具体实施方式
为让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂,下文特举出优选实施例,并配合附图,作详细说明如下。
图1为一例示的俯视图,显示本发明优选实施例的线路结构10与20,其中线路结构10与20具有实质上相同的俯视图。
在图1与图2A~2C中,显示线路结构10。图2A是沿着图1的剖面线AA的剖面图;而图2B是沿着图1的剖面线BB的剖面图;图2C则是沿着图1的剖面线CC的剖面图;沿着图1的剖面线DD的剖面图除了没有元件「142」之外,其它均与图2B所示相同,故将沿着图1的剖面线DD的剖面图合并显示于图2B中。线路结构10包含一基板100、一第一导体层、一介电层130、以及一第二导体层,其中上述第一导体层包含一内连线110,上述第二导体层包含一连接垫141、一保护环(guard ring)142、与一迹线(traceline)143,保护环142围绕连接垫141,迹线143则位于保护环142的外侧。为了能够明确地呈现本发明的特征,图1中仅显示上述第一导体层与上述第二导体层。
基板100视需求可以是透明基板、不透光基板、或是半透明的基板。在某些实施例中,基板100为一刚性基板例如为玻璃、陶瓷、金属、或半导体;在其它的实施例中,基板100为可挠式的基板例如为聚酰亚胺(polyimide)。在本实施例中,为了显示影像,基板100为透明基板例如为玻璃,其一表面上包含一栅绝缘层105。基板100通常包含上覆的装置例如为薄膜晶体管、其它线路、或上述的组合,但是为了能够明确地显示本发明的特征,图式中并未绘示上述上覆装置。
包含内连线110的上述第一导体层位于基板100上的栅绝缘层105上。如图1与2B所示,内连线110包含一第一端点111(剖面线BB通过第一端点111)、与和第一端点111分开的一第二端点112(剖面线DD通过第二端点112),如后文的叙述,内连线110用以电连接于连接垫141与迹线143之间。上述第一导体层较好为包含铝、钼、铝-钕、钨、或其它的导体材料。例如当基板100包含薄膜晶体管时,视需求内连线110与上述薄膜晶体管的栅极(未绘示)可位于相同或不同的导体层中。在本实施例中,内连线110与上述薄膜晶体管的栅极位于相同的第一导体层中。因此,可使用同一个掩模,在一光刻工艺中同时从上述第一导体层的图形化中,同时形成内连线110与上述薄膜晶体管的栅极,而可减少工艺成本,并与上述薄膜晶体管或其它装置的工艺兼容。
介电层130位于上述第一导体层上。介电层130包含一第一开口131(剖面线BB通过第一开口131)、与一第二开口132(剖面线DD通过第二开口132),第一开口131暴露第一端点111,第二开口132则暴露第二端点112。介电层130较好为包含氧化硅、氮化硅、氧化硅/氮化硅的双层结构、或其它介电材料。当基板100包含前述的上覆装置时,介电层130可更覆盖上述的上覆装置,并视需求可包含用以暴露上述上覆装置的接点的其它开口。
上述第二导体层位于介电层130上,其包含连接垫141、保护环142、与迹线143。迹线143更延伸至与其它基板100上的驱动电路电连接,例如一扫描驱动器或数据驱动器。在某些实施例中,以一第三导体层填入第一开口131与第二开口132,因此将连接垫141、内连线110、与迹线143电连接在一起;在本实施例中,以上述第二导体层填入第一开口131与第二开口132,连接垫141则经由第一开口131而电连接内连线110,而迹线143则经由第二开口132而电连接内连线110,因此将连接垫141与迹线143电连接在一起。
例如当基板100包含上覆的薄膜晶体管时,视需求连接垫141、保护环142、迹线143、与上述薄膜晶体管的漏/源极区金属导线,可位于相同或不同的导电层。在本实施例中,连接垫141、保护环142、迹线143、与上述薄膜晶体管的接点位于相同的本发明的第二导体层中。因此,可使用同一个掩模,在一光刻工艺中同时从上述第二导体层的图形化中,同时形成连接垫141、保护环142、迹线143、与上述薄膜晶体管的接点,而可减少工艺成本,并与上述薄膜晶体管或其它装置的工艺兼容。
如图2C所示,介电层130将保护环142与内连线110隔离,避免二者之间发生短路。
在图1中,连接垫141为保护环142所围绕。因此,将其下的导电层,亦即是上述第一导体层予以图形化而形成内连线110,用以帮助连接垫141与迹线143之间的电连接。介电层130(绘示于图2A~2C)隔离保护环142与内连线110。连接垫141经由接触窗181与内连线110电连接,接触窗181即是形成介电层130的第一开口131之处;迹线143则经由接触窗182与内连线110电连接,接触窗182即是形成介电层130的第二开口132之处。因此,使内连线110与连接垫141及迹线143电连接。
