提高開口率的儲存電容及其製作方法

2024-02-13 22:31:15

專利名稱：提高開口率的儲存電容及其製作方法
提高開口率的儲存電容及其製作方法
技術領域：
本發明是有關一種製作技術，特別是關於一種提高開口率的儲存電容及其製作方法。
背景技術：
在主動矩陣式的液晶顯示器(LCD)，每個畫素具有一薄膜電晶體(TFT)，其閘極連
接至水平方向的掃描線，源極連接至垂直方向的數據線，汲極則連接至液晶電容上。 當薄膜電晶體打開時，不會有電流通過液晶，液晶會因為二側所積聚的電荷而受
電場的作用力而動作，進而影響面板畫素的灰階亮度，因此如何降低液晶電容的漏電流，是
相當重要的問題。為了解決上述問題，可以在玻璃基板上製作一儲存電容，以與液晶電容並
聯，而儲存電容的製作方法，就是在玻璃基板上，依序形成金屬層、第一介電層、第二介電層
與電極層，其中第一介電層、第二介電層與電極層都有與基板上的其它組件共享，其厚度都
為等厚度。 儲存電容可以使液晶電容的漏電流所造成的電壓變化量減小，增加電位保持的能 力。除此之外，利用儲存電容，也可以降低電容彼此之間的耦合效應。由這樣的觀點來看， 儲存電容理應放的愈大愈好，然而，事實上卻無法無限地加大，因為一般的儲存電容是以金 屬電極夾置絕緣層而製成，但金屬電極是不透光的，如果儲存電容放的愈大，便會有更大的 面積的光被遮去，而使得開口率降低，光的穿透度下降，但若要增加開口率，又得設計較小 的儲存電容，降低電位保持的能力與電容耦合效應。 因此，本發明是在針對上述的問題，提出一種提高開口率的儲存電容及其製作方 法，其是可改善現有技術的缺點。

發明內容
本發明的主要目的，在於提供一種提高開口率的儲存電容及其製作方法，其利用 光罩上的圖案，對一介電層上的光阻層進行曝光後，再依序進行顯影與蝕刻，將此介電層的 厚度降低，之後再鋪上電極層，以製作出儲存電容，這樣可以在維持足夠的電容能力下，降 低電極層的面積，進而提高面板的每一畫素的開口率。 為達上述目的，本發明提供一種提高開口率的儲存電容，包含一基板與一設於基
板上的金屬層，在金屬層上依序覆蓋有第一介電層與第二介電層，且位於金屬層正上方的
第二介電層的厚度小於第二介電層的其餘區域的厚度，另在第二介電層上設有一電極層。 本發明也提供一種提高開口率的儲存電容的製作方法，首先提供一基板，其上設
有一金屬層，金屬層上依序覆蓋有第一介電層與第二介電層，接著於第二介電層上形成一
等厚度的光阻層，可先利用光罩對位於金屬層正上方的光阻層進行曝光後再顯影，使其厚
度小於原來的厚度，之後利用蝕刻法將光阻層與部分第二介電層去除，使位於金屬層正上
方的第二介電層小於原來厚度，且其蝕刻深度大於第二介電層的其餘區域的蝕刻深度，最
後於第二介電層上形成一電極層。本發明可在維持足夠的電容能力下，降低電極層的面積，
4進而提高面板畫素之開口率。

下面結合附圖和實施例對發明進一步說明。
圖1為本發明的電容結構剖視 圖2a至圖2f為本發明d各步驟結構剖視 圖3為本發明的光罩的圖案布局示意圖； 圖4為本發明的應用於液晶顯示面板的畫素電極結構的第一實施例的電路布局結構示意圖； 圖5為本發明的第一實施例的電路布局結構中儲存電容的局部放大示意 圖6為本發明的應用於液晶顯示面板的畫素電極結構的第二實施例的電路布局結構示意圖； 圖7為本發明的第二實施例的電路布局結構中儲存電容的局部放大示意 圖8為本發明的應用於液晶顯示面板的畫素電極結構的第三實施例的電路布局結構示意圖； 圖9為本發明的第三實施例的電路布局結構中儲存電容的局部放大示意圖。
具體實施方式
在製作顯示面板的過程中，有一段製程會同時製作出薄膜電晶體及其儲存電容，此儲存電容的結構剖視圖如圖1所示。本發明的儲存電容包含一玻璃基板10與一設於玻璃基板10上的金屬層12，在金屬層12上依序覆蓋有材質為氮化矽的第一介電層14與第二介電層16，由於除了位於金屬層12正上方的第二介電層16所在的區域外，其它區域設有數據線與其它組件，不能將其厚度隨意變薄，但又為了減少儲存電容的電極面積與維持
