專利名稱：陣列基板、包括陣列基板的液晶顯示模塊和陣列基板的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及液晶顯示(LCD)設備的陣列基板，并且更具體地涉及具有 改進的特性并能夠防止光漏電流問題的用于LCD設備的陣列基板和該陣 列基板的制造方法。
背景技術：
本申請要求2008年2月15日提交的韓國專利申請 No.10-2008-0014141的優(yōu)先權，此處以引證的方式并入其全部內(nèi)容，就 像在此進行了完整闡述一樣。
相關技術的液晶顯示(LCD)設備利用液晶分子的光學各向異性和極 化特性。由于其細長形狀，液晶分子具有明確的排列方向?？赏ㄟ^在液 晶分子上施加電場來控制液晶分子的排列方向。換句話說，隨著電場強 度或方向的變化，液晶分子的排列也變化。因為基于由液晶分子的光學 各向異性導致的液晶分子的取向來折射入射光，可以通過控制透光率而 顯示圖像。
由于包括作為開關元件的薄膜晶體管(TFT)的LCD設備(稱為有源 矩陣LCD(AM-LCD)設備)具有高分辨率和顯示移動圖像的優(yōu)良特性，已 經(jīng)廣泛地使用AM-LCD設備。
圖1是相關技術的用于LCD設備的陣列基板的像素區(qū)域的平面圖。 在圖1中，選通線20和數(shù)據(jù)線30形成于基板10上。選通線20和數(shù)據(jù) 線30彼此交叉以限定像素區(qū)域"P"。薄膜晶體管(TFT)"T"形成于選通線 20和數(shù)據(jù)線30的交叉部。TFT"T"包括柵極25、半導體層(未圖示)、源 極32和漏極34。柵極25從選通線20延伸，且半導體層形成于柵極25 的上方以與柵極25交疊。源極32從數(shù)據(jù)線30延伸，并且與漏極34隔 開。源極32和漏極34接觸半導體層。雖然未圖示，半導體層包括本征非晶硅的有源層和摻雜非晶硅的歐姆接觸層。另外，通過露出漏極34 — 部分的漏接觸孔"CH1"接觸漏極34的像素電極70形成在像素區(qū)域"P"內(nèi)。 參考圖2A到2G，解釋了相關技術陣列基板的制造方法。圖2A到
2G是示出了沿著圖1中的線n-n'提取的部分的制造工藝的截面圖。形成
有TFT的區(qū)域被定義為開關區(qū)域"S(T)"。
圖2A示出了第一掩模工序。在圖2A中，通過沉積導電金屬材料在 基板10上形成第一金屬層(未圖示)。導電金屬材料包括銅(Cu)、鉬(Mo)、 鋁(A1)、鋁合金(AlNd)和鉻(Cr)。使用第一掩模(未圖示)對第一金屬層構 圖，以形成選通線20(圖l)和柵極25。柵極25從選通線20(圖l)延伸， 并且設置在開關區(qū)域"S(T)"內(nèi)。然后，通過沉積無機絕緣材料在形成有選 通線20(圖l)和柵極25的基板10上形成柵絕緣層45。無機絕緣材料包 括二氧化硅(Si02)和氮化硅(SiNx)。
圖2B和2C示出了第二掩模工序。在圖2B中，在柵絕緣層45上順 序形成本征非晶硅的本征非晶硅層40a和摻雜非晶硅的摻雜非晶硅層 41a。本征非晶硅層40a和摻雜非晶硅層41a分別具有第一厚度和第二厚 度。例如，本征非晶硅層40a的第一厚度可以是約1500埃到約2000埃， 而摻雜非晶硅層41a的第二厚度可以是約500埃到約1000埃。g卩，本征 非晶硅層40a具有比摻雜非晶硅層41a更大的厚度。例如，本征非晶硅 層40a的厚度幾乎可以是摻雜非晶硅層41a的厚度的五倍。
在圖2C中，使用第二掩模(未圖示)對本征非晶硅層40a(圖2B)和摻 雜非晶硅層41a(圖2B)構圖，以形成有源層40和歐姆接觸層41。有源層 40與柵極25交疊，而歐姆接觸層41設置在有源層40上。有源層40和 歐姆接觸層41具有彼此相同的平面面積。有源層40和歐姆接觸層41構 成了半導體層42。
圖2D和2E示出了第三掩模工序。在圖2D中，通過沉積導電金屬 材料在半導體層42上形成第二金屬層(未圖示)。導電金屬材料包括銅 (Cu)、鉬(Mo)、鋁(A1)、鋁合金(AlNd)和鉻(Cr)。使用第三掩模(未圖示) 對第二金屬層構圖，以形成數(shù)據(jù)線30、源極32和漏極34。數(shù)據(jù)線30與 選通線20(圖l)交叉以限定像素區(qū)域"P"。源極32從數(shù)據(jù)線30延伸，并且與漏極34隔開。結果，在源極32與漏極34之間露出歐姆接觸層41
的一部分。
然后，在圖2E中，通過將源極32和漏極34用作蝕刻掩模的干刻工 序對歐姆接觸層41的露出部分進行蝕刻，以露出有源層40的一部分。 對有源層40的該部分過蝕刻以形成回蝕(back-etch)型溝道"ch"。柵極 25、柵絕緣層45、包括有源層40和歐姆接觸層41的半導體層42、源極 32和漏極34構成了幵關區(qū)域("ST")內(nèi)的TFT"T"(圖1)。
