專利名稱：有源元件基板及其形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有源元件基板的形成方法，特別是涉及一種能減少光掩模的有源元件基板的形成方法。
背景技術(shù)：
圖1至5顯示傳統(tǒng)有源元件基板的工藝流程的截面圖。
如圖1所示，在基板101上具有薄膜晶體管結(jié)構(gòu)，包括在基板101上的半導(dǎo)體層103，其中半導(dǎo)體層103的兩端具有源極/漏極摻雜區(qū)103a。柵極絕緣層105形成在半導(dǎo)體層103上。在柵極絕緣層105上具有柵極107，對(duì)應(yīng)于半導(dǎo)體層103中的通道區(qū)103b，和介電層109，形成在柵極107與柵極絕緣層105之上。
如圖2所示，圖案化介電層109與柵極絕緣層105形成接觸窗111，以露出源極/漏極摻雜區(qū)103a。接著在介電層109上形成導(dǎo)電層(未繪示)并填滿接觸窗111，之后如圖3所示，將導(dǎo)電層圖案化形成源極/漏極113。
如圖4所示，在圖3所示的結(jié)構(gòu)上沉積保護(hù)層115，并圖案化形成接觸窗117，并露出源極/漏極113的頂部表面。
最后如圖5所示，在保護(hù)層115上形成透明導(dǎo)電層(未繪示)，填滿接觸窗117并與源極/漏極113電連接，并以光刻蝕刻工藝圖案化透明導(dǎo)電層，以形成有源元件基板上的像素電極119。
上述工藝中，由形成接觸窗111開(kāi)始至完成像素電極，總共需要四道光掩模，其中包括(1)圖案化形成接觸窗111時(shí)需要第一道光掩模，(2)圖案化形成源極/漏極113時(shí)需要第二道光掩模，(3)圖案化形成接觸窗117時(shí)需要第三道光掩模，和(4)圖案化形成像素電極119時(shí)需要第四道光掩模。
在半導(dǎo)體工藝中，光掩模數(shù)量是決定工藝成本的重要因素，因此本領(lǐng)域亟需一種能減少光掩模的方法來(lái)降低其制造成本。

發(fā)明內(nèi)容
為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種有源元件基板的形成方法，包括提供基板，具有半導(dǎo)體層，該半導(dǎo)體層具有源極摻雜區(qū)、通道區(qū)和漏極摻雜區(qū)；柵極絕緣層，位于該半導(dǎo)體層之上；和柵極，位于該柵極絕緣層之上，對(duì)應(yīng)于該通道區(qū)；在該柵極和該柵極絕緣層之上依次沉積介電層和透明導(dǎo)電層；圖案化該透明導(dǎo)電層和該介電層，分別形成兩接觸窗以暴露出該源極摻雜區(qū)與該漏極摻雜區(qū)；并且在該透明導(dǎo)電層上形成源極與漏極，透過(guò)該接觸窗分別與該源極摻雜區(qū)和該漏極摻雜區(qū)電連接。
本發(fā)明還提供一種有源元件基板，包括基板；半導(dǎo)體層，位于該基板之上，其中該半導(dǎo)體層包括源極摻雜區(qū)、通道和漏極摻雜區(qū)；柵極絕緣層，位于該半導(dǎo)體層之上；柵極，位于該柵極絕緣層之上，對(duì)應(yīng)于該通道；介電層，置于柵極絕緣層和該柵極之上；源極與漏極，置于該介電層之上，透過(guò)兩接觸窗分別與該源極摻雜區(qū)和該漏極摻雜區(qū)電連接；和透明導(dǎo)電層，夾設(shè)于該源極/漏極與該介電層之間，并延伸至顯示區(qū)。
本發(fā)明還提供一種有源元件基板的形成方法，包括提供基板；形成半導(dǎo)體層于該基板上，該半導(dǎo)體層具有源極區(qū)、通道區(qū)和漏極區(qū)；形成柵極絕緣層于該半導(dǎo)體層上；形成柵極于該柵極絕緣層上；形成介電層于該柵極上；形成第一導(dǎo)電層于該介電層上；圖案化該第一導(dǎo)電層、該介電層和該柵極絕緣層，分別形成兩接觸窗以暴露出該源極區(qū)與該漏極區(qū)；并且形成源極和漏極于該第一導(dǎo)電層上，分別通過(guò)該兩接觸窗與該源極區(qū)和該漏極區(qū)電連接。
