具有光敏元件的液晶顯示器件及其制造方法

專利名稱：具有光敏元件的液晶顯示器件及其制造方法
技術領域：
本發明涉及一種液晶顯示器件，尤其涉及一種包括具有提高的傳感效率的 光敏元件的液晶顯示器件，及其制造方法。
背景技術：
近年來根據各種移動電子器件，如移動電話，PDA和筆記本計算機的發 展，對具有薄外形和輕重量的平板顯示器件的需要增加。平板顯示器件的例子 包括液晶顯示器件(LCD)、場發射型顯示器件(FED)、和等離子體顯示面 板(PDP)。在平板顯示器件中，由于技術適于大量生產，驅動方法簡便以及 可實現高分辨率，所以液晶顯示器件受到較大的關注。
液晶顯示器件對應于透射型顯示器件，其通過折射率各向異性控制通過液 晶層的光透射率，由此在屏幕上顯示理想的圖像。為了在液晶顯示器件中顯示 理想的圖像，需要一種其光穿過液晶層的背光單元。因而，液晶顯示器件由液 晶顯示面板和設置在液晶顯示面板后側的背光單元組成。
背光單元給液晶面板發射恒定亮度的光。就是說，因為即使在相對明亮的 環境中，背光單元也發射恒定亮度的光，所以大致電力消耗增加。實際上，背 光單元使用了較大百分比的總電力，更詳細地說，其使用了用于驅動液晶顯示 器件的大約80%或更多的總電力。為了制造低電力消耗型的液晶顯示器件， 具有各種方法來降低背光單元的電力消耗。
降低背光單元電力消耗的各種方法中的一個是，提供一種包括光敏元件的 液晶顯示器件，光敏元件能傳感來自周圍的外部光亮度。
如圖1中所示，包括用于傳感來自周圍的外部光亮度的光敏元件的液晶顯
示器件100包括設置有上基板110、下基板120和夾在上下基板110和120之 間的液晶層130的液晶面板150;和設置在下基板120處給液晶面板150發射 光的背光單元200。液晶面板150定義有顯示圖像的顯示區域；其上不顯示圖 像的非顯示區域；和設置在顯示區域與非顯示區域之間用于阻擋光的黑色矩陣區域。
上基板IIO對應于彩色濾色片基板。此時，在上基板110的像素區域中形 成有R， G和B彩色濾色片lOl，在上基板110的黑矩陣區域中形成有黑矩陣 膜105。盡管沒有詳細示出，但黑矩陣膜105設置在像素的邊界(沒有示出) 中，由此阻止光泄漏。彩色濾色片101是包含染料或顏色的樹脂膜。此外，形 成涂層(沒有示出)來平化彩色濾色片101的表面。在涂層上，具有給液晶層 130施加電壓的公共電極103。
下基板120設置有彼此交叉從而限定像素的多個柵極和數據線125和 127。此外，在柵極和數據線125和127的每個交點處都設置有用于開關每個 像素的開關器件。例如，開關器件由包含柵極、半導體層、以及源極和漏極的 薄膜晶體管121形成。然后，在每個柵線125的一側設置有柵焊盤125a，在 每個數據線127的一側設置有數據焊盤127a，其中柵焊盤和數據焊盤125a和 127a給各個柵線和數據線125和127施加信號。每個像素都設置有像素電極 123，其中下基板120的像素電極123與上基板110的公共電極103面對。公 共電極103和像素電極123由適于透過背光單元200光的透明導電材料形成。
此外，在下基板120的黑矩陣區域中形成有光敏元件140，用于傳感外部 光的亮度并控制背光的亮度。為了將光敏元件140暴露于外部環境，部分移除 上基板110的黑矩陣中的相應部分。
如圖2中所示，裉據從上基板110的黑矩陣區域移除黑矩陣105的相應部 分，下基板120的光敏元件140暴露到外部。此時，當形成薄膜晶體管121 時同時形成光敏元件140。
圖3是圖解在依照現有技術的液晶顯示器件中的薄膜晶體管和光敏元件 的橫截面圖。
如圖3中所示，基板120包括具有p型離子植入區域的溝道的薄膜晶體管 區域(I);具有n型離子植入區域的溝道的薄膜晶體管區域(II);和光敏元 件區域(III)。參照圖3， p型半導體層163、 n型半導體層164、和n型及p型半導體層 165以固定間隔形成在包括緩沖層162的基板120上。然后，在p型半導體層 163、 n型半導體層164、和n型及p型半導體層165上形成柵絕緣膜166。此 外，在p型半導體層163和n型半導體層164之上的柵絕緣膜166上形成柵極 168。
此外，在柵極168上形成包括用于暴露半導體層的接觸孔的層間絕緣層 170。然后，在層間絕緣層170上形成源極和漏極172，其中源極和漏極172 通過暴露半導體層的接觸孔分別與p型半導體層163、 n型半導體層164、和n 型及p型半導體層165連接。
n型半導體層164如此形成，即其與源極和漏極172接觸的區域設置有n+ 型離子植入區域164a，其與柵絕緣膜166接觸的區域設置有非離子植入區域 164b，它們之間的區域設置有n—型LDD層164c。
p型半導體層163沒有形成額外的LDD層，其如此形成，即其與源極和 漏極172接觸的區域設置有p型離子植入區域163a，其與柵絕緣膜166接觸 的區域設置有非離子植入區域163b。
n型及p型半導體層165如此形成，即其與源極和漏極172接觸的區域設 置有p+型和n+型離子植入區域165a和165b，其與柵絕緣膜166接觸的區域設 置有離子植入區域165c。
