專利名稱：平板顯示器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種平板顯示器及其制造方法。
背景技術(shù)：
平板顯示器包括液晶顯示器(LCD)、有機(jī)電致發(fā)光(EL)顯示器、等離子體顯示板(PDP)等等。這些當(dāng)中，LCD和有機(jī)EL顯示器包括多個(gè)像素，該像素具有晶體管和電容器。
增加電容器容量的方法包括增加電容器的表面積尺寸，減少電容器的介電層的厚度，以及使用一種具有高介電常數(shù)的材料作為介電層。
這些增加電容器容量的方法中，增加電容器表面積尺寸的方法由于增加的電容器面積而減小了孔徑比，而減少電容器介電層厚度的方法需要附加過程。
下文中，描述平板顯示器集中在有機(jī)EL顯示器上。
圖1是說明傳統(tǒng)有源矩陣有機(jī)EL顯示器的橫截面圖。一層緩沖層140在一透明絕緣襯底100上形成。透明絕緣襯底100分別包括第一、第二和第三區(qū)110、120和130，且其優(yōu)選地用玻璃制造。緩沖層140優(yōu)選地用氧化物層制造。
一層半導(dǎo)體層111在第一區(qū)110上的緩沖層140上形成。一層?xùn)艠O絕緣層150在襯底100的整個(gè)表面上形成并覆蓋半導(dǎo)體層111。
第一金屬層沉積在柵極絕緣層150上并被構(gòu)圖以形成一柵電極112和第一電容器電極122。柵電極112在第一區(qū)110上形成，且第一電容器電極122在第二區(qū)120上形成。
使用柵電極112作為掩模，把p型雜質(zhì)或n型雜質(zhì)離子摻雜進(jìn)半導(dǎo)體層111內(nèi)，以形成源極區(qū)113和漏極區(qū)114。
層間絕緣層160在包括半導(dǎo)體層111和柵電極112的襯底100的整個(gè)表面上形成。蝕刻?hào)艠O絕緣層150和層間絕緣層160來形成接觸孔161和162。接觸孔161和162分別暴露部分源極區(qū)113和漏極區(qū)114。
第二金屬層沉積在層間絕緣層160上，填充接觸孔161和162。構(gòu)圖第二金屬層以形成源電極115和漏電極116，以及第二電容器電極126。源電極115和漏電極116分別通過接觸孔161和162與源極區(qū)113和漏極區(qū)114接觸。第二電容器電極126自源電極115延伸以覆蓋第一電容器電極122。
鈍化層170在襯底100的整個(gè)表面上形成。蝕刻鈍化層170以暴露部分源電極115和部分漏電極116中的任一處，以形成通孔171。在圖1中，通孔171暴露部分漏電極116。
透明導(dǎo)電材料層沉積在鈍化層170上，填充通孔171。構(gòu)圖透明導(dǎo)電材料層來在襯底100的第三區(qū)130上形成像素電極131。像素電極131通過通孔171與漏電極116接觸，并用氧化銦錫(ITO)或氧化銦鋅(IZO)制造。
平坦化層180在襯底100的整個(gè)表面上形成。蝕刻平坦化層180來暴露部分像素電極131，以形成一開口部分181。
有機(jī)EL層132在像素電極131上形成以覆蓋開口部分181。形成一陰極電極133來覆蓋有機(jī)EL層132。因此，完成了圖1的有機(jī)EL顯示器。
層間絕緣層160既用作將柵電極112與第二金屬層絕緣的絕緣層，又用作電容器的介電層。優(yōu)選地，層間絕緣層160在第一區(qū)110上的部分比較厚，以獲得良好的絕緣性，然而層間絕緣層160在第二區(qū)120上的部分比較薄，以增加電容器的容量。然而，形成層間絕緣層160的較厚部分和層間絕緣層160的較薄部分需要附加工序。同樣，為了高電容而增加電容器的表面積導(dǎo)致孔徑比減少。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述問題，本發(fā)明提供一種平板顯示器，其具有高電容器容量和薄膜晶體管(TFT)的充分絕緣性，而無需要額外工序。
本發(fā)明的目的是提供一種既具有高電容器容量，又具有高孔徑比的平板顯示器。
本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)將在下面的說明中部分陳述，且因本說明而部分清晰，或可以通過實(shí)施本發(fā)明來獲悉。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述和其它目的，本發(fā)明提供一種平板顯示器，包括絕緣襯底，其包括一薄膜晶體管區(qū)和一電容器區(qū)，所述薄膜晶體管區(qū)包括其具有半導(dǎo)體層、柵電極、以及源電極和漏電極的薄膜晶體管，所述電容器區(qū)包括其具有第一和第二電容器電極的電容器；以及絕緣層，其形成在絕緣襯底上，絕緣層形成在薄膜晶體管區(qū)上的部分將柵電極與源電極和漏電極絕緣，且絕緣層形成在電容器區(qū)上的部分用作第一電容器電極和第二電容器電極之間的介電層，絕緣層形成在薄膜晶體管區(qū)上的部分在厚度上比絕緣層形成在電容器區(qū)上的部分厚。
