平面显示器及其制造方法

文档序号:2681161阅读:232来源:国知局
专利名称:平面显示器及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种平面显示器(flat panel display)及其制造方法,特别涉及一种可以减少寄生电容的平面显示器及其制造方法。
背景技术
液晶显示器(liquid crystal display,LCD)是目前最被广泛使用的一种平面显示器,具有低耗电、薄型轻量以及低电压驱动等特征,其显示原理是利用液晶分子的材料特性,于外加电场后使液晶分子的排列状态改变,造成液晶材料产生各种光电效应。一般而言,在液晶显示器中,液晶层夹在两透明基板(例如玻璃基板)之间,其中一透明基板其上方配置有驱动元件,例如薄膜晶体管(thin film transistors,TFTs)。在液晶显示器的显示区中,像素区(pixel area)的阵列由水平延伸的扫描线和垂直延伸的数据线所定义。每一像素区具有一薄膜晶体管和一像素电极。
传统形成有源阵列基板的方法如下所述。于已形成栅极的基板上,依序形成栅极绝缘层、非晶硅层、n+掺杂硅层和第二金属层(M2)后,藉由第一光致抗蚀剂层湿蚀刻定义第二金属层,以大致定义出数据线的图案,定义完的第二金属层的边缘会退缩入第一光致抗蚀剂层内。之后,继续以第一光致抗蚀剂层为掩模,干蚀刻n+掺杂硅层和非晶硅层,使其具有第一光致抗蚀剂层的图案。然后,利用灰化(Ashing)将第一光致抗蚀剂层减薄而形成第二光致抗蚀剂层,利用第二光致抗蚀剂层为掩模,再次湿蚀刻第二金属层,再次使第二金属层的边缘内缩。接着,继续以第二光致抗蚀剂层为掩模,蚀刻n+掺杂硅层,以定义出源极和漏极。
在上述的蚀刻工艺中,第二金属层藉由两次湿蚀刻工艺使其边缘内缩,然而,非晶硅层的边缘仍与第一光致抗蚀剂层的图案相同,其边缘并未内缩。因此,后续形成的像素电极仍无法因第二金属层的边缘的内缩而提高其开口率,因为像素电极和非晶硅层及n+掺杂硅层之间会有寄生电容的问题。

发明内容
有鉴于此,本发明主要目的为提供一种能减少像素电极和非晶硅层及n+掺杂硅层之间寄生电容的问题的平面显示器。
此外,本发明的另一目的在于提供一种第二金属层的边缘和n+掺杂硅层的边缘的距离较小的平面显示器的制造方法。
为了达到上述的目的,本发明提供一种平面显示器的制造方法,其方法如下所述。于已形成由第一导电层定义出的栅极电极的基板上依序形成栅极绝缘层、半导体层、掺杂的半导体层和第二导电层。之后,形成具有第一图案的第一光致抗蚀剂层于第二导电层上,并以第一光致抗蚀剂层为掩模,对第二导电层进行湿蚀刻,使经第一次定义后的图案化第二导电层的边缘内缩至第一光致抗蚀剂层内,且与第一光致抗蚀剂层的边缘相隔一第一距离。接着,以含氧蚀刻剂干蚀刻掺杂的半导体层和半导体层,此时第一光致抗蚀剂层亦会被部分灰化而变成具有沟道区图案的第二光致抗蚀剂层,蚀刻完后,掺杂的半导体层和半导体层的图案大致与第二光致抗蚀剂层相同。之后,并以第二光致抗蚀剂层为掩模,湿蚀刻第二导电层,使其边缘再次内缩,且与掺杂的半导体层和半导体层的边缘相隔一第二距离,同时于第二导电层中定义出源极电极和漏极电极。继续以第二光致抗蚀剂层为掩模,干蚀刻掺杂的半导体层,使掺杂的半导体层包括一源极和一漏极。
在上述的平面显示器的制造方法,其中第一距离大致为1微米;第二距离大致小于2微米,甚到小于1.5微米。此外,以含氧蚀刻剂干蚀刻掺杂的半导体层和半导体层的步骤中,氧的流量大致介于100sccm和1000sccm之间。
