專利名稱：制造包括塑料基板的柔性薄膜晶體管陣列板的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造薄膜晶體管陣列板的方法，更具體而言，涉及一種制造包括塑料基板的柔性薄膜晶體管陣列板的方法。
背景技術(shù)：
液晶顯示器(LCD)和有機(jī)發(fā)光顯示器(OLED)是常見(jiàn)的平板顯示器。
LCD包括設(shè)置有例如像素電極和公共電極的場(chǎng)產(chǎn)生電極以及偏振片的兩個(gè)板，以及插入其中的液晶(LC)層。LCD通過(guò)向場(chǎng)產(chǎn)生電極施加電壓而在LC層中產(chǎn)生電場(chǎng)來(lái)顯示圖象，該電場(chǎng)決定LC層中LC分子的取向從而調(diào)節(jié)入射光的偏振。
有機(jī)發(fā)光顯示器(OLED)是自發(fā)射顯示器件，其通過(guò)激發(fā)發(fā)射有機(jī)材料產(chǎn)生光來(lái)顯示圖象。OLED包括陽(yáng)極(空穴注入電極)、陰極(電子注入電極)和插入其中的有機(jī)發(fā)光層。當(dāng)空穴和電子被注入發(fā)光層時(shí)，它們復(fù)合并隨著發(fā)光而成對(duì)湮滅。
然而，由于液晶顯示器和有機(jī)發(fā)光顯示器包括易碎和沉重的玻璃基板，它們難于運(yùn)輸且不適合用于大尺度顯示。
因此，發(fā)展了輕且堅(jiān)固的使用柔性基板例如塑料的顯示器。
塑料基板具有優(yōu)于玻璃基板的許多優(yōu)點(diǎn)，例如便攜性、穩(wěn)定性和更輕的重量。此外，可以用淀積工藝和印刷工藝來(lái)形成柔性顯示器。而且，使用塑料基板的柔性顯示器可以通過(guò)卷裝進(jìn)出(roll-to-roll)工藝取代通常的片單元工藝來(lái)制造。因此，大量生產(chǎn)可以最小化生產(chǎn)成本。
然而，具有弱的熱性質(zhì)的塑料基板在常規(guī)制造工藝中由于高溫而容易被延展，因此由延展導(dǎo)致薄膜圖案之間未對(duì)準(zhǔn)(misalignment)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種制造柔性顯示器的方法，該方法包括在基板上形成包括柵極的柵極線、順序淀積覆蓋該柵極線的柵極絕緣層和半導(dǎo)體層、第一次蝕刻該半導(dǎo)體層、第二次蝕刻該半導(dǎo)體層、在該半導(dǎo)體層和該柵極絕緣層上形成包括源極和漏極的數(shù)據(jù)線、和形成連接到漏極的像素電極。
本發(fā)明其他的特點(diǎn)將在下面的描述中給出，且一部分將從描述中變得明顯，或者從實(shí)施本發(fā)明而獲知。
本發(fā)明公開了一種制造柔性顯示器的方法，該方法包括在基板上形成包括柵極的柵極線、淀積柵極絕緣層覆蓋該柵極線、淀積半導(dǎo)電層例如半導(dǎo)體層覆蓋該柵極絕緣層、第一次蝕刻該半導(dǎo)體層、第二次蝕刻該半導(dǎo)體層、在該半導(dǎo)體層上形成包括源極和漏極的數(shù)據(jù)線以及形成連接到漏極的像素電極。
應(yīng)該理解，上述一般性描述和下面的詳細(xì)描述是示范性和說(shuō)明性的，且旨在提供如權(quán)利要求所述的本發(fā)明的進(jìn)一步解釋。


包括進(jìn)來(lái)以提供本發(fā)明的進(jìn)一步理解并合并作為本說(shuō)明書的一部分的附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例，并與描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。
圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于LCD的TFT陣列板的布局圖；圖2是圖1所示的TFT陣列板沿線II-II’所取的剖面圖；圖3是圖1和2所示的TFT陣列板在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制造方法的第一操作中的布局圖；圖4A、6A、7A、8A和9A是圖1和2所示的TFT陣列板在根據(jù)本發(fā)明的制造方法的中間操作中的布局圖；圖4B是圖4A所示的TFT陣列板沿線IVb-IVb’所取的剖面圖；圖5是圖4A所示的TFT陣列板沿線IVB-IVB’所取的剖面圖，并示出圖4B所示的步驟之后的操作；圖6B是圖6A所示的TFT陣列板沿線VIb-VIb’所取的剖面圖；圖7B是圖7A所示的TFT陣列板沿線VIIB-VIIB’所取的剖面圖；圖8B是圖8A所示的TFT陣列板沿線VIIIB-VIIIB’所取的剖面圖；圖9B是圖9A所示的TFT陣列板沿線IXB-IXB’所取的剖面圖；圖10A是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的用于LCD的TFT陣列板的布局圖；圖10B是圖10A所示的TFT陣列板沿線XB-XB’所取的剖面圖；圖11A和12A是圖10A和10B所示的TFT陣列板在根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的制造方法的中間步驟中的布局圖；圖11B是圖11A所示的TFT陣列板沿線XIB-XIB’所取的剖面圖；圖12B是圖12A所示的TFT陣列板沿線XIIB-XIIB’所取的剖面圖；圖13A是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的用于LCD的TFT陣列板的布局圖；圖13B是圖13A所示的TFT陣列板沿線XIIIB-XIIIB’所取的剖面圖；圖14A、16A、21A和22A