CN100338522C - 液晶显示装置的像素电极的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明在制作像素电极的制程中，于沉积半导体层的步骤时，就在其一局部区域产生一接触洞，以于焊垫上方附近区域形成一具有接触洞的半导体层，并且在此接触洞处形成保护层与透光绝缘层。本发明是利用透光绝缘层来取代一部份原先使用的半导体层，由于透光绝缘层在蚀刻后其侧壁会形成较平缓的斜面，可使得后续沉积的像素电极，能完全覆盖住坡度平缓的斜面而不会造成断线。如此，像素电极便可顺利连接焊垫与测试电路，而不会产生断线的问题。

Description

液晶显示装置的像素电极的制造方法

技术领域

本发明是有关于一种薄膜晶体管液晶显示器的制造方法，特别是关于一种可解决ITO断线问题的像素电极的制造方法。

背景技术

为了提高薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)的画质，超高开口率(Ultra High Aperture ratio，UHA)技术是液晶显示器所不可缺少的技术。超高开口率技术的特点是，利用特殊树脂作为总布线和出/入口布线，于各层之间的绝缘膜。该特殊树脂位于像素电极与数据线之间，作为绝缘层，可增加像素电极与数据线之间的距离，以避免像素电极与数据线之间产生干扰(crosstalk)。

图1A至图1G所示为习知制作高像素开口率的薄膜晶体管液晶显示器的像素结构的一连串剖面示意图。习知的制程包括了五道光罩制程。首先，请参照图1A，于一基板10上形成一金属层15。之后，藉由一第一道光罩制程定义此金属层15的图案，以形成扫描线15c、栅极15a与焊垫15b，如图1B所示。焊垫15b用来与驱动晶片或测试电路作连接。接着，于基板10上全面性的形成一绝缘层20，覆盖住扫描线15c、栅极15a与焊垫15b。的后，在绝缘层20上形成一通道层17。

参照图1C，藉由一第二道光罩制程定义此通道层17的图案，以形成在栅极15a上方的一栅极通道17a的位置。此外，在焊垫15b的上方，也同时藉由第二道光罩制程定义此通道层17的图案，以形成一半导体层17b，以作为后续蚀刻制程时，保护其下方绝缘层20不被移除。然后，在基板10上方形成另一金属层19。

之后，参照图1D，藉由一第三道光罩制程定义金属层19的图案，以形成数据线19c与源极/漏极19a/19b。在完成上述步骤之后，所形成的栅极15a、栅极通道17a与源极/漏极19a/19b是构成一薄膜晶体管21。

接着，参照图1E，在基板10的上方全面性的形成一保护层30，覆盖薄膜晶体管21与半导体层17b。之后，于保护层30上形成一透光绝缘层35。然后，藉由一第四道光罩制程定义透光绝缘层35与保护层30的图案，以形成多个接触洞(contact hole)，使后续形成的像素电极40能与漏极19b作电性连接。同时，在焊垫15b上方的透光绝缘层35与保护层30也形成一接触洞，并露出之前沉积的半导体层17b与绝缘层20。

之后，参照图1F，利用一等离子体22，对半导体层17b与绝缘层20进行蚀刻移除，由于在半导体层17b下方的绝缘层20受到半导体层17b的保护，所以当焊垫15b上方未被半导体层17b覆盖的绝缘层20被移除而露出焊垫15b时，半导体层17b此时已被蚀刻剩下约几百埃的厚度或是已完全被移除。因为残留的半导体层17b或是以半导体层17b当作蚀刻保护下的绝缘层20，在其接触洞24的侧壁都会产生几近垂直角度的阶梯形态。所以在最后一道光罩制程时，若以半导体层17b已完全被移除的情况为例，请参考图1G，形成一像素电极40在焊垫15b上以作为电性连接时，由于在有半导体层17b当作蚀刻保护下的绝缘层20，其接触洞24的侧壁坡度较陡峭，像素电极40沉积时并未完全覆盖住接触洞24的侧壁，会有断线的情形产生，而无法作电性测试。

此外，由于焊垫15b大多是以接触到水气就容易会氧化的金属材料所形成，例如铝金属，所以当像素电极40覆盖不完全时，也会造成水气经由此像素电极40覆盖不完全处渗入，而接触到焊垫15b，造成焊垫15b的腐蚀。

综上所述，习知利用半导体层当作为蚀刻保护层的方法，会在其接触洞的侧壁产生几近垂直角度的阶梯形态，进而使得在沉积像素电极时，无法完全覆盖住半导体层的接触洞的侧壁，造成断线的结果，并且也会导致焊垫容易有腐蚀的情形，本发明即针对此一问题，提出一种改良的像素电极的制造方法。

发明内容

鉴于上述的问题，本发明的目的在于提供一种像素电极的制造方法，以解决与焊垫连接的像素电极断线的问题。本发明利用透光绝缘层来取代一部份原先使用的半导体层，由于透光绝缘层在蚀刻后其接触洞的侧壁会形成较平缓的斜面，可使得后续沉积的像素电极，能完全覆盖住坡度平缓的斜面而不会造成断线。

