Brevet FR2892531A1 — publié le 20070427

TRANSISTOR EN COUCHES MINCES, STRUCTURE DE PIXEL ET SON PROCEDE DE REPARATION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne une structure de pixel. En particulier, la présente invention concerne un procédé de réparation de la structure de pixel et d'une structure de transistor en couches minces dans la structure de pixel. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE La technologie multimédia des sociétés modernes est plutôt prospère, bénéficiant principalement d'avancées rapides dans le domaine des dispositifs semi-conducteurs et des appareils d'affichage. Possédant des particularités extraordinaires telles qu'une résolution élevée, une excellente utilisation de l'espace, une consommation d'énergie basse, un rayonnement nul et ainsi de suite, l'écran à cristaux liquides à transistors en couches minces (LCD à TFT) a progressivement acquis une place dominante pour devenir le courant principal sur le marché des écrans actuellement. En général, le LCD à TFT est principalement composé d'un substrat à réseau de transistors en couches minces (TFT), une paire de substrats se faisant face, et une couche de cristaux liquides (LC) disposée entre ces deux substrats. Ici, le substrat à réseau de TFT comprend principalement un substrat, une pluralité de TFT agencés en matrice sur le substrat, des électrodes de pixels, des lignes de balayage et des lignes de données. En règle générale, les lignes de balayage et les lignes de données sont utilisées afin de transférer les signaux vers la structure de pixel correspondante pour afficher des images. La figure 1 représente schématiquement une vue locale d'une structure de pixel classique dans l'art antérieur, et la figure 2 représente schématiquement une vue en coupe transversale se référant à la ligne de coupe A-A' de la figure 1. Veuillez vous référer aux figures 1 et 2 simultanément. La structure 120 de pixel classique comprend principalement un TFT 122, une électrode 124 de pixel, une ligne de balayage 126 et une ligne de données 128. Le TFT 122 est raccordé électriquement à l'électrode 124 de pixel. Plus précisément, le TFT 122 sur le substrat 110 comprend principalement une grille 122a, une couche 122b de canal, une source 122c et un drain 122d, tel que représenté sur la figure 2. La structure de ce TFT 122 appartient au type de transistor à grille inférieure, et le drain 122d du TFT 122 est raccordé électriquement à l'électrode 124 de pixel. Tel que permet de le voir la figure 1, la ligne de balayage 126 et la ligne de données 128 peuvent être utilisées pour transférer une tension appropriée par le biais du TFT 122 vers l'électrode 124 de pixel de telle manière que l'affichage d'images soit obtenu. Il est intéressant de remarquer que l'effet de condensateur parasite grille-drain (Cgd) est habituellement induit sur la zone de chevauchement 10 de la grille 122a et du drain 122d. Cette valeur du condensateur parasite grille-drain Cgd est directement proportionnelle à l'aire de la zone de chevauchement 10. Dans la fabrication des TFT, du fait d'une erreur d'alignement de photo-masques, de vibrations de la machine ou d'autres facteurs, le changement de la zone de chevauchement 10 de la grille 122a et du drain 122d pourrait se produire, et elle provoquerait la variation de la valeur du condensateur parasite grille-drain. Néanmoins, l'alimentation du pixel au travers de la tension tend à varier en fonction de cette variance de la valeur Cgd, et la qualité d'affichage de l'écran à cristaux liquide à TFT souffre de la variance de l'alimentation du pixel au travers de la tension. Par ailleurs, du fait d'erreurs au cours du processus de fabrication qui pourraient parfois provoquer des défauts dans une partie de la structure de pixel, un acte de réparation de la structure de pixel présentant des défauts est effectué. Prenons un exemple. La plupart du temps, lorsqu'un écran à cristaux liquides à TFT est dans le mode blanc normal, le procédé de réparation de la structure 120 de pixel est de raccorder électriquement le drain 122d et la ligne de balayage 126 de sorte que la ligne de balayage 126 puisse être raccordée électriquement à l'électrode 124 de pixel par le biais du drain 122d. De la sorte, des défauts de point de la structure 1.20 de pixel peuvent être réparés en tant que des points sombres. Concernant les cas réels, cependant, en conséquence d'une sur-torsion des polymères de cristaux liquides à l'intérieur du panneau TFT, provoqué par la grande différence de tension à travers la ligne de balayage 124 (l'électrode 124 de pixel) et l'électrode sur le substrat positionné en face, les pixels présentant des défauts apparaissent en tant que points gris et il est impossible de les réparer en tant que points sombres. EXPOSE DE L'INVENTION Au vu de ce qui