DE69624248T2

DE69624248T2 - Verbesserter tft, dessen herstellungsverfahren und den tft enthaltende matrixanzeigen

Info

Publication number: DE69624248T2
Application number: DE69624248T
Authority: DE
Inventors: H Holmberg; L Huff
Original assignee: Hyundai Electronics America Inc
Current assignee: SK Hynix America Inc
Priority date: 1995-07-31
Filing date: 1996-07-30
Publication date: 2003-08-07
Anticipated expiration: 2016-07-31
Also published as: JP3273793B2; JPH11510272A; DE69624248D1; TW277147B; AU6641596A; EP0842455A1; US5737041A; US6066506A; US5874746A; WO1997005523A1; CN1196803A; CN1134069C; EP0842455A4; EP0842455B1

Description

TECHNISCHES SACHGEBIET

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen verbesserten Dünnfilmtransistor und ein Verfahren zur Herstellung des Dünnfilmtransistors sowie von Anzeigeeinheiten, in denen der Transistor Verwendung findet. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung von Dünnfilmtransistoren, bei dem die Ausbeute der damit hergestellten Transistoren und der daraus gefertigten Geräte gesteigert wird.

STAND DER TECHNIK

In letzter Zeit wuchs das Interesse an Dünnfilmtransistoren und an Geräten, in denen solche Dünnfilmtransistoren eingesetzt werden, wie Speicheranordnungen, alle Arten von integrierten Schaltkreisen und als Ersatz für mechanische Schalter und Relais. Zum Beispiel können Reed-Relais ermüden und MOS-Schalter einen zu hohen Streustrom aufweisen.
Eine spezielle, beispielhafte Verwendung finden Dünnfilmtransistoren in flachen Anzeigeeinheiten, wie jene, bei denen Flüssigkristall-, Feldemissions-, Plasma-, elektrochrome oder Elektrolumineszenz-Anordnungen als Ersatz für konventionelle Bildröhren (CRTs) zum Einsatz kommen. Die Flachbildschirme versprechen ein geringeres Gewicht, ein geringeres Volumen und einen wesentlichen geringeren Stromverbrauch als CRTs. Darüber hinaus weisen die CRTs als Konsequenz ihrer Funktionsweise beinahe immer eine gewisse Verzerrung auf. Die CRTs funktionieren, indem ein Elektronenstrahl auf einen Phosphor-beschichteten Bildschirm geworfen wird. Der Strahl bringt den Punkt, auf den er fokussiert wird, mit einer Intensität zum Aufleuchten, die der Intensität des Strahls proportional ist. Die Anzeige wird durch den mit konstanter Ablenkgeschwindigkeit bewegten Strahl erzeugt, wodurch unterschiedliche Punkte auf dem Bildschirm mit unterschiedlicher Intensität zum Aufleuchten gebracht werden. Da der Elektronenstrahl sich über eine größere Entfernung von seiner stationären Quelle zur Kante des Bildschirms hin bewegt als wenn er in der Mitte auftrifft, trifft der Strahl in verschiedenen Punkten auf dem Bildschirm unter unterschiedlichen Winkeln auf mit der Konsequenz einer Variation in Punktgröße und -form (d. h. Verzerrung).
Flachbildschirme sind inhärent frei von solcher Verzerrung, da jedes Bildelement fotolithographisch zu einem Muster auf dem Substrat angeordnet ist, im Gegensatz zu einer Erzeugung durch den auf das Phosphor des Bildschirms auftreffenden CRT-Elektronenstrahl. Bei der Herstellung der Flachbildschirme werden die Schaltelemente im allgemeinen mittels Fotolithographie und auf einem Substrat, wie Glas, aufgebracht und zu einem Muster angeordnet. Die Elemente werden in mehreren Schritten aufgebracht und eingeätzt, um eine Anordnung mit einer Matrix aus