本发明并提供一种平面显示器,其中,包括栅极电极的第一导电层设于玻璃基板上,第一绝缘层设于第一导电层和基板上。在第一绝缘层上由下而上依序为半导体层、掺杂的半导体层、和第二导电层,其中掺杂的半导体层包括源极和漏极,第二导电层包括源极电极和漏极电极。第二导电层的边缘内缩至半导体层和掺杂的半导体层的边缘内,且之间的间隔大致小于2微米,优选地是小于1.5微米。
本发明另提供一种平面显示器,其中第一导电层设于基板上,且第一导电层包括一扫描线。而且,第一绝缘层设于第一导电层和基板上,半导体层设于第一绝缘层上,掺杂的半导体层设于半导体层上。此外,第二导电层设于掺杂的半导体层上,且第二导电层包括一数据线,其中,第二导电层的边缘内缩至半导体层和掺杂的半导体层的边缘内,且相隔的距离大致小于2微米,优选地小于1.5微米。再者,第二绝缘层设置于数据线和第一绝缘层上,且像素电极设置于第二绝缘层上,且由扫描线和数据线所控制。


为让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂,下文特举出优选实施例,并配合附图,作详细说明如下,图中图1为本发明的平面显示器的上视图,其II-II剖面图如图2E所示;以及图2A至图2E显示本发明的平面显示器的制造流程的剖面图。
附图中的附图标记说明如下100~基板 102~栅极102’~栅极线 104、114~绝缘层106、106a~半导体层108、108a、108b~掺杂的半导体层110、110a、110b~第二金属层112、112a~光致抗蚀剂图案层D~第二金属层的边缘与掺杂的半导体层的边缘的距离110S~源极电极 110D~漏极电极108S~源极 108D~漏极116~开口 118~像素电极DL~数据线A~像素电极和数据线之间的距离具体实施方式
图1为本发明的平面显示器的上视图;图2A至图2E表示本发明的一种平面显示器的制造方法流程剖面图,其中,图1的II-II剖面图如图2E所示。
请先参照图2A,首先提供一基板100,其材料可为玻璃或是石英,并于基板100上形成第一金属层。接着进行一光刻蚀刻工艺,将第一金属层定义形成一栅极102和一栅极线102’(如图1所示)。
接着,于栅极102和栅极线102’上依序覆盖一层绝缘层104、半导体层106、掺杂的半导体层108、以及第二金属层110。之后,于第二金属层110上形成一具有双重图案的光致抗蚀剂图案层112。其中,绝缘层104可为氮化硅层、氧化硅层或其它类似此性质者,半导体层106可为非晶硅层,掺杂的半导体层108可为掺杂n型掺杂剂的非晶硅层。
接着请参照图2B,以光致抗蚀剂图案层112为掩模,对第二金属层110进行湿蚀刻,以形成具有第一图案的第二金属层110a。其中第二金属层110a的边缘退至光致抗蚀剂图案层112内,其与光致抗蚀剂图案层112的边缘的距离标示为W,且大约为1微米(μm)左右。
继续以光致抗蚀剂图案层112为掩模,对半导体层106和掺杂的半导体层108进行干蚀刻,所使用的干蚀刻组成含有氧(O2),并将O2的流量控制在100~1000sccm左右。由于在此干蚀刻工艺中加入O2,所以光致抗蚀剂图案层112会在蚀刻中同时进行灰化工艺,而使尺寸减少。意即,此光致抗蚀剂图案层112在此干蚀刻工艺中为一动态掩模层。经由此蚀刻工艺后,光致抗蚀剂图案层112会缩小成如图所示的具有沟道区图案的光致抗蚀剂图案层112a,并形成具有第一图案的半导体层106a和掺杂的半导体层108a,其边缘被光致抗蚀剂图案层112a所定义,意即108a与106a与光致抗蚀剂的距离比110a还要小,且108a和106a与第二金属层110a的距离为d1,如图2C所示。
