TW594319B - Liquid crystal display and method of manufacturing the same - Google Patents

Description

594319 五、發明說明（1) ^ 發明所屬之技術領域： 本發明係關於一種液晶顯示器結構，特別是一種降低 畫素電極層與内連線層間接觸阻抗（c〇ntact resistance )之液晶顯示器及其製作方法。 先前技術： 近幾年來，筆記型電腦、監視器、手機、個人數位助 理器（personal digital assistant ; PDA )等資訊產品 的蓬动發展’造成全球液晶顯示器（1 i q u i d c r y s t a 1 d l sp 1 ay ; LCD )面板市場需求量大幅擴增。 請參照第一圖，顯示習知技術中之液晶顯示器結構 1 0。如圖所示，矽基底層丨4係配置於一玻璃底材丨2上表 面，其中在此矽基底層1 4之兩端區域個別具有一源極摻雜 區1 4 s與一汲極摻雜區1 4 d，通道區1 4 c則包夾於源極摻雜 區14s與汲極摻雜區14d間。閘極氧化層16係形成於玻璃底 材1 2上表面，並覆蓋矽基底層丨4。至於，閘極電極丨8則位 於通道區14c正上方之閘極氧化層16上表面。上述之閑極 電極1 8、閘極氧化層1 6以及石夕基底層1 4構成一電晶體。 層間介電層2 0係形成於玻璃底材1 2上，並覆蓋電晶 體三第一接觸開口 （未標號）係製作於層間介電層2〇 ^閘 極氧化層1 6中，用以曝露出源極摻雜區丨4s與 …。内連線層22,係酉己置於層間介電層20 = 上表面，並藉由第一接觸開口而與源極摻雜區14s、汲極 摻雜區1 4 d產生電性連結。

594319 五、發明說明

防護層2 4，係形成於層間介電層2 〇上表面，並覆蓋内 連線層22，用以避免電晶體受到後續製程之影響。第二接 觸開口 26 ’係製作於防護層24中，以裸露出與源極摻雜區 14s產生電性連結之部分内連線層22上表面。平坦層28， 係形成於防遵層2 4上表面。一般而言，防護層2 4之厚度約 為1，000至5, 000埃，而平坦層28之厚度則為1〇,〇〇〇至 5 0，0 〇 0 埃。 第三接觸開口 30，係製作於平坦層28中。茲將第一圖 ^之虛線圓圈部分放大成第二圖。如第二圖所示，上述第 二接觸開口 3 0位於第二接觸開口 2 6正上方，且第三接觸開 口 30之寬度大於第二接觸開口26之寬度，而裸露出第二 觸開口 2 6中之側壁。 請參照第三圖。晝素電極層32係形成於平坦層28上表 面，並沿著第三接觸開口30與第二接觸開口26之表面貼 附，而與第二接觸開口 2 6底面之内連線層2 2產生電性連 結。 a 疋 第四圖至第六圖揭露製作上述液晶顯示器結構丨〇之步 驟。首先，如第四圖所示，形成一矽材層（未標號）於一 玻璃底材12上表面。對此矽材層施以微影蝕刻程序，以定 義出矽基底層14於玻璃底材12上表面。接著，進行離子摻 雜程序，以個別形成源極摻雜區丨4s與汲極摻雜區丨4d於矽 基底層14之兩端區域。進行快速熱製程（rapid thermai process ;RTP)，以形成閘極氧化層16於玻璃底材12上表 面並覆盍矽基底層1 4。隨後，形成一閘極電極1 8於源極

594319 五、發明說明（3) 摻雜區1 4s與沒極摻雜區1 4d之間矽基底層區域丨4c正上方 之部分閘極氧化層1 6上表面。上述之閘極電極丨8、閘極氣 化層1 6以及石夕基底層1 4構成一電晶體。 請參照第五圖’形成一層間介電層2 〇於玻璃底材丨2上 ，面，亚覆蓋電晶體。接著，進行微影蝕刻程序，以形 第一接觸開口 （未標號）於部分層間介電層2 〇與閘極氧化 層1 6中，用以曝露出源極摻雜區丨4 s之上表面。隨後，形 穴：内連線層22於第一接觸開口巾，以電性 雜 區1 4 S。 滩 請繼續$閱第五圖，形成防護層24於層間介電層上 二皮亚覆蓋内連線層22。接著’胃防護層24施以微影蝕 二：f ’以形成第二接觸開口 26於防護層 内連線層22之部分上表面。之後 而出 f η/ 而言，此防護層24之厚度約為1，0 0 0至 埃，平坦層28之厚度則為1 0,0 0 0至5 0,0 0 0埃。 :::青參照第五圖，料坦層28進行 、 ;第二接觸開口 26正上方，工接位 接觸開口26之寬度，而曝露出第二接觸開口26; 二：24侧壁。最後，請參閱第六，形成 ：： 亚沿著第三接觸開口3〇與第 口 26之表面貼附，而藉 、乐一接觸開 層22產生電性連結。 一接萄肩26之底面與内連線 然而’請參閱第七圖，在形成第三接觸開口 3〇於平坦

