焊墊結構及其製作方法
2023-07-13 03:16:16 5
專利名稱：焊墊結構及其製作方法
技術領域：
本發明是概括關於一種焊墊結構，特別是關於一種製作於液晶顯示器底材邊緣區域上的焊墊結構及其製作方法。
背景技術：
玻璃覆晶封裝(Chip On Glass，以下簡稱COG)是利用覆晶(flipChip)技術，將長有金屬凸塊的IC晶片，以異向性導電膜(anisotropicconductive film；ACF)為中間介面，接合在液晶顯示器焊墊上的銦錫氧化物(indium tin oxide；ITO)上表面。
請參照圖1，顯示習知技術中的液晶顯示器結構部分截面圖。如圖所示，矽層14是配置於一玻璃底材12畫素區域A的部分上表面，其中在此矽層14的兩端區域個別具有一源極摻雜區14s與一汲極摻雜區14d，通道區14c則包夾於源極摻雜區14s與汲極摻雜區14d間。閘極氧化層16，是形成於玻璃底材12上表面，並覆蓋矽層14。閘極18位於通道區14c正上方的閘極氧化層16上表面。上述的閘極18、閘極氧化層16以及矽層14構成一薄膜電晶體。
層間介電層20是形成於玻璃底材12上，並覆蓋上述薄膜電晶體。複數個第一接觸開口21，是製作於部分層間介電層20與閘極氧化層16中，用以曝露出源極摻雜區14s與汲極摻雜區14d的上表面。複數個內連線結構22與焊墊23，是同時個別形成於玻璃底材12畫素區域A與邊緣區域B上的部分層間介電層20上表面。其中，內連線結構22可由第一接觸開口21而與源極摻雜區14s、汲極摻雜區14d產生電性連結，焊墊23則於後續製程時，供以COG的金屬凸塊焊接用。
防護層24，是形成於層間介電層20上表面，並覆蓋內連線結構22與焊墊23。一第二接觸開口25與複數個焊接開口31，是同時個別製作於玻璃底材12畫素區域A與邊緣區域B上的部分防護層24中。其中，第二接觸開口25是用以裸露出與源極摻雜區14s電性連結的內連線結構22部分上表面，焊接開口31則用以裸露出焊墊23的上表面。平坦層28，是形成於玻璃底材12畫素區域A上的防護層24上表面，並填充於第二接觸開口25中。
一第三接觸開口30，是製作於平坦層28中。如圖所示，第三接觸開口30位於第二接觸開口25中，以裸露出第二接觸開口25的部分底面，第二接觸開口25的側壁並被平坦層28完全遮覆。
接著，請參照圖2。一畫素電極層32，是形成於玻璃底材12畫素區域A上的平坦層28上表面、第三接觸開口30表面，以及玻璃底材12面邊緣區域B上的焊墊23上表面。
圖3至圖5揭露製作上述液晶顯示器結構的步驟。首先，如圖3所示，形成一矽層14於一玻璃底材12畫素區域A的部分上表面。接著，對此矽層14的兩端區域進行離子摻雜程序，以個別形成源極摻雜區14s與汲極摻雜區14d於其中。進行化學氣相沈積法(chemical vapor deposition；CVD)，而形成閘極氧化層16於玻璃底材12上表面，並覆蓋矽層14。隨後，形成一閘極18於源極摻雜區14s與汲極摻雜區14d之間矽層區域14c正上方的閘極氧化層16上表面。上述的閘極18、閘極氧化層16以及矽層14構成一薄膜電晶體。
請參照圖4，形成一層間介電層20於玻璃底材12上，並覆蓋上述薄膜電晶體。接著，進行微影蝕刻程序，以形成複數個第一接觸開口21於玻璃底材12畫素區域A上的部分層間介電層20與閘極氧化層16中，並曝露出源極摻雜區14s與汲極摻雜區14d的部分上表面。隨後，形成一導電層於層間介電層20上表面，並填充於複數個第一接觸開口21中。對此導電層進行微影蝕刻程序，以形成複數個內連線結構22於玻璃底材12畫素區域A上的第一接觸開口21中，同時形成複數個焊墊23於玻璃底材12邊緣區域B上的部分層間介電層20上表面。其中，內連線結構22用以與源極摻雜區14s、汲極摻雜區14d產生電性連結，焊墊23則於後續製程中供COG的金屬凸塊焊接用。
