面板结构及其制造方法

专利名称：面板结构及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种面板结构及其制造方法，且特别涉及一种具有控制电路 及显示电路于基板上的面板结构及其制造方法。
背景技术：
随着科技发展，同时具有控制电路及显示电路于基板上的显示面板逐渐
受到青睐。显示电路及控制电路各由多个薄膜晶体管(thin film transistor,以 下简称TFT)驱动。显示电路及控制电路的薄膜晶体管通常采用同一种半导 体材料，例如是非晶硅(amorphous silicon, a-Si)材料或低温多晶硅材料(low temperature poly-silicon, LTPS)。
多晶硅材料的TFT的漏电流(leakage current)大于非晶硅材料的TFT的 漏电流。当显示电路采用多晶硅材料的TFT时，显示电路则必须增加存储电 容的面积，以改善漏电流较大的情况。然而，增加存储电容的面积会降低开 口率(aperture ratio),使得显示面板的光利用率下降。
此外，多晶硅工艺的工艺稳定性较差，且工艺设备的成本亦较高。再者， 多晶硅材料的TFT利用准分子激光(excimer laser)技术，以使非晶硅材料转变 为多晶硅材料。然而，此过程往往会使得多晶硅材料的TFT的均匀度较差， 而降低显示面板的显示品质。
至于非晶硅材料的TFT的电子迁移率(mobility)约为0.5~lcm2/Vs。因此， 当控制电路采用非晶硅材料的TFT时，控制电路的尺寸需对应地增加，以得 到所需的电流量。然而，当控制电路所占的面积增加时，控制电路在基板上 会占较多的空间，而影响其他电子元件的设置。

发明内容
本发明涉及一种面板结构及其制造方法，其利用氧化锌(ZnO)作为控制 电路及显示电路的至少一者的晶体管的材料，以使晶体管具有高电子迁移 率，且此晶体管的工艺与非晶硅材料的晶体管的工艺相容。根据本发明，提出一种面板结构。面板结构设置在一显示装置中。面板 结构包括基板、多个第一晶体管及多个第二晶体管。基板具有显示电路及控 制电路。这些第一晶体管设置于基板的显示电路。第一晶体管各具有第一有 源层。这些第二晶体管设置于基板的控制电路。第二晶体管各具有第二有源
层。第 一有源层及第二有源层的至少 一者的材料包括氧化锌(ZnO)。
根据本发明，再提出一种面板结构的制造方法。此制造方法的步骤包括 首先，提供一基板。最后，形成多个第一晶体管于基板，以构成显示电路， 及形成多个第二晶体管于基板，以构成控制电路。第一晶体管各具有第一有 源层。第二晶体管各具有第二有源层。第一有源层及第二有源层的至少一者 的材料包括氧化锌。
为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所 附图示，作详细i兌明如下。


图1绘示依照本发明第一实施例的面板结构的示意图。 图2A绘示图1中的面板结构的剖视图。 图2B绘示第 一实施例的另 一种面板结构的剖视图。 图3绘示根据本发明的面板结构的制造方法的流程图。 图4绘示第一实施例的形成第一晶体管及第二晶体管的步骤的流程图。 图5A 图5I绘示根据图4中形成第一晶体管及第二晶体管的步骤的流 程示意图。
图6绘示第 一实施例的形成第 一晶体管及第二晶体管的步骤的另 一种流程图。
图7A绘示依照本发明第二实施例的面板结构的剖视图。
图7B绘示第二实施例的另一种面板结构的剖视图。
图8绘示第二实施例的形成第一晶体管及第二晶体管的步骤的流程图。
图9绘示第二实施例的形成第 一 晶体管及第二晶体管的步骤的另 一种流程图。
图10A绘示依照本发明第三实施例的面板结构的剖视图。
图10B绘示第三实施例的另 一种面板结构的剖视图。
图ll绘示第三实施例的形成第一晶体管及第二晶体管的步骤的流程图。图l2绘示第三实施例的形成第一晶体管及第二晶体管的步骤的另一种 流程图
图13A绘示依照本发明第四实施例的面板结构的剖视图。 图13B绘示第四实施例的另 一种面板结构的剖视图。
图14绘示第四实施例的形成第一晶体管及第二晶体管的步骤的流程图。 图15绘示第四实施例的形成第一晶体管及第二晶体管的步骤的另一种
流程图。
附图标记说明
100、100，、 200、 200，、 300、 300，、400、曹:面板结构
101、301、歡基板
102:显示电3各
104:信号控制电路
106:扫描控制电路
108:控制电路
110、210、 210，、 310、 310，、 410、410，第一晶体管
111、311、 411:第一栅极
120:第一岛状结构
122、222、 322:第一电极层
124、224、 324:第一开口
126、226、 326:第一欧姆接触层
126a:第 一欧姆接触层的材料层
128、228、 328、 428:第一有源层
150、150，、 250、 250，、 350、 350，、450、450，:第二晶体管
151、351:第二栅极
156，、256，、 356，、 456，第二欧姆接触层
160、160，、 260、 260，、 360、 360'、460、460，:第二岛状结构
162、262、 362、 462、第二电极层
164、164，、 264、 264，、 364、 364，、464、464，:第二开口
168、268、 368、 468:第二有源层
190、290、 390:绝缘层192、 292、 392:保护层
193、 293、 393:第三开口
194、 194，、 294、 294，、 394:像素电极 370，、 470，金属氧化层
具体实施例
本发明提出了一种面板结构及其制造方法，其利用氧化锌(ZnO)作为控 制电路及显示电路的至少一者的晶体管的材料，以使晶体管具有高电子迁移 率(mobility)，且此晶体管的工艺与非晶硅材料的晶体管的工艺相容。下文将 以不同的实施例说明本发明的可能的实施例。然这些实施例并非用以限制本 发明。