足夠的電容能力，因此位於金屬層12正上方的第二介電層16的厚度a小於第二介電層16的其餘區域的厚度b，另在第二介電層16上設有一透明導電電極層18，其材質為氧化銦錫(IT0)。 參閱完本發明的電容結構，請繼續參閱其製作方法，說明如下，請參閱圖2a至圖2f 。首先參閱圖2a，提供一玻璃基板10，其上設有一金屬層12，且金屬層上依序覆蓋有第一介電層14與第二介電層16，第二介電層16的厚度為b。接著如圖2b所示，於此第二介電層16上形成一等厚度的光阻層20，其厚度為c。繼續如圖2c所示，選取一光罩22，此光罩22具有一透明基板24、多個不透光之第一區塊圖案26，與位於此些第一區塊圖案26周圍的一不透光的第二區塊圖案28，又第一區塊圖案26彼此之間的距離s小於4微米且大於0微米，第二區塊圖案28離最近的第一區塊圖案26之距離p亦小於4微米，二區塊圖案26、28皆設置在透明基板24上。將光罩22之第一區塊圖案26對準位於金屬層12正上方的光阻層20，而第二區塊圖案28對準光阻層20的其餘區域後，利用此光罩22對光阻層20進行曝光。但事實上在曝光時，第二區塊圖案28把光阻層20其餘區域的光阻擋了，因此只有對位於金屬層12正上方之光阻層20進行曝光，且由於第一區塊圖案26彼此之間存留寬度小於4微米的空隙，以及第一區塊圖案26與第二區塊圖案28之間存留小於4微米的空隙，使光能夠透過上述空隙對位於金屬層12正上方的光阻層20進行曝光，同時因為光在通過小於4微米寬度的空隙時，會產生繞射現象，所以光在通過上述空隙之後，其能量會減弱。曝光完成後，再對光阻層20進行顯影，此時因為光能量減弱的緣故，所以位於金屬層12正上方的光阻層20在顯影時僅被蝕刻掉部分，而未被完全蝕刻掉，使位於金屬層12正上方的光阻層20的厚度d小於原來的厚度c，而光阻層20之其餘區域的厚度維持不變，如圖2d所示。
接著請參閱圖2e，利用乾式非等向性蝕刻法將光阻層20與部分第二介電層16去除，由於光阻層20有不同厚度且乾式非等向性蝕刻法對同一種材質有同樣的蝕刻速度與方向之緣故，因此當厚度為c的光阻層20被完全蝕刻掉時，位於金屬層12正上方的第二介電層16已經被蝕刻掉部分了，換句話說，此時位於金屬層12正上方的第二介電層16的厚度a小於原來厚度b，而其餘區域維持原來厚度b，而之後不管有沒有繼續蝕刻，位於金屬層12正上方的第二介電層16的蝕刻深度系大於其餘區域的蝕刻深度。最後如圖2f所示，於第二介電層16上形成一透明導電電極層18，就可以在玻璃基板10上得到一儲存電容。
由於第二介電層16有與玻璃基板10上的其它組件共享的緣故，本發明僅將位於金屬層12正上方的第二介電層16的厚度降低，又從公式C = ( e XA)/d得知，其中C為電容值，e為介電層的介電係數，A為透明導電電極層18面積，d為透明導電電極層18與金屬層12相距的距離，當d變小時，A同時變小，C仍可維持同一電容值。因此本發明的製作方式，可以在維持儲存電容的電容值的情形下，縮小儲存電容的透明導電電極層18的面積，進而提高顯示面板的每一畫素的開口率。 由於圖2c所顯示的光罩20為結構剖視圖，現以其俯視圖清楚表示圖案布局，如圖2所示，此光罩22具有一透明基板24、多個不透光的第一區塊圖案26，與位於此些第一區塊圖案26周圍的一不透光的第二區塊圖案28，區塊圖案26、28的材質為鉻，這樣的圖案布局可以針對光阻層的某一處進行曝光，而不會對光阻層其它周邊進行曝光。
請繼續參閱圖4，此圖為本發明的儲存電容應用在液晶顯示面板中的畫素電極結構的示意圖，其中呈現H型的斜線部分為儲存電容30所在之處，且一儲存電容30會連接一薄膜電晶體32。另請同時參閱圖5，此圖為圖4中的儲存電容上的虛線圈位置處的局部放大示意圖，其中實線部分乃將本發明應用於儲存電容的製作後，所截去儲存電容34的區域，而虛線部分則為留下儲存電容36的區域。 接著請參閱圖6，其中呈現口型之斜線部分為儲存電容38所在之處，且一儲存電容38會連接一薄膜電晶體40。另請同時參閱圖7，此圖為圖6中的儲存電容上的虛線圈位置處的局部放大示意圖，其中實線部分乃將本發明應用於儲存電容的製作後，所截去的儲存電容42的區域，而虛線部分則為留下的儲存電容44的區域。 最後請參閱圖8，其中呈現n型的斜線部分為儲存電容46所在之處，且一儲存電容46會連接一薄膜電晶體48。另請同時參閱圖9，此圖為圖8中的儲存電容上的虛線圈位置處的局部放大示意圖，其中實線部分乃將本發明應用於儲存電容的製作後，所截去的儲存電容50的區域，而虛線部分則為留下的儲存電容52的區域。 綜上所述，本發明利用光罩之圖案所產生的繞射現象，對光阻層進行曝光，以製作出介電層較薄的儲存電容，如此便可在維持足夠電容能力下，降低電極層的面積，以提升開口率。 以上所述者，僅為本發明一較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施的範圍，故凡依本發明申請專利範圍所述的形狀、構造、特徵及精神所為的均等變化與修飾，均應包括於本發明的申請專利範圍內,
