專利名稱：主動(dòng)元件陣列基板及其制造方法
主動(dòng)元件陣列基板及其制造方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明是有關(guān)于一種主動(dòng)元件陣列基板及其制造方法。
技術(shù)背景
電泳顯示器(Electro-Phoretic Display ；EPD)最初發(fā)展于1970年代，其特色是包括帶電荷的小球。此球的一面是白色，另一面則是黑色。當(dāng)電場(chǎng)改變時(shí)，球會(huì)上下轉(zhuǎn)動(dòng)， 而呈現(xiàn)不同顏色。第二代的電泳顯示器是發(fā)展于1990年代，其特色是以微膠囊代替?zhèn)鹘y(tǒng)的小球，并且在膠囊內(nèi)填充彩色的油(oil)與帶電荷的白色顆粒。經(jīng)由外在電場(chǎng)的控制使白色顆粒往上或是往下移動(dòng)，其中當(dāng)白色顆粒往上(接近閱讀者方向時(shí))則顯示出白色，當(dāng)白色顆粒往下時(shí)(遠(yuǎn)離讀者方向時(shí))則顯示出油的顏色。
一般來說，電泳顯示器大多是以玻璃作為其主動(dòng)元件陣列基板的材質(zhì)。雖然這種電泳顯示器具有較佳的硬度，但重量偏重不易攜帶，且不耐碰撞容易發(fā)生碎裂的問題。
近來，業(yè)界推出了以塑膠材料作為主動(dòng)元件陣列基板材質(zhì)的電泳顯示器，這種電泳顯示器本身具有一定程度的可撓性，因此可用來取代傳統(tǒng)的紙張或廣告看板。由于主動(dòng)元件陣列基板的材質(zhì)為塑膠，因此為了方便工藝進(jìn)行，制造者需要將主動(dòng)元件陣列基板固定在玻璃載板上以適用于現(xiàn)有的機(jī)臺(tái)。然而，由于塑膠的熱膨脹系數(shù)與玻璃載板的熱膨脹系數(shù)，甚至與主動(dòng)元件陣列基板上的無機(jī)介電層(例如柵介電層、保護(hù)層)的熱膨脹系數(shù)都相差甚大，因此在熱工藝時(shí)容易造成主動(dòng)元件陣列基板與玻璃載板內(nèi)的應(yīng)力累積，使得主動(dòng)元件陣列基板與玻璃載板變形而導(dǎo)致撞片或機(jī)臺(tái)吸附不良等情事。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是在提供一種主動(dòng)元件陣列基板，其透光區(qū)的介電層的厚度較薄，因此能夠在提供足夠保護(hù)的前提下，降低工藝中主動(dòng)元件陣列基板與玻璃載板的變形量。
根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式，一種主動(dòng)元件陣列基板包括軟質(zhì)基板、柵極、介電層、通道層、源極、漏極與像素電極。軟質(zhì)基板上定義有晶體管區(qū)與透光區(qū)。晶體管區(qū)與透光區(qū)相毗鄰。柵極位于晶體管區(qū)的軟質(zhì)基板上。介電層覆蓋柵極與軟質(zhì)基板。位于柵極上方的部分介電層具有第一厚度。位于透光區(qū)的軟質(zhì)基板上的部分介電層具有第二厚度。第二厚度小于第一厚度。通道層、源極與漏極均位于晶體管區(qū)的介電層上。通道層位于柵極的上方。 源極與漏極位于通道層兩側(cè)且分別電性連接通道層。像素電極位于透光區(qū)的介電層上。此像素電極電性連接漏極。
在本發(fā)明一或多個(gè)實(shí)施方式中，上述的軟質(zhì)基板的材質(zhì)包括塑膠。
在本發(fā)明一或多個(gè)實(shí)施方式中，上述的軟質(zhì)基板的材質(zhì)包括聚酰亞胺 (Polyimide ；PI)、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate ；PET)、聚 2，6_ 萘二酸乙二醇酯(Polyethylene Naphthalate ；PEN)或上述的任意組合。
在本發(fā)明一或多個(gè)實(shí)施方式中，上述的介電層的材質(zhì)包括氮化硅、氧化硅、氮氧化硅或上述的任意組合。
在本發(fā)明一或多個(gè)實(shí)施方式中，上述的主動(dòng)元件陣列基板更包括儲(chǔ)存電容。上述的儲(chǔ)存電容位于軟質(zhì)基板上，且此儲(chǔ)存電容包括下電極、電容介電層與上電極。
在本發(fā)明一或多個(gè)實(shí)施方式中，上述的電容介電層為介電層的一部分。
在本發(fā)明一或多個(gè)實(shí)施方式中，上述的主動(dòng)元件陣列基板更包括連接墊。上述的連接墊位于軟質(zhì)基板上，且此連接墊包括下層連接墊與上層連接墊。
在本發(fā)明一或多個(gè)實(shí)施方式中，上述的通道層的材質(zhì)包括非晶硅、多晶硅、氧化物半導(dǎo)體或上述的任意組合。
在本發(fā)明一或多個(gè)實(shí)施方式中，上述的主動(dòng)元件陣列基板更包括保護(hù)層。此保護(hù)層覆蓋通道層、源極與漏極。
在本發(fā)明一或多個(gè)實(shí)施方式中，上述的像素電極的材質(zhì)包括銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁鋅氧化物或上述的任意組合。
本發(fā)明的另一技術(shù)態(tài)樣是在提供上述的主動(dòng)元件陣列基板的制造方法。
根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式，一種主動(dòng)元件陣列基板的制造方法，包括下列步驟(應(yīng)了解到，在本實(shí)施方式中所提及的步驟，除特別敘明其順序者外，均可依實(shí)際需要調(diào)整其前后順序，甚至可同時(shí)或部分同時(shí)執(zhí)行)
