硅基液晶面板的制作方法
【專利摘要】一種硅基液晶面板的制作方法，包括：提供半導體襯底；在半導體襯底上依次形成金屬層、位于金屬層上的保護層、位于保護層上的硬掩膜層；刻蝕所述硬掩膜層和保護層，在硬掩膜層和保護層中形成若干第一開口；以所述硬掩膜層和保護層為掩膜，沿第一開口刻蝕所述金屬層，形成若干行列排布的金屬塊，相鄰金屬塊之間具有第二開口，金屬塊的表面為光線反射面；形成覆蓋硬掩膜層表面的隔離介質層，所述隔離介質層填充滿第一開口和第二開口；平坦化所述隔離介質層，暴露出硬掩膜層的表面；去除所述硬掩膜層；采用灰化工藝去除所述保護層。防止金屬塊表面產生損傷缺陷，提高了像素結構的質量。
【專利說明】硅基液晶面板的制作方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及液晶面板領域，特別涉及一種硅基液晶面板的制作方法。

【背景技術】
[0002]LCOS (Liquid Crystal On Silicon)技術是2000年以后發(fā)展起來的一種新型的液晶顯示技術，也稱之為硅基液晶顯示技術或反射式液晶顯示技術。與傳統(tǒng)的薄膜晶體管液晶面板(TFT-1XD )相比，硅基液晶顯示面板具有高分辨力、高對比度、高開口率、低成本等優(yōu)點。
[0003]圖1?圖6為現(xiàn)有硅基液晶顯示面板形成過程的剖面結構示意圖。
[0004]參考圖1，提供半導體襯底101，在所述半導體襯底101上形成金屬層102，所述金屬層的材料為鋁。
[0005]參考圖2，刻蝕所述金屬層102 (參考圖1 )，形成若干分立的金屬塊103，所述金屬塊103的表面為光線的反射面。
[0006]參考圖3，形成覆蓋所述金屬塊103和半導體襯底101的絕緣介質材料層104，絕緣介質材料層104的形成工藝為高密度等離子體化學氣相沉積，材料為氧化硅。
[0007]參考圖4，平坦化所述絕緣介質材料層暴露出金屬塊104的表面，平坦化工藝為化學機械研磨，研磨時以金屬塊104表面為停止層。
[0008]參考圖5，形成覆蓋所述金屬塊104和絕緣介質材料層104表面的鈍化層105。
[0009]參考圖6，在所述鈍化層105上形成液晶層106，在液晶層106上形成玻璃基板107。
[0010]現(xiàn)有的硅基液晶面板制作方法形成的金屬塊表面容易形成缺陷，影響了金屬塊的反射率。


【發(fā)明內容】

[0011]本發(fā)明解決的問題是在硅基液晶顯示面板的制作過程中，防止在金屬塊表面產生缺陷。
[0012]為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種硅基液晶顯示面板的制作方法，包括:半導體襯底；在半導體襯底上依次形成金屬層、位于金屬層上的保護層、位于保護層上的硬掩膜層；刻蝕所述硬掩膜層和保護層，在硬掩膜層和保護層中形成若干第一開口 ；以所述硬掩膜層和保護層為掩膜，沿第一開口刻蝕所述金屬層，形成若干行列排布的金屬塊，相鄰金屬塊之間具有第二開口，金屬塊的表面為光線反射面；形成覆蓋硬掩膜層表面的隔離介質層，所述隔離介質層填充滿第一開口和第二開口 ；平坦化所述隔離介質層，暴露出硬掩膜層的表面；去除所述硬掩膜層；采用灰化工藝去除所述保護層。
[0013]可選的，所述保護層的材料為無定形碳。
[0014]可選的，所述保護層的形成工藝為化學氣相沉積，采用的氣體為乙炔和氮氣，溫度為300?500攝氏度，腔室壓力8?10托。
[0015]可選的，所述保護層的厚度為300?500埃。
[0016]可選的，灰化工藝去除所述保護層采用的氣體為O2，射頻源功率為300?400W，腔室壓力為5?8托，溫度為100?200攝氏度，時間為大于120秒。
[0017]可選的，所述硬掩膜層為雙層堆疊結構，包括第一掩膜層和位于第一掩膜層上的第二掩膜層，第一掩膜層和第二掩膜層的材料不相同。
[0018]可選的，所述第二掩膜層的材料為氧化硅，所述第一掩膜層的材料為氮化硅。
