專利名稱：薄膜晶體管陣列基板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示(LCD)器件，尤其涉及一種薄膜晶體管(TFT)陣列基板及其制造方法，其能降低用于整個工序的曝光掩模數(shù)目，由此降低了工序時間和生產(chǎn)的單位成本。
背景技術(shù)：
在各種平板顯示器中，由于LCD器件的高對比度、較好灰度級、高質(zhì)量移動畫面圖像及低功耗，其已經(jīng)吸引了更大的關(guān)注。
為了驅(qū)動LCD器件，在LCD器件的基板上設(shè)置有驅(qū)動元件或線的各種圖案。一般地，通過光刻形成LCD器件的這些圖案。
光刻由下列復(fù)雜的步驟組成向基板的膜層涂覆對紫外線敏感的光致抗蝕劑；在基板上方設(shè)置曝光掩模之后對該基板執(zhí)行曝光和顯影；通過使用構(gòu)圖的光致抗蝕劑作為掩模蝕刻所述膜層；剝離所述光致抗蝕劑。
現(xiàn)有技術(shù)LCD器件的TFT陣列基板包括柵線層、柵絕緣層、半導(dǎo)體層、數(shù)據(jù)線層、鈍化層和像素電極。為了在TFT陣列基板上形成上述元件，通常需要五到七個掩模。隨著光刻所使用的掩模數(shù)量增加，誤差可能性也增加。
為了克服該問題，近年來積極地研究了低掩模技術(shù)，其通過使用最小數(shù)量的掩模和光刻來制造基板而提高生產(chǎn)率并獲得工序余量。
下面將參照附圖解釋制造現(xiàn)有技術(shù)TFT陣列基板的方法。
圖1A到1E是圖解現(xiàn)有技術(shù)TFT陣列基板的橫截面圖。
首先，如圖1A中所示，在基板11上沉積低阻金屬材料，并通過光刻對其進行處理，由此形成多條柵線(未示出)、柵極12a和柵焊盤22。在該情形中，低阻金屬材料對應(yīng)于銅(Cu)、鋁(Al)、鋁釹(AlNd)、鉬(Mo)、鉻(Cr)等。
按照如下方式執(zhí)行光刻。首先，在高溫下具有較好熱阻性的透明玻璃基板上沉積低阻金屬層，并且然后涂覆光致抗蝕劑。在基板的光致抗蝕劑上方設(shè)置具有圖案層的第一掩模之后，向基板選擇性地施加光。因而，在光致抗蝕劑上形成預(yù)定圖案，其中該預(yù)定圖案與第一掩模的圖案層相同。接下來，通過使用顯影劑移除光致抗蝕劑的預(yù)定部分，由此將光致抗蝕劑構(gòu)圖，其中光致抗蝕劑的預(yù)定部分被光照射。然后，選擇性地蝕刻由構(gòu)圖的光致抗蝕劑暴露的金屬層的預(yù)定部分，從而在金屬層中獲得理想的圖案。
接下來，如圖1B中所示，在高溫條件下，在包含柵極12a的基板的整個表面上沉積無機材料層，由此形成柵絕緣層13。在該情形中，無機材料由氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)形成。
然后，在柵絕緣層13上沉積無定形硅層，然后通過使用第二掩模的光刻將其構(gòu)圖。因此，在柵絕緣層13上形成島狀半導(dǎo)體層14，其中半導(dǎo)體層14與柵極12a交迭。
參照圖1C，在包含半導(dǎo)體層14的基板整個表面上沉積低阻金屬層。在該情形中，低阻金屬層由銅(Cu)、鋁(Al)、鋁釹(AlNd)、鉬(Mo)或者鉻(Cr)形成。然后，通過使用第三掩模的光刻將該低阻金屬層構(gòu)圖，由此形成數(shù)據(jù)線層。
該數(shù)據(jù)線層包括與柵線垂直形成以限定單位像素區(qū)域的數(shù)據(jù)線(未示出)；與半導(dǎo)體層14的兩側(cè)交迭的源極和漏極15a和15b；以及焊盤區(qū)域的數(shù)據(jù)焊盤25。
所沉積的柵極12a、柵絕緣層13、半導(dǎo)體層14和源極和漏極15a和15b形成薄膜晶體管，其控制施加給單位像素的電壓的開/關(guān)狀態(tài)。
接下來，如圖1D中所示，在包含漏極15b的基板整個表面上形成BCB的有機絕緣層或者SiNx的無機絕緣層，由此形成鈍化層16。然后，通過使用第四掩模的光刻移除鈍化層16的一些部分，由此形成暴露漏極15b的接觸孔71、暴露柵焊盤22的第一焊盤開口區(qū)域81a、暴露數(shù)據(jù)焊盤25的第二焊盤開口區(qū)域81b。
如圖1E中所示，在包含鈍化層16的基板整個表面上沉積透明導(dǎo)電材料層，如氧化銦錫(ITO)或氧化銦鋅(IZO)，然后通過使用第五掩模的光刻將其構(gòu)圖。因而，在像素區(qū)域中形成像素電極17，由此像素電極17與漏極15b電連接，由此完成了TFT陣列基板。同時，通過覆蓋第一和第二焊盤開口區(qū)域形成透明導(dǎo)電層27，其中該透明導(dǎo)電層27阻止柵焊盤和數(shù)據(jù)焊盤被氧化。
因此，現(xiàn)有技術(shù)的TFT陣列基板需要五個曝光掩模來形成柵線層、半導(dǎo)體層、數(shù)據(jù)線層、鈍化層的接觸孔和像素電極。隨著使用的掩模數(shù)目增加，導(dǎo)致了復(fù)雜的工序、時間和成本的增加及較低的效率。
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明涉及一種TFT陣列基板及其制造方法，其基本克服了由于現(xiàn)有技術(shù)的限制和缺點而導(dǎo)致的一個或多個問題。
本發(fā)明的一個目的是提供一種TFT陣列基板及其制造方法，其中各柵線層和像素電極都由金屬層和透明導(dǎo)電層的疊層形成，從像素電極移除該金屬層，且像素電極還與漏極電連接，由此用三個曝光掩模制造TFT陣列基板。
本發(fā)明的另一目的是提供一種TFT陣列基板及其制造方法，其中各柵線層和公共電極都由金屬層和透明導(dǎo)電層的疊層形成，從公共電極移除該金屬層，且像素電極還平行于公共電極形成，由此用三個曝光掩模制造TFT陣列基板。
本發(fā)明的另一目的是提供一種TFT陣列基板及其制造方法，其中不需要鈍化層將數(shù)據(jù)線層和像素電極絕緣，從而通過降低所使用的曝光掩模數(shù)目而降低生產(chǎn)的制造時間和單位成本。
將在下面的描述中部分地列出本發(fā)明其他的優(yōu)點、目的和特征，根據(jù)下面的解釋或從本發(fā)明的實踐理解，這些對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說是顯而易見的。通過在所寫說明書和權(quán)利要求書以及附圖中特別指出的結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)和獲得本發(fā)明的目的和其它的優(yōu)點。
為了實現(xiàn)這些目的和其它的優(yōu)點并根據(jù)本發(fā)明的目的，如這里具體化和廣泛描述的，一種TFT陣列基板包括形成在基板上的柵線、柵極和柵焊盤，其中各柵線、柵極和柵焊盤都由第一金屬層和透明導(dǎo)電層的疊層形成；在各柵線之間以分離的圖案形成的像素電極；設(shè)置有暴露像素電極和柵焊盤的第一和第二開口區(qū)域的柵絕緣層；在柵絕緣層上與柵線垂直形成以限定子像素的數(shù)據(jù)線；從數(shù)據(jù)線分支出的源極；以距源極預(yù)定間隔形成并與像素電極連接的漏極；和形成在數(shù)據(jù)線端部的數(shù)據(jù)焊盤；以及覆蓋數(shù)據(jù)線、源極和漏極的遮蔽層；和覆蓋柵焊盤和數(shù)據(jù)焊盤的氧化阻止層。
