[发明专利]具有激光通孔和切口的栅极的阳极化

说明书

技术领域

本发明总体上涉及通过栅极的阳极化来形成栅极电介质以及在阳极化工艺中使用激光通孔和切口。

背景技术

将金属阳极化为电绝缘体是产生用于薄膜晶体管的栅极电介质的、一种非常有吸引力的方法。由于阳极化工艺中的自我限制机制，保证了厚度的均一性。因此，很容易将该阳极化工艺放大应用到大基板。该阳极化工艺能够在典型的不需要真空的环境中实施，并且阳极化溶液是廉价的电解质。此外，阳极化的设备成本和操作成本也非常低。虽然由于它们的共价属性使得阳极化的栅极电介质对非晶硅或多晶硅起作用是一种挑战，但因为金属氧化物的离子性能，该工艺也非常适合于MOTFET。

然而，阳极化的栅极电介质有一些缺点。例如，在用于实施该阳极化工艺的有源矩阵后面板等中，所有电极必须连接在一起并连接到外部电源。但在任何大的矩阵设计中，不同TFT的栅电极一般是彼此隔离的。因此，为了提供所要的隔离，切割工艺是必要的。当执行该切割工艺时(例如通过光刻来进行)，就会引入额外的掩模和额外的蚀刻步骤。在执行阳极化工艺的过程中，这些额外的步骤能够大大增加复杂性和工作量。而且，还需要通孔将栅极金属连接到随后的金属层以便完成有源矩阵中的各种电路。再次，这些通孔的形成也会大大增加执行该连接工艺中的复杂性和工作量。

因此，克服现有技术中固有的上述及其它缺陷将是非常有利的。

因此，本发明的一个目的是为了提供一种新的改进的工艺，该工艺用于在大型矩阵中的金属氧化物薄膜晶体管(MOTFT)中阳极化栅极金属，以形成栅极电介质。

本发明的另一个目的是为了提供一种新的改进的、制造用于LCD显示器的有源矩阵后面板的工艺。

发明内容

根据一种在有源矩阵的每个MOTFT中形成栅极电介质的方法，实现了本发明期望的目的。该方法包括：在基板上沉积栅极金属层并图案化该栅极金属以限定MOTFT矩阵，每个MOTFT包括栅电极，每一列中的所有栅电极由栅极金属线连接在一起，并且每一列中的线在一端处由栅极金属桥接部分连接到相邻的下一列中的线。栅极金属被阳极化以形成栅极电介质材料的层。半导体金属氧化物层被沉积在阳极化的栅极金属上并图案化，以限定用于每个MOTFT的有源层。源极/漏极电极被形成在用于每个MOTFT的金属氧化物层上，使用激光切断桥接部分，该桥接部分将每个栅极金属线电连接到相邻的下一个栅极金属线。

另外，根据在有源矩阵的每个MOTFT中形成栅极电介质的方法的具体实施例，实现了本发明的期望目的，该方法包括以下步骤：提供基板；在基板上沉积栅极金属层；以及图案化该栅极金属，以限定在多行和多列中对准的MOTFT矩阵，每个MOTFT包括栅电极，每一列中的所有栅电极由栅极金属线连接在一起，并且每一列中的栅极金属线在一端处由栅极金属桥接部分连接到相邻的下一列中的栅极金属线。该方法还包括以下步骤：阳极化栅极金属栅电极、栅极金属线和栅极金属桥接部分，该阳极化在栅极金属上形成了栅极电介质材料层。半导体金属氧化物层被沉积在图案化且阳极化的栅极金属上并被图案化以限定用于MOTFT矩阵中的每个MOTFT的有源层。蚀刻停止材料层被沉积在图案化的半导体金属氧化物层上并被图案化以形成一个部分，该部分在栅电极上方与栅电极重迭并限定MOTFT矩阵中的每个MOTFT中的沟道区。源极/漏极金属层被沉积在限定沟道区的蚀刻停止材料的所述部分上和每个MOTFT中的围绕半导体金属氧化物上，并且该源极/漏极金属层被图案化，以形成用于MOTFT矩阵中的每个MOTFT的源极/漏极金属电极，其中源极/漏极电极被间隔开以部分覆盖每个MOTFT的有源层中的沟道区。然后，使用激光切断所述栅极金属桥接部分，该栅极金属桥接部分将每个栅极金属线电连接到相邻的下一个栅极金属线。

附图说明

对本领域技术人员来说，从以下结合附图进行的对本发明优选实施例的详细描述中，本发明的前述及其他更具体的目的和优点将变得更清楚，在这些附图中：

图1示出了根据本发明的金属氧化物薄膜晶体管(被定义为“蚀刻停止(etch-stop)型MOTFT)的简化分层图；

图2示出了根据本发明的金属氧化物薄膜晶体管(被定义为“背沟道蚀刻”型MOTFT)的简化分层图；

图3是有源矩阵液晶显示器(AMLCD)中的单个LCD元件的示意图；

图4是用于液晶显示器的有源矩阵后面板的局部平面图，示出了栅极金属中的切口以及在栅极金属和随后的金属层之间的通孔；

图5是示出了在栅极金属和随后的金属层之间激光形成所述通孔的简化分层图；并且