TW548498B - Fabrication process of a liquid crystal display device with improved yield - Google Patents

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548498 A7 ____ B7 五、發明説明（1 ) 發明背景 概略而言本發明係關於液晶顯示裝置，特別係關於具 有銘或銘合金閘極圖樣之液晶顯示裝置之製造。 液晶顯不裝置廣泛用於資訊處理裝置如電腦作為消耗 少量電力之輕薄短小型顯示裝置。 為了實現高品質之彩色呈現，晚近液晶顯示裝置傾向 於使用所謂之主動矩陣驅動方法，其中於液晶顯示裝置之 各該像素電極藉對應TFT開關，該對應TFT係對應像素電 極設置於構成液晶顯示裝置之玻璃基板上。 習知用於液晶顯示裝置之TFT鑑於生產考靠性及產率 高曾經使用各閘極。它方面，晚近液晶顯示裝置具有大顯 示區需要閘極之低電阻材料如鋁。它方面，此種由鋁或鋁 合金形成之閘極有小丘問題，其中構成多晶鋁閘體之晶粒 於閘極引起遷移因而當熱退火過程應用於TFT製程時鬆弛 應力。此種小丘造成鋁閘極之凸部形成。 第1圖顯示習知主動矩陣型液晶顯示裝置10之構造。 參照第1圖’液晶顯示裝置10包括一 TFT玻璃基板Π 其上載有多個TFT及對應透明像素電極，及一玻璃基板12 設置於TFT基板11上因而面對TFT基板11且其間形成一空 隙。如此形成的空隙係由液晶層1填補，填補狀態為液晶 層1藉密封件（圖中未顯示）被侷限於TFT基板11與相對基板 12間。 習知具有前述構造之液晶顯示裝置1 〇中，液晶層1之 液晶分子方向係透過對應TFT藉施加驅動電壓至選定的像 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (讀先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 * n· In ϋ 4 548498 A7 B7 五、發明説明（2 ) 素電極而選擇性修改。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 又須注意液晶顯示裝置10包括一對偏振器於玻璃基板 Π及12個別之外侧且呈交叉Nicol狀態，玻璃基板11及12 進一步載有分子對正膜於其個別内側上接觸液晶層i。 第2圖顯示TFT基板11之放大部份。 參照第2圖，TFT基板11其上載有多個墊電極11A用於 接收掃描信號，及多個掃描電極11a各自由對應墊電極11A 於第一方向伸展。又TFT基板11上方載有多個墊電極11B 用於接收影像信號及多個信號電極11B各自於概略垂直第 一方向的第二方向由對應墊電極11B伸展。又對應掃描電 極11a及信號電極lib之交叉點，設置以TFT 11C及對應透 明像素電極11D。 具有前述構造之液晶顯示裝置1 〇中，經由選擇性供給 择描彳吕说至對應電極塾11A而選定掃描電極lla之一。又 信號電極1 lb係經由供給影像信號至對應電極墊丨1B而被 選定。如此影像信號係透過TFT 11C發送至對應透明像素 電極11D。 第3圖顯示習知TFT 11C之構造。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 參照第3圖，TFT 11C係對應第1圖之TFT基板11構成 於玻璃基板21上，且包括厚約200毫微米之形成於玻璃基 板21上之二氧化矽膜22，厚約45毫微米之形成於二氧化石夕 膜22上之具有硼攙雜多晶矽圖樣之主動區23，厚約12〇毫 微米之形成於主動區23上之二氧化矽閘體絕緣膜，及厚約 300毫微米之形成於閘體絕緣膜24上之閘極25，閘極25係 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X297公釐） 548498 A7 B7 五、發明説明（3 ) 由I呂或紹合金如Al-Sc合金或Al-Nd合金製成。閘極25係由 厚約10毫微米之緻密陽極氧化A12o3膜遮蓋。 閘極25及陽極氧化A1203膜26遮蓋部份閘體絕緣膜24 ’而主動區23形成n+-型擴散區23A及23B於閘體絕緣膜24 外側。又主動區23包括it-型補償區23C，其特徵為LDD結 構紕鄰型擴散區23A且與閘體絕緣膜24呈疊置關係（此 時係垂直基板21檢視）。同理η·-型補償區23D係形成於毗 鄰型擴散區23B之主動區23，且與閘體絕緣膜24呈疊置 關係。 第3圖之TFT中，須注意第2圖之掃描電極Ua係連結 至閘極25，而n+-型擴散區23A及23B之一係連結至信號電 極lib。如此擴散區23A及23B之另一者係透過形成於保護 絕緣膜之接觸電洞（圖中未顯示）連結至透明像素電極η 〇 〇 第4A-4F圖顯示第3圖之TFT之製法。 參照第4 A圖，以蝴攙雜之非晶形石夕膜藉電聚cvD方 法形成於遮蓋玻璃基板之二氧化矽膜22上，接著為結晶化 過程’係照射準分子雷射束而將非晶形石夕膜轉成多晶石夕膜 。準分子雷射束於非晶形石夕膜誘發加熱至約2〇〇°c溫度。 然後藉如此形成之多晶石夕膜之圖樣化過程形成前述主動區 ，其中圖樣化過程可藉RIE方法使用CF4&〇2進行。 其次，藉電漿CVD方法使用TEOS，沈積二氧化石夕膜 24A於二氧化矽膜22上且對應閘體氧化物膜24，如此二氧 化碎膜24 A遮盍多晶碎主動區23。又銘或紹合金之導體層 表紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (疼先聞讀t面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 / 6 - 548498 A7 B7 五、發明説明（4 ) (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 25A藉濺散方法形成於二氧化矽膜24A上對應閘極25，及 緻密陽極氧化物膜28A形成於導體層25A表面上，陽極氧 化物膜厚度典型為約10毫微米。陽極氧化物膜28A可經由 施加恆定電壓於酒石酸銨及乙二醇溶液進行導體層25A之 陽極氧化過程形成。如此形成的陽極氧化物膜28A具有緊 密結構，概略稱做「障蔽型」或「障蔽AO」。須注意陽極 氧化物膜28A顯示蝕刻速率概略等於鋁對稱做「鋁混合酸 」之蝕刻劑之蝕刻速率，該蝕刻劑常用於蝕刻鋁，其中鋁 混合酸主要係經由磷酸（H3P04)進一步添加乙酸及硝酸形 成。 其次，於第4B圖步驟，光阻圖樣29形成陽極氧化物 膜28A上，接觸圖樣化陽極氧化物膜28A及膜28A下方之 導體層25A，同時使用光阻圖樣29作為光罩而形成導體圖 樣25B其上載有陽極氧化物圖樣28B。此種圖樣化方法中 ，導體層25A係於典型45°C溫度同時使用前述鋁混合酸作 為蝕刻劑藉濕式蝕刻法圖樣化。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其次，於第4C圖步驟中，於光阻圖樣29下方形成外 懸結構之陽極氧化物圖樣28B部份係藉濕式蝕刻法去除， 一對多孔陽極氧化物膜27A及27B係於導體圖樣25B之兩旁 侧，經由於草酸進行陽極氧化過程同時供給大致恆定電流 至導體圖樣25B進行。