CN100382253C - 焊垫结构及其制作方法 - Google Patents

Abstract

一种制作于液晶显示器底材边缘区域上的焊垫结构(bonding pad)，此焊垫结构至少包含复数个焊垫与介电区块。焊垫位于底材边缘区域的部分上表面，是在制作栅极于底材像素区域的部分上表面的步骤中同时形成。介电区块位于焊垫间的底材边缘区域部分上表面，并遮蔽焊垫的侧壁，其中介电区块是在形成层间介电层以覆盖栅极的步骤中同时形成。

Description

焊垫结构及其制作方法

技术领域

本发明是概括关于一种焊垫结构，特别是关于一种制作于液晶显示器底材边缘区域上的焊垫结构及其制作方法。

背景技术

玻璃覆晶封装(Chip On Glass，以下简称COG)是利用覆晶(flipChiP)技术，将长有金属凸块的IC晶片，以异向性导电膜(anisotropicconductive film；ACF)为中间介面，接合在液晶显示器焊垫上的铟锡氧化物(indium tin oxide；ITO)上表面。

请参照图1，显示习知技术中的液晶显示器结构部分截面图。如图所示，矽层14是配置于一玻璃底材12像素区域A的部分上表面，其中在此矽层14的两端区域个别具有一源极掺杂区14s与一漏极掺杂区14d，通道区14c则包夹于源极掺杂区14s与漏极掺杂区14d间。栅极氧化层16，是形成于玻璃底材12上表面，并覆盖矽层14。栅极18位于通道区14c正上方的栅极氧化层16上表面。上述的栅极18、栅极氧化层16以及矽层14构成一薄膜电晶体。

层间介电层20是形成于玻璃底材12上，并覆盖上述薄膜电晶体。复数个第一接触开口21，是制作于部分层间介电层20与栅极氧化层16中，用以曝露出源极掺杂区14s与漏极掺杂区14d的上表面。复数个内连线结构22与焊垫23，是同时个别形成于玻璃底材12像素区域A与边缘区域B上的部分层间介电层20上表面。其中，内连线结构22可由第一接触开口21而与源极掺杂区14s、漏极掺杂区14d产生电性连结，焊垫23则于后续制程时，供以COG的金属凸块焊接用。

防护层24，是形成于层间介电层20上表面，并覆盖内连线结构22与焊垫23。一第二接触开口25与复数个焊接开口31，是同时个别制作于玻璃底材12像素区域A与边缘区域B上的部分防护层24中。其中，第二接触开口25是用以裸露出与源极掺杂区14s电性连结的内连线结构22部分上表面，焊接开口31则用以裸露出焊垫23的上表面。平坦层28，是形成于玻璃底材12像素区域A上的防护层24上表面，并填充于第二接触开口25中。

一第三接触开口30，是制作于平坦层28中。如图所示，第三接触开口30位于第二接触开口25中，以裸露出第二接触开口25的部分底面，第二接触开口25的侧壁并被平坦层28完全遮覆。

接着，请参照图2。一像素电极层32，是形成于玻璃底材12像素区域A上的平坦层28上表面、第三接触开口30表面，以及玻璃底材12面边缘区域B上的焊垫23上表面。

图3至图5揭露制作上述液晶显示器结构的步骤。首先，如图3所示，形成一矽层14于一玻璃底材12像素区域A的部分上表面。接着，对此矽层14的两端区域进行离子掺杂程序，以个别形成源极掺杂区14s与漏极掺杂区14d于其中。进行化学气相沈积法(chemical vapor deposition；CVD)，而形成栅极氧化层16于玻璃底材12上表面，并覆盖矽层14。随后，形成一栅极18于源极掺杂区14s与漏极掺杂区14d之间矽层区域14c正上方的栅极氧化层16上表面。上述的栅极18、栅极氧化层16以及矽层14构成一薄膜电晶体。

