专利名称：静电放电防护电路及其制造方法
技术领域：
本发明涉及 一 种静电放电防护电路及其制造方法。
技术背景静电放电(Electro Static Discharge, ESD)是造成大多数 电子元件或者电子系统受到过度电性应力(Electrical Overstress, EOS)破坏的主要因素。静电放电可能会对半导体 元件等形成永久性的毁坏，因此影响集成电路的电路功能， 使得电子产品工作不正常。而静电放电的产生， 一 般在于电 子元件或系统在制造、生产、组装、测试、存放或搬运过程 中，静电会累积在人体、仪器或储放设备内，甚至电子元件 本身也会有静电的积累。当人体、仪器或储放设备与电子元 件之间接触时，将会形成 一 静电放电路径，使得电子元件或 系统遭到不可预期的损害。为了防护静电放电电流对电子元 件所造成的损害，采用静电放电防护电路(Electro Static Discharge Protection Circuit)得以实现。请参阅图1 ，其是 一 种现有技术具有传统静电放电防护 电路的液晶显示器的示意图。该液晶显示器l包括具有一定 间距平行分布的多条扫描线1 2 、与该扫描线1 2垂直且相互平 行分布的多条数据线1 3 。图中虚线区域11为显示区域，该显 示区域11周边分布有公共电极1 4 。 每 一 扫描线1 2与公共电极 1 4之间及每 一 数据线1 3与公共电极1 4之间均设置有 一 静电 ;改电防护电^各1 0 。请参阅图2 ，其是图1所示液晶显示器的静电放电防护电 路示意图。该静电放电防护电路1 0设置于 一 第 一 电源线1 0 1 及 一 第二电源线1 02之间。该第 一 电源线1 0 1及该第二电源线 1 02可为图1中的扫描线1 2与公共电极1 4 ，或者数据线1 3与公共电极1 4 。 该静电放电防护电路1 0包括 一 静电放电电路11 0 、 一第 一 控制电路1 20及 一 第二控制电路1 3 0 。 该第二控制电路 130与第 一 控制电路120串联，该第 一 控制电路120包括 一 场 效晶体管1 2 1 ， 该场效晶体管1 2 1的栅极及漏极相连，该第二 控制电路1 3 0包括 一 场效晶体管1 3 1 ， 该场效晶体管1 3 1的栅 极及漏极相连。该静电放电电路11 0包括 一 场效晶体管111 , 该场效晶体管111的源极与该场效晶体管1 2 1的栅极及漏极相 连，并且 一 并连接至该第 一 电源线1 0 1 ,该场效晶体管111的 漏极与该场效晶体管1 3 1的栅极及漏4及相连，并且 一 并连接 至该第二电源线1 02 ，该场效晶体管111的栅极与该场效晶体 管1 2 1及该场效晶体管1 3 1的源极相连。当该第 一 电源线1 0 1与第二电源线1 02之间电位差超过 第 一 控制电路120或第二控制电路130所设定的电位差时，该 场效晶体管111开启，电荷通过该场效晶体管111释放。因此， 无论是来自外界的静电电压或者电子元件本身的瞬间静电 高压都可由静电放电防护电路1 0进行电荷释放。但是，该静电放电防护电路1 0存在如下缺点其进行电 荷释放时无显示信息，因此无法确定发生静电放电的时间 点。发明内容为了解决现有技术中静电放电防护电路1 0在进行电荷 释放时无显示信息的问题，有必要提供 一 种具有显示功能的 静电》丈电防护电^各。同时有必要提供 一 种上述静电放电防护电路的制造方法。一种静电放电防护电路，其包括 一 硅基板、 一 铁薄膜、 一纳米碳管层及 一 透明遮罩，该铁薄膜及该奈米碳管层依次 层叠设置于该硅基板表面，该透明遮罩收容该铁薄膜及该奈 米碳管层并与该硅基板密封，该透明遮罩的内表面涂覆有荧光粉。种静电St电防护电路的制造方法，其包括以下步骤提供一硅基板；应用物理气相沉积法于该硅基板的表面沉积一铁薄膜；依所需静电》文电防护电路的形状，对该铁薄膜进行蚀刻图案化；应用化学气相沉积法于该铁薄膜上形成奈米碳管层; 切割该^圭基4反，使切割后的每一块硅基板均包括一铁薄膜及 一 奈米碳管层;提供一透明遮罩;在透明遮罩内表面沉积涂布荧光粉，然后将该透明遮罩与硅基板密封。