專利名稱：像素結(jié)構(gòu)及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種像素結(jié)構(gòu)及其制作方法，且特別是關(guān)于ー種含有蝕刻阻擋圖案的像素結(jié)構(gòu)及其制作方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今社會多媒體技術(shù)相當(dāng)發(fā)達(dá)，多半受惠于半導(dǎo)體元件與顯示裝置的進(jìn)步。就顯示器而言，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已逐漸成為市場的主流。一般而言，薄膜晶體管液晶顯示器主要是由ー薄膜晶體管陣列基板、一彩色濾光片與夾于兩基板之間的液晶層所構(gòu)成。公知的薄膜晶體管陣列基板包括多條掃描線、多條數(shù)據(jù)線以及多個像素結(jié)構(gòu)。詳細(xì)地說，像素結(jié)構(gòu)包括薄膜晶體管與像素電極，其中薄膜晶體管將像素電極與所對應(yīng)的掃描線與數(shù)據(jù)線電性連接。薄膜晶體管一般包括有連接于掃描線的柵極、位于柵極上的半導(dǎo)體層、位于半導(dǎo)體層上的源極與漏極，其中源極連接于數(shù)據(jù)線。制作像素結(jié)構(gòu)時必須將沉積于基板上的膜層(包括有金屬層、半導(dǎo)體材料層、絕緣層等)圖案化以形成所需要的元件。公知像素結(jié)構(gòu)大致上由第一金屬層、第一絕緣層、半導(dǎo)體層、第二金屬層、第二絕緣層以及像素電極層等膜層所構(gòu)成，其中第一圖案化金屬層包括掃描線與柵極，而第二圖案化金屬層包括數(shù)據(jù)線、源極與漏扱。由于這五個膜層必須分別被圖案化，所以公知像素結(jié)構(gòu)的制作包括有五道掩模エ藝。在五道掩模エ藝中，在蝕刻第二層金屬層時，半導(dǎo)體層表面易被侵蝕，故現(xiàn)有技術(shù)提出在半導(dǎo)體層上方形成蝕刻阻擋圖案以保護(hù)半導(dǎo)體層，并提供蝕刻終止(etching stop) 的效果。因此，像素結(jié)構(gòu)的制作從五道掩模エ藝變成六道掩模エ藝。六道掩模エ藝除了須要多一道掩模使制作成本較高外，其面臨的問題還包括半導(dǎo)體層與蝕刻阻擋圖案的對位問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種像素結(jié)構(gòu)及其制作方法，其利用相同掩模エ藝制作半導(dǎo)體層與第 ニ金屬層，進(jìn)而減少掩模數(shù)并改善半導(dǎo)體層與蝕刻阻擋圖案的對位問題。本發(fā)明提供一種像素結(jié)構(gòu)及其制作方法，該方法包括在基板上形成第一圖案化金屬層，包括掃描線以及連接于掃描線的柵極，再于第一圖案化金屬層上依序地形成第一絕緣層、半導(dǎo)體層以及蝕刻阻擋圖案，此蝕刻阻擋圖案位于柵極上方，接著，在半導(dǎo)體層以及蝕刻阻擋圖案上形成金屬層，并圖案化金屬層以及半導(dǎo)體層以形成第二圖案化金屬層以及圖案化半導(dǎo)體層，此第二圖案化金屬層包括數(shù)據(jù)線、源極與漏極，數(shù)據(jù)線的延伸方向與掃描線的延伸方向相交，源極與漏極彼此相對并位于蝕刻阻擋圖案上，圖案化半導(dǎo)體層包括完全地重疊于第二圖案化金屬層的第一半導(dǎo)體圖案以及不重疊于第二圖案化金屬層的第二半導(dǎo)體圖案，其中第二半導(dǎo)體圖案包括位于源極與漏極之間的通道圖案以及包圍第一半導(dǎo)體圖案的邊緣圖案。最后，在基板上形成第二絕緣層并在其上形成暴露出漏極的接觸開ロ以及于第二絕緣層上形成像素電極，且像素電極通過接觸開ロ連接至漏扱。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，前述的第二半導(dǎo)體圖案的邊緣圖案連續(xù)地包圍在第一半導(dǎo)體圖案的邊緣。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，前述的圖案化半導(dǎo)體層的面積大于第二圖案化金屬層的面積。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，前述的第二圖案化金屬層與圖案化半導(dǎo)體層實(shí)質(zhì)上彼此接觸。