接着请参照图2D,对第二金属层110a进行湿蚀刻,使其边缘再往内缩,其与半导体层106a和掺杂的半导体层108a的边缘的距离由先前的d1增加为D,D小于2微米左右,甚至小于1.5微米。此外,并在此湿蚀刻步骤中,进一步定义出具有源极电极110S和漏极电极110D的第二金属层110b。
接着,以具有第二图案的光致抗蚀剂图案层112a为掩模,干蚀刻掺杂的半导体层108a,以进一步定义出具有源极108S和漏极108D的掺杂的半导体层108b。
接着请参照图2E,该图为图1的II-II切线剖面图。移除光致抗蚀剂图案层112a后,覆盖一层绝缘层114于整个已形成薄膜晶体管的基板上,并于绝缘层114中形成开口116暴露出漏极电极110D的表面。之后于绝缘层114上形成与漏极电极110D电接触的像素电极118。其中,绝缘层114的材料可为有机材料、氧化硅、氮化硅、或其它类似此性质者。
图1为对应于图2E的上视图,由于掺杂的半导体层108b的边缘与第二金属层110b的边缘的距离D缩小至2微米以下,可以减少像素电极118和半导体层、掺杂的半导体层108a之间的寄生电容。因此,像素电极118和数据线DL之间的距离A可以再缩短,藉以提高开口率。
综上所述,本发明藉由四道蚀刻工序来定义第二金属层(M2)、掺杂的半导体层和半导体层,以形成源极、漏极和数据线。第一道是湿蚀刻,藉由以第一光致抗蚀剂层112为掩模,湿蚀刻定义第二金属层。第二道是含氧的干蚀刻,藉由含有氧的成份进行第一光致抗蚀剂层112的灰化工艺,使第一光致抗蚀剂层112的尺寸缩小成具有沟道区图案的第二光致抗蚀剂层112a,并蚀刻掺杂的半导体层和半导体层。第三道是湿蚀刻,藉由以第二光致抗蚀剂层112a为掩模,再次湿蚀刻第二金属层,除了使第二金属层的边缘再往内缩外,并定义出源极电极和漏极电极。第四道是干蚀刻,藉由以第二光致抗蚀剂层112a为掩模,蚀刻掺杂的半导体层,以使掺杂的半导体层定义出源极和漏极。上述的第二金属层藉由两次的湿蚀刻工艺使其边缘内缩,而掺杂的半导体层则藉由一次含氧干蚀刻工艺使其边缘往内缩至与第一次湿蚀刻后的第二金属层的边缘相近。因此,可以缩小掺杂的半导体层108b的边缘与第二金属层110b的边缘的距离D。
虽然本发明已以优选实施例公开如上,但是其并非用以限定本发明,本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下,当可作些许的更动与润饰,因此本发明的保护范围当以所附的权利要求所界定的为准。
权利要求
1.一种平面显示器的制造方法,包括提供一基板;于该基板上形成一第一导电层,该第一导电层包括一栅极电极;覆盖一第一绝缘层于该第一导电层和该基板上;覆盖一半导体层于该第一绝缘层上;覆盖一掺杂的半导体层于该半导体层上;覆盖一第二导电层于该掺杂的半导体层上;形成具有一第一图案的一第一光致抗蚀剂层于该第二导电层上;以该第一光致抗蚀剂层为掩模,对该第二导电层进行湿蚀刻,使经第一次定义后的该图案化第二导电层的边缘内缩至该第一光致抗蚀剂层内,且与该第一光致抗蚀剂层的边缘相隔一第一距离;使用含氧蚀刻剂,干蚀刻该掺杂的半导体层和该半导体层,同时部分灰化该第一光致抗蚀剂层成一第二光致抗蚀剂层,使该掺杂的半导体层和该半导体层的图案与该第二导电层相近;以该第二光致抗蚀剂层为掩模,湿蚀刻该图案化第二导电层,使其边缘再次内缩,且与该掺杂的半导体层和该半导体层的边缘相隔一第二距离,并使该第二导电层包括一源极电极和一漏极电极;以及以该第二光致抗蚀剂层为掩模,干蚀刻该掺杂的半导体层,使该掺杂的半导体层包括一源极和一漏极。
