專利名稱：基片、具有該基片的液晶顯示器及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及基片、具有該基片的液晶顯示器及其制造方法。
背景技術：
在傳統(tǒng)液晶顯示器的有源矩陣基片中，已知薄膜晶體管的漏極和象素電極是通過接觸孔電連接的。該象素電極是在覆蓋漏極的絕緣薄膜上形成的，且接觸孔是在絕緣薄膜上形成的。
圖12為傳統(tǒng)有源矩陣基片的平面示意圖。
有源矩陣基片110包括多個薄膜晶體管(以下也稱為“TFT”)120、多條源信號線114、及多條柵信號線112。薄膜晶體管120排成矩陣形態(tài)。源信號線114是沿以列方向排列的薄膜晶體管120彼此相隔預定距離平行設置的。柵信號線112是沿以排方向排列的薄膜晶體管120彼此相隔預定距離平行設置的。
相應的源驅動器118分別連接至多條源信號線114。各源驅動器118將電壓施加到相應的源信號線114，且該電壓與視頻信號相對應。
相應的源驅動器116分別連接至多條柵信號線112。各源驅動器116將電壓施加到相應的柵信號線112，且該電壓與掃描信號相對應。
每個薄膜晶體管120都包括柵電極122、源電極124和漏極126。柵電極122是從相應的柵信號線112分支出來的，而源電極124是從相應的源信號線114分支出來的。
每個漏極126都與相應的象素電極130相連。每個象素電極130都是相應象素電容器128的一個終端。各象素電容器128的另一個終端是設置在對基片154上的電容器極板132(見圖14和15)。電容器極板132通常由多個象素電極130共享。
有源矩陣基片110包括顯示區(qū)134和終端區(qū)136。顯示區(qū)134用于視頻顯示，而將終端區(qū)圍繞顯示區(qū)134的外圍排列。在顯示區(qū)134中，排列了多個象素電極130和薄膜晶體管120。在終端區(qū)136中，排列了多個柵驅動器116和源驅動器118。
傳統(tǒng)液晶顯示器170(見圖14和15)包括有源矩陣基片110、對基片154(見圖14和15)及液晶158(見圖14)。對基片154與有源矩陣基片110相對。液晶158插在有源矩陣基片110和對基片154之間。
當各薄膜晶體管120相對于由柵驅動器116施加的信號開或關時，將與由源驅動器118施加的視頻信號相對應的電壓施加到相應的象素電極130上。液晶的取向受根據施加到象素電極130和電容器極板132上的電壓控制。藉此，在液晶顯示器上顯示圖象。
圖13為傳統(tǒng)有源矩陣基片110的示意平面圖。
如圖13所示的柵驅動器116包括信號輸入終端部分138，其中掃描信號是從外部輸入的。
象素電極130通過連接孔150連接至漏極126。
圖14為傳統(tǒng)液晶顯示器沿圖13中的線P-P的剖面圖。
如圖14中所示的傳統(tǒng)液晶顯示器170包括有源矩陣基片110、對基片154、和液晶158。液晶158插在有源矩陣基片110和對基片154之間。
圖14示出象素電極130的剖面結構。在有源矩陣基片110的顯示區(qū)134中，象素電極130與薄膜晶體管120和薄膜晶體管120的漏極126相連。
有源矩陣基片110包括透明絕緣基片139。柵電極122是在透明絕緣基片139上形成的。柵絕緣薄膜140是在透明絕緣基片139上形成的，以覆蓋柵電極122。
半導體層146是通過柵絕緣薄膜140在柵電極122上形成的。n+硅(Si)層148是在半導體層146上形成的，以與半導體層146對齊。
從源信號線114分支出來的源電極124在部分柵絕緣薄膜140上形成，以覆蓋n+Si層148的部分表面，及n+Si層148和半導體層146的側面。
漏極126在柵絕緣薄膜140的其它部分上形成，以覆蓋n+Si層148的表面的其它部分，及n+Si層148和半導體層146的其它側面。
源電極124和漏極126相隔預定距離排列在n+Si層148的表面。
薄膜晶體管120包括柵電極122、半導體層146、n+Si層148、源電極124和漏極126。
