專利名稱：薄膜晶體管陣列基板制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體元件的制造方法，尤其涉及薄膜晶體管陣列基板制造方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在的液晶顯示器主要以薄膜晶體管液晶顯示器(TFT LCD)為主流，TFT LCD (Thin Film Transistor Liquid Crystal Display)的一般結(jié)構(gòu)是具有彼此相對的薄膜 晶體管陣列基板和彩膜基板，在兩個基板之間設(shè)置襯墊料以保持盒間隙，并在該盒間隙之 間填充液晶。 目前量產(chǎn)的TFT陣列基板大多至少需要四輪光罩工序。圖1為采用四道光罩工序 制造的現(xiàn)有技術(shù)TFT陣列基板的平面圖，圖2為沿圖1的A-A'和B-B'線提取的截面圖。 參照圖1和圖2所示，現(xiàn)有技術(shù)的陣列基板在基板1上形成有彼此交叉的柵線11和數(shù)據(jù)線 52，柵線11與數(shù)據(jù)線52的交叉區(qū)形成TFT 91。 TFT 91包括柵極10、源極51和漏極50。所 述柵極10形成在與基板1直接接觸的第一金屬層上，在柵極10上依次覆蓋有柵絕緣層20、 半導(dǎo)體層30、歐姆接觸40、源極51、漏極50和鈍化層60。柵極10連接到柵線11，源極51 連接到數(shù)據(jù)線52。在由柵極10和數(shù)據(jù)線52交叉限定的像素區(qū)域中形成像素電極78，所述 像素電極78通過接觸孔70和TFT 91的漏極50相連。 以下將參照圖3A 3D詳細(xì)說明采用四道光罩工序的液晶面板的TFT陣列基板的 制造方法。 參照圖3A，采用第一道光罩在基板上形成包括柵線ll(參照圖1)、柵極10和柵焊 盤12的第一導(dǎo)電圖案組。 參照圖3B，先在形成有柵圖案的基板上依次沉積柵絕緣層20、有源層30和歐姆接 觸層40，再在歐姆接觸層40上沉積第二導(dǎo)電金屬層50。然后利用第二道光罩在柵絕緣層 20上形成包括有源層30和歐姆接觸層40的圖案，以及包括數(shù)據(jù)線52 (參照圖1)、源極51、 漏極50以及數(shù)據(jù)焊盤53(參照圖1)的第二導(dǎo)電圖案層。 參照圖3C，在第二導(dǎo)電層圖案形成之后，接著在基板上用PECVD沉積鈍化層60，在
形成鈍化層之后，通過采用第三道光罩的光刻和蝕刻工序，形成接觸孔61 。 參照圖3D，在接觸孔61形成之后，沉積上一層透明導(dǎo)電層70，通過第四道光罩在
鈍化層上形成包括像素電極78、柵焊盤上電極72和數(shù)據(jù)焊盤上電極73的第三導(dǎo)電圖案組。 在液晶顯示器中，由于TFT陣列基板需要半導(dǎo)體工序和多輪光罩工序，其制造工
序很復(fù)雜并因此制造成本比較高，主要原因在于一輪光罩工序包括諸如薄膜沉積工序、清
洗工序、光刻工序、蝕刻工序、光刻膠剝離和檢查工序等多個工序。 為了解決這個問題，希望能夠提供一種可以減少光罩工序數(shù)量的TFT陣列基板的 制造方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種采用3道光罩工序數(shù)量的薄膜晶體管陣列基板制造方法。 本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是提供一種薄膜晶體管陣列基板
制造方法，包括以下步驟 提供基板； 形成透明導(dǎo)電層、第一金屬層和第一光刻膠層于該基板上，利用第一道光刻形成 像素電極、柵極和柵極焊盤，暴露該像素電極； 繼續(xù)形成柵極絕緣層、半導(dǎo)體層和第二光刻膠層于該基板上，以覆蓋該柵極，利用 第二道光刻形成半導(dǎo)體溝道，暴露該像素電極； 繼續(xù)形成第三金屬層和第三光刻膠層于該基板上，利用第三道光刻形成漏極、源
