專利名稱：液晶顯示器件及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種具有由薄膜晶體管(TFT)形成的電路的液晶顯示器件及其制造方法。
背景技術：
近年來，通過使用形成在具有絕緣表面的襯底上的半導體薄膜(膜厚度為大約幾納米至幾百納米)來形成薄膜晶體管的技術正引起人們的關注。廣泛應用于例如IC和電子光學器件的薄膜晶體管得到快速地發(fā)展，特別是作為圖像顯示器件的開關元件。
通常，液晶顯示器件作為使用薄膜晶體管的圖像顯示器件而被了解。有源矩陣液晶顯示器件正變得更加有用，與無源矩陣液晶顯示器件相比其能夠以更高的分辨率提供圖像。在有源矩陣液晶顯示器件中，選擇地驅動提供在矩陣中每個像素內(nèi)的像素電極，以便在顯示器上形成顯示圖形。也就是說，通過在所選的像素電極和與所選的像素電極對應的相對電極之間施加電壓，像素電極與相對電極之間的液晶層被光學地調(diào)制。這種光學調(diào)制被觀察者識別為顯示圖形。
這樣的有源矩陣液晶顯示器件的應用范圍正在擴展，并且根據(jù)變大的顯示器尺寸而增加對于高分辨率、高孔徑比和高可靠性的需求。同時，對于生產(chǎn)率的提高和成本降低的需求正在增加。
傳統(tǒng)的有源矩陣液晶顯示器件的生產(chǎn)成本很高，因為TFT通過使用光刻技術的多個光掩模形成在襯底上。為了提高生產(chǎn)率和良率，認為降低步驟數(shù)量是有效的。

發(fā)明內(nèi)容
在液晶顯示器件的制造步驟中通過使用一個光掩模，需要許多步驟，例如抗蝕劑涂覆、預烘焙、曝光、顯影和后烘焙，以及在上述步驟之前和之后的覆蓋膜的形成、刻蝕、抗蝕劑剝離、沖洗、干燥等，這使得工藝變得復雜。
考慮到上述的問題，按照本發(fā)明，減少了用于形成薄膜晶體管的步驟數(shù)量，以便降低生產(chǎn)成本并提高有源矩陣晶體顯示器件的合格率。
為了解決前述問題，采用溝道刻蝕型底部柵極TFT結構(反向交錯TFT)以便通過相同的掩模圖形化(構圖)源極區(qū)域和漏極區(qū)域以及像素電極。而且，按照本發(fā)明，在制造液晶顯示器件所需的圖形中，例如用于形成布線層或電極的導電層、用于形成預定圖形的掩模等，通過能夠選擇地形成圖形的方法來形成它們中的至少一個或多個，由此制造液晶顯示器件。使用液滴噴射法作為用于選擇地形成圖形的方法，其中選擇地噴射為具體目的而制備的組合物的液滴來形成用于形成導電膜、絕緣膜等的預定圖形。
本發(fā)明是一種液晶顯示器件，包括柵極布線、源極布線、像素電極和薄膜晶體管。提供了形成在絕緣表面上的柵極布線、形成在柵極布線上的半導體膜、形成在半導體膜上的源極區(qū)域和漏極區(qū)域、形成在源極區(qū)域上的源極布線、形成在漏極區(qū)域上的漏極電極、被形成為用于覆蓋源極布線和漏極電極的一個端表面的阻擋膜、以及形成在漏極電極和阻擋膜上的像素電極。漏極區(qū)域的所述一個端表面近似地與半導體膜和漏極電極的端表面相當。
此外，按照本發(fā)明前述的結構，另一個端表面近似地與像素電極的端表面和漏極電極的另一個端表面相當。
此外，本發(fā)明是一種透射型液晶顯示器件，其像素電極由透光導電膜形成。
此外，本發(fā)明是一種反射型液晶顯示器件，其像素電極由含有Ag(銀)、Au(金)、Cu(銅)、W(鎢)和Al(鋁)作為其主要成分的膜或這些膜的疊層而形成。
此外，按照前述的結構，半導體膜是含有氫和鹵素元素并具有晶體結構的半非晶半導體。
按照本發(fā)明，在絕緣表面上選擇地噴射組合物以形成柵極布線、覆蓋柵極布線的絕緣膜、在絕緣膜上的第一半導體膜、在第一半導體膜上的含有賦予N型的雜質(zhì)元素的第二半導體膜、以及在第二半導體膜上的第一導電膜。通過使用第一掩模選擇地去除第一半導體膜、第二半導體膜和第一導電膜，以便形成第一導電膜、第二半導體膜和第一半導體膜的疊層膜的圖形和與疊層膜交疊接觸的第二導電膜。通過使用第二掩模選擇地去除第一半導體膜、第二半導體膜、第一導電膜和第二導電膜的一部分，形成由第二半導體膜構成的源極區(qū)域和漏極區(qū)域以及由含有賦予N型的雜質(zhì)元素的第二導電膜構成的像素電極。
此外，按照本發(fā)明的上述結構，通過選擇地噴射組合物在第一導電膜、第二半導體膜和第一半導體膜的疊層膜的端表面上形成阻擋膜。
此外，按照本發(fā)明，順序形成絕緣膜、第一半導體膜、第二半導體膜和第一導電膜而不暴露在氣氛中。
此外，按照上述的結構，通過選擇地噴射組合物來形成第一掩模和第二掩模。此外，通過選擇地噴射組合物來形成第二導電膜。
此外，按照本發(fā)明的上述結構，通過選擇地噴射含有導電材料的組合物來形成第一導電膜，并使用第一導電膜作為掩?？涛g第一半導體膜和第二半導體膜。
按照本發(fā)明，因為通過噴射組合物能夠直接地圖形化(構圖)布線層和掩模，因此能夠提高材料的利用效率。而且，能夠簡化液晶顯示器件的制造步驟。


圖1是本發(fā)明的頂(視)平面圖。
圖2A至2C是顯示本發(fā)明的液晶顯示器件的制造步驟的剖面圖。
圖3A至3C是顯示本發(fā)明的液晶顯示器件的制造步驟的剖面圖。
圖4A和4B是顯示本發(fā)明的液晶顯示器件的制造步驟的剖面圖。
圖5A至5C是顯示本發(fā)明的液晶顯示器件的制造步驟的剖面圖。
圖6A和6B是顯示本發(fā)明的液晶顯示器件的制造步驟的剖面圖。
圖7是液晶顯示器的剖面圖。
圖8是顯示本發(fā)明的液晶顯示器件的制造步驟的剖面圖。
圖9A至9C是顯示本發(fā)明的液晶顯示器件的制造步驟的剖面圖。
圖10A和10B是顯示本發(fā)明的液晶顯示器件的制造步驟的剖面圖。
圖11A至11C是顯示本發(fā)明的液晶顯示器件的制造步驟的剖面圖。
圖12是反射電子光學器件的剖面圖。
圖13是制造裝置的頂(視)平面圖。
圖14是制造裝置的頂(視)平面圖。
圖15是顯示能夠用于本發(fā)明的液滴噴射裝置的結構。
圖16是顯示本發(fā)明的液晶顯示器件的制造步驟的剖面圖。
圖17A和17B是顯示用于安裝本發(fā)明液晶顯示器件的驅動器電路的方法的視圖。
圖18A和18B是顯示用于安裝本發(fā)明液晶顯示器件的驅動器電路的方法的視圖。
圖19A和19B是顯示用于安裝本發(fā)明液晶顯示器件的驅動器電路的方法的視圖。
圖20是顯示本發(fā)明液晶顯示器件的結構的頂(視)平面圖。
圖21是顯示本發(fā)明液晶顯示器件的結構的頂(視)平面圖。
圖22是顯示本發(fā)明液晶顯示器件的結構的頂(視)平面圖。
圖23是顯示本發(fā)明液晶顯示器件的接收機的主要結構的方塊圖。
圖24是顯示本發(fā)明液晶顯示器件的結構的視圖。
圖25是通過本發(fā)明完成的電子裝置的示例的視圖。
具體實施例方式
盡管將通過參照附圖的示例完整地說明本發(fā)明，但是應當理解，各種變化和修改對于本領域技術人員將是顯而易見的。因此，除非這樣的變化和修改脫離下面定義的本發(fā)明的范圍，否則它們應被視為包含在本發(fā)明范圍內(nèi)。注意，在以下說明的本發(fā)明的結構中，所有附圖的公共部分被給出相同的參考標記。
圖1是作為示例的本發(fā)明液晶顯示器件的平面圖。此處，為了簡便而顯示了以矩陣形式排列的多個像素內(nèi)的一個像素配置。
圖1中所示的像素配置包括彼此平行設置的多條柵極布線203和223，以及被設置使其與每條柵極布線203和223交叉的多條源極布線219和239。此外，在由柵極布線203和223與源極布線219和239包圍的區(qū)域中設置由透光導電膜形成的像素電極221。此外，透光導電膜214覆蓋源極布線，使其不與像素電極221交疊。
