平面显示器制造方法技术

本发明专利技术为一种薄膜晶体管平面显示器制造方法，其中包括使用四次照相腐蚀步骤及一次背面曝光步骤，形成一平面显示器中的薄膜晶体管。其中，利用第一次照相腐蚀步骤形成栅极，利用第二次照相腐蚀步骤形成源极与漏极电极，接着，自基板背面曝光并蚀刻以形成一岛状结构，利用第三次照相腐蚀步骤形成一保护层，最后再利用第四次照相腐蚀步骤形成一像素电极。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种薄膜晶体管平面显示器及其制造方法，特别是涉及藉由背面曝光减少后续工艺步骤所形成之液晶显示器。一般而言，现有的主动式矩阵液晶显示器(AMLCD)包括多个像素电极(pixel electrode)以及相关的开关组件(switching device)，例如以数组排列的薄膜晶体管(TFT)。藉由互相连接的栅极线(gate line)与资料线(data line)定义多个像素区域。每一像素区域包括一像素电极，且与开关组件电连接。此外，每一像素区中更包括一储存电容(storage capacitor)。现有的液晶显示器中薄膜晶体管的工艺包括下列步骤。首先，如附图说明图1A所示，于一透明(transparent)基板40上，形成一第一金属薄膜；接着藉由一照相腐蚀工艺，使用一第一光掩模图案，在上述金属薄膜上形成既定图案的栅极金属线42。接着，如图1B所示，于基板40上形成一绝缘层44a。接着，于绝缘层44a上形成一半导体层(amorphous silicon)44b。接着，于半导体层44b上形成一n型掺杂硅层44c。接着，于n型掺杂硅层44c上形成一导电层46。于导电层46上更形成一光致抗蚀剂(photoresist)层48。接着，如图1C所示，藉由一第二光掩模图案(未显示)与照相腐蚀技术进行曝光与蚀刻来定义图案。当光照射于第二光掩模图案时，参考图1C，此步骤利用部分光致抗蚀剂层48a在栅极金属线42上方，将半导体层44b、掺杂硅层44c、与导电层46形成一既定图案的岛状结构52。接着，如图1D所示，藉由照相腐蚀技术利用一第三光掩模图案曝光与蚀刻，移除位于栅极金属线42上方的导电层46及掺杂硅层44c，以形成一信道(channel)53，并于信道53两旁定义形成一漏极电极54及一源极电极56。接着，形成一保护薄膜与一第二光致抗蚀剂层。如图1E所示，藉由照相腐蚀技术利用一第四光掩模进行曝光与蚀刻，形成一保护层58。保护层58覆盖源极电极56、漏极电极54、半导体层44b与绝缘层44a，保护层58上更具有多个开口58a、58b，其中一漏极开口58a位于漏极电极54上，一源极开口58b位于源极电极56上。最后，如图1F所示，藉由照相腐蚀技术利用一第五光掩模进行曝光与蚀刻，以形成一像素电极，且像素电极包括一漏极像素电极62以及一源极像素电极64。漏极像素电极62藉由漏极开口58a与漏极电极54接触，源极像素电极64藉由源极开口58b与源极电极56接触。虽然现有的技术可制作出高品质的AMLCD；然而，于工艺薄膜晶体管的步骤中，需要经过五次的照相腐蚀步骤。如果能减少使用光掩模与蚀刻反应液，可简化工艺步骤同时形成高品质的AMLCD，此成为改善工艺的重点之一。有鉴于此，本专利技术的一目的在于提供一种薄膜晶体管平面显示器的制作方法，其制作步骤叙述如下。首先，以一第一光掩模，于一基板上形成一具有既定图案之栅极金属线；接着，于基板与栅极金属线上依次沉积一绝缘层、一半导体层、一掺杂硅层与一信号金属层。接着，以一第二光掩模，形成一漏极电极与一源极电极，且漏极电极与源极电极之间定义为一信道。在上述结构上形成一光致抗蚀剂层，由基板的底部对光致抗蚀剂层曝光，再移除受光照射之光致抗蚀剂层。接着，以存留的光致抗蚀剂层为屏蔽，移除未被存留的光致抗蚀剂层覆盖的半导体层，以便形成一包括半导体层、掺杂硅层、漏极电极与源极电极的一岛状结构。