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，前述的圖案化金屬層以及半導(dǎo)體層的方法包括在金屬層以及半導(dǎo)體層上形成圖案化光阻層，此圖案化光阻層包括第一光阻圖案以及第ニ光阻圖案，第一光阻圖案的厚度大于第二光阻圖案且第二光阻圖案包圍第一光阻圖案，以圖案化光阻層為掩模進(jìn)行第一蝕刻步驟，將暴露的部分金屬層以及下方的部分半導(dǎo)體層移除，以構(gòu)成預(yù)圖案化金屬層以及圖案化半導(dǎo)體層；移除第二光阻圖案并使第一光阻圖案薄化為第三光阻圖案，以暴露出部分預(yù)圖案化金屬層；以第三光阻圖案為掩模進(jìn)行第二蝕刻步驟，將暴露的部分預(yù)圖案化金屬層移除而形成第二圖案化金屬層，并且移除第三光阻圖案；其中預(yù)圖案化金屬層相對圖案化光阻圖案內(nèi)縮第一距離而圖案化半導(dǎo)體層相對預(yù)圖案化金屬層內(nèi)縮第二距離。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，前述的第二光阻圖案由第一光阻圖案向外延伸的寬度大于第一距離與第二距離的總和。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，前述的形成圖案化光阻層的方法包括利用掩模進(jìn)行光刻步驟以圖案化形成在基板上的光阻層且掩模包括灰階掩模、半透掩?；颡M縫式掩摸。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，前述的掩模具有透光率不同的第一透光區(qū)、第二透光區(qū)以及第三透光區(qū)，且進(jìn)行光刻步驟時，光線通過第一透光區(qū)、第二透光區(qū)以及第三透光區(qū)而將光阻層圖案化以分別地形成第一光阻圖案以及第ニ光阻圖案。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，前述的第二透光區(qū)的透光率介于第一透光區(qū)的透光率與第三透光區(qū)的透光率之間。本發(fā)明提供ー種像素結(jié)構(gòu)，其特征在于，配置于ー基板上，該像素結(jié)構(gòu)包括一第一圖案化金屬層，配置于該基板上，包括一掃描線以及連接于該掃描線的ー柵極；一第一絕緣層，配置于該第一圖案化金屬層與該基板上；一圖案化半導(dǎo)體層，配置于該第一絕緣層上，包括一第一半導(dǎo)體圖案以及ー第二半導(dǎo)體圖案；ー蝕刻阻擋圖案，配置于該圖案化半導(dǎo)體層上，位于該柵極上方；一第二圖案化金屬層，配置于該第一半導(dǎo)體圖案上，且該第二圖案化金屬層包括一數(shù)據(jù)線、一源極以及ー漏極，該數(shù)據(jù)線的延伸方向相交于該掃描線的延伸方向，該源極與該漏極彼此分離地配置于該蝕刻阻擋圖案上且該源極連接于該數(shù)據(jù)線， 其中該第二圖案化金屬層完全與該第一半導(dǎo)體圖案重疊，且該第二半導(dǎo)體圖案包括位于該源極與該漏極之間并且被該蝕刻阻擋圖案遮蔽的通道圖案以及包圍該第一半導(dǎo)體圖案的邊緣的一邊緣圖案；一第二絕緣層，配置于該第二圖案化金屬層上，且該第二絕緣層具有暴露出該漏極的一接觸開ロ ；以及一像素電極，配置于該第二絕緣層上并通過該接觸開ロ連接于該漏扱?；谏鲜?，本案的像素結(jié)構(gòu)及其制作方法利用相同掩模ェ藝圖案化半導(dǎo)體層與金屬層，故相較于公知含有蝕刻阻擋圖案的六道掩模ェ藝而言，本案可減少為五道掩模ェ藝。由于在蝕刻阻擋圖案與金屬層形成前，半導(dǎo)體層并無先行圖案化，故無公知技術(shù)的半導(dǎo)體層與蝕刻阻擋圖案偏移(shift)的現(xiàn)象，也無半導(dǎo)體層與蝕刻阻擋圖案的對位問題。為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合所附附圖作詳細(xì)說明如下。


圖I、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7為本發(fā)明的一實(shí)施例的像素結(jié)構(gòu)的制作流程俯視不意圖；圖1A、圖2A、圖3A、圖4A、圖5A、圖6A、圖7A分別為圖I、圖2、圖3、圖4、圖5、圖 6、圖7沿剖線A-A’的橫切面示意圖；圖1B、圖2B、圖3B、圖4B、圖5B、圖6B、圖7B分別為圖I、圖2、圖3、圖4、圖5、圖 6、圖7沿剖線B-B’的橫切面示意圖；圖1C、圖2C、圖3C、圖4C、圖5C、圖6C、圖7C分別為圖I、圖2、圖3、圖4、圖5、圖 6、圖7沿剖線C-C’的橫切面示意圖；圖8、圖9、圖10、圖11、圖12為本發(fā)明的一實(shí)施例圖案化金屬層和半導(dǎo)體層的制作流程俯視示意圖；圖8A、圖9A、圖10A、圖11A、圖12A分別為圖8、圖9、圖10、圖11、圖12沿剖線A_A’ 的橫切面示意圖；圖8B、圖9B、圖10B、圖11B、圖12B分別為圖8、圖9、圖10、圖11、圖12沿剖線B-B’ 的橫切面示意圖；圖8C、圖9C、圖10C、圖11C、圖12C分別為圖8、圖9、圖10、圖11、圖12沿剖線C-C’ 的橫切面示意圖；圖13、圖14圖、15本發(fā)明的一實(shí)施例中形成圖案化光阻層所使用的掩模的示意圖。其中，附圖標(biāo)記
