專利名稱：顯示設(shè)備的陣列基板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于顯示設(shè)備的陣列基板，更具體地，涉及用于包括具有優(yōu)良性能的 薄膜晶體管的顯示設(shè)備的陣列基板以及制造該陣列基板的方法。
背景技術(shù)：
本申請(qǐng)要求2009年11月16日提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)No. 2009-0110377的優(yōu)先權(quán)， 此處以引證的方式并入其內(nèi)容。隨著社會(huì)正式進(jìn)入信息時(shí)代，將各種電信號(hào)表現(xiàn)為視覺圖像的顯示設(shè)備領(lǐng)域發(fā)展 迅速。特別是，作為具有重量輕、外形薄和功耗低的特點(diǎn)的平板顯示設(shè)備的液晶顯示(LCD) 設(shè)備或OELD設(shè)備被開發(fā)以用作陰極射線管式顯示設(shè)備的替代品。由于包括薄膜晶體管(TFT)作為開關(guān)元件的LCD設(shè)備(被稱為有源矩陣 IXD(AM-IXD)設(shè)備)具有高分辨率和顯示運(yùn)動(dòng)圖像的優(yōu)良特性，所以AM-IXD設(shè)備得到了廣 泛的使用。另一方面，由于OELD設(shè)備具有高亮度、低功耗和高對(duì)比度的優(yōu)良特性，所以O(shè)ELD 設(shè)備已被廣泛使用。此外，OELD設(shè)備具有高響應(yīng)速度、低生產(chǎn)成本等優(yōu)點(diǎn)。IXD設(shè)備和OELD設(shè)備都需要包括薄膜晶體管(TFT)作為用于控制各像素區(qū)域的通 斷的開關(guān)元件的陣列基板。此外，OELD設(shè)備需要另一 TFT作為用于驅(qū)動(dòng)各像素區(qū)域中的有 機(jī)電致發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)元件。圖1是用于顯示設(shè)備的相關(guān)技術(shù)的陣列基板的一部分的截面圖。為了便于解釋， 形成了 TFT的區(qū)域被定義為開關(guān)區(qū)域TrA。在圖1中，陣列基板包括基板11，該基板11包括像素區(qū)域P和開關(guān)區(qū)域TrA。在 基板11上，形成選通線(未示出)和數(shù)據(jù)線33以限定像素區(qū)域P。選通線和數(shù)據(jù)線33彼 此交叉以限定像素區(qū)域。在像素區(qū)域P中的開關(guān)區(qū)域TrA中，形成柵極15，并且柵絕緣層 18覆蓋柵極15。包括有源層22和歐姆接觸層沈的半導(dǎo)體層觀形成在柵絕緣層18上和 驅(qū)動(dòng)區(qū)域TrA中。有源層22由本征非晶硅形成，而歐姆接觸層沈由摻雜非晶硅形成。源 極36和與源極36隔開的漏極38形成于半導(dǎo)體層28上。歐姆接觸層沈中對(duì)應(yīng)于源極36 和漏極38之間的空間的部分被去除，使得有源層22的中心通過源極36和漏極38之間的 空間而露出。柵極15、柵絕緣層18、半導(dǎo)體層觀、源極36和漏極38構(gòu)成了 TFTTr。TFT連接到 選通線、數(shù)據(jù)線33和TFT Tr。在TFT Tr上形成包括漏接觸孔45的鈍化層42。漏接觸孔45使TFITr的漏極38 露出。接觸TFT Tr的漏極38的像素電極50形成于鈍化層42上和各像素區(qū)域P中。在數(shù) 據(jù)線33下面設(shè)置包括第一圖案27和第二圖案23的半導(dǎo)體圖案四，其中該第一圖案27由 與歐姆接觸層26相同的材料形成并與歐姆接觸層沈設(shè)置在同一層上，而該第二圖案23由 與有源層22相同的材料形成并且與有源層22設(shè)置在同一層上。該有源層22在厚度上存在差異。也就是說，有源層22的通過源極36和漏極38之間的空間露出的中部具有第一厚度Tl，而有源層22的其上形成有歐姆接觸層沈的側(cè)部 具有與第一厚度Tl不同的第二厚度t2。(tl Φ t2)有源層22中的厚度差由制造方法造成 的。有源層22的厚度差使得TFT的特性劣化。圖2A到2E是示出了在相關(guān)技術(shù)的陣列基板中形成半導(dǎo)體層、源極和漏極的工藝 的截面圖。為了便于解釋，未示出柵極和柵絕緣層。在圖2A中，在基板11上順序地形成本征非晶硅層20、摻雜非晶硅層M和金屬層 30。通過涂敷光刻膠(PR)材料在金屬層30上形成ra層(未示出)。對(duì)ra層進(jìn)行曝光和 顯影，以形成第一 I3R圖案91和第二 ra圖案92。第一 ra圖案91對(duì)應(yīng)于形成了源極和漏極 的部分并且具有第三厚度。第二 PR圖案92對(duì)應(yīng)于位于源極和漏極之間的空間的部分并且 具有小于第三厚度的第四厚度。接著，在圖2B中，對(duì)通過第一 ra圖案91和第二 ra圖案92露出的(圖2A的)金 屬層30、位于金屬層30下方的(圖2A的)摻雜非晶硅層M和(圖2A的)本征非晶硅層 20進(jìn)行蝕刻，以形成金屬圖案31、金屬圖案31下方的摻雜非晶硅圖案25和摻雜非晶硅圖 案25下方的本征非晶硅圖案22。接著，在圖2C中，通過灰化工藝去除(圖2B的)第二 I3R圖案92。同時(shí)，(圖2B 的)第一ra圖案91的第三厚度減小，使得在金屬圖案31上形成厚度小于第三厚度的第三 PR圖案93。