專(zhuān)利名稱(chēng)：畫(huà)素結(jié)構(gòu)與薄膜晶體管陣列及其修補(bǔ)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種畫(huà)素結(jié)構(gòu)與薄膜晶體管陣列(Thin Film Transistorarray，TFT array)及其修補(bǔ)方法，特別是涉及一種易于進(jìn)行各畫(huà)素中儲(chǔ)存電容(storage capacitor，Cst)修補(bǔ)動(dòng)作的畫(huà)素結(jié)構(gòu)與薄膜晶體管陣列及其修補(bǔ)方法。
背景技術(shù)：
針對(duì)多媒體社會(huì)的急速進(jìn)步，多半受惠于半導(dǎo)體元件或顯示裝置的飛躍性進(jìn)步。就顯示器而言，陰極射線(xiàn)管(Cathode Ray Tube，CRT)因具有優(yōu)異的顯示品質(zhì)與其經(jīng)濟(jì)性，一直獨(dú)占近年來(lái)的顯示器市場(chǎng)。然而，對(duì)于個(gè)人在桌上操作多數(shù)終端機(jī)/顯示器裝置的環(huán)境，或是以環(huán)保的觀(guān)點(diǎn)切入，若以節(jié)省能源的潮流加以預(yù)測(cè)，陰極射線(xiàn)管因空間利用以及能源消耗上仍存在很多問(wèn)題，而對(duì)于輕、薄、短、小以及低消耗功率的需求無(wú)法有效提供解決之道。因此，具有高畫(huà)質(zhì)、空間利用效率佳、低消耗功率、無(wú)輻射等優(yōu)越特性的薄膜晶體管液晶顯示器(Thin Film Transistor Liquid CrystalDisplay，TFT LCD)已逐漸成為市場(chǎng)的主流。
薄膜晶體管液晶顯示器(TFT-LCD)主要由薄膜晶體管陣列(陣列即為數(shù)組，以下均稱(chēng)為陣列)基板、彩色濾光陣列基板和液晶層所構(gòu)成，其中薄膜晶體管陣列基板是由多個(gè)陣列排列的薄膜晶體管以及與每一個(gè)薄膜晶體管對(duì)應(yīng)配置的畫(huà)素電極(pixel electrode)所組成。而薄膜晶體管是用來(lái)作為液晶顯示單元的開(kāi)關(guān)元件。此外，為了控制個(gè)別的畫(huà)素單元，通常會(huì)經(jīng)由掃描配線(xiàn)(scan line)與數(shù)據(jù)配線(xiàn)(data line，其中數(shù)據(jù)即為資料，以下均稱(chēng)為數(shù)據(jù))以選取特定的畫(huà)素，并藉由提供適當(dāng)?shù)牟僮麟妷海燥@示對(duì)應(yīng)此畫(huà)素的顯示數(shù)據(jù)。另外，上述的畫(huà)素電極的部分區(qū)域通常會(huì)覆蓋在掃描配線(xiàn)或是共用配線(xiàn)(common line)上，以形成儲(chǔ)存電容。現(xiàn)有技術(shù)中，常見(jiàn)的儲(chǔ)存電容可區(qū)分為第一金屬層/絕緣層/第二金屬層(Metal-Insulator-Metal，MIM)以及第一金屬層/絕緣層/銦錫氧化物層(Metal-Insulator-ITO，MII)兩種架構(gòu)，以下將針對(duì)上述兩種架構(gòu)的儲(chǔ)存電容結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
圖1是現(xiàn)有習(xí)知的第一金屬層/絕緣層/第二金屬層(MIM)架構(gòu)的儲(chǔ)存電容的剖面示意圖。請(qǐng)參閱圖1所示，在現(xiàn)有習(xí)知的畫(huà)素結(jié)構(gòu)中，第一金屬層/絕緣層/第二金屬層(MIM)架構(gòu)的儲(chǔ)存電容Cst通常是藉由掃描配線(xiàn)或共用配線(xiàn)100與其上方的上電極120耦合而成。值得注意的是，在第一金屬層/絕緣層/第二金屬層(MIM)架構(gòu)的儲(chǔ)存電容中，掃描配線(xiàn)或共用配線(xiàn)100與上電極120是藉由閘極絕緣層110彼此電性絕緣，因此儲(chǔ)存電容值Cst與閘極絕緣層110的厚度有關(guān)。換言之，閘極絕緣層110的厚度越小，儲(chǔ)存電容值Cst就越大。此外，畫(huà)素電極140是藉由保護(hù)層130中的接觸窗132與上電極120電性連接。
圖2是現(xiàn)有習(xí)知第一金屬層/絕緣層/銦錫氧化物層(MII)架構(gòu)的儲(chǔ)存電容的剖面示意圖。請(qǐng)參閱圖2所示，在現(xiàn)有習(xí)知的畫(huà)素結(jié)構(gòu)中，第一金屬層/絕緣層/銦錫氧化物層(MII)架構(gòu)的儲(chǔ)存電容通常是藉由掃描配線(xiàn)或共用配線(xiàn)200與其上方的畫(huà)素電極230耦合而成。與第一金屬層/絕緣層/第二金屬層(MIM)架構(gòu)不同之處在于，第一金屬層/絕緣層/銦錫氧化物層(MII)架構(gòu)的儲(chǔ)存電容中的掃描配線(xiàn)或共用配線(xiàn)200與畫(huà)素電極230是藉由閘極絕緣層210與保護(hù)層220彼此電性絕緣，因此儲(chǔ)存電容值Cst與閘極絕緣層210及保護(hù)層220的總厚度有關(guān)。換言之，閘極絕緣層210及保護(hù)層220的總厚度越小，儲(chǔ)存電容值Cst就越大。
由上述可知，一般而言，第一金屬層/絕緣層/第二金屬層(MIM)架構(gòu)的儲(chǔ)存電容的儲(chǔ)存電容值Cst較第一金屬層/絕緣層/銦錫氧化物層(MII)架構(gòu)的儲(chǔ)存電容的儲(chǔ)存電容值Cst為大。原因在于，第一金屬層/絕緣層/第二金屬層(MIM)架構(gòu)的儲(chǔ)存電容中，二金屬層間只隔了一層閘極絕緣層110，而第一金屬層/絕緣層/銦錫氧化物層(MII)架構(gòu)的儲(chǔ)存電容，二金屬層間隔了一層閘極絕緣層210及一層保護(hù)層220。