根據形成LDD層的離子植入工序，代替使用光刻膠圖案掩模，通過使用 形成在柵絕緣膜上的柵極作為離子植入掩模形成n型半導體層164的n—型LDD 層164c。然而，在形成LDD層的離子植入工序時，柵極以及光刻膠圖案掩模 沒有形成在光敏元件區域(III)中。因而，在p+型離子植入區域165a與n+型 離子植入區域165b之間的離子植入區域165c中摻雜了 n型離子。
在光敏元件區域(III)的情形中，如果離子植入區域165c形成在p+型離 子植入區域165a與n+型離子植入區域165b之間，則很難根據外部光的強度檢 査光敏元件區域中的電流強度。
換句話說，如果外部光變強，則提高了流過源極和漏極，即p+型和n+型 離子植入區域165a和165b的電流強度。同時，如果外部光變弱，則降低了流 過源極和漏極的電流強度。因此，可根據外部光的強度檢查光敏元件區域中的 電流強度。
圖4A到4H是圖解根據現有技術的具有光敏元件的液晶顯示器件的制造 方法的截面圖。
參照圖4A到4H，下面將說明根據現有技術的具有光敏元件的液晶顯示 器件的制造方法。
首先，如圖4A所示，在基板120上形成緩沖層162。
然后，通過使用光刻膠圖案作為第一掩模在緩沖層162的第一薄膜晶體管 區域(I)、第二薄膜晶體管區域(II)和光敏元件區域(III)中分別形成半導 體層163、 164和165。
隨后，在包括半導體層163、 164和165的基板120上形成柵絕緣膜166。
然后，通過采用第二掩模工序在半導體層163和164的各中部上面的柵絕 緣膜166上分別形成柵極168。
如圖4B所示，通過光刻工序形成第一光刻膠圖案210，以暴露第一薄膜 晶體管區域(I)和光敏元件區域(III)的一些部分。由于通過使用第一光刻 膠圖案210作為離子植入掩模而植入p型離子，在第一薄膜晶體管區域(I) 的半導體層163和光敏元件區域(III)的半導體層165中分別形成p型離子植 入區域163a和165a。
第一薄膜晶體管區域(I)的p型離子植入區域163a變為p型薄膜晶體管 的源極和漏極。而且，光敏元件區域的p型離子植入區域165a變為源極或漏 極。然后，通過剝離工序移除限定p型離子植入區域的第一光刻膠圖案210。
如圖4C所示，第二光刻膠圖案214形成在包括p型離子植入區域163a 和165a的基板120上，并隨后通過光刻工序被構圖，以暴露第二薄膜晶體管 區域(II)和光敏元件區域(III)的一些部分。然后，在使用第二光刻膠圖案 214作為離子植入掩模的狀態下植入高摻雜n+型離子，因而在第二薄膜晶體管 (II)的半導體層164和光敏元件區域(III)的半導體層165中分別形成n+型 離子植入區域164a和165b。
第二薄膜晶體管區域(II)的n+型離子植入區域164a變為n型薄膜晶體 管的源區和漏區。而且，光敏元件區域(III)的n+型離子植入區域165b變為 源區或漏區。然后，通過剝離工序移除第二光刻膠圖案214。
如圖4D所示，第三光刻膠圖案215形成在基板120上，并且隨后通過光 刻工序被構圖，以暴露第二薄膜晶體管區域(II)。
如圖4E所示，輕摻雜n—型離子植入到基板120的整個表面中，從而在第 二薄膜晶體管區域(n)的半導體層164中形成LDD層164c。當形成LDD層 164c時，第三光刻膠圖案215被用作離子植入掩模。特別地，當形成n+型離 子植入區域164a時，輕摻雜n—型離子比高摻雜n+型離子更經常地被使用。
同時，n—型離子被輕摻雜到基板120的整個表面上。實際上，僅在沒有植 入離子的半導體層中形成摻雜層。即，摻雜層不形成在提供有植入到其中的 n+型離子的n+型離子植入區域164a中。
如圖4F所示，通過剝離工序移除第三光刻膠圖案215。
如圖4G所示，鈍化膜170被形成并隨后被構圖以形成接觸孔171。此時， 接觸孔171暴露分別在第一薄膜晶體管區域(I)、第二薄膜晶體管區域(II) 和光敏元件區域(III)中的源區和漏區163a、 164a、 165a和165b的半導體層。
如圖4H所示，金屬膜沉積在包括接觸孔171的基板120的整個表面上， 并隨后被構圖以形成與源區和漏區163a、 164a、 165a和165b接觸的源極和漏 極172，從而完成工序。
然而，現有技術的光敏元件區域不能根據外部光的強度檢査電流強度，因 為形成在p+型離子植入區域165a與n+型離子植入區域165b之間的n—型離子 植入區域165c影響了流過p+型和n+型離子植入區域的電流強度，從而光敏元 件區域的傳感效率降低。就是說，如圖5中所示，現有技術的光敏元件區域具 有漏極電流相對于漏極-源極電壓Vds的非線性特性，由此很難根據外部光的 強度精確檢查電流差。

發明內容
因此，本發明涉及一種具有光敏元件的液晶顯示器件及其制造方法，其基 本上避免了由于現有技術的限制和缺點所造成的一個或多個問題。
本發明的一個方面是提供一種包括具有提高的傳感效率的光敏元件的液 晶顯示器件，及其制造方法。
本發明其他的優點、目的和特征一部分在下面的描述中列出了， 一部分根 據下面的解釋對于本領域普通技術人員來說將變得顯而易見，或者通過實踐本 發明而理解到。通過在所寫說明書及其權利要求以及附圖中特別指出的結構可 實現和獲得本發明的目的和其他優點。
