CN101197333A - 像素结构的制作方法 - Google Patents

Abstract

一种像素结构的制作方法，包括下列步骤：首先，提供基板。接着，形成第一导电层于基板上，并提供暴露出部分第一导电层的第一遮罩于第一导电层上方。之后，使用激光经过第一遮罩照射第一导电层，以移除部分第一导电层，而形成栅极。接着，形成栅极绝缘层于基板上以覆盖栅极。继之，形成沟道层于栅极上方的栅极绝缘层上。之后，形成源极与漏极于栅极两侧的沟道层上。接着，形成图案化保护层覆盖沟道层并暴露出漏极。之后，形成电极材料层以覆盖图案化保护层与暴露的漏极，并通过图案化保护层使电极材料图案化，以形成像素电极。本发明相比于公知的像素结构制作方法，可以简化工艺步骤并减少光掩模的制作成本。

Description

像素结构的制作方法

技术领域

本发明涉及一种像素结构的制作方法，且特别涉及一种使用激光剥离工艺(laser ablation process)来制作半导体层的像素结构的制作方法。

背景技术

显示器为人与信息的沟通界面，目前以平面显示器为主要发展的趋势。平面显示器主要有以下几种：有机电激发光显示器(organicelectroluminescence display)、等离子体显示器(plasma display panel)以及薄膜晶体管液晶显示器等(thin film transistor liquid crystal display)。其中，又以薄膜晶体管液晶显示器的应用最为广泛。一般而言，薄膜晶体管液晶显示器主要由薄膜晶体管阵列基板(thin film transistor array substrate)、彩色滤光阵列基板(color filter substrate)和液晶层(liquid crystal layer)所构成。其中，薄膜晶体管阵列基板包括多条扫描线(scan lines)、多条数据线(data lines)以及多个阵列排列的像素结构(pixel unit)，且各个像素结构分别与对应的扫描线及数据线电性连接。

图1A～图1G为公知像素结构的制作方法示意图。首先，请参照图1A，提供基板10，并通过第一道光掩模工艺于基板10上形成栅极20。接着，请参照图1B，在基板10上形成栅极绝缘层30以覆盖住栅极20。然后，请参照图1C，通过第二道光掩模工艺于栅极绝缘层30上形成位于栅极20上方的沟道层40。之后，请参照图1D，通过第三道光掩模工艺于沟道层40的部分区域以及栅极绝缘层30的部分区域上形成源极50以及漏极60。一般而言，沟道层40的材质为非晶硅(amorphous silicon)，值得一提的是，为了减少沟道层40与源极50之间以及沟道层40与漏极60之间的接触阻抗，实务上可利用离子掺杂(ion doping)的方式于非晶硅的表面形成N型掺杂区。

请继续参照图1D，源极50与漏极60分别由沟道层40的两侧延伸至栅极绝缘层30上，并将沟道层40的部分区域暴露。接着，请参照图1E，于基板10上形成保护层70以覆盖栅极绝缘层30、沟道层40、源极50以及漏极60。然后，请参照图1F，通过第四道光掩模工艺将保护层70图案化，以于保护层70中形成接触孔H。由图1F可知，保护层70中的接触孔H会将漏极60的部分区暴露。之后，请参照图1G，通过第五道光掩模工艺于保护层70上形成像素电极80，由图1G可知，像素电极80会透过接触孔H与漏极60电性连接。在像素电极80制作完成之后，便完成了像素结构90的制作。

承上述，公知的像素结构90主要是通过五道光掩模工艺来进行制作，换言之，像素结构90需采用五个具有不同图案的光掩模(mask)来进行制作。由于光掩模的造价十分昂贵，且每道光掩模工艺均须使用到具有不同图案的光掩模，因此，若无法缩减光掩模工艺的数目，像素结构90的制造成本将无法降低。

此外，随着薄膜晶体管液晶显示面板的尺寸日益增加，用来制作薄膜晶体管阵列基板的光掩模尺寸也会随之增加，而大尺寸的光掩模在造价上将更为昂贵，使得像素结构90的制造成本无法有效地降低。

