專利名稱：顯示器件的薄膜晶體管基板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到液晶顯示(LCD)器件。本發(fā)明具體涉及到用于LCD器件的一種薄膜晶體管(TFT)基板及其采用少量掩模工序的制造方法。
背景技術(shù)：
液晶顯示器(LCD)一般是通過(guò)選擇改變具有按矩陣設(shè)置的許多像素的LCD面板內(nèi)部的液晶材料的光透射比特性顯示圖像。可以在一驅(qū)動(dòng)電路的控制下產(chǎn)生一穿過(guò)液晶材料的電場(chǎng)(即驅(qū)動(dòng)液晶材料)，選擇改變液晶材料的光透射比特性。
LCD面板主要包括與濾色片基板彼此接合并在中間形成一盒間隙的TFT基板，分布在盒間隙內(nèi)的襯墊料在TFT和濾色片基板之間維持均勻的距離，并且在含有襯墊料的盒間隙內(nèi)設(shè)置液晶材料。
典型的TFT基板包括柵極線，與柵極線交叉并限定顯示區(qū)的數(shù)據(jù)線，在柵極線和數(shù)據(jù)線的交叉點(diǎn)上的開(kāi)關(guān)器件(即TFT)，在各顯示區(qū)內(nèi)連接到各TFT的像素電極，以及覆蓋在上面的定向膜。柵極線和數(shù)據(jù)線通過(guò)相應(yīng)的焊盤部分從驅(qū)動(dòng)電路接收信號(hào)。TFT從相應(yīng)的數(shù)據(jù)線向相應(yīng)的像素電極發(fā)送像素信號(hào)。
典型的濾色片基板包括設(shè)置在各顯示區(qū)內(nèi)的濾色片，用來(lái)分隔濾色片并且反射外部光的黑矩陣，以及覆蓋在上面的定向膜。
用密封劑將具有上述結(jié)構(gòu)的TFT和濾色片基板接合到一起，并在盒間隙內(nèi)注入液晶材料就制成了LCD面板。
以上所述制造TFT基板的現(xiàn)有技術(shù)方法因其包括了許多半導(dǎo)體加工技術(shù)并需要多輪掩模工序而顯得復(fù)雜并且昂貴。眾所周知，每輪掩模工序包括許多獨(dú)立工序，諸如薄膜淀積，清洗，光刻，蝕刻，光刻膠剝離和檢測(cè)工序等等。為了降低與TFT基板制造有關(guān)的復(fù)雜性和成本，需要開(kāi)發(fā)出盡量減少掩模工序的工序。為此已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了不需要標(biāo)準(zhǔn)的五輪掩模工序的四輪掩模工序的制造工序。
圖1的平面圖表示用現(xiàn)有技術(shù)的四輪掩模工序制造的LCD器件的TFT基板。圖2表示沿圖1中I-I’線提取的TFT基板的截面圖。
參見(jiàn)圖1和圖2，TFT基板包括一下基板42，上面設(shè)置有柵極線2，與柵極線2交叉限定了許多像素區(qū)的數(shù)據(jù)線4，柵極線2和數(shù)據(jù)線4之間的柵極絕緣膜44，設(shè)置在柵極線2和數(shù)據(jù)線4的各交叉點(diǎn)上的TFT 6，以及設(shè)置在各像素區(qū)上的像素電極18。TFT基板還包括設(shè)置在像素電極18與前級(jí)柵極線2重疊區(qū)域上的存儲(chǔ)電容20，連接到柵極線2的柵極焊盤部分26，以及連接到數(shù)據(jù)線4的數(shù)據(jù)焊盤部分34。
TFT 6響應(yīng)從柵極線2提供的柵極信號(hào)將施加在相應(yīng)數(shù)據(jù)線4上的像素信號(hào)充入像素電極18并且保持。為此，各TFT 6包括連接到相應(yīng)柵極線2的柵極8，連接到相應(yīng)數(shù)據(jù)線4的源極10，連接到相應(yīng)像素電極18的漏極12，以及與柵極8重疊的有源層14。有源層14與數(shù)據(jù)線4，下數(shù)據(jù)焊盤電極36和存儲(chǔ)電極22重疊，并在同樣與有源層14重疊的源極10和漏極12之間限定一溝道。在有源層14上形成一歐姆接觸層48，并且與數(shù)據(jù)線4，源極10，漏極12，下數(shù)據(jù)焊盤電極36和存儲(chǔ)電極22形成歐姆接觸。
各像素電極18通過(guò)貫穿保護(hù)膜50形成的第一接觸孔16連接到相應(yīng)TFT 6的漏極12。在工作中，在像素電極18與上基板(未示出)上包括的公共電極之間會(huì)產(chǎn)生一電場(chǎng)。液晶材料具有特殊的介電各向異性。由于存在電場(chǎng)，液晶材料內(nèi)部的分子本身發(fā)生旋轉(zhuǎn)，在TFT和濾色片基板之間垂直對(duì)準(zhǔn)。這樣，通過(guò)改變所施加的電場(chǎng)大小就能從像素區(qū)發(fā)射出從一光源(未示出)發(fā)射出的不同灰度級(jí)的光。
各存儲(chǔ)電容20包括柵極線2，與柵極線2重疊的部分存儲(chǔ)電極22，兩個(gè)導(dǎo)體被柵極絕緣膜44隔開(kāi)，有源層14和歐姆接觸層48。像素電極18通過(guò)貫穿保護(hù)膜50形成的第二接觸孔24連接到存儲(chǔ)電極22。按照上述結(jié)構(gòu)，存儲(chǔ)電容20能使充入像素電極18的像素信號(hào)一直保持到對(duì)像素電極18充入下一像素信號(hào)。
各柵極線2通過(guò)相應(yīng)的柵極焊盤部分26連接到柵極驅(qū)動(dòng)器(未示出)。相應(yīng)的柵極焊盤部分26由下柵極焊盤電極28和上柵極焊盤電極32組成。下柵極焊盤電極28是柵極線2的延伸，并且通過(guò)貫穿保護(hù)膜44和保護(hù)膜50形成的第三接觸孔30連接到上柵極焊盤電極32。
各數(shù)據(jù)線4通過(guò)相應(yīng)的數(shù)據(jù)焊盤部分34連接到數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器(未示出)。數(shù)據(jù)焊盤部分34由下數(shù)據(jù)焊盤電極36和上數(shù)據(jù)焊盤電極40組成。下數(shù)據(jù)焊盤電極36是數(shù)據(jù)線4的延伸，并且通過(guò)貫穿保護(hù)膜50形成的第四接觸孔38連接到上數(shù)據(jù)焊盤電極40。
以下要具體參照?qǐng)D3A到圖3D詳細(xì)描述按照現(xiàn)有技術(shù)的四輪掩模工序的具有上述結(jié)構(gòu)的TFT的一種制造方法。
參見(jiàn)圖3A，在下基板42上用第一掩模工序形成包括柵極線2，柵極8和下柵極焊盤電極28的柵極金屬圖案。
具體地說(shuō)，在下基板42的整個(gè)表面上用濺射等淀積技術(shù)形成柵極金屬層。柵極金屬層由單層或雙層結(jié)構(gòu)的鉻(Cr)、鉬(Mo)或鋁族金屬等等構(gòu)成。然后用光刻和蝕刻技術(shù)配合著重疊的第一掩模圖案對(duì)柵極金屬層構(gòu)圖，形成上述的柵極金屬圖案。
參見(jiàn)圖3B，柵極絕緣膜44覆蓋在下基板42的整個(gè)表面和柵極金屬圖案上面。在第二掩模工序中，在柵極絕緣膜44上形成半導(dǎo)體圖案和數(shù)據(jù)金屬圖案。半導(dǎo)體圖案包括有源層14和歐姆接觸層48。數(shù)據(jù)金屬圖案包括數(shù)據(jù)線4，源極10，漏極12，下數(shù)據(jù)焊盤電極36和存儲(chǔ)電極22。
