[发明专利]液晶显示装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种液晶显示装置，更具体地说，涉及一种液晶显示(LCD)装置以及该LCD装置的制造方法。

背景技术

平板显示装置已开始取代阴极射线管(CRT)来用于信息显示应用。已开发出各种类型的平板显示器(如液晶显示(LCD)装置、等离子显示板(PDP)、场发射显示器(FED)以及电致发光显示器(ELD))来取代CRT。在这些类型的平板显示器中，LCD装置具有许多优势，如分辨率高、重量轻、外形薄、尺寸小以及电源电压要求低。

通常，LCD装置包括隔开并彼此相对的两块基板，在这两块基板之间插入有液晶材料。这两块基板包括彼此面对的多个电极，从而施加在这些电极之间的电压会诱发跨过液晶材料的电场。液晶材料中的液晶分子的配向在诱发电场的方向上与诱发电场的强度成比例地变化，从而改变LCD装置的透光率。由此，LCD装置通过改变诱发电场的强度来显示图像。

最近，通常使用有源矩阵型LCD装置，其包括按矩阵形式排列的多个薄膜晶体管(TFT)和多个像素电极。由于氢化非晶硅(a-Si:H)的低温应用并且由于它廉价，因此已经使用氢化非晶硅作为TFT的有源层。然而，由于氢化非晶硅中的原子是随机排列的，因此硅原子之间的键很弱并且是悬挂的。因此，当照射光或者诱发了电场时，硅原子处于准稳态，从而使得TFT不稳定。弱键还导致电特性较差。例如，场效应迁移率值低至0.1到1.0cm²/V·sec。因此，不能可靠地使用具有非晶硅的TFT作为开关元件。

与之对照的是，可以将多晶硅用于驱动电路，因为多晶硅比非晶硅具有更高的场效应迁移率。

图1和2分别是沿沟道部分的长度方向和宽度方向所截取的剖面图，例示了根据现有技术的具有使用多晶硅的薄膜晶体管的LCD装置。

如图1和2所例示的，在基板15上形成有缓冲层18。在开关区TrA中的缓冲层18上形成有多晶硅的半导体层23。整个半导体层23具有相同的厚度。半导体层23在其中央处具有本征多晶硅的沟道部分23a、并且在其两侧处具有掺杂多晶硅的欧姆接触部分23b。当杂质是n+离子时，半导体层23在欧姆接触层23b与沟道部分23a之间还具有轻掺杂漏极(LDD)部分23c，该LDD部分23c比欧姆接触部分23b具有更低的杂质浓度。

在具有半导体层23的基板15上形成有栅绝缘层28。在栅绝缘层28上形成有栅极35，该栅极35对应于沟道部分23a。

在具有栅极35的基板15上形成有层间绝缘膜43。该层间绝缘膜43和栅绝缘层28具有暴露出欧姆接触部分23b的半导体接触孔45a和45b。在层间绝缘膜43上形成有源极48和漏极53。源极48和漏极53穿过半导体接触孔45a和45b接触欧姆接触部分23b。

在具有源极48和漏极53的基板15上形成有钝化层60。钝化层60具有漏接触孔63。在像素区P中的钝化层60上形成有像素电极65。像素电极65穿过漏接触孔63接触漏极53。

如上所述，半导体层23的整个部分都具有相同的厚度。半导体层23的边沿部分A的侧面相对于基板15的平面具有等于或大于80度的角度θ1。

由于半导体层23的结构，栅绝缘层28的台阶覆盖性劣化了。栅绝缘层28的靠近半导体层23的边沿部分A的台阶部分具有比栅绝缘层28的其他部分的厚度t1薄的厚度t2。因此，参照图2，栅极35的靠近半导体层23的边沿部分A的台阶部分具有比栅极35的其他部分的厚度t4薄的厚度t3。

由于栅绝缘层28和栅极35的与半导体层23的边沿部分A对应的台阶部分具有比栅绝缘层28和栅极35的其他部分的厚度t1和t4薄的厚度t2和t3，因此由于边缘场效应而在边沿部分A处诱发强电场，并沿沟道部分23a的宽度产生很强的侧电流。该侧电流干扰了正常流动的漏电流。

图3是例示了在根据现有技术的LCD装置中选通电压到漏电流的传递曲线的曲线图。在图3中，LDD部分的宽度为1μm，沟道部分的宽度和长度为4μm和4μm。

当施加0V到3V的范围内的选通电压时，为了使薄膜晶体管正常工作，漏电流应当线性地增大。然而，参照图3，由于边缘场效应而产生的侧电流会干扰流动的漏电流。因此，产生了传递曲线的凸峰(即，非线性部分)。

该凸峰会导致薄膜晶体管的导通/截止时间延迟，由此使薄膜晶体管的可靠性劣化。

发明内容

因此，本发明旨在提供一种LCD装置及其制造方法，其本质上克服了由于现有技术的局限和缺点而导致的一个或更多个问题。