发明内容

本发明涉及一种像素结构的制作方法，其适于降低制作成本。

为具体描述本发明的内容，在此提出一种像素结构的制作方法，其先提供基板，并形成第一导电层于基板上。接着，提供第一遮罩于第一导电层上方，且第一遮罩暴露出部分的第一导电层。之后，使用激光经过第一遮罩照射第一导电层，以移除第一遮罩所暴露的部分第一导电层，而形成栅极。继之，形成栅极绝缘层于基板上，以覆盖栅极。接着，形成沟道层于栅极上方的栅极绝缘层上。之后，形成源极以及漏极于栅极两侧的沟道层上，且栅极、沟道层、源极以及漏极构成薄膜晶体管。接着，形成图案化保护层于薄膜晶体管上，以覆盖沟道层并暴露漏极。之后，形成电极材料层，以覆盖图案化保护层与暴露的漏极，并且通过图案化保护层使电极材料层图案化，以形成像素电极。

在本发明的像素结构制作方法中，还包括在形成图案化保护层之后，烘烤图案化保护层，以使图案化保护层的顶表面凸出于图案化保护层的侧壁。在一个实施例中，图案化保护层的顶表面为蕈状(mushroom)顶表面。

在本发明的像素结构制作方法中，还包括在形成像素电极之后，移除图案化保护层。

在本发明的像素结构制作方法中，形成沟道层的方法包括例如为先形成半导体层于基板上，接着，图案化半导体层，以形成沟道层。在另一实施例中，形成沟道层的方法例如为先形成半导体层于基板上，接着，提供第二遮罩于半导体层上方，且第二遮罩暴露出部分的半导体层。之后，使用激光经过第二遮罩照射半导体层，以移除第二遮罩所暴露的部分半导体层。

在本发明的像素结构制作方法中，形成源极以及漏极的方法例如为先形成第二导电层于沟道层与栅极绝缘层上，接着，图案化第二导电层，以形成源极以及漏极。

在本发明的像素结构制作方法中，包括同时形成该沟道层、该源极以及该漏极。在一个实施例中，同时形成该沟道层、该源极以及该漏极的方法例如为先形成半导体层于栅极绝缘层上，接着，形成第三导电层于半导体层上。继之，形成光致抗蚀剂层于栅极上方的第三导电层上，其中光致抗蚀剂层可分为第一光致抗蚀剂区块与位于第一区块两侧的第二光致抗蚀剂区块，且第一光致抗蚀剂区块的厚度小于第二光致抗蚀剂区块的厚度。接着，以光致抗蚀剂层为掩模对第三导电层与半导体层进行第一蚀刻工艺。然后，减少光致抗蚀剂层的厚度，直到第一光致抗蚀剂区块被完全移除。最后，以剩余的第二光致抗蚀剂区块为掩模对第三导电层进行第二蚀刻工艺，以使剩余的第三导电层构成源极与漏极，而半导体层构成沟道层。在另一实施例中，同时形成沟道层、源极以及漏极的方法例如为先形成半导体层于栅极绝缘层上，接着，形成第二导电层于半导体层上。之后，形成光致抗蚀剂层于栅极上方的第二导电层上，其中光致抗蚀剂层可分为第一光致抗蚀剂区块与位于第一区块两侧的第二光致抗蚀剂区块，且第一光致抗蚀剂区块的厚度小于第二光致抗蚀剂区块的厚度。继之，以光致抗蚀剂层为掩模对第二导电层进行第一蚀刻工艺以及对半导体层进行第二蚀刻工艺。之后，减少光致抗蚀剂层的厚度，直到第一光致抗蚀剂区块被完全移除。接着，以剩余的第二光致抗蚀剂区块为掩模对第二导电层进行第三蚀刻工艺以及对半导体层进行第四蚀刻工艺，以使剩余的第二导电层构成源极以及漏极，而半导体层构成沟道层。

上述形成光致抗蚀剂层的第一光致抗蚀剂区块与第二光致抗蚀剂区块的方法例如是经过半调式光掩模工艺或灰调式光掩模工艺。在另一实施例中，形成光致抗蚀剂层的第一光致抗蚀剂区块与第二光致抗蚀剂区块的方法也可以是使用激光经过遮罩照射光致抗蚀剂层而形成。此外，在其他实施例中，沟道层、源极与漏极的制作方法还包括在形成半导体层之后，先形成欧姆接触层于半导体层表面。接着，经过第一蚀刻工艺与第二蚀刻工艺，移除对应于第二光致抗蚀剂区块之外的欧姆接触层。上述的减少光致抗蚀剂层厚度的方法包括进行灰化(ashing)工艺。

在本发明的像素结构制作方法中，形成图案化保护层的方法，在一个实施例中例如是在形成薄膜晶体管之后，形成保护层于薄膜晶体管上。接着，再图案化保护层。在另一实施例中，形成图案化保护层的方法例如是在形成薄膜晶体管之后，形成保护层于薄膜晶体管上。接着，提供第三遮罩于保护层上方，且第三遮罩暴露出部分的保护层。然后，使用激光经过第三遮罩照射保护层，以移除第三遮罩所暴露的部分保护层。