為了增加液晶顯示器的尺寸或提高其分辨率，最好減少柵信號線112、源信號線114、柵電極122、源電極124及漏極126的阻抗。因此，通常將易于加工的具有低阻抗的金屬用作這些信號線和電極的材料。
用于柵信號線112、源信號線114、柵電極122、源電極124及漏極126的一般材料是Al、Mo、Ti、Ta等等。
Mo具有較低的電阻系數，而且易于通過用弱酸蝕刻形成圖形。因此，Mo最好用作源信號線114、源電極124及漏極126的材料。
雖然在上述材料中，Al的電阻系數最低，但Al最好不與n+Si層148接觸，因此最好不要將單層Al用作源電極124及漏極126的材料。因此，當將Al用于源信號線時，需要諸如Al/Ti、Al/Mo之類的層迭結構。
因為Ti的阻抗比Al和Mo高，最好不要將單層Ti用作尺寸增加了的液晶顯示器的電極和信號線的材料。
因為Ta同Ti一樣也具有高電阻系數，最好不要使用單層Ta。
在柵絕緣薄膜140上形成用于保護薄膜晶體管120的絕緣薄膜152，以覆蓋源電極124、漏極126和n+Si層148的的其它部分。絕緣薄膜152的材料是，例如SiNx。
絕緣薄膜152包括穿過絕緣薄膜152并延伸到漏極126的接觸孔150。
在絕緣薄膜152上形成象素電極130，以通過接觸孔150與漏電極126相連。象素電極的材料是透明ITO。
在液晶顯示器中，特別是透明的TFT液晶顯示器，最好使用上述結構，即，包括形成薄膜晶體管120和絕緣薄膜152以覆蓋薄膜晶體管120的漏極126，并形成象素電極130以通過在絕緣薄膜152中形成的接觸孔150與漏極126電連接的結構。
為何最好使用該結構的原因如下。即，在該結構中，因為用象素電極130形成的表面與用源信號線114形成的表面不一樣，可以增加象素電極130的表面面積，同時防止象素電極130和源信號線114之間的短路。象素電極130是在絕緣薄膜152上形成的，且源信號線114與在絕緣薄膜152下形成的源電極124相連。
對基片154包括透明絕緣基片156和設置在透明絕緣基片156上的電容器極板132。
圖15為傳統(tǒng)液晶顯示器沿圖13中的線Q-Q的剖面圖。
在圖15中，在有源矩陣基片110的終端區(qū)136中示出柵驅動器116中信號輸入終端區(qū)138的剖面結構。
柵信號線112是在透明絕緣基片139上形成的。在透明絕緣基片139上形成柵絕緣薄膜140以覆蓋柵信號線112的兩端。在柵絕緣薄膜140上形成絕緣薄膜152。
形成抗氧化薄膜160以覆蓋柵絕緣薄膜140和絕緣薄膜152的側面及絕緣薄膜152的部分表面。抗氧化薄膜160用于防止柵信號線112氧化，氧化會增加阻抗。此時，抗氧化薄膜160的材料是透明的ITO，并且此ITO是與象素電極130相同的材料。
上述傳統(tǒng)的有源矩陣基片110是通過以下過程制造的。
通過濺射法之類的方法沉積用于在透明絕緣基片139上形成柵信號線112和柵電極122的材料。然后形成的層經掩模曝光、顯影和干蝕刻后形成具有規(guī)定圖案的柵信號線112和柵電極122。
接著，通過CVD法將用于形成柵絕緣薄膜140的材料沉積在透明絕緣基片139上以覆蓋柵信號線112和柵電極122。
接著，通過CVD法將用于形成半導體層146的材料和用于形成n+Si層148的材料沉積在用于形成柵絕緣薄膜140的材料上。用于形成半導體層146和n+Si層148的沉積的材料經掩模曝光、顯影和干蝕刻后形成具有規(guī)定圖案的半導體層146和n+Si層148。
接著，將用于形成源信號線114、源電極124和漏極126的材料(例如Mo)沉積在柵絕緣薄膜140上以覆蓋半導體層146和n+Si層148。然后形成的Mo層經掩模曝光、顯影和干蝕刻后形成具有規(guī)定圖案的Mo。
接著，濕蝕刻源電極124和漏極126之間的Mo以形成薄膜晶體管120的溝道。然后形成源信號線114、源電極124和漏極126。
接著，將用于形成絕緣薄膜152的材料沉積在柵絕緣薄膜140上以覆蓋源電極124、漏極126和n+Si層148的表面其它部分。
