專利名稱：液晶顯示設備的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示設備，更具體地，涉及一種液晶顯示(LCD)設備的制造 方法。
背景技術：
本發(fā)明要求2008年10月22日提交的韓國專利申請No. 2008-0103775的優(yōu)先權， 此處以引證的方式并入其全部內容，就像在此進行了完整闡述一樣。 直到最近，顯示設備通常使用陰極射線管(CRT)。目前，做出了很多努力和研究來
研發(fā)作為CRT的替代品的各種平板顯示器，諸如液晶顯示(LCD)設備、等離子體顯示面板
(PDP)、場發(fā)射顯示器、以及電致發(fā)光顯示器(ELD)。在這些平板顯示器中，LCD設備具有多
項優(yōu)點，例如分辨率高、重量輕、外形薄、體積小，以及低電壓電源要求。 總體而言，LCD設備包括彼此隔開并相對的兩個基板，液晶材料夾在兩個基板之
間。兩個基板包括彼此相對的電極，使得在電極之間施加的電壓感應穿過液晶材料的電場。
液晶材料中液晶分子的排列根據(jù)感應電場的強度而改變?yōu)楦袘妶龅姆较颍纱烁淖僉CD
設備的光透射率。因而，LCD設備通過改變感應電場的強度來顯示圖像。 圖1是示出根據(jù)相關技術的LCD設備的陣列基板的示意平面圖。 參照圖1，陣列基板包括選通線20和數(shù)據(jù)線30，其彼此交叉以在基板10上限定像
素區(qū)域P。薄膜晶體管T位于像素區(qū)域P中，并連接到相應的選通線20和數(shù)據(jù)線30。薄膜
晶體管T包括柵極25、半導體層、以及源極32和漏極34。半導體層包括本征非晶硅的有源
層40和摻雜非晶硅的歐姆接觸層。 像素電極70位于像素區(qū)域P中，并連接到薄膜晶體管T。像素電極70通過露出漏 極34的漏接觸孔CH1連接到漏極34。 圖2A到2G是沿著圖1的II-II線截取的截面圖，示出了圖1的陣列基板的制造工序。 參照圖2A，在基板10上沉積金屬層。基板10包括開關區(qū)域S、像素區(qū)域P、以及數(shù) 據(jù)區(qū)域D。用第一掩模對金屬層構圖以形成選通線(圖1的20)和柵極25。柵極形成在開 關區(qū)域S中。金屬層由銅(Cu)、鉬(Mo)、鋁(Al)、鋁合金、鉻(Cr)之一制成。在具有柵極 25的基板10上形成柵絕緣層45。 參照圖2B，在柵絕緣層45上形成本征非晶硅層和摻雜非晶硅層，并且用第二掩模 對其構圖以形成有源層40和位于有源層40上的歐姆接觸層41。半導體層42包括有源層 40和歐姆接觸層41。 參照圖2C，在具有半導體層42的基板10上順序地沉積金屬層75和光刻膠層80。 金屬層75由銅(Cu)、鉬(Mo)、鋁(Al)、鋁合金、鉻(Cr)之一制成。 第三掩模位于光刻膠層80上方。第三掩模包括透射部分Tl和阻擋部分T2。光刻 膠層80可以是正型光刻膠。透射部分Tl被定位在阻擋部分T2之間，對應于開關區(qū)域S。 此外，阻擋部分T2被定位為對應于數(shù)據(jù)區(qū)域D。
參照圖2D，對光刻膠層(圖2C的80)進行曝光工序和顯影工序以形成第一到第三 光刻膠圖案81到83。第一和第二光刻膠圖案81和82之間的距離CD1是約5 y m，與第三 掩模的設計值相同。 參照圖2E，利用第一到第三光刻膠圖案81到83作為蝕刻掩模對金屬層(圖2D 的75)進行濕刻，以形成源極32和漏極34以及數(shù)據(jù)線30。當金屬層由銅(Cu)、鉬(Mo)、 鋁(Al)、鋁合金、鉻(Cr)之一制成時，不能對金屬層進行干刻，因而對金屬層進行濕刻。過 氧化氫(H202)組蝕刻溶液用作金屬層的蝕刻劑。然而，在濕刻工序中，蝕刻劑會在第一和第 二光刻膠圖案81和82的側部下方流動，由此對于金屬層可能出現(xiàn)過度蝕刻。過度蝕刻造 成源極32和漏極34以及數(shù)據(jù)線30的寬度減少。因此，源極32和漏極34之間的距離CD2 大于作為源極32和漏極34之間的期望距離的距離CD1。 參照圖2F，利用源極32和漏極34作為蝕刻掩模對歐姆接觸層41進行干刻。通過 干刻工序，形成分離的歐姆接觸層41，歐姆接觸層41之間的距離是源極32和漏極34之間 的距離CD2。因此，期望距離CD2為約5ym，而在兩個側邊中的每一個側邊，距離CD2增加 約1 y m。換句話說，距離CD2變?yōu)榧s7 ii m。 有源層40的對應于距離CD2的一部分被稱為溝道部分CH。因為源極32和漏極 34的過度蝕刻，溝道部分CH的長度增加為超過設計長度。結果，過度蝕刻造成溝道部分CH 的長度改變，由此薄膜晶體管的屬性劣化。 在干刻之后，將第一到第三光刻膠圖案(圖2E的81到83)剝離。 參照圖2G，在具有源極32和漏極34的基板10上形成鈍化層55。用第四掩模對
鈍化層55進行構圖，以形成露出漏極34的漏接觸孔CH1。 在鈍化層55上形成透明導電層，并且用第五掩模對其構圖以形成像素電極70 。像 素電極70通過漏接觸孔CH1連接到漏極34。 通過以上工序來制造陣列基板。如上所述，因為源極和漏極的濕刻工序中的過度 蝕刻，溝道部分的長度增加。因此，薄膜晶體管的屬性劣化，因而LCD設備的顯示質量也劣 化。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明涉及一種液晶顯示設備的制造方法，其能夠基本上克服因相關技術 的局限和缺點帶來的一個或更多個問題。 本發(fā)明的優(yōu)點是提供一種能夠提高顯示質量的液晶顯示設備的制造方法。
