專利名稱：薄膜晶體管基板及其制作方法、顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種薄膜晶體管基板，且特別是有關(guān)于一種底柵極薄膜晶體管基板。
背景技術(shù)：
隨著顯示科技的日益進(jìn)步，人們借著顯示器的輔助可使生活更加便利，為求顯示器輕、薄的特性，促使平面顯示器(flat panel display, FPD)成為目前的主流。在諸多平面顯示器中，液晶顯示器(liquid crystal display, IXD)具有高空間利用效率、低消耗功率、無輻射以及低電磁干擾等優(yōu)越特性，因此，液晶顯示器深受消費者歡迎。液晶顯示器主要是由薄膜晶體管基板、彩色濾光基板與位于兩基板之間的液晶層所構(gòu)成。薄膜晶體管基板具有多個底柵極薄膜晶體管。于現(xiàn)有技術(shù)中，底柵極薄膜晶體管的工藝會遭遇到一些問題，例如在形成源極與源極時，容易損傷位于其下的主動層，以致于背通道受損。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種薄膜晶體管基板的制作方法包括:提供一基板；于基板上形成一柵極；于基板上形成一覆蓋柵極的柵絕緣層；于柵絕緣層上形成一主動材料層；于主動材料層上形成一感光材料層；利用一半調(diào)式掩膜(mask)對感光材料層進(jìn)行一微影工藝，以圖案化感光材料層而形成一感光保護(hù)層，感光保護(hù)層位于柵極上方且具有未貫穿感光保護(hù)層的一第一凹槽與一第二凹槽；以感光保護(hù)層為掩膜刻蝕主動材料層，以形成一主動層；移除第一凹槽與第二凹槽底部的感光保護(hù)層，以分別暴露出主動層的一第一部分與一第二部分；形成一連接第一部分的第一電極；以及形成一連接第二部分的第二電極，其中第一電極為一源極與一源極其中之一，第二電極為源極與源極其中之另一。
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本發(fā)明另提供一種薄膜晶體管基板包括:一基板；一柵極，位于基板上；一柵絕緣層，位于基板上且覆蓋柵極；一主動層，配置于柵絕緣層上，且位于柵極上方；一感光保護(hù)層，位于主動層上，且暴露出主動層的一第一部分與一第二部分；一第一電極，連接第一部分；以及一第二電極，連接第二部分。本發(fā)明亦提供一種顯示器，包括一如上所述的薄膜晶體管基板；一基板，與該薄膜晶體管基板相對設(shè)置；以及一顯示介質(zhì)，設(shè)置于該薄膜晶體管基板與該基板之間。本發(fā)明可利用半調(diào)式掩膜進(jìn)行微影工藝以形成具有凹槽的感光保護(hù)層。本發(fā)明的感光保護(hù)層既可作為刻蝕主動材料層時的刻蝕掩膜，又可作為源極/源極工藝的刻蝕停止層，以保護(hù)其下的主動層。此外，本發(fā)明可選擇以等離子體灰化工藝移除感光保護(hù)層的凹槽底部以暴露出部分的主動層，由于等離子體灰化工藝可使主動層的暴露出的部分的氧含量降低，故可提高該部分的導(dǎo)電度，進(jìn)而降低源極/源極與該部分連接時的接觸阻抗。


圖1A至圖1F繪示本發(fā)明一實施例的薄膜晶體管的制作流程圖；圖2A至圖2D繪示圖1B至圖1E的上視圖；圖3A至圖3F繪示本發(fā)明另一實施例的薄膜晶體管的制作流程圖；圖4A至圖4D繪示圖3B至圖3E的上視圖；圖5繪示本發(fā)明一實施例的顯示器的剖面圖。附圖標(biāo)號:110、520 基板；120 柵極；130 柵絕緣層；140 主動層；140a 主動材料層；142 側(cè)壁；144 第一部分；146 第二部分；148 第三部分；150 感光保護(hù)層；150a 感光材料層；152、153、154、155 外緣；156 側(cè)壁；160 第一電極；170 第二電極；180 圖案化絕緣層；182 開口；190 導(dǎo)電層；500 顯示器；510 薄膜晶體管基板；530 顯示介質(zhì)；Al 不透光區(qū)；A2、A4、A5 半透光區(qū)；A3 全透光區(qū)；M 半調(diào)式掩膜；Rl 第一凹槽；R2 第二凹槽。