接著，請參閱圖5，形成防護層24於層間介電層20上表面，並覆蓋內連線結構22與焊墊23。之後，對此防護層24施以微影蝕刻程序，以形成第二接觸開口25於源極摻雜區14s上的部分防護層24中，同時並形成焊接開口31於焊墊23上的部分防護層24中。其中，上述第二接觸開口25與焊接開口31是分別用以裸露出內連線結構22與焊墊23的部分上表面。之後，形成一平坦層28於玻璃底材12畫素區域A上的防護層24上表面。
請繼續參照圖5，對此平坦層28進行移除程序，以形成第三接觸開口30於其中。如圖所示，上述第三接觸開口30是位於第二接觸25開口中，用以裸露出第二接觸開口25的部分底面(也即內連線結構22的部分上表面)，第二接觸開口25的側壁並被平坦層28完全遮覆。在較佳實施例中，移除程序為顯影程序、蝕刻程序或其組合。
請參閱圖2。最後，形成一畫素電極層32於玻璃底材12畫素區域A上的平坦層28上表面、第三接觸開口30表面，以及玻璃底材12邊緣區域B上的焊墊23上表面。
在習知技藝中，上述防護層24可以平坦層28直接取代，而省去一道微影蝕刻程序。然而，當玻璃底材12邊緣區域B上的防護層24(也即用以絕緣焊墊23間電性的防護層24)被平坦層28取代後，會有下列缺點。當COG的金屬凸塊與焊墊接觸不佳時，需將此COG自焊墊上取下，並利用溶劑對此焊墊進行清洗(cleansing)步驟，之後將COG的金屬凸塊再次焊接於焊墊上，此稱為重工(re-work)程序。
然而，值得注意的是，用以絕緣焊墊23間電性的平坦層28，會與重工程序中所使用的溶劑產生交互作用，而增加其自層間介電層20上表面剝落(peel-off)的可能性。
發明內容
本發明的目的在於提供一種位於液晶顯示器底材邊緣區域上的焊墊結構及其製作方法。
本發明的另一目的在於提供一種同時製作薄膜電晶體與焊墊於液晶顯示器玻璃底材上的方法。
本發明的技術方案是，一種製作於液晶顯示器底材邊緣區域上的焊墊結構，至少包含複數個焊墊，位於該底材邊緣區域的部分上表面，其中該焊墊是在製作閘極於該底材畫素區域的部分上表面的步驟中同時形成；以及複數個介電區塊，位於該焊墊間的部分底材邊緣區域上表面，以遮蔽該焊墊的側壁，其中該介電區塊是在形成層間介電層以覆蓋該閘極的步驟中同時形成。
該焊墊的材料是選自金屬、多晶矽或其任意組合。
該介電區塊的材料是選自氧化矽、氮化矽或其任意組合。
一種同時製作薄膜電晶體與焊墊於液晶顯示器玻璃底材上的方法，該方法至少包括下列步驟形成一薄膜電晶體於一玻璃底材畫素區域的部分上表面；在製作該薄膜電晶體閘極的同時，形成複數個焊墊於該玻璃底材邊緣區域的部分上表面；形成一層間介電層於該玻璃底材上表面，並覆蓋該薄膜電晶體與該焊墊；以及圖案化該層間介電層，以同時在該底材畫素區域與邊緣區域上的部分層間介電層中，個別形成一第一接觸開口與複數個焊接開口，其中該第一接觸開口是用以裸露該薄膜電晶體的部分上表面，該焊接開口則用以曝露出該焊墊的上表面。
該閘極為頂部間極與底部閘極其中之一。
該焊墊的材料是選自金屬、多晶矽或其任意組合。
該層間介電層的材料是選自氧化矽、氮化矽或其任意組合。
本發明提供一種液晶顯示器的製作方法。首先，形成一薄膜電晶體於一玻璃底材畫素區域的部分上表面，在製作薄膜電晶體閘極的同時，形成複數個焊墊於玻璃底材邊緣區域的部分上表面。接著，形成一層間介電層於玻璃底材上表面，並覆蓋薄膜電晶體與焊墊。對此層間介電層進行圖案化程序，以同時在底材畫素區域與邊緣區域上的部分層間介電層中，個別形成一第一接觸開口與複數個焊接開口，其中此第一接觸開口是用以裸露薄膜電晶體的部分上表面，焊接開口則用以曝露出焊墊的上表面。隨後，形成一內連線層於第一接觸開口中，用以與薄膜電晶體產生電性連結。形成一平坦層於底材畫素區域上的部分層間介電層上表面，並覆蓋內連線層。之後，進行移除程序，以形成一第二接觸開口於平坦層中，並裸露出內連線層的部分上表面。形成一連續畫素電極層於底材畫素區域與邊緣區域上的平坦層與層間介電層上表面，並貼附第二接觸開口的表面與焊墊的上表面。最後，進行微影蝕刻程序，以移除玻璃底材邊緣區域上的部分畫素電極層，而保留位於焊墊上表面的部分畫素電極層。
