TWI300626B - Liquid crystal display device and method for fabricating the same - Google Patents

Description

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I 4 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於-種液晶顯示（LCD)裝置，尤指一種LCD裝置及製造 該裝置的ϋ其藉由以低遮罩（lGW_mask)技細彡成薄膜電晶體(D陣 列基板來降低製造時間和成本，其巾形成更健罩的TFT使賴繞射曝光 及光阻之剝離(lift-strip)。 【先前技術】 • 近期以來，液晶顯示(LCD)裝置因其高對比、寬灰度色標圖像顯示及低 能耗特性而廣泛用於平面顯示器中。 在實際製造過程中，LCD裝置之基板上必須被形成以包含驅動元件或 行線等各種圖案，該等圖案可藉由藉由微影製程技術形成。舉例而言，一 對紫外線敏感之光阻形成於光阻基板上時可形成薄膜層，且一用光學遮罩 生成的圖案曝光並形成在該光阻之上L各不同材料層可利用該等經 圖案化的光阻作為遮罩而進行钱刻，接著該等光阻層被剝離。因此，減少 籲所需遮罩層數量的研究正被積極進行中，以利用藉由減少微影製程此數來 提高生產率。 就而言’ LCD裝置包含—TFT _基板、—紅基板、一液晶 層及一驅動電路，其中TFT陣列基板包含一閘極線層、一間絕緣層、一半 導體層、-資料線層’-純化層及一像素電極。為形成啦陣列基板的上 述部分’五至七層的遮罩乃是不可少的。隨著所使用之遮罩數量的增多， 所進行的微影步驟也相應增加，從而導致出錯率的增加。 1300626 為解决此卩摘，近來低遮罩技術的研究正積極進行巾，其藉由使用儘 可能少的遮罩和微影步驟來製造基板以提高生產效率並節省過程。 下文將配合圖式第1A圖至第1E圖說明現有製造LCD裝置之TFT陣 列基板的方法。 第1A圖至帛iEgj所示為現有製造]^]〇裝置之丁f丁陣列基板之方法 的剖面圖。 在製造目前用於LCD裝置之TF丁陣列基板時，銅（Cu)、銅合金、铭、 鋁鈥合金、鉬或鉻等低電阻金屬材料先被沉積於基板11之上，接著一第一 遮罩配合微雜雜術_在基板n之上，從而軸__極線（未示 出）、一閘電極12a和閘墊電極22，如第1A圖所示。 微影製程之進行藉由係以下列步驟為之。 贯先，低f阻金騎料被沉積在具有良好透光率及抗馳的玻璃基板 上，亚繼而沉積一層光阻在該已沉積金屬材料之上。在具有一圖案層的第 一遮罩放置在光阻之上時，光選擇性的進入基板中，使得光阻上具有和第 一遮罩的圖案層一樣的圖案。 接著，該光阻之曝於光線的預定部分利用一顯影液移除，從而使光阻 上圖案真正成形。因此，經圖案化之光阻曝露在外的金屬材料可被選擇性 蝕刻，所以可得到需要的圖案。 如第1B圖所示，一氮化石夕SiNx或氧化石夕SiOx等無機絕緣材料在高溫 狀怨下沉積在包含閘電極12a之基板的整個表面，從而形成閘絕緣層13。 接著，一非晶矽層沉積在閘絕緣層13之上，接著藉由並使用一第二遮 1300626

I 罩來進行微影製程以構成圖案，從而在閘絕緣層13之上形成島狀的半導體 層14 ’其中該島狀的半導體層14與閘電極12a相重叠。 如第1C圖所示，銅、銅合金、紹、織合金，或鉻等低電阻金屬 材料被沉積於包含半導體層14的基板的整個表面，接著藉由接著使用一第 三遮罩來進行微製程以構成圖案，從而形成資料線層。 忒貝料線層包含:一資料線(未示出）、源極電極⑸與汲極電極说、及 墊區的麟墊電極25，其中該資料線垂直於閘極線而形成，以構成一單位 • 像素區域，該源極電極15a及汲極電極说與半導體層M的兩側相重疊。 如上所述，該經沉積的閘電極12a、閘絕緣層13、半導體層Μ、源極電 極15a與汲極電極15b共同形成一薄膜電晶體(TFT)，用以控制施加至單元 像素區域之電壓的開關狀態。 如第1D圖所示，一 BCB有機絕緣材料或&Νχ無機絕緣材料覆蓋至包 含汲極電極15b之基板的整個表面之上，從而形成一鈍化層16。接著，利 用第四遮罩進行微影製程，以使銑化層16被選擇性移除而形成一接觸孔 修 7卜一第-墊開放區域Sla及一第二塾開放區域仙，其中接觸孔力用於 曝露該汲極電極15b，該第一墊開放區域81a用以曝露閘墊電極22，該第 二墊開放區域81b則用以曝露資料墊電極25。 