précède, un objet de la présente invention consiste à fournir une structure de pixel ayant une qualité stable. Un autre objet de l'invention est de fournir un procédé de réparation capable de réparer la structure de pixel de la présente invention pour accroître le rendement des produits. Un autre objet de la présente invention est de fournir un transistor en couches minces capable de conserver une valeur constante de condensateur parasite grille-drain. La présente invention fournit une structure de pixel comprenant une ligne de balayage, un motif de grille, une première couche diélectrique, une couche de canal, une source, un drain, une ligne de données, une seconde couche diélectrique et une électrode de pixel. Ici, le motif de grille est raccordé électriquement à la ligne de balayage et une ouverture est formée à l'intérieur du motif de grille. La première couche diélectrique couvre la ligne de balayage et le motif de grille et elle remplit l'ouverture. De plus, la couche de canal est disposée sur la première couche diélectrique au-dessus du motif de grille, et la source et le drain sont disposés sur la couche de canal. De même, le drain est disposé au-dessus de l'ouverture. Par ailleurs, la ligne de données est disposée sur la première couche diélectrique et sur la source et est raccordée électriquement à la source. La seconde couche diélectrique couvre la source, le drain et la ligne de données. En outre, l'électrode de pixel est disposée sur la seconde couche diélectrique et l'électrode de pixel est raccordée électriquement au drain. Dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, la structure de pixel mentionnée ci-dessus comprend en outre une ligne d'extension qui s'étend au-dessus du motif de grille. Dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, la structure de pixel mentionnée ci-dessus comprend en outre une couche de contact ohmique disposée entre la couche de canal et la source et le drain. Dans mode de réalisation préféré de la présente invention, le matériau de la couche de canal peut être du silicium amorphe, par exemple. Dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, le matériau de la première couche diélectrique peut être du nitrure de silicium, de l'oxyde de silicium ou de l'oxynitrure de silicium (SiON), par exemple. Dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, le matériau de la seconde couche diélectrique peut être du nitrure de silicium, de l'oxyde de silicium ou de l'oxynitrure de silicium (SiON), par exemple. Dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, le matériau de l'électrode de pixel peut être de l'oxyde d'étain-indium (ITO), par exemple. La présente invention fournit un procédé de réparation de pixel convenant pour réparer la structure de pixel mentionnée ci-dessus, comprenant les étapes consistant à : découper le motif de grille qui est autour de l'ouverture et sur deux côtés di;. drain et de la ligne d'extension afin de former un motif flottant au-dessous du drain et de la ligne d'extension ; raccorder électriquement la ligne d'extension et le motif flottant ; et raccorder électriquement le drain et le motif flottant. Le procédé de réparation de pixel mentionné ci- dessus dans un mode de réalisation préféré de la présente invention est un procédé de découpe du motif de grille qui est autour de l'ouverture et sur deux côtés du drain et de la ligne d'extension réalisé à l'aide d'une technique de rainurage au laser. Le procédé de réparation de pixel mentionné ci-dessus dans un mode de réalisation préféré de la présente invention est un procédé de raccord électrique de la ligne d'extension et du motif flottant et de raccord électrique du drain et du motif flottant à l'aide d'une technique de soudage au laser. La présente invention fournit un transistor en couches minces comprenant un motif de grille, une première couche diélectrique, une couche de canal, une source, un drain et une seconde couche diélectrique. Ici, une ouverture est formée à l'intérieur du motif de grille, et la première couche diélectrique couvre le motif de grille et remplit l'ouverture. De plus, la couche de canal est disposée sur la première couche diélectrique au--dessus du motif de grille, et la source et le drain sont tous deux disposés sur la couche de canal. Le drain mentionné ci-dessus est disposé au-dessus de l'ouverture et la seconde couche diélectrique couvre la source et le drain. Dans le transistor en couches minces mentionné ci-dessus, dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, le matériau de la couche de canal peut être du silicium amorphe. Dans le transistor en couches minces mentionné ci-dessus, dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, le matériau de la première couche diélectrique peut être du nitrure de silicium, de l'oxyde de silicium, ou de l'oxynitrure de silicium (SiON). Dans le transistor en couches minces mentionné ci-dessus dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, le matériau de la seconde couche diélectrique peut être du nitrure de silicium, de l'oxyde de silicium ou de l'oxynitrure de silicium (SiON). On comprendra qu'à la fois la description générale précédente et la description détaillée suivante sont exemplaires et sont destinées à fournir une meilleure explication de l'invention telle que revendiquée. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Les dessins annexés sont inclus afin de fournir une meilleure compréhension de l'invention et sont incorporés dans et constituent une partie de ce mémoire descriptif. Les dessins illustrent des modes de réalisation de l'invention et, conjointement avec la description, servent à expliquer les principes de l'invention. La figure 1 représente schématiquement une vue locale d'une structure de pixel classique de l'art antérieur. La figure 2 représente schématiquement une vue en 10 coupe transversale se référant à la ligne de coupe A-A' de la figure 1. La figure 3 représente schématiquement une vue locale d'une structure de pixel selon un mode de réalisation préféré de la présente invention. 15 La figure 4 représente schématiquement une vue en coupe transversale se référant à la ligne de coupe B-B' de la figure 3. Les figures 5A et 5B sont des organigrammes, illustrant schématiquement la réparation d'une 20 structure de pixel selon un mode de réalisation préféré de la présente invention. La figure 6 représente schématiquement une vue en coupe transversale se référant à la ligne de coupe C-C' de la figure 5. 25 EXPOSE DETAILLE DE MODES DE REALISATIONS PARTICULIERS La figure 3 représente schématiquement une vue locale d'une structure de pixel selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, et la 30 figure 4 représente schématiquement une vue en coupe transversale se référant à la ligne de coupe B-B' de la figure 3. Veuillez vous référer aux figures 3 et 4 simultanément. La structure de pixel 220 de la présente invention comprend principalement un transistor en couches minces (TFT) 222, une électrode 224 de pixel, une ligne de balayage 226 et une ligne de données 228. De façon plus détaillée, le TFT 222 sur le substrat 210 est raccordé électriquement à l'électrode 224 de pixel tel que représenté sur la figure 4. Ce TFT 222 comporte un motif 222a de grille, une couche 222b de canal, une source 222c, un drain 222d, une première couche diélectrique 222f et une seconde couche diélectrique 222g. Ici, le motif 222a de grille est raccordé électriquement à la ligne de balayage 226 et possède une ouverture 20. Le motif 222a de grille mentionné ci-dessus, par exemple, est fabriqué au cours de la formation de la ligne de balayage 226, et l'ouverture 20 est formée entre temps. En outre, le matériau de la première couche diélectrique 222f peut être choisi dans les matériaux isolants électriquement tels que du nitrure de silicium, de l'oxyde de silicium ou de l'oxynitrure de silicium (SiON), par exemple. La première couche diélectrique 222f couvre la ligne de balayage 226 et le motif 222a de grille et remplit l'ouverture 20. Le matériau de la couche 222b de canal mentionnée ci-dessus peut être du silicium amorphe et est déposé sur la première couche diélectrique 222f au-dessus du motif 222a de grille. Afin de réduire l'impédance de la couche 222b de canal, une couche de contact ohmique 222e est en outre formée entre la couche 222b de canal et la source 222c avec le drain 222d. En d'autres termes, la source 222c et le drain 222d sont disposés sur la couche de contact ohmique 222e et le drain 222d est disposé au-dessus de l'ouverture 20. C'est-à-dire que le drain 222d est disposé sur la première couche diélectrique 222f au-dessus de l'ouverture 20. Ici, le drain 222d peut être en forme de T, par exemple, et l'effet de condensateur parasite grille-drain se produit dans la zone de chevauchement (zones 30, 40 et 50) du motif 222a de grille et du drain 222d. Par ailleurs, tel qu'examiné ci-dessus, le drain 222d est disposé en travers de l'ouverture 20. Par conséquent, même si l'emplacement aligné du drain 222d de forme en T dévie quelque peu horizontalement ou verticalement, du fait de l'erreur d'alignement des photo-masques et de vibrations de la machine au cours du processus de fabrication du drain 222d, la somme des aires des zones de chevauchement 30, 40 et 50 ne varie pas. En d'autres termes, la valeur du condensateur parasite grille-drain Cgd reste une constante, permettant à la tension d'alimentation traversante d'être stable et à la qualité d'image de l'écran à cristaux liquides à TFT d'être maintenue. Il est intéressant de remarquer que, bien que l'exemple avec une ouverture 20 rectangulaire et un drain 220d de forme en T soit pris