接著，在圖2D中，對(duì)由第三冊(cè)圖案93露出的(圖2C的)金屬圖案31的中部進(jìn) 行蝕刻，以形成源極36和與源極36隔開的漏極38。通過蝕刻金屬圖案31，摻雜非晶硅圖 案25的中部通過源極36和漏極38之間的空間而露出。接著，在圖2E中，對(duì)(圖2D的)摻雜非晶硅圖案25的露出的中部進(jìn)行干蝕刻， 以在源極36和漏極38下方形成歐姆接觸層26。在這種情況下，在足夠長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)執(zhí)行用 于摻雜非晶硅圖案的露出的中部的干蝕刻工藝，以便完全去除摻雜非晶硅圖案的露出的中 部。通過干蝕刻摻雜非晶硅圖案的露出的中部，本征非晶硅的有源層22的中部被部分地蝕 刻。然而，有源層22的側(cè)部沒有被蝕刻，因?yàn)闅W姆接觸層沈阻擋了有源層22的側(cè)部。結(jié) 果，有源層22具有厚度差(tl Φ t2)。如果未在足夠長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)執(zhí)行用于摻雜非晶硅圖案的露出的中部的干蝕刻工藝 來避免該厚度差，則摻雜非晶硅可能會(huì)殘留在有源層22上，使得TFT的特性劣化。因此，需 要在足夠長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)對(duì)摻雜非晶硅圖案的露出的中部執(zhí)行干蝕刻工藝。因此，在用于相關(guān)技術(shù)的陣列基板的上述制造工藝中，有源層中的厚度差是不可 避免的結(jié)果，使得TFT的特性劣化。此外，由于考慮到蝕刻厚度，有源層的本征非晶硅層應(yīng)該以足夠的厚度形成，例 如，超過約1000人，因此產(chǎn)量減少并且生產(chǎn)成本增加。通常，用于TFT的有源層由本征非晶硅形成。由于本征非晶硅的原子是隨機(jī)排列 的，它對(duì)光或電場(chǎng)存在亞穩(wěn)態(tài)，使得作為TFT在穩(wěn)定性上存在問題。此外，由于溝道中的載 流子的遷移率相對(duì)較低，即0. IcmVv · S 1. OlcmVv · S，因此驅(qū)動(dòng)元件的使用存在限制。為解決這些問題，引入了一種薄膜晶體管的制造方法，該薄膜晶體管包括通過利 用激光束設(shè)備并通過結(jié)晶工藝將非晶硅結(jié)晶成多晶硅而形成的多晶硅的有源層。然而，參照?qǐng)D3，該圖示出了相關(guān)技術(shù)的包括多晶硅的有源層的陣列基板的截面圖，需要摻雜工藝。也就是說，在包括TFT Fr的陣列基板51中，應(yīng)當(dāng)向多晶硅的半導(dǎo)體層 55的中心區(qū)55a的兩側(cè)摻進(jìn)高濃度雜質(zhì)，以形成η+區(qū)55b。根據(jù)雜質(zhì)類型，該區(qū)5 可以 是P+區(qū)。因此，需要用于摻雜工藝的注入設(shè)備，所以需要新的生產(chǎn)線并且增加了生產(chǎn)成本。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種用于顯示設(shè)備的陣列基板及其制造方法，其能夠基本上克服因相 關(guān)技術(shù)的局限和缺點(diǎn)帶來的一個(gè)或更多個(gè)問題。本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種包括具有改進(jìn)的特性的薄膜晶體管的陣列基板。本發(fā)明的附加特征和優(yōu)點(diǎn)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(shí)踐來了解。通過書面的說明書及其權(quán)利要求以及附圖中特別指出的結(jié) 構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)和獲得本發(fā)明的目的和其它優(yōu)點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)這些和其它優(yōu)點(diǎn)，按照本發(fā)明的目的，作為具體和廣義的描述，一種用于 顯示設(shè)備的陣列基板包括位于基板上的柵極；柵絕緣層，其位于所述柵極上并且具有與 所述柵極相同的平面面積和相同的平面形狀；有源層，其位于所述柵絕緣層上并露出所述 柵絕緣層的邊緣；位于所述基板的表面上的層間絕緣層，該表面包括在該表面上形成的所 述有源層，并且所述層間絕緣層包括第一有源接觸孔和第二有源接觸孔，所述第一有源接 觸孔和所述第二有源接觸孔分別露出所述有源層的兩側(cè)；第一歐姆接觸層和第二歐姆接觸 層，所述第一歐姆接觸層和所述第二歐姆接觸層分別通過所述第一有源接觸孔和所述第二 有源接觸孔接觸所述有源層；位于所述第一歐姆接觸層上的源極；位于所述第二歐姆接觸 層上的漏極；數(shù)據(jù)線，其位于所述層間絕緣層上并且連接到所述源極；位于所述層間絕緣 層的表面上的第一鈍化層，該表面包括在該表面上形成的所述源極、所述漏極和所述數(shù)據(jù) 線，所述第一鈍化層、所述層間絕緣層和所述柵絕緣層具有露出所述柵極的一部分的第一 柵接觸孔；選通線，其位于所述第一鈍化層上并通過所述第一柵接觸孔接觸所述柵極，所述 選通線與所述數(shù)據(jù)線交叉；位于所述第一鈍化層的表面上的第二鈍化層，該表面包括在該 表面上形成的所述選通線，所述第一鈍化層和所述第二鈍化層具有露出所述漏極的漏接觸 孔；以及像素電極，其位于所述第二鈍化層上并通過所述漏接觸孔接觸所述漏極。