具體實施例方式以下將詳細(xì)說明本發(fā)明實施例的制作與使用方式。然應(yīng)注意的是，本發(fā)明提供許多可供應(yīng)用的發(fā)明概念，其可以多種特定型式實施。文中所舉例討論的特定實施例僅為制造與使用本發(fā)明的特定方式，非用以限制本發(fā)明的范圍。此外，在不同實施例中可能使用重復(fù)的標(biāo)號或標(biāo)示。這些重復(fù)僅為了簡單清楚地敘述本發(fā)明，不代表所討論的不同實施例及/或結(jié)構(gòu)之間具有任何關(guān)聯(lián)性。再者，當(dāng)述及一第一材料層位于一第二材料層上或之上時，包括第一材料層與第二材料層直接接觸或間隔有一或更多其他材料層的情形。在圖式中，實施例的形狀或是厚度可擴大，以簡化或是方便標(biāo)示。再者，圖中未繪示或描述的元件，為所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者所知的形式。圖1A至圖1F繪示本發(fā)明一實施例的薄膜晶體管基板的制作流程圖。首先，請參照圖1A,提供一基板110,例如一玻璃基板。接著,于基板110上形成一柵極120以及一覆蓋柵極120的柵絕緣層130。在一實施例中，柵極120的材質(zhì)可包括鋁(Al)與鑰(Mo)、或是其他適合的導(dǎo)電材料。柵絕緣層130的材質(zhì)例如為二氧化硅或是其他具有高介電常數(shù)的介電材料。然后，于柵絕緣層130上形成一主動材料層140a。主動材料層140a的材質(zhì)例如為銦鎵鋅氧化物(IGZO, indium-gallium-zinc-oxide)、或是其他適于作為主動層的半導(dǎo)體材料。之后，于主動材料層140a上形成一感光材料層150a。感光材料層150a的材質(zhì)例如為一感光性的有機無機混成材料，且其中材料包括硅氧烷(siloxane)及壓克力樹脂。如此一來，感光材料層150a不但具有光阻特性，還具有硅的耐化性。然后，請參照圖1A與圖1B，利用一半調(diào)式掩膜M對感光材料層150a進(jìn)行一微影工藝，以圖案化感光材料層150a而形成一感光保護(hù)層150。半調(diào)式掩膜M具有不透光區(qū)Al、半透光區(qū)A2(透光率可為1% 99%)、全透光區(qū)A3。經(jīng)過微影工藝所形成的感光保護(hù)層150位于柵極120正上方且具有未貫穿感光保護(hù)層150的一第一凹槽Rl與一第二凹槽R2，其中第一凹槽Rl與第二凹槽R2對應(yīng)于半透光區(qū)A2。圖2A至圖2D繪示圖1B至圖1E的上視圖，圖1B至圖1E是繪示沿圖2A至圖2D中的1-1線段的剖面圖。請同時參照圖1B與圖2A，在一實施例中，第一凹槽Rl與第二凹槽R2分別鄰近感光保護(hù)層150的相對二外緣152、154。之后，請參照圖1C與圖2B，以感光保護(hù)層150為掩膜刻蝕主動材料層140a，以形成一主動層140?？涛g主動材料層140a的方法例如為濕式刻蝕(wet etching)。在一實施例中，主動層140的側(cè)壁142內(nèi)縮于感光保護(hù)層150的側(cè)壁156，亦即，前述刻蝕工藝產(chǎn)生了一底切結(jié)構(gòu)(undercut structure)。然后，請參照圖1D與圖2C，可選擇性地進(jìn)行一等離子體灰化工藝，以移除第一凹槽Rl與第二凹槽R2底部的感光保護(hù)層150，從而分別暴露出主動層140的一第一部分144與一第二部分146。此時，主動層140的側(cè)壁142凸出于感光保護(hù)層150的側(cè)壁156。值得注意的是，當(dāng)主動層140的材質(zhì)為氧化物半導(dǎo)體時，主動層140內(nèi)的氧含量會與主動層140的導(dǎo)電度成反比，而由于等離子體灰化工藝會減少第一部分144與第二部分146的氧含量，故可提高第一部分144與第二部分146的導(dǎo)電度。因此，第一部分144與第二部分146的導(dǎo)電度可高于主動層140的一位于感光保護(hù)層150下的第三部分148的導(dǎo)電度。此外，由于本實施例的感光保護(hù)層150具有未貫穿感光保護(hù)層150的第一凹槽Rl與第二凹槽R2，因此，可藉由移除第一凹槽Rl與第二凹槽R2底部的感光保護(hù)層150來暴露出部分的主動層140。在移除第一凹槽Rl與第二凹槽R2底部的感光保護(hù)層150之后，主動層140的側(cè)壁142可凸出于感光保護(hù)層150的側(cè)壁156，因此，消除了以感光保護(hù)層150為掩膜刻蝕主動材料層140a時所產(chǎn)生的底切結(jié)構(gòu)，故可避免底切結(jié)構(gòu)造成后續(xù)形成的源極/源極與主動層140接觸不良的問題。 