專利名稱：像素結(jié)構(gòu)及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種像素結(jié)構(gòu)及其制作方法，特別提供一種利用單一光掩模 進(jìn)行兩次光刻工藝以定義不同圖案的像素結(jié)構(gòu)及其制作方法。
背景技術(shù)：
隨著科技發(fā)展，平面顯示器己普遍應(yīng)用于各種信息產(chǎn)品中，其中尤以薄膜晶體管液晶顯示器(TFT-LCD)的發(fā)展最為成熟，因其具有外型輕薄、耗 電量少以及無輻射污染等特性，所以被廣泛地應(yīng)用在筆記本型電腦、個人數(shù) 字助理(personal digital assistant, PDA)等便攜式信息產(chǎn)品上，甚至己逐漸 取代傳統(tǒng)陰極射線管顯示器。排列成陣列狀的像素結(jié)構(gòu)為TFT-LCD的主要 元件，其包括薄膜晶體管、電容、接墊(pad)等電子元件，以驅(qū)動液晶像素 從而產(chǎn)生豐富亮麗的影像。傳統(tǒng)TFT-LCD的像素結(jié)構(gòu)的工藝共需進(jìn)行五次光刻工藝，亦即使用五 張光掩模以定義出薄膜晶體管等元件的圖案。然而，由于光掩模成本對于顯 示面板工藝成本的影響極大，因此為了降低工藝成本，目前在顯示面板工藝 中，已研究使用包含有半色調(diào)式光掩模(half-tone mask)或灰色調(diào)式光掩模 的四張光掩模來完成像素結(jié)構(gòu)的制作。請參考圖1至圖6，圖1至圖6為傳統(tǒng)使用四張光掩模制作像素陣列的 工藝示意圖。如圖1所示，首先在透明基板IO表面上依序形成第一導(dǎo)電層與 光致抗蝕劑層，然后進(jìn)行第一光刻蝕刻工藝(photolithography-etching process, PEP)，以形成柵極電極12以及導(dǎo)線圖案14。接著如圖2所示，在透明基板10表面依序形成絕緣層16、半導(dǎo)體層18、 N+摻雜層20、第二導(dǎo)電層22以及光致抗蝕劑層24。然后如圖3所示，使用 半色調(diào)式光掩模26，進(jìn)行第二光刻工藝。半色調(diào)式光掩模26的半透射區(qū)26a 對應(yīng)于柵極電極12上的預(yù)定溝道圖案處，以圖案化光致抗蝕劑層24。請參考圖4，接著利用圖案化的光致抗蝕劑層24當(dāng)作蝕刻掩模，對透明 基板10依序進(jìn)行濕式蝕刻與干式蝕刻，除去部分半導(dǎo)體層18、 N+摻雜層20以及第二導(dǎo)電層22，以形成半導(dǎo)體島32、源極28與漏極30。如圖5所示， 然后在透明基板10上沉積保護(hù)層34，進(jìn)行第三光刻蝕刻工藝，而在漏極30 上形成設(shè)于保護(hù)層34內(nèi)的接觸洞36。最后，如圖6所示，在透明基板10上 形成透明導(dǎo)電層(transparent conductive layer)，并進(jìn)行第四光刻蝕刻工藝， 除去部分位于半導(dǎo)體島32上方的透明導(dǎo)電層，從而形成像素電極38，其中 像素電極38經(jīng)由接觸洞36而電連接于漏極30。由上述可知，傳統(tǒng)薄膜晶體管工藝在第二光刻蝕刻工藝中使用半色調(diào)式 光掩模，并利用半色調(diào)式光掩模的半透射區(qū)定義出薄膜晶體管的溝道圖案。 由于溝道圖案的尺寸極為精密，因此以半透射區(qū)定義出溝道圖案的半色調(diào)式 光掩模也必須非常精細(xì)，所以其制造成本非常te，為一般光掩模成本的兩倍 左右。此外，在利用半色調(diào)式光掩模進(jìn)行第二光刻蝕刻工藝時， 一旦發(fā)生溝 道圖案的圖案轉(zhuǎn)移瑕疵，則會嚴(yán)重影響薄膜晶體管的電性并且難以修補(bǔ)，進(jìn) 而影響到薄膜晶體管的電性表現(xiàn)。因此，如何以成本較低且可具體實施的工藝來制作薄膜晶體管，仍為業(yè) 界持續(xù)研究的議題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種像素結(jié)構(gòu)的制作方法，其通過重復(fù)使用光掩 模的方法，可減少工藝中的光掩模數(shù)目，降低工藝成本，從而解決傳統(tǒng)方法 中的高工藝成本等問題。