本發(fā)明還提供一種平板顯示器，包括絕緣襯底，其包括薄膜晶體管區(qū)和電容器區(qū)；半導(dǎo)體層，其形成在絕緣襯底的薄膜晶體管區(qū)上；絕緣層，其形成在絕緣襯底的整個(gè)表面上并覆蓋該半導(dǎo)體層；柵電極，其形成在絕緣襯底的薄膜晶體管區(qū)上的柵極絕緣層上；第一電容器電極，其形成在絕緣襯底的電容器區(qū)上的柵極絕緣層上；層間絕緣層，其形成在絕緣襯底的整個(gè)表面上并覆蓋柵電極和第一電容器電極，絕緣層形成在薄膜晶體管區(qū)上的部分在厚度上比形成在電容器區(qū)上的部分厚，絕緣層具有接觸孔來暴露半導(dǎo)體層的兩端部；源電極和漏電極，其形成在層間絕緣層上，并通過接觸孔分別與半導(dǎo)體層的端部接觸；以及第二電容器電極，其形成在電容器區(qū)上的層間絕緣層上，并電連接到源電極和漏電極之一上。
本發(fā)明還提供一種制造平板顯示器的方法，包括提供一絕緣襯底，該絕緣襯底包括薄膜晶體管區(qū)和電容器區(qū)；在絕緣襯底的薄膜晶體管區(qū)上形成半導(dǎo)體層；在襯底的整個(gè)表面上形成一柵極絕緣層以覆蓋半導(dǎo)體層；在柵極絕緣層上形成一柵電極和一第一電容器電極，所述柵電極形成在薄膜晶體管區(qū)上，所述第一電容器電極形成在電容器區(qū)上；在所述襯底的整個(gè)表面上形成層間絕緣層以覆蓋柵電極和第一電容器電極；以及使用網(wǎng)膜版掩模(half-tone mask)蝕刻層間絕緣層，層間絕緣層在薄膜晶體管區(qū)上的部分被蝕刻得暴露出半導(dǎo)體層的兩端部，并且層間絕緣層在電容器區(qū)上的部分被蝕刻一預(yù)定厚度。
本發(fā)明還提供一種制造平板顯示器的方法，包括提供一絕緣襯底，所述絕緣襯底包括一薄膜晶體管區(qū)和一電容器區(qū)；在所述絕緣襯底的薄膜晶體管區(qū)上形成一層半導(dǎo)體層；在所述襯底的整個(gè)表面上形成一層?xùn)艠O絕緣層來覆蓋半導(dǎo)體層；在所述柵極絕緣層上形成一柵電極和一第一電容器電極，所述柵電極形成在薄膜晶體管區(qū)上，所述第一電容器電極形成在電容器區(qū)上；在所述襯底的整個(gè)表面上形成層間絕緣層來覆蓋所述柵電極和第一電容器電極；在所述層間絕緣層上涂覆光致抗蝕劑；使用網(wǎng)膜版掩模構(gòu)圖所述光致抗蝕劑以形成第一和第二光致抗蝕劑圖案，第一光致抗蝕劑圖案形成在薄膜晶體管區(qū)上并暴露半導(dǎo)體層的兩端部，第二光致抗蝕劑圖案形成在電容器區(qū)上、并且比第一光致抗蝕劑圖案薄；使用所述第一和第二光致抗蝕劑圖案蝕刻所述層間絕緣層的暴露部分以形成接觸孔；灰化所述光致抗蝕劑圖案以暴露層間絕緣層在電容器區(qū)上的部分；以及使用剩余的光致抗蝕劑圖案蝕刻層間絕緣層在電容器區(qū)上的暴露部分，其中層間絕緣層在薄膜晶體管區(qū)上的部分在厚度上比層間絕緣層在電容器區(qū)上的部分厚。
本發(fā)明還提供一種平板顯示器，包括一層絕緣襯底，其包括一薄膜晶體管區(qū)和一電容器區(qū)；一薄膜晶體管，其形成在所述薄膜晶體管區(qū)上，并包括一半導(dǎo)體層、一柵電極、以及源電極和漏電極；以及一電容器，其包括第一和第二電容器電極，所述第一電容器電極具有臺(tái)階部分。
本發(fā)明還提供一種平板顯示器，包括一層絕緣襯底，其包括一薄膜晶體管區(qū)和一電容器區(qū)；一層半導(dǎo)體層，其形成在所述絕緣襯底的薄膜晶體管區(qū)上；一層絕緣層，其形成在所述絕緣襯底的整個(gè)表面上并覆蓋所述半導(dǎo)體層；一柵電極，其形成在所述絕緣襯底的薄膜晶體管區(qū)上的柵極絕緣層上；一第一電容器電極，其形成在所述絕緣襯底的電容器區(qū)上的柵極絕緣層上并具有臺(tái)階部分；一層間絕緣層，其形成在所述絕緣襯底的整個(gè)表面上并覆蓋所述柵電極和第一電容器電極并具有接觸孔；源電極和漏電極，其形成在所述層間絕緣層上和并通過接觸孔分別與半導(dǎo)體層的端部接觸；以及一第二電容器電極，其形成在所述電容器區(qū)上的層間絕緣層上并電連接到源電極和漏電極之一上。
本發(fā)明還提供一種制造平板顯示器的方法，包括提供一絕緣襯底，所述絕緣襯底包括一薄膜晶體管區(qū)和一電容器區(qū)；在所述薄膜晶體管區(qū)上形成一層半導(dǎo)體層；在所述絕緣襯底的整個(gè)表面上形成一層?xùn)艠O絕緣層來覆蓋半導(dǎo)體層；在所述柵極絕緣層上沉積一層金屬層；使用網(wǎng)膜版掩模(half-tone mask)來蝕刻所述金屬層，以在所述薄膜晶體管區(qū)上形成一柵電極和形成具有臺(tái)階部分的第一電容器電極；以及在所述絕緣襯底的整個(gè)表面上形成一層層間絕緣層并覆蓋所述柵電極和第一電容器電極。