本發(fā)明的附加特征和優(yōu)點將在下面的描述中描述且將從描述中部分地顯現(xiàn)，或者 可以通過本發(fā)明的實踐來了解。通過書面的說明書及其權利要求以及附圖中特別指出的結 構可以實現(xiàn)和獲得本發(fā)明的這些和其他優(yōu)點。 為了實現(xiàn)這些和其他優(yōu)點，按照本發(fā)明的目的，作為具體和廣義的描述， 一種制造 液晶顯示設備的方法，該方法包括以下步驟在基板上形成選通線和柵極，所述柵極位于所 述基板的開關區(qū)域內；在所述選通線和所述柵極上形成柵絕緣層；形成順序地定位在所述 柵絕緣層上的本征非晶硅層、摻雜非晶硅層和銅組材料層，所述銅組材料是銅和銅合金中 的一種；在所述銅組材料層上形成第一和第二光刻膠圖案，其中所述第一光刻膠圖案對應 于所述開關區(qū)域并且包括第一部分到第三部分，其中第三部分位于第一部分和第二部分之
5間且其厚度小于第二光刻膠圖案以及第一部分和第二部分的厚度，并且其中第二光刻膠圖 案對應于所述基板的數(shù)據(jù)區(qū)域；利用第一和第二光刻膠圖案對所述銅組材料層進行構圖， 以形成第一光刻膠圖案下方的源_漏圖案和第二光刻膠圖案下方的數(shù)據(jù)線；對第一和第二 光刻膠圖案進行灰化以去除第三部分，由此在灰化的第一和第二光刻膠圖案之間以及灰化 的第一部分和第二部分之間所露出的數(shù)據(jù)線和源_漏圖案的部分形成銅氧化物膜；對所述 銅氧化物膜進行脫氧或去除；在對所述銅氧化物膜進行脫氧或去除之后進行等離子體處 理，以將所述數(shù)據(jù)線和所述源-漏圖案的露出部分改變?yōu)殂~化合物；利用銅化合物去除溶 液來去除所述銅化合物，以分別形成位于灰化的第一部分和第二部分下方的源極和漏極， 其中所述銅化合物去除溶液基本上不與所述銅組材料反應；利用源極和漏極作為蝕刻掩模 來對源極和漏極之間的歐姆接觸層的一部分進行干刻，所述歐姆接觸層通過對所述摻雜非 晶硅層構圖而形成；以及形成連接到所述漏極的像素電極。 在另一方面，一種制造液晶顯示設備的方法，該方法包括以下步驟在基板上形成 選通線和柵極，所述柵極位于所述基板的開關區(qū)域內；在所述選通線和所述柵極上形成柵 絕緣層；形成被順序地定位在所述柵絕緣層上的有源層和歐姆接觸層；在所述歐姆接觸層 上形成銅組材料層，所述銅組材料是銅和銅合金中的一種；在所述銅組材料層上形成第一 到第三光刻膠圖案，其中第一和第二光刻膠圖案對應于所述開關區(qū)域，第三光刻膠圖案對 應于所述基板的數(shù)據(jù)區(qū)域；利用第一到第三光刻膠圖案作為反應掩模，對所述銅組材料層 進行等離子體處理，由此第一到第三光刻膠圖案之間的銅組材料層的部分變?yōu)殂~化合物； 利用銅化合物去除溶液去除所述銅化合物，以形成分別位于第一和第二光刻膠圖案下方的 源極和漏極、以及位于第三光刻膠圖案下方的數(shù)據(jù)線，其中所述銅化合物去除溶液基本上 不與所述銅組材料反應；利用所述源極和漏極作為蝕刻掩模對所述源極和漏極之間的所述 歐姆接觸層的一部分進行干刻；以及形成連接到所述漏極的像素電極。 在又一方面，一種制造液晶顯示設備的方法，該方法包括以下步驟在基板上形成 選通線和數(shù)據(jù)線以限定像素區(qū)域；形成包括柵極、半導體層、以及源極和漏極的薄膜晶體 管，形成所述薄膜晶體管的步驟包括以下步驟將銅組材料層的一部分改變?yōu)殂~化合物，所 述銅組材料是銅和銅合金中的一種；利用銅化合物去除溶液去除銅化合物，以形成彼此隔 開的源極和漏極，其中所述銅化合物去除溶液基本上不與所述銅組材料反應；以及去除所 述源極和漏極之間的所述半導體層的一部分；以及形成連接到所述漏極的像素電極。
應當理解，上述一般描述和下述詳細描述是示例性和說明性的，且旨在提供所要 求保護的本發(fā)明的進一步解釋。


附圖被包括在本說明書中以提供對本發(fā)明的進一步理解，并結合到本說明書中且 構成本說明書的一部分，附圖示出了本發(fā)明的實施方式，且與說明書一起用于解釋本發(fā)明 的原理。
在附圖中 圖1是示出根據(jù)相關技術的LCD設備的陣列基板的示意平面圖； 圖2A到2G是沿著圖1的II-II線截取的截面圖，示出了圖1所示的陣列基板的
制造工序；
6
圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的LCD設備的陣列基板的平面圖； 圖4A到4H是沿著圖3的IV_IV線截取的截面圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施
方式的LCD設備的陣列基板的制造方法； 圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的LCD設備的陣列基板的平面圖； 圖6A到6L是沿著圖5的IV_IV線截取的截面圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施
方式的LCD設備的陣列基板的制造方法；以及 圖7A到7D是示出根據(jù)本發(fā)明的第三實施方式的LCD設備的陣列基板的制造方法 的截面圖。
具體實施例方式
下面將詳細描述本發(fā)明的例示實施方式，在附圖中示例出了其示例。 圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的LCD設備的陣列基板的平面圖。 參照圖3，陣列基板包括選通線120和數(shù)據(jù)線130，其彼此交叉以在基板100上限
