專利名稱：薄膜晶體管陣列及其線路結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體元件陣列及其線路結(jié)構(gòu)，且特別是關(guān)于一種薄膜晶體管陣列及其線路結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
近年來，隨著電子技術(shù)的日新月異，具有高畫質(zhì)、空間利用效率佳、低消耗功率、 無輻射等優(yōu)越特性的薄膜晶體管液晶顯示器(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display, TFT IXD)已逐漸成為市場的主流。
在薄膜晶體管陣列的工藝中，需要形成接觸窗來導(dǎo)通不同層的線路或接墊，然而通過離子蝕刻(plasma etching)等方式來形成接觸窗開孔時，可能同時對金屬線路或接墊的表層金屬(如鉬層)造成破壞，使得下層金屬(如鋁層)在后續(xù)工藝中被腐蝕 (corrosion)或形成表面凸起(hillock)，導(dǎo)致工藝成品率下降。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種薄膜晶體管陣列的線路結(jié)構(gòu)，其利用透明導(dǎo)電層制作在圖案化金屬層(patterned metal layer)的表層金屬上，防止因金屬層濺鍍(physical vapor deposition, PVD)與離子蝕刻而造成表層金屬均勻度的變異。
本發(fā)明提供一種薄膜晶體管陣列的線路結(jié)構(gòu)，包括一圖案化金屬層，一透明導(dǎo)電層與一介電層。透明導(dǎo)電層形成于圖案化金屬層的頂面并與其接觸。介電層覆蓋圖案化金屬層以及透明導(dǎo)電層并與其接觸。另外，介電層具有一暴露出部分透明導(dǎo)電層的接觸窗。
在本發(fā)明的一實施例中，上述的圖案化金屬層包括一柵極金屬層或是一源極與漏極金屬層。
本發(fā)明另提供一種薄膜晶體管陣列，包括一柵極金屬層、一通道層、一源極與漏極金屬層，其中柵極金屬層、通道層以及源極與漏極金屬層形成多個薄膜晶體管。薄膜晶體管陣列還包括像素電極層，此像素電極層包括多個分別耦接至薄膜晶體管的像素電極。薄膜晶體管陣列更包括一透明導(dǎo)電層與一介電層。透明導(dǎo)電層貼附于柵極金屬層或源極與漏極金屬層的頂面。介電層覆蓋于透明導(dǎo)電層以及相應(yīng)的柵極金屬層或源極與漏極金屬層，介電層具有一接觸窗，且接觸窗暴露出一部分的透明導(dǎo)電層。
在本發(fā)明的一實施例中，上述的透明導(dǎo)電層與其相應(yīng)的柵極金屬層或源極與漏極金屬層具有相同的圖案。
在本發(fā)明的一實施例中，上述的柵極金屬層或源極與漏極金屬層為一金屬迭層。 此金屬迭層中的一表層金屬層與透明導(dǎo)電層接觸，且表層金屬層的材質(zhì)包括鉬(Mo)、氮化鉬(MoN)、鎢化鉬(MoW)、鈦(Ti)。
在本發(fā)明的一實施例中，上述的透明導(dǎo)電層的材料包括銦錫氧化物andium Tin Oxide，ΙΤ0)、銦鋅氧化物 andium Zinc Oxide，ΙΖ0)、銦鎵鋅氧化物 Qndium Gallium Zinc Oxide, IGZ0)。
基于上述，本發(fā)明在圖案化金屬層上形成一透明導(dǎo)電層，用以在后續(xù)形成接觸窗 吋，對圖案化金屬層的表層金屬提供保護的效果。特別是，以離子蝕刻形成接觸窗開孔為 例，當(dāng)離子對透明導(dǎo)電層的蝕刻率低于其對圖案化金屬層的表層金屬的蝕刻率時，此透明 導(dǎo)電層更能提供類似蝕刻終止(etching stop)的效果，有效保護圖案化金屬層的表層金屬 不受離子蝕刻。如此，將可有效避免圖案化金屬層的表層金屬在制作接觸窗的過程中遭受 破壞，而被腐蝕或形成表面凸起，有助于提升エ藝成品率。同時，不再需要形成過厚的表層 金屬來保護下層金屬，因而可降低表層金屬的厚度，減少エ藝成本。為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附附圖 作詳細(xì)說明如下。


圖1為依照本發(fā)明的實施例在薄膜晶體管陣列的線路結(jié)構(gòu)中制作接觸窗的示意 圖；圖2為依照本發(fā)明的一實施例的薄膜晶體管陣列與驅(qū)動芯片走線的示意圖；圖3為圖2的薄膜晶體管陣列200沿A-A’切線的剖面圖；圖4繪示圖2的薄膜晶體管陣列200的ー變形例。其中，附圖標(biāo)記110:金屬層迭112:表層金屬層114:下層金屬層20:透明導(dǎo)電層130 保護層140 絕緣層200 薄膜晶體管陣列202 掃描線信號線204 信號線210 像素單元220 驅(qū)動芯片230 薄膜晶體管240 像素電極300 薄膜晶體管陣列的線路302:圖案化金屬層310:柵極金屬層312 表層金屬層314 下層金屬層320:透明導(dǎo)電層330:柵絕緣層340 通道層350a 源極金屬層350b:漏極金屬層360:介電層370:像素電極層402:第一透明導(dǎo)電層404:第二透明導(dǎo)電層W1、W2:接觸窗A-A，剖線
