專利名稱：液晶顯示設(shè)備及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示(IXD)設(shè)備，特別地，涉及一種能夠在形成IXD設(shè)備的包 括像素電極的電極線時(shí)借助微圖案化來(lái)提高孔徑比并且能夠降低微圖案化工藝所占用的 工藝時(shí)間的LCD設(shè)備及其制造方法。
背景技術(shù)：
通常，薄膜晶體管(TFT)廣泛用作半導(dǎo)體設(shè)備、諸如TFT LCD設(shè)備的顯示設(shè)備等等 中的開關(guān)器件。在顯示設(shè)備當(dāng)中，TFT LCD設(shè)備被認(rèn)為是具有低功耗、高便攜性、技術(shù)密集性和高 附加值方面的特性的下一代高科技顯示設(shè)備。在幾種類型的LCD設(shè)備當(dāng)中，由于高分辨率和實(shí)現(xiàn)視頻的能力，對(duì)使用TFT作為調(diào) 整每個(gè)像素的導(dǎo)通或關(guān)斷的開關(guān)器件的有源矩陣型LCD設(shè)備的需求日益增加。為了微圖案化與廣泛用作半導(dǎo)體設(shè)備以及LCD設(shè)備中的開關(guān)器件的TFT電連接的 像素電極，會(huì)出現(xiàn)很多技術(shù)問(wèn)題，諸如過(guò)長(zhǎng)工藝時(shí)間、蝕刻不均勻等。尤其是，在實(shí)現(xiàn)高孔徑 比中通常會(huì)出現(xiàn)各種難題，這阻礙了提高LCD設(shè)備亮度的進(jìn)程。從這一角度來(lái)看，現(xiàn)在將參考圖1描述現(xiàn)有技術(shù)IXD設(shè)備。圖1是示范性示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)LCD設(shè)備結(jié)構(gòu)的截面圖。如圖1中所示，根據(jù)現(xiàn) 有技術(shù)的LCD設(shè)備包括具有濾色器的濾色器基板(未示出)、與濾色器基板相對(duì)的TFT陣列 基板11、夾在濾色器基板和TFT陣列基板11之間的液晶層(未示出)。在此，TFT陣列基板11包括其上的柵極線(未示出)、從柵極線分叉出的柵極13a、 和設(shè)置成與柵極線平行且間隔開的多個(gè)公共電極13b。在包括柵極13a的陣列基板11的整個(gè)表面上形成柵極絕緣層15。在柵極絕緣層 15上形成半導(dǎo)體層21，半導(dǎo)體層21包括順序形成為島狀的有源層17和歐姆接觸層19。在 此，有源層17由純非晶硅(a-Si:H)制成，歐姆接觸層19由摻雜非晶硅(n+a-Si)制成。在歐姆接觸層19上，IXD設(shè)備還包括與柵極線(未示出)交叉以限定像素區(qū)域的 數(shù)據(jù)線23、從數(shù)據(jù)線23延伸的源極23a、和與源極23a間隔開的漏極23b。在此，柵極13a、 半導(dǎo)體層21、源極23a和漏極2 構(gòu)成薄膜晶體管(TFT)T。此外，在源極和漏極23a和2 的整個(gè)表面上以及有源層17的暴露部分上形成具 有用于暴露出部分漏極23b的接觸孔(未示出)的鈍化層25。在鈍化層25上形成像素電極31a。像素電極31a獨(dú)立存在于每個(gè)像素區(qū)域中，并經(jīng) 由接觸孔(未示出)接觸漏極23b。在此，像素電極31a由透明導(dǎo)電材料的氧化銦錫(ITO) 形成，多個(gè)像素電極被排列在每個(gè)單位像素區(qū)域中并且以預(yù)定間隙相互間隔。因此，形成在TFT陣列基板11上的多個(gè)公共電極1 和多個(gè)像素電極31a相互間 隔地水平排列，以響應(yīng)于施加的電壓產(chǎn)生水平磁場(chǎng)。在此，位于水平磁場(chǎng)之間的液晶分子受 到影響因而被磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)。以下，將參考圖2A至2E描述圖1的現(xiàn)有技術(shù)IXD設(shè)備的制造方法。
圖2A至2E是簡(jiǎn)要示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的圖1的IXD設(shè)備的制造方法的連續(xù)工藝的 截面圖。如圖2A中所示，在透明基板11上形成柵極線(未示出)和從柵極線垂直延伸的 柵極13a。在此，除了柵極線和從柵極線延伸的柵極之外，也在基板11上形成設(shè)置成與柵極 線平行的公共線(未示出)?；?1上面還包括從公共線延伸的公共電極13b，公共線與 柵極線平行且以預(yù)定間隙與柵極線隔開。接下來(lái)，在具有柵極13a的基板11整個(gè)表面上形成柵極絕緣層15。在柵極絕緣 層15上形成半導(dǎo)體層21，半導(dǎo)體層21包括順序形成為島狀的有源層17和歐姆接觸層19。 在此，有源層17由純非晶硅(a-Si:H)制成，歐姆接觸層19由摻雜非晶硅(n+a-Si)制成。之后，在歐姆接觸層19上提供與柵極線交叉的數(shù)據(jù)線23、從數(shù)據(jù)線23延伸的源極 23a、以及與源極23a間隔開取決于柵極13a的預(yù)定間隙的漏極23b。在此，柵極13a、半導(dǎo) 體層21、源極23a和漏極23b構(gòu)成TFT T。在具有數(shù)據(jù)線23、源極23a和漏極2 的基板11的整個(gè)表面上形成由無(wú)機(jī)絕緣材 料制成的鈍化層25。之后，如圖2B中所示，通過(guò)使用光刻工藝和圖案化工藝的光刻技術(shù)選擇性蝕刻掉 鈍化層25，以形成用于暴露出部分漏極23b的接觸孔27。如圖2C中所示，在具有接觸孔27的鈍化層25上沉積諸如ITO的透明導(dǎo)電材料， 從而形成單層透明導(dǎo)電層31。在透明導(dǎo)電層31上涂覆光致抗蝕劑材料之后，在光致抗蝕劑材料層(未示出)上 將用于限定形成像素電極的位置的曝光掩模(未示出)對(duì)準(zhǔn)。執(zhí)行用于將紅外光通過(guò)曝光 掩模射向光致抗蝕劑材料層的光刻工藝和顯影工藝，以便形成光致抗蝕劑層圖案33。如圖2D中所示，使用光致抗蝕劑層圖案33作為阻擋層通過(guò)濕法蝕刻工藝選擇性 蝕刻掉透明導(dǎo)電層31，以便形成像素電極31a。在此，盡管未示出，但是提供了多個(gè)像素電 極31a，以使多個(gè)像素電極31a以預(yù)定間隙間隔開地在每個(gè)像素區(qū)域中排列。而且，多個(gè)像 素電極31a可與多個(gè)公共電極1 相互間隔預(yù)定間隙地交替。如圖2E中所示，在通過(guò)濕法蝕刻工藝選擇性蝕刻掉透明導(dǎo)電層31以形成像素電 極31a之后，完全去除剩余的光致抗蝕劑層圖案33，以便完成LCD設(shè)備的TFT陣列基板的制造。之后，盡管未示出，通過(guò)執(zhí)行制造包括黑矩陣層和濾色器層的濾色器陣列基板的 工藝和在濾色器陣列基板和TFT陣列基板11之間形成液晶層的工藝來(lái)完成制造LCD的工 藝。但是，鑒于現(xiàn)有技術(shù)的IXD設(shè)備及其制造方法，存在以下問(wèn)題。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的LCD設(shè)備及其制造方法，在刻蝕單層金屬層時(shí)，應(yīng)當(dāng)在考慮基于 諸如形成當(dāng)前像素電極時(shí)所使用的ΙΤ0、鉬、鈦合金或鋁的金屬特性的蝕刻能力的情況下， 執(zhí)行其中使用的蝕刻工藝。因此，蝕刻工藝變得復(fù)雜。也就是，根據(jù)所涉及的金屬類型，蝕 刻劑的變化很大，這使得難以克服局限性而實(shí)現(xiàn)一致性，且導(dǎo)致較低的蝕刻工藝效率并且 使采用新型金屬變得困難。而且，對(duì)于蝕刻具有單層結(jié)構(gòu)的金屬層，由于缺陷的存在，導(dǎo)致更難實(shí)現(xiàn)金屬層的 頂部和底部以及右側(cè)和左側(cè)的蝕刻均勻性，從而難以在被蝕刻產(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)微米線。