第8頁 594319 五、發明說明（4) 層28 ^的，程裡’移除程序中所使用之氣體（如㈣）不 但會蝕第一接觸開口 2 6中之裸露防護層24 露防護層24吸附移除程序中產生之水氣。另，書辛電極^ 係直接接觸於第三接觸開口 3〇中之平坦層以側壁電= ί = 中之裸露防護層24。這樣的結果，會導致 接觸特性不良，而產生接觸阻抗升口題一兩層間之 發明内容： 本發明之第一目的在於提序 連線層間接觸特性之液晶顯示器及=電極層與内 本發明之第二目的在於提供—^ 去 連線層間接觸阻抗之液晶顯示器及复;;=素電極層與内 本發明提供一種液晶顯示器，心 。：第—接觸開口、-内連線層二=間”3 成 —平坦層以及一畫素電極屏 " 弟一接 :材上=層一電r :::間介電層上表面，並填二：。内連線層，係形 覆以性連結。防護層，係形成於二Γί

二；：電晶體上方。第二接觸開口，線層上表：士亚 出内連線層之部分上表面。平！成於 L ;防;;：，而裸露出第二接觸開 係透過第二接觸開口之部分底ί部份底面。晝= &面，而與内連線層產生

第9頁 594319 五、發明說明（5) 電性連接。 本發明亦 間介電 晶體。 曝露出 成一層 之一電 中，以 層於第 續，形 方。進 中，並 層於防 序，以 層之部 中，且 成一畫 表面， i-k 〇 一接觸 成一防 行微影 裸露出 護層上 形成一 分上表 第二接 素電極 而藉由 提供製作上 層於一破螭 接著，形成 電晶體之部 開口中，用 護層於内連 蝕刻程序， 内連線層之 表面，並填 第三接觸開 面，其中此 觸開口之側 層於平坦層 第三接觸開 述液晶顯示 底材上，以 一第一接觸 分上表面。 以與電晶體 線層上表面 以形成一第 部分上表面 滿第二接觸 口於平坦層 第三接觸開 壁被平坦層 上表面，並 口之底面與 器之方法。 覆蓋玻璃底 開口於層間 隨後，形成 產生電性連 ，並覆蓋於 二接觸開口 。之後，形 開口。進行 中，並裸露 口位於第二 完全遮覆。 貼附第三接 内連線層產 首先，形 材上表面 介電層 一内連線 結。接 電晶體上 於防護層 成一平坦 移除程 出内連線 接觸開口 最後，形 觸開口之 生電性連 實施方式： 攄士 t ^明揭露一種液晶顯示器結構及其形成方法，現依 據本^明之較佳實施例，詳述如下。 咕簽照第_八圖，顯示本發明所揭露之液晶顯示器結構 。如圖所不’石夕基底層丨4〇係配置於一玻璃底材120上 二面’其中在此石夕基底層1 4 〇之兩端區域個別具有一源極 接雜區140s與一沒極摻雜區14〇d，通道區140c係包夾於源

