像素结构的制作方法技术

本发明专利技术公开了一种像素结构的制作方法，包含下列步骤。在基板上形成栅极。在基板以及栅极上按序形成绝缘层、金属氧化物半导体层以及金属电极层。应用多灰阶光罩微影工艺，进行下列步骤。将金属氧化物半导体层图案化为通道区与像素电极区。将金属氧化物半导体层的像素电极区导体化为像素电极。将金属电极层图案化为至少一个源极，源极位于通道区上，且通道区至少部分位于源极与像素电极之间。根据本发明专利技术的上述步骤，通道区、像素电极、与源极可以通过同一个多灰阶光罩工艺形成，因此减少了工艺中所使用的光罩数量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种像素结构的制作方法。
技术介绍
在液晶显示装置中，使用薄膜晶体管的液晶显示器已经是目前市场主流之一，其中液晶显示器的每一个像素是由对应的薄膜晶体管控制。一般而言，薄膜晶体管的形成方式是通过多道工艺，例如显影工艺以及蚀刻工艺。对于薄膜晶体管中各层主动元件的结构，例如半导体主动层以及金属电极层，其各自需要有对应的光罩工艺，以形成于所对应的位置。然而，当主动元件之间结构越复杂时，光罩工艺所包含的曝光、显影以及蚀刻工艺也需要进行相对多次，也因此提升了工艺成本。因此，如何能有效降低工艺的成本，实属当前重要研发课题之一，也成为当前相关领域研究的方向。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种像素结构的制作方法，从而克服现有技术的上述缺陷。本
技术实现思路
的一个方面在于提供一种像素结构的制作方法，包含下列步骤。在基板上形成栅极。在基板以及栅极上按序形成绝缘层、金属氧化物半导体层以及金属电极层。应用多灰阶光罩微影工艺，进行下列步骤。将金属氧化物半导体层图案化为通道区与像素电极区，通道区位于栅极上方，像素电极区与通道区相连接。将金属氧化物半导体层的像素电极区导体化为像素电极，并保留金属氧化物半导体层的另一部分为通道区。将金属电极层图案化为至少一个源极，源极位于通道区上，且通道区至少部分位于源极与像素
电极之间。在部分实施方式中，将金属氧化物半导体层图案化的步骤包含下列步骤。在金属电极层上形成光阻层。通过多灰阶光罩对光阻层进行图案化，以形成图案化光阻层，其中图案化光阻层具有厚度不同的区域并覆盖预计形成通道区与像素电极区的位置。以图案化光阻层为罩幕，图案化金属电极层与金属氧化物半导体层，使得金属氧化物半导体层成为通道区与像素电极区。在部分实施方式中，将金属氧化物半导体层的像素电极区导体化为像素电极的步骤包含下列步骤。减薄图案化光阻层的厚度，使得像素电极区上的金属电极层曝露出来。以减薄后的图案化光阻层为罩幕，去除曝露出来的金属电极层，以曝露出金属氧化物半导体层的像素电极区。导体化曝露出来的该像素电极区，以形成像素电极。在部分实施方式中，将金属氧化物半导体层的像素电极区导体化为像素电极的步骤包含电浆处理工艺。在部分实施方式中，将金属氧化物半导体层的像素电极区导体化为该像素电极的步骤包含含氢电浆处理工艺。在部分实施方式中，将金属电极层图案化为源极的步骤包含下列步骤。再次减薄图案化光阻层的厚度，使得至少部分位于通道区上的金属电极层曝露出来。以再次减薄后的图案化光阻层为罩幕，去除曝露出来的金属电极层，以至少形成源极。在部分实施方式中，进行再次减薄图案化光阻层的厚度的步骤早于导体化曝露出来的像素电极区的步骤。在部分实施方式中，将金属电极层图案化为源极的步骤还将金属电极层图案化为漏极，漏极位于通道区上，且通道区至少部分位于源极与漏极之间。在部分实施方式中，多灰阶光罩为四灰阶光罩，使得图案化光阻层所具有的厚度不同的区域数量为三个。在部分实施方式中，金属氧化物半导体层的材料包括铟镓锌氧化物(Indium-Gallium-Zinc Oxide；IGZO)、铟锡氧化物(Indium-Tin Oxide；ITO)、铟锌氧化物(Indium-Zinc Oxide；IZO)、锌锡氧化物(Zinc-Tin Oxide；ZTO)、镓锌氧化物(Gallium-Zinc Oxide；GZO)或其组合。综上所述，本专利技术的像素结构的制作方法搭配使用多灰阶光罩，使得当光阻层进行图案化后，图案化光阻层具有厚度不同的区域。当进行多次的减薄图案化光阻层以及图案化工艺后，即可完成具有像素电极以及通道区的像素结构，其中像素电极为部分金属氧化物半导体层进行导体化而形成。附图说明图1A为根据本专利技术一个实施方式的像素结构的俯视图。图1B为图1A的像素结构的剖面图，其剖面位置如图1A的线段I-I'所示。图2A为图1A的像素结构在其形成栅极后的俯视图。图2B～2D为图1A的像素结构在其进行多灰阶光罩微影工艺前的制造流程剖面图，其剖面位置与图1B相同。图3A为根据本专利技术一个实施方式的多灰阶光罩的俯视示意图。图3B为图2D的像素结构进行多灰阶光罩微影工艺后的俯视图。图3C为图3B的像素结构的剖面图，其剖面位置与图2B～2D相同。图4A为图3B的像素结构进行图案化后的俯视图。图4B为图4A的像素结构的剖面图，其剖面位置与图3C相同。图5A为图4A的像素结构进行图案化光阻层减薄后的俯视图。图5B为图5A的像素结构的剖面图，其剖面位置与图4B相同。图6A为图5A的像素结构进行移除部分金属电极层后的俯视图。图6B为图6A的像素结构的剖面图，其剖面位置与图5B相同。图7A为图6A的像素结构进行图案化光阻层再次减薄后的俯视图。图7B为图7A的像素结构的剖面图，其剖面位置与图6B相同。图8A为图7A的像素结构进行像素电极区导体化后的俯视图。图8B为图8A的像素结构的剖面图，其剖面位置与图7B相同。图9A为图8A的像素结构进行图案化后的俯视图。图9B为图9A的像素结构的剖面图，其剖面位置与图8B相同。具体实施方式图1A为根据照本专利技术一个实施方式的像素结构100的俯视图。图1B为图1A的像素结构100的剖面图，其剖面位置如图1A的线段I-I’所示。参照图1A以及图1B。像素结构100包含基板102、绝缘层104、栅极110、源极112、漏极114以及金属氧化物半导体层120，其中金属氧化物半导体层120包含通道区122以及像素电极区124，且金属氧化物半导体层120还包含设置于像素电极区124的像素电极126。以下叙述将对像素结构100的制造流程作进一步说明。图2A为图1A的像素结构100在其形成栅极110后的俯视图，图2B～2D为图1A的像素结构100在其进行多灰阶光罩微影工艺前的制造流程剖面图，其剖面位置与图1B相同。请先参照图2A以及图2B。如图所示，制造者在此时可先在基板102上形成栅极110。具体而言，栅极110的形成方式为先沉积金属层，接着再通过一次的微影蚀刻工艺进行金属层的图案化，其中沉积金属层的方式包含溅镀(sputtering)。完成图案化的栅极110在基板102所占的区域如图2A所示。本实施方式中，栅极110的材料包含钛、钼、铝或其组合。接着请参照图2C，如图所示，制造者在此时可在基板102以及栅极110上按序形成绝缘层104、金属氧化物半导体层120以及金属电极层130。上述
绝缘层104的材料包含氮化硅(silicon nitride；SiNx)、二氧化硅(silicon dioxide；SiO2)或其组合。绝缘层104的形成方式包含电浆辅助化学气相沉积(plasma enhanced chemical vapour deposition；PECVD)。上述金属氧化物半导体层120的材料包括铟镓锌氧化物(Indium-Gallium-Zinc Oxide；IGZO)、铟锡氧化物(Indium-Tin Oxide；ITO)、铟锌氧化物(Indium-Zinc Oxide；IZO)、锌锡氧化物(Zinc-Tin Oxide；ZTO)、镓锌氧化物(Gallium-Zinc Oxide；GZO)或其组合，其中形成金属氧化物半导体层120的方式包含溅镀。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种像素结构的制作方法，其特征在于，所述制作方法包含下列步骤：在基板上形成栅极；在所述基板以及所述栅极上按序形成绝缘层、金属氧化物半导体层以及金属电极层；以及应用多灰阶光罩微影工艺，进行下列步骤：将所述金属氧化物半导体层图案化为通道区与像素电极区，所述通道区位于所述栅极上方，所述像素电极区与所述通道区相连接；将所述金属氧化物半导体层的像素电极区导体化为像素电极，并保留所述金属氧化物半导体层的另一部分为通道区；以及将所述金属电极层图案化为至少一个源极，所述源极位于所述通道区上，且所述通道区至少部分位于所述源极与所述像素电极之间。

