专利名称：主动元件及其制造方法
技术领域：
本发明是有关于一种主动元件及其制造方法，且特别是有关于一种可应用于主动元件面板(active-matrix panel)的主动元件及其制造方法。
背景技术：
近年来，由于半导体制作工艺技术的进步，主动元件的制造越趋容易、快速。主动元件的应用广泛，例如计算机芯片、手机芯片或是主动元件显示器等。以主动元件显示器为例，主动元件可作为充电或放电的开关。传统主动元件包括底电极、覆盖底电极的绝缘层、位于绝缘层上的非晶硅层以及掺杂非晶硅层以及位于掺杂非晶硅层上的第一电极以及第二电极。当主动元件的底电极施加一正底电极电压时，非晶硅层中会形成电子通道。另一方面，施加于第一电极的数据电压，将以电流的方式由电子通道流到第二电极，且此电流会随着底电极电压上升而增加。当停止施加电压于底电极时，非晶硅层中的电子通道便会消失。换言之，第一电极与第二电极之间即为断路。值得注意的是，为了使主动元件显示器具有高可靠度以及高显示质量，所述主动元件在开启状态需具有高通过电流且于主动元件的开启状态需具有低漏电流。然而，上述传统主动元件已经无法满足目前显示器对于高电流以及低漏电的需求。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种主动元件及其制造方法，其于主动元件的开启状态时具有高通过电流，且于主动元件的开启状态时具有低漏电流。本发明提出一种主动元件的制造方法，其包括在一基板上形成一第一底电极以及一第二底电极。形成一第一绝缘层以覆盖第一底电极与该第二底电极。在第一底电极上方的第一绝缘层上形成一第一通道层且于第二底电极上方的第一绝缘层上形成第二通道层。 在第一通道层及第二通道层上形成第二绝缘层，其中第二绝缘层暴露出一部分的第一通道层以及一部分的第二通道层。在第一通道层上方形成一第一导电图案，第一导电图案包括一第一电极、一第一顶电极以及一第二电极，其中第一电极及第二电极与暴露出的第一通道层电性连接。在第二通道层上方形成一第二导电图案，第二导电图案包括一第三电极、一第二顶电极以及一第四电极，其中第三电极及第四电极与暴露出的第二通道层电性连接， 且第三电极与第二电极电性连接。本发明另提出一种主动元件的制造方法，包括在一基板上形成一底电极。形成一第一绝缘层以覆盖底电极。在第一底电极上方的第一绝缘层上形成一通道层。在通道层上形成一第二绝缘层，其中第二绝缘层暴露出一部分的通道层。在通道层上方形成一导电图案，导电图案包括一第一电极、一顶电极以及一第二电极，其中第一电极及第二电极与暴露出的通道层电性连接。本发明提出一种主动元件，其包括一第一底电极以及一第二底电极，位于一基板上；一第一绝缘层，覆盖第一底电极以及第二底电极；一第一通道层以及一第二通道层，分别位于第一底电极以及第二底电极上方的第一绝缘层上；一第二绝缘层，位于第一通道层以及第二通道层上，且暴露出一部分的第一通道层以及一部分的第二通道层；一第一导电图案，位于第一通道层上，其中第一导电图案包括一第一电极、一第一顶电极以及一第二电极，其中第一电极及第二电极与暴露出的第一通道层电性连接；以及一第二导电图案，位于第二通道层上，其中第二导电图案包括一第三电极、一第二顶电极以及一第四电极，其中第三电极与第四电极与暴露出的第二通道层电性连接，且第三电极与第二电极电性连接。本发明另提出一种主动元件，其包括一底电极，位于一基板上；一第一绝缘层，覆盖底电极；一通道层，位于第一底电极上方的第一绝缘层上；一第二绝缘层，位于通道层上，其中第二绝缘层暴露出一部分的通道层；以及一导电图案，其包括一第一电极、一顶电极以及一第二电极，其中第一电极及第二电极与暴露出的通道层电性连接。基于上述，由于本发明的主动元件具有底电极以及顶电极，因此可使底电极与通道层之间以及在顶电极与通道层之间形成两道电子通道。因而，本发明的主动元件相较于传统主动元件具有高电流以及低漏电的功效。为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