本發(fā)明公開一種像素結(jié)構(gòu)的制作方法，首先提供基板，在該基板上形成 柵極與像素電極，接著依序在基板上形成覆蓋于該基板上的介電層以及半導(dǎo) 體層，再圖案化該介電層以及半導(dǎo)體層，以在柵極上形成圖案化介電層與圖 案化半導(dǎo)體層。接著，在基板上形成導(dǎo)電層，然后利用光掩模進(jìn)行第一光刻 工藝以圖案化該導(dǎo)電層，而在半導(dǎo)體層上形成源極與漏極，其中漏極電性連 接于像素電極。之后，在基板上形成保護(hù)層，再利用該光掩模進(jìn)行第二光刻 工藝，以形成圖案化保護(hù)層，該圖案化保護(hù)層覆蓋源極、漏極以及半導(dǎo)體層， 并暴露出部分像素電極。上述制造方法中，該圖案化保護(hù)層可覆蓋該源極與該漏極的側(cè)壁表面。
上述制造方法中，該圖案化保護(hù)層可比該源極或該漏極的邊緣至少寬0.5 微米。上述制造方法中，利用該第二光刻工藝形成該圖案化保護(hù)層的步驟可包 含以下步驟在該保護(hù)層上形成光致抗蝕劑層；利用該光掩模圖案化該光致 抗蝕劑層，其中通過調(diào)整工藝參數(shù)以使得圖案化的該光致抗蝕劑層具有比該 源極與該漏極更寬的圖案；以圖案化的該光致抗蝕劑層為掩模對該保護(hù)層進(jìn) 行蝕刻工藝，以除去未被該光致抗蝕劑層所覆蓋的部分該保護(hù)層；以及除去 剩余的該光致抗蝕劑層。上述制造方法中，該工藝參數(shù)可包含總曝光量、該光致抗蝕劑層的預(yù)烘 烤溫度以及顯影時間。上述制造方法中，該保護(hù)層可包含感光材料，且利用該第二光刻工藝形 成該圖案化保護(hù)層的步驟可包含以下步驟利用該光掩模在該保護(hù)層上定義 出該光掩模的圖案；以及進(jìn)行顯影工藝，以除去該保護(hù)層上不具有該光掩模 的圖案的部分。上述制造方法還可包括使得具有該光掩模圖案的該保護(hù)層部分再流動。 上述制造方法中，在該基板上形成該柵極與該像素電極的步驟可包含以 下步驟在該基板上形成透明導(dǎo)電層；在該透明導(dǎo)電層上形成金屬層；以及 圖案化該透明導(dǎo)電層與該金屬層以形成該柵極與該像素電極，其中該柵極包 括該透明導(dǎo)電層與該金屬層，而該像素電極包括該透明導(dǎo)電層。上述制造方法還可包含在該圖案化半導(dǎo)體層上形成溝道保護(hù)層。 本發(fā)明還公開一種像素結(jié)構(gòu)的制造方法，包含以下步驟提供基板；在 該基板上依序形成透明導(dǎo)電層與金屬層；圖案化該透明導(dǎo)電層與該金屬層， 以形成柵極與像素電極疊層，其中該柵極與該像素電極疊層分別包括該透明 導(dǎo)電層與該金屬層；依序形成覆蓋于該基板上的介電層以及半導(dǎo)體層；圖案 化該介電層以及該半導(dǎo)體層，以在該柵極上形成圖案化介電層以及圖案化半 導(dǎo)體層；形成覆蓋于該基板上的導(dǎo)電層；提供光掩模，并利用該光掩模進(jìn)行 第一光刻工藝以圖案化該導(dǎo)電層與該金屬層，以在該半導(dǎo)體層上形成源極與 漏極并暴露出該像素電極疊層的部分的該透明導(dǎo)電層作為像素電極；在該基 板上形成保護(hù)層；以及利用該光掩模而進(jìn)行第二光刻工藝，以形成圖案化保 護(hù)層，該圖案化保護(hù)層覆蓋該源極、該漏極以及該半導(dǎo)體層，并暴露出部分
該像素電極。上述制造方法中，該圖案化保護(hù)層可覆蓋該源極與該漏極的側(cè)壁表面。 上述制造方法中，該圖案化的保護(hù)層可比該源極或該漏極的邊緣至少寬 約0.5微米。上述制造方法中，利用該第二光刻工藝形成該圖案化保護(hù)層的步驟可包 含以下步驟在該保護(hù)層上形成光致抗蝕劑層；利用該光掩模圖案化該光致 抗蝕劑層，其中通過調(diào)整工藝參數(shù)以使得圖案化的該光致抗蝕劑層具有比該 源極與該漏極更寬的圖案；以圖案化的該光致抗蝕劑層為掩模對該保護(hù)層進(jìn) 行蝕刻工藝，以除去未被該光致抗蝕劑層所覆蓋的該保護(hù)層；以及除去剩余 的該光致抗蝕劑層。上述制造方法中，該保護(hù)層可包含有機(jī)感光材料，且利用該第二光刻工 藝形成該圖案化保護(hù)層的步驟可包含以下步驟利用該光掩模在該保護(hù)層上 定義出該光掩模的圖案；進(jìn)行顯影工藝，以除去該保護(hù)層上不具有該光掩模 的圖案的部分；以及使得具有該光掩模圖案的該保護(hù)層部分再流動。