專利名稱：像素結(jié)構(gòu)的制作方法及接觸窗開口的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種像素結(jié)構(gòu)的制作方法及接觸窗開口的制作方法，且特別是有 關(guān)于一種步驟簡單、且制造成本低的像素結(jié)構(gòu)的制作方法及接觸窗開口的制作方法。
背景技術(shù)：
一般而言，在像素結(jié)構(gòu)的制程中，在將汲極與像素電極電性連接之前，必須在汲極 上方的保護(hù)層形成接觸窗開口。形成此接觸窗開口的方法已知有微影蝕刻制程或是激光鑿 穿制程，其中，微影蝕刻制程需要光阻涂布、光罩曝光、溶劑顯影及干式/濕式蝕刻等多個 步驟，制程不但復(fù)雜且制作成本高；而激光鑿穿制程使用高能量的激光來鑿穿保護(hù)層，且激 光機(jī)相當(dāng)昂貴。特別是，采用微影蝕刻制程或是激光鑿穿制程來形成接觸窗開口都會損傷 汲極的表面。針對上述問題，部分研究文獻(xiàn)已提出更簡單的方法，比如，使用噴墨方式在汲極上 方的保護(hù)層上滴下可溶解保護(hù)層的特定溶劑。此特定溶劑會將其下方的保護(hù)層溶解并排 開，從而形成接觸窗開口。雖然使用這種方法可以節(jié)省制造成本，但這種方法卻存在著其它 的問題。首先，部分接觸窗開口中的保護(hù)層可能未被特定溶劑完全溶解且排開，使得保護(hù)層 殘留在汲極與像素電極之間，從而造成汲極與像素電極彼此電性接觸不良。再者，特定溶劑 在溶解保護(hù)層時，特定溶劑的熱流效應(yīng)可能會造成保護(hù)層的表面不平整，使得后續(xù)沉積的 像素電極的平整度隨之不佳。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例所要解決的技術(shù)問題在于提供一種具有簡單制程以及低制造成本 的像素結(jié)構(gòu)的制作方法及接觸窗開口的制作方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種像素結(jié)構(gòu)的制作方法，所述方法包 括以下步驟在一基板上形成一閘極；在所述基板上形成一閘絕緣層以覆蓋所述閘極；在所述間極上方的所述間絕緣層上形成一通道層；在所述通道層的兩側(cè)形成一源極與一汲極；在所述汲極上形成一疏水圖案；在所述基板上形成一保護(hù)層以覆蓋所述源極與所述汲極，所述疏水圖案排開所述 保護(hù)層，而在所述汲極上方的所述保護(hù)層中形成一接觸窗開口 ；固化所述保護(hù)層且同時移除所述疏水圖案；以及在所述保護(hù)層上形成一像素電極，所述像素電極填入所述接觸窗開口而與所述汲 極電性連接。在所述汲極上形成所述疏水圖案的方法為噴墨法；在所述基板上形成所述保護(hù)層 的方法為噴墨法或旋轉(zhuǎn)涂布法。
在所述汲極上形成所述疏水圖案后，還包括對所述疏水圖案進(jìn)行一軟烤步驟；所述軟烤步驟的溫度介于80°C -100°C。固化所述保護(hù)層且同時移除所述疏水圖案的方法包括對所述保護(hù)層進(jìn)行加熱或照射紫外光；對所述保護(hù)層進(jìn)行加熱的溫度介于 250C -200"C。在所述保護(hù)層上形成所述像素電極的方法包括進(jìn)行一噴墨步驟以在所述保護(hù)層上形成一透明導(dǎo)電圖案；以及進(jìn)行一加熱步驟，使所述透明導(dǎo)電圖案成為所述像素電極。本發(fā)明還提供了一種像素結(jié)構(gòu)的制作方法，所述方法包括以下步驟在一基板上形成一薄膜晶體管，所述薄膜晶體管具有一間極、一源極與一汲極；在所述汲極上形成一疏水圖案；在所述基板上形成一保護(hù)層以覆蓋所述源極與所述汲極，所述疏水圖案排開所述 保護(hù)層，而在所述汲極上方的所述保護(hù)層中形成一接觸窗開口 ；固化所述保護(hù)層且同時移除所述疏水圖案；以及在所述保護(hù)層上形成一像素電極，所述像素電極填入所述接觸窗開口而與所述汲 極電性連接。