图1至图7是根据本发明一实施例的具有主动元件的画素结构的制造流程剖面示意图。图8是根据本发明另一实施例的具有主动元件的画素结构的剖面示意图。主要元件符号说明100 基板T 主动元件区C:电容器区P:画素电极区102:缓冲层104:画素电极106a、106c 底电极106b 连接层106d:电容下电极108、111、113 绝缘层111a，113a:开口110、112:通道层116、120 欧姆接触层118b:第一电极122b 第三电极118a、122a 顶电极118c:第二电极
122c:第四电极118d:上电极图案118e:画素电极124 保护层C1、C2:接触窗开口0:开口
具体实施例方式图1至图7是根据本发明一实施例的具有主动元件的画素结构的制造流程剖面示意图。请参照图1，首先提供一基板100，基板100具有主动元件区T、电容器区C以及画素电极区P。基板100可为硬质基板、软性基板、透明基板或是不透明基板。根据本发明的一实施例，基板100的表面上可进一步形成缓冲层102，其材质例如是氧化硅或是氮化硅， 但本发明不限于上述材料。之后，在画素电极区P中的缓冲层102上形成画素电极104。画素电极104可为透明电极层、反射电极层或是半穿透半反射式电极层。请参照图2，在基板100的主动元件区T中形成底电极106a以及底电极106c。根据本发明的一实施例，在形成底电极106a以及底电极106c时，更包括同时在基板100上形成连接层106b。此外，此时更包括在电容器区C中形成电容下电极106d。形成上述底电极 106a、底电极106bc、连接层106b以及电容下电极106d的方法例如是采用沉积程序以及光刻与刻蚀程序来达成。请参照图3，在基板100上形成绝缘层108，以覆盖底电极106a、底电极106c、连接层106b以及电容下电极106d。绝缘层108的材质可为氧化硅或是氮化硅，但本发明不限于上述材料。接着，在底电极106a上方的绝缘层108上形成通道层110以及绝缘层111， 并且于底电极106c上方的绝缘层108上形成通道层112以及绝缘层113。形成通道层110 与绝缘层111以及形成通道层112与绝缘层113的方法例如是采用沉积程序以及光刻与刻蚀程序来达成。根据本实施例，通道层110以及通道层112的材质包括非晶硅或是微晶硅， 但本发明不限于上述材料。绝缘层111，113的材质可为氧化硅或是氮化硅，但本发明不限于上述材料。之后，图案化绝缘层111以及113，以于绝缘层111中形成开口 111a，其暴露出一部分的通道层110，并且在绝缘层113中形成开口 113a，其暴露出一部分的通道层112，如图 4所示。更详细来说，图案化后的绝缘层111覆盖住位于底电极106a上方的通道层110且暴露出位于底电极106a两侧上方的通道层110。类似地，图案化后的绝缘层113覆盖住位于底电极106c上方的通道层112且暴露出位于底电极106c两侧上方的通道层112。上述的图案化程序例如是采用光刻与刻蚀程序。根据本实施例，在图案化绝缘层111，113的过程之中，可进一步图案化绝缘层 108，以于绝缘层108中形成接触窗开开口 Cl以及接触窗开口 C2，接触窗开开口 Cl以及接触窗开口 C2暴露出连接层106b。另外，在所述图案化程序之中，亦可进一步图案化画素电极区P中的绝缘层105以及绝缘层108，以形成开口 0，其暴露出画素电极104。请参照图5，在基板100上形成欧姆接触层116以及导电图案(包括第一顶电极118a、第一电极118b、第二电极118c以及上电极图案118d)。特别是，位于第一电极118b 与第二电极118c下方的欧姆接触层116与被暴露出的通道层112电性连接。另外，第一电极118b更进一步透过接触窗开口 C2而与连接层106b电性连接。此外，在电容器区C中， 上电极图案118d、电容下电极106d以及位于上电极图案118d与电容下电极106d之间的绝缘层108即构成储存电容器，而上电极图案118d的底下也具有欧姆接触层116。根据本实施例，欧姆接触材料116例如是掺杂有N型掺质，其可为掺杂有N型掺质的非晶硅、微晶硅、硅化钼(MoSi)、硅化铬(CrSi)或是硅化钛(TiSi)，但本发明不限于上述材料。