專利名稱：制造主動陣列基板的方法與主動陣列基板的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是有關于一種主動陣列基板與制造主動陣列基板的方法。
背景技術：
諸如液晶顯示器的平面顯示裝置已廣泛地應用在各種電子產品中。平面顯示裝置通常包含有主動陣列基板，用以驅動平面顯示裝置中的像素。通常，主動陣列基板的制造方法必須使用五道的微影蝕刻制程。每一道微影蝕刻制程都必須耗費生產成本。近年來，為了更具經濟效益地制造主動陣列基板，業(yè)界開發(fā)出四道微影蝕刻步驟的制造方法，以更有效率地制造主動陣列基板。不過，為了更進一步提高生產效率及降低制造成本，有必要開發(fā)更具競爭力及更具經濟效益的制造方法。

發(fā)明內容
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本發(fā)明的一目的是提供一種制造主動陣列基板的方法與主動陣列基板，以能僅使用三道微影蝕刻制程制造主動陣列基板，且所制造的主動陣列基板具有良好的可靠度。因此，根據本發(fā)明所揭露的實施方式具有極高的經濟效益以及產品性能。根據本發(fā)明一實施方式，上述方法包括以下步驟。形成一第一圖案化金屬層于一基材上。然后，依序地形成一半導體層、一絕緣層以及一第二金屬層覆蓋第一圖案化金屬層。接著，形成一圖案化光阻層于第二金屬層上。圖案化光阻層包含一第一區(qū)域以及一第二區(qū)域，且第一區(qū)域的圖案化光阻層的厚度小于第二區(qū)域的圖案化光阻層的厚度。然后，圖案化第二金屬層及其下方的絕緣層和半導體層，以形成一第二圖案化金屬層、一圖案化絕緣層以及一圖案化半導體層，并移除第一區(qū)域的圖案化光阻層。之后，加熱第二區(qū)域的圖案化光阻層，使其流動而形成一保護層覆蓋圖案化第二金屬層的一側壁、圖案化絕緣層的一側壁以及圖案化半導體層的一側壁。第一圖案化金屬層的一部分以及第二圖案化金屬層的一部分未被保護層覆蓋。形成上述保護層之后，形成一像素電極于基材上，且像素電極連接第一圖案化金屬層的露出部分。在一實施例中，形成第一圖案化金屬層包含形成一漏極、一源極、一數據線以及一數據線連接墊。第二圖案化金屬層包含一柵極以及一柵線連接墊。在一實施例中，第二圖案化金屬層、圖案化絕緣層以及圖案化半導體層具有大致相同的一輪廓。根據本發(fā)明另一實施方式，制造主動陣列基板的方法包括下述步驟。形成一第一圖案化金屬層于一基材上。第一圖案化金屬層包含一漏極、一源極以及一數據線連接墊。然后，依序地形成一半導體層、一絕緣層以及一第二金屬層覆蓋基材上的漏極、源極以及數據線連接墊。接著，形成一圖案化光阻層于第二金屬層上。圖案化光阻層包含一第一部分、一第二部分以及一第三部分。第一部分具有一開口露出第二金屬層的一部分以及一圍繞部環(huán)繞此開口。第二部分具有一內側部以及一周邊部圍繞內側部，內側部的厚度小于周邊部的厚度。隨后，圖案化第二金屬層及其下方的絕緣層和半導體層，以于第一部分下方形成一圍壁圍繞數據線連接墊，于第二部分下方形成一柵線連接墊，并于第三部分下方形成一柵極、一柵絕緣層以及一連接漏極和源極的通道層，并移除第二部分的內側部，而露出柵線連接墊的一部分。之后，加熱剩余的圖案化光阻層，使其流動而形成一保護層覆蓋柵極、柵絕緣層、通道層、圍壁以及柵線連接墊的一外緣。漏極的一部分位于保護層之外。形成上述保護層之后，形成一像素電極于基材與保護層上，且像素電極電性連接漏極的露出部分。在一實施例中，形成第一圖案化金屬層的步驟包含形成一數據線，且圖案化第二金屬層的步驟包含形成一柵線。在一實施例中，圖案化光阻層還包含一第四部分，位于數據線以及柵線上方。在一實施例中，圖案化第二金屬層及其下方的絕緣層和半導體層的步驟包含使數據線連接墊的一部分暴露出。在一實施例中，圖案化第二金屬層及其下方的絕緣層和半導體層的步驟包含依序以一干蝕刻制程蝕刻第二金屬層以及以一濕蝕刻制程蝕刻絕緣層和半導體層。