此外，電容器布線204設置在像素電極221下的兩個鄰近的柵極布線203與223之間，并與柵極布線203與223平行。在所有的像素中提供此電容器布線204，并與提供在像素電極221之間作為介電材料的絕緣膜形成存儲電容器。
此外，在柵極布線203和源極布線219的交叉點周圍提供開關元件。開關元件通常是TFT。TFT的柵極電極側連接到掃描線，而源極或漏極側連接到信號線，由此能夠通過外部輸入的信號獨立地控制每個像素。
TFT的主要部件是半導體膜、柵極絕緣膜、柵極電極等，連接到形成在半導體膜上的源極和漏極區(qū)域的布線添加到TFT。作為TFT的典型結構，具有頂部柵極(交錯)型和底部柵極(反向交錯)型，頂部柵極型中從襯底側提供半導體膜、柵極絕緣膜和柵極電極層，底部柵極型中從襯底側提供柵極電極層、柵極絕緣膜和半導體膜。本發(fā)明中使用底部柵極型TFT。
TFT的更具體的結構是在絕緣襯底上層疊柵極電極(與柵極布線整合)、柵極絕緣膜、第一半導體膜、由含有賦予N型的雜質(zhì)元素的第二半導體膜形成的源極區(qū)域和漏極區(qū)域、源極電極(與源極布線整合)和電極(以下也稱作漏極電極)。
此外，在源極布線(包括源極電極)和漏極電極下層疊柵極絕緣膜、第一非晶半導體膜、含有賦予N型的雜質(zhì)元素的第二非晶半導體膜。
在第一非晶半導體膜中，位于與源極區(qū)域接觸的區(qū)域和與漏極區(qū)域接觸的區(qū)域之間的區(qū)域與其它的區(qū)域相比具有更薄的膜厚度。這是因為在通過刻蝕來分開含有賦予N型的雜質(zhì)元素的第二非晶半導體膜而形成源極區(qū)域和漏極區(qū)域時，去除了第一非晶半導體膜的一部分。而且，像素電極的端表面、漏極電極的端表面和漏極區(qū)域的端表面通過刻蝕而大約彼此相當。
類似地，覆蓋源極電極的布線228的端表面、源極電極的端表面和源極區(qū)域的端表面大約彼此相當。
能夠由非晶半導體(以下也稱作“AS”)、多晶半導體、半非晶半導體(也稱作微晶，以下也稱作“SAS”)來形成半導體膜，其中非晶半導體是使用以硅烷和鍺烷為代表的半導體材料氣體通過氣相淀積和濺射而形成的，多晶半導體是通過使用光能和熱能使非晶半導體結晶而獲得的。而且，能夠通過使用有機物來形成TFT。
SAS是具有在非晶結構與晶體結構(包括單晶和多晶)之間的中間結構以及自由能穩(wěn)定的第三狀態(tài)的半導體。而且，SAS包括具有短程有序和晶格畸變的晶體區(qū)域。能夠在至少一部分的膜內(nèi)觀察到0.5至20nm的晶體區(qū)域，并且在硅作為主要成分的情況下，拉曼光譜移動到小于520cm-1的頻率側。通過X射線衍射測量由Si晶格產(chǎn)生的(111)和(220)的衍射峰值。此外，包含至少1原子百分比或更多的氫或氦作為懸空鍵的中和劑。通過輝光放電(等離子體CVD)淀積硅氣體來形成SAS。硅氣體通常是SiH4以及Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4等。此外，也可以混合GeF4?？梢酝ㄟ^一種或多種惰性氣體元素(例如H2、H2和He、Ar、Kr和Ne)來稀釋硅氣體。優(yōu)選地在大約0.1至133Pa的壓力下、在1至120MHz的電源頻率以稀釋比為2到1000倍來稀釋硅氣體稀釋，更優(yōu)選地是在13至60MHz的高頻電源下。優(yōu)選地，用于加熱襯底的溫度為300℃或更小。優(yōu)選地，作為膜中雜質(zhì)元素的例如氧、氮和碳的大氣成分的雜質(zhì)為1×1020cm-1或更小。特別地，氧濃度優(yōu)選地是5×1019/cm3或更小，更優(yōu)選地是1×1019/cm3或更小。
圖20是顯示按照本發(fā)明的液晶顯示板的整體結構的頂(視)平面圖。在具有絕緣表面的襯底100上提供其中像素102以矩陣形式排列的像素部分101、掃描線輸入端(子)103、信號線輸入端(子)104。此處，圖20顯示了液晶顯示板的結構，其中輸入到掃描線和信號線的信號由外部驅動器電路控制，但是，如圖21所示，驅動器IC 106可以通過COG(玻璃上芯片)而安裝在襯底100上。可以由單晶半導體襯底和其上由TFT形成電路的玻璃襯底來形成驅動器IC 106。此外，在通過SAS形成提供在像素中的TFT的情況下，可以在襯底100上形成掃描線驅動器電路107以便集成，如圖22所示。
按照本發(fā)明，直接通過液滴噴射法來形成上述結構的圖形。此處，液滴噴射法是一種用于選擇地噴射(排放)組合物的形成液滴(也稱作點)的方法，根據(jù)其系統(tǒng)也被稱作噴墨法，其中組合物含有用于將要形成在任意位置上的導電層、絕緣膜等的材料。
圖15顯示了用于形成圖形的液滴噴射裝置的一種模式。液滴噴射裝置1403的每個頭1405都連接到控制裝置1407，計算機1410控制該控制裝置1407，由此能夠繪制編程的圖形。例如，可以根據(jù)形成在襯底1400上的標記1411來確定繪制的定時?；蛘?，可以根據(jù)襯底1400的邊緣來確定基本點。這是通過例如CCD的圖像拾取裝置1404檢測的，并通過圖像處理裝置1409轉換成數(shù)字信號。計算機1410識別數(shù)字信號并產(chǎn)生將發(fā)送至控制裝置1407的控制信號。不必說，將要形成在襯底1400上的圖形的數(shù)據(jù)被存儲在存儲器介質(zhì)1408中，據(jù)此將控制信號發(fā)送至控制裝置1407，由此能夠獨立地控制液滴噴射裝置1403的每個頭1405。注意，為了噴射也可以在X-Y方向上掃描頭。這在比噴射液滴的頭1405的寬度大的襯底上進行噴射的情況下是有效的。此外，器件本身能夠更緊湊。
作為實施方式1來說明溝道刻蝕型薄膜晶體管的制造方法。
在此實施方式中，說明液晶顯示器件的制造方法。沿著工藝順序詳細說明用于在襯底上的像素部分中形成反向交錯的TFT的方法以及用于形成連接到該TFT的存儲電容器的方法。同時，說明用于形成被提供在襯底的端部中的輸入端子部分的方法，輸入端子部分用于電連接到提供在另一個襯底上的電路的布線。
在圖2A中，襯底200可以是非堿性玻璃襯底，例如通過熔化方法和浮動方法制造的硼硅酸鋇玻璃、硼硅酸鋁玻璃或鋁硅酸鹽玻璃；陶瓷襯底；以及能夠承受此制造步驟的處理溫度的塑料襯底等。此外，也可以使用例如單晶硅的半導體襯底、例如在其上提供絕緣層的不銹鋼襯底的金屬襯底。
優(yōu)選地，通過濺射、氣相淀積等在襯底200上形成由例如Ti(鈦)、W(鎢)、Cr(鉻)、Al(鋁)、Ta(鉭)、Ni(鎳)、Zr(鋯)、Hf(鉿)、V(釩)、Ir(銥)、Nb(鈮)、Pb(鉛)、Pt(鉑)、Mo(鉬)、Co(鈷)或Rh(銠)的金屬材料構成的導電層201。導電層201的厚度可以形成為0.01至10nm，并且能夠形成為單層或疊層結構。注意，提供導電層201用于提高柵極電極層的粘著，因此只要能夠獲得足夠的粘著，就能夠省略導電層201，并且可以直接在襯底200上形成柵極電極層。
隨后，選擇地噴射含有導電材料的組合物，由此在導電層201上形成柵極布線層202、柵極電極層203和電容器布線層204(圖2A)。能夠使用具有Ag(銀)、Au(金)、Cu(銅)、W(鎢)、Al(鋁)等的金屬顆粒作為主要成分的組合物作為用于形成這些層的導電材料。此外，可以組合透光的銦錫氧化物(ITO)、含有氧化硅的銦錫硅氧化物(ITSO)。特別地，柵極布線層具有較低的電阻是優(yōu)選的。因此，優(yōu)選地使用通過在溶劑中稀釋或分散金、銀或銅中的任一種而獲得的材料。更優(yōu)選地，使用電阻較低的銀和銅。但是，在此情況下，為了防止雜質(zhì)可以組合提供阻擋膜。例如，氮化硅膜和鎳硼(NiB)被用于阻擋膜。溶劑可以是例如丁基乙酸酯的酯，例如異丙醇的醇，例如丙酮的有機溶劑等。通過控制溶劑的濃度并添加表面活性劑等適當?shù)乜刂票砻鎻埩驼承浴D16顯示了在此階段的頂(視)平面圖。
