TWI408812B - 畫素結構的製作方法 - Google Patents

Description

畫素結構的製作方法

本發明是有關於一種畫素結構的製作方法，且特別是有關於一種使用雷射剝離製程(laser ablation process)來製作半導體層之畫素結構的製作方法。

顯示器為人與資訊的溝通界面，目前以平面顯示器為主要發展之趨勢。平面顯示器主要有以下幾種：有機電激發光顯示器(organic electroluminescence display)、電漿顯示器(plasma display panel)以及薄膜電晶體液晶顯示器等(thin film transistor liquid crystal display)。其中，又以薄膜電晶體液晶顯示器的應用最為廣泛。一般而言，薄膜電晶體液晶顯示器主要由薄膜電晶體陣列基板(thin film transistor array substrate)、彩色濾光陣列基板(color filter substrate)和液晶層(liquid crystal layer)所構成。其中，薄膜電晶體陣列基板包括多條掃描線(scan lines)、多條資料線(data lines)以及多個陣列排列的畫素結構(pixel unit)，且各個畫素結構分別與對應之掃描線及資料線電性連接。

圖1A~圖1G為習知畫素結構之製作方法示意圖。首先，請參照圖1A，提供一基板10，並藉由第一道光罩製程於基板10上形成一閘極20。接著，請參照圖1B，在基板10上形成一閘極絕緣層30以覆蓋住閘極20。然後，請參照圖1C，藉由第二道光罩製程於閘極絕緣層30上形成一位於閘極20上方之通道層40。之後，請參照圖1D，藉由第三道光罩製程於通道層40的部分區域以及閘極絕緣層30的部分區域上形成一源極50以及一汲極60。一般而言，通道層40之材質為非晶矽(amorphous silicon)，值得一提的是，為了減少通道層40與源極50之間以及通道層40與汲極60之間的接觸阻抗，實務上吾人可利用離子摻雜(ion doping)的方式於非晶矽的表面形成N型摻雜區。

請繼續參照圖1D，源極50與汲極60分別由通道層40的兩側延伸至閘極絕緣層30上，並將通道層40的部分區域暴露。接著，請參照圖1E，於基板10上形成一保護層70以覆蓋閘絕緣層30、通道層40、源極50以及汲極60。然後，請參照圖1F，藉由第四道光罩製程將保護層70圖案化，以於保護層70中形成一接觸孔H。由圖1F可知，保護層70中的的接觸孔H會將汲極60的部分區暴露。之後，請參照圖1G，藉由第五道光罩製程於保護層70上形成一畫素電極80，由圖1G可知，畫素電極80會透過接觸孔H與汲極60電性連接。在畫素電極80製作完成之後，便完成了畫素結構90的製作。

承上述，習知的畫素結構90主要是藉由五道光罩製程來進行製作，換言之，畫素結構90需採用五個具有不同圖案的光罩(mask)來進行製作。由於光罩的造價十分昂貴，且每道光罩製程皆須使用到具有不同圖案之光罩，因此，若無法縮減光罩製程的數目，畫素結構90的製造成本將無法降低。

此外，隨著薄膜電晶體液晶顯示面板的尺寸日益增加，用來製作薄膜電晶體陣列基板的光罩尺寸亦會隨之增加，而大尺寸的光罩在造價上將更為昂貴，使得畫素結構90的製造成本無法有效地降低。

本發明關於一種畫素結構的製作方法，其適於降低製作成本。

為具體描述本發明之內容，在此提出一種畫素結構的製作方法，其先提供一基板，並形成一第一導電層於基板上。接著，提供一第一遮罩於第一導電層上方，且第一遮罩暴露出部分之第一導電層。之後，使用雷射經由第一遮罩照射第一導電層，以移除第一遮罩所暴露的部分第一導電層，而形成一閘極。繼之，形成一閘絕緣層於基板上，以覆蓋閘極。接著，形成一通道層於閘極上方的閘絕緣層上。之後，形成一源極以及一汲極於閘極兩側的通道層上，且閘極、通道層、源極以及汲極構成一薄膜電晶體。接著，形成一圖案化保護層於薄膜電晶體上，以覆蓋通道層並暴露汲極。之後，形成一電極材料層，以覆蓋圖案化保護層與暴露之汲極，並且藉由圖案化保護層使電極材料層圖案化，以形成一畫素電極。