如第1E圖所示，一透明導電材料IT〇 (銦錫氧化物）或12〇 (鋼鋅氧 化物）覆盍在包含鈍化層16之基板的整個表面，並且使用一第五遮罩對該 經形成的透明導體材料進行微影製程，從而使一像素電極17形成在像素區 域，其中像素電極17電連接至汲極電極15b。以此方式，ΤΓΓ陣列基板之 1300626 % 製造便告完成。同時，一透明導體層27形成並包覆該第一及第二塾開放區 域，從而防止閘和資料墊電極被氧化。 但是，現有之製造LCD裝置的方法仍有如下之缺點。 為形成閘極線層、半導體層、資料線層、鈍化層的接觸孔和像素電極， 五個曝光遮罩是不可少的。隨著使用的遮罩數的增加，製作過程變得複雜， 製作時間和成本增加，也因此降低了生產效率。 g 【發明内容】 因此，本發明係關於一種LCD裝置和一種製造該裝置的方法，其從 實質上解決一個或多個現有技術的缺陷所造成問題。 本發明的目的之一在於提供一種LCD裝置及其製造方法，其藉由使用 繞射曝光及光阻剝離技術而以低遮罩技術形成_TFT陣列基板，以降低製 造時間和成本。 本發明之其它優點、特徵及目的部份將在以下詳細描述中提出，其餘 •部份則可為本領域的普通技術人員在檢閱下述說明或實施本發明後所顯而 易見。本發明之目的及其它優點可借助書面說明、權利要求項和附圖中所 特別揭示的結構而被了解及實現。 為達該等及其它優點及目的，本發明提供之LCD裝置包含一閘極線、 -閘電極及-形成在基板上的閘墊電極；垂直於_線师料線、形成在 上述閘電極上的源極電極和汲極電極、和一形成在資料線一端的資料塾電 極；緣層和-半導體層，其形成在該龍線、祕電極和及極電極 及該資料墊電極之下；-鈍化層，其形成在源極電極和汲極電極之間半導 1300626 \ 體層的溝狀區域·，和-像素電極，其與槪極電極接觸。 本發明之另-態樣為一種製造咖液晶裝置的方法包含下列步驟：在 基板上形成-閘極線、一閘電極和一閘塾電極；在包含該問電極的基板的 全部表面上順序地形成一閘絕緣層、一半導體層和一金屬層；在金屬層之 幵/成帛光阻’藉由用第一光阻作為遮罩選擇性姓刻該閘絕緣層、半 ‘體層和金屬層’使得該轉體層、資料線、源及紐電極和資料塾電極 圖案化；形成—第二光阻來覆蓋⑽墊電極；在包含第_及第二光阻的基 •板的整個表面之上形成一鈍化層；藉由升高剝離第-及第二光阻移除位於 /第及第一g促材料之上的該鈍化層；以及形成一和沒極電極接觸的像 素電極。 前述之-般性描述及後述之具體描述僅係示範說明用，仍需借助申請專 利範圍所載來對本發明做進一步的解釋。 【實施方式】 以下面將藉由較佳實施例詳細說明本發明，其中所舉之例將 泰配合所附圖式加以說明，其中各相同元件在本說明中係以相同符號標 示。 本毛月之種LCD裝置及其的方法將說明如下： 第一實施例 第2圖所不為根據本發明第_實施例用於裝置之丁打陣列基板的平 面圖第3圖所不為根據本發明第一實施例用於裝置之丁F丁陣列基板 的剖面圖’第4A圖至第4H圖為根據本發明第一實施例用於lcd裝置之 製造TFT陣列基板之方法的剖面圖。 、 明參閱第2圖和第3圖，首先該LCD裝置之TFT陣列基板包含一用於 1300626 像素電極117與賴電晶體（TFT)的主動區域…用於閘塾電極⑵的問 墊區域(G.P)，及一用於資料墊電極125的資料墊區域(D.p)。 該主動區域包含-閘極線112、-資料線115、該薄膜電晶體（Μ)、 該«電極U7、及下電容電極132與上電容電極135，其中間極線ιΐ2垂 直於資料線115而形成，並限定-單元像素區域之所在範圍；該薄膜電晶 體TFT形成於鄰近該閘極、線112及資料線115的一交叉點處，且复形成曰^ 藉由藉由依序沉積閘電極112a、閘絕緣層113、半導體層114、及源極電極 與汲極電極115a及H5b而成；像素電極117形成在該單元像素區域上，立 情素電極117與艇電晶體TFT的汲極_⑽相接觸；下電容電極和 籲 上電容電極132、135平行於該閘極線112而形成。 在該啟動區域中，該閘絕緣層113和半導體層114形成在資料線出、 源/沒極電極心與115b及上電容電極135之下。並且該閘絕緣層出及 半導體们14所形成的形狀與資料線115、半導M 114的一溝狀區域及上 電容電極135的形狀相同。 此外’ 層II6亦形成在半導層⑴之祕雜心及汲極電極 心之_溝狀區域内。該鈍化層116保護溝狀區域使不與外部光線或液晶 _ 賴觸。該鈍化層1_職_由在雜電極心及錄t_5b之間沉 積氧化⑦魏财無舰緣層而得，·藉由在雜修心及汲極電極 115b之間覆蓋BCB或丙烯酸基化物有機絕緣層而得。若鈍化層116由無機絕 緣層構成’優遙的，其鈍化層的厚度低於1〇〇〇 A。