在本发明的像素结构制作方法中，图案化保护层包括形成于部分栅极绝缘层上。

在本发明的像素结构制作方法中，图案化保护层的组成包括有机光致抗蚀剂材料。

在本发明的像素结构制作方法中，形成导电层的方法包括通过溅镀形成铟锡氧化物层或铟锌氧化物层。

在本发明的像素结构制作方法中，照射于半导体层的激光能量例如是介于10mJ/cm²至500mJ/cm²之间。另外，激光的波长例如是介于100nm至400nm之间。

在本发明的像素结构制作方法中，还包括在形成栅极的同时形成下层电容电极，而在形成源极以及漏极的同时形成上层电容电极，其中下层电容电极与上层电容电极构成储存电容器。

本发明通过图案化保护层的适当图案在形成导电层的同时，即完成导电层的图案化，以形成像素电极，因此相比于公知的像素结构制作方法，可以简化工艺步骤并减少光掩模的制作成本。此外，在制作半导体层时，激光剥离工艺所使用的遮罩较公知的光掩模简易，因此激光剥离工艺步骤中所使用的遮罩的造价较为低廉。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

图1A～图1G为公知像素结构的制作方法示意图。

图2A～图2H为本发明的一种像素结构的制作方法示意图。

图3A～图3C为一种形成沟道层的激光剥离制作方法示意图。

图4A～图4C为一种形成源极以及漏极的制作方法示意图。

图5A～图5D为一种同时形成沟道层、源极以及漏极的制作方法示意图。

图6A～图6F为另一种同时形成沟道层、源极以及漏极的制作方法示意图。

图7A～图7E为另一种同时形成沟道层、源极以及漏极的制作方法示意图。

图8A～图8C为一种形成图案化保护层的激光剥离制作方法示意图。

图9A～图9I为本发明的另一种像素结构的制作方法示意图。

并且，上述附图中的各附图标记说明如下：

10、200  基板

20、212  栅极

30       栅极绝缘层

40、232  沟道层

50、242  源极

60、244  漏极

70       保护层

80、282  像素电极

90       像素结构

210      第一导电层

216      下层电容电极

220      栅极绝缘层

230      半导体层

240      第二导电层

246   上层电容电极

250   光致抗蚀剂层

250a  第一光致抗蚀剂区块

250b  第二光致抗蚀剂区块

252   图案化光致抗蚀剂层

260   薄膜晶体管

270   保护层

272   图案化保护层

280   导电材料层

280A、280B  部分导电材料层

C     储存电容器

L     激光

H     接触孔

M     蕈状的顶表面

S1    第一遮罩

S2    第二遮罩

S3    第三遮罩

具体实施方式

第一实施例

图2A～图2H为本发明的一种像素结构的制作方法的示意图。请参照图2A，首先提供基板200，基板200的材质例如为玻璃、塑胶等硬质或软质材料。接着，形成第一导电层210于基板200上，其中第一导电层210例如是通过溅镀(sputtering)、蒸镀(evaporation)或是其他薄膜沉积技术所形成，第一导电层210的材质例如为铝(Al)、钼(Mo)、钛(Ti)、钕(Nd)、上述的氮化物如氮化钼(MoN)、氮化钛(TiN)、其叠层、上述的合金或是其他导电材料。

接着，如图2B所示，提供第一遮罩S1于第一导电层210上方，且第一遮罩S1暴露出部分的第一导电层210，并使用激光L经过第一遮罩S1照射第一导电层210。详言之，经激光L照射后的第一导电层210会吸收激光L的能量而自基板200表面剥离(ablation)。具体而言，用来剥离第一导电层210的激光L的能量例如是介于10mJ/cm²至500mJ/cm²之间。另外，激光L的波长例如是介于100nm至400nm之间。特别的是，本实施例的激光L也可利用数字曝光方式(digital exposure)来进行栅极材料层210的剥离程序，其中数字曝光方式具有自动定位以及调整能量的作用，使得激光光束的剥离工艺更为准确。

之后，如图2C所示，移除第一遮罩S1所暴露的部分第一导电层210之后，剩余的第一导电层210构成栅极212。值得注意的是，不同于公知使用造价昂贵的光掩模来进行栅极212的制作，本发明使用造价低廉的遮罩S1完成栅极212的制作，因此能节省成本。在本实施例中，像素结构的制作方法还包括在形成栅极212的同时，形成下层电容电极216。

