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薄膜晶體管陣列面板及其制造方法

文檔序號:6831121閱讀:129來源:國知局
專利名稱:薄膜晶體管陣列面板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種薄膜晶體管陣列面板及其制造方法。
背景技術(shù)
薄膜晶體管(TFT)陣列面板是用來驅(qū)動顯示裝置例如液晶顯示器(LCD)或有機(jī)電致發(fā)光(EL)顯示器的像素。TFT陣列面板包括多個傳輸掃描信號的柵極線、多個傳輸數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)線、多個連接到柵極線和數(shù)據(jù)線的TFT、多個連接到TFT的像素電極、一覆蓋著柵極線的柵絕緣層、和一覆蓋著數(shù)據(jù)線的鈍化層。TFT陣列面板響應(yīng)掃描信號有選擇地傳輸數(shù)據(jù)信號到像素電極。TFT包括一由非晶硅或多晶硅組成的半導(dǎo)體層。
非晶硅TFT陣列面板的傳統(tǒng)方法需要數(shù)個淀積和光刻步驟來形成上述部件。步驟數(shù)量的增加降低了生產(chǎn)率并增加了生產(chǎn)成本。而且非晶硅TFT在運(yùn)行速度上可能不如多晶硅TFT。

發(fā)明內(nèi)容
提供了一種薄膜晶體管陣列面板,它包括一基板、一柵電極、一形成在柵電極上的柵絕緣層、一形成在柵絕緣層上并且包括一對摻入了導(dǎo)電雜質(zhì)的歐姆接觸區(qū)域的多晶硅層、至少部分地形成在歐姆接觸區(qū)域上的源和漏極、一形成在源、漏并且具有至少部分地暴露漏極的接觸孔極的鈍化層、一形成在鈍化層上并且通過接觸孔連接到漏極上的像素電極。
導(dǎo)電雜質(zhì)可以包括硼或者磷,并且雜質(zhì)的濃度可以處于約1×1014到1×1016的范圍。
薄膜晶體管陣列面板還包括一設(shè)置在基板和柵絕緣層之間并且連接到柵極的柵極線,和一設(shè)置在柵絕緣層和鈍化層之間并且連接到源極的數(shù)據(jù)線。
提供了一種薄膜晶體管陣列面板的制造方法,包括形成一柵極、在柵極上依次淀積一柵絕緣層和一多晶硅層、在多晶硅層上形成具有第一部分和比第一部分薄的第二部分的一光刻膠、用光刻膠作為一掩模對多晶硅層構(gòu)圖以形成一半導(dǎo)體層、去除光刻膠的第二部分、用光刻膠的第一部分作為一掩模進(jìn)行雜質(zhì)注入以在半導(dǎo)體層上形成歐姆接觸區(qū)域、去除光刻膠的第一部分、在歐姆接觸區(qū)域形成源漏極、在漏極上形成具有一接觸孔的一鈍化層、在鈍化層上形成一像素電極。
光刻膠的形成可以包括在多晶硅層上涂覆一光刻膠膜、通過具有與光刻膠的第二部分相對的縫隙圖案或透明部分的光掩模對光刻膠膜曝光、并顯影光刻膠膜形成光刻膠。
雜質(zhì)可以包括P型導(dǎo)電雜質(zhì)。


通過結(jié)合附圖詳細(xì)描述其實(shí)施例,本發(fā)明將更加明顯,其中圖1A是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的TFT陣列面板的輪廓圖;圖1B是圖1A所示TFT陣列面板的沿線IB-IB′的剖視圖;圖2A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例在其制造方法的最初步驟中圖1A和1B所示的TFT陣列面板的輪廓圖;圖2B是圖2A所示TFT陣列面板的沿線IIB-IIB′的剖視圖;圖3是在圖2B所示的步驟之后的步驟中圖2A所示TFT陣列面板的沿線IIB-IIB′的剖視圖;圖4是在圖3所示的步驟之后的步驟中圖2A所示TFT陣列面板的沿線IIB-IIB′的剖視圖;圖5A是在圖4所示的步驟之后的步驟中圖1A和1B所示的TFT陣列面板的輪廓圖;圖5B是圖5A所示TFT陣列面板的沿線VB-VB′的剖視圖;圖6A是在圖5A和5B所示的步驟之后的步驟中圖1A和1B所示的TFT陣列面板的輪廓圖;圖6B是圖6A所示TFT陣列面板的沿線VIB-VIB′的剖視圖;圖7A是在圖6A和6B所示的步驟之后的步驟中圖1A和1B所示的TFT陣列面板的輪廓圖;圖7B是圖所示TFT陣列面板5A的沿線VIIB-VIIB′的剖視圖;
圖8A是在圖7A和7B所示的步驟之后的步驟中圖1A和1B所示的TFT陣列面板的輪廓圖;和圖8B是圖8A所示的TFT陣列面板的沿線VIIIB-VIIIB′的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