而且，可以通過噴射銀并且之后鍍銅來形成布線層。在此情況下，通過噴射組合物來形成具有窄寬度的布線，并且之后能夠通過電鍍來形成較寬的布線。此外，噴射銀的粗糙表面使得電鍍更容易。可以通過將大的襯底浸入液體槽中或者在大的襯底上傾倒電鍍?nèi)軇﹣磉M行電鍍。
液滴噴射法中使用的噴嘴的直徑優(yōu)選地是0.02至100μm(更優(yōu)選地是30μm或更小)，從噴嘴噴出的組合物的量優(yōu)選地是0.001至100pl(更優(yōu)選地是10pl或更少)。在液滴噴射法中有按需型和連續(xù)型，可以使用它們其中之一。對于液滴噴射法中使用的噴嘴，可以使用壓電法或者加熱法用于噴射組合物，其中壓電法利用壓電體在施加電壓時轉換的性質(zhì)，加熱法通過提供在噴嘴中的加熱器將組合物加熱到沸點。
為了在預期位置上排放組合物，目標和噴嘴頭優(yōu)選地盡可能的靠近。距離優(yōu)選地是大約0.1至3mm(優(yōu)選地是1mm或更小)。當噴嘴和目標彼此保持相對距離時，移動其中之一，由此繪制預期的圖形。此外，可以在噴射組合物之前使目標的表面經(jīng)過等離子體處理。通過應用等離子體處理，目標的表面可以是親水的或疏液的。例如，目標的表面變得對于純水是親水的，對于通過醇稀釋的糊劑是疏液的。
可以在降低的壓力下執(zhí)行用于噴射組合物的步驟。因此，蒸發(fā)組合物的溶劑，直到噴射的組合物落在目標上為止，由此可以省略或縮短用于干燥和烘焙的步驟。在噴射組合物之后，在正常壓力或在降低的壓力下通過發(fā)射激光、快速熱退火、烤爐退火等來執(zhí)行用于干燥和烘焙步驟的一個或兩個步驟。但是，通過熱處理執(zhí)行用于干燥和烘焙的兩個步驟，目的、溫度和時間是不同的。例如，在100℃執(zhí)行干燥持續(xù)3分鐘，而在200至350℃下執(zhí)行烘焙持續(xù)15至120分鐘。為了順利地執(zhí)行干燥和烘焙，可以事先對襯底進行加熱。溫度是100至800℃(更優(yōu)選地是200至350℃)，但是其取決于襯底的材料等。按照此步驟，蒸發(fā)組合物中的溶劑，或者化學地去除分散劑，并且固化或收縮周圍的樹脂，由此加速了熔化和焊接。用于執(zhí)行此步驟的氣氛是氧氣氛、氮氣氛或大氣。但是，優(yōu)選地在氧氣氛中執(zhí)行，因為容易去除溶解或分散了金屬元素的溶劑。
可以通過使用連續(xù)振動或脈沖振動的氣體激光器或固態(tài)激光器來執(zhí)行激光照射。前述的氣體激光器包括受激準分子激光器、YAG激光器等，而后面的故態(tài)激光器包括使用晶體的激光器，例如摻雜了Cr、Nd等的YVO4和YAG。注意，考慮到激光的吸收速率，優(yōu)選地使用連續(xù)振動激光器。此外，可以使用組合了脈沖振動與連續(xù)振動的所謂的混合激光器照射法。但是，根據(jù)襯底的耐熱性，優(yōu)選地瞬間執(zhí)行通過激光照射的熱處理，持續(xù)幾毫秒到幾十秒。通過使用發(fā)射紫外光到紅外光的紅外燈、鹵素燈等在惰性氣氛中執(zhí)行快速熱退火(RTA)，由此快速地升高溫度，并瞬間地施加幾毫秒到幾分鐘的熱量。因此，瞬間地執(zhí)行此處理，實際上只能夠加熱最外面的薄膜，而不會影響到下層的膜。
在形成柵極布線層202、柵極電極層203和電容器布線層204之后，優(yōu)選地對暴露在表面上的導電層201執(zhí)行下面兩個步驟之一。
第一種方法是使沒有與柵極布線層202、柵極電極層203和電容器布線層204交疊的導電層201絕緣，以形成絕緣層301至304。即，沒有與柵極布線層202、柵極電極層203和電容器布線層204交疊的導電層201被氧化和絕緣(圖2B)。以此方式，在使導電層201絕緣的情況下，優(yōu)選地使導電層201的厚度形成為0.01至10nm，其被氧化成為絕緣層。注意，可以通過暴露在氧氣氛中或進行熱處理來氧化導電層201。
第二種方法是使用柵極布線層202、柵極電極層203和電容器布線層204作為掩模來刻蝕去除導電層201。在應用此步驟的情況下，導電層201的厚度沒有限制。
此外，為了通過噴射含有導電材料的組合物在襯底200上形成柵極布線層202、柵極電極層203和電容器布線層204，可以使用下面的方法來取代上述的方法，以便提高襯底與組合物之間的粘著。
首先，在具有絕緣表面的襯底200上形成基底膜。提供基底膜用于防止襯底200中含有的例如Na的堿金屬和堿土金屬散布到半導體膜，并對半導體元件的特性產(chǎn)生負面影響。因此，能夠通過使用絕緣膜來形成基底膜，例如使用可以抑制堿金屬和堿土金屬散布到半導體膜中的氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氧化鈦和氮化鈦。特別地，基底膜優(yōu)選地是由對柵極電極的材料具有高粘性的材料形成的。例如，在使用Ag、Cu或層疊的Ag和Cu作為柵極布線層、柵極電極層或電容器布線層的情況下，優(yōu)選地形成由氧化鈦(TiOx)構成的基底膜。注意，基底膜可以具有單層或疊層的結構。此處，基底膜具有第一基底膜和第二基底膜的疊層結構。作為第一基底膜，使用SiH4、N2O、NH3和H2的源氣體，在0.3托(39.9Pa)的壓力，50W的RF功率，60MHz的RF頻率以及400℃的襯底溫度下，通過等離子體CVD形成厚度為10至200nm(優(yōu)選地為50至200nm)的氮氧化硅膜。作為第二基底膜，使用SiH4和N2O的源氣體，在0.3托(39.9Pa)的壓力，150W的RF功率，60MHz的RF頻率以及400℃的襯底溫度下，通過等離子體CVD形成厚度為50至200nm(優(yōu)選地為150至200nm)的氮氧化硅膜。
在使用含有少量堿金屬和堿土金屬的襯底(例如不銹鋼襯底或塑料襯底)的情況下，由于防止雜質(zhì)的分散所以提供基底膜是有效的。另一方面，在雜質(zhì)的分散不大影響例如石英襯底的情況下，不必要提供基底膜。也就是說，只要能夠防止雜質(zhì)分散到半導體膜就沒有必要提供基底膜。例如，在柵極電極上形成半導體膜且其間設置柵極絕緣膜的情況下，柵極絕緣膜能夠防止雜質(zhì)分散到半導體膜，因此不需要提供基底膜。
之后，在其上將形成柵極電極的表面上執(zhí)行等離子體處理。在此實施方式中，在基底膜上形成柵極電極，因此對基底膜進行等離子體處理?？梢圆唤佑|到其上將形成柵極電極的表面而執(zhí)行等離子體處理。使用大氣、氧氣或氮氣作為處理氣體，在幾十到800托(106400Pa)的壓力下，或者更優(yōu)選地在700(93100Pa)至800托(大氣壓或接近大氣壓)的壓力下執(zhí)行等離子體處理。而且，可以通過RF電源或AC電源來執(zhí)行等離子體處理。例如，通過使用100V交流電的AC電源，13.56MHz的頻率等并改變功率來產(chǎn)生等離子體。為了釋放穩(wěn)定的等離子體，以2至4微秒的電壓寬度的間隔施加脈沖。通過進行該等離子體處理，表面被修改使得表面變得對于例如醇和油的液體是可濕的。之后，通過在襯底上噴射含有導電材料來形成柵極布線層、柵極電極層和電容器布線層。
通過使用任何一種上述的方法，能夠在襯底200上形成柵極布線層、柵極電極層和電容器布線層。
