CN1124518C - 薄膜晶体管液晶显示器的制作方法 - Google Patents

Abstract

一种薄膜晶体管液晶显示器的制作方法。薄膜晶体管制作在一基板之上，该基板上包含一扫描线及一信号线，该信号线与该扫描线垂直，且该扫描线与该信号线是位于不同平面。该制作方法包含：在该基板上方形成一保护层，以覆盖于薄膜晶体管以及信号线；限定该保护层的图案，至少于信号线上方的保护层中形成一信号线接触洞；于信号线与保护层的上方形成一透明导电层，且透明导电层会填入信号线接触洞；以及限定透明导电层的图案，使透明导电层存留在扫描线交错的信号线的正上方。

Description

薄膜晶体管液晶显示器的制作方法

本发明涉及一种薄膜晶体管液晶显示器(thin film transistor liquid crystaldisplay，TFT-LCD)的制作方法，尤其涉及一种利用五次照相腐蚀制造工艺(photo-etching-process，PEP)以制作TFT-LCD元件的方法，该TFT-LCD元件具有一备用内连线(redundant localized interconnection)。

随着电子信息产业的蓬勃发展，平面显示器(plat panel display)的应用范围以及需求也不断的扩大。现今的平面显示器类型主要包括有：液晶显示器(liquid crystal display，LCD)、等离子显示器(plasma display panel，PDP)、电激发光显示器(electro-luminescent display，ELD)、场发射显示器(field-emission display，FED)、发光二极管显示器(light emitting diode display，LED)、真空萤光显示器(vacuum fluorescent display，VFD)等等。

目前，薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)大部分都是利用成矩阵状排列的薄膜晶体管，配合适当的电容、转接垫等电子元件来驱动液晶像素，以产生丰富亮丽的图形。传统的液晶显示元件基本上包含有一透明基板(transparent substrate)，其上具有一阵列的薄膜晶体管、像素电极(pixelelectrode)、垂直交错的扫描线(scan line；or gate line)以及信号线(data line；or signalline)、一滤光板(color filter substrate)、以及介于透明基板以及滤光板之间的液晶材料。由于TFT-LCD具有外型轻薄、耗电量少以及无辐射污染等优点，因此被广泛地应用在笔记型电脑(notebook)、个人数位助理(PDA)等携带式资讯产品上，并且已经有取代传统桌上型电脑的CRT监视器的趋势。

请参阅图1，图1为现有薄膜晶体管液晶显示器(以下称TFT-LCD)10的部分布局(layout)示意图。现有TFT-LCD 10是制作在一透明的玻璃基板11上。如图1所示，玻璃基板11的表面上具有至少一薄膜晶体管40、多条扫描线12、以及多条与扫描线12垂直交错的信号线14。在TFT-LCD 10中，每一薄膜晶体管40皆用来驱动一由氧化铟锡(indium tin oxide，ITO)所构成的像素电极16。薄膜晶体管40是由栅极42、源极43以及漏极44所构成。由多晶硅所构成的栅极42是与扫描线12同时形成，源极43以及漏极44是分别藉由一接触洞(contact hole)46与信号线14以及像素电极16电连接。为了方便说明，TFT-LCD 10中的其它元件，例如电容以及至转接垫等等，并未显示于图1中。

为了预防信号线14的断路，现有方法是在形成像素电极16的同时，在信号线14上方形成一与信号线14重叠的备用(redundant)透明导电层导线30。透明导电层导线为一ITO导线30，并藉由源极接触洞46、漏极接触洞48以及信号线接触洞52与源极43、漏极44以及信号线14电连接。由于现有TFT-LCD 10中，信号线14以及扫描线12是位于不同平面，换句话说，信号线14以及扫描线12之间尚有其它中间层，例如半导体层或绝缘层。因此，在信号线14与扫描线12的交错处32通常由于地势较不平坦而容易发生断路现象。现有方法是利用备用ITO导线30与信号线14重叠，并利用信号线接触洞52与下层信号线14电连接，可以防止当信号线14于交错处32断线时所造成的元件失效。

然而，现有方法所形成的备用ITO导线30却容易由于制造工艺中所产生的不洁物与像素电极16电连接而造成点缺陷(point defect)或短路现象，直接影响到TFTLCD系统10的良率。在图1中，虚线方框50代表的是TFT-LCD10中产生点缺陷最频繁的区域，由上可知，如何消除此点缺陷区域以提升产品的良率便成了目前制作TFT-LCD10过程中一个十分重要的课题。