100:基板110:第一圖案化金屬層
112:柵極114:掃描線
210:第一絕緣層310:半導(dǎo)體層
410:蝕刻阻擋圖案510:金屬層
512:第一遮蔽部514:第二遮蔽部
516:暴露部600:薄膜晶體管結(jié)構(gòu)
610:第二圖案化金屬層612:數(shù)據(jù)線
614:源極616:漏極
620:圖案化半導(dǎo)體層622:第一半導(dǎo)體圖案
624:第二半導(dǎo)體圖案626:通道圖案
628:邊緣圖案630:第二絕緣層
700:像素結(jié)構(gòu)710:像素電極
810:圖案化光阻層812:第一光阻圖案
814:第二光阻圖案910:預(yù)圖案化金屬層
920 :第三光阻圖案1300、1400、1500 :掩模
1310,1410 :第一遮光圖案1320、1420、1520 :第二遮光圖案
1430 :第三遮光圖案L、L1、L2 :狹縫寬度
S、S1、S2 :狹縫間距Al :第一透光區(qū)
A2 :第二透光區(qū)A3 :第三透光區(qū)
T1、T2 :厚度Dl :第一距離
D2 :第二距離D3 :寬度
W :接觸開ロAs :圖案化半導(dǎo)體層的面積
Am :第二圖案化金屬層的面積A-A，、B-B，、C-C，:剖線
具體實(shí)施例方式圖I、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7為本發(fā)明的一實(shí)施例的像素結(jié)構(gòu)的制作流程俯視示意圖。圖1A、圖2A、圖3A、圖4A、圖5A、圖6A、圖7A分別為圖I、圖2、圖3、圖4、圖5、 圖6、圖7沿剖線A-A’的橫切面示意圖。圖1B、圖2B、圖3B、圖4B、圖5B、圖6B、圖7B分別為圖I、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7沿剖線B-B’的橫切面示意圖。圖1C、圖2C、圖3C、圖 4C、圖5C、圖6C、圖7C分別為圖I、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7沿剖線C-C’的橫切面示意圖。請先參照圖1，首先，在基板100上形成第一圖案化金屬層110，包括掃描線114以及連接于掃描線114的柵極112。以本實(shí)施例而言，第一圖案化金屬層110例如是由金屬迭層構(gòu)成，或是由單層金屬層構(gòu)成，其材料例如是導(dǎo)電良好的鋁、銅等金屬。另外，請參照圖 IA 圖1C，沿剖線A-A’、B-B’與C-C’等方向的橫切面所看到的圖案皆為第一圖案化金屬層110堆迭于基板100上。在其他的實(shí)施例中，柵極112可以由掃描線114的一部分來構(gòu)成，也就是說第一圖案化金屬層110可以僅具有直線圖案而無圖I中由直線圖案(掃描線 114)延伸出來的矩形圖案(柵極112)。具體而言，第一圖案化金屬層110可以通過第一道掩模エ藝制作。在第一道掩模 エ藝中，可以先在基板100上形成一金屬材料層或是堆迭在一起的多層金屬材料層。隨之， 利用第一道掩模進(jìn)行光刻與蝕刻等エ藝將上述金屬材料層圖案化而構(gòu)成第一圖案化金屬層110。當(dāng)然，本發(fā)明不以此為限，在其他的實(shí)施例中，第一圖案化金屬層也可以通過其他的方式制作，例如印刷工藝等。請參照圖2，形成第一圖案化金屬層110后，再于第一圖案化金屬層110上形成第一絕緣層210，其材料例如是高介電系數(shù)的氧化硅或氮化硅等。此外，如圖2A 2C所示，沿剖線A-A’、B-B’與C-C’等方向的橫切面所看到的圖案皆為第一絕緣層210與柵極112相繼堆迭于基板100上，其中第一絕緣層210完整覆蓋于柵極112之上。需要理解的是，由于第一絕緣層210覆蓋于整個基板100且不具有特定的圖案，故圖2的俯視示意圖中無標(biāo)注基板100。在以下的描述中，多個無特定圖案的膜層堆迭在一起時，俯視圖中都僅標(biāo)示位于最上層的膜層。因此，以下每ー個俯視圖可能都省略了部分構(gòu)件的標(biāo)示。請參照圖3，在形成第一絕緣層210之后，再于第一絕緣層210上形成半導(dǎo)體層 310，其材料例如是晶硅半導(dǎo)體、非晶硅半導(dǎo)體、多晶硅半導(dǎo)體或氧化物半導(dǎo)體等。