本發(fā)明還提供一種制造平板顯示器的方法，包括提供一絕緣襯底，所述絕緣襯底包括一薄膜晶體管區(qū)和一電容器區(qū)；在所述絕緣襯底的薄膜晶體管區(qū)上形成一層半導(dǎo)體層；在所述襯底的整個(gè)表面上形成一層?xùn)艠O絕緣層以覆蓋半導(dǎo)體層；在所述柵極絕緣層上沉積一金屬層；在金屬層上涂覆光致抗蝕劑；使用網(wǎng)膜版掩模構(gòu)圖所述光致抗蝕劑以形成第一和第二光致抗蝕劑圖案，第一光致抗蝕劑圖案形成在薄膜晶體管區(qū)上并暴露部分柵極絕緣層，第二光致抗蝕劑圖案形成在電容器區(qū)上并具有臺(tái)階部分；使用所述第一和第二光致抗蝕劑圖案蝕刻所述金屬層以形成一柵電極；灰化所述光致抗蝕劑圖案來暴露電容器區(qū)上的部分金屬層；以及利用剩余的光致抗蝕劑圖案蝕刻電容器區(qū)上金屬層的暴露部分，以形成具有臺(tái)階部分的第一電容器電極。優(yōu)選地，第一電容器電極具有條形或點(diǎn)狀凹槽，并且每個(gè)凹槽具有矩形橫截面、三角形橫截面、梯形橫截面或波浪形橫截面。


為了更完全地理解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在參考以下說明及其附圖，其中圖1是示出傳統(tǒng)有源矩陣有機(jī)EL顯示器的橫截面圖；圖2A至2D是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例制造有機(jī)EL顯示器的過程的橫截面圖；圖3A至3E是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例制造有機(jī)EL顯示器的過程的橫截面圖；圖4A至4E是示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例制造有機(jī)EL顯示器的過程的橫截面圖；圖5A至5E是示出根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例制造有機(jī)EL顯示器的過程的橫截面圖；圖6A表示掩模與第一電容器電極對(duì)應(yīng)的部分；圖6B表示使用圖6A的掩模形成的第一電容器電極；圖7A至7C表示使用圖6A的掩模形成的第一電容器電極的改型；圖8A表示圖6A的掩模的改型；圖8B表示通過圖8A的掩模形成的第一電容器電極；
圖9表示使用圖6A的掩模形成的第一電容器電極的截面照片；以及圖10表示使用圖6A的掩模形成的第一電容器電極的平面圖的照片。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例，其示例在附圖中示出，其中相同的附圖標(biāo)記始終表示相同部件。
在下文中，本發(fā)明的平板顯示器集中于有機(jī)EL顯示器進(jìn)行描述。
圖2A至2D是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例制造有機(jī)EL顯示器的過程的橫截面圖。
參考圖2A，一層緩沖層240在一層透明絕緣襯底200上形成。透明絕緣襯底200包括第一、第二和第三區(qū)210、220和230，其優(yōu)選地是用玻璃制造。緩沖層240優(yōu)選地是用氧化物層制造。
一層半導(dǎo)體層211在第一區(qū)210上的緩沖層240上形成。半導(dǎo)體層211優(yōu)選地是用多晶硅制造。一層?xùn)艠O絕緣層250在襯底200的整個(gè)表面上形成并覆蓋半導(dǎo)體層211。
一第一金屬層沉積在柵極絕緣層250上，并被構(gòu)圖以形成一柵電極212和一第一電容器電極222。柵電極212在第一區(qū)210上形成，而第一電容器電極222在第二區(qū)220上形成。
使用柵電極212作為掩模，把p型或n型雜質(zhì)離子摻雜(ion-dope)進(jìn)半導(dǎo)體層211中，以分別形成源極區(qū)213和漏極區(qū)214。一層層間絕緣層260在襯底200的整個(gè)表面上形成。
一種光致抗蝕劑270a涂在層間絕緣層260上，然后將掩模20對(duì)準(zhǔn)。
掩模20包括透光部分23、半透光部分24和遮光部分25。透光部分23透過所有入射光。半透光部分24是半色部分并透過部分入射光。遮光部分25屏蔽所有入射光。
遮光部分25包括一層光屏蔽材料層22-1，其形成在由例如石英制造的透明襯底21上。光屏蔽材料層22-1具有充足的厚度來完全屏蔽所有入射光。半透光部分24包括一層光屏蔽材料層22-2，其形成在透明襯底21上。光屏蔽材料層22-2具有足夠的厚度來透射部分入射光。由半透光部分24透射的光量依賴于層間絕緣層260將在后續(xù)過程中得以蝕刻的厚度，而透光量由光屏蔽材料層22-2的厚度來控制。