第一实施例
请同时参照图1及图2A，图1绘示依照本发明第一实施例的面板结构 的示意图，图2A绘示图1中的面板结构的剖视图。面板结构100包括基板 101、多个第一晶体管110及多个第二晶体管150。为简化图示，在图2A中 仅绘示出一个第一晶体管110及一个第二晶体管150。
基板101具有显示电路102及控制电路108,其中控制电路108驱动显 示电路102显示画面。第一晶体管IIO设置于基板101的显示电路102,且 第一晶体管IIO具有第一有源层128。第二晶体管150设置于基板101的控 制电路108，且第二晶体管150具有第二有源层168。其中，第一有源层128 及第二有源层168的至少一者的材料为氧化锌(ZnO)。因此，面板结构100 的第一晶体管IIO及第二晶体管150的至少一者具有高电子迁移率，且该至 少 一者的工艺与非晶硅材料的晶体管的工艺相容。
现将就上述的面板结构IOO作详细说明。面板结构IOO还包括多个第三 晶体管(未绘示)。这些第三晶体管设置于基板101的控制电路108，且第三 晶体管各具有第三有源层。在本实施例中，第三晶体管与第二晶体管150的 结构相同，因此本实施例仅绘示第二晶体管150，并以第二晶体管150为例 说明。
如图1所示，控制电路108包括信号控制电路104及扫描控制电路106。 在本实施例中，第二晶体管150及第三晶体管皆设置于控制电路108。第二晶体管150及第三晶体管的其中一者设置于信号控制电路104,第二晶体管 150及第三晶体管的另一者设置于扫描控制电路106。当第一晶体管110的 第一有源层128的材料包括氧化锌时，第二晶体管150的第二有源层168及 第三晶体管的第三有源层的材料可同为氧化锌或非晶硅。当第二有源层168 的材料包括氧化锌时，第 一有源层128及第三有源层的材料可同为氧化锌或 非晶硅。端视工艺的需求。只要第一有源层128及第二有源层168的至少一 者的材料为氧化锌，以使其所属的晶体管具有高电子迁移率。
如图2A所示，面板结构100包括基板101、绝缘层190、第一晶体管 110、第二晶体管150、保护层192及像素电极194。绝缘层190设置于基板 101之上。第一晶体管IIO具有第一栅极111及第一岛状结构120。第一栅 极111设置于基板101及绝缘层190之间。第一栅极111对应于第一岛状结 构120。第一岛状结构120设置于绝缘层190上。在本实施例中，第一柵极 111的材料例如是铬(Cr),绝缘层190的材料例如是氮化硅(G-SiN)。
第一岛状结构120具有第一电极层122、第一开口 124、第一欧姆"t妻触 层126及第一有源层128。第一有源层128及第一欧姆接触层126依序设置 于绝缘层190上。部分的第一电极层122设置于第一欧姆接触层126上，且 部分的第一电极层122设置于绝缘层190上。第一开口 124穿透第一电极层 122及第一欧姆接触层126,并暴露出第一有源层128。在本实施例中，第一 有源层128的材料例如是氧化锌或非晶硅，第一欧姆接触层126的材料例如 是n型非晶硅(amorphous silicon, a-Si)，第一电极层的材料例如是铬或 铝(A1)。
第二晶体管150具有第二栅极151及第二岛状结构160。第二栅极151 设置于基板101及绝缘层190之间。第二岛状结构160对应于第二栅极151。 第二岛状结构160设置于绝缘层190上。第二岛状结构160具有第二电极层 162、第二开口 164及第二有源层168。第二开口 164穿透第二电极层162。 第二有源层168对应第二电极层162设置。在本实施例中，第二有源层168 的材料例如是氧化锌或非晶硅。第二栅极151的材料例如是铬，第二电极层 162的材料例如是铬及铝。在本实施例中，第一栅极111及第二栅极151的 材料为相同的材料。同样地，第一电极层122及第二电极层162的材料亦为 相同的材料。
虽然本实施例的图示中并未绘示出第三晶体管，然第三晶体管具有与第二晶体管150相同的结构。在本实施例中，第三晶体管的第三有源层的材料
例如是氧化锌或非晶硅。再者，虽然前述中提及本实施例的第一有源层128 及第二有源层168的材料可为非晶硅或氧化锌，然第一有源层128及第二有 源层16S的至少一者的材料需为氧化锌，以使其所属的晶体管具有高电子迁 移率。
在本实施例中，第二电极层162设置于绝缘层190上。第二开口 164穿 透第二电极层162，并暴露出绝缘层190。第二有源层168覆盖第二开口 164。 保护层192覆盖第一晶体管110及第二晶体管150。保护层192具有第三开 口 193，像素电极194经由第三开口 193以与第一晶体管110电性连接。在 本实施例中，像素电极194的材料例如是氧化铟锡(indium tin oxide ， ITO)。
请同时参照图2A及图2B,图2B绘示第一实施例的另一种面板结构的 剖视图。图2B的面板结构100，具有第一晶体管110及第二晶体管150，。其 中，第二晶体管150，的第二岛状结构160，及像素电极194，分别与图2A的第 二岛状结构160及像素电极194相异。
如图2B所示，第二晶体管150，的第二岛状结构160，除了具有第二电极 层162、第二开口 164，及第二有源层168之外，还具有第二欧姆接触层156，。 第二欧姆接触层156，设置于第二电极层162上，且第二开口 164，除了穿透第 二电极层162之外，亦穿透第二欧姆接触层156，。
第二欧姆接触层156，用以降低第二电极层162与第二有源层168的欧姆 接触(Ohmic contact)阻抗。在本实施例中，第二欧姆接触层156，的材料例如 是氧化铟锡。另外，面板结构IOO，的像素电极194，覆盖部分的第一晶体管 110及部分的绝缘层190。
同样地，虽然在图2B中未绘示出面板结构IOO，的第三晶体管，然面板 结构IOO，的第三晶体管与第二晶体管150，亦为相同的结构。