圖2F示出了第四掩模工序。在圖2F中，在數(shù)據(jù)線30、源極32和 漏極34上形成鈍化層55。鈍化層55包括例如氮化硅和二氧化硅的無機 絕緣材料以及例如基于壓克力的樹脂和苯并環(huán)丁烯(BCB)的有機絕緣材 料中的一種材料。使用第四掩模(未圖示)對鈍化層55構圖，以形成露出 漏極34的一部分的漏接觸孔"CH1"。
圖2G示出了第五掩模工序。在圖2G中，在包括漏接觸孔"CH1"的 鈍化層55上形成透明導電金屬層(未圖示)。透明導電金屬層包括透明導 電材料，例如氧化銦錫(ITO)或者氧化銦鋅(IZO)。使用第五掩模(未圖示) 對透明導電金屬層構圖，以在像素區(qū)域"P"內(nèi)形成像素電極70。像素電極 70通過漏接觸孔"CH1"接觸漏極34。
通過上述五道掩模工序制造相關技術的用于LCD設備的陣列基板。 在相關技術的陣列基板中，有源層40具有比歐姆接觸層41大的厚度， 以獲得回蝕型溝道"ch"。如上所述，本征非晶硅層40a的厚度幾乎可以是 摻雜非晶硅層41a厚度的五倍。當在蝕刻露出的歐姆接觸層41和有源層 40以形成回蝕型溝道"ch"中存在工序差錯時，不僅有源層40而且柵絕緣 層45可能受到損害，致使TFT的特性劣化。為防止這些問題，有源層 40具有比歐姆接觸層41更大的厚度。
然而，有源層40具有相對較大的厚度導致源極32與溝道"ch"之間 或/和漏極34與溝道"ch"之間的電阻增加。結果，TFT"T"的特性劣化。 特別地，有源層40的厚度越大，則存在越多的光漏電流。當有源層40 暴露于來自背光單元或環(huán)境光的光時產(chǎn)生光漏電流。光漏電流導致TFT "T"的特性劣化。此外，光漏電流導致串擾問題，致使LCD設備的圖像顯示質(zhì)量也劣化。另外，有源層40的較大厚度要求增加生產(chǎn)時間和設備 的初始投資。即，降低了生產(chǎn)率。
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明涉及一種用于LCD設備的陣列基板及其制造方法，其 基本消除了由相關技術的限制和缺點導致的一個或多個問題。
本發(fā)明的附加特征和優(yōu)點將在下面的描述中描述且將從描述中部分 地顯現(xiàn)，或者可以通過本發(fā)明的實踐來了解。通過書面的說明書及其權 利要求以及附圖中特別指出的結構可以實現(xiàn)和獲得本發(fā)明的目的和其他 優(yōu)點。
為了實現(xiàn)這些及其他優(yōu)點，按照本發(fā)明的目的，作為具體和廣義的 描述， 一種用于液晶顯示設備的陣列基板包括位于基板上的選通線和 柵極，柵極連接到選通線；位于選通線和柵極上的柵絕緣層；位于柵絕 緣層上并對應于柵極的本征非晶硅的有源層；位于有源層上的摻雜非晶 硅的歐姆接觸層；與選通線交叉的數(shù)據(jù)線；位于歐姆接觸層上并連接到 數(shù)據(jù)線的源極；位于歐姆接觸層上并與源極隔開的漏極；位于源極和漏 極上并包括露出漏極一部分的漏接觸孔的鈍化層；和位于鈍化層上并通 過漏接觸孔連接到漏極的像素電極，其中，歐姆接觸層覆蓋位于源極與 漏極之間的空間內(nèi)的有源層。
在本發(fā)明的另一方面， 一種用于液晶顯示設備的陣列基板的制造方 法包括在基板上形成選通線和柵極，柵極連接到選通線；在選通線和柵 極上形成柵絕緣層；在柵絕緣層上形成本征非晶硅的有源層，并且在有 源層上形成摻雜非晶硅的歐姆接觸層，有源層對應于柵極；形成數(shù)據(jù)線、 源極和漏極，數(shù)據(jù)線與選通線交叉，源極位于歐姆接觸層上并連接到數(shù) 據(jù)線上，而漏極位于歐姆接觸層上并與源極隔開；在源極和漏極上形成 鈍化層，鈍化層包括露出漏極一部分的漏接觸孔；和在鈍化層上形成像 素電極，像素電極通過漏接觸孔連接到漏極，其中，歐姆接觸層覆蓋位 于源極與漏極之間的空間內(nèi)的有源層。
在本發(fā)明的又一方面， 一種液晶顯示模塊包括液晶面板，該液晶面板包括陣列基板和濾色基板，所述陣列基板包括:位于基板上的選通線和 柵極，柵極連接到選通線；位于選通線和柵極上的柵絕緣層；位于柵絕 緣層上并對應于柵極的本征非晶硅的有源層；位于有源層上的摻雜非晶 硅的歐姆接觸層；與選通線交叉的數(shù)據(jù)線；位于歐姆接觸層上并連接到 數(shù)據(jù)線的源極；位于歐姆接觸層上并與源極隔開的漏極；位于源極和漏 極上并包括露出漏極一部分的漏接觸孔的鈍化層；和位于鈍化層上并通 過漏接觸孔連接到漏極的像素電極，其中，歐姆接觸層覆蓋位于源極與 漏極之間的空間內(nèi)的有源層；以及用于將光投射在液晶面板上并設置于 陣列基板下面的背光單元。
應當理解上述一般描述和下面的詳細描述是示例性和說明性的，且 旨在提供如權利要求限定的本發(fā)明實施方式的進一步解釋。
