TWI715344B - 主動元件基板及其製造方法 - Google Patents

主動元件基板及其製造方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI715344B
TWI715344B TW108145124A TW108145124A TWI715344B TW I715344 B TWI715344 B TW I715344B TW 108145124 A TW108145124 A TW 108145124A TW 108145124 A TW108145124 A TW 108145124A TW I715344 B TWI715344 B TW I715344B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
layer
electrode
dielectric layer
source
drain
Prior art date
Application number
TW108145124A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202123471A (zh
Inventor
黃震鑠
李泓緯
Original Assignee
友達光電股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 友達光電股份有限公司 filed Critical 友達光電股份有限公司
Priority to TW108145124A priority Critical patent/TWI715344B/zh
Priority to CN202010504481.5A priority patent/CN111627933B/zh
Priority to US17/000,370 priority patent/US11355569B2/en
Application granted granted Critical
Publication of TWI715344B publication Critical patent/TWI715344B/zh
Publication of TW202123471A publication Critical patent/TW202123471A/zh

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10—OLED displays
    • H10K59/12—Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • H10K59/121—Active-matrix OLED [AMOLED] displays characterised by the geometry or disposition of pixel elements
    • H10K59/1213—Active-matrix OLED [AMOLED] displays characterised by the geometry or disposition of pixel elements the pixel elements being TFTs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
    • H01L27/1255—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs integrated with passive devices, e.g. auxiliary capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343—Electrodes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
    • H01L27/1248—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition or shape of the interlayer dielectric specially adapted to the circuit arrangement
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
    • H01L27/1259—Multistep manufacturing methods
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/15—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission
    • H01L27/153—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars
    • H01L27/156—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars two-dimensional arrays
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10—OLED displays
    • H10K59/12—Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • H10K59/121—Active-matrix OLED [AMOLED] displays characterised by the geometry or disposition of pixel elements
    • H10K59/1216—Active-matrix OLED [AMOLED] displays characterised by the geometry or disposition of pixel elements the pixel elements being capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10—OLED displays
    • H10K59/12—Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • H10K59/131—Interconnections, e.g. wiring lines or terminals
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L2021/775—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate comprising a plurality of TFTs on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
    • H01L27/1222—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition, shape or crystalline structure of the active layer
    • H01L27/1225—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition, shape or crystalline structure of the active layer with semiconductor materials not belonging to the group IV of the periodic table, e.g. InGaZnO
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
    • H01L27/124—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition, shape or layout of the wiring layers specially adapted to the circuit arrangement, e.g. scanning lines in LCD pixel circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
    • H01L27/1251—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs comprising TFTs having a different architecture, e.g. top- and bottom gate TFTs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
    • H01L27/1259—Multistep manufacturing methods
    • H01L27/127—Multistep manufacturing methods with a particular formation, treatment or patterning of the active layer specially adapted to the circuit arrangement
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
    • H01L27/1259—Multistep manufacturing methods
    • H01L27/1288—Multistep manufacturing methods employing particular masking sequences or specially adapted masks, e.g. half-tone mask
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • H01L29/66409—Unipolar field-effect transistors
    • H01L29/66477—Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
    • H01L29/66742—Thin film unipolar transistors
    • H01L29/6675—Amorphous silicon or polysilicon transistors
    • H01L29/66757—Lateral single gate single channel transistors with non-inverted structure, i.e. the channel layer is formed before the gate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66969—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies not comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • H01L29/78651—Silicon transistors
    • H01L29/7866—Non-monocrystalline silicon transistors
    • H01L29/78672—Polycrystalline or microcrystalline silicon transistor
    • H01L29/78675—Polycrystalline or microcrystalline silicon transistor with normal-type structure, e.g. with top gate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • H01L29/7869—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film having a semiconductor body comprising an oxide semiconductor material, e.g. zinc oxide, copper aluminium oxide, cadmium stannate
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10—OLED displays
    • H10K59/12—Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • H10K59/1201—Manufacture or treatment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

一種主動元件基板，包括基板、矽層、第一絕緣層、第一閘極、第一介電層、第一轉接電極、第二轉接電極以及第二介電層。二個開口貫穿第一介電層並重疊於矽層。第一轉接電極以及第二轉接電極分別位在二個開口中。第二介電層位在第一轉接電極以及第二轉接電極上。二個第一通孔貫穿第二介電層。第一轉接電極以及第二轉接電極為二個第一通孔的蝕刻中止層。

