TW556014B - Active matrix type TFT elements array - Google Patents

Description

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發明領域： 本發明是有關於，蘀主動矩陣型TFT(薄膜電晶體）元 陣列，且特別是有關於一種位在絕緣基底上且可方便地 為主動矩陣型液晶顯系器的主動矩陣型TFT元件陣列。 發明背景： 液晶顯示器的需求逐漸的增加，且特別是一種主動矩 陣型液晶顯示器，其中薄膜場效應電晶體是排列在玻璃基 底上作為反射畫素的開關，由於其具有高畫質性能，故其 需求量便迅速地增加。 y 第7圖顯示的是一種習知用來製作主動矩陣型液晶顯 示器的薄膜場效應電晶體元件陣列的結構， 圄 平面圖，第7b圖為沿，圖之H，剖面線剖開：：7面二為 而第7c圖和第7d圖則都是沿第7b圖之剖面線b_b，剖開之剖 在第7圖中，A_A，代表薄膜場效應電晶體，其 (=2=屬膜W及作為控制線之銦錄氧化膜 (IP0)8a、8b則疋分別作為控制線、訊號線和畫 應電B曰體6b則疋—種反轉堆疊結構. 具有-非晶石夕半導體層4a和n +型非晶石夕膜5曰:體此、，。構 上述：習知溥膜場效應電晶體元件陣列具有下列缺點 且顯為沿第9圖之剖面線B_B，剖開之剖面圖， 其顯不的疋一種纽製程’其中光阻層之殘餘物會在定義銦

第4頁 556014 五、發明說明（2) 錫氧化物膜（I T0 )8時產生，一步接一步，而第9圖顯示的 則是其上視圖。 請參照第8a圖，閘極金屬層2是被形成和定義在光穿 透絕緣基底1上後，再接著形成一閘極絕緣層3。雖然未顯 示於第8圖，汲極金屬層是接著被形成和定義，然後再形 成一絕緣層7。 請參閱第8b圖，形成一銦錫氧化層8，然後再形成一 光組層1 0。 請參閱第8c圖，在曝光和顯影時會產生些許的光阻層 殘餘物。 θ 在此例中，銦錫氧化層8在蝕刻時不會被蝕刻掉，若 將光阻層1〇去除後，則铜錫氧化層8a和铜錫氧化層8b將不 會被去除，而會連接地被留下來，如第8(1圖所示。 根據發明 持連接的，如 電晶體元件陣 生裂痕，進而 如曰本專 内容中，其揭 路的方法。其 法，其可在接 之光阻上製造 允許強曝光， 。第1 0圖是一 .W MV ^ 第9圖所示。假使一主動矩陣陣列是利用此 列形成，則將會在兩個連續不斷的陣列間 顯著地降低其產率。 利申請案公開號jp-a-62_1 71 1442 ( 1 987)之 示了一種可防止光阻層殘餘物存在而引起短 中’-用以形成半導體元件之介電層形成方 觸：間形成一絕緣[以在覆蓋突出物角落 2光散射，使得光阻之曝光部