在本發明之畫素結構製作方法中，更包括在形成圖案化保護層之後，烘烤圖案化保護層，以使圖案化保護層之頂表面凸出於圖案化保護層之側壁。在一實施例中，圖案化保護層之頂表面為一蕈狀(mushroom)頂表面。

在本發明之畫素結構製作方法中，更包括在形成畫素電極之後，移除圖案化保護層。

在本發明之畫素結構製作方法中，形成通道層的方法包括例如為先形成一半導體層於基板上，接著，圖案化半導體層，以形成通道層。在另一實施例中，形成通道層的方法例如為先形成一半導體層於基板上，接著，提供一第二遮罩於半導體層上方，且第二遮罩暴露出部分之半導體層。之後，使用雷射經由第二遮罩照射半導體層，以移除第二遮罩所暴露的部分半導體層。

在本發明之畫素結構製作方法中，形成源極以及汲極的方法例如為先形成一第二導電層於通道層與閘絕緣層上，接著，圖案化第二導電層，以形成源極以及汲極。

在本發明之畫素結構製作方法中，該通道層、該源極以及該汲極包括同時形成。在一實施例中，同時形成該通道層、該源極以及該汲極的方法例如為先形成一半導體層於閘絕緣層上，接著，形成一第三導電層於半導體層上。繼之，形成一光阻層於閘極上方的第三導電層上，其中光阻層可分為一第一光阻區塊與位於第一區塊兩側的第二光阻區塊，且第一光阻區塊的厚度小於第二光阻區塊的厚度。接著，以光阻層為罩幕對第三導電層與半導體層進行一第一蝕刻製程。然後，減少光阻層的厚度，直到第一光阻區塊被完全移除。最後，以剩餘之第二光阻區塊為罩幕對第三導電層進行一第二蝕刻製程，以使剩餘的第三導電層構成源極與汲極，而半導體層構成通道層。在另一實施例中，同時形成通道層、源極以及汲極的方法例如為先形成一半導體層於閘絕緣層上，接著，形成一第二導電層於半導體層上。之後，形成一光阻層於閘極上方的第二導電層上，其中光阻層可分為一第一光阻區塊與位於第一區塊兩側的一第二光阻區塊，且第一光阻區塊的厚度小於第二光阻區塊的厚度。繼之，以光阻層為罩幕對第二導電層進行一第一蝕刻製程以及對半導體層與進行一第二蝕刻製程。之後，減少光阻層的厚度，直到第一光阻區塊被完全移除。接著，以剩餘之第二光阻區塊為罩幕對第二導電層進行一第三蝕刻製程以及對半導體層與進行一第四蝕刻製程，以使剩餘的第二導電層構成源極以及汲極，而半導體層構成通道層。

上述形成光阻層之第一光阻區塊與第二光阻區塊的方法例如是經由一半調式光罩製程或一灰調式光罩製程。在另一實施例中，形成光阻層之第一光阻區塊與第二光阻區塊的方法也可以是使用雷射經由一遮罩照射光阻層而形成。此外，在其他實施例中，通道層、源極與汲極的製作方法更包括先在形成半導體層之後，形成一歐姆接觸層於半導體層表面。接著，經由第一蝕刻製程與第二蝕刻製程，移除對應於第二光阻區塊之外的歐姆接觸層。上述之減少光阻層厚度的方法包括進行一灰化(ashing)製程。

在本發明之畫素結構製作方法中，形成圖案化保護層的方法，在一實施例中例如是在形成薄膜電晶體之後，形成一保護層於薄膜電晶體上。接著，再圖案化保護層。在另一實施例中，形成圖案化保護層的方法例如是在形成薄膜電晶體之後，形成一保護層於薄膜電晶體上。接著，提供一第三遮罩於保護層上方，且第三遮罩暴露出部分的保護層。然後，使用雷射經由第三遮罩照射保護層，以移除第三遮罩所暴露的部分保護層。

