CN1312525C - 液晶显示器的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种制造液晶显示器(LCD)的方法,该方法是先形成P形低温多晶硅薄膜晶体管的有源层以及储存电容的下储存电极,再分别形成P型的源极/漏极以及在下储存电极中注入掺杂物,然后形成栅极绝缘层、栅极电极、电容介电层以及上储存电极,最后再形成液晶显示器的源极导线、漏极导线以及像素电极。
Description
技术领域
本发明涉及一种低温多晶硅薄膜晶体管液晶显示器(low temperaturepolysilicon thin film transistor liquid crystal display,LTPS TFT-LCD)的制造方法,尤其涉及一种利用七道黄光工序制造并完全由P型低温多晶硅薄膜晶体管构成液晶显示器的制造方法。
背景技术
在现今的平面显示器技术中,液晶显示器(liquid crystal display,LCD)可以说是其中最为成熟的一项技术,例如,日常生活中常见的手机、数码相机、摄影机、笔记本电脑以致于监视器均是利用此项技术所制造的商品。然而随着人们对于显示器视觉感受要求的提高,加上新技术应用领域不断扩展,更高像质、更高清晰度、更高亮度且具低价位的平面显示器已成为未来技术发展的趋势,也是新的显示技术发展的原动力。而平面显示器技术中的低温多晶硅薄膜晶体管除了具有符合有源驱动(actively drive)潮流的特性外,其技术也正是一个可以达到上述目标的重要技术突破,因此建立在此架构之上的各种创新技术,不断应运而生。
请参考图1至图8,图1至图8为现有的制造一低温多晶硅薄膜晶体管液晶显示器98的方法示意图。现有的低温多晶硅薄膜晶体管液晶显示器98制造在一绝缘基板10之上,绝缘基板10必需由透光的(transparent)材料构成,通常为一玻璃基板或一石英(quartz)基板,且绝缘基板10的表面包括一像素阵列区(pixel array area)11以及一周边电路区(periphery circuit area)13。
如图1所示,首先在绝缘基板10的表面形成一非晶硅薄膜(amorphoussilicon film,未示出),接着进行一准分子激光退火(excimer laser annealing,ELA)工序,使非晶硅薄膜(未示出)结晶(crystallize)成为一多晶硅层(未示出)。随后进行第一次光刻暨蚀刻工序,以便在绝缘基板10表面上的像素阵列区11内形成一有源区(active area)12,并同时在周边电路区13内形成至少一个有源区14。其中,有源区12的表面包括一源极区域(source region,未示出)、一漏极区域(drain region,未示出)、一通道区域(channel region,未示出)以及一下储存电极(bottom storage electrode)的预定区域(未示出),而且各个有源区14的表面也包括一源极区域(未示出)、一漏极区域(未示出)以及一通道区域(未示出)。
如图2所示,接着再进行第二次光刻暨蚀刻工序,在绝缘基板10的表面上形成一光阻层16,用以限定出位于像素阵列区11内的下储存电极(bottom storage electrode)18的位置(site),接着再进行一道离子注入工序以在像素阵列区11内的被暴露出来的有源区12内注入高浓度的N型掺杂物(dopants),完成下储存电极18的制造。
之后去除光阻层16,如图3所示,再在整个结构表面依序形成一绝缘层22以及一第一导电层(未示出),然后进行第三次光刻暨蚀刻工序,在像素阵列区11内形成一薄膜晶体管的栅极电极24,并在像素阵列区11内的下储存电极18之上,形成一上储存电极26,再同时在周边电路区13内分别形成一N型金属氧化物半导体(NMOS)晶体管的栅极电极28以及一P型金属氧化物半导体(PMOS)晶体管的栅极电极32。