dans le mode de réalisation présent et représenté dans les figures concernées, la forme de l'ouverture 20 et du drain 222d n'est pas limitée dans la présente invention. C'est-à- dire, à la fois l'ouverture 20 et le drain 222d peuvent être formés selon d'autres formes. Par exemple, l'ouverture peut être circulaire ou en polygone régulier et ainsi de suite, et le drain peut être rectangulaire ou avoir d'autres formes. De plus, la ligne de données 228 mentionnée précédemment est disposée sur la première couche diélectrique 222f et raccordée électriquement à la source 222c. Dans un autre mode de réalisation, la ligne de données 228 comprend, en outre, une ligne d'extension 228a raccordée électriquement e la ligne de données 228. La source 222c, la ligne de données 228 et la ligne d'extension 228a mentionnées ci-dessus peuvent être formées ensemble. Ici, la ligne d'extension 228a s'étend au-dessus du motif 222a de grille et une utilisation de la ligne d'extension 228a vise à aider la réparation laser, tel que décrit en détail par la suite. De plus, le matériau de la seconde couche diélectrique 222g peut être du nitrure de silicium, de l'oxyde de silicium ou de l'oxynitrure de silicium (SiON) par exemple. La seconde couche diélectrique 222g couvre la source 222c, le drain 222d et la ligne de données 228. L'électrode 224 de pixel du présent mode de réalisation est disposée sur la seconde couche diélectrique 222g et est raccordée électriquement au drain 222d par le biais d'une fenêtre de contact V. Dans le cas où des facteurs, tels que des processus de fabrication ou un endommagement électrostatique, provoquent des défauts dans la structure de pixel de la figure 3, le procédé de réparation de la structure 220 de pixel de la figure 3 est le suivant. Tout d'abord, en se référant à la figure 3, le motif 222a de grille qui est autour de l'ouverture 20 et sur l'un ou l'autre des côtés du drain 222d et de la ligne d'extension 228a. est découpé de sorte qu'une partie du motif 222a de grille est formée en tant qu'un motif flottant P au-dessous du drain 222d et de la ligne d'extension 228a, tel que représenté sur la figure 5A. Un procédé de découpe du motif 222a de grille mentionné ci-dessus peut être la technique de rainurage au laser. Ce motif flottant P a été isolé électriquement du motif 222a de grille. Ensuite, tel que représenté sur la figure 5B, la ligne d'extension 228a et le motif flottant P sont raccordés électriquement et le drain 222d et le motif flottant P sont raccordés électriquement. Un procédé destiné à effectuer les raccords électriques mentionnés ci-dessus est la technique de soudage au laser. De la sorte, la ligne de données 228 peut être raccordée électriquement au drain 222d par le biais de la ligne d'extension 228a et du motif flottant P. Référence est faite par la suite à la figure 6 qui représente schématiquement une vue en coupe transversale se référant à la ligne de coupe C-C' de la figure 5. En raccordant électriquement la ligne d'extension 228a au motif flottant P, l'électrode 224 de pixel est raccordée électriquement à la ligne de données 228. Habituellement, la différence de tens=_on à travers l'électrode sur le substrat disposé en face et la ligne de données 228 est plus petite que celle à travers l'électrode sur le substrat disposé en face et la ligne de balayage 226. Ainsi, en comparaison du procédé de réparation classique qui consiste à raccorder électriquement l'électrode de pixel et la ligne de balayage, une réparation des pixels en utilisant la technique de soudage au laser afin de raccorder électriquement l'électrode de pixel 224 et la ligne de données 228 est capable d'empêcher que la différence de tension à travers l'électrode 224 de pixel et une électrode sur le substrat disposé en face, soit trop importante. De cette manière, la sur-torsion des molécules de cristaux liquides des pixels peut être évitée. Par conséquent, après réparation de la structure de pixel ayant des défauts de points pour l'écran à cristaux liquides à TFT dans un mode blanc normal, un point sombre peut être formé dans la zone d'affichage correspondante, et une réparation de la structure de pixel est ainsi obtenue. En résumé, la structure de pixel de la présente invention et son procédé de réparation possèdent au moins les avantages suivants. (i) Du fait du choix du TFT dont le motif de grille a une ouverture sur laquelle le drain est disposé dans la structure de pixel de la présente invention, le condensateur parasite grille-drain est maintenu constant. (ii) En utilisant le procédé de réparation de la structure de pixel basé sur la présente invention, les pixels avec défauts de point peuvent être réparés en tant que points sombres. L'homme du métier s'apercevra de fagon évidente que diverses modifications et variations peuvent être apportées à