TW486592B - Active matrix LCD and method of producing the same - Google Patents

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Description

486592 五、發明說明（1) _ 本發明係有關於採用薄膜電晶體做為 矩陣式液晶顯示器及其製造方法，特別是動態 施行光學微影術次數、便能降低接線阻值能^ ^增加 晶顯示器及其製造方法。 μ 陣式液 以非晶矽、複晶矽、CdSe、或類似之 造而得之薄膜電晶體’以其在動態矩陣式液所製 (actlve matrix LCD)内做為開關元件的應口 到矚目。而運用這些薄膜電晶體做為液晶顯示器k 党一 件，已揭露於相對應於日本專利早期公開公告號第“兀 6-1 60906 =案之曰本專利公告號第25〇1411號°案〜内。* 而’上述專利文件所揭露者無法獲致寬螢幕和高晰、、 係：咎於下述原因。由於-像素電極與-汲極匯流排二θ =-光學微影(Ph0t0l i thography )步 ：：】 =線必然是以由一透明導電膜來實; =膜：值的數十倍’諸如IT〇(indium…二=且為 方Γ形式者的二十倍。此-問題或可於沒極 法ΐ必要訴ίί::加設—低阻抗金屬膜來解決，但是此 辦加光輿料②i 一或且更多的光學微影步驟來實行。然 “ = ; = ;數㈡:未著間接增加人員次數與直 而能降低接線阻一種無須增加光學微影術次數 公告 m , 卜1 79345、以及6- 1 60 906 號等案。 —---^明之一目的，在於提供一種使用薄膜電晶 第5頁 2136-1820-PFl.ptc 486592 案號 87101138 發明說明（2) 曰 五 修正 體做為開關元件的動離拓_斗、、—n 一 增加光學微影術次數ί能降器及其方法’無須 式液月故為開關元件的動態矩陣 膜和-低阻抗金屬膜所4極電；朽”序由-透明導電 述没極電極—源極電極成：：=流排線’連接至上 :極’形成有複數孔洞，上述低阻抗金屬 導電膜和低阻抗金屬膜上” 式形成於上述等透明 電極；以及，一半導體 Θ匯机排線，連接至上述閘 具有相同的形⑼；上述閘匯:與上述閘匯流排線 而連接至上述閘電極。 、'’ /、以低阻抗金屬形成， 另外’根據本發明之動離拓鱼 J ’包括下列步驟：依序形：一透示器的製造方 屬膜於-絕緣基底上；形成一沒電3-低阻抗金 電極之-汲極®流排線、—源極電極 3至上述沒極 極電極與呈複數孔洞之一像辛雷搞·、及連接至上述源 述像素電極處將上述低阻抗金屬膜予餘刻法僅自上 上施以PH3電漿處理，然後依序形成—1除，於上述基底 膜、以及-低阻抗金屬冑；以定義=體膜、-絕緣 電極和連接至上述閘電極之一閘匯流排$方式，形成一閘 上述等閘電極和閘匯流排線具相同形1狀、、、，以及，形成與 再者，根據本發明之動態矩陣‘，一島。 薄膜電晶體做為開關元件，上述動此a曰顯示器，係採用 括：一開雷搞，在“ —μ &矩陣式 486592 修正 曰 案號 8710113R 五、發明說明（3) ，，連接至上述閘電極；一絕緣膜、一半導體膜、以及— 接觸層，以一島狀形成於上述低阻抗金屬膜上，至少覆於 上述閘電極以及上述閘匯流排線與一汲極匯流排線欲越 ^透明導電膜和-低阻抗金屬膜，依序形成做為 連接至上述汲極匯流排線之一汲極電極；以及，一像 Ϊ屈連接至上述源極電極，形成有複數孔洞，上述低阻抗 金屬膜唯自上述像素電極處被移除。 