TWI245145B - A thin film transistor array panel - Google Patents
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Description
1245145 玖、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 , 本發明關於一種薄膜電晶體陣列面板,且特別是,關於 一種使用做為液晶顯示器面板之薄膜電晶體陣列面板。 【先前技術】 典型液晶顯示器(“LCD”)為廣泛使用之平面型顯示器,其 包括具有複數電極以產生電場之二面板、一介置於其間之 液晶層、及接附於面板外表面以供偏光之二偏光片。Lcd 施加電壓於電極,以令液晶層内之液晶分子重新定位,藉 此調整通過之光線量。1(::〇使用了電壓施加改變液晶分子 方位之其中一項特徵,而採用光透射或反射之LCD需要一 内或外光源,因為液晶無法自行放射。 一用於LCD之薄膜電晶體(“TFT”)陣列面板係使用做為 一電路板,供以獨立方式驅動像素。TFT陣列面板包括__ 掃描信號配線或一閘極配線以供傳送掃描信號、一影像信 號配線或一資料配線以供傳送影像信號、連接於閘極配線 人貝料配、、泉之袓數TFTs、及通過TFTs而連接於配線以供顯 示影像之像素電極。 像素屯極$又计用於疊覆閘極配線與資料配線,以取得像 素之孔比且具有低誘電常數之厚絕緣層提供於像素電 極及閘極配線與資料配線之間,以利於減少產生於其間之 寄生電容。 淮,其存在著液晶分子配列之不必要反相發生於一連接 像素電極與資料配線之絕緣層之接觸孔周側等問題,且此
O:\87\87127.DOC -5- 1245145 k成光漏而呈現旋轉位移,因而降低顯示品質。原因在於 由沿著絕緣層斜面而形成之像素電極產生之電場方向係相 對=於液晶分子之方位,致令液晶分子之配列遭到破壞。 儘官可猎由設計不透明膜如閘極配線及資料配線較寬而遮 阻光漏,但是此舉減低了孔比,特別是針對一高解析度 LCD。 【發明内容】 本發明 < 一動機在提供一種用於液晶顯示器之薄膜電晶 體陣列面板,其可取得孔比以及減小光漏。 在:用於本發明實施例LCD之薄膜電晶體陣列面板中, 在對位處理或摩^祭結束處之接觸部分之接觸孔邊界與一相 鄰配、、泉之邊界之間距離係較寬於其他處之邊界之間距離。 詳曰 <,一不透明膜形成於一絕緣基板上且覆上一具有 接觸孔n緣層,接觸孔i少在一接觸部分曝露一部分 不這月膜及具有複數邊界,至少一部分邊界係位於不透明 膜之邊界以内。一導電層形成於絕緣層上且通過接觸孔而 連接於不透明膜,在對位處理或摩擦結束處之接觸部分之 接觸孔之/、中邊界與接觸孔以外之不透明膜之其中一邊 界之間距離係較I於其他處接觸孔之邊界與不i明膜之邊 界之間距離。 不透明膜包含一第一配線及一隔絕於且疊覆於第一配線 之第一配、’泉,且第二配線通過接觸孔而曝露。第一及第二 配線4其中一邊界係位於對位處理或摩擦結束處之接觸孔 之邊界以外。
O:\87\87127.DOC -6- 1245145 第-配線可為一閘極配線或一儲存電容器配線,第二配 線可為-資料配線或-儲存電容器導電體,及導電層可為 一較佳由透明導電性材料構成之像素電極。 " 閘極配線較佳為包括-閘極線及—連接於間極線之閉 極’及資料配線較佳為包括一相交於閘極線之資料線、一 連接於資料線且接近於間極閘極之源極、及—相關於_ 而相對立於源極之汲極。 本發明之薄膜電晶體陣列面板可進—步包括—覆蓋於閑 極配線《閘極絕緣層’及_形成於閘極與源極及汲極之間 閘極絕緣層上之半導體層。半導體層可具有相同於資料配 線者之形狀,不同的是—在源極及沒極之間之通道部分。 $儲存電容器配、㈣包括—分離於閘極配線之儲存電容器 、泉及連接於儲存電容器線之儲存電極,且儲存電容器 導電體連接於資料配線。
絕緣膜較佳由氮化石夕、有機絕緣材料或-低誘電性CVD 膜構成。 【實施方式】 本發月之男訑例將參考附圖以詳細說明於後,供習於此 技者易於貫施’惟’本發明可實施於多種不同型式且不應 拘限於本文内載述之實施例。 在圖式中,諸層及區域之厚度為了求清楚而誇大表示, 相同之參考編唬係指相同元件。可以瞭解的是當一元件例 層膜區域、基板或面板稱為在另一元件,,上,,時, 其可直接在另一元件上或者亦可存在介置元件。對比之