在平坦化、彩色滤光片光刻胶涂布、其它工艺、或是接受来自后续等离子体增强化学气相沉积法的等离子体粒子的冲击的过程中,保护环142用以阻隔与分担上述工艺中所产生的静电电荷。保护环142可保护与迹线143电连接的驱动电路例如扫描驱动器、数据驱动器,以避免其受到静电放电或是等离子体粒子放电的损坏,因此可改善工艺良率、节省工艺成本、与提升装置的可靠度。保护环142的配置较好为一封闭式的循环,以强化其阻隔电荷的功能。当保护环142的电阻大于10KΩ时,其阻隔电荷的功能有可能会降低,因此保护环142的电阻较好为小于10KΩ以强化其阻隔电荷的功能。在某些实施例中,保护环142的宽度有可能会影响其阻隔电荷的功能。在一实施例中,图1所示的保护环142的宽度W1、W2的至少其中之一较好为大于50μm,以强化其阻隔电荷的功能;更好为保护环142的宽度W1、W2均大于50μm,以更加强化其阻隔电荷的功能。
线路结构10可应用于液晶显示器面板、发光二极管显示面板、或是其它显示面板中。
图3为一剖面图,显示应用于液晶显示器面板的线路结构10。具体而言,图3与沿着图1的剖面线AA的剖面图相容。在图3中,一平坦化层150例如为有机树脂薄膜或旋涂式的玻璃薄膜,形成于介电层130与上述第二导体层上,然后将平坦化层150图形化,而至少部分暴露连接垫141。在一实施例中,可将一集成电路芯片(未绘示)贴附于暴露的连接垫141,而经由图1所示的连接垫141与迹线143驱动上述液晶显示器面板;在另一实施例中,连接垫141电连接至一印刷电路板(未绘示)例如为其上具有一集成电路芯片(未绘示)的可挠式印刷电路板(flexible printed circuit board;FPCB),位于上述可挠式印刷电路板上的上述集成电路芯片,可经由图1所示的连接垫141与迹线143驱动上述液晶显示器面板。
图4A与4B为一系列的剖面图,显示用于有机发光二极管显示面板的线路结构10。具体而言,图4A与沿着图1的剖面线AA的剖面图相容;图4B则与沿着图1的剖面线DD的剖面图相容。在图4A与4B中,一保护层160例如为氧化硅、氮化硅、氧化硅/氮化硅的双层结构、或其它的半导体材料,形成于介电层130与上述第二导体层上,然后将保护层160图形化,而至少部分暴露连接垫141、保护环142、与迹线143。接下来,将一平坦化层170例如为有机树脂薄膜或旋涂式的玻璃薄膜,形成于保护层160与上述第二导体层上,然后将平坦化层170图形化,而至少部分暴露连接垫141。如前所述,暴露的连接垫141可电连接一集成电路芯片、或具有一集成电路芯片(未绘示)的可挠式印刷电路板,而经由图1所示的连接垫141与迹线143驱动上述发光二极管显示面板。
在图1与图5A~5C中,显示本发明另一实施例的线路结构20。图5A是沿着图1的剖面线AA的剖面图;而图5B是沿着图1的剖面线BB的剖面图;图5C则是沿着图1的剖面线CC的剖面图;沿着图1的剖面线DD的剖面图除了没有元件「142」与「120」之外,其它均与图5B所示相同,故将沿着图1的剖面线DD的剖面图合并显示于图5B中。线路结构20包含一基板100、一第一导体层、一介电层130、以及一第二导体层,其中上述第一导体层包含一内连线110,上述第二导体层包含一连接垫141、一保护环(guard ring)142、与一迹线(trace line)143,保护环142围绕连接垫141,迹线143则位于保护环142的外侧。关于上述元件的其它细节部分均与前文对线路结构10所作的叙述相同,因此省略其叙述。
与线路结构10比较,图5A~5C所示的线路结构20多了一第三导体层120。第三导体层120包含一欧姆接触界面120a于其一表面上。第三导体层120置于保护环142的下方。在本实施例中,第三导体层120沿着保护环142延伸,但止于内连线110的附近,而置于内连线110以外的区域。第三导体层120较好为嵌于介电层130中,而介电层130则隔绝第三导体层120与内连线110。第三导体层120可包含导体材料,例如为金属、掺杂的多晶半导体层、具导体性质的聚合物、具导体性质的陶瓷、具导体性质的金属化合物、或其它已知的导体材料。在本实施例中,第三导体层120包含多晶硅,其在欧姆接触界面120a中可掺杂N型离子或P型离子。因此,第三导体层120的形成可与基板100的上覆装置例如薄膜晶体管的形成兼容。