接着，移除存留的光致抗蚀剂层，并于绝缘层、漏极电极、源极电极与半导体层上形成一保护层，利用一第三光掩模在保护层上形成至少一第一开口与一第二开口，且第一开口位于漏极电极上方，第二开口位于源极电极上方。最后，以一第四光掩模图案在保护层上更形成一像素电极，其包括一漏极像素电极与一源极像素电极，漏极像素电极利用第一开口与漏极电极接触，且源极像素电极利用第二开口与源极电极接触。本专利技术的另一目的在于提供一种薄膜晶体管平面显示器的制作方法，该显示器形成于一基板上，且基板至少包括一晶体管区与一显示区，其工艺步骤简述如下。首先，利用一第一光掩模图案，于基板之晶体管区中形成具有一既定图案的栅极金属线，接着，于栅极金属线上依次形成一绝缘层、一半导体层、一掺杂硅层与一信号金属层。以一第二光掩模图案，定义形成一漏极电极与一源极电极，且漏极电极与源极电极之间定义为一信道。接着，在上述结构上形成一光致抗蚀剂层，并且自基板之底部对光致抗蚀剂层曝光，移除受光照射的光致抗蚀剂层，再以存留的光致抗蚀剂层为屏蔽，移除未被存留的光致抗蚀剂层覆盖的半导体层，以便形成一包括半导体层、掺杂硅层、漏极电极与源极电极之一岛状结构。接着，移除残留的光致抗蚀剂层后，以一第三光掩模图案定义形成包括漏极像素电极与源极像素电极之像素电极，漏极像素电极覆盖漏极电极，且源极像素电极覆盖源极电极。最后，以一第四光掩模图案定义形成一保护层，且保护层覆盖漏极像素电极、源极像素电极与信道内之绝缘层。本专利技术的特征在于使用四次照相腐蚀步骤及一次背面曝光步骤形成应用于平面显示器中的薄膜晶体管，其中利用一次照相腐蚀步骤形成栅极金属线，利用一次照相腐蚀步骤形成源极与漏极电极，自基板背面曝光移除部分半导体层后，利用一次照相腐蚀步骤形成保护层，且再利用一次照相腐蚀步骤形成像素电极。下面接合附图来描述本专利技术的优选实施例。附图中图1A至图1F显示现有的薄膜晶体管的制造图；图2A至图2L显示本专利技术的第一实施例的制造图；图3A至图3L显示本专利技术的第二实施例的制造图。符号说明10～基板；11～第一光致抗蚀剂层；12～金属薄膜；13～栅极金属线；14～绝缘层；16～半导体层；18～掺杂硅层；20～信号金属层；21～第二光致抗蚀剂层；22～漏极电极；23、23a～第三光致抗蚀剂层；24～源极电极；25～第四光致抗蚀剂层；26～保护层；28a～漏极开口；28b～源极开口；30～氧化铟锡薄膜；31～第五光致抗蚀剂层；32～漏极像素电极；34～源极像素电极；36～信道；40～基板；42～栅极金属线；44a～绝缘层；44b～半导体层；44c～n型掺杂硅层；46～导电层；48、48a～光致抗蚀剂层；52～岛状结构；53～信道；54～漏极电极；56～源极电极；58～保护层；58a～漏极开口；58b～源极开口；62～漏极像素电极；64～源极像素电极第一实施例图2A至图2L显示本专利技术的第一实施例的流程图。首先，如图2A所示，于一透明基板10上，形成一金属薄膜12及一第一光致抗蚀剂层11。接着，藉由照相腐蚀技术，利用一第一光掩模图案对第一光致抗蚀剂层11曝光。接着，参考图2B，去除第一光致抗蚀剂层11与部分金属薄膜12形成既定图案的一栅极金属线13。于基板10与栅极金属线13上更形成一绝缘层14，例如一非晶系氮化硅层。接着，参考图2C，于非晶系氮化硅层14上依次形成一半导体层16、一掺杂硅层18与一信号金属层20，其中半导体层16可以非晶系硅为材料制造且掺杂硅层18可以n型非晶系硅为材料制造。如图2D所示，于信号金属层20上形成一第二光致抗蚀剂层21。接着，藉由照相腐蚀技术，利用一第二光掩模图案对第二光致抗蚀剂层21曝光。