而且，當(dāng)蝕刻單層金屬層時(shí)，由于金屬層已經(jīng)暴露到外面因此可能被損壞。因此， 很難形成均勻的線，且增加了蝕刻金屬層所用的時(shí)間，從而降低了生產(chǎn)率。由此，為了將像素電極或諸如柵極線或數(shù)據(jù)線的其他金屬線形成為均具有微米線 寬wl的微米電極，會(huì)出現(xiàn)很多技術(shù)問(wèn)題，諸如蝕刻工藝時(shí)間增力口、難以獲得蝕刻均勻性、金 屬損傷等。例如，在制造需要高孔徑比的顯示設(shè)備中會(huì)出現(xiàn)各種難題，這導(dǎo)致了對(duì)于提高顯 示設(shè)備亮度的限制。而且，ITO作為在現(xiàn)有技術(shù)IXD設(shè)備中使用的透明導(dǎo)電材料，透射率較佳但是對(duì)比 率較差，并且難于實(shí)現(xiàn)低于約3.0μπι的線寬wl。如果使用鉬鈦(MoTi)作為解決這種問(wèn)題 的材料，則可改善對(duì)比率；但是會(huì)發(fā)生當(dāng)外部光在金屬電極處反射和透射過(guò)偏振器時(shí)看起 來(lái)像是彩虹的彩虹斑點(diǎn)現(xiàn)象。因此，為了避免當(dāng)光在金屬電極處反射和透射過(guò)偏振器時(shí)產(chǎn) 生的彩虹斑點(diǎn)，迫切需要一種能夠減少電極反射率的低反射電極。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問(wèn)題和與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的其他問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種LCD 設(shè)備及其制造方法，其能夠在形成LCD設(shè)備的包括像素電極的電極線時(shí)，借助線的微圖案 化來(lái)增加孔徑比和減小微圖案化所占用的工藝時(shí)間以改善產(chǎn)率。本發(fā)明的另一目的是提供一種IXD設(shè)備及其制造方法，其適用于半導(dǎo)體設(shè)備或者 其他顯示設(shè)備的金屬線的微圖案化以及LCD設(shè)備的包括像素電極的金屬線的微圖案化。本發(fā)明的另一目的是提供一種IXD設(shè)備及其制造方法，其適用于能夠降低反射率 的低反射電極。為了實(shí)現(xiàn)這些和其他優(yōu)勢(shì)且根據(jù)本發(fā)明的目的，如在此所表達(dá)和廣泛描述的，根 據(jù)實(shí)施例提供了一種LCD設(shè)備，該設(shè)備包括以矩陣結(jié)構(gòu)設(shè)置在基板上的柵極線；形成在基 板上且與柵極線交叉以限定像素區(qū)域的數(shù)據(jù)線；設(shè)置成與柵極線平行的公共線；形成在柵 極線和數(shù)據(jù)線之間的交叉處的TFT，每個(gè)TFT都包括從柵極線分叉出的柵極、柵極絕緣層、 有源層、歐姆接觸層、從數(shù)據(jù)線分叉出的源極和以間隔間隙面對(duì)源極的漏極；鈍化層，鈍化 層的每一個(gè)都形成在TFT上且具有用于暴露出部分漏極的接觸孔；和像素電極，像素電極 的每一個(gè)都由鈍化層上的導(dǎo)電層和絕緣層構(gòu)成，且經(jīng)由接觸孔電連接到漏極。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供了一種用于制造LCD設(shè)備的方法，該方法包括在 基板上形成具有柵極的柵極線和設(shè)置成與柵極線平行且具有公共電極的公共線，在具有柵 極的基板的整個(gè)表面上形成柵極絕緣層，在柵極上形成半導(dǎo)體層，所述柵極絕緣層插入在 柵極和半導(dǎo)體層之間，半導(dǎo)體層包括由溝道區(qū)隔開的有源層和歐姆接觸層，在半導(dǎo)體層上 形成與柵極線交叉以限定像素區(qū)域的數(shù)據(jù)線、從數(shù)據(jù)線分叉出的源極和與源極間隔開的漏 極，在具有源極、漏極和數(shù)據(jù)線的基板的整個(gè)表面上形成鈍化層，通過(guò)圖案化鈍化層形成接 觸孔，所述接觸孔暴露出部分漏極，在鈍化層上沉積導(dǎo)電層和絕緣層，所述導(dǎo)電層經(jīng)由接觸 孔與漏極接觸，和蝕刻導(dǎo)電層和絕緣層以形成像素電極，所述像素電極包括導(dǎo)電層圖案和 絕緣層圖案。根據(jù)實(shí)施例，在LCD設(shè)備及其制造方法中，將包括金屬層和金屬絕緣層的結(jié)構(gòu)的 雙層蝕刻，以便將其用作像素電極，從而與單金屬層相比能夠獲得較快的蝕刻速度，且因此 能夠形成具有高孔徑比的微米電極或者具有微米線寬的微米線。
由于本發(fā)明允許依靠縮短蝕刻時(shí)間來(lái)圖案化微米電極，因此與現(xiàn)有技術(shù)相比能夠 減少像素電極的微米線寬以便改善孔徑比，改善的孔徑比進(jìn)而增強(qiáng)了顯示設(shè)備的總亮度。此外，由于本發(fā)明允許形成具有微米線寬w2的微米電極，例如像素電極和公共電 極，因此能夠增加位于單元像素區(qū)域中的像素電極和公共電極的數(shù)目。因此，與像素電極和公共電極之間的現(xiàn)有距離相比，本發(fā)明能夠在保持孔徑比的 同時(shí)通過(guò)進(jìn)一步窄化像素電極和公共電極之間的距離d2而增加電場(chǎng)強(qiáng)度。因此，可通過(guò)升 高因電場(chǎng)而起反應(yīng)的液晶的反應(yīng)度來(lái)增加LCD設(shè)備的反應(yīng)速度。因此，可以比現(xiàn)有技術(shù)更快速且更均勻地執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的IXD設(shè)備的像素電極 或其他金屬線的形成工藝。因此，本發(fā)明的LCD設(shè)備由于電極的微圖案化而實(shí)現(xiàn)了高孔徑 比，且減少了微圖案化所占用的蝕刻時(shí)間。在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的LCD設(shè)備及其制造方法中，當(dāng)形成LCD設(shè)備的像素電極或 者其他金屬線時(shí)，可以在通過(guò)形成金屬層和包括金屬絕緣層的無(wú)機(jī)絕緣層而實(shí)現(xiàn)雙層結(jié)構(gòu) 的狀態(tài)下執(zhí)行蝕刻工藝，從而確保與現(xiàn)有的單金屬層結(jié)構(gòu)相比的快速蝕刻時(shí)間，結(jié)果實(shí)現(xiàn) 了蝕刻時(shí)間的降低。在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的IXD設(shè)備及其制造方法中，由于與現(xiàn)有單金屬層結(jié)構(gòu)相比 獲得了快速蝕刻時(shí)間，因此可以窄化電極的微米線寬，從而由于微米電極而提高了孔徑比 和亮度，及由于減少的蝕刻時(shí)間而提高了產(chǎn)率。在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的LCD設(shè)備及其制造方法中，由于將用于形成電極的金屬層 和包括金屬絕緣層的無(wú)機(jī)絕緣層結(jié)構(gòu)中的雙層蝕刻，以便實(shí)現(xiàn)均勻的微米線，并且金屬絕 緣層防止了金屬層的向外暴露，從而減少了金屬層上的損傷。盡管根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)有單金屬電極由于高反射率而產(chǎn)生彩虹斑點(diǎn)現(xiàn)象，但是本 發(fā)明解決了該局限，且根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在本發(fā)明中使用的金屬層和金屬絕緣層的雙 層結(jié)構(gòu)中的金屬電極具有低反射率，從而可以用作低反射性電極。例如，金屬絕緣層具有低 于金屬層的光反射率，因此可以通過(guò)將金屬絕緣層設(shè)置在具有高反射率的金屬層上而起到 降低反射率的作用。因此，金屬層和金屬絕緣層的雙層結(jié)構(gòu)中的金屬電極可用作低反射性 電極。本發(fā)明還適用于太陽(yáng)能電池的低反射電極、半導(dǎo)體設(shè)備的包括微米電極的金屬線 或者其他顯示設(shè)備的包括微米電極的金屬線、以及LCD設(shè)備的包括像素電極的各種金屬線。