接着如图4所示,利用栅极电极24、28、32以及上储存电极26作为蚀刻掩模,进行一蚀刻工序,形成栅极绝缘层(gate insulating layer)34、36、38以及电容介电层(capacitor dielectric layer)42,以完成储存电容(storagecap)44的制造。
随后再利用栅极电极24、28、32作为掩蔽物,进行一道离子注入步骤,注入低浓度的N型离子,在栅极电极24、28、32两侧的有源区12、14内形成轻掺杂漏极区域46、48、52。由于在此所进行的离子注入步骤是注入低浓度的N型离子,故不会对下储存电极18的掺杂物浓度有所影响。
如图5所示,然后再进行第四次光刻暨蚀刻工序,在整个结构表面形成光阻层54,此光阻层54覆盖了像素阵列区11内的栅极电极24以及预定用来作为轻掺杂漏极56的区域,并同时覆盖了周边电路区13内预定用来制造P型金属氧化物半导体晶体管的区域。接着进行一道离子注入步骤,注入高浓度的N型离子,以便在像素阵列区11中的有源区12内形成薄膜晶体管58的源极电极62以及漏极电极64,并同时在周边电路区13中的有源区14内形成N型金属氧化物半导体晶体管66的源极电极68以及漏极电极72。
之后,去除光阻层54,如图6所示,随后再进行第五次光刻暨蚀刻工序,在整个结构表面形成光阻层74,此光阻层74只暴露出周边电路区13内预定用来制造P型金属氧化物半导体晶体管76的区域,接着再进行一道离子注入步骤,注入高浓度的P型离子,以便在有源区14内形成P型金属氧化物半导体晶体管76的源极电极78及漏极电极82。由于此处进行的离子注入步骤所注入的是高浓度的P型离子,故之前所形成的N型轻掺杂漏极区域52(如图5所示)将被补偿(compensate)并转换成为源极电极78以及漏极电极82。
之后,去除光阻层74,如图7所示,在整个结构表面形成绝缘层84,此绝缘层84覆盖了栅极电极24、28、32以及上储存电极26。接着再进行第六次光刻暨蚀刻工序,去除部分绝缘层84,而分别形成可连通源极电极62、68、78以及漏极电极72、82的第一接触孔(contact hole)85。然后在像素阵列区11内的第二绝缘层84表面形成一可电连接至源极电极62的源极导线(source wire)86,并在周边电路区13内的第二绝缘层84表面分别形成一可电连接至源极电极68、78的源极导线88,以及一可电连接N型金属氧化物半导体晶体管66与P型金属氧化物半导体晶体管76的导线92,完成互补式金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor,CMOS)晶体管的制造。
如图8所示,接着在整个结构表面再形成一绝缘层94,使此绝缘层94覆盖上述绝缘层84、源极导线86、88以及导线92。再进行第七次光刻暨蚀刻工序,去除部分绝缘层94,并在绝缘层94之内形成一可连达漏极电极64的第二接触孔95。随后在绝缘层94上形成一透明导电层(未示出),最后进行第八次光刻暨蚀刻工序去除部分透明导电层,并在绝缘层94上形成一像素电极(pixel electrode)96,此像素电极96经由被填有透明导电层(未显示)的第二接触孔95被电连接至位于下层的漏极电极64,以完成低温多晶硅薄膜晶体管液晶显示器98的制造。
然而现有的制造低温多晶硅薄膜晶体管液晶显示器的方法,存在一个相当严重的问题。即以上述制造方法所制造出来的低温多晶硅薄膜晶体管液晶显示器,在形成下储存电极、源极电极、漏极电极以及轻掺杂漏极时,需要形成三道不同的光阻层以及进行四道离子注入工序。这么多的制造步骤使制造流程变得非常复杂,同时每一次在形成光阻层时,都需要进行一次黄光工序,而每一次黄光工序其实都有对不准(mis-aligned)的风险,在经过如此复杂且多重的黄光工序之后,所制得的元件很难不出现缺陷(defect)。尤其是轻掺杂漏极部分,常常因为制造栅极电极时的对准误差再加上制造像素阵列区内薄膜晶体管的源极电极以及漏极电极时的对准误差,而产生宽度上不对称(asymmetry)的情形,导致元件提早被击穿。