專利名稱：薄膜晶體管陣列基板的制造方法
技術領域：
本發(fā)明是有關于一種主動組件陣列的制造方法，且特別是有關于一種薄膜晶體管陣列基板的制造方法。
背景技術：
由于顯示器的需求與日俱增，因此業(yè)界全力投入相關顯示器的發(fā)展。其中，又以陰極射線管(Cathode Ray Tube，CRT)因具有優(yōu)異的顯示品質與技術成熟性，因此長年獨占顯示器市場。然而，近來由于綠色環(huán)保概念的興起對于其能源消耗較大與產生輻射量較大的特性，加上其產品扁平化空間有限，因此無法滿足市場對于輕、薄、短、小、美以及低消耗功率的市場趨勢。因此，具有高畫質、空間利用效率佳、低消耗功率、無輻射等優(yōu)越特性的薄膜晶體管液晶顯示器(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，TFT LCD)已逐漸成為市場的主流。
薄膜晶體管液晶顯示器主要由液晶顯示面板(LCD pannel)與一背光模塊(back light module)所構成，其中，液晶顯示面板主要由薄膜晶體管陣列基板(thin film transistor array substrate)、彩色濾光基板(color filter substrate)和配置在兩基板之間的液晶層(liquid crystal layer)所構成。此外，背光模塊用以提供此液晶顯示面板所需的面光源，以使薄膜晶體管液晶顯示器達到顯示的效果。
更詳細而言，彩色濾光基板具有遮光層，而遮光層通常由不透光材質所構成。此外，薄膜晶體管陣列基板具有掃瞄線、數(shù)據線與薄膜晶體管，而掃瞄線、數(shù)據線與薄膜晶體管通常是金屬材質。由于對位精度約為3至5微米(micrometer)，因此為了降低因錯位而發(fā)生漏光的可能性，通常會增加遮光層的寬度。然而，增加遮光層的寬度卻會造成開口率(aperture ratio)的下降。

發(fā)明內容
有鑒于此，本發(fā)明的目的就是在提供一種薄膜晶體管陣列基板的制造方法，以提高開口率。
基于上述目的或其它目的，本發(fā)明提出一種薄膜晶體管陣列基板的制造方法，其包括下列步驟。首先，在一基板上形成多條掃描線。然后，在基板上依序形成一圖案化介電層與一圖案化半導體層，以覆蓋部分掃描線。在基板上依序形成一圖案化透明導電層與一圖案化金屬層，而圖案化透明導電層與圖案化金屬層區(qū)定義出多條數(shù)據線、多個源極/漏極與多個像素電極。在基板上形成一保護層，然后在保護層上形成一遮光材料層。圖案化遮光材料層、保護層與圖案化金屬層，以曝露出像素電極的圖案化透明導電層，并形成一遮光層。
依照本發(fā)明實施例，在形成掃描線的步驟中更包括形成多個掃描焊墊，其中掃描線的一端分別連接至掃描焊墊。在形成圖案化介電層與圖案化半導體層后，圖案化介電層與圖案化半導體層曝露出部分掃描焊墊。
依照本發(fā)明實施例，圖案化透明導電層與圖案化金屬層更包覆未被圖案化介電層與圖案化半導體層覆蓋而曝露出的掃描焊墊。
依照本發(fā)明實施例，在圖案化保護層的步驟中，更同時移除掃描焊墊上方的圖案化金屬層，以曝露出掃描焊墊上方的圖案化透明導電層。
依照本發(fā)明實施例，在形成數(shù)據線的步驟中，圖案化透明導電層與圖案化金屬層更定義出多個數(shù)據焊墊，且數(shù)據線的一端分別連接至數(shù)據焊墊。
依照本發(fā)明實施例，在形成保護層的步驟中，保護層覆蓋數(shù)據焊墊。然后，在圖案化保護層的步驟中，更同時移除數(shù)據焊墊掃描上方的圖案化金屬層，以曝露出數(shù)據焊墊上方的圖案化透明導電層。
依照本發(fā)明實施例，在形成掃描線的步驟中，更包括形成多個共享焊墊與分別連接至共享焊墊的多條共享線，而共享線與掃描線大致平行，且共享線與掃描線交替配置于基板上。