是圖13A和13B所示的TFT陣列板在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制造方法的中間步驟中的布局圖；圖14B是圖14A所示的TFT陣列板沿線XIVB-XIVB’所取的剖面圖；圖15是圖14A所示的TFT陣列板沿線XIVB-XIVB’所取的剖面圖，并示出圖14B所示的操作之后的操作；圖16B是圖16A所示的TFT陣列板沿線XVIB-XVIB’所取的剖面圖；圖17是圖16A所示的TFT陣列板沿線XVIB-XVIB’所取的剖面圖，并示出圖16B所示的操作之后的操作；圖18是圖16A所示的TFT陣列板沿線XVIB-XVIB’所取的剖面圖，并示出圖17所示的操作之后的操作；圖19是圖16A所示的TFT陣列板沿線XVIB-XVIB’所取的剖面圖，并示出圖18B所示的操作之后的操作；圖20是圖16A所示的TFT陣列板沿線XVIB-XVIB’所取的剖面圖，并示出圖19所示的操作之后的操作；圖21B是圖21A所示的TFT陣列板沿線XXIB-XXIB’所取的剖面圖；圖22B是圖22A所示的TFT陣列板沿線XXIIB-XXIIB’所取的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參照附圖更充分地描述本發(fā)明，其中示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以實(shí)施為許多不同形式，且不應(yīng)該理解為局限于此處給出的實(shí)施例。
在附圖中，為了清楚而夸大了層、膜和區(qū)域的厚度。相同的參考標(biāo)號(hào)始終代表相同元件。應(yīng)該理解，當(dāng)元件例如層、膜、區(qū)域或基板被稱為在另一元件“上”時(shí)，該元件可以是直接位于另一元件上或者存在居間元件。另一方面，當(dāng)一元件被稱為“直接在”另一元件“上”時(shí)，不存在居間元件。
參照?qǐng)D1和圖2描述了薄膜晶體管陣列板。
圖1是用于LCD的TFT陣列板的布局圖。圖2是圖1所示的TFT陣列板沿線II-II’所取的剖面圖。
提供了可以由塑料材料制成的絕緣基板110，且由無(wú)機(jī)材料例如SiO2、SiNx或有機(jī)材料制成的上阻擋層111a和下阻擋層111b分別形成在塑料基板110相對(duì)的表面例如頂表面和底表面上。
塑料基板包括由從聚丙烯酸酯(polyacrylate)、聚乙烯-對(duì)苯二酸酯(polyethylene-terephthalate)、聚萘二甲酸乙二酯(polyethylene-naphthalate)、聚碳酸酯(polycarbonate)、聚芳酯(polyarylate)、聚醚亞胺(polyether-imide)、聚醚砜(polyethersulfone)和聚酰亞胺(polyimide)中選擇的至少一種材料制成的層。作為選擇，塑料基板可以具有包括前述層的多層結(jié)構(gòu)。
下阻擋層111a和下阻擋層111b阻止氧氣、濕氣和空氣沾染物滲透進(jìn)塑料基板110。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，下阻擋層111a和/或上阻擋層111b可以被省略。
在上阻擋層111b上形成多個(gè)柵極線121。
柵極線121可以基本上沿橫向延伸并彼此分離以及傳送柵極信號(hào)。每個(gè)柵極線121包括多個(gè)形成多個(gè)柵極124的部分，多個(gè)向下突出的突起127和具有用于與另一層或外部驅(qū)動(dòng)電路接觸的大面積的端部129。柵極線121可以延伸并與驅(qū)動(dòng)電路連接。驅(qū)動(dòng)電路可以集成在絕緣基板110上。
柵極線121包括具有不同物理特性的兩層膜，下膜121p和上膜121q。下膜121p可以由低電阻率的金屬例如鋁和鋁合金制成，用于減小柵極線121中的信號(hào)延遲或電壓降。另一方面，上膜121q優(yōu)選由例如鉻、鉬和鉬合金材料制成，其具有與其他材料例如IZO的好的接觸特性。例如，上膜材料可以是鉬(或鉬合金)且下膜材料可以是鋁(或鋁合金)。
在圖2中，柵極124的下膜和上膜分別由參考標(biāo)號(hào)124p和124q表示。端部129的下膜和上膜分別由參考標(biāo)號(hào)129p和129q表示。突起127的下膜和上膜分別由參考標(biāo)號(hào)129p和129q表示。
此外，上膜121q和下膜121p的橫向側(cè)面是錐形的。橫向側(cè)面關(guān)于基板110的表面的傾斜角約在30-80度之間。
柵極絕緣層140可以由氮化硅(SiNx)制成，并設(shè)置在柵極線121上。
多個(gè)半導(dǎo)體島154可以由氫化非晶硅(簡(jiǎn)稱為“a-Si”)或多晶硅制成，并設(shè)置在柵極絕緣層140上。
多個(gè)歐姆接觸條紋163和歐姆接觸島165可以由硅化物或重?fù)诫s有n型雜質(zhì)并設(shè)置在半導(dǎo)體島154上的n+氫化a-Si制成。每個(gè)歐姆接觸條紋163在半導(dǎo)體島154上與歐姆接觸島165成對(duì)。
半導(dǎo)體條紋151和歐姆接觸161及165的橫向側(cè)面呈錐形或傾斜一定角度，且其傾斜角可以大約在30與80度之間。
多個(gè)數(shù)據(jù)線171、多個(gè)漏極175和多個(gè)存儲(chǔ)電容器導(dǎo)體177形成在歐姆接觸161和165以及柵極絕緣層140上。
用于傳送數(shù)據(jù)電壓的數(shù)據(jù)線171基本上沿縱向延伸并與柵極線121交叉。每個(gè)數(shù)據(jù)線171包括具有用于與另一層或外部器件接觸的足夠大面積的延伸區(qū)域179。