由于畫(huà)素結(jié)構(gòu)中的儲(chǔ)存電容，因此薄膜晶體管液晶顯示器中(TFT-LCD)的各畫(huà)素單元具有記憶及保持的功能。也就是說(shuō)，儲(chǔ)存電容值Cst越大，畫(huà)素單元對(duì)寫(xiě)入信號(hào)的記憶及保持功能越好，所以現(xiàn)有習(xí)知的薄膜晶體管液晶顯示器(TFT-LCD)中通常是使用第一金屬層/絕緣層/第二金屬層(MIM)架構(gòu)的儲(chǔ)存電容。
然而，雖說(shuō)第一金屬層/絕緣層/第二金屬層(MIM)架構(gòu)的儲(chǔ)存電容的儲(chǔ)存電容值較大，但是較易因產(chǎn)生缺陷(defect)，例如是產(chǎn)生微粒或是破洞，造成儲(chǔ)存電容失去作用而形成亮/暗點(diǎn)。
由此可見(jiàn)，上述現(xiàn)有的畫(huà)素結(jié)構(gòu)與薄膜晶體管陣列在結(jié)構(gòu)與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決畫(huà)素結(jié)構(gòu)與薄膜晶體管陣列存在的問(wèn)題，相關(guān)廠(chǎng)商莫不費(fèi)盡心思來(lái)謀求解決之道，但長(zhǎng)久以來(lái)一直未見(jiàn)適用的設(shè)計(jì)被發(fā)展完成，而一般產(chǎn)品又沒(méi)有適切的結(jié)構(gòu)能夠解決上述問(wèn)題，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問(wèn)題。
有鑒于上述現(xiàn)有的畫(huà)素結(jié)構(gòu)與薄膜晶體管陣列存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類(lèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造多年豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及專(zhuān)業(yè)知識(shí)，并配合學(xué)理的運(yùn)用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新的畫(huà)素結(jié)構(gòu)與薄膜晶體管陣列及其修補(bǔ)方法，能夠改進(jìn)一般現(xiàn)有的畫(huà)素結(jié)構(gòu)與薄膜晶體管陣列，使其更具有實(shí)用性。經(jīng)過(guò)不斷的研究、設(shè)計(jì)，并經(jīng)反復(fù)試作樣品及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實(shí)用價(jià)值的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有的薄膜晶體管陣列存在的缺陷，而提供一種新型結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管陣列，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是使其當(dāng)薄膜晶體管陣列中各畫(huà)素的儲(chǔ)存電容因微粒(particle)或破洞(defect)而泄漏時(shí)，其能夠有效地對(duì)各畫(huà)素中的儲(chǔ)存電容進(jìn)行修補(bǔ)，從而更加適于實(shí)用。
本發(fā)明的另一目的在于，提供一種薄膜晶體管陣列修補(bǔ)方法，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是使其能夠有效修補(bǔ)各畫(huà)素中的儲(chǔ)存電容，從而更加適于實(shí)用。
本發(fā)明的再一目的在于，提供一種畫(huà)素結(jié)構(gòu)，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是使其是有利于修補(bǔ)畫(huà)素中的儲(chǔ)存電容，從而更加適于實(shí)用。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明的主要技術(shù)內(nèi)容如下為達(dá)上述或其他目的，本發(fā)明提出一種薄膜晶體管陣列，此薄膜晶體管陣列是由一基板、多數(shù)個(gè)掃描配線(xiàn)、多數(shù)個(gè)數(shù)據(jù)配線(xiàn)、多數(shù)個(gè)薄膜晶體管、多數(shù)個(gè)共用配線(xiàn)、多數(shù)個(gè)上電極、多數(shù)條連接線(xiàn)以及多數(shù)個(gè)畫(huà)素電極所構(gòu)成。其中，掃描配線(xiàn)與數(shù)據(jù)配線(xiàn)是配置在基板上，以將基板區(qū)分為多數(shù)個(gè)畫(huà)素區(qū)域。薄膜晶體管是配置于對(duì)應(yīng)的畫(huà)素區(qū)域內(nèi)，并藉由掃描配線(xiàn)以及數(shù)據(jù)配線(xiàn)驅(qū)動(dòng)，且薄膜晶體管具有一閘極、一源極以及一汲極。共用配線(xiàn)配置在基板上，且共用配線(xiàn)是位于相鄰的掃描配線(xiàn)之間。上電極是配置于對(duì)應(yīng)的畫(huà)素區(qū)域內(nèi)，且上電極是位于對(duì)應(yīng)的共用配線(xiàn)上方，以耦合為一儲(chǔ)存電容。薄膜晶體管的汲極是藉由連接線(xiàn)與對(duì)應(yīng)的上電極連接。畫(huà)素電極是配置于對(duì)應(yīng)的畫(huà)素區(qū)域內(nèi)，且位于上電極與連接線(xiàn)上方。此外，薄膜晶體管的汲極是與對(duì)應(yīng)的畫(huà)素電極電性連接，且連接線(xiàn)的一部分區(qū)域上未覆蓋有畫(huà)素電極。