在本發(fā)明的另一方面，一種制造用于顯示設(shè)備的陣列基板的方法包括以下步驟 在基板上形成柵極，在所述柵極上形成柵絕緣層，并在所述柵絕緣層上形成本征多晶硅的 有源層，所述有源層露出所述柵絕緣層的邊緣；在所述基板的表面上形成層間絕緣層，該表 面包括在該表面上形成的所述有源層，并且所述層間絕緣層具有第一有源接觸孔和第二有 源接觸孔，所述第一有源接觸孔和所述第二有源接觸孔分別露出所述有源層的兩側(cè)；形成 通過所述第一有源接觸孔和所述第二有源接觸孔而分別接觸所述有源層的兩側(cè)的第一歐 姆接觸層和第二歐姆接觸層，在所述第一歐姆接觸層上形成源極，在所述第二歐姆接觸層 上形成漏極，并且形成連接到所述源極的數(shù)據(jù)線；在所述層間絕緣層的表面上形成第一鈍 化層，該表面包括在該表面上形成的所述源極、所述漏極和所述數(shù)據(jù)線，所述第一鈍化層包 括露出所述柵極的第一柵接觸孔；在所述第一鈍化層上形成選通線，并且所述選通線通過 所述第一柵接觸孔接觸所述柵極，所述選通線與所述數(shù)據(jù)線交叉；在所述第一鈍化層的表 面上形成第二鈍化層，該表面包括在該表面上形成的所述選通線，所述第一鈍化層和所述 第二鈍化層包括露出所述漏極的漏接觸孔；以及在所述第二鈍化層上形成像素電極，并且所述像素電極通過所述漏接觸孔接觸所述漏極。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的上述一般描述和下述詳細(xì)描述是示例性和說明性的，且旨在 提供所要求保護(hù)的本發(fā)明的進(jìn)一步解釋。
附圖被包括在本說明書中以提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并結(jié)合到本說明書中且 構(gòu)成本說明書的一部分，附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施方式，且與說明書一起用于解釋本發(fā)明 的原理。圖1是用于OELD設(shè)備的相關(guān)技術(shù)的陣列基板的一部分的截面圖。圖2A到2E是示出了在相關(guān)技術(shù)的陣列基板中形成半導(dǎo)體層、源極和漏極的工藝 的截面圖。圖3是相關(guān)技術(shù)的包括多晶硅的有源層的陣列基板的截面圖。圖4A到4N是示出了根據(jù)本發(fā)明的陣列基板的制造工藝的截面圖。圖5是示出了用于根據(jù)本發(fā)明的陣列基板的開關(guān)區(qū)域的平面圖。
具體實(shí)施例方式下面將詳細(xì)描述優(yōu)選實(shí)施方式，在附圖中例示出了其示例。圖4A到4N是示出了根據(jù)本發(fā)明的陣列基板的制造工藝的截面圖。為了便于解釋， 形成了薄膜晶體管(TFT)的區(qū)域被定義為像素區(qū)域P中的開關(guān)區(qū)域TrA。如圖4A所示，通過沉積無機(jī)絕緣材料或涂敷有機(jī)絕緣材料在基板101上形成緩沖 層103。例如，無機(jī)絕緣材料包括硅氧化物或硅氮化物，而有機(jī)絕緣材料包括感光壓克力或 BCB。緩沖層103的厚度為大約2000到大約3000人。當(dāng)在約600至約800°C的溫度下執(zhí)行 結(jié)晶工藝時(shí)，在沒有緩沖層103的情況下當(dāng)基板101在結(jié)晶工藝中直接暴露于高溫時(shí)堿離 子能夠擴(kuò)散到多晶硅中。通過緩沖層103能夠避免這個(gè)問題。接著，在緩沖層103上順序地形成柵極材料層105、第一絕緣材料層108和本征非 晶娃層Illo柵極材料層105包括摻雜非晶硅。或者，柵極材料層105包括具有大于約800°C 的高熔點(diǎn)的金屬材料。例如，用于柵極材料層105的金屬材料包括鈦(Ti)、鎢(Tw)、諸如 鉬-鈦合金(MoTi)的鉬合金、鉬(Mo)、鉭(Ta)、銅(Cu)、Cu合金、以及上述材料的組合中的 一種。此外，柵極材料層105具有由上述金屬材料中的一種構(gòu)成的第一層和由上述金屬材 料中的另一種構(gòu)成的第二層。當(dāng)柵極材料層105由摻雜硅形成時(shí)，柵極材料層的厚度為約 500至約1000人。當(dāng)柵極材料層105由上述金屬材料形成時(shí)，柵極材料層的厚度為約100至 約ΙΟΟΟΑ，有利地為約100至約500A。如果柵極材料層105由具有低于800°C的熔點(diǎn)的金屬材料(即，鋁(Al)或Al合 金)形成，該金屬材料在結(jié)晶工藝中熔化，使得該金屬材料擴(kuò)散到第一絕緣材料層108中。第一絕緣材料層108包括無機(jī)絕緣材料或有機(jī)絕緣材料。例如，無機(jī)絕緣材料包 括硅氧化物或硅氮化物，而有機(jī)絕緣材料包括感光壓克力或BCB。第一絕緣材料層108的厚 度為約500到4000A。本征非晶硅層111的厚度為約300到1000人。在相關(guān)技術(shù)的陣列基板 中，考慮到用于歐姆接觸層的干蝕刻工藝所蝕刻的厚度，本征非晶硅層的厚度在約1000A以上。然而，由于本征非晶硅層111的多晶硅的(圖4M的)有源層115沒有暴露于干蝕刻 工藝，所以在干蝕刻工藝之后本征非晶硅層的厚度沒有減小。因此，本發(fā)明的本征非晶硅層 具有比相關(guān)技術(shù)的厚度小的厚度，從而在生產(chǎn)成本和工藝時(shí)間上存在優(yōu)勢(shì)。當(dāng)緩沖層103、第一絕緣材料層108中各層由無機(jī)絕緣材料形成并且柵極材料層 105由摻雜非晶硅形成時(shí)，通過化學(xué)氣相沉積(CVD)裝置(未示出)形成緩沖層103、柵極 材料層105、第一絕緣材料層108和本征非晶硅層111中的所有層。