本發明的優點在於由於本發明是利用製程中原有的層間介電層以絕緣焊墊間的電性，是以在後續製程中，當需進行COG的重工程序時，此層間介電層不會與重工程序中所使用的溶劑產生交互作用，進而自閘極氧化層的上表面剝落。
圖1為習知技藝液晶顯示器結構的部分截面圖；圖2為習知技藝液晶顯示器結構的部分截面圖；圖3為製作習知技藝液晶顯示器結構的步驟，顯示形成薄膜電晶體於玻璃底材畫素區域的部分上表面；圖4為製作習知技藝液晶顯示器結構的步驟，顯示焊墊是於製作內連線層於第一接觸開口中的同時形成；圖5為製作習知技藝液晶顯示器結構的步驟，顯示先後製作防護層與平坦層於玻璃底材上；圖6為本發明液晶顯示器結構的部分截面圖；圖7為本發明液晶顯示器結構的部分截面圖；圖8為製作本發明液晶顯示器結構的步驟，顯示在形成閘極的同時製作複數個焊墊於玻璃底材邊緣區域上；圖9為製作本發明液晶顯示器結構的步驟，顯示在形成層間介電層以覆蓋薄膜電晶體的同時製作介電區塊於焊墊間；圖10為製作本發明液晶顯示器結構的步驟，顯示形成平坦層於玻璃底材畫素區域上的結構上表面；圖11為本發明液晶顯示器結構的配置俯視圖。
玻璃底材12 矽層14源極摻雜區14s汲極摻雜區14d通道區14c閘極氧化層16閘極18 層間介電層20第一接觸開口21 內連線結構22焊墊23 防護層24第二接觸開口25 平坦層28第三接觸開口30 焊接開口31
畫素電極層32玻璃底材120 矽層140源極摻雜區140s 汲極摻雜區140d通道區140c 閘極氧化層160閘極180 層間介電層200第一接觸開口201 焊接開口202介電區塊210 內連線結構220平坦層280第二接觸開口290畫素電極層320COG330閘極掃瞄電路340 資料掃瞄電路350畫素區域A邊緣區域B具體實施方式
本發明揭露一種位於液晶顯示器底材邊緣區域B上的焊墊結構及其製作方法，現依據本發明的一較佳實施例，詳述如下。
請參照圖6，揭露本發明液晶顯示器結構的部分截面圖。如圖所示，矽層140是配置於一玻璃底材120畫素區域A的部分上表面，其中在此矽層140的兩端區域個別具有一源極摻雜區140s與一汲極摻雜區140d，通道區140c則包夾於源極摻雜區140s與汲極摻雜區140d間。閘極氧化層160是形成於玻璃底材120上表面，並覆蓋矽層140。至於，閘極180則位於通道區140c正上方的閘極氧化層160上表面。上述的閘極180、閘極氧化層160以及矽層140構成一薄膜電晶體。
與閘極180同時形成的複數個焊墊230，是位於玻璃底材120邊緣區域B的部分上表面。層間介電層200，製作於玻璃底材120上，並覆蓋上述薄膜電晶體與焊墊230。在較佳實施例中，閘極180與焊墊230的材料皆為金屬或多晶矽，而層間介電層200的材料是選自氧化矽、氮化矽或其任意組合。複數個第一接觸開口201，是製作於玻璃底材120畫素區域A上的部分層間介電層200與閘極氧化層160中，用以曝露出源極摻雜區140s與汲極摻雜區140d上表面。複數個焊接開口202，是製作於玻璃底材120邊緣區域B上的部分層間介電層200中，用以裸露出焊墊230的上表面。值得注意的是，此焊接開口是於形成上述第一接觸開口201的同時形成，而在焊墊230間的閘極氧化層160上表面形成介電區塊210，並遮蔽焊墊230的側壁。複數個內連線結構220，位於第一接觸開口201，以由第一接觸開口201的底面，而與源極摻雜區140s、汲極摻雜區140d電性連結。在較佳實施例中，內連線結構220的材料是選自鋁、鈦或其任意組合。