例如当基板100包含上覆的薄膜晶体管时,第三导体层120与用以形成上述薄膜晶体管的源极区、沟道区、与漏极区的一有源层(未绘示),可视需求而位于相同或不同的半导体(硅)层中。在本实施例中,第三导体层120与上述有源层位于相同的多晶硅层中。因此,可使用同一个掩模,在一光刻工艺中同时从上述硅层的图形化中,同时形成第三导体层120与上述有源层,而可减少工艺成本,并与上述薄膜晶体管或其它装置的工艺兼容。
与线路结构10相同,线路结构20亦可应用于显示器面板例如液晶显示器面板、有机发光二极管显示面板、与其它显示器面板,如图3、4A、4B所示,因此省略关于其细节的叙述。
图6A与6B为一系列的示意图,显示本发明另一优选实施例的用以显示影像的系统,在本实施例中即是一显示面板400或一电子装置600。前文所揭露的线路结构可并入一显示面板例如液晶显示器面板、发光二极管显示面板、或其它显示器面板。如图6A所示,显示面板400包含一线路结构,例如为图2A~2C所示的线路结构10、或图5A~5C所示的线路结构20。显示面板400可成为各式各样的电子装置(在本实施例中为电子装置600)。电子装置600通常可包含显示面板400与一输入单元500。另外,输入单元500有效地连接至显示面板400而将输入的信号(例如影像信号)送进显示面板400,以产生影像。电子装置600可以是例如行动电话、数字相机、个人数字助理(PDA)、笔记型计算机、桌上型计算机、电视、车用显示器、或携带式数字激光视盘播放器(portable DVD player)。
在图6B中,显示显示面板400的一例示的布局。在本实施例中,显示面板400包含一有源区410、一扫描驱动器区420、一数据驱动器区430、与一选择性附加(optional)的电路区440、连接垫141、与一选择性附加的连接垫191。有源区410包含多个薄膜晶体管,作为开关之用。扫描驱动器区420与数据驱动器区430置于有源区410的旁边。扫描驱动器区420将电压作用于有源区410中的像素电极,数据驱动器区430则将电压作用于有源区410内的薄膜晶体管的栅极。本发明的线路结构10或20则电连接至数据驱动器区430。当连接垫141用来接触集成电路芯片(未绘示),则需要选择性附加的连接垫191,用以和一可挠式印刷电路板(未绘示)接触。
一对照组绘示于图7中,而本发明的线路结构10则为实验组,以验证本发明实施例的功效改善程度。
图7为一俯视图,显示传统的线路结构30,其作为对照组。线路结构30包含一连接垫41,其电连接一迹线43,线路结构30并未包含任何保护环。连接垫41与迹线43之间的电连接是发生于相同的导体层中。迹线43更延伸至与其基板的其它驱动电路例如薄膜晶体管,发生电连接。将图3所示的平坦化层150、或是图4A与4B所示的保护层160与平坦化层170形成于线路结构10与30上,而完成一实验组的基板与一对照组的基板。上述实验组的基板具有多个本发明的显示面板400,其包含本发明的线路结构10;而上述对照组的基板则包含多个传统的显示面板,其包含传统的线路结构30。在每个面板上进行薄膜晶体管的临界电压(threshold voltage)的抽样试验,其结果列于表1。
表1
|
实验组 |
对照组 |
受测薄膜晶体管的位置 |
临界电压(V) |
临界电压(V) |
1 |
0.97 |
0.91 |
2 |
0.77 |
1.10 |
3 |
0.73 |
1.24 |
4 |
0.81 |
1.62 |
5 |
0.94 |
1.80 |
6 |
0.75 |
1.09 |
7 |
0.77 |
1.29 |
8 |
0.54 |
0.96 |
9 |
0.66 |
0.87 |
平均值 |
0.77 |
1.21 |
标准差 |
0.13 |
0.32 |
在对照组中,传统的线路结构30历经静电放电及/或等离子体放电,放电的电流会传导至其薄膜晶体管,造成薄膜晶体管的损坏,因此其临界电压值及其标准差皆有明显的增加。另一方面,受惠于本发明的线路结构10,其具有保护环142可有效地保护与其电连接的薄膜晶体管,而免于受到前述放电的伤害,由本发明的显示器面板400所测量而得的临界电压值及其标准差,均远小于由传统的显示器面板所测量而得的值。
图8A、8B、9A、9B为一系列的剖面图,显示本发明的线路结构10的一例示的制造方法。图8A与8B所示与沿着图1的剖面线BB与DD的剖面图相容,而图9A与9B所示则与沿着图1的剖面线CC的剖面图相容。