具體地說(shuō)，利用諸如等離子體增強(qiáng)化學(xué)汽相淀積(PECVD)和濺射等淀積技術(shù)在下基板32的表面和柵極金屬圖案上依次形成柵極絕緣膜44，第一和第二半導(dǎo)體層，以及數(shù)據(jù)金屬層。典型的柵極絕緣膜44包括諸如氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)等無(wú)機(jī)絕緣材料。用第一半導(dǎo)體層形成的典型的有源層14包括無(wú)摻雜非晶硅。用第二半導(dǎo)體層形成的典型的歐姆接觸層48包括N型或P型摻雜的非晶硅。典型的數(shù)據(jù)金屬層包括鉬(Mo)、鈦(Ti)和鉭(Ta)。
然后在數(shù)據(jù)金屬層上面形成一光刻膠膜并采用第二掩模圖案用光刻方法構(gòu)圖。具體形成的第二掩模在對(duì)應(yīng)著此后形成的TFT的溝道區(qū)域有一作為衍射曝光掩模的衍射曝光區(qū)域。在通過(guò)第二掩模圖案曝光并且顯影時(shí)產(chǎn)生一光刻膠圖案，在對(duì)應(yīng)著溝道部分留下的一部分光刻膠膜具有比溝道區(qū)域以外剩余區(qū)域內(nèi)的那部分光刻膠膜降低的高度。
接著用光刻膠圖案按濕蝕刻法對(duì)數(shù)據(jù)金屬層構(gòu)圖，并且形成上述數(shù)據(jù)金屬圖案(即數(shù)據(jù)線4，源極10，漏極12，以及存儲(chǔ)電極22)，源極和漏極10和12在對(duì)應(yīng)著溝道區(qū)域的區(qū)域內(nèi)彼此連接。接著用光刻膠圖案作為掩模按干蝕刻法依次對(duì)第一和第二半導(dǎo)體層構(gòu)圖，形成有源層14和歐姆接觸層48。
在形成有源層14和歐姆接觸層48之后，采用灰化工序從對(duì)應(yīng)著溝道區(qū)域的區(qū)域上去除高度比較低的那部分光刻膠。在執(zhí)行灰化工序的過(guò)程中，溝道區(qū)域以外區(qū)域內(nèi)的那部分比較厚的光刻膠變薄但仍然保留。然后用光刻膠圖案作為掩模按干蝕刻法蝕刻掉這部分?jǐn)?shù)據(jù)金屬層和設(shè)置在溝道部分的歐姆接觸層48。這樣就暴露出溝道區(qū)域內(nèi)的有源層14，將源極10與漏極12斷開(kāi)，并且用剝離工序去除剩余的光刻膠圖案。
參見(jiàn)圖3C，在包括柵極絕緣圖案44，數(shù)據(jù)金屬圖案和有源層14的下基板42的整個(gè)表面上面涂覆保護(hù)膜50。在第三掩模工序中分別形成貫穿保護(hù)膜50和柵極絕緣膜44的第一到第四接觸孔16，24，30和38。
具體地說(shuō)，在包括柵極絕緣膜44，數(shù)據(jù)金屬圖案和有源層14的下基板42的整個(gè)表面上用諸如等離子體增強(qiáng)化學(xué)汽相淀積(PECVD)等淀積技術(shù)形成保護(hù)膜50。典型的保護(hù)膜50包括無(wú)機(jī)絕緣材料例如是氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)，或是一種有機(jī)絕緣材料，例如是具有小介電常數(shù)的丙烯酸有機(jī)化合物，BCB(苯并環(huán)丁烯)，或是PFCB(全氟環(huán)丁烷)等等。然后在保護(hù)膜50上面設(shè)置第三掩模圖案，并且用光刻和蝕刻工序構(gòu)圖，從而限定第一到第四接觸孔16，24，30和38。
形成的第一接觸孔16貫穿保護(hù)膜50暴露出漏極12，形成的第二接觸孔24貫穿保護(hù)膜50暴露出存儲(chǔ)電極22，形成的第三接觸孔30貫穿保護(hù)膜50和柵極絕緣膜44暴露出下柵極焊盤電極28，而形成的第四接觸孔38貫穿保護(hù)膜50暴露出下數(shù)據(jù)焊盤電極36。
參見(jiàn)圖3D，在保護(hù)膜50上用第四掩模工序形成包括像素電極18，上柵極焊盤電極32和上數(shù)據(jù)焊盤電極40的透明導(dǎo)電圖案。
具體地說(shuō)，在保護(hù)膜50的整個(gè)表面上和第一到第四接觸孔16，24，30和38內(nèi)用濺射等淀積技術(shù)涂覆透明導(dǎo)電材料。典型的透明導(dǎo)電材料包括銦錫氧化物(ITO)，氧化錫(TO)，銦鋅氧化物(IZO)或是銦錫鋅氧化物(ITZO)。在第四掩模工序中，用光刻和蝕刻技術(shù)對(duì)透明導(dǎo)電材料構(gòu)圖，形成上述透明導(dǎo)電圖案(即像素電極18，上柵極焊盤電極32和上數(shù)據(jù)焊盤電極40)。
這樣，像素電極18通過(guò)第一接觸孔16電連接到漏極12，同時(shí)通過(guò)第二接觸孔24電連接到存儲(chǔ)電極22。上柵極焊盤電極32通過(guò)第三接觸孔30電連接到下柵極焊盤電極28，并且上數(shù)據(jù)焊盤電極40通過(guò)第四接觸孔38電連接到下數(shù)據(jù)焊盤電極36。
盡管上述的TFT陣列基板采用優(yōu)于以往的五輪掩模工序的四輪掩模工序形成，四輪掩模工序仍然比較復(fù)雜并且成本過(guò)高。因此總希望按照更加簡(jiǎn)單和低成本的工序制造TFT基板。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及到薄膜晶體管(TFT)基板及其制造方法，能夠基本上克服因現(xiàn)有技術(shù)的局限和缺點(diǎn)而產(chǎn)生的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是提供了一種顯示器件的TFT基板及其減少掩模工序數(shù)量的制造方法。
以下要說(shuō)明本發(fā)明的附加特征和優(yōu)點(diǎn)，有些內(nèi)容可以從說(shuō)明書(shū)中看出，或者是通過(guò)對(duì)本發(fā)明的實(shí)踐來(lái)學(xué)習(xí)。采用說(shuō)明書(shū)及其權(quán)利要求書(shū)和附圖中具體描述的結(jié)構(gòu)就能實(shí)現(xiàn)并達(dá)到本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)。
為了按照本發(fā)明的意圖實(shí)現(xiàn)上述目的和其他優(yōu)點(diǎn)，以下要具體和廣泛地說(shuō)明，一種顯示器件的TFT基板包括柵極線；與柵極線交叉限定一像素區(qū)的數(shù)據(jù)線；柵極線和數(shù)據(jù)線之間的柵極絕緣膜；柵極線和數(shù)據(jù)線交叉點(diǎn)上的TFT，TFT包括連接到柵極線的柵極，連接到數(shù)據(jù)線的源極，面對(duì)源極的漏極，半導(dǎo)體圖案，以及源極和漏極之間的溝道區(qū)；柵極線，數(shù)據(jù)線和TFT上的保護(hù)膜；限定在保護(hù)膜和柵極絕緣膜內(nèi)的像素孔，像素孔設(shè)置在像素區(qū)內(nèi)和像素區(qū)外；設(shè)置在像素區(qū)內(nèi)的一部分像素孔內(nèi)、并且接觸到漏極側(cè)面的像素電極；包括柵極線的第一部分，柵極線第一部分上面的第一上存儲(chǔ)電極，以及柵極線第一部分和第一上存儲(chǔ)電極之間的半導(dǎo)體層的第一存儲(chǔ)電容；包括柵極線的第二部分，柵極線第二部分上面的第二上存儲(chǔ)電極、并且接觸到第一上存儲(chǔ)電極側(cè)面的第二存儲(chǔ)電容，以及柵極線第二部分與第二上存儲(chǔ)電極之間的柵極絕緣膜。