極和數(shù)據(jù)線，該漏極和該像素電極相接觸，該源極和該數(shù)據(jù)線相接觸，其中該柵極、該漏極、
該半導(dǎo)體溝道、該源極構(gòu)成薄膜晶體管； 形成鈍化層薄膜于該像素電極、該薄膜晶體管上。 上述方法中，所述繼續(xù)形成半導(dǎo)體層于該基板上包括沉積非晶硅層和歐姆接觸層。 上述方法中，所述形成鈍化層薄膜包括保留該柵焊盤和該數(shù)據(jù)焊盤上的第三光 刻膠層；繼續(xù)形成鈍化層于該基板上，剝離第三光刻膠層及其上的鈍化層，形成鈍化層薄膜 于該像素電極、該薄膜晶體管上，暴露該柵焊盤和該數(shù)據(jù)焊盤。 本發(fā)明對比現(xiàn)有的四道光罩工序的薄膜晶體管陣列基板的制造方法有如下的有 益效果本發(fā)明提供的制造方法先形成像素電極和柵極，然后利用不同光刻膠層高度形成 柵極絕緣層和半導(dǎo)體溝道，最后通過剝離方法形成鈍化層薄膜，由于像素電極不需要貫穿 鈍化層薄膜和漏極想連，因而減少了一道光罩工序，簡化制造過程，降低成本，提高產(chǎn)量。


圖1是采用現(xiàn)有技術(shù)四道光罩工序的TFT陣列基板的平面圖。 圖2是沿圖1的A-A'和B-B'線提取的截面圖。 圖3A 3D是現(xiàn)有技術(shù)的TFT陣列基板的制作流程剖視圖。 圖4A本發(fā)明的第一道光罩工序的平面示意圖。 圖4B 4C是本發(fā)明第一道光罩工序及后續(xù)工序的流程剖視圖。 圖5A是本發(fā)明的第二道光罩工序的平面示意圖。 圖5B 5C是本發(fā)明第二道光罩工序流程剖視圖。 圖6是本發(fā)明的第三道光罩工序的平面示意圖。 圖7A 7C是本發(fā)明的第三道光罩工序及后續(xù)工序的流程剖視圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖及典型實施例對本發(fā)明作進一步說明。 圖4A本發(fā)明的第一道光罩工序的平面示意圖；圖4B 4D是本發(fā)明第一道光罩工 序及后續(xù)工序的流程剖視圖。 參照圖4A，采用第一道光罩工序在下基板1上形成具有像素電極708、柵極下電極 705、柵焊盤下電極701的透明導(dǎo)電圖案和柵線1Q1、柵極100和柵焊盤上電極102的柵圖
4案。 具體過程如下通過諸如濺射或其他沉積的方法在下基板上依次形成透明導(dǎo)電 層、第一金屬層(又稱柵金屬層)和第一光刻膠層。其后如圖4B所示通過第一道HTM光罩 的光刻工序和蝕刻工序?qū)⒃摻饘賹訕?gòu)圖為預(yù)定結(jié)構(gòu)，從而使透明導(dǎo)電層形成包括像素電極 708、柵極下電極705和柵焊盤下電極701的透明導(dǎo)電圖案，第一金屬層形成柵線101、柵極 上電極100和柵焊盤上電極102的圖案。 該第一道光罩具有由透明材料構(gòu)成的光罩襯底、形成在光罩襯底的遮光區(qū)域和形 成于光罩襯底的遮光量為二分之一的區(qū)域，采用第一道光罩曝光顯影后該光刻膠從而在分 別對應(yīng)于第一光罩遮光部分和二分之一曝光部分全部曝光部分形成具有預(yù)定臺階的光刻 膠圖案。使得柵極、柵線和柵焊盤處光刻膠802具有第一高度，像素電極和數(shù)據(jù)焊盤處光刻 膠801具有第二高度，其余處無光刻膠。其中第一高度高于第二高度。通過Mo/Al濕刻先 去掉沒有光刻膠部分的柵金屬層，接著通過PI濕刻去除露出的透明導(dǎo)電層部分，即留下像 素區(qū)、柵極、柵線、柵焊盤、數(shù)據(jù)焊盤。