一 ，根據本發明之動態矩陣式液晶顯示器的製造方 上：驟：形成一低阻抗金屬膜於-絕緣基底 極之-閉匯流排線；形成一絕緣膜、一半導 =觸層於上述基底以定義圖案 成 接越的邻广·= 排線與一汲極匯流排線欲 接越的#，依序形成一透明導電膜 上述基底上；“定義圖案的方式，形成連接=== 極電極與呈複數孔洞之一像極、以及連接至上述源 述像辛電極處將卜、+、π象素電本，以侧向蝕刻法僅自上 4诼京％位慝將上述低阻抗金屬膜予 通道部份將上述接觸層移除。移除，以及，自一 為讓本發明之上述和其他目的、 顯易懂’下文特舉一較佳實施例2:和優點能更明 細說明如下： 配β所附圖式，作詳 圖示之簡單說明： 第1Α圖係顯示生產_習知動態矩… 步驟的平面圖示； 式液B曰顯示器起始 486592
修正 第1B圖 第2A圖 第2B圖 第3A、 矩陣式液晶 第3B、 所截之剖面 第6A、 產動態矩陣 第6B、 圖A - A ’線所 第10A〜 的剖面圖。 此等圖 符號說明： 係顯示沿第1A圖a-A，始以 ;系顯示川圖接續步面圖； 二圖“，線所裁之:】面圖； 領矛写二驟^不根據本發明一實施例生產動態 頊不步驟流程平面圖示；貝 4圖β :58圖係分別顯示沿第3A、4A、5A圖A —A，線 Μ、8 A、9 A圖係顯示根據一 二液晶顯示器步驟流程平“示；知例生
截之二面9圖B圖：Γ顯示沿第6A、7A、8A、9A i〇c圖係顯示對第3a_5b圖所示實施例 示中，相同標號代表相等結構的部份。 1〜汲極電極； 3〜源極電極； 5〜孔洞； 2〜汲極匯流排線； 4〜像素電極； 6〜閘電極； 7〜閘匯流排線； 8〜島； 1〇卜絕緣基底； 1〇2〜透明絕綾膜· 1〇3,〜透明導電膜；1〇4〜低阻抗金屬臈； 1 0 4〜低阻抗金屬膜；1 〇 4 ’’〜低阻抗金屬膜； 105〜光阻； 〜半導體膜； 1 〇 7〜絕緣膜； 1 〇 7 ’〜護膜； 1 〇 8〜接觸層；
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_ 案號 87101138 五、發明說明（5) 實施例： 為能更瞭解本發明，先對習知動態矩陣式液晶顯示器 做一間要的說明。第1A、IB、2A、2B圖顯示用以製造薄膜 電晶體實現開關元件的動態矩陣式液晶顯示器的步驟流、 首先，如第1A及1B圖所示，一 IT〇或類似的透明導電 膜103經濺鍍法（sputtering)形成於一絕緣基底1〇1上。 電膜1 03經光學微影術與濕式或乾式蝕刻處理，定義出圖 案形成一汲極電極1、連接至汲極電極丨之一汲極匯流排線 2、一源極電極3、以及連接至源極電極3之一像素電極4。 第1 A和1B圖所示斜線部份，即為用以定義圖案之用的 105。 接下來，如第2 A和2 B圖所示，以光學微影術 (photolithography)與濕式或乾式蝕刻處理，依序以電漿 化學氣相沈積法（plasma CVD)形成一非晶矽膜（a_Si)或類 似之半導體膜1 0 6、一氮化矽膜或類似之絕緣膜丨〇 7、以及 以濺鍍法形成之鉻膜或類似之低阻抗金屬膜丨〇 4，等等，以 膜狀方式形成於基底101上。膜、107、和104，經定義 圖案做為一閘電極6、以及與閘電極6和閘匯流排線7有相 同形狀之一島8。 已如上述，習知液晶顯示器的問題在於：若為降低接 線阻值’必須增加施行光學微影步驟的次數。 請參照第3A、3B、4A、4B、5A、5B等圖，用以描述根 據本發明一實施例之動態矩陣式液晶顯示器，動態矩陣式 液晶顯示器亦採用薄膜電晶體做為開關元件。即如圖示，