本發(fā)明還提供了一種接觸窗開口的制作方法，所述方法包括以下步驟提供一基板，所述基板上已形成有一第一導(dǎo)電圖案；在所述第一導(dǎo)電圖案上形成一疏水圖案；在所述基板上形成一保護(hù)層以覆蓋所述第一導(dǎo)電圖案，所述疏水圖案排開所述保 護(hù)層，而在所述第一導(dǎo)電圖案上方的所述保護(hù)層中形成一接觸窗開口。在所述基板上形成所述保護(hù)層以覆蓋所述第一導(dǎo)電圖案后，還包括固化所述保護(hù)層且同時移除所述疏水圖案；以及在所述保護(hù)層上形成一第二導(dǎo)電圖案，所述第二導(dǎo)電圖案填入所述接觸窗開口而 與所述第一導(dǎo)電圖案電性連接。在所述第一導(dǎo)電圖案上形成所述疏水圖案后，還包括對所述疏水圖案進(jìn)行一軟烤步驟；所述軟烤步驟的溫度介于80°C -IOO0C。固化所述保護(hù)層且同時移除所述疏水圖案的方法包括對所述保護(hù)層進(jìn)行加熱或照射紫外光；對所述保護(hù)層進(jìn)行加熱的溫度介于 250C -200"C。本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的制造方法使用疏水圖案來形成保護(hù)層中的接觸窗開口。相較 于傳統(tǒng)的微影蝕刻制程或激光鑿穿制程，本發(fā)明的步驟相當(dāng)簡單且制造成本低。特別是，疏 水圖案事先形成在汲極上、且后續(xù)再形成保護(hù)層。由于疏水圖案可良好地排開保護(hù)層來形 成接觸窗開口，所以不會有現(xiàn)有的利用噴墨方式滴下特定溶劑在保護(hù)層上的溶解深度不同 的問題。值得注意的是，可利用數(shù)字程控的噴墨法，將任意圖樣的疏水圖案形成于汲極上， 由此可控制接觸窗開口形成的樣式與大小。


圖IA至圖IH為本發(fā)明較佳實(shí)施例的一種像素結(jié)構(gòu)的制作方法流程示意圖。
圖2A至圖2E為本發(fā)明較佳實(shí)施例提供的接觸窗開口的制作方法流程示意圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié) 合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅 用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。像素結(jié)構(gòu)的制作方法圖IA至圖IG為本發(fā)明較佳實(shí)施例提供的一種像素結(jié)構(gòu)的制作方法流程示意圖。 請參照圖1A，首先，在基板102上形成閘極110。此閘極110可利用各種方式形成，例如，在 基板102上先形成導(dǎo)電薄膜(未繪示)，之后再對此導(dǎo)電薄膜進(jìn)行微影蝕刻，從而形成此閘 極110。形成導(dǎo)電薄膜的方法可以是物理氣相沉積法、化學(xué)氣相沉積法或其它合適的方法。 閘極110的材料例如是鋁、鉻、鉭、氧化銦錫(ITO)或其它適合的導(dǎo)電材料?；?02的材 料例如是玻璃、石英、有機(jī)材質(zhì)或其它適當(dāng)?shù)牟牧?。另外，也可利用噴墨法將?dǎo)電材料(未 繪示)噴涂在基板102上而直接形成任意圖樣的間極110，再配合適當(dāng)?shù)臒崽幚碇瞥?，使閘 極102成型。請參照圖1B，在基板102上形成閘絕緣層112以覆蓋閘極110。形成閘絕緣層112 的方法例如是化學(xué)氣相沉積法、噴墨法或旋轉(zhuǎn)涂布法。