此外,现有技术中集成互补式金属氧化物半导体晶体管的制造方法,虽然是沿用集成电路工业的一种常见的制造方法,但是在既包括N型金属氧化物半导体晶体管,又包括P型金属氧化物半导体晶体管的电路制造方法中,实在是不可能将黄光工序以及离子注入工序的次数明显减少,同时N型低温多晶硅薄膜晶体管本身的漏电流(leakage current)大小不容易被控制,故应用在像素区域内往往造成显像质量(image quality)不高。因此,如何能开发出一种新的制造低温多晶硅薄膜晶体管液晶显示器的方法,尽量降低制造流程的复杂程度,减少黄光工序的次数以降低对不准发生的机率,进而减少产品元件的缺陷,提高产品合格率(yield)以及显像质量,便成为十分重要的课题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:提供一种制造低温多晶硅薄膜晶体管液晶显示器的方法,尤其是提供一种利用七道黄光工序制造并完全由P型低温多晶硅薄膜晶体管构成液晶显示器的制造方法,其具有优良的对准精确度(precise alignrnent)以及可靠度(reliability)。
在本发明的优选实施方式中,先提供一绝缘基板,再在该绝缘基板的表面分别形成至少一由多晶硅所构成的P型低温多晶硅薄膜晶体管的有源层以及至少一储存电容的下储存电极,且各有源层之中包括一源极区域、一漏极区域以及一通道区域。再进行一第二黄光暨蚀刻工序以及一P型离子注入工序,以便在各源极区域以及各漏极区域之内分别形成至少一源极电极以及至少一漏极电极,并同时在各下储存电极之内注入掺杂物。接着在上述绝缘基板的表面上形成一金属层,使该金属层覆盖上述各有源层以及各下储存电极,然后进行一第三黄光暨蚀刻工序,以去除部分金属层,在各通道区域之上形成各低温多晶硅薄膜晶体管的栅极电极,从而完成各P型低温多晶硅薄膜晶体管的制造,并在各下储存电极之上形成各储存电容的上储存电极,以完成各储存电容的制造。随后在上述绝缘基板的表面上形成一第一绝缘层,使第一绝缘层覆盖各栅极电极以及各上储存电极,再进行一第四黄光暨蚀刻工序,以便去除部分第一绝缘层,在该第一绝缘层之内分别形成至少一通达各源极电极、各漏极电极以及各栅极电极的第一接触孔,接着在上述第一绝缘层的表面上形成一导电层,且该导电层填满各第一接触孔,然后进行一第五黄光暨蚀刻工序,以去除部分上述导电层,在第一绝缘层的表面上形成至少一源极导线以及至少一漏极导线,使各源极导线以及各漏极导线分别经由各第一接触孔被电连接至各源极电极以及各漏极电极。随后在上述绝缘基板的表面上形成一第二绝缘层,使该第二绝缘层覆盖上述第一绝缘层、各源极导线以及各漏极导线。
由于本发明利用七道黄光工序制造并完全由P型低温多晶硅薄膜晶体管来构成液晶显示器,因此可以大幅度地降低黄光与离子注入工序步骤的总数,达到简化工艺过程的目的,并能有效避免对不准的风险与机率,改善产品元件上出现缺陷的情形,进而提高了产品的置信级。此外,由于P型低温多晶硅薄膜晶体管的漏电流较N型低温多晶硅薄膜晶体管的漏电流低,而且P型低温多晶硅薄膜晶体管本身的漏电流也较容易被控制,因此本发明利用P型低温多晶硅薄膜晶体管来制造液晶显示器的方法,可以更有效地改善产品的电气性能,大大有利于液晶显示器显像质量的提高。
附图说明
图1至图8为现有的制造一低温多晶硅薄膜晶体管液晶显示器的方法示意图;
图9至图13为本发明第一实施方式中制造一低温多晶硅薄膜晶体管液晶显示器的方法示意图;
图14至图19为本发明第二实施方式中制造一低温多晶硅薄膜晶体管液晶显示器的方法示意图。
附图标号说明
10绝缘基板 11像素阵列区
12有源区 13周边电路区
14有源区 16光阻层
18下储存电极 22绝缘层
24栅极电极 26上储存电极
28栅极电极 32栅极电极
34栅极绝缘层 36栅极绝缘层
38栅极绝缘层 42电容介电层
44储存电容 46轻掺杂漏极区域
48轻掺杂漏极区域 52轻掺杂漏极区域
54光阻层 56轻掺杂漏极
58薄膜晶体管 62源极电极
64漏极电极 66 NMOS晶体管
68源极电极 72漏极电极
76 PMOS晶体管 74光阻层
78源极电极 82漏极电极
84绝缘层 85第一接触孔
86源极导线 88源极导线