Description

主動元件基板及其製造方法
本發明是有關於一種主動元件基板，且特別是有關於一種包括矽層的主動元件基板及其製造方法。
顯示裝置中往往包含了許多的主動元件，為了因應各種不同的功能需求，顯示裝置中可能含有一種以上的主動元件。舉例來說，在顯示裝置中，為了獲得較好的產品性能，位於驅動電路中的主動元件可能與位於畫素中的主動元件具有不同的阻抗。
在現有技術中，可以藉由調整主動元件的通道層長度或通道層的摻雜濃度以獲得不同阻抗的主動元件。然而，僅通過調整主動元件的通道層長度難以滿足所有的需求。因此，為了形成性能差異較大的主動元件，往往需要增加許多的製程步驟，這導致了顯示裝置的製造成本大幅上升。
本發明提供一種主動元件基板，可以改善矽層過度蝕刻的問題。
本發明提供一種主動元件基板的製造方法，可有效改善因過度蝕刻造成橋接不良的問題。
本發明的至少一實施例提供一種主動元件基板。主動元件基板包括基板、矽層、第一絕緣層、第一閘極、第一介電層、第一轉接電極、第二轉接電極、第二介電層、金屬氧化物通道層、第二閘極、第一源極、第一汲極、第二源極以及第二汲極。矽層位在基板上。第一絕緣層位在矽層上。第一閘極位在第一絕緣層上。第一介電層位在第一閘極上。二個開口至少貫穿第一介電層，且二個開口重疊於矽層。第一轉接電極以及第二轉接電極分別位在二個開口中。第一轉接電極以及第二轉接電極分別連接矽層。第二介電層位在第一轉接電極以及第二轉接電極上。二個第一通孔至少貫穿第二介電層。第一轉接電極以及第二轉接電極為二個第一通孔的蝕刻中止層。金屬氧化物通道層位於第二介電層上方。第二閘極重疊於金屬氧化物通道層。第一源極以及第一汲極位在二個第一通孔中。第一源極以及第一汲極分別電性連接第一轉接電極以及第二轉接電極。第二源極以及第二汲極電性連接金屬氧化物通道層。
本發明的至少一實施例提供一種主動元件基板的製造方法，包括以下步驟。形成矽層於基板上。形成第一絕緣層於矽層上。形成第一閘極於第一絕緣層上。形成第一介電層於第一閘極上。執行第一蝕刻製程以形成至少貫穿第一介電層的二個開口。二個開口暴露出矽層。形成第一轉接電極以及第二轉接電極於二個開口中，以連接矽層。形成第二介電層於第一轉接電極以及第二轉接電極上。執行第二蝕刻製程以形成至少貫穿第二介電層的二個第一通孔，其中第一轉接電極以及第二轉接電極為二個第一通孔的蝕刻中止層。形成金屬氧化物通道層於第二介電層上方。形成第二閘極於基板上方。分別形成第一源極以及第一汲極於二個第一通孔中。形成第二源極以及第二汲極於金屬氧化物通道層上。
本發明的至少一實施例提供一種主動元件基板的製造方法，包括以下步驟。形成矽層於基板上。形成第一絕緣層於矽層上。形成第一閘極於第一絕緣層上。形成第一介電層於第一閘極上。執行第一蝕刻製程以形成至少貫穿第一介電層的二個第一通孔。二個第一通孔暴露出矽層。形成氧化物層於第一介電層上方。氧化物層包括二個保護電極以及分離於二個保護電極的金屬氧化物通道層。二個保護電極分別填入二個第一通孔且連接矽層。形成第一源極以及第一汲極於二個保護電極上。形成第二源極以及第二汲極於金屬氧化物通道層上。
圖1A至圖1G是依照本發明一實施例的一種顯示裝置的製造方法的剖面示意圖。
請參考圖1A，提供基板100。基板100的材料可包括玻璃、石英、有機聚合物、或是不透光/反射材料（例如：導電材料、金屬、晶圓、陶瓷或其他相似材料）或是其它合適的材料。
形成矽層110於基板100上。在一些實施例中，選擇性地先形成絕緣層102於基板100上，再形成矽層110於絕緣層102上。絕緣層102的材料可包括氧化矽。當基板100的材料為導電材料或金屬時，絕緣層102可避免發生短路。此外，絕緣層102還可阻擋基板100材料（例如：氮化矽、玻璃雜質）的擴散，並阻擋矽層110的蓄熱。矽層110包含非晶矽、多晶矽、微晶矽、單晶矽或上述之組合。在本實施例中，矽層110例如為低溫多晶矽（Low Temperature Poly-Silicon；LTPS），且矽層110包括二個摻雜區112、114、位在二個摻雜區112、114之間的通道區116以及位在二個摻雜區112、114與通道區116之間的輕摻雜區113、115。在一些實施例中，輕摻雜區113、115之摻雜濃度小於摻雜區112、114之摻雜濃度。
形成第一絕緣層120在矽層110上。在本實施例中，第一絕緣層120覆蓋在矽層110的頂面與側壁上，且延伸至基板100的表面上。也就是說，第一絕緣層120共形於基板100與矽層110，但本發明不以此為限。在其他實施例中，第一絕緣層可只覆蓋在通道層116上。
第一絕緣層120的材料例如包含無機材料（例如：氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、其它合適的材料或上述至少二種材料的堆疊層）、有機材料或其它合適的材料或上述之組合。此處，第一絕緣層120的厚度例如是10奈米至200奈米，在此厚度範圍內，第一絕緣層120能有較佳的閘極控制能力，並可預防閘極電流的穿透，此外，此厚度範圍內之第一絕緣層120的製程良率較高，且矽層110所對應之主動元件能有較佳的效能，但本發明不以此為限。
形成第一閘極G1以及電容電極CE1於第一絕緣層120上。第一絕緣層120位於第一閘極G1與通道層116之間。第一閘極G1於基板100上的正投影重疊於矽層110於基板100上的正投影，且電容電極CE1於基板100上的正投影不重疊於矽層110於基板100上的正投影。
在本實施例中，第一閘極G1以及電容電極CE1屬於同一膜層。舉例來說，可先形成金屬材料層（未繪示）在第一絕緣層120上，而後對金屬材料層進行微影蝕刻製程，以形成第一閘極G1以及電容電極CE1，但本發明不以此為限。第一閘極G1和電容電極CE1的材料例如是金屬材料、金屬材料的氮化物、金屬材料的氧化物、金屬材料的氮氧化物或其它合適的材料或是金屬材料與其它導電材料的堆疊層。