若鈍化層116由有機絕緣 層構成’其披覆厚度以低於3〇〇〇 A為較佳。此外，鈍化層116係另外形成在 该基板之貧料線115、源極電極115&和汲極電極U5b、上下電容電極135和 132外的區域上。 该下包谷電極132與該閘極線形成在同一層，以使該下電容電極132能 10 1300626 % 接收來自該啟動區域週邊的電壓。同樣地，上電容電極135與該資料線形成 在同一層，並與像素電極117接觸，以使該上電容電極135能接收來自像素 電極的恒定電壓。 該墊區域包含該閘墊電極122及資料墊電極125，其中閘墊電極122從閘 極線112延伸出，以傳送一輸自外部的掃描信號；該資料墊電極125則從該 資料線115延伸出，以傳送一視頻信號。該閘墊電極122為一第一透明導體 層151所覆，該資料墊電極125則為一第二透明導體層152所覆，用以防止該 § 閘極及該資料墊電極122和125被氧化。 在該墊區域中，該閘絕緣層113和半導體層114形成在資料墊電極125之 下，其中該閘絕緣層113及半導體層114所形成的形狀與該資料墊電極的形 狀一致。此外’該鈍化層116係外加形成於該基板之除閘塾電極122及資料 墊電極125外的區域上。 一濾光陣列基板被提供與上述包含像素電極及薄膜電晶體之^丁陣列基 板相對，其中該濾光陣列基板包含一共用電極及一濾光層，且上述液晶層 •即形成於該二基板之間。 下文將介紹根據本發明第一實施例用於Lcd裝置製造邗丁陣列基板的方 法。 首先，銅（Cu)、銅合金、鋁、鋁鉉合金、鉬、鉬合金、鉻、鉻合金、 鈦、鈦合金、銀或銀合金等金屬材料藉由以濺鍍方式濺鍍方式沉積於基板 111之上，如第4A圖所示，其中該金屬層以為一鉑/鈦沉積層為更佳。接著， 該金屬材料藉由-第-曝光遮罩來進行微影製程而被圖案化，從而形成問 1300626 極線112、-TFT區域的閘電極U2a、一存儲區的下電容電極成、及問塾區 域的閘墊電極丨22。此時，該τ電容雜132之形成平行於該藝線⑴，該 閘電極112a之形成與該閘極線112—體，且閘墊電極122與閘極線η]的一端 形成一體。 w參閱第4B®氧切或—氮切無觀緣材料在高溫狀態下形成在 包含閘電極U2a·板的整錄面之上，從㈣成瞧緣層⑴。 接著用於半‘體層114的非晶石夕材料利用藉由化學汽相沉積法 鲁 WD)沉積在閘絕緣細之上。其後，，更優選_目金屬材料銅（cu)、 銅合金、！呂、減合金、鉬、翻合金、絡、鉻合金、鈦、妖合金、銀或銀 合金等金屬材料藉由賤鍍方式濺鍍方式沉積在該非晶石夕材料之上，其中該 金屬材料以為铜為更佳。 接著，由紫外線可固化之樹脂構成的_第_光阻⑽藉域塗法或滾覆 法覆蓋於該金屬材料U5d的整個表面之上。接著，具有預定圖樣的第二曝 光遮罩（未示出）設置在所述第一光阻1〇8之上後，紫外線或χ射線光施加 ♦ 至該第-光阻1〇8之上，從而生成一具有雙步階覆蓋結構的第一光阻圖案。 此時，第二曝光鮮對應於-繞祕光鮮，該繞射曝光遮罩藉由一金屬 製光遮罩層及-半透明層形成在一透明基板之上，故該繞射曝光遮罩包含 透光帛透光分及-光遮罩部分。該透光部分的透光率為綱。/〇， 该光遮罩部份的透光率為〇〇/。，該半透光部分之透光率則為〇%至1〇〇〇/。之 間。 在完成繞射曝光之後，第-光阻刚中存有三種不同的厚度。即，對應 12 1300626 於繞射曝光遮罩之透光部分的第一光阻全部被移除，對應於光遮罩部分得 第-光阻保留如舊，對應於半透光部分之第一光阻則被移除至一預定厚 度。該第-光阻屬於正光阻，其一曝光部份被移除；若為負光阻時，則未 曝光的部分被移除。 亦即，該經繞射曝細第—光關8内存有不_厚度。舉例而言，該 資料線之對應於第-光阻觸、該用於源極電極與沒㈣極及資料塾區域的 薄膜電晶體TFT的部份被保留而未被移除。同時該對應於薄膜電晶體抓之 >溝道層的第-光阻108由於部分被移除*具有該預定的厚度。接著，第一光 阻108的其它部份被全部移除。 接著，如第4C圖所示，經曝光之閘絕緣層113、非晶石夕材料ιΐ4及金屬材 料115d利用該第-光阻作為遮罩而被侧，從而形成資料線出、薄膜電晶 體的半導體層II4、存儲_上電容電極m及龍無域的資料塾電極 125 〇 閘絕緣層113、非晶佩料職金屬材料㈣可在—乾糊處理室中一 起侧。此時，提供不同的侧氣體乃是必要的。魏，若受_者為金 屬材料⑷，則咖SF6、Cl2或〇2編難；若_彳者為非晶l 材料，則需痛6、CWH2為侧氣體；若受_者為魏緣層，則需聰6、 〇舰為則氣體。此時，閘墊區域的閘墊電極122未受乾爛處二。若^ 用鉬/鈦的沉積層作閘電極，則鈦金屬材料會阻止侧的發生。