请同时参照图1、图2A及图3,图3绘示根据本发明的面板结构的制造 方法的流程图。面板结构100的制造方法的步骤如下在步骤1000中，提 供基板101。在步骤1100中，形成多个如图2A所示的第一晶体管IIO于基 板IOI,以构成显示电路102，及形成多个第二晶体管150于基板101，以构 成控制电路108(图2A中仅绘示一个第一晶体管110及一个第二晶体管150)。
步骤1100还包括形成多个第三晶体管(未绘示)。这些第三晶体管设置于 基板101的控制电路108。这些第三晶体管各具有第三有源层。由于第三晶体管与第二晶体管150为相同的结构，因此面板结构IOO的制造方法仅以制
造第一晶体管IIO及第二晶体管150为例说明。
请同时参照图4及图5A图 51,图4绘示第一实施例的形成第一晶体管 及第二晶体管的步骤的流程图，图5A 图5I绘示根据图4中形成第一晶体 管及第二晶体管的步骤的流程示意图。首先，如图4及图5A所示，在步骤 1101中，形成第一晶体管IIO(如图2A所示)的第一栅极111于基板101上， 且形成第二晶体管150(如图2A所示)的第二栅极151于基板101上。在本实 施例中，第一栅极111及第二栅极151实质上同时形成。其中，步骤1101 利用光掩模定义第一栅极111及第二栅极151的位置，并经由沉积、曝光、 显影与蚀刻等步骤形成第一栅极111及第二栅极151。
接着，如图4及图5B所示，在步骤1103中，形成绝缘层190于第一棚-极111、第二栅极151及基板101上。然后，如图4及图5C所示，在步骤 1105中，依序形成第一有源层128及第一欧姆接触层的材料层126a于绝缘 层190上。其中，步骤1105利用一光掩模定义第一有源层128及第一欧姆 接触层的材料层126a的位置，并经由沉积、曝光、显影与蚀刻等步骤形成 第一有源层128及第一欧姆接触层的材料层126a。
接着，如图4及图5D,在步骤1107中，形成第一电极层122于第一欧 姆接触层的材料层126a及绝缘层190上，且形成第二电极层162于绝缘层 190上。其中，步骤1107利用一光掩模定义第一电极层122及第二电极层 162的位置，并经由沉积、曝光、显影与蚀刻等步骤形成第一电极层122及 第二电极层162。第一电极层122具有第一开口 124,第二电极层162具有 第二开口 164。
然后，如图4及图5E，在步骤1109中，在第一开口 124的位置蚀刻第 一欧姆接触层的材料层126a，以形成第一欧姆接触层126。其中，步骤1109 利用沉积、曝光、显影与蚀刻等步骤以形成第一欧姆接触层126。
接着，如图4及图5F,在步骤llll中，形成第二有源层168,以覆盖 第二开口 164。其中，步骤1111利用一光掩模定义第二有源层168的位置， 并经由沉积、曝光、显影^蚀刻等步骤形成第二有源层168。
接着，如图4及图5G,在步骤1113中，形成保护层192，以覆盖第一 晶体管110及第二晶体管150。然后，如图4及图5H,在步骤1115中，形 成第三开口 193于保护层192。其中，步骤1115利用一光掩模定义第三开口193的位置，并经由沉积、曝光、显影与蚀刻等步骤形成第三开口 193。
最后，如图4及图51，在步骤1117中，形成像素电极194,以电性连接 第一晶体管110。像素电极194经由第三开口 193与第一晶体管110电性连 接。其中，步骤1117利用一光掩^f莫定义像素电极194的位置，并经由沉积、 曝光、显影与蚀刻等步骤形成像素电极194。上述为本实施例的面板结构100 的制造方法。
请同时参照图2B及图6，图6绘示第一实施例的形成第一晶体管及第 二晶体管的步骤的另一种流程图。图6的步骤2101至步骤2107与图4的步 骤1101至步骤1107相同，在此不重复说明。如图6所示，步骤2107之后 为步骤2108。步骤2108形成第二欧姆接触层156，于第二电极层162上，且 形成像素电极194，于部分的第一晶体管110及部分的绝缘层190上。其中， 步骤2108利用一光掩模定义第二欧姆接触层156，及像素电极194'的位置， 并经由沉积、曝光、显影与蚀刻等步骤形成第二欧姆接触层156，及像素电极 194，。第二欧姆接触层156，可降低第二电极层162及第二有源层168的欧姆 4妄触阻抗。
如图6所示，步骤2108后则接着执行步骤2109至步骤2113,以形成面 板结构100，。步骤2109至步骤2113如同图4所述的步骤1109至步骤1113。 此外，由于像素电极194，已于步骤2108中形成，且图2B的面板结构100， 并不具有如图2A所示的第三开口 193，因此，完成步骤2113后即可得到面 板结构100，。上述即为面板结构100'的制造方法。
在本实施例中，面板结构IOO，的第一有源层128及第二有源层168的至 少一者的材料为氧化锌。当第一有源层128的材料包括氧化锌时，第二有源 层168及第三有源层的材料可同为非晶硅或氧化锌；当第二有源层168的材 料包括氧化锌时，第一有源层128及第三有源层的材料可同为氧化锌或非晶 硅。只要面板结构IOO，的第一有源层128及第二有源层168的至少一者的材 料为氧化锌，以使其所属的晶体管具有高电子迁移率。当然，实际上面板结 构100及IOO，也可以同时采用氧化锌作为第一有源层128、第二有源层168 与第三有源层的材料，以提升整个面板结构IOO及IOO，的电子迁移率。
在本实施例中，面板结构的第 一有源层及第二有源层的至少一者的材料 为氧化锌，以使其所属的晶体管具有高电子迁移率。由于电子迁移率越高， 晶体管的尺寸越小。因此，本实施例的实施例可使具有氧化锌的晶体管的尺板结构的尺寸即对应减小，以符合电子装置轻薄短小 的需求。此外，本实施例的面板结构100及100，提供不同的实施例，以配合 不同的工艺需求。
第二实施例