senkrechten Zeilen und Spalten von Steuerleitungen, mit einem Bildelementkontakt und mit Kontrollelementen zwischen den Zeilen und Spalten zu erzeugen. Der Bildelementkontakt ist mit einem Medium beschichtet, das aus einer Substanz besteht, die entweder aufleuchtet (emissiv) oder die die Durchlässigkeit für Umgebungslicht moduliert (nicht-emissiv), wenn an das das Medium ansteuernde Kontrollelement eine Schwellspannung angelegt wird. Das Medium kann aus einem Flüssigkristall, elektrolumineszierenden oder elektrochromen Materialien, wie Zinksulfid, einem Gasplasma, zum Beispiel Neon und Argon, einem zweifarbigen Farbstoff oder einem anderen geeigneten Material oder Element bestehen, das luminesziert oder sonst seine optischen Eigenschaften aufgrund des Anliegens einer Spannung verändert. Licht wird erzeugt oder andere optische Änderungen treten in dem Medium als Reaktion auf, sofern eine geeignete Spannung daran angelegt wird. Das auf jedem Kontakt vorhandene optisch aktive Medium wird allgemein als ein Bildelement oder "Pixel" bezeichnet.
Das Schaltsystem für eine flache Anzeigeeinheit ist im allgemeinen derart konstruiert, daß generell Daten in alle Spaltenlinien jeweils bei einer vorgegebenen Spannung geleitet werden. Eine Zeile wird dann jeweils so angeregt, daß alle Transistoren in dieser Zeile angesteuert werden (eine Zeile wird gleichzeitig beschrieben). Diese Zeile wird dann abgeschaltet und die Daten für die nächste Zeile werden in alle Spaltenlinien gesandt, und dann wird die zweite Zeile angesteuert und beschrieben. Dieser Prozeß wird wiederholt, bis alle Zeilen angesteuert worden sind. Alle Zeilen werden im allgemeinen in einem Zeitraum beschrieben, der sich typischerweise über 1/60-tel einer Sekunde oder über 16.7 ms erstreckt. Dann werden die die Daten repräsentierenden Spannungen selektiv an spezielle Spalten angelegt, um zu bewirken, daß ausgewählte Bildelemente aufleuchten oder ihre optischen Eigenschaften verändern, wenn die Zeile beschrieben wird. Die Bildelemente können ihre Intensität durch die Anwendung einer höheren Spannung oder eines höheren Stromes oder eines längeren Spannungs- oder Strom-Pulses verändern. Bei der Verwendung von Flüssigkristall-Bildschirmen (LCDs) mit gedrehtem nematisch aktivem Material ist die Anzeigeeinheit im wesentlichen transparent, wenn sie nicht aktiv ist, und wird licht-absorbierend, wenn sie aktiviert wird, oder umgekehrt, abhängig von der Orientierung des Polarisators. Dadurch wird das Bild auf der Anzeigeeinheit durch das sequentielle Aktivieren der Bildelemente, Zeile für Zeile, auf der Anzeigeeinheit erzeugt. Die oben in bezug auf CRTs beschriebene geometrische Verzerrung spielt bei Flachbildschirmen keine Rolle, da der Standort jedes Bildelementes fotolithographisch bestimmt und festgelegt ist.
Eines der größten Probleme in bezug auf die Verfahren für die Herstellung von Strukturen für aktive Matrixanzeigeeinheiten (z. B. jene, die Dünnfilmtransistoren für jedes Bildelement verwenden) gemäß dem Stand der Technik besteht darin, daß sie im allgemeinen ähnliche Probleme bezüglich der Ausbeute wie bei der Herstellung integrierter Schaltkreise aufweisen. Das heißt, die Ausbeute an produzierten Geräten ist im allgemeinen nicht 100% und die Ausbeute (der Prozentsatz an Geräten ohne Fehler) kann im Grenzfall 0% betragen. Anzeigeeinheiten