接著，用CF4和O2的混合氣體通過干蝕刻去除在漏極126上的部分絕緣薄膜152以在絕緣薄膜152中形成接觸孔150。連續(xù)去除部分絕緣薄膜152和部分柵絕緣薄膜140以使柵信號線112的部分表面曝光。在終端區(qū)136柵信號線112的上部形成絕緣薄膜152(圖12)，并在柵信號線112上形成柵絕緣薄膜140。
接著，沉積ITO，并在沉積的ITO經掩模曝光、顯影和干蝕刻后形成具有規(guī)定圖案的象素電極130和抗氧化薄膜160。此時，在絕緣薄膜152上形成象素電極130以通過接觸孔150與漏極126電連接。另一方面，形成抗氧化薄膜160以覆蓋柵信號線112的部分表面、柵絕緣薄膜140和絕緣薄膜152的側面及絕緣薄膜152的部分表面。
在終端區(qū)136的信號輸入終端部分138中，通過去除用于在柵信號線112的上部形成絕緣薄膜152的材料的一部分而曝光柵信號線112的部分表面，并繼續(xù)地去除用于在柵信號線112上形成柵絕緣薄膜140的材料的一部分。在顯示區(qū)134中，通過去除在漏極126上的部分絕緣薄膜152在絕緣薄膜152中形成接觸孔150。這些過程由同樣的干蝕刻完成。
然而，因為同樣的干蝕刻連續(xù)地去除顯示區(qū)134中的部分絕緣薄膜152和終端區(qū)136中的部分柵絕緣薄膜140，除了顯示區(qū)134中的部分絕緣薄膜152之外，還可以去除部分排列在絕緣薄膜152下的漏極126和部分柵絕緣薄膜140。
特別是當將CF4和O2的混合氣體用于干蝕刻，將SiNx用作絕緣薄膜152的材料并將Mo用作漏極126的材料時，絕緣薄膜152和漏極126之間的蝕刻選擇比就變得不夠了。藉此，去除漏極126的一部分。
圖16為液晶顯示器的剖面圖，其中接觸孔150A不僅穿過絕緣薄膜152還穿過漏極126到達柵絕緣薄膜140中。
如圖16的所示，在液晶顯示器170A中，當接觸孔150A形成時，象素電極130在漏極126的剖面與漏極126接觸。接觸孔150A不僅穿過絕緣薄膜152還穿過漏極126到達柵絕緣薄膜140中。與接觸孔150A的表面面積相比，漏極126的剖面面積非常小，這樣就存在象素電極130和漏極126之間的電連接不足的問題。
為了解決以上問題，在形成漏極126后，在漏極126上沉積ITO以形成保護膜。在該保護薄膜上形成絕緣薄膜152，并通過掩模曝光、顯影和干蝕刻在絕緣薄膜152中形成接觸孔150。形成的保護薄膜保護漏極126不被干蝕刻，從而防止漏極126被蝕刻。
然而，如果將ITO沉積在漏極126上形成保護薄膜，就會出現增加成本和加工的新問題。
本發(fā)明的目的是緩解和/或消除這些問題，且本發(fā)明的主要目的是提供一種基片、具有該基片的液晶顯示器及其制造方法，同時不增加成本和加工。在基片中，第一電極和第二電極通過接觸孔穩(wěn)定地連接。在覆蓋第一電極的絕緣薄膜上形成第二電極，且接觸孔是在絕緣薄膜中形成的。
發(fā)明內容
根據本發(fā)明的基片包括第一電極和第二電極。在至少覆蓋了部分第一電極的絕緣薄膜上形成第二電極，且第一電極和第二電極通過在絕緣薄膜上形成的接觸孔電連接。第一電極具有金屬薄膜和保護薄膜的層迭結構。對于形成金屬薄膜和保護薄膜的第一蝕刻而言，金屬薄膜的蝕刻速率幾乎和保護薄膜的蝕刻速率相等。對于形成接觸孔的第二蝕刻而言，保護薄膜的蝕刻速率幾乎為0。從而實現了本發(fā)明的目的。
所述保護薄膜可以是非晶傳導性氧化物。
非晶傳導性氧化物可以是包含氧化銦和氧化鋅的氧化物。
金屬薄膜可以包含鉬。
可以相對于保護薄膜在接觸孔的一側形成金屬薄膜。
根據本發(fā)明的基片還可以包含具有用作漏極的第一電極、源電極和柵電極的薄膜晶體管。第二電極可以用作由薄膜晶體管控制的象素電極。
根據本發(fā)明的基片還可以包括柵信號線和柵絕緣薄膜。柵信號線是從薄膜晶體管的柵電極分支出來的，且柵絕緣薄膜覆蓋至少部分柵電極和柵信號線。在柵絕緣薄膜上形成薄膜晶體管的漏極，且保護薄膜可以保護漏極下的柵絕緣薄膜不受第二蝕刻。
根據本發(fā)明的液晶顯示器包括上述基片、與基片相對的對基片、及插在基片和對基片之間的液晶。從而實現了本發(fā)明的目的。