接着，请参照图2D，于基板200上形成覆盖栅极212以及下层电容电极216的栅极绝缘层220，其中栅极绝缘层220例如是通过化学气相沉积法(chemical vapor deposition，CVD)或其他合适的薄膜沉积技术所形成，而栅极绝缘层220的材质例如是氧化硅、氮化硅或氮氧化硅等介电材料。接着，形成沟道层232于栅极212上方的栅极绝缘层200上，而沟道层232的材质例如是非晶硅(amorphous silicon)或其他半导体材料。在本实施例中，形成沟道层232的方法例如是通过化学气相沉积法形成半导体层230(标示于图3A)，接着，在图案化半导体层230以形成沟道层232。

请接着参照图2E，形成源极242以及漏极244于栅极212两侧的沟道层232上，其中形成源极242以及漏极244的方法包括先形成第二导电层240(标示于图4A)于沟道层232与栅极绝缘层220上，接着再图案化第二导电层240，而第二导电层240的材质例如为铝(Al)、钼(Mo)、钛(Ti)、钕(Nd)、上述的氮化物如氮化钼(MoN)、氮化钛(TiN)、其叠层、上述的合金或是其他导电材料。上述的栅极212、沟道层232、源极242以及漏极244构成薄膜晶体管260。另外，如图2E所示，在本实施例中，在形成源极242以及漏极244的同时，还包括形成上层电容电极246，使得下层电容电极216与上层电容电极246构成储存电容器C，以维持良好的显示品质。

此外，在其他实施例中，可先在半导体层230(标示于图3A)的表面形成欧姆接触层(未标示)，接着，再通过蚀刻工艺移除部分的欧姆接触层(未标示)。举例而言，可利用离子掺杂(ion doping)的方式于半导体层230(标示于图3A)的表面形成N型掺杂区，以减少沟道层232与源极242之间以及沟道层232与漏极244之间的接触阻抗。

接着，请参照图2F，形成图案化保护层272于薄膜晶体管260上，以覆盖沟道层232并暴露出部分漏极244。如图2F所示，在本实施例中，图案化保护层272所形成的范围包括形成于部分栅极绝缘层220上，图案化保护层272的材质可以例如是丙烯酸树脂、感光性树脂等有机介电材料所组成，也可以例如是氧化硅、氮化硅或氮氧化硅等无机介电材料所组成，而形成图案化保护层272的方法例如是通过光致抗蚀剂涂布或其他合适的薄膜沉积技术，如化学气相沉积法所形成。接着，请继续参照图2F，以图案化保护层272以及第二导电层240为掩模，进行蚀刻工艺，以移除未被图案化保护层272以及第二导电层240所遮蔽的另一部分栅极绝缘层220，并同时暴露出栅极焊垫(未标示)上的第一导电层210(未标示)。

然后，请参考图2G，形成电极材料层280，以覆盖图案化保护层272与暴露的漏极244，其中电极材料层280的材质为铟锡氧化物或铟锌氧化物，而形成电极材料层280的方法例如是通过溅镀形成铟锡氧化物层或铟锌氧化物层。由于作为电极材料层280底层的图案化保护层272具有适当厚度，使得在形成电极材料层280时会形成电性绝缘的二部分电极材料层280A与280B。详言之，设计者可以适当控制底层图案化保护层272的厚度，并利用电极材料层280的薄膜沉积工艺的非等向性特性，使得电极材料层280根据底层图案化保护层272的厚度落差，形成不连续的二部分电极材料层280A与280B。一部分电极材料层280A形成于图案化保护层272上，而另一部分电极材料层280B则形成于基板200与漏极244上。其中，部分与漏极244连接的电极材料层280B则构成像素电极282。值得注意的是，不同于公知技术，本实施例利用图案化保护层272的设计，于形成电极材料层280时同步图案化，而完成像素电极282制作，因此本发明可以减少一道光掩模工艺，并降低工艺的复杂度。一般而言，在形成像素电极282之后，更可以将图案化保护层272移除，如图2H所示。移除图案化保护层272的方法例如使用剥离液于图案化保护层272与电极材料层280的表面，使得图案化保护层272的底表面因剥离液的侵入而自薄膜晶体管260表面或栅极绝缘层220表面剥离。