通過改變提供給CVD裝 置的處理室的反應(yīng)氣體，可以順序地沉積緩沖層103、柵極材料層105、第一絕緣材料層108 和本征非晶硅層111。以下，利用摻雜非晶硅的柵極材料層105來解釋工藝。接著，如圖4B所示，執(zhí)行結(jié)晶工藝以增加溝道中的遷移率，使得(圖4A的)本征 非晶硅層111結(jié)晶成本征多晶硅層112。該結(jié)晶工藝是固相結(jié)晶工藝或準(zhǔn)分子激光退火工 藝。例如，固相結(jié)晶工藝是在約600至約800°C溫度下的熱結(jié)晶工藝或在約600至700°C的 溫度下的交變磁場(chǎng)結(jié)晶工藝。摻雜非晶硅的(圖4的)柵極材料層105也通過上述結(jié)晶工藝轉(zhuǎn)化為摻雜多晶硅 層 106。另一方面，由于用于柵極材料層的上述金屬材料具有約800°C以上的熔點(diǎn)，所以結(jié) 晶工藝沒有使柵極材料層變形。如果柵極材料層由具有相對(duì)較低的熔點(diǎn)的金屬材料形成， 則結(jié)晶工藝使該層變形。然而，柵極材料層由摻雜非晶硅或具有熔點(diǎn)在約800°C以上的上述 金屬材料形成，在結(jié)晶工藝中不存在問題。接著，如圖4C中所示，通過涂敷光刻膠(PR)材料在本征多晶硅層112上形成冊(cè)層 (未示出)。在I3R層上設(shè)置包括透射區(qū)域、阻擋區(qū)域和半透射區(qū)域的掩模(未示出)。半透 射區(qū)域的透射率比透射區(qū)域小而比阻擋區(qū)域大。半透射區(qū)域包括用于控制透射率的多個(gè)狹 縫或多個(gè)涂層。利用掩模對(duì)I3R層進(jìn)行曝光。接著，對(duì)曝光的ra層進(jìn)行顯影，以形成第一 I3R圖案191a、第二 ra圖案191b和第 三ra圖案191c。第一 ra圖案191a對(duì)應(yīng)于開關(guān)區(qū)域TrA的中心并且具有第一厚度。S卩，第 一 PR圖案191a對(duì)應(yīng)于將要形成(圖4N的)有源層115的區(qū)域。第二 I3R圖案191b和第 三I3R圖案191c分別設(shè)置在第一 I3R圖案191a的兩側(cè)。即，第一 I3R圖案191a位于第二 I3R 圖案191b和第三冊(cè)圖案191c之間。開關(guān)區(qū)域TrA中的本征多晶硅層112覆蓋有第一 I3R 圖案191a到第三I3R圖案191c，并且其它區(qū)域中的本征多晶硅層112被露出。第二 I3R圖案 191b和第三PR圖案191c中的各圖案具有比第一厚度小的第二厚度。第二 ra圖案191b和第三ra圖案191c具有不同的寬度，使得(圖4M的)柵極 114、(圖4M的)柵絕緣層109和(圖4M的)的有源層115的邊緣呈階梯形。結(jié)果，防止了 (圖4M的)的層間絕緣層122松動(dòng)。此外，第二 I3R圖案191b的寬度比第三冊(cè)圖案191c 的寬度更大，以提供使(圖4M的)柵極114與(圖4M的)選通線145接觸的區(qū)域。由于 柵極114和選通線145由不同層形成，因此需要形成使選通線145與柵極114接觸的(圖 4N的)第二柵接觸孔142的區(qū)域。接著，如圖4D所示，對(duì)(圖4C的)露出的本征多晶硅層112以及露出的本征多晶 硅層112下方的(圖4C的)第一絕緣層108和(圖4C的)摻雜多晶硅層106順序地進(jìn)行 蝕刻，以在緩沖層103上形成摻雜多晶硅的柵極107、在柵極107上形成柵絕緣層110、并在
9柵絕緣層110上形成本征多晶硅圖案113。柵極107、柵絕緣層110和本征多晶硅圖案113 位于開關(guān)區(qū)域TrA中并且為島狀。當(dāng)柵極材料層105由具有約800°C以上的熔點(diǎn)的金屬材 料形成時(shí)，柵極107由該金屬材料形成。除開關(guān)區(qū)域TrA之外的其它區(qū)域中的緩沖層103
被露出來。在本發(fā)明中，柵極107由摻雜多晶硅或具有約800°C以上的熔點(diǎn)的金屬材料形成， 以解決以下問題。在底柵型TFT的制造工藝中，通過對(duì)具有低電阻特性的金屬材料進(jìn)行沉 積和構(gòu)圖，在基板上形成選通線和柵極，并且在柵極上方形成非晶硅的半導(dǎo)體層，并使柵絕 緣層位于其間。為了使半導(dǎo)體層結(jié)晶，在相對(duì)較高的溫度下(例如，600°C以上)執(zhí)行結(jié)晶 工藝。在結(jié)晶工藝中，使由金屬材料構(gòu)成的柵極和選通線變形?；蛘?，由于結(jié)晶工藝中的熱 效應(yīng)，柵極突出通過柵絕緣層，使得柵極與本征多晶硅層接觸。這可以稱作尖峰(spike)問 題。然而，由于在本發(fā)明中柵極107由摻雜多晶硅或具有約800°C以上的熔點(diǎn)的金屬材料形 成，因此不存在問題。接著，如圖4E所示，對(duì)(圖4D的)第一 I3R圖案191a到第三I3R圖案191c執(zhí)行灰 化工藝以去除第二 I3R圖案191b和第三ra圖案191c并由第一 ra圖案191a形成第四ra圖 案191d。結(jié)果，通過去除第二 I3R圖案191b和第三I3R圖案191c而露出本征多晶硅層113 的兩側(cè)。如上所述，由于第二 I3R圖案191b的寬度比第三ra圖案191c大，所以本征多晶硅 層113的左側(cè)露出部分的面積比本征多晶硅層113的右側(cè)露出部分大。接著，如圖4F所示，對(duì)(圖4E的)露出的本征多晶硅層113進(jìn)行蝕刻，以露出柵 絕緣層110的邊緣并且從第四ra圖案191d下方的本征多晶硅圖案113形成有源層115。 