O:\87\87127.DOC -7- 1245145 下,當一元件稱為,,直接,,在另一元件上時,則不存在介置 元件。 現在,用於本發明實施例LCD之TFT陣列面板將參考圖式 說明於後。 圖1A係一用於本發明實驗例子LCD之配線之接觸部分之 布局圖,及圖1B說明沿圖1A之線IB-IB,所取之接觸部分之 截面及一揭示黑暗狀態光漏情形之圖表,實驗例子設計一 LCD且在才目料實際製程所製成⑽之條件下量測黑暗狀 態中之光漏情形。在此例子中,介置於二面板之間之液晶 分子係配列成扭曲向列性(TN)模式,即液晶分子之長軸方 位主對位垂直於二面板,且在無電場時則自一面板螺旋地 扭曲至另一面板。 如圖ΙΑ、1B所示,用於本發明實施例lcd之TFT陣列面 板包括一形成於一下方絕緣基板11〇上之第一不透明配線 200、一透過一第一絕緣層4〇〇而疊覆於第一配線2〇〇之第二 不透明配線700、及一形成於第二配線7〇〇上之一第二絕緣 層800上且通過第二絕緣層8〇〇之一接觸孔而連接於第二配 線700之第一導電層9〇〇。 一平行地面對TFT陣列面板之濾色陣列面板包括一形成 於一上方絕緣層210上且面對第一導電層9 〇〇之第二導電層 270,以產生電場而重新配列或驅動液晶分子。 如圖1B所示’介置於基板11 〇、21 〇之間之一液晶層3〇〇 内之液晶分子係在提供電壓於導電層9〇〇 ' 270 ,而產生足 夠強度電場以施加於液晶層300時對位,以致於液晶層3〇〇 O:\87\87127.DOC -8- 1245145 4液印刀子 < 長軸平行於電場且因而垂直於基板no、 210。經過對位處理或摩擦以令液晶分子在初期對位於一預 疋万向 < 對位膜(圖中未示)之對位力將迫使鄰近於基板 110、210之液晶分子與基板11〇、21〇呈一角度。 惟,液晶分子之配列係在第一導電層900通過第二絕緣層 800之接觸孔而連接於第二導電層27〇之一接觸部分處中 斷,即對伍處理或摩擦結束時,而此將增加光漏。分子配 列4失序係因為相對立於液晶分子方位之第二絕緣層8〇〇 上4第一導電層9〇〇之旋轉位移表面感應出一電場所致,在 本發明中,第一配線200或第二配線7〇〇形成用於遮阻旋轉 偉移區—域,以防止接觸部分處之光漏。為了使第一及第二 配線200、700做最佳設計以確保像素之孔比,旋轉位移區 域較佳由具有最小面積之第一及第二配線2〇〇、7〇〇覆蓋。 為了此目的’在接觸孔邊緣與鄰近之第一配線2〇〇及第二配 線700邊緣之間以及接觸孔外緣處之距離a、b' d中,接 近於對位處理或摩擦結束處之距離b、d設計成較寬於接近 V.'. - 其他處之距離a、c。依此,第一及第二配線2〇()、7〇〇可設 計具有最小面積,以確保像素之孔比,且同時,遮阻光漏 可利用第一及第二配線200、700遮阻。如圖1 a所示,儘管 第一及第二配線200、700二者之邊界皆定位於接觸孔之邊 界外,但是二邊界中僅其中一者可定位於其外。惟,接近 於對位處理或摩擦結束處之一接觸部分之第一及第二配線 200、700至少一者之邊界較佳為定位於其外。 在LCD中,第一配線200可為一閘極線或一使用做為一儲 O:\87V87127.DOC -9- 1245145 存電容器一電極之儲左兩4τ 立汁 - 緒存电極,及弟二配線700可為一汲極或 —使用做為儲存電玄哭另—, , ^ w另一电極<儲存電容器導電體。第 及弟一導電層900、270可以分別為-像素電極及-共用 %極、k g圖ΙΑ、1B揭示一 TN模式之液晶配列方式,本發 明之接觸部分之結構亦可施加於— OCB(光學補償彎曲)模 式LCD ’其中具有正謗電性非等向性之液晶分子係相關於 二基板之間之—中間平面而對稱地對位,1自平面表面至. 中間平面舲其對位從均一(或水平)對位改變成變異(垂直) 對位。此外,本發明之接觸部分之結構亦可施加於-VA(垂 直對挺式LCD,其中具有負誘電性非等向性之液晶分子 係在初期配列垂直於二面板之表面,1自平面表面至二面 板之間之一中間平面將其對位從變異對位改變成均一對 位。 現在,用於本發明實施例具有接觸部分之LCD的TFT陣列 面板及其製造方法將詳述於後。 首先,一用於本發明第一實施例LCD之TFT睁列面板將參 考圖2、3而詳述於後。 圖2係-料本發明第—實施例LCD之啊陣列面板之布 局圖,及圖3係沿圖2之線m_m,所取之τρτ陣列面板之截面 圖。 一閘極配線較佳由低電阻係數之單層銀、銀合金、鋁或 銘合金構成,或由包鮮層在内之多層構成,其形成於一 絕緣基板⑽上。閑極配線包括延伸於橫向之複數閑極線 121、連才矣於閘極線121一端且自一外部裝置傳送閉極信號