在本發(fā)明的另一方面中，一種制造TFT陣列基板的方法包括隨著在基板上連續(xù)沉積第一金屬層和透明導(dǎo)電層并通過使用第一掩模的光刻將其構(gòu)圖而形成柵線、柵極、柵焊盤和像素電極；隨著在包含柵極的基板整個表面上連續(xù)沉積柵絕緣層、無定形硅層和第二金屬層并通過使用第二掩模的光刻對其構(gòu)圖而形成半導(dǎo)體層、數(shù)據(jù)線、源極和漏極、數(shù)據(jù)焊盤、第一和第二開口區(qū)域，其中第一和第二開口區(qū)域暴露像素電極和柵焊盤；隨著在包含數(shù)據(jù)線的基板整個表面上沉積導(dǎo)電層并通過使用第三掩模的光刻對其構(gòu)圖而在各源極和漏極上形成第一和第二遮蔽層，并且在各柵焊盤和數(shù)據(jù)焊盤上形成第一和第二氧化阻止層；以及隨著通過蝕刻暴露于第一和第二遮蔽層之間的第一金屬層而彼此分開源極和漏極來限定溝道區(qū)域；然后蝕刻暴露于第一開口區(qū)域中的像素電極的第二金屬層。
此時，提供了TN模式的TFT陣列基板，其中各柵線層和像素電極都由第一金屬層和透明導(dǎo)電層的疊層形成，并且從像素電極移除金屬層，且像素電極還通過使用遮蔽層與漏極電連接，由此用三個曝光掩模制造TFT陣列基板。
在本發(fā)明的另一方面中，一種制造TFT陣列基板的方法包括隨著在基板上連續(xù)沉積第一金屬層和透明導(dǎo)電層并通過使用第一掩模的光刻對其構(gòu)圖而形成柵線、柵極、柵焊盤、公共線和公共電極；隨著在包含柵極的基板整個表面上連續(xù)沉積柵絕緣層、無定形硅層和第二金屬層并通過使用第二掩模的光刻對其構(gòu)圖而形成半導(dǎo)體層、數(shù)據(jù)線、源極和漏極、數(shù)據(jù)焊盤、第一和第二開口區(qū)域，其中第一和第二開口區(qū)域暴露公共電極和柵焊盤；隨著在包含數(shù)據(jù)線的基板整個表面上沉積導(dǎo)電層并通過使用第三掩模的光刻對其構(gòu)圖而在各源極和漏極上形成第一和第二遮蔽層，在各柵焊盤和數(shù)據(jù)焊盤上形成第一和第二氧化阻止層；以及形成與第二遮蔽層一體并平行于公共電極的像素電極；隨著通過蝕刻暴露于第一和第二遮蔽層之間的第一金屬層以彼此分離源極和漏極而限定溝道區(qū)域；然后蝕刻暴露于第一開口區(qū)域中的公共電極的第二金屬層。
此時，提供了IPS模式的TFT陣列基板，其中各柵線層和公共電極都由金屬層和透明導(dǎo)電層的疊層形成，從公共電極移除金屬層，且還平行于公共電極形成像素電極，由此用三個曝光掩模制造TFT陣列基板。
此外，遮蔽層由用于構(gòu)圖數(shù)據(jù)線層圖案的掩模形成。此外，遮蔽層保護數(shù)據(jù)線層的圖案，并將形成在不同層上的分離圖案彼此電連接。
此外，氧化阻止層覆蓋并保護柵焊盤和數(shù)據(jù)焊盤，其中氧化阻止層形成在與遮蔽層相同的層上。
應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明前面的一般描述和隨后的詳細描述是示范性的和說明性的，意在提供對所要求保護的本發(fā)明的進一步解釋。
包含用來提供本發(fā)明進一步理解并結(jié)合組成該說明書一部分的附解了本發(fā)明的實施方式并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖中圖1A到1E是圖解制造現(xiàn)有技術(shù)LCD器件中TFT陣列基板的步驟的橫截面圖；圖2是圖解依照本發(fā)明第一實施方式的TFT陣列基板的平面圖；圖3是圖解依照本發(fā)明第一實施方式的TFT陣列基板的橫截面圖；圖4A到4H是圖解依照本發(fā)明第一實施方式制造TFT陣列基板的步驟的橫截面圖；圖5A到5D是圖解依照本發(fā)明第一實施方式制造TFT陣列基板的步驟的平面圖；圖6是圖解依照本發(fā)明第二實施方式的TFT陣列基板的平面圖；圖7是圖解依照本發(fā)明第二實施方式的TFT陣列基板的橫截面圖；圖8A到8H是圖解依照本發(fā)明第二實施方式制造TFT陣列基板的步驟的橫截面圖；圖9A到9D是圖解依照本發(fā)明第二實施方式制造TFT陣列基板的步驟的平面圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將參照本發(fā)明的優(yōu)選實施方式詳細描述，附圖中圖解了其實施例。在任何地方，在整個附圖中使用相同的參考標記表示相同或相似的部件。
之后，將參照附圖解釋依照本發(fā)明的TFT陣列基板及其制造方法。
第一實施方式圖2是圖解依照本發(fā)明第一實施方式的TFT陣列基板的平面圖。圖3是圖解依照本發(fā)明第一實施方式的TFT陣列基板的橫截面圖。圖4A到4G是圖解依照本發(fā)明第一實施方式制造TFT陣列基板的步驟的橫截面圖。圖5A到5D是圖解依照本發(fā)明第一實施方式制造TFT陣列基板的步驟的平面圖。
如圖2和3中所示，依照本發(fā)明的LCD器件的TFT陣列基板由包含像素電極117和薄膜晶體管(TFT)的有源區(qū)域和包含柵焊盤(G.P)122和數(shù)據(jù)焊盤(D.P)125的焊盤區(qū)域限定。
詳細地說，有源區(qū)域包括形成為一體的柵線112和柵極112a；形成在與柵極線112相同層上且形成在子像素整個部分中的像素電極117；具有暴露像素電極的第一開口區(qū)域161的柵絕緣層113；垂直于柵線以限定子像素并形成在柵絕緣層113上的數(shù)據(jù)線115；從數(shù)據(jù)線115分支的源極115a；在與源極115a相隔預(yù)定間隔處形成的漏極115b；覆蓋數(shù)據(jù)線、源極和漏極的遮蔽層141、142。
子像素由彼此垂直的柵線和數(shù)據(jù)線限定。此外，薄膜晶體管(TFT)靠近柵線和數(shù)據(jù)線的交叉處形成，其中薄膜晶體管(TFT)由柵極112a、柵絕緣層113、半導(dǎo)體層114、歐姆接觸層114a以及源極和漏極115a和115b組成。
然后，在源極115a和漏極115b之間的半導(dǎo)體層114的溝道區(qū)域上形成鈍化層118，其中鈍化層118由用O2等離子體處理過的薄膜形成。鈍化層118阻擋外部光，從而可阻止在溝道區(qū)域中產(chǎn)生不希望的光電流。
焊盤區(qū)域包括傳輸掃描信號并從柵線112延伸的柵焊盤122以及傳輸視頻信號并從數(shù)據(jù)線115延伸的數(shù)據(jù)焊盤125。此外，柵焊盤和數(shù)據(jù)焊盤分別覆蓋有第一和第二氧化阻止層151和152。柵焊盤122通過由移除柵絕緣層113而形成的第二開口區(qū)域162與第一氧化阻止層接觸。
此時，各柵線、柵極和柵焊盤都由透明導(dǎo)電層102和第一金屬層101的疊層形成。像素電極僅由透明導(dǎo)電層102形成。各數(shù)據(jù)線、源極和漏極以及數(shù)據(jù)焊盤都由第二金屬層形成。第一和第二金屬層選自下列任意一種物質(zhì)銅(Cu)、銅合金(Cu合金)、鋁(Al)、鋁釹(AlNd)、鉬(Mo)、鉬合金(Mo合金)、鉻(Cr)、鉻合金(Cr合金)、鈦合金(Ti合金)、銀(Ag)和銀合金(Ag合金)。
遮蔽層由形成在數(shù)據(jù)線115和源極115a上以將其覆蓋的第一遮蔽層141和形成在漏極115b上以將其覆蓋的第二遮蔽層142組成。通過使用第二遮蔽層，漏極電極115b和像素電極116彼此電連接，即使它們形成在不同的層上。
氧化阻止層由通過第二開口區(qū)域162覆蓋柵焊盤的第一氧化阻止層151和覆蓋數(shù)據(jù)焊盤的第二氧化阻止層152組成。