本發(fā)明還提供一種有源元件基板的形成方法，包括提供基板；形成半導(dǎo)體層于該基板上；圖案化該半導(dǎo)體層以分別定義出第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層，其中該第一半導(dǎo)體層具有源極區(qū)、通道區(qū)和漏極區(qū)；形成柵極絕緣層于該第一半導(dǎo)體層、該第二半導(dǎo)體層和該基板上；形成柵極層于該柵極絕緣層上；圖案化該柵極層以分別定義出第一柵極和第二柵極對(duì)應(yīng)該第一半導(dǎo)體層和該第二半導(dǎo)體層；依次形成介電層和透明導(dǎo)電層于該第一柵極、該第二柵極和該柵極絕緣層上；圖案化該介電層和該透明導(dǎo)電層，分別形成兩接觸窗以暴露出該源極區(qū)與該漏極區(qū)；形成導(dǎo)電層于該透明導(dǎo)電層上，并通過(guò)該兩接觸窗與該源極區(qū)與該漏極區(qū)電連接；并且圖案化該導(dǎo)電層與該透明導(dǎo)電層，以形成源極和漏極并露出該源極與該漏極之間的該介電層，并且露出該第二柵極上方的部分該透明導(dǎo)電層。
為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉優(yōu)選實(shí)施例，并結(jié)合附圖作詳細(xì)說(shuō)明。


圖1至5顯示傳統(tǒng)有源元件基板的工藝流程的截面圖。
圖6至11顯示本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中有源元件基板的工藝流程的截面圖。
圖12顯示本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中有源元件基板的截面圖。
簡(jiǎn)單符號(hào)說(shuō)明基板～101、601、701；半導(dǎo)體層～103、603、703A、703B；柵極絕緣層～105、605、705；源極/漏極摻雜區(qū)～103a、603a、703a；柵極～107、607、707A、707B；像素電極～119；通道區(qū)～103b、603b、703b；介電層～109、609、709；導(dǎo)電層～611、615；接觸窗～111、117、613、713；源極/漏極～113、617、717；保護(hù)層～115、619、719；晶體管～700A；電容～700B。
具體實(shí)施例方式
圖6至圖11顯示本發(fā)明有源元件基板的工藝流程的截面圖。
如圖6所示，提供基板601，優(yōu)選為透明基板，例如玻璃或石英，但也可為不透明基板，例如晶片或陶瓷。除了上述剛性基板外，也可為可撓性基板，例如塑料、聚酯(polyester)、橡膠等。在基板601上具有薄膜晶體管結(jié)構(gòu)，包括半導(dǎo)體層603，其材料例如是多晶硅、非晶硅或單晶硅，其中半導(dǎo)體層603的兩端具有摻雜形成的源極/漏極摻雜區(qū)603a。在半導(dǎo)體層603上形成有柵極絕緣層605，其材料例如是氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或上述材料的組合。在柵極絕緣層605上具有柵極607，其材料例如是Ti、Ta、Mo、Al、Nd、Au、Ag、Cu或上述材料的組合，對(duì)應(yīng)于薄膜晶體管的通道區(qū)603b，其中通道區(qū)603b位于半導(dǎo)體層603中源極/漏極摻雜區(qū)603a之間。在柵極607與柵極絕緣層605之上形成有介電層609，例如是氮化硅、氧化硅、氮氧化硅或上述材料的組合。