594319 五、發明說明（6) 極摻雜區1 4s與波極摻雜區1 40d間。閘極氧化層丨6〇係形成 於玻璃底材120上表面’並覆蓋石夕基底層“ο。至於，閘極 電極180則位於通道區140c正上方之閘極氧化層16〇上表 面。上述之閘極電極180、閘極氧化層16〇以及矽基底層 1 4 0構成一電晶體。 層間介電層2 0 0係形成於玻璃底材丨2 〇上，並覆蓋電晶 體。第一接觸開口 （未標號）係製作於層間介電層2〇〇與 閘極氧化層160中，用以曝露出源極摻雜區14〇3與汲極摻 雜區1 4 0 d上表面。内連線層2 2 〇，係配置於層間介電層2 〇 〇 1部分上表面，並藉由第一接觸開口而與源極摻雜區 一二f極摻雜區140d產生電性連結。以較佳實施例而 5，内連線層22 0之材料可選“呂、鈦或其任意組合。 :濩層240，係形成於層間介電層2〇〇上表面，並覆蓋 -接L二2'、用以避免電晶體受到後續製程之影響。第 )’係製作於防護層240中，以裸露 面了:t Ϊ 280區I:電性連結之内連線層22〇的部分上表 干一滑2 8 0 ’係製作於ρ方士萑g 」 覆防護層240，而裸露出第二接二i表面，用以完全遮 佳情況中，上述防護層24。：=:,部份底面。在較 其任意組合，厚度約為i 可上氮化梦、氧化石夕或 材料則可* —般感光材料GQ°「至5’_埃’而平坦層280之 ；ν//Λ^1〇,〇〇°^ 5 0,0 0 0 ^ 〇 圖中之虛線圓圈部分放大成衣第乍二平坦層280中。兹將第八 第三接觸開口 3。〇位於第成接第觸九：第九圖所示’上述 乐一接觸開口中，而裸露出第二接

第11頁 594319 五、發明說明（7) 觸開口之部分底面。值得注意的是，第二接觸開口之側壁 係被平坦層2 8 0完全遮覆。 明參知苐十圖。畫素電極層3 2 0係形成於平坦層2 8 〇上 表面’並沿著第三接觸開口 3 〇 〇之表面貼附，以藉由第三 接觸開口 3 0 0之底面，與内連線層22 0產生電性連9結。一般 而言，此晝素電極層320之材料為銦錫氧化物（in2ium又 t i n ox i de ; I TO )。 第十一圖至第十三圖揭露製作上述液晶顯示器結構 1 0 0之步驟。首先，如第十一圖所示，形成一矽材層（未 ‘號）於一玻璃底材1 2 0上表面。對此石夕材層施以微影钱 刻程序，以定義出矽基底層1 4 0於玻璃底材1 2 〇上表面。接 著’進行離子摻雜程序’以個別形成源極摻雜區1 4 〇 s與沒 極摻雜區140d於矽基底層140之兩端區域。進行快速熱製 程（rapid thermal process ; RTP )，而形成閘極氧化層 160於玻璃底材120上表面，並覆蓋矽基底層ho。隨後， 形成一閘極電極1 8 0於源極摻雜區1 4 0 s與汲極摻雜區1 4 d 之間矽基底層區域1 4 0 c正上方之部分閘極氧化層丨6 〇上表 面。上述之閘極電極180、閘極氧化層160及矽基底層丨4〇 構成* 電晶體。 請參照第十二圖，形成一層間介電層2 〇 〇於玻璃底材 1 2 0上表面’並覆蓋電晶體。接著，進行微影|虫刻程序， 而形成第一接觸開口 （未標號）於部分層間介電層2 〇 〇與 閘極氧化層1 6 0中，用以曝露出源極摻雜區1 4 〇 s之上表 面。隨後，形成一内連線層2 2 0於第一接觸開口中，以與

594319 --- _ 五、發明說明（8) __ 源極摻雜區】4 n q # 4 ^ 層220之材料產生電性連結。在較佳情況中，此内連線 ^ k自叙、鈦或其任意組合。 20 0 ^ ^ ^ € ^24° ^ ^ ^ ^ t ^ 料可為氮化石夕氧化層^ j中;防護層24 〇之材 5, 000埃。接著，對μμ或/、任思、、且〇 ，厚度約為丨，〇㈣至 成第二接觸開口（'min支影银刻程序，而形 上表面並1 真二？V形成一平坦層280於防護層240 真滿第一接觸開口。此平；tH声2 8 η > & m Θ + 提高開：率與避免雜散電容產生之：點層280之使用具有 接著，進行移除程序，一一 平坦層280中。如圖所示 7 ^二接觸開口 3〇〇於 二接觸開口中，而裸露出第二V觸一開 裸露出内連線層22 0之部分上茅面？。二，、分底面（亦即 二接觸開口之侧壁係被平土 ; ：〉主意的是，第 中，上述平坦層28〇可由光—阻層覆=較佳情況 1 0,0 0 0至5〇, 0 0 0埃，且上述之移除斤成可异度約為 刻程序或其組合。最後，請參照第十三=為顯影程序、独 極層32 0於平坦層2 80上表面，並貼附;:蛀，成一晝素電 表面，以藉由第三接觸開〇3〇〇麻一觸開口 30 0之 生電性連結。—般而言，此書辛電極=内連線層220產 氧化物（indium tin oxide ; ΙΤ〇 )。曰2〇之材料為銦錫 本發明具有下列優點： 第13頁 iy