本发明的另一目的，在于提供一种液晶显示装置的像素电极的制造方法，以解决焊垫腐蚀的问题。藉由焊垫及其周围附近区域保持没有半导体层的存在，所以蚀刻制程后不会有较陡峭的阶梯形态产生，当像素电极沉积时将可完全覆盖住焊垫，不会有因覆盖不完全，导致水气侵入，而造成焊垫腐蚀的情形。

根据以上所述的目的，本发明在先前沉积半导体层时，就在其一局部区域产生一接触洞，以于焊垫上方附近区域形成一具有接触洞的半导体层，并且在此接触洞处形成保护层与透光绝缘层。本发明是利用透光绝缘层来取代一部份原先使用的半导体层，由于透光绝缘层在蚀刻后其接触洞的侧壁会形成较平缓的斜面，可使得后续沉积的像素电极，能完全覆盖住坡度平缓的斜面而不会造成断线。因此，像素电极可顺利连接焊垫与测试电路，以进行后续的电性测试。

本发明的方法包含形成一薄膜晶体管及与薄膜晶体管连接的一焊垫于一基板上，其中焊垫与基板上方依序覆盖一绝缘层及一具有接触洞的通道层，形成一保护层覆盖住薄膜晶体管、绝缘层、接触洞及通道层，形成一透光绝缘层于保护层上，并使接触洞的侧壁大体呈一斜面，移除部分通道层与绝缘层，以露出焊垫及形成一透明导电层于焊垫上，其中透明导电层覆盖斜面。

附图说明

图1A至图1G所示为习知一种制作高像素开口率的薄膜晶体管液晶显示器的像素结构的一连串剖面示意图。

图2A至图2H所示为本发明的一较佳实施例，是用来制作薄膜晶体管液晶显示器的像素结构的一连串剖面示意图。

图3为本发明的另一较佳实施例，是为薄膜晶体管液晶显示器的像素结构的剖面示意图。

具体实施方式

图2A至图2H所示为本发明的一较佳实施例，其是用来制作薄膜晶体管液晶显示器的像素结构的一连串剖面示意图。首先参照图2A，提供一基板110，例如是一玻璃基板或透明塑胶基板，接着于基板110上沉积一层厚度约为1000～5000埃的导电层115，其中形成导电层115的方法，例如溅镀法或蒸镀法，而且此导电层115的材质可以是钽、钛、铝、钼、铬以及铝合金等金属导体。之后，藉由一第一道光罩制程定义此导电层115的图案，以形成扫描线115c、栅极115a与焊垫115b，如图2B所示。接着，于基板110上全面性的形成一绝缘层120，覆盖扫描线115c、栅极115a与焊垫115b。其中形成绝缘层120的方法，例如是等离子体化学气相沉积法沉积一氮化硅层或是一氧化硅层或者是一氮氧化硅层。之后，在绝缘层120上形成一通道层117，其中形成通道层117的方法，例如是等离子体化学气相沉积法。

接着，参照图2C，藉由一第二道光罩制程定义此通道层117的图案，以形成在栅极115a上方的一栅极通道117a的位置。此外，在焊垫115b上方，也同时藉由第二道光罩制程定义此通道层117的图案，以形成一具有接触洞118的半导体层117b，以作为后续蚀刻制程时，保护其下方的绝缘层120不被移除。其中，通道层的材质例如是非晶硅(a-Si)。然后，在基板110上方形成另一导电层119，其中导电层119的材质例如是钽、钛、铝、钼、铬以及铝合金等金属导体。

之后，参照图2D，藉由一第三道光罩制程定义导电层119的图案，以形成数据线119c与源极/漏极119a/119b。在完成上述步骤之后，所形成的栅极115a、栅极通道117与源极/漏极119a/119b是构成一薄膜晶体管121。

接着，参照图2E，在基板110的上方全面性的形成一保护层130，覆盖薄膜晶体管121与半导体层117b，而形成保护层130的方法，例如是以等离子体化学气相沉积的方式沉积一氮化硅层。之后，于保护层130上形成一透光绝缘层135。其中形成透光绝缘层135的方法，例如是以旋转涂布(SPIN-COATING)的方式沉积一有机层，此有机层例如为介电常数为5以下的低介电材料，其材质例如是丙烯酸酯、2-乙氧乙基乙酯或是苯环丁烯，然不限于此。此有机层不限定于介电常数为5以下的低介电材料，也就是说介电常数大于或等于5的介电材料也可以使用。

然后，藉由一第四道光罩制程定义透光绝缘层135与保护层130的图案，以形成多个接触洞，使后续形成的像素电极能与漏极119b作电性连接。同时，在焊垫115b上方的透光绝缘层135与保护层130也形成一接触洞123，并露出之前沉积的半导体层117b与绝缘层120。

