專利名稱：液晶顯示器及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種液晶顯示器結(jié)構(gòu)，特別是一種降低畫素電極層與內(nèi)連線層間接觸阻抗(contact resistance)的液晶顯示器及其制作方法。
背景技術(shù)：
近幾年來，筆記型電腦、監(jiān)視器、手機(jī)、個人數(shù)位助理器(personal digitalassistantPDA)等資訊產(chǎn)品的蓬勃發(fā)展，造成全球液晶顯示器(liquid crystaldisplay；LCD)面板市場需求量大幅擴(kuò)增。
請參照圖1，顯示習(xí)知技術(shù)中的液晶顯示器結(jié)構(gòu)10。如圖所示，硅基底層14是配置于一玻璃底材12上表面，其中在此硅基底層14的兩端區(qū)域個別具有一源極摻雜區(qū)14s與一汲極摻雜區(qū)14d，通道區(qū)14c則包夾于源極摻雜區(qū)14s與汲極摻雜區(qū)14d間。閘極氧化層16是形成于玻璃底材12上表面，并覆蓋硅基底層14。至于閘極電極18則位于通道區(qū)14c正上方的閘極氧化層16上表面。上述的閘極電極18、閘極氧化層16以及硅基底層14構(gòu)成一薄膜電晶體。
層間介電層20是形成于玻璃底材12上，并覆蓋薄膜電晶體。第一接觸開口(未標(biāo)號)是制作于層間介電層20與閘極氧化層16中，用以曝露出源極摻雜區(qū)14s與汲極摻雜區(qū)14d上表面。內(nèi)連線層22，是配置于層間介電層20的部分上表面，并藉由第一接觸開口而與源極摻雜區(qū)14s、汲極摻雜區(qū)14d產(chǎn)生電性連結(jié)。
防護(hù)層24，是形成于層間介電層20上表面，并覆蓋內(nèi)連線層22，用以避免薄膜電晶體受到后續(xù)制程的影響。第二接觸開口26，是制作于防護(hù)層24中，以裸露出與源極摻雜區(qū)14s產(chǎn)生電性連結(jié)的部分內(nèi)連線層22上表面。平坦層28，是形成于防護(hù)層24上表面。一般而言，防護(hù)層24的厚度約為1,000至5,000埃，而平坦層28的厚度則為10,000至50,000埃。
第三接觸開口30，是制作于平坦層28中。茲將圖1中的虛線圓圈部分放大成圖2。如圖2所示，上述第三接觸開口30位于第二接觸開口26正上方，且第三接觸開口30的寬度大于第二接觸開口26的寬度，而裸露出第二接觸開口26中的側(cè)壁。
請參照圖3。畫素電極層32是形成于平坦層28上表面，并沿著第三接觸開口30與第二接觸開口26的表面貼附，而與第二接觸開口26底面的內(nèi)連線層22產(chǎn)生電性連結(jié)。
圖4至圖6揭露制作上述液晶顯示器結(jié)構(gòu)10的步驟。首先，如圖4所示，形成一硅材層(未標(biāo)號)于一玻璃底材12上表面。對此硅材層施以微影蝕刻程序，以定義出硅基底層14于玻璃底材12上表面。接著，進(jìn)行離子摻雜程序，以個別形成源極摻雜區(qū)14s與汲極摻雜區(qū)14d于硅基底層14的兩端區(qū)域。進(jìn)行快速熱制程(rapid thermal ptocess；RTP)，以形成閘極氧化層16于玻璃底材12上表面，并覆蓋硅基底層14。隨后，形成一閘極電極18于源極摻雜區(qū)14s與汲極摻雜區(qū)14d之間硅基底層區(qū)域14c正上方的部分閘極氧化層16上表面。上述的閘極電極18、閘極氧化層16以及硅基底層14構(gòu)成一薄膜電晶體。
請參照圖5，形成一層間介電層20于玻璃底材12上表面，并覆蓋薄膜電晶體。接著，進(jìn)行微影蝕刻程序，以形成第一接觸開口(未標(biāo)號)于部分層間介電層20與閘極氧化層16中，用以曝露出源極摻雜區(qū)14s的上表面。隨后，形成一內(nèi)連線層22于第一接觸開口中，以電性連結(jié)源極摻雜區(qū)14s。
