專利名稱：液晶顯示器的像素陣列制造方法
液晶顯示器的像素陣列制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種液晶顯示器制造技術(shù)，特別是有關(guān)于一種液晶顯示器的像素 陣列制造方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今液晶顯示器已成為顯示技術(shù)的主流，廣泛應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品，諸如移動(dòng)電 話、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、數(shù)碼相機(jī)、計(jì)算機(jī)屏幕或筆記本計(jì)算機(jī)屏幕等等。其中薄膜晶體管 液晶顯示器(TFT LCD)使用薄膜晶體管(Thin film transistor ；TFT)作為像素的開關(guān)，適 用于需要高分辨率的應(yīng)用，因此占有重要的地位。在TFT IXD中，每個(gè)像素具有一個(gè)TFT作為開關(guān)。所述TFT的柵極(Gate)連接至 掃描線(Scan line)，源極(Source)連接至數(shù)據(jù)線(Data line)，而漏極(Drain)連接至像 素電極。當(dāng)掃描線被驅(qū)動(dòng)時(shí)，所述TFT被導(dǎo)通，對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)線送入視訊信號(hào)，將像素電極充 電到適當(dāng)?shù)碾妷?。然后所述TFT關(guān)斷，直到下次寫入信號(hào)。TFT IXD的制造工藝流程一般包含三個(gè)階段陣列工藝(Array process)、液晶注 入工藝(Cell process)以及組裝工藝(Module process)。其中在Array工藝階段中，是將 TFT、儲(chǔ)存電容以及線路等形成于玻璃基板上。圖1至圖3顯示習(xí)知技術(shù)之薄膜晶體管液晶顯示器的像素陣列制造方法的步驟。 圖1至圖3的各個(gè)圖均包含兩個(gè)部份㈧與(B)，其中㈧部份顯示形成TFT部份(亦可稱 為開關(guān)區(qū))的截面，(B)部份顯示形成數(shù)據(jù)線區(qū)的截面。習(xí)知技術(shù)之薄膜晶體管液晶顯示器的像素陣列制造方法主要采用四道光罩工藝。 如圖1所示，在習(xí)知技術(shù)之薄膜晶體管液晶顯示器的像素陣列制造方法中，先在玻璃基板 100上利用沈積工藝形成第一金屬層，并一利用光罩進(jìn)行顯影制程。顯影制程是在第一金 屬層上涂布光阻劑(未圖示)后，依據(jù)具有特定圖案的第一道光罩利用一曝光機(jī)對(duì)光阻劑 進(jìn)行曝光再用顯影劑(developer)將已曝光的光阻劑洗除。之后對(duì)第一金屬層進(jìn)行蝕刻制 程。在這個(gè)步驟中，一般是采用濕蝕刻工藝。蝕刻制程是將沒有被光阻劑覆蓋的第一金屬 層以強(qiáng)酸移除而加以蝕刻，形成如圖中所示的柵極金屬層110。接著，形成柵極絕緣層120， 再于柵極絕緣層120上形成半導(dǎo)體層130。此半導(dǎo)體層130 —般為非晶硅(Amorphous Si ； a-Si)層。然后，在半導(dǎo)體層130上形成第二金屬層140作為TFT的源極/漏極，因此這一 層亦稱為源漏極金屬層。接著，在源漏極金屬層140上涂布一層光阻劑150，利用一光罩，通 過對(duì)光阻劑150進(jìn)行曝光、顯影等工藝使光阻劑150形成為所需的圖案。如圖I(A)所示， 這層光阻劑150包含在開關(guān)區(qū)的一般厚度的光阻層152 (其后稱為開關(guān)區(qū)光阻層)，其中在 對(duì)應(yīng)柵極金屬層110上方的光阻層中形成一凹陷處，此處為預(yù)定形成源漏極導(dǎo)電溝道155 的位置，也就是說，凹陷處底部的源漏極導(dǎo)電通道光阻層154具有較小的厚度。此外，如圖 I(B)所示，光阻劑在數(shù)據(jù)線區(qū)形成所需圖案的光阻層156 (其后稱為數(shù)據(jù)線區(qū)光阻層)。而后，如圖2的㈧與⑶部份所示，利用圖案化的光阻劑150，而對(duì)第二金屬層 (亦即源漏極金屬層)140進(jìn)行蝕刻以將未被圖案化的光阻劑150覆蓋的第二金屬層140的部份移除，以形成第一部分142 (亦即源/漏極)與第二部份146 (亦即數(shù)據(jù)線)。