[0019]可選的，所述掩膜層和保護層中第一開口的形成過程為:在所述第二掩膜層表面形成圖形化的光刻膠層；以所述圖形化的光刻膠層為掩膜，刻蝕第二掩膜層，在第二掩膜層中形成第一子開口 ；去除所述圖形化的光刻膠層；以第二掩膜層為掩膜，沿第一子開口刻蝕所述第一掩膜層和保護層，在第一掩膜層和保護層中形成第二子開口，第二子開口和第一子開口構成第一開口。
[0020]可選的，平坦化所述隔離介質層采用化學機械研磨或無掩膜回刻蝕工藝。
[0021]可選的，所述隔離介質層的形成工藝為高密度等離子化學氣相沉積。
[0022]可選的，隔離介質層的材料為氧化硅。
[0023]可選的，采用灰化工藝去除所述保護層后，還包括:在金屬塊和隔離介質層表面形成鈍化層。
[0024]可選的，所述鈍化層的材料為氧化硅。
[0025]可選的，還包括:在鈍化層上形成無機物導向膜；在無機物導向膜上形成液晶層；在液晶層上形成玻璃基板。
[0026]可選的，所述半導體襯底內形成有像素驅動電路，所述像素驅動電路與金屬塊相連。
[0027]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的技術方案具有以下優(yōu)點:
[0028]本發(fā)明的硅基液晶顯示面板的制作方法，首先在金屬層形成保護層、位于保護層上的硬掩膜層，接著刻蝕所述硬掩膜層和保護層，在硬掩膜層和保護層中形成若干第一開口，沿第一開口刻蝕所述金屬層，形成若干行列排布的金屬塊，相鄰金屬塊之間具有第二開口，金屬塊的表面為光線反射面，然后形成覆蓋硬掩膜層表面的隔離介質層，所述隔離介質層填充滿第一開口和第二開口，接著平坦化所述隔離介質層，暴露出硬掩膜層的表面，最后去除所述硬掩膜層，采用灰化工藝去除所述保護層。保護層的存在，使得在形成隔離介質層時，防止高密度的等離子對金屬塊表面的損傷，另外，本發(fā)明的保護層可以采用灰化工藝去除，相對于濕法和干法去除工藝，也防止對金屬塊表面的損傷。
[0029]進一步，所述保護層的材料為無定形碳，無定形碳形成和去除時均不會對金屬層表面有損傷。
[0030]進一步，所述硬掩膜層為雙層堆疊結構，包括第一掩膜層和位于第一掩膜層上的第二掩膜層，第一掩膜層和第二掩膜層的材料不相同，使得第一掩膜層相對于第二掩膜層具有選擇比，使得在第一掩膜層中形成第一子開口以及去除圖形化的光刻膠層時，第二掩膜層仍覆蓋在保護層的表面，以保證保護層的完整性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1?圖6為現(xiàn)有硅基液晶顯示面板形成過程的剖面結構示意圖；
[0032]圖7?圖18為本發(fā)明實施例硅基液晶顯示面板的制作過程的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0033]研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的硅基液晶面板的制作工藝形成的金屬塊表面容易產生刮傷、損傷等缺陷，降低了金屬塊表面的反射率，當光線經過玻璃基板和液晶層在金屬塊表面發(fā)生反射時，使得反射光線的角度、強度或偏振方向等會發(fā)生變化，不利于提高像素的質量。
[0034]進一步研究發(fā)現(xiàn)，金屬塊表面產生的刮傷、損傷等缺陷產生的原因主要有兩方面:一方面，現(xiàn)有技術為了使絕緣介質層較好的填充滿金屬塊之間的凹槽，一般采用高密度等離子化學氣相沉積工藝形成絕緣介質材料層，在形成絕緣介質材料層的過程中，高密度的等離子容易轟擊金屬塊的表面，對金屬塊的表面造成損傷；另一方面，在平坦化絕緣介質材料層時，研磨頭也容易對金屬塊的表面產生刮傷或過研磨等缺陷，使得金屬塊表面的均勻性降低，另外研磨過程中，也容易產生研磨液的殘留等缺陷。
[0035]為此，本發(fā)明提出一種硅基液晶顯示面板的制作方法，防止了制作過程中對金屬塊的造成刮傷、損傷等缺陷，提聞了像素的質量。