另外，請參照圖3A 3C，沿剖線A-A’、B-B’與C_C’等方向的橫切面所看到的圖案皆為半導(dǎo)體層 310、第一絕緣層210與柵極112相繼堆迭于基板100上，其中，半導(dǎo)體層310更完整覆蓋于第一絕緣層210之上。請參照圖4，在形成半導(dǎo)體層310之后，再于柵極112上方形成蝕刻阻擋圖案410， 其中，蝕刻阻擋圖案410用于保護(hù)半導(dǎo)體層310，并提供蝕刻終止(etching stop)的效果， 其圖案例如是一矩形，其材料例如是ニ氧化硅。另外，蝕刻阻擋圖案410例如是通過第二道掩模エ藝制作而成。請參照圖4A 4C，沿剖線A-A’、B_B’與C-C’等方向的橫切面所看到的圖案皆為蝕刻阻擋圖案410、半導(dǎo)體層310、第一絕緣層210與柵極112相繼堆迭于基板100上。但因柵極112為矩形圖案，而剖線A-A’的橫切面所看到的圖案為矩形的短邊，故在圖4A所看到的蝕刻阻擋圖案410的寬度會小于圖4B與圖4C所看到的蝕刻阻擋圖案410的寬度。不過，蝕刻阻擋圖案410的尺寸及面積可以隨不同設(shè)計(jì)而有所調(diào)整及改變，本發(fā)明不以此為限。接著，請參照圖5，在形成蝕刻阻擋圖案410之后，再于半導(dǎo)體層310以及蝕刻阻擋圖案410上形成金屬層510，其中，金屬層510例如是金屬迭層或是單ー金屬材料層，其材料例如是導(dǎo)電良好的鋁、銅等金屬。請參照圖5A 5C，沿剖線A-A’、B-B’與C_C’等方向的橫切面所看到的圖案皆為金屬層510、蝕刻阻擋圖案410、半導(dǎo)體層310、第一絕緣層210與柵極112相繼堆迭于基板100上，其中，金屬層510更完整覆蓋于半導(dǎo)體層310以及蝕刻阻擋圖案410之上。接著，本實(shí)施例可以采用第三道掩模エ藝將金屬層510以及半導(dǎo)體層310圖案化以構(gòu)成所需要的元件。由于金屬層510以及半導(dǎo)體層310使用相同掩模エ藝來圖案化，故本實(shí)施例可以節(jié)省至少一道掩模エ藝。另外，由于在蝕刻阻擋圖案410與金屬層510形成前， 半導(dǎo)體層310并無先行圖案化，故本實(shí)施例無公知技術(shù)中半導(dǎo)體層與蝕刻阻擋圖案間的對位相關(guān)問題。值得ー提的是，為了闡明本發(fā)明的制作方法的完整流程，以下將先描述后續(xù)元件的制作步驟，而在本實(shí)施例的完整流程揭露后再詳細(xì)描述第三道掩模エ藝。因此，請參照圖6第三道掩模エ藝?yán)缬靡詧D案化金屬層510以及半導(dǎo)體層310 以形成第二圖案化金屬層610以及圖案化半導(dǎo)體層620，其中第二圖案化金屬層610以及圖案化半導(dǎo)體層620實(shí)質(zhì)上彼此接觸，且圖案化半導(dǎo)體層620的面積As大于第二圖案化金屬層610的面積Am。第二圖案化金屬層610包括數(shù)據(jù)線612、源極614與漏極616。數(shù)據(jù)線612的延伸方向與掃描線114的延伸方向相交,源極614與漏極616彼此相對并位于蝕刻阻擋圖案410上。圖案化半導(dǎo)體層620包括完全地重疊于第二圖案化金屬610的第一半導(dǎo)體圖案622以及不重疊于第二圖案化金屬層610的第二半導(dǎo)體圖案624，其中第二半導(dǎo)體圖案624包括位于源極614與漏極616之間的通道圖案626以及連續(xù)地包圍第一半導(dǎo)體圖案的邊緣圖案628。接著，請繼續(xù)參照圖6在基板110上形成第二絕緣層630并于其上形成暴露出漏極的接觸開ロ W，其中，第二絕緣層630例如是覆蓋整個基板100，其材料例如是高介電系數(shù)的氧化硅。在此，接觸開ロ w的制作方式例如是進(jìn)行ー第四道掩模エ藝。請參照圖6A，沿剖線A-A’的橫切面所看到的圖案構(gòu)成為薄膜晶體管600，其自基板100向外依序?yàn)闁艠O112、第一絕緣層210、圖案化半導(dǎo)體層620的一部分(第一半導(dǎo)體圖案622與通道圖案626)、蝕刻阻擋圖案410、源極614、漏極616與第二絕緣層630。第二絕緣層630上的接觸開ロ w暴露出漏極616。值得ー提的是，圖案化半導(dǎo)體層620的面積As大于第二圖案化金屬層610的面積 Am。圖案化半導(dǎo)體層620介于第二圖案化金屬層610與柵極112之間，故源極614與柵極 112之間和漏極616與柵極112之間除了第一絕緣層210外更存在有圖案化半導(dǎo)體層620， 而相隔較大的間距。由于電容的大小與間距成反比，故當(dāng)間距變大，源極614與柵極112之間的寄生電容Cgs和漏極616與柵極112之間的寄生電容Cgd皆變小。因此，本實(shí)施例除了可減少掩模的使用數(shù)量與免除對位問題，亦可降低薄膜晶體管600中寄生電容Cgs與Cgd 的大小。