在這個(gè)步 驟中，一般是采用濕蝕刻工藝。由于濕蝕刻是一種等向性蝕刻(Isotropic etch)，因此會(huì)產(chǎn) 生底切現(xiàn)象(Undercut)，也就是所欲保留的金屬層部份，其周圍多少仍會(huì)被蝕刻掉，因此留 下的金屬層部份會(huì)比覆蓋的光阻層來得小，如圖中所示。接下來，如圖3之(A)圖與(B)圖所示，在開關(guān)區(qū)與數(shù)據(jù)線區(qū)對(duì)半導(dǎo)體層130進(jìn)行 蝕刻。在此，一般采用干蝕刻。然后，在開關(guān)區(qū)對(duì)光阻劑150這一層進(jìn)行蝕刻，目的是去除光阻層154以開通源漏 極導(dǎo)電通道155，并在數(shù)據(jù)線區(qū)對(duì)光阻劑150這一層進(jìn)行蝕刻。在此通常采用干蝕刻，一般 是利用氧氣(02)作為蝕刻氣體。在習(xí)知技術(shù)中，光阻劑150涂布的厚度在開關(guān)區(qū)與數(shù)據(jù)線區(qū)是一致的，例如開關(guān) 區(qū)光阻層152的厚度hi與數(shù)據(jù)線區(qū)光阻層156的厚度h2為2. 2 μ m，也就是說，在蝕刻光阻 劑150之前，提供于開關(guān)區(qū)與數(shù)據(jù)線區(qū)的光阻厚度比例hi h2為1 1。如果蝕刻去除的 光阻劑厚度h3為0. 7 μ m，則殘留的開關(guān)區(qū)光阻層152的厚度h4以及數(shù)據(jù)線區(qū)光阻層156 的厚度h5各還有1. 5μπι。習(xí)知技術(shù)的方法所制造的TFT，如圖3的⑶部份所示，數(shù)據(jù)線區(qū)最終留下的半導(dǎo) 體層136具有較大的面積，使開口率(Aperture ratio)偏低。開口率是每個(gè)像素可透光的 有效區(qū)域除以像素的總面積，開口率愈高，整體畫面愈亮。因此，如果開口率低，則畫面會(huì)顯 得較暗。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的主要目的在于提供一種液晶顯示器的像素陣列制造方法，其能提高開口率。為達(dá)成本發(fā)明的前述目的，提供一種液晶顯示器的像素陣列制造方法。所述液晶 顯示器的像素陣列制造方法包含在玻璃基板上形成第一金屬層并加以蝕刻，以形成所需 圖案的第一金屬層；形成絕緣層以覆蓋在所述第一金屬層與玻璃基板；在所述絕緣層上形 成半導(dǎo)體層；在所述半導(dǎo)體層上形成第二金屬層；在所述第二金屬層上形成預(yù)定圖案的光 阻層，所述光阻層包含開關(guān)區(qū)光阻層與數(shù)據(jù)線區(qū)光阻層；蝕刻所述第二金屬層以移除未被 所述開關(guān)區(qū)光阻層與數(shù)據(jù)線區(qū)光阻層覆蓋的所述第二金屬層的部份；蝕刻所述半導(dǎo)體層； 蝕刻所述開關(guān)區(qū)光阻層與所述數(shù)據(jù)線區(qū)光阻層；利用氟素氣體蝕刻在所述開關(guān)區(qū)與所述數(shù) 據(jù)線區(qū)的半導(dǎo)體層的邊緣部份。為達(dá)成本發(fā)明的前述目的，提供另一種液晶顯示器的像素陣列制造方法。所述液 晶顯示器的像素陣列制造方法包含在玻璃基板上形成第一金屬層并加以蝕刻，以形成所 需圖案的第一金屬層；形成絕緣層以覆蓋所述第一金屬層與玻璃基板；在所述絕緣層上形 成半導(dǎo)體層；在所述半導(dǎo)體層上形成第二金屬層；在所述第二金屬層上形成預(yù)定圖案的光 阻層，所述光阻層包含開關(guān)區(qū)光阻層與數(shù)據(jù)線區(qū)光阻層；蝕刻所述第二金屬層以移除未被 所述開關(guān)區(qū)光阻層與數(shù)據(jù)線區(qū)光阻層覆蓋的所述第二金屬層的部份；蝕刻所述半導(dǎo)體層； 蝕刻在所述開關(guān)區(qū)與所述數(shù)據(jù)線區(qū)的半導(dǎo)體層的邊緣部份；蝕刻所述開關(guān)區(qū)光阻層與所述 數(shù)據(jù)線區(qū)光阻層。從以上可知，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明包括如下有益效果