(1)提供軟質(zhì)基板，此軟質(zhì)基板上定義有晶體管區(qū)與透光區(qū)。
(2)于軟質(zhì)基板的晶體管區(qū)上形成柵極。
(3)依序形成介電層與半導(dǎo)體層，此介電層與半導(dǎo)體層覆蓋柵極與軟質(zhì)基板。
(4)去除部分半導(dǎo)體層，以于柵極上方形成通道層，并一并去除位于透光區(qū)的介電層的部份厚度，使位于柵極上方的部分介電層具有第一厚度，位于透光區(qū)的軟質(zhì)基板上的部分介電層具有第二厚度，其中第二厚度小于第一厚度。
(5)于通道層的兩側(cè)分別形成源極與漏極，且分別電性連接通道層。
(6)形成保護(hù)層，此保護(hù)層覆蓋通道層、源極、漏極與介電層。
(7)于保護(hù)層中形成晶體管接觸孔，以分別暴露出漏極，并同時(shí)去除位于透光區(qū)的保護(hù)層，以暴露出位于透光區(qū)的介電層。
(8)在位于透光區(qū)的介電層上形成像素電極，此像素電極透過晶體管接觸孔電性連接漏極。
在本發(fā)明一或多個(gè)實(shí)施方式中，上述的軟質(zhì)基板的材質(zhì)包括塑膠。
在本發(fā)明一或多個(gè)實(shí)施方式中，上述的軟質(zhì)基板的材質(zhì)包括聚酰亞胺 (Polyimide ；PI)、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate ；PET)、聚 2，6_ 萘二酸乙二醇酯(Polyethylene Naphthalate ；PEN)或上述的任意組合。
在本發(fā)明一或多個(gè)實(shí)施方式中，上述的介電層的材質(zhì)包括氮化硅、氧化硅、氮氧化硅或上述的任意組合。
在本發(fā)明一或多個(gè)實(shí)施方式中，上述的步驟( 更包括
(2. 1)形成下電極于軟質(zhì)基板上。
在本發(fā)明一或多個(gè)實(shí)施方式中，上述的步驟(4)包括
(4. 1)形成光阻層，覆蓋半導(dǎo)體層。
(4.2)以半色調(diào)光罩工藝，使光阻層圖案化，形成圖案化光阻層。
(4. 3)以圖案化光阻層為罩幕，去除透光區(qū)暴露的半導(dǎo)體層，同時(shí)去除下電極上方的部分光阻層。
(4. 4)以剩下的圖案化光阻層為罩幕，去除透光區(qū)的部分介電層，使透光區(qū)的介電層具有第二厚度，同時(shí)去除下電極上的部分半導(dǎo)體層。
在本發(fā)明一或多個(gè)實(shí)施方式中，上述的步驟( 更包括
(5. 1)形成上電極于介電層上，且位于下電極的上方。
在本發(fā)明一或多個(gè)實(shí)施方式中，上述的步驟( 更包括
(2. 2)形成下層連接墊于軟質(zhì)基板上。
在本發(fā)明一或多個(gè)實(shí)施方式中，上述的步驟(8)更包括
(8. 1)形成上層連接墊于下層連接墊上。
根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式，一種主動(dòng)元件陣列基板的制造方法，包括下列步驟 (應(yīng)了解到，在本實(shí)施方式中所提及的步驟，除特別敘明其順序者外，均可依實(shí)際需要調(diào)整其前后順序，甚至可同時(shí)或部分同時(shí)執(zhí)行)
(a)提供軟質(zhì)基板，軟質(zhì)基板上定義有晶體管區(qū)與透光區(qū)。
(b)于軟質(zhì)基板的晶體管區(qū)上形成柵極。
(c)形成介電層，覆蓋柵極與軟質(zhì)基板。
(d)于介電層上形成通道層、源極與漏極，源極與漏極分別形成于通道層的兩側(cè)， 且分別電性連接通道層。
(e)形成保護(hù)層，保護(hù)層覆蓋通道層、源極、漏極與介電層。
(f)于保護(hù)層中形成晶體管接觸孔，以分別暴露出漏極，并同時(shí)去除位于透光區(qū)的保護(hù)層，以及透光區(qū)的介電層，使位于柵極上方的部分介電層具有第一厚度，位于透光區(qū)的軟質(zhì)基板上的部分介電層具有第二厚度，其中第二厚度小于第一厚度。
(g)在位于透光區(qū)的介電層上形成像素電極，此像素電極透過晶體管接觸孔電性連接漏極。


為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例能更明顯易懂，所附圖式的詳細(xì)說明如下
圖1 9是依照本發(fā)明第一實(shí)施方式的主動(dòng)元件陣列基板的制造流程剖面圖。
圖10 20是依照本發(fā)明第二實(shí)施方式的主動(dòng)元件陣列基板的制造流程剖面圖。
圖21繪示依照本發(fā)明第一及第二實(shí)施方式的主動(dòng)元件陣列基板的俯視示意圖。
附圖標(biāo)記說明
110軟質(zhì)基板112:晶體管區(qū)
113透光區(qū)114 電容區(qū)
116連接墊區(qū)122 柵極
124下電極126 下層連接墊
130介電層140 半導(dǎo)體層
142通道層150 歐姆接觸層
152源極歐姆接觸層154 漏極歐姆接觸層
162厚光阻層164 薄光阻層
166 晶體管蝕刻孔167 電容蝕刻孔
168 連接墊蝕刻孔172 源極
174 漏極176 上電極
180 保護(hù)層182 晶體管接觸孔
184 電容接觸孔186 連接墊接觸孔
192 像素電極194 上層連接墊
Tl 第一厚度T2 第二厚度
T3 第三厚度T4 第四厚度
S:箭頭I-I 區(qū)域
II-II 區(qū)域III-III 區(qū)域
I 線段II 線段
III 線段
具體實(shí)施方法
以下將以圖式公開本發(fā)明的復(fù)荽文個(gè)實(shí)施方式，為明確說明起見，許多實(shí)務(wù)上的細(xì)節(jié)將在以下敘述中一并說明。然而，應(yīng)了解到，這些實(shí)務(wù)上的細(xì)節(jié)不應(yīng)用以限制本發(fā)明。也就是說，在本發(fā)明部分實(shí)施方式中，這些實(shí)務(wù)上的細(xì)節(jié)是非必要的。此外，為簡化圖式起見， 一些習(xí)知慣用的結(jié)構(gòu)與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示的。