在一實施例中，加熱剩余的圖案化光阻層的步驟包含將剩余的圖案化光阻層置于溫度為約200°C至約400°C的環(huán)境中。本發(fā)明的另一方面是提供一種主動陣列基板。此主動陣列基板包含一基材、一源極以及一漏極、一通道層、一絕緣層、一柵極、一保護層以及一像素電極。源極以及一漏極位于基材上。通道層配置于源極和漏極上。絕緣層配置于通道層上。柵極配置于絕緣層上，其中通道層、絕緣層以及柵極具有大致相同的一圖案。保護層覆蓋通道層、絕緣層、柵極、源極以及漏極的一部分。像素電極位于基材與保護層上，且像素電極電性連接漏極。由以上揭露的實施方式可知，根據本發(fā)明的實施方式，僅需三道微影蝕刻制程即可完成主動陣列基板。第一道微影蝕刻制程是形成第一圖案化金屬層，其可包含諸如漏極、源極、數據線及/或數據線連接墊等元件。第二道微影蝕刻制程形成圖案化半導體層、圖案化絕緣層以及第二圖案化金屬層。具體而言，第二道微影蝕刻制程可形成諸如柵極、柵線、柵絕緣層、通道層及/或柵線連接墊等元件。第三道微影蝕刻制程可形成像素電極。因此，根據本發(fā)明所揭露的實施方式，具有極高的經濟效益，可大幅降低生產成本。再者，柵線連接墊以及數據線連接墊的周圍被保護層覆蓋，因此可以確保柵線連接墊及數據線連接墊的可靠度。此外，主動元件的柵極、柵絕緣層、通道層也被保護層覆蓋，所以主動元件亦具有良好的可靠度。


為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、優(yōu)點與實施例能更明顯易懂，所附附圖的說明如下圖I繪示本發(fā)明一實施方式的制造主動陣列基板的方法的流程圖；圖2、圖3A、圖4及圖5繪示本發(fā)明一實施方式的制造主動陣列基板的方法中各制程階段的剖面示意圖；圖3B繪示本發(fā)明一實施方式的上視示意圖。主要元件符號說明100:方法110、120、130、140、150、160 :步驟
200 :主動陣列基板202 :基材210 :第一圖案化金屬層212 :漏極212a :漏極部分214 :源極216 :數據線連接墊
218 :數據線220 :半導體層220P:圖案化半導體層222 :通道層230 :絕緣層230P :圖案化絕緣層232 :柵絕緣層240 :第二金屬層240P :第二圖案化金屬層242 :柵線連接墊242a :柵線連接墊部分242b :外緣244 :柵極246 :柵線250:圖案化光阻層250r :剩余的圖案化光阻層251 :第一部分251a:開口251b:圍繞部252 :第二部分252a:內側部252b :周邊部253 :第三部分254:第四部分260:圍壁270 :保護層280:像素電極A :主動區(qū)域H1、H2:厚度
具體實施例方式為了使本發(fā)明的敘述更加詳盡與完備，下文針對了本發(fā)明的實施方式與具體實施例提出了說明性的描述；但這并非實施或運用本發(fā)明具體實施例的唯一形式。以下所揭露的各實施例，在有益的情形下可相互組合或取代，也可在一實施例中附加其他的實施例，而無須進一步的記載或說明。在以下描述中，將詳細敘述許多特定細節(jié)以使讀者能夠充分理解以下的實施例。然而，可在無此等特定細節(jié)的情況下實踐本發(fā)明的實施例。在其他情況下，為簡化附圖，熟知的結構與裝置僅示意性地繪示于圖中。圖I繪示本發(fā)明一實施方式的制造主動陣列基板的方法100的流程圖，圖2、圖3A、圖4及圖5繪示方法100中各制程階段的剖面示意圖。