依照本發(fā)明較佳實(shí)施例所述，上述的薄膜晶體管陣列更包括一配置在基板上的閘極絕緣層，以覆蓋住掃描配線(xiàn)。
依照本發(fā)明較佳實(shí)施例所述，上述薄膜晶體管陣列更包括一配置在基板上的保護(hù)層，以覆蓋住掃描配線(xiàn)、數(shù)據(jù)配線(xiàn)、薄膜晶體管、共用配線(xiàn)、上電極以及連接線(xiàn)。
依照本發(fā)明較佳實(shí)施例所述，上述的薄膜晶體管陣列中的畫(huà)素電極材質(zhì)例如為銦錫氧化物或是銦鋅氧化物。
依照本發(fā)明較佳實(shí)施例所述，上述的共用配線(xiàn)例如具有多數(shù)個(gè)第一分支結(jié)構(gòu)，而上電極例如具有多數(shù)個(gè)第二分支結(jié)構(gòu)，且第一分支結(jié)構(gòu)是分別位于對(duì)應(yīng)的第二分支結(jié)構(gòu)下方。
依照本發(fā)明較佳實(shí)施例所述，上述的共用配線(xiàn)例如是將畫(huà)素區(qū)域區(qū)分為一第一區(qū)域以及一第二區(qū)域。在本發(fā)明一較佳實(shí)施例中，第一區(qū)域的面積與第二區(qū)域的面積例如是相同，而在本發(fā)明另一較佳實(shí)施例中，第一區(qū)域的面積亦可以小于第二區(qū)域的面積。此外，上述的連接線(xiàn)例如是位于面積較小的第一區(qū)域內(nèi)，以增進(jìn)開(kāi)口率(aperture ratio)。
依照本發(fā)明較佳實(shí)施例所述，上述的上電極與共用配線(xiàn)之間具有一重疊區(qū)域，而各個(gè)重疊區(qū)域中具有一未被畫(huà)素電極覆蓋的修補(bǔ)區(qū)域。
為達(dá)上述或其他目的，本發(fā)明提出一種薄膜晶體管陣列修補(bǔ)方法，此修補(bǔ)方法主要是在儲(chǔ)存電容發(fā)生電容泄漏時(shí)，在未覆蓋有畫(huà)素電極處將對(duì)應(yīng)的連接線(xiàn)切斷，以使得儲(chǔ)存電容能夠從金屬層/絕緣層/金屬層(MIM)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為金屬層/絕緣層/銦錫(鋅)氧化物層(MII)結(jié)構(gòu)。
為達(dá)上述或其他目的，本發(fā)明提出一種薄膜晶體管陣列修補(bǔ)方法，適于修補(bǔ)薄膜晶體管陣列，此薄膜晶體管陣列中的上電極與共用配線(xiàn)之間具有一重疊區(qū)域，且各個(gè)重疊區(qū)域中具有一未被畫(huà)素電極覆蓋的修補(bǔ)區(qū)域。此修補(bǔ)方法主要是在儲(chǔ)存電容其中之一發(fā)生電容泄漏時(shí)，在未覆蓋有畫(huà)素電極處將對(duì)應(yīng)的連接線(xiàn)其中之一切斷。然后，于對(duì)應(yīng)的修補(bǔ)區(qū)域內(nèi)將上電極與共用配線(xiàn)焊接。
本發(fā)明因采用此一薄膜晶體管陣列及修補(bǔ)方法，當(dāng)?shù)谝唤饘賹?絕緣層/第二金屬層(MIM)架構(gòu)的儲(chǔ)存電容因微?；蚴瞧贫炊斐呻娙菪孤r(shí)，可利用本發(fā)明的修補(bǔ)方法將其轉(zhuǎn)換為一個(gè)第一金屬層/絕緣層/銦錫(鋅)氧化物層(MII)架構(gòu)的儲(chǔ)存電容。
本發(fā)明提出一種具有儲(chǔ)存電容器的畫(huà)素結(jié)構(gòu)，包括一個(gè)薄膜晶體管、一畫(huà)素電極、一共用配線(xiàn)、一上電極及一連接線(xiàn)。其中薄膜晶體管具有一閘極、一源極以及一汲極。薄膜晶體管的汲極是與畫(huà)素電極電性連接。共用配線(xiàn)是配置于畫(huà)素電極下方。上電極是配置于共用配線(xiàn)與畫(huà)素電極之間，上電極是與共用配線(xiàn)耦合為一儲(chǔ)存電容。薄膜晶體管的汲極是藉由連接線(xiàn)與上電極連接，且連接線(xiàn)的一部分區(qū)域上未覆蓋有畫(huà)素電極。
依照本發(fā)明較佳實(shí)施例所述，上述的具有儲(chǔ)存電容器的畫(huà)素結(jié)構(gòu)，其中畫(huà)素電極的材質(zhì)包括銦錫氧化物及銦鋅氧化物其中之一。
依照本發(fā)明較佳實(shí)施例所述，上述的具有儲(chǔ)存電容器的畫(huà)素結(jié)構(gòu)，其中上電極與共用配線(xiàn)之間具有一重疊區(qū)域，而重疊區(qū)域中具有一修補(bǔ)區(qū)域，且畫(huà)素電極未覆蓋于修補(bǔ)區(qū)域上方。
經(jīng)由上述可知，本發(fā)明是關(guān)于一種畫(huà)素結(jié)構(gòu)與薄膜晶體管陣列及其修補(bǔ)方法，該薄膜晶體管陣列，包括基板、多個(gè)掃描配線(xiàn)、多個(gè)數(shù)據(jù)配線(xiàn)、多個(gè)薄膜晶體管、多個(gè)共用配線(xiàn)、多個(gè)上電極、多條連接線(xiàn)以及多個(gè)畫(huà)素電極。掃描配線(xiàn)與數(shù)據(jù)配線(xiàn)配置在基板上，將基板區(qū)分為多個(gè)畫(huà)素區(qū)域。薄膜晶體管配置于畫(huà)素區(qū)域內(nèi)，其中薄膜晶體管藉由掃描配線(xiàn)以及數(shù)據(jù)配線(xiàn)驅(qū)動(dòng)且具有閘極、源極及汲極。共用配線(xiàn)配置在基板上且位于相鄰的掃描配線(xiàn)之間。上電極配置于畫(huà)素區(qū)域內(nèi)且位于共用配線(xiàn)上方，其中上電極與共用配線(xiàn)耦合為儲(chǔ)存電容。薄膜晶體管的汲極藉由連接線(xiàn)與上電極連接。畫(huà)素電極配置于畫(huà)素區(qū)域內(nèi)且位于上電極與連接線(xiàn)上方，其中薄膜晶體管的汲極與畫(huà)素電極電性連接，且連接線(xiàn)的部分區(qū)域上未覆蓋畫(huà)素電極。