第一實(shí)施方式
第1 9圖繪示依照本發(fā)明第一實(shí)施方式的主動(dòng)元件陣列基板的制造流程剖面圖。圖21繪示依照本發(fā)明第一及第二實(shí)施方式的主動(dòng)元件陣列基板的俯視示意圖。在第 1 9圖中，I-I區(qū)域繪示沿圖21的線段I的剖面，II-II區(qū)域繪示沿圖21的線段II的剖面，III-III區(qū)域繪示沿圖21的線段III的剖面。本發(fā)明的主動(dòng)元件陣列基板的俯視設(shè)計(jì)僅用以說明，并不限于上述的圖式，該領(lǐng)域通常知識(shí)者可依照需求適當(dāng)變化設(shè)計(jì)。
請(qǐng)先參照?qǐng)D1。如圖所示，制造者在此時(shí)可先提供軟質(zhì)基板110，此軟質(zhì)基板110較佳是具有可撓性(flexible)，使后續(xù)制作完成的顯示面板亦具有可撓性。此軟質(zhì)基板110 上可預(yù)先定義有相毗鄰的晶體管區(qū)112、透光區(qū)113、電容區(qū)114與連接墊區(qū)116。在本發(fā)明一或多個(gè)實(shí)施方式中，為了方便后續(xù)工藝操作，制造者可先將軟質(zhì)基板110設(shè)置于玻璃載板上進(jìn)行工藝，待主動(dòng)元件陣列基板制造完成后，再將軟質(zhì)基板110從玻璃載板上剝離取下。在本實(shí)施方式中，上述的軟質(zhì)基板110的材質(zhì)可包括塑膠，例如聚酰亞胺(Polyimide ； PI)、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate ；PET)、聚 2，6_ 萘二酸乙二醇酯 (Polyethylene Naphthalate ；PEN)或上述的任意組合，或者是其他共聚物塑膠材料。應(yīng)了解到，以上所舉的軟質(zhì)基板110的材質(zhì)均僅為例示，并非用以限制本發(fā)明，本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，應(yīng)視實(shí)際需要，彈性選擇軟質(zhì)基板110的材質(zhì)。
接著，制造者可在軟質(zhì)基板110上形成一圖案化第一導(dǎo)電層，例如是先形成一第一導(dǎo)電層，隨的以微影與蝕刻工藝圖案化此第一導(dǎo)電層，藉此在軟質(zhì)基板110上形成圖案化第一導(dǎo)電層，至少包括晶體管區(qū)112上形成柵極122，并且圖案化第一導(dǎo)電層更包括連接?xùn)艠O122的柵極線，以及在軟質(zhì)基板110的電容區(qū)114與連接墊區(qū)116上分別形成下電極 IM與下層連接墊126。在本實(shí)施方式中，第一導(dǎo)電層(亦即，柵極122、下電極IM與下層連接墊126)的材質(zhì)可包括鈦、鉬、鉻、銥、鋁、銅、銀、金等上述的任意組合或合金，其形成方法可為物理氣相沉積法，如濺鍍法，或是化學(xué)氣相沉積法，而圖案化第一導(dǎo)電層的方法則可為微影及蝕刻法。
接著請(qǐng)參照?qǐng)D2。如圖所示，制造者在此時(shí)可依序形成介電層130、半導(dǎo)體層140 與歐姆接觸層150。上述的介電層130、半導(dǎo)體層140與歐姆接觸層150覆蓋柵極122、下電極124、下層連接墊1 與軟質(zhì)基板110。上述的介電層130的材質(zhì)可包括氮化硅、氧化硅、 氮氧化硅或上述的任意組合。上述的半導(dǎo)體層140的材質(zhì)可包括非晶硅、多晶硅、氧化物半導(dǎo)體(oxide semiconductor)或上述的任意組合。上述的歐姆接觸層150的材質(zhì)可包括N 型摻雜非晶硅或P型摻雜非晶硅等。
然后，制造者可在歐姆接觸層150上形成光阻層，此光阻層覆蓋歐姆接觸層150以及位于歐姆接觸層150下的半導(dǎo)體層140。接著，制造者可以半色調(diào)光罩工藝，使光阻層圖案化，以形成圖案化光阻層。上述的圖案化光阻層可包括厚光阻層162與薄光阻層164。厚光阻層162位于軟質(zhì)基板110的晶體管區(qū)112上方，薄光阻層164分別位于軟質(zhì)基板110 的電容區(qū)114與連接墊區(qū)116上方。至于軟質(zhì)基板110的透光區(qū)113上方則是沒有光阻層保護(hù)。
接著請(qǐng)參照?qǐng)D3。如圖所示，制造者在此時(shí)可以圖案化光阻層(包括厚光阻層162 與薄光阻層164)為罩幕，去除透光區(qū)113上方暴露的半導(dǎo)體層140與歐姆接觸層150，并一并去除透光區(qū)113上方暴露的介電層130的部份厚度。在本實(shí)施方式中，去除半導(dǎo)體層 140、歐姆接觸層150與介電層130的具體方式例如可為干式蝕刻或濕式蝕刻。
接著請(qǐng)參照?qǐng)D4，如圖所示，制造者在此時(shí)可去除下電極124與下層連接墊1 上方的部分光阻層。更具體地說，制造者在此時(shí)可去除薄光阻層164，并同時(shí)減薄厚光阻層 162。在本實(shí)施方式中，去除薄光阻層164以及減薄厚光阻層162的方法可為灰化(ashing)。
接著請(qǐng)參照?qǐng)D5。如圖所示，制造者在此時(shí)可以剩下的圖案化光阻層(亦即，減薄后的厚光阻層162)為罩幕，去除透光區(qū)113的部分介電層130，使透光區(qū)113的介電層130 具有第二厚度T2，并同時(shí)去除下電極124與下層連接墊1 上方的部分半導(dǎo)體層140與歐姆接觸層150。在本實(shí)施方式中，去除半導(dǎo)體層140、歐姆接觸層150與介電層130的具體方式例如可為干式蝕刻或濕式蝕刻。此外，在本步驟完成后，制造者可以剝離液(stripper) 去除剩下的的圖案化光阻層(亦即，減薄后的厚光阻層162)。