若以銅為問 電極的材料，齡職體不钱刻制電極氣體崎擇必觀 對閘極線之金屬材料及資料線之金屬材料的侧選擇比不同。 13 1300626 在對光阻108進行灰化處理時，具有對應於TFT溝區域之預定厚度的光阻 被完全移除，而其餘的光阻則保留如舊。 接著’對應於TFT溝道區域的金屬材料被選擇性蝕刻，從而形成處於 半導體層114之上的源極電極H5a和没極電極115b。 因此’資料線、源極及汲極電極115^115b、資料墊電極125、半導體 層114及上電容電極135可藉由一次繞射曝光而形成。此時，資料線被形成 為垂直於閘極線，k而界定一子像素之所在範圍。此外，半導體層114、 • 源極電極115a及汲極電極⑽依序與閘電極ma交疊在-起，從而形成薄膜 電晶體TFT。此外’閘絕緣層113及半導體層114插置在下電容電極及上電容 電極132及135之間，其中該上電容電極135與該下電容電極132在設置上重 疊。 請參閱第4E圖，一第二光阻109藉由印刷技術形成以覆蓋閘墊電極122， 如第4F圖所示。其後，無機絕緣材料氮化矽(SiNx)*氧化矽(Si〇x)形成在包 含第一及第二光阻108和109之基板的整個表面上，其厚度為1〇〇〇A左右，從 鲁 而形成鈍化層116。 同時，若鈍化層116形成在第一及第二光阻108、109的側壁位置，則後 續剝離過程將難於進行。然而，由於鈍化層116的厚度很小，故無機絕緣材 料難以沉積在厚度為鈍化層十倍以上的光阻1〇8和1〇9的側壁位置之上。當 鈍化層116形成在光阻的側壁上時，光阻的側牆需要加以電漿處理，從而完 全移除該無機絕緣材料。 鈍化層116可由有機絕緣材料BCB或丙烯酸樹脂製成。在以有機絕緣材 14 1300626 料作為鈍化層時，該鈍化層係利用一種覆膜的方法形成，此時每一光阻之 間皆被通以有機絕緣材料流。當以有機絕緣材料形成鈍化層時，其厚度為 3000A或更小。 接著，在第一與第二光阻及下方圖案之間提供一種剝離物，由此將第 一及第二光阻108、109剝離。因此，形成在第一及第二光阻上表面的鈍化 層被移除，如第4G圖所示，其中該剝離物可為^^^、^八^^〜卡必醇、 包含添加劑之有機類化合物或灯>八。接著，藉由低成本溶液(如丙酮)移除被 •剝離的光阻。 當移除位於資料線、源極電極115a與汲極電極115b、上電容電極135、 閘墊電極122及資料墊電極125上的第一與第二光阻1〇8、1〇9及鈍化層116 日守’其上表面曝於外部。此時，鈍化層116留在源極電極n5a及汲極電極n5b 之間的的溝道區域中，故能使溝道區域與外部光線及液晶層隔離。 如第4H圖所示，透明導體材料ITO(銦錫氧化物)或IZO(銦鋅氧化物)形成 在包含汲極電極115b之基板的整個表面之上，並藉由使用一第三曝光遮罩 _ 進行微影處理而被圖樣化，從而形成像素電極117及第_與第二透明導體層 151及152 。 像素電極117形成在該像素區域，並與汲極電極115|3接觸，以使一輸入 自外部驅動電路的像素信號能施加至像素電極117上 。此外，像素電極117 兵上i谷電極135相接觸，其中該像素電極117輸送一恒定電壓至上電容電 極 135 〇 第一及第二透明導體層151和152分別覆蓋閘墊電極122及資料墊電極 15 1300626 125，用以防止該閘墊電極122及資料墊電極i25被氧化。 如上所釋’该根據本發明的丁打陣列基板總共使用了三個遮罩，從而實 現了低遮罩技術。 在形成TFT陣列基板之後，又形成一與TF丁陣列基板相對而立的遽光 陣列基板(未示出），其包含一共用電極及一慮光層，接著並在tft陣列基 板及濾光陣列基板之間形成—液晶層，從而完成本發明的裝置，其中 液晶層係藉由噴麗法形成。在進行該喷灑處理時，該二基板在任何之一喷 •灑液晶以後被相互接合在一起。 第二貫施例 本發明之上述第一實施例所涉及者為m模式液晶顯示裝置LCD的薄 膜電晶體TFT陣列基板，然而本發明並不限於TN模式的LCD裝置，本發 明之第二實施例即涉及一種IPS模式LCD裝置的TFT陣列基板，其將被介 紹於後文。 第5圖係本發明之LCD裝置之TFT陣列基板第二實施例的平面圖，第 藝 6圖所示為本發明之LCD裝置之TFT陣列基板第二實施例的剖面圖，第 至第7H圖所示則為本發明之製造乙⑦裝置之TF丁陣列基板第二實施例之 方法的剖面圖。 