有源矩陣基板的制造方法和薄膜元件的制造方法
【專利摘要】一種有源矩陣基板，該基板的構成包含薄膜晶體管(TFT)和連接到其薄膜晶體管一端的象素電極的象素部分，其特征在于：具備設備在上述掃描線及信號線中至少一條線或與其線電等效的部位和共用電位線之間的、使用了薄膜晶體管的防止靜電破壞用裝置；上述防止靜電破壞用裝置構成為包含在將柵極電極層、柵極絕緣膜、溝道層、源、漏極電極層、保護層重疊而成的薄膜晶體管中連接柵極電極層和源/漏電極層而構成的二極管；在同一制造工序中形成用于電連接上述柵極電極層和源/漏極電極層的、選擇性地除去上述柵極電極層上的上述柵極絕緣膜和上述保護膜構成的笫1開口，和選擇性地除去上述源/漏極電極層上的上述保護膜構成的笫2開口。
【專利說明】有源矩陣基板的制造方法和薄膜元件的制造方法
[0001]本申請是申請號為200610099739.8、申請日為1996年10月2日的母案的分案申請。
【技術領域】
[0002]本發明涉及薄膜元件的制造方法、有源矩陣基板、液晶顯示裝置、有源矩陣基板的制造方法以及包含于液晶顯示裝置中的有源元件的防止靜電破壞的方法.【背景技術】
[0003]在有源矩陣基板方式的液晶顯示裝置中，在各象素電極上連接著開關元件，借助于這些開關元件接通或斷開各象素電極.[0004]作為開關元件，例如使用薄膜晶體管(TFT).[0005]薄膜晶體管的結構和工作基本上和單晶硅的MOS晶體管相同.[0006]作為使用了非晶硅(α -Si)的薄膜晶體管的結構已知有若干種，而一般使用柵極電極位于非晶硅膜下邊的背柵極結構(反交錯結構).[0007]在薄膜晶體管的制造中，重要的是減少制造工序數而且確保高合格率
[0008]另外，有效地保護薄膜晶體管免受在有源矩陣基板的制造過程中發生的靜電引起的破壞也很重要.保護薄膜晶體管免受靜電破壞的技術例如記述在日本國的實開昭63-33130號的微型膠片和特開昭62-187885號公報中.
【發明內容】

[0009]本發明的目的之一是提供能夠削減薄膜晶體管的制造工序數而且高可靠性的新的薄膜元件的制造加工技術.[0010]還有，本發明的另一個目的是提供具備使用其制造加工技術不使制造工藝復雜化而形成的、具有充分靜電保護能力的保護元件的有源矩陣基板以及液晶顯示裝置.[0011]還有，本發明的又一個目的是提供能夠防止包含在TFT基板上的有源元件(TFT)遭受靜電破壞的防止靜電破壞的方法.[0012]本發明的薄膜元件的制造方法的優選形態之一是在制造背柵極結構的薄膜元件時，包括:
[0013]形成保護膜以便復蓋源極電極層漏極電極層以及柵極電極材料層的工序；
[0014]形成第I開口和第2開口的工序，在形成了保護膜之后，選擇性地刻蝕存在于柵極電極層或柵極電極材料層上的柵極絕緣膜以及保護膜的重迭膜的一部分，形成露出柵極電極層或柵極電極材料層表面上一部分的第I開口，同時，選擇地刻蝕源極電極層或漏極電極層上的保護膜的一部分，形成露出源極電極層或漏極電極層表面上一部分的第2開口；
[0015] 連接工序，在形成上述開口之后，經由第I或第2開口，把導電性材料層連接到柵極電極層、柵極電極材料層、源極電極層、漏極電極層中的至少一個上.[0016]若依據上述薄膜元件的制造方法，則可成批地進行絕緣膜的選擇性刻蝕.由此，能夠把外部連接端子連接到電極的開口形成工序(壓焊區露出工序)和把內部布線連接到電極上的開口形成工序(連接孔形成工序)一起來進行，削減了工序數.[0017]作為“導電性材料層“，最好使用ITO (Indium Tin Oxide)膜.如上述，由于貫通柵極電極材料層上的第I絕緣膜及該第I絕緣膜上的第2絕緣膜的重迭膜形成第I開口，故構成相當于2層絕緣膜厚度的深連接孔.[0018]然而，由于ITO熔點高，故與鋁等相比較臺階復蓋率好，從而，即使經由深連接孔也不會造成連接不良.[0019]作為“導電性材料層”，除去ITO之外，也可以使用金屬氧化物那樣熔點高的、其它的透明電極材料.例如，可以使用SnOx、ZnOx等金屬氧化物.這種情況下，臺階復蓋率也是可實用的.[0020]另外，本發明的有源矩陣基板的優選形態之一是在掃描線及信號線中的至少一條線或者與該線電氣等效部位和共用電位線之間設置使用了薄膜晶體管的防止靜電破壞用保護裝置.[0021]防止靜電破壞保護裝置構成為包含連接了薄膜晶體管中的柵極電極層和漏極電極層而構成的二極管，在同一制造工序中，形戍用于把柵極電極層和漏極電極層電氣連接的選擇性地除去柵極電極層上的絕緣層而構成的第I開口和選擇性地除去漏極電極層上的絕緣層而構成的第2開口，而且，上述柵極電極層和上述漏極電極層經由上述第I及第2開口，用和上述象素電極同一材料組成的導電層連接在一起.[0022]把TFT的柵極和漏極短路形成的MOS 二極管(MIS 二極管)實質上是晶體管，流過電流的能力高，能夠高速地吸收靜電，從而靜電保護能力高.還有，由于實際上是晶體管，故容易控制電流一電壓特性的閾值電壓(Vth).從而，能夠減少無用的泄放電流.另外，薄膜元件的制造工序數被減少，制造容易.[0023]作為“象素電極”及“和象素電極同一材料組成的導電層“最好使用IT0(IndiumTin Oxide)膜.除ITO膜之外，也可以使用金屬氧化物那樣的高熔點的其它透明電極材料.例如，可以使用SnOx、ZnOx等金屬氧化物.[0024]本發明的有源矩陣基板的優選形態之一中上述“和掃描線及信號線中至少一條線電氣等效部位”是用于連接外部連接端子的電極(壓焊區)，還有，上述“共用電位線”是在交流驅動液晶之際給出作為基準的基準電位的線(LC-C0M線)，或者是在波晶顯示裝置的制造階段把連接上述外部連接端子用的電極連接在一起形成等電位的線(保護環).