具體實施例方式圖1為依照本發(fā)明的一實施例在薄膜晶體管陣列的線路結(jié)構(gòu)中制作接觸窗的示 意圖。如圖1所示，金屬層迭110例如是柵極金屬層、源極或是漏極金屬層，其包括ー表層 金屬層112與ー下層金屬層114。表層金屬層112的材料例如是鉬，下層金屬層材料例如 是鋁。透明導(dǎo)電層120配置于金屬層迭之上，而透明導(dǎo)電層120的材料例如是銅錫氧化物。 保護層130與絕緣層140相繼配置于透明導(dǎo)電層120之上，其中保護層130的材料例如是氮化硅(SiN)。為了導(dǎo)通驅(qū)動芯片與柵極金屬層的線路，在形成接觸窗Wl的工藝中，例如是使用離子蝕刻，表層金屬112易被含氟氣體(fluoric-based)離子破壞，而被腐蝕或形成表面凸起。故本發(fā)明利用透明導(dǎo)電層120材料的在含氟氣體蝕刻率約為零的特性，形成類似蝕刻終止的效果，有效保護表層金屬110不受離子蝕刻破壞。而此發(fā)明并非用以限定于此， 其亦可應(yīng)用于半導(dǎo)體元件陣列工藝中任何需要保護的表層電極上，例如是薄膜晶體管陣列介電層接觸窗W2的制作。
在實際狀況下，前述接觸窗W2可以用來導(dǎo)通薄膜晶體管陣列中不同層的線路或接墊，例如薄膜晶體管陣列像素電極與漏極之間介電層的接觸窗W2的制作或是驅(qū)動芯片與柵極金屬層之間的接觸窗Wl的制作，將于以下做詳細(xì)的描述。
圖2為依照本發(fā)明的一實施例的薄膜晶體管陣列與驅(qū)動芯片走線的示意圖。薄膜晶體管陣列200由多條掃描線202、多條信號線204、多個像素單元210與驅(qū)動芯片220 所組成。各像素單元包含一薄膜晶體管230、一像素電極M0、一條掃描線202與一條信號線204。其中，驅(qū)動芯片220配置于薄膜晶體管陣列200的周邊區(qū)域，并且通過接觸窗連接引線250，以通過掃描線202與信號線204來控制各像素單元210。
圖3為圖2的薄膜晶體管陣列200沿A_A’切線的剖面圖。請參照圖3，本實施例的薄膜晶體管陣列的線路結(jié)構(gòu)300包括一圖案化金屬層302、一透明導(dǎo)電層320與一介電層360。圖案化金屬層302包括柵極金屬層310或是一源極350a與漏極350b金屬層。薄膜晶體管230包括柵極金屬層310、柵絕緣層330、通道層340、源極350a與漏極350b金屬層、像素電極層370、透明導(dǎo)電層320與介電層360。其中，柵極金屬層310、源極350a與漏極350b金屬層為金屬層迭，其表層金屬材料例如是鉬、氮化鉬、鎢化鉬、鈦。而透明導(dǎo)電層 320的材料包括銦錫氧化物、銦鋅氧化物、銦鎵鋅氧化物。
透明導(dǎo)電層320貼附于柵極金屬層310或源極350a與漏極350b金屬層的表層金屬上。介電層360覆蓋于透明導(dǎo)電層320以及相應(yīng)的柵極金屬層310或源極350a與漏極 350b金屬層，介電層360具有一接觸窗W1，且接觸窗Wl暴露出一部分的透明導(dǎo)電層320。 像素電極層370由接觸窗Wl分別耦接至薄膜晶體管230的漏極350b。另外，如圖3所示， 透明導(dǎo)電層320可布滿圖案化金屬層302的金屬表層，其中，透明導(dǎo)電層320與其相應(yīng)的柵極金屬層310或源極350a與漏極350b金屬層可具有相同的圖案。故于工藝中，不需增加額外的掩膜，此外，也可將柵極金屬層310當(dāng)作掩膜，進行背面曝光得到此透明導(dǎo)電層320 圖案。
圖4繪示圖2的薄膜晶體管陣列200的一變形例。如圖4所示，透明導(dǎo)電層320 位于圖案化金屬層302的金屬表層，與圖3不同的是，透明導(dǎo)電層320與其相應(yīng)的柵極金屬層310或源極350a與漏極350b金屬層不具有相同的圖案。由于透明導(dǎo)電層320是用于提供類似蝕刻終止的效果，有效保護圖案化金屬層的表層金屬在制作接觸窗的過程中不受破壞，故透明導(dǎo)電層320亦可僅形成于需要開窗的特定區(qū)域上，例如像素電極240與漏極350b 之間接觸窗W2的第一透明導(dǎo)電層402，或是驅(qū)動芯片接觸窗Wl與柵極金屬層310之間的第二透明導(dǎo)電層404。