根據(jù)實(shí)施例，本發(fā)明提供了一種液晶顯示設(shè)備，該設(shè)備包括設(shè)置在基板上的柵極 線；形成在基板上且與柵極線交叉以限定像素區(qū)域的數(shù)據(jù)線；設(shè)置成基本與柵極線平行的 公共線；形成在柵極線和數(shù)據(jù)線之間的交叉處的薄膜晶體管(TFT)，每一個(gè)TFT都包括從相 應(yīng)柵極線延伸的柵極、柵極絕緣層、有源層、歐姆接觸層、從相應(yīng)數(shù)據(jù)線延伸的源極和與源 極隔開的漏極；鈍化層，每一個(gè)鈍化層都形成在TFT上且具有用于暴露相應(yīng)漏極的部分的 接觸孔；和像素電極，每一個(gè)像素電極都由形成在相應(yīng)鈍化層上的導(dǎo)電層和絕緣層構(gòu)成，且 經(jīng)由相應(yīng)接觸孔電連接到相應(yīng)漏極。根據(jù)實(shí)施例，本發(fā)明提供一種用于形成液晶顯示設(shè)備的方法，該方法包括在基板 上形成柵極線；在基板上形成數(shù)據(jù)線，所述數(shù)據(jù)線與柵極線交叉以限定像素區(qū)域；形成基本與柵極線平行的公共線；在柵極線和數(shù)據(jù)線之間的交叉處形成薄膜晶體管(TFT)，每一 個(gè)TFT都包括從相應(yīng)柵極線延伸的柵極、柵極絕緣層、有源層、歐姆接觸層、從相應(yīng)數(shù)據(jù)線 延伸的源極、和與源極隔開的漏極；在TFT上形成鈍化層，每一個(gè)鈍化層都具有用于暴露相 應(yīng)漏極的一部分的接觸孔；和形成像素電極，每一個(gè)像素電極都由形成在相應(yīng)鈍化層上的 導(dǎo)電層和絕緣層構(gòu)成，且經(jīng)由相應(yīng)接觸孔電連接到相應(yīng)漏極。根據(jù)實(shí)施例，本發(fā)明提供了一種用于制造液晶顯示設(shè)備的方法，該方法包括在基 板上形成具有柵極的柵極線和設(shè)置成基本上與柵極線平行且具有公共電極的公共線；在具 有柵極的基板上形成柵極絕緣層；通過(guò)在柵極和半導(dǎo)體層之間插入柵極絕緣層而在柵極上 形成半導(dǎo)體層，該半導(dǎo)體層包括有源層和歐姆接觸層且具有溝道區(qū)；在半導(dǎo)體層上形成與 柵極線交叉以限定像素區(qū)域的數(shù)據(jù)線、從數(shù)據(jù)線延伸的源極和與源極隔開的漏極；在具有 源極、漏極和數(shù)據(jù)線的基板上形成鈍化層；通過(guò)圖案化鈍化層形成接觸孔，該接觸孔暴露出 部分漏極；在鈍化層上沉積導(dǎo)電材料層和絕緣材料層，該導(dǎo)電材料層經(jīng)由接觸孔與漏極接 觸；和蝕刻部分的導(dǎo)電材料層和絕緣材料層以形成導(dǎo)電層和絕緣層，該導(dǎo)電層和絕緣層構(gòu) 成像素電極。根據(jù)本發(fā)明以下的結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，本發(fā)明的前述和其他目的、特征、方面和 優(yōu)勢(shì)將更加顯而易見。


所包括的用以提供本發(fā)明進(jìn)一步的理解且結(jié)合到本說(shuō)明書中并構(gòu)成說(shuō)明書的一 部分的附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例，并與說(shuō)明書文字部分一起用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖中圖1是示范性示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的LCD設(shè)備結(jié)構(gòu)的截面圖；圖2A至2E是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于制造圖1的IXD設(shè)備的方法的連續(xù)工藝的 截面圖；圖3是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于LCD設(shè)備的TFT陣列基板的截面圖；圖4是沿著圖3的線IV-IV取得的切面截面圖，示范性示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例 的LCD設(shè)備的結(jié)構(gòu)；圖5A至5N是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于制造LCD設(shè)備的方法的連續(xù)工藝的截 面圖；圖6是示出在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例用于制造LCD設(shè)備的方法中的每種金屬的腐蝕電 位的分布實(shí)例的圖；圖7是示出在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于制造LCD設(shè)備的方法中的取決于金屬層 和金屬絕緣層的電勢(shì)的電流密度實(shí)例的圖，示意性示出了金屬層和金屬絕緣層之間的電勢(shì) 差；圖8是示出在使用根據(jù)本發(fā)明的用于制造IXD設(shè)備方法的本發(fā)明的由鉬鈦(MoTi) 和氮化銅(CuNx)構(gòu)成的雙層的情況下，和在使用根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的由鉬鈦(MoTi)合金構(gòu)成 的現(xiàn)有單層的情況下，取決于蝕刻時(shí)間的蝕刻偏差(etch bias)的實(shí)例的示圖；圖9是示出在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于制造LCD設(shè)備的方法中在使用由鉬鈦 (MoTi)和氮化銅(CuNx)構(gòu)成的雙層的情況下，取決于蝕刻時(shí)間的微米線寬w2的變化的實(shí)例的示圖；和圖10是示出在采用根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的包括金屬層的單層結(jié)構(gòu)的情況下，和在采用 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于制造LCD設(shè)備的方法中的包括金屬層和金屬絕緣層的雙層的情 況下，取決于蝕刻時(shí)間而實(shí)現(xiàn)的微米線寬《2的變化狀態(tài)的實(shí)例的照片。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參考附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例LCD設(shè)備。為了簡(jiǎn)化參考附圖的描 述，為相同或等同的部件提供相同的參考數(shù)字，且不再重復(fù)描述該相同或等同的部件。圖3是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于LCD設(shè)備的TFT陣列基板的截面圖。如圖3中所示，根據(jù)本發(fā)明的IXD設(shè)備可包括水平地(或者在一個(gè)方向上)設(shè)置 在LCD顯示陣列基板(見圖4中的“101”)上的相互平行且以預(yù)定間隙相互隔開的多條柵 極線103、設(shè)置成與柵極線103相鄰且與柵極線103平行的公共線104、和與柵極線103交 叉(或相交/穿交)以限定像素區(qū)域P且在垂直方向或者一般與柵極線103方向垂直的方 向上延伸的多條數(shù)據(jù)線113a。薄膜晶體管(TFT)可形成在每個(gè)像素區(qū)域P內(nèi)的相應(yīng)柵極線103和相應(yīng)數(shù)據(jù)線 113a之間的每個(gè)交叉處。TFT可包括從柵極線103分叉出的柵極103a、在柵極103a上的 柵極絕緣層105(圖4)、形成在柵極絕緣層105上且具有有源層107和歐姆接觸層109(圖 4)的半導(dǎo)體層111、和以接觸狀態(tài)形成在半導(dǎo)體層111上的源極11 和漏極113c。在此， 源極11 從數(shù)據(jù)線113a延伸出。與柵極線103相鄰地相互平行形成的從公共線104延伸出的多個(gè)公共電極10 可形成在每個(gè)像素區(qū)域P中以與數(shù)據(jù)線113a平行。多個(gè)像素電極141a可與多個(gè)公共電極 10 交替，使得每個(gè)像素電極141a位于兩個(gè)相鄰公共電極10 之間。在此，多個(gè)像素電極 141a可從連接到漏極113c的像素電極線141延伸出。多個(gè)像素141a經(jīng)由接觸孔127與漏 極113c接觸。