為了獲得這些目的和其他優點并依照本發明的目的，如這里具體化和廣泛 描述的， 一種具有光敏元件的液晶顯示器件，包括液晶面板，包括在其間具有 液晶層而彼此粘接的第一和第二基板、和形成在第二基板上的用于傳感來自環 境的外部光的光敏元件，其中光敏元件包括半導體層，其形成在第二基板上并 設置有n+型離子植入區域、非離子植入區域和輕摻雜區域；絕緣膜，形成在第 二基板上，用于覆蓋半導體層；鈍化膜，形成在第二基板上，用于覆蓋絕緣膜; 第一接觸孔，其穿過絕緣膜和鈍化膜，從而暴露半導體層的源極和漏極區域； 源極和漏極，通過第一接觸孔與半導體層的源極和漏極區域連接；離子植入阻 止膜，其形成在絕緣膜上并與非離子植入區域交迭；和第二接觸孔，其穿過非 離子植入區域之上的鈍化膜和離子植入阻止膜，從而給非離子植入區域提供外 部光。
在另一個方面中， 一種具有光敏元件的液晶顯示器件，包括液晶面板，包 括在其間具有液晶層而彼此粘接的第一和第二基板、和形成在第二基板上的用 于傳感來自環境的外部光的光敏元件，其中光敏元件包括半導體層，其形成在 第二基板上并設置有n+型離子植入區域、非離子植入區域和輕摻雜區域；絕緣 膜，形成在第二基板上，用于覆蓋半導體層；第一和第二輔助圖案，其形成在 靠近半導體層的絕緣膜上；鈍化膜，形成在第二基板上，用于覆蓋第一和第二 輔助圖案以及絕緣膜；第一接觸孔，其穿過絕緣膜和鈍化膜，從而暴露半導體 層的源極和漏極區域；源極和漏極，其通過第一接觸孔與半導體層的源極和漏 極區域連接并與第一和第二輔助圖案交迭；第一和第二輔助電容，其形成在分 別在源極和漏極與第一和第二輔助圖案之間交迭的部分中；離子植入阻止膜， 其形成在絕緣膜上并與非離子植入區域交迭；和第二接觸孔，其穿過非離子植 入區域之上的鈍化膜以及源極和漏極，并通過移除離子植入阻止膜的一些部分 或整個部分而形成，從而給非離子植入區域提供外部光。
此時，在形成第二接觸孔的工序時移除離子植入阻止膜的中部。 此外，當形成第二接觸孔時，部分地移除離子植入阻止膜，從而離子植入 阻止膜僅保留在對應于n+型離子植入區域的第二接觸孔的一個下邊緣處。 此外，離子植入阻止膜以及源極和漏極由相同的材料形成。 在另一個方面中， 一種具有光敏元件的液晶顯示器件的制造方法，包括制 備包含彩色濾色片層的第一基板；制備包含薄膜晶體管和光敏元件區域的第二
基板；和在第一和第二基板之間形成液晶層，其中制備第二基板包括在第二基 板上形成緩沖層；在薄膜晶體管和光敏元件區域的緩沖層上形成半導體層；在 第二基板上形成覆蓋半導體層的絕緣膜；在薄膜晶體管區域的絕緣膜上形成與 半導體層交迭的柵極，在光敏元件區域的絕緣膜上形成離子植入阻止膜；通過 使用柵極和離子植入阻止膜，同時在薄膜晶體管的半導體層中形成n+型和p 型離子植入區域中的至少一個，在光敏元件區域的半導體層中形成n+型和p 型離子植入區域中的至少一個、非離子植入區域和輕摻雜區域；在第二基板的 整個表面上形成鈍化膜；形成暴露薄膜晶體管區域的半導體層的源極和漏極區 域以及光敏元件區域的半導體層的源極和漏極區域的第一接觸孔，并通過暴露 離子植入阻止膜或移除離子植入阻止膜的一些部分或整個部分，形成穿過光敏 元件區域的非離子植入區域之上的鈍化膜的第二接觸孔；和在包含第一和第二 接觸孔的第二基板上形成金屬膜，同時構圖通過第一接觸孔與薄膜晶體管的半 導體層連接的源極和漏極、和通過第一接觸孔與光敏元件區域的半導體層連接 的源極和漏極。
此外，該方法進一步包括形成第一和第二輔助圖案，該第一和第二輔助圖
案形成在靠近光敏元件區域的半導體層的絕緣膜上并與源極和漏極交迭。
此時，在形成第二接觸孔的工序時完全移除離子植入阻止膜。
此外，在形成第二接觸孔的工序時暴露離子植入阻止膜，并在構圖源極和
漏極的工序時完全移除離子植入阻止膜。
此外，在形成第二接觸孔的工序時移除離子植入阻止膜的中部。
此外，當形成第二接觸孔時，部分地移除離子植入阻止膜，從而離子植入
阻止膜僅保留在對應于n+型離子植入區域的第二接觸孔的一個下邊緣處。
此外，離子植入阻止膜以及源極和漏極由相同的材料形成。 應當理解，本發明前面一般性的描述和下面的詳細描述都是示意性的和說
明性的，意在提供如權利要求所述的本發明進一步的解釋。


給本發明提供進一步的理解并結合組成該說明書一部分的附解了本 發明的實施方案，并與說明書一起用于解釋本發明的原理。其中
圖1是圖解依照現有技術的具有光敏元件的液晶顯示器件的分解透視圖2是圖解圖1的液晶面板的面板視圖3是圖解依照現有技術的液晶面板中的光敏元件和薄膜晶體管的橫截 面圖4A到4H是圖解根據現有技術的具有光敏元件的液晶顯示器件的制造 方法的截面圖5是圖解依照現有技術的光敏元件中的電流-電壓特性的曲線；
圖6是圖解在依照本發明第一個實施方案的具有光敏元件的液晶顯示器 件中的光敏元件區域和薄膜晶體管區域的橫截面圖7A到7F是圖解依照本發明第一個實施方案的具有光敏元件的液晶顯 示器件的制造方法的橫截面圖8是圖解依照本發明的光敏元件中的電流-電壓特性的曲線；
