晶体管阵列和有源矩阵基板制造技术

一种晶体管阵列，包括：导体线、功能线和晶体管。每个导体线包括芯线和包覆在芯线上的导体层。每条功能线包括至少表面导电的芯线、包覆芯线的绝缘层和包覆绝缘层的半导体层。每条功能线和导体线交叉接触。每个晶体管包括第一欧姆接触区，第一欧姆接触区被定义为导体线之一和功能线之一交叉的区域，它和半导体层欧姆接触。每个晶体管还包括与半导体层欧姆接触的第二欧姆接触区，以及定义第一和第二欧姆接触区之间的半导体层上的沟道区。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及液晶显示器、有机电致发光显示器、X射线探测器、存储器和其他电子器件所用的晶体管阵列，还涉及包含这种晶体管阵列的有源矩阵基板和包含这种有源矩阵基板的显示装置。本专利技术还涉及一种用于制作该晶体管阵列的夹具组件和一种制作该晶体管阵列的方法。
技术介绍
有源矩阵寻址液晶显示屏(LCD)使用薄膜晶体管(TFT)作为开关单元，来达到至少可以与传统阴极射线管显示屏相比较，通常情况下还优于阴极射线管(CRT)显示屏的显示质量。而且有源矩阵寻址液晶显示屏是一种又薄又轻的显示装置，非常省电又有高分辨率。此外，它也可用于大屏幕显示装置。由于上述这些优秀特性，有源矩阵寻址液晶显示屏目前很快普及到各个应用领域，有望成为不久将来代替普通阴极射线管的下一代图像显示装置。同时，一种使用有机电致发光材料作为显示介质的有机电致发光显示屏最近也在业界引起很多关注，也被认为有潜力成为下一代图像显示装置。目前，这些下一代图形显示装置不仅只用作传统的阴极射线管显示装置的替代物，而且由于其可实现所谓“电子纸张”而成为蓬勃兴起的研究和发展目标。那就是说，这些显示装置目前正在改进，以便可代替传统打印纸材料。为了这个目的，那些图像显示装置应做成那种“柔性显示屏”，即折叠、弯曲不影响其显示，而且任何时候都便于携带。为了利用制造液晶显示屏和有机电致发光显示屏的传统制造工艺来制作这样一种柔性显示屏。经常用作基板材料的玻璃就需要用一些即使室温下也可变形的弹性基板材料例如塑料或不锈钢来代替。然而，这种弹性材料抗热性很差，比如，当强热幅照下，塑料基板会劣化，放出有毒气体，或者严重地变形、卷曲。而且，即便用一种抗热性塑料或不锈钢做基板材料，这种基板也会因为这种基板和沉积到它上面的薄膜不可忽视的热延展系数的差异而导致变形、卷曲。因此，为避免这些有害条件，用弱抗热性材料制作的基板不应暴露在超过200℃的环境下。然而，一些用于制造图像显示装置的传统制造和工艺步骤，需要一个超过200℃的工艺温度。例如，在一种用于图像显示装置开关器件的非晶态硅薄膜晶体管的制作和加工步骤中，通常在超过300℃的温度下形成栅极绝缘膜和薄膜晶体管(TFT)的非晶态硅膜。因此，如果抗热性塑料或不锈钢用作基板材料，传统制造工艺不可再用。换一种说法，如果非晶态硅的栅极绝缘膜和非晶态硅膜能在小于200℃温度下形成，塑料或不锈钢就可以用于图像显示装置的基板材料。然而，在那种条件下，便很难得到高质量的栅极绝缘膜或非晶态硅膜(特别是具有高绝缘度的膜)。当用那种低质量膜制作TFT时，该TFT的阈值会在运行数小时后发生明显改变。最近，一种使用多晶硅TFT做开关器件的LCD正成为研究和发展热点。这种类型的图像显示装置的部分特点是提供一个电路来控制作用于玻璃基板显示装置的驱动信号。因而，相对于使用非晶态硅TFT作为开关元件的LCD，这种包含多晶硅TFT的LCD可达到较高分辨率。然而，在一包含多晶硅TFT的LCD中，它的驱动装置(例如CMOS逆变器)需用一种电子迁移率超过100cm2/V·S的多晶硅制作。在一玻璃基板上沉积这样一种多晶硅是不容易的。例如，当通过诸如激光冷却等特殊技术把玻璃基板温度保持在600℃或更低温度时，玻璃基板上的硅应该是熔融的。因此，对一种用塑料或不锈钢做基板材料的图像显示装置来说，采用这种需要高温的工艺技术是很难的。为克服这些问题，日本公开专利申请第10-91097号揭示了一种包括晶体管列的显示装置。在这个晶体管列里，许多晶体管沿着一导体芯(conductor core)的长度方向设置。在这个导体芯上，依次叠放绝缘膜、硅膜和n+-型欧姆接触层。在这种技术中，需要高温度工艺的栅极绝缘膜和硅膜包括在晶体管列中，而晶体管列在那些膜已叠放到导体芯后粘接到基板上。这样，基板便不再暴露在热辐射中。