第一和第二遮蔽層形成在與第一和第二氧化阻止層相同的層上。此外，因為數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)焊盤形成為一體，所以覆蓋數(shù)據(jù)線的第一遮蔽層與覆蓋數(shù)據(jù)焊盤的第二氧化阻止層形成為一體。
遮蔽層與形成在不同層上的兩個圖案，例如漏極和像素電極，電連接，從而遮蔽層由具有導(dǎo)電特性的材料形成。為了阻止柵焊盤和數(shù)據(jù)焊盤被氧化，氧化阻止層由具有抗腐蝕性和抗氧化性的材料形成。在該方面，遮蔽層和氧化阻止層可以由透明導(dǎo)電材料ITO或IZO形成、或者可以由金屬層Ti或Ti合金形成。
然后，在與柵線相同的層上形成下電容電極132。此外，在與數(shù)據(jù)線相同的層上形成上電容電極135，其與下電容器電極132交迭。因而，通過彼此交迭以其間插入柵絕緣層113的狀態(tài)形成存儲電容。
此時，在上電容電極上形成第三遮蔽層143，其中上電容電極135通過第三遮蔽層與像素電極117電連接。第三遮蔽層形成在與第一和第二遮蔽層相同的層上，且由與第一和第二遮蔽層相同的材料形成。
為了參考，無定形硅層形成在數(shù)據(jù)線、源極和漏極、數(shù)據(jù)焊盤以及上電容電極下面。在該情形中，除了源極和漏極以及上電容電極之外，無定形硅層的圖案與數(shù)據(jù)線和數(shù)據(jù)焊盤的相同。這是因為用于數(shù)據(jù)線材料的第二金屬層和無定形硅層通過使用衍射曝光掩模同時被構(gòu)圖。
此時，在第二金屬層和無定形硅層之間以與數(shù)據(jù)線、源極和漏極、數(shù)據(jù)焊盤以及上電容電極相同的圖案形成n+a-Si層104a。薄膜晶體管的無定形硅層用作半導(dǎo)體層114，并且n+a-Si層用作歐姆接觸層114a。
盡管沒有示出，但將包含像素電極和薄膜晶體管的TFT陣列基板粘結(jié)到包含公共電極和濾色片層的相對基板。然后，在兩個相對的基板之間形成液晶層，由此完成LCD器件。在該情形中，通過形成在像素電極和公共電極之間的垂直電場驅(qū)動液晶層。
為了形成LCD器件的TFT陣列基板，如圖4A和5A中所示，在具有較好抗熱性的透明基板111上形成透明導(dǎo)電層102。然后，通過濺射在透明導(dǎo)電層102上沉積第一金屬層101，并且然后通過使用第一曝光掩模的光刻將其構(gòu)圖，由此形成柵線112、從柵線112分支的TFT區(qū)域的柵極112a、存儲電容區(qū)域(Cst)的下電容電極132以及柵焊盤區(qū)域(G.P)的柵焊盤122。在該情形中，透明導(dǎo)電層102由ITO(氧化銦錫)、IZO(氧化銦鋅)、AZO或ZnO形成。第一金屬層101由銅(Cu)、銅合金(Cu合金)、鋁(Al)、鋁釹(AlNd)、鉬(Mo)、鉬合金(Mo合金)、鉻(Cr)、鉻合金(Cr合金)、鈦(Ti)、鈦合金(Ti合金)、銀(Ag)或銀合金(Ag合金)形成。優(yōu)選地，第一金屬層101由Mo/AlNd的疊層形成。
為了一起蝕刻第一金屬層和透明導(dǎo)電層，優(yōu)選使用濕蝕刻。此時，下電容電極和柵線獨立形成。然而，如圖5A中所示，可以將柵線的一些部分用作下電容電極。
如圖4B中所示，在高溫條件下，在包含柵極112a的基板整個表面上沉積氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)的無機材料，由此形成柵絕緣層113。
隨后，在柵絕緣層113上連續(xù)形成無定形硅(a-Si)104和用雜質(zhì)離子摻雜的無定形硅(n+a-Si)104a。通過濺射在其上形成第二金屬層103。第二金屬層103由銅(Cu)、銅合金(Cu合金)、鋁(Al)、鋁釹(AlNd)、鉬(Mo)、鉬合金(Mo合金)、鉻(Cr)、鉻合金(Cr合金)、鈦(Ti)、鈦合金(Ti合金)、銀(Ag)或銀合金(Ag合金)形成。此時，無定形硅(a-Si)形成為1700的厚度，用雜質(zhì)離子摻雜的無定形硅(n+a-Si)形成為300的厚度，第二金屬層形成為2000的厚度。
然后，通過使用第二曝光掩模的光刻連續(xù)將由柵絕緣層113、無定形硅104、n+a-Si 104a和第二金屬層103組成的疊層構(gòu)圖。
詳細地說，在通過旋涂方法或輥涂方法在第二金屬層103上涂覆UV固化樹脂的光致抗蝕劑108之后，使用具有預(yù)定圖案的第二曝光掩模(未示出)覆蓋該光致抗蝕劑。然后，將由第二曝光掩模覆蓋的光致抗蝕劑暴露于UV射線或X射線，并將曝光的光致抗蝕劑顯影，由此形成具有臺階覆層的光致抗蝕劑圖案。
在該情形中，第二曝光掩?？梢允茄苌淦毓庋谀?。為了形成衍射曝光掩模，在透明襯底上形成金屬材料的遮光層和半透明層。因而，衍射曝光掩模包括對應(yīng)于透明區(qū)域、半透明區(qū)域和遮光區(qū)域的三個區(qū)域。透明區(qū)域具有100％的光透射率，遮光區(qū)域具有0％的光透射率，而半透明區(qū)域具有在0％和100％之間的光透射率。在向光致抗蝕劑施加衍射曝光之后，光致抗蝕劑108被劃分為三個區(qū)域與衍射曝光掩模的透明區(qū)域?qū)R且在顯影工序之后完全移除的(C)區(qū)域、與衍射曝光掩模的遮光區(qū)域?qū)R且不被顯影工序移除的(A)區(qū)域和與衍射曝光掩模的半透明區(qū)域?qū)R且具有預(yù)定厚度的(B)區(qū)域。在該情形中，光致抗蝕劑由正型的形成，其中移除曝光的預(yù)定部分。在負型光致抗蝕劑的情形中，移除未曝光的預(yù)定部分。
在衍射曝光和顯影工序之后，光致抗蝕劑108具有臺階覆層。形成數(shù)據(jù)線、源極和漏極、上電容電極和數(shù)據(jù)焊盤的部分對應(yīng)于(A)區(qū)域。形成像素電極和柵焊盤的部分對應(yīng)于(C)區(qū)域，其他部分對應(yīng)于(B)區(qū)域。
如圖4C中所示，在使用具有臺階覆層的光致抗蝕劑108作為掩模的狀態(tài)下，一起蝕刻柵絕緣層113、無定形硅104、n+a-Si 104a和第二金屬層103，由此形成分別暴露像素電極117和柵焊盤122的第一和第二開口區(qū)域161和162。在該情形中，第一開口區(qū)域161尺寸小于像素電極117，并且第二開口區(qū)域162尺寸小于柵焊盤122。因而，無定形硅104、n+a-Si 104a和第二金屬層103的疊層與像素電極和柵焊盤的角交迭。
當(dāng)蝕刻柵絕緣層113、無定形硅104、n+a-Si 104a和第二金屬層103時，它們可以在一個干蝕刻腔室中一起蝕刻。在該情形中，需要提供不同種類的蝕刻氣體。首先，如果蝕刻第二金屬層(Mo)，蝕刻氣體使用SF6、Cl2或O2。如果蝕刻無定形硅材料，蝕刻氣體使用SF6、Cl2或H2。如果蝕刻柵絕緣層，蝕刻氣體使用SF6、O2或He。
如圖4D中所示，將光致抗蝕劑108灰化，直到完全移除具有較小厚度的光致抗蝕劑108的預(yù)定部分。在灰化光致抗蝕劑108之后，同時蝕刻由灰化的光致抗蝕劑暴露的無定形硅104、n+a-Si 104a和第二金屬層103的預(yù)定部分，并且不移除柵絕緣層113。為了留下柵絕緣層，如此進行干蝕刻工序，即用于柵絕緣層的蝕刻氣體與其他材料層的蝕刻氣體在蝕刻選擇率方面不同。從第一和第二開口區(qū)域161和162移除柵絕緣層113，留下柵絕緣層113的其他部分來保護柵線層。