定像素區(qū)域P。 薄膜晶體管T位于像素區(qū)域P中，并連接到相應的選通線120和數(shù)據(jù)線130。薄膜 晶體管T包括柵極125、半導體層、以及源極132和漏極134。柵極125連接到選通線120， 源極132連接到數(shù)據(jù)線130。半導體層包括由本征非晶硅制成的有源層140和由摻雜非晶 硅制成的歐姆接觸層。歐姆接觸層包括分別位于源極132和漏極134下方的兩個分離的接 觸圖案。 像素電極170位于像素區(qū)域P中，并通過漏接觸孔CH2連接到薄膜晶體管T的漏 極134。像素電極170可與選通線120交疊，絕緣層夾在之間以形成存儲電容器Cst。
圖4A到4H是沿著圖3的IV-IV線截取的截面圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施 方式的LCD設備的陣列基板的制造方法。 參照圖4A，在基板100上沉積導電材料?；?00包括開關區(qū)域S、像素區(qū)域P、 選通區(qū)域G、以及數(shù)據(jù)區(qū)域D。在第一掩模工序中對導電材料進行構圖以形成選通線120和 柵極125。導電材料可以是銅(Cu)、鉬(Mo)、鋁(Al)、鋁合金、鉻(Cr)之一或其混合物的金 屬。選通線120對應于選通區(qū)域G，柵極125對應于開關區(qū)域S。 在具有柵極125的基板100上形成柵絕緣層145。柵絕緣層145可由無機材料制 成。該無機材料可以是二氧化硅(Si02)和硅氮化物(SiNx)中的一種。
參照圖4B，在柵絕緣層145上順序地形成本征非晶硅層和摻雜非晶硅層，并在第 二掩模工序中對其構圖以形成半導體層142。半導體層142包括本征非晶硅的有源層140 和摻雜非晶硅的歐姆接觸層141。 參照圖4C，在具有半導體層142的基板100上順序地形成導電層175和光刻膠層 180。導電層175可以由銅組材料制成。銅組材料可以是銅和銅合金中的一種。
第三掩模M被定位在光刻膠層180上方。第三掩模M包括透射部分Tl和阻擋部 分T2。光刻膠層180可以是正型光刻膠層。透射部分T1被定位在阻擋部分T2之間，對應 于開關區(qū)域S。此外，阻擋部分T2對應于數(shù)據(jù)區(qū)域D。 參照圖4D，對光刻膠層(圖4C的180)進行曝光工序和顯影工序，以形成第一到第 三光刻膠圖案181到183。第一和第二光刻膠圖案181和182對應于開關區(qū)域S，并且彼此隔開。第三光刻膠圖案183對應于數(shù)據(jù)區(qū)域D。 第一和第二光刻膠圖案181和182之間的距離CD1可以是約5 y m。距離CD1與對 應于開關區(qū)域S的阻擋部分(圖4C的T2)之間的距離大致相同。換句話說，距離CDl是制 造商期望的設計值。 參照圖4E，利用第一到第三光刻膠圖案181到183作為反應掩模進行等離子體處 理。溴化氫(HBr)氣體、氯化氫(HC1)氣體、以及氯氣(Cl2)中的至少之一可被用作等離子 體處理的反應氣體。干刻裝置可被用作等離子體處理裝置。銅組材料與反應氣體的反應程 度可根據(jù)工序條件來調節(jié)，例如工序壓力和工序時間。 在等離子體處理中，利用第一到第三光刻膠圖案181到183作為處理掩模，銅組材 料層(圖4D的175)與包括例如溴化氫(HBr)氣體、氯化氫(HC1)氣體、以及氯氣(Cl2)的 至少之一的反應氣體進行反應，由此在第一到第三光刻膠圖案181到183之間露出的區(qū)域 中產(chǎn)生銅化合物191。 當銅組材料層與溴化氫(HBr)反應時，產(chǎn)生銅溴化物(CuBrx)。當銅組材料層與氯 化氫(HC1)或氯氣(Cl2)反應時，產(chǎn)生銅氯化物(CuClx)。換句話說，銅化合物191的類型 取決于反應氣體的類型。 由于等離子體狀態(tài)的反應氣體與第一到第三光刻膠圖案181到183之間露出的銅 組材料層進行充分反應，所以第一到第三光刻膠圖案181到183下方的銅組材料層不變?yōu)?銅化合物。 由于銅化合物具有低的蒸氣壓，銅化合物幾乎不蒸發(fā)。銅化合物不會被利用諸如 鹽酸溶液和氫氟酸溶液的蝕刻劑濕刻，而銅化合物與包括例如用去離子水稀釋的鹽酸的銅 化合物去除溶液進行反應，因而被容易地去除。去離子水可具有約6的重量百分比。
銅化合物去除溶液選擇性地去除材料，例如，不去除銅組材料，而去除銅溴化物或 銅氯化物。 參照圖4F，利用銅化合物去除溶液來去除銅化合物(圖4E的191)。因此，在開關 區(qū)域S中形成彼此隔開的源極132和漏極134，在數(shù)據(jù)區(qū)域D中形成數(shù)據(jù)線130。換句話說， 源極132、漏極134和數(shù)據(jù)線130在平面中分別與第一到第三光刻膠圖案(圖4E的181到 183)具有大致相同的形狀和尺寸。因此，源極132和漏極134之間的距離CD2與第一和第 二光刻膠圖案(圖4E的181和182)之間的距離(圖4E的CD1)大致相同。在一些其他工 序條件下，距離CD2可大于第一距離CD1，而各個側邊的偏差最大是約0. 2 ii m，這樣的偏差 是可允許的。 利用源極132和漏極134作為蝕刻掩模通過干刻工序對歐姆接觸層141進行構 圖，以形成分別位于源極132和漏極134下方的兩個接觸圖案。因此，歐姆接觸層141的兩 個接觸圖案在平面內與源極132和漏極134具有大致相同的形狀和尺寸。因此，歐姆接觸 層141的兩個接觸圖案之間的距離與源極132和漏極134之間的距離CD2大致相同。位于 源極132和漏極134之間的有源層140的一部分可在對歐姆接觸層141的干刻工序中被部 分地干刻。源極132和漏極134之間的有源層140的該部分被稱為溝道部分CH。在其頂部 被部分蝕刻的溝道部分CH可被稱為背部蝕刻型(back-etched type)溝道部分。