根據本發(fā)明的制造基片的方法包括以下過程，用于形成第一電極的過程，用于形成絕緣薄膜以覆蓋至少部分第一電極的過程，通過去除部分絕緣薄膜在絕緣薄膜中形成接觸孔的過程，在絕緣薄膜上形成第二電極以使第一電極和第二電極通過接觸孔電連接的過程。用于形成第一電極的過程包括迭加金屬薄膜和保護薄膜的過程，且通過第一蝕刻使層迭的金屬薄膜和保護薄膜圖案化的過程。形成接觸孔的過程包括通過第二蝕刻在絕緣薄膜中形成接觸孔的過程。第二蝕刻中保護薄膜的蝕刻速率幾乎為零。從而實現了本發(fā)明的目的。
用于圖案化的過程包括用混合的弱酸溶液通過濕蝕刻使金屬薄膜和保護薄膜圖案化的過程。
根據本發(fā)明的制造方法是用于制造基片的方法，其中第一電極用作薄膜晶體管的漏極，而第二電極用作由薄膜晶體管控制的象素電極。該制造方法還包括形成柵信號線，形成薄膜晶體管的柵電極，形成至少覆蓋部分柵信號線的柵絕緣薄膜，形成源信號線，和去除在柵信號線上的部分柵絕緣薄膜的過程。柵電極是從柵信號線分支出來的。源電極是從源信號線分支出來的。第二蝕刻為干蝕刻。通過干蝕刻，可以去除部分柵絕緣薄膜，同時形成接觸孔。
所述保護薄膜可以是非晶傳導性氧化物。
非晶傳導性氧化物可以是包含氧化銦和氧化鋅的氧化物。
金屬薄膜可以包含鉬。
圖1為本發(fā)明的一個例子中的液晶顯示器的有源矩陣基片的平面示意圖。
圖2為本發(fā)明的一個例子中有源矩陣基片的平面圖。
圖3為在本發(fā)明的一個例子中的液晶顯示器沿圖2中的線P-P的剖面圖。
圖4為在本發(fā)明的一個例子中的液晶顯示器沿圖2中的線Q-Q的剖面圖。
圖5為用于說明本發(fā)明的一個例子中有源矩陣基片的制造方法的剖面圖。
圖6為用于說明本發(fā)明的一個例子中有源矩陣基片的制造方法的剖面圖。
圖7為用于說明本發(fā)明的一個例子中有源矩陣基片的制造方法的剖面圖。
圖8為用于說明本發(fā)明的一個例子中有源矩陣基片的制造方法的剖面圖。
圖9為用于說明本發(fā)明的一個例子中有源矩陣基片的制造方法的剖面圖。
圖10為用于說明本發(fā)明的一個例子中有源矩陣基片的制造方法的剖面圖。
圖11為在本發(fā)明的另一例子中液晶顯示器剖面圖。
圖12為傳統(tǒng)有源矩陣基片的平面示意圖。
圖13為傳統(tǒng)有源矩陣基片110的剖面圖。
圖14為傳統(tǒng)液晶顯示器沿圖13中的線P-P的剖面圖。
圖15為傳統(tǒng)液晶顯示器沿圖13中的線Q-Q的剖面圖。
圖16為圖14中的液晶顯示器的剖面圖，其中接觸孔不僅穿過絕緣薄膜還穿過漏極到達柵絕緣薄膜中。
具體實施例方式
以下對液晶顯示器，特別是具有有源矩陣基片的液晶顯示器進行說明。本發(fā)明不限于這些液晶顯示器及具有有源矩陣基片的液晶顯示器?？梢詫⒈景l(fā)明用于一任意的結構，其中第一電極和第二電極通過接觸孔電連接。在覆蓋第一電極的絕緣薄膜上形成第二電極，并且在絕緣薄膜中形成接觸孔。
在本發(fā)明的一個例子中的液晶顯示器包括有源矩陣基片，其中漏極和象素電極通過接觸孔電連接。象素電極是在覆蓋漏極的絕緣薄膜上形成的，而接觸孔是在絕緣薄膜中形成的。
圖1為本發(fā)明的一個例子中的液晶顯示器的有源矩陣基片的平面示意圖。
有源矩陣基片10包括多個薄膜晶體管(以下也稱為“TFT”)20、多條源信號線14、及多條柵信號線12。薄膜晶體管20排成矩陣形態(tài)。源信號線14是沿以列方向排列的薄膜晶體管20彼此相隔預定距離平行設置的。柵信號線12是沿以排方向排列的薄膜晶體管20彼此相隔預定距離平行設置的。
相應的源驅動器18分別連接至各條源信號線14。各源驅動器18將電壓施加到相應的源信號線14，且該電壓與視頻信號相對應。
相應的源驅動器16分別連接至各條柵信號線12。各源驅動器16將電壓施加到相應的柵信號線12，且該電壓與掃描信號相對應。
每個薄膜晶體管20都包括柵電極22、源電極24和柵電極26。柵電極22是從相應的柵信號線12分支出來的，而源電極24是從相應的源信號線14分支出來的。
每個漏極26都與相應的象素電極30相連。每個象素電極30都是相應象素電容器28的一個終端。各象素電容器的另一個終端是設置在對基片54上的電容器極板32(見圖3和4)。電容器極板32通常被多個象素電極30共享。