請參考圖1B，形成第一介電層130於第一閘極G1上。第一介電層130覆蓋第一閘極G1、電容電極CE1以及第一絕緣層120。第一閘極G1以及電容電極CE1皆位於第一絕緣層120與第一介電層130之間。第一介電層130的材料可例如包含無機材料（例如：氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、其它合適的材料或上述至少二種材料的堆疊層）、有機材料或其它合適的材料或上述之組合，但本發明不以此為限。
執行第一蝕刻製程以形成至少貫穿第一介電層130的二個開口OP1、OP2。在本實施例中，開口OP1貫穿第一介電層130以及第一絕緣層120並暴露出矽層110的摻雜區112，開口OP2貫穿第一介電層130以及第一絕緣層120並暴露出矽層110的摻雜區114。第一介電層130的厚度例如是10奈米至500奈米，在此厚度範圍內，第一介電層130的製程良率較高，且第一介電層130所對應之儲存電容能有較佳的效能，但本發明不以此為限。在本實施例中，開口OP1、OP2僅需貫穿厚度較薄的第一介電層130以及第一絕緣層120，因此，較容易在不過度傷害矽層110的前提下使第一蝕刻製程蝕刻停止於矽層110，有效改善因過度蝕刻造成的問題。
請參考圖1C，形成第一轉接電極TE1以及第二轉接電極TE2於第一介電層130上。第一轉接電極TE1以及第二轉接電極TE2分別填入二個開口OP1、OP2中。第一轉接電極TE1連接矽層110的摻雜區112，且第二轉接電極TE2連接矽層110的摻雜區114。
在本實施例中，第二轉接電極TE2於基板100上的正投影重疊於電容電極CE1於基板100上的正投影，且第一介電層130夾置於第二轉接電極TE2與電容電極CE1之間，因此，第二轉接電極TE2與電容電極CE1之間具有電容（例如為儲存電容）。
在本實施例中，第一轉接電極TE1與第二轉接電極TE2為同一膜層。舉例來說，先形成金屬材料層（未繪示）在第一介電層130上及二個開口OP1、OP2中，而後對金屬材料層進行微影蝕刻製程，以形成第一轉接電極TE1以及第二轉接電極TE2，但本發明不限於此。第一轉接電極TE1和第二轉接電極TE2的材料例如是金屬材料、金屬材料的氮化物、金屬材料的氧化物、金屬材料的氮氧化物或其它合適的材料或是金屬材料與其它導電材料的堆疊層。
形成第二介電層132於第一轉接電極TE1以及第二轉接電極TE2上。在本實施例中，第二介電層132可覆蓋第一轉接電極TE1、第二轉接電極TE2以及第一介電層130。第二介電層132的厚度例如介於0.1微米至1.5微米。在本實施例中，第二介電層132的材料可例如包含無機材料（例如：氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、其它合適的材料或上述至少二種材料的堆疊層）、有機材料或其它合適的材料或上述之組合，但本發明不以此為限。
可選擇地形成介電層134在第二介電層132上。介電層134的厚度例如介於0.1微米至1.5微米。在本實施例中，介電層134的材料例如包含無機材料（例如：氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、其它合適的材料或上述至少二種材料的堆疊層）、有機材料或其它合適的材料或上述之組合，但本發明不以此為限。
請參考圖1D，形成金屬氧化物通道層140於第二介電層132上方。在本實施例中，金屬氧化物通道層140形成於介電層134上。在本實施例中，金屬氧化物通道層140包括二個導電區142、144以及位在二個導電區142、144之間的半導體區146。在另一實施例中，金屬氧化物通道層140的導電區142、144例如是導體或半導體。
金屬氧化物通道層140的材料例如是銦鎵鋅氧化物(Indium Gallium Zinc Oxide，IGZO)、銦鋅氧化物、銦氧化物、鋅氧化物、銦鈦氧化物或鋅鈦氧化物等，但不以此為限。在一些實施例中，例如藉由摻雜製程或電漿處理製程（例如為氫電漿處理製程或其他電漿處理製程）以使導電區142、144與半導體區146具有不同的導電率，但本發明不以此為限。
形成第二閘極G2於基板100上方。在本實施例中，形成第二閘極G2於金屬氧化物通道層140上。在本實施例中，第二閘極G2與金屬氧化物通道層140之間還夾有第二絕緣層122，第二閘極G2與第二絕緣層122例如是於同一道圖案化製程中形成。在本實施例中，第二閘極G2與第二絕緣層122例如可作為電漿處理製程的罩幕，換句話說，金屬氧化物通道層140的半導體區146於基板100上的正投影與第二閘極G2於基板100上的正投影具有相同形狀。在其他實施例中，第二閘極G2與第二絕緣層122亦可透過不同道圖案化製程所形成，換句話說，第二絕緣層122於基板100上的正投影與第二閘極G2於基板100上的正投影可以具有不同形狀。
請參考圖1E，形成第三介電層136於金屬氧化物通道層140上。第三介電層136可覆蓋第二介電層132、介電層134、金屬氧化物通道層140以及第二閘極G2。在本實施例中，第二閘極G2位在金屬氧化物通道層140與第三介電層136之間。
在本實施例中，第三介電層136的材料例如包含無機材料（例如：氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、其它合適的材料或上述至少二種材料的堆疊層）、有機材料或其它合適的材料或上述之組合，但本發明不以此為限。