圖9A到9C是圖解依照本發明第二個實施方案的具有光敏元件的液晶顯 示器件的制造方法的橫截面圖IOA和10B是圖解依照本發明第三個實施方案的具有光敏元件的液晶 顯示器件的制造方法的橫截面圖IIA和IIB是圖解依照本發明第四個實施方案的具有光敏元件的液晶 顯示器件的制造方法的橫截面圖12是圖解在依照本發明第五個實施方案的具有光敏元件的液晶顯示器 件中的光敏元件和薄膜晶體管區域的橫截面圖13A到13F是圖解依照本發明第五個實施方案的具有光敏元件的液晶 顯示器件的制造方法的橫截面圖14A到14C是圖解依照本發明第六個實施方案的具有光敏元件的液晶 顯示器件的制造方法的橫截面圖15A和15B是圖解依照本發明第七個實施方案的具有光敏元件的液晶
顯示器件的制造方法的橫截面圖；和
圖16A和16B是圖解依照本發明第八個實施方案的具有光敏元件的液晶
顯示器件的制造方法的橫截面圖。
具體實施例方式
現在將作為參考詳細描述本發明的優選實施方案，在附圖中圖解了其實施
例。無論何時，在整個附圖中使用的相同參考數字都指代相同或相似的部件。 之后，將按照附圖描述依照本發明的具有光敏元件的液晶顯示器件。 圖6是圖解在依照本發明第一個實施方案的具有光敏元件的液晶顯示器
件中的光敏元件區域和薄膜晶體管區域的橫截面圖。
如圖6中所示，基板300限定有具有由p型離子植入區域形成的溝道的第 一薄膜晶體管區域(I);具有由n型離子植入區域形成的溝道的第二薄膜晶
體管區域(II);和光敏元件區域(III)。
第一薄膜晶體管區域(I)包括在緩沖層302上設置有兩個p型離子植入 區域312a、和形成在兩個p型離子植入區域312a之間的非離子植入區域的p 型半導體層；形成在包含p型半導體層的基板300上的柵絕緣膜306;形成在 非離子植入區域之上的柵絕緣膜306上的柵極308a;在包含柵極308a的基板 300整個表面上的鈍化膜320;和通過第一接觸孔322a與p型離子植入區域 312a連接的源極和漏極324。
圖6公開了第一薄膜晶體管區域(I)僅設置有p型離子植入區域。然而， 在第一薄膜晶體管(I)中可具有n型離子植入區域。
第二薄膜晶體管區域(II)包括在緩沖層302上設置有兩個n型離子植入 區域316a、形成在兩個n型離子植入區域361a之間的非離子植入區域、和形 成在n型離子植入區域361a與非離子植入區域之間的LDD區域318a的n型 半導體層；形成在包含n型半導體層的基板300上的柵絕緣膜306;形成在非 離子植入區域之上的柵絕緣膜306上的柵極308b;在包含柵極308b的基板300 整個表面上形成的鈍化膜320;和通過第一接觸孔322a與n型離子植入區域 316a連接的源極和漏極324。
圖6公開了第二薄膜晶體管區域(II)僅設置有n型離子植入區域。然而， 在第二薄膜晶體管(II)中可具有p型離子植入區域。
光敏元件區域(III)包括在緩沖層302上設置有p型和n型離子植入區域 312b和316b、形成在p型和n型離子植入區域312b和316b之間的非離子植 入區域、和形成在n型離子植入區域316b與非離子植入區域319之間的LDD 區域318b的半導體層；形成在包含半導體層的基板300上的柵絕緣膜306; 形成在柵絕緣膜306上的鈍化膜320;通過移除非離子植入區域319上的鈍化 膜320而形成的第二接觸孔322b;和通過第二接觸孔322b與p型和n型離子
植入區域312b和316b連接的源極和漏極324。
圖6公開了光敏元件區域(III)設置有具有不同類型的n型和p型區域。 然而，光敏元件區域(III)可設置有相同類型的離子植入區域。
根據在光敏元件區域(III)中形成非離子植入區域319，可根據來自環境 的外部光強度檢查光敏元件中的電流強度。
以與現有技術相同的方式，光敏元件區域(III)形成在與黑矩陣交迭的區 域中。此外，光敏元件區域(III)可形成在液晶面板的顯示區域中、或者靠近 顯示區域的非顯示區域中。在該情形中，優選在光敏元件區域下面設置遮光層 (沒有示出)，由此阻止背光單元發射的光傳輸到光敏元件。
圖7A到7F是圖解依照本發明第一個實施方案的具有光敏元件的液晶顯 示器件的制造方法的橫截面圖。
參照圖7A到7F，在下面將解釋具有光敏元件的液晶顯示器件的制造方法。
首先，如圖7A中所示，在基板300上形成緩沖層302。緩沖層302 —般 由無機絕緣膜，例如氮化硅SiNx或氧化硅SiOx形成。
然后，在緩沖層302的第一薄膜晶體管區域(I)、第二薄膜晶體管區域 (II)和光敏元件區域(III)中分別形成半導體層304a， 304b和304c。
更詳細地說，通過PECVD或濺射在包含緩沖層302的基板300整個表面 上沉積非晶硅層。隨后，進行脫氫處理，即大約40(TC的加熱處理，從而阻止 下面結晶工序中的效率由于混在非晶硅層中的氫而降低。通過該脫氫工序，從 非晶硅層移除氫。通過激光將移除氫的非晶硅層結晶，由此形成多晶硅。之后， 在多晶硅膜上形成光刻膠圖案，然后通過光刻將其構圖，由此形成半導體層。 然后，通過使用光刻膠圖案作為蝕刻掩模將多晶硅膜蝕刻，由此在第一薄膜晶 體管區域(I)、第二薄膜晶體管區域(II)和光敏元件區域(III)中分別形成 半導體層304a， 304b和304c。