有源矩陣基片10包括顯示區(qū)34和終端區(qū)36。顯示區(qū)34用于視頻顯示，而將終端區(qū)圍繞顯示區(qū)34的外圍排列。在顯示區(qū)34中，排列了多個象素電極30和薄膜晶體管20。在終端區(qū)36中，排列了多個柵驅動器16和源驅動器18。
液晶顯示器70(見圖3和4)包括有源矩陣10、對基片53(見圖3和4)及液晶58(見圖3)。對基片54與有源矩陣10相對。液晶58插在有源矩陣10和對基片54之間(見圖3和4)。
當各薄膜晶體管20相對于由柵驅動器16施加的信號開或關時，將與由源驅動器18施加的視頻信號相對應的電壓施加到相應的象素電極30上。液晶的取向是根據施加到象素電極30和電容器極板32上的電壓控制的。藉此，在液晶顯示器上顯示圖象(見圖3和4)。
圖2為本發(fā)明的一個例子中有源矩陣基片的平面圖。
如圖2所示的柵驅動器16包括信號輸入終端部分38，其中掃描信號是從外部輸入的。
象素電極30通過連接孔50與漏極26連接。
圖3為本發(fā)明的一個例子中的液晶顯示器沿圖2中的線A-A的剖面圖。
如圖3中所示的傳統(tǒng)液晶顯示器70包括有源矩陣基片10、對基片54、和液晶58。液晶58插在有源矩陣基片10和對基片54之間。
圖3示出象素電極30的剖面結構。在有源矩陣基片10的顯示區(qū)34中，象素電極30與薄膜晶體管20和薄膜晶體管20的漏極26相連。
有源矩陣結構包括透明絕緣基片39。柵電極22是在透明絕緣基片39上形成的。柵電極22包括TaN、Ta和TaN的層迭結構(TaN/Ta/TaN)。
柵絕緣薄膜40是在透明絕緣基片39上形成的，以覆蓋柵電極22。
半導體層46是通過柵絕緣薄膜40在柵電極22上形成的。n+硅(Si)層48是在半導體層46上形成的，以與半導體層46對齊。
從源信號線14分支出來的源電極24在部分柵絕緣薄膜40上形成，以覆蓋n+Si層48的部分表面，及n+Si層48和半導體層46的側面。
漏極26在柵絕緣薄膜40的其它部分形成，以覆蓋n+Si層48的表面的其它部分，及n+Si層48和半導體層46的其它側面。
源電極24和漏極26相隔預定距離排列在n+Si層48的表面。
漏極26包括金屬薄膜42和保護薄膜44的層迭結構。
薄膜晶體管20包括柵電極22、半導體層46、n+Si層48、源電極24和漏極26。
在有源矩陣基片10中，源電極24和源信號線14還包括和漏極26一樣的金屬薄膜42和保護薄膜44的層迭結構。
在柵絕緣薄膜40上形成用于保護薄膜晶體管20的絕緣薄膜52，以覆蓋源電極24、漏極26和n+Si層48的其它部分的表面。絕緣薄膜52的材料為，例如SiNx。
在絕緣薄膜52中形成接觸孔50。接觸孔50穿過絕緣薄膜52到達漏極26。形成接觸孔以連接保護薄膜44。即，相對于金屬薄膜42在接觸孔的一側形成保護薄膜44。
在絕緣薄膜52上形成象素電極30以通過接觸孔50與漏極26相連。象素電極30的材料是透明的ITO。
在薄膜晶體管20中，通過蝕刻(第一蝕刻)形成漏極26的金屬薄膜42和保護薄膜44。就用于形成金屬薄膜42和保護薄膜44的蝕刻而言，金屬薄膜42的蝕刻速率幾乎與保護薄膜44的相等。藉此，通過同時蝕刻金屬薄膜42和保護薄膜44，形成具有幾乎相同圖案的金屬薄膜42和保護薄膜44。在此情況下，金屬薄膜42的蝕刻速率幾乎與保護薄膜44的相等的意義在于同時蝕刻的金屬薄膜42和保護薄膜44之間的設計誤差變成在理想的范圍之內。
相對用于在絕緣薄膜52中形成接觸孔50的蝕刻(第二蝕刻)，保護薄膜44的蝕刻速率幾乎為零。
滿足這些屬性的金屬薄膜42的材料是，例如，Mo。保護薄膜44的是，例如，非晶傳導性氧化物。非晶傳導性氧化物是，例如，IZO。IZO是包含氧化銦和氧化鋅的氧化物，和主要由氧化銦和氧化鋅組成的In-Zn-O。在此情況下，由IdemitsuKosan股份有限公司制造的，主要由InO2O3和ZnO組成的IZO被用作非晶傳導性氧化物。