有源層115相對(duì)于柵極107的中心向左側(cè)傾斜，以提供用于(圖4N的)第一柵接觸孔IM 和(圖4N的)第二柵接觸孔142的區(qū)域。柵絕緣層110和柵絕緣層110下方的柵極107 具有基本上相同的平面區(qū)域和相同的平面形狀，以便彼此完全交疊。接著，如圖4G所示，對(duì)(圖4F的)第四I3R圖案191d執(zhí)行剝離工藝，以去除第四 ra圖案191d并露出有源層115。接著，如圖4H所示，通過沉積硅氧化物和硅氮化物中的一種或兩種或者通過涂敷 感光壓克力和BCB中的一種或兩種，來在有源層115上形成第二絕緣層(未示出)。S卩，第 二絕緣層具有單層結(jié)構(gòu)或雙層結(jié)構(gòu)，并且由無機(jī)絕緣材料或有機(jī)絕緣材料形成。第二絕緣 層具有等于或大于柵極107和柵絕緣層110的厚度和的厚度。如果第二絕緣層的厚度小于 柵極107和柵絕緣層110的厚度和，則第二絕緣層可以在柵極107和柵絕緣層110的端部 具有不連續(xù)部分。通過掩模工藝對(duì)第二絕緣層進(jìn)行構(gòu)圖，以形成包括兩個(gè)有源接觸孔123和一個(gè)第 一柵接觸孔124的層間絕緣層122，其中該掩模工藝包括形成冊(cè)層的步驟、利用曝光掩模 對(duì)I3R層進(jìn)行曝光的步驟、對(duì)ra層進(jìn)行顯影以形成ra圖案的步驟、利用ra圖案作為蝕刻掩 模對(duì)第二絕緣層進(jìn)行蝕刻的步驟、以及對(duì)PR圖案進(jìn)行剝離的步驟。通過有源接觸孔123露 出有源層115的兩個(gè)側(cè)部。有源層155的中部覆蓋有層間絕緣層122在有源接觸孔123之 間的部分。覆蓋了有源層155的中部的層間絕緣層122用作蝕刻阻止部(etch-stopper)。 第一柵接觸孔1 使柵絕緣層110的一部分露出。第一柵接觸孔IM設(shè)置在有源層115的 左側(cè)。設(shè)置第一柵接觸孔124，以形成使柵極107露出的(圖4N的)第二柵接觸孔142。接著，如圖41所示，可以對(duì)包括層間絕緣層122的基板101執(zhí)行利用緩沖氧化蝕刻劑(BOE :buffered oxide etchant)的清潔工藝。它可以稱為BOE清潔工藝。在不執(zhí)行 該BOE清潔工藝的情況下，在有源層115上會(huì)形成熱氧化層(未示出)。執(zhí)行BOE清潔工藝 以去除通過有源層123的熱氧化層。此外，當(dāng)柵絕緣層110由硅氧化物形成時(shí)，通過BOE清潔工藝對(duì)柵絕緣層110通過 第一柵接觸孔IM而露出的露出部分進(jìn)行蝕刻，使得柵絕緣層110對(duì)應(yīng)于第一柵接觸孔IM 的厚度減小。在BOE清潔工藝之后柵絕緣層110部分地保留下來，使得在剛完成BOE清潔工藝 之后時(shí)柵極107不通過第一柵接觸孔IM而露出。如果完全去除柵絕緣層110以露出柵極 107并且柵極107由摻雜多晶硅形成，則可以通過干蝕刻工藝對(duì)柵極107進(jìn)行蝕刻，以形成 (圖4J的)歐姆接觸層127a和127b。通過減小柵絕緣層110的厚度，減少了用于形成(圖4K的)第二柵接觸孔142的 工藝時(shí)間。然而，減小柵絕緣層110的厚度的工藝不是必需的。當(dāng)柵絕緣層110由其它材 料形成時(shí)，在BOE清潔工藝中不對(duì)柵絕緣層110進(jìn)行蝕刻。(圖4A的)本征非晶硅層111直接暴露于600到800°C的高溫下的結(jié)晶工藝，以 形成有源層115。結(jié)果，在有源層115的頂面上形成了熱氧化層(未示出)。熱氧化層使得 有源層115和歐姆接觸層127a和127b (或屏障層)之間的歐姆接觸特性劣化。因此，可以 對(duì)有源層115執(zhí)行BOE清潔工藝，以在形成歐姆接觸層127a和127b (或屏障層)的步驟之 前去除熱氧化層。接著，如圖4J所示，通過沉積本征非晶硅在層間絕緣層122上形成具有約50到 300人的厚度的屏障層(未示出)。通過分別沉積摻雜非晶硅和金屬材料在屏障層上順序地 形成摻雜非晶硅層(未示出)和第一金屬層(未示出)。摻雜非晶硅層的厚度為約100到 300埃。第一金屬層的金屬材料包括鋁(Al)、Al合金、銅(Cu)、Cu合金、鉬(Mo)、Mo合金、 鉻(Cr)、Cr合金和鉬鈦合金(MoTi)。本征非晶硅和本征多晶硅之間的接觸強(qiáng)度大于摻雜非晶硅和本征多晶硅之間的 接觸強(qiáng)度。因此，本征非晶硅的屏障層位于有源層115和摻雜非晶硅層之間，以提高本征多 晶硅的有源層115和摻雜非晶硅層之間的接觸強(qiáng)度。此外，本征多晶硅的有源層115和摻 雜非晶硅層之間的接觸電阻由于本征非晶硅的屏障層而減小。通過掩模工藝對(duì)第一金屬層、摻雜非晶硅層和屏障層進(jìn)行構(gòu)圖，以形成數(shù)據(jù)線 130、源極133、漏極136、第一歐姆接觸層127a和第二歐姆接觸層127b、以及第一和第二屏 障圖案(未示出)。數(shù)據(jù)線130設(shè)置在像素區(qū)域P的邊界處并連接到源極133。第一和第 二屏障圖案、第一歐姆接觸層127a和第二歐姆接觸層127b、源極133和漏極136設(shè)置在開 關(guān)區(qū)域TrA中。第一屏障圖案通過層間絕緣層122的有源接觸孔123中的一個(gè)有源接觸孔 而接觸露出的有源層115，并且在第一屏障圖案上堆疊第一歐姆接觸層127a和源極133。 