请参照图7A,其绘示依照本发明第二实施例的面板结构的剖视图。图 7A的面板结构200的第二岛状结构260与图2A的面板结构100的第二岛状 结构160相异。面板结构200的第二岛状结构260虽然同样具有第二电极层 262、第二开口 264及第二有源层268,然而第二有源层268设置于绝缘层 290上。第二电极层262设置于第二有源层268的上方，第二开口 264穿透 第二电极层262,以暴露出第二有源层268。
为简化图示，在图7A中仅绘示一个第一晶体管210及一个第二晶体管 250。然而如同上述，面板结构200仅第二岛状结构260与面板结构IOO(如 图2A所示)相异。因此，面板结构200亦包括多个第一晶体管210、多个第 二晶体管250及多个第三晶体管(未绘示)。在本实施例中，第一有源层228 及第二有源层268的至少一者的材料为氧化锌。当第一有源层228的材料为 氧化锌时，第二有源层268及第三晶体管的第三有源层的材料可同为非晶硅 或氧化锌；当第二有源层268的材料包括氧化锌时，第一有源层228及第三 有源层的材料可同为氧化锌或非晶硅。
请同时参照图7A及图7B,图7B绘示第二实施例的另一种面板结构的 剖视图。图7B的面板结构200'的第二晶体管250'及像素电极294，与图7A 的面板结构200相异。如图7B所示，第二晶体管250，的第二岛状结构260， 除了具有第二电极层262、第二开口 264，及第二有源层268之外，还具有第 二欧姆接触层256，。第二欧姆接触层256，设置于第二有源层268及第二电极 层262之间。第二开口 264，穿透第二欧姆接触层256，及第二电极层262。
在本实施例中，第二欧姆接触层256'的材料例如是氧化铟锡。第二欧姆 接触层256，用以降低第二电极层262与第二有源层268的欧姆接触阻抗。另 外，面板结构200，的像素电极294，设置于部分的绝缘层290上，且第一晶体 管210，覆盖部分的像素电极294'。同样地，图7B未绘示出面板结构200，的 第三晶体管，然而面板结构200'的第三晶体管与第二晶体管250，为相同的结 构。因此，此部分仅以第二晶体管250，举例说明。如图7A所示的面板结构200利用图3的制造方法形成。本实施例的面 板结构200的制造方法仅以制造第一晶体管210及第二晶体管250为例说明。 面板结构200在图3的步骤IIOO如图8所示。请同时参照图7A及图8，图 8绘示第二实施例的形成第一晶体管及第二晶体管的步骤的流程图。如图8 所示，图8的步骤3101至步骤3105分别与图4的步骤1101至步骤1105相 同，在此并不重复说明。如图8所示，步骤3105之后为步骤3106。步骤3106 形成第二有源层268于绝缘层290上。其中，步骤3106利用一光掩模定义 第二有源层268的位置，并经由沉积、曝光、显影与蚀刻等步骤形成第二有 源层268。
接着，在步骤3108中，形成第一电极层222于第一欧姆接触层226的 材料层及绝缘层290上，且形成第二电极层262于第二有源层268的上方及 绝缘层290上。其中，步骤3108利用一光掩模定义第一电极层222及第二 电极层262的位置，并经由沉积、曝光、显影与蚀刻等步骤形成第一电极层 222及第二电极层262。第一电极层222具有第一开口 224,第二电极层262 具有第二开口 264。
然后，在步骤3110中，在第一开口 224的位置，蚀刻第一欧姆接触层 226的材料层，以完成第一欧姆接触层226的制作。其中，步骤3110利用沉 积、曝光、显影与蚀刻等步骤以形成第一欧姆接触层226。
如图8所示，步骤3110后则接着执行步骤3113、步骤3115及步骤3U7， 以分别形成保护层292、第三开口 293及像素电极294。由于图8的步骤3113 、 步骤3115及步骤3117分别与图4的步骤1113、步骤1115及步骤1117相同， 在此不重复说明。上述即为本实施例的面板结构200的制造方法。
至于面板结构200，的制造方法如图3所示。面板结构200，的图3中的步 骤1100如图9所示。请同时参照图7B及图9，图9绘示第二实施例的形成 第一晶体管及第二晶体管的步骤的另一种流程图。图9的步骤4101至步骤 4106分别与图8的步骤3101至步骤3106相同，在此并不重复说明。如图9 所示，步骤4106后为步骤4107。步骤4107形成第二欧姆接触层256，于第 二有源层268上，且形成像素电极294，于部分的绝缘层290上。其中，步骤 4107利用一光掩模定义第二欧姆接触层256，及像素电极294，的位置，并经 由沉积、曝光、显影与蚀刻等步骤形成第二欧姆接触层256，及像素电极294，。 第二欧姆接触层256，可降低第二电极层262及第二有源层268的欧姆接触阻抗。
如图9所示，步骤4107之后接着执行步骤4108、步骤4110及步骤4113。 步骤4108、步骤4110及步骤4113分别与图8的3108、步骤3110及步骤3113 相同，在此不重复说明。此外，由于像素电极294，以已于步骤4107中形成， 且图7B的面板结构200，并不具有如图7A所示的第三开口 293，因此，完成 步骤4113之后即可得到面板结构200，。上述即为面板结构200，的制造方法。
虽然为简化图示，在图7B中仅绘示出一个第一晶体管210'及一个第二 晶体管250'。然而面板结构200，包括多个第一晶体管210，、多个第二晶体管 250，及多个第三晶体管。由于第三晶体管与第二晶体管250，为相同的结构。 因此，此处仅以第二晶体管250，为例说明。面板结构200，的第一有源层228 及第二有源层268的至少一者的材料为氧化锌。当第一有源层228的材料包 括氧化锌时，第二有源层268及第三有源层的材料可同为非晶硅及氧化锌； 当第二有源层268的材料包括氧化锌时，第 一有源层228及第三有源层的材 料可同为氧化锌或非晶硅。只要第一有源层228及第二有源层268的至少一 者的材料为氧化锌，以使其所属的晶体管具有高电子迁移率。当然，实际上 面板结构200及200，也可以同时采用氧化锌作为第一有源层228、第二有源 层268与第三有源层的材料，以提升整个面板结构200及200，的电子迁移率。