上述制造方法還可包含在該半導(dǎo)體層上形成溝道保護(hù)層。上述制造方法還可包含在該基板上形成電容，其中形成該電容的步驟可 包括以下步驟在圖案化該透明導(dǎo)電層與該金屬層時，在該基板上形成電容 下電極；在圖案化該介電層與該半導(dǎo)體層時，同時在該電容下電極上形成該 圖案化介電層與該圖案化半導(dǎo)體層；以及在圖案化該導(dǎo)電層與該金屬層時， 在該圖案化半導(dǎo)體層上形成由該導(dǎo)電層構(gòu)成的電容上電極。上述制造方法中，該電容下電極可包括該透明導(dǎo)電層與該金屬層。上述制造方法還可包含在該基板上形成電容，其中形成該電容的步驟可 包括以下步驟在圖案化該透明導(dǎo)電層與該金屬層時，在該基板上形成電容 下電極；在圖案化該介電層與該半導(dǎo)體層時，同時在該電容下電極上形成該 圖案化介電層；以及在圖案化該導(dǎo)電層與該金屬層時，同時在該圖案化介電 層上形成由該導(dǎo)電層構(gòu)成的電容上電極。上述制造方法中，該圖案化介電層與該半導(dǎo)體層可經(jīng)由半色調(diào)式光掩模 工藝、灰色調(diào)式光掩模工藝或經(jīng)由曝光能量不同的兩張光掩模制成。上述制造方法還可包含在該基板上形成接墊，其中形成該接墊的步驟可 包括以下步驟在圖案化該透明導(dǎo)電層與該金屬層時，在該基板上形成由該
透明導(dǎo)電層與該金屬層構(gòu)成的接墊疊層；以及在圖案化該導(dǎo)電層與金屬層吋， 暴露出該接墊疊層部分中的該透明導(dǎo)電層，以作為該接墊。本發(fā)明還公開一種像素結(jié)構(gòu)，其包含基板、設(shè)置于該基板上的柵極與像 素電極、設(shè)置于柵極上的圖案化介電層與圖案化半導(dǎo)體層、分別設(shè)置于圖案 化半導(dǎo)體層的兩側(cè)的源極與漏極以及設(shè)置于源極、漏極、半導(dǎo)體層上的保護(hù) 層，且保護(hù)層完全覆蓋源極與漏極的側(cè)壁表面，并暴露出部分的像素電極。上述像素結(jié)構(gòu)中，該保護(hù)層可比該源極或該漏極至少寬0.5微米。上述像素結(jié)構(gòu)中，該漏極可覆蓋于部分該像素電極的表面。 上述像素結(jié)構(gòu)中，該柵極可包含透明導(dǎo)電層以及位于該透明導(dǎo)電層上的 金屬層。上述像素結(jié)構(gòu)還可包含溝道保護(hù)層，設(shè)置于該半導(dǎo)體層之上。 由于本發(fā)明使用同一光掩模進(jìn)行第一與第二光刻工藝，以分別定義出源 極/漏極結(jié)構(gòu)以及保護(hù)層的圖案，因此可以減少工藝所使用的光掩模數(shù)量，降 低成本。此外，根據(jù)本發(fā)明方法所制作出的像素結(jié)構(gòu)，其保護(hù)層會完全覆蓋 于源極/漏極的側(cè)壁表面，可保護(hù)源極/漏極避免在后續(xù)組裝或操作時因暴露 而產(chǎn)生的損害，可以有效提高像素結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與操作性能。


圖1至圖6為傳統(tǒng)使用四張光掩模制作薄膜晶體管的工藝示意圖。 圖7至圖12為本發(fā)明像素結(jié)構(gòu)制作方法的第一實施例的工藝示意圖。 圖13至圖14為本發(fā)明像素結(jié)構(gòu)制作方法的第二實施例的工藝示意圖。 圖15至圖17為本發(fā)明像素結(jié)構(gòu)制作方法的第三實施例的工藝示意圖。 其中，附圖標(biāo)記說朋如下10透明基板12柵極電極14導(dǎo)線圖案16絕緣層18半導(dǎo)體層20N+摻雜層22第二導(dǎo)電層24光致抗蝕劑層26半色調(diào)式光掩模26a半透射區(qū)28源極30漏極32半導(dǎo)體島34保護(hù)層
