專利名稱：具微透鏡結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管及其形成方法與液晶顯示面板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種薄膜晶體管，特別是涉及一種有微透鏡結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管。
背景技術(shù)：
薄膜晶體管除了可以作為液晶顯示面板上的驅(qū)動(dòng)元件，也可以作為影像傳感器，擷取外界影像或光線的信號(hào)輸入，而作為一個(gè)信息的輸入接口，其應(yīng)用包括影印、光筆或激光投影筆輸入、相機(jī)、指紋或掌紋辨識(shí)、電子鏡面、交互式電視、自動(dòng)感應(yīng)補(bǔ)償背光、X光醫(yī)學(xué)影像機(jī)以及網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)視訊等功能。
通常薄膜晶體管液晶顯示器的像素陣列如圖1所示，其中的非晶硅薄膜晶體管元件為背通道蝕刻(Back Channel Etch)結(jié)構(gòu)，如圖2所示，因非晶硅為相當(dāng)好的光吸收材料，特別是在可見(jiàn)光范圍，因此可利用此背通道蝕刻結(jié)構(gòu)當(dāng)作薄膜晶體管光傳感器擷取影像，但目前的非晶硅薄膜晶體管傳感器的形成需遷就非晶硅薄膜晶體管顯示器工藝，因此薄膜晶體管傳感器的照光與非照光的電流對(duì)比值小于103，其作為影像感測(cè)應(yīng)用的缺點(diǎn)有1.當(dāng)對(duì)比值過(guò)低，無(wú)法彩色影印或擷取出品質(zhì)較佳的影像；2.當(dāng)作指紋或掌紋辨識(shí)，容易造成判讀錯(cuò)誤；3.當(dāng)作交互式電視或監(jiān)視器的輸入設(shè)備，將無(wú)法在各種環(huán)境下使用；4.對(duì)比值過(guò)低，造成后段放大器電路分辨信號(hào)的困難；5.因光電流較小所以反應(yīng)時(shí)間較慢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例為配合薄膜晶體管液晶顯示器目前高開(kāi)口率的工藝或反射式薄膜晶體管工藝，在薄膜晶體管傳感器上方形成一微透鏡結(jié)構(gòu)聚光，提高薄膜晶體管傳感器的光電流。
本發(fā)明的一實(shí)施例提供一種具有微透鏡結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管，包括一金屬柵極、一柵極介電層、一半導(dǎo)體層、一源/漏極金屬層以及一微透鏡；金屬柵極位于一基板上，柵極介電層覆蓋該柵極，半導(dǎo)體層位于該柵極介電層上，源/漏極金屬層分別覆蓋該半導(dǎo)體層上表面的兩側(cè)，露出介于該源極/漏極金屬層間的該半導(dǎo)體層，而微透鏡位于露出的該半導(dǎo)體層的上方。
本發(fā)明的實(shí)施例亦提供一種具有微透鏡結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管形成方法，包括形成一薄膜晶體管于一玻璃基板上，該薄膜晶體管有一半導(dǎo)體層，其兩側(cè)分別為源/漏極金屬層所覆蓋，而露出介于該源極/漏極金屬層間的該半導(dǎo)體層；以及形成一微透鏡，位于露出的該半導(dǎo)體層上方。
依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所形成的具有微透鏡結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管有如下優(yōu)點(diǎn)1.配合目前非晶硅薄膜晶體管液晶顯示器工藝，工藝簡(jiǎn)單；2.不增加額外成本；3.有高畫(huà)質(zhì)的影像擷取功能；4.透過(guò)黃光工藝及光掩模設(shè)計(jì)可控制光組材料的形狀，形成各種所需的微透鏡結(jié)構(gòu)；5.反應(yīng)時(shí)間快。


圖1為薄膜晶體管液晶顯示器的像素陣列。
圖2為背通道蝕刻結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管。
圖3為依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的具有微透鏡結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)圖。
圖4為包括圖3所示具有微透鏡結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管的像素陣列。