柵極125、半導體層142、以及源極132和漏極134形成薄膜晶體管T。
如上所述，由于源極132和漏極134之間的距離CD2大致是設計值，所以溝道部分CH具有大致期望的長度。因此，可改善薄膜晶體管T的屬性，因而能夠提高LCD設備的顯示質量。 通過剝離工序來去除第一到第三光刻膠圖案(圖4E的181到183)。
參照圖4G，在具有源極132和漏極134的基板100上形成鈍化層155。在第四掩模 工序中對鈍化層155進行構圖以形成露出漏極134的漏接觸孔CH2。鈍化層155可由無機 絕緣材料或有機絕緣材料制成。無機絕緣材料可以是二氧化硅(Si02)和硅氮化物(SiNx) 之一。有機絕緣材料可以是感光亞克力和苯并環(huán)丁烯(BCB)之一。 參照圖4H，在鈍化層155上形成透明導電材料，并在第五掩模工序中對其進行構 圖以在像素區(qū)域P中形成像素電極170。像素電極170通過漏接觸孔CH2連接到漏極134。 像素電極170可延伸超過選通區(qū)域G并且與選通線120交疊，柵絕緣層145和鈍化層155 位于之間以形成存儲電容器Cst。導電材料可以是氧化銦錫(IT0)、氧化銦鋅(IZ0)、以及氧 化銦錫鋅(ITZ0)之一。 通過以上工序，可制造根據(jù)第一實施方式的陣列基板。此外，通過制造相對基板，
接著將相對基板和陣列基板粘接，可制造根據(jù)第一實施方式的LCD設備。 圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的LCD設備的陣列基板的平面圖。 參照圖5，陣列基板包括選通線220和數(shù)據(jù)線230，其彼此交叉以在基板200上限
定像素區(qū)域P。 薄膜晶體管T位于像素區(qū)域P中，并連接到相應的選通線220和數(shù)據(jù)線230。薄膜 晶體管T包括柵極225、第一半導體層、以及源極232和漏極234。柵極225連接到選通線 220，源極232連接到數(shù)據(jù)線230。第一半導體層包括本征非晶硅的有源層240和摻雜非晶 硅的歐姆接觸層。歐姆接觸層包括分別位于源極232和漏極234下方的兩個分離的接觸圖案。 第二半導體層從第一半導體層延伸。第二半導體層沿著數(shù)據(jù)線230并且在數(shù)據(jù)線 230的下方延伸。第二半導體層包括第一圖案274和第二圖案。第一圖案274從有源層240 延伸，第二圖案從歐姆接觸層延伸。 像素電極270位于像素區(qū)域P中，并通過漏接觸孔CH2連接到薄膜晶體管T的漏 極234。像素電極270可與選通線220交疊，絕緣層夾在之間以形成存儲電容器Cst。
圖6A到6L是沿著圖5的VI-VI線截取的截面圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施 方式的LCD設備的陣列基板的制造方法。 參照圖6A，在基板200上沉積導電材料?；?00包括開關區(qū)域S、像素區(qū)域P、選 通區(qū)域G、以及數(shù)據(jù)區(qū)域D。在第一掩模工序中對導電圖案進行構圖以形成選通線220和柵 極225。導電材料可以由銅(Cu)、鉬(Mo)、鋁(Al)、鋁合金、鉻(Cr)之一或其混合物制成。 選通線220對應于選通區(qū)域G，柵極225對應于開關區(qū)域S。 在具有柵極225的基板200上形成柵絕緣層245。柵絕緣層245可由無機材料制 成。無機材料可以是二氧化硅(Si02)和硅氮化物(SiNx)之一。 參照圖6B，在柵絕緣層245上順序地形成本征非晶硅層240a、摻雜非晶硅層241a、 以及導電材料層275。導電材料層275可由銅組材料制成。銅組材料可以是銅和銅合金中 的一種。 參照圖6C，在導電材料層275上形成光刻膠層280。將第二掩模M定位在光刻膠層280上方。第二掩模M包括透射部分T1、半透射部分T2、以及阻擋部分T3。光刻膠層280 可以是正型光刻膠層。半透射部分T2被定位在阻擋部分T3之間，對應于開關區(qū)域S。此 外，阻擋部分T3對應于數(shù)據(jù)區(qū)域D。半透射部分T2的光透射率處于透射部分Tl的光透射 率和阻擋部分T3的光透射率之間。半色調部分可被用作半透射部分T2?；蛘撸渲行纬瑟M 縫的部分可被用作半透射部分T2。 參照圖6D，對光刻膠層280進行曝光工序和顯影工序以形成第一和第二光刻膠圖 案281和282。第一光刻膠圖案281對應于開關區(qū)域S，第二光刻膠圖案282對應于數(shù)據(jù)區(qū) 域D。第一光刻膠圖案281包括第一到第三部分。第二光刻膠圖案282以及第一光刻膠圖 案281的第一和第二部分對應于阻擋部分(圖6C的T3)，第一光刻膠圖案281的第三部分 對應于半透射部分(圖6C的T2)。因此，第一光刻膠圖案281的第三部分在顯影工序中被 部分地去除，而第二光刻膠圖案282以及第一光刻膠圖案281的第一和第二部分在顯影工 序中基本上未被去除。因此，第一光刻膠圖案281的第三部分具有小于第一光刻膠圖案281 的第一和第二部分的厚度的厚度。