36接觸洞38像素電極50 透明基板52透明導(dǎo)電層54金屬層56柵極58像素電極60接墊62 掃描線64介電層66半導(dǎo)體層68光致抗蝕劑層70源極72漏極74保護(hù)層100透明基板102像素電極104金屬層106絕緣層108半導(dǎo)體層112氮氧化硅層114 N+摻雜層116金屬層118有機(jī)保護(hù)層120源極/漏極200基板202透明導(dǎo)電層204金屬層206柵極208、 208'像素電極210電容下電極212、 212'接墊214圖案化介電層216圖案化半導(dǎo)體層218圖案化N+摻雜層220半導(dǎo)體島222電容介電層224光掩模226導(dǎo)電層228光致抗蝕劑層230源極/漏極圖案232電容圖案234源極236漏極237薄膜晶體管238電容上電極240保護(hù)層242光致抗蝕劑層244保護(hù)層圖案246電容248像素結(jié)構(gòu)250半色調(diào)式光掩模250a不透光區(qū)250b 半透射區(qū)300透明基板302柵極304像素電極306電容下電極308接墊310透明導(dǎo)電層312金屬層316半導(dǎo)體層 318a不透光區(qū) 320溝道保護(hù)層 324光致抗蝕劑層 326a源極/漏極圖案 328源極/漏極 332有機(jī)保護(hù)層314介電層318半色調(diào)式光掩模318b 半透射區(qū)322導(dǎo)電層 326光掩模326b電容圖案 330電容上電極 334像素結(jié)構(gòu)具體實施方式
請參考圖7至圖12。圖7至圖12為本發(fā)明像素結(jié)構(gòu)的制作方法的工藝 示意圖。請參考圖7，首先提供基板200，其可為玻璃、石英或包含其他材料 的透明基板。然后在基板200上依序形成透明導(dǎo)電層202與金屬層204。接 著，進(jìn)行光刻蝕刻工藝從而圖案化透明導(dǎo)電層202與金屬層204，以形成像 素區(qū)域薄膜晶體管的柵極206、像素電極208疊層、電容下電極210以及周 邊電路區(qū)的接墊212疊層。在本發(fā)明的其他實施例中，柵極206與像素電極 208疊層或接墊212疊層也可分開制作，例如先形成金屬層204，加以圖案化 從而形成柵極206，然后再沉積透明導(dǎo)電層202，進(jìn)行光刻蝕刻工藝從而形成 像素電極208。請參考圖8，在基板200上沉積介電層、半導(dǎo)體層與N+摻雜層，其中該 半導(dǎo)體層可包含非晶硅層。然后進(jìn)行另一光刻蝕刻工藝，從而形成圖案化介 電層214、圖案化半導(dǎo)體層216與圖案化N+摻雜層218，以定義出半導(dǎo)體島 220的圖案，其中圖案化介電層214覆蓋住柵極206的表面，并在電容下電 極210上形成電容介電層222。接著，如圖9所示，在基板200上全面沉積低阻值的導(dǎo)電層226與光致 抗蝕劑層228。導(dǎo)電層226可包含金屬材料，而光致抗蝕劑層228可包含無 機(jī)感光材料。然后利用光掩模224來進(jìn)行第一光刻工藝，以圖案化光致抗蝕 劑層228，其中光掩模224包含源極/漏極圖案230與電容圖案232。之后， 以圖案化的光致抗蝕劑層228當(dāng)作蝕刻掩模，對導(dǎo)電層226與N"摻雜層218 進(jìn)行蝕刻工藝從而形成源極234、漏極236以及電容上電極238，以制作出薄
膜晶體管237與電容246，并暴露出部分半導(dǎo)體層216以當(dāng)作薄膜晶體管237 的溝道。源極234與漏極236設(shè)置于圖案化半導(dǎo)體層216的兩側(cè)。此外，在 此蝕刻工藝中還同時除去像素電極208疊層與接墊212疊層的部分金屬層 204，暴露出部分透明導(dǎo)電層202而分別作為像素電極208'與接墊212'，且漏 極236電性連接于像素電極208'。請參考圖IO，除去剩下的圖案化光致抗蝕劑層228，在基板200上形成 保護(hù)層240，保護(hù)層240可包含氮化硅或氧化硅等無機(jī)材料。接著，如圖ll 所示，利用光掩模224進(jìn)行第二光刻工藝，以圖案化保護(hù)層240。進(jìn)行第二 光刻工藝的方法是先在基板200上沉積光致抗蝕劑層242，再將光掩模224 的圖案光刻至光致抗蝕劑層242上，經(jīng)顯影后，圖案化的光致抗蝕劑層242 具有保護(hù)層圖案244。然而，保護(hù)層圖案244必須稍大于下方的電性元件， 如源極234、漏極236或電容上電極238等電性元件，以提供保護(hù)，而用來 圖案化光致抗蝕劑層242的又是包含源極/漏極圖案230與電容圖案232的同 一個光掩模224，因此在第二光刻工藝時，必須通過調(diào)整工藝參數(shù)以使得定 義于光致抗蝕劑層242上的保護(hù)層圖案244稍大或較寬于源極234、漏極236 與電容上電極238。