依照本發(fā)明實施例，各共享線具有自兩側邊緣向外延伸的多條分支，且像素電極的圖案化透明導電層與分支有部分重疊。
依照本發(fā)明實施例，在形成圖案化透明導電層與圖案化金屬層的步驟中，在像素電極內形成多個狹縫(slit)。
依照本發(fā)明實施例，在形成圖案化介電層與圖案化半導體層時，更包括同時在圖案化半導體層上形成一圖案化歐姆接觸層。
依照本發(fā)明實施例，在形成圖案化介電層與圖案化半導體層時，更包括同時在圖案化歐姆接觸層上形成一圖案化接觸金屬層。
依照本發(fā)明實施例，各掃描線具有多個柵極區(qū)。
依照本發(fā)明實施例，在形成掃描線的步驟中，更包括同時形成多個柵極，且這些柵極分別與這些掃描線連接。
基于上述，由于本發(fā)明對于遮光材料層、保護層與圖案化金屬層進行圖案化工藝，以曝露出像素電極的圖案化透明導電層，并形成一遮光層，且此遮光層在隨后的工藝中無須移除，因此本發(fā)明所形成的薄膜晶體管陣列基板便可搭配不具有遮光層的彩色濾光基板，以提高開口率。
為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下。


圖1A、圖2A、圖3A、圖4A繪示本發(fā)明一實施例的薄膜晶體管陣列基板的俯視圖。
圖1B、圖2B、圖3B、圖4B分別繪示沿圖1A、圖2A、圖3A、圖4A的II-II’線的剖面圖。
圖1C、圖2C、圖3C、圖4C分別繪示沿圖1A、圖2A、圖3A、圖4A的III-III’線的剖面圖。
附圖標號
110基板122掃描線124掃描焊墊124a第一開口132共享線 132a分支134共享焊墊134a第三開口142圖案化介電層144圖案化半導體層146圖案化歐姆接觸層148圖案化接觸金屬層152圖案化透明導電層154圖案化金屬層162數(shù)據線 164數(shù)據焊墊164a第二開口 172源極/漏極174像素電極176刻蝕保護層182保護層 192遮光層具體實施方式
本發(fā)明對于遮光材料層、保護層與圖案化金屬層進行圖案化工藝，以曝露出像素電極的圖案化透明導電層，并形成一遮光層，因此采用本實施例的薄膜晶體管陣列基板的彩色濾光基板便無須制作遮光層，以提高開口率。此外，本實施例所制造出的薄膜晶體管陣列基板可以是用于扭曲向列式液晶顯示器(Twisted Nematic Liquid Crystal Display，TN-LCD)中。此外，儲存電容為架構于共享線上(Cst on common)，然而本實施例并不限定儲存電容的型態(tài)，而儲存電容也可以是架構于柵極上(Cst on gate)。再者，本實施例的薄膜晶體管的柵極為架構于掃描線上(gate on scan line)，然而本實施例并不限定薄膜晶體管的型態(tài)。舉例而言，本實施例的柵極與掃描線也可以同時形成，且彼此相連接。
圖1A、圖2A、圖3A、圖4A繪示本發(fā)明第一實施例的薄膜晶體管陣列基板的俯視圖，而圖1B、圖2B、圖3B、圖4B分別繪示沿圖1A、圖2A、圖3A、圖4A的II-II’線的剖面圖。圖1C、圖2C、圖3C、圖4C分別繪示沿圖1A、圖2A、圖3A、圖4A的III-III’線的剖面圖。
請先參考圖1A、圖1B與圖1C，本實施例的薄膜晶體管陣列基板的制造方法包括下列步驟。首先，提供一基板110，而基板110可以是玻璃基板、石英基板或是其它由透明材質所構成的基板。
然后，在基板110上以濺射(sputtering)工藝形成一厚度約為數(shù)千埃(angstrom)的第一金屬層。此外，第一金屬層可以是單層的鋁、鈦、鉬、鉻、銅、鋁合金、銅合金及其氮化物(如氮化鉬、氮化鈦等)?；蛘撸鲜鰡螌咏饘賹铀M合的多層金屬層。然后，對于此第一金屬層進行第一道掩膜工藝，以形成多條掃描線122、多個掃描焊墊124、多條共享線132與多個共享焊墊134。其中，這些掃描線122的一端均連接至掃描焊墊124，而這些共享線132的一端也同樣連接至共享焊墊134。此外，共享線132與掃描線122交替配置于基板110上，且共享線132與掃描線122大致平行。另外，各共享線132具有自兩側邊緣向外延伸的多條分支132a，因此共享線132的分支132a便可作為薄膜晶體管陣列基板側的遮光層，以提高開口率。然而，本實施例并不限定共享線132需具有分支132a，而其它型態(tài)的共享線也可以應用于本實施例中。