接下來，通過等離子體CVD和濺射形成單層或疊層結構的柵極絕緣膜205。特別地，優(yōu)選地通過層疊以下三層來形成由氮化硅形成的絕緣膜，由氧化硅形成的絕緣膜以及由氮化硅形成的絕緣膜。此處，為了簡單而將柵極絕緣膜205顯示為單層。注意，為了在低的淀積溫度下形成具有小的漏電流的致密的絕緣膜，優(yōu)選地在反應氣體中包括例如氬的惰性氣體元素并將其混入絕緣膜中。通過形成與柵極布線層202、柵極電極層203和電容器布線層204接觸的第一層的氮化硅或氧氮化硅，能夠防止由于氧化導致的劣化。
接下來，在柵極絕緣膜205上形成半導體膜206。半導體膜206是由使用以硅烷和鍺烷為代表的半導體材料氣體通過氣相淀積或濺射所形成的AS或SAS構成的。
在采用等離子體CVD的情況下，通過使用作為半導體材料氣體的SiH4或SiH4與H2的混合氣體來形成AS。通過H2將SiH4稀釋3到1000倍，或者以20到40∶0.9的氣流速比稀釋Si2H6和GeF4，能夠獲得Si的成分比為80％或更高的SAS。特別地，后者是優(yōu)選的，因為半導體膜206能夠在基底膜之間的界面具有結晶性。
接下來，在半導體膜206上形成N型或P型半導體膜207(以下稱作半導體膜207)，作為含有一種導電類型的雜質(zhì)元素的半導體?？梢酝ㄟ^使用硅烷氣體和磷化氫氣體來形成半導體膜207，并且能夠由AS或SAS構成半導體膜207。
接下來，通過濺射或氣相淀積方法形成導電金屬膜208?？梢杂扇魏尾牧闲纬蓪щ娊饘倌?08，只要是能夠與半導體膜207具有歐姆接觸的金屬材料即可?？梢允褂眠x自于Al、Cr、Ta和Ti的元素，含有前述元素的合金，其中組合了前述元素的合金膜等。
通過采用前述的步驟，能夠順序地形成柵極絕緣膜205到金屬膜208，而不暴露在空氣中。也就是說，能夠在不受到氣氛成分或空氣中漂浮的雜質(zhì)元素污染的情況下形成每個疊層的界面，因此，能夠減小TFT特性的變化。
而且，能夠通過在半導體膜207上噴射導電的組合物來形成金屬膜208。用于形成金屬膜208的導電材料可以是含有Ag、Au、Cu、W、Al等作為主要成分的金屬顆粒的組合物。此外，也可以組合使用透光的銦錫氧化物、由銦錫氧化物和氧化硅構成的ITSO、有機銦、originating、氧化鋅、氮化鈦等。
接下來，通過在金屬膜208上選擇地噴射組合物來形成掩模209。作為掩模209的材料，使用樹脂材料，例如環(huán)氧樹脂、丙烯樹脂、苯酚樹脂、酚醛樹脂、三聚氰胺樹脂和聚氨酯樹脂。此外，可以使用有機材料，例如benzocychrobtenm、聚對二甲苯基、flare、透光的聚酰亞胺、通過硅氧烷聚合體等的聚合形成的化合物材料、含有水溶的均聚物和水溶的共聚物的合成材料?；蛘?，可以使用含有光敏劑的商用抗蝕劑材料。例如，可以使用作為典型的正型抗蝕劑的酚醛樹脂和作為光敏劑的二疊氮基萘醌化合物，作為負型抗蝕劑的基本樹脂和二苯基硅二醇，酸形成劑等。當使用任何前述的材料時，通過控制溶劑的濃度并添加表面活性劑等適當?shù)乜刂票砻鎻埩驼承浴?br> 通過使用掩模209刻蝕去除不必要的部分來形成布線和電極(圖3A)。此處，能夠使用濕法刻蝕或干法刻蝕。此時，刻蝕半導體膜206、半導體膜207和導電金屬膜208，以便在像素TFT部分中形成半導體膜211、含有一種導電類型雜質(zhì)元素的半導體膜212(以下稱作半導體膜212)，和導電金屬膜213。此外，電容器布線204和柵極絕緣膜205留在電容器部分中，端子202和柵極絕緣膜205也留在端子部分中。
接下來，在去除掩模209之后通過噴射含有導電材料的組合物在整個表面上形成透光導電膜214(圖3B)。此處圖8中顯示了頂(視)平面圖。但是，為了簡化而沒有在圖8中顯示淀積在整個表面上的透光導電膜214。
在制造透射(透光)型液晶顯示板的情況下，可以通過形成并烘焙組合物的預定圖形來形成透光導電膜214，其中組合物含有銦錫氧化物(ITO)、含有氧化硅的銦錫氧化物(ITSO)、氧化鋅(ZnO)、氧化錫(SnO2)等。此外，在制造反射光的液晶顯示板的情況下，可以使用含有Ag(銀)、Au(金)、Cu(銅)、鎢(W)、Al(鋁)等的金屬顆粒的組合物。另外，可以通過濺射形成透光導電膜或反射導電膜，并且可以通過液滴噴射法形成掩模圖形，該方法也可以組合刻蝕步驟。
接下來，通過在透光導電膜214上選擇地噴射組合物來形成掩模215。通過刻蝕去除不必要的部分來形成半導體膜216、源極區(qū)域217、漏極區(qū)域218、源極電極219、漏極電極220和像素電極221(圖3C)。
通過此刻蝕步驟，同時去除部分的導電金屬膜213、半導體膜212和半導體膜211，形成孔227，同時形成透光導電膜214。在此實施方式中，使用硝酸和鹽酸或氯化鐵溶液的混合物，通過濕法刻蝕選擇地去除由ITO形成的像素電極，之后刻蝕部分的導電金屬膜213、半導體膜212和半導體膜211。注意此實施方式中使用了濕法刻蝕和干法刻蝕，但是，通過適當?shù)剡x擇反應氣體可以只進行干法刻蝕，或者通過適當?shù)剡x擇反應溶液只進行濕法刻蝕。
此外，孔227到達半導體膜216，因此形成具有下陷部分的半導體膜211。通過此孔227，金屬膜213被分成源極電極219和漏極電極220，半導體膜212被分成源極區(qū)域217和漏極區(qū)域218。與源極電極219接觸的透光導電膜228覆蓋連接到源極電極219的源極布線，并特別地防止了在隨后的研磨步驟中產(chǎn)生靜電。
在此實施方式中，透光導電膜228形成在源極布線上，但是在刻蝕前述的ITO膜時也可以去除形成在源極電極219或源極布線上的透光導電膜214。而且，當刻蝕前述的ITO膜時，可以通過使用前述的ITO膜來形成用于防止靜電的電路。
通過此刻蝕步驟，去除了形成在端子部分中的透光導電膜214。而且，通過電容器部分中的柵極絕緣膜205作為電介質(zhì)，由電容器布線204和像素電極221構成存儲電容器。
接下來，在去除掩模215之后，通過選擇地噴射組合物來形成掩模。然后選擇地去除在端子部分中覆蓋柵極布線層202的柵極絕緣膜205(圖4A)。而且，可以通過使用絲網(wǎng)印刷法或代替其中噴射組合物的液滴噴射法的遮蔽掩模來形成抗蝕劑掩模。
通過使用以此方式噴射組合物被選擇地形成的掩模，能夠完成具有反向交錯TFT 231和存儲電容器232的像素TFT部分。然后，通過在矩陣中對應于每個像素地排列這些像素TFT部分而形成像素部分，能夠形成用于制造有源矩陣液晶顯示器件的襯底。在此說明中，為了方便將這樣的襯底稱作有源矩陣襯底。
接下來，僅在有源矩陣襯底的像素部分中選擇地形成對準膜233?？梢酝ㄟ^絲網(wǎng)印刷法、或通過在施加對準膜之后使用遮蔽掩模形成抗蝕劑掩模并去除它來形成對準膜233。液晶顯示器件的對準膜通常由聚酰亞胺樹脂形成。注意，在此實施方式中，在選擇地去除在端子部分中覆蓋柵極布線層202的柵極絕緣膜205之后形成對準膜，但是，也可以在端子部分中覆蓋柵極布線層202的柵極絕緣膜205上形成對準膜之后，同時去除端子部分中的柵極絕緣膜205和對準膜。
之后，通過在其間夾入間隔物來連接用作對準膜的絕緣膜24、具有用作相對電極的導電膜235的相對襯底236、和TFT襯底200。通過在空間中提供液晶層237，能夠制造液晶顯示板。
接下來，將柔性印刷電路(FPC)連接到端子部分的輸入端(子)202。通過例如聚酰亞胺的有機樹脂膜244和銅布線243形成FPC，并通過各向異性導電粘合劑將其連接到覆蓋輸入端(子)的透光導電膜。通過粘合劑241和混和其中的顆粒242形成所述各向異性導電粘合劑，顆粒242具有幾十到幾百μm直徑的鍍有金等的導電表面。通過與透光導電膜以及輸入端(子)202上的銅布線243接觸的這些顆粒242，在其中形成電連接。此外，提供樹脂膜245用于增強此部分的機械強度。通過前述的步驟，完成了含有溝道刻蝕型開關TFT和電容器的液晶顯示板(圖4B)。