上述工藝參數(shù)包括總曝光量(exposure dose tuning)、光 致抗蝕劑層242的預(yù)烘烤溫度以及顯影時間。舉例而言，在光刻工藝中，若 總曝光量越大，則光致抗蝕劑層242上形成的圖案線寬就會越小；若預(yù)烘烤 溫度較低，則光致抗蝕劑層242上曝出的線寬也較小；而若顯影時間較短， 則會使得圖案化的光致抗蝕劑層242具有較大的線寬。因此，通過調(diào)整工藝 參數(shù)條件，顯影后的光致抗蝕劑層242所具有的保護(hù)層圖案244就比源極 234、漏極236與電容上電極238更寬，如圖11所示。此外，加寬圖案化的 光致抗蝕劑層242的步驟也可利用再流動(reflow)方法來達(dá)成。接著，請參考圖12，以圖案化的光致抗蝕劑層242當(dāng)作蝕刻掩模，進(jìn)行 蝕刻工藝，除去未被光致抗蝕劑層242所覆蓋的部分保護(hù)層240，并暴露出 部分像素電極208'。之后，除去剩下的光致抗蝕劑層242，便完成本發(fā)明像 素結(jié)構(gòu)248的制作。圖案化的保護(hù)層240完全覆蓋住薄膜晶體管元件，例如 覆蓋住源極234、漏極236的側(cè)壁表面，且比源極234、漏極236的邊緣至少 寬約0.5微米，如圖中寬度差距w所示。然而，在其他實施例中，也可使得 具有光掩模圖案的保護(hù)層240再流動從而增加其圖案寬度。 請參考圖13和圖14。圖13和圖14為本發(fā)明像素結(jié)構(gòu)制作方法的第二 實施例的工藝示意圖，為便于說明，本實施例中大部分的元件沿用圖7至圖 12的元件符號。圖13為接續(xù)圖7后的工藝，在制作完柵極206、像素電極 208疊層、電容下電極210以及接墊212疊層之后，依序在基板200上沉積 介電層214、半導(dǎo)體層216及N+摻雜層218。接著，提供用來定義半導(dǎo)體島 與電容介電層圖案的半色調(diào)式光掩模250或灰色調(diào)式光掩模(圖中未示)。 半色調(diào)式光掩模250包含不透光區(qū)250a與半透射區(qū)250b，其中不透光區(qū)250a 用來定義半導(dǎo)體島，而半透射區(qū)250b對應(yīng)于電容介電層的圖案。使用半色調(diào) 式光掩模250進(jìn)行光刻工藝蝕刻工藝，以圖案化介電層214、半導(dǎo)體層216 與N+摻雜層218，在介電層214上方形成半導(dǎo)體島220，同時暴露出電容下 電極210上方的介電層214從而形成電容介電層222。在本發(fā)明的其他實施 例中，圖案化介電層214、半導(dǎo)體層216及N+摻雜層218的步驟也可經(jīng)由曝 光能量不同的兩張光掩模來進(jìn)行。接著，以類似第一實施例圖IO至圖12的方法，經(jīng)由數(shù)道沉積工藝，并 利用光掩模224與第一、第二光刻工藝，在半導(dǎo)體島220上制作源極234、 漏極236與電容上電極238以及覆蓋于薄膜晶體管237與電容246上的保護(hù) 層240，如圖14所示，以完成本發(fā)明第二實施例的像素結(jié)構(gòu)248。在本發(fā)明的其他實施例中，還可利用有機(jī)感光材料來取代前述實施例中 所使用的無機(jī)保護(hù)層材料，以省略第二光刻工藝中制作光致抗蝕劑層的步驟。 請參考圖15至圖17，圖15至圖17為本發(fā)明像素結(jié)構(gòu)制作方法的第三實施 例的工藝示意圖。首先，如圖15所示，在透明基板300上制作薄膜晶體管的 柵極302、像素電極304疊層、電容下電極306以及接墊308，它們均為由透 明導(dǎo)電層310與金屬層312構(gòu)成的疊層結(jié)構(gòu)。然后，依序在透明基板300上 形成第一介電層314、半導(dǎo)體層316及第二介電層，其中第一介電層314與 第二介電層可包含氮化硅、氮氧化硅或氧化硅等材料。接著使用半色調(diào)式光 掩模318或灰色調(diào)式光掩模(圖中未示)進(jìn)行光刻蝕刻工藝，以圖案化第一 介電層314、半導(dǎo)體層316與該第二介電層，使得半導(dǎo)體層316在柵極302 上形成半導(dǎo)體島，第一介電層314則形成薄膜晶體管中的柵極絕緣層與電容 介電層，而剩下的第二介電層則覆蓋于薄膜晶體管的溝道區(qū)域，當(dāng)作溝道保 護(hù)層320。如圖15所示，半色調(diào)式光掩模318具有不透光區(qū)318a與半透射