請繼續(xù)參閱圖5，形成防護(hù)層24于層間介電層20上表面，并覆蓋內(nèi)連線層22。接著，對防護(hù)層24施以微影蝕刻程序，以形成第二接觸開口26于防護(hù)層24中，而裸露出內(nèi)連線層22的部分上表面。之后，形成一平坦層28于防護(hù)層24上表面。一般而言，此防護(hù)層24的厚度約為1,000至5,000埃，平坦層28的厚度則為10,000至50,000埃。
仍請參照圖5，對平坦層28進(jìn)行移除程序，以形成第三接觸開口30于其中。如圖所示，第三接觸開口30是位于第二接觸開口26正上方，且第三接觸開口30的寬度大于第二接觸開口26的寬度，而曝露出第二接觸開口26中的防護(hù)層24側(cè)壁。最后，請參閱圖6，形成一畫素電極層32于平坦層28上表面，并沿著第三接觸開口30與第二接觸開口26的表面貼附，而藉由第二接觸開口26的底面與內(nèi)連線層22產(chǎn)生電性連結(jié)。
然而，請參閱圖7，在形成第三接觸開口30于平坦層28中的過程里，移除程序中所使用的氣體(如SF6)不但會侵蝕第二接觸開口26中的裸露防護(hù)層24，亦會使此裸露防護(hù)層24吸附移除程序中產(chǎn)生的水氣。另，畫素電極層32是直接接觸于第三接觸開口30中的平坦層28側(cè)壁，以及第二接觸開口26中的裸露防護(hù)層24。這樣的結(jié)果，會導(dǎo)致畫素電極層32與內(nèi)連線層22于產(chǎn)生電性連結(jié)時，兩層間的接觸特性不良，而產(chǎn)生接觸阻抗升高的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一目的在于提供一種增進(jìn)畫素電極層與內(nèi)連線層間接觸特性的液晶顯示器及其制作方法。
本發(fā)明的第二目的在于提供一種降低畫素電極層與內(nèi)連線層間接觸阻抗的液晶顯示器及其制作方法。
本發(fā)明所提供的一種液晶顯示器，至少包含一層間介電層，形成于一玻璃底材上，用以覆蓋該玻璃底材上表面的一元件；一第一接觸開口，位于該層間介電層中；一內(nèi)連線層，形成于該層間介電層上表面，并填滿該第一接觸開口，以與該元件產(chǎn)生電性連結(jié)；一防護(hù)層，形成于該內(nèi)連線層上表面，并覆蓋于該元件上方；
一第二接觸開口，形成于該防護(hù)層中，以曝露出該內(nèi)連線層的部份上表面；其中還包括有一平坦層，用以完全遮覆該防護(hù)層，而裸露出該第二接觸開口的部分底面；以及一畫素電極層，透過該第二接觸開口的部分底面，而與該內(nèi)連線層電性連接。
所述的內(nèi)連線層的材料是選自鋁、鈦或其任意組合。
還提供一種制作液晶顯示器的方法，該方法至少包括下列步驟形成一層間介電層于一玻璃底材上，以覆蓋該玻璃底材上表面的一元件；形成一第一接觸開口于該層間介電層中，以曝露出該元件的部分上表面；形成一內(nèi)連線層于該第一接觸開口中，用以與該元件產(chǎn)生電性連結(jié)；形成一防護(hù)層于該內(nèi)連線層上表面，并覆蓋于該元件上方；進(jìn)行微影蝕刻程序，以形成一第二接觸開口于該防護(hù)層中，并裸露出該內(nèi)連線層的部分上表面；其還包括下列步驟形成一平坦層于該防護(hù)層上表面，并填滿該第二接觸開口；進(jìn)行移除程序，以形成一第三接觸開口于該平坦層中，并裸露出該內(nèi)連線層的部分上表面，其中該第三接觸開口位于該第二接觸開口內(nèi)，且該第二接觸開口的側(cè)壁是被該平坦層完全遮覆；以及形成一畫素電極層于該平坦層上表面，并貼附該第三接觸開口的表面。
所述的元件為薄膜電晶體。
所述的防護(hù)層的材料是選自氮化硅、氧化硅或其任意組合。
所述的平坦層的材料為感光材料。
所述的移除程序?yàn)轱@影程序、蝕刻程序或其組合。
本發(fā)明具有下列優(yōu)點(diǎn)1、由于第二接觸開口的側(cè)壁是被平坦層完全遮覆，可避免包覆于平坦層中的防護(hù)層受到后續(xù)移除程序所使用氣體的侵蝕。
2、由于畫素電極層僅直接接觸于平坦層，可降低畫素電極層與內(nèi)連線層間的接觸阻抗，進(jìn)而提高此兩層間的接觸特性。