在本發明之畫素結構製作方法中，圖案化保護層包括形成於部分閘絕緣層上。

在本發明之畫素結構製作方法中，圖案化保護層之組成包括有機光阻材料。

在本發明之畫素結構製作方法中，形成導電層的方法包括藉由濺鍍形成一銦錫氧化物層或一銦鋅氧化物層。

在本發明之畫素結構製作方法中，照射於半導體層的雷射能量例如是介於10至500 mJ/cm² 之間。另外，雷射的波長例如是介於100 nm至400 nm之間。

在本發明之畫素結構製作方法中，更包括在形成閘極的同時形成一下層電容電極，而在形成源極以及汲極的同時形成一上層電容電極，其中下層電容電極與上層電容電極構成一儲存電容器。

本發明藉由圖案化保護層之適當圖案在形成導電層的同時，即完成導電層之圖案化，以形成畫素電極，因此相較於習知之畫素結構製作方法，可以簡化製程步驟並減少光罩的製作成本。此外，在製作半導體層時，雷射剝離製程所使用的遮罩較習知之光罩簡易，故此雷射剝離製程步驟中所使用之遮罩的造價較為低廉。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

第一實施例

圖2A~圖2H為本發明之一種畫素結構的製作方法之示意圖。請參照圖2A，首先提供一基板200，基板200之材質例如為玻璃、塑膠等硬質或軟質材料。接著，形成一第一導電層210於基板200上，其中第一導電層210例如是藉由濺鍍(sputtering)、蒸鍍(evaporation)或是其他薄膜沈積技術所形成，第一導電層210之材質例如為鋁(Al)、鉬(Mo)、鈦(Ti)、釹(Nd)、上述之氮化物如氮化鉬(MoN)、氮化鈦(TiN)、其疊層、上述之合金或是其他導電材料(claims 18 & 26)。

接著，如圖2B所示，提供一第一遮罩S1於第一導電層210上方，且第一遮罩S1暴露出部分之第一導電層210，並使用雷射L經由第一遮罩S1照射第一導電層210。詳言之，經雷射L照射後的第一導電層210會吸收雷射L的能量而自基板200表面剝離(ablation)。具體而言，用來剝離第一導電層210的雷射L之能量例如是介於10至500 mJ/cm² 之間。另外，雷射L的波長例如是介於100 nm至400 nm之間。特別的是，本實施例之雷射L亦可利用數位曝光方式(digital exposure)來進行閘極材料層210的剝離程序，其中數位曝光方式具有自動定位以及調整能量之作用，使得雷射光束的剝離製程更為準確。

之後，如圖2C所示，移除第一遮罩S1所暴露的部分第一導電層210之後，剩餘的第一導電層210構成一閘極212。值得注意的是，不同於習知使用造價昂貴的光罩來進行閘極212的製作，本發明使用造價低廉之遮罩S1完成閘極212的製作，因此能節省成本。在本實施例中，畫素結構的製作方法更包括在形成閘極212的同時，形成下層電容電極216。

接著，請參照圖2D，於基板200上形成一覆蓋閘極212以及下層電容電極216的閘絕緣層220，其中閘絕緣層220例如是藉由化學氣相沈積法(chemical vapor deposition，CVD)或其他合適的薄膜沈積技術所形成，而閘絕緣層220之材質例如是氧化矽、氮化矽或氮氧化矽等介電材料。接著，形成一通道層232於閘極212上方的閘絕緣層200上，而通道層232之材質例如是非晶矽(amorphous silicon)或其他半導體材料。在本實施例中，形成通道層232之方法例如是藉由化學氣相沈積法形成一半導體層230(繪示於圖3A)，接著，在圖案化半導體層230以形成通道層232。

請接著參照圖2E，形成一源極242以及一汲極244於閘極212兩側的通道層232上，其中形成源極242以及汲極244的方法包括先形成一第二導電層240(繪示於圖4A)於通道層232與閘絕緣層220上，接著再圖案化第二導電層240，而第二導電層240之材質例如為鋁(Al)、鉬(Mo)、鈦(Ti)、釹(Nd)、上述之氮化物如氮化鉬(MoN)、氮化鈦(TiN)、其疊層、上述之合金或是其他導電材料。上述之閘極212、通道層232、源極242以及汲極244構成一薄膜電晶體260。另外，如圖2E所示，在本實施例中，在形成源極242以及汲極244的同時，更包括形成上層電容電極246，使得下層電容電極216與上層電容電極246構成一儲存電容器C，以維持良好的顯示品質。