借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明畫(huà)素結(jié)構(gòu)與薄膜晶體管陣列及其修補(bǔ)方法至少具有下列優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明的薄膜晶體管陣列中，連接線(xiàn)用以電性連接上電極與薄膜晶體管汲極，有助于在進(jìn)行修補(bǔ)時(shí)儲(chǔ)存電容的轉(zhuǎn)換。
2、本發(fā)明的薄膜晶體管陣列中，共用配線(xiàn)及上電極可分別具有第一分支結(jié)構(gòu)及第二分支結(jié)構(gòu)，以增加儲(chǔ)存電容的儲(chǔ)存電容值Cst。
3、本發(fā)明的薄膜晶體管陣列有一未被畫(huà)素電極覆蓋的連接線(xiàn)部份，以及共用配線(xiàn)與上電極未被畫(huà)素電極覆蓋的重疊部分，可避免在進(jìn)行修補(bǔ)時(shí)產(chǎn)生不當(dāng)?shù)碾娦赃B接。
4、本發(fā)明的薄膜晶體管陣列修補(bǔ)方法能夠解決儲(chǔ)存電容發(fā)生缺陷所產(chǎn)生電容泄漏的問(wèn)題，以有效提升薄膜晶體管陣列的良率。
綜上所述，本發(fā)明特殊結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管陣列，當(dāng)薄膜晶體管陣列中各畫(huà)素的儲(chǔ)存電容因微粒(particle)或破洞(defect)而泄漏時(shí)，其能夠有效地對(duì)各畫(huà)素中的儲(chǔ)存電容進(jìn)行修補(bǔ)。另外，本發(fā)明特殊的薄膜晶體管陣列修補(bǔ)方法能夠有效修補(bǔ)各畫(huà)素中的儲(chǔ)存電容。還有，本發(fā)明特殊結(jié)構(gòu)的畫(huà)素結(jié)構(gòu)是有利于修補(bǔ)畫(huà)素中的儲(chǔ)存電容，其具有上述諸多的優(yōu)點(diǎn)及實(shí)用價(jià)值，并在同類(lèi)產(chǎn)品及修補(bǔ)方法中未見(jiàn)有類(lèi)似的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及方法公開(kāi)發(fā)表或使用而確屬創(chuàng)新，其不論在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、修補(bǔ)方法或功能上皆有較大的改進(jìn)，在技術(shù)上有較大的進(jìn)步，并產(chǎn)生了好用及實(shí)用的效果，且較現(xiàn)有的畫(huà)素結(jié)構(gòu)與薄膜晶體管陣列具有增進(jìn)的多項(xiàng)功效，從而更加適于實(shí)用，而具有產(chǎn)業(yè)的廣泛利用價(jià)值，誠(chéng)為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計(jì)。
上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，并為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，以下特舉多個(gè)較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說(shuō)明如下。


圖1是現(xiàn)有習(xí)知第一金屬層/絕緣層/第二金屬層(MIM)架構(gòu)的儲(chǔ)存電容的剖面示意圖。
圖2是現(xiàn)有習(xí)知第一金屬層/絕緣層/銦錫氧化物層(MII)架構(gòu)的儲(chǔ)存電容的剖面示意圖。
圖3A是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的薄膜晶體管陣列基板的上視示意圖。
圖3B是本發(fā)明另一較佳實(shí)施例的薄膜晶體管陣列基板的上視示意圖。
圖4是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)剖面圖。
圖5是本發(fā)明又一較佳實(shí)施例的薄膜晶體管陣列基板的上視示意圖。
圖6是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的儲(chǔ)存電容結(jié)構(gòu)剖面圖。
圖7是本發(fā)明另一較佳實(shí)施例的薄膜晶體管陣列基板的上視示意圖。
圖8是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的具有缺陷的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)剖面圖。
圖9是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的薄膜晶體管陣列修補(bǔ)方法流程圖。
