Brevet FR2571893A2 — publié le 19860418

FR 2571893 A2 19860418 FR 8415898 A 19841017 Procédé de fabrication de circuits électroniques à base de transistors en couches minces et de condensateurs Dans le brevet principal, il est décrit et re vendiqué un procédé de fabrication d'un écran d'afficha ge à matrice active dans lequel on réalise une paroi inférieure portant des armatures de condensateurs et des transistors à couches minces et une paroi supérieure re vêtue d'une contre-électrode formant seconde armature des condensateurs.Le procédé faisant l'objet du brevet principal est caractérisé en ce que, pour réaliser la paroi inférieure, on procède aux opérations suivantes : - dépôt sur un substrat isolant d'une couche d'un pre mier matériau conducteur transparent, - première photogravure appliquée à cette première cou che pour constituer des lignes et des colonnes de pa vés formant une des armatures des futurs condensa teurs, chaque pavé étant relié à un appendice, cette première photogravure laissant subsister en outre des colonnes dudit premier matériau conducteur, ces colon nes étant disposées entre les colonnes de pavés, - dépôt d'une couche de silicium amorphe hydrogéné sur l'ensemble, - dépôt d'une couche isolante, - dépôt d'une couche d'un second matériau conducteur, - seconde photogravure appliquée à l'ensemble couche de silicium-couche isolante-couche conductrice, cette seconde photogravure laissant subsister des lignes du second matériau conducteur, ces lignes passant au-des sus des appendices, les zones de recouvrement d'une ligne avec une colonne et un appendice définissant la source et le drain d'un transistor, la grille de ce transistor étant constituée par la partie de la ligne qui est située entre l'appendice et la colonne. Dans une variante de ce procédé, et afin d'améliorer le contact entre l'oxyde et la couche de aSiH, il est prévu qu'on dépose, après l'oxyde, une couche de silicium amorphe fortement dopé n. La première gravure est toujours réalisée à l'aide du même masque, mais cette gravure affecte alors à la fois la couche de silicium dopé et celle d'oxyde. Quant à la seconde photogravure elle n'est pas modifiée. Le présent certificat d'addition a pour objet une variante de ce procédé dans laque-lle on fait encore usage de cette couche supplémentaire de silicium amorphe dopé, mais dans laquelle on modifie légèrement la seconde gravure. Dans le brevet principal, au cours de la seconde gravure, le silicium dopé est attaque à la suite du silicium semiconducteur. Le sicilium dopé ne subsiste donc que sous la grille, au-dessus de l'oxyde (voir figure 7b du brevet principal). Bien que les résultats obtenus avec la variante décrite dans le brevet principal aient démontré la validité du procédé et l'intérêt de sa simplicité, les écrans obtenus peuvent, dans certains cas, présenter quelques défauts qui proviennent de coupures de colonnes. Ces c-oupures se manifestent lorsqu'on utilise, comme substrat de départ, un verre type Balzers recouvert d'une très fine couche d'oxyde d'indium-étain. Les fines rayures "naturelles" de ces substrats standards (qui sont peu chers, car utilisés déjà dans les afficheurs à cristaux liquides) ne permettent pas de réaliser des bandes très fines (d'environ 20 ,um) avec un rendement de 100%. Il faut donc, soit réaliser les couches transparentes et conductrices sur des substrats de meilleure qualité, soit introduire une redondance pour guérir les colonnes coupées. C'est cette deuxième solution qui fait l'objet du présent certificat d'addition. Cette redondance est obtenue en modifiant lé gercement le second niveau de masquage de telle sorte qu'après gravure il subsiste, sur une partie des colonnes, l'empilement formé par la couche de silicium dopé n et les couches suivantes. Cet e-mpilement joue alors, en cas de coupure de la colonne, le rôle de pont conducteur entre les deux parties de celle-ci. On obtient ainsi une redondance électrique dans la conception des colonnes d'adressage puisque deux conducteurs sont prévus en pa allèle, le deuxième venant pallier les défauts éventuels du premier. Cet artifice présente un autre avantage l'empilement préservé produit un masquage optique de la colonne transparente. Si la colonne n'est pas masquée, elle est visible au même titre qu'un point d'affichage. Son aspect dépend de la valeur moyenne de la tension vidéo pendant une image. Cet effet est très gênant dans le mode d'affichage blanc sur fond noir, car l'oeil est très sensible aux Lignes blanches même très fines. Dans l'autre mode, noir sur fond blanc, l'effet est beaucoup moins visible, une ligne noire de 20 pm de Large sur fond blanc étant invisible à l'oeil Le masquage optique des colonnes transparentes est donc nécessaire surtout dans le premier mode et il est parfaitement réalisé par la présente invention. On notera que le perfectionnement préconisé par l'invention n'introduit aucune