如圖4E和5B中所示，當(dāng)完全移除光致抗蝕劑108時，就完成了TFT區(qū)域的數(shù)據(jù)線115，半導(dǎo)體層114、歐姆接觸層114a以及源極和漏極115a和115b的疊層；存儲電容區(qū)域(Cst)的上電容電極135、數(shù)據(jù)焊盤區(qū)域(D.P)的數(shù)據(jù)焊盤125、暴露像素電極117的第一開口區(qū)域161和暴露柵焊盤122的第二開口區(qū)域162。如圖4F和5C中所示，在基板111的整個表面上沉積導(dǎo)電材料，然后通過使用第三曝光掩模的光刻將其構(gòu)圖，由此形成第一、第二和第三遮蔽層141、142、143，以及第一和第二氧化阻止層151和152。此時，導(dǎo)電材料由透明導(dǎo)電材料，如ITO(氧化銦錫)、IZO(氧化銦鋅)、AZO或ZnO形成，或者由不容易氧化或腐蝕的Ti或Ti合金的金屬層形成。
第一遮蔽層141覆蓋數(shù)據(jù)線115和源極115a。第二遮蔽層142覆蓋漏極115且還與像素電極117的第一金屬層101接觸。第三遮蔽層143覆蓋上電容電極135的一些部分且還與像素電極117的第一金屬層101接觸。為了阻止由第三掩模蝕刻的上電容電極與相鄰子像素的像素電極短路，第三遮蔽層覆蓋上電容電極的一些部分。
第一和第二氧化阻止層151和152分別覆蓋柵焊盤122和數(shù)據(jù)焊盤125。第一和第二氧化阻止層阻止柵焊盤和數(shù)據(jù)焊盤被氧化，并提高了柵焊盤和數(shù)據(jù)焊盤與外部電路之間的接觸特性。此時，第二氧化阻止層152與第一遮蔽層141形成為一體，由此阻止了數(shù)據(jù)線115在隨后工序中被開口。
如圖4G和5D中所示，在使用第一、第二和第三遮蔽層141、142和143作為掩模的狀態(tài)下，選擇性地濕蝕刻暴露的第一和第二金屬層。此時，蝕刻劑使用磷酸、醋酸或硝酸基材料。
如果提供干蝕刻工序，蝕刻Mo的第二金屬層，但是由于AlNd材料而不蝕刻Mo/AlNd的第一金屬層101。在該方面中，使用濕蝕刻。當(dāng)使用銅的金屬層時，因為干蝕刻工序不蝕刻銅材料，所以不可能使用干蝕刻工序。
因此，通過蝕刻源極115a與漏極115b之間的第二金屬層而限定溝道區(qū)域。當(dāng)從存儲電容區(qū)域移除上電容電極135的一些部分，且蝕刻像素電極的第一金屬層101時，像素電極117僅由第一透明導(dǎo)電層102形成。如上所述，移除上電容電極的一些部分來阻止上電容電極與相鄰子像素的像素電極短路。此外，因為無定形硅104與下電容電極充分交迭，所以不必擔(dān)心存儲電容不充分。
如圖4H中所示，在干蝕刻位于源極115a和漏極115b之間的歐姆接觸層(n+a-Si)之后，用O2等離子體處理干蝕刻的歐姆接觸層表面，由此在溝道區(qū)域上形成鈍化層118。通過用O2等離子體的表面處理，可通過保護半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域而阻止產(chǎn)生不希望的光電流，由此阻止TFT特性惡化。此時，還蝕刻存儲電容區(qū)域(Cst)的n+a-Si 104。
結(jié)果，依照本發(fā)明第一實施方式的制造TFT陣列基板的方法需要三個曝光掩模，其適宜用于使用較小數(shù)量掩模的技術(shù)。
第二個實施方式本發(fā)明第一實施方式限于制造TN模式LCD器件的TFT陣列基板的方法。之后，本發(fā)明的第二實施方式涉及制造IPS模式LCD器件的TFT陣列基板的方法，其在下面解釋。
圖6是圖解依照本發(fā)明第二實施方式的TFT陣列基板的平面圖。圖7是圖解依照本發(fā)明第二實施方式的TFT陣列基板的橫截面圖。圖8A到8G是圖解依照本發(fā)明第二實施方式制造TFT陣列基板的步驟的橫截面圖。圖9A到9D是圖解依照本發(fā)明第二實施方式制造TFT陣列基板的步驟的平面圖。
如圖6和7中所示，TFT陣列基板包括設(shè)置有像素電極517和薄膜晶體管(TFT)的有源區(qū)域以及設(shè)置有柵焊盤(G.P)522和數(shù)據(jù)焊盤(D.P)525的焊盤區(qū)域。
詳細地說，有源區(qū)域包括在基板511上形成為一體的柵線512和柵極512a；平行地形成在與柵線512相同層上的公共線555；從公共線555分支出的多個公共電極524；具有第一開口區(qū)域561以暴露設(shè)置有公共電極的子像素開口的柵絕緣層513；垂直于柵線形成在柵絕緣層513上以限定子像素的數(shù)據(jù)線515；從數(shù)據(jù)線分支出的源極515a；以距源極預(yù)定間隔而形成的漏極515b；覆蓋設(shè)置在相同層上的數(shù)據(jù)線、源極和漏極的遮蔽層541和542；以及與漏極接觸且在子像素的開口中平行于公共電極以形成水平電場的像素電極。
此時，子像素由彼此垂直的柵線和數(shù)據(jù)線限定。薄膜晶體管(TFT)靠近柵極線和數(shù)據(jù)線的交叉點處形成。薄膜晶體管(TFT)由柵極512a、柵絕緣層513、半導(dǎo)體層514、歐姆接觸層514a以及源極515a和漏極515b形成。在對應(yīng)于源極和漏極之間半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域的情形中，半導(dǎo)體層的表面用O2等離子體處理，由此較薄地形成鈍化層518。鈍化層518阻擋外部光。因而，可阻止在溝道區(qū)域中產(chǎn)生不希望的光電流。
焊盤區(qū)域包括傳輸掃描信號并從柵線512延伸的柵焊盤522；以及傳輸視頻信號并從數(shù)據(jù)線515延伸的數(shù)據(jù)焊盤525。此外，柵焊盤和數(shù)據(jù)焊盤分別覆蓋有第一和第二氧化阻止層551和552。柵焊盤522通過由移除柵絕緣層513而形成的第二開口區(qū)域562與第一氧化阻止層接觸。
此時，各柵線、柵極、柵焊盤和公共線都由透明導(dǎo)電層502和第一金屬層501的疊層形成。設(shè)置在子像素開口中的公共電極僅由透明導(dǎo)電層502形成。在子像素的開口中平行于公共電極的像素電極的情形中，像素電極由透明導(dǎo)電材料形成，且形成在與遮蔽層相同的層上。
各數(shù)據(jù)線、源極和漏極以及數(shù)據(jù)焊盤都由第二金屬層形成。第一和第二金屬層選自下列任意一種物質(zhì)銅(Cu)、銅合金(Cu合金)、鋁(Al)、鋁釹(AlNd)、鉬(Mo)、鉬合金(Mo合金)、鉻(Cr)、鉻合金(Cr合金)、鈦(Ti)、鈦合金(Ti合金)、銀(Ag)和銀合金(Ag合金)。
遮蔽層由形成在數(shù)據(jù)線515和源極515a上的第一遮蔽層541以及形成在漏極515b上的第二遮蔽層組成。由于第二遮蔽層形成為延伸形狀，該第二遮蔽層的延伸部分用作平行于公共電極的像素電極517。氧化阻止層由通過使用第二開口區(qū)域562覆蓋柵焊盤的第一氧化阻止層551和覆蓋數(shù)據(jù)焊盤的第二氧化阻止層552組成。
此時，第一和第二遮蔽層541和542形成在與第一和第二氧化阻止層551和552以及像素電極517相同的層上。覆蓋數(shù)據(jù)線的第一遮蔽層與覆蓋數(shù)據(jù)焊盤的第二氧化阻止層形成為一體。覆蓋漏極的第二遮蔽層與像素電極形成為一體。