【技术特征摘要】
2015.01.16 TW 1041015361.一种像素结构的制作方法，其特征在于，所述制作方法包含下列步骤：在基板上形成栅极；在所述基板以及所述栅极上按序形成绝缘层、金属氧化物半导体层以及金属电极层；以及应用多灰阶光罩微影工艺，进行下列步骤：将所述金属氧化物半导体层图案化为通道区与像素电极区，所述通道区位于所述栅极上方，所述像素电极区与所述通道区相连接；将所述金属氧化物半导体层的像素电极区导体化为像素电极，并保留所述金属氧化物半导体层的另一部分为通道区；以及将所述金属电极层图案化为至少一个源极，所述源极位于所述通道区上，且所述通道区至少部分位于所述源极与所述像素电极之间。2.如权利要求1所述的像素结构的制作方法，其特征在于，将所述金属氧化物半导体层图案化的步骤包含：在所述金属电极层上形成光阻层；通过多灰阶光罩对所述光阻层进行图案化，以形成图案化光阻层，其中所述图案化光阻层具有多个厚度不同的区域并覆盖预计形成所述通道区与所述像素电极区的位置；以及以所述图案化光阻层为罩幕，图案化所述金属电极层与所述金属氧化物半导体层，使得所述金属氧化物半导体层成为所述通道区与所述像素电极区。3.如权利要求2所述的像素结构的制作方法，其特征在于，将所述金属氧化物半导体层的像素电极区导体化为所述像素电极的步骤包含：减薄所述图案化光阻层的厚度，使得所述像素电极区上的金属电极层曝
\t露出来；以减薄后的所述图案化光阻层为罩幕，去除曝露出来的所述金属电极层，以曝...

【专利技术属性】
技术研发人员：张锡明，黄彦馀，
申请(专利权)人：中华映管股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71