TWI269922B

TWI269922B - Manufacturing method of LCD screen

Info

Publication number: TWI269922B
Application number: TW091104322A
Authority: TW
Inventors: Chu-Jung Shih; Gwo-Long Lin; I-Min Lu; I-Wei Wu
Original assignee: Tpo Displays Corp
Priority date: 2002-03-07
Filing date: 2002-03-07
Publication date: 2007-01-01
Also published as: US6731352B2; JP2003270666A; US20030169394A1

Description

1269922 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明説明（）發明領波丄· 一種液晶顯示螢幕的製造方法，特別是能同時形成儲存電容的第一電極及驅動電晶體的源/汲極區及通道區，而且全部的製程僅需六道光罩即可完成。發明背景上低溫多晶砂（Low Temperature Polycrystalline Silicon) 的製程已被運用於薄膜電晶體（Thin Film Transistor， TFT)液晶顯示螢幕(Liquid Crystal Display，LCD)的製造之上。因爲電子移動能力的增加，所以液晶顯示螢幕的解析度可以大幅提昇，品質更佳。由於適用於液晶顯示螢幕的驅動電晶體必須以多晶矽製程製造，習知的非晶矽 (Amorphous Silicon)液晶顯示螢幕只做儲存電容的部分，驅動電晶體必須另行購入再貼到液晶顯示螢幕上。低溫多晶矽的製程使同時製造儲存電容及驅動電晶體成爲可能。習知的以低溫多晶矽製程同時製造儲存電容及驅動電晶體需要十二道光罩，請參照美國專利第6140162號。十二道光罩的製程會大幅增加低溫多晶矽液晶顯示螢幕的製造成本，而使低溫多晶矽液晶顯示螢幕的製造成本高於非晶矽液晶顯示螢幕的製造成本達數倍之多，而使產品缺少競爭力。因此，本發明及針對習知的缺點，減少低溫 (請先閲讀背面之注意事項

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2 本〇5^7^[中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公爱) 1269922 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明説明（）多晶矽液晶顯示螢幕製程所使用的光罩數，即降低製造的成本’而使產品更具有競爭力。發明目的及槪沭^ 有鑑於此，本發明的目的在提供一種低溫多晶砍液晶顯7Γ：螢幕的製造方法，僅需要六到光罩即可完成畫素電極及驅動電晶體的製程。本發明的另一目的在提供一種低溫多晶矽液.晶顯示螢幕的製造方法，可以大幅降低製造的成本，使產品更具有競爭力。本發明的又一目的在提供一種低溫多晶矽液晶顯示螢幕的製造方法，可以以自動對準（Self-alignment)的製程，同時定義出源/汲極區及通道區，以縮減使用光罩的數目。本發明所提供的液晶顯示螢幕的製造方法，係先於絕緣基材之上形成一多晶砂層，形成多晶政層的方法係爲一低溫多晶矽的製程。以第一道光罩在多晶砂層上定義出第一主動區及第二主動區。第一主動區係爲〜驅動區而第二主動區係爲一畫素區。在多晶政層之上形成第一絕緣層，接著以第二道光罩同時在第一主動區上形成閘極及在第二主動區上形成閘極及下電極。接著進行〜p型離子佈植，在多晶砍層中定義出源/汲極區及通道區。再覆蓋第二絕緣層。 3 (請先閲讀背面之注意事項

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國國家標準(CNS)A4規格P10X297公釐) 1269922 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明説明（）再以第三道光罩在第二絕緣層中形成第一接觸窗，並暴露出源/汲極區的表面。形成一第一導體層於第一接觸窗內及第二絕緣層表面，以第四道光罩定義出源極線與汲極線並分別與源極區以及汲極區電性耦合。形成一介電層覆蓋於絕緣基材之上，以第五道光罩於第二主動區上之介電層中形成介層窗並暴露出汲極線，再於第二主動區上形成畫素電極與汲極線電性連接，並以第六道光罩定義出畫素電極的位置。因此，本發明提供一六道光罩的製程來製造液晶顯示螢幕，可以大幅的降低製造成本。而且，在第二道光罩和第三道光罩間更包括了一自動對準的製程，可以減少了使光罩使用的數目。圖式簡單說明：第1圖係繪示根據本發明所揭露的液晶顯示螢幕的製造方法的第一道光罩製程；第2圖係繪示根據本發明所揭露的液晶顯示螢幕的製造方法的第二道光罩製程；第3圖係繪示根據本發明所揭露的液晶顯示螢幕的製造方法的第三道光罩製程；第4圖係繪示根據本發明所揭露的液晶顯示螢幕的製造方法的第四道光罩製程；第5圖係繪示根據本發明所揭露的液晶顯示螢幕的製造方法的第五道光罩製程；以及 ~ 4 (請先閲讀背面之注意事項