隨后，請參照圖7、7A 7C，在第二絕緣層630上形成像素電極710，且像素電極 710通過接觸開ロ w連接至漏極616，其中，像素電極710的材料例如是銦錫氧化物(Indium Tin Oxide, ITO)、銦鋅氧化物(Indium Zinc Oxide, IZO)等。此時,柵極112、第一絕緣層 210、圖案化半導(dǎo)體層620、蝕刻阻擋圖案410、源極614、漏極616、第二絕緣層630與像素電極710共同構(gòu)成像素結(jié)構(gòu)700。另外，像素電極710例如是通過第五道掩模エ藝制作而成的。由于上述制作步驟中，金屬層510以及半導(dǎo)體層310使用相同掩模エ藝，故本實(shí)施例只需五道掩模エ藝即可實(shí)現(xiàn)含有蝕刻阻擋圖案410的像素結(jié)構(gòu)700。另外，由于在蝕刻阻擋圖案410與金屬層510形成前，半導(dǎo)體層310并無先行圖案化，故本實(shí)施例無公知技術(shù)半導(dǎo)體層與蝕刻阻擋圖案需要對位的問題。另外，以下會更詳細(xì)地說明本實(shí)施例的第三導(dǎo)掩模エ藝。圖8、圖9、圖10、圖11、圖12為本發(fā)明的一實(shí)施例圖案化金屬層和半導(dǎo)體層的制作流程俯視示意圖。圖8A、圖9A、圖10A、圖11A、圖12A分別為圖8、圖9、圖10、圖11、圖12 沿剖線A-A’的橫切面示意圖。圖8B、圖9B、圖10B、圖11B、圖12B分別為圖8、圖9、圖10、 圖11、圖12沿剖線B-B’的橫切面示意圖。圖8C、圖9C、圖10C、圖11C、圖12C分別為圖8、 圖9、圖10、圖11、圖12沿剖線C-C’的橫切面示意圖。詳言之，在根據(jù)圖5的步驟形成金屬層510后，再于金屬層510以及半導(dǎo)體層310 上形成圖案化光阻層810。如圖8所示，此圖案化光阻層810包括第一光阻圖案812以及第 ニ光阻圖案814，其中，第二光阻圖案814完整地包圍第一光阻圖案812，第一光阻圖案812 的厚度Tl大于第二光阻圖案814的厚度T2。此時,如圖8A 8C所不,金屬層510可以被劃分為第一光阻圖案812所遮蔽的第一遮蔽部512、第二光阻圖案814所遮蔽的第二遮蔽部514以及未被遮蔽的暴露部516，其中第一遮蔽部512構(gòu)成數(shù)據(jù)線612、源極614與漏極616，第二遮蔽部514位于源極614與漏極616之間以及位于第一遮蔽部512與暴露部516之間。以本實(shí)施例而言，第二遮蔽部 514為第一遮蔽部512往外延伸I微米 6微米的部分而暴露部516為第一遮蔽部512和第二遮蔽部514以外區(qū)域。也就是說，第二光阻圖案814由第一光阻圖案812向外延伸的寬度例如為I微米 6微米，但本發(fā)明不以此為限。接著，如圖9所示，以圖案化光阻層810為掩模進(jìn)行第一蝕刻步驟以將暴露部516 以及位于暴露部516下方的半導(dǎo)體層310移除，同時第二遮蔽部514以及位于第二遮蔽部 514下方的半導(dǎo)體層310也部分地被移除以構(gòu)成預(yù)圖案化金屬層910以及圖案化半導(dǎo)體層620。圖9A由于所有部分皆位于圖案化光阻層810之下，故不受到第一蝕刻步驟影響，其結(jié)構(gòu)與圖8A相似。在第一蝕刻步驟中，移除部分金屬層510以及半導(dǎo)體層310的方法可以包括進(jìn)行濕式蝕刻、依序進(jìn)行一次干式蝕刻一次濕式蝕刻、依序進(jìn)行一次濕式蝕刻一次干式蝕刻、或是進(jìn)行干式蝕刻。進(jìn)行第一蝕刻步驟的過程中，蝕刻劑可能將第二遮蔽部514以及位于第 ニ遮蔽部514下方的半導(dǎo)體層310的邊緣移除而構(gòu)成底切結(jié)構(gòu)。特別是，當(dāng)半導(dǎo)體層310 的材質(zhì)為氧化物時，蝕刻劑對于金屬材料與半導(dǎo)體材料之間的蝕刻選擇比并不理想，所以底切結(jié)構(gòu)難以避免。此外，也因?yàn)樵谶@樣的材料使用下，蝕刻劑的蝕刻選擇比并不理想，本實(shí)施例設(shè)置有蝕刻阻障圖案410于預(yù)定形成通道圖案的金屬材料與半導(dǎo)體材料之間。具體來說，在圖9B與圖9C中，預(yù)圖案化金屬層910相對第二光阻圖案814內(nèi)縮第 ー距離D1，此第一距離Dl介于I微米到6微米之間，而圖案化半導(dǎo)體層620相對預(yù)圖案化金屬層910內(nèi)縮第二距離D2，此第二距離D2介于0. 2微米到2微米之間。另外，為了在后續(xù)制作步驟中將這樣的底切結(jié)構(gòu)移除，第二光阻圖案814由第一光阻圖案812向外延伸的寬度D3例如是大于第一距離Dl與第二距離D2的總和(如圖9C所示)。