如圖4B所示。接下來采用氧氣等離子體執(zhí)行灰化工 序從而去除具有第二高度的像素電極、數(shù)據(jù)焊盤處光刻膠圖案，并且降低具有第一高度的 光刻膠圖案。然后再次通過Mo/Al濕刻去除露出的柵金屬層，并將剩下的光刻膠剝離。這 樣在基板透明導(dǎo)電層上依次形成了像素電極708、柵極和柵線的下電極705、柵焊盤下電極 701、數(shù)據(jù)焊盤下電極702的第一導(dǎo)電圖案，在第一金屬層形成柵極上電極100、柵線上電極 101、柵焊盤上電極102的柵層第二導(dǎo)電層，如圖4C所示。 圖5A是本發(fā)明的第二道光罩工序的平面示意圖；圖5B 5C是本發(fā)明第二道光罩 工序流程剖視圖。 在上述基板上一次沉積柵絕緣層200和半導(dǎo)體層300。然后通過第二道HTM光罩， 在硅島處形成第一高度光刻膠803，像素與漏極的接觸孔、柵焊盤、數(shù)據(jù)焊盤處無光刻膠，其 余處的光刻膠為第二高度。通過干刻依次去除沒有光刻膠處的半導(dǎo)體層和柵絕緣層，如圖 5B。然后采用氧氣等離子體執(zhí)行灰化工序去除具有第二高度的光刻膠，降低具有第一高度 的光刻膠803，并刻蝕露出的半導(dǎo)體層。然后去除光刻膠803。從而形成像素處接觸孔、柵 焊盤和數(shù)據(jù)焊盤處接觸孔以及半導(dǎo)體溝道(又稱硅島)301 ，如圖5C所示。
圖6是本發(fā)明的第三道光罩工序的平面示意圖，圖7A 7C是本發(fā)明的第三道光 罩工序及后續(xù)工序的流程剖視圖。 請參見圖7A，在上述的基板上繼續(xù)濺射第三金屬層(又稱數(shù)據(jù)金屬層)和第三光 刻膠層，然后通過第三道HTM光罩后，在柵焊盤和數(shù)據(jù)焊盤處形成第一高度光刻膠804，源 極和漏極(包括與像素相連的接觸孔)、數(shù)據(jù)線處形成第二高度光刻膠，其余處無光刻膠。 通過刻蝕，去除無光刻膠處的金屬。然后采用氧氣等離子體執(zhí)行灰化工序去除具有第二高 度的光刻膠，降低具有第一高度的光刻膠。從而形成源極、數(shù)據(jù)線、通過接觸孔與像素相連 的漏極。接下來在基板上沉積鈍化(PA)層600，如圖7B所示，通過剝離(Lift Off)方法去 除柵焊盤和數(shù)據(jù)焊盤處的光刻膠，從而去除沉積在上面的PA層。露出柵焊盤102的上電極 505和數(shù)據(jù)焊盤上電極503，形成如圖6的圖案。 請參照圖6，經(jīng)過上述步驟得到TFT陣列基板包括在基板1上形成的像素電極 708，柵極下電極705、柵極上電極100，柵線101和柵焊盤下電極701、柵焊盤電極102、柵焊 盤上電極505，在柵極100上形成的柵絕緣層200、半導(dǎo)體層300和金屬層500 ;從而形成數(shù)據(jù)線502、源極501和漏極500、 TFT區(qū)域901、數(shù)據(jù)焊盤下電極702、數(shù)據(jù)焊盤上電極503。
施加?xùn)判盘柕臇啪€101和施加數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)線502交叉以限定像素區(qū)域708。 該TFT響應(yīng)柵線101信號向像素電極708施加數(shù)據(jù)線502上的像素信號。該TFT擁有連接 到柵線101的柵極100、連接到數(shù)據(jù)線502的源極501以及連接到像素電極708的漏極500。 此外，TFT還具有在源極501和漏極500之間形成半導(dǎo)體溝道301，其中該半導(dǎo)體溝道301 與其下的柵絕緣層200和柵極100重疊。 