接着，参考图2E，去除部分的信号金属层20与掺杂硅层18，以形成一漏极电极22与一源极电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄膜晶体管平面显示器的制造方法，前述薄膜晶体管形成于一基板上，该方法包括下列步骤： （ａ）在上述基板上形成一栅极金属线； （ｂ）在上述基板与上述栅极金属线上依次形成一绝缘层、一半导体层、一掺杂硅层及一信号金属层； （ｃ）定义上述掺杂硅层与上述信号金属层的图案，以形成一漏极电极与一源极电极，且上述漏极电极与源极电极之间定义为一信道； （ｄ）在上述半导体层、漏极电极、源极电极上、与信道中形成一光致抗蚀剂层； （ｅ）自上述基板底部对上述光致抗蚀剂层曝光，移除受光照射的光致抗蚀剂层，再以存留的光致抗蚀剂层为屏蔽，移除未被上述存留的光致抗蚀剂层覆盖的半导体层，以形成一包括上述半导体层、掺杂硅层、漏极电极、与源极电极的一岛状结构； （ｆ）移除上述光致抗蚀剂层，并在上述绝缘层、漏极电极、源极电极及半导体层上，形成一保护层，上述保护层具有至少一第一开口与一第二开口，其中上述第一开口位在上述漏极电极上方，第二开口位在上述源极电极上方；以及 （ｇ）在上述保护层上更形成一漏极像素电极与一源极像素电极，上述漏极像素电极藉由上述第一开口与上述漏极电极接触，且上述源极像素电极藉由上述第二开口与上述源极电极接触。...

【技术特征摘要】
1.一种薄膜晶体管平面显示器的制造方法，前述薄膜晶体管形成于一基板上，该方法包括下列步骤(a)在上述基板上形成一栅极金属线；(b)在上述基板与上述栅极金属线上依次形成一绝缘层、一半导体层、一掺杂硅层及一信号金属层；(c)定义上述掺杂硅层与上述信号金属层的图案，以形成一漏极电极与一源极电极，且上述漏极电极与源极电极之间定义为一信道；(d)在上述半导体层、漏极电极、源极电极上、与信道中形成一光致抗蚀剂层；(e)自上述基板底部对上述光致抗蚀剂层曝光，移除受光照射的光致抗蚀剂层，再以存留的光致抗蚀剂层为屏蔽，移除未被上述存留的光致抗蚀剂层覆盖的半导体层，以形成一包括上述半导体层、掺杂硅层、漏极电极、与源极电极的一岛状结构；(f)移除上述光致抗蚀剂层，并在上述绝缘层、漏极电极、源极电极及半导体层上，形成一保护层，上述保护层具有至少一第一开口与一第二开口，其中上述第一开口位在上述漏极电极上方，第二开口位在上述源极电极上方；以及(g)在上述保护层上更形成一漏极像素电极与一源极像素电极，上述漏极像素电极藉由上述第一开口与上述漏极电极接触，且上述源极像素电极藉由上述第二开口与上述源极电极接触。2.如权利要求1所述的平面显示器制造方法，其中在步骤(a)中，在上述基板上，先形成一金属层与一第一光致抗蚀剂层，接着藉由一第一照相腐蚀步骤形成上述栅极金属线。3.如权利要求1所述的平面显示器制造方法，其中在步骤(c)中，在上述掺杂硅层上形成一第二光致抗蚀剂层后，藉由一第二照相腐蚀步骤形成上述漏极电极与源极电极。4.如权利要求1所述的平面显示器制造方法，其中在步骤(d)中的上述光致抗蚀剂层为一第三光致抗蚀剂层，且在步骤(f)中，在上述绝缘层、漏极电极、源极电极与上述信道中之半导体层上依次形成一保护层与一第四光致抗蚀剂层，之后藉由一第三照相腐蚀步骤形成具有上述第一与第二开口的上述保护层。5.如权利要求1所达的薄膜晶体管制造方法，其中在步骤(g)中，在上述保护层上依次形成一氧化铟锡层与一第五光致抗蚀剂层，藉由一第四照相腐蚀步骤形成上述漏极像素电极与上述源极像素电极。6.如权利要求1所述的薄膜晶体管制造方法，其中包括利用四次照相腐蚀步骤，其中包括一第一次照相腐蚀步骤用以形成上述栅极金属线，一第二次照相腐蚀步骤用以形成上述...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁嘉璠，
申请(专利权)人：友达光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]