此外，在其他實施例中，可先在半導體層230(繪示於圖3A)的表面形成一歐姆接觸層(未繪示)，接著，再藉由一蝕刻製程移除部分的歐姆接觸層(未繪示)。舉例而言，吾人可利用離子摻雜(ion doping)的方式於半導體層230(繪示於圖3A)的表面形成N型摻雜區，以減少通道層232與源極242之間以及通道層232與汲極244之間的接觸阻抗。

接著，請參照圖2F，形成一圖案化保護層272於薄膜電晶體260上，以覆蓋通道層232並暴露出部份汲極244。如圖2F所示，在本實施例中，圖案化保護層272所形成之範圍包括形成於部分閘絕緣層220上，圖案化保護層272之材質可以例如是丙烯酸樹脂、感光性樹脂等有機介電材料所組成，也可以例如是氧化矽、氮化矽或氮氧化矽等無機介電材料所組成，而形成圖案化保護層272的方法例如是藉由光阻塗佈或其他合適的薄膜沈積技術，如化學氣相沈積法所形成。接著，請繼續參照圖2F，以圖案化保護層272以及第二導電層240為罩幕，進行一蝕刻製程，以移除未被圖案化保護層272以及第二導電層240所遮蔽之另一部分閘絕緣層220，並同時暴露出閘極銲墊(未繪示)上的第一導電層210(未繪示)。

然後，請參考圖2G，形成一電極材料層280，以覆蓋圖案化保護層272與暴露之汲極244，其中電極材料層280的材質為一銦錫氧化物層或一銦鋅氧化物層而形成電極材料層280的方法例如是藉由濺鍍形成一銦錫氧化物層或一銦鋅氧化物層。由於作為電極材料層280底層之圖案化保護層272具有一適當厚度，使得在形成電極材料層280時會形成電性絕緣的二部分電極材料層280A與280B。詳言之，設計者可以適當控制底層圖案化保護層272之厚度，並利用電極材料層280之薄膜沈積製程的非等向性特性，使得電極材料層280因應底層圖案化保護層272之厚度落差，形成不連續的二部分電極材料層280A與280B。一部分電極材料層280A形成於圖案化保護層272上，而另一部分電極材料層280B則形成於基板200與汲極244上。其中，部分與汲極244連接之電極材料層280B則構成畫素電極282。值得注意的是，不同於習知，本實施例利用圖案化保護層272的設計，於形成電極材料層280時同步圖案化，而完成畫素電極282製作，因此本發明可以減少一道光罩製程，並降低製程的複雜度。一般而言，在形成畫素電極282之後，更可以將圖案化保護層272移除，如圖2H所示。移除圖案化保護層272的方法例如使用一剝離液於圖案化保護層272與電極材料層280之表面，使得圖案化保護層272之底表面因剝離液的侵入而自薄膜電晶體260表面或閘絕緣層220表面剝離。

此外，上述形成通道層232的方法例如可以使用雷射剝離製程來進行製作。圖3A~圖3C為一種形成通道層的雷射剝離製作方法示意圖。請先參照圖3A，先形成一半導體層230於基板200上。接著參照圖3B，提供一第二遮罩S2於半導體層230上方，且第二遮罩S2暴露出部分之半導體層230。然後，使用雷射L經由第二遮罩S2照射半導體層230，以移除第二遮罩S2所暴露的部分半導體層230。最後如圖3C所示，剩餘的半導體層230構成通道層232。特別的是，本實施例之雷射L亦可利用數位曝光方式來進行半導體層230的剝離程序，其中數位曝光方式具有自動定位以及調整能量之作用，使得雷射光束的剝離製程更為準確。

此外，圖4A~圖4C為一種上述形成源極242以及汲極244之製作方法示意圖。請先參照圖4A，先形成一第二導電層240於通道層232與閘絕緣層220上。接著請參照圖4B，圖案化第二導電層240。詳言之，例如在閘極212兩側的通道層232上形成一光阻層250，並以此光阻層250為罩幕進行一蝕刻製程，以去除未被光阻層250覆蓋之第二導電層240。移除光阻層250之後，如圖4C所示，在閘極212兩側的通道層232上分別形成源極242以及汲極244。在本實施例中，光阻層250更包括形成於下層電容電極216上方的閘絕緣層220上，以於進行蝕刻製程後，形成上層電容電極246，而使得上層電容電極246與下層電容電極216構成一儲存電容器C。第二導電層240之材質例如為鋁(Al)、鉬(Mo)、鈦(Ti)、釹(Nd)、上述之氮化物如氮化鉬(MoN)、氮化鈦(TiN)、其疊層、上述之合金或是其他導電材料。在本實施例中，蝕刻製程例如為進行一濕式蝕刻，在其他實施例中，蝕刻製程也可以是乾式蝕刻。另外，去除光阻層250的製程例如是濕式蝕刻製程。