由于可以在蝕刻光阻層的同時(shí)或之后，利用氟素氣體蝕刻在所述開關(guān)區(qū)與所述數(shù) 據(jù)線區(qū)的半導(dǎo)體層的邊緣部份，進(jìn)一步縮減的數(shù)據(jù)線區(qū)半導(dǎo)體層的面積，從而提高了開口率。為讓本發(fā)明的上述內(nèi)容能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作 詳細(xì)說明如下

圖1至圖3是顯示習(xí)知技術(shù)之薄膜晶體管液晶顯示器的像素陣列制造方法中的步 驟的截面示意圖，其中各圖的(A)部份顯示開關(guān)區(qū)，(B)部份顯示數(shù)據(jù)線區(qū)。圖4至圖6是顯示根據(jù)本發(fā)明之薄膜晶體管液晶顯示器的像素陣列制造方法各個(gè) 步驟的截面示意圖，其中各圖的(A)部份顯示開關(guān)區(qū)，(B)部份顯示數(shù)據(jù)線區(qū)。
具體實(shí)施方式
為讓本發(fā)明上述目的、特征及優(yōu)點(diǎn)更明顯易懂，下文特舉本發(fā)明較佳實(shí)施例，并配 合附圖，作詳細(xì)說明如下。再者，本發(fā)明所顯示與提及的長度、寬度、高度、厚度等尺寸僅為 用以說明及理解本發(fā)明，而非用以限制本發(fā)明。圖4至圖6是顯示根據(jù)本發(fā)明之薄膜晶體管液晶顯示器的像素陣列制造方法各個(gè) 步驟的截面示意圖，其中各圖的(A)部份顯示開關(guān)區(qū)，即連接源漏極的導(dǎo)電溝道處，(B)部 份顯示數(shù)據(jù)線區(qū)。如圖4所示，在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例之薄膜晶體管液晶顯示器的像素陣列制造方法 中，先在玻璃基板400上沈積第一金屬層，并利用一光罩進(jìn)行顯影制程。顯影制程是在第 一金屬層上涂布光阻劑(未圖示)后，依據(jù)具有特定圖案的第一道光罩利用一曝光機(jī)對(duì)光 阻進(jìn)行曝光再用顯影劑(developer)將已曝光的光阻劑洗除。之后對(duì)第一金屬層進(jìn)行蝕刻 制程。在這個(gè)步驟中，一般是采用濕蝕刻工藝。蝕刻制程是將沒有被光阻劑覆蓋的第一金 屬層以強(qiáng)酸移除加以蝕刻，以形成所需圖案的第一金屬層，亦即如圖中所示的柵極金屬層 410。接著，利用沉積工藝形成絕緣層以覆蓋柵極金屬層410以及開關(guān)區(qū)與數(shù)據(jù)線區(qū)露出來 的玻璃基板400，亦即形成圖中所示的柵極絕緣層420，再于柵極絕緣層420上形成半導(dǎo)體 層430。此半導(dǎo)體層430—般為非晶硅(Amorphous Si ；a-Si)層。然后，在半導(dǎo)體層430上 形成第二金屬層440，由于這一層金屬將作為TFT的源極/漏極，因此這一層亦稱為源漏極 金屬層。接著，在源漏極金屬層440上涂布一層光阻劑450，利用一光罩，通過對(duì)光阻劑450 進(jìn)行曝光、顯影等工藝使光阻劑450形成為所需的圖案。如圖4(A)所示，這層光阻劑(亦 可稱光阻層)450包含在開關(guān)區(qū)的一般厚度的光阻層452 (其后稱為開關(guān)區(qū)光阻層)，其中 在對(duì)應(yīng)柵極金屬層410上方形成一凹陷處，此處為預(yù)定形成源漏極導(dǎo)電溝道455的位置，也 就是說，凹陷處底部的源漏極導(dǎo)電通道光阻層454具有較小的厚度。此外，如圖4(B)所示， 光阻劑在數(shù)據(jù)線區(qū)形成所需圖案的光阻層456 (其后稱為數(shù)據(jù)線區(qū)光阻層)。應(yīng)注意的是， 在本實(shí)施例中，數(shù)據(jù)線區(qū)光阻層456的厚度h2是小于開關(guān)區(qū)光阻層452的厚度hi。舉例而 言，開關(guān)區(qū)光阻層452的厚度hi為2. 2 μ m，而數(shù)據(jù)線區(qū)光阻層456的厚度h2可為1. 8 μ m。 因此，開關(guān)區(qū)與數(shù)據(jù)線區(qū)的光阻厚度比例hi h2為11 9，而非如先前技術(shù)中的1 1。 一般而言，開關(guān)區(qū)與數(shù)據(jù)線區(qū)的光阻厚度比例hi h2的范圍優(yōu)選為大于等于11 10且小于等于11 5。而后，如圖5的㈧與⑶部份所示，利用圖案化的光阻劑450，對(duì)第二金屬層(亦 即源漏極金屬層)440進(jìn)行蝕刻以將第二金屬層440未被光阻劑450覆蓋的部份移除，以形 成第一部分442 (亦即源/漏極部份)與第二部份446 (亦即數(shù)據(jù)線)。在這個(gè)步驟中，一般 是采用濕蝕刻工藝。