100、200掃描配線(xiàn)或共用配線(xiàn)110、210、344閘極絕緣層120、360、460上電極 130、220、390保護(hù)層132接觸窗 140、230、380畫(huà)素電極300薄膜晶體管陣列基板 310基板312、412畫(huà)素區(qū)域 312a第一區(qū)域312b第二區(qū)域 320掃描配線(xiàn)330數(shù)據(jù)配線(xiàn) 340薄膜晶體管342閘極 346半導(dǎo)體材料層348a汲極 348b源極350、450共用配線(xiàn) 352修補(bǔ)區(qū)域354微粒 356導(dǎo)電通道370連接線(xiàn) 394歐姆接觸層450a第一分支結(jié)構(gòu) 460a第二分支結(jié)構(gòu)372連接線(xiàn)未被畫(huà)素電極覆蓋的部分802切斷連接上電極與薄膜晶體管汲極的連接線(xiàn)804上電極與共用配線(xiàn)進(jìn)行焊接具體實(shí)施方式
為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的畫(huà)素結(jié)構(gòu)與薄膜晶體管陣列及其修補(bǔ)方法其具體實(shí)施方式
、結(jié)構(gòu)、修補(bǔ)方法、步驟、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。
圖3A是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的薄膜晶體管陣列基板的上視示意圖。請(qǐng)參閱圖3A所示，本實(shí)施例的薄膜晶體管陣列基板300是由一基板310、多數(shù)個(gè)掃描配線(xiàn)320、多數(shù)個(gè)數(shù)據(jù)配線(xiàn)330、多數(shù)個(gè)薄膜晶體管340、多數(shù)個(gè)共用配線(xiàn)350、多數(shù)個(gè)上電極360以及多數(shù)條連接線(xiàn)370所構(gòu)成。
本實(shí)施例中，基板310例如為玻璃基板、塑膠基板或是其他材質(zhì)的基板。如圖3A所示，掃描配線(xiàn)320與數(shù)據(jù)配線(xiàn)330是配置在基板310上，以將基板310區(qū)分為多數(shù)個(gè)畫(huà)素區(qū)域312。更詳細(xì)的說(shuō)，掃描配線(xiàn)320例如是彼此平行地配置在基板310上，數(shù)據(jù)配線(xiàn)330亦例如是彼此平行地配置在基板310上，且掃描配線(xiàn)320與數(shù)據(jù)配線(xiàn)330的延伸方向例如是彼此交錯(cuò)，以將基板310區(qū)分為多數(shù)個(gè)例如為四角形的畫(huà)素區(qū)域312。
如圖3A所示，各個(gè)薄膜晶體管340是配置于對(duì)應(yīng)的畫(huà)素區(qū)域312內(nèi)，并藉由對(duì)應(yīng)的掃描配線(xiàn)320以及數(shù)據(jù)配線(xiàn)330驅(qū)動(dòng)。更詳細(xì)的說(shuō)，薄膜晶體管340是鄰近于其所對(duì)應(yīng)的掃描配線(xiàn)320及數(shù)據(jù)配線(xiàn)330的交錯(cuò)處(intersection)配置，意即，薄膜晶體管340是配置于畫(huà)素區(qū)域312中的一個(gè)角落上。
圖4為本發(fā)明一較佳實(shí)施例的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)剖面圖。請(qǐng)同時(shí)參閱圖3A與圖4，薄膜晶體管340例如包括一閘極342、一閘極絕緣層344、一半導(dǎo)體材料層346、一歐姆接觸層394、一源極348b、一汲極(source/drainelectrode)348a以及一保護(hù)層390。其中，閘極342的材質(zhì)例如是鋁或是其它金屬。閘極絕緣層344的材料例如是氮化硅、氧化硅或是其它介電材料，其是配置在閘極342上。半導(dǎo)體材料層346的材料例如是非晶硅(amorphous silicon)，其是配置在閘極絕緣層344上。源極348b與汲極348a的材質(zhì)例如是鉬/鋁/鉬(Mo/AL/Mo)的復(fù)合金屬材料或是其它合適的單一或復(fù)合導(dǎo)體材料，其是配置于部分的半導(dǎo)體材料層346以及部分的閘極絕緣層344上，并透過(guò)保護(hù)層390中的接觸窗開(kāi)口392與畫(huà)素電極380電性連接。保護(hù)層390的材質(zhì)例如是氮化硅、氧化硅或是其它合適的介電材料，其是覆蓋在源極348b、汲極348a、掃描配線(xiàn)320、數(shù)據(jù)配線(xiàn)330、共用配線(xiàn)350、上電極360以及連接線(xiàn)370上。此外，閘極342例如是與掃描配線(xiàn)320同時(shí)形成，而源極348b與汲極348a例如是與數(shù)據(jù)配線(xiàn)330同時(shí)形成。
請(qǐng)參閱圖3A所示，共用配線(xiàn)350是配置在基板310上，且共用配線(xiàn)350位于相鄰的掃描配線(xiàn)320之間，以作為第一金屬層/絕緣層/第二金屬層(MIM)架構(gòu)的儲(chǔ)存電容的第一金屬層。本實(shí)施例中，共用配線(xiàn)350的材質(zhì)例如是鋁或是其它金屬。此外，共用配線(xiàn)350例如可將畫(huà)素區(qū)域區(qū)分為一第一區(qū)域312a及一第二區(qū)域312b，第一區(qū)域312a與第二區(qū)域312b的大小關(guān)是由共用配線(xiàn)350分布的位置而定。在本實(shí)施例中，第一區(qū)域312a可以是大于、等于或是小于第二區(qū)域312b。