形成陽極氧化物膜27A及27B的結果 ，於導體圖樣25B形成導體圖樣25C，故導體圖樣25C之周 圍係由前述多孔陽極氧化物膜27A及27B包圍。須注意導 體圖樣25C為原先導體層25之剩餘部份。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 548498 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（5 ) 須注意前述多孔陽極氧化物膜27八及27]8概略稱做「 多孔型」或「多孔A0」，其中多孔A〇具有由前述鋁混合 酸溶解的特點。它方面，陽極氧化物圖樣28B之外懸部份 触刻係於約65 C溫度藉鉻混合酸進行，容後詳述。 其次’於第4D圖步驟，第4C圖之光阻圖樣29被去除 ，二氧化矽膜24A接受乾式蝕刻過程，同時使用陽極氧化 物膜27A及27B及介入其間之鋁圖樣25C形成第3圖之閘體 絕緣膜24。其次如此所得結構接受陽極氧化過程，其大致 同用於形成陽極氧化物膜28A之陽極氧化過程，而於25C 區形成類似陽極氧化物膜28A之緻密障蔽型陽極氧化物膜 ，其中如此形成之緻密障蔽型陽極氧化物膜構成第3圖之 陽極氧化物膜26。須注意如此形成的陽極氧化物膜26遮蓋 閘極25之頂部及兩側部。 其次於第4E圖之步驟中，多孔陽極氧化物膜27A及27B 係使用鋁混合酸典型於45°C溫度藉濕式蝕刻法去除。由於 濕式蝕刻過程結果，閘體絕緣膜24之表面部份係暴露於障 蔽型陽極氧化物膜26外側。 其次，於第4F圖步驟中，磷或砷之離子植入過程進 行至主動區23，同時使用閘極25及陽極氧化物膜26作為阻 罩。經由熱退火過程，型擴散區23 A及23B於閘體絕緣 膜24外側之主動區23形成。又雜質元素之離子植入過程也 係透過閘體絕緣膜24於區23C及23D進行，區23C及23D構 成η -型LDD區。 第4A-4F圖之步驟中，閘極25由障蔽型緻密陽極氧化 ---------_裝-- i (說先閱讀C面之注意事項再填寫本頁) -訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨〇><297公釐） 548498 A7 B7 五、發明説明（6 ) 物膜26遮蓋，於閘極25形成的凸部即使於進行熱退火過程 用於活化擴散區23A及23B或LDD區23C及23D時被有效抑 制。 第4C圖或第4D圖之陽極氧化過程中，須注意基板2 i 上對應第2圖玻璃基板11之導體圖樣25B係藉導體圖樣25D 彼此連結用於供給電流至導體圖樣25B或25C。如此連同 導體圖樣25B或25C ,導體圖樣25D於基板21上形成晶格圖 樣。導體圖樣25D係與導體圖樣25B同時且一體於第4B圖 之步驟形成，其中如此形成之導體圖樣25D係於第4E圖之 步驟後藉濕式姓刻方法同時使用光阻罩3 1去除。導體圖樣 25D之濕式餘刻過程結果，閘極圖樣25彼此分開。 須注意導體圖樣25D之濕式蝕刻過程係使用如第5圖 呈現之光阻罩31進行，其中光阻罩31包括一窗31A暴露出 導體圖樣25D。雖然未示例說明於第5圖，但須注意導體 圖樣25B及導體圖樣25D上載有第4B圖表示之陽極氧化物 膜28B。 第6圖顯示使用光阻罩31進行前述導體圖樣25D之濕 式餘刻過程。 參照第6圖，須注意導體圖樣25D由於濕式蝕刻結果 劃分為第一鋁圖樣（25DL及第二鋁圖樣（25D)2。又導體圖 樣25D之陽極氧化物膜28B也劃分為第一氧化物圖樣 (28B)!及第二氧化物圖樣（28B)2，其中緻密陽極氧化物膜 28B之圖樣化係藉鉻混合酸進行，鉻混合酸為磷酸蝕刻劑 其組成類似紹混合酸但進一步添加三氧化絡。使用絡混合 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公羞） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 9 548498 五、發明説明（7 ) 酸之濕式飯刻法典型係於約65t進行。它方面，陽極氧化 物圖樣28下方之導體圖樣25D係使用銘混合酸典型於价 溫度進行。 具有大顯示面積之晚近液晶顯示裝置製程中，需要提 高蝕刻過程之耐久性俾便完全去除蝕刻殘餘物。此種案例 中鋁導體圖樣25D遭遇實質橫向蝕刻，導體圖樣（2^)^ 及（25D)2傾向於相對於陽極氧化物膜（28Β)ι及（28b)2退縮 。換言之，陽極氧化物膜（28B)l及（28B)2相對於導體圖樣 (250)!及（250)2形成1-2微米外懸部。由於第6圖製程結果 ’第4E圖之閘極25係與其它閘極25電隔開。 第7圖顯示應用第6圖之蝕刻過程至形成於大面積玻璃 基板上的導體圖樣25B之案例。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 參照第7圖，發現由於第6圖之餘刻過程結果，閘極25 寬度對應導體圖樣25D形成部份顯著縮小。當於閘極25造 成此種導體圖樣之異常縮窄時，無可避免地造成液晶顯示 裝置之產率低劣。連帶生產的液晶顯示裝置之可靠度也低 劣。第7圖須注意為簡化起見删除閘極圖樣26上之陽極氧 化物膜26之說明。由於圖樣化導體圖樣25D結果，第5圖 之導體圖樣25B於第7圖之狀態改成閘極25。 第8A及8B圖顯示於閘極25引起前述異常的可能機制 ，其中對應前述部件之部件標示以相同參考編號且刪除其 說明。 參照第8A圖，可見由於導體圖樣25D之濕式蝕刻結果 ，鋁圖樣（25Dh或鋁圖樣（25D)2之側緣部相對於界定光阻 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇><297公着） 548498 Α7 Β7 五、發明説明（8 ) 窗31A之光阻圖樣之對應側緣退縮。結果如前述於障蔽型 陽極氧化物膜（28BhB成外懸結構。 當光阻圖樣31於此狀態使用剝脫液去除時，陽極氧化 物膜（28B)i或（28B)2現在已經喪失機械支撐變成鬆弛並於 二氧化矽膜22上彎折，如第8B圖指示。發生此種情況時 ，鬆弛的陽極氧化物膜可於二氧化石夕膜、 鋁圖樣（25Dh之側緣及鬆弛陽極氧化物膜（28B)!間形成的 空間包裹剝脫液。 雖然剝脫液本身不會造成鋁圖樣（25D)!的蝕刻，但似 乎與水混合時，剝脫液確實造成鋁圖樣 壁蝕刻且蝕刻速率相當高。 第9圖顯示與習知液晶顯示裝置製法相關之另一種問 題’其中對應前述部件之該等部件標示以相同參考編號並 刪除其說明。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第4E圖之習知方法中，第4D圖之多孔陽極氧化物膜 27A及27B係使用鋁混合酸進行的選擇性濕式蝕刻法去除 。須注意第4E圖之步驟係於第6圖之分離步驟前進行。如 此如第9圖呈現之障蔽型陽極氧化物膜26有針孔26X時， 閘極25亦藉鋁混合酸#刻，原因為鋁混合酸亦於|呂上反廉 故。 當製造大型液晶顯示裝置時常觀察到第9圖之問題， 特別當前述多孔陽極氧化物膜27A及27B之蝕刻方法係於 閘極25藉導體圖樣25D彼此連結之狀態下進行時尤為如此 。雖然此種現象的理由未經完整探勘，但似乎針孔26χ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 11 A7