當(dāng)然，上述數(shù)值僅是舉例說明之用，并非用以限定本發(fā)明。在其他的實(shí)施例中，各膜層之間的內(nèi)縮距離可以通過蝕刻條件的調(diào)整以及蝕刻劑的選用而有所不同。接著，如圖10所示，在構(gòu)成預(yù)圖案化金屬層910以及圖案化半導(dǎo)體層620后，移除第二光阻圖案814并使第一光阻圖案812薄化為第三光阻圖案920，以暴露出剰余的第二遮蔽部514。移除第二光阻圖案814并使第一光阻圖案812薄化的方法可以是灰化法。如圖 10AU0B與IOC所示，此時通道圖案626上方已無光阻，只剩下即將形成的源極614與漏極 616的上方有第三光阻圖案920。同時，第二遮蔽部514與圖案化半導(dǎo)體層620仍構(gòu)成底切結(jié)構(gòu)。之后，如圖11所示，以第三光阻圖案920為掩模進(jìn)行第二蝕刻步驟以將剰余的第 ニ遮蔽部514移除而形成第二圖案化金屬層610。請參照圖11A，進(jìn)行第二蝕刻步驟之后， 源極614與漏極616已形成，且兩者彼此分離、彼此相對地位于蝕刻阻擋圖案410上。又如圖IlB與圖IIC所示，剰余的第二遮蔽部514已被移除，露出圖案化半導(dǎo)體層620的邊緣圖案628而使得剖面結(jié)構(gòu)中無底切結(jié)構(gòu)的存在。所以，后續(xù)制作步驟不會受到底切結(jié)構(gòu)影響而發(fā)生斷線等現(xiàn)象，而有利于提升本實(shí)施例的エ藝良率。之后，如圖12所示，移除第三光阻圖案920，完成第二圖案化金屬層610以及圖案化半導(dǎo)體層620的制作。圖12B與圖IlB結(jié)構(gòu)相似，而圖12A、圖12C與圖11A、圖IlC差別在于第三光阻圖案920于此移除，其余結(jié)構(gòu)相似，故不再一一贅述。更具體而言，前述圖8的步驟中形成圖案化光阻層810的方法包括利用一掩模進(jìn)行光刻步驟以圖案化形成于基板100上的光阻材料層，其中掩模包括灰階掩模、半透掩?；颡M縫式掩模等。圖13 圖15分別為本發(fā)明的一實(shí)施例中形成圖案化光阻層所使用的掩模的示意圖，其中圖13 15繪示了預(yù)定要形成源極、漏極以及通道圖案的掩模設(shè)計(jì)。請同時參照圖13與圖8，掩模1300具有透光率不同的第一透光區(qū)Al、第二透光區(qū) A2以及第三透光區(qū)A3，其中，第二透光區(qū)A2的透光率介于第一透光區(qū)Al的透光率與第三透光區(qū)A3的透光率之間。在此，圖案化光阻層810的材質(zhì)例如是正型光阻材料，因此通過照光多寡，進(jìn)行光刻步驟后，光線透過第一透光區(qū)Al、第二透光區(qū)A2以及第三透光區(qū)A3而將光阻層圖案化以分別地形成第一光阻圖案812、第二光阻圖案814以及基板100上的剰余面積。如圖13所示，第一透光區(qū)Al、第二透光區(qū)A2以及第三透光區(qū)A3可以通過掩模 1300上的第一遮光圖案1310與第二遮光圖案1320來定義，其中掩模1300中未被第一遮光圖案1310與第二遮光圖案1320遮蔽的區(qū)域具有最大透光率而定義為第三透光區(qū)A3。第一遮光圖案1310例如是連續(xù)的圖案而對應(yīng)地定義出透光率最低的第一透光區(qū)Al。另外，第 ニ遮光圖案1320例如連接于第一遮光圖案1310的邊緣。以本實(shí)施例而言，第二遮光圖案 1320的寬度L例如是I微米到5微米之間，而第二遮光圖案1320之間的間距S例如是I微米到3微米之間，借以定義出透光率介于第一透光區(qū)Al與第三透光區(qū)A3之間的第二透光區(qū)A2。又如圖14所示，掩模1400與前述的掩模1300相似，其具有第一透光區(qū)Al、第二透光區(qū)A2以及第三透光區(qū)A3。不過，掩模1400具有第一遮光圖案1410、第二遮光圖案1420 以及第三遮光圖案1430。第一遮光圖案1410為大面積的連續(xù)遮光圖案，而第二遮光圖案 1420與第三遮光圖案1430則包圍第一遮光圖案1410的邊緣。在此，第三遮光圖案1430例如對應(yīng)于預(yù)定要形成通道圖案的區(qū)域，其為多條長條圖案。第二遮光圖案1420例如是多個不連接于第一遮光圖案1410的方形或是矩形圖案。 第二遮光圖案1420的寬度LI與第三遮光圖案1430的寬度L2例如是I微米到5微米之間。 第二遮光圖案1420之間的間距SI與第三遮光圖案1430之間的間距S2例如是I微米到3 微米之間。另外，也可以如圖15所示，掩模1500可以將圖14中的第二遮光圖案1420改變?yōu)殚L條狀的第二遮光圖案1520，以定義出所需透光度的區(qū)域，其中第一遮光圖案1410與長條狀的第二遮光圖案1520的距離SI例如是I微米到3微米之間。