隨后，在包含半導體層304a， 304b和304c的基板300上形成柵絕緣膜 306。柵絕緣膜306由無機絕緣材料，如Si02形成。
然后，在半導體層304a， 304b和304c的各個中部之上的柵絕緣膜306上 分別形成柵極308a和308b以及離子植入阻止膜308c。
為了形成柵極308a和308b以及離子植入阻止膜308c，在柵絕緣膜306
上形成鋁A1，銅Cu，鉬Mo，鈦Ti，鉻Cr，鉭Ta，鋁合金Al合金，銅合金 Cu合金，鉬合金Mo合金，基于鎢的金屬W中的任何一個，然后通過光刻將 其構圖。
如圖7B中所示，通過光刻形成第一光刻膠圖案310，從而暴露第一薄膜 晶體管區域(I)和光敏元件區域(III)的一些部分。根據使用第一光刻膠圖 案310作為離子植入掩模植入p型離子，在第一薄膜晶體管區域(I)的半導 體層304a和光敏元件區域(III)的半導體層304c中分別形成p型離子植入區 域312a和312b。
第一薄膜晶體管區域(I)的p型離子植入區域312a變為p型薄膜晶體管 的源極和漏極區域。此外，光敏元件區域的p型離子植入區域312b變為源極 或漏極區域。然后，通過剝離移除用于確定p型離子植入區域的第一光刻膠圖 案310。
如圖7C中所示，在包含p型離子植入區域312a和312b的基板300上形 成第二光刻膠圖案314，然后通過光刻將其構圖，從而暴露第二薄膜晶體管區 域(II)和光敏元件區域(III)的一些部分。然后，在使用第二光刻膠圖案314 作為離子植入掩模的情形中，植入高摻雜的n+型離子，由此在第二薄膜晶體管 區域(II)的半導體層304b和光敏元件區域(III)的半導體層304c中分別形 成n+型離子植入區域316a和316b。
第二薄膜晶體管區域(II)的n+型離子植入區域316a變為n型薄膜晶體 管的源極和漏極區域。此外，光敏元件區域(III)的n+型離子植入區域316b 變為源極或漏極區域。接著，通過剝離移除第二光刻膠圖案314。
如圖7D中所示，將輕摻雜的n—型離子植入進基板300的整個表面中，由 此在第二薄膜晶體管區域(II)的半導體層304b和光敏元件區域(III)的半 導體層304c中形成各個LDD層318a和318b。
當形成LDD層318a和318b時，使用柵極308b和離子植入阻止膜308c 作為離子植入掩模。尤其是，當形成n+型離子植入區域316a和316b時， 一般 輕摻雜n—型離子比高摻雜n+型離子更常用。
同時，在基板300整個表面上輕摻雜n—型離子。實際上，僅在沒有植入 離子的半導體層中形成摻雜區域。就是說，在植入有p型離子的p+型離子植入 區域312a和312b、以及植入有n+型離子的n+型離子植入區域316a和316b中
不形成摻雜層。
當植入離子從而在光敏元件區域(III)中形成LDD層318b時，由于離子 植入阻止膜308c，所以在半導體層304c中形成非離子植入區域319。
在光敏元件區域(III)中形成非離子植入區域319時，與現有技術相比， 可提高光敏元件區域(III)中的光傳感效率。就是說，具有離子植入區域的現 有技術的光敏元件在基于光強度的電流之間提供了不明確的差值。同時，依照 本發明的具有非離子植入區域319的光敏元件可在基于光強度的電流之間提 供明確的差值。
之后，形成鈍化膜320，然后將其構圖，從而同時形成第一和第二接觸孔 322a和322b,如圖7E中所示。此時，第一接觸孔322a暴露各個第一薄膜晶 體管區域(I)和第二薄膜晶體管區域(II)中的源極和漏極區域312a和316a 的半導體層。此外，第二接觸孔322b暴露光敏元件區域中的源極和漏極區域 312b和316b的半導體層。當一起形成第二接觸孔322b時，通過蝕刻劑移除 光敏元件區域(III)的離子植入阻止膜308c，從而移除鈍化膜320和柵極材 料。此時，第二接觸孔322b形成在用于將電路區域(沒有示出)的柵極與源 極和漏極電性連接的部分中。然而，因為電路區域中包含的接觸孔(沒有示出) 在尺寸上比光敏元件區域(III)包含的第二接觸孔322b小，所以當形成第二 接觸孔時，沒有移除電路區域中包含的柵極(沒有示出)。
參照圖7F，在包含第一和第二接觸孔322a和322b的基板300整個表面 上沉積金屬膜，然后將其構圖，從而形成與源極和漏極區域312a， 316a， 312b 和316b接觸的源極和漏極324，由此完成該工序。
在依照本發明第一個實施方案的光敏元件中，流過光敏元件的p型和n+ 型離子植入區域的電流強度隨著外部光的強度增加而變強。此外，隨著外部光 的強度降低，流過源極和漏極的電流強度變弱，如圖8中所示。結果，光敏元 件的電流強度顯示了根據外部光強度的線性特性，由此提高了光傳感效率。
在本發明的第一個實施方案中，在形成接觸孔的工序時移除離子植入阻止 膜308c。下面公開了一種依照本發明第二個實施方案的具有光敏元件的液晶 顯示器件的制造方法，其中在形成源極和漏極的工序時移除離子植入阻止膜 308c。
圖9A到9C是圖解依照本發明第二個實施方案的具有光敏元件的液晶顯