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標細 *) 公 97 1269922 A7 B7 五、發明説明（）第6圖係繪示根據本發明所揭露的液晶顯示螢幕的製造方法的第六道光罩製程。圖號對照說明= 100 102 104 106 108、 112、 114、 118 ： 120 ： 122 ： 126 ： 128 ： 132 ： 134 ：絕緣基材緩衝層氮化層’ 氧化層 110 :主動區 124、130 :絕緣層 116 :閘極下電極源/汲極區通道區接觸窗開口源/汲極導線介層窗畫素電極 (請先閲讀背面之注意事項

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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製發明詳細說明：實施例國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐） 1269922 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明説明（）爲了讓本發明所提供之低濫多晶砂液晶顯示營幕的製造方法更爲淸楚，茲提供一較佳實施例說明如下。請參照第1圖，第1圖係繪示根據本發明所揭露的液晶顯示螢幕的製造方法的第一道光罩製程。在絕緣棊材 100之上，先形成緩衝層102，緩衝層102包括一氮化餍 1〇4及一氧化層1〇6。接著，形成非晶矽層（未繪示於圖上）於緩衝層1〇2之上，形成非晶矽層的方法包括一化學氣相沉積法（Chemical Vapor Deposition，CVD)。藉由一雷射低溫回火將該非晶矽層轉換成多晶矽層（未繪示於圖上），此一轉化的步驟亦可於第一道光罩製程完成之後進行。以旋塗的方法在多晶矽層上形成一光阻層（未繪示於圖上），圖案化光阻層並以光阻層爲罩幕蝕刻多晶矽層以形成主動區1 〇 8及主動區110 ’第一主動區係爲一驅動區而弟_^主動區則爲一^畫素區。請參照第2圖’第2圖係繪示根據本發明所揭露的液晶顯示螢幕的製造方法的第二道光罩製程。在第一主動區 108及第二主動區110之上共形地覆蓋絕緣層112，形成絕緣層112的材質可以爲氧化矽或是金屬氧化物。接著，在絕緣層112之上形成一導體層（未繪示於圖上）’此一導體層可以爲一多晶矽材質。以旋塗的方法在導體層上形成〜光阻層（未繪示於圖上）’圖案化光阻層並以光阻層爲罩幕蝕刻導體層以形成閘極114於主動區108之上及閘極116和下電極U8於主動區U2之上。 6 本㈣脅，能中國國家標準(CNS)A4規格(21〇X297公爱) C請先閱讀背面之注意事項

本頁) 訂.

1269922 a7 _ B7 五、發明說明（）請參照第3圖，第3圖係繪示根據本發明所揭露的液晶顯示營幕的製造方法的第三道光罩製程。以閘極U4、閘極116和下電極118爲罩幕，對主動區108及主動區11〇進行離子佈植，而在主動區108及110上形成源/汲極區 120、通道區122。佈植的離子爲P型的離子，例如硼離子，佈植的離子濃度約介於10E19至10E21個離子/每立方公分之間。請繼續參照第3圖，在完成離子佈植之後，形成絕緣層124覆蓋於該絕緣基材1〇〇上之所有元件，絕緣層124 的材質可以爲氧化矽、氮化矽或其他絕緣材料。以旋塗的方法在導體層上形成一光阻層（未繪示於圖上），圖案化光阻層並以光阻層爲罩幕蝕刻絕緣層124和絕緣層112而形成接觸窗開口 126,接觸窗開口 126暴露出源/汲極區 120的表面。請參照第4圖，第4圖係繪示根據本發明所揭露的液晶顯示螢幕的製造方法的第四道光罩製程。沉積一導體層 (未繪示於圖上）於絕緣層124之上並塡滿接觸窗開口 126，此一導體層的材質可以爲金屬、多晶矽及摻雜多晶矽。以旋塗的方法在導體層上形成一光阻層（未繪示於圖上），圖案化光阻層並以光阻層爲罩幕鈾刻導體層，在接觸窗開口 126內及其上方形成源/汲極導線128。請參照第5圖，第5圖係繪示根據本發明所揭露的液晶顯示螢幕的製造方法的第五道光罩製程。在絕緣層I24 的上方形成另一具有平坦化表面的絕緣層130。以旋塗的 7 (請先閱讀背面之注意事項寫本頁)

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本f f國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1269922 A7 B7 五、發明說明（）方法在導體層上形成一光阻層（未繪示於圖上），圖案化光阻層並以光阻層爲罩幕蝕刻絕緣層130而形成一介層窗 132。介層窗Π2暴露出主動區110上方之汲極導線128。請參照第6圖，第6圖係繪示根據本發明所揭露的液晶顯示螢幕的製造方法的第六道光罩製程。共形地形成一銦錫氧化層（未繪不於圖上）於絕緣層13 0之上及介層窗 132之內。以旋塗的方法在導體層上形成一光阻層（未繪示於圖上），圖案化光阻層並以光阻層爲罩幕蝕刻銦錫氧化層而在主動區11〇的上方形成一畫素電極134。由本實施例的敘述可知，本發明所揭露的低溫多晶矽液晶顯示螢幕的製造方法，僅需要六到光罩即可完成畫素電極及驅動電晶體的製程。而且，在第二道光罩和第三道光罩間更包括了一自動對準的製程，可以減少了使光罩使用的數目。因此，本發明所揭露的低溫多晶矽液晶顯示螢幕的製造方法，可以大幅的降低製造成本，而使低溫多晶矽液晶顯示螢幕在市場上更具有競爭性。如熟悉此技術之人員所瞭解的，以上所述僅爲本發明之較佳賓施例而已，並非用以限定本發明之申請專利範圍；凡其它未脫離本發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含在下述之申請專利範圍內。 -n n n 1 1 _· iBBl n Mmmmg ABB-1 ϋ (請先閱讀背面之注意事項HI寫本頁) - π擊寫太