請參考圖2A、圖2B與圖2C，在基板110上以化學氣相沉積工藝(CVDprocess)依序形成一介電層與一半導體層(semiconductor layer)，其中介電層的材質例如是氮化硅，而半導體層的材質例如是非晶硅。為了提高半導體層與后續(xù)膜層(例如是像素電極)的歐姆式接觸，在半導體層上也可以依序形成一歐姆接觸層與一接觸金屬層?；蛘撸诎雽w層上也可以形成一歐姆接觸層，然而本發(fā)明不并限定需形成歐姆接觸層與接觸金屬層。此外，歐姆接觸層的材質例如是摻雜非晶硅，而形成歐姆接觸層的方式可以是化學氣相沉積工藝。另外，形成接觸金屬層的方式可以是濺射工藝，而接觸金屬層可以是單層的鈦、鉬、鉻、鋁合金、銅合金，或者以上述單層金屬層為基層再搭配鋁、銅或其它金屬所形成的多層金屬層。
對于上述工藝所形成的結構進行第二道掩膜工藝，以依序形成一圖案化介電層142、一圖案化半導體層144、一圖案化歐姆接觸層146與一圖案化接觸金屬層148。值得注意的是，上述的多層結構覆蓋共享線132與部分掃描線122(例如是區(qū)域A1與區(qū)域B1，其中區(qū)域A1為拉線區(qū))，且上述的多層結構具有多個第一開口124a與第三開口134a，分別曝露出部分掃描焊墊124與部分共享焊墊134。此外，其它區(qū)域上的圖案化介電層142、圖案化半導體層144、圖案化歐姆接觸層146與圖案化接觸金屬層148必須完全移除，以使得部分的掃描線122能夠曝露出來(例如是兩個區(qū)域B1之間的掃描線122)。為了減輕對于掃描線122造成的損傷，此工藝需選擇對于掃描線122具有高選擇比的刻蝕方式來進行。
在本實施例中，圖案化介電層142、圖案化半導體層144、圖案化歐姆接觸層146與圖案化接觸金屬層148是覆蓋部分掃描焊墊124與部分共享焊墊134，然而上述的多層結構也可以完全曝露掃描焊墊124與共享焊墊134。
請參考圖3A、圖3B與圖3C，在基板110上依序沉積一透明導電層與一第二金屬層。然后，進行第三道掩膜工藝，以移除部分區(qū)域上的透明導電層、第二金屬層、圖案化歐姆接觸層146與圖案化接觸金屬層148，并形成一圖案化透明導電層152與一圖案化金屬層154。此外，圖案化透明導電層152的材質例如是銦錫氧化物(indium tin oxide，ITO)、銦鋅氧化物(indium zinc oxide，IZO)、鋅鋁氧化物(aluminum zinc oxide，AZO)、銦錫鋅氧化物(indium tin zinc oxide，ITZO)或是其它透明金屬氧化物。另外，圖案化金屬層154可以是單層的鋁、鈦、鉬、鉻、銅、鋁合金、銅合金或者上述單層金屬層所組合的多層金屬層。
更詳細而言，圖案化透明導電層152與圖案化金屬層154定義出多條數(shù)據線162、多個數(shù)據焊墊164、多個源極/漏極172、多個像素電極174與多個刻蝕保護層176。其中，數(shù)據線162的一端分別連接至數(shù)據焊墊164。此外，這些刻蝕保護層176分別包覆未被圖案化介電層142與圖案化半導體層144覆蓋而曝露的掃描線122，且刻蝕保護層176分別與掃描線122電性并聯(lián)。另外，像素電極174與共享線132的分支132a有部分重疊。在本實施例中，圖案化透明導電層152與圖案化金屬層154更包覆未被圖案化介電層142、圖案化半導體層144、圖案化歐姆接觸層146與圖案化接觸金屬層148覆蓋而曝露出的掃描焊墊124。然而，圖案化透明導電層152與圖案化金屬層154也可以不覆蓋掃描焊墊124。
