[发明专利]像素结构及其制造方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种像素结构及其制造方法，且特别是有关于一种使用四道光罩所形成的像素结构及其制造方法。

背景技术

现今社会多媒体技术相当发达，多半受惠于半导体元件或显示装置的进步。就显示器而言，具有高画质、空间利用效率佳、低消耗功率、无辐射等优越特性的薄膜晶体管液晶显示器(thin film transistor liquid crystaldisplay，TFT-LCD)  逐渐成为市场的主流。

一般的薄膜晶体管液晶显示器主要是由一薄膜晶体管阵列基板、一对向基板以及一夹于两基板之间的液晶层所构成。其中，薄膜晶体管阵列基板主要包括基板、阵列排列于基板上的薄膜晶体管、像素电极(pixel electrode)、扫描线(scan line)与资料线(date line)所构成。一般而言，扫描线与资料线可将讯号传输至对应的像素结构。

图1附图为现有技术一种像素结构的剖面图。请参考图1，现有的像素结构100包括一基板110、一栅极120、一下电极130、一栅极绝缘层140、一半导体层150、一源极160a、一漏极160b、一图案化保护层170与一像素电极180，其中栅极120与下电极130配置于基板110上。栅极绝缘层140配置于基板110上，并覆盖栅极120与下电极130。半导体层150配置于栅极绝缘层140上，并位于栅极120上方。源极160a与漏极160b配置于半导体层150上，而图案化保护层170配置于栅极绝缘层140上，并覆盖下电极130。此外，图案化保护层170具有一接触窗170a，其暴露出部分漏极160b。像素电极180配置于图案化保护层170上，而像素电极180经由接触窗170a与漏极160b电性连接，且像素电极180与下电极130耦合成一储存电容Cst。

这种现有的像素结构100需要五道光罩才能形成，然而光罩数越多，成本也就相对增加。此外，像素电极180与下电极130之间的栅极绝缘层140与图案化保护层170的总厚度通常决定储存电容Cst的电容值的因素之一。简单而言，像素电极180与下电极130之间的距离越短，则储存电容Cst的电容值也就越大。

发明内容

有鉴于此，本发明的一目的是提供一种像素结构的制造方法，以减少光罩数。

此外，本发明的另一目的是提供一种像素结构，以提高储存电容值。

为达上述或是其他目的，本发明提出一种像素结构的制造方法，其包括下列步骤。首先，在一基板上依序形成一金属层、一栅极绝缘层与一半导体材料层。提供一光罩，而此光罩具有一不透光区与一部分透光区，并利用此光罩在半导体材料层上形成一图案化光阻层。以图案化光阻层为遮罩移除部份金属层、部份栅极绝缘层与部份半导体材料层，以形成一栅极、一下电极、一图案化栅极绝缘层与一半导体层。移除部分图案化光阻层，以暴露出下电极上方的半导体层。以图案化光阻层为遮罩移除下电极上方的图案化栅极绝缘层与半导体层。移除图案化光阻层。在半导体层上形成一源极与一漏极。在基板上形成一图案化保护层，其中图案化保护层具有一接触窗，暴露出部分漏极。在图案化保护层上形成一像素电极，其中像素电极经由接触窗与漏极电性连接，且像素电极与下电极耦合成一储存电容。

在本发明的一实施例中，光罩包括一半色调光罩或一灰阶光罩。

在本发明的一实施例中，移除部分图案化光阻层的方法包括等离子灰化步骤。

在本发明的一实施例中，在形成栅极、下电极、图案化栅极绝缘层与半导体层之后，栅极上方的图案化光阻层的厚度大于下电极上方的图案化光阻层的厚度。

在本发明的一实施例中，在形成半导体材料层之后，还包括在半导体材料层上形成一欧姆接触材料层。

在本发明的一实施例中，在形成源极与漏极之后，还包括以源极与漏极为遮罩进行背通道蚀刻(back channel etching，BCE)步骤。

为达上述或是其他目的，本发明提出一种像素结构，其包括一基板、一栅极、一下电极、一图案化栅极绝缘层、一半导体层、一源极、一漏极、一图案化保护层与一像素电极，其中栅极与下电极配置于基板上，且栅极与下电极电性绝缘。图案化栅极绝缘层配置于栅极上。半导体层配置于图案化栅极绝缘层上，且栅极、图案化栅极绝缘层与半导体层具有相同的图案。源极与漏极配置于半导体层上，而图案化保护层配置于基板上，并覆盖下电极。此外，图案化保护层具有一接触窗，其暴露出部分漏极。像素电极配置于图案化保护层上，而像素电极经由接触窗与漏极电性连接，且像素电极与下电极耦合成一储存电容。