92导线 94绝缘层
96像素电极 98低温多晶硅薄膜晶体管
100、200绝缘基板 101、201像素阵列区
102、202有源层 103、203周边电路区
104、204有源层 105、205源极区域
106第一掩模 107、207漏极区域
108下储存电极 109、209源极区域
111、211漏极区域 112、222源极电极
114、214漏极电极 116、216源极电极
118、218漏极电极 123、223通道区域
124、224栅极绝缘层 125、225通道区域
126、226栅极电极 128、228 P型低温多晶硅薄膜晶体管
132、232电容介电层 134、234上储存电极
136、236储存电容 137、237通道区域
138、238栅极绝缘层 142、242栅极电极
144、244栅极绝缘层 146、246栅极电极
148A、148B、248A、248B PMOS晶体管
152、252第二绝缘层
154、254第一接触孔 156、256源极导线
158、258漏极导线 162、262源极导线
164、264漏极导线 166、266第三绝缘层
168、268第二接触孔 172、272像素电极
174、274低温多晶硅薄膜晶体管液晶显示器
206第一绝缘层 208第一掩模
210下储存电极
具体实施方式
请参考图9至图13,图9至图13为本发明第一实施方式中制造一低温多晶硅薄膜晶体管液晶显示器174的方法示意图。如图9所示,本发明的低温多晶硅薄膜晶体管液晶显示器制造在一绝缘基板100之上,绝缘基板100必需由透光材料构成,通常为一玻璃基板或一石英基板,而且绝缘基板100的表面包括一像素阵列区101以及一周边电路区103。
本发明是利用溅射工序或其他工序先在绝缘基板100的表面形成一非晶硅薄膜(未示出),接着进行准分子激光退火工序,使非晶硅薄膜(未示出)再结晶,转化为多晶硅层(未示出)。然后,进行第一次光刻暨蚀刻工序,去除部分多晶硅层(未示出),在绝缘基板100表面上的像素阵列区101内形成一有源区102,并同时在周边电路区103内形成至少一个有源区104。其中,有源区102的表面包括一源极区域(未示出)、一漏极区域(未示出)、一通道区域(未示出)以及一下储存电极的预定区域(未示出),各个有源区104的表面包括一源极区域(未示出)、一漏极区域(未示出)以及一通道区域(未示出)。值得一提的是,上述准分子激光退火工序也可以在第一次光刻暨蚀刻工序之后进行。
接着如图10所示,再进行第二次光刻暨蚀刻工序,在绝缘基板100的表面形成一第一掩模106,此第一掩模106暴露出像素阵列区101内有源区102中的源极区域105与漏极区域107以及下储存电极108,并同时暴露出周边电路区103内有源区104中的源极区域109以及漏极区域111。其中,为了元件集成(integration)的需要,在本发明的优选实施方式中,直接使下储存电极108与漏极区域107相连。接着利用第一掩模106作为掩蔽物,进行一道离子注入步骤,注入高浓度的P型离子,以在位于像素阵列区101中的有源区102内形成P型低温多晶硅薄膜晶体管(未示出)的源极电极112以及漏极电极114,并在下储存电极108之内注入P型掺杂物,且同时亦在周边电路区103中的有源区104内形成P型低温多晶硅薄膜晶体管(未示出)的源极电极116以及漏极电极118。
之后,去除第一掩模106,如图11所示,在整个结构表面依序形成第一绝缘层(未示出)以及一金属层(未示出),且上述第一绝缘层以及金属层均覆盖有源区102、104以及下储存电极108。其中,第一绝缘层(未示出)可为单层结构层或复合结构层,构成此第一绝缘层的材料可以是以四乙基原硅酸酯为反应气体的氧化硅(TEOS-SiO2)、氧化硅或氮化硅(silicon nitride)等,而构成金属层的材料可以是钨(W)或铬(Cr)。此外,在形成第一绝缘层之前,本发明还可包括一清洗步骤,利用臭氧溶液来清洁有源区102、104以及下储存电极108表面,主要目的在于去除有源区102、104以及下储存电极108表面的原生氧化层(native oxide layer,未示出),并同时钝化(passive)有源区102、104以及下储存电极108的表面,以防止在形成多晶硅之前第一绝缘层被进一步氧化,进而确保通道区域不被污染。