同樣請(qǐng)參閱圖3A所示，上電極360是配置于畫(huà)素區(qū)域312中，且上電極360位于共用配線(xiàn)350上方，以作為第一金屬層/絕緣層/第二金屬層(MIM)架構(gòu)的儲(chǔ)存電容的第二金屬層。換言之，上電極360與共用配線(xiàn)350是耦合成一儲(chǔ)存電容。本實(shí)施例中，上電極360與共用配線(xiàn)350的重疊區(qū)域中例如更包含了一未覆蓋有畫(huà)素電極380的修補(bǔ)區(qū)域352。其中，此修補(bǔ)區(qū)域352例如是圖3A中所繪示，畫(huà)素電極360的一開(kāi)口，或是如圖3B中所繪示，畫(huà)素電極360的一缺口。
請(qǐng)參閱圖3A所示，連接線(xiàn)370是用以連接薄膜晶體管340的汲極348a與上電極360，通常配置于光線(xiàn)穿透量較少的區(qū)域。以多領(lǐng)域垂直配線(xiàn)液晶顯示器(MVA-LCD)為例，畫(huà)素區(qū)域312中通常因?yàn)橥蛊鹞?protrusion)及/或狹縫(slit)的設(shè)計(jì)而產(chǎn)生光線(xiàn)穿透量較少的區(qū)域(disclination)，而本實(shí)施例便可將這些連接線(xiàn)370配置于上述光線(xiàn)穿透量較少的區(qū)域上。承上述，連接線(xiàn)370的材質(zhì)可例如是鋁或是其它金屬，其是可以為與上電極360相同材質(zhì)的金屬，亦可與上電極360同時(shí)形成。
此外，圖5是本發(fā)明又一較佳實(shí)施例的薄膜晶體管陣列基板的上視示意圖。請(qǐng)參閱圖5所示，因?yàn)檫B接線(xiàn)370位于畫(huà)素區(qū)域312的第一區(qū)域312a中，所以連接線(xiàn)370的長(zhǎng)短取決于共用配線(xiàn)350的位置而定。換句話(huà)說(shuō)，當(dāng)共用配線(xiàn)350的位置越靠近所對(duì)應(yīng)的薄膜晶體管340，連接線(xiàn)370長(zhǎng)度就越短，連接線(xiàn)370例如位于面積較小的第一區(qū)域312a內(nèi)，以增進(jìn)開(kāi)口率(aperture ratio)。
請(qǐng)繼續(xù)參閱圖3A所示，畫(huà)素電極380是配置于畫(huà)素區(qū)域312內(nèi)，且位于上電極360與連接線(xiàn)370上方，且每一條連接線(xiàn)370的部分區(qū)域372上未覆蓋有畫(huà)素電極380，畫(huà)素電極380的材質(zhì)例如為銦錫氧化物、銦鋅氧化物，或是其他導(dǎo)體材料。其中，與現(xiàn)有技術(shù)不同的地方在于，現(xiàn)有習(xí)知的畫(huà)素電極140是藉由保護(hù)層130中的接觸窗132與上電極120電性連接，而本發(fā)明畫(huà)素電極380則是藉由薄膜晶體管的源極348b或汲極348a以及連接線(xiàn)370而與上電極360電性連接。
圖6是繪示本發(fā)明一較佳實(shí)施例的儲(chǔ)存電容結(jié)構(gòu)剖面圖。請(qǐng)參閱圖6所示，本發(fā)明的儲(chǔ)存電容包括一共用配線(xiàn)350、一閘極絕緣層344、一上電極360、一保護(hù)層390、一畫(huà)素電極380以及一修補(bǔ)區(qū)域352。其中，閘極絕緣層344配置在共用配線(xiàn)350之上。上電極360配置于閘極絕緣層344之上。保護(hù)層390覆蓋在上電極360與閘極絕緣層344之上。畫(huà)素電極380配置在保護(hù)層390之上，且在畫(huà)素電極390之間有一修補(bǔ)區(qū)域352。
此外，請(qǐng)參照?qǐng)D6，共用配線(xiàn)350、閘極絕緣層344與上電極360形成一第一金屬層/絕緣層/第二金屬層(MIM)架構(gòu)的儲(chǔ)存電容。其中，共用配線(xiàn)350與上電極360耦合成一儲(chǔ)存電容。但是，上電極360與畫(huà)素電極380并不會(huì)耦合成儲(chǔ)存電容，原因在于畫(huà)素電極380與上電極360藉由薄膜晶體管340的汲極348a以及連接線(xiàn)370進(jìn)行電性連接。
另外，儲(chǔ)存電容可以藉由一些特殊形狀來(lái)增加儲(chǔ)存電容值Cst。圖7是本發(fā)明另一較佳實(shí)施例的薄膜晶體管陣列基板的上視示意圖。請(qǐng)參閱圖7所示，共用配線(xiàn)450具有多數(shù)個(gè)第一分支結(jié)構(gòu)450a，而每一上電極460具有多數(shù)個(gè)第二分支結(jié)構(gòu)460a，且第一分支結(jié)構(gòu)450a分別位于第二分支結(jié)構(gòu)460a的下方。值得一提的是，這些第一分支結(jié)構(gòu)450a以及第二分支結(jié)構(gòu)460a是配置于畫(huà)素區(qū)域412中光線(xiàn)穿透量較少的區(qū)域中，意即靠近兩側(cè)的部分，所以少有阻擋光線(xiàn)穿透的疑慮。
換句話(huà)說(shuō)，本發(fā)明所提出一種具有儲(chǔ)存電容器的畫(huà)素結(jié)構(gòu)，包括一個(gè)薄膜晶體管340、一畫(huà)素電極380、一共用配線(xiàn)350、一上電極360及一連接線(xiàn)370。其中薄膜晶體管340具有一閘極342、一源極348b以及一汲極348a。薄膜晶體管340的源極348b或汲極348a，是用以與畫(huà)素電極380電性連接。閘極342的材質(zhì)例如是鋁或是其它金屬。在另一較佳實(shí)施例中，閘極342上配置一閘極絕緣層344，其材料例如是氮化硅、氧化硅或是其它介電材料。源極348b與汲極348a的材質(zhì)例如是鉬/鋁/鉬(Mo/AL/Mo)的復(fù)合金屬材料或是其它合適的單一或復(fù)合導(dǎo)體材料共用配線(xiàn)350是配置在畫(huà)素電極380下方。