每個(gè)數(shù)據(jù)線171朝漏極175延伸的多個(gè)分支形成多個(gè)源極173。每對(duì)源極173和漏極175彼此分開并關(guān)于柵極124相對(duì)設(shè)置或彼此靠近設(shè)置。柵極124、源極173、漏極175和半導(dǎo)體島形成具有設(shè)置在位于源極173和漏極175之間的半導(dǎo)體島154中的溝道的TFT。
存儲(chǔ)電容器導(dǎo)體177與柵極線121的突起127交疊。
數(shù)據(jù)線171和漏極175可以由金屬例如鋁、鉻、鉬、鈦、鉭或它們的合金制成。數(shù)據(jù)線171和漏極175可以是單層或者多層結(jié)構(gòu)。例如，在三層結(jié)構(gòu)的情況，數(shù)據(jù)線171、漏極175和存儲(chǔ)電容器導(dǎo)體177分別具有第一層171p、175p和177p、第二層171q、175q和177q和第三層171r、175r和177r。第一層171p、175p和177p及第三層171r、175r和177r分別設(shè)置在第二層171q、175q和177q的下側(cè)面和上側(cè)面。第一層171p、175p和177p具有與下面層之間的好的電接觸特性，并阻止向半導(dǎo)體硅層內(nèi)的擴(kuò)散。第三層171r、175r和177r具有與材料例如ITO或IZO之間好的電接觸特性。第二層171q、175q和177q可以由包含鋁的金屬制成。第一層171p、175p和177p與第三層171r、175r和177r可以由鉬合金(Mo合金)制成。
與柵極線121類似，數(shù)據(jù)線171和漏極175具有錐形或傾斜的橫向側(cè)面，且其傾斜角大約在30與80度之間。
歐姆接觸條紋163和歐姆接觸島165僅設(shè)置在下面的半導(dǎo)體島154和上面的源極173以及其上面的漏極175之間，并減小它們之間的接觸電阻。半導(dǎo)體島154包括多個(gè)未被數(shù)據(jù)線171和漏極175覆蓋的暴露部分，例如設(shè)置在源極173和漏極175之間的部分。
下鈍化層180p可以由無(wú)機(jī)材料例如氮化硅或氧化硅制成，并設(shè)置在或形成在數(shù)據(jù)線171、漏極175、存儲(chǔ)電極電容器177以及半導(dǎo)體島154的暴露部分上。上鈍化層180q形成或設(shè)置在下鈍化層180p上。上鈍化層180q可以由具有好的平坦特性的光敏有機(jī)材料制成。例如，下鈍化層180p可以為大約500到2000埃厚，且上鈍化層180q可以約為2到5微米厚。由有機(jī)材料制成的上鈍化層可以通過(guò)數(shù)據(jù)線171、漏極175、存儲(chǔ)電極電容器177與上面層之間的對(duì)重平衡未對(duì)準(zhǔn)(counterbalancing misalignment)而最小化串?dāng)_(cross-talk)。
應(yīng)該理解下鈍化層180p和上鈍化層180q中的一個(gè)可以被省略。
下鈍化層180p和上鈍化層180q具有分別暴露出數(shù)據(jù)線171的端部179、漏極175和存儲(chǔ)導(dǎo)體177的多個(gè)接觸孔182、185和187。下鈍化層180p和上鈍化層180q以及柵極絕緣層140具有暴露出柵極線121的端部129的多個(gè)接觸孔181。
可以由IZO或ITO制成的多個(gè)像素電極190和多個(gè)接觸輔助81和82形成或設(shè)置在上鈍化層180q上。
像素電極190通過(guò)接觸孔185物理連接并耦合到漏極175，且像素電極通過(guò)接觸孔187物理連接并耦合到存儲(chǔ)電容器導(dǎo)體177，使得像素電極190從漏極175接收數(shù)據(jù)電壓并將接收到的數(shù)據(jù)電壓傳送到存儲(chǔ)電容器導(dǎo)體177。
像素電極190供應(yīng)有數(shù)據(jù)電壓以與另一板(未示出)上的公共電極(未示出)產(chǎn)生電場(chǎng)，該電場(chǎng)使設(shè)置于其中的液晶層中的液晶分子重新取向。
接觸輔助81和82通過(guò)接觸孔181和182分別與柵極線121的暴露的端部129以及數(shù)據(jù)線171的暴露的端部179連接。應(yīng)該理解，接觸輔助81和82可以被省略；然而，它們保護(hù)暴露的端部129和179并配合暴露的端部129和179與外部器件的粘著。
下面參照?qǐng)D3、4A、4B、5、6A、6B、7A、7B、8A、8B、9A和9B描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制造圖1和圖2所示的TFT陣列板的方法。
圖3是圖1和圖2所示的TFT陣列板的布局圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的制造方法的第一操作。圖4A、6A、7A、8A和9A是圖1和圖2所示的TFT陣列板的布局圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的制造方法的中間操作。圖4B是圖4A所示的TFT陣列板沿線IVb-IVb’所取的剖面圖。圖5是圖4A所示的TFT陣列板沿線IVB-IVB’所取的剖面圖，并示出圖4B所示的操作之后的操作。圖6B是圖6A所示的TFT陣列板沿線VIb-VIb’所取的剖面圖。圖7B是圖7A所示的TFT陣列板沿線VIIB-VIIB’所取的剖面圖。圖8B是圖8A所示的TFT陣列板沿線VIIIB-VIIIB’所取的剖面圖。圖9B是圖9A所示的TFT陣列板沿線IXB-IXB’所取的剖面圖。
參照?qǐng)D3，設(shè)置了例如塑料基板的絕緣基板110。