附圖被包括在本說明書中以提供對本發(fā)明的進一步理解，并結合到 本說明書中且構成本說明書的一部分，附圖示出了本發(fā)明的實施方式， 且與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。
圖1是相關技術的用于LCD設備的陣列基板的像素區(qū)域的平面圖2A到2G是示出了沿著圖i中的線n-ir提取的部分的制造工藝的
截面圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的用于LCD設備的陣列基板的像素
區(qū)域的平面圖4是沿著圖3中的線IV-IV'提取的部分的截面圖5A到51是示出了沿圖3中的線IV-IV'提取的部分的制造工藝的
截面圖6是根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的用于LCD設備的陣列基板的像素 區(qū)域的平面圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的陣列基板的TFT內(nèi)的I-V傳遞 曲線的圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的取決于陣列基板的TFT內(nèi)柵電壓的電荷遷移率的圖；以及
圖9是示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的取決于陣列基板的TFT內(nèi)的柵 -源電壓的漏-源電流的圖形。
具體實施例方式
下面將詳細描述本發(fā)明優(yōu)選實施方式，在附圖中示例出了其示例。
在根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的用于LCD設備的陣列基板內(nèi)，沒有對 歐姆接觸層和有源層進行蝕刻，從而可以形成厚度比相關技術陣列基板 內(nèi)的有源層的厚度小的有源層。通過施加到柵極的負電壓或正電壓而有 效地 空制溝道中自由電子的遷移，從而改進了 TFT的驅動特性。
圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的用于LCD設備的陣列基板的像素 區(qū)域的平面圖，且圖4是沿著圖3中的線IV-IV，提取的部分的截面圖。
在圖3和圖4中，在基板110上形成選通線120,并且數(shù)據(jù)線130 與選通線120交叉以限定像素區(qū)域"P"。數(shù)據(jù)線130可以與選通線120垂 直或者傾斜。作為開關元件的薄膜晶體管(TFT)"T"形成在選通線120和 數(shù)據(jù)線130的交叉部。TFT"T"包括柵極125、柵絕緣層145、包括有源層 140和歐姆接觸層141的半導體層142、源極132和漏極134。柵極125 從選通線120延伸，且柵絕緣層145形成在選通線120和柵極125上。 半導體層142形成在柵絕緣層145上，并且與柵極125交疊。歐姆接觸 層141設置在有源層140上，并且具有與有源層140相同的平面區(qū)域。 源極132從數(shù)據(jù)線130延伸，且與漏極134隔開。源極132和漏極134 接觸歐姆接觸層141。 TFT"T"通過柵極125和源極132分別連接到選通 線120和數(shù)據(jù)線130。
本征非晶硅的有源層140具有第一厚度"tl"，而摻雜非晶硅的歐姆接 觸層141具有第二厚度"t2"。例如，有源層140的第一厚度"tl"可以是約 100埃到約700埃，而歐姆接觸層141的第二厚度"t2"可以是約50埃到 約500埃。有源層140可以具有與歐姆接觸層141基本相同的厚度。在 源極132與漏極134之間露出歐姆接觸層141的一部分。
另夕卜，包括漏接觸孔"CH2"的鈍化層155形成于TFT"T"上。漏接觸孔"CH2"露出漏極134的一部分。形成于鈍化層155上且在像素區(qū)域"P，， 內(nèi)的像素電極170通過漏接觸孔"CH2"與漏極134接觸。像素電極170 延伸到前一選通線120,以與該選通線120的一部分交疊。選通線120的 交疊部分用作第一電極，像素電極170的交疊部分用作第二電極，而柵 絕緣層145和鈍化層155用作介電材料層。第一電極、第二電極和介電 材料層構成存儲電容器"Cst"。另一方面，雖然未圖示，設置在柵絕緣層 145上的金屬圖案(未圖示)可以設置在第一電極與第二電極之間。金屬圖 案連接到第一電極和第二電極的其中一個上。在這種情況下，僅柵絕緣 層和鈍化層中的一層用作介電材料層。
在第一實施方式的陣列基板內(nèi)，有源層140可以具有與歐姆接觸層 141基本相同的厚度。結果，可以減少生產(chǎn)時間或者用于機器的初始投資。 另外，由于歐姆接觸層141沒有被分離，因而具有通過溝道的電荷遷移 率的優(yōu)點。