第二光刻膠圖案282具有與第一光刻膠圖案281的第一 和第二部分的厚度大致相同的厚度。 第三部分的寬度，即第一光刻膠圖案281的第一和第二部分之間的距離CD1可以 是約5 ii m。距離CD1與對應于開關區(qū)域S的阻擋部分(圖6C的T3)之間的距離大致相同。 換句話說，距離CD1是制造商所期望的設計值。 參照圖6E，利用第一和第二光刻膠圖案281和282作為蝕刻掩模對導電材料層 (圖6D的275)進行蝕刻，以形成數(shù)據(jù)線230和源-漏圖案274。例如，利用過氧化氫(H202) 組蝕刻溶液對導電材料進行濕刻?；蛘?，利用第一實施方式的方法去除導電材料層，包括利 用包括溴化氫(HBr)氣體、氯化氫(HC1)氣體、以及氯氣(Cl2)的至少之一的反應氣體對銅 組材料進行的等離子體處理，以及利用包括例如用去離子水稀釋的鹽酸的銅化合物去除溶 液來去除銅化合物的處理。去離子水可具有約6的重量百分比。 數(shù)據(jù)線230形成在第二光刻膠圖案282下方，源-漏圖案274形成在第一光刻膠 圖案281下方。 參照圖6F，對摻雜非晶硅層(圖6E的241a)和本征非晶硅層(圖6E的240a)進 行干刻以形成第一和第二半導體層242和273。第一半導體層242包括本征非晶硅的有源 層240和摻雜非晶硅的歐姆接觸層241 。第二半導體層273包括本征非晶硅的第一圖案271 和摻雜非晶硅的第二圖案272。第一半導體層242可在平面內與源-漏圖案274具有大致 相同的形狀和尺寸。第二半導體層273可在平面內與數(shù)據(jù)線230具有大致相同的形狀和尺 寸。 參照圖6G，對第一和第二光刻膠圖案281和282進行灰化工序，以完全地去除第一 光刻膠圖案281的第三部分。包括例如氧氣(02)的基礎氣體和包含六氟化硫(SF6)和四氟 甲烷(CF4)的至少之一的添加氣體在內的混合氣體可被用作灰化氣體。
通過灰化工序，第一和第二光刻膠圖案281和282被部分地去除。因此，第一和第 二光刻膠圖案281和282中的每一個的寬度和厚度減小。因此，第一光刻膠圖案281的第一 和第二部分之間的距離CD2增加。例如，第一光刻膠圖案281的第一和第二部分中的每一個 在各側邊沿寬度方向減小約O. 5iim。因此，距離CD2變?yōu)榧s6iim(約5iim+約2X0. 5iim)。
圖6G的標記"F"表示由于灰化工序，第一和第二光刻膠圖案281和282的側邊的
10寬度方向上的縮減。圖6G的標記"G"表示由于灰化工序，第一光刻膠圖案281的第一和第 二部分的內側的寬度方向上的縮減。由于灰化工序，因為數(shù)據(jù)線230未被第二光刻膠圖案 282完全覆蓋，并且源-漏圖案274未被第一光刻膠圖案281完全覆蓋，所以數(shù)據(jù)線230和 源-漏圖案274的露出部分與灰化氣體中的氧氣(02)反應。因此，在數(shù)據(jù)線230和源-漏 圖案274的露出部分產(chǎn)生銅氧化物(CuOx)膜295。例如，在數(shù)據(jù)線230和源-漏圖案274 的露出部分的頂面上形成銅氧化物(CuOx)膜295。 銅氧化物(CuOx)防止對銅組材料進行等離子體處理。換句話說，銅氧化物(CuOx) 膜295形成在銅組材料上，并用作對等離子體處理的屏障膜。因此，盡管進行等離子體處 理，等離子體狀態(tài)下的溴化氫(HBr)、氯化氫(HCL)或氯氣(Cl2)的反應氣體不能夠與銅組 材料反應。因此，在露出部分上不存在銅氧化物(CuOx)。例如，進行使銅氧化物(CuOx)脫 氧的處理，其被稱為脫氧處理。 參照圖6H，對銅氧化物(CuOx)膜(圖6G的295)進行脫氧處理。脫氧處理是利用 例如包括氫氣(H》、和氯化氫(HC1)氣體的至少之一的脫氧氣體對銅氧化物(CuOx)膜進行 的等離子體處理。例如，當氫氣(H2)被用作脫氧氣體時，等離子體狀態(tài)下的氫氣(H2)與銅 氧化物(CuOx)的氧(Ox)反應，因而產(chǎn)生氧化氫(H20)。所產(chǎn)生的氧化氫(H20)被排放到用 于脫氧處理的腔室之外，并且銅氧化物(CuOx)膜被脫氧。因此，數(shù)據(jù)線230和源-漏圖案 274的露出部分的頂面變?yōu)殂~組材料。 代替脫氧處理，可使用去除露出部分的銅氧化物(CuOx)膜的方法。例如，利用例 如氦氣(He)的惰性氣體的等離子體處理來對銅氧化物(CuOx)進行物理蝕刻。等離子體狀 態(tài)下的氦氣(He)具有高能量，使得氦氣(He)直接將銅氧化物(CuOx)從露出部分沖擊掉。 或者，利用例如乙酸的銅氧化物去除溶液對銅氧化物(CuOx)進行濕刻。銅氧化物(CuOx) 未利用諸如鹽酸溶液和氫氟酸溶液的蝕刻劑進行濕刻，而銅氧化物(CuOx)與銅氧化物去 除溶液進行反應。銅氧化物去除溶液不與銅組材料反應。換句話說，銅氧化物去除溶液在 去除時具有選擇性。 參照圖61，以類似于第一實施方式的方式，利用第一和第二光刻膠圖案281和282 作為反應掩模進行等離子體處理。溴化氫(HBr)氣體、氯化氫(HCL)氣體、以及氯氣(Cl2) 中的至少之一可被用作等離子體處理的反應氣體。干刻裝置可被用作等離子體處理裝置。 銅組材料與反應氣體的反應程度可根據(jù)工序條件來調節(jié)，例如，工序壓力和工序時間。