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液晶顯示器包括一絕緣基底101，有一透明絕緣膜1〇2形成 於絕緣基底101上。一透明導電膜103與一低阻抗金屬膜 104依序呈層狀形成於絕緣膜1〇2上，並經定義圖案形成一 /及極電極1、連接至没極電極1之一汲極匯流排線2、一源 極電極3、以及連接至源極電極3與具有複數孔洞5之一像 素電極4。一半導體膜和一絕緣膜IQ?依序形成於金屬 膜1 04上，呈與閘電極6和閘匯流排線7有相同形狀之一島 8。一低阻抗金屬膜1 〇 4 ’以閘電極6和閘匯流排線7的形態 形成於絕緣膜107上。第5A和5B圖中，標號1〇5代表光阻， 光阻105於第3A和5A圖是以斜線表之。再者，第μ圖所示 _ 斜線表不低阻抗金屬膜。 · 製造上述液晶顯示器的方法通常是由第一和第二步驟 所組成。第一步驟包括：依序形成透明絕緣膜1〇2、透明 導電膜1 0 3、以及低阻抗金屬膜1 〇 4於基底1 〇 1上；然後定 義膜1 0 3和1 0 4的圖案形成汲極電極1、汲極匯流排線2、源 極電極3、以及像素電極4 ;再以側向蝕刻的方式自像素電 極4處將金屬膜104去除。第二步驟係接續第一步驟，包 括：對基底101施以PI電漿處理；形成半導體膜丨〇6和絕 緣膜107以及低阻抗金屬膜1〇4，；定義圖案形成閘電極6和 閘匯流排線7 ;以及形成與閘電極6和閘匯流排線7有相同 t 外觀之島8。 第一步驟茲參照第3A、3B、4A、4B等圖，並描述如 下。如第3A和3B圖所示，透明絕緣膜1〇2(例如厚度10〇11111 的二氧化矽）、透明導電膜1〇3(例如厚度5〇·的IT〇)、以 及低阻抗金屬膜1〇4(例如厚度i5〇nm的鉻）依序形成於基底
2136-1820-PFl.ptc 486592 案號 87101138 曰 修正 五、發明說明（7) 1 〇 1 (例如是玻璃）上。然後，利用光阻丨0 5施行光學微影術 和I TO乾式蝕刻，形成汲極電極1、汲極匯流排線2、源極 電極3、以及像素電極4，像素電極處每一孔洞5為邊長1 # m的正方形、間距為3 // m。對於孔洞5距離與尺寸的選擇， 係根據接續施以側向餘刻時位於像素電極4上的鉻被移 除、而汲極匯流排2上的鉻仍保有低阻抗免於側向餘刻的 影響。如第4A和4B圖所示，以濕式蝕刻對鉻施行約丨.5 # m 的側向蝕刻，期能僅將像素電極4上的鉻移除，此時，像 素電極4上方的光阻1 〇5亦經舉離（1 i f ted of f)移除。雖然 >及極匯流排2上的鉻也會内縮約1 · 5 # m，但此内縮1 · 5 // m 卻無甚緊要。 第5 A和5 B圖係顯示接續第一步驟的第二步驛。如圖所 示，對基底101施以PH3電漿處理。然後，形成約5〇nm厚非 晶矽材料的半導體膜1 〇 6、以及約3 0 Onm厚電漿化學氣相法 而得之氮化矽絕緣膜1 〇 7。爾後，濺鍍厚度約1 5 〇nm的鉻低 阻抗金屬膜104’於絕緣膜1〇7上。接著，施以光學微影術 和鉻濕式蝕刻法，形成閘電極6和閘匯流排線7。最後，以 氮化石夕/非晶矽乾式蝕刻，形成與閘電極6和閘匯流排線7 有相同外觀之島8。 上述實施例需施行兩次光學微影程序，以生產動態矩 陣式基底電路，故交錯式薄膜電晶體之開關元件得以低阻 抗接線實現。 如第1 0A圖所示，以氮化矽（Si N)或類似之絕緣膜 107’（厚度約為200 nm)所實現之一護膜，可於上述二連貫 步驟施行後加設於液晶顯示器上。另一方面，如第丨〇B圖