请参照图4，形成一层间介电层20于玻璃底材12上，并覆盖上述薄膜电晶体。接着，进行微影蚀刻程序，以形成复数个第一接触开口21于玻璃底材12像素区域A上的部分层间介电层20与栅极氧化层16中，并曝露出源极掺杂区14s与漏极掺杂区14d的部分上表面。随后，形成一导电层于层间介电层20上表面，并填充于复数个第一接触开口21中。对此导电层进行微影蚀刻程序，以形成复数个内连线结构22于玻璃底材12像素区域A上的第一接触开口21中，同时形成复数个焊垫23于玻璃底材12边缘区域B上的部分层间介电层20上表面。其中，内连线结构22用以与源极掺杂区14s、漏极掺杂区14d产生电性连结，焊垫23则于后续制程中供COG的金属凸块焊接用。

接着，请参阅图5，形成防护层24于层间介电层20上表面，并覆盖内连线结构22与焊垫23。之后，对此防护层24施以微影蚀刻程序，以形成第二接触开口25于源极掺杂区14s上的部分防护层24中，同时并形成焊接开口31于焊垫23上的部分防护层24中。其中，上述第二接触开口25与焊接开口31是分别用以裸露出内连线结构22与焊垫23的部分上表面。之后，形成一平坦层28于玻璃底材12像素区域A上的防护层24上表面。

请继续参照图5，对此平坦层28进行移除程序，以形成第三接触开口30于其中。如图所示，上述第三接触开口30是位于第二接触25开口中，用以裸露出第二接触开口25的部分底面(也即内连线结构22的部分上表面)，第二接触开口25的侧壁并被平坦层28完全遮覆。在较佳实施例中，移除程序为显影程序、蚀刻程序或其组合。

请参阅图2。最后，形成一像素电极层32于玻璃底材12像素区域A上的平坦层28上表面、第三接触开口30表面，以及玻璃底材12边缘区域B上的焊垫23上表面。

在习知技艺中，上述防护层24可以平坦层28直接取代，而省去一道微影蚀刻程序。然而，当玻璃底材12边缘区域B上的防护层24(也即用以绝缘焊垫23间电性的防护层24)被平坦层28取代后，会有下列缺点。当COG的金属凸块与焊垫接触不佳时，需将此COG自焊垫上取下，并利用溶剂对此焊垫进行清洗(cleansing)步骤，之后将COG的金属凸块再次焊接于焊垫上，此称为重工(re-work)程序。

然而，值得注意的是，用以绝缘焊垫23间电性的平坦层28，会与重工程序中所使用的溶剂产生交互作用，而增加其自层间介电层20上表面剥落(peel-off)的可能性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种位于液晶显示器底材边缘区域上的焊垫结构及其制作方法。

本发明的另一目的在于提供一种同时制作薄膜电晶体与焊垫于液晶显示器玻璃底材上的方法。

本发明的技术方案是，一种制作于液晶显示器底材边缘区域上的焊垫结构，至少包含：

复数个焊垫，位于该底材边缘区域的部分上表面，其中该焊垫是在制作栅极于该底材像素区域的部分上表面的步骤中同时形成；以及

复数个介电区块，位于该焊垫间的部分底材边缘区域上表面，以遮蔽该焊垫的侧壁，其中该介电区块是在形成层间介电层以覆盖该栅极的步骤中同时形成。

该焊垫的材料是选自金属、多晶矽或其任意组合。

该介电区块的材料是选自氧化矽、氮化矽或其任意组合。

一种同时制作薄膜电晶体与焊垫于液晶显示器玻璃底材上的方法，该方法至少包括下列步骤：

形成一薄膜电晶体于一玻璃底材像素区域的部分上表面；

在制作该薄膜电晶体栅极的同时，形成复数个焊垫于该玻璃底材边缘区域的部分上表面；

形成一层间介电层于该玻璃底材上表面，并覆盖该薄膜电晶体与该焊垫；以及

图案化该层间介电层，以同时在该底材像素区域与边缘区域上的部分层间介电层中，个别形成一第一接触开口与复数个焊接开口，其中该第一接触开口是用以裸露该薄膜电晶体的部分上表面，该焊接开口则用以曝露出该焊垫的上表面。