執行第二蝕刻製程以形成至少貫穿第二介電層132的二個第一通孔212、214。在本實施例中，第二蝕刻製程是於形成第三介電層136之後執行，且第一通孔212、214貫穿第二介電層132、介電層134以及第三介電層136。第一通孔212暴露出第一轉接電極TE1，且第二通孔214暴露出第二轉接電極TE2。在其他實施例中，當第二閘極G2與第二絕緣層122亦可透過不同道圖案化製程所形成時，第二絕緣層122的面積大於第二閘極G2，且第二蝕刻製程，且第一通孔212、214可貫穿第二介電層132、介電層134、第二絕緣層122以及第三介電層136。
在第二蝕刻製程中，由於介電層（第二介電層132、介電層134以及第三介電層136）與第一轉接電極TE1的蝕刻選擇比高，且介電層（第二介電層132、介電層134以及第三介電層136）與第二轉接電極TE2的蝕刻選擇比高，因此第一轉接電極TE1與第二轉接電極TE2可分別作為第一通孔212、214的蝕刻中止層。
基於前述，由於設置了可作為蝕刻中止層的第一轉接電極TE1與第二轉接電極TE2，即使第二蝕刻製程需要蝕刻厚度較厚的第二介電層132、介電層134以及第三介電層136，矽層110仍然不會在第二蝕刻製程中受損。換句話說，第二蝕刻製程能夠有較高的蝕刻裕度（Etching Margin）。
在本實施例中，在第二蝕刻製程時，更可形成至少貫穿第一介電層130以及第二介電層132的第二通孔216。在本實施例中，第二通孔216還貫穿介電層134以及第三介電層136。第二通孔216暴露出電容電極CE1。
在本實施例中，由於介電層（第一介電層130、第二介電層132、介電層134以及第三介電層136）與電容電極CE1的蝕刻選擇比高，因此，電容電極CE1可為第二通孔216的蝕刻中止層。
在本實施例中，在第二蝕刻製程時，更可形成貫穿第三介電層136的二個第三通孔218、220。第三通孔218重疊金屬氧化物通道層140的導電區142。第三通孔220重疊金屬氧化物通道層140的導電區144。換句話說，第三通孔218暴露出金屬氧化物通道層140的導電區142，且第三通孔220暴露出金屬氧化物通道層140的導電區144。
雖然在本實施例中，先形成第三介電層136接著才進行第二蝕刻製程以形成第一通孔212、214，但本發明不以此為限。在其他實施例中，先執行第二蝕刻製程，接著形成第三介電層136，然後才於第三介電層136中形成通孔。
請參考圖1F，分別形成第一源極S1以及第一汲極D1於第一通孔212、214中。在本實施例中，形成第一源極S1以及第一汲極D1於第三介電層136上，其中第一源極S1形成於第一通孔212中，且第一汲極D1形成於第一通孔214中。在本實施例中，第一源極S1直接連接第一轉接電極TE1並透過第一轉接電極TE1而電性連接至矽層110，且第一汲極D1直接連接第二轉接電極TE2並透過第二轉接電極TE2而電性連接至矽層110。
形成第二源極S2以及第二汲極D2於金屬氧化物通道層140上。在本實施例中，形成第二源極S2以及第二汲極D2於第三介電層136上，其中第二源極S2形成於第二通孔216以及第三通孔218中，且第二汲極D2形成於第三通孔220中。在本實施例中，第二源極S2以及第二汲極D2分別透過第三通孔218以及第三通孔220而電性連接金屬氧化物通道層140。第二源極S2透過第二通孔216而電性連接電容電極CE1。
在本實施例中，第一源極S1、第一汲極D1、第二源極S2以及第二汲極D2屬於同一膜層。舉例來說，可先形成一電極材料層（未繪示）在第三介電層136的上方，接著再對電極材料層進行微影蝕刻製程，以形成第一源極S1、第一汲極D1、第二源極S2以及第二汲極D2。第一源極S1、第一汲極D1、第二源極S2以及第二汲極D2的材料例如是金屬材料、金屬材料的氮化物、金屬材料的氧化物、金屬材料的氮氧化物或其它合適的材料、堆疊的金屬材料或是金屬材料與其它導電材料的堆疊層，但不以此為限。
在本實施例中，第一主動元件包括第一源極S1、第一汲極D1、第一轉接電極TE1、第二轉接電極TE2、第一閘極G1以及矽層110，且第一主動元件具有高電子遷移率以及可靠度高的優點。第二主動元件包括第二源極S2、第二汲極D2、第二閘極G2以及金屬氧化物通道層140，且第二主動元件具有低漏電的優點。
至此，本實施例的主動元件基板10已大致完成。
請參考圖1G，形成鈍化層150於第三介電層136上。形成平坦層152於鈍化層150上。鈍化層150覆蓋第一源極S1、第一汲極D1、第二源極S2以及第二汲極D2。
形成第一電極154於平坦層152上。第一電極154電性連接第一汲極D1。形成像素定義層156於平坦層152上，並形成間隙物158於像素定義層156上。在本實施例中，像素定義層156具有暴露出第一電極154的開口160。形成發光層162於開口160中。形成第二電極164於發光層162上。
至此，已大致完成顯示裝置1的製作。在本實施例中，顯示裝置1為有機發光二極體顯示裝置，但本發明不以此為限。在其他實施例中，主動元件基板10適用於其他電子裝置，例如液晶顯示裝置（liquid crystal display device）、微發光二極體顯示裝置（micro LEDs display device）或其他電子裝置。
在此必須說明的是，下述實施例沿用前述實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參照前述實施例，下述實施例不再重複贅述。
圖2是依照本發明另一實施例的一種顯示裝置的剖面示意圖。
請參考圖2與圖1G，顯示裝置2與顯示裝置1的差異在於：顯示裝置2的主動元件基板20包括保護電極148a、148b。