von hoher Qualität tolerieren nur sehr wenige defekte Transistoren oder andere Komponenten. Auch werden größere Anzeigeeinheiten im allgemeinen gegenüber kleineren Anzeigeeinheiten bevorzugt. Damit wird ein Hersteller mit dem Dilemma konfrontiert, daß es vorteilhafter ist, größere Geräte und/oder solche mit höherer Auflösung herzustellen, daß aber das ganze Produkt verworfen werden muß, wenn mehr als ein paar Transistoren und daher mehr als ein paar Bildelemente defekt sind. Mit anderen Worten entstehen dem Hersteller drastisch ansteigende Herstellungskosten pro Einheit, die aus einer sinkenden verwendbaren Produktionsausbeute resultieren.
Diese Probleme steigender Herstellungskosten und sinkender Ausbeute werden durch die vorliegende Erfindung dadurch dramatisch verbessert, daß ein Verfahren zur Herstellung von Transistoren mit einer stark reduzierten Anzahl von Fehlern bereitgestellt wird, das für alle Typen von integrierten Schaltkreisen, wie aktive Matrixanzeigeeinheiten, benutzt werden kann.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Es wird ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Dünnfilmtransistoren bereitgestellt, um die Fehler bei den Geräten zu reduzieren, die die Transistoren einschließlich aktiver Matrixanzeigeeinheiten enthalten. Eine erste Verbesserung wird erreicht, indem eine duale Isolatorschicht über der unteren Metallschicht erzeugt wird, die die Gate-Linie und auch die Zeilenlinie in einer aktiven Matrixanzeigeeinheit bilden kann. Die erste Isolatorschicht wird durch das Anodisieren der Metallschicht erzeugt, und die zweite Isolatorschicht wird auf die erste Schicht aufgebracht. Die duale Isolatorstruktur kann erneut anodisiert werden, um die Wirkung von feinen Löchern in den Schichten zu beseitigen. Eine zweite Verbesserung sieht vor, daß eine parallel geschaltete Transistorstruktur geschaffen wird, um die Kanalbreite zu erhöhen, den internen Kurzschluß zu minimieren und die Drain-Kapazität zu minimieren. Die parallel geschaltete Struktur weist wenigstens einen Source- oder Drain-Finger auf, der zwischen wenigstens zwei Drain- bzw. Source-Fingern gebildet wird. Ein Source- Finger, der einen Kurzschluß aufweist, kann abgetrennt werden, um einen funktionsfähigen Transistor aufrechtzuerhalten. Eine weitere Verbesserung wird dadurch erreicht, daß ein aktiver Speicherkondensator für die Matrixanzeigeeinheit gebildet wird, der die duale Isolatorschicht ausnutzt. Eine redundante Spaltenlinie kann durch Ausnutzen einer zweiten, darüber liegenden Metallschicht gebildet werden. Auch kann ein Fehlermaskierungstransistor zwischen jedes Bildelement und dem vorangehenden Gate oder der vorangehenden Zeilenlinie gekoppelt werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung der Draufsicht auf eine aktive Matrixanzeigeeinheit mit dem Transistor gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist ein Querschnitt durch eine Ausführungsform eines Transistors und eines Speicherkondensators gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 ist ein zweiter Querschnitt durch die Ausführungsform des Transistors gemäß Fig. 2;
Fig. 4-10 sind Darstellungen einzelner Schritte der Herstellung des Transistors und der Anzeigeeinheit; und
Fig. 11 ist eine partielle diagrammatische Ansicht der fertiggestellten Anzeigeeinheit.

Bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung

Wie bereits erwähnt, können zahlreiche Geräte unter Verwendung von Dünnfilmtransistoren (TFT) hergestellt werden; eine spezielle Verwendung ist bei aktiven Matrix- Flüssigkristallbildschirmen (AMLCD) gegeben, und der TFT gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend als ein Teil eines AMLCD beschrieben werden. Unter bezug auf Fig. 1 wird eine schematische Darstellung eines AMLCD gemäß der vorliegenden Erfindung allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet.
Der AMLCD 10 ist einschließlich einer Serie optionaler äußerer Kurzschluß-Stangen 12, 14, 16 und 18 dargestellt, die in der ebenfalls anhängigen Anmeldung mit der U.S. Serien-Nr. 081497,372 mit dem Titel ACTIVE MATRIX ESD PROTECTION AND TESTING SCHEME näher beschrieben werden, die gleichzeitig hiermit eingereicht wurde und auf die hierin bezug genommen wird. Die äußeren Kurzschluß-Stangen 12, 14, 16 und 18 werden während des Herstellungsprozesses beseitigt, indem sie entlang einer eingeritzten Linie 20 abgebrochen werden.
Der AMLCD 10 ist auch einschließlich einer Anzahl innerer Kurzschluß-Stangen 22, 24, 26 und 28 dargestellt. Die inneren Kurzschluß-Stangen 22, 24, 26, und 28 werden ebenfalls während der Herstellung benutzt, wie ausführlicher im Fall IM424798-4 beschrieben. Allerdings werden die inneren Kurzschluß-Stangen 22, 24, 26 und 28 nur elektronisch vom AMLCD 10 entlang einer Linie 30 getrennt, beispielsweise mit einem Laser, während sie physikalisch ein Teil des AMLCD 10 bleiben.
Der AMLCD 10 wird auf ein Substrat 32, üblicherweise aus einer Glasplatte bestehend, aufgebracht, das, wie oben beschrieben, entlang der Ritzlinie 20 gebrochen wird. Das Substrat 32 kann auch aus anderen isolierenden Materialien bestehen, einschließlich, für lichtundurchlässige Anwendungen, einer Metallplatte mit einer isolierenden Beschichtung. Der AMLCD 10 wird mit einer Vielzahl von Zeilenlinien 34 und einer Vielzahl von Spaltenlinien 36 gebildet, die eine große Matrix bilden, von der nur ein kleiner Teil dargestellt ist. Die Zeilenlinien 34 schließen eins aus einer Anzahl von mit jeder Linie 34 verbundenen Treiberkontaktkissen 38 ein und die Spaltenlinien 36 schließen ebenfalls eins aus einer Anzahl von mit jeder Linie 38 verbundenen Treiberkontaktkissen 40 ein.
Der AMLCD 10 umfaßt eine Anzahl identisch hergestellter Bildelemente zwischen den Zeilenlinien 34 und den Spaltenlinien 36, daher wird nur ein Bildelement 42 ausführlich beschrieben. An jedem Matrixübergang 44, an dem sich eine Zeilenlinie 34 und eine Spaltenlinie 36 kreuzen, wird ein TFT 46 gebildet, um beide Linien an einen Bildelementkontakt 48 anzuschließen. Das aktive Flüssigkristallmedium wird wenigstens über den Kontakt 48 gebildet, wobei das Medium seine Eigenschaften in Abhängigkeit von der Unterlage und der am Bildelement 42 angelegten Datenspannung ändert. Das Medium auf dem Bildelement 42 wird im allgemeinen als ein Quadrat oder Punkt in der gesamten Matrix des AMLCD 10 erscheinen. Die eigentliche Größe des Transistors 46 und des Kontaktes 48 sind hier nicht maßstäblich gezeichnet, sondern werden nur schematisch zur Veranschaulichung gezeigt.
Es sollte angemerkt werden, daß es keine theoretische Grenze für die Anzahl der Zeilenlinien 34 und Spaltenlinien 36, die verwendet werden können, oder der äußeren Abmessung eines AMLCD 10 gibt. Die Verarbeitungseinrichtung bildet eine praktische Grenze für die äußere Abmessung, wobei diese Grenze sich immer wieder ändert, wenn die Anlagen verbessert werden.