因為遮蔽層與像素電極形成為一體，所以遮蔽層由具有導(dǎo)電特性的材料形成。此外，氧化阻止層由具有抗腐蝕性和抗氧化性的材料形成，從而阻止柵焊盤和數(shù)據(jù)焊盤被氧化。為了滿足遮蔽層和氧化阻止層的這些需求，遮蔽層和氧化阻止層由透明導(dǎo)電層，如ITO(氧化銦錫)或IZO(氧化銦鋅)形成、或者由金屬層Ti或Ti合金形成。如果形成金屬層的遮蔽層和像素電極，會降低器件的孔徑比。在該方面中，優(yōu)選地形成透明導(dǎo)電材料的遮蔽層和像素電極。
此外，在與柵線相同的層上形成下電容電極532，在與數(shù)據(jù)線相同的層上形成上電容電極535。此時，上電容電極535形成在下電容電極532上并與下電容電極532交迭。因而，在其間夾持柵絕緣層513的狀態(tài)下，通過彼此交迭的下和上電容電極形成存儲電容。
此時，在上電容電極上形成第三遮蔽層543，其中延伸形狀的第三遮蔽層543與像素電極517形成為一體。第三遮蔽層形成在與第一和第二遮蔽層相同的層上，且由與第一和第二遮蔽層相同的材料形成。如圖6所示，如果漏極515b與上電容電極535形成為一體，則覆蓋上述圖案的第二遮蔽層542與第三遮蔽層543形成為一體。最后，第二和第三遮蔽層與像素電極形成為一體。
為了參考，在數(shù)據(jù)線、源極和漏極、數(shù)據(jù)焊盤以及上電容電極下面附加地形成無定形硅。在該情形中，除了源極和漏極以及上電容電極之外，無定形硅層的圖案與數(shù)據(jù)線和數(shù)據(jù)焊盤的相同。這是因為數(shù)據(jù)線材料的第二金屬層和無定形硅層通過使用衍射曝光掩模同時形成。
此時，在第二金屬層和無定形硅層之間以與數(shù)據(jù)線、源極和漏極、數(shù)據(jù)焊盤以及上電容電極相同的圖案形成n+a-Si層504a。薄膜晶體管的無定形硅層用作半導(dǎo)體層514，并且n+a-Si層504a用作歐姆接觸層514a。
盡管沒有示出，但還將包含公共電極、像素電極和薄膜晶體管的TFT陣列基板粘結(jié)到包含濾色片層的相對基板。然后，在兩個相對的基板之間形成液晶層，由此完成LCD器件。在該情形中，通過形成在像素電極和公共電極之間的水平電場驅(qū)動液晶層。
為了形成IPS模式LCD器件的TFT陣列基板，如圖8A和9A中所示，在具有較好耐熱性的透明基板511上形成透明導(dǎo)電層502。然后，通過濺射在透明導(dǎo)電層502上沉積第一金屬層501，并且然后通過使用第一曝光掩模的光刻對其構(gòu)圖，由此形成柵線512、從柵線分支出的TFT區(qū)域的柵極512a、平行于柵線的公共線555、從公共線分支出并彼此平行形成的多個公共電極524、存儲電容區(qū)域(Cst)的下電容電極532以及柵焊盤區(qū)域(G.P)的柵焊盤522。在該情形中，透明導(dǎo)電層502由ITO(氧化銦錫)、IZO(氧化銦鋅)、AZO或ZnO形成。第一金屬層501由銅(Cu)、銅合金(Cu合金)、鋁(Al)、鋁釹(AlNd)、鉬(Mo)、鉬合金(Mo合金)、鉻(Cr)、鉻合金(Cr合金)、鈦合金(Ti合金)、銀(Ag)或銀合金(Ag合金)形成。優(yōu)選地，第一金屬層501由Mo/AlNd的疊層形成。
為了一起蝕刻第一金屬層和透明導(dǎo)電層，優(yōu)選使用濕蝕刻。此時，下電容電極和柵線獨立形成。然而，如圖9A中所示，柵線的一些部分用作下電容電極。
如圖8B中所示，在包含柵極512a的基板整個表面上沉積氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)的無機材料，由此形成柵絕緣層513。
隨后，在柵絕緣層513上連續(xù)形成無定形硅(a-Si)504和用雜質(zhì)離子摻雜的無定形硅(n+a-Si)504a。通過濺射在其上形成第二金屬層503。第二金屬層503由銅(Cu)、銅合金(Cu合金)、鋁(Al)、鋁釹(AlNd)、鉬(Mo)、鉬合金(Mo合金)、鉻(Cr)、鉻合金(Cr合金)、鈦(Ti)、鈦合金(Ti合金)、銀(Ag)或銀合金(Ag合金)形成。優(yōu)選地，第二金屬層503由鉬(Mo)形成。此時，無定形硅(a-Si)形成為1700的厚度，用雜質(zhì)離子摻雜的無定形硅(n+a-Si)形成為300的厚度，第二金屬層形成為2000的厚度。
然后，通過使用第二曝光掩模的光刻連續(xù)將由柵絕緣層513、無定形硅504、n+a-Si 504a和第二金屬層503組成的疊層構(gòu)圖。
詳細地說，在通過旋涂方法或輥涂方法在第二金屬層503上涂覆UV固化樹脂的光致抗蝕劑508之后，使用具有預(yù)定圖案的第二曝光掩模(未示出)覆蓋光致抗蝕劑。然后，將由第二曝光掩模覆蓋的光致抗蝕劑暴露于UV射線或X射線，并將曝光的光致抗蝕劑顯影，由此形成具有臺階覆層的光致抗蝕劑圖案。
在該情形中，第二曝光掩?？梢杂裳苌淦毓庋谀Ｐ纬?。為了形成衍射曝光掩模，在透明基板上形成金屬材料的遮光層和半透明層。因而，衍射曝光掩模包括對應(yīng)于透明區(qū)域、半透明區(qū)域和遮光區(qū)域的三個區(qū)域。透明區(qū)域具有100％的光透射率，遮光區(qū)域具有0％的光透射率，半透明區(qū)域具有在0％和100％之間的光透射率。在向光致抗蝕劑施加衍射曝光之后，光致抗蝕劑508被劃分為三個區(qū)域與衍射曝光掩模的透明區(qū)域?qū)R且在顯影工序之后完全移除的(C)區(qū)域、與衍射曝光掩模的遮光區(qū)域?qū)R且不會被顯影工序移除的(A)區(qū)域以及與衍射曝光掩模的半透明區(qū)域?qū)R且具有預(yù)定厚度的(B)區(qū)域。
在衍射曝光和顯影工序之后，光致抗蝕劑508具有臺階覆層。形成數(shù)據(jù)線、源極和漏極、上電容電極和數(shù)據(jù)焊盤的部分對應(yīng)于(A)區(qū)域。形成公共電極、像素電極和柵焊盤的部分對應(yīng)于(C)區(qū)域，其他部分對應(yīng)于(B)區(qū)域。
如圖8C中所示，在使用具有臺階覆層的光致抗蝕劑508作為掩模的狀態(tài)中，一起蝕刻柵絕緣層513、無定形硅504、n+a-Si 504a和第二金屬層503，由此形成暴露公共電極524和柵焊盤522的第一和第二開口區(qū)域561和562。
在該情形中，第一開口區(qū)域561形成在子像素開口的整個區(qū)域中，從而在隨后工序中提供的像素電極以及公共電極形成在第一開口區(qū)域561中。
當(dāng)蝕刻柵絕緣層513、無定形硅504、n+a-Si 504a和第二金屬層503時，它們可以在一個干蝕刻室中一起蝕刻。在該情形中，需要提供不同種類的蝕刻氣體。首先，如果蝕刻第二金屬層(Mo)，蝕刻氣體使用SF6、Cl2或O2。如果蝕刻無定形硅材料，蝕刻氣體使用SF6、Cl2或H2。如果蝕刻柵絕緣層，蝕刻氣體使用SF6、O2或He。
如圖8D中所示，將光致抗蝕劑508灰化，直到完全移除具有較小厚度的光致抗蝕劑508的預(yù)定部分。在灰化光致抗蝕劑508之后，同時蝕刻由灰化的光致抗蝕劑暴露的無定形硅504、n+a-Si 504a和第二金屬層503的預(yù)定部分，并且不移除柵絕緣層513。為了留下柵絕緣層，進行干蝕刻工序，使得柵絕緣層的蝕刻氣體與其他材料層的蝕刻氣體在蝕刻選擇率方面不同。從第一和第二開口區(qū)域561和562移除柵絕緣層513，留下柵絕緣層513的其他部分來保護柵線層。