O:\87\87127.DOC -10- 1245145 至閘極線121之複數閘極墊塊丨25、及連接於閘極線丨2丨之複 數TFTs閘極123。閘極配線疊覆於連接至像素電極19〇之儲 存電容器導電體177,以形成儲存電容器,供增強像素之電 荷儲存能力,容後詳述。 一較佳由SiNx構成之閘極絕緣層M〇形成於基板n〇上且 覆蓋閘極配線121、123、125。 一較佳由非晶矽構成之半導體層15〇形成於閘極絕緣層 140上且相對亙於閘極丨25,一較佳由矽化物或濃厚地摻以〇 型雜質之η+氫化非晶矽構成之歐姆接觸層163、165形成於 半導體層150上。 一貝料配線形成於歐姆接觸層丨63、i 65或閘極絕緣層工 上,資料配線包括一較佳由低電阻係數之導電性材料如銀 及鋁構成之導電層。資料配線包括延伸於縱向且相交於間 極線121以界足複數像素區之複數資料線171、連接於資料 線171且延伸至歐姆接觸層部分163上之複數源極173、連接 於資料線171 —端且自一外部裝置接收影像信號之複數資 料墊塊179、及形成於歐姆接觸層其他部分165上且相關於 閘極123而相對互於源極173且分離於源極173之複數汲極 175。資料配線包括複數儲存電容器導電體177,係疊覆於 閘極線121及連接於稍後形成之像素電極19()。 一鈍化層180形成於資料配線17;1、m、i75、m、IN 及未由資料配線m、173、175、177、179覆蓋之半導體層 150部分上。鈍化層18〇包括一絕緣層,較佳由優異平滑特 徵之光敏性有機材料或低謗電性絕緣材料構成,例如非晶
O:\87\87127.DOC •11· 1245145 矽··碳:氧:氫。純化層180可進一步包括—由叫構成之絕緣 層,其較佳為設於有機絕緣層下方,以直接覆蓋半導體層 150。此外,有機絕緣材料較佳為自具備閘極墊塊125及資 料1塊179《塾塊邵分去除,且此結構特別有利於⑶G(玻 璃上W片)型LCD,其將閘極驅動ICs及資料驅動直接安 裝於一 TFT陣列面板上。 鈍化層180備有複數接觸孔185、187、189,以分別曝露 汲極175、儲存電容器導電體177、及資料墊塊179,且鈍化 層180及閘極絕緣層140具有複數接觸孔182,以曝露閘極墊 塊125如上所述,為了使汲極175、儲存電容器導電體η?、 及璺覆於此I閘極線121部分可在接觸部分做最佳設計以 確保像素之孔比,在接觸部分之旋轉位移區域即以最小面 和覆盍。針對此目的,在接觸孔丨85、丨87邊緣與鄰近之汲 極175、閘極線121、及儲存電容器導電體丨77邊緣之間之距 離cl、c2、dl、d2中,接近於對位處理或摩擦結束處之距 離dl、d2设計成較寬於接近其他處之距離以、。依此, 汲極175、儲存電容器導電體177、及疊覆於此之閘極線121 邯分可設計具有最小面積,以確保像素之孔比,且遮阻在 接觸部分之光漏。 位於像素區内之複數像素電極19〇形成於鈍化層18〇上, 像素電極190係通過接觸孔185而電連接於汲極n5且較佳 由透明之導電性材料構成,例如錮鋅氧化物(IZ〇)或錮錫氧 化物(ITO)。此外’複數辅助閘極墊塊92及複數輔助資料墊 塊97形成於純化層18〇上,輔助閘極塾塊及輔助資料墊塊
O:\87\87127.DOC -12- 1245145 97分別通過接觸孔1 82、1 89而連接於閘極墊塊125及資料墊 塊179。輔助閘極墊塊92及辅助資料墊塊⑽於保護間極塾 塊125及資料墊塊179,但是並非必要。 土 一 TFT陣列面板之製造方法將參考圖4八至7;6及圖2、^詳 述於後。 首先,如圖4A、4B所示,較佳由低電阻係數導電性材料 如鋁或鋁合金構成之單層或由包括單層在内之多層係沉積 於一玻璃基板110上,且使用一光罩進行光學蝕刻,形成一 包括複數閘極線12卜複數閘極123、及複數閘極墊塊125在 内之閘極配線。 如圖5A、5B所示,包括一較佳由氮化矽構成之閘極絕緣 層140、一較佳由非晶矽構成之半導體層15〇、及一摻雜之 非晶矽層在内之三層係依序沉積於其上。摻雜之非晶矽層 及半導體層使用一光罩做光學蝕刻,以形成一半導體層丨5〇 及一歐姆接觸層160於閘極絕緣層14〇上,且相對立於閘極 123。 隨後,如圖6A、6B所示,一用於資料配線且由低電阻係 數之導電性材料構成之導電層係沉積且使用一光罩做光學 蝕刻,以形成一資料配線。資料配線包括相交於閘極線121 之複數貝料線171、連接於資料線171且延伸至閘極12 3上之 複數源極173、連接於資料線171—端之複數資料塾塊179、 分離於源極173且相關於閘極123而相對立於源極173之複 數汲極I75、及儲存電容器導電體177。 隨後,未由資料配線171、173、175、177、179覆蓋之摻 O:\87\87127.DOC -13- 1245145 奴非曰日矽層圖案16〇部 於間極123之複數斟、 & 乂利形成包括相關 日石々藤 知數^二分離部分163、165在内之掺雜之非 日曰石夕層,及曝露出摻雜 …隹又非叩矽層之分離部分163、165之 間^半導體層1 5 〇部八。& ^ 刀。