透光部分23包括透明襯底21的沒有光屏蔽材料層22-1和22-2的部分，且將各部分布置在源極區(qū)213和漏極區(qū)214上方。半透光部分24沉積在第一電容器電極222上。光屏蔽材料層22-1和22-2優(yōu)選地用鉻(Cr)制造。
參考圖2B，利用掩模20來曝光光致抗蝕劑270a(圖2A)(在圖2A中用箭頭L表示)以形成光致抗蝕劑圖案270。去除光致抗蝕劑270a的與透光部分23對(duì)應(yīng)的部分217和218，并去除與半透光部分24相應(yīng)的部分光致抗蝕劑270a，由此區(qū)域219具有比較薄的厚度。
參考圖2C，使用光致抗蝕劑圖案270作為掩模，蝕刻?hào)艠O絕緣層250和層間絕緣層260以形成接觸孔261和262。接觸孔261和262分別暴露部分源極區(qū)213和漏極區(qū)214。在該蝕刻過程中，光致抗蝕劑圖案270出現(xiàn)腐蝕，而層間絕緣層260的暴露部分蝕刻一預(yù)定厚度。因此，層間絕緣層260與第一電容器電極222相應(yīng)的部分227具有比較薄的厚度，該厚度與掩模20的半透光部分24的厚度成比例。
參考圖2D，一層第二金屬層沉積在層間絕緣層260上。第二金屬層填充接觸孔261和262，并被構(gòu)圖以形成源電極215和漏電極216、以及第二電容器電極226。源電極215和漏電極216分別通過接觸孔261和262與源極區(qū)213和漏極區(qū)214接觸。第二電容器電極226從源電極215延伸以覆蓋第一電容器電極222。
一層鈍化層280分別在源電極215和漏電極216上形成，第二電容器電極226保留部分層間絕緣層260。蝕刻鈍化層280來暴露部分源電極215或部分漏電極216，以形成通孔281。在圖2D中，通孔281暴露部分漏電極216。
一層透明導(dǎo)電材料層沉積在鈍化層280上，填充通孔281。構(gòu)圖透明導(dǎo)電層以在襯底200的第三區(qū)230上形成一像素電極231。像素電極231通過通孔281與漏電極216接觸，并且用氧化銦錫(ITO)或氧化銦鋅(IZO)制造。
一層平坦化層290在襯底200的整個(gè)表面上形成并覆蓋像素電極231和部分鈍化層280。蝕刻平坦化層290來暴露部分像素電極231，以形成開口部分291。
有機(jī)EL層232在像素電極231上形成來覆蓋開口部分291。形成一陰極電極233來覆蓋有機(jī)EL層232。因此，完成了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的有機(jī)EL顯示器。
圖3A至3E是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例制造有機(jī)EL顯示器的過程的橫截面圖。
參考圖3A，一層緩沖層311在透明絕緣襯底300上形成。透明絕緣襯底300包括第一、第二和第三區(qū)310、320和330，且優(yōu)選地用玻璃制造。緩沖層340優(yōu)選地用氧化物層制造。
半導(dǎo)體層311在第一區(qū)310上方的緩沖層340上形成。半導(dǎo)體層311優(yōu)選地是用多晶硅制造。一層?xùn)艠O絕緣層350在襯底300的整個(gè)表面上形成并覆蓋半導(dǎo)體層311。
一層第一金屬層沉積在柵極絕緣層350上并被構(gòu)圖成一柵電極312和一第一電容器電極322。柵電極312在第一區(qū)310上形成，第一電容器電極322在第二區(qū)320上形成。
使用柵電極312作為掩模，把p型或n型雜質(zhì)離子摻雜進(jìn)半導(dǎo)體層311內(nèi)，形成源極區(qū)313和漏極區(qū)314。
層間絕緣層360在襯底300的整個(gè)表面上形成并覆蓋柵電極312、第一電容器電極322和部分柵極絕緣層350。
一種光致抗蝕劑370a涂在層間絕緣層360上，然后對(duì)準(zhǔn)掩模30。
掩模30包括透光部分33、半透光部分34和遮光部分35。透光部分33透過所有入射光。半透光部分34是半色部分并透過部分入射光。遮光部分35屏蔽所有入射光。
遮光部分35包括形成在由例如石英制造的透明襯底31上的光屏蔽材料層32-1。光屏蔽材料層32-1具有足夠的厚度來完全屏蔽所有入射光。半透光部分34包括一層形成在透明襯底31上的光屏蔽材料層32-2。光屏蔽材料層32-2具有足夠的厚度來透過部分入射光。由半透光部分34透過的光量取決于層間絕緣層360將在后續(xù)過程中被蝕刻的厚度，且透過的光量由光屏蔽材料層22-2的厚度來控制。