在本实施例中，面板结构的第 一有源层及第二有源层的至少 一者的材料 为氧化锌，以使其所属的晶体管具有高电子迁移率。由于电子迁移率越高， 晶体管的尺寸越小。因此，本实施例的实施例可使具有氧化锌的晶体管的尺 寸较小。如此一来，面板结构的尺寸即对应减小，以符合电子装置轻薄短小
不同的工艺需求。
第三实施例
请参照图10A,其绘示依照本发明第三实施例的面板结构的剖视图。图 10A的面板结构300的第二晶体管350与图2A的面板结构100的第二晶体 管150相异。第二晶体管350虽然同样具有第二栅极351及第二岛状结构 360,然而第二栅极351设置于绝缘层390上，第二岛状结构360设置于绝 缘层390及基板301之间。
至于第二岛状结构360同样具有第二电极层362、第二开口 364及第二有源层368。第二电极层362设置于基板301上。第二开口 364穿透第二电 极层362，以暴露出基板301。第二有源层368覆盖第二开口 364。
在本实施例中，面板结构300包括多个第一晶体管310、多个第二晶体 管350及多个第三晶体管(未绘示)。然而为简化图示，在图10A中仅绘示一 个第一晶体管310及一个第二晶体管350。由于第二晶体管350与第三晶体 管为相同的结构，因此此处仅以第二晶体管350举例说明。第一晶体管310 的第一有源层328及第二晶体管350的第二有源层368的其中一者的材料为 氧化锌。当第一有源层328的材料包括氧化锌，第二有源层368及第三有源 层的材料可同为非晶硅或氧化锌；当第二有源层368的材料包括氧化锌时， 第一有源层328及第三有源层的材料可同为氧化锌或非晶硅。只要第一有源 层328及第二有源层368的至少一者的材料为氧化锌,以使其所属的晶体管 具有高电子迁移率。
请同时参照图IOA及图IOB，图10B绘示第三实施例的另一种面板结 构的剖视图。第二晶体管350，的第二岛状结构360，除了具有第二电极层362、 第二开口 364，及第二有源层368之外，还具有第二欧姆接触层356'。第二欧 姆接触层356，设置于第二电极层362上。第二开口 364，穿透第二欧姆接触层 356，及第二电极层362。在本实施例中，第二欧姆接触层356，的材料例如是 氧化铟锡。第二欧姆接触层356，用以降低第二电极层362与第二有源层368 的欧姆接触阻抗。
另外，金属氧化层370，设置于第一晶体管310，的第一栅极311上。金属 氧化层370，的材料与第二欧姆接触层356，相同，也就是氧化铟锡。在本实施 例中，金属氧化层370，与第二欧姆接触层356，实质上同时形成。同样地，虽 然图10B未绘示出面板结构300，的第三晶体管，然面板结构300，的第三晶 体管及第二晶体管350，为相同的结构。
如图IOA所示的面板结构300利用图3的制造方法形成。面板结构300 于图3的步骤IIOO如图11所示。请同时参照图IOA及图11，图ll绘示第 三实施例的形成第一晶体管及第二晶体管的步骤的流程图。首先，在步骤 5101中，形成第一晶体管310的第一栅极311于基板301上，且形成第二晶 体管350的第二电极层362于基板301上。其中，步骤5101利用一光掩模 定义第一栅极311及第二电极层362的位置，并经由沉积、曝光、显影与蚀 刻等步骤形成第一栅极311及第二电极层362。第二电极层362具有第二开口 364。
接着，在步骤5103中，形成第二有源层368,以覆盖第二开口 364。其 中，步骤5103利用一光掩模定义第二有源层368的位置，并经由沉积、曝 光、显影与蚀刻等步骤形成第二有源层368。
然后，在步骤5105中，形成绝缘层390于第一栅极311、第二电极层 362、第二有源层368及基板301的上方。接着，在步骤5107中，依序形成 第一有源层328及第一欧姆接触层326的材料层于有源层390上。其中，步 骤5107利用一光掩模定义第一有源层328及第一欧姆接触层326的材料层 的位置，并经由沉积、曝光、显影与蚀刻等步骤形成第一有源层328及第一 欧姆接触层326的材料层。
接着，在步骤5109中，形成第一电极层322于第一欧姆接触层326的 材料层及绝缘层390上，且形成第二栅极351于绝缘层390上。其中，步骤 5109利用 一光掩模定义第 一电极层322及第二栅极351的位置，并经由沉积、 曝光、显影与蚀刻等步骤形成第一电极层322及第二栅极351。第一电极层 322具有第一开口 324。
然后，在步骤5111中，在第一开口 324的位置，蚀刻第一欧姆接触层 326的材料层，以完成第一欧姆接触层326的制作。其中，步骤5111利用沉 积、曝光、显影与蚀刻等步骤以形成第一欧姆^^触层326。
接着，在步骤5113中，形成保护层392,以覆盖第一晶体管310及第二 晶体管350。然后，在步骤5115中，形成第三开口 393于保护层392。其中， 步骤5115利用一光掩模定义第三开口 393的位置，并经由沉积、曝光、显 影与蚀刻等步骤形成第三开口 393。
最后，在步骤5117中，形成像素电极394，以电性连接第一晶体管310。 像素电极394经由第三开口 393与第一晶体管310电性连接。其中，步骤5117 利用一光掩模定义像素电极394的位置，并经由沉积、曝光、显影与蚀刻等 步骤形成像素电极394。上述为本实施例的面板结构300的制造方法。
请同时参照图IOB及图12，图12绘示第三实施例的形成第一晶体管及 第二晶体管的步骤的另一种流程图。如图12所示，步骤6101形成第一晶体 管310，的第一栅极311于基板301上，并形成金属氧化层370，于第一栅极 311上。步骤6101中亦形成第二晶体管350，的第二电极层362于基板301 上，并形成第二欧姆接触层356，于第二电极层362上。其中，步骤6101利用一光掩模定义第一栅极311、金属氧化层370'、第二电极层362及第二欧 姆接触层356，的位置，并经由沉积、曝光、显影与蚀刻等步骤形成第一栅极 311、金属氧化层370，、第二电极层362及第二欧姆接触层356'。