tf麻…：：J間短路的光阻殘餘物 對應的剖面圖，其中一 U τ疋件是形成於半導體

第5頁 556014 五、發明說明（3) 基底1 2上，然後再形成一絕緣層〗4於其上。接著，再相鄰 元件之中央部位，形成一突出物1 5於絕緣膜内，用以透過 接觸洞使16a和16b與分別與元件13連接。 在此結構中，假使在定義線丨6a和1 6b時，光阻層殘餘 物產生於線1 6 a和1 6 b間，光阻層將難以留在絕緣層上之突 出物表面，使得構成線的金屬膜不會留在絕緣層上之突出 物表面。因此，線16a和16b可彼此隔離，如此便可防止因 為線間短路而使產率降低。 然而，根據發明人之觀點，在如第丨〇圖所示之方法 中，必須額外加入一微影步驟，以在絕緣層上型成一突出 物，因此會增加製造步驟。 另外一種揭示於日本專利申請案公開號jp_a_2344 1 9 (1 995)之可防止光阻層殘餘物存在而引起短路的方法其 提供一種如第11圖之剖面圖所示之具有凹槽環繞於畫素電 極之薄膜電晶體基底。 、 ，者’再參閱第11圖’形成一絕緣膜18於光穿透絕緣 基底17上，然後在凹槽19形成後，再形成— 然後再定義之。在此定義過裎中，鈿緦备儿时〇λ # ^ 〜我枉甲，銦錫氧化膜2〇a和2〇b是 設計成彼此隔離的。 所示般在薄膜電晶體之基 a和20b是以凹槽19彼此隔 假使光阻層殘餘物如第丨丨圖 枣上產生時，由於銦錫氧化膜2〇 離，故可抑制產率的降低。 然而，根據發明人之觀點 加一微影步驟以製作凹槽丨9， ’在此結構中，必須額外添 因此會增加製程的步驟數 556014

發明概要： 如上所述，習 第一個缺赴ΐ的技術具有下列的缺點： 產率。 ·〃疋如第7〜9圖中所示之習知技術會降低其 其理由時，彳 — 不會被分開，因〇使在疋義光阻層殘餘物時，銦錫氧化層 痕。 ★造成兩相鄰之連接不斷的畫素會出現裂

第一個缺a： A

造步驟增加。“ > 考第10圖和第11圖，此習知技術的製 其理由是，_ v 方法中，用r ,微影步驟是添加於第10圖所示之線形成 ，以及形如第11圖所示之線形成方法中的突出物 有妒於第11圖所示之薄膜電晶體基底之凹槽。 、一 m ;上述習知技術之缺點，因此本發明之一特徵是 不一種不會增加製造步驟且不會降低產率之主動矩陣形 TFT元件陣列。

為了完成本發明如上所述之特徵，本發明揭示主動矩 陣型TFT元件陣列，其具有閘極線、汲極線、非晶矽薄膜 场效應電晶體以及一位在光傳導絕緣基底上之晝素電極， 該；及極線是形成於該閘極線内之較上層内，其中，與構成 該非晶矽薄膜場效應電晶體之非晶矽基底同一層之蚱晶矽 半導體層是被定義成長度不比該汲極線間的間隔來得長的 的島狀結構，其位在沿汲極線方向彼此相鄰之畫素電極間

第7頁 五、發明說明（5) 的間極上。

根據本發明之第二特 B 件陣列，其中一突出結構2主動矩陣型TFT元 毗臨之該畫素電極間，以；/σ該汲極線方向且彼此 根據本發明之第三^β:延長的半導體層圖案。 陣列，其中訊號線和控制=二種主動矩陣TFT元件 底上，一第一訊號電極則是構形排列於一絕緣基 號線連接，而每—個號線和控制線相交處之訊 體則均具有半導體：具連接之薄膜電晶 第二訊號電極連接。 、 、疋一該薄膜電晶體之 在此主動矩陣TFT元件陣列 薄膜電晶體之半導體層是同一層，以丰導體層與構成該 該薄膜電晶體之閘極絕緣層是^於同二層緣層則是與構成 此外，沿循該控制線之該島狀二丄 線間之距冑來得Μ。 ^狀圖案的長度比相鄰位元 該些薄膜電晶體是含有一非 狀電晶體。 非Β曰矽+導體層之反轉堆疊 該些：動矩陣TFT元件陣列，可自然地 有其他元件之最終顯示器。 口 W ^ 較佳實施例： 以下將以根據本發明之較佳模式詳細說明。 =佳模式中，其揭示-種主動料m元件 有閉極線、及極線、非晶石夕薄膜場效應電晶體以及一位 556014 五、發明說明（6) 光穿透絕^基底上之畫素電極，其中沒極線是形成於閑極 線上，而η構成非晶矽薄膜場效應電晶體之非晶 層：ί晶矽半導體層（第1圖和第3圖之4c)則被 :8a門會比位在畫素電極(第1圖和第3圖 。 a之閘極線（第1圖和第3圖之2 )間的間隔來得大 極㈣Ϊ 此島是實質延伸於整個位在波極線間的閘 鄰的ίίί: =模：中，可在沿没極線方向之彼此相 阻層將較不畫素電極之姻職化層時產生’光 間發生短路，在突出物上，因此可防止相鄰畫素電極 此外在It制產率降低的現象。 形成薄膜電曰^明之較佳模式中，由於非晶矽層可同時 曰曰之疋件，因此其製造步驟不會增加。 圖式之簡單說明：