區(qū)318b，分別對應(yīng)于溝道保護(hù)層320和圖案化的半導(dǎo)體層316。接著，請參考圖16，依次在透明基板300上形成包含金屬材料的導(dǎo)電層 322與包含無機(jī)感光材料的光致抗蝕劑層324。使用包含源極/漏極圖案326a 與電容圖案326b的光掩模326進(jìn)行第一光刻工藝，以圖案化光致抗蝕劑層 324，并利用圖案化的光致抗蝕劑層324當(dāng)作掩模，蝕刻未被光致抗蝕劑層 324覆蓋的部分導(dǎo)電層322與其下方的金屬層312，以形成源極/漏極328與 電容上電極330，同時除去像素電極304疊層與接墊308疊層中的部分金屬 層312。最后，如圖17所示，除去圖案化光致抗蝕劑層324，再在透明基板300 上沉積具有感光性的有機(jī)保護(hù)層332，使用光掩模326進(jìn)行第二光刻工藝以 圖案化有機(jī)保護(hù)層332。由于有機(jī)保護(hù)層332本身即具有感光性質(zhì)，因此不 需在其上方另行制作光致抗蝕劑層，可直接對有機(jī)保護(hù)層332曝光而通過曝 光將光掩模326的圖案光刻至有機(jī)保護(hù)層332上，經(jīng)顯影后使得有機(jī)保護(hù)層 332圖案化，除去有機(jī)保護(hù)層332上不具有光掩模326的源極/漏極圖案326a 和電容圖案326b的部分。在第二光刻工藝中，可經(jīng)由調(diào)整總曝光量、曝光吋 間等工藝參數(shù)條件而使得圖案化的有機(jī)保護(hù)層332的圖案比源極/漏極328與 電容上電極330的圖案更寬，例如至少寬約0.5微米，以使有機(jī)保護(hù)層332 覆蓋于源極/漏極328的側(cè)壁表面。或者，也可在顯影后，使得具有光掩模 236的圖案的有機(jī)保護(hù)層332部分再流動(reflow)，從而加寬有機(jī)保護(hù)層 332的圖案，以完成本發(fā)明第三實施例的像素結(jié)構(gòu)334的制作。由于本發(fā)明使用同一光掩模來進(jìn)行第一與第二光刻工藝，以分別定義出 源極/柵極、電容以及保護(hù)層的圖案，因此可以節(jié)省整體工藝中的光掩?？倲?shù) 量。此外，在前述本發(fā)明的第一實施例工藝中，不需要使用半色調(diào)式光掩模 或灰色調(diào)式光掩模，因此還能降低光掩模的制作成本。此外，在第二光刻工 藝中所定義出的保護(hù)層會完整地覆蓋源極/漏極與電容等電子元件，因此可以 提升像素結(jié)構(gòu)的操作性能。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的工藝只需使用三張光 掩模來進(jìn)行像素結(jié)構(gòu)的制作，因此能降低整體工藝的機(jī)臺使用數(shù)量，節(jié)省材 料與硬件設(shè)備，又可減少如半色調(diào)式光掩模等精細(xì)設(shè)備的使用，故能有效提 高產(chǎn)能與產(chǎn)品品質(zhì)，進(jìn)而降低整體工藝成本。雖然本發(fā)明已通過實施例公開如上，然而所公開內(nèi)容并非用以限定本發(fā)明，任何本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍 內(nèi)，應(yīng)可作各種更動與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種像素結(jié)構(gòu)的制造方法，包含以下步驟提供基板；在該基板上形成柵極與像素電極；依序形成覆蓋于該基板上的介電層以及半導(dǎo)體層；圖案化該介電層以及該半導(dǎo)體層，以在該柵極上形成圖案化介電層以及圖案化半導(dǎo)體層；在該基板上形成導(dǎo)電層；提供光掩模，并利用該光掩模進(jìn)行第一光刻工藝以圖案化該導(dǎo)電層，而在該圖案化半導(dǎo)體層上形成源極與漏極，其中該漏極電性連接于該像素電極；在該基板上形成保護(hù)層；以及利用該光掩模進(jìn)行第二光刻工藝，以形成圖案化保護(hù)層，該圖案化保護(hù)層覆蓋該源極、該漏極以及該半導(dǎo)體層，并暴露出部分該像素電極。