Das bei der Herstellung von AMLCDs existierende Problem besteht darin, daß, falls der AMLCD 10 einen defekten TFT oder andere Schaltelemente enthält, die dazu führen, daß mehr als nur ein paar Bildelemente nicht funktionieren, die gesamte Anzeigeeinheit verworfen werden muß. Ein Verfahren, um defekte Bildelemente 42 zu verbergen, besteht darin, einen zusätzlichen (optionalen) Transistor 49 mit dem Bildelement 42 zu verwenden, wobei dann das Bildelement 42 an eine benachbarte Zeile R1 gekoppelt wird. Dann werden, wenn die Zeile R1 beschrieben wird, die Daten nicht nur an das vorangehende Bildelement 42', sondern auch, durch den Transistor 49, an das Bildelement 42 angelegt. Wenn dann die Zeile r2 beschrieben wird, werden die Daten für das Bildelement 42 durch den Transistor 46 über die Daten des vorangehenden Bildelementes geschrieben. Wenn jedoch der Transistor 46 defekt ist, wird das Bildelement 42 nicht als außer Betrieb erscheinen, sondern es wird statt dessen die Daten der vorherigen Zeile R1 beibehalten. Dies verdeckt die Tatsache, daß das Bildelement 42 nicht richtig funktioniert.
Wie weiter in Fig. 11 beschrieben, kann das Bildelement 42 auch einen Speicherkondensator 50 enthalten, der an die Zeile R1 gekoppelt ist, die die in das Bildelement 42 während jeden Bildaufbaus eingeschriebene Spannung aufrecht erhält und stabilisiert.
Der TFT 46 und der AMLCD 10 der vorliegenden Erfindung werden verwendet, um die Ausbeute an aktiven Bildelementen zu erhöhen. Der TFT 46 wird unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben werden.
Der TFT 46 wird mit einem Gate 52 gebildet, da zuerst als die Zeilenlinie 34 aufgebracht wird. Der fertiggestellte TFT 46 ist in den Fig. 2 und 3 veranschaulicht, während die verschiedenen Prozeßschritte am besten in den Fig. 4-10 illustriert sind. Obwohl die verschiedenen Schichtdicken nicht kritisch für die Erfindung sind, werden bevorzugte Dicken und Materialien beschrieben, um eine bevorzugte Ausführungsform des TFT 46 und des AMLCD 10 herzustellen.
Das Gate 52 wird vorzugsweise von zwei Metallschichten gebildet, eine erste Schicht aus Aluminium, vorzugsweise eine Aluminium/Kupferlegierung, wird aufgebracht und so ausgebildet, daß sie ein Linienelement 54 bildet (siehe Fig. 4). Um eine redundante Zeilenlinie 34 zu bilden, wird eine zweite Gate-Schicht aus Tantal über dem Aluminiumelement 54 aufgebracht und so ausgebildet, daß sie ein Linienelement 56 bildet (siehe Fig. 5), das das Element 54 abdeckt. Das Element 56 besitzt auch Finger 58 (Fig. 5), die die tatsächlichen Gates für die einzelnen TFTs 46 bilden. Das Linienelement 54 wird vorzugsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt. Aluminium wird wegen seiner hohen Leitfähigkeit für lange Linien benutzt, aber ist nicht kritisch für kleine Anzeigeeinheiten und es kann aus kleinen Anzeigeeinheiten entfernt werden, wenn dies gewünscht wird. Das Aluminium wird in einer Dicke von ungefähr 1200 Angström aufgebracht, um die erforderliche Leitfähigkeit sicherzustellen, aber zugleich noch dünn genug zu sein, um Kantenabdeckungsprobleme über dem Element 54 zu vermeiden. Das Tantalelement 56 oder ein anderes anodisches refraktäres Metall wird aus Gründen der Redundanz vorzugsweise gesondert in einer Dicke von ungefähr 2000 Angström aufgebracht. Die Finger 58, welche die Gates für den TFT 46 bilden, benötigen die Aluminiumschicht nicht und bestehen typischerweise nur aus Tantal.
Eine erste Gate-Isolatorschicht 60 wird dann gebildet, indem das ungeschützte Tantalelement 56 anodisiert wird, wobei es hart-anodisiert wird, um die Isolatorschicht 60 aus Tantaloxid, Ta&sub2;O&sub2;, zu bilden. Eine Hart-Anodisation kann durch die Verwendung einer Lösung von 0.1 bis 4.0 Prozent Zitronensäure in entionisiertem Wasser durchgeführt werden. Eine Spannung von ungefähr sechzig (60) Volt kann verwendet werden, die eine sehr genaue und gleichmäßige Oxidhaut 60 von ungefähr fünfzehn (15) Angström pro Volt oder ungefähr einer Dicke von 900 Angström bildet. Die Kissen 38 und 40 können mit Fotolack abgedeckt werden, um eine Anodisation der Kissen zu verhindern, oder sie können anodisiert und dann später geätzt werden.
Alternativ kann der erste Gate-Isolator 60 von einer aufgebrachten dielektrischen Schicht gebildet werden. Ein zweiter oder redundanter Gate-Isolator 62, vorzugsweise aus Siliziumnitrid, Si&sub3;N&sub4;, wird dann mit einer Dicke von ungefähr 3000 Angström aufgebracht. Zwei zusätzliche Schichten werden sequentiell aufgebracht, eine Schicht aus amorphem Silizium 64 und dann eine Schicht aus N+-dotiertem amorphen Silizium 66. Die N+-Schicht 66 und die amorphe Siliziumschicht 64 werden selektiv geätzt, um diskrete Gebiete 70 über den Gate-Teilen 58 auf der Nitridschicht 62 auszusparen (Fig. 6).