塑料基板110包括由從包括聚丙烯酸酯、聚乙烯-對(duì)苯二酸酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚芳酯、聚醚亞胺、聚醚砜和聚酰亞胺的組中選擇的一種材料制成的至少一層，或者具有包括上述層的多層結(jié)構(gòu)。
下阻擋層111a和上阻擋層111b分別形成在塑料基板110的相對(duì)表面上，例如分別在底側(cè)和頂側(cè)。無(wú)機(jī)材料例如SiO2、SiNx通過(guò)CVD淀積在塑料基板上以形成上阻擋層111b和下阻擋層111a。應(yīng)該理解，下阻擋層111a和/或上阻擋層111b可以省略。下阻擋層111a和上阻擋層111b阻止氧氣、濕氣或其他空氣沾染物滲透進(jìn)塑料基板110。
如圖4A和4B所示，金屬膜可以采用光刻膠圖案在塑料基板110上通過(guò)光刻進(jìn)行濺射和構(gòu)圖，以形成多個(gè)包括多個(gè)柵極124、多個(gè)突起127和多個(gè)端部129的柵極線121。
柵極線121可以具有單層結(jié)構(gòu)或雙層結(jié)構(gòu)。根據(jù)圖4A和圖4B所示的本發(fā)明的實(shí)施例，柵極線121包括具有不同物理特性的兩層膜，下膜121p和上膜121q。下膜121p可以由鋁或具有預(yù)定總量的釹的鋁釹合金制成，且上膜121q可以由包括鉬的金屬制成。
上層121p和下層121q可以通過(guò)鈷濺射而淀積。可以如下進(jìn)行鈷濺射。兩個(gè)靶安裝在用于鈷濺射的同一個(gè)濺射腔中。一個(gè)靶可以由Al或具有預(yù)定總量的Nd的Al-Nd制成。另一個(gè)靶由鉬(Mo)或鉬合金(Mo合金)制成。
電力被施加到Al(或Al-Nd)靶而在Mo靶上不施加電力以淀積鋁的下膜121p。下層的厚度可以約為2500埃。
然后，切換電力使得它施加到Mo合金靶且不施加到Al(或Al合金)靶以淀積上膜121q。
下膜121p和上膜121q采用同樣的蝕刻條件進(jìn)行蝕刻。
參照?qǐng)D5，通過(guò)CVD淀積例如SiO2或SiNx無(wú)機(jī)材料以形成覆蓋柵極線121的柵極絕緣層140。
本征a-Si層150和非本征a-Si層160淀積在柵極絕緣層140上。
柵極絕緣層140、本征a-Si層150、和非本征a-Si層160可以分別淀積為在約2000埃和5000埃之間的厚度、在約1000埃和3500埃之間的厚度和在約200埃和1000埃之間的厚度。每個(gè)柵極絕緣層140、本征a-Si層150和非本征a-Si層160在約130-180攝氏度之間、優(yōu)選約150攝氏度的溫度進(jìn)行淀積。
塑料基板110由于施加于其上的熱而延展。該延展取決于用于形成塑料基板110的塑料材料的類型。塑料基板110也可以在柵極絕緣層140、本征a-Si層150和非本征a-Si層160淀積期間延展，因?yàn)樗芰喜牧暇哂性诩s50ppm/K和62ppm/K之間的熱延展系數(shù)。
由于這種延展，包括柵極124和存儲(chǔ)電極線131的柵極線121從初始位置偏離。
當(dāng)非本征a-Si層160和本征a-Si層150靠近柵極124的底側(cè)位置(baseposition)蝕刻時(shí)，非本征a-Si層160和本征a-Si層150與柵極124之間的未對(duì)準(zhǔn)增加了。在薄膜晶體管的預(yù)定位置可能形成溝道。
非本征a-Si層160和本征a-Si層150可以被蝕刻超過(guò)一次，例如兩次，以最小化下面將討論的未對(duì)準(zhǔn)。
參照?qǐng)D6A和圖6B，非本征a-Si層160和本征a-Si層150被光刻，以分別以預(yù)定形狀和尺寸形成多個(gè)第一非本征半導(dǎo)體島162和多個(gè)第一本征半導(dǎo)體島152。第一非本征半導(dǎo)體島162和第一本征半導(dǎo)體島152足夠大以覆蓋柵極124的初始尺寸(在淀積非本征a-Si層160和本征a-Si層150之前)和淀積非本征a-Si層160和本征a-Si層150之后柵極124的延展尺寸。
在形成第一非本征半導(dǎo)體島162和第一本征半導(dǎo)體島152之后，由于非本征a-Si層160和本征a-Si層150導(dǎo)致的施加給塑料基板110的應(yīng)力降低，并且塑料基板110恢復(fù)到它的初始狀態(tài)。
柵極124的位置由于塑料基板110的恢復(fù)而恢復(fù)。
參照?qǐng)D7A和7B，第一非本征半導(dǎo)體島162和第一本征半導(dǎo)體島152比照柵極124的恢復(fù)位置被再次光刻以形成多個(gè)本征第二半導(dǎo)體島154和多個(gè)第二非本征半導(dǎo)體島164。該第二半導(dǎo)體島154被精確地排列在薄膜晶體管溝道形成的位置上。
如上所述，第一非本征半導(dǎo)體島162和第一本征半導(dǎo)體島152以考慮到延展的足夠的尺寸形成。在常溫下塑料基板110恢復(fù)到它的初始狀態(tài)之后，第二本征半導(dǎo)體島154和第二非本征半導(dǎo)體島164被隨后光刻在精確的位置上。因而，柵極124和第二半導(dǎo)體島154之間的未對(duì)準(zhǔn)可以被最小化。
參照?qǐng)D8A和8B，金屬膜可以使用光刻膠濺射和蝕刻以形成多個(gè)包括多個(gè)源極173、多個(gè)漏極175和多個(gè)存儲(chǔ)電容器導(dǎo)體177的數(shù)據(jù)線171。具有Mo的第一層171p、175p和177p，具有Al的第二層171q、175q和177q，及具有Mo的第三層171r、175r和177r順序淀積使得每層有約3000埃厚并使用蝕刻劑在蝕刻條件中光刻。