因此，本发明的主要目的在于提供一种TFT-LCD的制作方法，以缩小上述的易导致点缺陷的区域，进而提高制作TFT-LCD的成品率。

为实现上述目的，本发明提供一种薄膜晶体管液晶显示器(thin-film-transistor liquid-crystal-dispay，TFT-LCD)的内连线(interconnect)的制作方法。该薄膜晶体管(TFT)是制作于一基板(substrate)之上，该基板上另包含有一扫描线(scan line)及一信号线(signal line)，该信号线是与该扫描线垂直，且该扫描线与该信号线是位于不同平面。该制作方法包含有下列步骤：在该基板上方形成一保护层(passivation layer)，以覆盖于该薄膜晶体管以及该信号线；限定该保护层的图案，至少于该信号线上方的保护层中形成一信号线接触洞(contact hole)；在该信号线与该保护层的上方形成一透明导电层，且该透明导电层会填入该信号线接触洞；以及限定该透明导电层的图案，使该透明导电层存留在该扫描线交错的信号的正上方。

图1为现有TFT-LCD的部分布局示意图。

图2为本发明TFT-LCD的部分布局示意图。

图3为本发明TFT-LCD的剖面示意图。

图4A至图4E为本发明TFT-LCD的制作方法示意图。

附图的符号说明

10、60 TFT-LCD    11、61玻璃基板

12、62扫描线      14、64信号线

16、72像素电极        30备用透明导电层导线

32、81交错区域    40、70薄膜晶体管

42、90栅极        43、94源极

44、96漏极        46、86源极接触洞

48、85漏极接触洞  50、83虚线方框

52、82信号线接触洞    66备用区域ITO导线

91绝缘层              92半导体层

102掺杂硅层           104第二金属层

106保护层

请参阅图2，图2为本发明TFT-LCD 60的部分布局示意图。为了方便说明本发明的技术重点，TFT-LCD 60中的其它元件，例如电容以及至转接垫等等，并未显示于图2中。如图2所示，现有TFT-LCD 60是制作在一透明的玻璃基板61上。玻璃基板61上具有至少一薄膜晶体管70、多条扫描线62、以及多条与扫描线62垂直交错的信号线64。在TFT-LCD 60中，每一薄膜晶体管70皆用来驱动一由氧化铟锡(ITO)所构成的像素电极72。于信号线64以及扫描线62的交错区域81上方，覆有一备用透明导电层导线。该透明导电层导线为一区域ITO导线(redundant localized ITO)66，其藉由信号线接触洞82与信号线64电连接，且藉由源极接触洞86以及漏极接触洞85与薄膜晶体管70电连接。此外，信号线接触洞82是位于信号线64与扫描线62交错处，扫描线62两侧的信号线64上方。在图2中，虚线方框83代表因制造工艺中所产生的不洁物使备用区域ITO导线66与像素电极72电连接而造成点缺陷的部分。由图可知，虚线方框83区域较现有技术中点缺陷发生区域大幅度地减小，因此，可降低由于微粒子或者金属污染物所导致的点缺陷机率，并且提高制作TFT-LCD的成品率。

请参阅图3，图3显示图2中沿着直线V-V′的剖面示意图。本发明是利用一种包含五次照相腐蚀制造工艺(PEP)制作方法于透明玻璃基板61上形成的TFT LCD 60的部分示意图。如图3所示，利用本发明所形成的液晶显示器至少包含一薄膜晶体管70及一信号线64。薄膜晶体管70包含有一由第一金属层所构成的栅极90、一源极94以及一漏极96。栅极90与扫描线62(未显示于图3)是于同一照相腐蚀制造工艺(PEP)中形成。信号线64与扫描线62是位于不同平面，中间隔着一绝缘层91以及一半导体层92。薄膜晶体管70经由源极接触洞86与像素电极72导通，且ITO导线66经由漏极接触洞85以及信号线接触洞82来连接薄膜晶体管70以及信号线64。

请参考图4A至图4E，图4A至图4E为本发明制作TFT-LCD 60的制造工艺示意图。本发明制作方法主要是应用在一扭转向列(twist-nematic，TN)式TFT-LCD的制作上。如图4A所示，本发明TFT-LCD 60是制作在一玻璃基板61上的表面上。首先在玻璃基板61的表面上全面沉积一第一金属层，接着进行一第一照相腐蚀制造工艺(PEP-1)，在玻璃基板61的表面上形成一栅极90与一扫描线(未显示于图中)，且栅极90是与扫描线相连接。