如第5、6圖所示，本發明之EPS模式LCD裝置的TFT陣列基板包含 用於共用電極524、一像素電極517及一薄膜電晶體TFT的啟動區域， 用於閘墊電極522的閘墊區域(GP)及一用於資料墊電極525的資料墊區 域(DP) 〇 该啟動區域包含閘極線512、資料線515、薄膜電晶體TFT、像素電極 517、共用電極524與下電容電極532及上電容電極535。 16 1300626 此時，閘極線512被形成為垂直資料線515，並界定一單像素區域；共 用線527則被形成為平行於該閘極線512，其中共用線527輸送一 Vc〇m信 號。 薄膜電晶體TFT被形成為鄰近於閘極線512及資料線515的相交點， 其中薄膜電晶體TFT之形成係藉由依序沉積一閘電極512a、一閘絕緣層 513、一半導體層514、及源極電極515a與汲極電極515b而得。像素電極 517與薄膜電晶體TFT的汲極電極515b重疊並接觸，共用電極524與共用 線527岔開，並平行於像素電極517，從而產生一平行於基板的橫向電場。 從而，該下及上電容電極532及535形成一存儲電容。 • 在啟動區域内，形成的閘絕緣層513及半導體層514係形成於資料線 515、源汲極電極515a與515b、及上電容電極535之下。此外，閘絕緣層 513及半導體層514之形成形狀與資料線515、半導體層514之溝道區域及 上電容電極535 —致。 此外，鈍化層516形成於半導體層514之源汲極電極515a及515b間 的溝道區域，亦即鈍化層516使該溝道區域與外部光及液晶層隔離。鈍化 層516係藉由在源極及汲極電極515a及515b之間沉積無機絕緣層氧化矽 或氮化矽而形成，或藉由在源極及汲極電極51兄和515b之間覆蓋有機絕 • 緣材料BCB或者丙烯酸基材料而形成。若以無機絕緣材料形成鈍化層516, 其厚度以低於ιοοοΑ為較佳；然若有機絕緣材料形成鈍化層516，其厚度 以低於3000A為較佳。此外，鈍化層516外加形成於基板之除資料線515、 源極及汲極電極515a及515b、及下與上電容電極532及535外的區域上。 下廷谷電極532與閘極線512形成在同一層，並且與共用線527形成 一體。上電容電極535與資料線515形成在同一層。若將上電容電極浮置 而成為-分離圖樣，則像素》517與上電容電極接觸，從而施加一恒定 電壓。此外，上電谷電極535還可在必要時與汲極電極515b形成為一體。 墊區域係由閘墊電極522及資料墊電極525組成，其中閘墊電極522 17 1300626 自閘極線512延伸出’以輸送一從外部輸入的掃描信號；資料塾電極仍 則自資料線515延伸出以輸送一視頻信號。閑塾電極522為一第—透明導 電層551所覆，資料塾電極525為一第二透明導電層552所覆，故可防止 閘墊電極522及資料塾電極525被氧化，其中第一及第二透明導電層⑸ 及552形成在與啟動區域的像素電極517相同層上。 在墊區域中，閘絕緣層513及半導體層^形成於資料塾電極仍之 下’其中該閘絕緣層祀及半導體層別與資料塾電極525的形狀相同。 此外，鈍化層516外加形成在基板之除閘塾電極切及資料墊電極525外 的區域上。 鲁 式未不出’一渡光陣列基板被提供與上述包含有-共用電極、像素 電極和薄膜電晶體的TF丁陣列基板相對，其中該遽光陣列基板包含有一遽 光層’且在TFT P車列基板及濾光陣列基板之間形成一液晶層。 根據本發明第二貫施例之IPS模式LCD f置之TFT陣列基板的製造方 法將描述如下。 首先銅（Cu)、銅合金、鋁、鋁歛合金、鉬、鉬合金、鉻、鉻合金、 鈦、鈦合金、銀或銀合金等金屬材料藉由濺鍍方式沉積在具有優良透光性 和抗炼性的基板如之上，如第M圖所示，其中該金屬材料層並以為一紹 修/鈦沉積層為更佳。接著，藉由使用一首先曝光遮罩進行微影製程，該金屬 材料層被圖樣化而形成間極線512、丁FT區域的閘電極仙、與閘極線平 行的共用線527、複數個與共用線平行並分開的共用電極似、和閉塾區域 /GP)的閘墊電極522於其上，其中，共用線的一預定部分在功能上形同 該存儲電容的下電容電極532。 〜如第7B圖所示，氧化石夕(Si〇x)或氮化石夕(&Νχ)的無機絕緣材料在高溫狀 〜下开^成在含閘電極512a之基板511的整個表面上，從而形成閘絕緣層 513。 接著，用於半導體層514的非晶矽材料藉由化學汽相沉積法（CVD) 18 1300626 沉積在閘絕緣層513上，接著銅、銅合金、銘、織合金、翻、翻合金、 鉻、鉻合金、欽、鈦合金、銀或銀合金等金耻制由顧方式法沉積在 已沉積之非晶非晶石夕上’其中該金屬材料_金屬材料為更佳。 接著’由紫外線可固化之樹脂構成的第一光阻駕藉由旋塗法或滾覆 法覆盍在該金屬材料仙個表面之上。接著，在_具有預定圖案的第 二曝光遮罩(未示出)被置於所述第—光謂上後，紫外線或χ射線被用以 照射至該第-光阻5〇8上，從而形成步階覆蓋的第—光阻圖案。