由于圖案化透明導電層152與圖案化金屬層154所構成的刻蝕保護層176包覆于未被圖案化介電層152與圖案化半導體層154覆蓋而曝露的掃描線122上，因此在后續(xù)的刻蝕工藝中，刻蝕保護層176能夠保護掃描線122。此外，由于圖案化透明導電層152與圖案化金屬層154均為導電材質，而刻蝕保護層176與掃描線122接觸，因此刻蝕保護層176與掃描線122之間可以視為電性并聯(lián)。換言之，由于刻蝕保護層176與掃描線122電性并聯(lián)，因此掃描線122的電阻值便能降下，以改善RC延遲(RC delay)現(xiàn)象。
此外，更進一步移除未被圖案化透明導電層152與圖案化金屬層154覆蓋而曝露的其它區(qū)域(例如是信道區(qū)、區(qū)域A1與區(qū)域B1等)上的圖案化接觸金屬層148、圖案化歐姆接觸層146與部份圖案化半導體層144，而曝露出所述的區(qū)域的部份圖案化半導體層144。
請參考圖4A、圖4B與圖4C，在基板110上形成一保護層182，而保護層182的材質例如是氮化硅。然后，在保護層182上形成一遮光層192。更詳細而言，保護層182上形成一遮光材料層(未繪示)。在本實施例中，遮光材料層為黑色樹脂，然而在另一實施例中，遮光材料層也可以是金屬。
然后，對于此遮光材料層進行曝光工藝與顯影工藝，以形成遮光層192。再來，以遮光層192為屏蔽，移除像素電極174上方的保護層182與像素電極174上的圖案化金屬層154而曝露出像素電極174的圖案化透明導電層152。同時，移除刻蝕保護層176與數(shù)據線162之間的掃描線122上方的圖案化半導體層144，以曝露出掃描線122上方的圖案化介電層142(區(qū)域A1與B1)，因此各數(shù)據線162之間便可電性絕緣。至此，大致完成本實施例的薄膜晶體管陣列基板的制作。
在本實施例中，在保護層182與圖案化金屬層154內形成有第二開口164a，其曝露出部分數(shù)據焊墊164。此外，掃描焊墊124與共享焊墊134上方的保護層182與圖案化金屬層154也完全移除，而露出圖案化透明導電層152。
由于本實施例對于遮光材料層、保護層與圖案化金屬層進行圖案化工藝，以曝露出像素電極的圖案化透明導電層，并形成一遮光層，且此遮光層在隨后的工藝中無須移除，因此本實施例的薄膜晶體管陣列基板便可搭配不具有遮光層的彩色濾光基板，以提高開口率。換言之，搭配本實施例的薄膜晶體管陣列基板的彩色濾光基板便可省略的遮光層的工藝，以降低掩膜數(shù)。
雖然本實施例所制造出的薄膜晶體管陣列基板是用于扭曲向列式液晶顯示器(Twisted Nematic Liquid Crystal Display，TN-LCD)中，然而若在形成圖案化透明導電層與圖案化金屬層的步驟中，在像素電極內形成多個狹縫(slit)，則此種薄膜晶體管陣列基板可以應用于垂直排列式液晶顯示器(VerticallyAlignment LCD，VA-LCD)中。此外，本實施例雖然采用刻蝕保護層保護掃描線線為例進行說明，但是本發(fā)明并不限定需形成刻蝕保護層。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，當可作些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視權利要求所界定者為準。
權利要求
1.一種薄膜晶體管陣列基板的制造方法，所述的方法包括在一基板上形成多條掃描線；在所述的基板上依序形成一圖案化介電層與一圖案化半導體層，以覆蓋部分所述的掃描線；在所述的基板上依序形成一圖案化透明導電層與一圖案化金屬層，而該圖案化透明導電層與該圖案化金屬層定義出多條數(shù)據線、多個源極/漏極與多個像素電極；在所述的基板上形成一保護層；在所述的保護層上形成一遮光材料層；以及圖案化所述的遮光材料層、所述的保護層與所述的圖案化金屬層，以曝露出所述的像素電極的所述的圖案化透明導電層，并形成一遮光層。