在此揭露的方法所制造的主動陣列基板可應用在各種顯示器中，例如薄膜晶體管液晶顯示器、電子紙顯示裝置、有機發(fā)光二極管顯示器等。在步驟110中，形成第一圖案化金屬層210于基材202上，如圖2A所示?？衫萌魏我阎姆椒▉硇纬傻谝粓D案化金屬層210。例如，可毯覆式地沉積一層金屬層在基材202上，然后利用微影蝕刻方式來形成第一圖案化金屬層210。第一圖案化金屬層210可為 單層結構或是多層金屬層堆疊而成的結構。在一實施例中，第一圖案化金屬層210材料可例如為鑰(Mo)、鉻(Cr)、鋁(Al)、釹(Nd)、鈦(Ti)或上述的組合或上述的合金?；?02可例如為玻璃或高分子材料所制成。在一實施方式中，第一圖案化金屬層210包含漏極212、源極214以及數據線連接墊216。漏極212和源極214用以形成主動陣列基板的主動元件。數據線連接墊216用以連接至一集成電路(未繪示)，而且數據線連接墊216電性連接漏極212。因此，集成電路所產生的電壓信號可經由數據線連接墊216而傳遞至漏極212。在一實施例中，第一圖案化金屬層210還包含有數據線218 (繪示于第3B圖)，數據線218連接數據線連接墊216以及源極214。換言之，在本實施例中，漏極212、源極214、數據線連接墊216以及數據線218是在同一道微影蝕刻制程中形成。在步驟120中，依序毯覆式地形成半導體層220、絕緣層230以及第二金屬層240覆蓋第一圖案化金屬層210,圖2所不。在一實施方式中，可先沉積半導體層220,接著沉積絕緣層230，然后再沉積第二金屬層240。因此，半導體層220覆蓋基材202上的漏極212、源極214以及數據線連接墊216。任何已知的材料及制程方式都可應用在步驟120中。舉例而言，半導體層220可例如為非晶娃(a-Si)、多晶娃(poly-Si)、有機半導體(organic semiconductor)或諸如非晶銦鎵鋅氧化物(a-IGZO)、銦鋅氧化物(IZO)及非晶銦鋅錫氧化物(a-ΙΖΤΟ)等金屬氧化物半導體材料所制成。絕緣層230可例如為氧化硅、氮化硅或有機絕緣材料所制成。第二金屬層240的材料可與第一圖案化金屬層210的材料相同或不同。例如，第二金屬層240可包含以下至少一材料鑰、鉻、鋁、釹及鈦?？梢砸勒詹煌牟牧戏N類選擇適合的制程方法來形成半導體層220、絕緣層230以及第二金屬層240。在步驟130中，形成圖案化光阻層250于第二金屬層240上，如圖2所示。圖案化光阻層250覆蓋一部分的第二金屬層240,而另一部分的第二金屬層240是暴露出的。圖案化光阻層250包含第一區(qū)域Rl以及第二區(qū)域R2，而且第一區(qū)域Rl的圖案化光阻層250的厚度Hl小于第二區(qū)域R2的圖案化光阻層250的厚度H2。在一實施例中，可利用半色調(half-tone)光罩及曝光來形成圖案化光阻層250的第一區(qū)域Rl以及第二區(qū)域R2。
在一實施方式中，圖案化光阻層250包含第一部分251以及第二部分252，如圖2所示。第一部分251位在數據線連接墊216的上方，而且第一部分251具有開口 251a以及圍繞部251b。圍繞部251b環(huán)繞開口 251a。開口 251a露出第二金屬層240的一部分。第二部分252用以在后續(xù)步驟中形成柵線連接墊(下文步驟140中將更詳細敘述)。第二部分252具有內側部252a以及周邊部252b。周邊部252b圍繞內側部252a，且內側部252a的厚度Hl小于周邊部252b的厚度H2。在本實施方式中，圖案化光阻層250還包含第三部分253。第三部分253大致位于漏極212和源極214的上方。