接著，請參照圖1E與圖2D，于柵絕緣層130上全面形成一導(dǎo)電層(未繪示)，并例如以微影與刻蝕的方式圖案化該導(dǎo)電層，以形成暴露出部分感光保護(hù)層150的第一電極160與第二電極170，其中第一電極160連接第一部分144，第二電極170連接第二部分146。第一電極160與第二電極170可作為源極與源極。在一實施例中，第一電極160由感光保護(hù)層150上經(jīng)第一部分144延伸至柵絕緣層130上，第二電極170由感光保護(hù)層150上經(jīng)第二部分146延伸至柵絕緣層130上。值得注意的是，在本實施例中，由于主動層140的第一部分144與第二部分146具有較高的導(dǎo)電度，因此，可有效減少電極(亦即，第一電極160與第二電極170)與主動層140之間的接觸阻抗。此外，在刻蝕形成第一電極160與第二電極170的步驟中，本實施例的感光保護(hù)層150可作為刻蝕停止層，以保護(hù)其下的主動層140免于受到刻蝕工藝的損害，此外，由于毋須去除感光保護(hù)層150，故可避免其下的主動層140受到光阻洗液的損害。之后，請參照圖1F，可于基板110上全面性地形成一絕緣層(未繪示)，之后圖案化該絕緣層，以形成一圖案化絕緣層180，圖案化絕緣層180具有一暴露出第二電極170的開口 182。然后，可于圖案化絕緣層180上形成一導(dǎo)電層190，導(dǎo)電層190延伸入開口 182中以連接第二電極170。圖3A至圖3F繪示本發(fā)明另一實施例的薄膜晶體管基板的制作流程圖。值得注意的是，本實施例中相似于圖1A至圖1F的元件將使用同樣的標(biāo)號，且不再贅述。首先，請參照圖3A，提供一基板110。接著，于基板110上形成一柵極120以及一覆蓋柵極120的柵絕緣層130。然后，于柵絕緣層130上形成一主動材料層140a。之后，于主動材料層140a上形成一感光材料層150a。然后，請參照圖3A與圖3B，利用一半調(diào)式掩膜M對感光材料層150a進(jìn)行一微影工藝，以圖案化感光材料層150a而形成一感光保護(hù)層150。半調(diào)式掩膜M具有不透光區(qū)Al、半透光區(qū)A4、A5 (透光率可為I % 99% )、全透光區(qū)A3。經(jīng)過微影工藝所形成的感光保護(hù)層150位于柵極120正上方且具有未貫穿感光保護(hù)層150的一第一凹槽Rl與一第二凹槽R2，其中第一凹槽Rl與第二凹槽R2分別對應(yīng)半透光區(qū)A4、A5。圖4A至圖4D繪示圖3B至圖3E的上視圖，圖3B至圖3E是繪示沿圖4A至圖4D中的1-1線段的剖面圖。請同時參照圖3B與圖4A，在一實施例中，第一凹槽Rl鄰近感光保護(hù)層150的外緣152、153、155并大致上呈U形，第二凹槽R2自感光保護(hù)層150的外緣154向感光保護(hù)層150的內(nèi)側(cè)延伸，且第一凹槽Rl圍繞第二凹槽R2。之后，請參照圖3C與圖4B，以感光保護(hù)層150為掩膜刻蝕主動材料層140a，以形成一主動層140?？涛g主動材料層140a的方法例如為濕式刻蝕。在一實施例中，主動層140的側(cè)壁142內(nèi)縮于感光保護(hù)層150的側(cè)壁156,亦即，前述刻蝕工藝產(chǎn)生了一底切結(jié)構(gòu)。然后，請參照圖3D與圖4C，可選擇性地進(jìn)行一等離子體灰化工藝，以移除第一凹槽Rl與第二凹槽R2底部的感光保護(hù)層150，從而分別暴露出主動層140的一第一部分144與一第二部分146。此時，主動層140的側(cè)壁142凸出于感光保護(hù)層150的側(cè)壁156。 接著，請參照圖3E與圖4D，于柵絕緣層130上全面形成一導(dǎo)電層(未繪示)，并圖案化該導(dǎo)電層，以形成暴露出部分感光保護(hù)層150的第一電極160與第二電極170,其中第一電極160連接第一部分144,第二電極170連接第二部分146。第一電極160與第二電極170可作為源極與源極。在一實施例中，第一電極160由感光保護(hù)層150上經(jīng)第一部分144延伸至柵絕緣層130上，第二電極170由感光保護(hù)層150上經(jīng)第二部分146延伸至柵絕緣層130上。