该栅极为顶部闸极与底部栅极其中之一。

该焊垫的材料是选自金属、多晶矽或其任意组合。

该层间介电层的材料是选自氧化矽、氮化矽或其任意组合。

本发明提供一种液晶显示器的制作方法。首先，形成一薄膜电晶体于一玻璃底材像素区域的部分上表面，在制作薄膜电晶体栅极的同时，形成复数个焊垫于玻璃底材边缘区域的部分上表面。接着，形成一层间介电层于玻璃底材上表面，并覆盖薄膜电晶体与焊垫。对此层间介电层进行图案化程序，以同时在底材像素区域与边缘区域上的部分层间介电层中，个别形成一第一接触开口与复数个焊接开口，其中此第一接触开口是用以裸露薄膜电晶体的部分上表面，焊接开口则用以曝露出焊垫的上表面。随后，形成一内连线层于第一接触开口中，用以与薄膜电晶体产生电性连结。形成一平坦层于底材像素区域上的部分层间介电层上表面，并覆盖内连线层。之后，进行移除程序，以形成一第二接触开口于平坦层中，并裸露出内连线层的部分上表面。形成一连续像素电极层于底材像素区域与边缘区域上的平坦层与层间介电层上表面，并贴附第二接触开口的表面与焊垫的上表面。最后，进行微影蚀刻程序，以移除玻璃底材边缘区域上的部分像素电极层，而保留位于焊垫上表面的部分像素电极层。

本发明的优点在于：由于本发明是利用制程中原有的层间介电层以绝缘焊垫间的电性，是以在后续制程中，当需进行COG的重工程序时，此层间介电层不会与重工程序中所使用的溶剂产生交互作用，进而自栅极氧化层的上表面剥落。

附图说明

图1为习知技艺液晶显示器结构的部分截面图；

图2为习知技艺液晶显示器结构的部分截面图；

图3为制作习知技艺液晶显示器结构的步骤，显示形成薄膜电晶体于玻璃底材像素区域的部分上表面；

图4为制作习知技艺液晶显示器结构的步骤，显示焊垫是于制作内连线层于第一接触开口中的同时形成；

图5为制作习知技艺液晶显示器结构的步骤，显示先后制作防护层与平坦层于玻璃底材上；

图6为本发明液晶显示器结构的部分截面图；

图7为本发明液晶显示器结构的部分截面图；

图8为制作本发明液晶显示器结构的步骤，显示在形成栅极的同时制作复数个焊垫于玻璃底材边缘区域上；

图9为制作本发明液晶显示器结构的步骤，显示在形成层间介电层以覆盖薄膜电晶体的同时制作介电区块于焊垫间；

图10为制作本发明液晶显示器结构的步骤，显示形成平坦层于玻璃底材像素区域上的结构上表面；

图11为本发明液晶显示器结构的配置俯视图。

玻璃底材12           矽层14

源极掺杂区14s        漏极掺杂区14d

通道区14c            栅极氧化层16

栅极18               层间介电层20

第一接触开口21       内连线结构22

焊垫23               防护层24

第二接触开口25       平坦层28

第三接触开口30       焊接开口31

像素电极层32

玻璃底材120        矽层140

源极掺杂区140s     漏极掺杂区140d

通道区140c         栅极氧化层160

栅极180            层间介电层200

第一接触开口201    焊接开口202

介电区块210        内连线结构220

平坦层280          第二接触开口290

像素电极层320      COG330

栅极扫瞄电路340    资料扫瞄电路350

像素区域A          边缘区域B

具体实施方式

本发明揭露一种位于液晶显示器底材边缘区域B上的焊垫结构及其制作方法，现依据本发明的一较佳实施例，详述如下。

请参照图6，揭露本发明液晶显示器结构的部分截面图。如图所示，矽层140是配置于一玻璃底材120像素区域A的部分上表面，其中在此矽层140的两端区域个别具有一源极掺杂区140s与一漏极掺杂区140d，通道区140c则包夹于源极掺杂区140s与漏极掺杂区140d间。栅极氧化层160是形成于玻璃底材120上表面，并覆盖矽层140。至于，栅极180则位于通道区140c正上方的栅极氧化层160上表面。上述的栅极180、栅极氧化层160以及矽层140构成一薄膜电晶体。