在去除光刻膠之前或之后，通過(guò)蝕刻工藝去除第二非本征半導(dǎo)體條紋164沒(méi)有被數(shù)據(jù)線171、漏極175和存儲(chǔ)電容器導(dǎo)體177覆蓋的部分以形成多個(gè)歐姆接觸島163和165及本征半導(dǎo)體島154的暴露部分。氧等離子體處理可以在其后進(jìn)行以穩(wěn)定半導(dǎo)體條紋151的暴露的外表面。
參照?qǐng)D9A和9B，可以由諸如氮化硅或氧化硅的無(wú)機(jī)材料制成的下鈍化層180p通過(guò)等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積(PECVD)形成?？梢杂芍T如聚酰亞胺的光敏有機(jī)材料制成的上鈍化層180q施加在下鈍化層180p上。下鈍化層180p形成具有大約500到2000埃之間的厚度。上鈍化層180q可以形成具有大約2到5微米之間的厚度。
上鈍化層180q隨后通過(guò)光掩模曝光并顯影以暴露一部分下鈍化層180p。下鈍化層180p的暴露部分隨后與柵極絕緣層140一起干法刻蝕以形成多個(gè)接觸孔181、182、185和187。
參照?qǐng)D1和圖2B，可以由諸如ITO、IZO和a-ITO(非晶銦錫氧化物)的透明材料制成的導(dǎo)電層通過(guò)濺射淀積并使用光刻膠蝕刻以形成多個(gè)像素電極190和多個(gè)接觸輔助81和82。
通過(guò)數(shù)據(jù)線171、漏極175、存儲(chǔ)電極電容器177和像素電極190之間的對(duì)重平衡未對(duì)準(zhǔn)，由有機(jī)材料制成的上鈍化層可以最小化串?dāng)_。
圖10A是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的用于LCD的TFT陣列板的布局圖。圖10B是示于圖1的TFT陣列板沿線XB-XB’所取的剖面圖。
參照?qǐng)D10A和10B，TFT板的層結(jié)構(gòu)與示于圖1和圖2的TFT板的層結(jié)構(gòu)基本相似。
多個(gè)包括多個(gè)柵極124、多個(gè)突起127和多個(gè)端部129的柵極線121形成在塑料基板110上，并且柵極絕緣層140、多個(gè)半導(dǎo)體島154和多個(gè)歐姆接觸島163和165相繼形成在其上。多個(gè)包括源極173和端部179的數(shù)據(jù)線171，多個(gè)漏極175和多個(gè)存儲(chǔ)電容器導(dǎo)體177形成在歐姆接觸條紋163和歐姆接觸島165上，并且柵極絕緣層140，及下鈍化層180p和上鈍化層180q形成在其上。多個(gè)接觸孔181、182、185和187設(shè)置在下鈍化層180p和上鈍化層180q、和/或柵極絕緣層140的預(yù)定位置上。多個(gè)像素電極190和多個(gè)接觸輔助81和82形成在上鈍化層180q上。
TFT陣列板包括多個(gè)形成在下鈍化層180p上的彩色濾光片230且上鈍化層180q在其上形成。彩色濾光片230基本上沿著數(shù)據(jù)線171縱向延展并且設(shè)置在數(shù)據(jù)線171之間。彩色濾光片230可以表示例如紅、綠和藍(lán)原色之一。下鈍化層180p防止彩色濾光片230的樹脂的污染或者防止對(duì)半導(dǎo)體島154的不利影響。
彩色濾光片230移動(dòng)到設(shè)置有柵極和數(shù)據(jù)線的端部129和179的外圍區(qū)域，且彩色濾光片230的邊緣部分與數(shù)據(jù)線171交迭以阻擋像素之間的漏光。與數(shù)據(jù)線171交迭的彩色濾光片230的邊緣部分可以彼此交迭，且比設(shè)置在數(shù)據(jù)線171之間的中心部分薄，以改進(jìn)覆蓋層的階躍覆蓋特性和板表面的平整度(flatness)，因而，使液晶分子的對(duì)準(zhǔn)扭曲。
上鈍化層180q防止彩色濾光片230的樹脂污染或防止對(duì)像素電極190的不利影響。
彩色顏色濾光片230具有多個(gè)暴露出漏極175、存儲(chǔ)電容器導(dǎo)體177、下鈍化層180p和上鈍化層180q的開口235和237。
根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例示于圖10A和圖10B的TFT陣列板的制造方法參照?qǐng)D3到圖8和圖11A到圖12B描述如下。
圖11A和12A是示于圖10A和圖10B的TFT陣列板在其制造方法的中間步驟中的布局圖。圖11B是示于圖11A的TFT陣列板沿線XIB-XIB’所取的剖面圖。圖12B是示于圖12A的TFT陣列板沿線XIIB-XIIB’所取的剖面圖。
如圖3到圖8B所示，多個(gè)包括多個(gè)柵極124、多個(gè)突起127和多個(gè)端部129的柵極線121形成在塑料基板110上。形成了柵極絕緣層140以覆蓋柵極線121。與之前上述的實(shí)施例相似，多個(gè)半導(dǎo)體島154及多個(gè)歐姆接觸條紋163和歐姆接觸島165相繼形成在其上，并且多個(gè)包括源極173和端部179的數(shù)據(jù)線171、多個(gè)漏極175和多個(gè)存儲(chǔ)電容器導(dǎo)體177在其上形成。
可以由無(wú)機(jī)材料諸如氮化硅或氧化硅制成的下鈍化層180p通過(guò)等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積(PECVD)形成。