當然，在另一實施例中，上述之通道層232、源極242以及汲極244也可以是同時形成的。舉例而言，圖5A~圖5D為一種同時形成通道層、源極以及汲極之製作方法示意圖。如圖5A所示，在形成閘絕緣層220之後，依序在閘絕緣層220上形成一半導體層230以及第二導電層240。接著請參照圖5B，於閘極212上方的第二導電層240上形成一光阻層250。如圖5B所示，在閘極212上方的光阻層250可分為一第一光阻區塊250a與位於第一光阻區塊250a兩側的第二光阻區塊250b，且第一光阻區塊250a的厚度小於第二光阻區塊250b的厚度，在本實施例中，形成光阻層250之第一光阻區塊250a與第二光阻區塊250b的方法例如是經由一半調式光罩製程或一灰調式光罩製程，在其他實施例中，形成光阻層250之第一光阻區塊250a與第二光阻區塊250b的方法也可以例如是使用雷射經由一遮罩(未繪示)照射光阻層250而形成。接著，請繼續參照圖5B，以光阻層250為罩幕對第二導電層240進行一第一蝕刻製程。之後，減少光阻層250的厚度，直到第一光阻區塊250a被完全移除，如圖5C所示，其中減少光阻層250厚度的方法例如是採用灰化的方式。請繼續參照圖5C，在第一光阻區塊250a被完全移除之後，再以剩餘之第二光阻區塊250b為罩幕對半導體層230與第二導電層240進行一第二蝕刻製程。在本實施例中，第一蝕刻製程例如為進行一濕式蝕刻，在其他實施例中，蝕刻製程也可以是乾式蝕刻。接著，請參照圖5D，在進行一去除剩餘的光阻層250的製程之後，剩餘的第二導電層240構成源極242與汲極244，而半導體層230構成通道層232。在本實施例中，去除光阻層250的製程例如是濕式蝕刻製程。當然，在本實施例中，光阻層250包括形成於下層電容電極216的上方。

圖6A~圖6F為另一種同時形成通道層、源極以及汲極之製作方法示意圖。通道層232、源極242以及汲極244也可以是同時形成的。如圖6A所示，在形成閘絕緣層220之後，依序在閘絕緣層220上形成一半導體層230以及第二導電層240。接著請參照圖6B，在閘極212上方的光阻層250可分為一第一光阻區塊250a與位於第一光阻區塊250a兩側的第二光阻區塊250b，且第一光阻區塊250a的厚度小於第二光阻區塊250b的厚度，在本實施例中，形成光阻層250之第一光阻區塊250a與第二光阻區塊250b的方法例如是經由一半調式光罩製程或一灰調式光罩製程，在其他實施例中，形成光阻層250之第一光阻區塊250a與第二光阻區塊250b的方法也可以例如是使用雷射經由一遮罩(未繪示)照射光阻層250而形成。繼之，請參照圖6C，以光阻層250為罩幕對第二導電層240進行一第一蝕刻製程，並且繼續以光阻層250為罩幕對半導體層230與進行一第二蝕刻製程。之後，如圖6D所示，減少光阻層250的厚度，直到第一光阻區塊250a被完全移除，其中減少光阻層250厚度的方法例如是採用灰化的方式。接著，請參照圖6E，以剩餘之第二光阻區塊250b為罩幕對閘極212上方的第二導電層240進行一第三蝕刻製程，並且繼續以剩餘之第二光阻區塊250b為罩幕對半導體層230與進行一第四蝕刻製程。之後，請參照圖6F，在進行一去除剩餘的光阻層250的製程之後，剩餘的第二導電層240構成源極242以及汲極244，而半導體層230構成通道層232。值得一提的是，上述同時形成通道層、源極以及汲極之製作方法可以利用二次蝕刻製程或四次蝕刻製程，當然，在其他實施例中，同時形成通道層、源極以及汲極之製作方法也可以僅利用一次蝕刻製程，本發明並不限定同時形成通道層、源極以及汲極之製作方法的蝕刻次數。