第二屏障圖案通過層間絕緣層122的有源接觸孔123中的另一個(gè)有源接觸孔而接觸露出的 有源層115，并且在第二屏障圖案上堆疊第二歐姆接觸層127a和漏極136。即，第一屏障圖 案、第一歐姆接觸層127a和源極133分別與第二屏障圖案、第二歐姆接觸層127b和漏極 136隔開。由于通過一道掩模工藝對(duì)第一屏障圖案、第一歐姆接觸層127a和源極133進(jìn)行 構(gòu)圖，所以它們基本上具有彼此相同的平面面積和相同的平面形狀，以便完全彼此重疊。類 似地，第二屏障圖案、第二歐姆接觸層127b和漏極136基本上具有彼此相同的平面面積和相同的平面形狀。示出了各具有單層結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)線130、源極133和漏極136。另選地，數(shù)據(jù) 線130、源極133和漏極136中的每一種可以具有雙層結(jié)構(gòu)或三層結(jié)構(gòu)。例如，數(shù)據(jù)線130、 源極133和漏極136中的每一種具有Al合金和Mo的雙層結(jié)構(gòu)或Mo、Al合金和Mo的三層 結(jié)構(gòu)。源極133連接到數(shù)據(jù)線130。此外，在層間絕緣層122和數(shù)據(jù)線130之間形成與歐姆 接觸層127a和127b處于同一層上的第一虛設(shè)圖案1 和與屏障層處于同一層上的第二虛 設(shè)圖案(未示出)。在本發(fā)明中，因?yàn)閷娱g絕緣層122的作為蝕刻阻止部的一部分覆蓋了有源層115 的中部，因此在用于歐姆接觸層127a和127b以及屏障圖案的干蝕刻工藝中對(duì)有源層115 沒有損害。更具體地說，在通過對(duì)第一金屬層進(jìn)行構(gòu)圖而形成數(shù)據(jù)線130、源極133和漏極 136之后，對(duì)通過源極133和漏極136而露出的摻雜非晶硅層和摻雜非晶硅層下方的本征多 晶硅層進(jìn)行干蝕刻。在這種情況下，由于在用于歐姆接觸層127a和127b以及屏障圖案的 干蝕刻工藝中層間絕緣層122覆蓋了有源層115的中部，因此層間絕緣層122保護(hù)了有源 層115，使得有源層115的厚度沒有因干蝕刻工藝而減小。因此，有源層115具有均勻的厚 度。柵極107、柵絕緣層110、有源層115、層間絕緣層122、第一歐姆接觸層127a和第 二歐姆接觸層127b、以及源極133和漏極136構(gòu)成了 TFT Tr0 TFT Tr還可以包括屏障圖案。盡管未示出，但是當(dāng)陣列基板用于OELD設(shè)備時(shí)，在與數(shù)據(jù)線130相同的層上形成 電源線，以使其與數(shù)據(jù)線130平行。此外，還形成了驅(qū)動(dòng)TFT，該驅(qū)動(dòng)TFT具有與作為開關(guān) TFT的上述TFT Tr基本相同的結(jié)構(gòu)并且連接到上述TFT Tr和電源線。接著，如圖4K所示，通過沉積無機(jī)絕緣材料(例如，硅氧化物或硅氮化物)或有機(jī) 絕緣層(例如，感光壓克力或BCB)，在數(shù)據(jù)線130、數(shù)據(jù)焊盤電極138、源極133和漏極136 上形成第一鈍化層140。通過掩模工藝對(duì)柵絕緣層110的一部分和第一鈍化層140進(jìn)行蝕刻，以形成第二 柵接觸孔142。第二柵接觸孔142對(duì)應(yīng)于第一柵接觸孔124，并露出柵極107。由于穿過層 間絕緣層122形成了第一柵接觸孔124，并且BOE清潔工藝減小了柵絕緣層110對(duì)應(yīng)于第 一柵接觸孔124的厚度，因此可以減少用于第二柵接觸孔142的工藝時(shí)間。當(dāng)在沒有第一 柵接觸孔124的情況下形成第二柵接觸孔142時(shí)，因?yàn)閼?yīng)當(dāng)對(duì)第一鈍化層140、層間絕緣層 122和柵絕緣層110中所有的層進(jìn)行蝕刻，所以增加了用于第二柵接觸孔142的工藝時(shí)間， 并減小了產(chǎn)量。然而，在本發(fā)明中，通過在形成有源接觸孔123的步驟期間對(duì)層間絕緣層122進(jìn)行 蝕刻并通過在BOE清潔工藝期間對(duì)柵絕緣層110進(jìn)行部分蝕刻來形成第一柵接觸孔124，可 以減少用于第二柵接觸孔142的工藝時(shí)間。參考圖5，其為示出了根據(jù)本發(fā)明的陣列基板的開關(guān)區(qū)域的平面圖，第一柵接觸孔 124的尺寸大于第二柵接觸孔142的尺寸。它可以在平面圖中示出為雙接觸孔。接著，如圖4L所示，通過沉積金屬材料在包括第二柵接觸孔142的第一鈍化層140 上形成第二金屬層(未示出)，該金屬材料例如，鋁(A1)、A1合金、銅(Cu)、Cu合金、鉬(Mo)、 Mo合金、鉻(Cr)、或Cr合金。通過掩模工藝對(duì)第二金屬層進(jìn)行構(gòu)圖，以形成通過第二柵接 觸孔142接觸柵極107并且與數(shù)據(jù)線130交叉以限定像素區(qū)域P的選通線145。示出了具有單層結(jié)構(gòu)的選通線145。另選地，選通線145可以具有雙層結(jié)構(gòu)或三層結(jié)構(gòu)。例如，選通 線145具有Al合金和Mo的雙層結(jié)構(gòu)或Mo、Al合金和Mo的三層結(jié)構(gòu)。接著，如圖4M所示，通過沉積無機(jī)絕緣材料(例如，硅氧化物或硅氮化物)或有機(jī) 絕緣材料(例如，感光壓克力或BCB)，在選通線145上形成第二鈍化層150。