第三部分253用以在后續(xù)步驟中形成主動元件的柵極、柵絕緣層及通道層(下文步驟140中將更詳細敘述)。上述第一部分251的圍繞部251b、第二部分252的周邊部252b以及第三部分253位于上述第二區(qū)域R2中，亦即圍繞部251b、周邊部252b及第三部分253的厚度大致為H2。第二部分252的內側部252a位于第一區(qū)域Rl中，亦即內側部252a的厚度為Hl。在一實施例中，通過涂布、干燥、半色調曝光、顯影制程以及后烘烤(post-back)·制程，而形成圖案化光阻層250。后烘烤(post-back)可在溫度為約100°C至150°C的環(huán)境中進行，以將顯影制程后所形成光阻圖案干燥及/或硬化，而形成圖案化光阻層250。在一實施方式中，圖案化光阻層250可例如為包含壓克力樹脂、環(huán)氧樹脂或酚醛樹脂的光阻材料。例如，日本科萊恩公司(Clariant)所提供的型號AZ _501的光阻。在步驟140中，圖案化第二金屬層240及其下方的絕緣層230和半導體層220，如第3A圖所示，而形成第二圖案化金屬層240P、圖案化絕緣層230P以及圖案化半導體層220P。在一實施方式中，可利用圖案化光阻層250為遮罩,并以蝕刻方式移除暴露出的第二金屬層240及其下方的絕緣層230和半導體層220，且一并移除第一區(qū)域Rl中的圖案化光阻層250。蝕刻方式可為干式蝕刻、濕式蝕刻或干式與濕式蝕刻合并使用。在一實施例中，先進行濕式蝕刻移除暴露出的第二金屬層240，接著再進行干式蝕刻來移除下方的絕緣層230和半導體層220。因此，第二圖案化金屬層240P、圖案化絕緣層230P以及圖案化半導體層220P具有大致相同的輪廓。在進行蝕刻步驟后，一部分的漏極212會暴露出。此夕卜，在蝕刻第二金屬層240、絕緣層230和半導體層220的過程中，蝕刻劑會侵蝕或溶解部分的圖案化光阻層250，而使光阻層250的厚度減少。因此，第一區(qū)域Rl的光阻層250將在蝕刻過程中將被移除。換言之，在到達蝕刻半導體層220的蝕刻終點時，蝕刻劑對光阻層250的侵蝕厚度為H1，因此將第一區(qū)域Rl中的光阻層250移除，使位于第一區(qū)域Rl中的第二金屬層240的部分240a露出。在一實施方式中，如圖3A所示，進行步驟140的圖案化步驟可在圖案化光阻層250的第一部分251下方形成圍壁260,并在圖案化光阻層250的第二部分252下方形成柵線連接墊242，以及于圖案化光阻層250的第三部分253下方形成柵極244、柵絕緣層232以及通道層222的堆疊結構。通道層222連接漏極212和源極214。圍壁260圍繞數據線連接墊216，但數據線連接墊216的一部分是暴露出的。在進行上述圖案化過程時，將一并移除第二部分252的內側部252a，而露出柵線連接墊242的一部分242a。圖3B繪示本發(fā)明一實施方式在進行步驟140后的上視示意圖。主動陣列基板上具有主動區(qū)域A，諸如薄膜晶體管等主動元件位于主動區(qū)域A中。柵線連接墊242以及數據線連接墊216位于主動陣列基板的主動區(qū)域A的外圍，并分別用以連接至一柵極集成電路(gate IC)(未繪示)以及一數據集成電路(data IC)(未繪示)。在本實施方式中，進行步驟140時，可同時形成柵線246。換言之，柵線246、柵極244與柵線連接墊242是在同一道微影蝕刻制程中形成。在本實施方式中，圖案化光阻層250還包含一第四部分254，位于數據線218以及柵線246上方。因此，在數據線218上方覆蓋有一部分的圖案化半導體層220P、一部分的圖案化絕緣層230P以及一部分的第二圖案化金屬層240P。柵線246的下方存在一部分的圖案化絕緣層230P以及一部分的第二圖案化金屬層240P。