參考附圖在下文將更詳細(xì)的描述本發(fā)明,其中示出了本發(fā)明的實(shí)施例。然而,本發(fā)明可以表現(xiàn)為許多不同的形式,不應(yīng)當(dāng)僅局限于這里給出的實(shí)施例。
在附圖中,為了清楚起見,擴(kuò)大了層、膜和區(qū)域的厚度。同樣的數(shù)字始終表示同樣的元件。可以理解的是,當(dāng)一元件例如層、膜、區(qū)域或者基板被稱為在另一元件之“上”時,它可能直接在另一元件之“上”或者也可能存在被插入的元件。相反,當(dāng)一元件被稱為“直接在另一元件之上”,則不存在插入的元件。
現(xiàn)在,參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的薄膜晶體管陣列。
參考圖1A和1B詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例TFT的陣列面板。
圖1A是根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的一TFT陣列面板的輪廓圖以及圖1B是圖1A所示TFT陣列面板沿線IB-IB′的剖視圖。
在絕緣層110上形成多個用于傳輸柵信號的柵極線121和大體上沿軸向延伸的柵短路匯流條124。每個柵極線121大致沿橫向延伸以及每個柵極線121的多個部分形成多個柵電極123。每個柵極線121包括多個向下突出的凸起以及它還可以有用于和另一層或一外部設(shè)備接觸的具有較寬寬度的一擴(kuò)展部分。
柵極線121優(yōu)選由含AI金屬比如AI和AI合金、含Ag金屬比如Ag和Ag合金、含Cu金屬比如Cu和Cu合金、Cr、Mo、Mo合金、Ta和Ti構(gòu)成。柵極線121可以包括具有不同物理特性的兩層膜,下層膜和上層膜。上層膜優(yōu)選由含AI金屬比如AI或AI合金的低阻金屬構(gòu)成,用來減少柵極線121的信號延遲或電壓降。另一方面,下層膜優(yōu)選由比如Cr、Mo、Mo合金、Ta和Ti的材料構(gòu)成,這些材料具有良好的物理、化學(xué)和與其他材料如氧化銦錫(ITO)和氧化銦鋅(IZO)電接觸特性。下層膜材料和上層膜材料的良好典型組合是Cr和AI-Nd合金。
此外,柵極線121的側(cè)面是錐形的,側(cè)面相對基板110表面的傾斜角度在大約30-80度范圍變動。
優(yōu)選由氮化硅(SiNx)制成的一柵絕緣層140形成在柵極線121上。
優(yōu)選由多晶硅構(gòu)成的多個半導(dǎo)體島(island)154形成在與柵電極123相對的柵絕緣層140上。每個半導(dǎo)體島154包括一對在頂表面摻入了比如硼(B)和磷(P)的n型或p型雜質(zhì)的歐姆接觸區(qū)163和165,并且彼此隔開。
半導(dǎo)體島154的側(cè)面是錐形的,并且其傾斜角度范圍優(yōu)選在大約30-80度之間。
在歐姆接觸區(qū)161和165以及柵絕緣層140上形成多個數(shù)據(jù)線171、多個漏極175和多個存儲電容器導(dǎo)體177。
用來傳輸數(shù)據(jù)電壓的數(shù)據(jù)線171大體上沿縱向方向延伸并且與數(shù)據(jù)線121相交。每個數(shù)據(jù)線171可以包括用于和另一層或一外部器件接觸的具有較寬寬度的一擴(kuò)展部分。
每個數(shù)據(jù)線171的多個分支朝著漏極175凸起,形成多個源極173。每一對源極173和漏極175彼此分離并且關(guān)于柵極123彼此相對。、一柵極123、一源極173和一漏極175與半導(dǎo)體島154一起形成帶有溝道的TFT,該溝道形成在設(shè)置在源極173和漏極175之間的半導(dǎo)體島154中。
存儲電容器導(dǎo)體177與柵極線121的凸起重疊。
數(shù)據(jù)線171、漏極175和存儲電容器導(dǎo)體177優(yōu)選由高熔點(diǎn)金屬比如Mo、Mo合金或Cr制成。然而,它們還可以進(jìn)一步包括設(shè)置在其上的一附加膜,優(yōu)選由含AI金屬或含Ag金屬構(gòu)成。
就像柵極線121,數(shù)據(jù)線171、漏極175和存儲電容器導(dǎo)體177也有錐形側(cè)面,其傾斜角度在大約30-80度范圍內(nèi)。
歐姆接觸區(qū)域163和165減少了下面半導(dǎo)體島151和上面數(shù)據(jù)線171及上面漏極175之間的接觸電阻。半導(dǎo)體帶151包括多個沒有被數(shù)據(jù)線171和漏極175覆蓋的暴露部分,比如設(shè)置在源極173和漏極175之間的部分。