對基片54包括透明絕緣基片56和設置在透明絕緣基片56上的電容器極板32。
圖4為在本發(fā)明的一個例子中的液晶顯示器沿圖2中的線B-B的剖面圖。
圖4示出在有源矩陣基片10的終端區(qū)136中，柵驅動器16中信號輸入終端部分38的剖面結構。
在透明絕緣基片39上形成柵信號線12。柵信號線12包括TaN、Ta和TaN的層迭結構(TaN/Ta/TaN)。此時，柵信號線12是用與柵電極22相同的材料形成的。
在透明絕緣基片39上形成柵絕緣薄膜40以覆蓋柵信號線12的兩端。在柵絕緣薄膜40上形成絕緣薄膜52。
形成抗氧化薄膜60以覆蓋柵絕緣薄膜40和絕緣薄膜52的側面及絕緣薄膜52的部分表面。抗氧化薄膜60用于防止柵信號線12氧化，氧化會增加阻抗。此時，抗氧化薄膜60的材料是透明的ITO，并且此ITO是與象素電極30相同的材料。
圖5-10是用于說明本發(fā)明的一個例子中有源矩陣基片的制造方法的剖面圖。
圖5(a)、圖6(a)、圖7(a)、圖8(a)、圖9(a)、圖10(a)與沿圖2中的線A-A的剖面圖相對應，并示出形成象素電極30的過程。在顯示區(qū)34中象素電極30與薄膜晶體管20以及薄膜晶體管20的漏極26相連(見圖1)。
圖5(b)、圖6(b)、圖7(b)、圖8(b)、圖9(b)、圖10(b)與沿圖2中的線B-B的剖面圖相對應，并示出在終端區(qū)36形成柵驅動器16的信號輸入終端部分38的過程。(見圖1)。
首先，參見圖5(a)和(b)。通過濺射法之類的方法將用于形成柵信號線12和柵電極22的材料(例如TaN/Ta/TaN)沉積在厚度為4000埃的透明絕緣基片39上。然后，將沉積的材料掩模曝光、顯影和干蝕刻以形成具有規(guī)定圖案的柵信號線12和柵電極22。
然后參見圖6(a)和(b)。連續(xù)地沉積用于形成柵絕緣薄膜40的材料(例如SiXNY)、用于形成半導體層46的材料和用于形成n+Si層48的材料，以覆蓋柵信號線12和柵電極6。這些材料是通過CVD法沉積的，以具有約5000埃的總厚度。
然后，將沉積的材料曝光、顯影、干蝕刻并剝離以形成具有預定圖形的半導體層46和n+Si層48。
如6(a)和(b)所示，在顯示區(qū)34中(見圖1)，用于形成半導體層46和N+Si層48的材料僅保留在沿線A-A的剖面中的區(qū)域中，用于形成薄膜晶體管20(見圖2)。在另一區(qū)域去除用于形成半導體層46和N+Si層48的材料。
在終端區(qū)36中(見圖1)，通過蝕刻去除用于形成半導體層46和N+Si層48的材料。
然后參見圖7(a)和(b)。在柵絕緣薄膜40上，沉積了厚度為1500埃的金屬薄膜42材料(例如Mo)，并連續(xù)地通過濺射法沉積了厚度為100埃的保護薄膜44材料(例如IZO)。
然后，通過掩模曝光和顯影使光刻膠形成圖案。然后，用混合的弱酸溶液(例如3％硝酸、73％磷酸和3％醋酸的混合溶液)通過濕蝕刻去除部分沉積的金屬薄膜42和保護薄膜44的材料。
可以用硝酸、磷酸和醋酸等弱酸的混合溶液蝕刻金屬薄膜42的材料(例如Mo)和保護薄膜44材料(例如IZO)，因為對于用于形成金屬薄膜42和保護薄膜44的蝕刻(在此處為濕蝕刻)，金屬薄膜42的蝕刻速率幾乎與保護薄膜44的相等。因此，可以通過與一個漏極26相同的蝕刻使金屬薄膜42和保護薄膜44形成圖案。
在終端區(qū)36的信號輸入終端區(qū)38中(見圖1)，金屬薄膜42的材料(例如Mo)和保護薄膜44材料(例如IZO)都是通過蝕刻去除的。
接著，通過干蝕刻在源電極24和漏極26之間形成溝道，并形成源信號線14、源電極24和漏極26。在此情況下，各源信號線14、源電極24和漏極26都包括金屬薄膜42和保護薄膜44的層迭結構。
然后參見圖8(a)和(b)。在柵絕緣薄膜40上沉積絕緣薄膜52的材料(例如SiXNY)以覆蓋源電極24、漏極26和n+Si層48的部分表面。通過CVD法沉積厚度約為3500埃的此種材料。然后對絕緣薄膜52的材料進行掩模曝光和顯影以使光刻膠形成圖案。