間絕緣層112的材質(zhì)例如是二氧化 硅、氮化硅、氮氧化硅或是有機(jī)絕緣材質(zhì)。接著，請參照圖1C，在閘極110上方的閘絕緣層112上形成通道層120。通道層120 例如是以化學(xué)氣相沉積法(CVD)配合微影蝕刻制程而形成。通道層120的材料可以是非晶 硅(amorphou ssilicon)或多晶硅。還可以在通道層120上形成奧姆接觸層(未繪示)。 另外，也可以利用噴墨法將有機(jī)導(dǎo)電材料(未繪示)噴涂于閘極110上方的閘絕緣層112 上，來形成通道層120。然后，請參照圖1D，在通道層120的兩側(cè)形成源極132與汲極134。具體而言，源極 132與汲極134的形成方法例如是先利用物理氣相沉積法沉積金屬材料層(未繪示)在通 道層120上，再對此金屬材料層進(jìn)行圖案化制程。另外，也可以利用噴墨法將導(dǎo)電材料(未 繪示)噴涂在通道層120的兩側(cè)，來形成源極132與汲極134。接著，請參照圖1E，在汲極134上形成疏水圖案R。在一實(shí)施例中，在汲極134上 形成疏水圖案R的方法為噴墨法，且疏水圖案R的材料可選用氟化物。此疏水圖案R可在 后續(xù)的步驟中將其它溶液排開，以形成接觸窗開口 H(請參見圖1F)。特別是，使用噴墨頭 J以數(shù)字控制的方式進(jìn)行噴墨，不但可精確地將疏水圖案R形成在汲極134上，且可在汲極 134上依需要形成不同圖樣的疏水圖案R。結(jié)果是，可決定后續(xù)形成的接觸窗開口 H的樣式 與大小。上述噴墨法所使用的墨水可為溶液態(tài)的化學(xué)表面氟化處理試劑，如3M公司所生 產(chǎn)的EGC-1720溶劑與HFE-7200反應(yīng)劑的混合溶液；或是EGC-1700溶劑與HFE-7100反應(yīng) 劑的混合溶液，然而，此處僅為舉例，本發(fā)明非限于此。值得注意的是，在汲極134上形成疏水圖案R后，可進(jìn)一步對疏水圖案R進(jìn)行軟烤 步驟(未繪示)。軟烤步驟的溫度例如是介于80°C-100°C。這里要說明的是，經(jīng)過軟烤步 驟后，疏水圖案R可被固定在汲極Π4上。如此，可避免在后續(xù)步驟中疏水圖案R產(chǎn)生流動， 導(dǎo)致后續(xù)形成接觸窗開口 H的位置偏移的問題。
再來，請參照圖1F，在基板102上形成保護(hù)層140以覆蓋源極132與汲極134，其 中，疏水圖案R會排開保護(hù)層140，而在汲極134上方的保護(hù)層140中形成接觸窗開口 H。 形成保護(hù)層140的方法可以是噴墨法、旋轉(zhuǎn)涂布法，而保護(hù)層140的材料例如為聚酰亞胺 (polyimide, PI)、聚丙烯酸酯(polyacrylates)或可溶性二氧化硅前驅(qū)物(soluble Si02 precursors)或類似的材質(zhì)。尤其是，保護(hù)層140所使用的材料與疏水圖案R的材料互不相 容，以致于有疏水圖案R之處不會覆蓋有保護(hù)層140，而形成接觸窗開口 H。之后，請參照圖1G，固化保護(hù)層140且同時移除疏水圖案R。固化保護(hù)層140且同 時移除疏水圖案R的方法例如是對保護(hù)層140進(jìn)行加熱或照射紫外光(未繪示)。對保 護(hù)層140進(jìn)行加熱的溫度例如是介于25°C -200°C。舉例而言，當(dāng)保護(hù)層140的材料例如為 聚酰亞胺時，對保護(hù)層140進(jìn)行加熱的溫度大約是在190°C -200°C。在此溫度范圍下，在保 護(hù)層140被固化的同時，疏水圖案R也會被加熱而移除。結(jié)果是，在接觸窗開口 H位置的汲 極Π4會被暴露出來。然后，請參照圖1H，在保護(hù)層140上形成像素電極P，此像素電極P會填入接觸窗 開口 H而與汲極134電性連接。