opération supplémentaire, puisque c'est simplement le dessin du second niveau de masquage qui est légèrement modifié. Il est à noter également# que, dans le cas de coupures très Larges, La résistance du pont de silicium dopé peut devenir importante. Mais les deux p#arties de la colonne se trouvent quand même reliées électriquement et cela par couplage capacitif. De toute façon, les caractéristiques de L'invention apparaîtront mieux après la description qui suit, d'un exempLe de réaLisation donné à titre explicatif et nulLement Limitatif. Cette description se réfère à des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 montre Les étapes essentielles du procédé de l'invention, - La figure 2 montre un détail de l'écran obtenu, - la figure 3 montre, en coupe, Le segment qui subsiste sur les cotonnes après seconde gravure, - la figure 4 est un schéma électrique équiva Lent qui illustre Le principe de la redondance électrique introduite par l'invention. Les différentes opérations que comprend te procédé de t'invention sont illustrées sur la figure 1 qui montre différents états intermédiaires de l'écran obtenu. Ces opérations sont Les suivantes : - dépôt d'une couche 120 de siLicium amorphe fortement dopé n, sur un substrat de verre 100, par exemple de La marque Batzers, revêtu préaLabLement d'une couche 102 de matériau conducteur transparent, par exempte en oxyde d'étain et d'indium, - première photogravure appliquée à ces deux couches pour constituer une mosaïque de pavés 106 rangés en Lignes et colonnes, ces pavés formant une des armatu res des futurs condensateurs ; chaque pavé est relié à un appendice 108 ; cette première photogravure Laisse subsister en outre des cotonnes 104 du premier maté riau conducteur 10Z surmonte de la couche 120 de sili cium amorphe fortement dopé n, ces colonnes s'insérant entre les colonnes de pavés (figure lob), - dépôt d'une couche 110 de silicium amorphe hydrogéné sur l'ensemble, - dépôt d'une couche isoLante 112, en silice par exem plie, - dépôt d'une couche 114 d'un second matériau conduc teur, par exemple en aluminium (figure 1c), - seconde photogravure appliquée à l'ensemble des cou ches 120, 110, 112, 114 pour dégager chaque pavé et laisser subsister des lignes 116 du second matériau conducteur 114 ; des segments S de l'empilement sub sistent sur les colonnes, sur une partie de l'inter valle séparant deux lignes consécutives ; cette secon de photogravure ne dégage le matériau conducteur transparent 102 des colonnes qu'à chaque extrémité de ces intervalles (figure nid), - dépôt d'une couche de SiO2 destinée à passiver l'en semble. La position et la structure des segments S maintenus sur les colonnes après la seconde photogravure apparaissent mieux sur les figures 2 et 3. Le rôle de ce segment est explicité sur les figures 3 et 4. Sur la figure 3, on voit le cas d'une colonne 102 présentant une coupure 103. Le pont conducteur réalisé par le segment S et notamment par la couche 120 en silicium amorphe fortement dopé rétablit la continuité électrique. Si la coupure 103 est très large, la continuité électrique est quand même assurée (malgré la résistance R non négligeable présentée par le segment de silicium portant la coupure) par les deux capacités C1 et C2 formées par les deux parties de la couche 102 et la couche conductrice 114. Le schéma électrique équivalent est représenté sur la figure 4. REVENDICATION Procédé de fabrication d'un écran d'affichage matrice active selon la revendication 1 du brevet principal, caractérisé en ce que, pour réaliser la paroi inférieure, on procède aux opérations suivantes : sur un substrat isolant (100) recouvert d'une couche (102) d'un premier matériau conducteur transparent, dépôt d'une couche (120) de silicium amorphe fortement dopé n, première photogravure appliquée à ces deux couches pour constituer une wosaique de pavés (106) rangés en lignes et colonnes, ces pavés (106) formant une des armatures des futurs condensateurs, chaque pavé étant relié à un appendice (108), cette première photogra vure laissant subsister en outre des colonnes (104) dudit premier matériau conducteur surmonté de la cou che (120) de silicium amorphe fortement dopé n, ces colonnes s'insérant entre les colonnes de pavés, dépôt d'une couche (110) de silicium amorphe hydrogéné sur l'ensemble, dépôt d'une couche isolante (112), - dépôt d'une couche (114) d'un second matériau conduc teur, seconde photogravure appliquée à l'empilement de cou ches (120, 110, 112, 114) pour dégager chaque pavé, mais laisser subsister des lignes (116) du second ma tériau conducteur (114), cette seconde photogravure laissant subsister en outre des segments (S) de cet empilement sur les colonnes, sur une partie des inter valles séparant deux lignes consécutives, cette secon de photogravure ne dégageant le matériau conducteur transparent (102) des colonnes qu'à chaque extrémité de ces intervalles.