第1圖顯示A 第2圖顯示〜=根據本發明之一實施例的平視圖。 。 ’、、尺沿第1圖中之剖面線Α-Α’剖開之剖面圖 。 圖顯不的是沿第1圖中之剖面線Β-Β，剖開之剖面圖 第5圖ί I的則是根據本發明的剖面製造流程圖。 ’、、不的是操作根據本發明之實施例時的效果，

556014 五、發明說明（7) 用以顯示其剖面製造流程。 第6圖顯示的則是操作根據本發明之實施例的 用以顯示其剖面製造流程。 第7圖顯示的則是第一種習知技 及沿Μ剖開之剖面圖。心線Η㈣之剖面圖以 第8圖顯示的是根據第1習知枯 製程，用以顯示此第!習知技術的V題一步一步製造的剖面 第9圖是平視圖，用以顯示的 第!。圖是剖面圖，用以顯示第^習知技術之問題。 第η圖是剖面圖，用以顯術之問題。 只不第3習知技術之問題。 本發明之較佳實施例： 為了使根據本發明上述之較佳 以根據本發明之較佳實施例 更、-楚可見，玆將 如下。 並配合相關圖式，詳細說明 第1圖顯示的是根據本發 一 第2圖顯示的是沿第1圖中 施例的平視圖，而 3圖顯示的是沿扪圖中之線Η剖開之剖面圖’第 首先，請參42;面㈣，剖開之刮面圖。 實施例，λ中閘極金屬層2V其顯示的是根據本發明之- 。-非晶料導體n%效應電晶“件陣列之控制線 絕緣層3之相反側層二丨了非晶石夕薄膜5是形成於問極 刀別作為薄膜場效應電晶體之主動 556014 f發明說明一 ---- 層和^姆層。形成的沒極金屬層6 a、6 b則是用來與n+非晶 石夕薄膜5接觸，而汲極金屬層6a則是以元件陣列之訊號^曰 被單一化。 儿、 另外’形成絕緣層7和銦錫氧化層8a、8b，其中銦锡 氧化層8a是藉由接觸洞9與汲極金屬層6b接觸，而1{>〇層8& 和8b則可如畫素電極般被操作。 在非晶石夕半導體層4b中，顯示有一構成控制線之閘極 金屬層2以及構成訊號線之汲極金屬層6a的插入點，其可 用來改善閘極金屬層2和汲極金屬層6a間的介電強度。 ,、一非晶石夕半導體層4c是沿構成控制線之札及金屬層2 形成延長島狀。藉由突出物之出現，其可抑制銦錫氧/匕膜 8a和8b間因為短路而導致的產率降低。 一以=將描述根據本發明之實施例的製程。第牦〜“圖 顯不的是根據本發明之第j圖的剖面線β — Β，剖開之 造流程圖。 衣 如第4a圖所示，先形成一厚度1〇〇11111之鉻閘極金 於光穿透絕緣基底丨上，然後再定義。 、 如第4b圖所示之閘極絕緣層3，其可由氮化矽層或 氧化矽層所構成，其形成之厚度約為3〇〇nm。然後，形 一厚度歐30〇nm之非晶矽半導體層4(4a、处、4c)，接著， =成一厚度50nm之非晶石夕膜5 ’然後再定義之。此定 義步驟可與薄膜場效應電晶體主動層之定義同時進行。 然後’於第4圖所示之區域外，將没極金屬層6時讣 列如由鉻所構成’定義成厚度⑽⑽之薄膜（參閱第2圖