按照本發(fā)明的一方面，像素電極和第二上存儲(chǔ)電極直接接觸到保護(hù)膜。
按照本發(fā)明的另一方面，半導(dǎo)體層包括有源層和形成在溝道區(qū)以外的有源層上的歐姆接觸層，有源層位于第二上存儲(chǔ)電極和柵極絕緣膜之間。
按照本發(fā)明的再一方面，TFT基板還包括從柵極線延伸的下柵極焊盤電極；貫穿保護(hù)膜和柵極絕緣膜的第一接觸孔，用第一接觸孔暴露出下柵極焊盤電極；以及在接觸孔內(nèi)直接連接到保護(hù)膜的柵極焊盤部分，柵極焊盤部分包括在接觸孔內(nèi)接觸到下柵極焊盤電極的上柵極焊盤電極。
按照本發(fā)明的又一方面，TFT基板還包括從數(shù)據(jù)線延伸的下數(shù)據(jù)焊盤電極；貫穿保護(hù)膜和下數(shù)據(jù)焊盤電極的第二接觸孔；以及在第二接觸孔內(nèi)直接連接到保護(hù)膜的數(shù)據(jù)焊盤部分，數(shù)據(jù)焊盤部分包括在第二接觸孔內(nèi)接觸到下數(shù)據(jù)焊盤電極表面的上數(shù)據(jù)焊盤電極。
按照本發(fā)明的另一方面，數(shù)據(jù)焊盤部分可以包括設(shè)置在下數(shù)據(jù)焊盤電極和柵極絕緣膜之間的歐姆接觸層和有源層；第二接觸孔可以沿著歐姆接觸層延伸并至少是部分穿過(guò)有源層。延伸的第二接觸孔還完全貫穿有源層并且暴露出柵極絕緣膜。
按照本發(fā)明的原理，制造顯示器件的TFT基板的一種方法可以包括在一基板上形成柵極線和連接到柵極線的柵極；用一柵極絕緣膜覆蓋柵極線和柵極；在柵極絕緣膜的預(yù)定區(qū)域上形成一半導(dǎo)體層；形成數(shù)據(jù)線，連接到數(shù)據(jù)線的源極，漏極，和第一上存儲(chǔ)電極，數(shù)據(jù)線與柵極線交叉限定一像素區(qū)，溝道區(qū)上的漏極與源極被半導(dǎo)體層隔開(kāi)，第一上存儲(chǔ)電極與柵極線的第一部分重疊，并且柵極絕緣膜和半導(dǎo)體層處在第一上存儲(chǔ)電極和柵極線的第一部分之間；在柵極線，數(shù)據(jù)線和TFT上面形成保護(hù)膜；像素孔設(shè)置在像素區(qū)內(nèi)和像素區(qū)外，并且形成像素孔包括去除像素區(qū)外的一部分第一上存儲(chǔ)電極；在設(shè)置在像素區(qū)內(nèi)的那部分像素孔內(nèi)形成像素電極，像素電極接觸到漏極的側(cè)面；并且形成從像素孔內(nèi)的像素電極延伸并且接觸到第一上存儲(chǔ)電極側(cè)面的第二上存儲(chǔ)電極。
按照本發(fā)明的一方面，半導(dǎo)體層可以包括有源層和形成在溝道區(qū)以外的有源層上的歐姆接觸層，有源層的上表面暴露在像素孔內(nèi)。
按照本發(fā)明的再一方面，該方法還包括形成一從柵極線延伸的下柵極焊盤電極；形成一貫穿保護(hù)膜和柵極絕緣膜的第一接觸孔，第一接觸孔暴露出下柵極焊盤電極；并且形成一在第一接觸孔內(nèi)直接接觸到保護(hù)膜的上柵極焊盤電極，上柵極焊盤電極接觸到下柵極焊盤電極。
按照本發(fā)明的又一方面，該方法還包括形成從數(shù)據(jù)線延伸并與半導(dǎo)體層重疊的下數(shù)據(jù)焊盤電極；形成貫穿保護(hù)膜和下數(shù)據(jù)焊盤電極的第二接觸孔；并且形成一在第二接觸孔內(nèi)直接接觸到保護(hù)膜的上數(shù)據(jù)焊盤電極，上數(shù)據(jù)焊盤電極接觸到下數(shù)據(jù)焊盤電極的側(cè)面。
按照本發(fā)明的另一方面，可以通過(guò)在柵極絕緣膜上面形成有源層來(lái)形成第二接觸孔；并在有源層上面形成一歐姆接觸層，第二接觸孔貫穿歐姆接觸層和有源層延伸。
按照本發(fā)明的原理，制造顯示器件的薄膜晶體管基板的一種方法可以包括在基板上形成柵極金屬層；用柵極金屬層形成柵極金屬圖案，柵極金屬圖案包括柵極線和柵極；在柵極金屬圖案上面淀積一柵極絕緣膜，一無(wú)摻雜非晶硅層，一摻雜非晶硅層和一數(shù)據(jù)金屬層；形成數(shù)據(jù)金屬圖案，歐姆接觸層和一有源層，數(shù)據(jù)金屬圖案包括數(shù)據(jù)線，源極，漏極和第一上存儲(chǔ)電極，數(shù)據(jù)線與柵極線交叉限定一像素區(qū)，在一溝道部分用有源層將漏極與源極隔開(kāi)，并且第一上存儲(chǔ)電極與柵極線重疊；形成一在像素區(qū)內(nèi)和像素區(qū)外貫穿柵極絕緣膜的像素孔，形成像素孔包括去除像素區(qū)外的一部分第一上存儲(chǔ)電極；在像素區(qū)內(nèi)的那部分像素孔內(nèi)形成一像素電極，像素電極在像素孔內(nèi)接觸到漏極的側(cè)面；并且形成從像素孔內(nèi)的像素電極延伸并且接觸到第一上存儲(chǔ)電極側(cè)面的第二存儲(chǔ)電極。
按照本發(fā)明的再一方面，形成數(shù)據(jù)金屬圖案，歐姆接觸層和有源層可以包括在數(shù)據(jù)金屬層上形成光刻膠圖案，光刻膠圖案在溝道區(qū)外的第一部分具有第一厚度，光刻膠圖案在溝道區(qū)內(nèi)的第二部分具有小于第一厚度的第二厚度；用光刻膠圖案對(duì)數(shù)據(jù)金屬層，摻雜非晶硅層和無(wú)摻雜非晶硅層構(gòu)圖；使光刻膠圖案灰化去除光刻膠圖案的第二部分；用灰化的光刻膠圖案作為掩模去除溝道區(qū)內(nèi)的那部分?jǐn)?shù)據(jù)金屬圖案和摻雜非晶硅層；并且去除灰化的光刻膠圖案。
按照本發(fā)明的再一方面，形成像素電極可以包括在數(shù)據(jù)金屬圖案上面形成保護(hù)膜；在保護(hù)膜上面形成光刻膠圖案，光刻膠圖案暴露出像素區(qū)上和像素區(qū)外的那部分保護(hù)膜；用光刻膠圖案作為掩模蝕刻保護(hù)膜和柵極絕緣膜的暴露部分形成像素孔；在光刻膠圖案上面和像素孔內(nèi)形成一透明導(dǎo)電材料；并且用提升方法去除光刻膠圖案和光刻膠圖案上的那部分透明導(dǎo)電膜，從而形成像素電極和第二上存儲(chǔ)電極。
按照本發(fā)明的又一方面，可以通過(guò)對(duì)光刻膠圖案暴露出的一部分漏極和一部分上存儲(chǔ)電極進(jìn)行蝕刻來(lái)形成像素孔。
按照本發(fā)明的另一方面，有源層的上面可以暴露在像素孔內(nèi)。
按照本發(fā)明的再一方面，該方法還可以包括在形成像素孔的同時(shí)形成連接到柵極線的下柵極焊盤電極；形成貫穿保護(hù)膜和柵極絕緣膜暴露出下柵極焊盤電極的第一接觸孔；并且形成在第一接觸孔內(nèi)接觸到保護(hù)膜的上柵極焊盤電極，上柵極焊盤電極接觸到下柵極焊盤電極。
按照本發(fā)明的又一方面，該方法還包括形成連接到數(shù)據(jù)線的下數(shù)據(jù)焊盤電極；形成貫穿保護(hù)膜和下數(shù)據(jù)焊盤電極的第二接觸孔；并且形成直接接觸到保護(hù)膜的上數(shù)據(jù)焊盤電極，上數(shù)據(jù)焊盤電極接觸到下數(shù)據(jù)焊盤電極的側(cè)面。
按照本發(fā)明的另一方面，該方法還包括形成與下數(shù)據(jù)焊盤電極重疊的無(wú)摻雜和摻雜的非晶硅層；并且形成第二接觸孔，它貫穿至少一無(wú)摻雜和摻雜的非晶硅層的至少一部分。還可以形成完全貫穿無(wú)摻雜非晶硅層暴露出柵極絕緣膜的第二接觸孔。