在本實施例中，在形成第三介電層136前，先執行第二蝕刻製程以形成第一通孔212、214以及第二通孔216。第一通孔212、214貫穿第二介電層132以及介電層134，第二通孔216貫穿第一介電層130、第二介電層132以及介電層134。
接著分別於第一通孔212、214中形成保護電極148a、148b，且部分金屬氧化物通道層140形成於第二通孔216中。
在本實施例中，保護電極148a、148b與金屬氧化物通道層140屬於同一膜層。換句話說，保護電極148a、148b與金屬氧化物通道層140是在同個製程步驟中形成。在本實施例中，保護電極148a、148b與金屬氧化物通道層140的導電區142、144具有相似的導電率，但本發明不以此為限。
形成第二絕緣層122以及第二閘極G2於金屬氧化物通道層140上。
在形成第三介電層136之後，執行第三蝕刻製程以形成貫穿第三介電層136的四個第三通孔232、234、236、240。第三通孔232、234分別暴露出保護電極148a、148b，且第三通孔236、240分別暴露出金屬氧化物通道層140的導電區142、144。
形成第一源極S1、第一汲極D1、第二源極S2以及第二汲極D2於第三介電層136上。在本實施例中，第一源極S1位在第三通孔232中，且透過位於第一通孔212中的保護電極148a電性連接至第一轉接電極TE1。第一汲極D1位在第三通孔234中，且透過位於第一通孔214中的保護電極148b電性連接至第一轉接電極TE2。第二源極S2位在第三通孔236中，且透過位於第二通孔216中的部分金屬氧化物通道層140而電性連接至電容電極CE1。
在本實施例中，保護電極148a、148b與金屬氧化物通道層140可以避免第一轉接電極TE1、第一轉接電極TE2以及電容電極CE1的表面受損，藉此增加主動元件基板20的良率。
圖3是依照本發明又一實施例的一種顯示裝置的剖面示意圖。
請參考圖3與圖2，顯示裝置3與顯示裝置2的差異處在於：顯示裝置3的主動元件基板30的第二閘極G2位於金屬氧化物通道層140與基板100之間。
在本實施例中，第二閘極G2位於基板100上方，且位於第一介電層130與第二介電層132之間。也就是說，本實施例的第二閘極G2、第一轉接電極TE1與第二轉接電極TE2是在同一製程步驟完成，但本發明不以此為限。在其他實施例中，第二閘極G2位於第一介電層130與第一絕緣層120之間。
藉此，本實施例的主動元件基板30，具有簡化製程之優點。
圖4A至圖4E是依照本發明又一實施例的一種顯示裝置4的製造方法的剖面示意圖。
請參考圖4A，提供基板100。形成絕緣層102於基板100上。形成矽層110於絕緣層102上。形成第一絕緣層120於矽層110上。
形成第一閘極G1、電容電極CE1以及第二閘極G2於第一絕緣層120上。第一閘極G1於基板100上的正投影重疊於矽層110於基板100上的正投影，且不重疊於電容電極CE1於基板100上的正投影以及第二閘極G2於基板100上的正投影。
在本實施例中，第一閘極G1、電容電極CE1以及第二閘極G屬於同一膜層。舉例來說，可先形成金屬材料層（未繪示）在第一絕緣層120上，而後對金屬材料層進行微影蝕刻製程，以形成第一閘極G1、電容電極CE1以及第二閘極G2，但本發明不限於此。
請參考圖4B，形成第一介電層130於第一閘極G1上，第一介電層130可覆蓋第一閘極G1、電容電極CE1、第二閘極G2以及第一絕緣層120。第一閘極G1、電容電極CE1以及第二閘極G2位於第一絕緣層120與第一介電層130之間。可選地形成第二介電層132以覆蓋第一介電層130。
請參考圖4C，執行第一蝕刻製程以形成至少貫穿第一介電層130的二個第一通孔212、214，其中第一通孔212、214暴露出矽層110。在本實施例中，第一通孔212、214貫穿第一絕緣層120、第一介電層130以及第二介電層132。第一通孔212暴露出矽層110的摻雜區112，且第二通孔214暴露矽層110的摻雜區114。
在第一蝕刻製程時，更可形成貫穿第一介電層130、第二介電層132的第二通孔216。由於電容電極CE1的蝕刻選擇比高，因此，電容電極CE1可為第二通孔216的蝕刻中止層。此處，第二通孔216暴露出電容電極CE1。
形成氧化物層140a於第一介電層130上方。在本實施例中，第二介電層132位於第一介電層130與氧化物層140a之間，且氧化物層140a形成於第二介電層132上。氧化物層140a包括保護電極148a、148b以及分離於保護電極148a、148b的金屬氧化物通道層140。
保護電極148a填入第一通孔212中，並連接矽層110的摻雜區112。保護電極148b填入第一通孔214中，並連接矽層110的摻雜區114。金屬氧化物通道層140填入第二通孔216中，並連接電容電極CE1。在本實施例中，第二閘極G2於基板100上的正投影重疊於氧化物通道層140於基板100上的正投影。
在本實施例中，部分第一介電層130以及部分第二介電層132位於保護電極148b與電容電極CE1之間，因此，保護電極148b與電容電極CE1之間具有電容（例如為儲存電容）。
請參考圖4D，形成第一源極S1、第一汲極D1、第二源極S2以及第二汲極D2於該氧化物層140a上。在本實施例中，第一源極S1以及第一汲極D1形成於保護電極148a、148b上，且第二源極S2以及第二汲極D2形成於金屬氧化物通道層140上。第一源極S1位在第一通孔212中，且透過保護電極148a電性連接矽層110。第一汲極D1位在第一通孔214中，且透過保護電極148b電性連接矽層110。在本實施例中，電容電極CE1重疊第一汲極D1。第二源極S2位在第二通孔216中透過金屬氧化物通道層140電性連接電容電極CE1。舉例來說，部分金屬氧化物通道層140填入第二通孔216中，且連接第二源極S2以及電容電極CE1。