之后，請參照圖3F，可于基板110上全面性地形成一絕緣層(未繪示)，之后圖案化該絕緣層，以形成一圖案化絕緣層180，圖案化絕緣層180具有一暴露出第二電極170的開口 182。然后，可于圖案化絕緣層180上形成一導(dǎo)電層190，導(dǎo)電層190延伸入開口 182中以連接第二電極170。圖5繪示本發(fā)明一實施例的顯示器的剖面圖。請參照圖5，本實施例的顯示器500包括一薄膜晶體管基板510、一基板520以及一夾于薄膜晶體管基板510與基板520之間的顯示介質(zhì)530。薄膜晶體管基板510可為前述圖1F與圖3F所示的薄膜晶體管基板，顯示介質(zhì)530可為液晶層或有機發(fā)光層?；?20例如為彩色濾光基板或是透明基板。綜上所述，本發(fā)明是采用感光材料來形成感光保護(hù)層，因此，可利用半調(diào)式掩膜進(jìn)行微影工藝以形成具有凹槽的感光保護(hù)層。本發(fā)明的感光保護(hù)層既可作為刻蝕主動材料層時的刻蝕掩膜，又可作為源極/源極工藝的刻蝕停止層，以保護(hù)其下的主動層。此外，本發(fā)明可選擇以等離子體灰化工藝移除感光保護(hù)層的凹槽底部以暴露出部分的主動層，由于等離子體灰化工藝可使主動層的暴露出的部分的氧含量降低，故可提高該部分的導(dǎo)電度，進(jìn)而降低源極/源極與該部分連接時的接觸阻抗。本發(fā)明雖以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明的范圍，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人與，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可做些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種薄膜晶體管基板的制作方法，其特征在于，所述薄膜晶體管基板的制作方法包括: 提供一基板； 于所述基板上形成一柵極； 于所述基板上形成一覆蓋所述柵極的柵絕緣層； 于所述柵絕緣層上形成一主動材料層； 于所述主動材料層上形成一感光材料層； 利用一半調(diào)式掩膜對所述感光材料層進(jìn)行一微影工藝，以圖案化所述感光材料層而形成一感光保護(hù)層，所述感光保護(hù)層位于所述柵極上方且具有未貫穿所述感光保護(hù)層的一第一凹槽與一第二凹槽； 以所述感光保護(hù)層為掩膜刻蝕所述主動材料層，以形成一主動層； 移除所述第一凹槽與所述第二凹槽底部的所述感光保護(hù)層，以分別暴露出所述主動層的一第一部分與一第二部分； 形成一連接所述第一部分的第一電極；以及 形成一連接所述第二部分的第二電極，其中所述第一電極為一源極與一源極其中之一，所述第二電極為所述源極與所述源極其中之另一。
2.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管基板的制作方法，其特征在于，移除所述第一凹槽與所述第二凹槽底部的所述感光保護(hù)層的步驟包括: 對所述感光保護(hù)層進(jìn)行一等離子體灰化工藝。
3.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管基板的制作方法，其特征在于，所述第一凹槽與所述第二凹槽分別鄰近所述感光保護(hù)層的相對二外緣。
4.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管基板的制作方法，其特征在于，所述第一電極是由所述感光保護(hù)層上經(jīng)所述第一部分延伸至所述柵絕緣層上，所述第二電極是由所述感光保護(hù)層上經(jīng)所述第二部分延伸至所述柵絕緣層上。
5.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管基板的制作方法，其特征在于，形成所述第一電極與所述第二電極的步驟包括: 于所述柵絕緣層上全面形成一導(dǎo)電層；以及 圖案化所述導(dǎo)電層，暴露出部分所述感光保護(hù)層以形成所述第一電極與所述第二電極。
6.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管基板的制作方法，其特征在于，所述感光保護(hù)層的材質(zhì)包括一感光性的有機無機混成材料。