在步驟150中，加熱第二區(qū)域R2的剩余圖案化光阻層250r，使其流動而形成保護層270，如圖4所示。保護層270覆蓋第二圖案化金屬層240P的側壁、圖案化絕緣層230P的側壁以及圖案化半導體層220P的側壁。在一實施方式中，通過加熱剩余的圖案化光阻層250r，使圖案化光阻層250r流動而覆蓋柵極244、柵絕緣層232、通道層222、圍壁260以及柵線連接墊242的外緣242b，并因此形成保護層270覆蓋上述結構。但是，漏極212的一部分212a未被保護層270覆蓋，而露出在保護層270之外。在一實施例中，可將剩余的圖案化光阻層250放置在溫度為約200°C至約400°C的環(huán)境中加熱，使剩余的圖案化光阻層250r熔化流動。 在步驟160中，形成像素電極280于基材202與保護層270上，而形成主動陣列基板200，如圖5所示。像素電極280電性連接漏極212的露出部分212a。在一實施方式中，像素電極280可例如為氧化銦錫(ITO)等透明的導電材料所制成。在另一實施方式中，像素電極280可為諸如招、銀等具有聞反射率的材料所制成。本發(fā)明的另一方面是提供一種主動陣列基板200，其包含基材202、源極212以及漏極214、通道層222、絕緣層230、柵極246、保護層270以及像素電極280。源極212以及漏極214位于基材202上。通道層222配置于源極212和漏極214上。絕緣層230配置于通道層222上。柵極246配置于絕緣層230上，其中通道層222、絕緣層230以及柵極246具有大致相同的一圖案。保護層270覆蓋通道層222、絕緣層230、柵極246、源極212以及漏極214的一部分。像素電極280位于基材202與保護層270上，且像素電極280電性連接漏極214。由以上揭露的實施方式可知，根據本發(fā)明的實施方式，僅需三道微影蝕刻制程即可完成主動陣列基板200。第一道微影蝕刻制程是形成第一圖案化金屬層210，其可包含諸如漏極212、源極214、數據線218及/或數據線連接墊216等元件。第二道微影蝕刻制程形成圖案化半導體層220P、圖案化絕緣層230P以及第二圖案化金屬層240P。具體而言，第二道微影蝕刻制程可形成諸如柵極244、柵線246、柵絕緣層232、通道層222及/或柵線連接墊242等元件。第三道微影蝕刻制程可形成像素電極280。因此，根據本發(fā)明所揭露的實施方式，具有極高的經濟效益，可大幅降低生產成本。再者，柵線連接墊242以及數據線連接墊216的周圍被保護層270覆蓋，因此可以確保柵線連接墊242及數據線連接墊216的可靠度。此外，主動元件的柵極244、柵絕緣層232、通道層222也被保護層270覆蓋，所以主動元件亦具有良好的可靠度。雖然本發(fā)明已以實施方式揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視所附的權利要求書所界定的范圍為準。
權利要求
1.一種制造主動陣列基板的方法，其特征在于，包含 形成一第一圖案化金屬層于一基材上； 依序地形成一半導體層、一絕緣層以及一第二金屬層覆蓋該第一圖案化金屬層； 形成一圖案化光阻層于該第二金屬層上； 圖案化該第二金屬層及其下方的該絕緣層和該半導體層，以形成一第二圖案化金屬層、一圖案化絕緣層以及一圖案化半導體層，并移除一部分的該圖案化光阻層； 加熱另一部分的該圖案化光阻層，使其流動而形成一保護層覆蓋該第二圖案化金屬層的一側壁、該圖案化絕緣層的一側壁、該圖案化半導體層的一側壁以及該第一圖案化金屬層的一部分；以及 形成一像素電極于該基材與該保護層上，且該像素電極電性連接該第一圖案化金屬層的另一部分。