在本實(shí)施方式中，透光區(qū)113上方的介電層130系采兩階段蝕刻。在圖3所繪示的第一階段中，透光區(qū)113上方的介電層130會(huì)被初步減薄。而在圖5所繪示的第二階段中，由于蝕刻半導(dǎo)體層140與歐姆接觸層150時(shí)也會(huì)蝕刻到透光區(qū)113上方的介電層130， 因此透光區(qū)113上方的介電層130還會(huì)被進(jìn)一步地減薄至第二厚度T2。
應(yīng)了解到，雖然本實(shí)施方式為減少光罩的使用數(shù)量而在第2 5圖的工藝中使用半色調(diào)光罩工藝，但此并不限制本發(fā)明，本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，亦可依實(shí)際需要，使用一道光罩工藝來去除透光區(qū)113的部分介電層130，并使用另一道光罩工藝來去除下電極1 與下層連接墊1 上方的部分半導(dǎo)體層140與歐姆接觸層150。
在圖5的工藝后，柵極122上方將形成由半導(dǎo)體層140所構(gòu)成的通道層142，且位于柵極122上方的部分介電層130具有第一厚度Tl，位于透光區(qū)113的軟質(zhì)基板110上的部分介電層130具有第二厚度T2。此第二厚度T2小于第一厚度Tl，此第二厚度T2相對(duì)于第一厚度Tl的比例介于0. 05 0. 95之間，且較佳是介于0. 1 0. 8之間，且更佳是介于0.3 0.6之間。此外，由于在圖4中，灰化厚光阻層162與薄光阻層164將無可避免地造成厚光阻層162內(nèi)縮(如箭頭S所示)，因此后續(xù)蝕刻工藝將會(huì)傷到晶體管區(qū)112邊緣上方的介電層130，使得晶體管區(qū)112邊緣上方的介電層130具有第三厚度T3，此第三厚度T3 小于晶體管區(qū)112中央上方的介電層130的厚度(例如第一厚度Tl)。此外，若軟質(zhì)基板 110上具有阻障層，此阻障層也可能被后續(xù)蝕刻工藝傷到，使得阻障層的厚度有所不同。
接著請(qǐng)參照?qǐng)D6。如圖所示，制造者在此時(shí)可于通道層142的兩側(cè)分別形成源極 172與漏極174，并可于介電層130上形成連接源極172的資料線以及上電極176，此上電極 176位于下電極124的上方。上述的源極172與漏極174分別電性連接通道層142。具體而言，制造者在此時(shí)可先在軟質(zhì)基板110上方形成第二導(dǎo)電層，此第二導(dǎo)電層全面覆蓋軟質(zhì)基板110上所有的結(jié)構(gòu)。接著，制造者可圖案化此第二導(dǎo)電層，藉此于通道層142的兩側(cè)分別形成源極172與漏極174，并于下電極IM上方的介電層130上形成上電極176。在圖案化第二導(dǎo)電層的過程中，制造者可選擇一并向下蝕刻源極172與漏極174之間的歐姆接觸層150，使得歐姆接觸層150斷開而構(gòu)成源極歐姆接觸層152與漏極歐姆接觸層154。上述實(shí)施例是以源極172與漏極174覆蓋部分通道層142為例進(jìn)行說明，在一變化實(shí)施例中， 通道層142亦可覆蓋部份源極172與漏極174，僅需調(diào)整工藝順序，并使用兩道光罩分別定義其圖案，此為本領(lǐng)域通常知識(shí)者所熟知，因此不再贅述。
在本實(shí)施方式中，第二導(dǎo)電層(亦即，源極172、漏極174與上電極176)的材質(zhì)可包括鈦、鉬、鉻、銥、鋁、銅、銀、金等上述的任意組合或合金，其形成方法可為物理氣相沉積法，如濺鍍法，或是化學(xué)氣相沉積法，而圖案化第二導(dǎo)電層的方法則可為微影及蝕刻法。
在圖6的工藝后，柵極122、柵極122上的介電層130(亦即，柵介電層)、通道層 142、源極歐姆接觸層152、漏極歐姆接觸層154、源極172與漏極174將構(gòu)成薄膜晶體管，而下電極124、下電極IM上的介電層130(亦即，電容介電層)與上電極176將構(gòu)成儲(chǔ)存電容。應(yīng)了解到，雖然本實(shí)施方式所公開的源極172與漏極174均堆迭于通道層142上方，但本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，亦可視實(shí)際情況調(diào)整薄膜晶體管的實(shí)施態(tài)樣，例如在本發(fā)明部分實(shí)施方式中，通道層亦可堆迭于源極與漏極上方而構(gòu)成薄膜晶體管。
接著請(qǐng)參照?qǐng)D7。如圖所示，制造者在此時(shí)可形成保護(hù)層180，此保護(hù)層180覆蓋源極172、通道層142、漏極174、介電層130與上電極176。在本實(shí)施方式中，上述的保護(hù)層 180的材質(zhì)可包括氮化硅、氧化硅、氮氧化硅或上述的任意組合。
接著請(qǐng)參照?qǐng)D8。如圖所示，制造者在此時(shí)可于保護(hù)層180中形成晶體管接觸孔 182、電容接觸孔184與連接墊接觸孔186，以分別暴露出漏極174、上電極176與下層連接墊126，并同時(shí)去除位于透光區(qū)113的保護(hù)層180，以暴露出位于透光區(qū)113的介電層130。 在本實(shí)施方式中，形成晶體管接觸孔182、電容接觸孔184與連接墊接觸孔186并去除位于透光區(qū)113的保護(hù)層180的方法可為微影及蝕刻法。