与栅极180同时形成的复数个焊垫230，是位于玻璃底材120边缘区域B的部分上表面。层间介电层200，制作于玻璃底材120上，并覆盖上述薄膜电晶体与焊垫230。在较佳实施例中，栅极180与焊垫230的材料皆为金属或多晶矽，而层间介电层200的材料是选自氧化矽、氮化矽或其任意组合。复数个第一接触开口201，是制作于玻璃底材120像素区域A上的部分层间介电层200与栅极氧化层160中，用以曝露出源极掺杂区140s与漏极掺杂区140d上表面。复数个焊接开口202，是制作于玻璃底材120边缘区域B上的部分层间介电层200中，用以裸露出焊垫230的上表面。值得注意的是，此焊接开口是于形成上述第一接触开口201的同时形成，而在焊垫230间的栅极氧化层160上表面形成介电区块210，并遮蔽焊垫230的侧壁。复数个内连线结构220，位于第一接触开口201，以由第一接触开口201的底面，而与源极掺杂区140s、漏极掺杂区140d电性连结。在较佳实施例中，内连线结构220的材料是选自铝、钛或其任意组合。

平坦层280是形成于玻璃底材120像素区域A上的层间介电层200上表面，并覆盖内连线结构220。在较佳实施例中，此平坦层280的材料为感光材料。一第二接触开口290，是制作于玻璃底材120像素区域A上的部分平坦层280中，用以裸露出与源极掺杂区140s产生电性连结的部分内连线结构220上表面。接着请参阅图7，一像素电极层320是形成于玻璃底材120像素区域A上的平坦层280上表面、第二接触开口290表面，以及玻璃底材120边缘区域B上的焊垫230上表面。其中，焊垫230上表面的像素电极层320是用以强化焊垫表面硬度。在较佳实施例中，像素电极层320的材料为铟锡氧化物(indium tin oxide；ITO)。

图8至图10揭露制作上述液晶显示器结构的步骤。首先，如图8所示，形成一矽层140于一玻璃底材120像素区域A的部分上表面。接着，对此矽层140的两端区域进行离子掺杂程序，以个别形成源极掺杂区140s与漏极掺杂区140d于其中。进行化学气相沈积法，以形成栅极氧化层160于玻璃底材120上表面，并覆盖矽层140。随后，形成一导电层于玻璃底材120上的栅极氧化层160上表面。对此导电层进行微影蚀刻程序，以形成一栅极180于源极掺杂区140s与漏极掺杂区140d之间矽层区域140c正上方的栅极氧化层160上表面，并同时形成复数个焊垫230于玻璃底材120边缘区域B上的部分栅极氧化层160上表面。上述的栅极180、栅极氧化层160以及矽层140构成一薄膜电晶体。在较佳实施例中，栅极180与焊垫230的材料皆为金属或多晶矽。

请参照图9，形成一层间介电层200于玻璃底材120上，并覆盖上述薄膜电晶体与焊垫230。接着，进行微影蚀刻程序，以形成复数个第一接触开口201于玻璃底材120像素区域A上的部分层间介电层200与栅极氧化层160中，并曝露出源极掺杂区140s与漏极掺杂区140d的部分上表面，在此同时，形成复数个焊接开口202于玻璃底材120边缘区域B上的部分层间介电层200中，而裸露出焊垫230的上表面。形成位于焊垫230间的部分层间介电层为介电区块210。在较佳实施例中，层间介电层200的材料则是选自氧化矽、氮化矽或其任意组合。

随后，形成一金属层于层间介电层200上表面，并填充于复数个第一接触开口201中。对此金属层进行微影蚀刻程序，以在玻璃底材120像素区域A上的第一接触开口201中，形成内连线结构220。其中，内连线结构220是用以与源极掺杂区140s、漏极掺杂区140d产生电性连结。在较佳实施例中，此内连线结构220的材料则是选自铝、钛或其任意组合。