為了穩足半導體層15〇之曝露表 面,較佳為接著進行氧電漿處理。 今:圖7Α' 7Β所示’—鈍化層18〇係由氮化矽形成,其藉 由塗覆-具有良好平坦特徵之光敏性有機絕緣材料,或使 用電漿增強性化學氣、、主 子巩私/儿和(pECVD)以沉積一低謗電性 CVD膜’例如非晶碎:碳:氧及非晶梦:氧:氟。鈍化層職 同閑㈣緣層UG-起使用—光罩而光”成複數接觸孔 1 85 1 87 189 ’以分別曝露閘極墊塊125、汲極175、 儲存電容器導電體177、及資料墊塊179。 最後’如圖2、3所示,一IT〇層或一IZ〇層係沉積及使用 -光罩進行光學蚀刻,以形成複數像素電極⑽、複數輔助 閘極墊塊92、及複數辅助資料墊塊97〇像素電極19〇分別通 過接觸孔185、187而連接於汲極175及儲存電容器導電體 Π7。辅助閘極墊塊92及辅助資料墊塊97分別通過接觸孔 182、189而連接於閘極墊塊125及資料墊塊179。 儘管本發明之實施例施加於使用分離式光罩進行光學蝕 刻,以形成一半導體層及一資料配線之製造方法,本發明 配線之製造方法亦可施加於使用單一光阻圖案進行光學银 刻,以形成半導體層及資料配線之LCD之TFT陣列面板製造 方法,其將參考圖式詳述於後。 首先,一用於本發明第二實施例LCD之TFT陣列面板之像 O:\87\87127.DOC -14- 1245145 素單元將參考圖8_10說明於後。 圖8係一用於本發明第二實施例L c D之T F τ陣列面板之布 局圖,及圖9、10係分別沿圖8之線Ιχ_ιχ,及線χ_χ,所取之 TFT陣列面板之截面圖。 一閘極配線形成於一絕緣基板110上,閘極配線包括由單· 層或多層之低電阻係數導電性材料構成,例如銀、銀合金、, 鋁、鋁合金、鉻或鈕。閘極配線包括複數閘極線ΐ2ι、複數 閘極塾塊125、及複數閘極123。—儲存電容器配線亦形成 於基板110上,儲存電容器配線包括複數儲存電容器線g 131,係平行於閘極線121且由一外電壓供給,例如一施加 於上方面板之共用電極之共用電壓,及包括連接於諸存電 容器線之複數儲存電極133。儲存電極133疊覆於連接至像 素電極190之儲存電容器導電體m,以形成儲存電容哭, 供增強像素之電荷儲存能力’容後詳述。在疊覆像素料 I90與間極線121以給予足夠儲存電容之例子中,儲存電容 器配線可省略。 -較佳由SlNx構成之閉極絕緣層14〇形成#閘極配緣%、 ⑵、⑵、125及儲存電容器配線131、⑴上,以覆蓋閘梅‘ 配線121、123、125及儲存電容器配線131、133。 一較佳由多晶5夕或非晶石夕構成之半導體圖案152、157开, 成於閑極絕緣層140上。—較佳由濃厚地摻以η型雜質例如 * ρ或Ρ型雜貝《非晶矽構成之歐姆接觸件圖案(或一中 層圖术)163、165、167形成於半導體圖案152、157上。 -較佳由低電阻係數之導電性材料如第_實施例者構成
O:\87\87127.DOC -15- 1245145 之貝料配線形成於歐姆接觸件圖案16 3、16 5、16 7上,資料 配線包括複數資料線單元171、1 73、1 79、TFTs之複數汲極 175、及複數儲存電容器導電體177。各資料線單元包括一 延伸於縱向之資料線171、一連接於資料線171一端且自一 外邵裝置接收影像信號之資料墊塊179、及自資料線171分 支之TFTs之複數源極173。各汲極175分離於資料線單元 171、173、179,且相關於TFT之通道部分C之對應閘極123 而相對jl於對應源極173。儲存電容器導電體177設置於儲 存電各咨配線13 1、13 3上,若無儲存電容器配線1 3 1、13 3, 則儲存電各為導電體17 7亦可省w各。儘管儲存電容器導電體 177連接於汲極175,其亦可不必如此。 資料配線171、173、175、177、179可包括一較佳由銀、 銀合金 '鋁、鋁合金、鉻、鉬、鉬合金、叙或鈇構成之導 電層。 歐姆接觸件圖案163、165、167減低下層半導體圖案152、 157及上層資料配線171、173、i75、m、179之間之接觸 電阻,且具有實質上相同於資料配線^卜l73、I”、177、 179者之形狀。亦即,歐姆接觸件圖案163、165、167包括 具有實質上相同形狀於資料線單元17卜173、179者之複數 資料線歐姆接觸件163、具有實質上相同形狀於汲極175者 之複數汲極歐姆接觸件163、及具有實質上相同形狀於儲存 電容器導電體177者之儲存電容器歐姆接觸件167。 同時,半導體圖案152、157具有實質上相同於資料配線 171、173、175、177、179 及歐姆接觸件圖案 163、165、167 O:\87\87127.DOC -16- 1245145 者之形狀,但是TFT之通道區C除外。