圖7A~圖7E為另一種同時形成通道層232、源極242以及汲極244之製作方法示意圖。首先請參照圖7A，在形成閘絕緣層220之後，依序在閘絕緣層220上形成一半導體層230以及第二導電層240，並於閘極212上方之第二導電層240上形成圖案化光阻層252。接著，如圖7B所示，以圖案化光阻層252為罩幕，移除圖案化光阻層252所暴露之第二導電層240，其中移除第二導電層240的方法例如為進行一濕式蝕刻，而半導體層230之材質可為非晶矽、多晶矽、微晶矽、單晶矽或上述材質之組合。此外，在其他實施例中，亦可先在半導體層230的表面形成一歐姆接觸層(未繪示)，其中歐姆接觸層的製作材質以及目的如上述，於此不再累述。

請繼續參考圖7C，使用雷射L剝除部分圖案化光阻層252，以使圖案化光阻層252暴露出部分之第二導電層240。特別的是，本實施例之雷射L亦可利用數位曝光方式來進行圖案化光阻層252的剝除，其中數位曝光方式具有自動定位以及調整能量之作用，使得雷射光束的剝離製程更為準確。接著，再以圖案化光阻層252以及第二導電層240為罩幕，移除部分半導體層230，其中移除半導體層230的方法可以利用等向蝕刻製程或是非等向蝕刻製程來達成。值得注意的是，如圖7C所示，在移除半導體層230的步驟中，第二導電層240可以作為保護層，避免位於閘極212上方之半導體層230被移除，因此，此步驟亦可在使用雷射L剝除部分圖案化光阻層252之前進行。接著，請參照圖7D，以圖案化光阻層252為罩幕，移除圖案化光阻層252所暴露出的第二導電層240，以使位於閘極212上方的第二導電層240構成源極242以及汲極244，而位於閘極212上方的半導體層230構成通道層232。最後，如圖7E所示，去除圖案化光阻層252後，閘極212、通道層232、源極242以及汲極244構成一薄膜電晶體260。當然，在本實施例中，圖案化光阻層252包括形成於下層電容電極216的上方，以於形成源極242與汲極244的同時，形成上層電容電極246。值得注意的是，本實施例不同於習知，利用雷射L來定義圖案化光阻層252之圖案，進而同時形成通道層232、源極242以及汲極244之製作，因此可以減少一道光罩的製程以及光罩之成本。此外，上述形成圖案化保護層272的方法例如是在形成薄膜電晶體260之後，形成一保護層270於閘絕緣層220與薄膜電晶體260上。接著，再圖案化保護層270。在另一實施例中，形成圖案化保護層272的方法也可以例如使用雷射剝離製程來進行製作。圖8A~圖8C為一種形成圖案化保護層的雷射剝離製作方法示意圖。請先參照圖8A，在形成薄膜電晶體260之後，接著如圖8B，於閘絕緣層220與薄膜電晶體260上形成一保護層270，並提供一第三遮罩S3於保護層270上方，且第三遮罩S3暴露出部分的保護層270。然後，使用雷射L經由第三遮罩S3照射保護層270，以移除第三遮罩S3所暴露的部分保護層270。最後，如圖8C所示，形成圖案化保護層272。值得注意的是，圖8C繪示為尚未進行閘絕緣層220之蝕刻製程的示意圖。特別的是，本實施例之雷射L亦可利用數位曝光方式來進行圖案化保護層272的製作，其中數位曝光方式具有自動定位以及調整能量之作用，使得雷射光束的剝離製程更為準確。

第二實施例

圖9A~圖9I為本發明之第二實施例中畫素結構的製作方法之示意圖，其中形成通道層232的方法例如是利用上述圖3A~圖3C來進行製作。此外，形成源極242以及汲極244之製作方法可以利用上述圖4A~圖4C或圖5A~5D來進行製作，或者是以上述圖7A~圖7E來進行製作。由於圖9A~圖9F的步驟與第一實施例之圖2A~圖2F相似，故此處省略其描述。