上電極360是配置于共用配線(xiàn)350與畫(huà)素電極380之間，上電極360是與共用配線(xiàn)350耦合為一儲(chǔ)存電容。但是，上電極360與畫(huà)素電極380并不會(huì)耦合成儲(chǔ)存電容，原因在于畫(huà)素電極380與上電極360藉由薄膜晶體管340的源極348b或汲極348a以及連接線(xiàn)370進(jìn)行電性連接。
本發(fā)明發(fā)展出如上述的畫(huà)素結(jié)構(gòu)與薄膜晶體管陣列結(jié)構(gòu)，是用以對(duì)第一金屬層/絕緣層/第二金屬層(MIM)架構(gòu)的儲(chǔ)存電容受損時(shí)所產(chǎn)生的亮/暗點(diǎn)進(jìn)行修補(bǔ)，以下將詳述本發(fā)明所提出的修補(bǔ)方法。
圖8是繪示本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的具有缺陷的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)剖面圖。請(qǐng)參閱圖8所示，當(dāng)?shù)谝唤饘賹?絕緣層/第二金屬層(MIM)架構(gòu)的儲(chǔ)存電容因微粒354(particle)或是破洞(圖中未示)而發(fā)生電容泄漏時(shí)，本發(fā)明是先將連接線(xiàn)370未被畫(huà)素電極覆蓋的部分372(請(qǐng)參見(jiàn)圖3A或圖3B所示)切斷，例如是利用雷射切割，再利用雷射焊接將上電極360與共用配線(xiàn)350相連。如此一來(lái)，上電極360與畫(huà)素電極380之間的電性連接也隨之被切斷，使上電極360、保護(hù)層390以及畫(huà)素電極380形成一第一金屬層/絕緣層/銦錫氧化物層(MII)架構(gòu)的儲(chǔ)存電容，來(lái)取代遭到破壞的第一金屬層/絕緣層/第二金屬層(MIM)架構(gòu)的儲(chǔ)存電容。
所以，請(qǐng)參閱圖8所示，本發(fā)明會(huì)藉由透過(guò)修補(bǔ)區(qū)域352，對(duì)上電極360與共用配線(xiàn)350進(jìn)行焊接，產(chǎn)生一導(dǎo)電通道356使其二者電性連接，如此一來(lái)，第一金屬層/絕緣層/第二金屬層(MIM)架構(gòu)的儲(chǔ)存電容將不復(fù)存在，使得對(duì)操作電壓的調(diào)控可單純藉由第一金屬層/絕緣層/銦錫氧化物層(MII)架構(gòu)的儲(chǔ)存電容來(lái)進(jìn)行，減少操作上的復(fù)雜性。
在大部份的情況下，為了確保元件能夠準(zhǔn)確達(dá)到所要求的操作電壓，對(duì)于發(fā)生缺陷的儲(chǔ)存電容，所建議采用的修補(bǔ)方式如下所述。圖9是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的薄膜晶體管陣列修補(bǔ)方法流程圖。請(qǐng)參閱圖8所示，首先，先切斷連接上電極360與薄膜晶體管汲極348a的連接線(xiàn)372(步驟802)。然后，將上電極360與共用配線(xiàn)350進(jìn)行焊接(步驟804)。如此一來(lái)，可以避免因受損的儲(chǔ)存電容的儲(chǔ)存電容值Cst的不確定性，而造成的元件品質(zhì)問(wèn)題。
在本發(fā)明上述實(shí)施例中，對(duì)汲極的定義為薄膜晶體管與畫(huà)素電極電性連接的端子，而對(duì)源極的定義為薄膜晶體管與數(shù)據(jù)配線(xiàn)電性連接的端子，然而熟悉此技術(shù)領(lǐng)域者當(dāng)可在不同情況下，對(duì)源極與汲極的名稱(chēng)作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的方法及技術(shù)內(nèi)容作出些許的更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種薄膜晶體管陣列，其特征在于其包括一基板；多數(shù)個(gè)掃描配線(xiàn)，配置在該基板上；多數(shù)個(gè)數(shù)據(jù)配線(xiàn)，配置在該基板上，其中該些掃描配線(xiàn)與該些數(shù)據(jù)配線(xiàn)是將該基板區(qū)分為多數(shù)個(gè)畫(huà)素區(qū)域；多數(shù)個(gè)薄膜晶體管，每一該些薄膜晶體管是配置于該些畫(huà)素區(qū)域其中之一內(nèi)，其中，該些薄膜晶體管是藉由該些掃描配線(xiàn)以及該些數(shù)據(jù)配線(xiàn)驅(qū)動(dòng)，且每一該些薄膜晶體管具有一閘極、一源極以及一汲極；多數(shù)個(gè)共用配線(xiàn)，配置在該基板上，且每一該些共用配線(xiàn)是位于相鄰的該些掃描配線(xiàn)之間；多數(shù)個(gè)上電極，每一該些上電極是配置于該些畫(huà)素區(qū)域其中之一內(nèi)，且每一該些上電極是位于每一該些共用配線(xiàn)上方，其中每一該些上電極是與該些共用配線(xiàn)其中之一耦合為一儲(chǔ)存電容；多數(shù)條連接線(xiàn)，每一該些薄膜晶體管的該汲極是藉由該些連接線(xiàn)其中之一與該些上電極其中之一連接；以及多數(shù)個(gè)畫(huà)素電極，每一該些畫(huà)素電極是配置于該些畫(huà)素區(qū)域其中之一內(nèi)，且位于該些上電極其中之一與該些連接線(xiàn)其中之一上方，其中每一該些薄膜晶體管的該汲極是與該些畫(huà)素電極其中之一電性連接，且每一該些連接線(xiàn)的一部分區(qū)域上未覆蓋有該些畫(huà)素電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列，其特征在于更包括一閘極絕緣層，配置在該基板上，以覆蓋住該些掃描配線(xiàn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列，其特征在于更包括一保護(hù)層，配置在該基板上，以覆蓋住該些掃描配線(xiàn)、該些數(shù)據(jù)配線(xiàn)、該些薄膜晶體管、該些共用配線(xiàn)、該些上電極以及該些連接線(xiàn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列，其特征在于其中每一該些共用配線(xiàn)具有至少一個(gè)第一分支結(jié)構(gòu)，而每一該些上電極具有至少一個(gè)第二分支結(jié)構(gòu)，且每一該些第一分支結(jié)構(gòu)是分別位于該些第二分支結(jié)構(gòu)其中之一下方。