导电图案(包括第一顶电极118a、第一电极118b、第二电极118c以及电容上电极 118d)的材质包括金属，例如是钛、铝、钼或铬，但本发明不限于上述材料。根据本实施例，形成欧姆接触层116以及导电图案(包括第一顶电极118a、第一电极118b、第二电极118c以及上电极图案118d)的方法例如是先依序形成一层导电材料以及一层欧姆接触材料(未绘示)，之后同时图案化此导电材料以及此欧姆接触材料。请参照图6，在基板100上形成欧姆接触层120以及导电图案(包括第二顶电极 122a、第三电极122b以及第四电极122c)。特别是，位于第三电极122b以及第四电极122c 下方的欧姆接触层120与被暴露出的通道层110电性连接。另外，第四电极122c更进一步透过接触窗开口 Cl而与连接层106b电性连接。根据本实施例，欧姆接触层120例如是掺杂有P型掺质，其可为掺杂有P型掺质的非晶硅、微晶硅、硅化钼(MoSi)、硅化铬(CrSi)或是硅化钛(TiSi)，但本发明不限于上述材料。导电图案(包括第二顶电极122a、第三电极 122b以及第四电极122c)的材质包括金属，例如是钛、铝、钼或铬，但本发明不限于上述材料。根据本实施例，形成欧姆接触层120以及导电图案(包括第二顶电极122a、第三电极122b以及第四电极122c)的方法例如是先依序形成一层导电材料以及一层欧姆接触材料(未绘示)，之后同时图案化此导电材料以及此欧姆接触材料。在上述图6的主动元件区T中，顶电极122a、第三电极122b、第四电极122c、通道层110以及底电极106a构成第一主动元件(例如是P型主动元件)。顶电极118a、第一电极118b、第二电极118c、通道层112以及底电极106c构成第二主动元件(例如是N型主动元件)。特别是，第一主动元件(例如是P型主动元件)的第四电极122c与第二主动元件 (例如是N型主动元件)的第一电极118b透过连接层106b而电性连接，因而构成一个互补式主动元件。特别是，上述互补式主动元件的第一主动元件(例如是P型主动元件)与第二主动元件(例如是N型主动元件)分别为一双电极主动元件。在完成上述图6的步骤之后，可进一步在图6的结构上形成一保护层124，如图7 所示，以覆盖主动元件区T中的第一主动元件(例如是P型主动元件)与第二主动元件(例如是N型主动元件)以及电容器区C中的电容器。而在画素电极区P中，保护层124是暴露出画素电极104。依照上述的制造方法所得到的主动元件结构如图7所示。主动元件包括底电极 106a、底电极106c、绝缘层108、通道层110、通道层112、绝缘层111，113、欧姆接触层110以及欧姆接触层112、导电图案(第一电极118b、顶电极118a以及第二电极118c)以及导电图案(第三电极122b、顶电极122a以及第四电极122c)。在本实施例中，位于主动元件区T中主动元件例如是薄膜晶体管。当主动元件为晶体管时，底电极106a，106c的功能相当于底栅极，第一电极118b与第二电极118c的功能分别相当于源极与漏极或是漏极与源极，第三电极122b与第四电极122c的功能分别相当于源极与漏极或是漏极与源极，而顶电极118a，122a的功能相当于顶栅极。底电极106a以及底电极106c位于基板100上。绝缘层108覆盖底电极106a以及底电极106c。通道层110以及通道层112分别位于底电极106a以及底电极106c上方的绝缘层108上。欧姆接触层116以及欧姆接触层120位于通道层110，112上。导电图案 (第一电极118b、顶电极118a以及第二电极118c)位于欧姆接触层116上，其中位于第一电极118b以及第二电极118c下方的欧姆接触层116与暴露出的通道层112电性连接。导电图案(第三电极122b、顶电极122a以及第四电极122c)位于欧姆接触层120上，其中位于第三电极122b以及第四电极122c下方的欧姆接触层120与暴露出的通道层110电性连接。此外，第一电极118b与第四电极122c电性连接。