另一方面，雖然未圖示，圖3和圖4中的TFT"T"可以用于像素電極 和公共電極交替排列在單個基板內(nèi)的共面切換(IPS)模式LCD設備。
參考圖5A到圖51,解釋了根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的用于LCD設 備的陣列基板的制造方法。圖5A到圖51是示出了沿著圖3中的線IV-IV， 的部分的制造工藝的截面圖。在基板上限定了形成有TFT的開關區(qū)域 "S(T)"、像素區(qū)域"P"和形成有數(shù)據(jù)線的數(shù)據(jù)區(qū)域"D"。
圖5A示出了第一掩模工序。在圖5A中，通過沉積導電金屬材料在 基板110上形成第一金屬層(未圖示)。導電金屬材料包括銅(Cu)、鉬(Mo)、 鋁(A1)、鋁合金(AlNd)和鉻(Cr)。使用第一掩模(未圖示)對第一金屬層構 圖，以形成選通線120(圖3)和柵極125。柵極125從選通線120(圖3)延 伸，并且設置在開關區(qū)域"S(T)"內(nèi)。然后，通過沉積無機絕緣材料在形成 有選通線120(圖3)和柵極125的基板110上形成柵絕緣層145。無機絕緣 材料包括二氧化硅(Si02)和氮化硅(SiNx)。
圖5B和圖5C示出了第二掩模工序。在圖5B中，在柵絕緣層145 上順序形成本征非晶硅的本征非晶硅層140a和摻雜非晶硅的摻雜非晶硅 層141a。本征非晶硅層140a和摻雜非晶硅層141a分別具有第一厚度"tl"一厚度"tl"與第二厚度"t2"的比可以是1 1.5:1 。例如， 本征非晶硅層140a的第一厚度"tl"可以是約100埃到約700埃，而摻雜 非晶硅層141a的第二厚度"t2"可以是約50埃到約500埃。本征非晶硅層 140a可以具有與摻雜非晶硅層141a基本相同的厚度。
在圖5C中，使用第二掩模(未圖示)對本征非晶硅層140a(圖5B)和摻 雜非晶硅層141a(圖5B)構圖，以形成有源層140和歐姆接觸層141。有 源層140與柵極125交疊，并且歐姆接觸層141設置在有源層140上。 有源層140和歐姆接觸層141分別具有島狀。由于使用單個掩模對有源 層140和歐姆接觸層141構圖，有源層140和歐姆接觸層141具有彼此 相同的平面區(qū)域。有源層140和歐姆接觸層141構成了半導體層142。與 相關技術的陣列基板內(nèi)的有源層相比，根據(jù)本發(fā)明的陣列基板內(nèi)的陣列 基板140具有相對較小的厚度。
圖5D、 5E和5F示出了第三掩模工序。在圖5D中，通過沉積導電 金屬材料在包括半導體層142的基板110上形成第二金屬層175。導電金 屬材料包括銅(Cu)、鉬(Mo)、鋁(A1)、鋁合金(AlNd)和鉻(Cr)。通過涂敷 例如光刻膠(PR)的感光材料在第二金屬層175上形成感光材料層180。
包括阻擋區(qū)域"T1"和透射區(qū)域"T2"的第三掩模"M"設置在感光材料 層180上。透射區(qū)域"T2"具有比阻擋區(qū)域"T1"大的透射率。阻擋區(qū)域"丁l" 完全遮蔽光。透射區(qū)域"T2"具有相對較高的透射率，例如約100%的透射 率，以使通過透射區(qū)域"T2"的光能夠完全以化學的方式改變感光材料。 在開關區(qū)域"S(T)"內(nèi)，第三掩模"M"包括阻擋區(qū)域"TT，之間的透射區(qū)域 "T2"。即，透射區(qū)域"T2"對應于柵極125的中心。阻擋區(qū)域"T1"也對應 于數(shù)據(jù)區(qū)域"D"。透射區(qū)域"T2"還對應于其他區(qū)域。
在圖5E中，感光材料層180(圖5D)通過掩模"M"(圖5D)而曝光， 并隨后被顯影以形成第一、第二和第三感光材料圖案182、 184和186。 第一和第二感光材料圖案182和184對應于柵極125的兩側，以露出第 二金屬層175的一部分。第一與第二感光材料圖案182與184之間的第 二金屬層175的露出部分對應于柵極125的中心。第三感光材料圖案186 對應于數(shù)據(jù)區(qū)域"D"。通過在感光材料層1S0(圖5D)上進行的曝光和顯影
13工序，去除對應于第三掩模(圖5D)的透射區(qū)敏T2"(圖5)的感光材料層 180(圖5D),以露出第二金屬層175。
在圖5F中，通過將第一、第二和第三感光材料圖案182、 184和186 用作構圖掩模而對露出的第二金屬層175(圖5E)構圖，以形成數(shù)據(jù)線 130、源極132和漏極134。數(shù)據(jù)線130位于數(shù)據(jù)區(qū)域"D"內(nèi)，并且與選 通線120(圖3)交叉以限定像素區(qū)域"P"。源極132從數(shù)據(jù)線130延伸并 且與漏極134隔開。在源極132與漏極134之間露出歐姆接觸層141的 一部分。