綜上所述，本發(fā)明所提出的薄膜晶體管陣列線路結(jié)構(gòu)，在圖案化金屬層上制作透明導(dǎo)電層，以對圖案化金屬層的表層金屬層提供保護的效果。另外，在制作接觸窗時，由于透明導(dǎo)電層的材料蝕刻率遠(yuǎn)小于表層金屬層的材料蝕刻率，故可在使用例如金屬層濺鍍與離子蝕刻的制作接觸窗的過程中，提供類似蝕刻終止的效果，使得圖案化金屬層的表層金屬層免于被破壞，并可防止因表層金屬層被破壞而造成后續(xù)高溫工藝時，下層金屬層的腐蝕與表面凸起等現(xiàn)象，進而提升表層金屬層的均勻性。換言之，不再需要形成過厚的表層金屬來保護下層金屬，因而可降低表層金屬的厚度，而所述透明導(dǎo)電層也可防止金屬線路刮傷，以對圖案化金屬層形成全面性的保護。同時，由于此透明導(dǎo)電層的制作可以整合于原有的工藝中，可以省略額外的掩膜與工藝變更，有效降低工藝成本。
當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種薄膜晶體管陣列的線路結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括一圖案化金屬層；一透明導(dǎo)電層，形成于該圖案化金屬層的頂面并與其接觸；以及一介電層，覆蓋該圖案化金屬層以及該透明導(dǎo)電層并與其接觸，該介電層具有一接觸窗，該接觸窗暴露出一部分的該透明導(dǎo)電層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列的線路結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中該透明導(dǎo)電層與該圖案化金屬層具有相同的圖案。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列的線路結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中該圖案化金屬層包括一柵極金屬層或是一源極與漏極金屬層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列的線路結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中該圖案化金屬層為一金屬迭層，該金屬迭層中的一表層金屬層與該透明導(dǎo)電層接觸，且該表層金屬層的材質(zhì)包括鉬、氮化鉬、鎢化鉬、鈦。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列的線路結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中該透明導(dǎo)電層的材料包括銦錫氧化物、銦鋅氧化物、銦鎵鋅氧化物。
6.一種薄膜晶體管陣列，其特征在于，包括一柵極金屬層、一通道層以及一源極與漏極金屬層，用以形成多個薄膜晶體管；一像素電極層，包括多個像素電極，這些像素電極分別耦接至這些薄膜晶體管；一透明導(dǎo)電層，貼附于該柵極金屬層或該源極與漏極金屬層的頂面；以及一介電層，覆蓋于該透明導(dǎo)電層以及相應(yīng)的該柵極金屬層或該源極與漏極金屬層，該介電層具有一接觸窗，且該接觸窗暴露出一部分的該透明導(dǎo)電層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的薄膜晶體管陣列，其特征在于，其中該透明導(dǎo)電層與其相應(yīng)的該柵極金屬層或該源極與漏極金屬層具有相同的圖案。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的薄膜晶體管陣列，其特征在于，其中該柵極金屬層或該源極與漏極金屬層為一金屬迭層，該金屬迭層中的一表層金屬層與該透明導(dǎo)電層接觸，且該表層金屬層的材質(zhì)包括鉬、氮化鉬、鎢化鉬、鈦。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的薄膜晶體管陣列，其特征在于，其中該透明導(dǎo)電層的材料包括銦錫氧化物、銦鋅氧化物、銦鎵鋅氧化物。
全文摘要
一種薄膜晶體管陣列及其線路結(jié)構(gòu)，其中線路結(jié)構(gòu)包括一圖案化金屬層，一透明導(dǎo)電層與一介電層。透明導(dǎo)電層形成于圖案化金屬層的頂面并與其接觸。介電層覆蓋圖案化金屬層以及透明導(dǎo)電層并與其接觸。另外，介電層具有一暴露出部分透明導(dǎo)電層的接觸窗。所述位于圖案化金屬層頂面的透明導(dǎo)電層可以防止在制作接觸窗時對圖案化金屬層的表層金屬造成的破壞。
文檔編號G02F1/1362GK102569293SQ20121002744
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月21日
發(fā)明者莊智強, 鄭朝云, 郭行健 申請人:友達光電股份有限公司