應(yīng)該意識(shí)到以上對(duì)本發(fā)明的概述和下文的詳細(xì)說(shuō)明都是解釋性的描述，都是為了進(jìn)一步解釋所要求保護(hù)的發(fā)明。


所包括的用來(lái)便于理解本發(fā)明并且作為本申請(qǐng)一個(gè)組成部分的附圖表示了本發(fā)明的實(shí)施例，連同說(shuō)明書(shū)一起可用來(lái)解釋本發(fā)明的原理。
在附圖中圖1的平面圖表示用現(xiàn)有技術(shù)的四輪掩模工序制造的薄膜晶體管(TFT)基板；圖2表示沿圖1中I-I’線提取的TFT基板的截面圖；圖3A到圖3D表示圖2中TFT基板的一種制造方法；圖4表示現(xiàn)有技術(shù)的TFT基板的局部平面圖；圖5表示圖4中沿II-II’線提取的現(xiàn)有技術(shù)TFT基板的截面圖；圖6表示按照本發(fā)明原理的TFT基板的平面圖；圖7表示沿圖6中III-III’，IV-IV’和V-V’線提取的TFT基板的截面圖
圖8A和8B分別表示的平面和截面圖說(shuō)明按照本發(fā)明的原理制造TFT基板的方法中的第一掩模工序；圖9A和9B分別表示的平面和截面圖大致說(shuō)明按照本發(fā)明的原理制造TFT基板的方法中的第二掩模工序；圖10A到10D表示的截面圖具體說(shuō)明按照本發(fā)明的原理制造TFT基板的方法中的第二掩模工序；圖11A和11B分別表示的平面和截面圖大致說(shuō)明按照本發(fā)明的原理制造TFT基板的方法中的第三掩模工序；以及圖12A到12D表示的截面圖具體說(shuō)明按照本發(fā)明的原理制造TFT基板的方法中的第三掩模工序。
具體實(shí)施例方式
以下要具體描述在附圖中例舉的本發(fā)明的實(shí)施例。
圖4的平面圖表示韓國(guó)專利申請(qǐng)2002-88323號(hào)中所述現(xiàn)有技術(shù)的TFT基板的一部分。圖5表示沿圖4中II-II’線提取的現(xiàn)有技術(shù)TFT基板的截面圖。
參見(jiàn)圖4和圖5，現(xiàn)有技術(shù)的TFT基板包括設(shè)有TFT 80的下基板88，TFT80包括連接到柵極線52的柵極54，連接到數(shù)據(jù)線58的源極60，連接到像素電極72并且被下面的有源層92中的溝道與源極60隔開(kāi)的漏極62，以及形成在溝道70外的有源層92上并與源極和漏極60和62有歐姆接觸的歐姆接觸層94。
有源層92和歐姆接觸層94重疊在柵極54和柵極線52上面，并且與源極60，漏極62，數(shù)據(jù)線58，數(shù)據(jù)焊盤64和上存儲(chǔ)電極66重疊。
像素電極72設(shè)置在像素區(qū)內(nèi)并連接到保護(hù)膜98所暴露出的一部分漏極62。
存儲(chǔ)電容78包括上存儲(chǔ)電極66，它與前級(jí)柵極線52的一部分重疊并被柵極絕緣膜90、有源層92以及歐姆接觸層94與前級(jí)柵極線52隔開(kāi)。上存儲(chǔ)電極66連接到像素電極72。
柵極焊盤部分82包括從柵極線52延伸的下柵極焊盤電極56和連接到下柵極焊盤部分56的上柵極焊盤電極74。
數(shù)據(jù)焊盤部分84包括從數(shù)據(jù)線58延伸的下數(shù)據(jù)焊盤電極64和連接到下數(shù)據(jù)焊盤電極64的上數(shù)據(jù)焊盤電極76。
參照?qǐng)D4和5所述的TFT基板是按三輪掩模工序形成的。按照提升方法淀積透明導(dǎo)電材料(例如是用來(lái)形成像素電極72，上柵極焊盤電極74和上數(shù)據(jù)焊盤電極76的薄膜)可以將用來(lái)獲得圖4和5中所示TFT陣列基板的掩模工序的數(shù)量從四輪減少到三輪。第一掩模工序包括在下基板88上面形成柵極金屬圖案，柵極金屬圖案包括柵極線52，柵極54和下柵極焊盤電極56。第二掩模工序包括在柵極金屬圖案上面形成數(shù)據(jù)金屬圖案，數(shù)據(jù)金屬圖案包括源極60，漏極62，數(shù)據(jù)線58，下數(shù)據(jù)焊盤電極64和上存儲(chǔ)電極66。第三掩模工序包括在保護(hù)膜88上面形成一掩模圖案，用掩模圖案作為掩模去除一部分保護(hù)膜98和柵極絕緣膜90(即構(gòu)圖)形成多個(gè)內(nèi)部接觸孔，在所得結(jié)構(gòu)上面和接觸孔內(nèi)淀積一透明導(dǎo)電層，并且按提升方法去除掩模圖案，用不是處于留在接觸孔內(nèi)及其側(cè)面的掩模圖案上的那部分透明導(dǎo)電層形成像素電極72，上柵極焊盤電極74和上數(shù)據(jù)焊盤電極76。
盡管可以將采用的掩模工序從四輪有益地減少到三輪，按照?qǐng)D4和5所述制造現(xiàn)有技術(shù)的TFT基板仍存在缺點(diǎn)，因?yàn)樵O(shè)置在形成于像素區(qū)上的接觸孔內(nèi)的像素電極72與設(shè)置于接觸孔外和像素區(qū)外的上存儲(chǔ)電極66之間有很大的高度差D1。另外，限定像素電極72所在的接觸孔的側(cè)壁是筆直的并且比較陡峭。大高度差和陡峭側(cè)壁結(jié)構(gòu)的綜合作用會(huì)造成液晶材料難以對(duì)準(zhǔn)，其害處是導(dǎo)致器件漏光。另外，上存儲(chǔ)電極66與存儲(chǔ)電容78內(nèi)的前級(jí)柵極線52之間的距離很大，其害處是導(dǎo)致存儲(chǔ)電容78的電容值很低，并且難以穩(wěn)定維持像素電極72上的電荷。
為了克服這些缺點(diǎn)，按照本發(fā)明原理的TFT基板能夠縮小像素電極的邊沿與中心部分之間的階梯差，基本上避免漏光并且提高存儲(chǔ)電容的電容值。
圖6表示按照本發(fā)明原理的TFT基板的平面圖。圖7表示圖6中沿III-III’、IV-IV’和V-V’線提取的TFT基板的截面圖。
參見(jiàn)圖6和7，按照本發(fā)明用于LCD面板內(nèi)的TFT基板可以包括彼此交叉形成在下基板142上限定多個(gè)像素區(qū)的柵極線102和數(shù)據(jù)線104；形成在柵極線102和數(shù)據(jù)線104之間的柵極絕緣膜144；柵極線102和數(shù)據(jù)線104交叉點(diǎn)上的薄膜晶體管106；以及設(shè)置在各個(gè)像素區(qū)內(nèi)的像素電極。TFT基板還可以包括設(shè)置在上存儲(chǔ)電極與前級(jí)柵極線102重疊的區(qū)域上的存儲(chǔ)電容120，連接到各柵極線102的柵極焊盤部分126，以及連接到各數(shù)據(jù)線104的數(shù)據(jù)焊盤部分134。上存儲(chǔ)電極連接到像素電極118。
TFT 106響應(yīng)提供給柵極線102的柵極信號(hào)將提供給相應(yīng)數(shù)據(jù)線104的像素信號(hào)充入像素電極118并且維持。各TFT 106包括連接到相應(yīng)柵極線102的柵極108，連接到相應(yīng)數(shù)據(jù)線104的源極110，以及連接到相應(yīng)像素電極118的漏極112。各薄膜晶體管106還包括與柵極108重疊并被柵極絕緣圖案144絕緣的有源層114。這樣就能在源極110與漏極112之間的有源層114處形成一溝道?？梢栽谟性磳?14上形成一歐姆接觸層146，與數(shù)據(jù)線104，源極110和漏極112形成歐姆接觸。另外，數(shù)據(jù)線104，下數(shù)據(jù)焊盤電極136和第一上存儲(chǔ)電極122與有源層114和歐姆接觸層146重疊。