随后进行第三次光刻暨蚀刻工序,去除部分第一绝缘层以及金属层,以便在像素阵列区内101的通道区域123上形成低温多晶硅薄膜晶体管的栅极绝缘层124以及栅极电极126,完成P型低温多晶硅薄膜晶体管128的制造;并在下储存电极108之上形成储存电容的电容介电层132以及上储存电极134,完成储存电容136的制造;再同时在周边电路区103的通道区域137上分别形成P型低温多晶硅薄膜晶体管的栅极绝缘层138、144以及栅极电极142、146,完成P型低温多晶硅薄膜晶体管148A、148B的制造。
值得注意的是,在进行第三次光刻暨蚀刻工序时,不论第一绝缘层是单层结构还是复合结构层,均可以保留部分厚度不被蚀刻,甚至于维持全部厚度完全不被蚀刻。不论是那一种情形,都是以设置在栅极电极126、142、146以及上储存电极134之下的第一绝缘层作为栅极绝缘层124、138、144以及电容介电层132,在本发明图示的实施方式中完全去除了第一绝缘层。另外,栅极绝缘层的厚度均小于栅极电极的厚度。
如图12所示,再在整个结构表面形成第二绝缘层152,使此第二绝缘层152覆盖栅极电极126、142、146以及上储存电极134。形成此第二绝缘层152的材料可以是氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。再进行第四次光刻暨蚀刻工序去除部分第二绝缘层152,并在第二绝缘层152内分别形成可连通源极电极112、116以及漏极电极114、118的第一接触孔154。
随后在第二绝缘层152的表面形成一导电层(未示出),此导电层填满第一接触孔154,接着进行第五次光刻暨蚀刻工序,去除部分导电层,以便在像素阵列区内101的第二绝缘层152表面形成一可电连接至源极电极112的源极导线156,用来作为低温多晶硅薄膜晶体管液晶显示器的数据线,以及一可电连接至漏极电极114的漏极导线158。本发明亦可视实际需要,在周边电路区103内的第二绝缘层152表面分别形成各自可电连接至源极电极116的源极导线162,以及各电连接至漏极电极的漏极导线164。值得注意的是,栅极电极之上亦可以形成接触孔以及导线。
如图13所示,再在绝缘基板100的表面上形成第三绝缘层166,使此第三绝缘层166覆盖前述绝缘层152、源极导线156、162以及漏极导线158、164,并作为平坦层之用,其中此第三绝缘层166的材料可以是氧化硅、氮化硅或是以四乙基原硅酸酯为反应气体所生成的氧化硅。然后进行第六次光刻暨蚀刻工序以去除部分第三绝缘层166,并在第三绝缘层166内形成一可连通漏极导线158的第二接触孔168。随后在第三绝缘层166之上形成一透明导电层(未示出),此透明导电层(未示出)由氧化铟锡(indium tin oxide,ITO)或氧化铟锌(indium zinc oxide,IZO)构成。最后进行第七次黄光暨蚀刻工序以去除部分透明导电层,并在第三绝缘层166之上形成像素电极172,此像素电极172经由被填有透明导电层的第二接触孔168被电连接至漏极导线158以及漏极电极114,以完成低温多晶硅薄膜晶体管液晶显示器174的制造。
请参考图14至图19,图14至图19为本发明第二实施方式中制造一低温多晶硅薄膜晶体管液晶显示器274的方法示意图。如图14所示,本发明的低温多晶硅薄膜晶体管液晶显示器是制造在一绝缘基板200之上,绝缘基板200必需由透光材料构成,通常为一玻璃基板或一石英基板,并且绝缘基板200的表面上包括一像素阵列区201以及一周边电路区203。