此外，上述形成沟道层232的方法例如可以使用激光剥离工艺来进行制作。图3A～图3C为一种形成沟道层的激光剥离制作方法示意图。请先参照图3A，先形成半导体层230于基板200上。接着参照图3B，提供第二遮罩S2于半导体层230上方，且第二遮罩S2暴露出部分的半导体层230。然后，使用激光L经过第二遮罩S2照射半导体层230，以移除第二遮罩S2所暴露的部分半导体层230。最后如图3C所示，剩余的半导体层230构成沟道层232。特别的是，本实施例的激光L也可利用数字曝光方式来进行半导体层230的剥离程序，其中数字曝光方式具有自动定位以及调整能量的作用，使得激光光束的剥离工艺更为准确。

此外，图4A～图4C为一种上述形成源极242以及漏极244的制作方法示意图。请先参照图4A，先形成第二导电层240于沟道层232与栅极绝缘层220上。接着请参照图4B，图案化第二导电层240。详言之，例如在栅极212两侧的沟道层232上形成光致抗蚀剂层250，并以此光致抗蚀剂层250为掩模进行蚀刻工艺，以去除未被光致抗蚀剂层250覆盖的第二导电层240。移除光致抗蚀剂层250之后，如图4C所示，在栅极212两侧的沟道层232上分别形成源极242以及漏极244。在本实施例中，光致抗蚀剂层250还形成于下层电容电极216上方的栅极绝缘层220上，以于进行蚀刻工艺后，形成上层电容电极246，而使得上层电容电极246与下层电容电极216构成储存电容器C。第二导电层240的材质例如为铝(Al)、钼(Mo)、钛(Ti)、钕(Nd)、上述的氮化物如氮化钼(MoN)、氮化钛(TiN)、其叠层、上述的合金或是其他导电材料。在本实施例中，蚀刻工艺例如为进行湿式蚀刻，在其他实施例中，蚀刻工艺也可以是干式蚀刻。另外，去除光致抗蚀剂层250的工艺例如是湿式蚀刻工艺。

当然，在另一实施例中，上述的沟道层232、源极242以及漏极244也可以是同时形成的。举例而言，图5A～图5D为一种同时形成沟道层、源极以及漏极的制作方法示意图。如图5A所示，在形成栅极绝缘层220之后，依序在栅极绝缘层220上形成半导体层230以及第二导电层240。接着请参照图5B，于栅极212上方的第二导电层240上形成光致抗蚀剂层250。如图5B所示，在栅极212上方的光致抗蚀剂层250可分为第一光致抗蚀剂区块250a与位于第一光致抗蚀剂区块250a两侧的第二光致抗蚀剂区块250b，且第一光致抗蚀剂区块250a的厚度小于第二光致抗蚀剂区块250b的厚度，在本实施例中，形成光致抗蚀剂层250的第一光致抗蚀剂区块250a与第二光致抗蚀剂区块250b的方法例如是经过半调式光掩模工艺或灰调式光掩模工艺，在其他实施例中，形成光致抗蚀剂层250的第一光致抗蚀剂区块250a与第二光致抗蚀剂区块250b的方法也可以例如是使用激光经过遮罩(未标示)照射光致抗蚀剂层250而形成。接着，请继续参照图5B，以光致抗蚀剂层250为掩模对第二导电层240进行第一蚀刻工艺。之后，减少光致抗蚀剂层250的厚度，直到第一光致抗蚀剂区块250a被完全移除，如图5C所示，其中减少光致抗蚀剂层250厚度的方法例如是采用灰化的方式。请继续参照图5C，在第一光致抗蚀剂区块250a被完全移除之后，再以剩余的第二光致抗蚀剂区块250b为掩模对半导体层230与第二导电层240进行第二蚀刻工艺。在本实施例中，第一蚀刻工艺例如为进行湿式蚀刻，在其他实施例中，蚀刻工艺也可以是干式蚀刻。接着，请参照图5D，在进行去除剩余的光致抗蚀剂层250的工艺之后，剩余的第二导电层240构成源极242与漏极244，而半导体层230构成沟道层232。在本实施例中，去除光致抗蚀剂层250的工艺例如是湿式蚀刻工艺。当然，在本实施例中，光致抗蚀剂层250包括形成于下层电容电极216的上方。