在等離子體處理中，利用第一和第二光刻膠圖案281和282作為反應掩模，數(shù)據(jù)線 230和源-漏圖案274的露出部分的銅組材料與例如溴化氫(HBr)氣體、氯化氫(HCL)氣 體、以及氯氣(Cl2)中的至少之一的等離子體狀態(tài)下的反應氣體進行反應，由此在對應于標 記"F"和"G"的部分產(chǎn)生銅化合物291 。 當銅組材料與溴化氫(HBr)反應時，產(chǎn)生銅溴化物(CuBrx)。當銅組材料與氯化 氫(HC1)或氯氣(Cl2)反應時，產(chǎn)生銅氯化物(CuClx)291。銅化合物的類型取決于反應氣 體的類型。 由于等離子體狀態(tài)下的反應氣體與數(shù)據(jù)線230和源-漏圖案274的露出部分的銅 組材料進行充分反應，所以第一和第二光刻膠圖案281和282下方的銅組材料不變?yōu)殂~化 合物291。 由于銅化合物291具有低的蒸氣壓，所以銅化合物291幾乎不蒸發(fā)。銅化合物291
11未被利用諸如鹽酸溶液和氫氟酸溶液的蝕刻劑來濕刻，而銅化合物291與例如用去離子水 稀釋的鹽酸的銅化合物去除溶液進行反應，因而被容易地去除。銅化合物去除溶液不與銅 組材料反應。換句話說，銅化合物去除溶液在去除時具有選擇性。 參照圖6J，通過去除銅化合物(圖61的291)，形成彼此隔開的源極232和漏極 234。在去除銅化合物的處理中，銅組材料不被去除，源極232和漏極234之間的距離與第 一光刻膠圖案(圖61的281)的第一和第二部分之間的距離CD2大致相同。因此，能夠防 止由于利用相關技術的濕刻溶液而導致過度蝕刻所引起的源極和漏極之間的距離的非期 望增加。 利用源極232和漏極234作為蝕刻掩模，通過干刻工序對歐姆接觸層241進行構 圖，以形成分別位于源極232和漏極234下方的兩個接觸圖案。因此，歐姆接觸層241的兩 個接觸圖案在平面內與源極232和漏極234具有大致相同的形狀和尺寸。因此，歐姆接觸 層241的兩個接觸圖案之間的距離與源極232和漏極234之間的距離CD2大致相同。在歐 姆接觸層241的干刻工序中，對位于源極232和漏極234之間的有源層240的一部分進行 了部分干刻。位于源極232和漏極234之間的有源層240的一部分被稱為溝道部分CH。在 其頂部被部分蝕刻的溝道部分CH可被稱為背部蝕刻型溝道部分。 如上所述，溝道部分CH的長度與距離CD2大致相同。距離CD2是第一光刻膠圖案 的第一和第二部分之間的距離。因此，能夠防止由于源極和漏極的過度蝕刻引起的溝道部 分的長度的非期望增加。 此外，歐姆接觸層241和第二圖案272的對應于圖61中的標記"F"的側部也被去 除。因此，位于歐姆接觸層241和第二圖案272的被去除的側部下方的有源層240和第一 圖案271從源極232和漏極234以及數(shù)據(jù)線230向外突出。 假設在從源-漏圖案形成源極和漏極時進行濕刻，過度蝕刻發(fā)生，由此源極和漏 極的側部比第二實施方式去除得更多。此外，數(shù)據(jù)線被濕刻兩次，因此，數(shù)據(jù)線的側部比第 二實施方式去除得更多。因此，歐姆接觸層和第二圖案的側部比第二實施方式去除得更多。 因此，有源層和第一圖案比第二實施方式向外突出得更多。有源層和第一圖案的突出造成 諸如波狀噪聲的顯示質量問題。因此，第二實施方式能夠減少有源層和第一圖案的突出，由 此能夠提高顯示質量。柵極225、第一半導體層242、以及源極232和漏極234形成薄膜晶體管T。
通過剝離工序去除第一和第二光刻膠圖案(圖61的281和282)。
參照圖6K，在具有源極232和漏極234的基板200上形成鈍化層255。在第三掩模 工序中對鈍化層255進行構圖以形成露出漏極234的漏接觸孔CH2。鈍化層255可由無機 絕緣材料或有機絕緣材料制成。無機絕緣材料可以是二氧化硅(Si02)和硅氮化物(SiNx) 之一。有機絕緣材料可以是感光亞克力和苯并環(huán)丁烯(BCB)之一。 參照圖6L，在鈍化層255上形成透明導電材料，并且在第四掩模工序中對其構圖 以形成位于像素區(qū)域P中的像素電極270。像素電極270通過漏接觸孔CH2連接到漏極 234。像素電極270可延伸超過選通區(qū)域G并且與選通線220交疊，柵絕緣層245和鈍化層 255位于之間以形成存儲電容器Cst。導電材料可以是氧化銦錫(IT0)、氧化銦鋅(IZ0)、以 及氧化銦錫鋅(ITZ0)之一。 通過上述工序，能夠制造根據(jù)第二實施方式的陣列基板。此外，通過制造相對基板，接著將相對基板和陣列基板粘接，可制造根據(jù)第二實施方式的LCD設備。 在第二實施方式中，圖6G、6H和61所示的灰化工序、脫氧處理工序(或去除銅氧
化物的物理蝕刻工序)、以及等離子體處理工序通過根據(jù)相應的工序來替換裝置中的氣體
而在相同裝置中利用等離子體進行。因此，能夠提高生產(chǎn)效率，并且能夠降低生產(chǎn)成本。 圖7A到7D是示出根據(jù)本發(fā)明的第三實施方式的LCD設備的陣列基板的制造方法
的截面圖。 第三實施方式的圖7A到7D示出不同于第二實施方式的圖6F到61所示的工序， 第二實施方式的其他工序可應用于第三實施方式。因此，在第三實施方式中，以下主要描述 不同于第二實施方式的工序，與第二實施方式類似的工序將被省略。 參照圖7A，在利用第一和第二光刻膠圖案281和282作為蝕刻掩模形成數(shù)據(jù)線 230和源-漏圖案274之后，對第一和第二光刻膠圖案281和282進行灰化工序。例如包括 氧氣(02)的基礎氣體、以及包含六氟化硫(SF6)和四氟甲烷(CF4)中的至少之一的添加氣 體在內的混合氣體可被用作灰化氣體。 參照圖7B，通過灰化工序，第一光刻膠圖案281的第三部分被完全去除，第一光刻 膠圖案281和第二光刻膠圖案282的第一和第二部分被部分去除。因此，第一和第二光刻 膠圖案281和282中的每一個的寬度和厚度減小。因此，第一光刻膠圖案281的第一和第 二部分之間的距離CD2增加。例如，第一光刻膠圖案281的第一和第二部分中的每一個在 各側邊沿寬度方向減小約0. 5 ii m。因此，距離CD2變?yōu)榧s6 ii m(約5 ii m+約2X0. 5 ii m)。