548498 五、發明説明（9 ) 形成係與電流流經導體圖樣造成電化學反應有關。當此種 蝕刻於閘極25對應於針孔26X引發時，液晶顯示裝置之產 率嚴重低劣。又如此形成之液晶顯示裝置有嚴重可靠度問 題。 發明概述 如此本發明之概略目的係提供一種新穎有用的液晶顯 示裝置之製法其中可免除前述問題。 本發明之另一種特定目的係提供一種具有TFT之液晶 顯示裝置之製法，其中該液晶顯示裝置之產率大致改良。 本發明之另一目的係提供一種製造液晶顯示裝置之方 法，該液晶顯示裝置包括一第一基板；一第二基板係面對 該第一基板且其間分隔一間隙；一薄膜電晶體形成於第一 基板上，及一液晶顯示層侷限於該間隙，該方法包含下列 步驟： 形成一半導體層於第一基板上； 形成一絕緣膜於半導體層上； 形成一金屬層於絕緣膜上； 陽極氧化金屬層表面而形成障蔽型第一陽極氧化物膜 於表面上； 於形成第-陽極氧化物膜之步驟後，圖樣化金屬層而 形成有-對緣界定之導體圖樣，故導體圖樣包括一閘極圖 樣及-橋接圖樣，該橋接圖樣於第_基板上由閘極圖樣伸 展至另一閘極圖樣；

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於圖樣化金屬層之步驟後，陽極氧化導體圖樣形成第

本紙張尺度國家標^T^NS) a妨

12 548498 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（ίο) 二多孔陽極氧化物膜於導體圖樣之各該緣上； 於形成第二陽極氧化物膜步驟後，陽極氧化導體圖樣 而形成第三障蔽型陽極氧化物膜於各該緣，故第三陽極氧 化物膜係位於第二陽極氧化物膜内側； 於形成第三陽極氧化物膜之步驟&，藉餘刻方法去除 橋接圖樣，使閘極圖樣與另一閘極圖樣分開；及 於該去除橋接圖樣之步驟後，藉蝕刻方法去除第二陽 極氧化物膜。 本發明之另一目的係提供一種製造液晶顯示裝置之方 法，該液晶顯示裝置包括：一第一基板；一第二基板係面 對該第一基板且其間間隔一間隙；一導體圖樣形成於第一 基板上，及一液晶層侷限於該間隙，該方法包含下列步驟 1%極氧化導體圖樣而形成障蔽型陽極氧化物膜於導體 圖樣上； 藉進行濕式蝕刻法去除部份陽極氧化物膜； 對已經藉進行濕式餘刻法去除陽極氧化物膜部份去除 導體圖樣；及 於去除導體圖樣步驟後，藉濕式蝕刻法去除陽極氧化 物膜。 根據本發明，該第二陽極氧化物膜之蝕刻方法係於橋 接圖樣藉I虫刻去除後進行。如此可免除於障蔽型第一或第 三陽極氧化物膜於閘極上發生電化學反應問題，以及可有 效壓制於前述障蔽型陽極氧化物膜形成針孔。