按照本發(fā)明的原理，像素電極118充入由TFT 106傳遞的像素信號(hào)，與濾色片基板(未示出)所包括的公共電極產(chǎn)生一電場(chǎng)。液晶材料具有特殊的介電各向異性。由于存在電場(chǎng)，液晶材料內(nèi)部的分子本身發(fā)生旋轉(zhuǎn)，在TFT基板和濾色片基板之間垂直對(duì)準(zhǔn)。施加電場(chǎng)的大小決定了液晶分子的旋轉(zhuǎn)程度。這樣，通過(guò)改變所施加的電場(chǎng)大小能從像素區(qū)發(fā)射出從一光源(未示出)發(fā)射出的不同灰度級(jí)的光。
如上所述，柵極線102和數(shù)據(jù)線104的交叉點(diǎn)限定了像素區(qū)。按照本發(fā)明的原理，可以用構(gòu)圖的保護(hù)膜150和像素區(qū)內(nèi)及像素區(qū)外的柵極絕緣膜144形成像素孔160。按照本發(fā)明的一方面，像素孔160的側(cè)壁可以包括暴露出漏極112，有源層114，歐姆接觸層146，柵極絕緣圖案114，和第一上存儲(chǔ)電極122的階梯部。除了漏極112的側(cè)面，有源層114的側(cè)面，漏極112暴露出的有源層114的上面，第一上存儲(chǔ)電極122的側(cè)面，和柵極絕緣膜144的側(cè)面之外，像素電極118還直接接觸到像素孔160內(nèi)構(gòu)圖的保護(hù)膜150。形成在像素孔160內(nèi)并與像素區(qū)外的前級(jí)柵極線102重疊的第二上存儲(chǔ)電極124接觸到設(shè)置在像素區(qū)內(nèi)的像素電極118。按照本發(fā)明的一方面，第二上存儲(chǔ)電極124直接接觸到像素孔160暴露出的第一上存儲(chǔ)電極122的側(cè)面和第一上存儲(chǔ)電極122暴露出的有源層114的上部。
本發(fā)明的存儲(chǔ)電容120包括下存儲(chǔ)電極(即前級(jí)柵極線102的一部分)，第一存儲(chǔ)電容C1，和第二存儲(chǔ)電容C2，第二存儲(chǔ)電容C2并聯(lián)連接到第一存儲(chǔ)電容C1。按照本發(fā)明的一方面，第一存儲(chǔ)電容C1包括下存儲(chǔ)電極與第一上存儲(chǔ)電極122重疊的第一部分，用柵極絕緣膜144，有源層114和歐姆接觸層146將第一上存儲(chǔ)電極122與下存儲(chǔ)電極的第一部分隔開(kāi)。按照本發(fā)明的另一方面，第二存儲(chǔ)電容C2包括下存儲(chǔ)電極與第二上存儲(chǔ)電極124重疊的第二部分，用柵極絕緣膜144將第二上存儲(chǔ)電極124與下存儲(chǔ)電極的第二部分并且最好是有源層114的一部分隔開(kāi)。
由于第二存儲(chǔ)電容C2的上、下電極之間的距離小于第一存儲(chǔ)電容C1的上、下電極之間的距離，第二存儲(chǔ)電容C2的電容大于第一存儲(chǔ)電容C1的電容值。其結(jié)果是，由并聯(lián)連接的第一和第二存儲(chǔ)電容C1和C2構(gòu)成的存儲(chǔ)電容120的總電容是C1+C2?？梢允惯@一總電容大于圖4和5中所示存儲(chǔ)電容78的電容。這樣就能比像素電極72更加穩(wěn)定地維持像素電極118中的電荷。
另外，由于像素孔160的側(cè)壁結(jié)構(gòu)是階梯形，像素區(qū)上的像素孔160內(nèi)的像素電極118與像素區(qū)外的像素孔160內(nèi)的第二上存儲(chǔ)電極124之間的高度差D2比較小。這樣就能基本上解決以上參照?qǐng)D4和5所述的液晶對(duì)準(zhǔn)問(wèn)題，避免制成的器件出現(xiàn)漏光缺陷。
柵極線102通過(guò)柵極焊盤部分126連接到柵極驅(qū)動(dòng)器(未示出)。按照本發(fā)明的一方面，柵極焊盤部分126包括連接到上柵極焊盤電極132的下柵極焊盤電極128。按照本發(fā)明的另一方面，從柵極線102上延伸出下柵極焊盤電極128。按照本發(fā)明的再一方面，上柵極焊盤電極132通過(guò)貫穿構(gòu)圖的保護(hù)膜150和柵極絕緣膜144形成的第一接觸孔130連接到下柵極焊盤電極128。
數(shù)據(jù)線104通過(guò)數(shù)據(jù)焊盤部分134連接到數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器(未示出)。按照本發(fā)明的一方面，數(shù)據(jù)焊盤部分134包括連接到上數(shù)據(jù)焊盤電極140的下數(shù)據(jù)焊盤電極136。按照本發(fā)明的另一方面，從數(shù)據(jù)線104上延伸出下數(shù)據(jù)焊盤電極136。按照本發(fā)明的再一方面，上數(shù)據(jù)焊盤電極140通過(guò)貫穿構(gòu)圖的保護(hù)膜150形成的第二接觸孔138連接到下數(shù)據(jù)焊盤電極136側(cè)面。按照本發(fā)明的另一方面，第二接觸孔138延伸通過(guò)下數(shù)據(jù)焊盤電極136。按照本發(fā)明的再一方面，第二接觸孔138延伸通過(guò)歐姆接觸層146。按照本發(fā)明的又一方面，第二接觸孔138至少是部分延伸通過(guò)有源層114。按照本發(fā)明的再一方面，第二接觸孔132暴露出至少一部分柵極絕緣膜144。
按照本發(fā)明的原理，可以按照提升方法用透明導(dǎo)電圖案集中形成像素電極118，第二上存儲(chǔ)電極124，上柵極焊盤電極132，和上數(shù)據(jù)焊盤電極140，可以在用來(lái)形成構(gòu)圖的保護(hù)膜150和柵極絕緣膜144的光刻膠圖案上面淀積透明導(dǎo)電層(即用來(lái)形成透明導(dǎo)電圖案的層)，然后將光刻膠圖案提升。這樣就形成直接接觸到保護(hù)膜150且不會(huì)與其上表面重疊的透明導(dǎo)電圖案。
圖8A和8B分別表示的平面和截面圖說(shuō)明按照本發(fā)明的原理制造TFT基板的方法中的第一掩模工序。
參見(jiàn)圖8A和8B，按第一掩模工序在下基板142上形成柵極金屬圖案。按照本發(fā)明的一方面，柵極金屬圖案包括柵極線102，連接到柵極線102的柵極108，以及下柵極焊盤電極128。
按照本發(fā)明的原理，用諸如濺射等淀積技術(shù)在下基板142上面淀積一柵極金屬層來(lái)形成柵極金屬圖案。然后用光刻術(shù)對(duì)柵極金屬層構(gòu)圖并用第一掩模蝕刻形成所述的柵極金屬圖案。按照本發(fā)明的一方面，柵極金屬可以包括的材料有Cr，MoW，Cr/Al，Cu，Al(Nd)，Mo/Al，Mo/Al(Nd)或Cr/Al(Nd)等等及其組合。
圖9A和9B分別表示的平面和截面圖大致說(shuō)明按照本發(fā)明的原理制造TFT基板的方法中的第二掩模工序。
參見(jiàn)圖9A和9B，可以按第二掩模工序在下基板142和柵極金屬圖案上形成柵極絕緣膜144A，由有源層114和歐姆接觸層146構(gòu)成的半導(dǎo)體圖案，以及由數(shù)據(jù)線104，源極110，漏極112，下數(shù)據(jù)焊盤電極136，和第一上存儲(chǔ)電極122構(gòu)成的數(shù)據(jù)金屬圖案。