參照?qǐng)D11A和圖11B，多個(gè)彩色濾光片230形成在下鈍化層180p上。彩色濾光片230可以通過(guò)例如連續(xù)地噴涂、曝光和顯影具有紅、綠和藍(lán)色素的負(fù)性感光有機(jī)材料形成。暴露漏極175和存儲(chǔ)電容器導(dǎo)體177上的部分下鈍化層180p的多個(gè)開口235和237在彩色濾光片230中形成。
可以由光敏有機(jī)材料諸如聚酰亞胺制成的上鈍化層180q噴涂或設(shè)置在下鈍化層180p上。
上鈍化層180q和下鈍化層180p與柵極絕緣層140一起干法蝕刻以形成多個(gè)接觸孔181、182、185和187。
參照?qǐng)D10A和圖10B，導(dǎo)電層通過(guò)濺射淀積并使用光刻膠蝕刻以形成多個(gè)像素電極190和多個(gè)接觸輔助81和82。
圖13A是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的用于LCD的TFT陣列板的布局圖。圖13B是示于圖13A中的TFT陣列板沿線XIIIB-XIIIB’所取的剖面圖。
參照?qǐng)D10A和圖10B，根據(jù)該實(shí)施例的TFT板的層結(jié)構(gòu)基本上與示于圖1和圖2中的TFT板的層結(jié)構(gòu)相似。
多個(gè)包括多個(gè)柵極124、多個(gè)突起127和多個(gè)端部129的柵極線121在塑料基板110上形成。柵極絕緣層140、多個(gè)半導(dǎo)體島154和多個(gè)歐姆接觸島163和165依次在塑料基板110上形成。多個(gè)包括源極173和端部179的數(shù)據(jù)線171、多個(gè)漏極175和多個(gè)存儲(chǔ)電容器導(dǎo)體177在歐姆接觸條紋163和歐姆接觸島165上形成，且柵極絕緣層140、下鈍化層180p和上鈍化層180q在其上形成。多個(gè)接觸孔181、182、185和187設(shè)置在下鈍化層180p、上鈍化層180q和/或柵極絕緣層140上。多個(gè)像素電極190和多個(gè)接觸輔助81和82在上鈍化層180q上形成。
TFT陣列板包括多個(gè)與柵極線121分離、設(shè)置在與柵極線121相同的層上的存儲(chǔ)電極線131。TFT陣列板不包括在柵極線121的突起。
存儲(chǔ)電極線131提供有預(yù)定電壓，例如公共電壓。當(dāng)TFT陣列板不包括示于圖1和圖2中的存儲(chǔ)電容器導(dǎo)體177時(shí)，漏極175延展并與存儲(chǔ)電極線131交疊以形成存儲(chǔ)電容器。當(dāng)通過(guò)柵極線121和像素電極191的交疊生成的存儲(chǔ)電容足夠時(shí)，存儲(chǔ)電極線131可以省略。為了增加操作率，存儲(chǔ)電極線131可以靠近柵極線121設(shè)置。
半導(dǎo)體島154具有與一部分?jǐn)?shù)據(jù)線171、漏極175和下面的歐姆接觸條紋163及歐姆接觸島165基本上相似的形狀。然而，半導(dǎo)體島154包括一些沒(méi)有被數(shù)據(jù)線171和漏極175覆蓋的暴露部分，例如位于源極173和漏極175之間的部分。
根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例示于圖13A和圖13B中的TFT陣列板的制造方法參照?qǐng)D14A、14B、15、16A、16B、17、18、19、20、21A、21B、22A和22B描述如下。
圖14A、16A、21A和22A是在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制造方法的中間操作中示于圖13A和13B中的TFT陣列板的布局圖。圖14B是示于圖14A中的TFT陣列板沿線XIVB-XIVB’所取的剖面圖。圖15是示于圖14A中的TFT陣列板沿線XIVB-XIVB’所取的剖面圖，并示出在示于圖14B中的操作之后的操作。圖16B是示于圖16A中的TFT陣列板沿線XVIB-XVIB’所取的剖面圖。圖17是示于圖16A中的TFT陣列板沿線XVIB-XVIB’所取的剖面圖，并示出在示于圖16B中的操作之后的操作。圖18是示于圖16A中的TFT陣列板沿線XVIB-XVIB’所取的剖面圖，并示出在示于圖17中的操作之后的操作。圖19是示于圖16A中的TFT陣列板沿線XVIB-XVIB’所取的剖面圖，并示出在示于圖18B中的操作之后的操作。圖20是示于圖16A中的TFT陣列板沿線XVIB-XVIB’所取的剖面圖，并示出在示于圖19中的操作之后的操作。圖21B是示于圖21A中的TFT陣列板沿線XXIB-XXIB’所取的剖面圖。圖22B是示于圖22A中的TFT陣列板沿線XXIIB-XXIIB’所取的剖面圖。
如圖14A和圖14B中所示，包括由鋁或鋁合金制成的下膜和由鉬或鉬合金制成的上膜的金屬膜可以采用光刻膠圖案在塑料基板110上通過(guò)光刻進(jìn)行例如濺射和構(gòu)圖形成，以形成多個(gè)包括多個(gè)柵極124、多個(gè)突起127和多個(gè)端部129的多個(gè)柵極線121，和多個(gè)存儲(chǔ)電極線131。
參照?qǐng)D15，可以由諸如SiO2或SiNX的無(wú)機(jī)材料制成的柵極絕緣層140通過(guò)CVD形成，以覆蓋柵極線121和存儲(chǔ)電極線131。柵極絕緣層140可以被淀積使得它的厚度大約在2000埃與5000埃之間，并且柵極絕緣層140大約在250與500攝氏度之間的溫度下淀積。
本征a-Si層150和非本征a-Si層160淀積在柵極絕緣層140上。
塑料基板110由于提供到那里的熱而延展。延展量取決于用以形成塑料基板110的塑料材料的類型。因?yàn)樗芰喜牧暇哂写蠹s在50ppm/K與60ppm/K之間的熱膨脹系數(shù)，在柵極絕緣層140的淀積、本征a-Si層150的淀積和非本征a-Si層160的淀積操作期間，塑料基板110也會(huì)延展。