更明確地說,半導體 圖案152、157包括具有實質上相同形狀於儲存電容器導電 體1 77及儲存電容器歐姆接觸件1 67者之儲存電容器半導體 1 57 ’及具有略為不同形狀於其餘資料配線及歐姆接觸件圖 案者之複數TFT半導體152。亦即,資料線單元17ι、173、 175 ’特別是在TFT通道區C之源極173及汲極175 ,其係彼 此分離,而資料線歐姆接觸件163及汲極歐姆接觸件165亦 彼此分離。惟,TFT半導體152持續延伸至此處而未中斷, 以形成TFT通道。 一純化層180形成於資料配線17i、i73、i75、m 及未由資料配線m、n3、17s、177、179覆蓋之半導體 上。鈍化層180較佳為包括一絕緣層,例如一 較佳由低謗電常數有機材料構成之有機絕緣層、或一低謗 電性CVD層。 純化層18〇具有複數接觸孔185、187、189,以分別曝露 汲極175、餘存電容器導電體177、及資料塾塊179,純化層 180連同閘極,絕緣層140進一步具有複數接觸議,以曝露 間極塾塊125。如同第一實施例者,為了使汲極175、儲存 電客器導電體Π7、及疊覆於此之閘極133部分可在接觸部 分做最佳設計以確保像素之孔比,在接_分之旋轉位移 區域即以最小面積覆蓋。針對此目的,在接觸孔US、a? 邊緣與沒極175、鍺存電極133、及儲存電容器導電體Μ邊 、彖4間《距離e3、e4、e5、d3、d4、d5中,接近於對位處 理或摩擦結束處之距_3、d4、㈣計成較寬於接近其他
O:\87\87127.DOC -17- 1245145 處之距離c3、c4、Μ。依此,汲極175、儲存電容器導電體 177、及疊覆於此之儲存電極133部分可設計具有最小面 積’以確保像素之孔比,且遮阻在接觸部分之光漏。 用於自TFTs接收影像信號且配合一上方面板電極而產生 電場之複數像素電極190形成於鈍化層180上,像素電極19〇 係由透明之導電性材料構成,例如ITO及IZO。像素電極! 9〇 係通過接觸孔185而實體性及電力性連接於汲極175,以接 收影像信號。像素電極190疊覆於相鄰之閘極線ι21及鄰近 之資料線171,以擴大孔比,但是此疊覆可省略。像素電極 190亦通過接觸孔187而連接於儲存電容器導電體177,且傳 送影像信號至導電體177。 同時’複數輔助閘極墊塊9 2及複數輔助資料塾塊9 7分別 通過接觸孔182、189而連接於閘極墊塊125及資料墊塊 179,辅助閘極塾塊92及輔助資料塾塊97可補償塾塊125、 179對於外部電路裝置之黏著力及保護墊塊125、n9。輔助 閘極塾塊9 2及辅助資料塾塊9 7並非必要,但是可用選擇性 方式引用。 圖8-10所示用於一 LCD之TFT陣列面板之製造方法將來 考圖11A至17C以及圖8、10詳述於後。 首先,如圖11A至11C所示,一包括銀、銀合金、鋁或铭 合金在内之導電層沉積於一基板110上,且使用一光罩進行 光學蝕刻以形成一閘極配線及一儲存電容器配線。閘極配 線121、12 5、12 3包括複數閘極線121、複數閘極12 3、及;^ 數閘極墊塊125,而儲存電容器配線包括複數儲存電容器線 O:\87\87127.DOC -18- 1245145 1 3 1及複數儲存電極13 3。 如圖12A、12B所示,一具有1,500-5,000埃厚度之氮化矽 閘極絕緣層140、一具有500-2,000埃厚度之内非晶矽半導體 層1 50、及一具有300-600埃厚度之外非晶矽中間層i6〇係= 用CVD依序沉積於基板11〇上。一導電層17〇形成於中間層· 160上,且一具有^微米厚度之光阻膜21〇塗覆於其上。 隨後,光阻膜210透過一光罩而曝光及顯影,以形成一具 有複數第一部分214及複數第二部分212之光阻圖案,如圖 13B、13C所示。光阻圖案212、214之各第一部分214位於% TFT之通道區c上,其係在一源極173及一汲極ι75之間, 各第二部分212則位於一將形成資料配線171、173、175、 177 179處之貝料區A上。其餘區域B上之所有光阻膜21〇 部分皆去除,且令第一部分214較薄於第二部分212。在此, 通道區c上之第一部分214與資料區八上之第二部分之 厚度比係根據後續蝕刻步驟之製程條件而調整,較佳為第
:部分2H之厚度等料小於第:部分212者之—半,例如 等於或小於4,0〇〇埃。 臂I 利用數項技術取 光阻圖案2i2、214之位置依存性厚度係 付’缝隙圖案、-格子圖案或—半透明膜提供於光罩上 以利调整區域C内之透光率。 當使用-缝隙圖案時,較佳為縫隙寬度或缝隙之間距離 較小於-用於微影製程之曝光機之解析度。在使用一半透 明月旲之例子中’不同诱新卜卜七 、 透射比或不同厚度之薄膜可用於調整 光罩上之透射比。