2.如權利要求1所述的薄膜晶體管陣列基板的制造方法，其中在形成所述的掃描線的步驟中更包括形成多個掃描焊墊，其中所述的掃描線的一端分別連接至所述的掃描焊墊；以及在形成所述的圖案化介電層與所述的圖案化半導體層后，該圖案化介電層與該圖案化半導體層曝露出部分所述的掃描焊墊。
3.如權利要求2所述的薄膜晶體管陣列基板的制造方法，其中所述的圖案化透明導電層與所述的圖案化金屬層更包覆未被所述的圖案化介電層與所述的圖案化半導體層覆蓋而曝露出的所述的掃描焊墊。
4.如權利要求3所述的薄膜晶體管陣列基板的制造方法，其中在圖案化所述的保護層的步驟中，更同時移除所述的掃描焊墊上方的所述的圖案化金屬層，以曝露出所述的掃描焊墊上方的所述的圖案化透明導電層。
5.如權利要求1所述的薄膜晶體管陣列基板的制造方法，其中在形成所述的數(shù)據線的步驟中，所述的圖案化透明導電層與所述的圖案化金屬層更定義出多個數(shù)據焊墊，且所述的數(shù)據線的一端分別連接至所述的數(shù)據焊墊。
6.如權利要求5所述的薄膜晶體管陣列基板的制造方法，其中在形成所述的保護層的步驟中，該保護層覆蓋所述的數(shù)據焊墊；以及在圖案化所述的保護層的步驟中，更同時移除所述的數(shù)據焊墊上方的所述的保護層與所述的圖案化金屬層，以曝露出所述的數(shù)據焊墊上方的所述的圖案化透明導電層。
7.如權利要求1所述的薄膜晶體管陣列基板的制造方法，其中在形成所述的掃描線的步驟中，更包括形成多個共享焊墊與分別連接至所述的共享焊墊的多條共享線，而所述的共享線與所述的掃描線大致平行，且所述的共享線與所述的掃描線交替配置于所述的基板上。
8.如權利要求7所述的薄膜晶體管陣列基板的制造方法，其中各所述的共享線具有自兩側邊緣向外延伸的多條分支，且所述的像素電極的所述的圖案化透明導電層與所述的分支有部分重疊。
9.如權利要求1所述的薄膜晶體管陣列基板的制造方法，其中在形成所述的圖案化透明導電層與所述的圖案化金屬層的步驟中，在所述的像素電極內形成多個狹縫。
10.如權利要求1所述的薄膜晶體管陣列基板的制造方法，其中在形成所述的圖案化介電層與所述的圖案化半導體層時，更包括同時在該圖案化半導體層上形成一圖案化歐姆接觸層。
11.如權利要求10所述的薄膜晶體管陣列基板的制造方法，其中在形成所述的圖案化介電層與所述的圖案化半導體層時，更包括同時在該圖案化歐姆接觸層上形成一圖案化接觸金屬層。
12.如權利要求1所述的薄膜晶體管陣列基板的制造方法，其中各所述的掃描線具有多個柵極區(qū)。
13.如權利要求1所述的薄膜晶體管陣列基板的制造方法，其中在形成所述的掃描線的步驟中，更包括同時形成多個柵極，且所述的柵極分別與所述的掃描線連接。
全文摘要
本發(fā)明為一種薄膜晶體管陣列基板的制造方法，所述的制造方法包括下列步驟。首先，在一基板上形成多條掃描線。然后，在基板上依序形成一圖案化介電層與一圖案化半導體層，以覆蓋部分掃描線。在基板上依序形成一圖案化透明導電層與一圖案化金屬層，而圖案化透明導電層與圖案化金屬層區(qū)定義出多條數(shù)據線、多個源極/漏極與多個像素電極。在基板上形成一保護層，然后在保護層形成一遮光材料層。圖案化遮光材料層、保護層與圖案化金屬層，以曝露出像素電極的圖案化透明導電層，并形成一遮光層。因此，開口率能夠增加。
文檔編號G02F1/136GK1949484SQ20061014351
公開日2007年4月18日 申請日期2006年11月10日 優(yōu)先權日2006年11月10日
發(fā)明者黃于容, 張儷瓊, 闕嘉慧 申請人:友達光電股份有限公司