由于塑料基板110的此類延展，包括柵極124、突起127和端部129的柵極線121偏離熱被提供到那里之前的初始位置。
當(dāng)非本征a-Si層160和本征a-Si層150在柵極124的位置靠近底部被蝕刻時(shí)，非本征a-Si層160、本征a-Si層150和柵極124之間的未對(duì)準(zhǔn)增大。薄膜晶體管的溝道可以形成在塑料基板110的預(yù)定位置。
非本征a-Si層160和本征a-Si層150可以被多次例如兩次蝕刻，以最小化以下討論的未對(duì)準(zhǔn)。
參照?qǐng)D16A和圖16B，非本征a-Si層160和本征a-Si層150被光刻以分別形成預(yù)定尺寸的多個(gè)第一非本征半導(dǎo)體島162和多個(gè)第一本征半導(dǎo)體島152。第一非本征半導(dǎo)體島162和第一本征半導(dǎo)體島152具有足夠的尺寸，以覆蓋在淀積非本征a-Si層160和本征a-Si層150之前柵極124的初始尺寸及在淀積非本征a-Si層160和本征a-Si層150之后柵極124的延展尺寸。
在形成第一非本征半導(dǎo)體島162和第一本征半導(dǎo)體島152之后，由于第一非本征半導(dǎo)體島162和第一本征半導(dǎo)體島152而施加到塑料基板110的壓力與通過(guò)非本征a-Si層160和本征a-Si層150覆蓋塑料基板110而施加到那里的壓力相比減小了，并且塑料基板110恢復(fù)到其初始狀態(tài)。
由于塑料基板110的恢復(fù)，柵極124的位置恢復(fù)到它們的初始狀態(tài)。
參照?qǐng)D17，包括含鉬的第一膜170p、含鋁的第二膜170q和含鉬的第三膜170r的金屬膜濺射在第一非本征半導(dǎo)體島162、第一本征半導(dǎo)體島152和柵極絕緣層140上。
參照?qǐng)D18，大約1-2微米厚的光刻膠噴涂在第三膜170r上。光刻膠通過(guò)曝光掩模(未示出)而曝光并顯影以形成光刻膠膜52和54。
被顯影的光刻膠膜52和54的厚度取決于光刻膠膜52和54顯影的位置。例如，光刻膠包括多個(gè)各自具有不同厚度的第一、第二和第三部分。面向薄膜晶體管溝道的第一部分和面向金屬線的第二部分分別由參考標(biāo)號(hào)54和52表示，且沒(méi)有參考標(biāo)號(hào)指定給第三部分，因?yàn)樗鼈兓旧暇哂辛愫穸纫员┞兜谌?70r的下面部分。第一部分54與第二部分52的厚度比取決于在后來(lái)的工藝步驟中的工藝條件而調(diào)整。例如，第一部分54的厚度可以等于或小于第二部分52厚度的一半。
使用幾種技術(shù)的任何一個(gè)可以獲得隨位置變化的光刻膠厚度。例如，可以通過(guò)把半透明區(qū)、透明區(qū)和擋光不透明區(qū)設(shè)置在曝光掩模上形成隨位置變化的厚度。半透明區(qū)域可以具有狹縫圖案、格子圖案和/或具有中等透明度或中等厚度的薄膜。當(dāng)采用狹縫圖案時(shí)，狹縫的寬度或狹縫間的距離應(yīng)小于用來(lái)光刻的曝光的光的分辨率。
形成隨位置變化的厚度的另一種方法是使用可回流光刻膠。具體地，一旦由可回流材料制成的光刻膠圖案通過(guò)使用只含有透明區(qū)和不透明區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)的曝光掩模形成，光刻膠可以流到?jīng)]有光刻膠的區(qū)上，從而形成薄部，例如，第三部分。
當(dāng)使用合適工藝條件時(shí)，光刻膠52和54的不同厚度使得下面層能夠被選擇性地蝕刻。
參照?qǐng)D19，第一膜170p、第二膜170q和第三膜170r通過(guò)使用光刻膠52和54的濕法蝕刻或干法蝕刻去除，以形成多個(gè)數(shù)據(jù)導(dǎo)體174并暴露第一非本征半導(dǎo)體島162和第一本征半導(dǎo)體島152的下面部分。第一本征半導(dǎo)體島152和第一非本征半導(dǎo)體島162被光刻以形成多個(gè)第二本征半導(dǎo)體島154和第二非本征半導(dǎo)體島164。
參照?qǐng)D20，光刻膠的第一部分54(圖19所示)通過(guò)例如灰化去除，以暴露導(dǎo)體174的部分。
如圖21A和21B所示，導(dǎo)體174的暴露部分、在那下面的第二非本征半導(dǎo)體島164和光刻膠的第一部分52被去除。
每個(gè)導(dǎo)體174分成數(shù)據(jù)線171和多個(gè)漏極175而完成。每個(gè)第二非本征半導(dǎo)體條紋164分成多個(gè)歐姆接觸條紋163和歐姆接觸島165而完成。
第二半導(dǎo)體島154的頂部可以被去除以減小厚度。光刻膠的第二部分52被蝕刻為預(yù)定的厚度。
如上所述，第一非本征半導(dǎo)體島162和第一本征半導(dǎo)體島152以考慮到膨脹的足夠的尺寸形成，然后第二半導(dǎo)體島154和第二非本征半導(dǎo)體島164被光刻在恢復(fù)塑料基板110到常溫下的初始狀態(tài)之后的預(yù)定位置。柵極124和第二半導(dǎo)體島154之間的未對(duì)準(zhǔn)可以被最小化。
參照?qǐng)D22A和22B，覆蓋數(shù)據(jù)線171和漏極175的下鈍化層180p和上鈍化層180q被形成。下鈍化層180p的厚度可以大約在500與2000埃之間，且上鈍化層180q的厚度可以大約在2-5微米之間。
上鈍化層180q和下鈍化層180p隨后被光刻以形成多個(gè)接觸孔182和185。
參照?qǐng)D13A和圖13B，導(dǎo)電層可以通過(guò)例如濺射被淀積，并使用光刻膠蝕刻以形成多個(gè)像素電極190和多個(gè)接觸輔助82。