如本發明之第二實施例’該第二曝光麟對應於_繞射曝光遮罩，該 繞射曝光遮罩係由-金屬製光遮罩層及透明基板上的一半透明層組成，故 該繞射曝光鮮包含—透光部分一半透光部分及-光鱗部7盆中透 光部分有跳的透絲，而半透絲分的透光率歧收和丨嶋之間， 光遮罩部分之透光率則為0%，與前述實施例相同。 亦即，經繞射曝光的第一光阻5〇8内存有不同的厚度。舉例而言，對 應於資料線m極電極和汲極電極的薄膜電晶體抓、及資料塾區域 的第一光阻508仍保留而未被移除。於此同時，由於被部分移除，第一光 阻之對應於TFT的溝道層第一 具有預定的厚度，而其它部份的第一光 阻508則被全部移除。 接著，以第一光阻508作為遮罩對經曝光之閘絕緣層513、非晶矽材料 514及金屬材料515d進行蝕刻，從而形成資料線515、丁的半導體層 514、存儲區域的上電容電極535及資料墊區域的資料墊電極525，如第7c 圖所示。 閘絕緣層513、非晶矽材料514及金屬材料515d可在一乾蝕刻處理室 中一齊蝕刻。在此情況下，各種不同的蝕刻氣體乃是必須提供因應的。首 先，若對金屬材料(鉬)進行蝕刻，此時需要使用Sf6、α2或〇2作為蝕刻氣 體;若對非晶矽材料進行蝕刻，則需要使用SF0、C12或氏作為蝕刻氣體； 若對閘絕緣層進行蝕刻，則需要使用SF6、〇2或h2作為蝕刻氣體。此時， 19 1300626 閘塾區域的閘塾電極122未受乾姓刻。若使脑/欽的沉積層作閑電極，則 欽金屬材料會阻止侧的發纟;若使用銅構成閘電極，則閘電極不受上述姓 刻氣體的蝕刻，亦即閘極線的金屬材料在蝕刻選擇比必須不同於資料線之 金屬材料者。 在進行光阻508的灰化處理時，具有對應於TFT之溝道區域預定厚度 的第-光阻被全部移除，而其它部分的光阻則保留如舊，如第7D圖所示。 接著，對應於該TFT之溝道區域的金屬材料被選擇性蝕刻，從而在半 導體層514上形成源極區515a及汲極區515b。 因此，貢料線、源極電極515a與汲極電極515b、資料墊電極、半 _ $體層514、及上電容電極535之形成可藉由-次繞射曝光完成。此時，所 形成的資料線垂直於閘極線，從而界定一子像素之所在範圍。此外，半導 體層5M和源極及汲極電極515、依序與問電極心重疊，從而形成 薄膜電晶體TFT。此外，該閘絕緣層513及半導體層514插置在下電容電 極532及上電容電極535之間，其中上電容電極535及下電容電極淡重 疊，從而形成存儲電容。 如第7E圖所示，一第二光阻5〇9藉由“印刷技術，，形成以覆蓋問塾電 極522。之後，在包含及第二光阻5〇8、5〇9之基板的整個表面之上形成一 • 厚度為1000A或較小的無機絕緣材料氧化石夕(SiOx咸氮化石夕_〇，從而形 成鈍化層516，如第7F圖所示。該鈍化層516可由有機絕緣材料bcb或丙 烯酸基樹脂構成；當以有機絕緣材料構成時，其厚度為獅A或較小。 在此同日守，右鈍化層516形成在第一及第二光阻5〇8、5〇9的側壁，則 後續的剝離過程將難以進行。然而，由於鈍化層516的厚度很小，故無機 絕緣層難以沉積在厚度為其十倍以上的第一及第二光阻獅、5G9的側壁上； 若鈍化層5丨6形成在光_側壁上，則光阻的側壁上必須進行以電浆處理，’ 從而完全移除該無機絕緣材料。 接著，在第-與第二光阻及其下的圖案之間提供以一剝離物，藉使該 20 1300626 第一及第二光阻508、509 丨I各丨私 "乂 丄， 丨旬離，攸而，使形成在第一及第二光阻的上 表面上的鈍化層被移除，如第7G圖所示。 田移除第及第一光阻5〇8和5〇9及位於資料線、源極電極515&與沒 極to 515b、上電容電極535、間塾電極522及資料塾電極仍之上的純 化層時，其上表面曝露於外部，並且彼此間互為絕緣。此時，純化層516 留在源極電極515a及祕雜5说之_溝道區域上，故可使溝道區域 與外部光或液晶層隔離。 如第7H圖所示，銦錫氧化物或銦鋅氧化物等透明導體材料形成在包^