[0025]保擴環作為液晶顯示裝置制造階段中的靜電措施，是設在壓焊區外側的線.LC-COM線以及保護環都是共用電位線，從而，通過在壓焊區和這些線之間連接保護二極管，能夠使靜電在這些線上釋放.[0026]還有，本發明的有效矩陣基板的優選形態之一中，“防止靜電破壞用保護裝置”設置在連接外部端子用的電極(壓焊區)和在交流驅動液晶之際給出作為基準的基準電位的線(LC-C0M線)之間，以及連接外部端予用的電極(壓焊區)和把連接外部端子用的電極(壓焊區)連接在一起形成等電位的線(保擴環)之間這兩者上.[0027]保護環在把TFT基板和對向基板(彩色濾波器基板)粘接之后，在與驅動用IC連接前切斷，但LC-COM線是留在最終制品中的線.從而，在基板切斷后但連接LC之前，若依據上述結構，則保護象素部分的TFT免遭靜電破壞，從而，提高制品的可靠性.[0028]還有，由于在最終制品中也留有保護二極管，故也提高了制品實際使用中的抗靜電破壞的強度.進而，由于是使用了 TFT的保護二極管，故容易控制閾值電壓(Vth)，還能夠減少泄放電流，因而，即使在最終制品中留有二極管也沒有不良影響.[0029]還有，本發明的有源矩陣基板制造方法的優選形態之一中，防止靜電破壞用保護裝置具備把第I 二極管的陽極和第2 二極管的陰極連接在一起，把上述第I 二極管的陰極和上述第2 二極管的陽極連接在一起而構成的雙向二極管.[0030]由于是雙向保護二極管，因而能夠從正極性沖擊和反極性沖擊這兩個方面保護TFT.[0031]還有，本發明的液晶顯示裝置使用本發明的有源矩陣基板構成.通過切實地防止有效矩陣基板中象素部分的有源元件(TFT)的靜電破壞，也提高了液晶顯示部分的可靠性.[0032]還有，本發明的有源矩陣基板制造方法的優選形態之一中，在形成背柵結構的TFT之際，包括:
[0033]形成工序，在形成由相同材料構成的源漏電極層的同時，在絕緣膜上的預定區域中形成和源漏電極層相同材抖構成的源漏電極材料層；
[0034]保護膜形成工序，形成保護膜使之復蓋源漏電極層以及源漏電極材料層；
[0035]形成工序，選擇性地刻蝕存在于柵極電極層或柵極電極材料層上的柵極絕緣膜以及保護膜的重迭膜形成露出柵極電極層或柵極電極材料層的表面上一部分的第I開口，同時，選擇性地刻蝕源漏電極層或源漏電極材抖層上的保護膜形成露出上述源漏極電極層或源漏極電極材料層的表面上一部分的第2開口；
[0036]連接工序，經由上述第I或第2開口，把導電性材料連接到柵極電極層、柵極電極材料層、上述源漏電極層或上述源漏極電極材料層.[0037]若依據上述薄膜元件的制造方法，則可成批進行絕緣膜的選擇性刻蝕.由此，能夠把外部端子連接到壓焊區的開口形成工序(壓焊區露出工序)和把布線連接到電極上的開口的形成工序(連接孔形成工序)一起進行，削減了工序數.[0038]該制造方法在作為靜電保護元件的MOS 二極管的形成方面也可應用.另外，還能夠用于壓焊區近旁的交叉布線的形成.所謂“交叉布線”是把液晶顯示裝置的內部布線導出到密封材料的外側之際，為謀求由厚的層問絕緣膜造成的布線的保護，把位于上層的布線連接到下層的布線上并迂回導出到外部而使用的布線.[0039]上述“導電性材料層”最好和象素電極是同一材料.由此，能夠在象素電極的形成工序的同時形成由導電性材料構成的布線.[0040]進而，作為“導電性材料層”最好使用ITO (Indium Tin Oxide)膜.除去ITO膜之夕卜，也可以使用金屬氧化物這樣的高熔點的其它透明電材料.[0041]還有，本發明的有源矩陣型液晶顯示裝置中的防止靜電破壞法的優選形態之一中，把由雙向二極管組成的防止靜電破壞用保護裝置連接在掃描線及信號線中至少一條線或與其線電氣等效的部件和共用電位線之間，由此，防止包含于液晶顯示裝置中的有源元件的靜電破壞.[0042]能夠可靠地防止包含于有源矩陣基板上的有源元件(TFT)的靜電破壞.【專利附圖】

【附圖說明】
[0043]圖1~圖6是示出本發明的薄膜元件的制造方法的、每個工序的元件斷面圖.[0044]圖7A-圖7F用于說明圖1-圖6所示的制造加工技術的特征.[0045]圖8A-圖8G是對比例的各工序的元件斷面圖.[0046]圖9示出本發明的TFT基板的結構例.[0047]圖10示出圖9的TFT基板的壓焊區周邊的結構.[0048]圖1lA示出靜電保護電路的結構，圖1lB示出靜電保護電路的等效電路圖，圖1lC示出靜電保護電路的電壓一電流特性.[0049]圖12示出靜電保護電路的平面布局形狀.[0050]圖13使用元件的斷面結構說明圖12的靜電保護電路的結構.[0051]圖14用于說明靜電保護電路的功能.[0052]圖15示出把液晶面板的布線導出到連接壓焊區情況時的結構例.[0053]圖16例示了本發明的有源矩陣基板中除去象素部分的區域的ITO的使用部位.[0054]圖17示出本發明的液晶顯示裝置中的象素部分的平面布局形狀.[0055]圖18是沿圖17的B-B線的液晶顯示裝置的斷面圖.[0056]圖19~圖25分另是示出本發明的有源矩陣基板的制造方法的、各工序的元件斷面圖.[0057]圖26示出使用圖25的有源矩陣基板組裝的波晶顯示裝置的主要部分的斷面結構.[0058]圖27是用于說明基于元件分斷裝置的基板的分斷工序的說明圖.[0059]圖28是用于說明有源矩陣型的液晶顯示裝置的總體結構的概要的說明圖.[0060]圖29是示出有源矩陣型的液晶顯示裝置的象素部分的結構的電路圖.[0061]圖30示出用于驅動圖29的象素部分中的液晶的電壓波形.【具體實施方式】[0062]下面，參照【專利附圖】