(許先閱讀免面之注意事項再填寫本頁) -訂 ···

• 1 - I 548498 A7 " ---—— --________ 五、發明説明（11) —- (哥先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 本發明之另一目的係提供一種製造液晶顯示裝置之方 法，該裝置包括-第-基板，一第二基板面對該第一基板 且其間間隔一間隙，一薄膜電晶體形成於第一基板上，及 —液晶層侷限於該間隙内，該方法包含下列步驟： 形成一半導體層於該第一基板上； 形成一絕緣膜於該半導體層上； 形成一金屬層於該絕緣膜上； 陽極氧化金屬層表面形成第一障蔽型陽極氧化物膜於 表面上； 於形成第一陽極氧化物膜步驟後，圖樣化金屬層形成 由一對緣界定之導體圖樣且包括一閘極圖樣及一橋接圖樣 ，使橋接圖樣伸展於第一基板上之另一閘極圖樣； 於圖樣化金屬層步驟後，陽極氧化導體圖樣而於各該 導體圖樣緣上形成一第二多孔陽極氧化物膜； 於形成第二陽極氧化物膜步驟後，陽極氧化該導體圖 樣形成第二障蔽型陽極氧化物膜於各該緣，使第三陽極氧 化物膜係位於第二陽極氧化物膜内側； 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 於形成第三陽極氧化物膜步驟後，藉蝕刻方法去除第 —* 1¼極氧化物膜； 於去除第二陽極氧化物膜步驟後，藉蝕刻方法去除橋 接圖樣，使閘極圖樣與另一閘極圖樣分開； 其中蝕刻該陽極氧化物膜之步驟係藉含有氧化鉻濃度 為約0.03重量％或以上之磷酸蝕刻劑進行。 本發明之另一目的係提供一種製造液晶顯示裝置之方 本紙張尺度適用中國國豕標準（CNS ) A4規格（21〇X297公董） 14 548498 A7 ____B7 五、發明説明（l2) 法’該液晶顯不裝置包括· 一第一基板；一第二基板係面 對該第一基板而其間間隔一間隙，·一導體圖樣形成於第一 基板上；及一液晶層侷限於間隙，該方法包含下列步驟： 陽極氧化導體圖樣而於導體圖樣上形成第一多孔陽極 氧化物膜； 於形成第一陽極氧化物膜後，陽極氧化導體圖樣形成 第二障蔽型陽極氧化物膜於第一陽極氧化物膜内側；及 藉由進行濕式蝕刻法相對於第二陽極氧化物膜選擇性 去除第一陽極氧化物膜； 藉由含氧化鉻濃度為〇·〇3重量％或以上之磷酸餘刻劑 進行濕式餘刻方法。 根據本發明，藉濕式蝕刻法蝕刻鋁金屬層之蝕刻速率 比較濕式蝕刻陽極氧化物膜情況大致減低，係單純經由於 蝕刻陽極氧化物膜或鋁金屬層習用的磷酸蝕刻劑内添加濃 度為0.03重量％或以上之氧化鉻。減障蔽型陽極氧化物 膜存在有針孔不會造成閘極圖樣之缺陷。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明之其它目的及進一步特點當連同附圖研讀時由 後文詳細說明將顯然易明。 圖式之簡單說明 第1圖為習知液晶顯示裝置之透視圖； 第2圖為第1圖之部分液晶顯示裝置之放大略圖； 第3圖為略圖顯示用於第丨圖之液晶顯示裝置之具 LDD結構之薄膜電晶體構造； 第4A-4F圖為略圖顯示薄膜電晶體之習知製法； 15 548498 五、發明説明（13) 過程； 第5圖為略圖顯示習用於薄膜電晶體製法之陽極氧 第6圖為略圖顯示於第5圖之製程後進行分割導體 之過程； 第7圖為略圖說明習知液晶顯示裝置製法之相關問題 問題； 第8A及8B圖為略圖說明第7圖之現象機制，· 第9圖為略圖顯示習知液晶顯示裝置製法之另一 第10A-1GE圖為根據本發明之第—具體例 裝置之製法； 理； 第11為略圖顯示第10c圖之方法細節； .第12A及12B圖為略圖說明本發明之第二具體例之原 化 圖樣 相關 晶顯示

-- V (請先閱後背面之注意事項再填寫本頁) 、可-

1 I —II 經濟.邺智慧財產局員工消費合作社印製

第13A-BF圖為說明第二具體例原理之進—步略圖 第14圖為說明第二具體例原理之進一步略圖·回 第15A-UC圖為略圖顯示根據第二具 液 裝置之製法；及 &明顯 第16圖為略圖顯示根據本發明之第二具體例 晶顯示裝置部份。 示 魏^具體例之蛘知銳日q [第一具體例] 第10A-10E圖為略圖顯示根據本發 v日θ Θ之弟一具體例之 液日日顯不裝置之製法。各該圖中須注咅 心及牛表示對應於第