由于灰化工序，因為數(shù)據(jù)線230的側邊未被第二光刻膠圖案282覆蓋，源_漏圖案 274的側邊未被第一光刻膠圖案281覆蓋，所以數(shù)據(jù)線230和源-漏圖案274的露出部分與 灰化氣體中的氧氣(02)反應。因此，在數(shù)據(jù)線230和源-漏圖案274的露出部分產(chǎn)生銅氧 化物(CuOx)膜295。例如，在數(shù)據(jù)線230和源-漏圖案274的露出部分的頂面上形成銅氧 化物(CuOx)膜295。 參照圖7C，對銅氧化物(CuOx)膜(圖7B的295)進行脫氧處理。脫氧處理是利 用例如包括氫氣(H》、氯化氫(HC1)氣體、以及氦氣(He)中的至少之一的脫氧氣體對銅氧 化物(CuOx)膜進行的等離子體處理。例如，當氫氣(H2)被用作脫氧氣體時，等離子體狀態(tài) 下的氫氣(H2)與銅氧化物(CuOx)的氧(Ox)反應，由此產(chǎn)生氧化氫(H20)。所產(chǎn)生的氧化 氫(H20)被排放到用于脫氧處理的腔室之外，并且銅氧化物(CuOx)膜被脫氧。因此，數(shù)據(jù) 線230和源-漏圖案274的露出部分的頂面變?yōu)殂~組材料。
或者，可采用第二實施方式中描述的去除銅氧化物(CuOx)的方法。
參照圖7D，對摻雜非晶硅層(圖7C的241a)和本征非晶硅層(圖7C的240a)進 行干刻以形成第一和第二半導體層242和273。源-漏圖案274和數(shù)據(jù)線230可被用作蝕 刻掩模。第一半導體層242包括本征非晶硅的有源層240和摻雜非晶硅的歐姆接觸層241 。 第二半導體層273包括本征非晶硅的第一圖案271和摻雜非晶硅的第二圖案272。第一半 導體層242在平面內與源_漏圖案274具有相同的形狀和尺寸。第二半導體層273在平面 內與數(shù)據(jù)線230具有相同的形狀和尺寸。 干刻氣體可包括氯化氫(HC1)氣體、四氯化碳(CC1》、以及氯氣(Cl2)中的至少之 一。在干刻工序中，從氯化氫(HCL)氣體、四氯化碳(CC14)氣體或氯氣(Cl2)中產(chǎn)生等離 子體狀態(tài)下的氯(CI)，并與數(shù)據(jù)線230以及源極232和漏極234的露出部分的銅組材料反
13應。因此，在數(shù)據(jù)線230以及源極232和漏極234的露出部分產(chǎn)生銅化合物，即銅氯化物 (CuClx)。 在形成銅氯化物(CuClx)之后，如在第二實施方式中描述的，銅氯化物(CuClx)被 利用銅化合物去除溶液去除。隨后的工序可按照第二實施方式中描述的來進行。
如上所述，第三實施方式不采用單獨的等離子體處理工序。在干刻工序中，對數(shù)據(jù) 線以及源極和漏極的露出部分進行等離子體處理。因此，根據(jù)第三實施方式的陣列基板的 制造方法能夠省去單獨的等離子體處理，由此能夠提高生產(chǎn)效率，并且能夠降低生產(chǎn)成本。
此外，在第三實施方式中，圖7A到7D所示的灰化工序、脫氧處理工序(或去除銅 氧化物的物理蝕刻工序)、以及干刻工序通過根據(jù)相應的工序來替換裝置中的氣體而在相 同裝置中利用等離子體進行。因此，能夠提高生產(chǎn)效率，并且能夠降低生產(chǎn)成本。
在本發(fā)明的實施方式中，主要描述了通過5道掩模工序來制造陣列基板的方法。 然而，應理解本發(fā)明不限于掩模工序的數(shù)量，并且可以采用任何其他的掩模工序。此外，可 采用任何類型的LCD設備，例如TN(扭曲向列)型、IPS(共面切換)型、VA(垂直對準)型、 以及ECB(電控雙折射)型。 對于本領域技術人員而言很明顯，在不偏離本發(fā)明的精神或范圍的條件下，可以 在本發(fā)明中做出各種修改和變型。因而，本發(fā)明旨在涵蓋落入所附權利要求及其等同物的 范圍內的本發(fā)明的修改和變型。
權利要求
一種制造液晶顯示設備的方法，該方法包括以下步驟在基板上形成選通線和柵極，所述柵極位于所述基板的開關區(qū)域內；在所述選通線和所述柵極上形成柵絕緣層；形成順序地定位在所述柵絕緣層上的本征非晶硅層、摻雜非晶硅層和銅組材料層，所述銅組材料是銅和銅合金中的一種；在所述銅組材料層上形成第一和第二光刻膠圖案，其中所述第一光刻膠圖案對應于所述開關區(qū)域并且包括第一部分到第三部分，其中第三部分位于第一部分和第二部分之間且其厚度小于第二光刻膠圖案以及第一部分和第二部分的厚度，并且其中第二光刻膠圖案對應于所述基板的數(shù)據(jù)區(qū)域；利用第一和第二光刻膠圖案對所述銅組材料層進行構圖，以形成第一光刻膠圖案下方的源-漏圖案和第二光刻膠圖案下方的數(shù)據(jù)線；對第一和第二光刻膠圖案進行灰化以去除第三部分，由此在灰化的第一和第二光刻膠圖案之間以及灰化的第一部分和第二部分之間所露出的數(shù)據(jù)線和源-漏圖案的部分形成銅氧化物膜；對所述銅氧化物膜進行脫氧或去除；在對所述銅氧化物膜進行脫氧或去除之后進行等離子體處理，以將所述數(shù)據(jù)線和所述源-漏圖案的露出部分改變?yōu)殂~化合物；利用銅化合物去除溶液來去除所述銅化合物，以分別形成位于灰化的第一部分和第二部分下方的源極和漏極，其中所述銅化合物去除溶液基本上不與所述銅組材料反應；利用源極和漏極作為蝕刻掩模來對源極和漏極之間的歐姆接觸層的一部分進行干刻，所述歐姆接觸層通過對所述摻雜非晶硅層構圖而形成；以及形成連接到所述漏極的像素電極。