簡(jiǎn)單符號(hào)說(shuō)明301～玻璃基板；303～金屬柵極；305～柵極介電層；307～半導(dǎo)體層；309～源/漏極金屬層；311～微透鏡；401～前段感測(cè)電路；403～后段放大器電路；Tp～具有微透鏡結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)請(qǐng)參照?qǐng)D3，其為依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的具有微透鏡結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管，包括一金屬柵極303、一柵極介電層305、一半導(dǎo)體層307、一源/漏極金屬層309以及一微透鏡311；金屬柵極303位于一基板301上，柵極介電層305覆蓋該金屬柵極303，半導(dǎo)體層307位于該柵極介電層305上，源/漏極金屬層309分別覆蓋該半導(dǎo)體層307上表面的兩側(cè)，露出介于該源極/漏極金屬層309間的該半導(dǎo)體層307，而微透鏡311位于露出的該半導(dǎo)體層307的上方。優(yōu)選而言，該半導(dǎo)體層的材料包含硅，其可以為包含非晶硅、單晶硅或多晶硅。于一實(shí)施例中，為一非晶硅材料。
如圖3所示，該微透鏡311與該半導(dǎo)體層307之間夾有一鈍化層(passivation layer)310，優(yōu)選而言，該微透鏡311的材料為一光致抗蝕劑材料。此微透鏡3 11可以藉由光致抗蝕劑材料以旋轉(zhuǎn)方式涂布(spin coating)或是以狹縫方式涂布(slit coating)，再經(jīng)軟烤、曝光、顯影及漂白照光后，幾乎可以達(dá)到透光率大于95％，是一個(gè)相當(dāng)理想的聚光透鏡，透過(guò)此微透鏡311將外界的光信號(hào)放大，可有效地提升非晶硅薄膜晶體管傳感器的光電流。
舉例而言，形成微透鏡311的材料可以使用有機(jī)光致抗蝕劑材料，其于光刻標(biāo)準(zhǔn)工藝之后，若再經(jīng)過(guò)紫外線漂白照光(UV bleach)及烤爐微烤(OvenCuring)后，可呈現(xiàn)高穿透度的壓克力樹(shù)酯者即可符合本發(fā)明的使用。于本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例中，我們可以使用例如日本JSR廠商的產(chǎn)品型號(hào)如PC 403B、PC 411、JS100、JS200....等光致抗蝕劑。
于一實(shí)施例中，如圖3所示，微透鏡311與該半導(dǎo)體層307之間的鈍化層(passivation layer)310并非為必要的條件。例如，當(dāng)此薄膜晶體管僅僅作為傳感器之用時(shí)，該微透鏡311與該半導(dǎo)體層307可直接接觸，并不需要鈍化層(passivation layer)310的存在。但是，如果此薄膜晶體管要當(dāng)作驅(qū)動(dòng)元件，或是需要具備儲(chǔ)存電容的功能時(shí)，則微透鏡311與該半導(dǎo)體層307之間就可以有一鈍化層(passivation layer)310。
本發(fā)明亦提供一種薄膜晶體管液晶顯示面板，包括一像素陣列，如圖4所示，該像素陣列包括一前段感測(cè)電路401以及一后段放大器電路403，前段感測(cè)電路401包括如上述的具有微透鏡結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管Tp。于此實(shí)施例中，前段感測(cè)電路401可置于藍(lán)色的像素內(nèi)，可降低開(kāi)口率損失的影響，雖然開(kāi)口率會(huì)降低3至5％，卻可大幅提升薄膜晶體管液晶顯示面板的產(chǎn)品應(yīng)用價(jià)值。
本發(fā)明的實(shí)施例亦提供一種具有微透鏡結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管形成方法，包括形成一薄膜晶體管于一玻璃基板301上，如圖3所示，該薄膜晶體管有一半導(dǎo)體層307，其兩側(cè)分別為源/漏極金屬層309所覆蓋，而露出介于該源極/漏極金屬層309間的該半導(dǎo)體層307；以及形成一微透鏡311，位于露出的該半導(dǎo)體層307上方。優(yōu)選而言，該半導(dǎo)體島的材料包含硅，其可以為包含非晶硅、單晶硅或多晶硅。于一實(shí)施例中，為一非晶硅材料。
再者，該具有微透鏡結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管形成方法可還包括于該微透鏡311與該半導(dǎo)體層307之間形成一鈍化層(passivation layer)310，優(yōu)選而言，該微透鏡311的材料為一光致抗蝕劑材料，其中，形成該微透鏡的步驟包括將該光致抗蝕劑材料以旋轉(zhuǎn)方式(spin或slit coating)涂布于該薄膜晶體管上，而形成該微透鏡的步驟包括以光刻工藝控制該微透鏡的形狀，光刻工藝包括軟烤(softbake)、曝光(exposure)、顯影(development)、硬烤(hardbake)或其組合。