注意，在此實施方式中透光導電膜214形成在端子部分中的柵極絕緣膜205上(圖3B)，但是，也可以在柵極布線層202上形成透光導電膜214之前去除覆蓋端子部分中的輸入端(子)202的柵極絕緣膜205。圖10A和10B顯示了此情況下的步驟。注意，通過相同的參考標記表示對應于圖2A至2C、3A至3C、4A和4B的部分。
如上所述，在此實施方式中，通過使用光掩模的曝光步驟是不必要的，因此能夠簡化制造步驟。
在此實施方式中，參照圖5A至5C以及6A和6B說明與前述實施方式不同的方式。在實施方式1中，如圖3A所示的同時地刻蝕半導體膜206、半導體膜207和金屬膜208，但是，也可以同時刻蝕絕緣膜205。圖5A至5C顯示了此情況中的步驟。注意，直至形成金屬膜208的步驟都可與實施方式1類似，因此，在此省略了它們的描述。
在直至圖5A之后，通過在導電膜208上選擇地噴射組合物來形成掩模209和309。接下來，通過使用濕法刻蝕或干法刻蝕所采用的掩模209和309(圖5)刻蝕去除不必要的部分來形成布線和電極。此時，刻蝕絕緣膜205、半導體膜206、半導體膜207和金屬膜208，同時在像素TFT部分中形成絕緣膜305、半導體膜311、含有一種導電類型的雜質(zhì)元素的半導體膜312和導電金屬膜313。此外，將這些膜的端部近似形成在相同的平面。
在電容器部分中，形成絕緣膜321、半導體膜322、含有一種導電類型的雜質(zhì)元素的半導體膜323和導電金屬膜324。類似地，這些膜的端部近似地彼此對應。
刻蝕端子部分只留下柵極布線層202。去除柵極布線上的絕緣膜，留下與其它布線交叉的部分。因此，要求柵極布線層202和柵極布線及絕緣膜的材料以及端子和金屬膜的材料具有足夠的選擇比。也就是說，端子和柵極布線的材料與導電金屬膜的材料是不同的。
接下來，在去除掩模209和309之后，通過噴射含有導電材料的組合物在整個表面上形成透光導電膜325(圖5C)。隨后，通過在透光導電膜325上選擇地噴射組合物來形成掩模326，由此通過刻蝕去除不必要的部分形成半導體膜316、源極區(qū)域317和漏極區(qū)域318、源極電極319和漏極區(qū)域320以及像素電極330(圖6A)。
通過上述的步驟，完成了圖6B所示的液晶顯示板。注意，此實施方式能夠自由地與前述的實施方式組合實施。
在此實施方式中，參照圖7說明與前述實施方式不同的方式。注意，在圖7中以相同的參考標記表示與前述實施方式中相同的部分。
首先，在按照實施方式1獲得圖4A的狀態(tài)之后，形成絕緣膜作為保護膜。通過選擇地噴射組合物來形成該絕緣膜。分別在像素TFT部分和端子部分中形成絕緣膜240和絕緣膜241。注意，絕緣膜240和241用作鈍化膜。
而且，可以形成單層或疊層結構的無機絕緣膜，例如氧化硅膜、氮化硅膜、氮氧化硅膜和氧化鉭膜。在此情況下，由于在整個表面上形成了薄的無機絕緣膜，所以通過在絕緣膜上選擇地噴射組合物并通過刻蝕去除不必要的部分而形成的掩模形成了絕緣膜240和241。
因此，完成了由絕緣膜保護的反向交錯的TFT，而不采用使用光掩模的曝光步驟。
注意，此實施方式3能夠自由地與實施方式1或2的結構組合實施。

作為此實施方式4，圖9A至9C顯示了在布線和電極的端表面上形成阻擋膜的情況。在此實施方式中，由于直至實施方式1中圖3A的狀態(tài)都是相同的，所以只說明與上述實施方式不同的地方。此外，由相同的參考標記表示對應于圖3A的部分。
首先，在按照實施方式1獲得圖3A的狀態(tài)之后，去除掩模209。之后，通過選擇地噴射組合物在半導體膜211、含有一種導電類型的雜質(zhì)元素的半導體膜212和金屬膜213的端表面上形成阻擋膜280和281。
阻擋膜280和281由樹脂材料形成，例如已知的導電材料、環(huán)氧樹脂、丙烯樹脂、苯酚樹脂、酚醛樹脂、三聚氰胺樹脂和聚氨酯樹脂。在采用這些樹脂材料的情況下，優(yōu)選地通過使用溶劑溶解或分散來控制其粘性。此外，優(yōu)選地使用疏液的樹脂，例如含有氟化物原子的樹脂或只由碳氫化合物構成的樹脂。更優(yōu)選地，使用含有在分子中包括氟化物原子的單體的樹脂或者含有只由碳和氫原子構成的單體的樹脂。注意，在通過導電材料形成阻擋膜的情況下，要求其被形成為不與布線短路。因此，在可能與布線短路的區(qū)域中優(yōu)選地由樹脂材料形成阻擋膜。此外，根據(jù)端表面的傾斜，當形成阻擋膜時可能存在斷裂。為了防止斷裂，在噴射之后烘焙一滴或多滴用于凝固組合物，也就是說，優(yōu)選重復地執(zhí)行噴射和烘焙。
通常，當同時刻蝕半導體膜206、半導體膜207和金屬膜208的疊層結構以便形成圖形時，形成臺階。因此，通過在半導體膜211、半導體膜212和金屬膜213的端表面上形成阻擋膜，能夠防止在形成透光導電膜時的斷裂。通過按照位置控制噴射的量來形成阻擋膜，因此能夠平坦化端表面的臺階。
如此實施方式所述，通過選擇地噴射組合物在具有臺階的部分上提供阻擋膜，能夠防止斷裂，由此能夠提高產(chǎn)品合格率。此外，此實施方式中所述的方法能夠用于任何部分，只要其具有臺階。
注意，此實施方式能夠自由地與實施方式1至3的結構組合實施。
在實施方式1中，順序連續(xù)地層疊絕緣膜、第一非晶半導體膜、含有賦予N型或P型的雜質(zhì)元素的第二非晶半導體膜、和第一導電膜。圖13顯示了一種裝置的示例，其具有在以此方式順序淀積的情況下所使用的多個室。
圖13顯示了此實施方式中所述裝置(連續(xù)淀積系統(tǒng))的從頂部看去的示意圖。在圖13中，參考標記10至15表示每個都具有氣密性的室。每個室都具有抽真空泵和惰性氣體入口系統(tǒng)。
由10和15表示的室是負載固定室，用于將樣本(處理襯底)30傳遞到系統(tǒng)中。由11表示的室是用于淀積絕緣膜104的第一室。由12表示的室是用于淀積第一非晶半導體膜105的第二室。由13表示的室是用于淀積賦予N型的第二非晶半導體膜106的第三室。由14表示的室是用于淀積第一導電膜107的第四室。此外，為每個室共同提供的室是由20表示的公用室。
首先，所有的室被抽成高真空，然后通過惰性氣體凈化，此處是氮氣(正常壓力)。而且，關閉所有的閘門閥22至27。
首先，將存儲多個處理襯底的盒子28傳遞到負載固定室10中。在傳遞盒子28之后，關閉負載固定室10的門(沒有顯示)。在此狀態(tài)下，通過打開閘門閥22從盒子28取出一個處理襯底30，然后通過機械手21將其傳遞到公用室20。此時，在公用室20中進行對準。注意，在襯底30上形成按照實施方式1獲得的布線202、203和204。
此處，閘門閥22關閉，閘門閥23打開。然后，將處理襯底30傳遞到第一室11中。在第一室中在150至300℃對處理襯底30進行膜淀積處理，由此獲得柵極絕緣膜205。注意，該絕緣膜可以是氮化硅膜、氧化硅膜、氧氮化硅膜或這些膜的疊層。在此實施方式中，使用單層的氮化硅膜，但是也可以使用兩層、三層或更多層的疊層。注意，此處使用的是能夠執(zhí)行等離子體CVD的室，但是也可以使用能夠使用靶進行濺射的室。
在淀積絕緣膜之后，通過機械手將處理襯底拿到公用室，并傳遞到第二室12。在第二室12內(nèi)，類似于第一室11在150至300℃下執(zhí)行膜淀積工藝，并通過等離子體CVD獲得第一非晶半導體膜105。注意，第一非晶半導體膜可以是微晶半導體膜、非晶鍺膜、非晶硅鍺膜或這些膜的疊層。此外，通過將用于形成第一非晶半導體膜的溫度設置在350至500℃，可以省略用于降低氫濃度的熱處理。注意，此處使用的是能夠執(zhí)行等離子體CVD的室，但是也可以使用能夠使用靶進行濺射的室。