1 ·由於第二接觸開 以可避免包覆於平坦層 用氣體的侵蝕。 曰 口之側壁係被平坦層完全遮覆，是 中之防護層受到後續移除程序所使 本發明雖以較佳會 所揭示精神下所完成如1 ’然其它未脫離本發明 明之保護範疇。舉例而一"^換或修倚者’均應視為本發 , 、 u ^ ^ ，本實施方式中之頂部閘極 (top gate)亦可以底部間極（b〇tt⑽gate)所取代。 因此’本發明之專利保護範圍更當視後附之申請專利範 圍、圖式及其等同領域而定。

594319 圖式簡單說明 藉由以下詳細之描述結合所附圖示，將可輕易的了解 上述内容及此項發明之諸多優點，其中： 第一圖為習知技藝液晶顯示器結構之截面圖； 第二圖為習知技藝液晶顯示器結構之部分放大截面 圖； 第三圖為習知技藝液晶顯示器結構之截面圖； 第四圖為習知技藝液晶顯示器結構之截面圖，顯示形 成電晶體於玻璃底材上表面； 第五圖顯示製作習知技藝液晶顯示器結構之步驟； 第六圖顯示製作習知技藝液晶顯示器結構之步驟； 第七圖為習知技藝液晶顯示器結構之部分放大截面 圖，顯示晝素電極層係貼附於第二接觸開口與第三接觸開 口之表面； 第八圖為本發明液晶顯示器結構之截面圖； 第九圖為本發明液晶顯示器結構之部分放大截面圖； 第十圖為本發明液晶顯示器結構之截面圖； 第十一圖為本發明液晶顯示器結構之截面圖，顯示形 成電晶體於玻璃底材上表面； 第十二圖顯示製作本發明液晶顯示器結構之步驟； 第十三圖顯示製作本發明液晶顯示器結構之步驟；以 及 第十四圖為本發明液晶顯示器結構之部分放大截面 圖，顯示晝素電極層係貼附於第三接觸開口之表面。

W4319

圖號對照表： 液晶顯示器結構1 〇 矽基底層1 4 源極摻雜區1 4 s 通道區14c 閘極氧化層1 6 層間介電層2 〇 防護層2 4 平坦層2 8 畫素電極層3 2 液晶顯示器結構1 〇 〇 石夕基底層1 4 0 玻璃底材1 2 汲極摻雜區1 4 d 閘極電極1 8 内連線層2 2 第二接觸開口 2 6 第三接觸開口 3 0 玻璃底材1 2 0 源極摻雜區1 4 0 s 通道區140c 閘極氧化層1 6 0 層間介電層2 0 0 防護層240 第三接觸開口 3 0 0 汲極摻雜區1 4 0 d 閘極電極1 8 0 内連線層2 2 0 平坦層2 8 0 晝素電極層320

第16頁

Claims (1)

1. 594319 六、申請專利範圍 1. 一種液晶顯 一層間介 示器，包含： 電層，係形成於一玻璃底材上，用以覆蓋該 玻璃底材上表面之一元件； 一第一接觸開口，係位於該層間介電層中； 層，係形成於該層間介電層上表面，並填滿 口，以與該元件產生電性連結； ，係形成於該内連線層上表面，並覆蓋於該 一内連線 該第一接觸開 一防護層 元件上方； 一第二接 内連線層之部 一平坦層 二接觸開口之 一晝素電 内連線 請專利 而與該 2. 如申 晶體。 3. 如申 材料係 4 ·如申 材料係 5 ·如申 之材料 6. 種 請專利 選自氮 請專利 為感光 請專利 係選自 液晶顯 層間介 觸開口，係形成於該防護層中，以曝露出該 份上表面； ，係用以完全遮覆該防護層，而裸露出該第 部分底面；以及 極層，係透過該第二接觸開口之部分底面， 層電性連接。 範圍第1項之液晶顯示器，其中該元件為電 範圍第1項之液晶顯示器，其中該防護層之 化矽、氧化矽或其任意組合。 範圍第1項之液晶顯示器，其中該平坦層之 材料。 範圍第1項之液晶顯示器，其中該内連線層 鋁、鈦或其任意組合。 示器，包含： 電層，係形成於一玻璃底材上，用以覆蓋該