形成像素電極P的方法例如是進(jìn)行以下步驟。首先，進(jìn)行 噴墨步驟(未繪示)以在保護(hù)層140上形成透明導(dǎo)電圖案(未繪示)。然后，進(jìn)行加熱步驟 (未繪示)，使透明導(dǎo)電圖案成為像素電極P。在此，透明導(dǎo)電圖案例如是由具有納米金屬材料的墨水所構(gòu)成。在加熱后，此具有 納米金屬材料的墨水可轉(zhuǎn)化為透明金屬薄膜。當(dāng)然，形成像素電極P的方法也可以利用濺 鍍制程(或其它成膜制程)配合微影蝕刻制程。本領(lǐng)域具有通常知識者，當(dāng)可視情況選擇 最有利的制程方法加以搭配。至此，即可完成像素結(jié)構(gòu)100的制作流程。上述像素結(jié)構(gòu)100 的薄膜晶體管是一種底閘極式的薄膜晶體管，但本發(fā)明不限于此。在其它的實(shí)施例中，也可 采用頂閘極式(top-gate)或是其它適當(dāng)形式的薄膜晶體管。要強(qiáng)調(diào)的是，上述圖IA 圖IH的任何一個步驟，都可以利用噴墨法搭配適當(dāng)?shù)哪?水材料來進(jìn)行。特別是，上述利用疏水圖案R來形成接觸窗開口 H的方法相當(dāng)簡單。相較 于現(xiàn)有的微影蝕刻制程或是激光鑿穿制程，本發(fā)明不需要通過光罩來定位或是高能量的激 光轟擊，不僅可避免蝕刻制程或是激光制程對于汲極134造成損傷，還可減少機(jī)臺與光罩 的高使用成本，并使材料使用率達(dá)到99%以上，而降低對環(huán)境的污染。另外，相較于現(xiàn)有的使用特定溶劑來形成接觸窗開口的方式，由于利用保護(hù)層112 與疏水圖案R彼此之間的疏水性質(zhì)來形成接觸窗開口 H，因此接觸窗開口 H中不會有未溶解 的保護(hù)層112，并且也不會有現(xiàn)有的保護(hù)層表面突起不平而影響像素電極平整度的問題。接觸窗開口的制作方法圖2A至圖2E為本發(fā)明較佳實(shí)施例提供的接觸窗開口的制作方法流程示意圖。請 參照圖2A，首先，提供基板202，此基板202上已形成有第一導(dǎo)電圖案210。基板202例如是 玻璃基板、石英基板或是其它的基板。第一導(dǎo)電圖案210的材料例如是金屬或其它的導(dǎo)電 材料。類似地，形成第一導(dǎo)電圖案210的方法可以是在基板202上先形成導(dǎo)電薄膜(未繪 示)，之后再對此導(dǎo)電薄膜進(jìn)行微影蝕刻。另外，也可利用噴墨法將導(dǎo)電材料(未繪示)噴 涂在基板202上而直接形成任意圖樣的第一導(dǎo)電圖案210，再配合適當(dāng)?shù)臒崽幚碇瞥?，使?一導(dǎo)電圖案210成型。請參照圖2B，在第一導(dǎo)電圖案210上形成疏水圖案R。在第一導(dǎo)電圖案210上形成疏水圖案R的方法例如是噴墨法。更詳細(xì)而言，使用噴墨頭J以數(shù)字控制的方式進(jìn)行噴 墨，相關(guān)的說明可參照上述圖1E，此處不再重述。特別是，在第一導(dǎo)電圖案210上形成疏水 圖案R后，可進(jìn)一步對疏水圖案R進(jìn)行軟烤步驟，以將疏水圖案R固定在第一導(dǎo)電圖案210 上。軟烤步驟的溫度例如是介于80°C-100°C。然后，請參照圖2C，在基板202上形成保護(hù)層212以覆蓋第一導(dǎo)電圖案210，其中， 疏水圖案R會排開保護(hù)層212，而在第一導(dǎo)電圖案210上方的保護(hù)層212中形成接觸窗開口 H。保護(hù)層212所使用的材料與疏水圖案R的材料互不相容，以致于有疏水圖案R之處不會 覆蓋有保護(hù)層212。至此，提供了形成接觸窗開口 H的方法。