請參照圖9G，在形成圖案化保護層272之後，烘烤圖案化保護層272，以使圖案化保護層272之頂表面凸出於該圖案化保護層之側壁。在本實施例中，圖案化保護層272之頂表面實質上呈現一蕈狀頂表面M。值得一提的是，在實務上必須考量烘烤製程之溫度、加熱速度、加熱時間等製程誤差，因此圖案化保護層272之形狀可能因製程誤差而產生些許的變異，大致上其頂表面約略凸出於側壁使其形狀呈現蕈狀圖案，但本發明之圖案化保護層272的頂表面形狀並不以此為限。

然後，請參考圖9H，形成一電極材料層280，以覆蓋圖案化保護層272與暴露之汲極244，而形成電極材料層280的方法例如是藉由濺鍍形成一銦錫氧化物層或一銦鋅氧化物層。由於圖案化保護層272之頂表面凸出於圖案化保護層272之側壁為一蕈狀的頂表面M，因此在形成電極材料層280時會形成電性絕緣的二部分電極材料層280A與280B。一部分電極材料層280A形成於圖案化保護層272上，另一部分電極材料層280B則形成於基板200以及汲極244上。其中，部分與汲極244連接之電極材料層280B則構成畫素電極282。值得注意的是，不同於習知，在本實施例中利用圖案化保護層272之頂表面凸出於該圖案化保護層之側壁的圖案的設計，於形成電極材料層280時同步圖案化，而完成畫素電極282製作，因此可以減少一道光罩製程，並降低製程的複雜度。

一般而言，在形成畫素電極282之後，更可以將圖案化保護層272移除，如圖9I所示。移除圖案化保護層272的方法例如使用一剝離液於圖案化保護層272與電極材料層280之表面，使得圖案化保護層272之底表面因剝離液的侵入而自薄膜電晶體260表面或閘絕緣層220表面剝離。

基於上述，本發明在畫素電極的製作上，不同於習知使用一道光罩來進行畫素電極的之製作，而是在形成電極材料層的同時，藉由適當圖案之圖案化保護層直接圖案化電極材料層，以形成畫素電極，因此相較於習知具有減少製程步驟之優點。並且，本發明採用雷射照射的方式形成半導體層，而非採用習知的微影蝕刻製程，因此本發明所提出之畫素結構的製作方法至少具有下列優點：1.本發明提出之畫素結構的製作方法，其畫素電極製程不需使用微影製程，故相較於微影製程所使用之高精度光罩製程，能降低光罩之製作成本。

2.由於製作畫素結構的製程較少，可以減少冗長的光罩製程(如光阻塗佈、軟烤、硬烤、曝光、顯影、蝕刻、光阻剝除等)製作畫素結構時所產生缺陷。

3.本發明所提出之雷射剝離部份半導體層的方法可以應用於畫素修補中之畫素電極的修補，以在畫素結構製程中，移除可能殘留的畫素電極(ITO residue)，解決畫素電極之間的短路問題，進而增加生產良率。

4.利用數位曝光方式可以使得雷射光束自動定位，並可因應膜層之材質以及厚度調整能量，因此可以提高生產良率。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10、200．．．基板

20、212．．．閘極

30．．．閘絕緣層

40、232．．．通道層

50、242．．．源極

60、244．．．汲極

70．．．保護層

80、282．．．畫素電極

90．．．畫素結構

210．．．第一導電層

216．．．下層電容電極

220．．．閘絕緣層

230．．．半導體層

240．．．第二導電層

246．．．上層電容電極

250．．．光阻層

250a．．．第一光阻區塊

250b．．．第二光阻區塊

252．．．圖案化光阻層

260．．．薄膜電晶體

270．．．保護層

272．．．圖案化保護層

280．．．導電材料層

280A、280B．．．部分導電材料層

C．．．儲存電容器

L．．．雷射

H．．．接觸孔

M．．．蕈狀的頂表面

S1．．．第一遮罩

S2．．．第二遮罩

S3．．．第三遮罩

圖1A~圖1G為習知畫素結構之製作方法示意圖。

圖2A~圖2H為本發明之一種畫素結構的製作方法示意圖。

圖3A~圖3C為一種形成通道層的雷射剝離製作方法示意圖。

圖4A~圖4C為一種形成源極以及汲極之製作方法示意圖。

圖5A~圖5D為一種同時形成通道層、源極以及之製作方法示意圖。

圖6A~圖6F為另一種同時形成通道層、源極以及之製作方法示意圖。

圖7A~圖7E為另一種同時形成通道層、源極以及之製作方法示意圖。

圖8A~圖8C為一種形成圖案化保護層的雷射剝離製作方法示意圖。

圖9A~圖9I為本發明之另一種畫素結構的製作方法示意圖。

200．．．基板

212．．．閘極

220．．．閘絕緣層

232．．．通道層

242．．．源極

244．．．汲極

260．．．薄膜電晶體

272．．．圖案化保護層

280．．．電極材料層

280A、280B．．．部分電極材料層

282．．．畫素電極

Claims (14)