Die amorphe Siliziumschicht 64 wird in einer Dicke von ungefähr 1500 Angström aufgebracht, und die N+-Schicht 66 wird in einer Dicke von ungefähr 300 Angström aufgebracht. Nach der Erzeugung des Musters bildet die restliche N+- Schicht ohmsche Kontaktbereiche 68. Ein erneute Anodisation kann durchgeführt werden, bevor die nächste Metallschicht aufgebracht wird, um potentielle Kurzschlüsse zu verhindern, besonders an Punkten, an denen das Drain- oder Source-Metall das Gate-Metall bedeckt. Die erneute Anodisation Wird bei einer Spannung durchgeführt, die wenigstens das doppelte der normalerweise zwischen den Source- und Gate-Linien vorliegenden maximalen Spannung beträgt. Die erneute Anodisation erzeugt ein neues Oxid in der Tantal- oder der darunterliegenden Aluminiumschicht, um zu verhindern, daß ein später aufgebrachtes Metall einen Kurzschluß zur Gate-Linie durch ein Nadelloch bildet, das das Gate-Metall freilegt.
Eine Source-Drain-(S-D)-Schicht 72 wird dann aufgebracht, vorzugsweise für große Anzeigeeinheiten, bestehend aus einer Anzahl von Metallschichten. Für kleine Anzeigeeinheiten kann die Schicht 72 aus einer einzelnen Metallschicht, wie Aluminium oder Molybdän, bestehen. Eine bevorzugte Multischicht 72 für große Geräte wird gebildet, indem eine erste Barriereschicht aus Molybdän bis zu einer Dicke in der Größenordnung von 500 Angström aufgebracht wird. Ein zweite, die Leitfähigkeit erhöhende Schicht aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung wird dann in einer Dicke von ungefähr 5000 Angström aufgebracht. Eine dritte Barriereschicht aus Molybdän oder einer Molybdänlegierung wird dann in einer Dicke von ungefähr 300 Angström aufgebracht. Alternativ ist es erforderlich, daß nur die ersten zwei Schichten aufgebracht werden.
Die S-D-Schicht 72 wird dann so zu einem Muster angeordnet, daß ein Source-Teil 74, ein Drain-Teil 76 und ein oberes Kondensatorkontaktelement 78 gebildet werden. Ein Transistor-Channelbereich 80 wird dann zwischen den Source- und Drain-Teilen 74 und 76 durch das Entfernen der N+-dotierten Schicht zwischen den Kontaktteilen 68 gebildet; die unter den S-D-Metallteilen 74 und 76 verbleiben. Zu diesem Zeitpunkt ist der Transistor 46 elektrisch funktionsbereit.
Der Speicherkondensator 50 ist jetzt ebenfalls elektrisch funktionsbereit und wird vom Kontaktteil 78 und den darunter liegenden Teilen der Nitridschicht 62, der Oxidhaut 60 und des Gates 52 gebildet. Sowohl der Transistor 46 als auch der Kondensator 50 können jetzt elektrisch getestet werden, falls gewünscht.
Eine erste Passivierungsschicht 82, vorzugsweise bestehend aus Si&sub3;N&sub4; wird dann in einer Dicke von ungefähr 7000 Angström aufgebracht. Diese dielektrische Schicht könnte auch aus mittels Melt-Spinning aufgebrachtem SiO&sub2;- Glas (SOG) oder anderen organischen dielektrischen Materialien bestehen. Die Schicht 82 wird so ausgebildet, daß eine Drain-Kontaktöffnung 84 und eine Kondensatorkontaktöffnung 86 gebildet werden. Wenn eine redundante Spaltenlinie gebildet werden soll, werden Pfade 88 (Fig. 3) gebildet, um Kontakte zu den darunter liegenden Spaltenlinien 36 zu bilden.
Eine Bildelement-ITO-Schicht 90 wird dann aufgebracht und so ausgebildet, daß sie den Drain-Kontakt an der Öffnung 84, den Kondensatorkontakt an der Öffnung 86, die redundante Spaltenlinie durch Verbindung über die Pfade 88 (sofern anwendbar) und das Bildelement 48 bildet. Das Bildelement 48 ist nicht maßstäblich dargestellt und der Abschnitt ist abgesetzt, um sowohl den Transistor 46 als auch die Kondensatorstruktur 50 einzuschließen, die gegeneinander versetzt angeordnet sind. Der Abschnitt veranschaulicht die elektrische Trennung zwischen dem Spalten-ITO und dem Bildelement-ITO 48 nicht vollständig (siehe Fig. 1 und 9). Der zusätzliche Transistor 49 (Fig. 1) ist nicht dargestellt, aber er wird in der gleichen Weise hergestellt wie die Transistorstruktur 46.