在數(shù)據(jù)線171、漏極175、存儲半導(dǎo)體177和半導(dǎo)體島154的暴露部分上形成一鈍化層180。鈍化層180優(yōu)選由具有良好的平面特性的感光有機(jī)材料、介電常數(shù)低于4.0比如通過等離子增強(qiáng)化學(xué)汽相沉積(PECVD)形成的a-Si:C:O和a-Si:O:F的低介電絕緣材料、或者無機(jī)材料比如氮化硅制成。
鈍化層180具有多個露出漏極175和存儲導(dǎo)體177的接觸孔181和182。鈍化層180可以進(jìn)一步含有多個露出數(shù)據(jù)線171擴(kuò)展部分的接觸孔(未示出)。鈍化層180和柵絕緣層140可以含有露出柵極線121擴(kuò)展區(qū)的接觸孔(未示出)。
優(yōu)選在鈍化層180上形成多個像素電極191和多個由ITO或IZO構(gòu)成的接觸輔助裝置(未示出)。
像素電極190通過接觸孔181物理地和電氣地連接到漏極175上并通過接觸孔182連接到存儲電容器導(dǎo)體177上,這樣像素電極190就能從漏極175收到數(shù)據(jù)電壓并且將接收到的數(shù)據(jù)電壓傳送到存儲電容器導(dǎo)體177。
被施加了數(shù)據(jù)電壓的像素電極190與在另一面板上(未示出)的一公共電極(未示出)配合產(chǎn)生電場,他們對設(shè)置在其間的一液晶層的液晶分子重取向。
一像素電極190和一公共電極形成液晶電容器,該液晶電容器存儲在TFT斷電后被施加的電壓。提供平行的連接到液晶電容器被稱作“存儲電容器”的一附加電容器用來提高電壓存儲容量。通過重疊像素電極190和其中鄰近的柵極線121(稱作在前柵極線)實(shí)現(xiàn)存儲電容器。通過提供用于增加重疊面積的柵極121的凸起和提供連接到像素電極190并且與凸起重疊的存儲電容器導(dǎo)體177增加了存儲電容器的容量也就是存儲容量,在像素電極190下面用于減少端子之間的距離。
像素電極190覆蓋柵極線121和數(shù)據(jù)線171以增加孔徑比但是這是可選擇的。
接觸輔助裝置通過接觸孔連接到柵極線121的露出的擴(kuò)展部分和數(shù)據(jù)線的露出的擴(kuò)展部分。接觸輔助裝置保護(hù)露出部分并且增加露出部分和外部裝置的粘接性。
現(xiàn)在將參考圖2A到8B以及圖1A和1B詳細(xì)描述圖1-4所示的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的TFT陣列面板的制造方法。
圖2A、5A、6A、7A和8A是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例在其制造方法的中間步驟中圖1A和1B所示的TFT陣列面板的輪廓圖,以及圖2B、5B、6B、7B和8B是圖2A、5A、6A、7A和8A所示TFT陣列面板的分別沿線IIB-IIB′、VB-VB′、VIB-VIB′、VII-VIIB′和VIIIB-VIIIB′的剖面圖。
參考圖2A和2B,(多個)優(yōu)選由AI、Cr或Mo構(gòu)成的導(dǎo)體膜濺射在絕緣基板110上,例如半透明玻璃上。對導(dǎo)體膜構(gòu)圖形成多個包括多個柵極123的柵極線121。柵極線121的傾斜面使隨后的膜和柵極線121更容易連接。
參考圖3,柵絕緣層140 頁序地淀積在柵極線和基板110上。柵絕緣層140優(yōu)選由二氧化硅(SiO2)或者氮化硅(SiNx)構(gòu)成。
其次,淀積非晶硅層并且用激光或者熔爐進(jìn)行熱處理形成多晶硅層150。也可以直接淀積多晶硅形成多晶硅層150。
參考圖4,在多晶硅層150上涂覆光刻膠膜并且由光掩模曝光顯影形成光刻膠PR,所述光刻膠PR具有隨位置改變的厚度。圖4所示的光刻膠PR包括多個第一和厚度減少的第二部分。建議第一部分放置在溝道區(qū)B上且第二部分放置在接觸區(qū)A上。
可以通過幾種手段獲得光刻膠的隨位置改變的厚度,例如,通過在曝光掩模300上提供半透明的區(qū)域以及透明區(qū)域和阻光不透明區(qū)域。半透明區(qū)域可以有狹縫的圖案、格子圖案、有中等透射率或中等厚度的薄膜。當(dāng)使用狹縫圖案時,狹縫的寬度或者狹縫之間的距離最好小于用于光刻工藝的曝光的曝光器的分辨率。另一個例子是使用可回流的光刻膠。詳細(xì)地,一旦通過使用僅有透明區(qū)域和不透明區(qū)域通常的曝光掩模形成由可回流的材料構(gòu)成的光刻膠圖案,則容易進(jìn)行流到?jīng)]有光刻膠區(qū)域的回流過程,由此形成薄的部分。
參考圖5A和5B,使用光刻膠PR作為一蝕刻掩模對多晶硅層150構(gòu)圖以形成多個半導(dǎo)體島150A。通過拋光清除在接觸區(qū)A的光刻膠PR的第二部分。此時,光刻膠PR的第一部分的厚度可以減小了。