根据本发明的一实施例，上述的主动元件更包括连接层106b。第一电极118b与连接层106b电性连接，且第四电极122c与连接层106b电性连接。换言之，第一电极118b与第四电极122c是透过连接层106b而电性连接。在此，连接层106b是与底电极106a以及底电极106c属于同一膜层。然，本发明不限于此。另外，欧姆接触层116与导电图案(第一电极118b、顶电极118a以及第二电极 118c)具有相同的图案。欧姆接触层120与导电图案(第三电极122b、顶电极122a以及第四电极122c)具有相同的图案。在本实施例中，欧姆接触层116掺杂有N型掺质，且欧姆接触层120掺杂有P型掺质；或者是欧姆接触层116掺杂有P型掺质，且欧姆接触层120掺杂有N型掺质。此外，在电容器区C中，储存电容器包括电容下电极106d、上电极图案118d以及位于上电极图案118d与电容下电极106d之间的绝缘层108。在画素电极区P中，画素电极 104位于基板100上，且绝缘层108、114暴露出画素电极104。图8是根据本发明另一实施例的具有主动元件的画素结构的剖面示意图。图8的结构与图7相似，因此在此与图7相同的元件以相同的符号表示，且不再重复赘述。图8的实施例与图7的实施例不同之处在于在画素电极区P中，画素电极118e是形成在绝缘层 108上。在本实施例中，画素电极118e是与导电图案(第一电极118b、顶电极118a以及第二电极118c)所同时定义出，因此画素电极118e的下方也有欧姆接触层116。综上所述，由于本发明的主动元件具有底电极以及顶电极，因此可使底电极与通道层之间以及在顶电极与通道层之间形成两道电子通道。因而，本发明的主动元件相较于传统主动元件具有高电流以及低漏电的功效。另外，因本发明的顶电极、第一电极以及第二电极是同时定义出，且顶电极、第一电极以及第二电极与位于顶电极、第一电极以及第二电极下方的欧姆接触层是以同一道掩模定义出。因此，本发明的方法可以节省掩模工艺的数目，以降低制造成本。虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视随附的权利要求范围所界定的为准。
权利要求
1.一种主动元件的制造方法，其特征在于，包括 在一基板上形成一第一底电极以及一第二底电极； 形成一第一绝缘层，覆盖该第一底电极与该第二底电极；在该第一底电极上方的该第一绝缘层上形成一第一通道层且于该第二底电极上方的该第一绝缘层上形成一第二通道层；在该第一通道层及该第二通道层上形成一第二绝缘层，其中该第二绝缘层暴露出一部分的该第一通道层以及一部分的该第二通道层；在该第一通道层上方形成一第一导电图案，该第一导电图案包括一第一电极、一第一顶电极以及一第二电极，其中该第一电极及该第二电极与暴露出的该第一通道层电性连接；以及在该第二通道层上方形成一第二导电图案，该第二导电图案包括一第三电极、一第二顶电极以及一第四电极，其中该第三电极与该第四电极与暴露出的该第二通道层电性连接，且该第一电极与该第四电极电性连接。
2.根据权利要求1所述的主动元件的制造方法，其特征在于，更包括在该基板上形成一连接层，其中该第一电极与该连接层电性连接，且该第四电极与该连接层电性连接。
3.根据权利要求2所述的主动元件的制造方法，其特征在于，该连接层是与该第一底电极以及该第二底电极同时形成。
4.根据权利要求1所述的主动元件的制造方法，其特征在于，在该第一通道层上方形成该第一导电图案时更包括同时形成一第一欧姆接触层。
5.根据权利要求4所述的主动元件的制造方法，其特征在于，在该第一通道层上方同时形成该第一欧姆接触层以及该第一导电图案的方法包括依序形成一第一欧姆接触材料以及一第一导电材料，其特征在于，该第一欧姆接触材料与暴露出的该第一通道层电性连接；以及同时图案化该第一导电材料以及该第一欧姆接触材料。
6.根据权利要求1所述的主动元件的制造方法，其特征在于，在该第二通道层上方形成该第二导电图案时更包括同时形成一第二欧姆接触层。