對(duì)第二鈍化層 150和第二鈍化層150下面的第一鈍化層140進(jìn)行蝕刻，以形成露出漏極136的漏接觸孔 152。接著，如圖4N所示，通過沉積透明導(dǎo)電材料(例如，氧化銦錫(ITO)或氧化銦鋅 (IZO))，在包括漏接觸孔152的第二鈍化層150上形成透明導(dǎo)電材料層(未示出)。通過掩 模工藝對(duì)透明導(dǎo)電材料層進(jìn)行構(gòu)圖，以形成通過漏接觸孔152接觸漏極136并位于各像素 區(qū)域P中的像素電極170。通過上述工藝，獲得了根據(jù)本發(fā)明的陣列基板。另一方面，當(dāng)形成驅(qū)動(dòng)TFT以使用OELD設(shè)備的陣列基板時(shí)，像素電極170不接觸 作為開關(guān)TFT的TFT Tr的漏極136。像素電極通過露出了驅(qū)動(dòng)TFT的漏極的接觸孔來接觸 驅(qū)動(dòng)TFT的漏極，并且第一鈍化層140和第二鈍化層150不露出TFT Tr的漏極136。開關(guān) 區(qū)域TrA中的TFT Tr電連接到驅(qū)動(dòng)TFT。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)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(quán)利要求及其等同物的 范圍內(nèi)的本發(fā)明的修改和變型。
1權(quán)利要求
1.一種用于顯示設(shè)備的陣列基板，該陣列基板包括 位于基板上的柵極；柵絕緣層，其位于所述柵極上并且具有與所述柵極相同的平面面積和相同的平面形狀；有源層，其位于所述柵絕緣層上并露出所述柵絕緣層的邊緣； 位于所述基板的表面上的層間絕緣層，該表面包括在該表面上形成的所述有源層，并 且所述層間絕緣層包括第一有源接觸孔和第二有源接觸孔，所述第一有源接觸孔和所述第 二有源接觸孔分別露出所述有源層的兩側(cè)；第一歐姆接觸層和第二歐姆接觸層，所述第一歐姆接觸層和所述第二歐姆接觸層分別 通過所述第一有源接觸孔和所述第二有源接觸孔接觸所述有源層； 位于所述第一歐姆接觸層上的源極； 位于所述第二歐姆接觸層上的漏極； 數(shù)據(jù)線，其位于所述層間絕緣層上并且連接到所述源極；位于所述層間絕緣層的表面上的第一鈍化層，該表面包括在該表面上形成的所述源 極、所述漏極和所述數(shù)據(jù)線，所述第一鈍化層、所述層間絕緣層和所述柵絕緣層具有露出所 述柵極的一部分的第一柵接觸孔；選通線，其位于所述第一鈍化層上并通過所述第一柵接觸孔接觸所述柵極，所述選通 線與所述數(shù)據(jù)線交叉；位于所述第一鈍化層的表面上的第二鈍化層，該表面包括在該表面上形成的所述選通 線，所述第一鈍化層和所述第二鈍化層具有露出所述漏極的漏接觸孔；以及 像素電極，其位于所述第二鈍化層上并通過所述漏接觸孔接觸所述漏極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列基板，其中所述層間絕緣層具有與所述第一柵接觸孔相 對(duì)應(yīng)的第二柵接觸孔，其中所述柵絕緣層在所述第二柵接觸孔中的厚度小于在其它區(qū)域中 的厚度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的陣列基板，其中所述第二接觸孔的尺寸大于所述第一接觸孔 的尺寸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列基板，其中所述柵極由摻雜多晶硅形成并且厚度為500 至1000人。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列基板，其中所述柵極由熔點(diǎn)在800°c以上的金屬材料形 成并且厚度為100至1000人。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的陣列基板，其中所述金屬材料包括鈦(Ti)、鎢(Tw)、鉬合金、 鉬(Mo)、鉭(Ta)、銅(Cu)、銅合金以及上述材料的組合中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列基板，其中所述第一歐姆接觸層和所述源極具有彼此基 本相同的平面面積和基本相同的平面形狀，并且所述第二歐姆接觸層和所述漏極具有彼此 基本相同的平面面積和基本相同的平面形狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列基板，該陣列基板還包括形成在所述基板上的緩沖層。
9.一種制造用于顯示設(shè)備的陣列基板的方法，該方法包括以下步驟在基板上形成柵極，在所述柵極上形成柵絕緣層，并在所述柵絕緣層上形成本征多晶 硅的有源層，所述有源層露出所述柵絕緣層的邊緣；2在所述基板的表面上形成層間絕緣層，該表面包括在該表面上形成的所述有源層，并 且所述層間絕緣層具有第一有源接觸孔和第二有源接觸孔，所述第一有源接觸孔和所述第 二有源接觸孔分別露出所述有源層的兩側(cè)；形成通過所述第一有源接觸孔和所述第二有源接觸孔而分別接觸所述有源層的兩側(cè) 的第一歐姆接觸層和第二歐姆接觸層，在所述第一歐姆接觸層上形成源極，在所述第二歐 姆接觸層上形成漏極，并且形成連接到所述源極的數(shù)據(jù)線；在所述層間絕緣層的表面上形成第一鈍化層，該表面包括在該表面上形成的所述源 極、所述漏極和所述數(shù)據(jù)線，所述第一鈍化層包括露出所述柵極的第一柵接觸孔；在所述第一鈍化層上形成選通線，并且所述選通線通過所述第一柵接觸孔接觸所述柵 極，所述選通線與所述數(shù)據(jù)線交叉；在所述第一鈍化層的表面上形成第二鈍化層，該表面包括在該表面上形成的所述選通 線，所述第一鈍化層和所述第二鈍化層包括露出所述漏極的漏接觸孔；以及在所述第二鈍化層上形成像素電極，并且所述像素電極通過所述漏接觸孔接觸所述漏極。