2. 如權(quán)利要求1所述的制造方法，其中該圖案化保護(hù)層覆蓋該源極與該 漏極的側(cè)壁表面。
3. 如權(quán)利要求1所述的制造方法，其中該圖案化保護(hù)層比該源極或該漏 極的邊緣至少寬0.5微米。
4. 如權(quán)利要求1所述的制造方法，其中利用該第二光刻工藝形成該圖案 化保護(hù)層的步驟包含以下步驟在該保護(hù)層上形成光致抗蝕劑層；利用該光掩模圖案化該光致抗蝕劑層，其中通過調(diào)整工藝參數(shù)以使得圖 案化的該光致抗蝕劑層具有比該源極與該漏極更寬的圖案；以圖案化的該光致抗蝕劑層為掩模對該保護(hù)層進(jìn)行蝕刻工藝，以除去未 被該光致抗蝕劑層所覆蓋的部分該保護(hù)層；以及除去剩余的該光致抗蝕劑層。
5. 如權(quán)利要求4所述的制造方法，其中該工藝參數(shù)包含總曝光量、該光 致抗蝕劑層的預(yù)烘烤溫度以及顯影時間。
6. 如權(quán)利要求1所述的制造方法，其中該保護(hù)層包含感光材料，且利用 該第二光刻工藝形成該圖案化保護(hù)層的步驟包含以下步驟 利用該光掩模在該保護(hù)層上定義出該光掩模的圖案；以及 進(jìn)行顯影工藝，以除去該保護(hù)層上不具有該光掩模的圖案的部分。
7. 如權(quán)利要求6所述的制造方法，還包括使得具有該光掩模圖案的該保護(hù)層部分再流動。
8. 如權(quán)利要求1所述的制造方法，其中在該基板上形成該柵極與該像素 電極的步驟包含以下步驟在該基板上形成透明導(dǎo)電層； 在該透明導(dǎo)電層上形成金屬層；以及圖案化該透明導(dǎo)電層與該金屬層以形成該柵極與該像素電極，其中該柵 極包括該透明導(dǎo)電層與該金屬層，而該像素電極包括該透明導(dǎo)電層。
9. 如權(quán)利要求1所述的制造方法，還包含在該圖案化半導(dǎo)體層上形成溝 道保護(hù)層。
10. —種像素結(jié)構(gòu)的制造方法，包含以下步驟提供基板；在該基板上依序形成透明導(dǎo)電層與金屬層；圖案化該透明導(dǎo)電層與該金屬層，以形成柵極與像素電極疊層，其中該 柵極與該像素電極疊層分別包括該透明導(dǎo)電層與該金屬層； 依序形成覆蓋于該基板上的介電層以及半導(dǎo)體層；圖案化該介電層以及該半導(dǎo)體層，以在該柵極上形成圖案化介電層以及 圖案化半導(dǎo)體層；形成覆蓋于該基板上的導(dǎo)電層；提供光掩模，并利用該光掩模進(jìn)行第一光刻工藝以圖案化該導(dǎo)電層與該 金屬層，以在該半導(dǎo)體層上形成源極與漏極并暴露出該像素電極疊層的部分 的該透明導(dǎo)電層作為像素電極；在該基板上形成保護(hù)層；以及利用該光掩模而進(jìn)行第二光刻工藝，以形成圖案化保護(hù)層，該圖案化保 護(hù)層覆蓋該源極、該漏極以及該半導(dǎo)體層，并暴露出部分該像素電極。
11. 如權(quán)利要求IO所述的制造方法，其中該圖案化保護(hù)層覆蓋該源極與 該漏極的側(cè)壁表面。
12. 如權(quán)利要求IO所述的制造方法，其中該圖案化的保護(hù)層比該源極或 該漏極的邊緣至少寬約0.5微米。
13. 如權(quán)利要求IO所述的制造方法，其中利用該第二光刻工藝形成該圖 案化保護(hù)層的步驟包含以下步驟在該保護(hù)層上形成光致抗蝕劑層；利用該光掩模圖案化該光致抗蝕劑層，其中通過調(diào)整工藝參數(shù)以使得圖案化的該光致抗蝕劑層具有比該源極與該漏極更寬的圖案；以圖案化的該光致抗蝕劑層為掩模對該保護(hù)層進(jìn)行蝕刻工藝，以除去未被該光致抗蝕劑層所覆蓋的該保護(hù)層；以及 除去剩余的該光致抗蝕劑層。
14. 如權(quán)利要求IO所述的制造方法，其中該保護(hù)層包含有機(jī)感光材料， 且利用該第二光刻工藝形成該圖案化保護(hù)層的步驟包含以下步驟利用該光掩模在該保護(hù)層上定義出該光掩模的圖案； 進(jìn)行顯影工藝，以除去該保護(hù)層上不具有該光掩模的圖案的部分；以及 使得具有該光掩模圖案的該保護(hù)層部分再流動。