圖1所示為習(xí)知技術(shù)中液晶顯示器結(jié)構(gòu)的截面圖；圖2所示為習(xí)知技術(shù)中液晶顯示器結(jié)構(gòu)的部分放大截面圖；圖3所示為習(xí)知技術(shù)中液晶顯示器結(jié)構(gòu)的截面圖；圖4所示為習(xí)知技術(shù)中液晶顯示器結(jié)構(gòu)的截面圖，顯示形成薄膜電晶體于玻璃底材上表面；圖5所示為制作習(xí)知技術(shù)中液晶顯示器結(jié)構(gòu)的步驟；圖6所示為制作習(xí)知技術(shù)中液晶顯示器結(jié)構(gòu)的步驟；圖7所示為習(xí)知技術(shù)中液晶顯示器結(jié)構(gòu)的部分放大截面圖，顯示畫素電極層是貼附于第二接觸開口與第三接觸開口的表面；圖8所示為本發(fā)明液晶顯示器結(jié)構(gòu)的截面圖；圖9所示為本發(fā)明液晶顯示器結(jié)構(gòu)的部分放大截面圖；圖10所示為本發(fā)明液晶顯示器結(jié)構(gòu)的截面圖；圖11所示為本發(fā)明液晶顯示器結(jié)構(gòu)的截面圖，顯示形成薄膜電晶體于玻璃底材上表面；圖12所示為制作本發(fā)明液晶顯示器結(jié)構(gòu)的步驟；圖13所示為顯示制作本發(fā)明液晶顯示器結(jié)構(gòu)的步驟；以及圖14所示為本發(fā)明液晶顯示器結(jié)構(gòu)的部分放大截面圖，顯示畫素電極層是貼附于第三接觸開口的表面。
液晶顯示器結(jié)構(gòu)10玻璃底材12硅基底層14源極摻雜區(qū)14s 汲極摻雜區(qū)14d通道區(qū)14c
閘極氧化層16 閘極電極18層間介電層20 內(nèi)連線層22防護(hù)層24 第二接觸開口26平坦層28 第三接觸開口30畫素電極層32液晶顯示器結(jié)構(gòu)100 玻璃底材120硅基底層140源極摻雜區(qū)140s 汲極摻雜區(qū)140d通道區(qū)140c閘極氧化層160 閘極電極180層間介電層200 內(nèi)連線層220防護(hù)層240 平坦層280第三接觸開口300畫素電極層320具體實(shí)施方式
本發(fā)明揭露一種液晶顯示器結(jié)構(gòu)及其形成方法，現(xiàn)依據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)施例，詳述如下。
請參照圖8，顯示本發(fā)明所揭露的液晶顯示器結(jié)構(gòu)100。如圖所示，硅基底層140是配置于一玻璃底材120上表面，其中在此硅基底層140的兩端區(qū)域個別具有一源極摻雜區(qū)140s與一汲極摻雜區(qū)140d，通道區(qū)140c是包夾于源極摻雜區(qū)140s與汲極摻雜區(qū)140d間。閘極氧化層160是形成于玻璃底材120上表面，并覆蓋硅基底層140。至于，閘極電極180則位于通道區(qū)140c正上方的閘極氧化層160上表面。上述的閘極電極180、閘極氧化層160以及硅基底層140構(gòu)成一薄膜電晶體。
層間介電層200是形成于玻璃底材120上，并覆蓋薄膜電晶體。第一接觸開口(未標(biāo)號)是制作于層間介電層200與閘極氧化層160中，用以曝露出源極摻雜區(qū)140s與汲極摻雜區(qū)140d上表面。內(nèi)連線層220，是配置于層間介電層200的部分上表面，并藉由第一接觸開口而與源極摻雜區(qū)140s、汲極摻雜區(qū)140d產(chǎn)生電性連結(jié)。以較佳實(shí)施例而言，內(nèi)連線層220的材料可選自鋁、鈦或其任意組合。
防護(hù)層240，是形成于層間介電層200上表面，并覆蓋內(nèi)連線層220，用以避免薄膜電晶體受到后續(xù)制程的影響。第二接觸開口(未標(biāo)號)是制作于防護(hù)層240中，以裸露出與源極摻雜區(qū)140s電性連結(jié)的內(nèi)連線層220的部分上表面。平坦層280，是制作于防護(hù)層240上表面，用以完全遮覆防護(hù)層240，而裸露出第二接觸開口的部份底面。在較佳情況中，上述防護(hù)層240的材料可為氮化硅、氧化硅或其任意組合，厚度約為1,000至5,000埃，而平坦層280的材料則可為一般感光材料，厚度約為10,000至50,000埃。