因为这个原因，应使用具有低畸变点的基板(例如，塑料基板)日本公开专利申请第9-203910号也揭示了一种通过使用沿金属芯长度方向设置的晶体管来制作显示装置的相似技术。图63A和63B显示了日本公开专利申请第9-203910号中的一个TFT501。如图63A和63B所示，TFT501包括金属芯502、覆盖在金属芯502上的一层缘膜绝503、覆盖在缘膜绝503上的非晶态硅层504、非晶态硅层504上的源电极506和漏电极505。许多这种TFT501沿着金属芯502的长度设置，这点在图63A和63B中并未显示。图64阐述图63A和63B中的TFT501是如何被用作有源矩阵基板的开关器件的。如图64所示，基板507后表面上的像素电极508通过一金属连接物和电极509a相连。电极509a与TFT501的漏电极505电接触。为了与TFT501交叉，一条具有电极509b的源极线510与TFT501的源电极506电连接。在图64所示的有源矩阵基板中，晶体管列需要布置妥当以便基板507上的电极509a精确地和TFT501的漏电极505对准。为了制造有源矩阵基板，通常需设置成百个TFT501。相应地，在包括在单个晶体管列的几百个TFT501的每个上，漏电极505必须精确地和与它相关的电极509a对准。而源极线510上的电极509b也需要与每个TFT501上的源电极506准确对准。为了进行上述对准工艺，晶体管列和源极线510需要对应于基板507准确地设置。因此，这种对准工艺的精度远优于传统光刻工艺。由于这个原因，用上面描述的传统方法制备有源矩阵基板是很难的。
技术实现思路
为了克服上述问题，本专利技术的优选实施例提供一种通过成行成列地设置多个晶体管来在将它们精确定位在室温下发生弹性形变的基板上而不必进行任何对准步骤所获得的晶体管阵列。以及提供一种包含该晶体管阵列的有源矩阵基板和包含此有源矩阵基板的显示装置。本专利技术的优选实施例进一步提供了一种用于制作晶体管阵列的夹具组件和一种制作晶体管阵列的方法。根据本专利技术优选实施例的晶体管阵列最好包括多条导体线、多条功能线和多个晶体管。每条导体线最好包括芯线和包覆在芯线上的导体层。每条功能线最好包括至少表面导电的芯线、包覆在芯线上的绝缘层以及包覆在绝缘层表面的半导体层。每条功能线最好与导体线交叉接触。每个晶体管最好包括第一欧姆接触区、第二欧姆接触区和沟道区。第一欧姆接触区最好定义在导体线之一与相连功能线交叉且与功能线的半导体层形成欧姆接触的区域中。第二欧姆接触区也和半导体层形成欧姆接触。沟道区最好定义在第一欧姆接触区和第二欧姆接触区之间的半导体层中。根据本专利技术的优选实施例，由于第一和第二欧姆接触区定义为每条源极线各自与相关功能线交叉的区域，它们和源极线是本身就自动对准的。因此，没有必要执行原先传统工艺中的工艺步骤来把每个第一欧姆接触区和第二欧姆接触区或接触层与源极线对准。或者更一般地，把每条功能线与源极线对准。在这个意义上，第一欧姆接触区和第二欧姆接触区是“自对准的”，因为它们根本不需任何对准工艺，它们的精确定位是由源极线和功能线交叉而本身自动产生的。在本专利技术的具体优选实施例中，第一和第二欧姆接触区可以定义为第一和第二欧姆接触层。在本专利技术的一个优选实施例中，第一欧姆接触层可设置在功能线半导体层和导体线之间。在本专利技术的另一优选实施例中，第一欧姆接触层可在功能线的半导体层上形成。在另一优选实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用来形成有源矩阵基板的功能线，包括：至少表面可导电的芯线；包覆在芯线表面的绝缘层；和包覆在绝缘层表面的半导体层，所述半导体层没有形成图样。

【技术特征摘要】
JP 2002-3-25 2002-0825901.一种用来形成有源矩阵基板的功能线，包括至少表面可导电的芯线；包覆在芯线表面的绝缘层；和包覆在绝缘层表面的半导体层，所述半导体层没有形成图样。2.根据权利要求1的功能线，其特征在于半导体层由与导体线接触时能形成欧姆接触区的材料组成。3.一种显示装置，包括具有多条参考电压线和多条功能线的有源矩阵基板，多条功能线...

【专利技术属性】
技术研发人员：锦博彦，小林和树，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]