一种静电放电防护电路的制造方法，其包括以下步骤提供一硅基板；于该硅基板的一表面上重掺杂磷或砷等施主元素形成施主掺杂层; 于该施主掺杂层表面应用物理气相沉积法沉积铝金属层以形成该铝薄膜;应用物理气相沉积法于该硅基板的另一 表面上沉积一铁薄膜；依所需静电放电防护电路的形状，对该铁薄膜进行蚀刻图案化；应用化学气相沉积法于该铁薄膜上形成奈米碳管层;切割该硅基板，使切割后的每 一 块硅基板均包括一铁薄膜及一奈米碳管层；提供一透明遮罩；在透明遮罩内表面沉积涂布荧光粉，然后将该透明遮罩与硅基板密封0与现有技术相比，本发明静电放电防护电路将瞬间打进来的高压静电利用场发射效应释放掉利用场发射效应激发出可见光，静电》文电能量转换为光能量同时、+知何时发生高压 If电ii电，即可以利用软件监控静电放电发生的时间,泉，进而追查静电放电发生的原因，以改静电放电所带来的伤害。
图1是 一 种现有技术具有传统静电放电防护电路的液晶 显示器的示意图。图2是图1所示液晶显示器的静电放电防护电路示意图。 图3是本发明静电放电防护电路的第 一 实施方式的剖面示意图。图4是本发明静电放电防护电路的第二实施方式的剖面 示意图。
具体实施方式
请参阅图3 ,其是本发明静电放电防护电路的第 一 实施 方式的剖面示意图。该静电放电防护电路20包括 一 硅基板 201、 一铁薄膜202、 一奈米碳管层203及 一 透明遮罩204。该 铁薄膜202及该奈米碳管层203依次层叠设置于该硅基板201 表面，该铁薄膜202及该奈米碳管层203的面积略小于该硅基 板20 1的面积，该奈米碳管层203是由若干沉积于该铁薄膜 202表面的奈米碳管构成。该透明遮罩204收容该铁薄膜202 及该奈米碳管层203并与该硅基板201密封，该透明遮罩204 的表面呈弧形，该透明遮罩2 04的内表面均匀涂覆有荧光粉 205。该静电放电防护电路20可在液晶显示器中使用，尤其适 合在液晶显示器的制造过程中使用，例如阵列制程(Array)及 模组制程(Module)等等。在使用时，只需将有静电产生的部 位与该静电》文电防护电路20电连接即可。当液晶显示器在使用或制造过程中有静电产生且静电 放电发生时，这些静电放电发生的部位将瞬间产生的高压打 到静电放电防护电路20， 激发电子束(Electron Beam)从奈米 碳管尖端场发射(Field Emission),轰击荧光粉205使其发出 可见光，电子束紫外线能量转换成可见光能量，静电放电能 量因而释放。并且可利用软件监控记录静电放电发生的时间 点，追查静电放电发生的原因，进而改善静电放电所带来的 伤害。由于场发射需达到 一 定的阈值电压(Threshold Voltage) 才会发生，因此平时状态并不会发生场发射，也不会发出可 见光。请参阅图4 ，其是本发明静电放电防护电路的第二实施方式的剖面示意图。该静电放电防护电路3 0与第 一 实施方式 的静电放电防护电路20大致相同，其区别在于该硅基板20 1 与该铁薄膜202相背的另 一 表面上依次层叠设置 一 施主掺杂 层307及一铝薄膜308， 该铝薄膜308及该施主掺杂层307与该 硅基板2 0 1的面积相同。该施主掺杂层3 0 7及该铝薄膜3 0 8起 到了降低该硅基板20 1的电阻值的作用，因此该第二实施方 式的静电放电防护电路30的阈值电压低于第一实施方式。该第一实施方式的静电》丈电防护电路20的制造方法包 括以下步骤步骤a: 提供一硅基板201。步骤b :应用物理气相沉积法于该硅基板20 1的表面沉积 一铁薄膜202。步骤c:依所需静电放电防护电路20的形状，对该铁薄膜 202进行蚀刻图案化。步骤d:应用化学气相沉积法于该铁薄膜202上通入曱烷 (CH4)、氢气(H2)及氮气(N2)。有以下化学反应发生CH4 + H2 = C + 3H2, 反应生成的碳元素于该铁薄膜202表面上生长 成为若干奈米碳管，最后形成奈米碳管层203。氮气的作用 是增大化学反应速度及保证奈米碳管生长过程中具有良好 的取向性。步骤e : 切割该硅基板20 1 , 使切割后的每 一 硅基板20 1 均包括一铁薄膜202及一奈米碳管层203。