首先利用溅射工序或是其他工序在绝缘基板200表面上形成一非晶硅薄膜(未示出),接着进行一准分子激光退火工序,使非晶硅薄膜(未示出)再结晶成为多晶硅层(未示出)。然后进行第一次光刻暨蚀刻工序,去除部分多晶硅层,以便在绝缘基板200表面上的像素阵列区201内形成一有源区202,并同时在周边电路区203内形成至少一个有源区204。其中,有源区202的表面包括一源极区域(未示出)、一漏极区域(未示出)、一通道区域(未示出)以及一下储存电极的预定区域(未示出)。各个有源区204的表面包括一源极区域(未示出)、一漏极区域(未示出)以及一通道区域(未示出)。值得一提的是,也可以在第一次光刻暨蚀刻工序之后进行准分子激光退火工序。
接着如图15所示,在绝缘基板200的表面上形成一第一绝缘层206,使此第一绝缘层206覆盖住有源区202、204。其中,第一绝缘层206可为单层结构层或复合结构层,构成此第一绝缘层206的材料可以是以四乙基原硅酸酯(TEOS)为反应气体所生成的氧化硅、氧化硅或氮化硅。此外,形成第一绝缘层206之前,本发明也可包括一清洗步骤,利用臭氧溶液来清洁上述有源区202、204的表面,以去除有源区202、204表面的原生氧化层(未示出),并钝化(passive)有源区202、204的表面,以防止在形成多晶硅层之前第一绝缘层206被进一步氧化,进而确保通道区域(未示出)不被污染。
接着再进行第二次光刻暨蚀刻工序,在绝缘基板200的表面形成一第一掩模208,此第一掩模208暴露出像素阵列区201内有源区202中的源极区域205与漏极区域207以及下储存电极210,并同时暴露出周边电路区203内有源区204中的源极区域209以及漏极区域211。其中,为了元件集成的需要,在本发明的优选实施方式中,下储存电极210与漏极区域207相连。接着再利用第一掩模208作为掩蔽物进行一道高浓度的P型离子注入步骤,以便在像素阵列区201中的有源区202内形成P型低温多晶硅薄膜晶体管(未示出)的源极电极212以及漏极电极214,并在下储存电极210之内注入掺杂物,并同时在周边电路区203中的有源区204内形成P型低温多晶硅薄膜晶体管(未示出)的源极电极216以及漏极电极218。
去除第一掩模208之后,如图16所示,在绝缘基板200的表面上形成一金属层(未示出),使此金属层覆盖住第一绝缘层206、有源区202、204以及下储存电极210,构成此金属层的材料可以是钨(W)或铬(Cr)。如图17所示,随后进行第三次光刻暨蚀刻工序,去除部分第一绝缘层206以及部分金属层,以便在像素阵列区内201中的通道区域223之上形成低温多晶硅薄膜晶体管的栅极绝缘层224以及栅极电极226,完成P型低温多晶硅薄膜晶体管228的制造;并在下储存电极210之上形成储存电容的电容介电层232以及上储存电极234,以完成储存电容236的制造;同时,在周边电路区203中的通道区域237上分别形成P型低温多晶硅薄膜晶体管的栅极绝缘层238、244以及栅极电极242、246,完成P型低温多晶硅薄膜晶体管248A、248B的制造。
值得注意的是,在进行第三次光刻暨蚀刻工序之时,不论第一绝缘层206是单层结构还是复合结构,均可以保留部分厚度不被蚀刻,甚至于维持全部的厚度完全不被蚀刻。不论那一种情形,都是以设置在栅极电极226、242、246以及上储存电极234下方的第一绝缘层206作为栅极绝缘层224、238、244以及电容介电层232,在本实施方式的图示中完全去除了第一绝缘层206。另外,栅极绝缘层的厚度均小于栅极电极的厚度。
如图18所示,在绝缘基板200的表面上形成一第二绝缘层252,使第二绝缘层252覆盖住栅极电极226、242、246以及上储存电极234。此第二绝缘层252可以是氧化硅层、氮化硅层或氮氧化硅层。再进行第四次光刻暨蚀刻工序,以去除部分第二绝缘层252,并在第二绝缘层252内分别形成可通达源极电极212、216以及漏极电极214、218的第一接触孔254。
随后在第二绝缘层252的表面上形成一导电层(未示出),用以填满第一接触孔254,接着进行第五次光刻暨蚀刻工序,以去除部分导电层,以便在像素阵列区内201的第二绝缘层252表面形成一电连接至源极电极212的源极导线256,用来作为低温多晶硅薄膜晶体管液晶显示器的数据线,以及一电连接至漏极电极214的漏极导线258。本发明亦可视实际需要,在周边电路区203内的第二绝缘层252表面分别形成各电连接至源极电极216的源极导线262,以及各电连接至漏极电极218的漏极导线264。值得注意的是,在栅极电极之上亦可形成接触孔以及导线。