【附圖說明】本發明的實施形態.[0063](第I實施形態)
[0064]圖1~圖6是示出本發明的薄膜元件(背柵結構的TFT)的制造方法一例的、各工序的元件斷面圖.[0065](各制造工序的內容)
[0066](工序I)
[0067]如圖1所示，在玻璃基板(無堿基板)2上使用光刻技術，形成例如由?300 /I左右厚度的Cr (鉻)構成的柵極電極4a以及柵極電極材料層4b、4c.柵極電極4a是在象素部分上形成矩陣狀的背柵結構的TFT的柵極電極.另外，柵極電極材料層4b成為形成后述的防止靜電破壞用保護元件的區域，還有，柵極電極材料層4c成為形戍與外部連接用或檢查用端子的區域.[0068]接著，用等離子CVD法連續地生成硅氮化膜SiNx等構成的柵極絕緣膜6、未摻入雜質的本征非晶硅膜8以及η型硅膜10 (歐姆接觸層)，然后，用光刻法將本征非晶硅膜8以及η型硅膜(歐姆接觸層)10形成小島.[0069]這時，柵極絕緣膜6的厚度例如是約3M0 L本征硅膜8的厚度例如是約30.A，歐姆接觸層10的厚度例如是約SOOI.[0070]本工序中的特征在于不形成對于柵極絕緣膜的連接孔.[0071](工序2)
[0072]接著，如圖2所示，用濺射以及光刻形成例如由Cr (鉻)構成的1300又左右的源、漏電極12a.12b.[0073](工序3)
[0074]接著，如圖3所示，以源、漏電極12a、12b為掩膜，用刻蝕法除去歐姆接觸層10的中央部分，進行源、漏極的分離(分離刻蝕).這時，能夠在同一刻蝕裝置的同一腔內連續地進行用于源、漏極電極的圖形的刻蝕和分離刻蝕.[0075]即，首先用Cl2族的刻蝕氣體進行源漏極電極12a、12b的刻蝕，接著把刻蝕氣體換為SF6族的氣體可以進行歐姆接觸層10的中央部分的刻蝕.[0076](工序4)
[0077]接著，如圖4所示，例如用等離子CVD法形成保護膜14.該保護膜14例如是2000叉左右的氮化硅膜(SiNx).[0078](工序5)
[0079]接著，如圖5所 示，在保護膜14上形成用于連接外部端子(屏蔽線和IC的輸出引線等)的開口 20，同時形成連接孔16、18.[0080]開口 20和連接孔18貫通柵極絕緣膜6以及保護膜14而形成，連接孔16僅貫通保護膜14形成.[0081]形成開口 20及連接孔18之際，柵極電極材抖層4b，4c分別起到刻蝕中止層(Stopper)的作用.另外，在形成連接孔16之際，源、漏電極12b起到刻蝕中止層的作用.[0082](工序6)
[0083]接著，如圖6所示，以500又左右的厚度淀積ITO(Indium Tin Oxide)膜，選擇性地刻蝕、形成ITO構成的布線22a及電極22b.1TO的刻蝕用HC1/HN03/H20的混合液的濕法刻蝕來進行.[0084]如上述，貫通柵極絕緣膜6及保護膜14的重迭膜形成開口 20及連接孔18.從而，構成相當于2層絕緣膜厚度的深連接孔.[0085]然而，由于ITO的熔點高故與鋁相比臺階復蓋率好，從而即使經由深連接孔也不會造成連接不良，另外，除ITO之外，也可以使用金屬氧化膜這樣的高熔點的其它透明電極材料.例如，可使用Sn0X、Zn0X等金屬氧化物.在這樣的情況下，臺階復蓋率也是可實用化的.[0086]這樣制造的背柵結構的TFT例如作為有源矩陣基板中象素部分的開關元件使用.還有，由ITO構成的電極22b成為用于連接外部端子(IC的輸出引線等)的壓焊區.[0087](本制造方法的特征)
[0088]圖7A~圖7F示出有關圖1_圖6中記述的本實施形態的TFT的制造工序.另一方面，圖8A~圖8G示出對比例的TFT的制造工序.[0089]該對比例是為了使有關本實施形態的TFT的制造方法的特征更明確而由本專利
【發明者】設想出來的，不是以往的例子.[0090] 對比例的圖8A和圖7A相同.[0091]圖8A-圖8G中與圖7A~圖7F相同的部分上標注相同的參照編號.[0092]對比例的情況，如圖SB所示，在形成漏極電極層之前，形成連接孔Kl，IK2.[0093]而且，如圖8C所示形戍源、漏電極層12a、12b以及相同材料構成的源、漏電極材料12c、12d.[0094]接著，如圖8D所示形成ITO膜30.[0095]接著，如圖8E所示進行歐姆層10的中央部分的刻蝕(分離刻蝕).[0096]接著，如圖8F所示形成保護膜40.[0097]最后，如圖8G所示，形成開口 K3.由此，源、漏電極材料層12d的表面露出，形成用于連接外部連接端予的電極(壓焊區).[0098]若依據這樣的對比例的制造方法，則在圖SB中的連接孔形成工序的基礎上再加上圖8G中的形成開口部分K3的工序，合計需要2次開口部分的形成工序.[0099]與此相反，本實施形態的制造方法中，如圖7E所示，一并形成開口 16、18、20.即，在貫通保護膜14及柵極絕緣膜6的重迭膜形成開口的同時，也對源、漏電極層12b上的保護膜14刻蝕圖形，由此，I次開口形成工序即可.從而，能夠削減I道曝光工序，與此相伴隨，也將不需要光致抗蝕劑膜的淀積工序及其刻蝕工序.從而，合計縮短3道工序，即，簡化了制造加工.[0100]還有，本實施形態的制造方法中，在同一腔內可以連續地進行圖7B所示的源、漏極電極層12a、12b的圖形刻蝕(干法刻蝕)和圖7C所示的歐姆接觸層10的中央部分的刻蝕(干法刻蝕).即，通過在同一腔內依次更換刻蝕氣體，能夠連續地刻蝕.