la structure de la présente invention sans s'écarter de la portée ou de l'esprit de l'invention. Au vu des descriptions précédentes, il est prévu que la présente invention couvre des modifications et variations de cette invention si ces dernières entrent dans la portée des revendications suivantes et de leurs équivalents. REVENDICATIONS 1. Structure (220) de pixel caractérisée en ce qu'elle comporte : une ligne de balayage (226) ; un motif (222a) de grille raccordé électriquement à la ligne de balayage, une ouverture (20) étant formée à l'intérieur du motif de grille ; une première couche diélectrique (222f) couvrant 10 la ligne de balayage et le motif de grille et remplissant l'ouverture ; une couche (222b) de canal disposée sur la première couche diélectrique au-dessus du motif de grille ; 15 une source (222c) et un drain (222d) disposés sur la couche de canal, le drain étant disposé au-dessus de l'ouverture ; une ligne de données (228) disposée sur la première couche diélectrique et raccordée 20 électriquement à la source ; une seconde couche diélectrique (222g) couvrant la source, le drain et la ligne de données ; et une électrode (224) de pixel disposée sur la seconde couche diélectrique et raccordée électriquement 25 au drain. 2. Structure (220) de pixel selon la revendication 1, comprenant en outre une ligne d'extension (228a) raccordée électriquement à la ligne 30 de données (228) et s'étendant au-dessus du motif (222a) de grille. 3. Structure (220) de pixel selon la revendication 1, comprenant en outre une couche de contact ohmique (222e) disposée entre la couche (222b) de canal et la source (222c) et le drain (222d). 4. Structure (220) de pixel selon la revendication 1, dans laquelle le matériau de la couche (222b) de canal est du silicium amorphe. 5. Structure (220) de pixel selon la revendication 1, dans laquelle le matériau de la première couche diélectrique (222f) est choisi parmi le nitrure de silicium, l'oxyde de silicium et l'oxynitrure de silicium (SiON). 6. Structure (220) de pixel selon la revendication 1, dans laquelle le matériau de la seconde couche diélectrique (222g) est choisi parmi le nitrure de silicium, l'oxyde de silicium et l'oxynitrure de silicium (SiON). 7. Structure (220) de pixel selon la revendication 1, dans laquelle le matériau de l'électrode (224) de pixel est de l'oxyde d'étain-indium (ITO). 8. Procédé de réparation de pixel convenant pour réparer la structure (220) de pixel mentionnée dans la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant àdécouper le motif (222a) de grille qui est autour de l'ouverture (20) et sur deux côtés du drain (222d) et de la ligne d'extension (228a) pour former un motif flottant (P) au-dessous du drain (222d) et. de la ligne d'extension (228a), raccorder électriquement la ligne d'extension (228a) et le motif flottant (P); et raccorder électriquement le drain (222d) et le motif flottant (P). 9. Procédé de réparation de pixel selon la revendication 8, dans lequel un procédé de découpe du motif (222a) de grille autour de l'ouverture et sur deux côtés du drain (222d) et de la ligne d'extension (228a) est une technique de rainurage au laser. 10. Procédé de réparation de pixel selon la revendication 8, dans lequel un procédé pour raccorder électriquement la ligne d'extension (228a) et le motif flottant (P) et raccorder électriquement, le drain (222d) et le motif flottant (P), est une technique de soudage au laser. 11. Transistor en couches minces (222) 25 caractérisé en ce qu'il comporte : un motif (222a) de grille, une ouverture (20) étant formée à l'intérieur du motif de grille ; une première couche diélectrique (222f) couvrant le motif de grille et remplissant l'ouverture ;une couche (222b) de canal disposée sur la première couche diélectrique au-dessus du motif de grille ; une source (222c) et un drain (222d) disposés sur 5 la couche de canal, le drain étant disposé au-dessus de l'ouverture ; et une seconde couche diélectrique (222g) couvrant la source et le drain. 10 12. Transistor en couches minces (222) selon la revendication 11, comprenant en outre une couche de contact ohmique (222e) disposée entre la couche (222b) de canal et la source (222c) et le drain (222d). 15 13. Transistor en couches minces (222) selon la revendication 11, dans lequel le matériau de la couche (222b) de canal est du silicium amorphe. 14. Transistor en couches minces (220) selon la 20 revendication 11, dans lequel le matériau de la première couche diélectrique (222f) est chcisi parmi le nitrure de silicium, l'oxyde de silicium et l'oxynitrure de silicium (SiON). 25 15. Transistor en couches minces (222) selon la revendication 11, dans lequel le matériau de la seconde couche diélectrique (222g) est choisi parmi le nitrure de silicium, l'oxyde de silicium et l'oxynitrure de silicium (SION). 30