通過濕刻工序或干刻工序對第二金屬層175(圖5E)構圖。在濕刻工 序或干刻工序中，歐姆接觸層141的材料與源極132和漏極134的材料 反應，從而在源極132與漏極134之間的歐姆接觸層141的表面上形成 硅化物層l卯。源極132與漏極134之間的有源層140和歐姆接觸層141 用作溝道"ch"。位于溝道"ch"內(nèi)的歐姆接觸層141上的硅化物層190用作 阻礙自由電子在溝道"ch"內(nèi)遷移的阱。因此，去除硅化物層190以改進 TFT"T"的特性。通過使用例如氯化氫(HC1)氣體、氯(C12)氣、六氟化硫 氣體(SF6)或氟化碳氣體(CF4)的反應氣體的干刻工序，或者通過使用例如 氟酸(HF)溶液的蝕刻劑的濕刻工序去除硅化物層l卯。
另一方面，可以在硅化物層190上形成金屬氧化物層(未圖示)來代 替去除硅化物層190的步驟，以改進自由電子在溝道"ch"內(nèi)的遷移率。可 以通過氧(02)等離子體處理形成金屬氧化物層。
在圖5G中，去除硅化物層l卯(圖5F)，從而在源極132和漏極134 之間露出歐姆接觸層141的一部分。去除第一、第二和第三感光材料圖 案182、 184和186。柵極125、柵絕緣層145、半導體層142、源極132 和漏極134構成了開關區(qū)域"S(T)"內(nèi)的TFT。
圖5H示出了第四掩模工序。在圖5H中，在包括數(shù)據(jù)線130和TFT 的基板110上形成鈍化層155。鈍化層155包括例如氮化硅和二氧化硅的 無機絕緣材料以及例如基于壓克力的樹脂和苯并環(huán)丁烯(BCB)的有機絕 緣材料中的一種材料。使用第四掩模(未圖示)對鈍化層155構圖，以形成 露出漏極134的一部分的漏接觸孔"CH2"。圖5I示出了第五掩模工序。在圖5I中，在包括漏接觸孔"CH2"的鈍 化層155上形成透明導電金屬層(未圖示)。透明導電金屬層包括透明導電 材料，例如氧化銦錫(ITO)或氧化銦鋅(IZO)。使用第五掩模(未圖示)對透 明導電金屬層構圖，以在像素區(qū)域"P"內(nèi)形成像素電極170。像素電極170 通過漏接觸孔"CH2"接觸漏極134。
雖然未圖示，像素電極170延伸到前一選通線120(圖3)以與該選通 線120的一部分交疊。選通線120的交疊部分用作第一電極，像素電極 120的交疊部分用作第二電極，而柵絕緣層145和鈍化層155用作介電材 料層。第一電極、第二電極和介電材料層構成存儲電容器"Cst"(圖3)。另 一方面，雖然未圖示，設置在柵絕緣層145上的金屬圖案沐圖示)可以設 置在第一電極與第二電極之間。金屬圖案連接到第一電極和第二電極的 其中一個上。在這種情況下，僅柵絕緣層和鈍化層中的一層用作介電材 料層。
當負電壓施加到柵極125時，包括有源層140和歐姆接觸層141的 溝道"ch"內(nèi)沒有自由電子，從而在截止狀態(tài)下驅動TFT"T"。另一方面， 當正電壓施加到柵極125時，在溝道"ch"上積累自由電子，從而在導通狀 態(tài)下驅動TFT"T"。在TFT"T"的導通狀態(tài)中，數(shù)據(jù)線130內(nèi)的數(shù)據(jù)信號 通過TFT"T"提供到像素電極170。結果，通過在像素電極170與位于與
陣列基板相對的濾色基板上的公共電極(未圖示)之間感應的電場來驅動 液晶層(未圖示)，從而使LCD設備顯示圖像。
在根據(jù)本發(fā)明的陣列基板內(nèi)，由于與相關技術陣列基板的有源層相 比，本發(fā)明的有源層140具有相對較小的厚度，因此減少了柵極125與 歐姆接觸層141之間的距離。因此，即使沒有去除源極132與漏極134 之間的歐姆接觸層141的露出部分，也可將有源層140和歐姆接觸層141 用作溝道"ch"。
更詳細地說，在相關技術的陣列基板內(nèi)，由于有源層比歐姆接觸層 厚，柵極與歐姆接觸層之間的距離相對較遠。因此，如果沒有去除源極 與漏極之間的歐姆接觸層的露出部分，則不可能通過將負或正電壓施加 到柵極內(nèi)而控制TFT的導通或截止狀態(tài)。然而，因為由有源層140的厚
15度減少導致的柵極125與歐姆接觸層141之間的距離接近，可以通過將 負或正電壓施加到柵極125內(nèi)而使TFT"T"具有導通或截止狀態(tài)。g口，不 僅有源層140而且歐姆接觸層141都用作溝道"ch"。
此外，由于有源層140具有減少的厚度而減輕了光漏電流。因此， TFT"T"具有改進的特性并且LCD能夠顯示高質(zhì)量圖像。此外，由于可以 省略去除歐姆接觸層的一部分的工序，簡化了制造工藝并且減少了生產(chǎn) 時間。因此提高了生產(chǎn)率。
圖6是根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的用于LCD設備的陣列基板的像素 區(qū)域的平面圖。在第二實施方式中，可以減少掩模工序的數(shù)量。