图6A～图6F为另一种同时形成沟道层、源极以及漏极的制作方法示意图。沟道层232、源极242以及漏极244也可以是同时形成的。如图6A所示，在形成栅极绝缘层220之后，依序在栅极绝缘层220上形成半导体层230以及第二导电层240。接着请参照图6B，在栅极212上方的光致抗蚀剂层250可分为第一光致抗蚀剂区块250a与位于第一光致抗蚀剂区块250a两侧的第二光致抗蚀剂区块250b，且第一光致抗蚀剂区块250a的厚度小于第二光致抗蚀剂区块250b的厚度，在本实施例中，形成光致抗蚀剂层250的第一光致抗蚀剂区块250a与第二光致抗蚀剂区块250b的方法例如是经过半调式光掩模工艺或灰调式光掩模工艺，在其他实施例中，形成光致抗蚀剂层250的第一光致抗蚀剂区块250a与第二光致抗蚀剂区块250b的方法也可以例如是使用激光经过遮罩(未标示)照射光致抗蚀剂层250而形成。继之，请参照图6C，以光致抗蚀剂层250为掩模对第二导电层240进行第一蚀刻工艺，并且继续以光致抗蚀剂层250为掩模对半导体层230进行第二蚀刻工艺。之后，如图6D所示，减少光致抗蚀剂层250的厚度，直到第一光致抗蚀剂区块250a被完全移除，其中减少光致抗蚀剂层250厚度的方法例如是采用灰化的方式。接着，请参照图6E，以剩余的第二光致抗蚀剂区块250b为掩模对栅极212上方的第二导电层240进行第三蚀刻工艺，并且继续以剩余的第二光致抗蚀剂区块250b为掩模对半导体层230进行第四蚀刻工艺。之后，请参照图6F，在进行去除剩余的光致抗蚀剂层250的工艺之后，剩余的第二导电层240构成源极242以及漏极244，而半导体层230构成沟道层232。值得一提的是，上述同时形成沟道层、源极以及漏极的制作方法可以利用二次蚀刻工艺或四次蚀刻工艺，当然，在其他实施例中，同时形成沟道层、源极以及漏极的制作方法也可以仅利用一次蚀刻工艺，本发明并不限定同时形成沟道层、源极以及漏极的制作方法的蚀刻次数。

图7A～图7E为另一种同时形成沟道层232、源极242以及漏极244的制作方法示意图。首先请参照图7A，在形成栅极绝缘层220之后，依序在栅极绝缘层220上形成半导体层230以及第二导电层240，并于栅极212上方的第二导电层240上形成图案化光致抗蚀剂层252。接着，如图7B所示，以图案化光致抗蚀剂层252为掩模，移除图案化光致抗蚀剂层252所暴露的第二导电层240，其中移除第二导电层240的方法例如为进行湿式蚀刻，而半导体层230的材质可为非晶硅、多晶硅、微晶硅、单晶硅或上述材质的组合。此外，在其他实施例中，也可先在半导体层230的表面形成欧姆接触层(未标示)，其中欧姆接触层的制作材质以及目的如上述，于此不再累述。

请继续参考图7C，使用激光L剥除部分图案化光致抗蚀剂层252，以使图案化光致抗蚀剂层252暴露出部分的第二导电层240。特别的是，本实施例的激光L也可利用数字曝光方式来进行图案化光致抗蚀剂层252的剥除，其中数字曝光方式具有自动定位以及调整能量的作用，使得激光光束的剥离工艺更为准确。接着，再以图案化光致抗蚀剂层252以及第二导电层240为掩模，移除部分半导体层230，其中移除半导体层230的方法可以利用等向蚀刻工艺或是非等向蚀刻工艺来达成。值得注意的是，如图7C所示，在移除半导体层230的步骤中，第二导电层240可以作为保护层，避免位于栅极212上方的半导体层230被移除，因此，此步骤也可在使用激光L剥除部分图案化光致抗蚀剂层252之前进行。接着，请参照图7D，以图案化光致抗蚀剂层252为掩模，移除图案化光致抗蚀剂层252所暴露出的第二导电层240，以使位于栅极212上方的第二导电层240构成源极242以及漏极244，而位于栅极212上方的半导体层230构成沟道层232。最后，如图7E所示，去除图案化光致抗蚀剂层252后，栅极212、沟道层232、源极242以及漏极244构成薄膜晶体管260。当然，在本实施例中，图案化光致抗蚀剂层252包括形成于下层电容电极216的上方，以于形成源极242与漏极244的同时，形成上层电容电极246。值得注意的是，本实施例不同于公知技术，利用激光L来定义图案化光致抗蚀剂层252的图案，进而同时形成沟道层232、源极242以及漏极244的制作，因此可以减少一道光掩模的工艺以及光掩模的成本。此外，上述形成图案化保护层272的方法例如是在形成薄膜晶体管260之后，形成保护层270于栅极绝缘层220与薄膜晶体管260上。接着，再图案化保护层270。在另一实施例中，形成图案化保护层272的方法也可以例如使用激光剥离工艺来进行制作。图8A～图8C为一种形成图案化保护层的激光剥离制作方法示意图。请先参照图8A，在形成薄膜晶体管260之后，接着如图8B，于栅极绝缘层220与薄膜晶体管260上形成保护层270，并提供第三遮罩S3于保护层270上方，且第三遮罩S3暴露出部分的保护层270。然后，使用激光L经过第三遮罩S3照射保护层270，以移除第三遮罩S3所暴露的部分保护层270。最后，如图8C所示，形成图案化保护层272。值得注意的是，图8C为尚未进行栅极绝缘层220的蚀刻工艺的示意图。特别的是，本实施例的激光L也可利用数字曝光方式来进行图案化保护层272的制作，其中数字曝光方式具有自动定位以及调整能量的作用，使得激光光束的剥离工艺更为准确。