如前所述，由于濕蝕刻是一種等向性蝕刻(Isotropic etch)，因此第二 金屬層440會(huì)產(chǎn)生底切現(xiàn)象(Undercut)，如圖中所示。接下來，如圖6之(A)圖與(B)圖所示，在開關(guān)區(qū)與數(shù)據(jù)線區(qū)對(duì)半導(dǎo)體層430進(jìn)行 蝕刻。在此，一般采用干蝕刻。然后，在開關(guān)區(qū)與數(shù)據(jù)線區(qū)對(duì)光阻劑450這一層進(jìn)行蝕刻，目的是去除凹陷處的 光阻層454以開通源漏極導(dǎo)電通道455。在此通常采用干蝕刻。如前所述，可利用氧氣或 其它適當(dāng)氣體部份蝕刻所述開關(guān)區(qū)光阻層(452、454)與所述數(shù)據(jù)線區(qū)光阻層456。于本發(fā) 明之實(shí)施例中，是利用氧氣(02)與氟素氣體作為蝕刻氣體，同時(shí)蝕刻光阻劑450以及半導(dǎo) 體層430，氟素氣體優(yōu)選例如為六氟化硫(SF6)或是四氟化碳(CF4)。藉由利用氟素氣體蝕 刻數(shù)據(jù)線區(qū)半導(dǎo)體層436的邊緣部份，使的數(shù)據(jù)線區(qū)半導(dǎo)體層436面積變小，使得開口率得 以提高。氧氣與氟素氣體的比例范圍優(yōu)選為大于等于4 3且小于等于4 1，更優(yōu)選為 2 I0在蝕刻了光阻層450和半導(dǎo)體層430的邊緣部分之后，接下來還要再進(jìn)一步蝕刻 凹陷處的第二金屬層442以及部分半導(dǎo)體層432，以形成漏源極，最后再將開關(guān)區(qū)的所有光 阻層452剝除。所保留的數(shù)據(jù)線區(qū)的光阻層456是用于保護(hù)其下面的第二金屬層446。如圖中所示，以虛線劃分并以陰影區(qū)隔的部份為被蝕刻掉的部份。如圖6所示，由 于數(shù)據(jù)線區(qū)光阻層456的厚度h2只有1. 8 μ m，當(dāng)與先前技術(shù)同樣被蝕刻掉的光阻劑厚度 h3為0. 7 μ m時(shí)，殘留的開關(guān)區(qū)光阻層452厚度h4是1. 5 μ m,而殘留的數(shù)據(jù)線區(qū)光阻層456 的厚度h5將只剩下1. Ιμπι。數(shù)據(jù)線區(qū)光阻層456的面積因此會(huì)比先前技術(shù)中來得小，遮住 半導(dǎo)體層436的面積亦較小，故氟素氣體能接觸到更多半導(dǎo)體層436的邊緣部份而將之蝕 刻掉。藉由如此，能進(jìn)一步縮減的數(shù)據(jù)線區(qū)半導(dǎo)體層436的面積，使開口率更加提高。綜上所述，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，但該較佳實(shí)施例并非用以限制 本發(fā)明，該領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與潤 飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示器的像素陣列制造方法，其特征在于所述方法包含在玻璃基板上形成第一金屬層并加以蝕刻，以形成所需圖案的第一金屬層； 形成絕緣層以覆蓋所述第一金屬層與玻璃基板； 在所述絕緣層上形成半導(dǎo)體層； 在所述半導(dǎo)體層上形成第二金屬層；在所述第二金屬層上形成預(yù)定圖案的光阻層，所述光阻層包含開關(guān)區(qū)光阻層與數(shù)據(jù)線 區(qū)光阻層；蝕刻所述第二金屬層以移除未被所述開關(guān)區(qū)光阻層與數(shù)據(jù)線區(qū)光阻層覆蓋的所述第 二金屬層的部份；蝕刻所述半導(dǎo)體層；蝕刻所述開關(guān)區(qū)光阻層與所述數(shù)據(jù)線區(qū)光阻層；利用氟素氣體蝕刻在所述開關(guān)區(qū)與所述數(shù)據(jù)線區(qū)的半導(dǎo)體層的邊緣部份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述蝕刻開關(guān)區(qū)光阻層與所述數(shù)據(jù)線區(qū) 光阻層包括利用氧氣蝕刻所述開關(guān)區(qū)光阻層與所述數(shù)據(jù)線區(qū)光阻層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述利用氧氣蝕刻開關(guān)區(qū)光阻層與所述 數(shù)據(jù)線區(qū)光阻層，與所述利用氟素氣體蝕刻在所述開關(guān)區(qū)與所述數(shù)據(jù)線區(qū)的半導(dǎo)體層的邊 緣部份同時(shí)進(jìn)行。