圖4是沿著圖3的線IV-IV取得的切面截面圖，示范性示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例 的IXD設(shè)備的結(jié)構(gòu)。在此，將基于LCD設(shè)備的像素電極的結(jié)構(gòu)描述本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明同樣 適用于其他金屬線結(jié)構(gòu)，例如包括柵極的柵極線、公共線或者包括源極和漏極的數(shù)據(jù)線。而 且，除了 IXD設(shè)備的金屬線之外，本發(fā)明可適用于其他設(shè)備。其他設(shè)備的實(shí)例包括使用具有 微米線寬的金屬電極或金屬線的半導(dǎo)體設(shè)備、其他類型的顯示設(shè)備、用于太陽(yáng)能電池的低 反射電極等。在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的LCD設(shè)備的結(jié)構(gòu)中，如圖4中所示，在基板101上形成從柵 極線(見圖3的“103”)延伸的柵極103a和從公共線(見圖3的“104”)延伸的公共電極 104a。接著在基板101的整個(gè)表面上形成柵極絕緣層105。與柵極103a對(duì)應(yīng)地在柵極絕緣 層105上形成具有有源層107和歐姆接觸層109的半導(dǎo)體層111。在此，也形成了從柵極線 延伸的柵極103a和公共電極10如。而且，柵極線和公共線可被配置成單層結(jié)構(gòu)、雙層結(jié)構(gòu) 或者三層結(jié)構(gòu)；但是，附圖為了簡(jiǎn)化描述示出了單層結(jié)構(gòu)。在此，雙層結(jié)構(gòu)可具有導(dǎo)電層和 無(wú)機(jī)絕緣層的沉積結(jié)構(gòu)，三層結(jié)構(gòu)可具有兩個(gè)導(dǎo)電層和無(wú)機(jī)絕緣層的沉積結(jié)構(gòu)。在此，雙層 可由一種或一種以上的導(dǎo)電材料形成，所述導(dǎo)電材料選自包括鉬鈦(MoTi)、鋁(Al)、鋁合
10金、鉻(Cr)、鎢(W)和銅(Cu)的導(dǎo)電金屬組，或者選自ΙΤ0、ΑΖ0、Ζη0、ΙΖ0或其他透明金屬。無(wú)機(jī)絕緣層可由選自包括金屬氮化物、金屬氧化物、氮化物和氧化物的無(wú)機(jī)絕緣 材料的材料制成。在此，金屬氮化物和金屬氧化物中包括的金屬可包括Cu、Al、Al合金、Cr、 W或者M(jìn)oTi。有源層107可由純非晶硅(a-Si:H)制成，歐姆接觸層109可由摻雜非晶硅 (n+a-Si)制成。在柵極絕緣層105上形成與柵極線和公共線交叉的數(shù)據(jù)線113a。在半導(dǎo)體層111 上形成源極IHb和漏極113c。源極11 從數(shù)據(jù)線113a延伸出并與半導(dǎo)體層111接觸，漏 極113c與源極11 隔開并且也與半導(dǎo)體層111接觸。在此，包括數(shù)據(jù)線113a、源極11 和漏極113c的結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)為雙層或三層結(jié)構(gòu)；但是附圖為了簡(jiǎn)化描述示出了單層結(jié)構(gòu)。雙 層結(jié)構(gòu)可具有導(dǎo)電層和無(wú)機(jī)絕緣層的沉積結(jié)構(gòu)，三層結(jié)構(gòu)可具有兩個(gè)導(dǎo)電層和無(wú)機(jī)絕緣層 的沉積結(jié)構(gòu)。在此，雙層可由一種或一種以上導(dǎo)電材料形成，所述導(dǎo)電材料選自包括鉬鈦 (MoTi)、鋁(Al)、鋁合金、鉻(Cr)、鎢(W)和銅(Cu)的導(dǎo)電金屬組，或者選自ΙΤ0、ΑΖ0、&ι0、 IZO或其他透明金屬。無(wú)機(jī)絕緣層可由選自包括金屬氮化物、金屬氧化物、氮化物和氧化物的無(wú)機(jī)絕緣 材料的材料制成。在此，金屬氮化物和金屬氧化物中所包括的金屬可包括Cu、Al、Al合金、 Cr、W、或者 MoTi。在源極和漏極11 和113c以及所暴露的柵極絕緣層105的整個(gè)表面上沉積具有 接觸孔的鈍化層125。在鈍化層125上形成從像素電極線141延伸出且經(jīng)由接觸孔127與 漏極113c接觸的多個(gè)像素電極141a，所述多個(gè)像素電極141a與多個(gè)公共電極10 交替。 在此，多個(gè)像素電極141a可如圖中所示位于鈍化層125上；但是盡管未示出，多個(gè)像素電極 141a可形成在其上形成了源極和漏極的柵極絕緣層上。在此，像素電極141a和像素電極線141中的每一個(gè)都具有導(dǎo)電層圖案129a和無(wú) 機(jī)絕緣層圖案131a的沉積結(jié)構(gòu)。在此，導(dǎo)電層圖案129a的材料可以是選自例如包括，鉬鈦 (MoTi)合金、鋁(A1)、A1合金、鉻(Cr)、鎢(W)和銅(Cu)的導(dǎo)電金屬組或者選自ΙΤ0、ΑΖ0、 ZnO, IZO或其他透明金屬的一種或一種以上材料。無(wú)機(jī)絕緣層131a的材料可選自例如包 括金屬氮化物、金屬氧化物、氮化物和氧化物無(wú)機(jī)絕緣材料。在此，金屬氮化物和金屬氧化 物中所包括的金屬例如可包括Cu、Al、Al合金、Cr、W或MoTi。盡管圖4中未示出，但是在作為TFT陣列基板的透明基板101上方可以間隔預(yù)定 間隙地設(shè)置濾色器基板(見圖5N的“ 151”)，液晶層(見圖5N中的“161”)可插入在兩個(gè) 基板之間。下文中，將參考圖5A至5N描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例而構(gòu)造的IXD設(shè)備的制造方法。 圖5A至5N的方法用于形成圖3和圖4的IXD設(shè)備，但也能用于其他設(shè)備。圖5A至5N是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于制造LCD設(shè)備的方法的連續(xù)工藝的截 面圖。盡管討論了連續(xù)工藝，但是可根據(jù)需要以不同順序?qū)嵤┻@些工藝。在此，基于LCD設(shè)備的像素電極的結(jié)構(gòu)描述本發(fā)明的實(shí)施例；但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā) 明同樣適用于其他金屬線的結(jié)構(gòu)，例如包括柵極的柵極線、公共線或者包括源極和漏極的 數(shù)據(jù)線。而且，除了 LCD設(shè)備的金屬線之外，本發(fā)明可適用于其他設(shè)備。其他設(shè)備的實(shí)例可 包括使用具有微米線寬的金屬電極或者金屬線的半導(dǎo)體設(shè)備、其他類型的顯示設(shè)備、用于 太陽(yáng)能電池的低反射電極等。
如圖5A中所示，在透明基板101上印刷或形成選自例如包括Al、Al合金、Cr、W、 MoTiXu等的導(dǎo)電金屬組的一種或一種以上的金屬，從而形成導(dǎo)電層203。在此，導(dǎo)電層203 可被配置成單層結(jié)構(gòu)、雙層結(jié)構(gòu)、三層結(jié)構(gòu)或其他形式；但是，將基于單層結(jié)構(gòu)描述本發(fā)明 以簡(jiǎn)化描述。而且，雙層結(jié)構(gòu)可具有導(dǎo)電層和無(wú)機(jī)絕緣層的沉積結(jié)構(gòu)，三層結(jié)構(gòu)可具有兩個(gè) 導(dǎo)電層和無(wú)機(jī)絕緣層的沉積結(jié)構(gòu)。在此，雙層可由一種或一種以上導(dǎo)電材料形成，所述導(dǎo)電 材料選自例如包括MoTi合金、Al、Al合金、Cr、W和Cu的導(dǎo)電金屬組，或者選自ΙΤ0、ΑΖ0、 ZnO, IZO或其他透明金屬。無(wú)機(jī)絕緣層可由選自例如包括金屬氮化物、金屬氧化物、氮化物和氧化物的無(wú)機(jī) 絕緣材料的材料制成。在此，金屬氮化物和金屬氧化物中所包括的金屬例如可包括Cu、Al、 Al 合金、Cr、W 或 MoTi。隨后在導(dǎo)電層203上涂覆第一光致抗蝕劑層，之后通過(guò)使用曝光掩模的光刻工藝 和顯影工藝將第一光致抗蝕劑層選擇性去除，從而形成第一光致抗蝕劑圖案。