O:\87\87127.DOC -19- 1245145 當一光阻膜210透過此一光罩而曝光時,直接曝光部分之 聚合物幾乎完全分解,而透過一缝隙圖案或一半透明膜曝 光之部分者未完全分解,因為光線量小。由光罩上之一遮 光膜遮阻之一部分光阻膜21〇之聚合物則難以分解。光阻膜 210曝光後,留下未分解之含有聚合物部分。此時,稀少曝 光邵分之厚度較薄於未曝光部分者。由於太長曝光時間分 解所有分子,故需調整曝光時間。 光阻圖案之第一部分214可使用逆流取得,亦即,光阻膜 係由一可逆流材料構成且透過一具有不透明與透明部分之 正常光罩而曝光。光阻膜隨後顯影及進行逆流,以致於一 部分光阻膜向下流至無光阻材料之區域上,藉此形成薄部 分。 其次,光阻膜212、214及包括導電層17〇、中間層16〇及 半導體層150在内之下層係進行蝕刻,以致於資料配線及下 層留在資料區A上,僅有半導體層留在通道區c上,且所有 一層170 1 、150去除而曝露其餘區域b上之閘極絕緣声 140。 胃 首先,如圖14A、14B所示,區域B上之導電層之曝露 邵分係去除而曝露中間層16〇之下層部分。乾性蝕刻及濕性 蝕刻二者可選擇性使用在此步騾中,且較佳在導電層17〇容 易蝕刻而光阻圖案212、214難以蝕刻之條件下執行。惟, 由於難以針對乾性蝕刻來辨識上述條件,因此乾性蝕刻可 在光阻圖案212、214及導電層170同時蝕刻之條件下執行。 在此例子中,用於乾性蝕刻之第一部分214較佳為令其較厚
O:\87\87127.DOC -20- 1245145 於用於濕性姓刻者,以防止第一部分214去除及導電層丨7〇 之下層部分曝露。 結果,如圖14A、14B所示,僅有通道區c及資料區a上之 導電層170部分留存,亦即源極/汲極(“8/1),,)導電體178及儲 存電容器導電體177,而區域B上之導電層17〇其餘部分則去· 除,以曝露中間層160之下層部分。在此,s/D導電體178 具有貫質上相同於資料配線171、173、175、177、179者之 形狀,不同的是源極173及汲極175並未斷接,而是彼此相 連。當使用乾性姓刻時,光阻圖案212、214之厚度係減小% 至某一程度。 其/人,如圖15A、15B所示,區域b上之中間層16〇之曝露 部分及半導體層150之下層部分以及光阻圖案212'214之第 4刀214利用乾性|虫刻去除,餘刻係在光阻圖案22、 214、中間層160及半導體層15〇容易蝕刻而閘極絕緣層“ο 難以蝕刻之條件下執行(請注意中間層及半導體層之間之 蝕刻選擇性幾近於零)。特別是,光阻圖案212、214及半導 體層150之蝕刻率較佳為幾近相同。例如,光阻圖案212、 214及半導體層15〇之飯刻厚度可利用好6及1^1之氣體混合 物或SR及〇2之氣體混合物而幾近相同。當用於光阻圖案 212 214及用於半導體層15〇之蝕刻率相同時,第一部分214 之初』厚度即等於或小於半導體層15Q厚度及中間層⑽厚 度之總和。 因此 ’ 口 圖 - 、:2、> 15B所不,通這區c上之第一部分214去 除而曝露S/D導電體178之下層部分,且其餘區域b上之中間
O:\87\87127.DOC *21- 1245145 層16〇及半導體層15〇部分則去除而曝露問極絕緣⑽之 下層部分。同時’資料區A上之第二部分叫亦㈣變薄。 再者’半導體圖案152、157在此步驟中完成。參考編號⑹、 167分別指S/D導電體178下方之S/D歐姆接觸件及儲存電容 器導電體177下方之儲存電容器歐姆接觸件。 接著’留罐區C上之S/D導電體178之表面上之光阻殘 留物利用灰化而去除。 其次,如圖16A、16B所示,通道區c上之S/D導電體178 部分及S/D歐姆接觸件168下層部分係蝕刻去除,在此, 導電體178及S/D歐姆接觸件168之蝕刻可以僅用乾性蝕刻 完成。另者,S/D導電體178利用濕性蝕刻而S/D歐姆接觸件 168利用乾性蝕刻。在前一例子中,較佳為在S/D導電體ι78 及S/D歐姆接觸件168之間之蝕刻選擇性高之條件下執行蝕 刻,因為低蝕刻選擇性會使蝕刻完成點難以決定,因而造 成難以調整留在通道區C上之半導體圖案ι52部分之厚度。 在後一例子中改為施加濕性钱刻及乾性姓刻,其形成一階 級狀橫側壁,因為濕性蝕刻會蝕刻S/D導電體1 78之橫側而 乾性姓刻難以蝕刻S/D歐姆接觸件168之橫側。用於蚀刻S/D 歐姆接觸件168之蝕刻氣體例子為CF4及HC1之氣體混合物 及01^及〇2之氣體混合物,使用CF4及〇2之氣體混合物可取 得半導體圖案152、157之蝕刻部分之均一厚度。