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::金二 成之前，加設由鉻或類似低 阻抗金屬m (厚度m50nn〇所構成之一遮光矩陣(_ matnf。若有需要，絕緣膜1〇7，和低阻抗金屬丨以"也可 以同時加設，即如第丨〇C圖所示。 :參照第 6A、6Β、7Α、7Β、8Α、8β、9Α、9β 等圖，所 不為本發明另一實施例亦是具有薄膜電晶體做為開關元 件。如圖所示，一液晶顯示器包括形成閘電極6與連接至 閘電極6之閘匯流排線7的低阻抗金屬膜1〇4，。島8係形成 於金屬膜104’上，是由絕緣膜1()7、半導體膜m、以及一 接觸層1 0 8所構成。膜1 〇 7和丨〇 6、以及層丨〇 8至少覆於閘電 極6與閘匯流排線7和汲極匯流排線2欲互為交越之部份。 接著，以透明導電膜1〇3和低阻抗金屬層1〇4形成汲極電極 1、汲極匯流排線2、源極電極3、以及像素電極4。當低阻 抗金屬層104自電極4移除時，於像素電極4處呈許多孔洞 上述液晶顯示器的製造方法，一般是由如下之第一、 第二、，第三步驟所構成。第一步驟包括：形成低阻抗金屬 膜104’於基底ιοί上；以及定義金屬膜1〇4，以形成閘電極6 與連接至閘電極6之閘匯流排線7。第二步驟包括：形成絕 緣膜107、半導體膜106、以及接觸層108於基底1〇1上；以 及定義它們至少覆於閘電極6與閘匯流排線7和汲極匯流排 線2欲互為交越之部份。第三步驟包括：形成透明導電膜 103和低阻抗金屬層104於基底丨〇1上；以及定義它們以形 成沒極電極1、連接至電極1之汲極匯流排線2、源極電極 3 '以及連接至電極3具有孔洞5之像素電極4 ;再以側向餘
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以及自通道部份 刻法唯自像素電極4處移除金屬膜1 〇4, 移除接觸層1 〇 8。 弟6A和⑽圖特別是顯示第—步驟。如圖所示，在 j類似之絕緣基底101上形成鉻或類似之低阻抗金屬膜 =4 (厚度約150nm)。然後，以光學微影和鉻濕式蝕刻 驟形成閘電極6與閘匯流排線7。 如第7A和7B圖所示，在第二步驟中，氮化矽或類似之 、、、邑緣膜1 0 7 (厚度約3 0 0 n m )、非晶石夕或類似之半導體膜 1 0 6 (厚度約3 〇 〇 nm )、以及n+型非晶石夕或類似之接觸芦' 1〇8(厚度約50nm)，以電漿化學氣相沈積法依序形成0於基 底1 0 1上。接著，以光學微影和n+型非晶矽/非晶矽/氮化 石夕乾式蝕刻，形成島8至少覆於閘電極6與閘匯流排線7和 汲極匯流排線2欲互為交越之部份。 如第8A和8B圖所示之第三步驟中，ιτο或類似之透明 導電膜103(厚度約50nm)、以及鉻或類似之低阻抗金屬膜 1〇4(厚度約I50nm)，以濺鍍法依序形成於基底101。然 後，利用光學微影術、鉻乾式蝕刻、以及I TO乾式餘刻 等，形成没極電極1、沒極匯流排線2、源極電極3、以及 像素電極4。再者，像素電極4處每一孔洞5屬邊長約為1 # m的正方形、間距為3 /zm。如第9A和9B圖所示，以濕式# 刻對鉻施行約1 · 5 // m的側向蝕刻，期能僅將像素電極4上 的鉻移除。最後，以n+非晶矽乾式蝕刻自通道部份將接觸 層1 0 8移除。 以這樣的方式，另一實施例以三次光學微影步驟，生 產低阻抗接線、以反交錯式薄膜電晶體做為開關元件之一