然后，參見圖9(a)和(b)。在顯示區(qū)34中(見圖1)，去除在漏極26的保護薄膜44上的絕緣薄膜52以形成接觸孔50。在終端區(qū)36中(見圖1)，去除了在柵信號線12的上部形成的絕緣薄膜52的一部分，并連續(xù)地去除在同一柵信號線12上形成的柵絕緣薄膜40的一部分。這些過程是用CF4和O2的混合氣體通過干蝕刻完成的。
此時，因為相對于在絕緣薄膜52中形成接觸孔50的蝕刻(這里為干蝕刻)，保護薄膜44的蝕刻速率幾乎為零，包括保護薄膜44的部分漏極不會通過此蝕刻去除。
然后，參見圖10(a)和(b)。通過濺射法在絕緣薄膜52上沉積ITO以覆蓋接觸孔50、曝光的柵信號線12、和柵絕緣薄膜40和絕緣薄膜52的側面。
然后，沉積的ITO是通過掩模曝光和顯影而圖形化光刻膠，并且由氯化鐵蝕刻形成象素電極30和抗氧化薄膜60。
如上所述制造成本發(fā)明的一個例子中的有源矩陣基片10。
再參見圖9(a)和(b)。在顯示區(qū)34中僅需要蝕刻絕緣薄膜52。然而，在終端區(qū)36的信號輸入終端區(qū)38不僅要蝕刻絕緣薄膜52還要蝕刻柵絕緣薄膜40。因此，在顯示區(qū)34中，蝕刻顯示區(qū)34的時間比僅蝕刻顯示區(qū)34的絕緣薄膜52所需的時間長。
然而，根據本發(fā)明，除了絕緣薄膜52之外，保護薄膜44不與金屬薄膜42接觸。因此，當蝕刻顯示區(qū)34的時間超過蝕刻一般所需的時間，漏極26不受干蝕刻的傷害而且保護金屬薄膜42不被蝕刻。
當將RIE(反應離子蝕刻)用作干蝕刻時，蝕刻過程執(zhí)行如下使固體材料和氣體起反應，使固體材料起化學反應后變成揮發(fā)性氣體而蝕刻。當將RIE(反應離子蝕刻)用于制造有源矩陣基片10時，不能用基于氟的氣體蝕刻包含銦的保護薄膜44，因為銦和氟的化合物具有低揮發(fā)性。因此，因為象素電極30通過接觸孔50與漏極26的表面相連，象素電極30和漏極26穩(wěn)定地電連接。
如上所述，根據本發(fā)明的一個例子，象素電極30通過在絕緣薄膜52中形成的接觸孔50與漏極26相連，且漏極26包括金屬薄膜42和保護薄膜44的層迭結構。此時，因為保護薄膜44是接觸孔50相對金屬薄膜42的一側形成的，漏極26不被干蝕刻損傷，且不形成接觸孔50以擴展到漏極26的內部。因此，象素電極30與漏極26的表面相連，且象素電極30和漏極26穩(wěn)定地電連接。
結果，根據本發(fā)明，可以不必增加掩模曝光、蝕刻和成本地電連接象素電極30和漏極26。
圖11為在本發(fā)明的另一例子中液晶顯示器剖面圖。
如圖11所示的液晶顯示器70A的有源矩陣基片10A與沿圖2中線A-A的剖面圖相對應。相同組件使用與有源矩陣基片10中相同的參考號。省略對這些組件的具體說明。
有源矩陣基片10A與有源矩陣基片10不同，因為它包括漏極26A和源極24A，其中金屬薄膜42是在接觸孔50A相對于保護薄膜44的一側形成的。
在制造有源矩陣基片10A時，不僅要蝕刻絕緣層52還要蝕刻終端區(qū)36中的柵絕緣薄膜40(見圖1)。因此，在顯示區(qū)34(見圖1)，蝕刻顯示區(qū)34的時間比僅蝕刻顯示區(qū)的絕緣薄膜52所需的時間長，從而還蝕刻了為了與絕緣薄膜52相連而形成的金屬薄膜42。
然而，在此例中，因為保護薄膜44是在金屬薄膜42下形成的，金屬薄膜42不被干蝕刻所損傷，且接觸孔50A不延伸到保護薄膜44的內部。藉此，象素電極30與薄膜晶體管20A的漏極26A的保護薄膜44相連，從而象素電極30和漏極26A穩(wěn)定地電連接。
在以上說明中，雖然將主要由非晶氧化銦和氧化鋅組成的IZO薄膜作為保護薄膜44的非晶傳導性氧化物的例子進行說明，非晶傳導性氧化物并不限于IZO薄膜。如果將主要由非晶氧化銦和氧化錫組成的ITO薄膜用作非晶傳導性氧化物，可以得到與由IZO薄膜得到的相同的效果。
可以用H2O和H2通過沉積ITO或在低于ITO的結晶溫度的溫度下形成非晶ITO(參見J，Vac.Sci.Technol.，A8(3)，1403(1990))。
工業(yè)實用性根據本發(fā)明，在不增加成本和加工的情況下，第一電極和第二電極通過在第一電極上的絕緣薄膜穩(wěn)定地電連接。