接著請(qǐng)參照?qǐng)D9。如圖所示，制造者在此時(shí)可在位于透光區(qū)113的介電層130上形成像素電極192。此像素電極192可分別透過晶體管接觸孔182與電容接觸孔184電性連接漏極174與上電極176。在此同時(shí)，制造者也可以在下層連接墊1 上形成上層連接墊194。具體而言，制造者在此時(shí)可先在軟質(zhì)基板110上方形成透明導(dǎo)電層，此透明導(dǎo)電層全面覆蓋軟質(zhì)基板110上所有的結(jié)構(gòu)。接著，制造者可圖案化此透明導(dǎo)電層，藉此形成像素電極192與上層連接墊194。在本實(shí)施方式中，上述的透明導(dǎo)電層(亦即，像素電極192與上層連接墊194)的材質(zhì)可包括銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁鋅氧化物或上述的任意組合。 在圖9的工藝后，下層連接墊1 與上層連接墊194將構(gòu)成連接墊，此連接墊位于軟質(zhì)基板 110的連接墊區(qū)116上，用以連接外部電路。
在第一實(shí)施方式中，由于透光區(qū)113的介電層130的第二厚度T2較薄，因此能夠降低介電層130在熱工藝中應(yīng)力累積所造成的影響，并進(jìn)而降低軟質(zhì)基板110以及乘載軟質(zhì)基板110的玻璃載板的變形量。此外，由于透光區(qū)113上仍然具有介電層130，因此本實(shí)施方式仍然可以提供主動(dòng)元件陣列基板足夠的保護(hù)，在介電層130后續(xù)的半導(dǎo)體工藝，由于透光區(qū)113上方仍有部分介電層130存在，因此可以避免軟質(zhì)基板110受到后續(xù)半導(dǎo)體工藝的破壞，造成表面粗糙化，降低顯示品質(zhì)。再者，由于本實(shí)施方式使用半色調(diào)光罩工藝來減少光罩的使用量，因此制造者能夠在制造成本不致大幅上升的情況下，降低介電層130 應(yīng)力累積所造成的影響。
第二實(shí)施方式
第10 20圖繪示依照本發(fā)明第二實(shí)施方式的主動(dòng)元件陣列基板的制造流程剖面圖。圖21繪示依照本發(fā)明第一及第二實(shí)施方式的主動(dòng)元件陣列基板的俯視示意圖。在第 10 20圖中，I-I區(qū)域繪示沿圖21的線段I的剖面，II-II區(qū)域繪示沿圖21的線段II的剖面，III-III區(qū)域繪示沿圖21的線段III的剖面。
請(qǐng)先參照?qǐng)D10。如圖所示，制造者在此時(shí)可先提供軟質(zhì)基板110，此軟質(zhì)基板110 較佳是具有可撓性(flexible)，使后續(xù)制作完成的顯示面板亦具有可撓性。此軟質(zhì)基板 110上可預(yù)先定義有相毗鄰的晶體管區(qū)112、透光區(qū)113、電容區(qū)114與連接墊區(qū)116。在本發(fā)明一或多個(gè)實(shí)施方式中，為了方便后續(xù)工藝操作，制造者可先將軟質(zhì)基板110設(shè)置于玻璃載板上進(jìn)行工藝，待主動(dòng)元件陣列基板制造完成后，再將軟質(zhì)基板110從玻璃載板上剝離取下。在本實(shí)施方式中，上述的軟質(zhì)基板110的材質(zhì)可包括塑膠，例如聚酰亞胺 (Polyimide ；PI)、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate ；PET)、聚 2，6_ 萘二酸乙二醇酯(Polyethylene Naphthalate ；PEN)或上述的任意組合，或者是其他共聚物塑膠材料。應(yīng)了解到，以上所舉的軟質(zhì)基板110的材質(zhì)均僅為例示，并非用以限制本發(fā)明，本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，應(yīng)視實(shí)際需要，彈性選擇軟質(zhì)基板110的材質(zhì)。
接著，制造者可在軟質(zhì)基板110上形成一圖案化第一導(dǎo)電層，例如可先形成第一導(dǎo)電層，隨的以微影與蝕刻工藝圖案化此第一導(dǎo)電層，藉此在軟質(zhì)基板110上形成圖案化第一導(dǎo)電層，至少包括晶體管區(qū)112上形成柵極122，并且圖案化第一導(dǎo)電層更包括連接?xùn)艠O122的柵極線，以及在軟質(zhì)基板110的電容區(qū)114與連接墊區(qū)116上分別形成下電極IM 與下層連接墊126。在本實(shí)施方式中，第一導(dǎo)電層(亦即，柵極122、下電極IM與下層連接墊126)的材質(zhì)可包括鈦、鉬、鉻、銥、鋁、銅、銀、金等上述的任意組合或合金，其形成方法可為物理氣相沉積法，如濺鍍法，或是化學(xué)氣相沉積法，而圖案化第一導(dǎo)電層的方法則可為微影及蝕刻法。
接著請(qǐng)參照?qǐng)D11。如圖所示，制造者在此時(shí)可依序形成介電層130、半導(dǎo)體層140 與歐姆接觸層150。上述的介電層130、半導(dǎo)體層140與歐姆接觸層150覆蓋柵極122、下電極124、下層連接墊1 與軟質(zhì)基板110。上述的介電層130的材質(zhì)可包括氮化硅、氧化硅、 氮氧化硅或上述的任意組合。上述的半導(dǎo)體層140的材質(zhì)可包括非晶硅、多晶硅、氧化物半導(dǎo)體(oxide semiconductor)或上述的任意組合。上述的歐姆接觸層150的材質(zhì)可包括N型摻雜非晶硅或P型摻雜非晶硅等。
接著請(qǐng)參照?qǐng)D12。如圖所示，制造者在此時(shí)可圖案化半導(dǎo)體層140與歐姆接觸層 150，以去除透光區(qū)113、電容區(qū)114與連接墊區(qū)116上方的半導(dǎo)體層140與歐姆接觸層150， 并僅留下晶體管區(qū)112上方的半導(dǎo)體層140與歐姆接觸層150，其中晶體管區(qū)112上方的半導(dǎo)體層140將作為通道層142用。在本實(shí)施方式中，圖案化半導(dǎo)體層140與歐姆接觸層 150的方法可為微影及蝕刻法。