如图12所示，步骤6101之后为步骤6103至步骤6117,以形成面板结 构300，。由于图12中的步骤6103至步骤6117与图11中的步骤5103至步 骤5117相同，在此不重复说明。上述即为面板结构300，的制造方法。虽然 为筒化图示，在图10B中仅绘示出一个第一晶体管310，及一个第二晶体管 350，。然而面板结构300，包括多个第一晶体管310，、及多个第二晶体管350' 及多个第三晶体管(未绘示)。由于第三晶体管与第二晶体管350，为相同的结 构。因此，此处仅以第二晶体管350，为例说明。
面板结构300，的第一有源层328及第二有源层368的至少一者的材料为 氧化锌。当第一有源层328的材料包括氧化锌时，第二有源层368及第三晶 体管的第三有源层的材料可同为氧化锌或非晶硅；当第二有源层368的材料 包括氧化锌时，第 一有源层328及第三有源层的材料可同为氧化锌或非晶硅。 只要面板结构300，的第一有源层328及第二有源层368的至少一者的材料为 氧化锌，以使其所属的晶体管具有高电子迁移率。当然，实际上也可以同时 采用氧化锌作为第一有源层328、第二有源层368与第三有源层的材料，以 提升整个面板结构300及300，的电子迁移率。
在本实施例中，面板结构的第一有源层及第二有源层的至少一者的材料 为氧化锌，以使其所属的晶体管具有高电子迁移率。由于电子迁移率越高， 晶体管的尺寸越小。因此本实施例的实施例可使具有氧化锌的晶体管的尺寸 较小。如此一来，面板结构的尺寸及对应减小，以符合电子装置轻薄短小的 需求。本实施例的面板结构300及300，提供不同的实施例，以配合不同的工
乙需求o
第四实施例
请参照图13A,其绘示依照本发明第四实施例的面板结构的剖视图。图 13A的面板结构400的第二岛状结构460与图10A的面板结构300的第二岛 状结构360相异。面板结构400的第二岛状结构460虽然同样具有第二电极 层462、第二开口 464及第二有源层468，然而第二有源层468设置于基板 401上。第二电极层462设置于部分的第二有源层468及部分的基板401的上方。第二开口 464穿透第二电极层462,以暴露出第二有源层468。
在本实施例中，面板结构400包括多个第一晶体管410、多个第二晶体 管450及多个第三晶体管(未绘示)。虽然为简化图示，在图13A中仅绘示一 个第一晶体管410及一个第二晶体管450。然而，由于第二晶体管450与第 三晶体管为相同的结构，因此此处仅以第二晶体管450举例说明。第一晶体 管410的第一有源层428及第二晶体管450的第二有源层468的其中一者的 材料为氧化锌。当第一有源层428的材料包括氧化锌时，第二有源层468及 第三晶体管的第三有源层的材料可同为氧化锌或非晶硅；当第二有源层468 的材料包括氧化锌时，第 一有源层428及第三有源层的材料可同为氧化锌或 分晶硅。只要第 一有源层428及第二有源层468的至少 一者的材料为氧化锌， 以使其所属的晶体管具有高电子迁移率。
请同时参照图13A及图13B,图13B绘示第四实施例的另一种面板结 构的剖视图。第二晶体管450，的第二岛状结构460，除了具有第二电极层462、 第二开口 464，及第二有源层468之外，还具有第二欧姆接触层456，。第二欧 姆接触层456，设置于第二有源层468及第二电极层462之间。第二开口 464， 穿透第二欧姆接触层456，及第二电极层462。在本实施例中，第二欧姆接触 层456，的材料例如是氧化铟锡。第二欧姆接触层456，用以降低第二电极层 462与第二有源层468的欧姆接触阻抗。
另外，金属氧化层470，设置于第一栅极411与基板401之间。金属氧化 层470，的材:枓与第二欧姆接触层456，相同，也就是氧化铟锡。在本实施例中， 金属氧化层470，与第二欧姆接触层456，实质上同时形成。同样地，虽然图 13B未绘示出面板结构400，的第三晶体管，然面板结构400，的第三晶体管及 第二晶体管450，相同的结构。
如图13A所示的面板结构400利用图3的制造方法形成。面板结构400 于图3的步骤1100如图14所示。请同时参照图13A及图14，图14绘示第 四实施例的形成第一晶体管及第二晶体管的步骤的流程图。首先，在步骤 7101中，形成第二有源层468于基板401上。其中，步骤7101利用一光掩 模定义第二有源层468的位置，并经由沉积、曝光、显影与蚀刻等步骤形成 第二有源层468。
接着，在步骤7103中，形成第一晶体管410的第一栅极411于基板401 的上方，且形成第二电极层462于部分的第二有源层468及部分的基板401的上方。其中，步骤7103利用一光掩模定义第一栅极411及第二电极层462 的位置，并经由沉积、曝光、显影与蚀刻等步骤形成第一栅极411及第二电 极层462。第二电极层462具有第二开口 464。
如图14所示，步骤7103之后为步骤7105至步骤7117。由于图14的步 骤7105至步骤7117与图11的步骤5105至步骤5117相同，在此不重复说 明。上述为本实施例的面板结构400的制造方法。
请同时参照图13B及图15,图15绘示第四实施例的形成第一晶体管及 第二晶体管的步骤的另一种流程图。图15的步骤8101与图14的步骤7101 相同，在此不重复说明。如图15所示，步骤8101之后为步骤8103。步骤 8103形成金属氧化层470，于基板401上，并形成第一晶体管410，的第一栅 极411于金属氧化层470，上，且形成第二欧姆接触层456，于部分的第二有源 层468及部分的基板401上，并形成第二电极层462于第二欧姆接触层456， 上。其中，步骤8103利用一光^^漠定义第一栅极411、金属氧化层470'、第 二电极层462及第二欧姆接触层456，的位置，并经由沉积、曝光、显影与蚀 刻等步骤形成第一栅极411、金属氧化层470，、第二电极层462及第二欧姆 接触层456'。