在此不限定如圖13 圖 15三種特定形式的掩模。在其他實(shí)施例中，掩模亦可具有其他圖案設(shè)計(jì)，在此不一一列挙。綜上所述，本發(fā)明所提出的像素結(jié)構(gòu)及其制作方法，由于其半導(dǎo)體層與金屬層的制作為相同掩模エ藝，故相較于公知含有蝕刻阻擋圖案的像素結(jié)構(gòu)需要以六道掩模エ藝制作，本發(fā)明可減少至少一道掩模エ藝。由于本發(fā)明在蝕刻阻擋圖案與第二金屬層形成前，半導(dǎo)體層并無先行圖案化，故無公知技術(shù)的半導(dǎo)體層與蝕刻阻擋圖案偏移(shift)的現(xiàn)象， 也無對位問題。另外，相較于公知技術(shù)柵極與源極、漏極間只有柵絕緣層的結(jié)構(gòu)，本案于柵極與源極、漏極間更夾了ー層半導(dǎo)體層，以通過提高電極間的間距達(dá)到降低寄生電容Cgs 與Cgd的大小。最后，本案通過不同程度的透光區(qū)形成不同厚度的光阻圖案，再利用二次蝕刻步驟對第二金屬層以及半導(dǎo)體層進(jìn)行圖案化可以避免一次蝕刻兩迭層所發(fā)生的側(cè)壁底切的現(xiàn)象，以提升制作良率。當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)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(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種像素結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，包括在一基板上形成一第一圖案化金屬層，該第一圖案化金屬層包括一掃描線以及連接于該掃描線的一柵極；在該第一圖案化金屬層上依序地形成一第一絕緣層、一半導(dǎo)體層以及一蝕刻阻擋圖案，該蝕刻阻擋圖案位于該柵極上方；在該半導(dǎo)體層以及該蝕刻阻擋圖案上形成一金屬層；圖案化該金屬層以及該半導(dǎo)體層以形成一第二圖案化金屬層以及一圖案化半導(dǎo)體層， 該第二圖案化金屬層包括一數(shù)據(jù)線、一源極與一漏極，該數(shù)據(jù)線的延伸方向與該掃描線的延伸方向相交，該源極與該漏極彼此相對并位于該蝕刻阻擋圖案上，該圖案化半導(dǎo)體層包括完全地重疊于該第二圖案化金屬層的一第一半導(dǎo)體圖案以及不重疊于該第二圖案化金屬層的一第二半導(dǎo)體圖案，其中該第二半導(dǎo)體圖案包括位于該源極與該漏極之間的一通道圖案以及包圍該第一半導(dǎo)體圖案的一邊緣圖案；該基板上形成一第二絕緣層并于該第二絕緣層上形成暴露出該漏極的一接觸開口；以及在該第二絕緣層上形成一像素電極，且該像素電極透過該接觸開口連接至該漏極。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的像素結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，其中圖案化該金屬層以及該半導(dǎo)體層的方法包括在該金屬層以及該半導(dǎo)體層上形成一圖案化光阻層，該圖案化光阻層包括一第一光阻圖案以及一第二光阻圖案，該第一光阻圖案的厚度大于該第二光阻圖案且該第二光阻圖案包圍該第一光阻圖案；以該圖案化光阻層為掩模進(jìn)行一第一蝕刻步驟以將暴露的部分該金屬層以及下方的部分該半導(dǎo)體層移除，以構(gòu)成一預(yù)圖案化金屬層以及該圖案化半導(dǎo)體層；移除該第二光阻圖案并使第一光阻圖案薄化為一第三光阻圖案，以暴露出部分該預(yù)圖案化金屬層；以該第三光阻圖案為掩模進(jìn)行一第二蝕刻步驟以將暴露的部分該預(yù)圖案化金屬層移除而形成該第二圖案化金屬層；以及移除該第三光阻圖案。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的像素結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，其中該預(yù)圖案化金屬層相對該圖案化光阻圖案內(nèi)縮一第一距離而該圖案化半導(dǎo)體層相對該預(yù)圖案化金屬層內(nèi)縮一第二距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的像素結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，其中該第二光阻圖案由該第一光阻圖案向外延伸的寬度大于該第一距離與該第二距離的總和。