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五、發明說明（9) 然後，蝕刻構成薄膜場效應電晶體之歐姆層的n+非晶 矽膜5，並且形成一延長的島狀非晶矽半導體層4c圖案，曰曰 如第4 c圖所示。 然後，如第4 d圖所示般，形成一由氮化石夕或氧化石夕 成之絕緣層7 ’其厚度約為2〇〇nm。接著，在第“圖所示之 區域外形成一接觸洞9(參閱第1圖和第2圖），然後再形成 一厚度l〇〇nm之銦錫氧化膜，然後再定義此銦錫氧化膜“ 和8b 〇 如此便可根據本發明之實施例完成一主動矩陣抒了元 件陣列。 銦錫氧化8a和8b構成之彼此鄰近之畫素陣列是位在 沿循沒極線之方向，藉由提供非晶矽半導體層4c，便可抑 制因為相鄰畫素電極間短路而引起的產率降低。 以下將更詳細描述具有本發明之結構的實施例如何抑 制產率的降低。

第5a〜5d的是根據本發明之第！圖的剖面線B — B，剖開 之剖面圖’其顯示的是在定義銦錫氧化膜時產生光阻層殘 餘物之製程。第6圖顯示的則是其平視圖。 此製程到形成絕緣層7為止的步驟（參閱第4d圖），均 珥如上所述之製程相同。 然後’如第5b圖所示般，依序形成一銦錫氧化膜8和 一光阻10。其中，在曝光和顯影時，會產生如第5c圖所示 之光阻層殘餘物11。

第12頁 556014 五、發明說明（ίο) 然而，在本發明中，由於非晶矽半導體層4 c是形成於 閘極金屬層2上’用以形成突出物，而光阻層則不易留在 此突出物上。 假使銦錫氧化層8在此狀態下敍刻，姻錫氧化層8 a和 8 b將會如第5 d圖所示般彼此分開。 也就是說，構成畫素電極之銦錫氧化層8&和81)是被如 第6圖所示之島狀圖案的非晶矽層4(：彼此隔離。因此，在 本實施例中，即使產生光阻層殘餘物，故因為畫素電極間 短路發生而導致產率降低的現象也可被防止。 此外’由於非晶矽層4C的延長圖案也在形成薄膜場效 電晶體之主動層時同時被形成，故不會增加製造步驟，因 此可得到成本低廉的主動矩陣TFT元件陣列。 根據本發明之優點，將整理如下： 如上所述，本發明具有以下的優點： 本發明第一個具價值的效果是可藉由防止畫素電極間 發生短路，進而改善其產率。 其理由是因為在畫素電極間形成的突出物，使得光阻 層殘餘物較不易產生。 本，明第一個具價值的效果是由於製造步驟並未增加 故可提供一製造成本低廉的主動矩陣TFT電極陣列。 其理由是，根據本發明，非晶矽層形成之突出物的定 義可與形成薄膜場效應電晶體之主動區之定義一起進行。 s雖然本發明已以較佳實施例揭示如上，惟其僅用以方 便說明’並非用以限定本發明之專利範圍，任何熟悉此技

IHl IMB

Claims (1)