如图15所示，步骤8103之后为步骤8105至步骤8117。由于图15的步 骤8105至步骤8117与图14的步骤7105至步骤7117相同，在此不重复说 明。上述即为面板结构400，的制造方法。虽然为简化图示，图13B中仅绘示 出一个第一晶体管410，及一个第二晶体管450，，然而面板结构400，包括多个 第一晶体管410，、多个第二晶体管450，及多个第三晶体管(未绘示)。由于第 三晶体管与第二晶体管450，为相同的结构。因此，此处仅以第二晶体管450， 为例i兌明。
面板结构400，的第 一有源层428及第二有源层468的至少 一者的材料为 氧化锌。当第一有源层428的材料包括氧化锌时，第二有源层468及第三晶 体管的第三有源层的材料可同为氧化锌或非晶硅；当第二有源层468的材料 包括氧化锌，第 一有源层428及第三有源层的材料可同为氧化锌或非晶硅。 只要面板结构400，的第 一有源层428及第二有源层468的至少 一者的材料为 氧化锌，以使其所属的晶体管具有高电子迁移率。当然，实际上也可以同时 采用氧化锌作为第一有源层328、第二有源层368与第三有源层的材料，以 提升整个面板结构300及300，的电子迁移率。在本实施例中，面板结构的第 一有源层及第二有源层的至少 一者的材料 为氧化锌，以使其所属的晶体管具有高电子迁移率。由于电子迁移率越高， 晶体管的尺寸越小。因此本实施例的实施例可使具有氧化锌的晶体管的尺寸 较小。如此一来，面板结构的尺寸及对应减小，以符合电子装置轻薄短小的
乙需求。
本发明上述实施例所披露的面板结构及其的制造方法，其利用氧化锌作 为控制电路及显示电路至少其中之一者的晶体管的材料，以使晶体管具有高 电子迁移率。如此一来，面板结构的尺寸可对应缩减。此外，上述的实施例 分别提出不同的实施例，以配合不同的工艺需求。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例披露如上，然其并非用以限定本 发明。本发明所属技术领域中普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围 内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视后附的权利要 求所界定者为准。
权利要求
1. 一种面板结构，设置在一显示装置中，该面板结构包括基板，具有显示电路及控制电路；多个第一晶体管，设置于该基板的该显示电路，各这些第一晶体管具有第一有源层；以及多个第二晶体管，设置于该基板的该控制电路，各这些第二晶体管具有第二有源层，该第一有源层及该第二有源层的至少一者的材料包括氧化锌。
2. 如权利要求1所述的面板结构，其中该控制电路包括信号控制电路及 扫描控制电路，该面板结构还包括多个第三晶体管，设置于该基板的该控制电路，各这些第三晶体管具有 第三有源层；其中，这些第二晶体管及这些第三晶体管的其中一群设置于该信号控制 电路，这些第二晶体管及这些第三晶体管的另一群设置于该扫描控制电路。
3. 如权利要求2所述的面板结构，其中这些第二晶体管及这些第三晶体 管的结构相同。
4. 如权利要求2所述的面板结构，其中该第一有源层的材料包括氧化 锌，该第二有源层及该第三有源层的材料同为氧化锌或 一夂晶硅。
5. 如权利要求2所述的面板结构，其中该第二有源层的材料包括氧化 锌，该第 一有源层及该第三有源层的材料同为氧化锌或非晶硅。
6. 如权利要求1所述的面板结构，还包括 绝缘层，设置于该基板之上。
7. 如权利要求6所述的面板结构，其中各这些第一晶体管具有第一栅极 及第一岛状结构，该第一栅极对应于该第一岛状结构，该第一栅极设置于该 基板及该绝缘层之间，该第一岛状结构设置于该绝缘层上。
8. 如权利要求7所述的面板结构，其中该第一岛状结构具有第一电极 层、第一开口、第一欧姆接触层及该第一有源层，该第一有源层及该第一欧 姆接触层依序设置于该绝缘层上，部分的该第 一 电极层设置于该第 一 欧姆接 触层上，部分的该第一电极层设置于该绝缘层上，该第一开口穿透该第一电 极层及该第一欧姆接触层，并暴露出该第一有源层。
9. 如权利要求7所述的面板结构，其中各这些第二晶体管具有第二栅极及第二岛状结构，该第二岛状结构对应于该第二栅极，该第二岛状结构具有 第二电极层、第二开口及该第二有源层，该第二开口穿透该第二电极层，该 第二有源层对应该第二电极层设置。
10. 如权利要求9所迷的面板结构，其中该第二栅极设置于该基板及该 绝缘层之间，该第二岛状结构设置于该绝缘层上。
11. 如权利要求IO所述的面板结构，其中该第二电极层设置于该绝缘层 上，该第二开口穿透该第二电极层，并暴露出该绝缘层，该第二有源层覆盖 该第二开口。
12. 如权利要求11所述的面板结构，其中各这些第二晶体管还具有第二欧姆接触层，该第二欧姆接触层设置于该第二电极层上，且该第二开口亦穿 透该第二欧姆接触层。
13. 如权利要求IO所述的面板结构，其中该第二有源层设置于该绝缘层 上，该第二电极层设置于该第二有源层的上方，该第二开口穿透该第二电极 层，并暴露出该第二有源层。
14. 如权利要求13所述的面板结构，其中各这些第二晶体管还具有第二 欧姆接触层，该第二欧姆接触层设置于该第二有源层及该第二电极层之间， 该第二开口亦穿透该第二欧姆接触层。
15. 如权利要求9所述的面板结构，其中该第二栅极设置于该绝缘层上， 该第二岛状结构设置于该绝缘层及该基板之间。
16. 如权利要求15所述的面板结构，其中该第二电极层设置于该基板 上，该第二开口穿透该第二电极层，并暴露出该基板，该第二有源层覆盖该 第二开口。
17. 如权利要求16所述的面板结构，其中各这些第二晶体管还具有第二 欧姆接触层，各这些第一晶体管还具有金属氧化层，该第二欧姆接触层设置 于该第二电极层上，该金属氧化层设置于该第一栅极上，且该第二开口亦穿 透该第二欧姆接触层。