如图4B所示，在完成该第一照相腐蚀制造工艺之后，接着在玻璃基板61上全面沉积一绝缘层91、一半导体层(semiconductor layer)92、一掺杂硅层102与一第二金属层104。半导体层92可选择多晶硅(poly-silicon)或是非晶硅(amorphous silicon)材料，视制造工艺或显示面积等条件而定。接下来，进行一第二照相腐蚀制造工艺(PEP-2)，限定半导体层92、该掺杂硅层102以及该第二金属层104的图案，用以形成一薄膜晶体管岛状结构。

如图4C所示，进行一第三照相腐蚀制造工艺(PEP-3)，在第二金属层104以及掺杂硅层102中形成一信号线64、源极电极94以及漏极电极96，同时完成薄膜晶体管70的制作。

接着，如图4D所示，在第三照相腐蚀制造工艺之后，在该玻璃基板上方形成一保护层(passivation layer)106，且覆盖于薄膜晶体管70以及该信号线64的表面。然后进行一第四照相腐蚀制造工艺(PEP-4)，以于漏极96、源极94以及信号线64上方的保护层106中分别形成源极接触洞86、漏极接触洞85、以及信号线接触洞82。如图4E所示，接着在玻璃基板61上全面沉积一由氧化铟锡(ITO)所构成的透明导电层，并填满接触洞86、接触洞85、以及接触洞82。最后，进行一第五照相腐蚀制造工艺(PEP-5)，以在该透明导电层中形成一备用ITO导线图案66以及一像素电极图案72。

相比于现有制作方法，本发明制作方法利用五次照相腐蚀制造工艺(5PEP)以制作TFT-LCD元件，该TFT-LCD元件于信号线64以及扫描线62的交错区域81上方，具有一备用区域ITO导线(redundant localized ITO)藉由信号线接触洞82以及漏极接触洞85分别与信号线64以及薄膜晶体管70电连接。此备用区域ITO导线66可与像素电极72于一照相腐蚀制造工艺中同时形成。本发明可以有效解决由于不洁物或微粒子所造成的点缺陷问题，提高制造工艺成品率。此外，本发明的TFT-LCD同时具有防止信号线断线的功能。

以上所述仅本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (7)

1.一种薄膜晶体管液晶显示器的内连线的制作方法，该薄膜晶体管是制作于一基板之上，该基板上另包含有一扫描线及一信号线，该信号线是与该扫描线垂直，且该扫描线与该信号线是位于不同平面，该制作方法包括下列步骤：

在该基板上方形成一保护层，以覆盖于该薄膜晶体管以及该信号线；

限定该保护层的图案，至少于该信号线上方的保护层中形成一信号线接触洞；

在该信号线与该保护层的上方形成一透明导电层，且该透明导电层会填入该信号线接触洞；以及

限定该透明导电层的图案，使该透明导电层存留在该扫描线交错的信号线的正上方。

2.如权利要求1所述的方法，其中形成于该信号线的信号线接触洞是位于与该信号线交错的扫描线两侧。

3.如权利要求1所述的方法，其中该透明导电层是由氧化铟锡所构成。

4.一种制作薄膜晶体管平面显示器的方法，该方法包括下列步骤：

提供一基板；

在该基板上沉积一第一金属层；

进行一第一照相和腐蚀制造工艺来限定该第一金属层的图案，以在该第一金属层中形成一栅极以及一扫描线；

在该基板上沉积一绝缘层，使其覆盖该第一金属层表面；

依序沉积一半导体层、一掺杂硅层以及一第二金属层，进行一第二照相和腐蚀制造工艺来限定该半导体层、该掺杂硅层以及该第二金属层的图案，用以形成一薄膜晶体管岛状结构；

进行一第三照相和腐蚀制造工艺以在该第二金属层以及该掺杂硅层中形成一漏极/源极电极以及一信号线，并完成该薄膜晶体管的制作；

在该基板上方形成一保护层，且覆盖于该薄膜晶体管以及该信号线的表面；

进行一第四照相和腐蚀制造工艺，至少在该信号线上方的该保护层中形成一信号线接触洞；至少在该信号线上的该保护层的上方形成一透明导电层，且该透明导电层填满该信号线接触洞；以及

进行一第五照相和腐蚀制造工艺，限定该透明导电层的图案，使该透明导电层至少形成在与该扫描线交错的信号线的正上方。

5.如权利要求4所述的方法，其中该半导体层为一非晶硅层或多晶硅层。

6.如权利要求4所述的方法，其中该透明导电层是由氧化铟锡构成。

7.如权利要求4所述的方法，其中该信号线接触洞位于该信号线与该扫描线交错处的两侧。

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