Die TFT-Struktur wird dann durch die Ausbildung einer letzten Passivierungsschicht 92 fertiggestellt. Die Passivierungsschicht 92 wird in einer Dicke von ungefähr 2000-3000 Angström in der gleichen Weise wie die Schicht 82 gebildet. Die Schicht 92 könnte auch auf dem Farbbildschirmsubstrat gebildet werden oder kann auf beiden gebildet werden.
Wie in den Fig. 7A und 7B dargestellt, ist die Source-Linie 74 mit dem Drain 76 parallel geschaltet. Wie in Fig. 7A veranschaulicht, weist der Drain 76 vorzugsweise wenigstens einen Finger 94 auf und die Source-Linie 74 schließt vorzugsweise ein Paar Finger 96 ein. Ein Schlitz oder eine Öffnung 98 wird durch die Source-Linie 74 in der Nähe der Finger 96 geätzt. Die Parallelschaltung bewirkt einige Vorteile. Zunächst kann die Kanalbreite maximiert werden, während die Drain-Gate-Kapazität minimiert wird. Einen weiterer Vorteil besteht darin, daß ein Kurzschluß in einem der Source-Finger 96 während des elektronischen Testens dadurch behoben werden kann, daß der kurzgeschlossene Finger 96 abgeschaltet wird. Der Kurzschluß kann tatsächlich dadurch beseitigt werden, daß der Schlitz 98 zu beiden Seiten des kurzgeschlossenen Fingers 96 durchgetrennt wird.
Obwohl die Drain-Gate-Kapazität durch die in Fig. 7A dargestellte Ausführungsform mit Parallelschaltung minimiert wird, kann ein höherer Treiberstrom dadurch erzielt werden, daß zusätzliche Finger, wie in Fig. 7B veranschaulicht, gebildet werden. In Fig. 7B schließt der Drain 76 ein Paar Finger 100 ein und die Source 74 schließt drei entsprechende Finger 102 ein.
Fig. 9 zeigt die ITO-Schicht 90, die den gesonderten Bildelementkontakt 48 und eine redundante Spaltenlinie 104 bildet. Die Spaltenlinie 104 ist mit der darunter liegenden Spaltenlinie 36 durch die Pfade 88 verbunden.
Ein umfassendes zusammengesetztes Layout des AMLCD 10 ist in Fig. 10 dargestellt.
Fig. 11 zeigt einen Teil des fertiggestellten AMLCD 10 und den Grund für die Verwendung des Speicherkondensators 50. Der Kondensator 50 stabilisiert die Spannung über dem Flüssigkristallmaterial an einem Bildelement 42 während des Zeitraums eines Bildaufbaus, wenn die Bildelementzeile, hier die Zeile 3, nicht adressiert wird. Eine bestimmte Bildelementzeile wird nur ein Mal während eines Bildaufbauzeitraums angesteuert, wobei der Bildaufbau im allgemeinen 1/60-tel einer Sekunde oder 16.7 Millisekunden dauert. Für einen 480 Zeilen AMLCD 10 wird eine bestimmte Zeile nur während 1/480-tel des Bildaufbauzeitraums oder ungefähr 34.7 Mikrosekunden angesteuert. Während der Bildaufbauzeit ist, wenn die Bildelementzeile nicht angesteuert wird, der TFT 46 aus. Allerdings sollte die Bildelementspannung konstant über dem Flüssigkristallmaterial bleiben. Das Flüssigkristallmaterial hat eine Kapazität CLC und einen endlichen Widerstand RLC. Der Transistor 46 kann zwischen dem Treiber und der Source und/oder durch den Widerstand RLC des Flüssigkristallmaterials einen Leckstrom aufweisen. Um den Spannungsabfall (Daten nehmen ab) über dem Flüssigkristallmaterial zu minimieren, wird der Speicherkondensator 50 mit der Kapazität CS in parallel zu CLC gelegt. Das vom Transistor 46 in Zeile 3 angesteuerte Bildelement 42 wird durch den Kondensator 50 an die vorangehende Zeile 2 gekoppelt. Dabei ist angenommen, daß die Zeile 2 unmittelbar vor der Zeile 3 angesteuert wird. Wenn der Transistor 46 für eine bestimmte Zeile eingeschaltet wird, lädt der Transistor 46 CLC und CS, da die gesamte Kapazität gleich CLC + CS ist. Die Leckströme des Transistors 46 und des Flüssigkristallmaterials sind höher (schlechter) bei höheren Betriebstemperaturen. Das Flüssigkristallmaterial ist zwischen dem TFT-Substrat 32 und einem Farbfilter oder einer monochromen Rückwand 94 enthalten. Die Rückwand 94 ist vom Substrat 32 durch Abstandshalter (nicht dargestellt) getrennt.