如圖8E和9B中所示，當(dāng)完全移除光致抗蝕劑508時，就完成了數(shù)據(jù)線515，TFT區(qū)域的半導(dǎo)體層514、歐姆接觸層514a以及源極515a和漏極515b的疊層，存儲電容區(qū)域(Cst)的上電容電極535，數(shù)據(jù)焊盤區(qū)域(D.P)的數(shù)據(jù)焊盤525，暴露像素電極和公共電極517和524的第一開口區(qū)域561以及暴露柵極焊盤522的第二開口區(qū)域562。
如圖8F和9C中所示，在基板511的整個表面上沉積導(dǎo)電材料，然后通過使用第三曝光掩模的光刻對其構(gòu)圖，由此形成第一、第二和第三遮蔽層541、542和543、第一和第二氧化阻止層551和552以及像素電極517。此時，導(dǎo)電材料由透明導(dǎo)電材料如ITO(氧化銦錫)、IZO(氧化銦鋅)、AZO或ZnO形成、或者由不容易氧化或不易被腐蝕的金屬層Ti或Ti合金形成。優(yōu)選地，設(shè)置在子像素開口中的像素電極由透明導(dǎo)電材料形成。這是因為透明導(dǎo)電材料對于器件較好的孔徑比是有利的。
第一遮蔽層541覆蓋數(shù)據(jù)線515和源極515a。第二遮蔽層542覆蓋漏極511，其中第二遮蔽層542的延伸圖案與像素電極517形成為一體。第三遮蔽層543覆蓋上電容電極535的一些部分，其中第三遮蔽層543的延伸圖案與像素電極517形成為一體。如果漏極與上電容電極形成為一體，則第二和第三遮蔽層與像素電極形成為一體。在該情形中，第三遮蔽層覆蓋上電容電極的一些部分，從而阻止由第三遮蔽層蝕刻的上電容電極形成在子像素開口上方。
第一和第二氧化阻止層551和552分別覆蓋柵焊盤522和數(shù)據(jù)焊盤525。第一和第二氧化阻止層阻止柵焊盤和數(shù)據(jù)焊盤被氧化，并提高了柵焊盤和數(shù)據(jù)焊盤與外部電路之間的接觸特性。此時，第二氧化阻止層552與第一遮蔽層541形成為一體，由此阻止了數(shù)據(jù)線515在隨后的工序中被開口。
如圖8G和9D中所示，在使用第一、第二和第三遮蔽層541、542和543作為掩模的狀態(tài)中，選擇性地濕蝕刻暴露的第一和第二金屬層。此時，蝕刻劑使用磷酸、醋酸或硝酸類材料。如果提供干蝕刻工序，蝕刻Mo的第二金屬層，但是由于AlNd材料而沒有蝕刻Mo/AlNd的第一金屬層。在該方面中，使用濕蝕刻。當(dāng)使用銅的金屬層時，因為干蝕刻工序不能蝕刻銅材料，所以不可使用干蝕刻工序。
因此，通過蝕刻源極515a與漏極515b之間的第二金屬層而限定溝道區(qū)域。當(dāng)從存儲電容區(qū)域移除上電容電極535的一些部分，且蝕刻公共電極的第一金屬層101時，公共電極517僅由第一透明導(dǎo)電層502形成。
如圖8H中所示，在干蝕刻位于源極515a和漏極515b之間的歐姆接觸層(n+a-Si)之后，用O2等離子體處理干蝕刻的歐姆接觸層表面，由此在溝道區(qū)域上形成鈍化層518。通過用O2等離子體處理表面，可通過保護半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域而阻止在溝道區(qū)域中產(chǎn)生不希望的光電流，由此阻止TFT的特性惡化。此時，在蝕刻歐姆接觸層的過程中還蝕刻存儲電容區(qū)域(Cst)的n+a-Si104。
結(jié)果，依照本發(fā)明第二實施方式的制造TFT陣列基板的方法需要三個曝光掩模，其適于使用較小數(shù)量掩模的技術(shù)。
在依照本發(fā)明第二實施方案的制造TFT陣列基板的方法中，公共電極形成在與柵線層相同的層上，像素電極形成在與遮蔽層相同的層上。然而，公共電極和像素電極可形成在與柵線層相同的層上。為了在與柵線層相同的層上形成像素電極，因為漏極和像素電極形成在不同的層，所以以與本發(fā)明第一實施方式相同的方式，漏極通過使用覆蓋漏極的遮蔽層而與像素電極電連接。
如上所述，依照本發(fā)明的TFT陣列基板及其制造方法具有下面的優(yōu)點。
首先，各柵線層和像素電極都由金屬層和透明導(dǎo)電層的疊層形成。在隨后的工序中，移除像素電極的金屬層，且像素電極與漏極電連接。因而，可用三個曝光掩模完成TN模式LCD器件的TFT陣列基板。
此外，各柵線層和公共電極都由金屬層和透明導(dǎo)電層的疊層形成。在隨后的工序中，移除公共電極的金屬層，且像素電極平行于公共電極形成。因而，可用三個曝光掩模完成IPS模式LCD器件的TFT陣列基板。
因此，由于使用的掩模數(shù)目降低，所以降低了生產(chǎn)的制造時間和單位成本。
此外，不必提供將數(shù)據(jù)線層和像素電極絕緣的鈍化層，由此降低了成本。
通過衍射曝光一起將柵絕緣層、半導(dǎo)體層和數(shù)據(jù)線的金屬層構(gòu)圖。
因為提供遮蔽層，所以不需要曝光就可蝕刻下層的材料，以保護TFT陣列基板的圖案免于外部應(yīng)力，并將設(shè)置于不同層上的圖案彼此電連接。
在不脫離本發(fā)明精神或范圍的情況下，在本發(fā)明中可做各種修改和變化，這對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。因而，本發(fā)明意在覆蓋落入所附權(quán)利要求書及其等價物范圍內(nèi)的本發(fā)明的修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種薄膜晶體管陣列基板，包括形成在基板上的柵線、柵極和柵極焊盤，其中各柵線、柵極和柵焊盤都由第一金屬層和透明導(dǎo)電層的疊層形成；由該透明導(dǎo)電層形成的像素電極；設(shè)置有暴露像素電極和柵焊盤的第一開口區(qū)域和第二開口區(qū)域的柵絕緣層；形成在柵絕緣層上的半導(dǎo)體層；與柵線垂直形成以限定子像素的數(shù)據(jù)線；從數(shù)據(jù)線分支出的源極；以距源極預(yù)定間隔形成并與像素電極連接的漏極；和形成在數(shù)據(jù)線端部的數(shù)據(jù)焊盤；以及覆蓋數(shù)據(jù)線、源極和漏極的遮蔽層；和覆蓋柵焊盤和數(shù)據(jù)焊盤的氧化阻止層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列基板，其中遮蔽層由覆蓋數(shù)據(jù)線和源極的第一遮蔽層以及覆蓋漏極的第二遮蔽層組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的薄膜晶體管陣列基板，其中漏極通過使用第二遮蔽層與像素電極電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列基板，其中氧化阻止層由通過第二開口區(qū)域覆蓋柵焊盤的第一氧化阻止層和覆蓋數(shù)據(jù)焊盤的第二氧化阻止成組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的薄膜晶體管陣列基板，其中第二氧化阻止層與覆蓋數(shù)據(jù)線的遮蔽層形成為一體。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的薄膜晶體管陣列基板，其中氧化阻止層形成在與遮蔽層相同的層上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列基板，其中遮蔽層和氧化阻止層由透明導(dǎo)電材料或金屬層形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的薄膜晶體管陣列基板，其中導(dǎo)電層由氧化銦錫、氧化銦鋅、鈦或鈦合金的任意一種形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列基板，進一步包括與柵線形成在相同層上的下電容電極；和與數(shù)據(jù)線形成在相同層上并與下電容電極交迭的上電容電極。