本紙張尺度適用中關家標準（CNS )以祕（2lGx297公董）

548498 A7 B7 五、發明説明（Μ) 2圖TFT 11C形成於玻璃基板丨丨上之TFT部件，而該圖右半 顯示對應於第5圖之導體圖樣25D之部件。 參照第10A圖之左圖，TFT uc係構成於玻璃基板41 上對應於第1圖之玻璃基板U，且包括二氧化矽膜形成於 玻璃基板上且厚度為約2〇〇毫微米，及一 p_型多晶石夕圖樣 主動區43形成於二氧化矽膜42上而其厚度為約45毫微米。 類似主動區23，主動區43首先係以非晶形形成，接著係藉 雷射束退火過程於約200°C進行結晶化過程。然後主動區43 藉使用CH4及Ο:作為餘刻氣體之rIE過程圖樣化。 又，藉由CVD方法其使用TE0S做為氣體來源材料形 成厚約120¾微米之二氧化石夕膜44於主動區43上對應於閘 體絕緣膜24，及鋁製金屬層45厚約300毫微米形成於二氧 化矽膜44上。閘極45係由厚約20亳微米之障蔽型緻密陽極 二氧化二鋁膜46對應第4A圖之障蔽型陽極氧化物膜28A遮 蓋。 如此形成的鋁層45及下方二氧化矽膜44類似第5圖所 述’使用光阻罩圖樣化成為晶格形圖樣，其中如此圖樣化 之銘層45於TFT區11C形成閘極圖樣。如此須注意多孔陽 極氧化物膜47A及47B係形成於閘極圖樣45對應多孔陽極 氧化物膜27A及27B之側緣。又須注意一對障蔽型陽極氧 化物膜係形成於多孔陽極氧化物膜47A及47B内侧且與障 蔽型陽極氧化物膜46連續，因而遮蓋鋁製之閘極圖樣45側 壁。 於第10A圖右側顯示的導體圖樣25D區，須注意二氧 1 = - - - - n · —Μ--------- (說先鬩疼背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