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的像素結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，其中該第一距離由I微米到6微米，而該第二距離由O. 2微米到2微米。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的像素結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，其中形成該圖案化光阻層的方法包括利用一掩模進(jìn)行一光刻步驟以圖案化形成于該基板上的一光阻層且該掩模包括一灰階掩模、一半透掩?；蛞华M縫式掩模。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的像素結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，其中該掩模具有透光率不同的一第一透光區(qū)、一第二透光區(qū)以及一第三透光區(qū)，且進(jìn)行該光刻步驟時，光線透過該第一透光區(qū)、該第二透光區(qū)以及該第三透光區(qū)而將該光阻層圖案化以分別地形成該第一光阻圖案以及該第二光阻圖案。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的像素結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，其中該第二透光區(qū)的透光率介于該第一透光區(qū)的透光率與該第三透光區(qū)的透光率之間。
9.一種像素結(jié)構(gòu)，其特征在于，配置于一基板上，該像素結(jié)構(gòu)包括一第一圖案化金屬層，配置于該基板上，包括一掃描線以及連接于該掃描線的一柵極；一第一絕緣層，配置于該第一圖案化金屬層與該基板上；一圖案化半導(dǎo)體層，配置于該第一絕緣層上，包括一第一半導(dǎo)體圖案以及一第二半導(dǎo)體圖案；一蝕刻阻擋圖案，配置于該圖案化半導(dǎo)體層上，位于該柵極上方；一第二圖案化金屬層，配置于該第一半導(dǎo)體圖案上，且該第二圖案化金屬層包括一數(shù)據(jù)線、一源極以及一漏極，該數(shù)據(jù)線的延伸方向相交于該掃描線的延伸方向，該源極與該漏極彼此分離地配置于該蝕刻阻擋圖案上且該源極連接于該數(shù)據(jù)線，其中該第二圖案化金屬層完全與該第一半導(dǎo)體圖案重疊，且該第二半導(dǎo)體圖案包括位于該源極與該漏極之間并且被該蝕刻阻擋圖案遮蔽的通道圖案以及包圍該第一半導(dǎo)體圖案的邊緣的一邊緣圖案； 一第二絕緣層，配置于該第二圖案化金屬層上，且該第二絕緣層具有暴露出該漏極的一接觸開口 ；以及一像素電極，配置于該第二絕緣層上并通過該接觸開口連接于該漏極。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中該第二半導(dǎo)體圖案的該邊緣圖案連續(xù)地包圍于該第一半導(dǎo)體圖案的邊緣。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中該邊緣圖案實(shí)質(zhì)上由該第一半導(dǎo)體圖案向外延伸I微米到6微米。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中該圖案化半導(dǎo)體層的面積大于該第二圖案化金屬層的面積。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中該第二圖案化金屬層與該圖案化半導(dǎo)體層實(shí)質(zhì)上彼此接觸。
全文摘要
本發(fā)明提出一種像素結(jié)構(gòu)及其制作方法。該制作方法包括，首先，在基板上形成第一圖案化金屬層，包括掃描線以及柵極。再于第一圖案化金屬層上依序形成第一絕緣層、半導(dǎo)體層、蝕刻阻擋圖案以及金屬層。接著，圖案化此金屬層和半導(dǎo)體層以形成第二圖案化金屬層和圖案化半導(dǎo)體層。第二圖案化金屬層包括數(shù)據(jù)線、源極與漏極。圖案化半導(dǎo)體層包括完全重疊于第二圖案化金屬層的第一半導(dǎo)體圖案以及不重疊于第二圖案化金屬層的第二半導(dǎo)體圖案，其中第二半導(dǎo)體圖案包括位于源極與漏極之間的通道圖案以及包圍第一半導(dǎo)體圖案的邊緣圖案。
文檔編號H01L21/77GK102593052SQ20121006773
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月24日
發(fā)明者林俊男, 邱皓麟, 高逸群 申請人:友達(dá)光電股份有限公司