[0036]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施例做詳細的說明。在詳述本發(fā)明實施例時，為便于說明，示意圖會不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應限制本發(fā)明的保護范圍。此外，在實際制作中應包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。
[0037]圖7?圖18為本發(fā)明實施例硅基液晶顯示面板的制作過程的結構示意圖。
[0038]首先，請參考圖7，提供半導體襯底201 ;在半導體襯底201上依次形成金屬層202、位于金屬層202上的保護層203、位于保護層203上的硬掩膜層。
[0039]所述半導體襯底201中形成有驅動電路，所述驅動電路用于驅動后續(xù)半導體襯底201上形成的像素結構工作，驅動電路與后續(xù)形成的金屬塊相連接。
[0040]所述半導體襯底201為多層堆疊結構，本實施例中，所述半導體襯底201包括半導體基底和位于半導體基底上的介質層，半導體基底中形成有若干CMOS器件，比如:晶體管等，介質層中形成有若干互聯(lián)結構，互聯(lián)結構與CMOS器件相連接，互聯(lián)結構與CMOS器件構成驅動電路。需要說明的是，所述半導體襯底201中還可以形成其他用途的半導體器件。
[0041]所述金屬層202后續(xù)用于形成金屬塊，所述金屬層202可以通過沉積或濺射工藝形成。本實施例中，所述金屬層202的材料為鋁。
[0042]所述保護層203位于金屬層202表面，所述保護層203 —方面是在高密度等離子氣相沉積工藝在形成隔離介質層時，保護金屬塊不會被高密度等離子損傷，另一方面是在去除硬掩膜層時作為停止層，防止去除硬掩膜層時對金屬塊的損傷。
[0043]所述保護層203材料應該具有一定的硬度，易于去除，在去除時不會損傷金屬塊，且與硬掩膜層材料不同的材料。本發(fā)明中的易于去除是指采用灰化工藝直接去除，灰化工藝去除相對于濕法(多采用酸性或堿性刻蝕溶液，容易對金屬塊產生腐蝕)或干法(多采用等離子的化學和物理轟擊作用，也容易損傷金屬塊的表面)，損傷很小，并且不容易有刻蝕副產物殘留(灰化時，刻蝕副產物為氣體，直接排除刻蝕腔)。
[0044]本實施例中，所述保護層203的材料為無定形碳，無定形碳的形成工藝簡單，可以采用灰化工藝直接去除，并且具有一定的硬度，因而在形成過程中和去除過程中都不會對金屬層產生損傷。需要說明的是，所述保護層還可以采用其他合適的材料。
[0045]所述保護層203的厚度為300?500埃，形成工藝為化學氣相沉積，采用的氣體為乙炔和氮氣，溫度為300?500攝氏度，腔室壓力8?10托。
[0046]所述硬掩膜層作為掩膜層和保護層，本實施例中，所述硬掩膜層為雙層堆疊結構，包括第一掩膜層204和位于第一掩膜層204上的第二掩膜層205，第一掩膜層204和第二掩膜層205的材料不相同，使得第一掩膜層204相對于第二掩膜層205具有選擇比，使得后續(xù)再第一掩膜層204中形成第一子開口以及去除圖形化的光刻膠層時，第二掩膜層205仍覆蓋在保護層203的表面，以保證保護層203的完整性。
[0047]本實施例中，所述第二掩膜層205的材料為氧化娃,所述第一掩膜層204的材料為氮化硅。在本發(fā)明的其他實施例中，所述第一掩膜層或第二掩膜層還可以采用其他合適材料，比如金屬、半導體材料、金屬化合物等。
[0048]接著，請參考圖8和圖9，在所述第二掩膜層205表面形成圖形化的光刻膠層206 ；以所述圖形化的光刻膠層206為掩膜,刻蝕第二掩膜層205,在第二掩膜層205中形成若干分立第一子開口 207。
[0049]在第二掩膜層205上形成光刻膠層后，采用曝光和顯影工藝圖形化所述光刻膠層，形成圖形化的光刻膠層206，圖形化的光刻膠層206中具有若干開口，所述開口定義了在第二掩膜層205中形成的第一子開口 207的位置和寬度。