之后，如圖5B中所示，通過(guò)使用第一光致抗蝕劑層圖案作為阻擋層的蝕刻工藝選 擇性蝕刻導(dǎo)電層203，從而形成柵極線(見圖3中的“ 103 ”)、從柵極線103伸出的柵極103a、 公共線(見圖3的“104”)和從公共線104延伸的公共電極10如。如圖5C中所示，去除第一光致抗蝕劑圖案，之后通過(guò)印刷或涂覆一種材料在具有 柵極103a和公共電極10 的基板101的整個(gè)表面上形成柵極絕緣層105，所涂覆的材料選 自例如包括氧化硅(SiO2)和氮化硅(SiNx)的無(wú)機(jī)絕緣材料組，在某些情況下，選自例如包 括苯并環(huán)丁烯和丙烯基樹脂的有機(jī)絕緣材料組。隨后，在柵極絕緣層105上順序地形成有源層107和歐姆接觸層109，所述有源層 107例如由非晶硅(a-Si:H)構(gòu)成，所述歐姆接觸層109例如由其中摻入了雜質(zhì)的摻雜非晶 硅構(gòu)成。在歐姆接觸層109上濺射導(dǎo)電材料，從而形成導(dǎo)電層113。在此，導(dǎo)電層113可使 用選自例如包括MoTi、鉭(Ta)、Cr、鎳(Ni)、銦(In)、Mo、Ti、Cu、Al和Al合金的金屬組的 一種或一種以上材料，或者使用選自ΙΤ0、ΑΖ0、Ζη0、ΙΖ0或其他透明金屬的一種或一種以上 材料。導(dǎo)電層113可被配置成單層結(jié)構(gòu)、雙層結(jié)構(gòu)或三層結(jié)構(gòu)；但是附圖示出了單層結(jié) 構(gòu)以簡(jiǎn)化描述。在此，雙層結(jié)構(gòu)可具有導(dǎo)電層和無(wú)機(jī)絕緣層的沉積結(jié)構(gòu)，三層結(jié)構(gòu)可具有兩 個(gè)導(dǎo)電層和無(wú)機(jī)絕緣層的沉積結(jié)構(gòu)。在此，雙層可由一種或一種以上導(dǎo)電材料形成，所述導(dǎo) 電材料選自例如包括MoTi、Al、Al合金、Cr、W和Cu的導(dǎo)電金屬組，或選自ITO、AZO、ZnO, IZO或其他透明金屬。無(wú)機(jī)絕緣層可由選自包括金屬氮化物、金屬氧化物、氮化物和氧化物 的無(wú)機(jī)絕緣材料的材料制成。在此，金屬氮化物和金屬氧化物中所包括的金屬可包括Cu、 Al、Al 合金 Cr、W 或 MoTi。參考圖5D和5E，在導(dǎo)電層113上涂覆第二光致抗蝕劑層115，之后使用衍射掩 模120通過(guò)光刻技術(shù)的光刻和顯影工藝對(duì)其進(jìn)行處理，從而形成第二光致抗蝕劑層圖案 115a0在此，衍射掩模120可以是狹縫掩?；虬肷{(diào)掩模。替代地，可使用通常的掩模代 替衍射掩模120。衍射掩模120可包括不透明區(qū)域120a、半透明區(qū)域120b和透明區(qū)域120c。利用
12半透明區(qū)域120b進(jìn)行光刻和顯影之后留下的第二光致抗蝕劑圖案11 的厚度比利用不透 明區(qū)域120a進(jìn)行光刻和顯影之后留下的第二光致抗蝕劑層圖案11 的厚度薄。第二光致 抗蝕劑層圖案11 的位于半透明區(qū)域120b下方的部分對(duì)應(yīng)于TFT的溝道區(qū)，第二光致抗 蝕劑層圖案11 的位于不透明區(qū)域120a下方的部分對(duì)應(yīng)于TFT的源/漏極區(qū)。如圖5F中所示，使用第二光致抗蝕劑層圖案11 作為阻擋層順序地蝕刻掉導(dǎo)電 層113、歐姆接觸層109和有源層107。如圖5G中所示，通過(guò)灰化工藝使第二光致抗蝕劑層圖案11 的一部分去除掉預(yù) 定厚度，以便暴露出與對(duì)應(yīng)溝道區(qū)的位置對(duì)準(zhǔn)的導(dǎo)電層113上表面。如圖5H中所示，通過(guò)使用灰化的第二光致抗蝕劑層圖案11 作為掩模選擇性蝕 刻掉導(dǎo)電層113的暴露部分，從而形成與柵極線垂直交叉或相交以限定像素區(qū)域的數(shù)據(jù)線 113a、從數(shù)據(jù)線113a向著柵極103a的一側(cè)向上伸出的源極113b、和與源極11 隔開預(yù)定 間隙的漏極113c。在此，在蝕刻位于溝道區(qū)的導(dǎo)電層113時(shí)，同時(shí)部分地蝕刻掉下方的歐姆 接觸層109。如圖51中所示，在去除第二光致抗蝕劑層圖案11 之后，在具有數(shù)據(jù)線113a以 及源極和漏極IHb和113c的基板101的整個(gè)表面上印刷或形成選自有機(jī)絕緣材料組或者 在某些情況下選自無(wú)機(jī)絕緣材料組的材料，從而形成鈍化層125。之后在鈍化層125上涂覆 第三光致抗蝕劑層。在此，鈍化層125可通過(guò)印刷或涂覆一種材料形成，所涂覆的材料選自 例如包括氧化硅(SiO2)和氮化硅(SiNx)的無(wú)機(jī)絕緣材料組，在某些情況下選自例如包括 苯并環(huán)丁烯和丙烯基樹脂的有機(jī)絕緣材料組。隨后對(duì)該第三光致抗蝕劑層進(jìn)行光刻技術(shù)的 光刻和顯影工藝，從而形成第三光致抗蝕劑層圖案(未示出)。如圖5J中所示，通過(guò)使用第三光致抗蝕劑層圖案作為掩模選擇性蝕刻掉鈍化層 125，從而形成暴露出部分的漏極113c的接觸孔127。如圖漲中所示，在去除第三光致抗蝕劑層圖案之后，在具有接觸孔127的鈍化層 125上濺射導(dǎo)電層129。在此，選自例如包括MoTi、Al、Al合金、Cr、W和Cu的導(dǎo)電金屬組， 或者選自例如ΙΤΟ、AZO、ZnO, IZO或其他透明金屬的一種或一種以上材料可以用作導(dǎo)電層 129的材料。隨后，通過(guò)化學(xué)汽相沉積方法(CVD)或其他沉積方法在導(dǎo)電層129上沉積無(wú)機(jī)絕 緣材料，從而形成無(wú)機(jī)絕緣層131。在此，無(wú)機(jī)絕緣層131的材料可以是選自例如包括金屬 氮化物、金屬氧化物、氮化物和氧化物的無(wú)機(jī)絕緣材料的一種。在此，金屬氮化物和金屬氧 化物中所包括的金屬可包括Cu、Al、Al合金、Cr、W或MoTi。而且，較適合的是，將無(wú)機(jī)絕緣 層131沉積為能夠允許順利地濕法蝕刻下方的導(dǎo)電層129的厚度。接下來(lái)，在無(wú)機(jī)絕緣層131上涂覆光致抗蝕劑材料，從而形成第四光致抗蝕劑層 (未示出)。之后，在第四光致抗蝕劑層上放置用于限定形成像素電極的位置的曝光掩模(未 示出)，執(zhí)行用于將紅外光經(jīng)由曝光掩模射向第四光致抗蝕劑層的光刻和顯影，從而形成第 四光致抗蝕劑層圖案133。如圖5L中所示，使用第四光致抗蝕劑層圖案133作為阻擋層通過(guò)濕法蝕刻選擇 性蝕刻掉無(wú)機(jī)絕緣層131和導(dǎo)電層129，從而形成包括導(dǎo)電層圖案129a和無(wú)機(jī)絕緣層圖案 131a的像素電極線141和從像素電極線141延伸的像素電極141a。例如，通過(guò)使用第四光致抗蝕劑層圖案133，能同時(shí)形成像素電極線144和像素電極141a。在此，當(dāng)執(zhí)行濕法蝕刻時(shí)，由于含有金屬成分的無(wú)機(jī)絕緣層131已經(jīng)沉積在導(dǎo)電 層129上，因此導(dǎo)電層1 起到陽(yáng)極的作用，無(wú)機(jī)絕緣層131起到陰極的作用，從而電子從 無(wú)機(jī)絕緣層131移向?qū)щ妼?29。因此，失去了電子的無(wú)機(jī)絕緣層131的蝕刻由于原電池效 應(yīng)(galvanic effect)而加速。因此，如圖8的實(shí)例中所示，無(wú)機(jī)絕緣層131表現(xiàn)出比導(dǎo)電 層1 更大的偏差(bias)，并且陽(yáng)極導(dǎo)電層1 被快速腐蝕掉，從而允許快速地蝕刻導(dǎo)電層 129的側(cè)面。也就是說(shuō)，由于腐蝕電位差，即諸如MoTi制成的金屬層和CuNx制成的金屬絕 緣層的雙金屬層之間的電動(dòng)勢(shì)，導(dǎo)致電子移動(dòng)變快。因此，由于原電池效應(yīng)，本發(fā)明的導(dǎo)電 層1 和無(wú)機(jī)絕緣層131的雙層結(jié)構(gòu)使快速蝕刻成為可能。因此，當(dāng)形成具有雙層金屬的 像素電極，即具有導(dǎo)電層和無(wú)機(jī)絕緣層的像素電極時(shí)，可以縮短蝕刻工藝所占用的時(shí)間，且 能夠有效地形成具有微米線寬的微米電極或者其他微米金屬線。因此，如果在將無(wú)機(jī)絕緣層131沉積到導(dǎo)電層1 上的狀態(tài)下執(zhí)行蝕刻工藝，則蝕 刻速度快于僅蝕刻現(xiàn)有的單層導(dǎo)電層的情況，由此用于形成電極或線的圖案化能夠變得均 勻且可以減少工藝時(shí)間。