第二实施例

图9A～图9I为本发明的第二实施例中像素结构的制作方法的示意图，其中形成沟道层232的方法例如是利用上述图3A～图3C来进行制作。此外，形成源极242以及漏极244的制作方法可以利用上述图4A～图4C或图5A～5D来进行制作，或者是以上述图7A～图7E来进行制作。由于图9A～图9F的步骤与第一实施例的图2A～图2F相似，故此处省略其描述。

请参照图9G，在形成图案化保护层272之后，烘烤图案化保护层272，以使图案化保护层272的顶表面凸出于该图案化保护层的侧壁。在本实施例中，图案化保护层272的顶表面实质上呈现蕈状顶表面M。值得一提的是，在实务上必须考虑烘烤工艺的温度、加热速度、加热时间等工艺误差，因此图案化保护层272的形状可能因工艺误差而产生些许的变异，大致上其顶表面约略凸出于侧壁使其形状呈现蕈状图案，但本发明的图案化保护层272的顶表面形状并不以此为限。

然后，请参考图9H，形成电极材料层280，以覆盖图案化保护层272与暴露的漏极244，而形成电极材料层280的方法例如是通过溅镀形成铟锡氧化物层或铟锌氧化物层。由于图案化保护层272的顶表面凸出于图案化保护层272的侧壁为蕈状的顶表面M，因此在形成电极材料层280时会形成电性绝缘的两部分电极材料层280A与280B。一部分电极材料层280A形成于图案化保护层272上，另一部分电极材料层280B则形成于基板200以及漏极244上。其中，部分与漏极244连接的电极材料层280B则构成像素电极282。值得注意的是，不同于公知技术，在本实施例中利用图案化保护层272的顶表面凸出于该图案化保护层的侧壁的图案的设计，于形成电极材料层280时同步图案化，而完成像素电极282制作，因此可以减少一道光掩模工艺，并降低工艺的复杂度。

一般而言，在形成像素电极282之后，更可以将图案化保护层272移除，如图9I所示。移除图案化保护层272的方法例如使用剥离液于图案化保护层272与电极材料层280的表面，使得图案化保护层272的底表面因剥离液的侵入而自薄膜晶体管260表面或栅极绝缘层220表面剥离。

基于上述，本发明在像素电极的制作上，不同于公知技术使用一道光掩模来进行像素电极的的制作，而是在形成电极材料层的同时，通过适当图案的图案化保护层直接图案化电极材料层，以形成像素电极，因此相比于公知技术具有减少工艺步骤的优点。并且，本发明采用激光照射的方式形成半导体层，而非采用公知的光刻蚀刻工艺，因此本发明所提出的像素结构的制作方法至少具有下列优点：

1.本发明提出的像素结构的制作方法，其像素电极工艺不需使用光刻工艺，故相比于光刻工艺所使用的高精度光掩模工艺，能降低光掩模的制作成本。

2.由于制作像素结构的工艺较少，可以减少冗长的光掩模工艺(如光致抗蚀剂涂布、软烤、硬烤、曝光、显影、蚀刻、光致抗蚀剂剥除等)制作像素结构时所产生的缺陷。

3.本发明所提出的激光剥离部分半导体层的方法可以应用于像素修补中的像素电极的修补，以在像素结构工艺中，移除可能残留的像素电极(ITOresidue)，解决像素电极之间的短路问题，进而增加生产合格率。