548498 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（15) 化矽膜42類似TFT區11C，係遮蓋基板41，二氧化矽膜44 係沈積於二氧化矽膜42上。須注意於第10A圖左側對應主 動區43之多晶矽層係已經於主動區43之圖樣化步驟去除， 二氧化矽膜44直接遮蓋二氧化矽膜42。又前述鋁製金屬層 45係形成於二氧化矽膜44上，其中鋁層45係由障蔽型陽極 氧化物膜4 6遮蓋。 其次於第10B圖步驟，第10A圖結構由對應於第5圖光 阻圖樣31之光阻圖樣48遮蓋，其中該光阻圖樣48包括一光 阻窗48A對應導體圖樣區25D，其中窗48A係對應於導體 圖樣31之窗31A。又如此藉光阻窗48A暴露的障蔽型陽極 氧化物膜46藉鉻混合酸蝕刻劑同時使用光阻圖樣48作為光 罩接受濕式蝕刻過程。用於此目的之鉻混合酸可具有已知 組成含有磷酸濃度為69-71重量％，醋酸濃度為8.0-10.0重 量％及氧化鉻濃度為1.6-2.0重量％。蝕刻典型係於65°C溫 度進行。由於蝕刻結果，障蔽型陽極氧化物膜46被劃分為 第一圖樣46A及第二圖樣46B。 於前述蝕刻障蔽型陽極氧化物膜46之步驟後，鋁層45 之暴露部份係藉濕式蝕刻法去除，該方法係使用具有已知 組成之鋁混合酸作為蝕刻劑進行。典型鋁混合酸含有磷酸 、乙酸、硝酸及水之比例為15 : 3 : 1 : 1，及濕式蝕刻係 於約45°C溫度進行。由於濕式蝕刻過程結果，鋁層45被劃 分為第一圖樣45A及第二圖樣45B，其中陽極氧化物膜46A 於鋁圖樣45A上形成外懸結構。同理陽極氧化物膜46B於 鋁圖樣45B上形成外懸結構。 (請先閱瘦背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 18 548498 A7 B7 五、發明説明（16) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 須注意當光阻圖樣48係於第10B圖狀態去除時，出現 陽極氧化物膜46A或46B鬆弛問題及前文就第8B圖說明之 鋁圖樣45 A或45B未經控制之橫向蝕刻問題。如此為了防 止前述問題，本具體例採用第10C圖之步驟其中外懸陽極 氧化物圖樣46A及46B係經由使用鉻混合酸進行之濕式蝕 刻法去除。於第10C圖之步驟後，光阻圖樣48如第10D圖 表示被去除。 其次於第10E圖之步驟，第10D圖結構接受濕式蝕刻 過程，於障蔽型陽極氧化物膜46外側之多孔陽極氧化物膜 47A及47B被選擇性去除。第10E圖之步驟中，須注意對應 於導體圖樣25D之導體圖樣45於第10C圖之步驟對應光阻 窗48A已經解除連結，及閘極圖樣45由毗鄰TFT之閘極圖 樣解除連結。如此可有效壓制參照第9圖說明之於障蔽型 陽極氧化物膜46形成針孔問題，以及免除因鋁混合酸造成 閘極圖樣45之非期望蝕刻如針孔問題。 i 第11圖顯示第10C圖之方法細節。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 參照第11圖，於鋁層45之濕式蝕刻步驟後，由於鉻混 合酸進行濕式蝕刻過程結果，障蔽型陽極氧化物圖樣46A 及46B於箭頭指示方向凹陷，其中須注意此種藉鉻混合酸 之處理造成鋁圖樣45A及45B邊緣面上形成氧化物層45Ao 及45B〇。如此形成的氧化物層45 Ao及45Bo可避免I呂圖樣 45A或45B之橫向蝕刻。 於第10C圖步驟後，類似第4F圖之例，進行離子植入 過程及活化過程，預定LDD結構係形成於TFT。如以參照 19 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 548498 A7 B7 五、發明説明（17) 第4F圖說明此過程，免除其進一步說明。 [第二具體例] 同時發明人進行一系列實驗研究適合用於第4E圖習 知步驟相對於鋁或鋁合金之金屬層選擇性去除多孔陽極氧 化物膜之蝕刻劑。 第12A圖顯示藉蝕刻劑蝕刻Al-Sc合金時觀察得之蝕 刻速率，該餘刻劑中，具有表丨所示組成之鋁混合酸及鉻 混合酸以各種比例混合，其中實驗係對丨〇厘米χ1 〇厘米大 小及厚約300¾微米之Al-Sc合金膜試件進行。實驗中，濕 式餘刻法係於45°C溫度進行，結果係藉測量試件膜厚度評 估。 (請先鬩讀背面之注意事項再填寫本頁) 表1 鋁混合酸 磷酸 乙酸 硝酸 水 15 3 1 1 鉻混合酸 氧化鉻 水 鋁混合酸 300克 250克 10升 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 參照第12 A圖，當表1之鉻混合酸用作蝕刻劑時，鋁 合金膜之餘刻速率大致為零。此種案例中，鋁合金膜大致 未進行蝕刻。它方面，當鉻混合酸濃度降至低於約〇.1容 積％時，可見鋁合金膜之蝕刻速率急遽增加而於濃度降至 低於約0.01容積％時達約每秒52埃之飽和值。第12A圖以 箭頭表示之組成中，出現此種蝕刻速率變化，蝕刻劑含濃 度約0.03重量％之三氧化鉻。當三氧化鉻濃度超過前述值 時’鋁合金之蝕刻速率急遽下降。 本紙張尺冗i?Sii^7CNS〉·Α4· ( 210x297公釐） 20 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 548498 A7 ______B7 五、發明説明（I8) 它方面，第12B圖表示經由使用表1之鋁混合酸及鉻 混合酸混合物作為蝕刻劑蝕刻於Al-Sc合金試驗件上形成 的具有前述大小10厘米χ1〇厘米厚120毫微米之障蔽型陽極 氧化物膜之例。第12B圖之實驗中，濕式蝕刻法係於45°C 進行。須注意障蔽型陽極氧化物膜係經由施加83伏電壓歷 35分鐘同時供給150毫安電流而於ai_Sc合金膜表面引發陽 極氧化過程形成。蝕刻速率係藉測量障蔽型陽極氧化物膜 厚度評估。 參照第12B圖，可見障蔽型陽極氧化物膜之蝕刻速率 於45 C與銘混合酸濃度成比例概略線性增高，而於鋁混合 酸單獨用作蝕刻劑時達80埃/分鐘值。它方面，當鋁混合 酸單獨使用時，觀察得約60埃/分鐘或1埃/秒之蝕刻速率 。第12B圖結果指示只要蝕刻係於45°c進行則障蔽型陽極 氧化物膜大致對鋁混合酸或鉻混合酸之濕式蝕刻過程有抗 性。第13 A-13F圖表示多孔陽極氧化物膜於試件接受濕式 蝕刻過程實驗結果。實驗中，多孔陽極氧化物膜係經由於 伺服電壓下供給10毫安電流進行陽極氧化過程歷4〇分鐘而 於覆蓋Al-Sc合金試件上之障蔽型陽極氧化物膜上形成。 須注意第13A-13F圖表示藉掃描電子顯微鏡觀察試件表面 結構。於多孔陽極氧化物膜之案例，膜厚度之測定困難因 此直接測定蝕刻速率困難。 參照附圖’須注意第13A圖表示表1之鉻混合酸用作 蝕刻劑結果，第13B圖表示★虫刻劑含鉻混合酸之容積比為 1/5。又第13C圖表示蝕刻劑含1/9容積比鉻混合酸案例， (t先閲t背面之注意事項再填寫本頁)