接着，请参阅图10，形成平坦层280于玻璃底材120像素区域A上的层间介电层200上表面，并覆盖内连线结构220。之后，对此平坦层280施以移除程序，以形成一第二接触开口290于源极掺杂区140s正上方的部分平坦层280中，并裸露出内连线结构220的部分上表面。在较佳实施例中，平坦层280的材料为感光材料，而移除程序为显影程序、蚀刻程序或其组合。

请参照图7，形成一像素电极层320于图10所揭露的结构上表面，并贴附第二接触开口290的表面。最后，进行微影蚀刻程序，用以去除玻璃底材120边缘区域B上的部分像素电极层320，而保留位于焊垫230上表面的部分像素电极层320。

请参阅图11，显示本发明中液晶显示器的配置俯视图。如图所示，玻璃底材120边缘区域B上的焊垫230是由栅极扫瞄电路340与资料扫瞄电路350，而电性连结至玻璃底材120像素区域A上的栅极与内连线层(皆未显示于此)。之后，将COG330的金属凸块焊接于焊垫230上表面，用以提供画面操作讯号。

利用本发明具有下列优点：

1.由于本发明是利用制程中原有的层间介电层以绝缘焊垫间的电性，是以在后续制程中，当需进行COG的重工程序时，此层间介电层不会与重工程序中所使用的溶剂产生交互作用，进而自栅极氧化层的上表面剥落。

本发明虽以较佳实例阐明如上，然其它未脱离本发明所揭示精神下所完成的等效变换或修饰，均应视为本发明的保护范畴。举例而言，本实施方式中的顶部栅极(top gate)也可以底部栅极(bottom gate)所取代。因此，本发明的专利保护范围更当视申请专利范围、图式及其等同领域而定。

Claims (7)

1.一种同时制作薄膜电晶体与焊垫于液晶显示器玻璃底材上的方法，其特征在于：该方法至少包括下列步骤：

形成一薄膜电晶体于一玻璃底材像素区域的部分上表面；

在制作该薄膜电晶体栅极的同时，形成复数个焊垫于该玻璃底材边缘区域的部分上表面；

形成一层间介电层于该玻璃底材上表面，并覆盖该薄膜电晶体与该焊垫；以及

图案化该层间介电层，以同时在该底材像素区域与边缘区域上的部分层间介电层中，个别形成一第一接触开口与复数个焊接开口，其中该第一接触开口是用以裸露该薄膜电晶体的部分上表面，该焊接开口则用以曝露出该焊垫的上表面。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：该栅极为顶部闸极与底部栅极其中之一。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：该焊垫的材料是选自金属和/或多晶矽。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：该层间介电层的材料是选自氧化矽和/或氮化矽。

5.一种制作液晶显示器的方法，其特征在于：该方法至少包含下列步骤：

形成一薄膜电晶体于一玻璃底材像素区域的部分上表面；

在制作该薄膜电晶体栅极的同时，形成复数个焊垫于该玻璃底材边缘区域的部分上表面；

形成一层间介电层于该玻璃底材上表面，并覆盖该薄膜电晶体与该焊垫；

图案化该层间介电层，以同时在该底材像素区域与边缘区域上的部分层间介电层中，个别形成一第一接触开口与复数个焊接开口，其中该第一接触开口是用以裸露该薄膜电晶体的部分上表面，该焊接开口则用以曝露出该焊垫的上表面；

形成一内连线层于该第一接触开口中，用以与该薄膜电晶体产生电性连结；

形成一平坦层于该底材像素区域上的部分层间介电层上表面，并覆盖该内连线层；

进行移除程序，以形成一第二接触开口于该平坦层中，并裸露出该内连线层的部分上表面；

形成一连续像素电极层于该底材像素区域与边缘区域上的该平坦层与该层间介电层上表面，并贴附该第二接触开口的表面与该焊垫的上表面；以及

进行微影蚀刻程序，用以移除该玻璃底材边缘区域上的部分像素电极层，而保留位于该焊垫上表面的部分像素电极层。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：该焊垫的材料是选自金属和/或多晶矽。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于：该层间介电层的材料是选自氧化矽和/或氮化矽。

Images