1及極電極515b之基板的整條面之上，由個―第鱗光遮罩進行德 影製程而被随化，從而形成像素電極517及第—與第二透料體層⑸ 和 552 〇 9 像素電極5Π與沒極電極515b接觸，並且平行於像素區域中的丘用 電極524，從而固定電壓能被傳送至上電容電極535。 八 第-及第二透明導體層551和552分別覆蓋閘塾電極功和資料塾電 極525，用以防止閘墊電極522及資料墊電極5乃被氧化· 如上所述，本發日月第三實施例之lps模式lcd裝置之丁打p車列基板總 共使用了三個曝光遮罩，從而實現了低量遮罩技術。 综而論之，本發明之LCD裝置及其製造方法具有如下的優點。 、首先，在形成閉極線之後，金屬層、半導體層和問絕緣層<依序沉積形 成，並藉由繞射曝光而與制極線-併被圖案化，故龍線_及半體7 層圖案能被同時形成，從而減少了一次遮罩。 一 由於使用遮罩數的減少，製造的成本及時間也隨之降低。 本發明之技術能適用於各種型式之LCD裝置、 模式。 ，本發明可以多種形式 在不脫離其精神及主要特徵的條件下 1300626 體現，故本發明範圍當不僅為上述之說明者，其範圍當被廣義解 讀’如所附之申請專利範圍者。因此，所有依本發明精神所為之 變更及等效推衍皆當屬於本發明的範圍。 【圖式簡單說明】 所附圖式併作為本發明說明之一部份’用以使吾人對本發明得到更 進一步的了解，並與說明書共同解視本發明之原理，該等圖式分別為： 馨第1A圖至第ιέ圖為說明現有製造一 TFT陣列基板之方法的剖面 圖； 第2圖為本發明之首先用於LCD裝置之TFT陣列基板首先實施例的 平面圖； 第3圖為本發明之用於LCD裝置之TFT陣列基板首先實施例的剖面 圖； 第4A圖至第4H圖為根據本發明首先之製造LCD裝置之TFT陣列 基板之方法首先實施例的剖面圖； 第5圖為本發明之用於LCD裝置之TFT陣列基板第二實施例的平面 ’圖； 第6圖為本發明之用於LCD裝置之TFT陣列基板第二實施例的剖面 圖；以及 第7A圖至第7H圖為根據本發明之製造LCD裝置之TFT陣列基板 之方法第二實施例的剖面圖。 22 1300626

【主要元件符號說明】 11 基板 12a 閘電極 13 閘絕緣層 14 半導體層 15a、15b 源極電極、汲極電極 16 鈍化層 17 像素電極 22 閘墊電極 25 資料墊電極 27 透明導體層 71 接觸孔 81a 、 81b 第一墊開放區域、第二墊開放區域 108 、 109 第一光阻、第二光阻 111 基板 112 閘極線 113 閘絕緣層 114 半導體層/非晶碎材料 115 資料線 115a、115b 源極電極、汲極電極 116 純化層 117 像素電極 122 閘塾電極 125 資料墊電極 132 下電容電極 135 上電容電極 15 卜 152 第一透明導體層、第二透明導體層 112a 閘電極 115d 金屬材料 23 1300626 508 、 509 第一光阻、第二光阻 511 基板 512 閘極線 512a 閘電極 513 閘絕緣層 514 半導體層/非晶矽材料 515 資料線 515a、515b 源極電極、沒極電極 515d 金屬材料 516 鈍化層 517 像素電極 522 閘墊電極 524 共用電極 525 資料墊電極 527 共用線 532 、 535 下電容電極、上電容電極 551 、 552 第一透明導電層、第二透明導電層

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Claims (1)

1300626 十、申請專利範圍： 1·一種液晶顯示裝置，包含： 一閘極線、一問電極和一閘墊電極，形成於一基板之上； 一資料線、源極電極與汲極電極、及一資料墊電極，其中該資料線垂 直於該閘極線，該源極電極與汲極電極形成在該閘電極之上，該資料墊電 極形成於該資料線的一端； 緣層及-半導體層，形成在該龍線、祕電極與汲極電極及 資料墊電極之下； -鈍化層，形成於該半導體層之源極電極與錄電極之間的_溝道區 _ 域内；以及 一像素電極，與該汲極電極接觸。 2.如申請專利範圍第丨項所述之液晶顯稀置，其中該閘絕緣層及半導體 層之形成雜與«料線、源極電極與祕電極、轉_之溝道區域及 資料塾區域的形狀相同。 3·如申請專利範圍第丨項所述之液晶顯示裝置，其中該純化層另外形成在基 板之除心料線、祕電極與祕電極、閑线滅資料魏極外的區域 上0