接著請(qǐng)參照?qǐng)D13。如圖所示，制造者在此時(shí)可于通道層142的兩側(cè)分別形成源極 172與漏極174，并于介電層130上形成上電極176，此上電極176位于下電極124的上方。 上述的源極172與漏極174分別電性連接通道層142。具體而言，制造者在此時(shí)可先在軟質(zhì)基板110上方形成第二導(dǎo)電層，此第二導(dǎo)電層全面覆蓋軟質(zhì)基板110上所有的結(jié)構(gòu)。接著， 制造者可圖案化此第二導(dǎo)電層，藉此于通道層142的兩側(cè)分別形成源極172與漏極174，并可于介電層130上形成連接源極172的資料線以及在下電極IM上方的介電層130上形成上電極176。在圖案化第二導(dǎo)電層的過程中，制造者可選擇一并向下蝕刻源極172與漏極 174之間的歐姆接觸層150，使得歐姆接觸層150斷開而構(gòu)成源極歐姆接觸層152與漏極歐姆接觸層154。上述實(shí)施例是以源極172與漏極174覆蓋部分通道層142為例進(jìn)行說明，在一變化實(shí)施例中，通道層142亦可覆蓋部份源極172與漏極174，僅需調(diào)整工藝順序，并使用兩道光罩分別定義其圖案，此為本領(lǐng)域通常知識(shí)者所熟知，因此不再贅述。
在本實(shí)施方式中，第二導(dǎo)電層(亦即，源極172、漏極174與上電極176)的材質(zhì)可包括鈦、鉬、鉻、銥、鋁、銅、銀、金等上述的任意組合或合金，其形成方法可為物理氣相沉積法，如濺鍍法，或是化學(xué)氣相沉積法，而圖案化第二導(dǎo)電層的方法則可為微影及蝕刻法。
在圖13的工藝后，由于通道層142、源極172與漏極174已形成于介電層130上，因此柵極122、柵極122上的介電層130 (亦即，柵介電層)、通道層142、源極歐姆接觸層152、 漏極歐姆接觸層154、源極172與漏極174將構(gòu)成薄膜晶體管，而下電極124、下電極IM上的介電層130(亦即，電容介電層)與上電極176將構(gòu)成儲(chǔ)存電容。應(yīng)了解到，雖然本實(shí)施方式所公開的源極172與漏極174均堆迭于通道層142上方，但本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，亦可視實(shí)際情況調(diào)整薄膜晶體管的實(shí)施態(tài)樣，例如在本發(fā)明部分實(shí)施方式中， 通道層亦可堆迭于源極與漏極上方而構(gòu)成薄膜晶體管。
接著請(qǐng)參照?qǐng)D14。如圖所示，制造者在此時(shí)可形成保護(hù)層180，此保護(hù)層180覆蓋源極172、通道層142、漏極174、介電層130與上電極176。在本實(shí)施方式中，上述的保護(hù)層 180的材質(zhì)可包括氮化硅、氧化硅、氮氧化硅或上述的任意組合。
然后，制造者可在保護(hù)層180上形成光阻層，此光阻層覆蓋保護(hù)層180。接著，制造者可以半色調(diào)光罩工藝，使光阻層圖案化，以形成圖案化光阻層。上述的圖案化光阻層可包括厚光阻層162與薄光阻層164。厚光阻層162分別位于軟質(zhì)基板110的晶體管區(qū)112、電容區(qū)114與連接墊區(qū)116上方，薄光阻層164位于軟質(zhì)基板110的透光區(qū)113上方。此外， 厚光阻層162中形成有晶體管蝕刻孔166、電容蝕刻孔167與連接墊蝕刻孔168，其分別暴露出漏極174上方的保護(hù)層180、上電極176上方的保護(hù)層180以及下層連接墊1 上方的保護(hù)層180。
接著請(qǐng)參照?qǐng)D16。如圖所示，制造者在此時(shí)可以圖案化光阻層(包括厚光阻層162 與薄光阻層164)為罩幕，在保護(hù)層180中形成晶體管接觸孔182、電容接觸孔184與連接墊接觸孔186，以分別暴露出漏極174、上電極176與下層連接墊126。在本實(shí)施方式中，形成晶體管接觸孔182、電容接觸孔184與連接墊接觸孔186的具體方式例如可為干式蝕刻或濕式蝕刻。
接著請(qǐng)參照?qǐng)D17，如圖所示，制造者可去除薄光阻層164，并同時(shí)減薄厚光阻層 162，以暴露出透光區(qū)113上方的保護(hù)層180。在本實(shí)施方式中，去除薄光阻層164以及減薄厚光阻層162的方法可為灰化(ashing)。
接著請(qǐng)參照?qǐng)D18。如圖所示，制造者在此時(shí)可以剩下的圖案化光阻層(亦即，減薄后的厚光阻層162)為罩幕，去除位于透光區(qū)113的保護(hù)層180，以及透光區(qū)113的介電層130，使位于柵極122上方的部分介電層130具有第一厚度Tl，位于透光區(qū)113的軟質(zhì)基板110上的部分介電層130具有第二厚度T2。此第二厚度T2小于第一厚度Tl，此第二厚度T2相對(duì)于第一厚度Tl的比例介于0. 05 0. 95之間，且較佳是介于0. 1 0.8之間，且更佳是介于0. 3 0. 6之間。在本實(shí)施方式中，去除保護(hù)層180與介電層130的具體方式例如可為干式蝕刻或濕式蝕刻。
應(yīng)了解到，雖然本實(shí)施方式為減少光罩的使用數(shù)量而在第15 18圖的工藝中使用半色調(diào)光罩工藝，但此并不限制本發(fā)明，本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，亦可依實(shí)際需要，使用一道光罩工藝來形成晶體管接觸孔182、電容接觸孔184與連接墊接觸孔 186，并使用另一道光罩工藝來去除位于透光區(qū)113的保護(hù)層180，以及透光區(qū)113的介電層 130。