透光部分33包括透明襯底31的沒有光屏蔽材料層32-1和32-2的部分，且將各部分布置在源極區(qū)313和漏極區(qū)314上方。半透光部分34布置在第一電容器電極322上。光屏蔽材料層32-1和32-2優(yōu)選地用鉻(Cr)制造。
參考圖3B，使用掩模30來曝光光致抗蝕劑370a(圖3A)(在圖3A中用箭頭L表示)，以形成光致抗蝕劑圖案370。去除光致抗蝕劑370a的與透光部分33相應(yīng)的部分317和318，并去除光致抗蝕劑370a的與半透光部分34相應(yīng)的部分319，使得區(qū)域319具有比較薄的厚度。
參考圖3C，將光致抗蝕劑圖案370用作掩模，蝕刻層間絕緣層360以形成預(yù)接觸孔361a和362a。使用一種不導(dǎo)致光致抗蝕劑圖案370a腐蝕的配方來執(zhí)行該蝕刻過程，因此光致抗蝕劑圖案370保持“原來的樣子(as is)”。
參考圖3D，執(zhí)行灰化過程來去除部分光致抗蝕劑圖案370直到襯底300的第二區(qū)320上的層間絕緣層360在區(qū)域329中暴露。
參考圖3E，使用剩余的光致抗蝕劑圖案370作為掩模，執(zhí)行蝕刻過程，由此第一電容器電極322上的層間絕緣層360的一部分339具有比較薄的厚度，并形成接觸孔361和362。
接觸孔361和362分別暴露部分源極區(qū)313和部分漏極區(qū)314。使用一種配方來執(zhí)行形成接觸孔361和362的蝕刻過程，該配方對(duì)于多晶硅半導(dǎo)體層311來說具有良好的蝕刻選擇性。其后，去除剩余的光致抗蝕劑圖案370。
關(guān)于圖3E描述的過程之后的過程與參考圖2D描述的過程相同，故省略其描述，避免冗長(zhǎng)。
根據(jù)本發(fā)明的第一和第二實(shí)施例，層間絕緣層的用于絕緣柵電極的部分形成到比較厚的厚度，而層間絕緣層用作介電層的部分形成比較薄的厚度。因此，實(shí)現(xiàn)了柵電極與源和漏電極之間的充分絕緣性，且使用比較薄的部分作為介電層，得到了具有大容量的電容器。
圖4A至4D是示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例制造有機(jī)EL顯示器的過程的橫截面圖。
參考圖4A，緩沖層440在透明絕緣襯底400上形成。透明絕緣襯底400包括第一、第二和第三區(qū)410、420和430，其優(yōu)選地用例如玻璃的透明材料制造。緩沖層440優(yōu)選地是用氧化物層制造。
半導(dǎo)體層411在第一區(qū)410上的緩沖層440上形成。半導(dǎo)體層411優(yōu)選地是用多晶硅制造。柵極絕緣層450在襯底400的整個(gè)表面上形成并覆蓋半導(dǎo)體層411和緩沖層440。
第一金屬層401沉積在柵極絕緣層450上。一種光致抗蝕劑460a涂在第一金屬層401上，然后對(duì)準(zhǔn)掩模40。
掩模40是網(wǎng)膜版掩模(half-tone mask)，并包括透光部分43、半透光部分44和遮光部分45。透光部分43透過所有入射光。半透光部分44是半色部分并透過部分入射光。遮光部分45屏蔽所有入射光。
遮光部分45包括一層形成在透明襯底41上的光屏蔽材料層42-1。透明襯底41用一種透明材料例如石英制造。光屏蔽材料層42-1布置在與隨后將形成的柵電極和電容器電極部分相應(yīng)的位置上，并具有充分厚度來完全屏蔽所有入射光。半透光部分44包括一層形成在透明襯底41上的光屏蔽材料層42-2。光屏蔽材料層42-2布置在與隨后將形成的第一電容器電極相應(yīng)的位置上，并具有足以透過部分入射光的厚度。光屏蔽材料層42-1和42-2優(yōu)選地用鉻(Cr)制造。透光部分43包括透明襯底41的沒有光屏蔽材料層42-1和42-2的部分。
掩模40在襯底400的第二區(qū)420上方的部分具有部分透光的屏蔽材料層42-2的多個(gè)部分，其形成在光屏蔽材料層42-1部分之間。
參考圖4B，使用掩模40來曝光光致抗蝕劑460a(圖4A)(在圖4A中用箭頭L表示)，以形成光致抗蝕劑圖案460。光致抗蝕劑圖案460包括第一光致抗蝕劑圖案461和第二光致抗蝕劑圖案462。第一光致抗蝕劑圖案461用來形成柵電極，而第二光致抗蝕劑圖案462用來形成第一電容器電極。第二光致抗蝕劑圖案462還具有臺(tái)階部分465。第二光致抗蝕劑圖案462與光屏蔽材料層42-1相應(yīng)的部分467具有較厚的厚度，而第二光致抗蝕劑圖案462與光屏蔽材料層42-2相應(yīng)的部分469具有較薄的厚度。
參考圖4C，通過光致抗蝕劑圖案460構(gòu)圖第一金屬材料層401以形成柵電極412和第一電容器電極422。柵電極412在第一區(qū)410上形成，而第一電容器電極422在第二區(qū)420上形成。第一電容器電極422具有多個(gè)臺(tái)階部分425，其為比較厚的部分427和比較薄的部分429之間的過渡，因此與沒有形成臺(tái)階部分425的相似面積的電容器電極相比，第一電容器電極422具有更大的表面積尺寸。