2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述銅化合物去除溶液包括用去離子水稀釋的鹽酸。
3. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中對銅氧化物膜進行脫氧的步驟利用包括氫氣、氯化氫氣體中的至少之一的脫氧氣體來進行。
4. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中去除銅氧化物膜的步驟通過利用氦氣的物理蝕刻或利用乙酸的濕刻來進行。
5. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中通過對摻雜非晶硅構圖以形成所述歐姆接觸層的步驟是在對第一和第二光刻膠圖案進行灰化之前通過干刻來進行的。
6. 根據(jù)權利要求5所述的方法，其中所述等離子體處理利用包括溴化氫氣體、氯化氫氣體、以及氯氣中的至少之一的反應氣體來進行。
7. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述等離子體處理通過對摻雜非晶硅進行干刻來進行以形成所述歐姆接觸層。
8. 根據(jù)權利要求7所述的方法，其中對摻雜非晶硅進行干刻的步驟利用包括氯化氫、四氯化碳、以及氯氣中的至少之一的干刻氣體來進行。
9. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中當通過對所述摻雜非晶硅進行構圖來形成所述歐姆接觸層時，通過對所述本征非晶硅進行構圖來形成有源層。
10. 根據(jù)權利要求i所述的方法，其中所述氧化物膜通過所述數(shù)據(jù)線和源-漏圖案的露出部分與灰化氣體中的氧氣的反應來形成。
11. 一種制造液晶顯示設備的方法，該方法包括以下步驟在基板上形成選通線和柵極，所述柵極位于所述基板的開關區(qū)域內；在所述選通線和所述柵極上形成柵絕緣層；形成被順序地定位在所述柵絕緣層上的有源層和歐姆接觸層；在所述歐姆接觸層上形成銅組材料層，所述銅組材料是銅和銅合金中的一種；在所述銅組材料層上形成第一到第三光刻膠圖案，其中第一和第二光刻膠圖案對應于所述開關區(qū)域，第三光刻膠圖案對應于所述基板的數(shù)據(jù)區(qū)域；利用第一到第三光刻膠圖案作為反應掩模，對所述銅組材料層進行等離子體處理，由此第一到第三光刻膠圖案之間的銅組材料層的部分變?yōu)殂~化合物；利用銅化合物去除溶液去除所述銅化合物，以形成分別位于第一和第二光刻膠圖案下方的源極和漏極、以及位于第三光刻膠圖案下方的數(shù)據(jù)線，其中所述銅化合物去除溶液基本上不與所述銅組材料反應；利用所述源極和漏極作為蝕刻掩模對所述源極和漏極之間的所述歐姆接觸層的一部分進行干刻；以及形成連接到所述漏極的像素電極。
12. 根據(jù)權利要求11所述的方法，其中所述銅化合物去除溶液包括用去離子水稀釋的鹽酸。
13. 根據(jù)權利要求11所述的方法，其中所述等離子體處理利用包括溴化氫氣體、氯化氫氣體、以及氯氣中的至少之一的反應氣體來進行。
14. 一種制造液晶顯示設備的方法，該方法包括以下步驟在基板上形成選通線和數(shù)據(jù)線以限定像素區(qū)域；形成包括柵極、半導體層、以及源極和漏極的薄膜晶體管，形成所述薄膜晶體管的步驟包括以下步驟將銅組材料層的一部分改變?yōu)殂~化合物，所述銅組材料是銅和銅合金中的一種；利用銅化合物去除溶液去除銅化合物，以形成彼此隔開的源極和漏極，其中所述銅化合物去除溶液基本上不與所述銅組材料反應；以及去除所述源極和漏極之間的所述半導體層的一部分；以及形成連接到所述漏極的像素電極。
15. 根據(jù)權利要求14所述的方法，其中所述銅化合物去除溶液包括用去離子水稀釋的鹽酸。
16. 根據(jù)權利要求14所述的方法，其中所述等離子體處理利用包括溴化氫氣體、氯化氫氣體、以及氯氣中的至少之一的反應氣體來進行。
全文摘要
本發(fā)明提供一種液晶顯示設備的制造方法，該制造方法包括對第一和第二光刻膠圖案進行灰化，由此在灰化的第一和第二光刻膠圖案之間和第一光刻膠圖案的灰化的第一和第二部分之間所露出的數(shù)據(jù)線和源-漏圖案的部分形成銅氧化物膜；對銅氧化物膜進行脫氧或去除；進行等離子體處理以將數(shù)據(jù)線和源-漏圖案的露出部分改變?yōu)殂~化合物；利用銅化合物去除溶液去除銅化合物，以形成位于灰化的第一和第二部分下方的源極和漏極，其中銅化合物去除溶液基本上不與銅組材料反應；利用源極和漏極作為蝕刻掩模對源極和漏極之間的歐姆接觸層的一部分進行干刻，歐姆接觸層通過對摻雜非晶硅層構圖而形成。
文檔編號G02F1/1362GK101726948SQ200910171999
公開日2010年6月9日 申請日期2009年9月24日 優(yōu)先權日2007年12月4日
發(fā)明者宋桂燦, 康永權, 梁埈榮, 金江一, 金素普 申請人:樂金顯示有限公司