圖10A到10D表示的截面圖具體說(shuō)明按照本發(fā)明的原理制造TFT基板的方法中的第二掩模工序。
參見(jiàn)圖10A，可以在下基板142和柵極金屬圖案上面形成柵極絕緣膜144A。按照本發(fā)明的一方面，可以按照PECVD，濺射等淀積技術(shù)形成柵極金屬膜144A。按照本發(fā)明的另一方面，柵極金屬膜144A可以包括氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)等無(wú)機(jī)絕緣材料。
接著在柵極絕緣層144A上依次形成第一半導(dǎo)體層114A，第二半導(dǎo)體層146A和數(shù)據(jù)金屬層105。按照本發(fā)明的一方面，按照PECVD，濺射等淀積技術(shù)形成第一和第二半導(dǎo)體層144A和146A。按照本發(fā)明的另一方面，第一半導(dǎo)體層114A包括非摻雜的非晶硅。按照本發(fā)明的再一方面，第二半導(dǎo)體層146A包括n+非晶硅。按照本發(fā)明的又一方面，數(shù)據(jù)金屬層105包括的金屬有Mo，Cu，Al，Cr等等及其組合，按照干蝕刻法工序，它們相對(duì)于構(gòu)圖的保護(hù)膜150具有適當(dāng)?shù)奈g刻選擇性。
然后可以在數(shù)據(jù)金屬層105的整個(gè)表面上形成第一光刻膠膜并且用第二掩模圖案依次進(jìn)行光刻構(gòu)圖。按照本發(fā)明的原理，第二掩模圖案可以是一局部曝光掩模。例如，第二掩模圖案可以包括用適當(dāng)透明材料形成的掩?；澹鄠€(gè)屏蔽區(qū)和一個(gè)局部曝光區(qū)(例如是衍射區(qū)或透射反射區(qū))。應(yīng)該注意到掩模上沒(méi)有包含屏蔽或局部曝光區(qū)的區(qū)域是曝光區(qū)。
接著利用第二掩模圖案通過(guò)曝光和局部曝光區(qū)使第一光刻膠膜選擇曝光并且顯影，產(chǎn)生的第一光刻膠圖案148在設(shè)置在后續(xù)形成的包括柵極108的TFT的溝道區(qū)內(nèi)的屏蔽和局部曝光區(qū)之間具有一階梯差。這樣就能使溝道區(qū)內(nèi)的光刻膠圖案高度低于溝道區(qū)外的光刻膠圖案高度。
參見(jiàn)圖10B，用第一光刻膠圖案148作為掩模按濕蝕刻技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)金屬層105構(gòu)圖，形成上述數(shù)據(jù)金屬圖案(即數(shù)據(jù)線104，源極110，漏極110，第一上存儲(chǔ)電極122，和下數(shù)據(jù)焊盤電極136)，源極和漏極108和110在溝道區(qū)內(nèi)彼此連接，并且第一上存儲(chǔ)電極122與柵極線102重疊。
接著用第一光刻膠圖案作為掩模按干蝕刻工序?qū)Φ谝缓偷诙佑|層114A和146A構(gòu)圖，分別形成有源層114和歐姆接觸層146。按照本發(fā)明的一方面，構(gòu)圖可以包括去除與數(shù)據(jù)金屬圖案沒(méi)有重疊的那部分有源層114A和歐姆接觸層146A。
在形成有源層114和歐姆接觸層146之后，可以按灰化工序用氧(O2)等離子體去除第一光刻膠圖案148上高度比較低的那一部分(即第一光刻膠圖案148設(shè)置在溝道區(qū)內(nèi)的那一部分)。在執(zhí)行灰化工序時(shí)，第一光刻膠圖案148上比較厚的部分(即第一光刻膠圖案148設(shè)置在溝道區(qū)外的那一部分)變薄但是仍然保留。
參見(jiàn)圖10C，按蝕刻工序用變薄的第一光刻膠圖案148作為掩模去除溝道區(qū)內(nèi)的那部分?jǐn)?shù)據(jù)金屬圖案和歐姆接觸層146。這樣就能暴露出溝道區(qū)內(nèi)的有源層114并且使源極110從漏極112上斷開(kāi)。參見(jiàn)圖10D，然后用剝離工序去除剩下的第一光刻膠圖案148。
圖11A和11B分別表示的平面和截面圖大致說(shuō)明按照本發(fā)明的原理制造TFT基板的方法中的第三掩模工序。
參見(jiàn)圖11A和11B，按第三掩模工序形成構(gòu)圖的保護(hù)膜150，柵極絕緣圖案144，上述透明導(dǎo)電圖案和上數(shù)據(jù)焊盤電極140。按照本發(fā)明的原理，透明導(dǎo)電圖案直接接觸到構(gòu)圖的保護(hù)膜150，但是不會(huì)與其上表面重疊。
圖12A到12D表示的截面圖具體說(shuō)明按照本發(fā)明的原理制造TFT基板的方法中的第三掩模工序。
參見(jiàn)圖12A，可以在整個(gè)柵極絕緣膜144A和數(shù)據(jù)金屬圖案上面形成保護(hù)膜150。按照本發(fā)明的一方面，保護(hù)膜150包括一種無(wú)機(jī)絕緣材料例如是氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)及其組合，一種有機(jī)絕緣材料，例如是具有小介電常數(shù)的丙烯酸有機(jī)化合物，BCB(苯并環(huán)丁烯)，或是PFCB(全氟環(huán)丁烷)等等及其組合。
然后在保護(hù)膜150A的整個(gè)表面上形成第二光刻膠膜并且用第三掩模圖案進(jìn)行光刻構(gòu)圖。例如，第三掩模圖案包括用適當(dāng)透明材料制成的掩模基板，以及被多個(gè)曝光區(qū)隔開(kāi)的多個(gè)屏蔽區(qū)。接著利用第三掩模圖案通過(guò)曝光和局部曝光區(qū)使第二光刻膠膜選擇曝光并且顯影，產(chǎn)生第二光刻膠圖案152。按照本發(fā)明的原理，第二光刻膠圖案152暴露出基板在像素區(qū)內(nèi)和像素區(qū)外的部分。這樣，第二光刻膠圖案152就暴露出漏極112與一部分前級(jí)柵極線102上面之間的那一部分保護(hù)膜層150A。
參見(jiàn)圖12B，按干蝕刻工序用第二光刻膠圖案152作為掩模去除被第二光刻膠圖案152暴露出的那部分保護(hù)膜層150A和柵極絕緣膜144A(即構(gòu)圖)。按照本發(fā)明的一方面，還按干蝕刻法工序去除數(shù)據(jù)金屬層的一部分(即漏極112，第二上存儲(chǔ)電極122，和上數(shù)據(jù)焊盤電極136)等部分，還去除歐姆接觸層146和有源層114。
干蝕刻法的結(jié)果分別形成構(gòu)圖的保護(hù)膜150，柵極絕緣圖案144，以及像素及第一和第二接觸孔160，130和138。按照本發(fā)明的一方面，局部蝕刻有源層114，并且通過(guò)構(gòu)圖分別暴露出有源層114在像素孔160和接觸孔138內(nèi)的上面和側(cè)面。按照本發(fā)明的另一方面，完全蝕刻掉有源層114，通過(guò)構(gòu)圖分別暴露出柵極絕緣圖案144在像素孔160和接觸孔138內(nèi)的上面和側(cè)面。
仍然參見(jiàn)圖12B，在最終要形成像素電極118的像素區(qū)內(nèi)限定像素孔160。按照本發(fā)明的一方面，像素孔160暴露出基板142，和漏極112的側(cè)面。按照本發(fā)明的另一方面，像素孔160從漏極112延伸到前級(jí)柵極線102上面的區(qū)域，暴露出第二上存儲(chǔ)電極122的側(cè)面。按照本發(fā)明的再一方面，像素電極118直接接觸到像素孔160內(nèi)的保護(hù)膜圖案150。