在图8A与9A中,提供一基板100。如前所述,在本实施例中,基板100为一玻璃基板,且可包含上覆装置例如为薄膜晶体管。在本实施例中,基板100包含一上覆的栅绝缘层105。然后以溅镀、蒸镀、化学气相沉积法、或其它已知的沉积方法,将一第一导体层形成于基板100上。接下来将上述第一导体层图形化,而形成一内连线110,其具有第一端点111、与和第一端点111分开的一第二端点112。如前所述,基板100的上覆装置的导体部件例如薄膜晶体管的栅极,可藉由使用相同的掩模,在上述第一导体层的图形化时同时形成。
在图8B与9B中,藉由化学气相沉积法、旋涂法、或其它已知的成膜方法在上述第一导体层上形成介电层130。然后将介电层130图形化,而形成一第一开口131与一第二开口132,分别暴露第一端点111与第二端点112。,用以形成图1所示的接触窗181与182。另外,基板100的上覆装置的接触窗,例如薄膜晶体管的漏极区,较好为以相同的掩模,藉由相同的图形化工艺将其暴露出来。
然后以溅镀、蒸镀、化学气相沉积法、或其它已知的沉积方法,将一第二导体层形成于介电层130上。接下来将上述第二导体层图形化,以形成连接垫141、保护环142、与迹线143。连接垫141经由第一开口131而电连接内连线110,保护环142则围绕连接垫141,迹线143置于保护环142的外侧,藉由第二开口132与内连线110电连接。因此,而完成图1与图2A~2C所示的线路结构10。在某些实施例中,在形成上述第二导体层之前,可以将另一导体材料填入第一开口131与第二开口132中,用以电连接内连线110、连接垫141、与迹线143。在本实施例中,以上述第二导体层填入第一开口131与第二开口132,以简化工艺步骤并减少内连线110与连接垫141/迹线143之间的电阻。用以连接基板100的上覆装置的接点例如为薄膜晶体管的漏极接点,其形成较好为藉由使用相同的掩模,自相同的第二导体层图形化而得,以节省工艺时间与成本。因此,本发明的线路结构10的形成,可兼容于形成基板100的上覆装置的工艺。
图10A~10C、11A~11C为一系列的剖面图,显示本发明的线路结构20的一例示的制造方法。图10A~10C所示与沿着图1的剖面线BB与DD的剖面图相容,而图11A~11C所示则与沿着图1的剖面线CC的剖面图相容。
在图10A与11A中,提供一基板100。如前所述,在本实施例中,基板100为一玻璃基板,且可包含上覆装置例如为薄膜晶体管。一第三导体层120亦形成于基板100上,其形成方法为溅镀、蒸镀、化学气相沉积法、或其它已知的沉积方法。然后将第三导体层120图形化,使其图形的延伸比照后续步骤形成的保护环142,但是需置于内连线110以外的区域,以避免第三导体层120与内连线110发生接触、桥接、或电连接。第三导体层120较好为包含一半导体层例如多晶硅,因此用以形成薄膜晶体管的源极区、沟道区、漏极区的半导体层,与第三导体层120的形成,可藉由使用相同的蚀刻工艺,而可以同时图形化相同的半导体层而得。
然后,将一栅绝缘层105形成于基板100与第三导体层120,然后将栅绝缘层105图形化,以暴露第三导体层120。接下来,将一第一导体层形成于基板100上,然后如前文对图8A与9A所做的叙述一般,图形化上述第一导体层。
当第三导体层120包含一半导体层时,如图10B与图11B所示,会在暴露的第三导体层120内注入离子200,而在第三导体层120的暴露的表面上,形成欧姆接触界面120a。视需求离子200可以是N型离子或P型离子。
在图10C与11C中,在内连线110与第三导体层120的欧姆接触界面120a上形成介电层130。然后如前文对图8B与9B所作的叙述,将介电层130图形化,而暴露第一端点111、第二端点112、以及第三导体层120的欧姆接触界面120a。最后,如前文对线路结构10所作的叙述,将上述第二导体层形成于介电层130上,接下来将上述第二导体层图形化,而形成如图1所示的连接垫141、保护环142、与迹线143。保护环142更如图5A~5C所述一般,电连接第三导体层120,而完成图1与图5A~5C所示的本发明的线路结构20。
藉由本发明的用以显示影像的系统,其具有本发明的线路结构,在后续工艺中有效地阻隔及分担静电电荷与等离子体电荷,并能够再不需额外增加掩模的数量与工艺步骤而与其它装置的工艺兼容的情况下,改善产品合格率。
虽然本发明已以优选实施例揭露如上,然其并非用以限定本发明,任何本发明所属技术领域中的技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作些许的更动与润饰,因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定者为准。