參考圖4D，使用柵電極412作為掩模，在半導(dǎo)體層411中離子摻雜入p型和n型雜質(zhì)，以分別形成源極區(qū)413和漏極區(qū)414。
一層層間絕緣層470在襯底400的整個(gè)表面上形成，以覆蓋柵電極412、電容器電極422和柵極絕緣層450的各部分。蝕刻?hào)艠O絕緣層450和層間絕緣層470來形成接觸孔471和472。接觸孔471和472分別暴露部分源極區(qū)413和漏極區(qū)414。
參考圖4E，第二金屬層沉積在層間絕緣層470上，并填充接觸孔471和472。第二金屬層構(gòu)圖成源電極415和漏電極416、以及第二電容器電極426。源電極415和漏電極416分別通過接觸孔471和472與源極區(qū)413和漏極區(qū)414接觸。第二電容器電極426自源電極415延伸以覆蓋第一電容器電極422。部分層間絕緣層470將第二電容器電極426與第一電容器電極422隔開。
一層鈍化層480在襯底400的整個(gè)表面上形成。蝕刻鈍化層480以暴露部分源電極415或部分漏電極416，以形成通孔481。在圖4E中，通孔481暴露部分漏電極416。
一層透明導(dǎo)電材料層沉積在鈍化層480上，填充通孔481。構(gòu)圖透明導(dǎo)電材料層來在襯底400的第三區(qū)430上形成一像素電極431。像素電極431通過通孔481與漏電極416接觸，且用氧化銦錫(ITO)或氧化銦鋅(IZO)制造。
一層平坦化層490在襯底400的整個(gè)表面上形成。蝕刻平坦化層490以暴露部分像素電極431，以形成一開口部分491。
一層有機(jī)EL層432在像素電極431上形成以覆蓋開口部分491。形成陰極電極433來覆蓋有機(jī)EL層432。因此，完成了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的有機(jī)EL顯示器。
圖5A至5E是示出根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例制造有機(jī)EL顯示器的過程的橫截面圖。
參考圖5A，一層緩沖層540在透明絕緣襯底500上形成。透明絕緣襯底500包括第一、第二和第三區(qū)510、520和530，其優(yōu)選地是用玻璃制造。緩沖層540優(yōu)選地用氧化物層制造。
一層半導(dǎo)體層511在第一區(qū)510上的緩沖層540上形成。半導(dǎo)體層511優(yōu)選地是用多晶硅制造。一層?xùn)艠O絕緣層550在襯底500的整個(gè)表面上形成并覆蓋半導(dǎo)體層511。
一第一金屬層501沉積在柵極絕緣層550上。一種光致抗蝕劑560a涂在第一金屬層501上，然后對(duì)準(zhǔn)掩模40。參考圖4A在上面描述了掩模40。
參考圖5B，利用掩模40曝光光致抗蝕劑560a(圖5A)(在圖5A中用箭頭L表示)，以形成光致抗蝕劑圖案560。光致抗蝕劑圖案560包括第一光致抗蝕劑圖案561和第二光致抗蝕劑圖案562。第一光致抗蝕劑圖案561用來形成柵電極，而第二光致抗蝕劑圖案562用來形成第一電容器電極。第二光致抗蝕劑圖案562具有臺(tái)階部分565。第二光致抗蝕劑圖案562與光屏蔽材料層42-1相應(yīng)的部分567具有比較厚的厚度，而第二光致抗蝕劑圖案562與光屏蔽材料層42-2相應(yīng)的部分569具有比較薄的厚度。
參考圖5C，使用光致抗蝕劑圖案560蝕刻第一金屬材料層501來形成柵電極512，而剩下第一金屬層501的一部分522a。使用一種配方進(jìn)行第一金屬層501的蝕刻，該配方不導(dǎo)致光致抗蝕劑圖案560的腐蝕。
參考圖5D，執(zhí)行灰化過程來去除光致抗蝕劑圖案560一預(yù)定厚度，直到第二區(qū)520上的第一金屬層501的部分522b暴露。使用剩余的光致抗蝕劑圖案560蝕刻第二區(qū)520上的第一金屬層501，由此暴露柵電極512和形成第一電容器電極522，如圖5E所示。使用一種配方執(zhí)行該蝕刻過程，對(duì)于柵極絕緣層550來說，該配方具有良好的蝕刻選擇性。
第一電容器電極522具有臺(tái)階部分525，其結(jié)構(gòu)類似于上面參考圖4C所述的臺(tái)階部分425，因此具有增加的表面積尺寸，導(dǎo)致形成高容量電容。
參考圖5E所述的過程之后的過程與圖4D和4E的過程相同，故省略了相同過程的描述，避免繁復(fù)。
在第三和第四實(shí)施例中，分別適應(yīng)性示出了少量的臺(tái)階部分425和525。實(shí)際上，更多數(shù)量的臺(tái)階部分分別在第一電容器電極422和522中形成，這里更大量的臺(tái)階部分由掩模40的結(jié)構(gòu)來確定。