在淀積第一非晶半導體膜105之后，處理襯底被拿到公用室，并傳遞到第三室13。在第三室13內(nèi)，類似于第二室12在150至300℃執(zhí)行膜淀積工藝，并通過等離子體CVD獲得含有賦予N型的雜質(zhì)元素(P或As)的第二非晶半導體膜106。注意，此處使用的是能夠執(zhí)行等離子體CVD的室，但是也可以使用能夠使用靶進行濺射的室。
在淀積含有賦予N型的雜質(zhì)元素的第二非晶半導體膜106之后，處理襯底被拿到公用室，并傳遞到第四室14。在第四室14內(nèi)，通過使用金屬靶進行濺射來獲得第一導電膜107。注意，可以通過噴射能夠由專業(yè)人員適當選擇的含有導電材料的組合物來形成第一導電膜，如實施方式1中所述。
通過機械手將順序淀積有四層的處理襯底傳遞到負載固定室15，并存儲在盒子29中。
不必說，圖13所示的裝置僅是示例。此外，本實施方式能夠自由地與實施方式1至4的任何一個組合實施。
在實施方式6中，參照圖14說明與實施方式5不同的方式。具體地，在實施方式5中使用多個室以便順序地層疊膜，但是，此處通過使用圖14所示的裝置在保持其中高度真空的同時，只使用一個室來順序地層疊多個層。
在此實施方式中，使用圖14所示的系統(tǒng)。在圖14中，參考標記40表示處理襯底，50表示公用室，44和46表示負載固定室，45表示室，42和43表示盒子。在此實施方式中，為了防止在傳遞襯底時發(fā)生污染而使用同一個室來疊層各層。
此實施方式能夠自由地與實施方式1至4的任何一個組合實施。
例如，在應用于實施方式1的情況下，在負載固定室45內(nèi)提供多個靶。然后，通過順序地調(diào)換反應氣體來層疊絕緣膜205、第一非晶半導體膜206、含有賦予N型的雜質(zhì)元素的第二非晶半導體膜207、和第一導電膜208。
在此實施方式中，參照圖12說明將本發(fā)明應用于反射液晶顯示器件的示例。
首先，制備具有絕緣表面的襯底700。襯底700可以是非堿性玻璃襯底，例如通過熔化方法和浮動方法制造的硼硅酸鋇玻璃、硼硅酸鋁玻璃或鋁硅酸鹽玻璃；陶瓷襯底；能夠承受此步驟過程中的處理溫度的塑料襯底等。此外，也可以使用由單晶硅等構成的半導體襯底以及在金屬(例如不銹鋼)襯底的表面上具有絕緣層的襯底。
接下來，通過在襯底700上選擇地噴射含有導電材料的組合物來形成柵極布線701和凸起部分702。在由柵極布線和源極布線包圍的區(qū)域中，也就是在形成像素電極的顯示區(qū)域中提供凸起部分。注意，凸起部分702的形狀沒有特別地限制，在徑向方向上其截面可以是多邊形或者是不對稱形狀。例如，凸起部分702可以具有圓柱、棱柱、圓錐或棱錐形。此外，凸起部分702可以被規(guī)則或不規(guī)則地排列。
接下來，通過等離子體CVD或濺射形成單層或疊層結構的柵極絕緣膜703。絕緣膜703形成在形成有凸起部分的襯底上，并在表面上具有凸起和凹陷。
隨后，以層疊方式順序地形成第一半導體膜、含有雜質(zhì)元素的第二半導體膜和第一導電膜。
使用以硅烷和鍺烷為代表的半導體氣體，通過氣相淀積或濺射由AS或SAS形成第一半導體膜?？梢酝ㄟ^使用硅烷氣體和磷化氫氣體來形成含有雜質(zhì)元素的第二半導體膜，并且能夠由AS或SAS構成第二半導體膜。
接下來，通過選擇地噴射組合物在第一導電膜上形成掩模，然后使用該掩?？涛g第一半導體膜、第二半導體膜和第一導電膜。因此，分別地圖形化第一半導體膜、第二半導體膜和第一導電膜。
之后，通過使用已知的方法在整個表面上形成第二導電膜。注意，通過使用反射導電膜來形成第二導電膜。此外，可以通過噴射導電材料來形成第二導電膜。
接下來，通過選擇地噴射組合物在第二導電膜上形成掩模，然后刻蝕沒有被該掩模覆蓋的部分，以形成半導體膜716、源極區(qū)域717、漏極區(qū)域718、源極電極719、漏極電極720和像素電極705。
因此，形成在凸起部分702上的絕緣膜在表面上具有凸起和凹陷。因為像素電極705形成在所述表面上具有凸起和凹陷的絕緣膜703上，所以像素電極705能夠在表面上具有用于分散光線的凸起和凹陷。
按照此實施方式，能夠在形成像素TFT部分時通過選擇地噴射組合物來形成掩模，這能夠省略使用光掩模時的曝光步驟。通常需要增加用于形成凸起和凹陷的步驟，但是在此實施方式中，在通過噴射組合物形成柵極線的同時形成凸起。因此，能夠在像素電極上形成凸起和凹陷而不需要額外的步驟。
在此實施方式中，參照圖11A至11C說明用于制造實施方式1中的有源矩陣襯底的簡化的步驟。
首先，通過選擇地噴射含有導電材料的組合物在襯底200上形成柵極布線層202、柵極電極層203和電容器布線層204。接下來，通過等離子體CVD或濺射形成單層或疊層結構的柵極絕緣膜205。此外，形成半導體膜206作為有源層，形成N型或P型半導體膜207作為含有一種導電類型的雜質(zhì)元素的半導體。前述的步驟類似于實施方式1，因此，此處省略詳細的說明。
接下來，通過選擇地噴射導電的組合物在半導體膜207上形成導電金屬膜508(圖11A)。能夠由含有例如Ag、Au、Cu、W和Al的金屬顆粒作為其主要成分的導電組合物來形成金屬膜508。此外，也可以組合使用透光的銦錫氧化物、由銦錫氧化物和氧化硅構成的ITSO、有機銦、有機錫、氧化鋅、氮化鈦等。
接下來，使用金屬膜508作為掩模刻蝕沒有被金屬膜508覆蓋的半導體膜206和207，由此在像素TFT部分中形成半導體膜511和N型半導體膜512(圖11B)。注意，此處可以使用濕法刻蝕或干法刻蝕，但是不腐蝕金屬膜508的方法是優(yōu)選的。
接下來，通過選擇地噴射含有導電材料的組合物在整個表面上形成透光導電膜514，然后通過選擇地噴射組合物來形成掩模515。通過使用此掩模515進行刻蝕，形成了半導體膜516、源極區(qū)域517、漏極區(qū)域518、源極電極519、漏極電極520和像素電極521。
按照此實施方式，通過選擇地形成金屬膜508并將其用作掩?？刹辉傩枰糜谛纬裳谀Ｒ约霸诳涛g之后去除掩模的步驟。因此，能夠通過簡單的步驟形成液晶顯示板。
接下來，參照圖17A、17B、18A、18B、19A和19B說明用于在按照前述實施方式形成的液晶顯示板上安裝驅動器電路的方法。
首先，參照圖17A和17B說明使用COG的顯示器件。在襯底1001上提供用于顯示例如文本和圖像的數(shù)據(jù)的像素部分1002、在掃描側的驅動器電路1003和1004等。將具有多個驅動器電路的襯底1005和1008分成矩形，并將分開的驅動器電路(以下稱作驅動器IC)安裝在襯底1001上。圖17A顯示了用于安裝其端部與帶1006連接的多個驅動器IC 1007的方式。圖17B顯示了用于安裝其端部與帶1009連接的驅動器IC 1007的方式。
接下來，參照圖18A和18B說明使用TAB的顯示器件。在襯底1001上提供像素部分1002、在掃描側的驅動器電路1003和1004。圖18A顯示了用于在襯底1001上連接帶1006以及在帶1006上安裝驅動器IC的方式。圖18B顯示了用于在襯底1001上連接帶1009以及在帶1009上安裝驅動器IC 1010的方式。在后面的情況下，優(yōu)選地一起提供用于固定驅動器IC 1010的金屬片用于增強。
考慮到提高生產(chǎn)率，優(yōu)選地在一側為300至1000nm或更大的襯底1005和1008上大量的形成這些安裝在液晶顯示器件上的驅動器IC。
也就是說，在襯底1005和1008上大量的形成具有驅動器電路部分以及輸入和輸出端作為一個單元的電路圖形，并且可以將其分割成分開的?？梢钥紤]像素部分的一側長度和像素間距來確定驅動器IC的長邊。驅動器IC可以具有長邊為15至80nm、短邊為1至6nm的矩形，如圖17A和18A所示。或者，驅動器IC可以具有與像素區(qū)域1002的一側同樣長的長邊，或者具有增加了像素部分1002的一側和驅動器電路1003和1004的一側的長度。