[0101]與此相反，對比例的情況下，在圖8c的源、漏極電極層12a、12b的圖形刻蝕(干法刻蝕)后，進行圖8D的ITD膜30的濕法刻蝕，接著，進行圖8E的歐姆層10中央部分的刻蝕(干法刻蝕).由于ITO膜不能用于法刻蝕加工，僅可進行濕法刻蝕加工，故不能夠在一個腔內連續地進行圖SC、圖8D、圖SE的各刻蝕工序.由此，在各工序都要進行基板的手工操作，作業麻煩.[0102]還有，本實施形態的情況下，保護膜14必須存在于ITO膜22a、22b和源、漏電極12a、12b之間.這意味著在基板上的其它區域(未圖示)可靠地把ITO膜構成的布線與用源、漏極電極同一材料構成的布線及電極電隔離.[0103]然而，對比例的情況下，ITO膜30和源、漏極電極10a、10b屬于同一層.即，兩者被熏疊，在兩者之間不存在保護膜.由此，在基板上其它區域(未圖示)，若異物存在，則盡管原本必須絕緣，但ITO膜構成的布線與用源、漏極電極同一材抖構成的布線及電極有短路的危險.即，用本實施形態的制造方法形成的元件可靠性高.[0104]還有，由于對比例中在比較早的階段形成ITO膜30(圖8D)，故在其后的工序中，存在由作為ITO的成分的銦(In)和錫(Sn)等引起的污染的可能性.[0105]與此相對，本實施形態的制造方法中，由于ITO膜22a、22b在最后的工序中形成，故由ITO成分的錫(Sn)等引起的污染的可能性少.[0106]這樣，若依據本實施形態的制造方法，則能夠縮短制造工序，而且能夠制造可靠性高的元件.[0107](第2實施形態)[0108]下面，參照圖9~圖18說明本發明的第2實施形態.[0109]圖9示出有關本發明第2實施形態的有源矩陣基板的平面布局.[0110]圖9的有源矩陣基板是在液晶顯示裝置中使用的.作為象素部分的開關元件及防止靜電破壞用保護元件，使用由第I實施形態中說明過的制造方法制造的TFT.[0111]象素部分4000(圖中，用虛線圍起來的部分)由多個象素120構成，各象素構成為包含TFT (開關元件)3000.TFT3000設在掃描線52和信號線54的交叉點上.[0112]信號線54、掃描線52的各端部分另別設有壓焊區160AU60B，這些壓焊區和LC-COM線180之間連接第I保護元件140A、140B，上述壓焊區和保護環100之間形成第2保護元件150A、150B.另外，LC-COM線180還經由銀點壓焊區連接對向電極.[0113]“壓焊區160AU60B”是用于連接鍵合引線和凸點電極(bump電極)或使用了聚酰亞胺帶的電極等(外部端子)的電極.[0114]還有，“LC-C0M線180”是給出作為液晶驅動基準的電位的線.公共電位LC-COM例如象圖30所示的那樣，設定在只比顯示信號電壓Vx的中點電位％低AV的電位處.SP，如圖29例示的那樣，在象素部分的TFT3000中存在柵、源間電容Ces，受其影響在顯示信號電壓Vx和最終的保持電壓Vs之聞產生電位差AV.為補償該電位差Λ V，把比顯示信號電壓Vx的中點電位Vjg M的電位取為共同的基準電位.[0115]另外，圖29中，X是信號線，Y是掃描線，Clc表示液晶的等效電容，Cad表示保持電容.還有，圖30中，Vx是供給到信號線X上的顯示信號的電壓，Vy是供給到掃描線Y上的掃描信號的電壓 .[0116]還有，“保護環100”是設在壓焊區160Α、160Β外側的線，作為液晶顯示裝置制造階段中的靜電措施.[0117]LC-COM線180及保護環100都是共同電位線，從而，通過壓焊區和這些線之間連接保護二極管能夠使靜電沿這些線釋放.[0118]還有，保擴環100如圖27所示，在使TFT基板1300與對向基板(彩色濾波器基板)對粘后，在驅動用IC連接之前沿劃線(SB)切斷，而LC-COM線180是留在最終制品中的線.從而，在基板切斷后到IC連接之前，能夠用第I保護元件140保護象素部分的TFT免遭靜電破壞，從而，制品的可靠性提高.[0119]還有，由于在最終制品中還留有保護二極管，故實際使用制品時的靜電破壞強度也提高.進而，由于使用了 TFT的保護二極管故容易控制閾值電壓(Vth)，還能夠減少泄放電流.因此，即使在最終制品中留有二極管也不會有不良影響.[0120]圖1lA~圖1lC示出保護元件的具體結構例.[0121]即，如圖1lA所示，保護元件構成為把連接第ITFT(Fl)的柵、漏極構成的MOS 二極管和連接第2TFT(F2)的柵.漏極構成的MOS 二極管相互反向并連.其等效電路為圖1lB所示.[0122]從而，如圖1lC所示那樣，該保護元件在電流、電壓特性性中沿雙向具有非線性.各二極管在加入低電壓時成為高阻抗，加入高電壓時成為詆阻抗狀態.另外，由于各二極管實質上是晶體管，流過電流的能力大，能夠高速地吸收靜電，因此保擴能力高.[0123]圖10中示出圖9的壓焊區160A、160B周圍靜電保護元件的具體配置例.[0124]第I保護元件140A由連接了柵、漏極間的薄膜晶體管M60及M62構成，同樣，第I保護元件140B由薄膜晶體管M40及M42形成.[0125]第2保護元件150A、150B也一樣，由薄膜晶體管M80、M82及M20、M22構成.[0126]這些保護元件起到這樣的作用，即在被加入正或負的過大浪涌電壓時導通，高速地將該浪涌電壓沿LC-COM線180或保護環100釋放.[0127]另外，配置在壓焊區外側的第2保護元件150除去靜電保護功能外，還具有這樣功能，即防止用保護環100短路各壓焊區160而使得在陣列工序中不能進行最終檢查.用圖14說明該功能.[0128]考慮如圖14所示那樣，在壓焊區160A1上連接陣列試驗器(具有放大器220)的探頭，對象素部分的TFT(Ma)進行試驗的情況.