4·如申請專利範圍第}項所述之液晶顯示裝置，其中該鈍化層由厚度為 1000A或更小的無機絕緣材料層構成，融厚度為3_入或更小 緣材料層構成。 碼、，、巴 5·如申α專利範㈣丨項所狀液晶顯示裝置，其巾該難電極及資料 極為一透明導體層所覆。 、包 6.如申請專利範圍第5項所述之液晶顯示裝置，其中該透明導體層及該像素 電極形成在同—層。 ” ’被形 7·如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，更包含一下電容電極 成在與該閘極線同一層。 25 1300626 8·依據申晴專利範圍第7項所述之液晶顯示裝置，更包含一上電容電極，形 成在與该資料線同一層之位置’並位於該下電容電極之上。 9·如申請專利範圍第8項所述之液晶顯示裝置，其中該閘絕緣層和半導體層 與5亥上電容電極具有相同的形狀’並形成於該上電容電極之下。 10·如申請專利範圍第8項所述之液晶顯示裝置，其中該鈍化層形成在該基 板之除該下電容電極與上電容電極、資料線、源極電極與汲極電極、閘塾 電極及資料墊電極外的的整個表面之上。 U·如申請專利範圍第δ項所述之液晶顯示裝置，其中該上電容電極及該像 素電極互相接觸。 鲁 12·如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，更包含-共用電極，該共 用電極平行於該像素電極。" 13·如申請專利範圍第12項所述之液晶顯示裝置，其中該共用電極形成在與 閘極線相同的層上。 Μ 14·如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，更包含： 一另一基板，與該基板相對立；以及 一液晶層，形成在兩個基板之間。 !5·—種製造一液晶顯示裝置的方法，包含下列步驟： φ 形成一閘極線、一閘電極及一閘墊電極在一基板上； 依序形成一閘絕緣層、一半導體層及一金屬層在包含該閘電極之基板 的全部表面上； 形成一第一光阻在該金屬層之上； 藉由利用一第一光阻作為一遮罩而選擇性蝕刻該閘絕緣層、半導體層 和金屬層，以使该半導體層、資料線、源極與汲極電極及資料墊電極被圖 案化； β 形成一第二光阻以覆蓋該資料墊電極； 形成一鈍化層在包含第一及第二光阻的基板的整個表面之上； 26 1300626 藉由剝離該第一及第二光阻移除位於該第 一及第二光阻之上的鈍化 形成一與該汲極電極接觸的像素電極。 16·如申請專利範圍第15項所述之方法，其， 遮罩進行圖案化。 17·如申請專利範圍第15項所述之方法，^ 蓋圖案化為雙步驟覆蓋。 其中該第-轨被·—繞射曝光 其中該第一光阻被藉由雙步階覆 18.如申請專利範圍第17項所述之方法，其中該利用

利用藉由灰化該第-光阻移除該雙步階覆蓋的第一光阻；以及 形成該源極電極及祕電極，彻將該經灰化的第_光_ 而對處於該半導體層上之該金屬層加關案化的方式為之。w、” I9·如中請專利範圍第18項所述之方法，其中該侧並形成該閘絕緣層、半 導體層及金屬層之麵係於在—乾働懷理室處理室中完成。 # 2〇·如申請專利範圍帛15項所述之方法，更包含下列步驟： •利用魏處理方式自該第-及第二光阻的側壁上移除該鈍化層，於包 含該第一及第二光阻之基板的整個表面上形成一鈍化層之後進行。 層構成。 21·如申請專繼圍第15項所述之方法，其巾親化層係由厚度為咖入 或以下的然機絕緣材料層構成，或由厚度為3000a或以下的有機絕緣材料 22·如申請專利細第15_述之方法，其中藉由娜第—及第二光阻移除 位於该第一及第二光阻之上的鈍化層之步驟包含下列步驟： 圖案化留在該基板之整個表面上之除該資料線、源極電極和汲極電 27 I30Q626 極、問塾電極和資料墊電極外上的鈍化層。 23·如申請專利範圍第15項所述之方法，更包含下列步驟： 形成~透明導電層以覆蓋該閘墊電極和該資料墊電極。 24.如申凊專利範圍第幻項所述之方法，其中該形成該透明導電層之步驟係 與該形成該像素電極的步驟同時進行。 25·如申請專利範圍第15項所述之方法，更包含下列步驟： 當形成該閘極線時形成一下電容電極。 26·如申請專利範圍第25項所述之方法，更包含下列步驟： 當蝕刻該閘絕緣層、半導體層和金屬層形成該資料線時形成一上電容電 • 極於該下電容電極之上。 27·由申請專利範圍第％項所述之方法，其中該像素電極與該上電容電極相 接觸。 28·如申請專利範圍第26項所述之方法，其中藉由剝離第一及第二光阻移除 位於5亥第一及第二光阻之上的鈍化層之步驟包含下列步驟： 圖案化留在該基板之整個表面上之除該資料線、源極電極和汲極電極、 閘塾電極和資料墊電極外上的鈍化層。 29·如申睛專利範圍第15項所述之方法，更包含下列步驟： • 形成一共用電極，該共用電極平行於該像素電極。 30·如申請專利範圍第29項所述之方法，其中共用電極和閘電極同時形成。 31·如申請專利範圍第15項所述之方法，更包含下列步驟： 備製一另一基板，與該基板相對而立；以及 、 形成一液晶層在該二基板之間。 32·依據申請專利範圍第31項所述之方法，其中該形成該液晶層的步驟包含 下列步驟： 塗灑一液晶於該二基板的任意一者之上；以及 接合該二基板。 28