平坦層280是形成於玻璃底材120畫素區域A上的層間介電層200上表面，並覆蓋內連線結構220。在較佳實施例中，此平坦層280的材料為感光材料。一第二接觸開口290，是製作於玻璃底材120畫素區域A上的部分平坦層280中，用以裸露出與源極摻雜區140s產生電性連結的部分內連線結構220上表面。接著請參閱圖7，一畫素電極層320是形成於玻璃底材120畫素區域A上的平坦層280上表面、第二接觸開口290表面，以及玻璃底材120邊緣區域B上的焊墊230上表面。其中，焊墊230上表面的畫素電極層320是用以強化焊墊表面硬度。在較佳實施例中，畫素電極層320的材料為銦錫氧化物(indium tin oxide；ITO)。
圖8至圖10揭露製作上述液晶顯示器結構的步驟。首先，如圖8所示，形成一矽層140於一玻璃底材120畫素區域A的部分上表面。接著，對此矽層140的兩端區域進行離子摻雜程序，以個別形成源極摻雜區140s與汲極摻雜區140d於其中。進行化學氣相沈積法，以形成閘極氧化層160於玻璃底材120上表面，並覆蓋矽層140。隨後，形成一導電層於玻璃底材120上的閘極氧化層160上表面。對此導電層進行微影蝕刻程序，以形成一閘極180於源極摻雜區140s與汲極摻雜區140d之間矽層區域140c正上方的閘極氧化層160上表面，並同時形成複數個焊墊230於玻璃底材120邊緣區域B上的部分閘極氧化層160上表面。上述的閘極180、閘極氧化層160以及矽層140構成一薄膜電晶體。在較佳實施例中，閘極180與焊墊230的材料皆為金屬或多晶矽。
請參照圖9，形成一層間介電層200於玻璃底材120上，並覆蓋上述薄膜電晶體與焊墊230。接著，進行微影蝕刻程序，以形成複數個第一接觸開口201於玻璃底材120畫素區域A上的部分層間介電層200與閘極氧化層160中，並曝露出源極摻雜區140s與汲極摻雜區140d的部分上表面，在此同時，形成複數個焊接開口202於玻璃底材120邊緣區域B上的部分層間介電層200中，而裸露出焊墊230的上表面。形成位於焊墊230間的部分層間介電層為介電區塊210。在較佳實施例中，層間介電層200的材料則是選自氧化矽、氮化矽或其任意組合。
隨後，形成一金屬層於層間介電層200上表面，並填充於複數個第一接觸開201中。對此金屬層進行微影蝕刻程序，以在玻璃底材120畫素區域A上的第一接觸開口201中，形成內連線結構220。其中，內連線結構220是用以與源極摻雜區140s、汲極摻雜區140d產生電性連結。在較佳實施例中，此內連線結構220的材料則是選自鋁、鈦或其任意組合。
接著，請參閱圖10，形成平坦層280於玻璃底材120畫素區域A上的層間介電層200上表面，並覆蓋內連線結構220。之後，對此平坦層280施以移除程序，以形成一第二接觸開口290於源極摻雜區140s正上方的部分平坦層280中，並裸露出內連線結構220的部分上表面。在較佳實施例中，平坦層280的材料為感光材料，而移除程序為顯影程序、蝕刻程序或其組合。
請參照圖7，形成一畫素電極層320於圖10所揭露的結構上表面，並貼附第二接觸開口290的表面。最後，進行微影蝕刻程序，用以去除玻璃底材120邊緣區域B上的部分畫素電極層320，而保留位於焊墊230上表面的部分畫素電極層320。
請參閱圖11，顯示本發明中液晶顯示器的配置俯視圖。如圖所示，玻璃底材120邊緣區域B上的焊墊230是由閘極掃瞄電路340與資料掃瞄電路350，而電性連結至玻璃底材120畫素區域A上的閘極與內連線層(皆未顯示於此)。之後，將COG330的金屬凸塊焊接於焊墊230上表面，用以提供畫面操作訊號。
利用本發明具有下列優點1.由於本發明是利用製程中原有的層間介電層以絕緣焊墊間的電性，是以在後續製程中，當需進行COG的重工程序時，此層間介電層不會與重工程序中所使用的溶劑產生交互作用，進而自閘極氧化層的上表面剝落。