Claims

1. Ein Verfahren zur Herstellung von Dünnfilmtransistoren (46), das umfaßt:

eine Parallelschaltung von Source (74) und Drain (76), wobei eine Öffnung (98) in der genannten Source vorgesehen wird, die wenigsten zwei sich von der genannten Source in Richtung des genannten Drains erstreckende Finger (96) bildet, die der genannten Öffnung benachbart angeordnet sind, und daß wenigstens ein Finger (94) am genannten Drain (76) vorgesehen ist, der sich vom genannten Drain zwischen zwei Source-Finger erstreckt und im Abstand zu diesen angeordnet ist, wobei die genannte Öffnung (98) in der genannten Source (74) gegenüber dem genannten wenigstens einen Finger (94) angeordnet ist.

2. Ein Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei wenigstens drei sich erweiternde Finger (102), die sich von der genannten Source aus erstrecken, und wenigstens zwei Finger (100), die sich vom genannten Drain aus erstrecken, gebildet werden, und wobei sich jeder genannte Drain-Finger zwischen zwei Source-Finger erstreckt, aber von diesen getrennt ist.

3. Ein Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die genannten Source und Drain in bezug auf Kurzschlüsse getestet werden und wobei ein kurzgeschlossener Source-Finger dadurch abgetrennt wird, daß der genannte Source-Finger (96) zur genannten Source-Öffnung (98) hin auf beiden Seiten des genannten kurzgeschlossenen Fingers abgetrennt wird.

4. Ein Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die genannten Source und Drain über einen redundanten Gate-Isolator gebildet werden, einschließlich der Bildung des Gate- Isolators durch das Abscheiden eines Gate-Metalls, des Anodisierens des Gate-Metalls, um eine Isolierschicht (60) zu bilden, und des Abscheidens eines zweiten Isolators (62) auf der genannten anodisierten Isolierschicht.

5. Ein Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei die genannte anodisierte Isolierschicht wieder anodisiert wird, bevor die genannten Source und Drain gebildet werden.

6. Ein Verfahren zur Herstellung einer aktiven Matrixanzeigeeinheit (10) mit einer Anzahl von Dünnfilmtransistoren (46), wobei jeder Transistor ein Bildelement (42) mit einer Zeile (34) und einer Spaltenlinie (36) in der Anzeigeeinheit verbindet und nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-5 hergestellt wird.

7. Ein Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei für jedes der Bildelemente ein Speicherkondensator (50) gebildet wird und der genannte Speicherkondensator zwischen jedem der genannten Bildelemente und einer der benachbarten Zeilen gekoppelt wird.

8. Ein Dünnfilmtransistor, umfassend:

eine Parallelschaltung von Source (74) und Drain (76) mit einer Öffnung (98) in der genannten Source, wobei wenigstens zwei Finger (96) sich von der genannten Source aus in Richtung auf den genannten Drain in der Nähe der genannten Öffnung erstrecken und wobei wenigstens ein Finger (94) auf dem genannten Drain (76) sich vom genannten Drain aus zwischen die genannten zwei Source-Finger erstreckt und wobei die genannte Öffnung (98) in der genannten Source (74) in dem genannten wenigstens einen Finger (94) angeordnet ist.

9. Ein Dünnfilmtransistor gemäß Anspruch 8 mit wenigstens drei Fingern (102), die sich von der genannten Source aus erstrecken, und wobei wenigstens zwei Finger (100) sich von dem genannten Drain aus erstrecken, wobei jeder der genannten Drain-Finger sich zwischen zwei Source-Finger erstreckt, aber von diesen getrennt ist.

10. Eine aktive Matrixanzeigeeinheit (10) mit einer Anzahl von Dünnfilmtransistoren (46) gemäß Anspruch 8 oder Anspruch 9, wobei jeder Transistor ein Bildelement (42) an eine Zeile (34) und eine Spaltenlinie (36) in der Anzeigeeinheit koppelt.