548498 A7 _____B7 五、發明説明（l9) 第13D圖表示蝕刻劑含1/18比鉻混合酸之案例，第13E圖 表示#刻劑含1/25比鉻混合酸之案例，及第13F圖表示使 用鋁混合酸作為蝕刻劑之案例。 任一種情況下，可見多孔陽極氧化物膜大致完全去除 ’而障蔽型陽極氧化物膜大致保持完整。第丨3A-13F圖中 ’須庄思圖中右侧殘餘圖樣表示對濕式触刻法有抗性之障 蔽型陽極氧化物膜。密切觀察障蔽型陽極氧化物膜之剖面 圖’可見覆蓋Al-Sc試件之陽極氧化物膜於第13A-13F圖係 以明亮圖樣表示。如前述，對多孔陽極氧化物膜難免直接 測量#刻速率。 第14圖顯示使用表1之鉻混合酸及鋁混合酸蝕刻障蔽 型極氧化物膜案例之餘刻速率與溫度間之關係。 參照第14圖，可知如習知實務，藉由設定溫度於65χ： ，障蔽型陽極氧化物膜可以4〇〇埃/分鐘或以上之蝕刻速率 蝕刻。它方面，當濕式蝕刻過程溫度降至約45。〇時，障蔽 型陽極氧化物膜之蝕刻速率減至低於約1〇〇埃/分鐘，而與 是否使用表1之鋁混合酸或表丨之鉻混合酸無關。就每秒蝕 刻速率而言，前述蝕刻速率為約1.7埃/秒。換言之，只要 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 姓刻係於約价進行則障蔽型陽極氧化物膜大致對濕式餘 刻過程有抗性。 第15A-15C圖為略圖顯示根據第二具體例之液晶顯示 裝置之製法’其中對應前述部件之部件係標示以相同參考 編號且免除其說明。 參照第15A圖，此步驟過程大致同第1〇A圖步驟，閘 本紙張尺度適财關家縣（CNS ) A4^ ( 21Qx297公餐了----------- -22 - 548498 A7 B7 五、發明説明（20) 極45由障蔽型陽極氧化物膜46對應TFT區11C遮蓋。又， 閘極45之側緣載有多孔陽極氧化物膜47A及47B。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 其次，於第15B圖步驟中，多孔陽極氧化物膜47A及47B 係經由使用含濃度0.03重量％或以上之三氧化鉻之鉻混合 酸作為蝕刻劑於典型45-50°C溫度進行的濕式蝕刻法選擇 性去除。如前文說明，障蔽型陽極氧化物膜46及下方鋁製 閘極圖樣45大致對蝕刻過程有抗性，於多孔陽極氧化物膜 47A及47B蝕刻過程時，閘極圖樣45被非期望地蝕刻或解 除連結，即使由於電化學反應結果於障蔽型陽極氧化物膜 46形成如第9圖之針孔26X之針孔仍可去除閘極圖樣45被 非期望地蝕刻或解除連結之風險。本具體例中，第15B圖 之過程係於導體圖樣25D連續殘留於基板41之狀態進行。 其次於第15C圖之步驟，障蔽型陽極氧化物膜46及下 方鋁層45係連續圖樣化，首先係使用鉻混合酸於65°C進行 濕式蝕刻過程，其次係使用鋁混合酸進行濕式蝕刻過程。 於第一及第二濕式蝕刻過程中，使用光阻圖樣48作為光罩 ，須注意光阻圖樣包括窗48A暴露部份導體圖樣25D。此 步驟使用之鉻混合酸可為具有習知組成或表1所示組成。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 藉由應用第4E及4F圖步驟至第15C圖結構，獲得具有 預定LDD結構之TFT 11C。由於此種過程已如前述，故將 免除進一步說明。 第16圖顯示如此所得TFT之TEM相片。 參照第16圖，標示為「閘體鋁」之部件對應於第15B 或15C圖之閘極圖樣45，且係於閘體絕緣膜44上形成表示 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 23 A7

548498 五、發明説明（21) 為閘體二氧化石夕膜」。又，電極圖樣45係由對應於障蔽 型陽極氧化物膜46之「障蔽A0」層遮蓋。 須注意標示為「閘體二氧化矽膜」之閘體絕緣膜44係 形成於多晶矽膜上對應於多晶矽圖樣43且標示為「p-si」 ，由障蔽型陽極氧化物膜46遮蓋之閘體絕緣圖樣45或由二 氧化矽膜及層間絕緣膜遮蓋之「障蔽A〇」未舉例說明於 第17A及17B圖。 由第16圖顯然易知，障蔽型陽極氧化物膜46不含針孔 ，指示於多孔陽極氧化物膜47A及47B之濕式蝕刻過程於 閘極圖樣45未見溶蝕或非連續，即使濕式蝕刻過程係於閘 極圖樣45透過導體圖樣25D連結至另一 TFT之閘極圖樣狀 態下進Ί亍時亦如此。 又本發明非僅限於前文說明之具體例，反而可未背離 本發明之範圍做出多種變化及修改。 本案係基於曰本優先申請案第10-192012號，申請曰 1998年7月7日，其全體内容併述於此以供參考。 (資先閲氣背面之注意事項再填寫本頁) -訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適财@國家標準（CNS )八4祕（21()><297公餐） 24 548498 A7 B7 五、發明説明（22) 元件標號對照 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1...液晶層 27A-B.··多孔氧化矽膜 10...液晶顯示裝置 28A...陽極氧化物膜 11...玻璃基板 28B...陽極氧化物膜 1 la…掃描電極 29...光阻圖樣 lib...信號電極 3 1…光阻罩 11A-B...墊電極 31A...光阻窗 11C…薄膜電晶體 41…玻璃基板 11D...透明像素電極 42…二氧化矽膜 21...玻璃基板 43...主動區 22…二氧化矽膜 44…二氧化矽膜 23...主動區 45...金屬層 23A-B...擴散區 45A...鋁圖樣 23C-D...補償層 45B...陽極氧化物圖樣 24...閘體絕緣膜 4 6 A · · ·崔呂圖才篆 24A...二氧化矽膜 46B…陽極氧化物圖樣 25...導體層 46...陽極鋁氧化物膜 25A...導體層 47A-B...多孔陽極氧化物膜 25B-D…導體圖樣 48...光阻圖樣 26…陽極氧化物膜 26X…針孔 48A...光阻窗 (济先閱讀·背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 25

Claims (1)