18. 如权利要求15所述的面板结构，其中该第二有源层设置于该基板 上，部分的该第二电极层设置于该第二有源层的上方，部分的该第二电极层 设置于该基板上，该第二开口穿透该第二电极层，以暴露出该第二有源层。
19. 如权利要求18所述的面板结构，其中各这些第二晶体管还具有第二 欧姆接触层，各这些第一晶体管还具有金属氧化层，该第二欧姆接触层设置于该第二有源层与该第二电极层及该基板之间，该金属氧化层设置于该第一 栅极与该基板之间，该第二开口亦穿透该第二欧姆接触层。
20. 如权利要求6所述的面板结构，还包括像素电极，与这些第一晶体管电性连接。
21. 如权利要求20所述的面板结构，还包括 保护层，覆盖这些第一晶体管及这些第二晶体管。
22. —种面板结构的制造方法，包括(a) 提供基板；以及(b) 形成多个第一晶体管于该基板，以构成显示电路，及形成多个第二 晶体管于该基板，以构成控制电路，各这些第一晶体管具有第一有源层，各 这些第二晶体管具有第二有源层，该第一有源层及该第二有源层的至少一者的材料包括氧化锌。
23. 如权利要求22所述的制造方法，其中该控制电路包括信号控制电路 及扫描控制电路，该步骤(b)还包括形成多个第三晶体管于该基板的该控制电路，各这些第三晶体管具有第 三有源层；其中，这些第二晶体管及这些第三晶体管的其中一群形成于该信号控制 电路，这些第二晶体管及这些第三晶体管的另一群形成于该扫描控制电路。
24. 如权利要求23所述的制造方法，其中这些第二晶体管及这些第三晶 体管的结构相同。
25. 如权利要求23所述的制造方法，其中该第一有源层的材料包括氧化 锌，该第二有源层及该第三有源层的材料同为氧化锌或非晶硅。
26. 如权利要求23所述的制造方法，其中该第二有源层的材料包括氧化 锌，该第 一有源层及该第三有源层的材料同为氧化锌或非晶硅。
27. 如权利要求22所述的制造方法，其中该步骤(b)还包括(bl)形成各这些第一晶体管的第一栅极于该基板上，且形成各这些第二 晶体管的第二栅极于该基板上；(b2)形成绝缘层于该第一4册极、该第二4册才及及该基板上；及(b3)依序形成该第 一有源层及第 一欧姆接触层的材料层于该绝缘层上。
28. 如权利要求27所述的制造方法，其中在该步骤(b3)之后，该步骤(b) 还包括(b4)形成第一电极层于该第一欧姆接触层的材料层及该绝缘层上，且形 成第二电极层于该绝缘层上，该第一电极层具有第一开口，该第二电极层具 有第二开口；(b5)在该第一开口的位置蚀刻该第一欧姆接触层的材料层，以形成第一欧姆接触层；及(b6)形成该第二有源层，以;菱盖该第二开口。
29. 如权利要求28所述的制造方法，其中在该步骤(b4)之后且在该步骤 (b5)之前，该步骤(b)还包括(b")形成第二欧姆接触层于该第二电极层上。
30. 如权利要求27所述的制造方法，其中该步骤(b3)之后，该步骤(b) 还包括(b4)形成该第二有源层于该绝缘层上；(b5)形成第一电极层于该第一欧姆接触层的材料层及该绝缘层上，且形 成第二电极层于该第二有源层的上方，该第一电极层具有第一开口，该第二 电极层具有第二开口；及(b6)在该第一开口的位置蚀刻该第一欧姆接触层的材料层，以形成第一 欧姆接触层。
31. 如权利要求22所述的制造方法，其中该步骤(b)还包括(bl)形成各这些第一晶体管的第一栅极于该基板上，且形成各这些第二 晶体管的第二电极层于该基板上，该第二电极层具有第二开口； (b2)形成该第二有源层，以覆盖该第二开口；(b3)形成绝缘层于该第一栅极、该第二电极层、该第二有源层及该基板 的上方；(b4)依序形成该第 一有源层及第 一欧姆接触层的材料层于该绝缘层上； (b5)形成第一电极层于该第一欧姆接触层的材料层及该绝缘层上，且形成第二栅极于该绝缘层上，该第一电极层具有第一开口；及(b6)在该第一开口的位置蚀刻该第一欧姆接触层的材料层，以形成第一欧姆接触层。
32. 如权利要求31所述的制造方法，其中该步骤(bl)还包括 形成第二欧姆接触层于该第二电极层上，且形成金属氧化层于该第一栅极上，该第二开口亦穿透该第二欧姆接触层。
33. 如权利要求22所述的制造方法，其中该步骤(b)还包括 (bl)形成该第二有源层于该基板上；(b2)形成各这些第一晶体管的第一栅极于该基板的上方，且形成第二电 极层于部分的该第二有源层及部分的该基板的上方，该第二电极层具有第二 开口；(b3)形成绝缘层于该第一栅极、该第二电极层、该第二有源层及该基板上；(b4)依序形成该第 一有源层及第 一欧姆接触层的材料层于该绝缘层上； (b5)形成第一电极层于该第一欧姆接触层的材料层及该绝缘层上，且形成第二栅极于该绝缘层上，该第一电极层具有第一开口；及(b6)在该第一开口的位置蚀刻该第一欧姆接触层的材料层，以形成第一欧姆接触层。
34. 如权利要求33所述的制造方法，其中该步骤(b2)还包括 形成第二欧姆接触层于该第二电极层与该二有源层及该基板之间，且形成金属氧化层于该第一栅极及该基板之间，该第二开口亦穿透该第二欧姆接 触层。
35. 如权利要求22所述的制造方法，还包括 形成像素电极，以电性连接这些第一晶体管。
全文摘要
本发明公开了一种面板结构及其制造方法。面板结构设置在一显示装置中。面板结构包括基板、多个第一晶体管及多个第二晶体管。基板具有显示电路及控制电路。这些第一晶体管设置于基板的显示电路。这些第一晶体管各具有第一有源层。这些第二晶体管设置于基板的控制电路。这些第二晶体管各具有第二有源层。第一有源层及第二有源层的至少一者的材料包括氧化锌(ZnO)。本发明利用氧化锌(ZnO)作为控制电路及显示电路的至少一者的晶体管的材料，以使晶体管具有高电子迁移率，且此晶体管的工艺与非晶硅材料的晶体管的工艺相容。
文档编号H01L27/12GK101471348SQ200710305428
公开日2009年7月1日 申请日期2007年12月28日 优先权日2007年12月28日
发明者康恒达, 朱健慈, 王文俊 申请人:胜华科技股份有限公司