示器件的制造方法的橫截面圖。
首先，通過根據本發明第一個實施方案的圖7A和7D中所述的步驟形成
LDD層318a和318b。
隨后，如圖9A中所示，在包含LDD層318a和318b的基板300整個表 面上形成鈍化膜320，然后將其構圖，由此同時形成第一和第二接觸孔322a 和322c。此時，第一接觸孔322a暴露各個第一和第二薄膜晶體管區域(I)和 (II)中的源極和漏極區域312a和316a的半導體層。此外，第二接觸孔322c 暴露光敏元件區域(III)的離子植入阻止膜308c。
如圖9B中所示，在包含第一和第二接觸孔322a和322c的基板300整個 表面上形成金屬膜324。然后，在金屬膜324上形成用于源極和漏極的光刻膠 圖案340。此時，金屬膜優選由與柵極相同的材料形成。
如圖9C所示，通過使用用于源極和漏極的光刻膠圖案340作為掩模將金 屬膜324構圖，由此形成與各個區域(I) ， (II)和(III)中的源極和漏極區 域312a， 316a， 312b和316b接觸的源極和漏極324。此時，金屬膜324和離 子植入阻止膜308c在光敏元件區域(III)中同時被構圖，由此形成第二接觸 孔322c。
依照本發明第二個實施方案的光敏元件具有與依照本發明第一個實施方 案的光敏元件相同的效率。
本發明的第一和第二優選實施方案公開了完全移除離子植入阻止膜308c。 下面公開了一種依照本發明第三個實施方案的具有光敏元件的液晶顯示器件 的制造方法，其中僅移除離子植入阻止膜308c的中部。
圖10A和10B是圖解依照本發明第三個實施方案的具有光敏元件的液晶 顯示器件的制造方法的橫截面圖。
首先通過解釋本發明第一個實施方案的圖7A到7D的步驟形成LDD層 318a和318b。
隨后，如圖10A中所示，在包含LDD層318a和318b的基板300整個表 面上形成鈍化膜320，然后將其構圖，由此同時形成第一和第二接觸孔322a 和322d。此時，第一接觸孔322a暴露各個第一和第二薄膜晶體管區域(I)和 (II)中的源極和漏極區域312a和316a的半導體層。此外，通過僅移除光敏 元件區域(III)中的離子植入阻止膜308c的中部形成第二接觸孔322d。此時，離子植入阻止膜308c保留在第二接觸孔322d的下邊緣，由此阻止位于第二接 觸孔322d下面的半導體層損壞。
換句話說，如果完全移除離子植入阻止膜，如本發明第一和第二實施方案 中所示的，在形成接觸孔的工序時蝕刻柵絕緣膜，位于第二接觸孔322下面的 半導體層會損壞。然而，在依照本發明第三個實施方案的光敏元件的情形中， 離子植入阻止膜308c保留在第二接觸孔322d的兩個下邊緣處，由此可阻止位 于第二接觸孔322d下面的半導體層損壞。
然后，在包含第一和第二接觸孔322a和322d的基板300上形成金屬膜， 然后將其構圖，由此在各個區域(I) ， (II)和(III)中形成與源極和漏極區 域312a， 316a， 312b和316b接觸的源極和漏極324，如圖10B中所示，由此 完成該工序。
依照本發明第三個實施方案的光敏元件具有與本發明第一個實施方案的 光敏元件相同的效果。
圖IIA和IIB是圖解依照本發明第四個實施方案的具有光敏元件的液晶 顯示器件的制造方法的橫截面圖。
除了離子植入阻止膜308c的工序之外，本發明第四個實施方案的制造工 序與本發明第一個實施方案的制造工序相同。
本發明第三個實施方案公開了當形成第二接觸孔322d時僅移除離子植入 阻止膜308c的中部。在參照圖IIA的本發明的第四個實施方案的情形中，將 鈍化膜320和離子植入阻止膜308c構圖，從而使離子植入阻止膜308c保留在 對應于光敏元件區域(III)中n+型離子植入區域316b的第二接觸孔322d的一 個下邊緣處。
然后，在包含第一和第二接觸孔322a和322d的基板300上形成金屬膜， 然后將其構圖，由此在各個區域(I) ， (II)和(III)中形成與源極和漏極區 域312a, 316a， 312b和316b接觸的源極和漏極324，如圖11B中所示，由此 完成該工序。
前述優選的實施方案公開了設置有p型和n型離子植入區域的光敏元件。 然而，可變為僅設置有n型離子植入區域的光敏元件，或者僅設置有p型離子 植入區域的光敏元件。
在本發明的前述實施方案的情形中，在第一薄膜晶體管區域中僅形成p
型離子植入區域。然而，在本發明前述實施方案的第一薄膜晶體管區域中可形
成n型離子植入區域。此外，第二薄膜晶體管區域僅設置有n型離子植入區域。
然而，第二薄膜晶體管區域可設置有p型離子植入區域。
圖12是圖解在依照本發明第五個實施方案的具有光敏元件的液晶顯示器 件中的光敏元件和薄膜晶體管區域的橫截面圖。
除了依照本發明第五個實施方案的光敏元件具有浮動柵極結構之外，依照 本發明第五個實施方案的光敏元件與依照本發明第一個實施方案的光敏元件 結構相同。
詳細地說，依照本發明第五個實施方案的光敏元件設置有第一和第二輔助 圖案309a和309b，第一和第二輔助圖案形成在柵絕緣膜306上并與光敏元件 區域(III)的源極和漏極324交迭。此時，第一和第二輔助圖案309a和309b 形成第一和第二輔助電容Cgs和Cgd。