2.如权利要求1所述的平面显示器的制造方法,其中该第一距离大致为1微米。
3.如权利要求1所述的平面显示器的制造方法,其中该第二距离大致小于2微米。
4.如权利要求1所述的平面显示器的制造方法,其中该第二距离大致小于1.5微米。
5.如权利要求1所述的平面显示器的制造方法,其中以含氧蚀刻剂干蚀刻该掺杂的半导体层和该半导体层的步骤中,氧的流量大致介于100sccm和1000sccm之间。
6.如权利要求1所述的平面显示器的制造方法,还包括覆盖一第二绝缘层于该源极电极、漏极电极和该第一绝缘层上;于该第二绝缘层中形成一开口暴露出该漏极电极的表面;以及于该第二绝缘层上形成一像素电极,且该像素电极经由该开口与该漏极电极电连接。
7.一种平面显示器,包括一基板;一第一导电层设于该基板上,该第一导电层包括一栅极电极;一第一绝缘层设于该第一导电层和该基板上;一半导体层设于该第一绝缘层上;一掺杂的半导体层设于该半导体层上,其中该掺杂的半导体层包括一源极和一漏极;以及一第二导电层设于该掺杂的半导体层上,其中该第二导电层包括一源极电极和一漏极电极,其中,该第二导电层的边缘内缩至该半导体层和该掺杂的半导体层的边缘内,且相隔一距离,该距离大致小于2微米。
8.如权利要求7所述的平面显示器,其中该距离大致小于1.5微米。
9.如权利要求7所述的平面显示器,还包括一第二绝缘层设置于该源极电极、漏极电极和该第一绝缘层上;以及一像素电极设置于该第二绝缘层上,且该像素电极与该漏极电极电连接。
10.一种平面显示器,包括一基板;一第一导电层设于该基板上,该第一导电层包括一扫描线;一第一绝缘层设于该第一导电层和该基板上;一半导体层设于该第一绝缘层上;一掺杂的半导体层设于该半导体层上;一第二导电层设于该掺杂的半导体层上,该第二导电层包括一数据线,其中,该第二导电层的边缘内缩至该半导体层和该掺杂的半导体层的边缘内,且相隔一距离,该距离大致小于2微米;一第二绝缘层设置于该数据线和该第一绝缘层上;以及一像素电极设置于该第二绝缘层上,且由该扫描线和该数据线所控制。
11.如权利要求10所述的平面显示器,其中该距离大致小于1.5微米。
全文摘要
本发明提供一种平面显示器及其制造方法,其藉由四道蚀刻工序来定义第二金属层、掺杂的半导体层和半导体层。第一道是湿蚀刻,以第一光致抗蚀剂层为掩模定义第二金属层。第二道是含氧干蚀刻,在蚀刻时第一光致抗蚀剂层被部分灰化而成具沟道图案的第二光致抗蚀剂层,同时蚀刻掺杂的半导体层和半导体层。第三道是湿蚀刻,以第二光致抗蚀剂层为掩模蚀刻第二金属层。第四道是干蚀刻,以第二光致抗蚀剂层为掩模蚀刻掺杂的半导体层,以定义出源极和漏极。上述第二金属层藉由两次湿蚀刻使其边缘内缩,而掺杂的半导体层则藉由一次含氧干蚀刻使其边缘内缩至与第一次湿蚀刻后的第二金属层的边缘相同。藉此可缩小第二金属层的边缘与掺杂的半导体层边缘的距离。
文档编号G03F7/00GK1553267SQ03138249
公开日2004年12月8日 申请日期2003年5月28日 优先权日2003年5月28日
发明者来汉中, 廖达文 申请人:友达光电股份有限公司
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1