接著，請同時參照圖2D與圖2E，在基板202上形成保護(hù)層212以覆蓋第一導(dǎo)電圖 案210后，還可進(jìn)行以下步驟。首先，固化保護(hù)層212且同時移除疏水圖案R。固化保護(hù)層 212的詳細(xì)內(nèi)容可參考上述圖IG的說明，此處亦不再重述。接著，在保護(hù)層212上形成第 二導(dǎo)電圖案220，其中，第二導(dǎo)電圖案220填入接觸窗開口 H而與第一導(dǎo)電圖案210電性連 接。形成第二導(dǎo)電圖案204的方法可以是噴墨法，而第二導(dǎo)電圖案220可通過接觸窗開口 H與第一導(dǎo)電圖案210電性連接。值得一提的是，如圖2D所示，上述接觸窗開口 H的轉(zhuǎn)角較一般微影蝕刻或是激光 鑿穿制程所制作的接觸窗開口的轉(zhuǎn)角來得平滑。換言之，在接觸窗開口 H中的保護(hù)層212 側(cè)壁不是陡峭的直角，因此第二導(dǎo)電圖案204可以容易地填入接觸窗開口 H中。另外，上述接觸窗開口 H的制造方法除了可應(yīng)用于像素結(jié)構(gòu)100的汲極134與像 素電極P的連接外(可參照圖IA 圖1H)，還適用于任何不同導(dǎo)電層的連接需求，如半導(dǎo) 體的內(nèi)聯(lián)機(jī)(inter-cormection)。承上述，只要是利用疏水圖案R與保護(hù)層140、212之間 的疏水性來形成接觸窗開口 H，皆符合本發(fā)明之精神。本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)與接觸窗開口的制造方法至少具有以下優(yōu)點(diǎn)通過事先將疏水圖案形成在汲極上，且使用疏水圖案的疏水性來排開保護(hù)層以形 成接觸窗開口的方法，其相較于現(xiàn)有的微影蝕刻或激光鑿穿制程，不僅可以避免損傷汲極， 還具有步驟簡單以及制造成本低的優(yōu)點(diǎn)。特別是，利用數(shù)字控制的噴墨法搭配適當(dāng)?shù)哪?材料來進(jìn)行上述制程，可在汲極上制作任意圖樣的疏水圖案并控制噴墨位置精度，并通過 99%以上的材料使用率，可大幅降低制程對于環(huán)境的污染。另一方面，上述接觸窗開口的制 造方法具有廣泛的應(yīng)用范圍，可用來制作用以連接不同導(dǎo)電層的接觸窗開口。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種像素結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟 在一基板上形成一閘極；在所述基板上形成一間絕緣層以覆蓋所述閘極； 在所述間極上方的所述間絕緣層上形成一通道層； 在所述通道層的兩側(cè)形成一源極與一汲極； 在所述汲極上形成一疏水圖案；在所述基板上形成一保護(hù)層以覆蓋所述源極與所述汲極，所述疏水圖案排開所述保護(hù) 層，而在所述汲極上方的所述保護(hù)層中形成一接觸窗開口 ； 固化所述保護(hù)層且同時移除所述疏水圖案；以及在所述保護(hù)層上形成一像素電極，所述像素電極填入所述接觸窗開口而與所述汲極電 性連接。
2.如權(quán)利要求1所述的像素結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，在所述汲極上形成所述疏 水圖案的方法為噴墨法；在所述基板上形成所述保護(hù)層的方法為噴墨法或旋轉(zhuǎn)涂布法。
3.如權(quán)利要求1所述的像素結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，在所述汲極上形成所述疏 水圖案后，還包括對所述疏水圖案進(jìn)行一軟烤步驟；所述軟烤步驟的溫度介于80°C -100°C。