以下，將參考圖6和7簡(jiǎn)要描述根據(jù)本發(fā)明的蝕刻包括導(dǎo)電層1 和無(wú)機(jī)絕緣層 131的雙層結(jié)構(gòu)的原理。圖6是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例在用于制造LCD設(shè)備的方法中每種金屬的腐蝕電位 分布實(shí)例的圖。圖7是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于制造IXD設(shè)備的方法中取決于金屬層和金屬 絕緣層的電位的電流密度的實(shí)例圖，示范性示出了金屬層和金屬絕緣層之間的電位差。對(duì)于單金屬層，腐蝕電位約為-0.35，而金屬絕緣層的腐蝕電位約為-0.025。但 是，對(duì)于本發(fā)明中采用的金屬層和金屬絕緣層的雙層結(jié)構(gòu)，腐蝕電位約為0. 084。因此，如果金屬絕緣層的腐蝕電位變高，則金屬難于被蝕刻，而金屬在低腐蝕電位 下易于快速腐蝕。因此，在金屬層和金屬絕緣層之間具有高腐蝕電位差的情況下，容易發(fā)生 腐蝕。參考圖6，Al或MoTi的腐蝕電位比Mo或Cu低，這種材料易于腐蝕。而且，參考圖7，例如MoTi的具有低腐蝕電位的金屬層和例如CuNx的具有高腐蝕 電位的金屬絕緣層之間的高腐蝕電位差成功地誘發(fā)原電池效應(yīng)，從而能使金屬層和金屬絕 緣層被快速蝕刻。因此，當(dāng)蝕刻用作電極的雙金屬層時(shí)，導(dǎo)電層1 起到陽(yáng)極作用，而無(wú)機(jī)絕緣層 131起到陰極作用，因此電子從無(wú)機(jī)絕緣層131向?qū)щ妼? 移動(dòng)。因此，失去了電子的無(wú) 機(jī)絕緣層131的蝕刻由于原電池效應(yīng)而加速。因此，無(wú)機(jī)絕緣層131表示出比導(dǎo)電層1 更大的偏差，并且陽(yáng)極導(dǎo)電層1 被快速腐蝕掉，從而允許快速地蝕刻導(dǎo)電層129的側(cè)面。 也就是說(shuō)，由于腐蝕電位差，即諸如MoTi制成的金屬層和CuNx制成的金屬絕緣層的雙金屬 層之間的電動(dòng)勢(shì)，導(dǎo)致電子移動(dòng)變快。由此，由于原電池效應(yīng)，能夠快速蝕刻雙金屬層的導(dǎo)電層1 和無(wú)機(jī)絕緣層131的 沉積結(jié)構(gòu)。因此，當(dāng)形成具有雙金屬層的像素電極，即本發(fā)明的具有導(dǎo)電層和無(wú)機(jī)絕緣層的 像素電極時(shí)，可縮短蝕刻工藝所占用的時(shí)間，且有益地允許形成具有微米線寬的微米電極 或其他微米金屬線。
這樣，本發(fā)明能夠通過(guò)減少蝕刻時(shí)間而形成微米電極。因此，能夠比通常的IXD設(shè) 備更多地減少像素電極的微米線寬《2，從而改善孔徑比并提高總亮度。此外，本發(fā)明允許形成(圖案化)具有微米線寬w2的微米電極，例如像素電極和 公共電極，以便增加位于單位像素區(qū)域內(nèi)的像素電極和公共電極的數(shù)目。因此，與通常IXD設(shè)備中的像素電極和公共電極之間的距離相比，本發(fā)明能夠在 保持孔徑比的情況下通過(guò)進(jìn)一步窄化像素電極和公共電極之間的距離d2而增加電場(chǎng)強(qiáng) 度。因此，可通過(guò)升高因電場(chǎng)而起反應(yīng)的液晶的反應(yīng)度來(lái)增加根據(jù)本發(fā)明的LCD設(shè)備的反 應(yīng)速度。同時(shí)，單層MoTi層顯現(xiàn)出約61 %的光反射率和約31 %的光吸收率，這表示單層 MoTi層的高反射率。如本發(fā)明中所示，如果在單MoTi層上沉積CuNx作為金屬絕緣層以形 成雙層結(jié)構(gòu)，則能明顯降低反射率。也就是說(shuō)，由于CuNx具有約33%的光反射率和約64% 的光吸收率，因此其能用于降低具有高反射率的MoTi上的反射率。因此，在金屬層和金屬 絕緣層的雙層結(jié)構(gòu)中的金屬電極適于用作低反射電極。而且，根據(jù)導(dǎo)電層的薄膜材料可通過(guò)使用化學(xué)蝕刻溶液執(zhí)行濕法蝕刻工藝，或者 以等離子體蝕刻或反應(yīng)離子蝕刻(RIE)的方式執(zhí)行。特別是，為了去除導(dǎo)電層，可使用預(yù)設(shè) 濃度比例的氮酸、氫氯酸和醋酸的混合溶液。在此，用于濕法蝕刻的蝕刻溶液可以是除了上 文所述溶液以外的其它類型溶液。參考圖5M，去除剩余的第四光致抗蝕劑層圖案133，以便形成包括導(dǎo)電層圖案 129a和無(wú)機(jī)絕緣層圖案131a的像素電極線141以及從像素電極線141延伸的像素電極 141a，從而完成TFT陣列基板的制造工藝。之后，參考圖5N，在透明濾色器基板151上形成用于擋光的黑矩陣層153，并且在 位于黑矩陣層153之間的濾色器基板151上形成濾色器層155。另外，執(zhí)行用于在濾色器基板151和TFT陣列基板101之間形成液晶層161的工 藝，從而完成LCD設(shè)備的制造。盡管已經(jīng)參考圖5N討論了形成濾色器基板151的特定實(shí)例， 但是本發(fā)明不限于此，且同樣適用于具有其他結(jié)構(gòu)的其他LCD設(shè)備或者其他顯示器。同時(shí)，圖8是示出在用于制造IXD設(shè)備的方法中，分別在使用根據(jù)本發(fā)明的由鉬鈦 (MoTi)和氮化銅(CuNx)構(gòu)成的雙層的情況下，和在使用根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的由鉬鈦(MoTi)構(gòu) 成的現(xiàn)有單層的情況下，取決于蝕刻時(shí)間的蝕刻偏差的實(shí)例的圖。如圖8中所示，在現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)由MoTi構(gòu)成的單層的蝕刻時(shí)間約為100秒時(shí)，蝕 刻偏差接近0. 7 μ m。但是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)例，當(dāng)由MoTi和CuNx構(gòu)成的雙層的蝕刻時(shí)間約 為35至45秒，則能看出蝕刻偏差顯著地表現(xiàn)為在接近1. 44至1. 65 μ m的范圍內(nèi)。因此，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)例的由MoTi和CuNx構(gòu)成的雙層的蝕刻偏差在接近1. 44 至1. 65 μ m的范圍內(nèi)。本發(fā)明的這種蝕刻偏差高于現(xiàn)有技術(shù)的蝕刻偏差，由此可理解蝕刻 工藝是在比現(xiàn)有技術(shù)更短的時(shí)間內(nèi)執(zhí)行的。因此，本發(fā)明允許在比現(xiàn)有技術(shù)短的時(shí)間內(nèi)進(jìn) 行蝕刻工藝，從而能夠形成具有微米線寬的微米電極。圖9是示出在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于制造IXD設(shè)備的方法中在使用由鉬鈦 (MoTi)和氮化銅(CuNx)構(gòu)成的雙層的情況下，取決于蝕刻時(shí)間的微米線寬w2的變化的實(shí) 例的示圖。如圖9中所示，在根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的由MoTi和CuNx構(gòu)成的雙層的蝕刻時(shí)間約為60至84秒的情況下，能夠理解微米線寬可以窄到在接近2. 3至1. 50 μ m的范圍內(nèi)。圖10是示出分別在采用根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的包括金屬層的單層結(jié)構(gòu)的情況下，和在 采用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于制造LCD設(shè)備的方法中的包括金屬層和金屬絕緣層的雙層 的情況下，取決于蝕刻時(shí)間而實(shí)現(xiàn)的微米線寬《2的變化狀態(tài)的實(shí)例的照片。