如图19所示,再在绝缘基板200的表面上形成一第三绝缘层266,使此第三绝缘层266覆盖第二绝缘层252、源极导线256、262以及漏极导线258、264,并作为平坦层之用,此第三绝缘层266可以是氧化硅层、氮化硅层或以四乙基原硅酸酯(TEOS)为反应气体所生成的氧化硅层。然后进行第六次光刻暨蚀刻工序,以去除部分第三绝缘层266,并在第三绝缘层266之内形成一可通达漏极导线258的第二接触孔268。随后在第三绝缘层266之上形成一透明导电层(未示出),此透明导电层由氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)构成。最后进行第七次光刻暨蚀刻工序,以去除部分透明导电层,并在第三绝缘层266之上形成像素电极272,此像素电极272经由被透明导电层填满的第二接触孔268被电连接至漏极导线258以及漏极电极214,以完成低温多晶硅薄膜晶体管液晶显示器274的制造。
由于本发明的制造低温多晶硅薄膜晶体管液晶显示器的方法是先利用一掩模以及一重掺杂浓度的P型离子注入工序分别形成像素阵列区内P型薄膜晶体管的源极电极与漏极电极以及周边电路区内P型低温多晶硅薄膜晶体管的源极电极与漏极电极,并同时对电容下电极进行掺杂,再进行栅极电极的制造。因此可以大幅度地降低黄光与离子注入工序的总数,达到工序简化的目的,并能有效避免对不准的风险与机率,改善产品元件上出现缺陷的情形,进而提高了产品的置信级。而且本发明在制造各源极电极以及漏极电极时,同时对下储存电极进行高浓度掺杂,故可确保下储存电极的阻值达到期望值,这有利于符合高置信级测试中老化测试的标准。此外,P型低温多晶硅薄膜晶体管的漏电流较N型低温多晶硅薄膜晶体管的漏电流低,而且P型低温多晶硅薄膜晶体管本身的漏电流较容易被控制,故非常适合应用于像素区域。而且,实际生产的产品具有优良电气性能、高置信级以及高显像质量的优点。
与现有的制造低温多晶硅薄膜晶体管液晶显示器的方法相比,本发明披露的一种利用七道黄光工序制造并完全由P型低温多晶硅薄膜晶体管构成液晶显示器的制造方法,不仅大幅度地降低了黄光与离子注入工序的总数,达到工序简化的目的,而且也能有效抑制对不准的风险与机率以及产品元件缺陷的问题,从而提高了产品的置信级。此外,由于P型低温多晶硅薄膜晶体管的漏电流较N型低温多晶硅薄膜晶体管的漏电流低,而且P型低温多晶硅薄膜晶体管本身的漏电流也较容易被控制,因此本发明的利用P型低温多晶硅薄膜晶体管来制造液晶显示器的方法,可以更有效地改善产品的电气性能,大大有利于液晶显示器显像质量的提高。
以上仅对本发明的优选实施方式进行了描述,显然,凡按本发明申请文件所公开的内容作出的等同的改变与修饰,皆涵盖在本发明要求保护的范围之内。
Claims (8)
1.一种液晶显示器的制造方法,该液晶显示器包括至少一P型低温多晶硅薄膜晶体管以及至少一储存电容,该方法至少包括下列步骤:
提供基板;
在该基板之上形成多晶硅层;
进行第一光刻暨蚀刻工序,去除部分上述多晶硅层,以便在上述基板的表面限定出有源区,其中上述有源区包括源极区域、漏极区域、通道区域以及下储存电极;
进行第二光刻暨蚀刻工序,以便在上述基板之上形成第一掩模,其中该第一掩模暴露出上述源极区域、漏极区域以及下储存电极;
利用第一掩模作为掩蔽物进行P型高浓度离子注入工序,以便在上述源极区域以及漏极区域内分别形成源极电极以及漏极电极,同时在上述下储存电极之内注入掺杂物;
去除上述第一掩模;
在上述基板之上形成第四绝缘层,用以覆盖上述有源区;
在上述基板之上形成金属层,用以覆盖上述有源区;
进行第三光刻暨蚀刻工序,去除部分上述金属层及部分第四绝缘层,以便在上述通道区域之上形成P型低温多晶硅薄膜晶体管的栅极电极,并在上述下储存电极之上形成储存电容的上储存电极,同时分别形成上述P型低温多晶硅薄膜晶体管的栅极绝缘层,并在上述下储存电极之上形成储存电容的电容介电层;