現(xiàn)有技術(shù)在完成上述結(jié)構(gòu)后，依次形成源極/漏極113、保護(hù)層115和像素電極119(如第2至圖5所示)，相比之下，本發(fā)明則是直接先沉積像素電極。如圖6所示，在介電層609上形成導(dǎo)電層611，例如是ITO、IZO、ZAO、GZO(TCO)、Ti、Ta、Mo、Al、Nd、Au、Ag、Cu或上述材料的組合，作為本發(fā)明有源元件基板的像素電極。其中導(dǎo)電層611若應(yīng)用在液晶顯示器像素中的穿透區(qū)，則優(yōu)選為透明導(dǎo)電層，其材料例如是ITO、IZO、ZAO或GZO(TCO)；若應(yīng)用在液晶顯示器像素中的反射區(qū)，則材料優(yōu)選為Ti、Ta、Mo、Al、Nd、Au、Ag或Cu。
如圖7所示，以光刻蝕刻工藝，依次蝕刻導(dǎo)電層611、介電層609和柵極絕緣層605，形成兩接觸窗613并露出部分源極/漏極摻雜區(qū)603a的頂部表面。接著，如圖8所示，在圖7所示的結(jié)構(gòu)上沉積導(dǎo)電層615，其中導(dǎo)電層615與導(dǎo)電層611直接接觸，并填滿接觸窗613以與源極/漏極摻雜區(qū)603a的頂部表面電連接，其中導(dǎo)電層615可為Ti、Ta、Mo、Al、Nd、Au、Ag、Cu、Cr或上述材料的組合。
如圖9所示，以光刻蝕刻工藝，依次蝕刻移除導(dǎo)電層615和導(dǎo)電層611，露出源極/漏極摻雜區(qū)603a間部分介電層609的頂部表面，形成源極/漏極617。與傳統(tǒng)工藝比較，本發(fā)明是先將像素電極(導(dǎo)電層611)形成在介電層609之上后，才制作源極/漏極617。
之后，如圖10所示，在圖9所示的結(jié)構(gòu)上形成保護(hù)層619，其材料例如是氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、有機(jī)材料或上述材料的組合，覆蓋源極/漏極617和露出的介電層609。接著，可選擇性地提供平坦化工藝，例如化學(xué)機(jī)械研磨工藝(CMP)，將保護(hù)層619的表面整平以利后續(xù)工藝。最后如圖11所示，以光刻蝕刻工藝，依次蝕刻保護(hù)層619和導(dǎo)電層615至露出底下的導(dǎo)電層611，作為顯示器有源元件基板上的像素電極。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供一種有源元件基板的形成方法，能有效減少工藝中光掩模的使用數(shù)量。如圖6至圖11所示，由形成接觸窗613至蝕刻露出導(dǎo)電層611作為像素電極的工藝中只需要三道光掩模，其中包括(1)圖案化導(dǎo)電層611、介電層609和柵極絕緣層605形成接觸窗613時(shí)需要第一道光掩模，(2)圖案化導(dǎo)電層615形成源極/漏極617時(shí)需要第二道光掩模，以及(3)圖案化保護(hù)層619和導(dǎo)電層615以露出顯示區(qū)的導(dǎo)電層611時(shí)需要第三道光掩模。由于導(dǎo)電層611形成在源極/漏極617和保護(hù)層619之下，與源極/漏極617直接接觸，因此，在形成保護(hù)層619后，只需再以一道光掩模圖案化保護(hù)層619和導(dǎo)電層615，露出底下的導(dǎo)電層611，作為顯示器有源元件基板的像素電極，而不需如現(xiàn)有技術(shù)中(如圖4和圖5所示)，先以一道光掩模圖案化保護(hù)層115形成源極/漏極113和像素電極119的接觸窗117，再以第二道光掩模圖案化透明導(dǎo)電層形成像素電極119。
圖12顯示本發(fā)明另一實(shí)施例，按著圖6至圖11的工藝還可同步形成晶體管700A和電容700B。如圖所示，在基板701上形成半導(dǎo)體層(未繪示)，其材料例如是多晶硅、非晶硅或單晶硅。圖案化半導(dǎo)體層以分別定義出半導(dǎo)體層703A和半導(dǎo)體層703B，其中半導(dǎo)體層703A具有源極/漏極摻雜區(qū)703a和通道區(qū)703b，而半導(dǎo)體層703B則作為電容700B的下電極。在半導(dǎo)體層703A、半導(dǎo)體層703B和基板701上形成柵極絕緣層705，其材料例如是氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或上述材料的組合。