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，該方法還包括以下步驟在形成所述柵極、所述柵絕 緣層和所述有源層的步驟之前在所述基板上形成緩沖層。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中形成所述層間絕緣層的步驟包括形成露出所述 柵絕緣層并且與所述第一柵接觸孔相對(duì)應(yīng)的第二柵接觸孔。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，該方法還包括以下步驟執(zhí)行緩沖氧化物清潔(BOE) 工藝，以通過所述第二柵接觸孔部分地去除所述柵絕緣層，其中所述柵絕緣層在所述第二 柵接觸孔中的第一厚度小于在其它區(qū)域中的第二厚度。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述柵絕緣層由硅氧化物形成。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述第二柵接觸孔的尺寸大于所述第一柵接觸 孔的尺寸。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中形成所述柵極、所述柵絕緣層和所述有源層的步 驟包括以下步驟在所述基板上順序地形成柵極材料層、絕緣層和本征非晶硅層，其中，所述柵極材料層 由摻雜多晶硅或熔點(diǎn)在800°C以上的金屬材料形成；執(zhí)行結(jié)晶工藝，以使所述本征非晶硅層結(jié)晶成本征多晶硅層； 在所述本征多晶硅層上形成第一、第二和第三光刻膠I3R圖案，所述第一I3R圖案具有第 一厚度，所述第二 PR圖案和所述第三PR圖案各具有小于所述第一厚度的第二厚度，其中， 所述第二 I3R圖案位于所述第一 I3R圖案的一端，而所述第三I3R圖案位于所述第一 I3R圖案 的另一端；對(duì)由所述第一 I3R圖案、所述第二 ra圖案和所述第三ra圖案露出的所述多晶硅層以及 所露出的多晶硅層下面的所述絕緣層和所述柵極材料層進(jìn)行蝕刻，以形成所述柵極、所述 柵極上的所述柵絕緣層和所述柵絕緣層上的本征多晶硅圖案；對(duì)所述第一 ra圖案、所述第二 ra圖案和所述第三ra圖案進(jìn)行灰化，以通過去除所述 第二 ra圖案和所述第三ra圖案來露出所述本征多晶硅圖案的側(cè)部，并由所述第一 ra圖案 形成第四ra圖案；以及對(duì)所述本征多晶硅圖案的露出的側(cè)部進(jìn)行蝕刻，以形成所述有源層。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述結(jié)晶工藝是熱結(jié)晶工藝、交變磁場(chǎng)結(jié)晶工 藝和準(zhǔn)分子激光退火工藝中的一種。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中在600到800°C的溫度下執(zhí)行所述結(jié)晶工藝。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述金屬材料包括鈦(Ti)、鎢(Tw)、鉬合金、鉬 (Mo)、鉭(Ta)、銅(Cu)、銅合金以及上述材料的組合中的一種。
19.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中形成所述第一歐姆接觸層和所述第二歐姆接觸 層、所述源極和所述漏極以及所述數(shù)據(jù)線的步驟包括以下步驟在所述層間絕緣層上順序地形成摻雜非晶硅層和金屬層；以及對(duì)所述摻雜非晶硅層和所述金屬層順序地進(jìn)行構(gòu)圖，以形成所述第一歐姆接觸層和所 述第二歐姆接觸層、所述源極和所述漏極以及所述數(shù)據(jù)線。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述第一歐姆接觸層和所述源極具有彼此基本 相同的平面面積和基本相同的平面形狀，并且所述第二歐姆接觸層和所述漏極具有彼此基 本相同的平面面積和基本相同的平面形狀。
全文摘要
顯示設(shè)備的陣列基板及其制造方法。一種用于顯示設(shè)備的陣列基板包括位于基板上的柵極；柵絕緣層；有源層；位于所述基板的表面上的層間絕緣層，并且所述層間絕緣層包括第一有源接觸孔和第二有源接觸孔；第一歐姆接觸層和第二歐姆接觸層；位于所述第一歐姆接觸層上的源極；位于所述第二歐姆接觸層上的漏極；數(shù)據(jù)線，其位于所述層間絕緣層上并且連接到所述源極；位于所述層間絕緣層的表面上的第一鈍化層；選通線，其位于所述第一鈍化層上并通過所述第一柵接觸孔接觸所述柵極；位于所述第一鈍化層的表面上的第二鈍化層；以及像素電極，其位于所述第二鈍化層上并通過所述漏接觸孔接觸所述漏極。
文檔編號(hào)G02F1/1368GK102064179SQ20101020872
公開日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2010年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月16日
發(fā)明者崔熙東, 徐誠(chéng)模 申請(qǐng)人:樂金顯示有限公司