1. 548498 •Ο: ϊ；8 替換本 %6, ·身El粜 ’ :................ 申請專利範圍 第咖侧號專财請案申請專利範圍修正本92年6月3日 1·:種製造液晶顯示裝置之方法，該液晶顯示裝置包括一 第-基板’-第二基板係面對該第_基板且其間分隔一 間隙；-薄膜電晶體形成於第一基板上；及一液晶顯示 層揭限於該間隙’該方法包含下列步驟： 形成一半導體層於第一基板上； 形成一絕緣臈於半導體層上； 形成一金屬層於絕緣膜上； 陽極氧化金屬層表面而形成障蔽型第一陽極氧化 物膜於表面上； 於形成第一陽極氧化物膜之步驟後，圖樣化金屬層 而形成有-對緣界定之導體圖樣，故導體圖樣包括一閘 極圖樣及-橋接圖樣，該橋接圖樣於第—基板上由間極 圖樣伸展至另一閘極圖樣； ★於圖樣化金屬層之步驟後，陽極氧化導體圖樣形成 第二多孔陽極氧化物膜於導體圖樣之各該緣上； 於形成第二陽極氧化物膜步驟後，陽極氧化導體圖 樣而形成第三障蔽型陽極氧化物膜於各該緣，故第三陽 極氧化物膜係位於第二陽極氧化物膜内側； 於形成第三陽極氧化物膜之步驟後，藉蝕刻方法去 除橋接圖樣’使閘極圖樣與另一閘極圖樣分開，·及 於该去除橋接圖樣之步驟後’藉蝕刻方法去除第二 陽極氧化物膜。 申明專利範圍第1項之方法，其中該用於隔離閘極圖 (210x297 公釐） a尺度顧 548498 、申請專利範圍 樣之步驟之蝕刻過程包括下列步驟··藉第一蝕刻劑去除 覆蓋橋接圖樣之第一陽極氧化物膜；藉第二蝕刻劑去除 橋接圖樣，該方法進一步包括，於去除橋接圖樣之步驟 後，去除毗鄰橋接圖樣形成之第一陽極氧化物膜，及於 橋接圖樣被去除後，經由使用第__劑形成外懸結構 3·如申請專利範圍第2項之方法，其中用於隔離閘極圖樣 之步驟之蝕刻過程係經由使用光阻圖樣進行，該光阻圖 ^遮蓋薄膜電晶體且具有窗對應橋接圖樣，於去除第一 陽極氧化物膜形成外懸結構之步驟後，光阻圖樣被去除 4·如申請專利範圍第2項之方法，其中該㈣第二陽極氧 化物膜之步驟係使用第二蝕刻劑進行。 5·如申請專利範圍第2項之方法，其中該第一餘刻劑含有 磷酸及氧化鉻，第二蝕刻劑含有磷酸。 6.如申請專利範圍第！項之方法，其中該導體圖樣含有鋁 作為主要成分。 7· -種製造液晶顯示裝置之方法，該裝置包括一第一基板 隙 第一基板面對該第一基板且其間間隔一間隙，一域 膜電晶體形成於第-基板上，及一液晶層偈限於該間 内，該方法包含下列步驟： 形成一半導體層於該第一基板上； 形成一絕緣膜於該半導體層上； 形成一金屬層於該絕緣膜上； (CNS)/V1 規格（21〇 : 本紙張尺度適川中國國家標芈 548498 A8B8C8D8 經濟部智慧財產局員工消t合作社印製 、申請專利範圍 陽極氧化金屬層表面形成第_障蔽型陽極氧化物 膜於表面上； 於形成第-陽極氧化物膜步驟後，圖樣化金屬層形 成由一對緣界定之導體圖樣且包括一閉極圖樣及—橋 接圖樣’使橋接圖樣伸展於第-基板上之另一問極圖樣 、於圖樣化金屬層步驟後，陽極氧化導體圖樣而於各 遠導體圖樣緣上形成—第二多孔陽極氧化物膜； 於形成第二陽極氧化物膜步驟後，陽極氧化該導體 圖樣形成第三障蔽型陽極氧化物膜於各該緣，使第三陽 極氧化物膜係位於第二陽極氧化物膜内側； 於形成第三陽極氧化物膜步驟後’藉㈣方法去除 第二陽極氧化物膜； 於去除第二陽極氧化物膜步驟後，藉餘刻方法去除 橋接圖樣，使閘極圖樣與另一閘極圖樣分開； 其中㈣言玄陽極氧化物_之步驟係藉含有氧化鉻 濃度為0.03重量％或以上之磷酸蝕刻劑進行。 8·如申請專利範圍第7項之方法，其中該餘刻第二陽極氧 化物膜之步驟係於6〇°c或以下之溫度進行。 9.如申请專利犯圍第7項之方法，其中該餘刻劑除填酸及 氧化鉻外含有乙酸及硝酸。 1〇· —種製造液晶顯示裝置之方法，該液晶顯示裴置包括： 第基板，一第二基板係面對該第一基板且其間間隔 一間隙；一導體圖樣形成於第一基板上；及一液晶層侷 本國國家標芈（CNS)7vTS⑵0 X 29?"公if ^ —0. ^--------^--------- (，請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 28 '申請專利範圍 限於^間隙，該方法包含下列步驟： 陽極氧化導體圖樣而形成障蔽型陽極氧化物膜於 導體圖樣上； 、、 藉進行濕式餘刻法去除部份陽極氧化物膜； 、、’I藉進行濕式蝕刻法去除陽極氧化物膜部份 去除導體圖樣，·及 於去除導體圖樣步驟後，藉濕式㈣法去除陽極氧 化物膜。 曰h專利祀HI第1G項之方法’其中該濕式餘刻障蔽型 陽極氧化物膜之步驟係藉鱗酸添加氧化鉻之姓刻劑進 行。 12·:種製造液晶顯示裝置之方法，該液晶顯示裝置包括： —第—基板；—第二基板係、面對該第-基板而其間間隔 -間隙；一導體圖樣形成於第一基板上；及一液晶層偈 限於間隙，該方法包含下列步驟： a陽極氧化導體圖樣而於導體圖樣上形成第一多孔 陽極氧化物膜； 、、於形成第一陽極氧化物膜後，陽極氧化導體圖樣形 、第卩平蔽型陽極氧化物膜於第一陽極氧化物膜内側 :及 ' 藉由進行濕式敍刻法相對於第二陽極氧化物膜選 擇性去除第一陽極氧化物膜； 藉由3氧化鉻濃度為0.03重量％或以上之磷酸蝕 刻劑進行濕式蝕刻方法。