1. 87118277

   六、申請專利範圍― I 一種主動矩陣型TFT元株酷η , 底上，盆句技門“、陣列’位在光傳導絕緣基 效應電：體以1 *去*汲極線、*有一非晶矽層之薄膜場 i較：：Γ 素 該沒極線是形成於該閉極線内 晶石夕ίυ;薄膜場效應電晶體之非晶石夕層同-層之非 狀纟士構直^/至5 一閘極線上的閘極線方向被定義成島 狀、'構，其位在沿沒極線方向彼此相鄰之畫素電極間。— 線陣型m元件陣列，具有沒極線和間極 方向i分μ犬結構在至少一閘極線上形成於沿該汲極線 :彼此毗臨之該畫素電極間，以形成一不重疊晝素電 松之延長的半導體層圖案。 、 -絕3緣：二動矩陣1^元件陣列’包括以晶格構形排列於 π赛綠Γ = ί之sfL號線和控制線，—第—訊號電極則是與 控制線相交處之訊號線連接’而具有問極與該控 曰ϋΐ之缚膜電晶體則均具有半導體層，而畫素電極則 疋人q溥膜電晶體之第二訊號電極連接， 其中一突出結構在至少一控制線上形成於沿該訊號線 :向且彼此毗臨之該晝素電極間’以形成延長的島狀圖 案。 4·如申请專利範圍第3項所述之主動矩_TFT元件陣 列，其中該半導體層與構成該薄膜電晶體之半導體層是同 一層，而該絕緣層則是與構成該薄獏電晶體之閘極絕緣屛 同一層。 曰 5·如申請專利範圍第3項所述之主動矩陣TFT元件陣 列’其中沿循該控制線之該島狀圖案的長度比相鄰位元線 第15頁 556014 案號 87118277 六、申請專利範圍 間之距離來得短 6·如申凊專利範圍第5項所述之主動矩陣以了元件陣 列，其中該薄膜電晶體是含有一非 疊狀電晶體。 晶矽半導體層之反轉堆 7· —包含主動矩陣TFT元件陣列之顯示器，其中該陣 列具有閘極線、汲極線、具有一非晶矽層之薄膜場效電晶 體以及-位在㈣導絕緣基底上之4素電極，該汲極線是' 被形成於該閘極線之較上層内， 其中，與薄膜場效應電晶體之非晶矽層同一層之非晶 石夕半導體層是被定義成長度不比該沒極線間的間隔來得長 =的島狀結構’其位在沿汲極線方向彼此相鄰之畫素電極 間的閘極上。 8.-極線和閘 之彼此相 重疊晝素 9. 一 晶格構形 號電及則 閘極與該 電極則與 其中 一控制線 極間。 種包含主 極線，其 鄰的畫素 電極之延 種包含主 排列於一 是與訊號 控制線之 該薄膜變 ，一延長 上且位在 動矩陣TFT元件陣列之顯示器，具有汲 中一突起物是形成於沿汲極線方向延伸 電極間，以在至少一閘極線上形成一不 長的半導體層圖案。 動矩陣TFT元件陣列之顯示器，具有以 絕緣基底上之祝號線和控制線，第一訊 線和控制線相交處的訊號線相連，且有 薄膜電晶體均具有一半導體層，而^素 晶體之訊號電極連接， 島狀圖案所形成的突起物是形成於至少 沿訊號線方向延伸之彼此相鄰的畫素電

   556014 _ 案號 87118277 六、申請專利範圍 A 曰 修正 電晶體更包括一閘極絕芦 與該薄膜電晶體之半導二庶以及在該陣列巾，該半導體層 與該薄膜電晶體之閘極@二是屬於同一層，而該絕緣層則 11 L ^ ^ 極、、、邑緣層屬於同一層。 11 ·如申睛專利範 列中，該沿循控制C所述：顯示器，纟中在該陣 間格來得短。深方向之島狀圖案的長度比相鄰的導線 12 ·如申明專利範圍第11項所述之顯示器，其中該薄， 膜電晶體疋一種含有非晶矽半導體層之反轉堆疊結構的 晶體。

   13·如申晴專利範圍第3項所述之主動矩陣TFT元件陣 列’其中形成絕緣層以沿著該控制線延伸該突出結構。 1 4·如申請專利範圍第9項所述之主動矩陣TFT元件陣 列，其中形成絕緣層以沿著至少一控制線延伸該突出結 構。

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