如圖10中所示，當(dāng)在現(xiàn)有技術(shù)中執(zhí)行蝕刻達(dá)100秒時(shí)，形成具有約2. 6 μ m微米線 寬的微米圖案。但是，能注意到，當(dāng)根據(jù)本發(fā)明對(duì)MoTi和CuNx所構(gòu)成的雙層執(zhí)行蝕刻達(dá)約 40秒時(shí)，形成具有約2. 0 μ m微米線寬的微米圖案(見圖10中標(biāo)注有“本發(fā)明，，區(qū)域的上 部)。在另一實(shí)例中，當(dāng)根據(jù)本發(fā)明執(zhí)行蝕刻達(dá)約60秒時(shí)，形成具有約1. 5 μ m微米線寬的 微米圖案(見圖10中標(biāo)注有“本發(fā)明”的區(qū)域的下部)。因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明可快速地執(zhí)行蝕刻工藝，因此隨著蝕刻時(shí)間的增長(zhǎng)， 可以更窄地窄化微米線寬。如上所述，在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的LCD設(shè)備及其制造方法中，將包括金屬層和金 屬絕緣層的結(jié)構(gòu)中的雙層蝕刻，以便將其用作像素電極，從而與單金屬層相比能夠獲得較 快的蝕刻速度，且因此能夠形成具有高孔徑比的微米電極或者具有微米線寬的微米線。由于本發(fā)明允許借助縮短蝕刻時(shí)間而形成微米電極，因此與現(xiàn)有技術(shù)相比可減小 像素電極的微米線寬《2，以便提高孔徑比和總亮度。此外，由于本發(fā)明允許形成具有微米線寬w2的微米電極，例如像素電極和公共電 極，因此能夠增加位于單位像素區(qū)域內(nèi)的像素電極和公共電極的數(shù)目。因此，與通常IXD設(shè)備中的像素電極和公共電極之間的距離相比，本發(fā)明能夠在 保持孔徑比的情況下通過(guò)進(jìn)一步窄化像素電極和公共電極之間的距離d2而增加電場(chǎng)強(qiáng) 度。因此，可通過(guò)升高因電場(chǎng)而起反應(yīng)的液晶的反應(yīng)度來(lái)增加根據(jù)本發(fā)明的LCD設(shè)備的反 應(yīng)速度。因此，能夠比現(xiàn)有技術(shù)更快速和更均勻地執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的IXD設(shè)備的像素電極 或其他金屬線的形成工藝。因此，可以預(yù)期到由于電極的微圖案化能夠獲得高孔徑比并且 能夠減少微圖案化所占用的蝕刻時(shí)間。在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的LCD設(shè)備及其制造方法中，當(dāng)形成LCD設(shè)備的像素電極或 其他金屬線時(shí)，可以在通過(guò)形成金屬層和金屬層上的諸如金屬氧化物或金屬氮化物的無(wú)機(jī) 絕緣層而實(shí)現(xiàn)雙層結(jié)構(gòu)的狀態(tài)下執(zhí)行蝕刻工藝，從而確保與通常的LCD設(shè)備的單金屬層結(jié) 構(gòu)相比的快速蝕刻時(shí)間，結(jié)果是減少了蝕刻時(shí)間。在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的IXD設(shè)備及其制造方法中，由于與通常的單金屬層結(jié)構(gòu)相 比獲得了快速蝕刻時(shí)間，因此能夠窄化電極的微米線寬，從而由于微電極而增加孔徑比和 亮度，并且由于降低了蝕刻時(shí)間而改善產(chǎn)率。在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的LCD設(shè)備及其制造方法中，由于將用于形成電極的金屬層 和金屬絕緣層結(jié)構(gòu)中的雙層蝕刻，以便實(shí)現(xiàn)均勻的微米線，并且金屬絕緣層防止了金屬層 的向外暴露，從而減少了金屬層上的損傷。此外，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的LCD設(shè)備及其制造方法，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)有單金屬 電極由于高反射率而產(chǎn)生彩虹斑點(diǎn)現(xiàn)象。但是在本發(fā)明中使用的金屬層和金屬絕緣層的雙 層結(jié)構(gòu)中的金屬電極具有低反射率，因此能夠用作低反射電極。也就是說(shuō)，金屬絕緣層具有 低于金屬層的光反射率，因此能通過(guò)將金屬絕緣層設(shè)置在具有高反射率的金屬層上而起到降低反射率的作用，因此，在金屬層和金屬絕緣層的雙層結(jié)構(gòu)中的金屬電極適用于低反射 電極。本發(fā)明還適用于太陽(yáng)能電池的低反射電極、半導(dǎo)體設(shè)備的包括微米電極的金屬線 或者其他顯示設(shè)備的包括微米電極的金屬線、以及LCD設(shè)備的包括像素電極的各種金屬線。前述實(shí)施例和優(yōu)點(diǎn)僅是示意性的且不認(rèn)為限制了本公開內(nèi)容。當(dāng)前教導(dǎo)易于應(yīng)用 到其他類型裝置。該描述是說(shuō)明性的，且不限制權(quán)利要求的范圍。多種替代、修改和變化對(duì) 本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的。此處描述的示范性實(shí)施例的特征、結(jié)構(gòu)、方法和其他特性可 以多種方式組合以獲得附加的和/或替代的示范性實(shí)施例。由于當(dāng)前特征可表達(dá)為幾種形式而不脫離其特性，因此還應(yīng)理解，除非特別指出， 否則上述實(shí)施例不限于前面描述的任何細(xì)節(jié)，而是應(yīng)認(rèn)為廣泛地在如附屬的權(quán)利要求中限 定的范圍內(nèi)，且因此落入到權(quán)利要求界線和范圍內(nèi)的所有變化和修改或者這種界限和范圍 的等價(jià)物都包括在附屬的權(quán)利要求中。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示設(shè)備，包括設(shè)置在基板上的柵極線；形成在基板上且與柵極線交叉以限定像素區(qū)域的數(shù)據(jù)線；設(shè)置成基本平行于柵極線的公共線；形成在柵極線和數(shù)據(jù)線之間的交叉處的薄膜晶體管(TFT)，每一個(gè)薄膜晶體管包括從 相應(yīng)柵極線延伸的柵極、柵極絕緣層、有源層、歐姆接觸層、從相應(yīng)數(shù)據(jù)線延伸的源極和與 源極隔開的漏極；鈍化層，每一個(gè)鈍化層都形成在薄膜晶體管上且具有用于暴露出相應(yīng)漏極的一部分的 接觸孔；和像素電極，每一個(gè)像素電極都由形成在相應(yīng)鈍化層上的導(dǎo)電層和絕緣層構(gòu)成，且經(jīng)由 相應(yīng)接觸孔電連接到相應(yīng)漏極。
2.如權(quán)利要求1的液晶顯示設(shè)備，其中所述像素電極的每一個(gè)的導(dǎo)電層由鉬鈦(MoTi) 制成，所述像素電極的每一個(gè)的絕緣層由氮化銅(CuN)制成。
3.如權(quán)利要求1的液晶顯示設(shè)備，其中所述像素電極的每一個(gè)的導(dǎo)電層由鉬鈦(MoTi) 制成，所述像素電極的每一個(gè)的絕緣層由氮化鉬鈦(MoTiN)制成。
4.如權(quán)利要求1的液晶顯示設(shè)備，其中所述像素電極的每一個(gè)的導(dǎo)電層由選自包括鉬 鈦(MoTi)、鋁(Al)、Al合金、鉻(Cr)、鎢(W)和銅(Cu)的導(dǎo)電金屬組，或者選自包括IT0、 AZO, ZnO和IZO的透明金屬中的一種或一種以上材料制成。
5.如權(quán)利要求4的液晶顯示設(shè)備，其中所述像素電極的每一個(gè)的導(dǎo)電層是金屬合金 層，所述像素電極的每一個(gè)的絕緣層是金屬氧化物層。
6.如權(quán)利要求1的液晶顯示設(shè)備，其中所述像素電極的每一個(gè)的絕緣層由選自包括 金屬氮化物、金屬氧化物、IT0、氮化物和氧化物的無(wú)機(jī)絕緣材料的材料制成，所述金屬氮 化物和金屬氧化物中包含的金屬是銅(Cu)、鋁(Al)、鋁(Al)合金、鉻(Cr)、鎢(W)或鉬鈦 (MoTi)。