本發(fā)明的實(shí)施例配合薄膜晶體管液晶顯示器目前高開(kāi)口率的工藝或反射式薄膜晶體管工藝，在薄膜晶體管傳感器上方形成一微透鏡結(jié)構(gòu)聚光，提高薄膜晶體管傳感器的光電流。
雖然本發(fā)明以優(yōu)選實(shí)施例揭露如上，然而其并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以后附的權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種具有微透鏡結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管，包括一金屬柵極，位于一玻璃基板上；一柵極介電層，覆蓋該柵極；一半導(dǎo)體層，位于該柵極介電層上；一源/漏極金屬層，分別覆蓋該半導(dǎo)體層上表面的兩側(cè)，露出介于該源極/漏極金屬層間的該半導(dǎo)體層；以及一微透鏡，位于露出的該半導(dǎo)體層的上方。
2.如權(quán)利要求1所述的具有微透鏡結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管，其中，該微透鏡與該半導(dǎo)體層之間夾有一鈍化層(passivation layer)。
3.如權(quán)利要求1所述的具有微透鏡結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管，其中，該半導(dǎo)體層的材料包含硅。
4.如權(quán)利要求1所述的具有微透鏡結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管，其中，該微透鏡的材料為一光致抗蝕劑材料。
5.一種薄膜晶體管液晶顯示面板，其包含如權(quán)利要求1所述的具有微透鏡結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管。
6.一種具有微透鏡結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管形成方法，包括形成一薄膜晶體管于一玻璃基板上，該薄膜晶體管有一半導(dǎo)體層，其兩側(cè)分別為源/漏極金屬層所覆蓋，而露出介于該源極/漏極金屬層間的該半導(dǎo)體層；以及形成一微透鏡，位于露出的該半導(dǎo)體層上方。
7.如權(quán)利要求6所述的具有微透鏡結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管形成方法，其中，該微透鏡與該半導(dǎo)體層之間夾有一鈍化層(passivation layer)。
8.如權(quán)利要求6所述的具有微透鏡結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管形成方法，其中，該半導(dǎo)體島的材料為硅。
9.如權(quán)利要求6所述的具有微透鏡結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管形成方法，其中，該微透鏡的材料為一光致抗蝕劑材料。
10.如權(quán)利要求9所述的具有微透鏡結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管形成方法，其中，形成該微透鏡的步驟包括將該光致抗蝕劑材料涂布于該薄膜晶體管上。
11.如權(quán)利要求6所述的具有微透鏡結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管形成方法，其中，形成該微透鏡的步驟包括以光刻工藝控制該微透鏡的形狀。
全文摘要
本發(fā)明的實(shí)施例揭露一種具有微透鏡結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管，包括一金屬柵極、一柵極介電層、一半導(dǎo)體層、一源/漏極金屬層以及一微透鏡；金屬柵極位于一基板上，柵極介電層覆蓋該柵極，半導(dǎo)體層位于該柵極介電層上，源/漏極金屬層分別覆蓋該半導(dǎo)體層上表面的兩側(cè)，露出介于該源極/漏極金屬層間的該半導(dǎo)體層，而微透鏡位于露出的該半導(dǎo)體層的上方。
文檔編號(hào)G03F7/20GK1645231SQ20051005094
公開(kāi)日2005年7月27日 申請(qǐng)日期2005年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月24日
發(fā)明者施明松 申請(qǐng)人:友達(dá)光電股份有限公司