關於此點, 如圖16B所示,半導體圖案152、157之曝露部分經過蝕刻以 具有減小之厚度,且光阻圖案212、214之第二部分212亦蚀 刻以具有減小之厚度,此蝕刻係在閘極絕緣層14〇不蝕刻之 O:\87\87127.DOC -22- 1245145 條件下執行,且較佳為光阻圖案212、214厚得足以防止第 二部分212去除而曝露資料配線171、173、175、177、179 之下層部分。 據此,源極173及汲極175彼此分離,且同時,完成其下 方之資料配線171、173、175、177、179及歐姆接觸件圖案 * 163 、 165 、 167 ° 最後,留在資料區A上之光阻圖案212、214之第二部分212 係去除’另者’弟一部分212可在通道區C上之S/D導電體178 部分去除後且S/D歐姆接觸件168之下層部分去除前予以去% 除。 如上所述,濕性蝕刻及乾性蝕刻可以先後執行,但是僅 可使用乾性蝕刻。後者較為單純,但是比前者更不易找到 一適¥之姓刻條件。反之,前者容易找到一適當之姓刻條 件,但是前者比後者複雜。 隨後,一鈍化層1 80藉由沉積絕緣材料而形成,如同第一
實施例者。 如圖17A至17C所示,鈍化層180連同閘極絕緣層14〇一起 使用一光罩而光學蝕刻形成複數接觸孔1 85、1 82 '丨87、 189,以分別曝露汲極175、閘極墊塊125、儲存電容器導電 體177、及資料墊塊179。 最後,如圖8至10所示,具有1500-5000埃厚度之一 IT〇層 或一 ΙΖΟ層係沉積及使用一光罩進行光學蝕刻,以形成連接 於汲極175與儲存電容器導電體177之複數像素電極19〇、連 接於閘極墊塊125之複數輔助閘極墊塊92、及連接於資料塾 O:\87\87127.DOC -23- 1245145 塊1 79之複數辅助資料整塊97。 由於資料配線171、173、175、m、179、其下方之歐姆 接觸件圖案163、165、167及其下方之半導體圖案152、157 皆使用單一光罩形成,源極173及汲極175在此製程中為彼 此分離,本發明之第二實施例提供一單純之製造方法以及 第一實施例所提供之優點。 本發明接觸部分之結構亦可施加於將濾色片提供於一 TFT陣列面板上之c〇A(陣列上濾色片)結構,此將參考圖式
圖18係一用於本發明第三實施例[CD之TFT陣列面板之 布局圖,及圖19係沿圖18之線χΐχ_ΧΙΧ,所取之TFT陣列面 板之截面圖。 大部分結構實質上相同於第一實施例者。 f隹,延伸於縱向之複數紅、綠、藍色濾、色片R、GB形 成於一鈍化層180下方之各別像素區内,濾色片R、G、6具 有複數孔C1、C2,以利分別曝露複數汲極i 75及複數儲存 · 電容器導電體177。在此實施例中,濾色片R、G、B之邊界胃 係揭示為彼此重合且位於複數資料線丨7丨上。惟,濾色片R、 G、B可在資料線171上彼此重疊,以遮阻像素區之間之光 漏。漉色片R、G、B並未形成接近於備有複數閘極墊塊125 及複數資料墊塊179之墊塊區。 隨著閘極絕緣層140而形成於濾色片r、〇、b上之純化層 180具有複數接觸孔182、185、187、189,以分別曝露閘極 塾塊125、汲極175、儲存電容器導電體177、及資料塾塊 O:\87\87127.DOC -24- 1245145 179。用於曝露汲極175及儲存電容器導電體i77之接觸孔 185、187係位於濾色片R、〇、B之孔C1、C2内。 用於一具有COA結構之LCD的TFT陣列面板可提供相等 於第一及第二實施例者之效果。 儘管本發明較佳實施例已詳述於上,可以瞭解的是習於· 此技者所知的文内所述基本發明概念之多種變化及/或修 改將在文後申請專利範圍所界定之本發明精神及範疇下。 如上所述,本發明令位於對位處理或摩擦結束處部分之 接觸孔邊界較寬於其他部分者,依此,像素之孔比得以取% 得且光漏可由最佳狀況之配線遮阻。 【圖式簡單說明】 圖1A係一用於本發明實驗例子lCD之配線之接觸部分之 布局圖; 圖1B說明沿圖1A之線IB-IB,所取之接觸部分之截面及一 揭示黑暗狀態光漏情形之圖表;