此外，由于在圖17中，灰化厚光阻層162與薄光阻層164將無可避免地造成厚光阻層162內(nèi)縮(如箭頭S所示)，因此后續(xù)蝕刻工藝將會(huì)傷到晶體管區(qū)112邊緣上方的保護(hù)層180，使得晶體管區(qū)112邊緣上方的保護(hù)層180具有第四厚度T4，此第四厚度T4小于晶體管區(qū)112中央上方的保護(hù)層180的厚度(例如第三厚度T3)。此外，若軟質(zhì)基板110上具有阻障層，此阻障層也可能被后續(xù)蝕刻工藝傷到，使得阻障層的厚度有所不同。
接著請(qǐng)參照?qǐng)D19。如圖所示，制造者在此時(shí)可以剝離液(stripper)去除剩下的的圖案化光阻層(亦即，減薄后的厚光阻層162)。
接著請(qǐng)參照?qǐng)D20。如圖所示，制造者在此時(shí)可在位于透光區(qū)113的介電層130上形成像素電極192。此像素電極192可分別透過晶體管接觸孔182與電容接觸孔184電性連接漏極174與上電極176。在此同時(shí)，制造者也可以在下層連接墊1 上形成上層連接墊 194。具體而言，制造者在此時(shí)可先在軟質(zhì)基板110上方形成透明導(dǎo)電層，此透明導(dǎo)電層全面覆蓋軟質(zhì)基板110上所有的結(jié)構(gòu)。接著，制造者可圖案化此透明導(dǎo)電層，藉此形成像素電極192與上層連接墊194。在本實(shí)施方式中，上述的透明導(dǎo)電層(亦即，像素電極192與上層連接墊194)的材質(zhì)可包括銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁鋅氧化物或上述的任意組合。在圖20的工藝后，下層連接墊126與上層連接墊194將構(gòu)成連接墊，此連接墊位于軟質(zhì)基板 110的連接墊區(qū)116上，用以連接外部電路。
同樣地，在第二實(shí)施方式中，由于透光區(qū)113的介電層130的第二厚度T2較薄，因此能夠降低介電層130在熱工藝中應(yīng)力累積所造成的影響，并進(jìn)而降低軟質(zhì)基板110以及乘載軟質(zhì)基板110的玻璃載板的變形量。此外，由于透光區(qū)113上仍然具有介電層130，因此本實(shí)施方式仍然可以提供主動(dòng)元件陣列基板足夠的保護(hù)，在介電層130后續(xù)的半導(dǎo)體工藝，由于透光區(qū)113上方仍有部分介電層130存在，因此可以避免軟質(zhì)基板110受到后續(xù)半導(dǎo)體工藝的破壞，造成表面粗糙化，降低顯示品質(zhì)。再者，由于本實(shí)施方式使用半色調(diào)光罩工藝來減少光罩的使用量，因此制造者能夠在制造成本不致大幅上升的情況下，降低介電層130應(yīng)力累積所造成的影響。
本發(fā)明的主動(dòng)元件陣列基板，可以提供可撓式基板，后續(xù)可以制作成各種平面顯示器，例如液晶顯示器、有機(jī)發(fā)光顯示器、電泳顯示器等等?？梢允股鲜龅钠矫骘@示器同樣具有可撓的特性，增進(jìn)平面顯示器的應(yīng)用范圍。
雖然本發(fā)明已以實(shí)施方式公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種主動(dòng)元件陣列基板，包括一軟質(zhì)基板，該軟質(zhì)基板上定義有至少一晶體管區(qū)與至少一透光區(qū)，該晶體管區(qū)與該透光區(qū)相毗鄰；一柵極，位于該晶體管區(qū)的該軟質(zhì)基板上；一介電層，覆蓋該柵極與該軟質(zhì)基板，位于該柵極上方的部分該介電層具有一第一厚度，位于該透光區(qū)的該軟質(zhì)基板上的部分該介電層具有一第二厚度，其中該第二厚度小于該第一厚度；一通道層、一源極與一漏極，位于該晶體管區(qū)的該介電層上，該通道層位于該柵極的上方，該源極與該漏極位于該通道層兩側(cè)且分別電性連接該通道層；以及一像素電極，位于該透光區(qū)的該介電層上，該像素電極電性連接該漏極。
2.如權(quán)利要求1所述的主動(dòng)元件陣列基板，其特征在于，該軟質(zhì)基板的材質(zhì)包括塑膠。1
3.如權(quán)利要求1所述的主動(dòng)元件陣列基板，其特征在于，該軟質(zhì)基板的材質(zhì)包括聚酰亞胺(Polyimide ；PI)、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(Polyethylenetei^phthalate ；PET), M 2， 6-萘二酸乙二醇酯(Polyethylene Naphthalate ；PEN)或上述的任意組合。
4.如權(quán)利要求1所述的主動(dòng)元件陣列基板，其特征在于，該介電層的材質(zhì)包括氮化硅、 氧化硅、氮氧化硅或上述的任意組合。
5.如權(quán)利要求1所述的主動(dòng)元件陣列基板，其特征在于，進(jìn)一步包括至少一儲(chǔ)存電容， 該儲(chǔ)存電容位于該軟質(zhì)基板上，該儲(chǔ)存電容包括一下電極、一電容介電層與一上電極。
6.如權(quán)利要求5所述的主動(dòng)元件陣列基板，其特征在于，該電容介電層為該介電層的一部分。
7.如權(quán)利要求1所述的主動(dòng)元件陣列基板，其特征在于，進(jìn)一步包括至少一連接墊，該連接墊位于該軟質(zhì)基板上，該連接墊包括一下層連接墊與一上層連接墊。
8.如權(quán)利要求1所述的主動(dòng)元件陣列基板，其特征在于，通道層的材質(zhì)包括非晶硅、多晶硅、氧化物半導(dǎo)體或上述的任意組合。
9.如權(quán)利要求1所述的主動(dòng)元件陣列基板，其特征在于，進(jìn)一步包括一保護(hù)層覆蓋該通道層、該源極與該漏極。