權利要求
一種提高開口率的儲存電容，其是與一薄膜電晶體同時形成，其特徵在於包含，一基板；一金屬層，其設於該基板上；一第一介電層，其覆蓋於該金屬層上；一第二介電層，其覆蓋於該第一介電層上，且位於該金屬層正上方的該第二介電層的厚度小於該第二介電層的其餘區域的厚度；以及一電極層，其設於該第二介電層上。
2. 根據權利要求1所述的提高開口率的儲存電容，其特徵在於該第一介電層與該第 二介電層的材質為氮化矽。
3. 根據權利要求l所述的提高開口率的儲存電容，其特徵在於該電極層為透明導電 電極層。
4. 根據權利要求3所述的提高開口率的儲存電容，其特徵在於該透明導電電極層的 材質為氧化銦錫(IT0)。
5. 根據權利要求1所述的提高開口率的儲存電容，其特徵在於該基板為玻璃基板。
6. —種提高開口率的儲存電容的製作方法，其與一薄膜電晶體同時形成，其特徵在於 該儲存電容的製作方法包含下列步驟，提供一基板，其上設有一金屬層，且該金屬層上依序覆蓋有第一介電層與第二介電層；於該第二介電層上形成一等厚度的光阻層；對位於該金屬層正上方的該光阻層依序進行曝光及顯影，使其厚度小於原來的該等厚度；利用蝕刻法將該光阻層與部分該第二介電層去除，使位於該金屬層正上方的該第二介 電層小於原來厚度，且其蝕刻深度大於該第二介電層的其餘區域的蝕刻深度；以及 於該第二介電層上形成一 電極層。
7. 根據權利要求6所述的提高開口率的儲存電容的製作方法，其特徵在於在對該光 阻層進行曝光的步驟中，是利用一光罩對該光阻層進行曝光。
8. 根據權利要求7所述的提高開口率的儲存電容的製作方法，其特徵在於該光罩具 有多個不透光的第一區塊圖案，與位於該些第一區塊圖案周圍的一不透光的第二區塊圖 案，且該些第一區塊圖案彼此之間的距離小於4微米且大於0微米。
9. 根據權利要求8所述的提高開口率的儲存電容的製作方法，其特徵在於該第二區 塊圖案離最近的該第一區塊圖案的距離小於4微米。
10. 根據權利要求8所述的提高開口率的儲存電容的製作方法，其特徵在於在對該光 阻層進行曝光的步驟中，將該光罩的該些第一區塊圖案對準位於該金屬層正上方的該光阻 層，而該第二區塊圖案對準該光阻層的其餘區域，以進行曝光。
11. 根據權利要求6所述的提高開口率的儲存電容的製作方法，其特徵在於該蝕刻法 為乾式非等向性蝕刻法。
12. 根據權利要求8所述的提高開口率的儲存電容的製作方法，其特徵在於該第一區 塊圖案與該第二區塊圖案的材質為鉻。
13. 根據權利要求6所述的提高開口率的儲存電容的製作方法，其特徵在於該第一介電層與該第二介電層的材質為氮化矽。
14. 根據權利要求6所述的提高開口率的儲存電容的製作方法，其特徵在於該電極層 為透明導電電極層。
15. 根據權利要求14所述的提高開口率的儲存電容的製作方法，其特徵在於該透明導電電極層的材質為氧化銦錫(IT0)。
16. 根據權利要求6所述的提高開口率的儲存電容的製作方法，其特徵在於該基板為玻璃基板。
全文摘要
本發明提供一種提高開口率的儲存電容及其製作方法，首先提供一基板，其上設有一金屬層，金屬層上依序覆蓋有第一介電層與第二介電層，接著於第二介電層上形成一等厚度的光阻層，再來對位於金屬層正上方的光阻層依序進行曝光及顯影，使其厚度小於原來的厚度，之後利用蝕刻法將光阻層與部分第二介電層去除，使位於金屬層正上方的第二介電層小於原來厚度，且其蝕刻深度大於第二介電層的其餘區域的蝕刻深度，最後於第二介電層上形成一電極層即完成製作。本發明可在維持足夠的電容能力下，降低電極層的面積，進而提高面板畫素之開口率。
文檔編號H01L21/84GK101710586SQ20091003656
公開日2010年5月19日 申請日期2009年1月9日 優先權日2009年1月9日
發明者陳秋權 申請人:深超光電(深圳)有限公司