權利要求
1.一種基片，包括第一電極和第二電極，在至少覆蓋了部分第一電極的絕緣薄膜上形成第二電極，且第一電極和第二電極通過在絕緣薄膜上形成的接觸孔電連接，其特征在于，所述第一電極具有金屬薄膜和保護薄膜的層迭結構，對于形成金屬薄膜和保護薄膜的第一蝕刻，金屬薄膜的蝕刻速率幾乎和保護薄膜的蝕刻速率相等，對于形成接觸孔的第二蝕刻，保護薄膜的蝕刻速率幾乎為0。
2.如權利要求1所述的基片，其特征在于，所述保護薄膜為非晶傳導性氧化物。
3.如權利要求2所述的基片，其特征在于，所述非晶傳導性氧化物為包含氧化銦和氧化鋅的氧化物。
4.如權利要求1所述的基片，其特征在于，所述金屬薄膜包含鉬。
5.如權利要求1所述的基片，其特征在于，所述保護薄膜是在所述接觸孔相對于所述金屬薄膜的一側形成的。
6.如權利要求1所述的基片，其特征在于，所述金屬薄膜是在所述接觸孔相對于所述保護薄膜的一側形成的。
7.如權利要求1所述的基片，其特征在于，還包括一薄膜晶體管，所述薄膜晶體管包括作為漏極的第一電極、源電極和柵電極，所述第二電極作為由所述薄膜晶體管控制的象素電極。
8.如權利要求7所述的基片，其特征在于，還包括從所述薄膜晶體管的所述柵電極分支出來的柵信號線，和至少覆蓋部分所述柵電極的柵絕緣薄膜，其中在所述柵絕緣薄膜上形成所述薄膜晶體管的所述漏極，且所述保護薄膜保護在所述漏極下的所述柵絕緣薄膜不受所述第二蝕刻的蝕刻。
9.一種液晶顯示器，其特征在于，包括根據權利要求1的基片，與所述基片相對的對基片，和插在所述基片和所述對基片之間的液晶。
10.一種基片的制造方法，其特征在于，包括用于形成第一電極的過程，用于形成絕緣薄膜以覆蓋至少部分第一電極的過程，通過去除部分絕緣薄膜在絕緣薄膜中形成接觸孔的過程，和在絕緣薄膜上形成第二電極以使第一電極和第二電極通過接觸孔電連接的過程，其中所述用于形成第一電極的過程包括迭加金屬薄膜和保護薄膜的過程，且通過第一蝕刻使層迭的金屬薄膜和保護薄膜圖案化的過程，其中，所述金屬薄膜的蝕刻速率與所述保護薄膜的蝕刻速率幾乎相等，且所述用于形成接觸孔的過程包括通過第二蝕刻在所述絕緣薄膜中形成接觸孔的過程，其中，所述保護薄膜的蝕刻速率幾乎為零。
11.如權利要求10所述的基片的制造方法，其特征在于，所述用于圖案化的過程包括用混合的弱酸溶液通過濕蝕刻使金屬薄膜和保護薄膜圖案化的過程。
12.如權利要求10所述的基片的制造方法，其特征在于，所述第一電極用作薄膜晶體管的漏極，而第二電極用作由薄膜晶體管控制的象素電極，該制造方法還包括用于形成柵信號線的過程，用于形成所述薄膜晶體管的柵電極的過程，其中，所述柵電極是從所述柵信號線分支出來的，用于形成至少覆蓋部分柵信號線的柵絕緣薄膜的過程，用于形成源信號線的過程，用于形成所述薄膜晶體管的源電極的過程，其中，所述源電極是從源信號線分支出來的，和用于去除在柵信號線上的部分柵絕緣薄膜的過程，其中所述第二蝕刻為干蝕刻，通過干蝕刻可以去除部分所述柵絕緣薄膜，同時形成所述接觸孔。
13.如權利要求10所述的制造方法，其特征在于，所述保護薄膜是非晶傳導性氧化物。
14.根據權利要求13的基片，其特征在于，所述非晶傳導性氧化物是包含氧化銦和氧化鋅的氧化物。
15.根據權利要求10的基片，其特征在于，所述金屬薄膜包含鉬。
全文摘要
本發(fā)明的基片(10)包括第一電極(26)和第二電極(30)。第二電極(30)在至少覆蓋部分第一電極(26)的絕緣薄膜(52)上形成，并通過在絕緣薄膜(52)中形成的接觸孔(50)與第一電極(26)電連接。所述第一電極(26)包括金屬薄膜(42)和保護薄膜(44)的層迭結構。相對用于形成金屬薄膜(42)和保護薄膜(44)的第一蝕刻，金屬薄膜(42)的蝕刻速率幾乎等于保護薄膜(44)的蝕刻速率。相對用于形成接觸孔(50)的第二蝕刻，保護薄膜(44)的蝕刻速率幾乎為零。
文檔編號H01L21/336GK1653508SQ0381140
公開日2005年8月10日 申請日期2003年4月14日 優(yōu)先權日2002年4月16日
發(fā)明者小倉雅史, 片岡義晴 申請人:夏普株式會社