在圖6中，在基板210上形成選通線220，并且數(shù)據(jù)線230與選通 線220交叉以限定像素區(qū)域"P"。數(shù)據(jù)線230可以與該選通線220垂直或 傾斜。作為開關元件的薄膜晶體管(TFT)"T"形成于選通線220與數(shù)據(jù)線 230的交叉部。TFT"T"包括柵極225、柵絕緣層(未圖示)、包括有源層(未 圖示)和歐姆接觸層(未圖示)的半導體層(未圖示)、源極232和漏極234。 柵極225從選通線220延伸，并且柵絕緣層(未圖示)形成于選通線220和 柵極225上。半導體層(未圖示)形成在柵絕緣層(未圖示)上，并且與柵極 225交疊。歐姆接觸層(未圖示)設置在有源層(未圖示)上，并且具有與有 源層(未圖示)相同的平面區(qū)域。源極232從數(shù)據(jù)線230延伸并且與漏極 234隔開。源極232和漏極234與歐姆接觸層(未圖示)接觸。
本征非晶硅的有源層(未圖示)具有第一厚度，而摻雜非晶硅的歐姆接 觸層(未圖示)具有第二厚度。例如，有源層(未圖示)的第一厚度可以是約 100埃到約700埃，而歐姆接觸層(未圖示)的第二厚度可以是約50埃到 約500埃。有源層(未圖示)可以具有與歐姆接觸層(未圖示)基本相同的厚 度。在源極232與漏極234之間露出歐姆接觸層(未圖示)的一部分。半導 體圖案274從TFT"T"內(nèi)的半導體層(未圖示)延伸到數(shù)據(jù)線230。結果， 半導體圖案274設置在數(shù)據(jù)線230下面。
另夕卜，在TFT"T"上形成包括漏接觸孑L"CH3"的鈍化層沐圖示)。漏 接觸孔"CH3"露出漏極234的一部分。形成于鈍化層(未圖示)上且形成于 像素區(qū)域"P"內(nèi)的像素電極270通過漏接觸孔"CH3"與漏極234接觸。像素電極270延伸到前一選通線220，以與選通線220的部分交疊。選通線 220的交疊部分用作第一電極，像素電極270的交疊部分用作第二電極， 而柵絕緣層(未圖示)和鈍化層(未圖示)用作介電材料層。第一電極、第二 電極和介電材料層構成存儲電容器"Cst"。另一方面，雖然未圖示，設置
在柵絕緣層(未圖示)上的金屬圖案(未圖示)可以設置在第一電極與第二電 極之間。金屬圖案連接到第一電極和第二電極的其中一個上。在這種情 況下，僅柵絕緣層和鈍化層中的一層用作介電材料層。
通過四道掩模工序制造根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的陣列基板。在第 一掩模工序中，在基板210上形成選通線220和柵極225。另外，在選通 線220和柵極225上形成柵絕緣層。在第二掩模工序中，形成有源層、 歐姆接觸層、源極232、漏極234和數(shù)據(jù)線230。更詳細地，在柵絕緣層 上順序形成本征非晶硅層、摻雜非晶硅層和金屬層。然后，使用包括透 射區(qū)域、阻擋區(qū)域和半透射區(qū)域的半色調(diào)掩模對金屬層、摻雜非晶硅層 和本征非晶硅層構圖。半透射區(qū)域的透射率小于透射區(qū)域的透射率，而
大于阻擋區(qū)域的透射率。由于半色調(diào)掩模，存在具有高度差的第一和第 二感光材料圖案。結果，通過單個掩模工序形成歐姆接觸層、源極232、 漏極234和數(shù)據(jù)線230。在第三掩模工序中，在數(shù)據(jù)線130和TFT"T"上 形成包括漏接觸孔"CH3"的鈍化層。在第四掩模工序中，在鈍化層上形成 像素電極270。
在根據(jù)本發(fā)明的陣列基板中，由于與相關技術陣列基板的有源層相 比，本發(fā)明的有源層具有相對較小的厚度，因此減小了柵極與歐姆接觸 層之間的距離。因此，即使沒有去除源極與漏極之間的歐姆接觸層的露 出部分，也可將有源層和歐姆接觸層用作溝道。通過將負或正電壓施加 到柵極內(nèi)而使TFT具有導通或截止狀態(tài)。
此外，由于有源層具有減少的厚度而減輕了光漏電流。由于有源層 具有減少的厚度，因此減輕了由數(shù)據(jù)線下方的半導體圖案導致的波動噪 聲問題。因此，TFT"T"具有改進的特性并且LCD可以顯示高質(zhì)量圖像。 此外，由于可以省略去除歐姆接觸層的部分的工序，簡化了制造工序并 且減少了生產(chǎn)時間。因此提高了生產(chǎn)率。
17圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的陣列基板的TFT內(nèi)的I-V傳遞 曲線的圖。在圖7中，標號(l)示出了相關技術陣列基板的TFT內(nèi)的I-V 傳遞曲線，而標號(2)到(5)示出了根據(jù)本發(fā)明的陣列基板的TFT內(nèi)的I-V 傳遞曲線。在曲線(2)內(nèi)有源層和歐姆接觸層分別具有約300埃和約100埃 的厚度，而在曲線(3)內(nèi)有源層和歐姆接觸層分別具有約300埃和約200埃 的厚度。在曲線(4)內(nèi)有源層和歐姆接觸層分別具有約500埃和約100埃 的厚度，而在曲線(5)內(nèi)有源層和歐姆接觸層分別具有約500埃和約200埃 的厚度。當施加約為IV的漏-源電壓(Vds)并且在-10V到20V的范圍內(nèi)改 變柵-源電壓(Vgs)時，測量漏-源電流(Ids)。與曲線(l)相比，曲線(2)到(5) 內(nèi)的漏-源電流(Ids)得以增加。即，圖7示出了在根據(jù)本發(fā)明的陣列基板 內(nèi)的TFT具有改進的特性。
圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的取決于陣列基板的TFT內(nèi)的柵 電壓的電荷遷移率的圖。在圖8中，標號(l)示出了相關技術陣列基板的 TFT內(nèi)的電荷遷移率，而標號(2)示出了根據(jù)本發(fā)明的陣列基板的TFT 內(nèi)的電荷遷移率。當施加約lV的源-漏電壓(Vds)并且柵-源電壓(Vgs)在 -5V到20V的范圍內(nèi)改變時，測量TFT內(nèi)電荷的遷移率。當通過施加約 10V到15V的柵-源電壓(Vgs)而導通TFT時，相關技術TFT內(nèi)的電荷遷 移率為約0.4cmVVs(曲線(1))，而根據(jù)本發(fā)明的TFT內(nèi)的電荷遷移率大 于1.1cmVVs(曲線(2))。因此，根據(jù)本發(fā)明的TFT中的電荷遷移率得以 改善。
圖9是示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的取決于陣列基板的TFT內(nèi)的柵 -源電壓的漏-源電流的圖。在圖9中，曲線(1)和(2)分別示出了在光照條 件和非光照條件下測量到的相關技術陣列基板的TFT內(nèi)的漏-源電流 (Ids)。光強度為約4001ux。曲線(3)和(4)分別示出了在光照條件和非光照 條件下測量到的根據(jù)本發(fā)明的陣列基板的TFT內(nèi)的漏-源電流(Ids)。在根 據(jù)本發(fā)明的陣列基板的TFT內(nèi)，有源層具有約300埃的厚度，而歐姆接 觸層具有約IOO埃的厚度。當施加約lV的漏-源電壓(Vds)并且柵-源電壓 (Vgs)在-20V到20V的范圍內(nèi)改變時，曲線(3)和(4)中的漏-源電流(Ids)小 于曲線(l)和(2)中的漏-源電流(Ids)。艮卩，根據(jù)本發(fā)明的陣列基板的TFT中的光漏電流問題得以減輕。
對于本領域技術人員而言很明顯，在不偏離本發(fā)明的精神或范圍的
條件下，可以在本發(fā)明的用于LCD設備的陣列基板及其制造方法中做出 各種修改和變型。因而，本發(fā)明的實施方式在落入所附權利要求及其等 同物的范圍內(nèi)的條件下旨在涵蓋本發(fā)明的修改和變化。
權利要求
1. 一種用于液晶顯示設備的陣列基板，該陣列基板包括位于基板上的選通線和柵極，所述柵極連接到所述選通線；位于所述選通線和所述柵極上的柵絕緣層；位于所述柵絕緣層上并對應于所述柵極的本征非晶硅的有源層；位于所述有源層上的摻雜非晶硅的歐姆接觸層；與所述選通線交叉的數(shù)據(jù)線；位于所述歐姆接觸層上并連接到所述數(shù)據(jù)線的源極；位于所述歐姆接觸層上并與所述源極隔開的漏極；位于所述源極和漏極上并包括露出所述漏極一部分的漏接觸孔的鈍化層；和位于所述鈍化層上并通過所述漏接觸孔連接到所述漏極的像素電極，其中，所述歐姆接觸層覆蓋位于所述源極與所述漏極之間的空間內(nèi)的所述有源層。
2. 根據(jù)權利要求1所述的陣列基板，其中，所述有源層具有與所述 歐姆接觸層基本相同的厚度。
3. 根據(jù)權利要求1所述的陣列基板，其中，所述有源層具有約100埃 到約700埃的厚度，而所述歐姆接觸層具有約50埃到約500埃的厚度。
4. 根據(jù)權利要求1所述的陣列基板，其中，所述有源層和所述歐姆 接觸層分別為島狀。
5. 根據(jù)權利要求1所述的陣列基板，其中，所述陣列基板進一步包 括位于所述歐姆接觸層上并在所述源極與所述漏極之間的金屬氧化物 層。
6. 根據(jù)權利要求1所述的陣列基板，其中，所述像素電極與前一選 通線交疊以形成存儲電容器。
7. 根據(jù)權利要求6所述的陣列基板，其中，所述陣列基板進一步包 括與所述前一選通線和所述像素電極交疊并位于所述柵絕緣層上的金屬圖案，其中所述金屬圖案連接到所述前一選通線和所述像素電極中的一 個上。