4.利用数字曝光方式可以使得激光光束自动定位，并可根据膜层的材质以及厚度调整能量，因此可以提高生产合格率。

虽然本发明已以优选实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许改动与润饰，因此本发明的保护范围当视随附的权利要求所界定的范围为准。

Claims (21)

1.一种像素结构的制作方法，包括：

提供基板；

形成第一导电层于该基板上；

提供第一遮罩于该第一导电层上方，且该第一遮罩暴露出部分的该第一导电层；

使用激光经过该第一遮罩照射该第一导电层，以移除该第一遮罩所暴露的部分该第一导电层，而形成栅极；

形成栅极绝缘层于该基板上，以覆盖该栅极；

形成沟道层于该栅极上方的该栅极绝缘层上；

形成源极以及漏极于该栅极两侧的该沟道层上，且该栅极、该沟道层、该源极以及该漏极构成薄膜晶体管；

形成图案化保护层于该薄膜晶体管上，以覆盖该沟道层并暴露出该漏极；以及

形成电极材料层，以覆盖该图案化保护层与暴露的该漏极，并且通过该图案化保护层使该电极材料图案化，以形成像素电极。

2.如权利要求1所述的像素结构的制作方法，还包括在形成图案化保护层之后，烘烤该图案化保护层，以使该图案化保护层的顶表面凸出于该图案化保护层的侧壁。

3.如权利要求2所述的像素结构的制作方法，其中图案化保护层的顶表面为蕈状顶表面。

4.如权利要求1所述的像素结构的制作方法，还包括在形成该像素电极之后，移除该图案化保护层。

5.如权利要求1所述的像素结构的制作方法，其中形成该沟道层的方法包括：

形成半导体层于该基板上；以及

图案化该半导体层，以形成该沟道层。

6.如权利要求1所述的像素结构的制作方法，其中形成该沟道层的方法包括：

形成半导体层于该基板上；

提供第二遮罩于该半导体层上方，且该第二遮罩暴露出部分的该半导体层；以及

使用激光经过该第二遮罩照射该半导体层，以移除该第二遮罩所暴露的部分该半导体层。

7.如权利要求1所述的像素结构的制作方法，其中形成该源极以及该漏极的方法包括：

形成第二导电层于该沟道层与该栅极绝缘层上；以及

图案化该第二导电层，以形成该源极以及该漏极。

8.如权利要求1所述的像素结构的制作方法，其中形成该图案化保护层的方法包括：

形成保护层于该薄膜晶体管上；以及

图案化该保护层。

9.如权利要求1所述的像素结构的制作方法，其中形成该图案化保护层的方法包括：

形成保护层于该薄膜晶体管上；

提供第三遮罩于该保护层上方，且该第三遮罩暴露出部分的该保护层；以及

使用激光经过该第三遮罩照射该保护层，以移除该第三遮罩所暴露的部分该保护层。

10.如权利要求1所述的像素结构的制作方法，其中形成该第一导电层的方法包括通过溅镀、蒸镀以及其他薄膜沉积技术择其一所形成。

11.如权利要求1所述的像素结构的制作方法，其中该激光的能量介于10mJ/cm²至500mJ/cm²之间。

12.如权利要求1所述的像素结构的制作方法，其中该激光的波长介于100nm至400nm之间。

13.如权利要求1所述的像素结构的制作方法，其中该图案化保护层包括形成于部分该栅极绝缘层上。

14.如权利要求1所述的像素结构的制作方法，其中该图案化保护层的组成包括有机光致抗蚀剂材料。

15.如权利要求1所述的像素结构的制作方法，还包括在形成该栅极的同时形成下层电容电极，而在形成该源极以及漏极的同时形成上层电容电极，其中该下层电容电极与该上层电容电极构成储存电容器。

16.如权利要求1所述的像素结构的制作方法，其中该基板为玻璃或塑胶。

17.如权利要求1所述的像素结构的制作方法，其中该沟道层为非晶硅或n型掺杂非晶硅。

18.如权利要求1所述的像素结构的制作方法，其中该第一导电层的材质为铝、钼、钛、钕、氮化钼、氮化钛，或前述材质的组合。

19.如权利要求1所述的像素结构的制作方法，其中该源极以及漏极的材质为铝、钼、钛、钕、氮化钼、氮化钛，或前述材质的组合。

20.如权利要求1所述的像素结构的制作方法，其中该电极材料层的材质为铟锡氧化物或铟锌氧化物。

21.如权利要求1所述的像素结构的制作方法，其中使用激光的步骤还包括：利用数字曝光方式进行激光光束自动定位及调整能量。

Images