步骤f:提供一透明遮罩204，该透明遮罩204为塑料射出 透明遮罩或玻璃加热冲压透明遮罩。该透明遮罩204的表面 呈弧形。步骤g:在该透明遮罩204的内表面沉积涂布荧光粉205 ， 然后将该透明遮罩204与该硅基板20 1密封。该第二实施方式的静电力文电防护电路30的制造方法与 上述步骤大致相同，其区别在于在步骤a与步骤b之间还包 括以下步骤步骤h:于该硅基板201的一表面上重掺杂磷或砷等施主 元素，形成施主掺杂层307。步骤i: 于该施主掺杂层307表面应用物理气相沉积法沉 积铝金属以形成铝薄膜308 ，使得该铝薄膜308与该硅基板 201实现欧姆接触。其中，步骤b中该铁薄膜202沉积在该硅基板201的另一 表面上。与现有技术相比，本发明静电放电防护电路20、 30将瞬 间打进来的高压静电利用场发射效应释放掉。利用场发射效 应激发出可见光，静电放电能量转换为光能量，从而能得知 何时发生高压静电放电，即可以利用软件监控静电放电发生 的时间点，进而追查静电放电发生的原因，以改善静电放电 所带来的伤害。该铁薄膜202也可用其它催化层代替，如钴薄膜或镍薄 膜等。
权利要求
1. 一种静电放电防护电路，其特征在于；该静电放电防护电路包括一硅基板、一催化层、一纳米碳管层及一透明遮罩，该催化层及该奈米碳管层依次层叠设置于该硅基板表面，该透明遮罩收容该催化层及该奈米碳管层，并与该硅基板密封，该透明遮罩的内表面涂覆有荧光粉。
2. 如权利要求1所述的静电放电防护电路，其特征在于 该催化层为铁薄膜、钴薄膜或镍薄膜之一 。
3. 如权利要求1所述的静电放电防护电路，其特征在于 该透明遮罩的表面呈弧形。
4. 如权利要求1所述的静电放电防护电路，其特征在于 该透明遮罩为塑料射出透明遮罩或玻璃加热沖压透明遮罩。
5. 如权利要求1所述的静电放电防护电路，其特征在于 该催化层及该奈米碳管层的面积小于该硅基板的面积。
6. 如权利要求1所述的静电放电防护电路，其特征在于 该硅基板与该催化层相背的另 一 表面依次层叠设置 一 施主掺 杂层及 一 铝薄膜。
7. 如权利要求6所述的静电放电防护电路，其特征在于 该铝薄膜及该施主掺杂层与该硅基板的面积相同。
8. —种静电放电防护电路的制造方法，其包括以下步骤 步骤a:提供一硅基板；步骤b:应用物理气相沉积法于该硅基板的表面沉积 一 催 化层；—步骤c:依所需静电放电防护电路的形状，对该催化层进 行蚀刻图案化；步骤d:应用化学气相沉积法于该催化层上形成奈米碳管层；步骤e:切割该硅基板，使切割后的每一块硅基板均包括 一催化层及 一 奈米碳管层；步骤f:提供 一 透明遮罩；步骤g:在透明遮罩内表面沉积涂布焚光粉，然后将该透 明遮罩与硅基板密封。
9. 一种静电放电防护电路的制造方法，其包括以下步骤 步骤a:提供一硅基板；步骤bK于该硅基板的一表面上重掺杂磷或砷等施主元素， 形成施主掺杂层；步骤c:于该施主掺杂层表面应用物理气相沉积法沉积铝 金属层以形成该铝薄膜；步骤d:应用物理气相沉积法于该硅基板的另 一表面上沉 积 一 催化层；步骤e:依所需静电放电防护电路的形状，对该催化层进 行蚀刻图案化；步骤f:应用化学气相沉积法于该催化层上形成奈米碳管层；步骤g:切割该硅基板，使切割后的每一块硅基板均包括 一催化层及一奈米碳管层；步骤h:提供一透明遮罩；步骤i:在透明遮罩内表面沉积涂布荧光粉，然后将该透 明遮罩与硅基板密封。
10. 如权利要求9所述的静电放电防护电路的制造方法，其 特征在于该铝薄膜及该施主掺杂层与该硅基板的面积相同。
全文摘要
本发明提供一种静电放电防护电路及其制造方法。该静电放电防护电路包括一硅基板、一铁薄膜、一纳米碳管层及一透明遮罩，该铁薄膜及该奈米碳管层依次层叠设置于该硅基板表面，该透明遮罩收容该铁薄膜及该奈米碳管层并与该硅基板密封，该透明遮罩的内表面涂覆有荧光粉。
文档编号H05F3/04GK101277573SQ200710073760
公开日2008年10月1日 申请日期2007年3月30日 优先权日2007年3月30日
发明者颜硕廷 申请人:群康科技(深圳)有限公司;群创光电股份有限公司