7.根据权利要求6所述的主动元件的制造方法，其特征在于，在该第二通道层上方同时形成该第二欧姆接触层以及该第二导电图案的方法包括依序形成一第二欧姆接触材料以及一第二导电材料，其特征在于，该第二欧姆接触材料与暴露出的该第二通道层电性连接；以及同时图案化该第二导电材料以及该第二欧姆接触材料。
8.—种主动元件的制造方法，其特征在于，包括 在一基板上形成一底电极；形成一第一绝缘层，覆盖该底电极；在该第一底电极上方的该第一绝缘层上形成一通道层；在该通道层上形成一第二绝缘层，其中该第二绝缘层暴露出一部分的该通道层；以及在该通道层上方形成一导电图案，该导电图案包括一第一电极、一顶电极以及一第二电极，其中该第一电极与该第二电极与暴露出的该通道层电性连接。
9.根据权利要求8所述的主动元件的制造方法，其特征在于，在该通道层上方形成该导电图案时更包括同时形成一欧姆接触层。
10.根据权利要求9所述的主动元件的制造方法，其特征在于，在该通道层上方同时形成该欧姆接触层以及该导电图案的方法包括依序形成一欧姆接触材料以及一导电材料，其中该欧姆接触材料与暴露出的该通道层电性连接；以及同时图案化该导电材料以及该欧姆接触材料。
11.根据权利要求8所述的主动元件的制造方法，其特征在于，该欧姆接触层掺杂有N 型掺质或是P型掺质。
12.—种主动元件，其特征在于，包括一第一底电极以及一第二底电极，位于一基板上； 一第一绝缘层，覆盖该第一底电极以及该第二底电极；一第一通道层以及一第二通道层，分别位于该第一底电极以及该第二底电极上方的该第一绝缘层上；一第二绝缘层，位于该第一通道层以及该第二通道层上，且暴露出一部分的该第一通道层以及一部分的该第二通道层；一第一导电图案，位于该第一通道层上，其中该第一导电图案包括一第一电极、一第一顶电极以及一第二电极，其中该第一电极及该第二电极与暴露出的该第二通道层电性连接；以及一第二导电图案，位于该第二通道层上，其中该第二导电图案包括一第三电极、一第二顶电极以及一第四电极，其中该第三电极及该第四电极与暴露出的该第二通道层电性连接，且该第一电极与该第四电极电性连接。
13.根据权利要求12所述的主动元件，其特征在于，更包括一连接层，其中该第一电极与该连接层电性连接，且该第四电极与该连接层电性连接。
14.根据权利要求13所述的主动元件，其特征在于，该连接层是与该第一底电极以及该第二底电极属于同一膜层。
15.根据权利要求12所述的主动元件，其特征在于，更包括一第一欧姆接触层，位于该第一通道层上，其中该第一欧姆接触层与该第一导电图案具有相同的图案。
16.根据权利要求12所述的主动元件，其特征在于，更包括一第二欧姆接触层，位于该第二通道层上，其中该第二欧姆接触层与该第二导电图案具有相同的图案。
17.—种主动元件，其特征在于，包括 一底电极，位于一基板上；一第一绝缘层，覆盖该底电极；一通道层，位于该第一底电极上方的该第一绝缘层上；一第二绝缘层，位于该通道层上，其中该第二绝缘层暴露出一部分的该通道层；以及一导电图案，其包括一第一电极、一顶电极以及一第二电极，其中该第一电极及该第二电极与暴露出的该通道层电性连接。
18.根据权利要求17所述的主动元件，其特征在于，更包括一欧姆接触层，位于该通道层上，其中该欧姆接触层与该导电图案具有相同的图案。
全文摘要
本发明公开了一种主动元件及其制造方法。该主动元件的制造方法包括在一基板上形成一底电极；形成一第一绝缘层以覆盖底电极；在底电极上方的第一绝缘层上形成一通道层；在通道层上形成一第二绝缘层，其中第二绝缘层暴露出一部分的通道层；在通道层上方形成一导电图案，导电图案包括一第一电极、一顶电极以及一第二电极，其中第一电极与第二电极与暴露出的通道层电性连接。由于本发明的主动元件具有底电极以及顶电极，因此可使底电极与通道层之间以及在顶电极与通道层之间形成两道电子通道。因而，本发明的主动元件相较于传统主动元件具有高电流以及低漏电的功效。
文档编号H01L29/40GK102468339SQ20101060277
公开日2012年5月23日 申请日期2010年12月21日 优先权日2010年11月1日
发明者陈颖德 申请人:财团法人工业技术研究院