線經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 8 本紙張家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐)

Claims

1269922 A8 B8 C8 D8 ~、申請專利範圍申請專利範圍：經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1. 一種液晶顯示螢幕的製造方法，該方法至少包括：提供一絕緣基材；形成一緩衝層於該絕緣基材之上；形成一非晶矽層於該緩衝層之上；藉由一雷射低溫回火將該非晶矽層轉換成一多晶矽層；定義該多晶矽層以形成第一主動區及第二主動區，該第一主動區係爲一驅動區而該第二主動區係爲一畫素區；形成一第一絕緣層，覆蓋於該多晶矽層之上；形成圖案畫一第一導體層於該驅動及該畫素區上之該第一絕緣層之上，該第一導體層係爲閘極及電容之上電極；以該第一導體層爲罩幕，對該多晶矽層進行一摻雜以定義出源/汲極區及通道區及下電極；形成一第二絕緣層覆蓋於該絕緣基材之上；形成複數個第一接觸窗開口並暴露出該閘極及該些源/汲極區；形成一第二導體層於該第二絕緣層之上並塡滿該些接觸窗開口；圖案化該第二導體層形成源極線與該源極區電性耦合以及汲極線與該汲極區電性耦合；形成具有平坦表面一介電層覆蓋該第二絕緣層及該 9 (請先閱讀背面之注意事項

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本紙張^养^1肖^國家標準(CNS)A4規格(210X 297公釐) A B CD 1269922 申請專利範圍第二導體層；形成第二接觸窗開口並暴露出位於該畫素區上方之該汲極線；以及形成一畫素電極與該汲極線電性連接。意事 2. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示螢幕的製造方法，其中該摻雜係爲一 P型離子佈植。 3. 如申請專利範圍第2項所述之液晶顯示螢幕的製造方法，其中該P型離子佈植的濃度約介於10E19至 10E21個離子/每立方公分之間。 4. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示螢幕的製造方法，其中該摻雜更包括定義出該電容之下電極。 5. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示螢幕的製造方法，其中該緩衝層依序包括一氮化層及一氧化層。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 6. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示螢幕的製造方法，其中形成該畫素電極的材質係爲一銦錫氧化矽材質。 7. —種液晶顯示螢幕的製造方法，該方法適用於一絕緣基材之上，至少包括： 10 本紙？! 國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐） A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1269922 六、申請專利範圍形成一多晶矽層於該絕緣基材之上；定義該多晶矽層以形成第一主動區及第二主動區；形成一第一絕緣層，覆蓋於該多晶矽層之上；形成圖案畫一第一導體層於該第一絕緣層之上，該第一導體層係爲閘極及電容之上電極；以該第一導體層爲罩幕，對該多晶矽層進行一 p型離子佈植以定義出源/汲極區及通道區；形成一第二絕緣層覆蓋於該絕緣基材之上；形成複數個第一接觸窗開口並暴露出該些源/汲極區；形成源極線與汲極線分別與該源極區以及該汲極區電性耦合；形成距平坦表面一介電層覆蓋該第二絕緣層及該源極線與該汲極線；形成第二接觸窗開口於該介電層中並暴露出位於該第二主動區上方之該汲極線；以及形成一畫素電極與該汲極線電性連接。 8. 如申請專利範圍第7項所述之液晶顯示螢幕的製造方法，該第一主動區係爲一驅動區而該第二主動區係爲一畫素區。 9. 如申請專利範圍第7項所述之液晶顯示螢幕的製造方法，其中形成該多晶矽層之前，更包括先形成一緩衝層。 11 本紙張國家標準(CNS)A4規格(210><297公釐)

1269922 A B CD 六、申請專利範圍經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 10. 如申請專利範圍第7項所述之液晶顯示螢幕的製造方法，其中形成該多晶矽層的方法更包括：形成一非晶矽材質層；以及藉由一雷射低溫回火將該非晶矽層轉換成該多晶矽層。 11. 如申請專利範圍第7項所述之液晶顯示螢幕的製造方法，其中該P型離子佈植的濃度介於10E19至10E21 個離子/每立方公分之間。 12. 如申請專利範圍第7項所述之液晶顯示螢幕的製造方法，其中該P型離子佈植更包括定義出該電容之下電極。 13. 如申請專利範圍第9項所述之液晶顯示螢幕的製造方法，其中該緩衝層依序包括一氮化層及一氧化層。 14. 如申請專利範圍第7項所述之液晶顯示螢幕的製造方法，其中形成該畫素電極的材質係爲一銦錫氧化矽材質。 12 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -

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