參考圖6A和6B,通過使用光刻膠PR的第一部分作為注入掩模往多晶硅層150A的暴露部分注入雜質(zhì)形成多個歐姆接觸區(qū)163和165。雜質(zhì)的濃度優(yōu)選為等于大約1×1014到大約1×1016。
參考圖7A和7B,在清除掉光刻膠PR的第一部分后,濺射并構(gòu)圖優(yōu)選由AI、Cr或Mo構(gòu)成的(多個)導(dǎo)體膜以形成多個包括多個源極173、多個漏極和多個存儲電容器導(dǎo)體177的數(shù)據(jù)線171。
參考圖8A和8B,淀積優(yōu)選由無機(jī)材料例如氮化硅或低介電有機(jī)絕緣材料構(gòu)成的一鈍化層180,并且沿著柵絕緣層140構(gòu)圖以形成多個接觸孔181和182。鈍化層180可以包括二層膜或更多。
最后正像圖1A和1B所示的,通過濺射和光蝕刻ITO或IZO層在鈍化層180上形成多個像素電極190和多個接觸輔助裝置(未示出)。
多晶硅溝道層改善了TFT的特性并且厚度隨位置而變的光刻膠的使用簡化了生產(chǎn)程序。
盡管參考優(yōu)選實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)描述,然而,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是,不脫離本發(fā)明所要求的權(quán)利要求中確定的精神和范圍可以對其作出多種變化和替換。
權(quán)利要求
1.一種薄膜晶體管陣列面板,包括一基板;一柵極;一形成在柵極上的柵絕緣層;一形成在柵絕緣層上并且包括一對注入了導(dǎo)電雜質(zhì)的歐姆接觸區(qū)的多晶硅層;至少部分地形成在歐姆接觸區(qū)上的源和漏極;一形成在源極和漏極上并且有至少部分地露出漏極的接觸孔的鈍化層;一形成在鈍化層上并且通過接觸孔連接到漏極的像素電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的薄膜晶體管陣列面板,其中導(dǎo)電雜質(zhì)包含硼或磷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的薄膜晶體管陣列面板,其中雜質(zhì)的濃度在大約1×1014到1×1016的范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的薄膜晶體管陣列面板,還包括一設(shè)置在基板和柵絕緣層之間并連接到柵電極的柵極線;和設(shè)置在柵絕緣層和鈍化層之間并連接到源極的數(shù)據(jù)線。
5.一種制造薄膜晶體管陣列面板的方法,所述方法包括形成一柵極;在柵極上依次淀積一柵絕緣層和一多晶硅層;在多晶硅層上形成具有第一部分和比第一部分薄的第二部分的一光刻膠;用光刻膠作為掩模對多晶硅層構(gòu)圖以形成一半導(dǎo)體層;去除光刻膠的第二部分;用光刻膠的第一部分作為掩模進(jìn)行雜質(zhì)注入以在半導(dǎo)體層中形成歐姆接觸區(qū);去除光刻膠的第一部分;在歐姆接觸區(qū)上形成源和漏極;在漏極上形成具有一接觸孔的一鈍化層;以及在鈍化層上形成一像素電極。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法,其中光刻膠的形成包括在多晶硅層上涂覆一光刻膠膜;通過一光掩模對光刻膠膜曝光,該光掩模具有與光刻膠的第二部分相對的一狹縫圖案或者半透明部分;以及顯影光刻膠膜形成光刻膠。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的方法,其中雜質(zhì)包括P型導(dǎo)電雜質(zhì)。
全文摘要
提供一種薄膜晶體管陣列面板,其中包括一基板;一柵電極;一形成在柵電極上的柵絕緣層;一形成在柵絕緣層上并且包括一對注入了雜質(zhì)的歐姆接觸區(qū)的多晶硅層;至少部分形成在歐姆接觸區(qū)的源和漏極;一形成在源極和漏極上并且有至少部分地曝光漏極的接觸孔的鈍化層;一形成在鈍化層上并且通過接觸孔連接到漏極的像素電極。
文檔編號H01L21/336GK1540717SQ20041004771
公開日2004年10月27日 申請日期2004年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月13日
發(fā)明者李清, 清 李 申請人:三星電子株式會社
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