本發明雖以較佳實例闡明如上，然其它未脫離本發明所揭示精神下所完成的等效變換或修飾，均應視為本發明的保護範疇。舉例而言，本實施方式中的頂部閘極(top gate)也可以底部閘極(bottom gate)所取代。因此，本發明的專利保護範圍更當視申請專利範圍、圖式及其等同領域而定。
權利要求
1.一種製作於液晶顯示器底材邊緣區域上的焊墊結構，其特徵在於至少包含複數個焊墊，位於該底材邊緣區域的部分上表面，其中該焊墊是在製作閘極於該底材畫素區域的部分上表面的步驟中同時形成；以及複數個介電區塊，位於該焊墊間的部分底材邊緣區域上表面，以遮蔽該焊墊的側壁，其中該介電區塊是在形成層間介電層以覆蓋該閘極的步驟中同時形成。
2.如權利要求1所述的焊墊結構，其特徵在於該焊墊的材料是選自金屬、多晶矽或其任意組合。
3.如權利要求1所述的焊墊結構，其特徵在於該介電區塊的材料是選自氧化矽、氮化矽或其任意組合。
4.一種同時製作薄膜電晶體與焊墊於液晶顯示器玻璃底材上的方法，其特徵在於該方法至少包括下列步驟形成一薄膜電晶體於一玻璃底材畫素區域的部分上表面；在製作該薄膜電晶體閘極的同時，形成複數個焊墊於該玻璃底材邊緣區域的部分上表面；形成一層間介電層於該玻璃底材上表面，並覆蓋該薄膜電晶體與該焊墊；以及圖案化該層間介電層，以同時在該底材畫素區域與邊緣區域上的部分層間介電層中，個別形成一第一接觸開口與複數個焊接開口，其中該第一接觸開口是用以裸露該薄膜電晶體的部分上表面，該焊接開口則用以曝露出該焊墊的上表面。
5.如權利要求4所述的方法，其特徵在於該閘極為頂部間極與底部閘極其中之一。
6.如權利要求4所述的方法，其特徵在於該焊墊的材料是選自金屬、多晶矽或其任意組合。
7.如權利要求4所述的方法，其特徵在於該層間介電層的材料是選自氧化矽、氮化矽或其任意組合。
8.一種製作液晶顯示器的方法，其特徵在於該方法至少包含下列步驟形成一薄膜電晶體於一玻璃底材畫素區域的部分上表面；在製作該薄膜電晶體閘極的同時，形成複數個焊墊於該玻璃底材邊緣區域的部分上表面；形成一層間介電層於該玻璃底材上表面，並覆蓋該薄膜電晶體與該焊墊；圖案化該層間介電層，以同時在該底材畫素區域與邊緣區域上的部分層間介電層中，個別形成一第一接觸開口與複數個焊接開口，其中該第一接觸開口是用以裸露該薄膜電晶體的部分上表面，該焊接開口則用以曝露出該焊墊的上表面；形成一內連線層於該第一接觸開口中，用以與該薄膜電晶體產生電性連結；形成一平坦層於該底材畫素區域上的部分層間介電層上表面，並覆蓋該內連線層；進行移除程序，以形成一第二接觸開口於該平坦層中，並裸露出該內連線層的部分上表面；形成一連續畫素電極層於該底材畫素區域與邊緣區域上的該平坦層與該層間介電層上表面，並貼附該第二接觸開口的表面與該焊墊的上表面；以及進行微影蝕刻程序，用以移除該玻璃底材邊緣區域上的部分畫素電極層，而保留位於該焊墊上表面的部分畫素電極層。
9.如權利要求8所述的方法，其特徵在於該焊墊的材料是選自金屬、多晶矽或其任意組合。
10.如權利要求8所述的方法，其特徵在於該層間介電層的材料是選自氧化矽、氮化矽或其任意組合。
全文摘要
一種製作於液晶顯示器底材邊緣區域上的焊墊結構(bonding pad)，此焊墊結構至少包含複數個焊墊與介電區塊。焊墊位於底材邊緣區域的部分上表面，是在製作閘極於底材畫素區域的部分上表面的步驟中同時形成。介電區塊位於焊墊間的底材邊緣區域部分上表面，並遮蔽焊墊的側壁，其中介電區塊是在形成層間介電層以覆蓋閘極的步驟中同時形成。
文檔編號G02F1/133GK1549003SQ0312349
公開日2004年11月24日 申請日期2003年5月9日 優先權日2003年5月9日
發明者陳坤宏 申請人:友達光電股份有限公司