第一和第二輔助圖案309a和309b與源極和漏極324交迭，并在它們之間 夾有鈍化膜320，由此形成第一和第二輔助電容Cgs和Cgd。因而，第一和第 二輔助圖案309a和309b阻止了充在柵極中的電壓由于源極和柵極之間的寄生 電容以及漏極和柵極之間的寄生電容而發生變化。此時，第一和第二輔助電容 Cgs和Cgd的電容比寄生電容大。
依照本發明第五個實施方案的液晶顯示器件設置有具有浮動柵極結構的 光敏元件，還設置有用于阻止柵極中的電壓發生變化的第一和第二輔助電容 Cgs和Cgd，由此提高了光敏元件的傳感效率。
此外，依照本發明第五個實施方案的包含光敏元件的液晶顯示器件公開了 非離子植入區域319形成在光敏元件區域(III)的半導體層中，從而可提高光 敏元件的傳感效率。
圖13A到13F是圖解依照本發明第五個實施方案的具有光敏元件的液晶 顯示器件的制造方法的橫截面圖。
將參照圖13A到13F解釋依照本發明第五個實施方案的具有光敏元件的 液晶顯示器件的制造方法。
首先，如圖13A中所示，在基板300上形成緩沖層302。緩沖層302 —般 由無機絕緣膜，例如氮化硅SiNx或氧化硅SiOx形成。然后，在緩沖層302的 第一薄膜晶體管區域(I)，第二薄膜晶體管區域(II)和光敏元件區域(III)
中分別形成半導體層304a， 304b和304c。
之后，在包含半導體層304a， 304b和304c的基板300上形成柵絕緣膜 306。柵絕緣膜306由無機絕緣材料，如Si02形成。
然后，在半導體層304a， 304b和304c的中部之上的柵絕緣膜306上分別 形成柵極308a和308b以及離子植入阻止膜308c。同時，在靠近光敏元件區 域(III)的半導體層的柵絕緣膜306上形成第一和第二輔助圖案309a和309b。
為了形成柵極308a和308b、離子植入阻止膜308c、和第一和第二輔助圖 案309a和309b，在柵絕緣膜306上形成鋁Al，銅Cu，鉬Mo，鈦Ti，鉻Cr， 鉭Ta，鋁合金A1合金，銅合金Cu合金，鉬合金Mo合金，基于鎢的金屬W 中的任何一個，然后通過光刻將其構圖。
參照圖13B到13F，在第一薄膜晶體管區域(I)的半導體層304a和光敏 元件區域(III)的半導體層304c中分別形成p型離子植入區域312a和312b。 之后，在第二薄膜晶體管區域(II)的半導體層304b和光敏元件區域(III) 的半導體層304c中分別形成n+型離子植入區域316a和316b。然后，按照順 序形成LDD層318a和318b、第一和第二接觸孔322a和322b、以及源極和漏 極324。圖13B到13F的每個工序的解釋與圖7B到7F的每個工序的解釋相 同，由此將通過圖7B到7F的每個工序的解釋組成圖13B到13F的每個工序 的詳細解釋。
如圖13F中所示，光敏元件區域(III)中的源極和漏極324與第一和第二 輔助圖案309a和309b交迭。
依照本發明第五個實施方案的包含光敏元件的液晶顯示器件的制造方法 通過使用第一和第二輔助電容Cgs和Cgd阻止了充在柵極中的電壓的變化， 還通過使用離子植入阻止膜308c在光敏元件區域(III)的半導體層中形成非 離子植入區域319而提高了光敏元件的傳感效率。
圖14A到14C是圖解依照本發明第六個實施方案的具有光敏元件的液晶 顯示器件的制造方法的橫截面圖。
通過組合圖13A到13D與圖9A到9C形成依照本發明第六個實施方案的 包含光敏元件的液晶顯示器件，由此通過依照本發明第二和第五個實施方案的 液晶顯示器件的解釋組成依照本發明第六個實施方案的液晶顯示器件的解釋。
圖15A和15B是圖解依照本發明第七個實施方案的具有光敏元件的液晶
顯示器件的制造方法的橫截面圖。
通過組合圖13A到13D與圖IOA和IOB組成依照本發明第七個實施方案 的包含光敏元件的液晶顯示器件，由此通過依照本發明第三和第五個實施方案 的液晶顯示器件的解釋組成依照本發明第七個實施方案的液晶顯示器件的解 釋。
圖16A和16B是圖解依照本發明第八個實施方案的具有光敏元件的液晶 顯示器件的制造方法的橫截面圖。
通過組合圖13A到13D與圖IIA和IIB組成依照本發明第八個實施方案 的包含光敏元件的液晶顯示器件，由此通過依照本發明第四和第五個實施方案 的液晶顯示器件的解釋組成依照本發明第八個實施方案的液晶顯示器件的解 釋。
如上所述，依照本發明優選實施方案的具有光敏元件的液晶顯示器件及其 制造方法具有下面的優點。
在依照本發明優選實施方案的具有光敏元件的液晶顯示器件中，在形成薄 膜晶體管的柵極的工序時在光敏元件區域中形成離子植入阻止膜，并通過使用 離子植入阻止膜在光敏元件的半導體層中形成沒有植入離子的非離子植入區 域，由此提高了光敏元件的傳感效率。
此外，第一和第二輔助電容可阻止充在光敏元件浮動電極中的電壓的變 化，離子植入阻止膜可允許在光敏元件區域的半導體層中形成非離子植入區 域，由此提高了光敏元件的傳感效率。
在不脫離本發明精神或范圍的情況下，本發明可以做各種修改和變化，這 對于本領域熟練技術人員來說是顯而易見的。因而本發明意在覆蓋落入所附權 利要求及其等價物范圍內的本發明的修改和變化。