第二源極S2與第二汲極D2直接連接金屬氧化物通道層140。
至此，本實施例的主動元件基板40已大致完成。
請參考圖4E，形成第三介電層136覆蓋第一源極S1、第一汲極D1、第二源極S2、第二汲極D2以及氧化物140a層。形成平坦層152於第三介電層136上。
請繼續參考圖4E，接續可在主動元件基板40上堆疊第一電極154、像素定義層156、間隙物158、發光層162以及第二電極164，以進一步製作顯示裝置4。
圖5A至圖5E是依照本發明又一實施例的一種顯示裝置的製造方法的剖面示意圖。
圖5A接續圖4B的步驟。請參考圖5A，執行第一蝕刻製程以形成至少貫穿第一介電層130的二個第一通孔212、214，其中二個第一通孔212、214暴露出該矽層110。在本實施例中，第一通孔212、214貫穿第一絕緣層120、第一介電層130以及第二介電層132，其中第一通孔212暴露出矽層110的摻雜區112，且第二通孔214暴露矽層110的摻雜區114。在此步驟中，也同時形成至少貫穿第一介電層130、第二介電層132的第二通孔216，且電容電極CE1可為第二通孔216的蝕刻中止層。此處，第二通孔216暴露出電容電極CE1。
請繼續參考圖5A。形成氧化物材料層140”於第一介電層130上方，形成金屬材料層M在氧化物材料層140”上，且形成光阻層300在金屬材料層M上。
請參照圖5B至圖5D，提供半調式光罩（Half-tone mask）310以進行微影蝕刻製程。
以半調式光罩310為遮罩圖案化光阻層300，以形成圖案化光阻層300’。在本實施例中，圖案化光阻層300’包括厚度不同的區域。
接著以圖案化光阻層300為罩幕進行蝕刻製程，以移除部分金屬材料層M以及部分氧化物材料層140”。
同步形成二個保護電極148a’、148b’、金屬氧化物通道層140’、第一源極S1、第一汲極D1、第二源極S2以及第二汲極D2。如此，可有效的減少製程步驟以及所需光罩，達到簡化製程的作用。在本實施例中，由於金屬材料層M對應於第二源極S2以及第二汲極D2之間的位置重疊於部分圖案化光阻層300’，因此，在第二源極S2以及第二汲極D2之間，對應該部分圖案化光阻層300’的金屬氧化物通道層140’可以在蝕刻製程後保留下來。
在本實施例中，位在第一通孔212外的保護電極148a的側壁切齊於第一源極S1的側壁，且位在第一通孔214外的保護電極148a的側壁切齊於第一汲極D1的側壁。在本實施例中，第二源極S2的部分側壁以及第二汲極D2的部分側壁切齊於金屬氧化物通道層140’的側壁。
至此，主動元件基板50大致完成。
請參照圖5E，形成第三介電層136覆蓋第一源極S1、第一汲極D1、第二源極S2、第二汲極D2以及第二介電層132。形成平坦層152於第三介電層136上。
接續可依序形成第一電極154、像素定義層156、間隙物158、發光層162以及第二電極164，以完成顯示裝置5的製作。
綜上所述，本發明的主動元件基板可以改善矽層因為過度蝕刻而出現良率不佳的問題。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
1、2、3、4、5:顯示裝置 10、20、30、40、50:主動元件基板 100:基板 102:絕緣層 110:矽層 112、114:摻雜區 113、115:輕摻雜區 116:通道區 120:第一絕緣層 122:第二絕緣層 130:第一介電層 132:第二介電層 134:介電層 136:第三介電層 140、140’:金屬氧化物通道層 140”:氧化物材料層 140a:氧化物層 142、144:導電區 146:半導體區 148a、148a’、148b、148b’:保護電極 150:鈍化層 152:平坦層 154:第一電極 156:像素定義層 158:間隙物 160:開口 162:發光層 164:第二電極 212、214:第一通孔 216:第二通孔 218、220、232、234、236、240:第三通孔 300:光阻層 300’:圖案化光阻層 310:半調式光罩 M:金屬材料層 D1:第一汲極 D2:第二汲極 S1:第一源極 S2:第二源極 G1:第一閘極 G2:第二閘極 CE1:電容電極 OP1、OP2:開口 TE1:第一轉接電極 TE1:第一轉接電極
圖1A至圖1G是依照本發明一實施例的一種顯示裝置的製造方法的剖面示意圖。 圖2是依照本發明另一實施例的一種顯示裝置的剖面示意圖。 圖3是依照本發明又一實施例的一種顯示裝置的剖面示意圖。 圖4A至圖4E是依照本發明又一實施例的一種顯示裝置的製造方法的剖面示意圖。 圖5A至圖5E是依照本發明又一實施例的一種顯示裝置的製造方法的剖面示意圖。
1:顯示裝置
10:主動元件基板
100:基板
102:絕緣層
110:矽層
112、114:摻雜區
113、115:輕摻雜區
116:通道區
120:第一絕緣層
122:第二絕緣層
130:第一介電層
132:第二介電層
134:介電層
136:第三介電層
140:金屬氧化物通道層
142、144:導電區
146:半導體區
150:鈍化層
152:平坦層
154:第一電極
156:像素定義層
158:間隙物
160:開口
162:發光層
164:第二電極
212、214:第一通孔
216:第二通孔
D1:第一汲極
D2:第二汲極
S1:第一源極
S2:第二源極
G1:第一閘極
G2:第二閘極
CE1:電容電極
OP1、OP2:開口
TE1:第一轉接電極
TE2:第一轉接電極