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的薄膜晶體管陣列基板，進一步包括形成在上電容電極上的第三遮蔽層，其中像素電極通過使用第三遮蔽層與上電容電極電連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的薄膜晶體管陣列基板，進一步包括在上電容電極與下電容電極之間的柵絕緣層和無定形硅層的疊層。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列基板，進一步包括形成在數(shù)據(jù)線、源極和漏極以及數(shù)據(jù)焊盤下面的無定形硅層，其中該無定形硅層與數(shù)據(jù)線和數(shù)據(jù)焊盤的圖案相同。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的薄膜晶體管陣列基板，進一步包括以與數(shù)據(jù)線層相同的圖案形成在包含數(shù)據(jù)線、源極和漏極以及數(shù)據(jù)焊盤的數(shù)據(jù)線層下面的n+a-Si。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列基板，其中用O2等離子體處理對應(yīng)于源極與漏極之間的溝道區(qū)域的半導(dǎo)體層表面。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的薄膜晶體管陣列基板，其中像素電極形成在與柵線相同的層上。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列基板，其中像素電極形成在單位像素的整個區(qū)域中。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列基板，進一步包括平行于像素電極形成以形成水平電場的公共電極。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的薄膜晶體管陣列基板，其中公共電極從平行于柵線的公共線分支出。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的薄膜晶體管陣列基板，其中公共電極由透明導(dǎo)電層形成，并且公共線由第一金屬層和透明導(dǎo)電層的疊層形成。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的薄膜晶體管陣列基板，其中公共電極由第一開口區(qū)域暴露。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的薄膜晶體管陣列基板，其中公共線和公共電極形成在與柵線相同的層上，像素電極形成在與遮蔽層相同的層上。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的薄膜晶體管陣列基板，其中像素電極與覆蓋漏極的遮蔽層形成為一體。
23.根據(jù)權(quán)利要求18所述的薄膜晶體管陣列基板，其中公共線、公共電極和像素電極形成在與柵線相同的層上。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的薄膜晶體管陣列基板，其中像素電極通過使用覆蓋漏極的遮蔽層與漏極電連接。
25.一種制造薄膜晶體管陣列基板的方法，包括在基板上連續(xù)沉積第一金屬層和透明導(dǎo)電層而形成柵線、柵極、柵焊盤和像素電極；在基板上沉積絕緣層、無定形硅層和第二金屬層；通過移除像素電極和柵焊盤上的絕緣層、無定形硅層和第二金屬層的疊層而形成開口區(qū)域；通過對無定形硅層和第二金屬層構(gòu)圖而形成半導(dǎo)體層、數(shù)據(jù)線、源極和漏極以及數(shù)據(jù)焊盤；在數(shù)據(jù)線及源極和漏極上形成遮蔽層，在柵焊盤和數(shù)據(jù)焊盤上形成氧化阻止層；以及隨著通過蝕刻在遮蔽層之間暴露的第二金屬層以彼此分離源極和漏極而限定溝道區(qū)域；然后蝕刻暴露于第一開口區(qū)域中的像素電極的第一金屬層。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中在通過蝕刻第一金屬層限定溝道區(qū)域之后，用O2等離子體處理對應(yīng)于溝道區(qū)域的層表面。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中當(dāng)蝕刻第一金屬層和通過蝕刻第二金屬層限定溝道區(qū)域時進行濕蝕刻工序。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中第一金屬層由包含鋁(Al)、鋁釹(AlNd)或銅(Cu)任意一種的金屬材料形成，第二金屬層由包含鉬(Mo)或鉬合金(Mo合金)任意一種的金屬材料形成。
29.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中遮蔽層和氧化阻止層由透明導(dǎo)電材料或金屬材料形成。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中遮蔽層和氧化阻止層由氧化銦錫、氧化銦鋅、鈦或鈦合金任意一種形成。
31.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中遮蔽層和氧化阻止層通過一次光刻同時形成。
32.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中在形成柵線的步驟中形成下電容電極，并在形成數(shù)據(jù)線的步驟中形成與下電容電極交迭的上電容電極。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中在下電容電極與上電容電極之間沉積柵絕緣層和無定形硅層的疊層。
34.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，進一步包括在形成遮蔽層的步驟中，在上電容電極上形成遮蔽層以將上電容電極與像素電極連接。
35.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中漏極通過使用遮蔽層與像素電極連接。
36.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中形成在數(shù)據(jù)線上的遮蔽層與形成在數(shù)據(jù)焊盤上的氧化阻止層形成為一體。
37.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中通過使用掩模的一次光刻，同時進行形成開口區(qū)域的步驟與形成半導(dǎo)體層、數(shù)據(jù)線、源極和漏極以及數(shù)據(jù)焊盤的步驟。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中所述掩模為衍射曝光掩模。
