驟在基片上形成硅薄膜；使硅薄膜形成圖案，在外圍驅(qū)動(dòng)電路區(qū)構(gòu)成硅島象素區(qū)內(nèi)構(gòu)成硅島；在外圍驅(qū)動(dòng)電路區(qū)的硅島和在象素區(qū)的硅島的上方的基片上形成可陽極氧化處理的薄膜；在外圍驅(qū)動(dòng)電路區(qū)中的可陽極氧化處理薄膜的預(yù)定部位形成縫隙；與形成縫隙步驟同時(shí)，將可陽極氧化處理薄膜分成兩部分，它們分別占據(jù)外圍驅(qū)動(dòng)電路區(qū)和象素區(qū)；將外圍驅(qū)動(dòng)電路區(qū)中的部分可陽極氧化處理薄膜用作陽極氧化在電解液中進(jìn)行陽極氧化處理，以便在至少縫隙側(cè)壁上形成陽極氧化氧化物；將可陽極氧化處理的薄膜形成圖形，以構(gòu)成一起連接到象素區(qū)中的柵極接線的布線；陽極氧化進(jìn)行陽極氧化處理，以便在至少柵極接線的側(cè)面構(gòu)成陽極氧化氧化物；用縫隙側(cè)壁上構(gòu)成的陽極氧化氧化物和柵線路側(cè)面上形成的陽極氧化氧化物作為掩膜，將雜質(zhì)引入外圍驅(qū)動(dòng)電路區(qū)和象素區(qū)內(nèi)的硅島；將液晶材料裝入第一和第二透明基片之間；和切割一起連接?xùn)啪€路的布線，以使布線與象素區(qū)內(nèi)的柵極接線分開。
12.按照權(quán)利要求11的方法，其特征是外圍驅(qū)動(dòng)電路區(qū)中部分可陽極氧化處理薄膜用作陽極氧化進(jìn)行陽極氧化處理的條件和象素區(qū)中的柵極接線用作陽極氧化進(jìn)行陽極氧化處理的條件不同。
13.按照權(quán)利要求11的方法，其特征是可進(jìn)行陽極氧化處理的薄膜只由鋁或主要是鋁制成。
14.按照權(quán)利要求11的方法，其特征是形成縫隙的預(yù)定部位比其它部位具有較高度的集成密度。
全文摘要
在有源矩陣液晶顯示裝置中，構(gòu)成薄膜晶體管的薄膜集成電路中的柵極接線是用鋁制成的。在形成柵極接線過程中，在柵極接線薄膜的起始部分形成圖案以前，在小丘和晶須(如果產(chǎn)生小丘和晶須)造成干擾或短路的部位形成縫隙，并且對(duì)縫隙內(nèi)的柵極接線部分進(jìn)行陽極氧化處理。利用縫隙形成的部位構(gòu)成布線。結(jié)果，對(duì)于陽極氧化處理時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力，以及由于復(fù)雜的布線圖所產(chǎn)生的不能供給陽極氧化處理所需要的足夠大的電流等問題給予解決。象素區(qū)中的柵極接線的陽極氧化處理步驟分開進(jìn)行。
文檔編號(hào)G02F1/136GK1153915SQ9610727
公開日1997年7月9日 申請(qǐng)日期1996年4月13日 優(yōu)先權(quán)日1995年4月14日
發(fā)明者小山潤(rùn) 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所