8. —種用于液晶顯示設備的陣列基板的制造方法，該方法包括在基板上形成選通線和柵極，所述柵極連接到所述選通線； 在所述選通線和所述柵極上形成柵絕緣層；在所述柵絕緣層上形成本征非晶硅的有源層，并且在所述有源層上 形成摻雜非晶硅的歐姆接觸層，所述有源層對應于所述柵極；形成數(shù)據(jù)線、源極和漏極，所述數(shù)據(jù)線與所述選通線交叉，所述源 極位于所述歐姆接觸層上并連接到所述數(shù)據(jù)線上，而所述漏極位于所述 歐姆接觸層上并與所述源極隔開；在所述源極和所述漏極上形成鈍化層，所述鈍化層包括露出所述漏 極一部分的漏接觸孔；和在所述鈍化層上形成像素電極，所述像素電極通過所述漏接觸孔連 接到所述漏極，其中，所述歐姆接觸層覆蓋位于所述源極與所述漏極之間的空間內(nèi) 的所述有源層。
9. 根據(jù)權利要求8所述的方法，其中，所述有源層具有與所述歐姆 接觸層基本相同的厚度。
10. 根據(jù)權利要求8所述的方法，其中，所述有源層具有約100埃到 約700埃的厚度，而所述歐姆接觸層具有約50埃到約500埃的厚度。
11. 根據(jù)權利要求8所述的方法，其中，通過一道掩模工序進行所述 形成所述有源層和所述歐姆接觸層的步驟以及所述形成所述數(shù)據(jù)線、所 述源極和所述漏極的步驟。
12. 根據(jù)權利要求11所述的方法，其中，所述一道掩模工序包括 在所述柵絕緣層上順序形成本征非晶硅層、摻雜非晶硅層和金屬層； 在所述金屬層上形成感光材料層；設置包括透射區(qū)域、半透射區(qū)域和阻擋區(qū)域的掩模； 形成具有厚度差的第一和第二感光材料圖案；禾口 使用所述第一和第二感光材料圖案對所述金屬層、所述摻雜非晶硅層和所述本征非晶硅層進行蝕刻。
13. 根據(jù)權利要求8所述的方法，其中，所述形成所述數(shù)據(jù)線、所述 源極和所述漏極的步驟包括在所述柵絕緣層和所述歐姆接觸層上形成金屬材料層； 使用掩模對所述金屬材料層進行蝕刻，以形成所述數(shù)據(jù)線、所述源極和所述漏極，其中，在所述源極與漏極之間的所述歐姆接觸層上形成硅化物層；和去除所述硅化物層。
14. 根據(jù)權利要求13所述的方法，其中，所述去除所述硅化物層的 步驟包括使用氯化氫氣體、氯氣、六氟化硫氣體和氟化碳氣體中的一種 氣體的干刻工序或者使用氟酸溶液的濕刻工序。
15. 根據(jù)權利要求13所述的方法，其中，所述方法進一步包括通過 氧等離子體處理在所述硅化物層上形成金屬氧化物層。
16. 根據(jù)權利要求8所述的方法，其中，所述像素電極與前一選通線 交疊以形成存儲電容器。
17. 根據(jù)權利要求16所述的方法，其中，所述形成所述數(shù)據(jù)線、所 述源極和所述漏極的步驟進一步包括形成與所述前一選通線和所述像素 電極交疊并位于所述柵絕緣層上的金屬圖案，并且其中所述金屬圖案連 接到所述前一選通線和所述像素電極中的一個上。
18. —種液晶顯示模塊，該液晶顯示模塊包括 包括陣列基板和濾色基板的液晶面板，所述陣列基板包括 位于基板上的選通線和柵極，所述柵極連接到所述選通線； 位于所述選通線和所述柵極上的柵絕緣層；位于所述柵絕緣層上并對應于所述柵極的本征非晶硅的有源層；位于所述有源層上的摻雜非晶硅的歐姆接觸層；與所述選通線交叉的數(shù)據(jù)線；位于所述歐姆接觸層上并連接到所述數(shù)據(jù)線的源極；位于所述歐姆接觸層上并與所述源極隔開的漏極；位于所述源極和漏極上并包括露出所述漏極一部分的漏接觸孔的鈍化層；和位于所述鈍化層上并通過所述漏接觸孔連接到所述漏極的像素電極，其中，所述歐姆接觸層覆蓋位于所述源極與漏極之間的空間內(nèi)的所 述有源層；以及用于將光投射到所述液晶面板上并位于所述陣列基板下面的背光單元。
19. 根據(jù)權利要求18所述的液晶顯示模塊，其中，所述有源層具有 與所述歐姆接觸層基本相同的厚度。
20. 根據(jù)權利要求18所述的液晶顯示模塊，其中，所述有源層具有 約100埃到約700埃的厚度，而所述歐姆接觸層具有約50埃到約500埃 的厚度。
全文摘要
陣列基板、包括陣列基板的液晶顯示模塊和陣列基板的制造方法。一種用于液晶顯示設備的陣列基板，包括位于基板上的選通線和柵極，柵極連接到選通線；位于選通線和柵極上的柵絕緣層；位于柵絕緣層上并對應于柵極的本征非晶硅的有源層；位于有源層上的摻雜非晶硅的歐姆接觸層；與選通線交叉的數(shù)據(jù)線；位于歐姆接觸層上并連接到數(shù)據(jù)線的源極；位于歐姆接觸層上并與源極隔開的漏極；位于源極和漏極上并包括露出漏極一部分的漏接觸孔的鈍化層；和位于鈍化層上并通過漏接觸孔連接到漏極的像素電極，其中，歐姆接觸覆蓋位于源極與漏極之間的空間內(nèi)的有源層。
文檔編號H01L21/84GK101510031SQ20081016802
公開日2009年8月19日 申請日期2008年9月25日 優(yōu)先權日2008年2月15日
發(fā)明者劉德根, 曺在亨, 金哲世 申請人:樂金顯示有限公司