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于氧氣與氟素氣體的比例范圍為大于等于 4 3且小于等于4 1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述氟素氣體為SF6或CF4。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述在第二金屬層上形成預(yù)定圖案的光 阻層，所述光阻層包含開關(guān)區(qū)光阻層與數(shù)據(jù)線區(qū)光阻層，包括在所述第二金屬層上形成預(yù) 定圖案的光阻層，所述光阻層包含開關(guān)區(qū)光阻層與數(shù)據(jù)線區(qū)光阻層，且所述數(shù)據(jù)線區(qū)光阻 層的厚度小于所述開關(guān)區(qū)光阻層的厚度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述開關(guān)區(qū)光阻層的厚度與數(shù)據(jù)線區(qū)光 阻層的厚度的比例范圍為大于等于11 10且小于等于11 5。
8.一種液晶顯示器的像素陣列制造方法，其特征在于所述方法包含在玻璃基板上形成第一金屬層并加以蝕刻，以形成所需圖案的第一金屬層； 形成絕緣層以覆蓋所述第一金屬層與玻璃基板； 在所述絕緣層上形成半導(dǎo)體層； 在所述半導(dǎo)體層上形成第二金屬層；在所述第二金屬層上形成預(yù)定圖案的光阻層，所述光阻層包含開關(guān)區(qū)光阻層與數(shù)據(jù)線 區(qū)光阻層；蝕刻所述第二金屬層以移除未被所述開關(guān)區(qū)光阻層與數(shù)據(jù)線區(qū)光阻層覆蓋的所述第 二金屬層的部份；蝕刻所述半導(dǎo)體層；蝕刻在所述開關(guān)區(qū)與所述數(shù)據(jù)線區(qū)的半導(dǎo)體層的邊緣部份； 蝕刻所述開關(guān)區(qū)光阻層與所述數(shù)據(jù)線區(qū)光阻層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述開關(guān)區(qū)光阻層的厚度與數(shù)據(jù)線區(qū)光阻層的厚度的比例范圍為大于等于11 10且小于等于11 5。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述蝕刻在所述開關(guān)區(qū)與所述數(shù)據(jù)線區(qū) 的半導(dǎo)體層的邊緣部份，以及蝕刻開關(guān)區(qū)光阻層與所述數(shù)據(jù)線區(qū)光阻層，包括利用氧氣與氟素氣體同時(shí)對(duì)所述開關(guān)區(qū)光阻層與所述數(shù)據(jù)線區(qū)光阻層以及在所 述開 關(guān)區(qū)與所述數(shù)據(jù)線區(qū)的所述半導(dǎo)體層的邊緣部份進(jìn)行蝕刻。
全文摘要
本發(fā)明公開一種液晶顯示器的像素陣列制造方法，其可提高開口率。本發(fā)明之方法包含在玻璃基板上形成柵極金屬層；形成柵極絕緣層；形成半導(dǎo)體層；在半導(dǎo)體層上形成第二金屬層；在第二金屬層上形成開關(guān)區(qū)光阻層與數(shù)據(jù)線區(qū)光阻層；蝕刻第二金屬層；蝕刻半導(dǎo)體層；蝕刻開關(guān)區(qū)光阻層與數(shù)據(jù)線區(qū)光阻層；及利用氟素氣體蝕刻開關(guān)區(qū)與數(shù)據(jù)線區(qū)的半導(dǎo)體層的邊緣部份。為能蝕刻去除在數(shù)據(jù)線區(qū)的半導(dǎo)體層更多的邊緣部份，根據(jù)本發(fā)明，是在形成光阻層時(shí)，使數(shù)據(jù)線區(qū)光阻層的厚度較小。
文檔編號(hào)G02F1/1362GK102109721SQ20101055752
公開日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2010年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月22日
發(fā)明者李明羲, 賀成明 申請(qǐng)人:深圳市華星光電技術(shù)有限公司