7.如權(quán)利要求6所述的薄膜晶體管基板的制作方法，其特征在于，所述感光性的有機無機混成材料中包括硅氧烷。
8.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管基板的制作方法，其特征在于，所述第一凹槽鄰近所述感光保護(hù)層的外緣并大致上呈U形，所述第二凹槽白所述感光保護(hù)層的外緣向所述感光保護(hù)層的內(nèi)側(cè)延伸，且所述第一凹槽圍繞所述第二凹槽。
9.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管基板的制作方法，其特征在于，在移除所述第一凹槽與所述第二凹槽底部的所述感光保護(hù)層之前，所述主動層的側(cè)壁內(nèi)縮于所述感光保護(hù)層的側(cè)壁。
10.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管基板的制作方法，其特征在于，在移除所述第一凹槽與所述第二凹槽底部的所述感光保護(hù)層之后，所述主動層的側(cè)壁凸出于所述感光保護(hù)層的側(cè)壁。
11.一種薄膜晶體管基板，其特征在于，所述的薄膜晶體管基板包括: 一基板； 一柵極，位于所述基板上； 一柵絕緣層，位于所述基板上且覆蓋所述柵極； 一主動層，配置于所述柵絕緣層上，且位于所述柵極上方； 一感光保護(hù)層，位于所述主動層上，且暴露出所述主動層的一第一部分與一第二部分； 一第一電極，連接所述第一部分；以及 一第二電極，連接所述第二部分。
12.如權(quán)利要求11所述的薄膜晶體管基板，其特征在于，所述感光保護(hù)層的材質(zhì)為一感光性的有機無機混成材料。
13.如權(quán)利要求12所述的薄膜晶體管基板，其特征在于，所述感光性的有機無機混成材料中包括硅氧烷。
14.如權(quán)利要求11所述的薄膜晶體管基板，其特征在于，所述感光保護(hù)層位于所述主動層的一第三部分上，且所述第一部分與所述第二部分的導(dǎo)電度高于所述第三部分的導(dǎo)電度。
15.如權(quán)利要求11所述的薄膜晶體管基板，其特征在于，所述第一電極由所述感光保護(hù)層上經(jīng)所述第一部分延伸至所述柵絕緣層上，所述第二電極由所述感光保護(hù)層上經(jīng)所述第二部分延伸至所述柵絕緣層上。
16.如權(quán)利要求11所述的薄膜晶體管基板，其特征在于，所述第一部分與所述第二部分分別鄰近所述主動層的相對二外緣。
17.如權(quán)利要求11所述的薄膜晶體管基板，其特征在于，所述第一部分鄰近所述主動層的外緣并大致上呈U形，所述第二部分白所述主動層的外緣向所述主動層的內(nèi)側(cè)延伸，且所述第一部分圍繞所述第二部分。
18.—種顯示器，其特征在于，所述的顯示器包括: 一如權(quán)利要求11所述的薄膜晶體管基板； 一基板，與所述薄膜晶體管基板相對設(shè)置；以及 一顯示介質(zhì)，形成于所述薄膜晶體管基板與所述基板之間。
19.如權(quán)利要求18所述的顯示器，其特征在于，所述顯示介質(zhì)為一液晶層。
20.如權(quán)利要求18所述的顯示器，其特征在于，所述顯示介質(zhì)為一有機發(fā)光層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種薄膜晶體管基板及其制作方法、顯示器，該方法包括于基板上依序形成一柵極、一覆蓋柵極的柵絕緣層、一主動材料層、與一感光材料層；利用一半調(diào)式掩膜進(jìn)行一微影工藝，以形成一感光保護(hù)層，感光保護(hù)層位于柵極上方且具有一第一凹槽與一第二凹槽；以感光保護(hù)層為掩膜刻蝕主動材料層，以形成一主動層；移除第一凹槽與第二凹槽底部的感光保護(hù)層，以分別暴露出主動層的一第一部分與一第二部分；形成一連接第一部分的第一電極；以及形成一連接第二部分的第二電極。
文檔編號H01L21/027GK103178004SQ20111043457
公開日2013年6月26日 申請日期2011年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月22日
發(fā)明者李冠鋒 申請人:群康科技(深圳)有限公司, 奇美電子股份有限公司