圖6A表示掩模40與第一電容器電極422相應(yīng)的部分。光屏蔽材料層42-1和42-2以條形圖案的形式交替形成。
圖6B表示第一電容器電極422的剖面圖，其通過使用圖6A所示的掩模部分形成。第一電容器電極422包括凸起部分(凸起)422a和凹入部分(凹槽)422b，它們也以條形圖案形式交替形成。凸起部分(凸起)422a和凹入部分(凹槽)422b具有矩形橫截面。
圖7A至7C表示使用圖6A所示的掩模40部分形成的第一電容器電極422的改型。第一電容器電極422包括凸起部分422a和凹入部分422b，它們也以條形圖案形式交替形成。圖7A的凹入部分422b具有三角形橫截面。圖7B的凹入部分422b具有梯形橫截面。圖7C的凹入部分422b具有波浪形橫截面。
圖7A、7B和7C的第一電容器電極422通過濕法蝕刻過程或干法蝕刻過程使用掩模40來形成。在干法蝕刻過程的情況下，第一電容器電極的形狀依賴于硬烘烤(hard bake)過程中的硬烘烤條件、以及第一金屬層401的干法蝕刻過程中的偏壓條件。換句話說，圖7A、7B和7C的第一電容器電極422通過分別改變硬烘烤過程中的硬烘烤條件和第一金屬層401的干法蝕刻過程中的偏壓條件來形成。
具有圖7A、7B和7C所示橫截面的第一電容器電極422防止了電場(chǎng)集中，因此與具有圖6B中所示的矩形橫截面的第一電容器電極422的介電擊穿性相比，提高了介電擊穿性。
圖8A表示掩模40的部分的改型，該掩模用來形成第一電容器電極422。在第一電容器電極422的區(qū)域里，光屏蔽材料層42-1以柵格形式形成，而光屏蔽材料層42-2形成為多個(gè)點(diǎn)，其相對(duì)于柵格形成圖案。圖8B表示通過圖8A所示的部分掩模40形成的第一電容器電極422。第一電容器電極422包括多個(gè)空洞424，其排列成相應(yīng)于圖8A中所示部分掩模40的點(diǎn)的圖案。圖8B的第一電容器電極422的每個(gè)空洞424也具有臺(tái)階部分425，因此第一電容器電極422具有增加的表面積尺寸，由此增加用第一電容器電極422形成的電容器的容量。因此，圖6B、7A、7B、7C和8B中的每個(gè)描述了第一電容器電極422，其具有非平面表面，因此由于增加的表面積，增加了電容器容量。
圖9和圖10表示使用網(wǎng)膜版掩模形成的第一電容器電極422的照片。在圖9和圖10中，第一電容器電極用鉬鎢合金制造。用于第一電容器電極的其它合適材料包括例如鋁或鋁合金。在圖9和圖10中，圖例“X12,000”和“X7,000”分別表示放大倍數(shù)，而圖例“1μm”表示比例尺。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的有機(jī)EL顯示器具有如下優(yōu)點(diǎn)由于通過單一過程很薄地形成了電容器的介電層并增加了電容器的表面積尺寸，所以增加了電容器的容量。因此減少了電容器的面積尺寸，并明顯增加了孔徑比。
盡管參考p型器件公開了本發(fā)明的實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以領(lǐng)會(huì)，本發(fā)明的原理也可以應(yīng)用到n型器件中去。n型器件的源極和漏極在位置上分別與圖2A至2D、3A至3E、4D和4E中所示的源極和漏極位置相反。
盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的一些實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以領(lǐng)會(huì)，在不背離本發(fā)明的原理和精髓的情況下可對(duì)本發(fā)明的這些實(shí)施例加以改變，本發(fā)明的范圍在權(quán)利要求和它們的等效物中得以確定。
權(quán)利要求
1.一種平板顯示器，包括一絕緣襯底，其包括一薄膜晶體管區(qū)和一電容器區(qū)；一薄膜晶體管，其形成在所述薄膜晶體管區(qū)上，并包括一半導(dǎo)體層、一柵電極、以及源和漏電極；以及一電容器，其包括第一和第二電容器電極，所述第一電容器電極具有臺(tái)階部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平板顯示器，其中所述第一電容器電極的臺(tái)階部分是形成為條形圖案的凹槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平板顯示器，其中所述第一電容器電極的每個(gè)臺(tái)階部分呈空洞的形式。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的平板顯示器，其中所述凹槽具有矩形橫截面、三角形橫截面、梯形橫截面或波浪形橫截面。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的平板顯示器，其中所述空洞具有矩形橫截面、三角形橫截面、梯形橫截面或波浪形橫截面。