在柵極絕緣層705上形成柵極層(未標(biāo)示)，并圖案化柵極層以定義出柵極707A和柵極707B，分別對(duì)應(yīng)于半導(dǎo)體層703A和半導(dǎo)體層703B，其中柵極707B作為電容700B的上電極。接著，在該柵極707A、柵極707B和柵極絕緣層705上依次形成介電層709和透明導(dǎo)電層711，之后，圖案化介電層709和透明導(dǎo)電層711，分別形成兩接觸窗713以暴露出部分源極/漏極摻雜區(qū)703a。在該透明導(dǎo)電層711上形成導(dǎo)電層(未標(biāo)示)，并圖案化導(dǎo)電層與透明導(dǎo)電層711，以露出源極/漏極717之間的介電層709和柵極707B上方的部分透明導(dǎo)電層711，以形成源極/漏極717，其透過(guò)接觸窗713與源極/漏極摻雜區(qū)703a電連接。最后，在源極/漏極717及其間露出的介電層709上形成保護(hù)層719。
由上述可得知，本發(fā)明的顯示器有源元件基板的形成方法能有效減少工藝所需的光掩模，使工藝成本大幅降低。
雖然本發(fā)明已以優(yōu)選實(shí)施例揭示如上，但是其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可對(duì)其進(jìn)行改變與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍如所附權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種有源元件基板的形成方法，包括提供基板，具有半導(dǎo)體層，該半導(dǎo)體層具有源極摻雜區(qū)、通道區(qū)和漏極摻雜區(qū)；柵極絕緣層，位于該半導(dǎo)體層之上；和柵極，位于該柵極絕緣層之上，對(duì)應(yīng)于該通道區(qū)；在該柵極和該柵極絕緣層上依次沉積介電層和透明導(dǎo)電層；圖案化該透明導(dǎo)電層和該介電層，分別形成兩接觸窗以暴露出該源極摻雜區(qū)與該漏極摻雜區(qū)；并且在該透明導(dǎo)電層上形成源極與漏極，透過(guò)該接觸窗分別與該源極摻雜區(qū)和該漏極摻雜區(qū)電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的有源元件基板的形成方法，其中該源極與該漏極的形成方法包括在該透明導(dǎo)電層上形成導(dǎo)電層，并透過(guò)該接觸窗分別與該源極摻雜區(qū)和該漏極摻雜區(qū)電連接；并且圖案化該導(dǎo)電層和該透明導(dǎo)電層，形成該源極與該漏極，并露出該源極與該漏極之間的該介電層。
3.如權(quán)利要求2所述的有源元件基板的形成方法，其中該導(dǎo)電層包括Ti、Ta、Mo、Al、Nd、Au、Ag、Cu、Cr或上述材料的組合。
4.如權(quán)利要求1所述的有源元件基板的形成方法，還包括在該源極和該漏極上形成保護(hù)層，并且圖案化該保護(hù)層以露出部分該透明導(dǎo)電層。
5.如權(quán)利要求1所述的有源元件基板的形成方法，其中該半導(dǎo)體層包括多晶硅、單晶硅或非晶硅。
6.如權(quán)利要求1所述的有源元件基板的形成方法，其中該透明導(dǎo)電層包括ITO、IZO、ZAO或GZO。