[0129]這時，第2保護元件150A1及第2保護元件150A2維持高阻狀態.從而，象素部分的TFT(Ma)TFT(Mb)電隔離.由此，可防止和其它晶體管的交調失真，能夠僅對于所希望的TFT (Ma)進行試驗.[0130]還有，如圖27所示，若完成了 TFT基板1300的制造，則在定向膜的涂敷、研磨工序，密封材料(襯墊)涂敷工序、基板的對粘工序、分斷工序、液晶注入及封裝工序等各工序結束之后并在連接驅動用IC之前，沿劃線(SB)切斷除去保護環100.[0131]然而，由于存在著連接LC-COM線180和壓焊區160之間的第I保護元件140，因而，即使在連接驅動用的IC之前，也形成靜電保護.[0132]還有，最終制品中也留有第I保擴元件，但由于使用了 TFT的保護元件進行了正確的閾值控制，因而不必擔心由于泄放電流等降低制品的可靠性.[0133]接著，用圖12及圖13說明圖11所示的第I及第2晶體管(F1、F2)的元件的結構.[0134]本實施形態中，如圖12所示，把由作為象素電極材料ITO構成的膜(ΙΤ0膜)300， 320、330用作為柵極，漏極連接用布線.[0135]圖13中示出對應于圖12的平面布局中的各部分(A)~(F)的斷面結構.[0136]如圖示那樣，構成靜電保護元件的第I薄膜晶體管Fl及第2薄膜晶體管F2都具有反交錯結構(背柵結構).[0137]即，在玻璃基板400上形成柵極電極層410、420、430、440，在其上面形成柵極絕緣膜450，形成本征非晶硅層470、472，介以η型歐姆層480形成漏極電極(源極電極)層490，形成保護膜460以便復蓋這些層，而且，用由作為象素電極材料的ITO構成的膜(ΙΤ0膜)300、320、330進行柵、漏極間的連接.[0138]ITO膜300、320、330經由貫通柵極電極層上的柵極絕緣膜450以及保護膜460的2層膜的連接孔和貫通漏極電極層490上的保護膜460的連接孔，連接柵極電極層和漏極電極層.[0139]這種情況下，由于ITO是高熔點，與鋁等相比臺階復蓋率特性優良，因此，即使經由貫通2層膜的深連接孔也可確保良好的連接.[0140]還有，如在第I實施形態中說明的那樣，對于柵極、漏極的連接孔在用于連接外部連接端予的開口的形成(壓焊區露出)工序中同時形成，故能夠縮短工序數.[0141]以上，說明以ITO膜作為布線使用，形成保護二極管的例子.但ITO膜作為布線的利用并不限于該例，還能夠例如在圖15所示形態中加以利用.[0142]即，圖15中，ITO膜342被用于形成壓焊區160近旁中的交叉布線342.[0143]所謂“交叉布線”是在把液晶顯示裝置的內部布線導出到密封材料520的外側之際，為謀求由厚的層問絕緣膜進行的布線保擴，把位于上層的布線連接到下層布線上并迂回導出到外部而使用的布線.[0144]g卩，ITO膜342連接漏極電極層490和與柵極電極相同材料構成的層(柵極電極材料層)412.由此，柵極電極材料層412的導出外部的部分由柵極絕緣膜450及保擴膜460的二者保護，提高了可靠性.[0145]另外，圖15中，參照編號500和502示出定向膜，500表示密封時料，540表示對向電極，562表示玻璃基板，1400表示液晶.還有，壓焊區160上連接有例如鍵合引線600.有時也連接使用了凸點電極和聚酰亞胺片的電極層，代替該鍵合引線.[0146]ITO膜能夠在其它各種位置作為布線使用，為了易于了解而例示TO膜能夠作為布線使用的位置，則如圖16所示.[0147]圖16中用粗實線示出了 ITO膜.[0148]位置Al~A3中的ITO膜作為用于形成保護元件的布線使用，位置A4中作為用于連接掃描線52和壓焊區160B的布線使用，位置A5中作為圖15所示的交叉布線使用.[0149]還有，位置A6中，作為用于連接水平方向的LC-COM線和垂直方向的LC-COM線的布線使用.即，由于水平方向的LC-COM線由柵極材料形成，垂直方向的LC-COM線用源極材料形成，故需要用ITO連接兩者.[0150]另外，圖16的位置A6中，銀點壓焊區110能夠和水平方向的LC-COM線或者垂直方向的LC-COM線中任一條線在同一工序中形成為一體，在這樣形成的情況下，可以經由ITO把不和銀點壓焊區110形成為一體的LC-COM線(水平、垂直的任一條)與銀點壓焊區110連接.[0151]下面，用圖17、圖18說明象素部分中各象素的結構.[0152]圖17示出象素部分的平面布局.[0153]配置著連接到掃描線52及信號線54上的、起到開關元件作用的TFT (構成為含有柵極電極720、漏極電極740、未摻入雜質的本征非晶硅層475)，漏極電極740上連接著象素電極(IT0)340.圖中，Κ2是連接孔，Cad表示保持電容.保持電容Cad由鄰接的柵極布線和被延長的象素電極的重迭構成.[0154]圖18示出圖17中沿B-B經的斷面結構.成為和圖15中說明過的結構同樣的斷面結構.[0155](第3實施形態)