權利要求
1.一種具有光敏元件的液晶顯示器件，包括液晶面板，包括在其間具有液晶層而彼此粘接的第一和第二基板、和形成在第二基板上的用于傳感來自環境的外部光的光敏元件，其中光敏元件包括形成在第二基板i的緩沖層；通過使用第一掩模工序形成在緩沖層上的半導體層；形成在第二基板上用于覆蓋半導體層的絕緣膜；通過使用第二掩模工序形成在絕緣膜上的柵極和離子植入阻止膜；通過使用第三和第四掩模工序形成在半導體層中的n+型和p型離子植入區域的至少一個；形成在半導體層中的非離子植入區域和輕摻雜區域；形成在第二基板的整個表面上的鈍化膜；通過使用第五掩模工序形成的用于暴露半導體層的源區和漏區的第一接觸孔和用于暴露離子植入阻止膜的第二接觸孔；以及通過使用第六掩模工序形成的與半導體層中的n+型和p型離子植入區域的至少一個連接的源極和漏極。
2. 根據權利要求1所述的器件，其特征在于，所述光敏元件還包括 形成在靠近半導體層的絕緣膜上的第一和第二輔助圖案；以及 形成在分別在源極和漏極與第一和第二輔助圖案之間交迭的部分中的第一和第二輔助電容。
3. 根據權利要求1或2所述的器件，其特征在于，通過第五掩模工序形 成第二接觸孔以用于進一步暴露絕緣膜。
4. 根據權利要求1或2所述的器件，其特征在于，在形成第二接觸孔的工序時移除離子植入阻止膜的中部。
5. 根據權利要求1或2所述的器件，其特征在于，當形成第二接觸孔時， 部分地移除離子植入阻止膜，從而離子植入阻止膜僅保留在對應于n+型離子植 入區域的第二接觸孔的一個下邊緣處。
6. 根據權利要求1或2所述的器件，其特征在于，離子植入阻止膜和柵 極由相同的材料形成。
7. —種具有光敏元件的液晶顯示器件的制造方法，包括 制備包含彩色濾色片層的第一基板；制備包含薄膜晶體管和光敏元件區域的第二基板；禾口 在第一和第二基板之間形成液晶層， 其中制備第二基板包括 在第二基板上形成緩沖層；通過使用第一掩模工序在薄膜晶體管和光敏元件區域的緩沖層上形成半導體層；在第二基板上形成覆蓋半導體層的絕緣膜；通過使用第二掩模工序在薄膜晶體管區域的絕緣膜上形成與半導體層交 迭的柵極，在光敏元件區域的絕緣膜上形成離子植入阻止膜；通過使用第三掩模工序在薄膜晶體管的半導體層中形成n+型和p型離子 植入區域中的至少一個，通過使用第四掩模工序在光敏元件區域的半導體層中 形成n+型和p型離子植入區域中的至少一個和非離子植入區域，通過使用柵極 和離子植入阻止膜形成輕摻雜區域； 在第二基板的整個表面上形成鈍化膜；通過使用第五掩模工序形成暴露薄膜晶體管區域的半導體層的源極和漏 極區域以及光敏元件區域的半導體層的源極和漏極區域的第一接觸孔，并通過 暴露離子植入阻止膜或移除離子植入阻止膜的一些部分或整個部分，形成穿過 光敏元件區域的非離子植入區域之上的鈍化膜的第二接觸孔；和在包含第一和第二接觸孔的第二基板上形成金屬膜，同時通過使用第六掩 模工序構圖通過第一接觸孔與薄膜晶體管的半導體層連接的源極和漏極、和通 過第一接觸孔與光敏元件區域的半導體層連接的源極和漏極。
8. 根據權利要求7所述的方法，其特征在于，進一步包括 通過使用第二掩模工序形成第一和第二輔助圖案，該第一和第二輔助圖案形成在靠近光敏元件區域的半導體層的絕緣膜上并與源極和漏極交迭。
9. 根據權利要求7或8所述的方法，其特征在于，在形成第二接觸孔的 工序時完全移除離子植入阻止膜。
10. 根據權利要求7或8所述的方法，其特征在于，在形成第二接觸孔的工序時暴露離子植入阻止膜，并在構圖源極和漏極的工序時完全移除離子植入 阻止膜。
11. 根據權利要求7或8所述的方法，其特征在于，在形成第二接觸孔的 工序時移除離子植入阻止膜的中部。
12. 根據權利要求7或8所述的方法，其特征在于，當形成第二接觸孔時， 部分地移除離子植入阻止膜，從而離子植入阻止膜僅保留在對應于n+型離子植 入區域的第二接觸孔的一個下邊緣處。
13. 根據權利要求7或8所述的方法，其特征在于，離子植入阻止膜和柵 極由相同的材料形成。
全文摘要
本發明公開了一種具有光敏元件的液晶顯示器件及其制造方法，其中液晶顯示器件，包括液晶面板，包括在其間具有液晶層而彼此粘接的第一和第二基板、和形成在第二基板上的用于傳感來自環境的外部光的光敏元件，其中光敏元件包括半導體層，其形成在第二基板上并設置有n⁺型離子植入區域、非離子植入區域和輕摻雜區域；絕緣膜，形成在第二基板上，用于覆蓋半導體層；鈍化膜，形成在第二基板上，用于覆蓋絕緣膜；第一接觸孔，其穿過絕緣膜和鈍化膜，從而暴露半導體層的源極和漏極區域；源極和漏極，通過第一接觸孔與半導體層的源極和漏極區域連接；離子植入阻止膜，其形成在絕緣膜上并與非離子植入區域交迭；和第二接觸孔，其穿過非離子植入區域之上的鈍化膜和離子植入阻止膜，從而給非離子植入區域提供外部光。
文檔編號G02F1/133GK101206325SQ200710198798
公開日2008年6月25日 申請日期2007年12月19日 優先權日2006年12月22日
發明者李炅彥, 百明基, 黃漢郁 申請人:Lg.菲利浦Lcd株式會社