[發明專利]像素結構、顯示面板、光電裝置及其制造方法

有效

• 申請號: 200810000081.X
• 申請日: 2008-01-03
• 公開（公告）號: CN101217151A
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發明（設計）人: 陳柏林;林俊男;吳淑芬;蔡文慶
• 申請（專利權）人: 友達光電股份有限公司
• 主分類號: H01L27/12
• 分類號: H01L27/12;H01L21/84;G02F1/1362
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司
• 代理人: 梁揮;祁建國

技術領域

本發明涉及一種顯示裝置，且尤其涉及一種具有銅電極的液晶顯示裝置。

背景技術

針對多媒體社會的急速進步，多半受惠于半導體元件或人機顯示裝置的飛躍性進步。就顯示裝置而言，具有高畫質、空間利用效率佳、低消耗功率、無輻射等優越特性的平面顯示裝置已逐漸成為市場的主流。而在各種平面顯示裝置中，薄膜晶體管液晶顯示裝置(Thin?Film?Transistor?Liquid?CrystalDisplay，LCD)又為目前技術最為成熟的平面顯示裝置。特別是，在薄膜晶體管液晶顯示器的大尺寸以及高分辨率的需求下，薄膜晶體管液晶顯示器在制作時，高質量的電極導線技術是影響薄膜晶體管元件特性的關鍵。

在眾多電極導線的材料中，銅具有低阻抗(Resistivity)、低熱膨脹系數、高熔點(Melting?Point)、高導熱率以及高抗電致遷移能力等優點，而且銅導線可以改善薄膜晶體管元件的效能，相較于鋁導線，銅導線可以提高約兩倍的效能，利用銅作為導線的材料不但可以降低RC延遲，還可以降低導線之間的靜電容量，因此銅成為近來用以作為電極以及導線的一種重要導電材料。

在現有技術的一種以銅作為導線材料的像素結構工藝中，由于銅在大氣環境中無法形成自我保護氧化層，因此容易使得銅導線面臨被氧化和腐蝕的問題。此外，以銅作為電極的薄膜晶體管常因銅的一些特性造成薄膜晶體管劣化。舉例而言，銅電極與基板的附著力不佳、銅和硅在低溫時就會反應生成硅化物以及銅于介電層中具有高擴散系數等，使得以銅作為電極或導線的像素結構面臨實用化的挑戰。

一般而言，當銅金屬作為薄膜晶體管的源極以及漏極的材料使用時，為了避免銅金屬與主動層、歐姆接觸層以及介電層(即柵極絕緣層)直接接觸，一種使用銅金屬作為電極的現有技術的像素結構被提出。在此像素結構的薄膜晶體管中，通常在銅金屬層與主動層之間及銅金屬層與介電層之間配置一氧化銅層，用以作為阻擋銅金屬擴散至主動層的阻障層，并且氧化銅層可以提升銅金屬層與基板之間的附著力。必需說明的是，在此像素結構的儲存電容的上電極也是使用銅金屬，且在銅金屬層與介電層之間配置一氧化銅層，用以作為阻擋銅金屬擴散至主動層的阻障層，并且氧化銅層可以提升銅金屬層與基板之間的附著力。

然而，在上述像素結構的后續工藝中，氧化銅層因與介電層直接接觸，而使得接觸介電層界面處的氧化銅及界面處附近的氧化銅容易受后續工藝中的反應氣體影響而被還原，造成銅金屬層剝落或產生氣泡，如圖1A與圖1B所示，更甚者，于薄膜晶體管中，反應氣體除了從接觸介電層界面處的氧化銅及界面處附近的氧化銅容易受后續工藝中的反應氣體影響而被還原外，更可能擴散至接觸主動層及/或歐姆接觸層界面處的氧化銅及界面處附近的氧化銅，而造成整片銅金屬層剝落或產生氣泡，其中后續工藝例如是使用化學氣相沉積來形成氮化硅膜的保護層工藝，而上述工藝中所使用的氣體具有反應氣體(如：含硅源氣體、含氮源氣體)及運送氣體，例如：含硅源氣體包含甲硅烷(silane)、乙硅烷(disilane)、丙硅烷(trisilane)、四乙基硅烷(tetraethylorthosilane；TEOS)、丁硅烷(tetra-silane)、或其它氣體、或上述的組合。含氮源氣體包含：氮氣、氨氣、或其它氣體、或上述的組合。運送氣體包含氮氣、氧氣、氦氣、氖氣、氬氣、氪氣、氙氣、氡氣、或其它氣體、或上述的氣體。必需說明是，不同材質的保護層會有不同的反應氣體及運送氣體，都會造成上述的問題。圖1A為上述像素結構的部分區域于光學顯微鏡下所觀察到銅金屬層產生氣泡的現象，請參照圖1A，以銅金屬作為材料的銅電極12在后續工藝中產生氣泡。圖1B為上述像素結構的部分區域在電子顯微鏡下所觀察到銅金屬層剝落的現象，請參照圖1B，銅電極22自底層21而剝落，使得位于銅電極22上的上層薄膜23隨之剝落。請參照圖1A，作為導線的銅電極12在后續工藝中，發生氣泡B而剝落的現象。因此，應用于像素結構中的銅電極以及銅導線在工藝上面臨一重大考驗。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種像素結構，其具有附著力良好的含銅、銅合金或上述的組合的金屬層。

本發明所要解決的另一技術問題在于提供一種像素結構的制作方法，其可避免含銅、銅合金或上述的組合的金屬層剝落。

本發明所要解決的又一技術問題在于提供一種顯示面板，其具有本發明所述的像素結構。

本發明所要解決的又一技術問題在于提供一種光電裝置，其具有本發明所述的液晶顯示裝置。