[0156]用圖19~圖26說明有關上述第2實施形態的TFT基板的制造方法.[0157]備圖中，左側是形成象素部分的開關晶體管的區域，中央部分是形成保護元件的區域，右側是連接 外部連接端子的區域(壓焊區).[0158](I)如圖19所示，首先，用光刻技術在玻璃基板(無堿基板)400上形成例如由1800人左右的厚度Cr (鉻)構成的電極720、722、900、902、904.[0159]Cr的淀積用磁控管派射裝置在50mTorr的減壓下進行.還有,Cr的加工由使用了Cl2族氣體的干法刻蝕法進行.[0160]參照編號720、900是構成TFT的柵極電極的層(柵極電極層)，參照編號722是相當于圖17所示的掃描線52的層.還有，參照編號902、904是由和柵極電極層相同材料構成的層(柵極電極材抖層).[0161 ] (2)接著，如圖20所示，用等離子CVD法，連續地生成由氮化硅膜SiNx等構戍的柵極絕緣膜910、未摻入雜質的本征非晶硅膜以及η型硅膜(歐姆層)，接著，依據使用了 SF6族的刻蝕氣體，把本征非晶硅膜及η型硅膜(歐姆層)刻蝕圖形.[0162]由此，形成島狀的本征非晶硅層475、920以及η型硅層(歐姆層)477、922.[0163]柵極絕緣膜940的厚度例如是4000叉左右，本征硅層475.920的厚度例如是3000 I左右，歐姆層477,922的厚度例如是5細I又左右.[0164]該工序中的特征在于不形成對于柵極絕緣膜的連接孔.從而，不再需要先致抗蝕劑膜的涂敷工序、曝光工序,刻蝕除去工序這3道工序，謀求得到工序數的縮短.[0165](3)接著，如圖21所示，用濺射法及光刻法形成例如由Cr(鉻)構成的15GO又左右的源、漏電極層740a、740b，930a、930b.[0166](4)接著，以源、漏電極層740a、740b、930b、930b為掩膜，用刻蝕法除去歐姆層477,922的中央部分，進行源極和漏極的分離.[0167]在同一干法刻蝕裝置的腔內連續地進行圖21所示的源、漏電極層的圖形化和圖22所示的源、漏極的分離刻蝕.即，首先，用CL族的刻蝕氣體進行源、漏極電極層740a、740b、930a、930b的加工，然后把刻蝕氣體換為SF6族的氣體，進行歐姆層477、922的中央部分的刻蝕.這樣，由于連續地使用干法刻蝕，簡化了制造作業.[0168](5)接著，如圖23所示，用等離子CVD法形成保護膜940.該保護膜例如是2000叉左右的氮化硅膜SiNx.[0169](6)接著，如圖24所示，用SF6族的刻蝕氣體選擇性地刻蝕保擴膜940.即，在形成壓焊區的開口 160的同時.形成連接孔CPI及連接孔K8、K10.[0170]開口 160及連接孔CPl是貫通柵極絕緣膜910及保護膜940的重迭膜而形成的開口，連接孔K8、KlO是僅貫通保護膜940的開口.[0171]這種情況下，柵極電極材料層902、904在選擇孔CP1、開口 160的形成之際分別起到刻蝕中止層的作用，源、源極電極740a、930b分別起引連接孔K8、KlO形成之際的刻蝕中止層的作用.[0172](7)接著，如圖25所示，用磁控管濺射裝置以500又左右的厚度淀積IT0(IndiumTin Oxide)膜，用HCI/HN03/H20的混合液刻蝕，加工成預定的圖形.由此完成有源矩陣基板.圖25中，參照編號950是由ITO構成的象素電極，參照編號952是構成保護二極管一部分的ITO構成的布線，參照編號954是用于連接外部端子的由ITO構成的電極(壓焊區).[0173]由于把臺階復蓋率好的ITO作為布線使用，故確保良好的電連接.作為象素電極材料，也可以使用金屬氧化物這樣高熔點的其它透明電極材抖.例如，可以使用Sn0x、Zn0x等金屬氧化物. [0174]還有，如從圖25所知，在ITO層950、952和源.漏極電極740a, 740b,930a,930b之間必須介以保護膜940.這意味著在基板上的布線區域(未圖示)中可靠地電分離由ITO構成的布線層和源、漏極電極材料層.從而，不必擔心因異物引起兩者的短路.[0175]還有，本制造方法中由于在最后的工序(圖25)中形成ITO膜，故不必擔心由作為ITO成分的錫(Sn)、銦(In)引起的污染.[0176]這樣，若依據本實施形態的制造方法，則能夠縮短有源矩陣基板的制造工序，而且能夠安裝對于防止靜電實施了足夠的措施的可靠性高的薄膜電路.[0177]另外，圖25中，直接把ITO膜952、954連接到柵極電極層902及柵極電極材料層904上，但也能夠經由鑰(MO).鉭(Ta)，鈦(Ti)等緩沖層連接兩者.[0178]下面，說明使用完成了的有源矩陣基板組裝液晶顯示裝置的工序.[0179]如圖28所示，把對向基板1500和TFT基板1300粘在一起，在圖27所示那樣的單元分斷工序后，進行液晶的封入，然后，連接驅動用1C，進而如圖28所示那樣，經過使用偏光板1200、1601)以及背景光源1000的組裝工序，完成有源矩陣型液晶顯示裝置.[0180]圖26中示出有源矩陣型液晶顯示裝置主要部分的斷面圖.圖26中，在與圖15、圖18等前面示出的附圖相同的位置處標注相同的參照編號.[0181]圖26中，左側是有源矩陣部分，中央是保護元件(靜電保護二極管)形成區域，右側是壓焊區部分.[0182]在壓焊區部分，在由ITO構成的電極(壓焊區)954上經各向異性導電膜500連接液晶的驅動用LC5500的輸出引線5200.參照編號5100是導電粒子，參照編號5300是膠片帶，參照編號5400是密封用的樹脂.[0183]圖26中，作為驅動用IC的連接方法采用使用帶載的方式(TAB)，而也可以采取其它方式，例如COG (Chip On Glass)方式.[0184]本發明不限于上述實施形態，也可以變形使用了利用正交錯結構的TFT的場合.還有，作為象 素電極材抖，也可以使用ITO之外的金屬氧化物這樣高熔點的其它透明電極材料.例如，可以使用SnOx,ZnOx等金屬氧化物.這種情況下，臺階復蓋率也可達到實用化.[0185]若把本實施例的液晶顯示裝置作為個人計算機等機器中的顯示裝置使用，則制品的價值將會提高.