1. 一種畫素結構的製作方法，包括：提供一基板；形成一第一導電層於該基板上，其中該第一導電層之材質為鋁、鉬、鈦、釹、氮化鉬、氮化鈦，或前述材質之組合；提供一第一遮罩於該第一導電層上方，且該第一遮罩暴露出部分之該第一導電層；使用雷射剝離製程經由該第一遮罩照射該第一導電層，以移除該第一遮罩所暴露的部分該第一導電層，而形成一閘極，其中該雷射的能量介於10至500 mJ/cm² 之間，其中該雷射的波長介於100 nm至400 nm之間，其中使用雷射之步驟更包括：利用數位曝光方式進行雷射光束自動定位及調整能量；形成一閘絕緣層於該基板上，以覆蓋該閘極；形成一通道層於該閘極上方的該閘絕緣層上；形成一源極以及一汲極於該閘極兩側的該通道層上，且該閘極、該通道層、該源極以及該汲極構成一薄膜電晶體，其中該通道層、該源極以及該汲極是同時形成；形成一圖案化保護層於該薄膜電晶體上，以覆蓋該通道層並暴露出該汲極；以及形成一電極材料層，以覆蓋該圖案化保護層與暴露之該汲極，並且使用該圖案化保護層來圖案化該電極材料以形成一畫素電極。
2. 如申請專利範圍第1項所述之畫素結構的製作方法，更包括在形成圖案化保護層之後，烘烤該圖案化保護層，以使該圖案化保護層之頂表面凸出於該圖案化保護層之側壁。
3. 如申請專利範圍第2項所述之畫素結構的製作方法，其中圖案化保護層之頂表面為一蕈狀(mushroom)頂表面。
4. 如申請專利範圍第1項所述之畫素結構的製作方法，更包括在形成該畫素電極之後，移除該圖案化保護層。
5. 如申請專利範圍第1項所述之畫素結構的製作方法，其中形成該圖案化保護層的方法包括：形成一保護層於該薄膜電晶體上；以及圖案化該保護層。
6. 如申請專利範圍第1項所述之畫素結構的製作方法，其中形成該圖案化保護層的方法包括：形成一保護層於該薄膜電晶體上；提供一第三遮罩於該保護層上方，且該第三遮罩暴露出部分之該保護層；以及使用雷射經由該第三遮罩照射該保護層，以移除該第三遮罩所暴露的部分該保護層。
7. 如申請專利範圍第1項所述之畫素結構的製作方法，其中形成該第一導電層的方法包括藉由濺鍍或蒸鍍所形成。
8. 如申請專利範圍第1項所述之畫素結構的製作方 法，其中該圖案化保護層包括形成於部分該閘絕緣層上。
9. 如申請專利範圍第1項所述之畫素結構的製作方法，其中該圖案化保護層之組成包括有機光阻材料。
10. 如申請專利範圍第1項所述之畫素結構的製作方法，更包括在形成該閘極的同時形成一下層電容電極，而在形成該源極以及汲極的同時形成一上層電容電極，其中該下層電容電極與該上層電容電極構成一儲存電容器。
11. 如申請專利範圍第1項所述之畫素結構的製作方法，其中該基板為玻璃或塑膠。
12. 如申請專利範圍第1項所述之畫素結構的製作方法，其中該通道層為非晶矽或n型摻雜非晶矽。
13. 如申請專利範圍第1項所述之畫素結構的製作方法，其中該源極以及汲極之材質為鋁、鉬、鈦、釹、氮化鉬、氮化鈦，或前述材質之組合。
14. 如申請專利範圍第1項所述之畫素結構的製作方法，其中該電極材料層之材質為銦錫氧化物或銦鋅氧化物。