6.一種平板顯示器，包括一絕緣襯底，其包括一薄膜晶體管區(qū)和一電容器區(qū)；一半導(dǎo)體層，其形成在所述薄膜晶體管區(qū)上；一絕緣層，其形成在所述絕緣襯底的整個(gè)表面上并覆蓋所述半導(dǎo)體層；一柵電極，其形成在所述薄膜晶體管區(qū)上的柵極絕緣層上；一第一電容器電極，其形成在所述絕緣襯底的電容器區(qū)上的柵極絕緣層上并具有臺(tái)階部分；一層間絕緣層，其形成在所述絕緣襯底的整個(gè)表面上并覆蓋所述柵電極和第一電容器電極并具有接觸孔；源電極和漏電極，其形成在所述層間絕緣層上，并通過接觸孔分別與半導(dǎo)體層的端部接觸；以及一第二電容器電極，其形成在所述電容器區(qū)上的層間絕緣層上并電連接到源電極和漏電極之一上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的平板顯示器，其中所述第一電容器電極包括形成為條形圖案的多個(gè)凹槽或多個(gè)空洞。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的平板顯示器，其中每個(gè)凹槽或空洞具有矩形橫截面、三角形橫截面、梯形橫截面或波浪形橫截面。
9.一種制造平板顯示器的方法，包括提供一絕緣襯底，所述絕緣襯底包括一薄膜晶體管區(qū)和一電容器區(qū)；在所述薄膜晶體管區(qū)上形成一半導(dǎo)體層；在所述絕緣襯底的整個(gè)表面上形成一層?xùn)艠O絕緣層來覆蓋半導(dǎo)體層；在所述柵極絕緣層上沉積一層金屬層；使用網(wǎng)膜版掩模蝕刻所述金屬層以在所述薄膜晶體管區(qū)上形成柵電極、并形成具有臺(tái)階部分的第一電容器電極；以及在所述絕緣襯底的整個(gè)表面上形成一層層間絕緣層來覆蓋所述柵電極和第一電容器電極。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述第一電容器電極的臺(tái)階部分包括形成為條形圖案的凹槽或多個(gè)空洞。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中每個(gè)凹槽或空洞具有矩形橫截面、三角形橫截面、梯形橫截面或波浪形橫截面。
12.一種制造平板顯示器的方法，包括提供一絕緣襯底，所述絕緣襯底包括一薄膜晶體管區(qū)和一電容器區(qū)；在所述絕緣襯底的薄膜晶體管區(qū)上形成一層半導(dǎo)體層；在所述襯底的整個(gè)表面上形成一層?xùn)艠O絕緣層來覆蓋半導(dǎo)體層；在所述柵極絕緣層上沉積一層金屬層；在所述金屬層上涂覆光致抗蝕劑；使用網(wǎng)膜版掩模來構(gòu)圖所述光致抗蝕劑，以形成第一和第二光致抗蝕劑圖案，第一光致抗蝕劑圖案形成在薄膜晶體管區(qū)上、并暴露一部分柵極絕緣層，第二光致抗蝕劑圖案形成在電容器區(qū)上、并具有臺(tái)階部分；使用所述第一和第二光致抗蝕劑圖案蝕刻所述金屬層，形成一柵電極；灰化所述光致抗蝕劑圖案以暴露金屬層在電容器區(qū)上的部分；以及使用光致抗蝕劑圖案的剩余部分來蝕刻金屬層在電容器區(qū)上的暴露部分，以形成具有臺(tái)階部分的第一電容器電極。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中使用一種配方來蝕刻金屬層，該配方對(duì)柵極絕緣層具有良好的蝕刻選擇性。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種平板顯示器及其制造方法，該顯示器具有大電容和高孔徑比。在絕緣襯底上形成一薄膜晶體管和一電容器。所述薄膜晶體管包括一半導(dǎo)體層、一柵電極、以及源電極和漏電極。所述電容器具有第一和第二電容器電極以及一層介電層。在晶體管上形成一絕緣層來絕緣柵電極與源和漏電極，部分絕緣層形成為第一和第二電容器電極之間的介電層。一非平面形狀的第一電容器電極和一相應(yīng)形狀的介電層、以及一第二電容器電極增加了電容器的容量。絕緣層的用作電容器電介質(zhì)的部分形成得比絕緣層在柵電極上形成的部分薄。
文檔編號(hào)H01L21/77GK1668151SQ20051005650
公開日2005年9月14日 申請(qǐng)日期2002年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月6日
發(fā)明者徐誠模, 具在本 申請(qǐng)人:三星Sdi株式會(huì)社