7.一種有源元件基板，包括基板；半導(dǎo)體層，位于該基板之上，其中該半導(dǎo)體層包括源極摻雜區(qū)、通道和漏極摻雜區(qū)；柵極絕緣層，位于該半導(dǎo)體層之上；柵極，位于該柵極絕緣層之上，對(duì)應(yīng)于該通道；介電層，置于柵極絕緣層和該柵極之上；源極與漏極，置于該介電層之上，透過(guò)兩接觸窗分別與該源極摻雜區(qū)和該漏極摻雜區(qū)電連接；和透明導(dǎo)電層，夾設(shè)于該源極/漏極與該介電層之間，并延伸至顯示區(qū)。
8.如權(quán)利要求7所述的有源元件基板，還包括保護(hù)層，形成在該源極與該漏極之上，露出該顯示區(qū)的該透明導(dǎo)電層。
9.如權(quán)利要求7所述的有源元件基板，其中該半導(dǎo)體層包括多晶硅、單晶硅或非晶硅。
10.如權(quán)利要求7所述的有源元件基板，其中該透明導(dǎo)電層包括ITO、IZO、ZAO或GZO。
11.一種有源元件基板的形成方法，包括提供基板；形成半導(dǎo)體層于該基板上，該半導(dǎo)體層具有源極區(qū)、通道區(qū)和漏極區(qū)；形成柵極絕緣層于該半導(dǎo)體層上；形成柵極于該柵極絕緣層上；形成介電層于該柵極上；形成第一導(dǎo)電層于該介電層上；圖案化該第一導(dǎo)電層、該介電層和該柵極絕緣層，分別形成兩接觸窗以暴露出該源極區(qū)與該漏極區(qū)；并且形成源極和漏極于該第一導(dǎo)電層上，分別通過(guò)該兩接觸窗與該源極區(qū)和該漏極區(qū)電連接。
12.如權(quán)利要求11所述的有源元件基板的形成方法，其中形成該源極和該漏極的步驟包括形成第二導(dǎo)電層于該第一導(dǎo)電層上；圖案化該第二導(dǎo)電層以形成該源極和該漏極并分別通過(guò)該接觸窗與該源極區(qū)和該漏極區(qū)電連接；并且圖案化該第一導(dǎo)電層以暴露出該源極與該漏極之間的該介電層。
13.一種有源元件基板的形成方法，包括提供基板；形成半導(dǎo)體層于該基板上；圖案化該半導(dǎo)體層以分別定義出第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層，其中該第一半導(dǎo)體層具有源極區(qū)、通道區(qū)和漏極區(qū)；形成柵極絕緣層于該第一半導(dǎo)體層、該第二半導(dǎo)體層和該基板上；形成柵極層于該柵極絕緣層上；圖案化該柵極層以分別定義出第一柵極和第二柵極對(duì)應(yīng)該第一半導(dǎo)體層和該第二半導(dǎo)體層；依次形成介電層和透明導(dǎo)電層于該第一柵極、該第二柵極和該柵極絕緣層上；圖案化該介電層和該透明導(dǎo)電層，分別形成兩接觸窗以暴露出該源極區(qū)與該漏極區(qū)；形成導(dǎo)電層于該透明導(dǎo)電層上，并通過(guò)該兩接觸窗與該源極區(qū)和該漏極區(qū)電連接；并且圖案化該導(dǎo)電層與該透明導(dǎo)電層，以形成源極和漏極并露出該源極與該漏極之間的該介電層，并且露出該第二柵極上方的部分該透明導(dǎo)電層。
全文摘要
一種有源元件基板的形成方法，包括提供基板，具有半導(dǎo)體層，該半導(dǎo)體層具有源極摻雜區(qū)、通道區(qū)和漏極摻雜區(qū)；柵極絕緣層，位于該半導(dǎo)體層之上；和柵極，位于該柵極絕緣層之上，對(duì)應(yīng)于該通道區(qū)；在該柵極和該柵極絕緣層之上依次沉積介電層和透明導(dǎo)電層；圖案化該透明導(dǎo)電層和該介電層，分別形成兩接觸窗以暴露出該源極摻雜區(qū)和該漏極摻雜區(qū)；并且在該透明導(dǎo)電層上形成源極和漏極，透過(guò)該接觸窗分別與該源極摻雜區(qū)和該漏極摻雜區(qū)電連接。
文檔編號(hào)H01L27/12GK1889253SQ20061010900
公開(kāi)日2007年1月3日 申請(qǐng)日期2006年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月25日
發(fā)明者鄭逸圣 申請(qǐng)人:友達(dá)光電股份有限公司