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列，其特征在于，其中每一該些共用配線(xiàn)是將該些畫(huà)素區(qū)域其中之一區(qū)分為一第一區(qū)域以及一第二區(qū)域，且該第一區(qū)域的面積與該第二區(qū)域的面積相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列，其特征在于，其中每一該些共用配線(xiàn)是將該些畫(huà)素區(qū)域其中之一區(qū)分為一第一區(qū)域以及一第二區(qū)域，且該第一區(qū)域的面積小于該第二區(qū)域的面積。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的薄膜晶體管陣列，其特征在于其中每一該些連接線(xiàn)是位于該第一區(qū)域內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列，其特征在于其中每一該些上電極與該些共用配線(xiàn)其中之一之間具有一重疊區(qū)域，而每一該些重疊區(qū)域中具有一修補(bǔ)區(qū)域，且該些畫(huà)素電極未覆蓋在該些修補(bǔ)區(qū)域上方。
9.一種薄膜晶體管陣列修補(bǔ)方法，適于修補(bǔ)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列，其特征在于該薄膜晶體管陣列修補(bǔ)方法包括以下步驟當(dāng)該些儲(chǔ)存電容其中之一發(fā)生電容泄漏時(shí)，在未覆蓋有該些畫(huà)素電極處將對(duì)應(yīng)的該些連接線(xiàn)其中之一切斷。
10.一種薄膜晶體管陣列修補(bǔ)方法，適于修補(bǔ)權(quán)利要求8所述的薄膜晶體管陣列，其特征在于該薄膜晶體管陣列修補(bǔ)方法包括以下步驟當(dāng)該些儲(chǔ)存電容其中之一發(fā)生電容泄漏時(shí)，在未覆蓋有該些畫(huà)素電極處將對(duì)應(yīng)的該些連接線(xiàn)其中之一切斷；以及于對(duì)應(yīng)的該些修補(bǔ)區(qū)域其中之一內(nèi)，將該些上電極其中之一與該些共用配線(xiàn)其中之一焊接。
11.一種具有儲(chǔ)存電容器的畫(huà)素結(jié)構(gòu)，其特征在于其包括一個(gè)薄膜晶體管，具有一閘極、一源極以及一汲極；一畫(huà)素電極，與該薄膜晶體管的該汲極電性連接；一共用配線(xiàn)，是配置在該畫(huà)素電極下方；一上電極，是配置于該共用配線(xiàn)與該畫(huà)素電極之間，其中該上電極是與該共用配線(xiàn)耦合為一儲(chǔ)存電容；以及一連接線(xiàn)，連接于該薄膜晶體管的該汲極與該上電極，且該連接線(xiàn)的一部分區(qū)域上未覆蓋有該畫(huà)素電極。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的具有儲(chǔ)存電容器的畫(huà)素結(jié)構(gòu)，其特征在于其中所述的上電極與該共用配線(xiàn)之間具有一重疊區(qū)域，而該重疊區(qū)域中具有一修補(bǔ)區(qū)域，且該畫(huà)素電極未覆蓋在該修補(bǔ)區(qū)域上方。
全文摘要
一種畫(huà)素結(jié)構(gòu)與薄膜晶體管陣列及其修補(bǔ)方法，該薄膜晶體管陣列包括有基板、多個(gè)掃描配線(xiàn)、多個(gè)數(shù)據(jù)配線(xiàn)、多個(gè)薄膜晶體管、多個(gè)共用配線(xiàn)、多個(gè)上電極、多條連接線(xiàn)及多個(gè)畫(huà)素電極。掃描配線(xiàn)與數(shù)據(jù)配線(xiàn)配置在基板上，將基板區(qū)分為多個(gè)畫(huà)素區(qū)域。薄膜晶體管配置于畫(huà)素區(qū)域內(nèi)，其中薄膜晶體管藉由掃描配線(xiàn)及數(shù)據(jù)配線(xiàn)驅(qū)動(dòng)且具有閘極、源極及汲極。共用配線(xiàn)配置在基板上且位于相鄰的掃描配線(xiàn)之間。上電極配置于畫(huà)素區(qū)域內(nèi)且位于共用配線(xiàn)上方，其中上電極與共用配線(xiàn)耦合為儲(chǔ)存電容。薄膜晶體管的汲極藉由連接線(xiàn)與上電極連接。畫(huà)素電極配置于畫(huà)素區(qū)域內(nèi)且位于上電極與連接線(xiàn)上方，其中薄膜晶體管的汲極與畫(huà)素電極電性連接，且連接線(xiàn)的部分區(qū)域上未覆蓋畫(huà)素電極。
文檔編號(hào)H01L21/00GK1632954SQ20041009107
公開(kāi)日2005年6月29日 申請(qǐng)日期2004年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月16日
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