【權利要求】
1.一種有源矩陣基板，包括: 開關元件，配制成與掃描線和信號線的交叉點一致，且象素電極配制成與開關元件一致； 防止靜電破壞用元件，利用建立在上述掃描線和上述信號線的至少一個之間的薄膜晶體管，或與上述掃描線和上述信號線中至少一個在電氣上等價的區，和公共電氣保護區，上述防止靜電破壞用元件包含二極管，其中薄膜晶體管中的柵極電極層與源極電極層或漏極電極層連接；和 第I開口，通過選擇性地除去上述柵極電極層上的絕緣膜形成，第2開口，通過選擇性地除去上述源極電極層或漏極電極層上的絕緣膜形成， 其中經由上述第I及第2開口，用和上述象素電極相同材料構成的導電性材料層連接上述柵極電極層和源極電極層或漏極電極層。
2.一種有源矩陣基板，包括: 掃描線； 信號線； 象素電極； 薄膜晶體管連到在配 置成矩陣狀的掃描線和信號線上，并和象素電極構成象素部分； 防止靜電破壞用的保護電路，利用建立在上述掃描線和上述信號線的至少一個之間的薄膜晶體管，或與上述掃描線和上述信號線在電氣上等價的區，和除掃描線和信號線以外的公共電位線，上述防止靜電破壞用的保護電路包含二極管，其中薄膜晶體管中的柵極電極層與源極電極層或漏極電極層連接；和 第I開口，通過選擇性地除去上述柵極電極層上的絕緣層形成，第2開口，通過選擇性地除去上述源極電極層或漏極電極層上的絕緣層的同樣制造過程形成，經由上述第I及第2開口，用和上述象素電極相同材料構成的導電性材料層電連接上述柵極電極層和源極電極層或漏極電極層。
3.權利要求2中所述的有源矩陣基板，其特征在于: 第一開口通過柵極電極材料層上的第一絕緣膜的重疊膜并通過第一絕緣膜上的第二絕緣膜，且第一開口只通過柵/源極電極層上的第二絕緣膜。
4.權利要求2中所述的有源矩陣基板，其特征在于:上述導電性材料層由ITO構成。
5.權利要求2中所述的有源矩陣基板，其特征在于: 與上述掃描線和上述信號線中至少一個在電氣上等價的區是連接到外部端子的電極，上述共用電位線是在交流驅動液晶之際供給作為基準的基準電位的線；以及將連接上述外部端子的電極和把連接上述外部端子的電極共同連接起來構成等電位的線。
6.權利要求2中所述的有源矩陣基板，其特征在于: 上述防止靜電破壞用的保護電路設置在用于連接上述外部端子和公共電位的線的電極之間，以及連接上述外部端子和連接的電位線的電極之間。
7.權利要求2中所述的有源矩陣基板，其特征在于: 上述防止靜電破壞用的保護電路包括雙向二極管，公共連接第一二極管的陽極和第二二極管陰極，及公共連接第一二極管陰極和第二二極管陽極。
8.權利要求2中所述的有源矩陣基板，其特征在于:電氣上等價的區由公共電位線形成。
9.權利要求2中所述的有源矩陣基板，其特征在于: 公共電位線與多個掃描線和多個信號線電連接。
10.權利要求2中所述的有源矩陣基板，其特征在于: 公共電位線與面電極電連接。
11.權利要求2中所述的有源矩陣基板，其特征在于: 公共電位線包括柵極電極材料布線、源極電極材料布線、和連接在柵極電極材料布線和源極電極材料布線之間的象素電極材料。
12.—種液晶顯示裝置,包括: 權利要求11所述的有源矩陣基板。
13.一種防止在有源矩陣型液晶顯示裝置中包含的有源元件的靜電破壞的方法，所述方法包括下列步驟: 形成包括連接到矩陣狀配置的掃描線和信號線的薄膜晶體管，以及連接在該薄膜晶體管一端上的象素 電極的象素部分； 提供防止靜電破壞用的保護電路，該電路包含二極管，二極管具有在薄膜晶體管中與源極電極層或漏極電極層連接的柵極電極層；和 連接保護電路以防止在至少一個掃描線、信號線、與掃描線和信號線中至少一個在電氣上等價的區、和除掃描線和信號線以外的公共電位線之間的靜電破壞。
14.權利要求13所述的方法，其特征在于: 公共電位線包括柵極電極材料布線、源極電極材料布線、和連接在柵極電極材料布線和源極電極材料布線之間的象素電極材料。
15.一種有源矩陣基板，包括: 掃描線； 信號線； 薄膜晶體管，配置成與掃描線和信號線的交叉點一致； 象素電極；配置成與薄膜晶體管一致； 防止靜電破壞用的保護元件，以防止在至少一個掃描線、信號線、和公共電位線之間電連接的靜電破壞，所述保護元件至少部分形成象素電極材料層。
16.權利要求15中所述的有源矩陣基板，其特征在于: 掃描線和信號線的至少一個電連接到電極，以連接外部端子，保護元件電連接在公共電位線和電極之間以連接外部端子。
17.權利要求15中所述的有源矩陣基板，其特征在于: 保護元件使用薄膜晶體管。
18.權利要求15中所述的有源矩陣基板，其特征在于: 用于保護元件的薄膜晶體管的源極電極和漏極電極中的一個經像素電極材料層電連接到掃描線和信號線中的一個。
19.權利要求15中所述的有源矩陣基板，其特征在于: 保護元件包括二極管，該二極管形成于將薄膜晶體管電連接在柵極電極和源極電極或漏極電極之間。
20.權利要求15中所述的有源矩陣基板，其特征在于: 用于保護元件的薄膜晶體管的源極電極和漏極電極中的一個經像素電極材料層連接到掃描線和信號線中的一個。
21.權利要求15中所述的有源矩陣基板，其特征在于: 用于保護元件的薄膜晶體管的柵極電極經像素電極材料層連接到薄膜晶體管的源極電極和漏極電極中的一個。
22.權利要求15中所述的有源矩陣基板，其特征在于: 保護元件包括從第一薄膜晶體管的柵極電極和漏極電極的連接形成的第一二極管，和從第二薄膜晶體管的柵極電極和漏極電極的連接形成的第二二極管，第一二極管和第二二極管彼此以相反方向并聯連接。
23.權利要求15中所述的有源矩陣基板，其特征在于: 公共電位線電連接到面電極。
24.權利要求15中所述的有源矩陣基板，其特征在于: 公共電位線電連接到一個襯底，以便經像素電極材料層連接到面電極。
25.—種液晶顯示裝置,包括: 權利要求2所述的有源矩陣基板。
26.一種有源矩陣基板，包括: 掃描線； 信號線； 象素電極； 電連接到掃描線的第一薄膜晶體管； 除掃描線和信號線以外的導線； 防止靜電破壞用的保護電路，該保護電路建立在導線和上述掃描線和上述信號線中的至少一個之間，上述保護電路包含從第二薄膜晶體管形成的二極管，其中保護電路包括:第二薄膜晶體管的柵極層； 第二薄膜晶體管的源/漏極電極層； 包含與薄膜晶體管的柵極層相同材料的導電層； 導電層上的第一絕緣層，該第一絕緣層具有第一開口 ； 在源/漏極電極層上形成的第二絕緣層，該第二絕緣層具有與第一開口的制造過程相同的第二開口； 包含與象素電極相同材料的導電材料，該導電材料通過第一開口和第二開口電連接到導電層和源/漏極電極層。