[0050]刻蝕所述第二掩膜層205采用各向異性的等離子體刻蝕，等離子體刻蝕采用的氣體為CxFy,比如CF4、C2F6、C4F8等。在刻蝕第二掩膜層205時，由于第二掩膜層205的材料相對于第一掩膜層204具有高的刻蝕選擇比，使得第一子開口 207底部的第一掩膜層層204全部或部分第一保留，使得第一子開口 207底部的保護層203被第一掩膜層204覆蓋，在后續(xù)采用灰化工藝去除光刻膠層206時，防止第一子開口 207底部的保護層203也被去除，使得保護層203保持完整性。
[0051]接著，請參考圖10和圖11，去除所述圖形化的光刻膠層206 (參考圖9);以第二掩膜層205為掩膜，沿第一子開口 207刻蝕所述第一掩膜層204和保護層203，在第一掩膜層204和保護層203中形成若干分立的第二子開口 208，第二子開口 208和第一子開口 207構成第一開口，第一開口暴露出金屬層202的表面。
[0052]去除所述圖形化的光刻膠層206采用灰化工藝。
[0053]去除所述圖形化的光刻膠層206后，采用各向異性的等離子刻蝕工藝刻蝕所述第一掩膜層204和保護層203，形成第二子開口 208，等離子體刻蝕采用的氣體為CHxFy,比如CHF3 > CH2F2 等。
[0054]接著，請參考圖12，以所述硬掩膜層和保護層203為掩膜，沿第一開口刻蝕所述金屬層203(參考圖11),形成若干行列排布的金屬塊209,相鄰金屬塊209之間具有第二開口210，金屬塊209的表面為光線反射面。
[0055]刻蝕所述金屬層203采用各向異性的干法刻蝕工藝，采用的氣體為Cl2或HBr等。
[0056]所述金屬塊209在半導體襯底201呈行列排布，金屬塊209作為像素結構的一部分。
[0057]接著，請參考圖13，形成覆蓋硬掩膜層表面的隔離介質層211，所述隔離介質層211填充滿第一開口(包括第一子開口 207和第二子開口 208)和第二開口 210(參考圖12)。
[0058]隔離介質層211用于相鄰金屬塊209之間的電學隔離。所述隔離介質層211的材料為氧化硅，為了達到更好的填充效果，所述隔離介質層211的形成工藝為高密度等離子體化學氣相沉積。
[0059]本實施例中，由于金屬塊209的表面被保護層203和硬掩膜層覆蓋，因此在形成隔離介質層211的過程中不會對金屬塊209的表面造成損傷。
[0060]接著，請參考圖14，平坦化所述隔離介質層211(參考圖13)，暴露出硬掩膜層的表面。
[0061]本實施例中，采用化學機械研磨平坦化所述隔離介質層211，以第一掩膜層204表面為停止層，第二掩膜層205材料與隔離介質層211材料相同，在研磨時被去除。采用第一掩膜層204表面為停止層，而不是采用保護層203表面作為停止層是原因是:保護層的厚度較薄，容易發(fā)生過研磨造成雖金屬層損傷，另外，保護層材料為碳，碳的硬度等特性與隔離介質層211 (氧化硅)材料的特性相近，不容易判斷研磨的停止位置。
[0062]在本發(fā)明的其他實施例中，也可以將保護層為停止層，平坦化所述隔離介質層。
[0063]在本發(fā)明的其他實施例中，也可以采用無掩膜回刻蝕工藝平坦化所述隔離介質層。
[0064]參考圖15，去除所述第二掩膜層204 (參考圖14)，暴露出保護層203的表面。
[0065]去除所述第二掩膜層204的工藝為濕法刻蝕，濕法刻蝕采用的溶液為磷酸或硝酸。去除第二掩膜層204時，由于金屬塊209的表面被保護層覆蓋,金屬塊208的表面不會被酸性溶液腐蝕。
[0066]參考圖16和17，采用灰化工藝去除所述保護層203 (參考圖15);在金屬塊209和剩余的隔離介質層211表面形成鈍化層212。
[0067]去除所述保護層203采用灰化工藝，灰化工藝去除所述保護層采用的氣體為O2，射頻源功率為300?400W，腔室壓力為5?8托，溫度為100?200攝氏度，時間為大于120秒，灰化工藝去除保護層203時，對金屬塊209表面的損失很小。
[0068]在去除保護層203后，形成覆蓋所述金屬塊209的鈍化層212，所述鈍化層用于保護金屬塊的表面，防止后續(xù)形成的液晶等于金屬塊直接接觸，所述鈍化層采用透光的材料，比如所述鈍化層212的材料可以為氧化硅。