Claims (12)

  1. 一種主動元件基板，包括：一基板；一矽層，位在該基板上；一第一絕緣層，位在該矽層上；一第一閘極，位在該第一絕緣層上；一第一介電層，位在該第一閘極上，其中二個開口至少貫穿該第一介電層，且該二個開口重疊於該矽層；一第一轉接電極以及一第二轉接電極，分別位在該二個開口中，其中該第一轉接電極以及該第二轉接電極分別連接該矽層；一第二介電層，位在該第一轉接電極以及該第二轉接電極上，其中二個第一通孔至少貫穿該第二介電層，且該第一轉接電極以及該第二轉接電極為該二個第一通孔的蝕刻中止層；一金屬氧化物通道層，位於該第二介電層上方；一第二閘極，重疊於該金屬氧化物通道層；一第一源極、一第一汲極、一第二源極以及一第二汲極，其中該第一源極以及該第一汲極位在該二個第一通孔中，且該第一源極以及該第一汲極分別電性連接該第一轉接電極以及該第二轉接電極，其中該第二源極以及該第二汲極電性連接該金屬氧化物通道層；以及一第三介電層，位於該金屬氧化物通道層上，其中該第二閘極位在該金屬氧化物通道層與該第三介電層之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的主動元件基板，其中該二個開口貫穿該第一絕緣層，且該第一絕緣層的厚度為10奈米至200奈米。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的主動元件基板，其中該第一介電層的厚度為10奈米至500奈米。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的主動元件基板，更包括：二個保護電極，位在該二個第一通孔中，其中該二個保護電極分別連接該第一轉接電極以及該第二轉接電極。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的主動元件基板，其中該二個保護電極與該金屬氧化物通道層屬於同一膜層。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的主動元件基板，更包括：一電容電極，位於該第一絕緣層上，且重疊於該第二轉接電極，其中該第二源極透過一第二通孔而電性連接該電容電極，且該第二通孔至少貫穿該第一介電層以及該第二介電層。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的主動元件基板，其中部分該金屬氧化物通道層位於該第二通孔中。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的主動元件基板，其中二個第三通孔至少貫穿該第三介電層，且該二個第一通孔更貫穿該第三介電層，其中、該第二源極以及該第二汲極位於該二個第三通孔中。
  9. 一種主動元件基板的製造方法，包括：形成一矽層於一基板上； 形成一第一絕緣層於該矽層上；形成一第一閘極於該第一絕緣層上；形成一第一介電層於該第一閘極上；執行一第一蝕刻製程以形成至少貫穿該第一介電層的二個開口，其中該二個開口暴露出該矽層；形成一第一轉接電極以及一第二轉接電極於該二個開口中，以連接該矽層；形成一第二介電層於該第一轉接電極以及該第二轉接電極上；執行一第二蝕刻製程以形成至少貫穿該第二介電層的二個第一通孔，其中該第一轉接電極以及該第二轉接電極為該二個第一通孔的蝕刻中止層；形成一金屬氧化物通道層於該第二介電層上方；形成一第二閘極於該基板上方；分別形成一第一源極以及一第一汲極於該二個第一通孔中；以及形成一第二源極以及一第二汲極於該金屬氧化物通道層上。
  10. 一種主動元件基板的製造方法，包括：形成一矽層於一基板上；形成一第一絕緣層於該矽層上；形成一第一閘極於該第一絕緣層上；形成一第一介電層於該第一閘極上； 執行一第一蝕刻製程以形成至少貫穿該第一介電層的二個第一通孔，其中該二個第一通孔暴露出該矽層；形成一氧化物層於該第一介電層上方，其中該氧化物層包括二個保護電極以及分離於該二個保護電極的一金屬氧化物通道層，其中該二個保護電極分別填入該二個第一通孔且連接該矽層；形成一第一源極以及一第一汲極於該二個保護電極上；形成一第二源極以及一第二汲極於該金屬氧化物通道層上；以及形成一電容電極於該第一絕緣層上，其中該電容電極重疊該第一汲極，其中一第二通孔至少貫穿該第一介電層，且該第二源極位在該第二通孔中且電性連接該電容電極。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的主動元件基板的製造方法，更包括：形成一氧化物材料層於該第一介電層上方；形成一金屬層在該氧化物材料層上；以及執行一蝕刻製程以同步形成該二個保護電極、該金屬氧化物通道層、該第一源極、該第一汲極、該第二源極以及該第二汲極。
  12. 如申請專利範圍第10項所述的主動元件基板的製造方法，其中部分該金屬氧化物通道層填入該第二通孔中，且連接該第二源極以及該電容電極。
TW108145124A 2019-12-10 2019-12-10 主動元件基板及其製造方法 TWI715344B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW108145124A TWI715344B (zh) 2019-12-10 2019-12-10 主動元件基板及其製造方法
CN202010504481.5A CN111627933B (zh) 2019-12-10 2020-06-05 主动元件基板及其制造方法
US17/000,370 US11355569B2 (en) 2019-12-10 2020-08-24 Active device substrate comprising silicon layer and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW108145124A TWI715344B (zh) 2019-12-10 2019-12-10 主動元件基板及其製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TWI715344B true TWI715344B (zh) 2021-01-01
TW202123471A TW202123471A (zh) 2021-06-16