如圖17A、17B、18A和18B所示，通過在玻璃襯底上形成驅動器IC，特別是長邊在長度上沒有限制，因此只需要少量的驅動器IC用于對應于像素部分1002進行安裝。也就是說，由于機械強度以及根據(jù)襯底情況，由單晶硅構成的驅動器IC不能夠形成的很長。通過在玻璃襯底上形成驅動器IC，母襯底的形狀沒有限制，因此生產(chǎn)率不會下降。與從圓形硅晶片提取芯片的情況相比這是顯著的優(yōu)點。
在圖17A、17B、18A和18B中，在像素區(qū)域1002的外部區(qū)域中安裝每個都具有驅動器電路的驅動器IC 1007、1008或1009。這些驅動器IC 1007至1009是單線路側的驅動器電路。為了形成對應于RGB全彩色顯示的像素區(qū)域，在XGA中需要3072條信號線，在UXGA中需要4800條信號線。將以這樣數(shù)量形成的信號線在像素區(qū)域1002的端部每隔幾塊被分開以獲得引線，然后按照驅動器IC 1007至1009的輸出端的間隔聚集。
驅動器IC優(yōu)選地由形成在襯底上的晶體半導體構成。優(yōu)選地通過連續(xù)的激光照射來形成晶體半導體。因此，使用連續(xù)振動的氣體激光器或固態(tài)激光器來產(chǎn)生激光。使用連續(xù)振動激光器，能夠通過使用具有大的顆粒和較少的晶體缺陷的多晶半導體來形成晶體管。而且，因為遷移率和響應是良好的，所以能夠執(zhí)行高速驅動，這與傳統(tǒng)的相比提高了元件的工作頻率。因此，由于特性很少改變所以能夠獲得高的可靠性。晶體管的溝道長度方向優(yōu)選地與激光對襯底的掃描方向是相同的，以便進一步提高工作頻率。在通過使用連續(xù)振動激光器的激光結晶步驟中，當晶體管的溝道長度方向與激光對襯底的掃描方向大致彼此平行時(更優(yōu)選地是-30到30度)能夠獲得最高的遷移率。溝道長度方向是電流流過溝道形成區(qū)域的方向，換言之就是電荷移動的方向。以此方式制造的晶體管具有由其晶粒在溝道方向上延伸的多晶半導體層所構成的有源層，這意味著近似沿著溝道的方向形成晶粒邊界。
為了執(zhí)行激光結晶，優(yōu)選地激光被急劇聚焦以具有大約1至3nm的光束寬度，其與驅動器IC的短邊一樣長。此外，激光的照射區(qū)域優(yōu)選地是線性的，以便保證足夠且有效的能量密度。但是，此處線性不意味著嚴格意義上的直線，而是意味著大的矩形或具有大的長寬比的長方形，例如具有2或更大長寬比(更優(yōu)選地是10至10000)的長方形。以此方式，當激光的射束點的寬度與驅動器IC的短邊一樣長時，能夠提供提高了生產(chǎn)率的顯示裝置的制造方法。
在圖17A、17B、18A和18B中，集成地形成掃描線驅動器電路和像素部分，安裝驅動器IC作為信號線驅動器電路。但是，本發(fā)明不限于此方式，可以安裝驅動器IC作為掃描線驅動器電路和信號線驅動器電路兩者。在該情況下，優(yōu)選地在掃描線側和信號線側使用具有不同規(guī)格的驅動器IC。
在像素區(qū)域1002中，信號線和掃描線彼此交叉形成矩陣，并且對應于每個交叉部分設置晶體管。按照本發(fā)明，使用由非晶半導體或半非晶半導體構成溝道部分的TFT作為設置在像素部分1002中的晶體管。通過等離子體CVD、濺射等形成非晶半導體。能夠通過等離子體CVD在300℃或更低溫度下形成半非晶半導體。例如，能夠在短時間內(nèi)形成厚度為形成晶體管所需厚度的、尺寸為550×650的非堿性玻璃。制造技術的這些特征在制造具有大顯示器的顯示器件中是有效的。而且，通過SAS形成溝道形成區(qū)域，半非晶TFT能夠獲得2至10cm2/Vsec的電場遷移率。因此，能夠使用該TFT作為像素中的開關元件以及構成掃描線側上的驅動器電路的元件。因此，能夠制造實現(xiàn)了板上系統(tǒng)的液晶顯示板。
注意，通過使用由SAS構成半導體層的TFT，在襯底上集成地形成了掃描線驅動器電路，如圖17A、17B、18A和18B所示。在使用由AS構成半導體層的TFT的情況下，可以安裝驅動器IC作為掃描線驅動器電路和信號線驅動器電路兩者。
在該情況下，優(yōu)選地在掃描線側和信號線側使用具有不同規(guī)格的驅動器IC。例如，用于構成掃描線側上的驅動器IC的晶體管需要承受大約30V的壓力，而其驅動頻率是100kHz，并且不是非常需要高速操作。因此，用于構成掃描線驅動器的晶體管的溝道長度(L)優(yōu)選地是足夠長。另一方面，用于構成信號線側上的驅動器IC的晶體管只需要承受大約12V的壓力，而驅動頻率大約是具有3V的65MHz，并且需要高速操作。因此，優(yōu)選地通過使用微米規(guī)則來設置用于構成驅動器等的晶體管的溝道長度。
圖19A和19B顯示了用于通過COG安裝驅動器IC的結構。圖19A顯示了通過使用各向異性導電材料將驅動器IC 806安裝在TFT襯底800上的結構。在TFT襯底800上提供像素區(qū)域801和信號線側上的輸入端(子)804(掃描線側上的輸入端是類似的)。通過密封材料826將相對襯底829連接到TFT襯底800，中間夾入液晶層830。
通過各向異性導電材料將FPC 812連接到信號線側上的輸入端(子)804。由樹脂815和導電顆粒814構成各向異性的導電材料，導電顆粒814的直徑是數(shù)十到數(shù)百μm，其表面鍍有Au等。信號線輸入端(子)104與形成在FPC 812上的布線813通過導電顆粒814電性連接。通過各向異性導電材料將驅動器IC 806連接(附著)在TFT襯底800上，并且提供在驅動器IC 806上的輸入和輸出端809與信號線側上的輸入端(子)804通過混合在樹脂811中的導電顆粒810電性連接。
此外，如圖19B所示，可以通過粘合劑816將驅動器IC 906固定在TFT襯底800上，并且可以通過Au布線817來連接驅動器IC的輸入和輸出端與引線或連接線。然后，使用密封樹脂818進行密封。注意，驅動器IC的安裝方法沒有特別的限制，也可以使用已知的COG、引線鍵合或TAB。
通過使驅動器IC與相對襯底的厚度相同，它們之間的間隔的高度變得近似相同，并且顯示器件整體能夠形成的很薄。此外，通過使用相同的材料來形成每個襯底，即使在顯示器件的溫度改變時也不會產(chǎn)生熱應力，因此不會損壞由TFT構成的電路的特性。而且，通過安裝比IC芯片要長的驅動器IC的驅動器電路，如此實施方式所示，能夠降低將被安裝在一個像素區(qū)域中的驅動器IC的數(shù)量。
如上所述，驅動器電路能夠組合在液晶顯示板中。
通過按照實施方式9制造的液晶顯示板，能夠完成液晶電視接收機。圖23是顯示液晶電視接收機的主要結構的方塊圖。在液晶顯示板中，僅形成像素部分401，并如圖20所示通過TAB安裝掃描線驅動器電路403和信號線驅動器電路402，或者如圖21所示通過COG將掃描線驅動器電路403和信號線驅動器電路402安裝在像素部分401的外圍。另外，由SAS構成TFT，在襯底上集成地形成像素部分401和掃描線驅動器403，并如圖22所示安裝信號線驅動器電路402作為驅動器IC。本發(fā)明能夠采用這些方式中的任一方式。
作為其它的外部電路，提供用于放大由調(diào)諧器404接收的信號中的圖像信號的圖像信號放大器電路405，用于將輸出的信號轉換成對應于紅、綠、藍每種顏色的彩色信號的圖像信號處理電路406，用于轉換輸入到驅動器IC的圖像信號的控制電路407，等?？刂齐娐?07將信號輸出到掃描線側和信號線側。當執(zhí)行數(shù)字驅動時，在信號線側上提供信號驅動電路408，用于把數(shù)字信號分割成將被提供的m片。