4.如權(quán)利要求1所述的像素結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，固化所述保護(hù)層且同時移 除所述疏水圖案的方法包括對所述保護(hù)層進(jìn)行加熱或照射紫外光；對所述保護(hù)層進(jìn)行加熱的溫度介于 250C -200"C。
5.如權(quán)利要求1所述的像素結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，在所述保護(hù)層上形成所述 像素電極的方法包括進(jìn)行一噴墨步驟以在所述保護(hù)層上形成一透明導(dǎo)電圖案；以及 進(jìn)行一加熱步驟，使所述透明導(dǎo)電圖案成為所述像素電極。
6.一種像素結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟在一基板上形成一薄膜晶體管，所述薄膜晶體管具有一間極、一源極與一汲極； 在所述汲極上形成一疏水圖案；在所述基板上形成一保護(hù)層以覆蓋所述源極與所述汲極，所述疏水圖案排開所述保護(hù) 層，而在所述汲極上方的所述保護(hù)層中形成一接觸窗開口 ； 固化所述保護(hù)層且同時移除所述疏水圖案；以及在所述保護(hù)層上形成一像素電極，所述像素電極填入所述接觸窗開口而與所述汲極電 性連接。
7.一種接觸窗開口的制作方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟 提供一基板，所述基板上已形成有一第一導(dǎo)電圖案；在所述第一導(dǎo)電圖案上形成一疏水圖案；在所述基板上形成一保護(hù)層以覆蓋所述第一導(dǎo)電圖案，所述疏水圖案排開所述保護(hù) 層，而在所述第一導(dǎo)電圖案上方的所述保護(hù)層中形成一接觸窗開口。
8.如權(quán)利要求7所述的接觸窗開口的制作方法，其特征在于，在所述基板上形成所述 保護(hù)層以覆蓋所述第一導(dǎo)電圖案后，還包括固化所述保護(hù)層且同時移除所述疏水圖案；以及在所述保護(hù)層上形成一第二導(dǎo)電圖案，所述第二導(dǎo)電圖案填入所述接觸窗開口而與所 述第一導(dǎo)電圖案電性連接。
9.如權(quán)利要求7所述的接觸窗開口的制作方法，其特征在于，在所述第一導(dǎo)電圖案上 形成所述疏水圖案后，還包括對所述疏水圖案進(jìn)行一軟烤步驟；所述軟烤步驟的溫度介于80°C -100°C。
10.如權(quán)利要求8所述的接觸窗開口的制作方法，其特征在于，固化所述保護(hù)層且同時 移除所述疏水圖案的方法包括對所述保護(hù)層進(jìn)行加熱或照射紫外光；對所述保護(hù)層進(jìn)行加熱的溫度介于 25 0C -200 °C。
全文摘要
一種像素結(jié)構(gòu)的制作方法。首先，在基板上形成閘極。繼之，在基板上形成閘絕緣層以覆蓋閘極。然后，在閘極上方形成源極與汲極。接著，在汲極上形成疏水圖案。再來，在基板上形成保護(hù)層以覆蓋源極與汲極，疏水圖案排開保護(hù)層，而在汲極上方的保護(hù)層中形成接觸窗開口。之后，固化保護(hù)層且同時移除疏水圖案。然后，在保護(hù)層上形成像素電極，此像素電極填入接觸窗開口而與汲極電性連接。本發(fā)明可以簡化制程以及降低制造成本。
文檔編號H01L21/768GK102054768SQ200910110388
公開日2011年5月11日 申請日期2009年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月29日
發(fā)明者吳上智, 江美昭, 莫啟能, 謝漢萍, 鄭榮安 申請人:中華映管股份有限公司, 深圳華映顯示科技有限公司