通過(guò)數(shù)據(jù)線171、漏極175、存儲(chǔ)電極電容器177和像素電極190之間的對(duì)重平衡未對(duì)準(zhǔn)，由有機(jī)材料制成的上鈍化層180q可以最小化串?dāng)_。
如上所述，延展的塑料基板可以被恢復(fù)到在常溫下初始狀態(tài)且柵極與半導(dǎo)體之間的未對(duì)準(zhǔn)可以通過(guò)兩次構(gòu)圖半導(dǎo)體而在恢復(fù)的塑料基板上被最小化，從而在精確的位置形成薄膜晶體管的溝道部分。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)理解，在不偏離在所附權(quán)利要求的本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種修改和變化。因而，我們要求所有在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的本發(fā)明修改和變化的權(quán)利。
本申請(qǐng)要求2005年1月3日提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)No.10-2005-0000173的優(yōu)先權(quán)并受益于此，其全部?jī)?nèi)容引用在此處作為參考。
權(quán)利要求
1.一種制造柔性顯示器的方法，包括在基板上形成包括柵極的柵極線；淀積覆蓋所述柵極線的柵極絕緣層；淀積覆蓋所述柵極絕緣層的半導(dǎo)體層；第一次蝕刻所述半導(dǎo)體層；第二次蝕刻所述半導(dǎo)體層；在所述半導(dǎo)體層上形成包括源極和漏極的數(shù)據(jù)線；形成與所述漏極連接的像素電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在第一次蝕刻所述半導(dǎo)體層之后，所述半導(dǎo)體層覆蓋所述柵極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中當(dāng)?shù)矸e所述柵極絕緣層和半導(dǎo)體層時(shí)所述基板延展并且延展的基板在第一次蝕刻所述半導(dǎo)體層之后恢復(fù)到初始尺寸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中在第二次蝕刻所述半導(dǎo)體層之后，所述半導(dǎo)體層覆蓋在所述恢復(fù)的基板上的所述柵極。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在第一次和第二次蝕刻所述半導(dǎo)體層之后，所述半導(dǎo)體層是島形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在形成所述像素電極之前形成鈍化層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述鈍化層包括由無(wú)機(jī)材料制成的第一鈍化層；及由有機(jī)材料制成的第二鈍化層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述半導(dǎo)體層包括本征非晶硅層和非本征非晶硅層。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述基板是塑料基板。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述塑料基板包括由從聚丙烯酸酯(polyacrylate)、聚乙烯-對(duì)苯二酸酯(polyethylene-terephthalate)、聚萘二甲酸乙二酯(polyethylene-naphthalate)、聚碳酸酯(polycarbonate)、聚芳酯(polyarylate)、聚醚酰亞胺(polyetherimide)、聚醚砜(polyethersulfone)和聚酰亞胺(polyimide)中選擇的至少一種材料制成的層。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在所述基板上形成阻隔層。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在所述像素電極下形成彩色濾光片。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中包括多個(gè)具有變化厚度的部分的光刻膠用來(lái)第二次蝕刻所述半導(dǎo)體層和在所述半導(dǎo)體層上形成包括源極和漏極的數(shù)據(jù)線。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述光刻膠的一部分面向所述源極和漏極之間的部分，且其中所述光刻膠的另一部分面向所述數(shù)據(jù)線和漏極。
全文摘要
提出了一種制造柔性顯示器的方法，該方法包括在基板上形成包括柵極的柵極線、依次淀積覆蓋該柵極線的柵極絕緣層及半導(dǎo)體層、第一次蝕刻所述半導(dǎo)體層；第二次蝕刻半導(dǎo)體層、在所述半導(dǎo)體層和柵極絕緣層上形成包括源極和漏極的數(shù)據(jù)線；以及形成連接到所述漏極的像素電極。
文檔編號(hào)H01L21/84GK1801479SQ200510124788
公開日2006年7月12日 申請(qǐng)日期2005年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月3日
發(fā)明者徐宗鉉, 崔泰榮 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社