10.如權(quán)利要求1所述的主動(dòng)元件陣列基板，其特征在于，該像素電極的材質(zhì)包括銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁鋅氧化物或上述的任意組合。
11.一種主動(dòng)元件陣列基板的制造方法，包括下列步驟提供一軟質(zhì)基板，該軟質(zhì)基板上定義有至少一晶體管區(qū)與至少一透光區(qū)； 于該軟質(zhì)基板的該晶體管區(qū)上形成一柵極；依序形成一介電層與一半導(dǎo)體層，該介電層與該半導(dǎo)體層覆蓋該柵極與該軟質(zhì)基板； 去除部分該半導(dǎo)體層，以于該柵極上方形成一通道層，并一并去除位于該透光區(qū)的該介電層的部份厚度，使位于該柵極上方的部分該介電層具有一第一厚度，位于該透光區(qū)的該軟質(zhì)基板上的部分該介電層具有一第二厚度，其中該第二厚度小于該第一厚度； 于該通道層的兩側(cè)分別形成一源極與一漏極，且分別電性連接該通道層； 形成一保護(hù)層，該保護(hù)層覆蓋該通道層、該源極、該漏極與該介電層； 于該保護(hù)層中形成一晶體管接觸孔，以分別暴露出該漏極，并同時(shí)去除位于該透光區(qū)的該保護(hù)層，以暴露出位于該透光區(qū)的該介電層；以及在位于該透光區(qū)的該介電層上形成一像素電極，該像素電極透過該晶體管接觸孔電性連接該漏極。
12.如權(quán)利要求11所述的主動(dòng)元件陣列基板的制造方法，其特征在于，該軟質(zhì)基板的材質(zhì)包括塑膠。
13.如權(quán)利要求11所述的主動(dòng)元件陣列基板的制造方法，其特征在于，該軟質(zhì)基板的材質(zhì)包括聚酰亞胺(Polyimide ；PI)、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate ；PET)、聚 2，6_ 萘二酸乙二醇酯(PolyethyleneNaphthalate ； PEN)或上述的任意組合。
14.如權(quán)利要求11所述的主動(dòng)元件陣列基板的制造方法，其特征在于，該介電層的材質(zhì)包括氮化硅、氧化硅、氮氧化硅或上述的任意組合。
15.如權(quán)利要求11所述的主動(dòng)元件陣列基板的制造方法，其特征在于，于該軟質(zhì)基板的該晶體管區(qū)上形成該柵極的步驟，更包括形成一下電極于該軟質(zhì)基板上。
16.如權(quán)利要求15所述的主動(dòng)元件陣列基板的制造方法，其特征在于，去除部份該半導(dǎo)體層與該介電層的步驟，包括形成一光阻層，覆蓋該半導(dǎo)體層；以一半色調(diào)光罩工藝，使該光阻層圖案化，形成一圖案化光阻層；以該圖案化光阻層為罩幕，去除該透光區(qū)暴露的該半導(dǎo)體層，同時(shí)去除該下電極上方的部分該光阻層；以及以剩下的該圖案化光阻層為罩幕，去除該透光區(qū)的部分該介電層，使透光區(qū)的該介電層具有該第二厚度，同時(shí)去除該下電極上的部分該半導(dǎo)體層。
17.如權(quán)利要求15所述的主動(dòng)元件陣列基板的制造方法，其特征在于，于該通道層的兩側(cè)分別形成該源極與該漏極的步驟，更包括形成一上電極于該介電層上，且位于該下電極的上方。
18.如權(quán)利要求11所述的主動(dòng)元件陣列基板的制造方法，其特征在于，于該軟質(zhì)基板的該晶體管區(qū)上形成該柵極的步驟，更包括形成一下層連接墊于該軟質(zhì)基板上。
19.如權(quán)利要求18所述的主動(dòng)元件陣列基板的制造方法，其特征在于，在位于該透光區(qū)的該介電層上形成該像素電極的步驟，更包括形成一上層連接墊于該下層連接墊上。
20.一種主動(dòng)元件陣列基板的制造方法，包括下列步驟提供一軟質(zhì)基板，該軟質(zhì)基板上定義有至少一晶體管區(qū)與至少一透光區(qū)；于該軟質(zhì)基板的該晶體管區(qū)上形成一柵極；形成一介電層，覆蓋該柵極與該軟質(zhì)基板；于該介電層上形成一通道層、一源極與一漏極，該源極與該漏極分別形成于該通道層的兩側(cè)，且分別電性連接該通道層；形成一保護(hù)層，該保護(hù)層覆蓋該通道層、該源極、該漏極與該介電層；于該保護(hù)層中形成一晶體管接觸孔，以分別暴露出該漏極，并同時(shí)去除位于該透光區(qū)的該保護(hù)層，以及該透光區(qū)的該介電層，使位于該柵極上方的部分該介電層具有一第一厚度，位于該透光區(qū)的該軟質(zhì)基板上的部分該介電層具有一第二厚度，其中該第二厚度小于該第一厚度；以及在位于該透光區(qū)的該介電層上形成一像素電極，該像素電極透過該晶體管接觸孔電性連接該漏極。
全文摘要
一種主動(dòng)元件陣列基板包括軟質(zhì)基板、柵極、介電層、通道層、源極、漏極與像素電極。軟質(zhì)基板上定義有晶體管區(qū)與透光區(qū)。晶體管區(qū)與透光區(qū)相毗鄰。柵極位于晶體管區(qū)的軟質(zhì)基板上。介電層覆蓋柵極與軟質(zhì)基板。位于柵極上方的部分介電層具有第一厚度。位于透光區(qū)的軟質(zhì)基板上的部分介電層具有第二厚度。第二厚度小于第一厚度。通道層、源極與漏極均位于晶體管區(qū)的介電層上。通道層位于柵極的上方。源極與漏極位于通道層兩側(cè)且分別電性連接通道層。像素電極位于透光區(qū)的介電層上。此像素電極電性連接漏極。
文檔編號(hào)H01L21/77GK102496617SQ20111037895
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月6日
發(fā)明者葉家宏, 彭佳添, 李明賢, 林武雄, 黃偉明 申請(qǐng)人:友達(dá)光電股份有限公司