27.權利要求26中所述的有源矩陣基板，其特征在于: 所述導線是公共電位線。
28.一種有源矩陣基板，包括: 掃描線； 信號線； 象素電極； 電連接到掃描線的第一薄膜晶體管；除掃描線和信號線以外的導線； 防止靜電破壞用的保護電路，該保護電路建立在導線和上述掃描線和上述信號線中的至少一個之間，上述保護電路包含從第二薄膜晶體管形成的二極管，其中保護電路包括:第二薄膜晶體管的柵極層； 第二薄膜晶體管的源/漏極電極層； 包含與薄膜晶體管的柵極層相同材料的導電層； 導電層上的第一絕緣層，該第一絕緣層具有第一開口 ； 在源/漏極電極層上形成的第二絕緣層，該第二絕緣層具有與第一開口的制造過程相同的第二開口； 包含與象素電極相同材料的導電材料，該導電材料通過第一開口和第二開口電連接到導電層和源/漏極電極層。
29.權利要求28中所述的有源矩陣基板，其特征在于: 所述導線是公共電位線。
30.一種有源矩陣基板，包括: 掃描線； 信號線； 象素電極；薄膜晶體管連到在配置成矩陣狀的掃描線和信號線上，并和象素電極構成象素部分；防止靜電破壞用的保護電路，利用建立在上述掃描線和上述信號線的至少一個之間的薄膜晶體管，或與上述掃描線和上述信號線在電氣上等價的區，和除掃描線和信號線以外的公共電位線，上述防止靜電破壞用的保護電路包含二極管，其中薄膜晶體管中的柵極電極層與源極電極層或漏極電極層連接；和 第I開口，通過選擇性地除去上述柵極電極層上的絕緣層形成，第2開口，通過選擇性地除去上述源極電極層或漏極電極層上的絕緣層的同樣制造過程形成，經由上述第I及第2開口，用和上述象素電極相同材料構成的導電性材料層電連接上述柵極電極層和源極電極層或漏極電極層； 與公共電位線一起形成的電氣等價區；和 與面電極電連接的公共電位線。
31.一種有源矩陣基板，包括: 掃描線； 信號線； 象素電極；薄膜晶體管連到在配置成矩陣狀的掃描線和信號線上，并和象素電極構成象素部分；防止靜電破壞用的保護電路，利用建立在上述掃描線和上述信號線的至少一個之間的薄膜晶體管，或與上述掃描線和上述信號線在電氣上等價的區，和除掃描線和信號線以外的公共電位線，上述防止靜電破壞用的保護電路包含二極管，其中薄膜晶體管中的柵極電極層與源極電極層或漏極電極層連接；和 第I開口，通過選擇性地除去上述柵極電極層上的絕緣層形成，第2開口，通過選擇性地除去上述源極電極層或漏極電極層上的絕緣層的同樣制造過程形成，經由上述第I及第2開口，用和上述象素電極相同材料構成的導電性材料層電連接上述柵極電極層和源極電極層或漏極電極層； 與公共電位線一起形成的電氣等價區；和 與面電極電連接的公共電位線；且 公共電位線包括柵極電極材料布線、源極電極材料布線、和連接在柵極電極材料布線和源極電極材料布線之間的象素電極材料。
32.—種液晶顯示裝置,包括: 權利要求30所述的有源矩陣基板。
33.一種液晶顯 示裝置,包括: 權利要求31所述的有源矩陣基板。
34.一種有源矩陣基板，包括: 掃描線； 信號線； 薄膜晶體管，配置成與掃描線和信號線的交叉點一致； 象素電極；配置成與薄膜晶體管一致； 保護元件，以防止在至少一個掃描線、信號線、和公共電位線之間電連接的靜電破壞，保護元件至少部分形成象素電極材料層。
35.權利要求34中所述的有源矩陣基板，其特征在于: 掃描線和信號線的至少一個電連接到電極，以連接外部端子，保護元件電連接在公共電位線和電極之間以連接外部端子。
36.權利要求34中所述的有源矩陣基板，其特征在于: 保護元件使用薄膜晶體管。
37.權利要求34中所述的有源矩陣基板，其特征在于: 用于保護元件的薄膜晶體管的源極電極和漏極電極中的一個經像素電極材料層電連接到掃描線和信號線中的一個。
38.權利要求34中所述的有源矩陣基板，其特征在于: 保護元件包括二極管，該二極管形成于將薄膜晶體管電連接在柵極電極和源極電極或漏極電極之間。
39.權利要求34中所述的有源矩陣基板，其特征在于: 用于保護元件的薄膜晶體管的源極電極和漏極電極中的一個經像素電極材料層連接到掃描線和信號線中的一個。
40.權利要求34中所述的有源矩陣基板，其特征在于: 用于保護元件的薄膜晶體管的柵極電極經像素電極材料層連接到薄膜晶體管的源極電極和漏極電極中的一個。
41.權利要求34中所述的有源矩陣基板，其特征在于: 保護元件包括從第一薄膜晶體管的柵極電極和漏極電極的連接形成的第一二極管，和從第二薄膜晶體管的柵極電極和漏極電極的連接形成的第二二極管，第一二極管和第二二極管彼此以相反方向并聯連接。
42.權利要求34中所述的有源矩陣基板，其特征在于:公共電位線電連接到面電極。
43.權利要求34中所述的有源矩陣基板，其特征在于: 公共電位線電連接到一個襯底，以便經像素電極材料層連接到面電極。
44.一種液晶顯示裝置,包括: 權利要求34所述的有源矩陣基板。
45.一種防止在有源矩陣型液晶顯示裝置中包含的有源元件的靜電破壞的方法，所述方法包括下列步驟: 形成包括連接到矩陣狀配置的掃描線和信號線的薄膜晶體管，以及連接在該薄膜晶體管一端上的象素電極的象素部分； 提供防止靜電破壞用的保護電路，該電路包含二極管，二極管具有在薄膜晶體管中與源極電極層或漏極電極層連接的柵極電極層；和 連接保護電路以防止在至少一個掃描線、信號線、與掃描線和信號線中至少一個在電氣上等價的區、和除掃描線和信號線以外的公共電位線之間的靜電破壞。
46.權利要求45所述的方法，其特征在于: 公共電位線包括柵 極電極材料布線、源極電極材料布線、和連接在柵極電極材料布線和源極電極材料布線之間的象素電極材料。
【文檔編號】G02F1/1362GK103956361SQ201310494925
【公開日】2014年7月30日 申請日期:1996年10月2日 優先權日:1995年10月3日
【發明者】佐藤尚 申請人:精工愛普生株式會社