第一接觸孔130限定在柵極焊盤部分126上(即需要形成上柵極焊盤電極132的部分)，并且暴露出下柵極焊盤電極128。
第二接觸孔138限定在數(shù)據(jù)焊盤部分134上(即需要形成上數(shù)據(jù)焊盤電極136的部分)，并且通過(guò)下數(shù)據(jù)焊盤電極136，歐姆接觸層146和下數(shù)據(jù)焊盤電極136下面的有源層114形成，暴露出一部分有源層114。按照本發(fā)明的一方面，第二接觸孔138延伸進(jìn)入至少一部分有源層114。按照本發(fā)明的另一方面，延伸的第二接觸孔138完全貫穿有源層114并且暴露出一部分柵極絕緣層144。
參見(jiàn)圖12C，在TFT基板和第二光刻膠圖案152上面形成透明導(dǎo)電材料154。按照本發(fā)明的一方面，按照濺射等淀積技術(shù)形成透明導(dǎo)電材料154。按照本發(fā)明的另一方面，透明導(dǎo)電材料154包括銦錫氧化物(ITO)，氧化錫(TO)，銦鋅氧化物(IZO)，SnO2等等及其組合。
參見(jiàn)圖12D，可以按提升工序同時(shí)去除第二光刻膠圖案152和在其上形成的部分透明導(dǎo)電材料154，形成的透明導(dǎo)電圖案包括像素電極118，第二上存儲(chǔ)電極124，上柵極焊盤電極132和上數(shù)據(jù)焊盤電極140。透明導(dǎo)電圖案直接接觸到各自孔內(nèi)構(gòu)圖的保護(hù)膜150，但是不會(huì)與其上表面部分重疊。
例如，像素電極118直接接觸到漏極112的側(cè)面。第二上存儲(chǔ)電極124從像素電極118延伸到前級(jí)柵極線102并且直接接觸到第一上存儲(chǔ)電極122的側(cè)面。第二上存儲(chǔ)電極124僅僅接觸到柵極絕緣膜144，或是接觸到柵極絕緣膜144和一部分有源層114，以縮小相對(duì)于像素電極118的高度差。上柵極焊盤電極132通過(guò)第一接觸孔130直接接觸到下柵極焊盤電極128。上數(shù)據(jù)焊盤電極132通過(guò)第二接觸孔138直接接觸到下數(shù)據(jù)焊盤電極136。
如上所述，本發(fā)明的原理包括用來(lái)簡(jiǎn)化TFT基板制造工序的提升工序，這樣能降低制造成本并提高TFT基板的產(chǎn)量。
其次可以縮小第二上存儲(chǔ)電極124與像素孔160內(nèi)的像素電極118之間的高度差，基本上消除對(duì)準(zhǔn)缺陷，并且有助于解決漏光問(wèn)題。
最后，本發(fā)明的存儲(chǔ)電容包括彼此并聯(lián)連接的第一和第二存儲(chǔ)電容，為了提高存儲(chǔ)電容的整體容量，并且穩(wěn)定地維持充入像素電極的信號(hào)，第一和第二存儲(chǔ)電容內(nèi)的電極之間的距離不同。
顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員無(wú)需脫離本發(fā)明的原理和范圍還能對(duì)本發(fā)明作出各種各樣的修改和變更。因此，本發(fā)明的意圖是要覆蓋權(quán)利要求書(shū)及其等效物范圍內(nèi)的修改和變更。
權(quán)利要求
1.一種顯示器件的薄膜晶體管(TFT)基板，包括柵極線；與柵極線交叉限定一像素區(qū)的數(shù)據(jù)線；柵極線和數(shù)據(jù)線之間的柵極絕緣膜；柵極線和數(shù)據(jù)線交叉點(diǎn)上的TFT，TFT包括連接到柵極線的柵極，連接到數(shù)據(jù)線的源極，面對(duì)源極的漏極，柵極與源極和漏極之間的半導(dǎo)體圖案，以及源極和漏極之間的溝道區(qū)；位于柵極線、數(shù)據(jù)線和TFT上的保護(hù)膜；限定在保護(hù)膜和柵極絕緣膜內(nèi)的像素孔，像素孔設(shè)置在像素區(qū)內(nèi)和像素區(qū)外；設(shè)置在像素區(qū)內(nèi)的部分像素孔內(nèi)、并且接觸到漏極側(cè)面的像素電極；第一存儲(chǔ)電容，包括柵極線的第一部分；柵極線第一部分上的第一上存儲(chǔ)電極；以及柵極線第一部分和第一上存儲(chǔ)電極之間的柵極絕緣膜和半導(dǎo)體層；第二存儲(chǔ)電容，包括柵極線的第二部分；柵極線第二部分上的第二上存儲(chǔ)電極，其中的第二上存儲(chǔ)電極接觸到第一上存儲(chǔ)電極的側(cè)面；以及柵極線第二部分與第二上存儲(chǔ)電極之間的柵極絕緣膜。
2.按照權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管基板，其特征在于，所述像素電極和第二上存儲(chǔ)電極直接接觸到保護(hù)膜。
3.按照權(quán)利要求2所述的薄膜晶體管基板，其特征在于，所述半導(dǎo)體層包括有源層；和形成在溝道區(qū)以外的有源層上的歐姆接觸層，有源層位于第二上存儲(chǔ)電極和柵極絕緣膜之間。
4.按照權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管基板，其特征在于，還包括從柵極線延伸的下柵極焊盤電極；貫穿保護(hù)膜和柵極絕緣膜的第一接觸孔，用第一接觸孔暴露出下柵極焊盤電極；以及在第一接觸孔內(nèi)直接連接到保護(hù)膜的柵極焊盤部分，該柵極焊盤部分包括在第一接觸孔內(nèi)接觸到下柵極焊盤電極的上柵極焊盤電極。
5.按照權(quán)利要求4所述的薄膜晶體管基板，其特征在于，還包括從數(shù)據(jù)線延伸的下數(shù)據(jù)焊盤電極；貫穿保護(hù)膜和下數(shù)據(jù)焊盤電極的第二接觸孔；以及在第二接觸孔內(nèi)直接連接到保護(hù)膜的數(shù)據(jù)焊盤部分，該數(shù)據(jù)焊盤部分包括在第二接觸孔內(nèi)接觸到下數(shù)據(jù)焊盤電極側(cè)面的上數(shù)據(jù)焊盤電極。
6.按照權(quán)利要求5所述的薄膜晶體管基板，其特征在于，所述數(shù)據(jù)焊盤部分包括歐姆接觸層；以及設(shè)置在下數(shù)據(jù)焊盤電極和柵極絕緣膜之間的有源層，第二接觸孔延伸通過(guò)歐姆接觸層并至少是部分穿過(guò)有源層。
7.按照權(quán)利要求6所述的薄膜晶體管基板，其特征在于，所述第二接觸孔延伸通過(guò)有源層并且暴露出柵極絕緣膜。
8.一種顯示器件的薄膜晶體管(TFT)基板的制造方法，包括在基板上形成柵極線和連接到柵極線的柵極；用柵極絕緣膜覆蓋柵極線和柵極；在柵極絕緣膜的預(yù)定區(qū)域上形成半導(dǎo)體層；形成數(shù)據(jù)線，連接到數(shù)據(jù)線的源極，漏極和第一上存儲(chǔ)電極，數(shù)據(jù)線與柵極線交叉限定一像素區(qū)，溝道區(qū)上的漏極與源極被半導(dǎo)體層隔開(kāi)，第一上存儲(chǔ)電極與柵極線的第一部分重疊，并且柵極絕緣膜和半導(dǎo)體層處在第一上存儲(chǔ)電極和柵極線的第一部分之間；在柵極線、數(shù)據(jù)線和TFT上形成保護(hù)膜；形成貫穿保護(hù)膜和柵極絕緣膜的像素孔，該像素孔設(shè)置在像素區(qū)內(nèi)和像素區(qū)外，并且形成像素孔包括去除像素區(qū)外的一部分第一上存儲(chǔ)電極；在設(shè)置在像素區(qū)內(nèi)的部分像素孔內(nèi)形成像素電極，所述像素電極接觸到漏極的側(cè)面；并且形成從像素區(qū)內(nèi)的像素孔延伸并且接觸到第一上存儲(chǔ)電極側(cè)面的第二上存儲(chǔ)電極。