39.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中形成開口區(qū)域、半導(dǎo)體層、數(shù)據(jù)線、源極和漏極以及數(shù)據(jù)焊盤的步驟包括在第二金屬層上形成具有臺階覆層的光致抗蝕劑；在使用光致抗蝕劑層作為掩模的狀態(tài)中，通過移除絕緣層、無定形硅層和第二金屬層的疊層而形成開口區(qū)域；通過灰化光致抗蝕劑層而移除具有較小厚度的光致抗蝕劑層的預(yù)定部分；和在使用灰化的光致抗蝕劑層作為掩模的狀態(tài)中，通過蝕刻無定形硅層和第二金屬層而形成半導(dǎo)體層、數(shù)據(jù)線、源極和漏極以及數(shù)據(jù)焊盤。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其中在干蝕刻方法中一起蝕刻柵絕緣層、無定形硅層和第二金屬層。
41.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中像素電極形成在子像素的整個區(qū)域中。
42.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中在子像素中形成多個像素電極，并平行于像素電極形成公共電極。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法，其中同時形成公共電極和柵線。
44.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法，其中公共電極形成在第一開口區(qū)域上。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的方法，其中在蝕刻暴露于第一開口區(qū)域中的像素電極的第二金屬層的步驟中還蝕刻暴露于第一開口區(qū)域中的公共電極的第二金屬層。
46.一種制造薄膜晶體管陣列基板的方法，包括在基板上連續(xù)沉積第一金屬層和透明導(dǎo)電層而形成柵線、柵極、柵焊盤、公共線和公共電極；通過移除像素電極和柵焊盤上的絕緣層、無定形硅層和第二金屬層的疊層而形成開口區(qū)域；通過對無定形硅層和第二金屬層構(gòu)圖而形成半導(dǎo)體層、數(shù)據(jù)線、源極和漏極以及數(shù)據(jù)焊盤；在數(shù)據(jù)線及源極和漏極上形成遮蔽層，并且在柵焊盤和數(shù)據(jù)焊盤上形成氧化阻止層；形成與覆蓋漏極的遮蔽層一體并平行于公共電極的像素電極；以及隨著通過蝕刻在遮蔽層之間暴露的第二金屬層以彼此分離源極和漏極而限定溝道區(qū)域；然后蝕刻暴露于第一開口區(qū)域中的公共電極的第一金屬層。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其中遮蔽層、氧化阻止層和像素電極形成在相同的層上并同時形成。
48.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其中在通過蝕刻第一金屬層限定溝道區(qū)域之后，用O2等離子體處理溝道區(qū)域的層表面。
49.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其中蝕刻第一金屬層和通過蝕刻第二金屬層而限定溝道區(qū)域的步驟使用濕蝕刻方法進行。
50.根據(jù)權(quán)利要求49所述的方法，其中第一金屬層由包含鋁、鋁釹或銅任意一種的金屬材料形成，第二金屬層由包含鉬或鉬合金任意一種的金屬材料形成。
51.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其中遮蔽層和氧化阻止層由透明導(dǎo)電材料或金屬材料形成。
52.根據(jù)權(quán)利要求51所述的方法，其中遮蔽層和氧化阻止層由氧化銦錫、氧化銦鋅、鈦或鈦合金任意一種形成。
53.根據(jù)權(quán)利要求47所述的方法，其中在形成柵線的步驟中形成下電容電極，并在形成數(shù)據(jù)線的步驟中形成與下電容電極交迭的上電容電極。
54.根據(jù)權(quán)利要求53所述的方法，其中在下電容電極與上電容電極之間沉積柵絕緣層和無定形硅層的疊層。
55.根據(jù)權(quán)利要求53所述的方法，進一步包括在形成遮蔽層的步驟中，在上電容電極上形成與像素電極形成為一體的遮蔽層。
56.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其中形成在數(shù)據(jù)線上的遮蔽層與形成在數(shù)據(jù)焊盤上的氧化阻止層形成為一體。
57.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其中通過使用掩模的一次光刻，同時進行形成開口區(qū)域的步驟與形成半導(dǎo)體層、數(shù)據(jù)線、源極和漏極以及數(shù)據(jù)焊盤的步驟。
58.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其中所述掩模為衍射曝光掩模。
59.根據(jù)權(quán)利要求58所述的方法，其中形成開口區(qū)域、半導(dǎo)體層、數(shù)據(jù)線、源極和漏極以及數(shù)據(jù)焊盤的步驟包括在第二金屬層上形成具有臺階覆層的光致抗蝕劑；在使用光致抗蝕劑層作為掩模的狀態(tài)中，通過移除絕緣層、無定形硅層和第二金屬層的疊層來形成開口區(qū)域；通過灰化光致抗蝕劑層而移除具有較小厚度的光致抗蝕劑層的預(yù)定部分；和在使用灰化的光致抗蝕劑層作為掩模的狀態(tài)中，通過蝕刻無定形硅層和第二金屬層而形成半導(dǎo)體層、數(shù)據(jù)線、源極和漏極以及數(shù)據(jù)焊盤。
60.根據(jù)權(quán)利要求59所述的方法，其中通過干蝕刻方法一起蝕刻柵絕緣層、無定形硅層和第二金屬層。
61.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其中柵線、柵極和柵焊盤形成為一體，并且公共線和公共電極形成為一體。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種薄膜晶體管(TFT)陣列基板及其制造方法，其能降低用于整個工序的掩模數(shù)目，由此降低生產(chǎn)的制造時間和單位成本，該TFT陣列基板包括形成在基板上的柵線、柵極和柵焊盤，其中各柵線、柵極和柵焊盤都由第一金屬層和透明導(dǎo)電層的疊層形成；在各柵線之間以分離的圖案形成的像素電極；設(shè)置有暴露像素電極和柵焊盤的第一和第二開口區(qū)域的柵絕緣層；在柵絕緣層上垂直于柵線形成以限定子像素的數(shù)據(jù)線；從數(shù)據(jù)線分支出的源極；以距源極預(yù)定間隔形成并與像素電極連接的漏極；形成在數(shù)據(jù)線端部的數(shù)據(jù)焊盤；和覆蓋數(shù)據(jù)線、源極和漏極的遮蔽層；以及覆蓋柵焊盤和數(shù)據(jù)焊盤的氧化阻止層。
文檔編號G02F1/1368GK101079429SQ200610160659
公開日2007年11月28日 申請日期2006年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月24日
發(fā)明者樸容仁, 吳載映, 韓相哲 申請人:Lg.菲利浦Lcd株式會社