   第17頁 594319 六、申請專利範圍 玻璃底材上表面之一電晶體； 一第一接觸開口 ，係位於該層間介電層中； 一内連線層，係形成於該層間介電層上表面，並填充 該第一接觸開口，以與該電晶體產生電性連結； 一防護層，係形成於該内連線層上表面，並覆蓋於該 電晶體上方； 一第二接觸開口，係形成於該防護層中，以曝露出該 内連線層之部分上表面； 一平坦層，係用以完全遮覆該防護層，而裸露出該第 二接觸開口之部份底面；以及 一晝素電極層，係透過該第二接觸開口之部分底面， 而與該内連線層電性連接。 7. 如申請專利範圍第6項之液晶顯示器，其中該防護層之 材料係選自氮化矽、氧化矽或其任意組合。 8. 如申請專利範圍第6項之液晶顯示器，其中該平坦層之 材料係為感光材料。 9. 如申請專利範圍第6項之液晶顯示器，其中該内連線層 之材料係選自鋁、鈦或其任意組合。 1 0. —種製作液晶顯示器之方法，該方法包括下列步驟： 形成一層間介電層於一玻璃底材上，以覆蓋該玻璃底 材上表面之一元件； 形成一第一接觸開口於該層間介電層中，以曝露出該 元件之部分上表面； 形成一内連線層於該第一接觸開口中，用以與該元件

   第18頁 594319 六、申請專利範圍 產生電性連結； 形成一防護層於該内連線層上表面，並覆蓋於該元件 上方； 進行微影蝕刻程序，以形成一第二接觸開口於該防護 層中，並裸露出該内連線層之部分上表面； 形成一平坦層於該防護層上表面，並填滿該第二接觸開 進行移除程序，以形成一第三接觸開口於該平坦層 t，並裸露出該内連線層之部分上表面，其中該第三接觸 開口位於該第二接觸開口内，且該第二接觸開口之侧壁係 被該平坦層完全遮覆；以及 形成一晝素電極層於該平坦層上表面，並貼附該第三 接觸開口之表面。 11 ·如申請專利範圍第10項之方法，其中該元件為電晶 體。 12.如申請專利範圍第1 〇項之方法，其中該防護層之材料 係選自氮化矽、氧化矽或其任意組合。 丨3.如申請專利範圍第1 0項之方法，其中該平坦層之材料 係為感光材料。 其中該内連線層之材 其中該移除程序為顯 14. 如申請專利範圍第1 〇項之方法 料係選自紹、鈦或其任意組合。 15. 如申請專利範圍第1 〇項之方法 影程序、蝕刻程序或其組合。 16. —種製作液晶顯示器之方法，該方法包括下列步驟

   594319 六、申請專利範圍 形成一層間介電層於一玻璃底材上，以覆蓋該玻璃底 材上表面之一電晶體； 形成一第一接觸開口於該層間介電層中，以曝露出該 電晶體之部分上表面； 形成一内連線層於該第一接觸開口中，用以與該電晶 體產生電性連結； 形成一防護層於該内連線層上表面，並覆蓋於該電晶 體上方； 進行微影蝕刻程序，以形成一第二接觸開口於該防護f 層中，並裸露出該内連線層之部分上表面； 形成一平坦層於該防護層上表面，並填滿該第二接觸 開口； 進行移除程序，以形成一第三接觸開口於該平坦層 中，並裸露出該内連線層之部分上表面，其中該第三接觸 開口位於該第二接觸開口内，且該第二接觸開口之侧壁係 被該平坦層完全遮覆；以及 形成一晝素電極層於該平坦層上表面，並貼附該第三 接觸開口之表面。 1 7.如申請專利範圍第1 6項之方法，其中該防護層之材料 < 係選自氮化矽、氧化矽或其任意組合。 1 8.如申請專利範圍第1 6項之方法，其中該平坦層之材料 係為感光材料。 1 9.如申請專利範圍第1 6項之方法，其中該内連線層之材 料係選自铭、鈦或其任意組合。

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