第三接觸開口300，是制作于平坦層280中。茲將圖8中的虛線圓圈部分放大成圖9。如圖9所示，上述第三接觸開口300位于第二接觸開口中，而裸露出第二接觸開口的部分底面。值得注意的是，第二接觸開口的側(cè)壁是被平坦層280完全遮覆。
請參照圖10。畫素電極層320是形成于平坦層280上表面，并沿著第三接觸開口300的表面貼附，以藉由第三接觸開口300的底面，與內(nèi)連線層220產(chǎn)生電性連結(jié)。一般而言，此畫素電極層320的材料為錮錫氧化物(indiumtinoxide；ITO)。
圖11至圖13揭露制作上述液晶顯示器結(jié)構(gòu)100的步驟。首先，如圖11所示，形成一硅材層(未標(biāo)號)于一玻璃底材120上表面。對此硅材層施以微影蝕刻程序，以定義出硅基底層140于玻璃底材120上表面。接著，進(jìn)行離子摻雜程序，以個別形成源極摻雜區(qū)140s與汲極摻雜區(qū)140d于硅基底層140的兩端區(qū)域。進(jìn)行快速熱制程(rpid thermal process；RTP)而形成閘極氧化層160于玻璃底材120上表面，并覆蓋硅基底層140。隨后，形成一閘極電極180于源極摻雜區(qū)140s與汲極摻雜區(qū)140d之間硅基底層區(qū)域140c正上方的部分閘極氧化層160上表面。上述的閘極電極180、閘極氧化層160及硅基底層140構(gòu)成一薄膜電晶體。
請參照圖12，形成一層間介電層200于玻璃底材120上表面，并覆蓋薄膜電晶體。接著，進(jìn)行微影蝕刻程序，而形成第一接觸開口(未標(biāo)號)于部分層間介電層200與閘極氧化層160中，用以曝露出源極摻雜區(qū)140s的上表面。隨后，形成一內(nèi)連線層220于第一接觸開口中，以與源極摻雜區(qū)140s產(chǎn)生電性連結(jié)。在較佳情況中，此內(nèi)連線層220的材料可選自鋁、鈦或其任意組合。
請繼續(xù)參閱圖12，形成防護(hù)層240于層間介電層200上表面，并覆蓋內(nèi)連線歷220。其中，防護(hù)層240的材料可為氮化硅、氧化硅或其任意組合，厚度約為1,000至5,000埃。接著，對此防護(hù)層240施以微影蝕刻程序，而形成第二接觸開口(未標(biāo)號)于其中，用以裸露出內(nèi)連線層220的部分上表面。之后，形成一平坦層280于防護(hù)層240上表面，并填滿第二接觸開口。此平坦層280的使用具有提高開口率與避免離散電容產(chǎn)生的優(yōu)點(diǎn)。
接著，進(jìn)行移除程序，以形成一第三接觸開口300于平坦層280中。如圖所示，上述第三接觸開口300是位于第二接觸開口中，而裸露出第二接觸開口的部分底面(亦即裸露出內(nèi)連線層220的部分上表面)。值得注意的是，第二接觸開口的側(cè)壁是被平坦層280完全遮覆。在較佳情況中，上述平坦層280可由光阻材料所構(gòu)成，厚度約為10,000至50,000埃，且上述的移除程序可為顯影程序、蝕刻程序或其組合。最后，請參照圖13，形成一畫素電極層320于平坦層280上表面，并貼附第三接觸開口300的表面，以藉由第三接觸開口300的底面，與內(nèi)連線層220產(chǎn)生電性連結(jié)。一般而言，此畫素電極層320的材料為銦錫氧化物(indium tin oxide；ITO)。
本發(fā)明具有下列優(yōu)點(diǎn)1、由于第二接觸開口的側(cè)壁是被平坦層完全遮覆，可避免包覆于平坦層中的防護(hù)層受到后續(xù)移除程序所使用氣體的侵蝕。
2、由于畫素電極層僅直接接觸于平坦層，可降低畫素電極層與內(nèi)連線層間的接觸阻抗，進(jìn)而提高此兩層間的接觸特性。