在上述基板之上形成第一绝缘层,用以覆盖上述栅极电极及上储存电极;
进行第四光刻暨蚀刻工序,去除部分上述第一绝缘层,以形成分别连通上述源极电极、漏极电极的第一接触孔;
在上述第一绝缘层之上形成导电层,用以填满上述第一接触孔;
进行第五光刻暨蚀刻工序,去除部分上述导电层,以便在上述第一绝缘层之上形成源极导线及漏极导线,且使源极导线及漏极导线分别经由相应的第一接触孔而被电连接至源极电极及漏极电极;以及
在上述基板上形成第二绝缘层,用以覆盖上述第一绝缘层、源极导线及漏极导线;
进行第六光刻暨蚀刻工序,去除部分上述第二绝缘层,用以形成至少一可通达上述漏极导线的第二接触孔;
在上述第二绝缘层之上形成透明导电层;以及
进行第七光刻暨蚀刻工序,去除部分透明导电层,以便在上述第二绝缘层之上形成至少一像素电极,且该像素电极经由上述被填有透明导电层的相应第二接触孔被电连接至漏极导线。
2.如权利要求1所述的方法,其中上述形成多晶硅层的步骤包括下列工序:
进行溅射工序,以便在上述基板的表面形成非晶硅层;以及
进行退火工序,以使上述非晶硅层再结晶形成上述多晶硅层。
3.如权利要求1所述的方法,其中构成上述第四绝缘层的材料包括以四乙基原硅酸酯为反应气体生成的氧化硅、氧化硅或氮化硅。
4.如权利要求1所述的方法,其中构成上述透明导电层的材料包括氧化铟锡或氧化铟锌。
5.一种液晶显示器的制造方法,该液晶显示器包括至少一P型低温多晶硅薄膜晶体管以及至少一储存电容,该方法至少包括下列步骤:
提供基板;
在该基板之上形成多晶硅层;
进行第一光刻暨蚀刻工序,去除部分上述多晶硅层,以便在上述基板的表面限定出有源区,其中上述有源区包括源极区域、漏极区域、通道区域以及下储存电极;
在基板之上形成第三绝缘层,用以覆盖上述有源区;
进行第二光刻暨蚀刻工序,以便在上述第三绝缘层之上形成第一掩模,其中该第一掩模暴露出上述源极区域、漏极区域以及下储存电极;
利用第一掩模作为掩蔽物进行P型高浓度离子注入工序,以便在上述源极区域以及漏极区域内分别形成源极电极以及漏极电极,同时在上述下储存电极之内注入掺杂物;
去除上述第一掩模;
在上述基板之上形成金属层,用以覆盖上述有源区;
进行第三光刻暨蚀刻工序,去除部分上述金属层及部分第三绝缘层,以便在上述通道区域之上形成P型低温多晶硅薄膜晶体管的栅极电极,并在上述下储存电极之上形成储存电容的上储存电极,同时分别形成上述P型低温多晶硅薄膜晶体管的栅极绝缘层,并在上述下储存电极之上形成储存电容的电容介电层;
在上述基板之上形成第一绝缘层,用以覆盖上述栅极电极及上储存电极;
进行第四光刻暨蚀刻工序,去除部分上述第一绝缘层,以形成分别连通上述源极电极、漏极电极的第一接触孔;
在上述第一绝缘层之上形成导电层,用以填满上述第一接触孔;
进行第五光刻暨蚀刻工序,去除部分上述导电层,以便在上述第一绝缘层之上形成源极导线及漏极导线,且使源极导线及漏极导线分别经由相应的第一接触孔而被电连接至源极电极及漏极电极;以及
在上述基板上形成第二绝缘层,用以覆盖上述第一绝缘层、源极导线及漏极导线;
进行第六光刻暨蚀刻工序,去除部分上述第二绝缘层,用以形成至少一可通达上述漏极导线的第二接触孔;
在上述第二绝缘层之上形成透明导电层;以及
进行第七光刻暨蚀刻工序,去除部分透明导电层,以便在上述第二绝缘层之上形成至少一像素电极,且像素电极经由上述被填有透明导电层的相应第二接触孔被电连接至漏极导线。
6.如权利要求5所述的方法,其中构成上述第三绝缘层的材料包括以四乙基原硅酸酯为反应气体生成的氧化硅、氧化硅或氮化硅。
7.如权利要求5所述的方法,其中上述形成多晶硅层的步骤包括下列工序:
进行溅射工序,以便在上述基板的表面形成非晶硅层;以及
进行退火工序,以使上述非晶硅层再结晶形成上述多晶硅层。
8.如权利要求5所述的方法,其中构成上述透明导电层的材料包括氧化铟锡或氧化铟锌。
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