7.如權(quán)利要求1的液晶顯示設(shè)備，其中對(duì)于所述薄膜晶體管中的每一個(gè)，所述柵極線、 公共線、數(shù)據(jù)線或者源極和漏極具有由金屬層和無(wú)機(jī)絕緣層構(gòu)成的雙層結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求7的液晶顯示設(shè)備，其中所述金屬層由選自包括鉬鈦(MoTi)、鋁(Al)、鋁 (Al)合金、鉻(Cr)、鎢(W)和銅(Cu)的導(dǎo)電金屬組，或者選自包括ΙΤ0、ΑΖ0、Ζη0和IZO的 透明金屬中的一種或一種以上材料制成，其中所述無(wú)機(jī)絕緣層由選自包括金屬氮化物、金屬氧化物、IT0、氮化物和氧化物的無(wú) 機(jī)絕緣材料中的一種材料制成，和其中所述金屬氮化物和金屬氧化物中包含的金屬是銅(Cu)、鋁(Al)、鋁(Al)合金、鉻 (Cr)、鎢(W)或鉬鈦(MoTi)。
9.如權(quán)利要求1的液晶顯示設(shè)備，其中所述像素電極的每一個(gè)的導(dǎo)電層具有由金屬層 和透明導(dǎo)電層構(gòu)成的雙層結(jié)構(gòu)，和其中所述像素電極的每一個(gè)中的絕緣層具有單層結(jié)構(gòu)。
10.如權(quán)利要求9的液晶顯示設(shè)備，其中所述金屬層由選自包括鉬鈦(MoTi)、鋁(Al)、 鋁(Al)合金、鉻(Cr)、鎢(W)和銅(Cu)的導(dǎo)電金屬組的一種或一種以上材料制成，其中所述透明導(dǎo)電層由選自包括ΙΤ0、ΑΖ0、&ι0和IZO的透明金屬的一種或一種以上材料制成，其中所述絕緣層由選自包括金屬氮化物、金屬氧化物、ΙΤ0、氮化物和氧化物的無(wú)機(jī)絕 緣材料的一種材料制成，其中所述金屬氮化物和金屬氧化物中包含的金屬是銅(Cu)、鋁(Al)、鋁(Al)合金、鉻 (Cr)、鎢(W)或鉬鈦(MoTi)。
11.如權(quán)利要求1的液晶顯示設(shè)備，其中所述像素電極在與所述公共線延伸的方向基 本平行的方向上延伸。
12.—種形成液晶顯示設(shè)備的方法，該方法包括 在基板上形成柵極線；在基板上形成數(shù)據(jù)線，該數(shù)據(jù)線與柵極線交叉以限定像素區(qū)域； 形成基本平行于柵極線的公共線；在柵極線和數(shù)據(jù)線之間的交叉處形成薄膜晶體管(TFT)，每個(gè)薄膜晶體管包括從相應(yīng) 柵極線延伸的柵極、柵極絕緣層、有源層、歐姆接觸層、從相應(yīng)數(shù)據(jù)線延伸的源極和與源極 隔開的漏極；在薄膜晶體管上形成鈍化層，每個(gè)鈍化層都具有用于暴露出相應(yīng)的漏極的一部分的接 觸孔；和形成像素電極，每個(gè)像素電極都由形成在相應(yīng)鈍化層上的導(dǎo)電層和絕緣層構(gòu)成，且經(jīng) 由相應(yīng)接觸孔電連接到相應(yīng)漏極。
13.如權(quán)利要求12的方法，其中形成所述像素電極的步驟包括，對(duì)于所述像素電極的 每一個(gè)在鈍化層上形成導(dǎo)電材料層， 在導(dǎo)電材料層上形成絕緣材料層， 在絕緣材料層上形成光致抗蝕劑圖案，和使用光致抗蝕劑圖案作為掩模蝕刻導(dǎo)電材料層和絕緣材料層的一部分，以便形成像素 電極的導(dǎo)電層和絕緣層。
14.如權(quán)利要求13的方法，其中通過(guò)在用于所述像素電極的導(dǎo)電材料層和絕緣材料層 之間產(chǎn)生原電池效應(yīng)而提高所述蝕刻步驟中的蝕刻速度。
15.一種用于制造液晶顯示設(shè)備的方法，該方法包括在基板上形成具有柵極的柵極線和設(shè)置成基本平行于所述柵極線且具有公共電極的 公共線；在具有柵極的基板上形成柵極絕緣層；通過(guò)在柵極和半導(dǎo)體層之間插入柵極絕緣層而在柵極上形成半導(dǎo)體層，該半導(dǎo)體層包 括有源層和歐姆接觸層并且具有溝道區(qū)；在半導(dǎo)體層上形成與柵極線交叉以限定像素區(qū)域的數(shù)據(jù)線、從數(shù)據(jù)線延伸的源極和與 源極隔開的漏極；在具有源極、漏極和數(shù)據(jù)線的基板上形成鈍化層； 通過(guò)圖案化鈍化層形成接觸孔，該接觸孔暴露出漏極的一部分； 在鈍化層上沉積導(dǎo)電材料層和絕緣材料層，該導(dǎo)電材料層經(jīng)由所述接觸孔與漏極接 觸；和蝕刻導(dǎo)電材料層和絕緣材料層的一部分以形成導(dǎo)電層和絕緣層，所述導(dǎo)電層和絕緣層 構(gòu)成了像素電極。
16.如權(quán)利要求15的方法，其中通過(guò)在用于所述像素電極的導(dǎo)電層和絕緣層之間產(chǎn)生 原電池效應(yīng)而提高所述蝕刻步驟中的蝕刻速度。
17.如權(quán)利要求15的方法，其中所述像素電極的導(dǎo)電層是金屬合金層，所述像素電極 的絕緣層是金屬氧化物層。
18.如權(quán)利要求15的方法，其中所述像素電極的導(dǎo)電層由選自包括鉬鈦(MoTi)、鋁 (Al)、鋁(Al)合金、鉻(Cr)、鎢(W)和銅(Cu)的導(dǎo)電金屬組，或者選自包括ITO、AZO、ZnO 和IZO的透明金屬的一種或一種以上材料制成。
19.如權(quán)利要求15的方法，其中所述像素電極的絕緣層由選自包括金屬氮化物、金屬 氧化物、ΙΤ0、氮化物和氧化物的無(wú)機(jī)絕緣材料的材料制成，所述金屬氮化物和金屬氧化物 中包含的金屬是銅(Cu)、鋁(Al)、鋁(Al)合金、鉻(Cr)、鎢(W)或鉬鈦(MoTi)。
20.如權(quán)利要求15的方法，其中所述柵極線、公共線、數(shù)據(jù)線或者源極和漏極具有由金 屬層和無(wú)機(jī)絕緣層構(gòu)成的雙層結(jié)構(gòu)。
21.如權(quán)利要求20的方法，其中所述金屬層由選自包括鉬鈦(MoTi)、鋁(Al)、鋁(Al) 合金、鉻(Cr)、鎢(W)和銅(Cu)的導(dǎo)電金屬組，或者選自包括ITO、AZO、ZnO和IZO的透明 金屬的一種或一種以上材料制成，其中所述無(wú)機(jī)絕緣層由選自包括金屬氮化物、金屬氧化物、ΙΤ0、氮化物和氧化物的無(wú) 機(jī)絕緣材料的一種材料制成，其中所述金屬氮化物和金屬氧化物中包含的金屬包括銅(Cu)、鋁(Al)、鋁(Al)合金、 鉻(Cr)、鎢(W)或鉬鈦(MoTi)。
22.如權(quán)利要求15的方法，其中所述像素電極的導(dǎo)電層具有由金屬層和透明導(dǎo)電層構(gòu) 成的雙層結(jié)構(gòu)，和所述像素電極層的絕緣層具有單層結(jié)構(gòu)。
23.如權(quán)利要求22的方法，其中所述金屬層由選自包括鉬鈦(MoTi)、鋁(A1)、A1合金、 鉻(Cr)、鎢(W)和銅(Cu)的導(dǎo)電金屬組的一種或一種以上材料制成，其中所述透明導(dǎo)電層由選自包括ΙΤ0、ΑΖ0、&ι0和IZO的透明金屬的一種或一種以上材 料制成。其中所述絕緣層由選自包括金屬氮化物、金屬氧化物、IT0、氮化物和氧化物的無(wú)機(jī)絕 緣材料的一種材料制成，其中所述金屬氮化物和金屬氧化物中包含的金屬是銅(Cu)、鋁(Al)、鋁(Al)合金、鉻 (Cr)、鎢(W)或鉬鈦(MoTi)。
24.如權(quán)利要求15的方法，其中所述像素電極在與所述公共線延伸的方向基本平行的 方向上延伸。
全文摘要
公開了一種液晶顯示設(shè)備及其制造方法。根據(jù)實(shí)施例，該液晶顯示設(shè)備包括在基板上的柵極線；在基板上的數(shù)據(jù)線；設(shè)置成基本平行于柵極線的公共線；形成在柵極線和數(shù)據(jù)線之間的交叉處的TFT，每個(gè)TFT都包括從相應(yīng)柵極線延伸的柵極、柵極絕緣層、有源層、歐姆接觸層、從相應(yīng)數(shù)據(jù)線延伸的源極和與源極隔開的漏極；鈍化層，所述鈍化層的每一個(gè)都形成在TFT上且具有用于暴露出相應(yīng)漏極的一部分的接觸孔；和像素電極，所述像素電極的每一個(gè)都由形成在相應(yīng)鈍化層上的導(dǎo)電層和絕緣層構(gòu)成，且經(jīng)由相應(yīng)接觸孔電連接到相應(yīng)漏極。
文檔編號(hào)G02F1/1343GK102116984SQ201010622460
公開日2011年7月6日 申請(qǐng)日期2010年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者高永周 申請(qǐng)人:樂(lè)金顯示有限公司