在調(diào)諧器404接收的信號中，將其中的音頻信號發(fā)送至音頻信號放大器電路409，并且通過音頻信號處理電路410將輸出的信號提供給揚聲器413。控制電路411接收接收站的數(shù)據(jù)(接收頻率)和來自輸入端(子)412的音頻控制，并將其發(fā)送至調(diào)諧器404和音頻信號處理電路410。
圖24是液晶顯示模塊的示例，其中TFT襯底200和相對襯底229通過密封材料226被固定，中間夾入像素部分101和液晶層230以形成顯示區(qū)域。需要彩色層250用于執(zhí)行彩色顯示。在RGB方法的情況下，對應地為每個像素提供對應于紅、綠、藍每種顏色的彩色層。在TFT襯底200和相對襯底229的外側提供偏光器251和252。通過冷陰極管258和光導259來構成光源。電路襯底257通過柔性布線襯底256連接到TFT襯底200，并與例如控制電路和電源電路的外部電路結合。
圖25顯示了通過將前述的液晶顯示模塊結合在外殼2301中完成的電視接收機。通過液晶顯示模塊來完成顯示屏2303，其具有揚聲器2304、操作開關2305等作為附屬設備。以此方式，能夠按照本發(fā)明完成電視接收機。
不必說，本發(fā)明不限于電視接收機，本發(fā)明能夠用于各種應用，特別是大的顯示介質(zhì)，例如個人計算機的監(jiān)視器，火車站、機場等的信息顯示器，街道上的廣告顯示器。
本申請是以2003年11月14日在日本專利局提交的日本專利申請序列號No.2003-386013為基礎，在此以引用方式結合其內(nèi)容。
權利要求
1.一種液晶顯示器件，包括形成在絕緣表面上的柵極電極；形成在所述柵極電極上并與之夾有絕緣膜的半導體膜；形成在所述半導體膜上的源極區(qū)域和漏極區(qū)域；被形成為用于覆蓋形成在所述源極區(qū)域上的源極電極和形成在所述漏極區(qū)域上的漏極電極的至少部分端部的阻擋膜，以及所述源極電極和漏極電極；和被形成為用于覆蓋所述漏極電極和阻擋膜的像素電極，其中所述源極區(qū)域的端表面的至少一部分近似相當于所述半導體膜的端表面和所述源極電極的端表面；以及其中所述漏極區(qū)域的端表面的至少一部分近似相當于所述半導體膜的端表面和所述漏極電極的端表面。
2.一種液晶顯示器件，包括形成在絕緣表面上的柵極電極；形成在所述柵極電極上并與之夾有絕緣膜的半導體膜；形成在所述半導體膜上的源極區(qū)域和漏極區(qū)域；被形成為用于覆蓋形成在所述源極區(qū)域上的源極電極和形成在所述漏極區(qū)域上的漏極電極的至少部分端部的阻擋膜，以及所述源極電極和漏極電極；和被形成為用于覆蓋所述漏極電極和阻擋膜的像素電極，其中所述漏極區(qū)域的一個端表面近似相當于所述半導體膜的端表面和所述漏極電極的端表面，所述漏極區(qū)域的另一個端表面近似相當于所述像素電極的端表面和所述漏極電極的另一個端表面。
3.如權利要求1所述的液晶顯示器件，其中像素電極由透光導電膜形成。
4.如權利要求2所述的液晶顯示器件，其中像素電極由透光導電膜形成。
5.如權利要求1所述的液晶顯示器件，其中像素電極由含有Ag(銀)、Au(金)、Cu(銅)、W(鎢)和Al(鋁)作為其主要成分的導電膜或其疊層形成。
6.如權利要求2所述的液晶顯示器件，其中像素電極由含有Ag(銀)、Au(金)、Cu(銅)、W(鎢)和Al(鋁)作為其主要成分的導電膜或其疊層形成。
7.如權利要求1所述的液晶顯示器件，其中半導體膜是含有氫和鹵素元素以及晶體結構的半非晶半導體。
8.如權利要求2所述的液晶顯示器件，其中半導體膜是含有氫和鹵素元素以及晶體結構的半非晶半導體。
9.一種用于制造液晶顯示器件的方法，包括通過在絕緣表面上選擇地噴射組合物來形成柵極電極；形成絕緣膜使其覆蓋所述柵極電極；在所述絕緣膜上形成第一半導體膜；在第一半導體膜上形成含有賦予N型或P型的雜質(zhì)元素的第二半導體膜；在第二半導體膜上形成第一導電膜；通過使用第一掩模選擇地去除第一半導體膜、第二半導體膜和第一導電膜來形成第一半導體膜、第二半導體膜和第一導電膜的疊層膜的圖形；形成第二導電膜使其覆蓋所述疊層膜；以及通過選擇地去除第一半導體膜、第二半導體膜、第一導電膜和第二導電膜的一部分來形成由第二半導體膜構成的源極區(qū)域和漏極區(qū)域、由第一導電膜構成的源極電極和漏極電極、以及由第二導電膜構成的像素電極。
10.一種用于制造液晶顯示器件的方法，包括通過在絕緣表面上選擇地噴射組合物來形成柵極電極；形成絕緣膜使其覆蓋所述柵極電極；在所述絕緣膜上形成第一半導體膜；在第一半導體膜上形成含有賦予N型或P型的雜質(zhì)元素的第二半導體膜；在第二半導體膜上形成第一導電膜；通過使用第一掩模選擇地去除第一半導體膜、第二半導體膜和第一導電膜來形成第一半導體膜、第二半導體膜和第一導電膜的疊層膜的圖形；通過在所述疊層膜的端表面上選擇地噴射組合物來形成阻擋膜；形成第二導電膜使其覆蓋所述疊層膜和阻擋膜；以及通過選擇地去除第一半導體膜、第二半導體膜、第一導電膜和第二導電膜的一部分來形成由第二半導體膜構成的源極區(qū)域和漏極區(qū)域、由第一導電膜構成的源極電極和漏極電極、以及由第二導電膜構成的像素電極。
11.如權利要求9所述的用于制造液晶顯示器件的方法，其中順序形成所述絕緣膜、第一半導體膜、第二半導體膜和第一導電膜而不暴露在氣氛中。
12.如權利要求10所述的用于制造液晶顯示器件的方法，其中順序形成所述絕緣膜、第一半導體膜、第二半導體膜和第一導電膜而不暴露在氣氛中。
13.如權利要求9所述的用于制造液晶顯示器件的方法，其中通過選擇地噴射組合物來形成第一掩模和第二掩模。
14.如權利要求10所述的用于制造液晶顯示器件的方法，其中通過選擇地噴射組合物來形成第一掩模和第二掩模。
15.如權利要求9所述的用于制造液晶顯示器件的方法，其中通過選擇地噴射組合物來形成第二導電膜。
16.如權利要求10所述的用于制造液晶顯示器件的方法，其中通過選擇地噴射組合物來形成第二導電膜。
17.一種用于制造液晶顯示器件的方法，包括通過在絕緣表面上選擇地噴射組合物來形成柵極電極；形成絕緣膜使其覆蓋所述柵極電極；在所述絕緣膜上形成第一半導體膜；在第一半導體膜上形成含有賦予N型或P型的雜質(zhì)元素的第二半導體膜；在第二半導體膜上形成第一導電膜；通過使用第一掩模選擇地去除第一半導體膜、第二半導體膜和第一導電膜來形成第一半導體膜、第二半導體膜和第一導電膜的疊層膜的圖形；以及通過使用掩模選擇地去除第一半導體膜、第二半導體膜、第一導電膜和第二導電膜的一部分來形成由第二半導體膜構成的源極區(qū)域和漏極區(qū)域、由第一導電膜構成的源極電極和漏極電極、以及由第二導電膜構成的像素電極。
全文摘要
在液晶顯示器件的制造步驟中通過使用一個光掩模，需要許多步驟，例如抗蝕劑涂覆、預烘焙、曝光、顯影和后烘焙，以及在上述步驟之前和之后的覆蓋膜的形成、刻蝕、抗蝕劑剝離、沖洗、干燥等，這使得工藝變得復雜。為了解決該問題，采用溝道刻蝕型底部柵極TFT結構(反向交錯TFT)以便通過相同的掩模圖形化源極區(qū)域和漏極區(qū)域以及像素電極。而且，按照本發(fā)明，在制造液晶顯示器件所需的圖形中，例如用于形成布線層或電極的導電層、用于形成預定圖形的掩模等，通過能夠選擇地形成圖形的方法來形成它們中的至少一個或多個，由此制造液晶顯示器件。
文檔編號H01L21/288GK1879055SQ20048003348
公開日2006年12月13日 申請日期2004年11月5日 優(yōu)先權日2003年11月14日
發(fā)明者前川慎志, 山崎舜平, 桑原秀明, 守屋芳隆 申請人:株式會社半導體能源研究所