Family

ID=72259306

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW108145124A TWI715344B (zh) 2019-12-10 2019-12-10 主動元件基板及其製造方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11355569B2 (zh)
CN (1) CN111627933B (zh)
TW (1) TWI715344B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI806591B (zh) * 2021-12-09 2023-06-21 友達光電股份有限公司 主動元件基板

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI759041B (zh) * 2020-12-28 2022-03-21 友達光電股份有限公司 顯示面板及其製作方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201810436A (zh) * 2016-05-25 2018-03-16 友達光電股份有限公司 主動元件陣列基板

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3635681B2 (ja) * 1994-07-15 2005-04-06 ソニー株式会社 バイアス回路の調整方法、電荷転送装置、及び電荷検出装置とその調整方法
TW200709421A (en) 2005-08-29 2007-03-01 Chunghwa Picture Tubes Ltd Method for manufacturing thin film transistor, thin film transistor and pixel structure
KR20070067441A (ko) * 2005-12-23 2007-06-28 삼성전자주식회사 중첩된 셀 구조에서 트랜지스터의 제조 방법
KR101275758B1 (ko) * 2007-07-20 2013-06-14 삼성전자주식회사 복수개의 적층된 트랜지스터들을 구비하는 반도체 소자 및그 제조방법
TWI352235B (en) * 2007-09-05 2011-11-11 Au Optronics Corp Method for manufacturing pixel structure
CN101382715A (zh) * 2008-10-20 2009-03-11 友达光电股份有限公司 像素结构、显示面板、光电装置的制造方法
KR20110061774A (ko) * 2009-12-02 2011-06-10 엘지디스플레이 주식회사 어레이 기판 및 이의 제조방법
US9355888B2 (en) * 2012-10-01 2016-05-31 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Implant isolated devices and method for forming the same
TWI495110B (zh) * 2013-03-22 2015-08-01 Au Optronics Corp 顯示面板及其製作方法
TWI495111B (zh) * 2013-03-22 2015-08-01 Au Optronics Corp 顯示面板及其製作方法
KR102280265B1 (ko) * 2014-10-06 2021-07-22 삼성디스플레이 주식회사 박막 트랜지스터 어레이 기판, 및 이를 포함하는 유기 발광 표시 장치
TWI572020B (zh) * 2016-01-19 2017-02-21 友達光電股份有限公司 陣列基板以及其製作方法
CN106847743B (zh) * 2017-02-07 2019-12-24 武汉华星光电技术有限公司 Tft基板及其制作方法
CN106876412A (zh) 2017-03-15 2017-06-20 厦门天马微电子有限公司 一种阵列基板以及制作方法
US10181484B2 (en) * 2017-04-05 2019-01-15 Wuhan China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. TFT substrate manufacturing method and TFT substrate
CN107039351B (zh) * 2017-04-05 2019-10-11 武汉华星光电技术有限公司 Tft基板的制作方法及tft基板

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201810436A (zh) * 2016-05-25 2018-03-16 友達光電股份有限公司 主動元件陣列基板

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI806591B (zh) * 2021-12-09 2023-06-21 友達光電股份有限公司 主動元件基板

Also Published As

Publication number Publication date
US20210175309A1 (en) 2021-06-10
TW202123471A (zh) 2021-06-16
CN111627933B (zh) 2023-04-18
CN111627933A (zh) 2020-09-04
US11355569B2 (en) 2022-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20240038787A1 (en) Thin film transistor, array substrate, display panel, and method for fabricating array substrate
US7728328B2 (en) Array substrate for liquid crystal display device and method of fabricating the same
US9437627B2 (en) Thin film transistor and manufacturing method thereof
KR102131195B1 (ko) 박막 트랜지스터를 포함하는 표시 기판 및 이의 제조 방법
KR20170124151A (ko) 트랜지스터 패널 및 그 제조 방법
KR101344980B1 (ko) 박막 트랜지스터 및 어레이 기판의 제조 방법, 및 마스크
WO2020228499A1 (zh) 晶体管器件及其制造方法、显示基板、显示装置
WO2015100894A1 (zh) 显示装置、阵列基板及其制造方法
US7071036B2 (en) CMOS-TFT Array substrate and method for fabricating the same
WO2017070868A1 (zh) N型tft的制作方法
TWI419336B (zh) 半導體元件及其製作方法
WO2019127725A1 (zh) 薄膜晶体管及其制备方法、阵列基板
TWI715344B (zh) 主動元件基板及其製造方法
WO2018077239A1 (zh) 显示基板及其制造方法、显示装置
WO2017028493A1 (zh) 薄膜晶体管及其制作方法、显示器件
KR102224457B1 (ko) 표시장치와 그 제조 방법
CN109148535B (zh) 阵列基板及其制造方法、显示面板
WO2016197399A1 (zh) Ltps阵列基板及其制造方法
KR20010056037A (ko) 박막트랜지스터 제조방법
KR20010055071A (ko) 박막 트랜지스터의 제조 방법
WO2016197400A1 (zh) Ltps阵列基板及其制造方法
WO2020019557A1 (zh) 薄膜晶体管的制作方法及薄膜晶体管
TWI609496B (zh) 薄膜電晶體及其製作方法
TWI699892B (zh) 電子裝置及其製造方法
TWI540737B (zh) 主動元件及其製造方法