本發(fā)明雖以較佳實(shí)例闡明如上，然其它未脫離本發(fā)明所揭示精神下所完成的等效變換或修飾者，均應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范疇。舉例而言，本實(shí)施方式中的頂部閘極(top gate)亦可以底部閘極(bottom gate)所取代。因此，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍更當(dāng)視后附的申請專利范圍、附圖及其等同領(lǐng)域而定。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示器，至少包含一層間介電層，形成于一玻璃底材上，用以覆蓋該玻璃底材上表面的一元件；一第一接觸開口，位于該層間介電層中；一內(nèi)連線層，形成于該層間介電層上表面，并填滿該第一接觸開口，以與該元件產(chǎn)生電性連結(jié)；一防護(hù)層，形成于該內(nèi)連線層上表面，并覆蓋于該元件上方；一第二接觸開口，形成于該防護(hù)層中，以曝露出該內(nèi)連線層的部份上表面；其特征在于還包括一平坦層，用以完全遮覆該防護(hù)層，而裸露出該第二接觸開口的部分底面；以及一畫素電極層，透過該第二接觸開口的部分底面，而與該內(nèi)連線層電性連接。
2.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其特征在于該元件為薄膜電晶體。
3.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其特征在于該防護(hù)層的材料是選自氮化硅、氧化硅或其任意組合。
4.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其特征在于該平坦層的材料為感光材料。
5.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其特征在于該內(nèi)連線層的材料是選自鋁、鈦或其任意組合。
6.一種制作液晶顯示器的方法，該方法至少包括下列步驟形成一層間介電層于一玻璃底材上，以覆蓋該玻璃底材上表面的一元件；形成一第一接觸開口于該層間介電層中，以曝露出該元件的部分上表面；形成一內(nèi)連線層于該第一接觸開口中，用以與該元件產(chǎn)生電性連結(jié)；形成一防護(hù)層于該內(nèi)連線層上表面，并覆蓋于該元件上方；進(jìn)行微影蝕刻程序，以形成一第二接觸開口于該防護(hù)層中，并裸露出該內(nèi)連線層的部分上表面；其特征在于還包括下列步驟形成一平坦層于該防護(hù)層上表面，并填滿該第二接觸開口；進(jìn)行移除程序，以形成一第三接觸開口于該平坦層中，并裸露出該內(nèi)連線層的部分上表面，其中該第三接觸開口位于該第二接觸開口內(nèi)，且該第二接觸開口的側(cè)壁是被該平坦層完全遮覆；以及形成一畫素電極層于該平坦層上表面，并貼附該第三接觸開口的表面。
7.如權(quán)利要求6的方法，其特征在于該元件為薄膜電晶體。
8.如權(quán)利要求6的方法，其特征在于該防護(hù)層的材料是選自氮化硅、氧化硅或其任意組合。
9.如權(quán)利要求6的方法，其特征在于該平坦層的材料為感光材料。
10.如權(quán)利要求6的方法，其特征在于該移除程序?yàn)轱@影程序、蝕刻程序或其組合。
全文摘要
一種液晶顯示器，至少包含一層間介電層，是形成于一玻璃底材上，用以覆蓋玻璃底材上表面的一元件；一第一接觸開口，位于層間介電層中；一內(nèi)連線層，形成于層間介電層上表面，并填滿第一接觸開口，以與元件產(chǎn)生電性連結(jié)；一防護(hù)層，形成于內(nèi)連線層上表面，并覆蓋于元件上方；一第二接觸開口，形成于防護(hù)層中，以曝露出內(nèi)連線層的部分上表面；一平坦層，用以完全遮覆防護(hù)層，而裸露出第一接觸開口的部分底面；一畫素電極層，透過第二接觸開口的部分底面，與內(nèi)連線層產(chǎn)生電性連接。利用本發(fā)明技術(shù)，可避免包覆于平坦層中的防護(hù)層受到后續(xù)移除程序所使用氣體的侵蝕，亦可降低畫素電極層與內(nèi)連線層間的接觸阻抗，進(jìn)而提高此兩層間的接觸特性。
文檔編號G02F1/13GK1538206SQ0312197
公開日2004年10月20日 申請日期2003年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月18日
發(fā)明者陳坤宏, 葉光兆 申請人:友達(dá)光電股份有限公司