2.根據權利要求I所述的制造主動陣列基板的方法，其特征在于，形成該第一圖案化金屬層包含形成一漏極以及一源極，且形成該第二圖案化金屬層包含形成一柵極。
3.根據權利要求I所述的制造主動陣列基板的方法，其特征在于，該第二圖案化金屬層、該圖案化絕緣層以及該圖案化半導體層具有相同的一輪廓。
4.一種制造主動陣列基板的方法，其特征在于，包含 形成一第一圖案化金屬層于一基材上，該第一圖案化金屬層包含一漏極、一源極以及一數據線連接墊； 依序地形成一半導體層、一絕緣層以及一第二金屬層覆蓋該基材上的該漏極、該源極以及該數據線連接墊； 形成一圖案化光阻層于該第二金屬層上，該圖案化光阻層包含一第一部分、一第二部分以及一第三部分，該第一部分具有一開口露出該第二金屬層的一部分以及一圍繞部環(huán)繞該開口，該第二部分具有一內側部以及一周邊部圍繞該內側部，該內側部的一厚度小于該周邊部的一厚度； 圖案化該第二金屬層及其下方的該絕緣層和該半導體層，以于該第一部分下方形成一圍壁圍繞該數據線連接墊，以及于該第二部分下方形成一柵線連接墊，并于該第三部分下方形成一柵極、一柵絕緣層以及一連接該漏極和該源極的通道層，并移除該第二部分的該內側部，而露出該柵線連接墊的一部分； 加熱剩余的該圖案化光阻層，使其流動而形成一保護層覆蓋該柵極、該柵絕緣層、該通道層、該圍壁以及該柵線連接墊的一外緣，其中該漏極的一部分位于該保護層之外；以及 形成一像素電極于該基材與該保護層上，且該像素電極電性連接該漏極的該部分。
5.根據權利要求4所述的制造主動陣列基板的方法，其特征在于，形成該第一圖案化金屬層的步驟包含形成一數據線，且圖案化該第二金屬層的步驟包含形成一柵線。
6.根據權利要求5所述的制造主動陣列基板的方法，其特征在于，該圖案化光阻層還包含一第四部分位于該數據線以及該柵線上方。
7.根據權利要求4所述的制造主動陣列基板的方法，其特征在于，圖案化該第二金屬層及其下方的該絕緣層和該半導體層的步驟包含使該數據線連接墊的一部分暴露出。
8.根據權利要求4所述的制造主動陣列基板的方法，其特征在于，圖案化該第二金屬層及其下方的該絕緣層和該半導體層的步驟包含依序以一干蝕刻制程蝕刻該第二金屬層以及以一濕蝕刻制程蝕刻該絕緣層和該半導體層。
9.根據權利要求4所述的制造主動陣列基板的方法，其特征在于，加熱該剩余的圖案化光阻層的步驟包含將該剩余的圖案化光阻層置于溫度為200°C至400°C的環(huán)境中。
10.一種主動陣列基板，其特征在于，包含 一基材； 一源極以及一漏極，位于該基材上； 一通道層，配置于該源極和該漏極上； 一絕緣層，配置于該通道層上； 一柵極，配置于該絕緣層上，其中該通道層、該絕緣層以及該柵極具有相同的一圖案； 一保護層，覆蓋該通道層、該絕緣層、該柵極、該源極以及該漏極的一部分；以及 一像素電極，位于該基材與該保護層上，且該像素電極電性連接該漏極。
全文摘要
本發(fā)明揭露一種制造主動陣列基板的方法與主動陣列基板。制造主動陣列基板的方法包括形成第一圖案化金屬層于基材上；依序形成半導體層、絕緣層以及第二金屬層覆蓋第一圖案化金屬層；形成圖案化光阻層于第二金屬層上，圖案化光阻層包含一第一區(qū)域以及一第二區(qū)域，且第一區(qū)域的圖案化光阻層的厚度小于第二區(qū)域的圖案化光阻層的厚度；圖案化第二金屬層及其下方的絕緣層和半導體層，并移除該第一區(qū)域的圖案化光阻層；加熱第二區(qū)域的圖案化光阻層，使其流動而形成保護層；以及形成像素電極。
文檔編號H01L27/02GK102956550SQ201210146770
公開日2013年3月6日 申請日期2012年5月8日 優(yōu)先權日2011年8月18日
發(fā)明者唐文忠, 舒芳安, 蔡耀州, 辛哲宏 申請人:元太科技工業(yè)股份有限公司