圖2係一用於本發明第一實施例lCd之TFT陣列面板之布 局圖; 圖3係沿圖1之線ιΠ_ΙΙΓ所取之TFT陣列面板之截面圖; 圖4A、5A、6A、7A係一用於LCD之ΊΤΤ陣列面板之布局 圖,依序說明本發明實施例之製造方法之中間步騾; 圖4B係沿圖4A之線IVB-IVB,所取之TFT陣列面板之截面 圖; 圖5B係沿圖5A之線VB-VB,所取之圖4B所示步騾後之 TFT陣列面板之截面圖; O:\87\87127.DOC -25- 1245145 圖6B係沿圖6A之線VIB-VIB7斤取之圖5B所示步驟後之 TFT陣列面板之截面圖; 圖7B係沿圖7A之線VIIB_VIIBf所取之圖6B所示步騾後之 TFT陣列面板之截面圖; 圖8係一用於本發明第二實施例LCD之TFT陣列面板之布 局圖; 圖9、10係分別沿圖8之線IX-IX’及X-Xf所取之TFT陣列面 板之截面圖; 圖11A係圖8所示TFT陣列面板在本發明第二實施例之一 製造方法第一步騾中之布局圖; 圖11B、11C係分別沿圖11A之線XIB-XIB’及XIC-XIC’所 取之TFT陣列面板之截面圖; 圖12A、12B係分別沿圖11A之線XIB-XIB’及XIC-XIC’所 取之TFT陣列面板在圖11B、11C所示步驟後之截面圖; 圖13A係在圖12A、12B所示步驟後之TFT陣列面板之布局 圖; 圖13B、13C係分別沿圖13A之線XIIIB-XIIIB’及XIIIC -XIIICT所取之TFT陣列面板之截面圖; 圖14A、15A、16A及圖14B、15B、16B係分別沿圖13A 之線XIIIB-XIIIBf&XIIIC-XIIIC’所取之TFT陣列面板之截 面圖,依序說明圖13B、13C所示步騾後之步驟; 圖17A係在圖16A、16B所示步騾後之TFT陣列面板之布局 圖;
圖 17B、17C 係分別沿圖 17A 之線 XVIIB-XVIIBf&XVIIC O:\87\87127.DOC -26- 1245145 -XVIIC1所取之TFT陣列面板之截面圖; 圖18係一用於本發明第三實施例LCD之TFT陣列面板之 布局圖;及 圖19係沿圖18之線χΐχ-χιχ,所取之TFT陣列面板之截面 圖。 【圖式代表符號說明】 92、9Ί 辅助墊塊 110 絕緣基板 121 閘極線 123 閘極 125 閘極墊塊 131 儲存電容器配線 133 儲存電極 140 閘極絕緣層 150 、 152 、 157 半導體 160 、 163 、 165 、 167 歐姆接觸件 170 導電層 171 資料線 173 源極 175 沒極 177 儲存電容器導電體 179 資料塾塊 180 純化層 182 、 185 、 187 、 189 接觸孔
O:\87\87127.DOC -27- 1245145 190 像素電極 200、 .700 配線 110、 210 基板 212、 * 214 光阻材料 270、 900 導電層 300 液晶層 400、 800 絕緣層 O:\87\87127.DOC -28-
Claims (1)
1245145 拾、申請專利範圍: 1 · 一種薄膜電晶體陣列面板,包含: 一絕緣基板; 一不透明膜,其形成於絕緣基板上; 一絕緣層,其覆蓋不透明膜且具有一接觸孔以至少在 一接觸部分曝露不透明膜,及具有複數邊界,至少一部分 邊界係位於不透明膜之邊界以内;及 一導電層,其形成於絕緣層上且通過接觸孔而連接於 不透明膜, 其中在對位處理或摩擦結束處之接觸部分之接觸孔之 其中一邊界與接觸孔以外之不透明膜之其中一邊界之間 距離,係較寬於其他處接觸孔之邊界與不透明膜之邊界之 間距離。 2. 3. 4. 5. 如申請專利範圍第丨項之薄膜電晶體陣列面板,其中不透 膜G έ第配線及一隔絕於且疊覆於第一配線之第 二配線,且第二配線通過接觸孔而曝露。 如申明專利|a圍第2項之薄膜電晶體陣列面板,其中第一 第配、、泉之其中一邊界係位於對位處理或摩擦結束處 之接觸孔之邊界以外。 申’專利fe圍第3項之薄膜電晶體㈣面板,其中第 斗泉係間極配線或一儲存電容器配線,第二配線係- 料配線或一儲在泰令盟、憤& ^ w寸黾體,及導電層係一由透明導 十材料構成之像素電極。 如申凊專利範圍第4項 4胰電晶體陣列面板,其中閘 O:\87\87127.DOC 1245145 配線包含一間極線及一連接於閘極線之閘極,及資料配線 包含一相交於間極線之資料線、一連接於資料線且接近於 閉極電極之源極、及一相關於閘極而相對立於源極之沒 〇 6.如申請專利範圍第5項之薄膜電晶體陣列面板,進一步包 含一覆蓋於閘極配線之閘極絕緣層,及一形成於閘極與源 極及汲極之間閘極絕緣層上之半導體層。 7·如申請專利範圍第6項之薄膜電晶體陣列面板,其中半導 體層具有相同於資料配線者之形狀,不同的是一在源極及 汲極之間之通道部分。 8. 如申請專利範圍第4項之薄膜電晶體陣列面板,其中儲存 電谷器配線包含一分離於閘極配線之儲存電容器線,及一 連接於像存電容器線之儲存電極。 9. 如申請專利範園第8項之薄膜電晶體陣列面板,其中儲存 電容器導電體連接於資料配線。 1〇·如申請專利範圍第1項之薄膜電晶體陣列面板,其中絕緣 膜包含氮化硬、有機絕緣材料或一低謗電性CVD膜。 O:\87\87127.DOC
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