接着，参照图2F，利用一移除方法，例如是使用一等离子体122，对半导体层117b与绝缘层120进行蚀刻移除。由于在半导体层117b下方的绝缘层120受到半导体层117b的保护，所以当焊垫115b上方未被半导体层117b覆盖的绝缘层120被移除而露出焊垫115b时，半导体层117b此时才刚好被完全移除，或是蚀刻剩下约几百埃的厚度。

在本实施例中，只选择半导体层117b完全被移除的状况为例，然不限于此。由于蚀刻半导体层117b时会在其接触洞的侧壁125产生接近垂直角度的阶梯形态，对后续沉积的像素电极会有断线的情形，所以本发明便在先前沉积半导体层117b时，就在其一局部区域产生一接触洞118，以于焊垫115b上方区域形成一具有接触洞118的半导体层117b，并且在此接触洞118形成保护层130与透光绝缘层135，如图2E所示。由于透光绝缘层135在蚀刻后其接触洞的侧壁124可大体呈一斜面，所以不会有类似蚀刻半导体层117b时会在其接触洞的侧壁125产生接近垂直角度的阶梯形态的问题。

然后，参照图2G，全面性的形成一像素电极层140，覆盖透光绝缘层135、保护层130、绝缘层120、焊垫115b及基材110。其中形成像素电极层140的方法，例如是溅镀法，而且此像素电极层的材质可以是铟锡氧化物或是铟锌氧化物。

最后，请参考图2H。藉由一第五道光罩制程定义像素电极层140的图案，以形成一像素电极140a在漏极119b上及形成一像素电极140b在焊垫115b上以作为电性连接。其中在有半导体层117b当作蚀刻保护的那一侧，由于其接触洞侧壁125的坡度较陡，像素电极140b覆盖时依然会有断线的情形。但是，在保护层130与透光绝缘层135的这一侧，由于蚀刻后的接触洞侧壁124的坡度较平缓，像素电极140b可以完全沿着保护层130与透光绝缘层135的那一侧的斜面覆盖，而不会有断线的情形。因此，像素电极140b可顺利连接焊垫115b与测试电路(未示于图)，以进行后续的电性测试。

参照图3，为根据本发明的另一实施例，是为薄膜晶体管液晶显示器的像素结构的剖面示意图。与图2H所示结构不同之处，在于为了避免后续沉积的像素电极140b因覆盖不完全，会有水气侵入腐蚀焊垫115b的问题，于是在先前沉积具有接触洞118的半导体层117b时，除了在其一局部区域产生一接触洞118，在此接触洞118处形成保护层130与透光绝缘层135外，并且使具有接触洞118的半导体层117a没有覆盖在焊垫115b及距离其周围约几千埃的基板110上方的绝缘层120上，而是覆盖在焊垫115b周围约几千埃的距离以外的基板110上方的绝缘层120上。由于焊垫115b及距离其周围约几千埃的基板110上方的绝缘层120因为未被半导体层117b覆盖，所以蚀刻后将可完全露出焊垫115b与距离其周围约几千埃的基材110。当在形成像素电极140b时，将可把焊垫115b与距离其周围约几千埃的基材110完全覆盖住，而不会有因像素电极140b覆盖不良，导致水气侵入而腐蚀焊垫115b的情形产生。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的权利要求范围；凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在权利要求范围内。

Claims (5)

1.一种制造液晶显示装置的像素电极的方法，其特征在于，包含：

形成一薄膜晶体管及与该薄膜晶体管连接的一焊垫在一基板上，该焊垫上方依次覆盖有一绝缘层与一通道层，并同时在该焊垫上方的该通道层形成一接触洞；

形成一保护层覆盖住该薄膜晶体管，及该接触洞；

形成一透光绝缘层于该保护层上，并覆盖该接触洞；

移除该接触洞上的该透光绝缘层与该保护层，以及底下的该绝缘层，以露出该焊垫，并且使该接触洞的侧壁大体呈一斜面；及

形成一透明导电层于该焊垫上，其中该透明导电层覆盖住该接触洞的侧壁。

2.如权利要求1所述的制造液晶显示装置的像素电极的方法，其中该形成透光绝缘层的步骤包含：

移除部分该透光绝缘层与该保护层，以露出该薄膜晶体管的漏极，以及该焊垫上方的通道层与绝缘层。

3.如权利要求2所述的制造液晶显示装置的像素电极的方法，更包含步骤：

移除部份该透光绝缘层与该保护层，以露出该焊垫的周围一预定距离以外，该基板上方的通道层与绝缘层。

4.如权利要求3所述的制造液晶显示装置的像素电极的方法，更包含步骤：

移除该焊垫的周围该距离以外，该基板上方的该通道层与该绝缘层，以露出该焊垫。

5.如权利要求3所述的制造液晶显示装置的像素电极的方法，其中该预定距离为数千埃。

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