[0069]最后，請參考圖18，在形成鈍化層212后，還可以在鈍化層212上形成無機物導向膜(圖中未示出)；在無機物導向膜上形成液晶層213 ;在液晶層213上形成玻璃基板214。
[0070]雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領域技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，均可作各種更動與修改，因此本發(fā)明的保護范圍應當以權利要求所限定的范圍為準。
【權利要求】
1.一種娃基液晶面板的制作方法，其特征在于，包括: 提供半導體襯底； 在半導體襯底上依次形成金屬層、位于金屬層上的保護層、位于保護層上的硬掩膜層； 刻蝕所述硬掩膜層和保護層，在硬掩膜層和保護層中形成若干第一開口 ； 以所述硬掩膜層和保護層為掩膜，沿第一開口刻蝕所述金屬層，形成若干行列排布的金屬塊，相鄰金屬塊之間具有第二開口，金屬塊的表面為光線反射面； 形成覆蓋硬掩膜層表面的隔離介質層，所述隔離介質層填充滿第一開口和第二開口 ； 平坦化所述隔離介質層，暴露出硬掩膜層的表面； 去除所述硬掩膜層； 采用灰化工藝去除所述保護層。
2.如權利要求1所述的硅基液晶面板的制作方法，其特征在于，所述保護層的材料為無定形碳。
3.如權利要求2所述的硅基液晶面板的制作方法，其特征在于，所述保護層的形成工藝為化學氣相沉積，米用的氣體為乙炔和氮氣，溫度為300?500攝氏度,腔室壓力8?10托。
4.如權利要求2所述的硅基液晶面板的制作方法，其特征在于，所述保護層的厚度為300 ?500 埃。
5.如權利要求4所述的硅基液晶面板的制作方法，其特征在于，灰化工藝去除所述保護層采用的氣體為O2，射頻源功率為300?400W，腔室壓力為5?8托，溫度為100?200攝氏度，時間為大于120秒。
6.如權利要求1所述的硅基液晶面板的制作方法，其特征在于，所述硬掩膜層為雙層堆疊結構，包括第一掩膜層和位于第一掩膜層上的第二掩膜層，第一掩膜層和第二掩膜層的材料不相同。
7.如權利要求6所述的硅基液晶面板的制作方法，其特征在于，所述第二掩膜層的材料為氧化硅，所述第一掩膜層的材料為氮化硅。
8.如權利要求6所述的硅基液晶面板的制作方法，其特征在于，所述掩膜層和保護層中第一開口的形成過程為:在所述第二掩膜層表面形成圖形化的光刻膠層；以所述圖形化的光刻膠層為掩膜，刻蝕第二掩膜層，在第二掩膜層中形成第一子開口 ；去除所述圖形化的光刻膠層；以第二掩膜層為掩膜，沿第一子開口刻蝕所述第一掩膜層和保護層，在第一掩膜層和保護層中形成第二子開口，第二子開口和第一子開口構成第一開口。
9.如權利要求1所述的硅基液晶面板的制作方法，其特征在于，平坦化所述隔離介質層采用化學機械研磨或無掩膜回刻蝕工藝。
10.如權利要求1所述的硅基液晶面板的制作方法，其特征在于，所述隔離介質層的形成工藝為高密度等離子化學氣相沉積。
11.如權利要求10所述的硅基液晶面板的制作方法，其特征在于，隔離介質層的材料為氧化硅。
12.如權利要求1所述的硅基液晶面板的制作方法，其特征在于，采用灰化工藝去除所述保護層后，還包括:在金屬塊和隔離介質層表面形成鈍化層。
13.如權利要求12所述的硅基液晶面板的制作方法，其特征在于，所述鈍化層的材料為氧化硅。
14.如權利要求12所述的硅基液晶面板的制作方法，其特征在于，還包括:在鈍化層上形成無機物導向膜；在無機物導向膜上形成液晶層；在液晶層上形成玻璃基板。
15.如權利要求1所述的硅基液晶面板的制作方法，其特征在于，所述半導體襯底內形成有像素驅動電路，所述像素驅動電路與金屬塊相連。
【文檔編號】G02F1/1333GK104516138SQ201310460926
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年9月29日 優(yōu)先權日:2013年9月29日
【發(fā)明者】李新, 戚德奎, 陳政 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司