該像素電極708連接到TFT 901的漏極500并形成在像素區(qū)域708內(nèi)，因此在通 過TFT901施加像素信號的像素電極708和施加基準(zhǔn)電壓的公共電極之間形成電場。由于 該電場，位于下陣列基板和彩膜基板之間的液晶分子由于各向異性而旋轉(zhuǎn)。像素區(qū)域的透 射比按照液晶分子的旋轉(zhuǎn)程度而變化，從而顯示各種灰階。 柵焊盤102連接到柵驅(qū)動器以向柵線101施加?xùn)判盘?。柵焊盤102包括延伸自柵 線的柵焊盤電極102、柵焊盤上電極505、柵焊盤下電極701。 數(shù)據(jù)焊盤503連接到數(shù)據(jù)驅(qū)動器以向數(shù)據(jù)線502施加數(shù)據(jù)信號。數(shù)據(jù)焊盤包括延 伸自數(shù)據(jù)線502的數(shù)據(jù)焊盤上電極503，和在透明導(dǎo)電層上形成的數(shù)據(jù)焊盤下電極702?；?板上直接形成透明導(dǎo)電層的像素電極708、數(shù)據(jù)焊盤下電極702、柵極焊盤下電極701和柵 極下電極705的透明導(dǎo)電圖案。像素電極直接和漏極500相連。 雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技 術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的修改和完善，因此本發(fā)明的保護范 圍當(dāng)以權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種薄膜晶體管陣列基板的制作方法，包括提供基板；形成透明導(dǎo)電層、第一金屬層和第一光刻膠層于該基板上，利用第一道光刻形成像素電極、柵極和柵極焊盤，暴露該像素電極；繼續(xù)形成柵極絕緣層、半導(dǎo)體層和第二光刻膠層于該基板上，以覆蓋該柵極，利用第二道光刻形成半導(dǎo)體溝道，暴露該像素電極；繼續(xù)形成第三金屬層和第三光刻膠層于該基板上，利用第三道光刻形成漏極、源極和數(shù)據(jù)線，該漏極和該像素電極相接觸，該源極和該數(shù)據(jù)線相接觸，其中該柵極、該漏極、該半導(dǎo)體溝道、該源極構(gòu)成薄膜晶體管；形成鈍化層薄膜于該像素電極、該薄膜晶體管上。
2. 如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列基板制造方法，其特征在于，所述繼續(xù)形成半 導(dǎo)體層于該基板上包括沉積非晶硅層和歐姆接觸層。
3. 如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列基板制造方法，其特征在于，所述形成鈍化層 薄膜包括保留該柵焊盤和該數(shù)據(jù)焊盤上的第三光刻膠層；繼續(xù)形成鈍化層于該基板上，剝離第三光刻膠層及其上的鈍化層，形成鈍化層薄膜于 該像素電極、該薄膜晶體管上，暴露該柵焊盤和該數(shù)據(jù)焊盤。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種薄膜晶體管陣列基板制造方法，該制造方法先形成像素電極和柵極，然后利用不同光刻膠層高度形成柵極絕緣層和半導(dǎo)體溝道，最后通過剝離方法形成鈍化層薄膜，由于像素電極不需要貫穿鈍化層薄膜和漏極想連，因而減少了一道光罩工序，簡化制造過程，降低成本，提高產(chǎn)量。
文檔編號G03F7/00GK101710579SQ20091019729
公開日2010年5月19日 申請日期2009年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月16日
發(fā)明者吳賓賓, 譚莉 申請人:上海廣電光電子有限公司