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案號 87101。^ 五、發明說明（1〇) 動態矩陣式基底電路 設於另一實施例。 低阻流發明’以單一光學微影步驟形成- 微影步驟次數的情形下2明像素電極，在無須增加光學 角榮幕液晶顯示器r此二:效地降低接線阻值’可實現廣 素電極之時，本發明接：：係：形成汲極匯流排線和像 屬膜、以及經由明導電臈和一低阻抗金 屬膜。 、像素電極内之孔洞側向蝕刻移除金 雖然本發明已以次： 用以限定本發明，任何孰:揭露如上’然其並非 精神和範圍内，當可作更者田在不脫離本發明之 圍當視後附之申請專利範者G本發明之保護範 η 曰 修正 護膜和/或一遮光矩陣也可以 加 2136-1820-PFl.ptc 第14頁

Claims (1)

  1. 案號871011狀 六、申請專利範圍 Θ 修正 種動態矩陣式液晶顯示器，係採 為開關元#，該動態矩陣式液晶顯示器薄膜電晶體 一汲極電極，係依序由一 臈所組成； 处Θ導電膜和一 做 低阻抗金屬 -汲極匯流排線，連接至該汲極電極； 一源極電極； 從該像素電極，形成有複數孔洞， 低阻抗金屬膜上；島狀的㈣形成於該等透明導電膜和 一閘匯流排線，連接至該閘電極；以及 τ半導體膜和-絕緣膜，與該間匯流排線具有相同的 該間匯流排線係以低阻抗金屬形成，而連接至該閘電 2. -種動態矩陣式液晶顯示器的製造方法，包括下列 步驟 緣基(底〇上依序形成一透明導電膜和-低阻抗金屬膜於- (b)形成一沒極電極、連接至該波極電極之一；及極匯 川L排線、一源極電極、以及逯 洞之-像素電極； &接至該源極電極與呈複數孔 絕 t 膜； • (C)以侧向蝕刻法從該像素電極移除該低阻抗金屬 (d)於4基底上施以pH3電漿處理，然後依序形成一半 2136-1820-PFl.ptc 第15頁 486592 案號 87101138 六、申請專利範圍 導體膜、一絕緣膜、以及一低阻抗金屬膜； (e )以定義圖案的方式，形成一閘電極和連接至該閘 電極之一閘匯流排線；以及 (Ο形成與該等閘電極和閘匯流排線具相同形狀之一 島。 3· —種動態矩陣式液晶顯示器，係採用薄膜電晶體做 為開關元件，該動態矩陣式液晶顯示器包括： 一閘電極，係以低阻抗金屬膜建構而成； 一閘匯流排線，連接至該閘電極； 、-絕緣膜、-半導體膜、以及一接觸層，以一島狀形 ί ί Γ低阻抗金屬膜上，至少覆於該閘電極以及該閘匯流 排線與一汲極匯流排線欲接越的部份； 一透明導電膜和一低阻抗金屬膜， 汲極匯流排線之-沒極電極H H成連接至β 口從；連接至該源極電極，形成複數個孔洞， /、伙該，素電極中移除該低阻抗金屬膜。 步驟〜一種動態矩陣式液晶顯示器的製造方法，包括下列 it形f 一低阻抗金屬膜於一絕緣基底上； 以疋義圖案的方式，形成一閘電 電極之一閘匯流排線； 連接至該閘 (C )形成一絕緣膜、一半導體M 基底上； +導體膜以及-接觸層於該 (d)以定義圖案的方式，形成一島至 匯流排線與一汲極匯流排電極 2136-1820-PFl.ptc 第16頁 486592
    和一低阻抗金屬臈於該基 號 87101138 六、申請專利範圍 (e)依序形成 底上； (f )以定義圖案的方式，形点 汲極匯流排線、一源極電極、以成二接至該沒極電極之該 複數孔洞之一像素電極； 接至該源極電極與呈 (g)以侧向蝕刻法從該傻 膜；以及 μ電極移除該低阻抗金屬 ⑻將該接觸層從—通道部份移除。
    2136-1820-PFl.ptc 第17頁
TW087101138A 1997-01-28 1998-01-26 Active matrix LCD and method of producing the same TW486592B (en)

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