9.按照權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述形成半導(dǎo)體層包括在柵極絕緣膜上形成有源層；并且在溝道區(qū)外的有源層上形成歐姆接觸層，有源層的上表面暴露在像素孔內(nèi)。
10.按照權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，還包括形成一從柵極線延伸的下柵極焊盤電極；形成一貫穿保護(hù)膜和柵極絕緣膜的第一接觸孔，所述第一接觸孔暴露出下柵極焊盤電極；并且形成一在第一接觸孔內(nèi)直接接觸到保護(hù)膜的上柵極焊盤電極，所述上柵極焊盤電極接觸到下柵極焊盤電極。
11.按照權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，還包括形成從數(shù)據(jù)線延伸并與半導(dǎo)體層重疊的下數(shù)據(jù)焊盤電極；形成貫穿保護(hù)膜和下數(shù)據(jù)焊盤電極的第二接觸孔；并且形成一在第二接觸孔內(nèi)直接接觸到保護(hù)膜的上數(shù)據(jù)焊盤電極，該上數(shù)據(jù)焊盤電極接觸到下數(shù)據(jù)焊盤電極的側(cè)面。
12.按照權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述形成第二接觸孔包括在柵極絕緣膜上形成有源層；并在有源層上形成歐姆接觸層，第二接觸孔貫穿歐姆接觸層和有源層延伸。
13.一種顯示器件的薄膜晶體管(TFT)基板的制造方法，包括在基板上形成柵極金屬層；用柵極金屬層形成柵極金屬圖案，該柵極金屬圖案包括柵極線和柵極；在柵極金屬圖案上淀積柵極絕緣膜、非摻雜非晶硅層、摻雜非晶硅層和數(shù)據(jù)金屬層；形成數(shù)據(jù)金屬圖案、歐姆接觸層和有源層，該數(shù)據(jù)金屬圖案包括數(shù)據(jù)線，源極，漏極和第一上存儲(chǔ)電極，數(shù)據(jù)線與柵極線交叉限定一像素區(qū)，漏極與源極在由有源層形成的溝道區(qū)隔開(kāi)，并且第一上存儲(chǔ)電極與柵極線重疊；形成一在像素區(qū)內(nèi)和像素區(qū)外貫穿柵極絕緣膜的像素孔，形成像素孔包括去除像素區(qū)外的部分第一上存儲(chǔ)電極；在像素區(qū)內(nèi)的部分像素孔內(nèi)形成像素電極，像素電極在像素孔內(nèi)接觸到漏極的側(cè)面；并且形成從像素孔內(nèi)的像素電極延伸并且接觸到第一上存儲(chǔ)電極側(cè)面的第二存儲(chǔ)電極。
14.按照權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述形成數(shù)據(jù)金屬圖案，歐姆接觸層和有源層包括在數(shù)據(jù)金屬層上形成光刻膠圖案，光刻膠圖案在溝道區(qū)外的第一部分具有第一厚度，光刻膠圖案在溝道區(qū)內(nèi)的第二部分具有小于第一厚度的第二厚度；用光刻膠圖案對(duì)數(shù)據(jù)金屬層、摻雜非晶硅層和非摻雜非晶硅層構(gòu)圖；使光刻膠圖案灰化去除光刻膠圖案的第二部分；用灰化的光刻膠圖案作為掩模去除溝道區(qū)內(nèi)的那部分?jǐn)?shù)據(jù)金屬圖案和摻雜非晶硅層；并且去除灰化的光刻膠圖案。
15.按照權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，形成像素電極包括在數(shù)據(jù)金屬圖案上形成保護(hù)膜；在保護(hù)膜上形成光刻膠圖案，光刻膠圖案暴露出像素區(qū)上和像素區(qū)外的那部分保護(hù)膜；用光刻膠圖案作為掩模蝕刻保護(hù)膜和柵極絕緣膜的暴露部分形成像素孔；在光刻膠圖案上和像素孔內(nèi)形成透明導(dǎo)電材料；并且用提升法去除光刻膠圖案和光刻膠圖案上的那部分透明導(dǎo)電薄膜，從而形成像素電極和第二上存儲(chǔ)電極。
16.按照權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，形成像素孔包括對(duì)光刻膠圖案暴露出的部分漏極和部分上存儲(chǔ)電極進(jìn)行蝕刻。
17.按照權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，形成像素孔包括在像素孔內(nèi)暴露出有源層的上表面。
18.按照權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，還包括形成連接到柵極線的下柵極焊盤電極；在形成像素孔的同時(shí)形成貫穿保護(hù)膜和柵極絕緣膜暴露出下柵極焊盤電極的第一接觸孔；并且形成在第一接觸孔內(nèi)接觸到保護(hù)膜的上柵極焊盤電極，該上柵極焊盤電極接觸到下柵極焊盤電極。
19.按照權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，還包括形成連接到數(shù)據(jù)線的下數(shù)據(jù)焊盤電極；形成貫穿保護(hù)膜和下數(shù)據(jù)焊盤電極的第二接觸孔；并且形成直接接觸到保護(hù)膜的上數(shù)據(jù)焊盤電極，該上數(shù)據(jù)焊盤電極接觸到下數(shù)據(jù)焊盤電極的側(cè)面。
20.按照權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，還包括形成與下數(shù)據(jù)焊盤電極重疊的非摻雜和摻雜的非晶硅層；并且形成第二接觸孔，貫穿至少一非摻雜和摻雜的非晶硅層的至少一部分。
21.按照權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，還包括形成完全貫穿非摻雜非晶硅層暴露出柵極絕緣膜的第二接觸孔。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種按三輪掩模工序制造薄膜晶體管(TFT)基板的方法。在第一掩模工序中形成柵極線和柵極。在第二掩模工序中用柵極絕緣膜，非摻雜和摻雜的非晶硅層和數(shù)據(jù)金屬層形成數(shù)據(jù)線，源極，漏極，半導(dǎo)體層和與柵極線重疊的第一上存儲(chǔ)電極。在第三掩模工序中形成在像素區(qū)內(nèi)、外貫穿保護(hù)膜和柵極絕緣膜的像素孔，局部去除第一上存儲(chǔ)電極，像素電極在像素區(qū)上的像素孔內(nèi)接觸到漏極的側(cè)面，而第二上存儲(chǔ)電極在像素區(qū)外的像素孔內(nèi)接觸到第一上存儲(chǔ)電極的側(cè)面。
文檔編號(hào)H01L21/336GK1610110SQ20041008370
公開(kāi)日2005年4月27日 申請(qǐng)日期2004年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月14日
發(fā)明者趙興烈, 柳洵城, 安炳喆 申請(qǐng)人:Lg.菲利浦Lcd株式會(huì)社