[发明专利]有源元件阵列基板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种有源元件阵列基板及其制造方法，且特别涉及一种能减少工艺所需的光掩模程序次数的薄膜晶体管阵列基板的制造方法。

背景技术

液晶显示器(liquid crystal display，LCD)因具有高画质、体积小、重量轻、低电压驱动、低消耗功率及应用范围广等优点，故广泛地应用于如便携式电视、移动电话、笔记本型计算机、台式显示器等消费性电子产品中，成为显示器的主流。

一般液晶显示器，以薄膜晶体管液晶显示器为例，主要是由薄膜晶体管阵列基板、彩色滤光阵列基板及液晶层所组成。其中，薄膜晶体管阵列基板由多个以阵列排列的薄膜晶体管及与各薄膜晶体管相应配置的像素电极(pixel electrode)所组成，并通常通过一栅极导线与一数据导线来控制阵列上个别的像素单元。

然而，随着元件微型化的趋势，为了在更小的基板面积上仍能提供较佳的开口率，一般使用平坦化工艺来制造薄膜晶体管阵列基板。在传统制造薄膜晶体管阵列基板的平坦化工艺中，通常必须利用五至六道光刻工艺(photolithography)(或所谓的“光掩模工艺(mask)”)来制得所需的阵列基板。其中各道光刻工艺包括阻剂涂布、使用图案化光掩模、阻剂曝光、阻剂显影、膜层蚀刻、以及去除残留阻剂等相关步骤，以下以“光掩模工艺(mask)”统称之。

以制造薄膜晶体管有源阵列基板为例，公知技术首先应用第一道光掩模工艺(所用的光掩模例如为二元光掩模)，以于基板上形成一图案化第一金属层，作为栅极、栅极导线与栅极连接焊盘；接着，再依次沉积一第一绝缘层及一半导体层，并应用第二道光掩模工艺，以于栅极上方的第一绝缘层上定义出经图案化的半导体层。之后，再沉积一第二金属层，并应用第三道光掩模工艺以图案化该第二金属层，以形成源/漏极、存储电极、数据导线及数据连接焊盘；随后继续沉积一第二绝缘层，再利用第四道光掩模工艺以产生多个适当深度的开口，作为金属接触窗口。最后，沉积一导电层，并应用第五道光掩模工艺以图案化该导电层作为像素电极，至此方完成薄膜晶体管阵列基板的制作。其中，有些已知方法于图案化第二金属层之后，会额外沉积一保护层并进行另一道光掩模工艺；如此，则共涉及六道光掩模工艺，如美国专利第6,862,070B1号中所述。

如上所述，公知制备阵列基板的技术须采用至少五道光掩模工艺。然而，这样的制作方式的复杂性高，且每道光掩模图案必须精确地对准。尤其，随着元件微型化的趋势，当工艺中涉及多次图样对准，整体工艺的困难度则又更高；若任一道光掩模的对准有所偏差，则所制造出来的元件将会偏离原先的设计，而使元件效能大幅降低，造成合格率劣化和成本提升。因此，发展出一种既能减少光掩模使用数量，又能维持微型光学元件的高光学效能的新颖技术，实为业界所殷切期盼。

发明内容

因此，本发明人提供一种制造阵列基板的方法，该方法在达到减少光掩模的目的以降低成本的前提下，仍能提供一种具有良好光学效率的阵列基板。

本发明的一目的在于提供一种有源元件阵列基板的制造方法，以降低制作有源元件阵列基板所需的工艺成本。首先，提供一基板，再形成一图案化第一金属层于该基板上，该图案化第一金属层包含多条栅极导线、以及与该些栅极导线相连接的多个栅极及多个栅极连接焊盘。接着，依序形成一第一绝缘层于该基板与该图案化第一金属层上、一图案化半导体层于部分该第一绝缘层上、及一图案化金属复层于该第一绝缘层与该图案化半导体层上，其中该图案化金属复层包含多条数据导线、多个漏极、多个存储电极、以及与这些数据导电连接的多个源极与多个数据连接焊盘，这些源极与这些漏极位于这些栅极上方，且这些中的各漏极与这些中的各存储电极分别具一漏极开口与一存储电极开口，其中这些漏极开口与这些存储电极开口均暴露出部分该图案化半导体层。随后，形成一第二绝缘层并图案化该第二绝缘层与该第一绝缘层，以暴露这些漏极开口的一部分、这些存储电极开口的一部分、这些数据导线的一部分、这些数据连接焊盘的一部分、这些栅极导线的一部分、以及这些栅极连接焊盘的一部分。然后，进行一蚀刻工艺，以选择性移除这些经暴露的部分该图案化金属复层。最后，形成一图案化导电层，其包含分别电性连结于这些漏极的多个像素电极。

在本发明制造方法的一实施例中，形成该图案化半导体层于对应于这些栅极上方的该第一绝缘层上、对应于这些漏极下方的部分该第一绝缘层上、以及对应于这些存储电极下方的部分该第一绝缘层上。