15. 如權(quán)利要求IO所述的制造方法，還包含在該半導(dǎo)體層上形成溝道保 護(hù)層。
16. 如權(quán)利要求IO所述的制造方法，還包含在該基板上形成鬼容，其中 形成該電容的步驟包括以下步驟在圖案化該透明導(dǎo)電層與該金屬層時，在該基板上形成電容下電極；.在圖案化該介電層與該半導(dǎo)體層時，同時在該電容下電極上形成該圖案 化介電層與該圖案化半導(dǎo)體層；以及在圖案化該導(dǎo)電層與該金屬層時，在該圖案化半導(dǎo)體層上形成由該導(dǎo)電 層構(gòu)成的電容上電極。
17. 如權(quán)利要求16所述的制造方法，其中該電容下電極包括該透明導(dǎo)電 層與該金屬層。
18. 如權(quán)利要求IO所述的制造方法，還包含在該基板上形成電容，其中 形成該電容的步驟包括以下步驟在圖案化該透明導(dǎo)電層與該金屬層時，在該基板上形成電容下電極； 在圖案化該介電層與該半導(dǎo)體層時，同時在該電容下電極上形成該圖案 化介電層；以及在圖案化該導(dǎo)電層與該金屬層時，同時在該圖案化介電層上形成由該導(dǎo) 電層構(gòu)成的電容上電極。
19. 如權(quán)利要求18所述的制造方法，其中該圖案化介電層與該半導(dǎo)體層 是經(jīng)由半色調(diào)式光掩模工藝、灰色調(diào)式光掩模工藝或經(jīng)由曝光能量不同的兩 張光掩模制成的。
20. 如權(quán)利要求10所述的制造方法，還包含在該基板上形成接墊，其中 形成該接墊的步驟包括以下步驟在圖案化該透明導(dǎo)電層與該金屬層時，在該基板上形成由該透明導(dǎo)電層 與該金屬層構(gòu)成的接墊疊層；以及在圖案化該導(dǎo)電層與金屬層時，暴露出該接墊疊層部分中的該透明導(dǎo)電 層，以作為該接墊。
21. —種像素結(jié)構(gòu)，包含-基板；柵極以及像素電極，設(shè)置于該基板上； 圖案化介電層以及圖案化半導(dǎo)體層，設(shè)置于該柵極上； 源極與漏極，分別設(shè)置于該圖案化半導(dǎo)體層的兩側(cè)；以及 保護(hù)層，設(shè)置于該源極、該漏極、該半導(dǎo)體層上，且該保護(hù)層完全覆蓋 該源極與該漏極的側(cè)壁表面，并暴露出部分的該像素電極。
22. 如權(quán)利要求21所述的像素結(jié)構(gòu)，其中該保護(hù)層比該源極或該漏極至 少寬0.5微米。
23. 如權(quán)利要求21所述的像素結(jié)構(gòu)，其中該漏極覆蓋于部分該像素電極 的表面。
24. 如權(quán)利要求21所述的像素結(jié)構(gòu)，其中該柵極包含透明導(dǎo)電層以及位 于該透明導(dǎo)電層上的金屬層。
25. 如權(quán)利要求21所述的像素結(jié)構(gòu)，還包含溝道保護(hù)層，設(shè)置于該半 導(dǎo)體層之上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種像素結(jié)構(gòu)及其制作方法，該方法包括提供基板；在基板上形成柵極與像素電極；依序在基板上形成覆蓋于該基板上的介電層以及半導(dǎo)體層；圖案化介電層以及半導(dǎo)體層，以在柵極上形成圖案化介電層與圖案化半導(dǎo)體層；在基板上形成導(dǎo)電層；利用光掩模進(jìn)行第一光刻工藝以圖案化導(dǎo)電層，而在半導(dǎo)體層上形成源極與漏極，其中漏極電性連接于像素電極；在基板上形成保護(hù)層；利用該光掩模進(jìn)行第二光刻工藝，以形成圖案化保護(hù)層，該圖案化保護(hù)層覆蓋源極、漏極以及半導(dǎo)體層，并暴露出部分像素電極。本發(fā)明使用同一光掩模進(jìn)行兩次光刻工藝，分別定義出源極/漏極以及保護(hù)層的圖案，因此可減少光掩模數(shù)量、有效提高產(chǎn)能與產(chǎn)品品質(zhì)并降低工藝成本。
文檔編號H01L21/84GK101150093SQ20071018638
公開日2008年3月26日 申請日期2007年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月14日
發(fā)明者林漢涂, 詹勛昌 申請人:友達(dá)光電股份有限公司