專利名稱：薄膜晶體管陣列基板制造方法
薄膜晶體管陣列基板制造方法 技術(shù)領(lǐng)域 '
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體元件的制造方法，尤其涉及薄膜晶體管陣列基板制造方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在的液晶顯示器主要以薄膜晶體管液晶顯示器(TFT LCD)為主流，TFT LCD (Thin Film Transistor Liquid Crystal Display)的一般結(jié)構(gòu)是具有彼此相對 的薄膜晶體管陣列基板和彩膜基板，在兩個(gè)基板之間設(shè)置襯墊料以保持盒間隙， 并在該盒間隙之間填充液晶。
目前量產(chǎn)的TFT陣列基板大多至少需要四輪光罩工序。圖1為采用四道光罩 工序制造的現(xiàn)有技術(shù)TFT陣列基板的平面圖，圖2為沿圖1的A-A'和B-B'線提 取的截面圖。參照圖1和圖2所示，現(xiàn)有技術(shù)的陣列基板在基板1上形成有彼此 交叉的柵線11和數(shù)據(jù)線52，柵線11與數(shù)據(jù)線52的交叉區(qū)形成TFT 91。 TFT 91 包括柵極10、源極51和漏極50。所述柵極10形成在與基板1直接接觸的第一金 屬層上，在柵極IO上依次覆蓋有柵絕緣層20、半導(dǎo)體層30、歐姆接觸40、源極 51、漏極50和鈍化層60。柵極10連接到柵線11，源極51連接到數(shù)據(jù)線52。在 由柵極10和數(shù)據(jù)線52交叉限定的像素區(qū)域中形成像素電極78，所述像素電極78 通過接觸孔70和TFT 91的漏極50相連。
以下將參照圖3A 3D詳細(xì)說明采用四道光罩工序的液晶面板的TFT陣列基板 的制造方法。
參照圖3A,采用第一道光罩在基板上形成包括柵線11 (參照圖1)、柵極10 和柵焊盤12的第一導(dǎo)電圖案組。
參照圖3B，先在形成有柵圖案的基板上依次沉積柵絕緣層20、有源層30和 歐姆接觸層40，再在歐姆接觸層40上沉積第二導(dǎo)電金屬層50。然后利用第二道 光罩在柵絕緣層20上形成包括有源層30和歐姆接觸層40的圖案，以及包括數(shù)據(jù) 線52 (參照圖1)、源極51、漏極50以及數(shù)據(jù)焊盤53 (參照圖1)的第二導(dǎo)電圖 案層。參照圖3C，在第二導(dǎo)電層圖案形成之后，接著在基板上用PECVD沉積鈍化層 60，在形成鈍化層之后，通過采用第三道光罩的光刻和蝕刻工序，形成接觸孔61。
參照圖3D，在接觸孔61形成之后，沉積上一層透明導(dǎo)電層70，通過第四道 光罩在鈍化層上形成包括像素電極78、柵焊盤上電極72和數(shù)據(jù)焊盤上電極73的 第三導(dǎo)電圖案組。
在液晶顯示器中，由于TFT陣列基板需要半導(dǎo)體工序和多輪光罩工序，其制 造工序很復(fù)雜并因此制造成本比較高，主要原因在于一輪光罩工序包括諸如薄膜 沉積工序、清洗工序、光刻工序、蝕刻工序、光刻膠剝離和檢查工序等多個(gè)工序。
為了解決這個(gè)問題，希望能夠提供一種可以減少光罩工序數(shù)量的TFT陣列基 板的制造方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種采用多灰階光罩而減少光罩工序數(shù)量 的薄膜晶體管陣列基板制造方法。
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是提供一種薄膜晶體管陣列基 板制造方法，包括以下步驟
提供一基板，并在該基板上形成一第一金屬層和一第一光刻膠層，利用一第 一光罩在該第一金屬層之上形成柵線、柵極和柵焊盤；
在該基板上繼續(xù)依次沉積一柵絕緣層、 一半導(dǎo)體層、 一歐姆接觸層、 一第二 金屬層和一第二光刻膠層，利用一第二光罩在該第二金屬層之上形成源極、漏極、 溝道以及數(shù)據(jù)線下電極和數(shù)據(jù)焊盤下電極；
在該基板上繼續(xù)沉積一透明導(dǎo)電層和一第三光刻膠層，利用一第三道光罩形 成像素電極、源極上電極、漏極上電極以及數(shù)據(jù)線上電極和數(shù)據(jù)焊盤上電極；
在第三光刻膠剝離之前繼續(xù)沉積鈍化層，之后通過剝離工序?qū)⑾袼仉姌O、源 極上電極、漏極上電極以及數(shù)據(jù)線上電極和數(shù)據(jù)焊盤上電極上的第三光刻膠連同 其上的鈍化層一起剝離掉。
上述方法中，所述第二光罩為一多灰階光罩。
本發(fā)明對比現(xiàn)有的四道光罩工序的薄膜晶體管陣列基板的制造方法有如下的 有益效果本發(fā)明通過在第二金屬層上直接形成透明導(dǎo)電層，并在光刻膠剝離之前沉積鈍化層，然后通過剝離工序?qū)⑾袼仉姌O、源極上電極、漏極上電極以及數(shù) 據(jù)線上電極和數(shù)據(jù)焊盤上電極上的光刻膠連同其上的鈍化層剝離掉，因而減少了 一道光罩工序，可以簡化制造過程，降低成本，提高產(chǎn)量。此外，釆用上述方法 制造的薄膜晶體管陣列基板的數(shù)據(jù)線由第二金屬層和透明導(dǎo)電層所組成，可以有效 的降低數(shù)據(jù)線電阻，減少數(shù)據(jù)線斷線的發(fā)生，提高良率。


圖1為采用現(xiàn)有技術(shù)四道光罩工序的TFT陣列基板的平面圖。 圖2為沿圖1的A-A'和B-B'線提取的截面圖。 圖3A 3D是現(xiàn)有技術(shù)的TFT陣列基板的制作流程剖視圖。 圖4為本發(fā)明的TFT陣列基板的平面圖。
圖5為沿圖4的i-i'和n-n'線提取的截面圖。
圖6為根據(jù)本發(fā)明的TFT陣列基板中制造第一導(dǎo)電圖案和柵焊盤接觸孔方法的 平面圖和截面圖。
圖7為根據(jù)本發(fā)明的TFT陣列基板中制造半導(dǎo)體圖案和第二導(dǎo)電層圖案以及漏 極接觸孔和數(shù)據(jù)焊盤接觸孔方法的平面圖和截面圖。
圖8為根據(jù)本發(fā)明的TFT陣列基板中制造第三導(dǎo)電圖案組方法的平面圖和截面圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖及典型實(shí)施例對木發(fā)明作進(jìn)一步說明。
圖4所示為根據(jù)本發(fā)明的TFT陣列基板的平面圖，圖5所示為沿圖4的I-I' 和n-n'線提取的截面圖。
參照圖4和圖5，根據(jù)本發(fā)明的TFT陣列基板包括形成于下基板上的柵絕緣層 200、形成于各交叉部的TFT901、形成于由向交叉結(jié)構(gòu)限定的像素區(qū)域中的像素 電極708。
而且該TFT陣列基板還包括形成于柵線101和像素電極708重疊區(qū)域的存儲 電容、與柵線101連接的柵焊盤102以及連接到數(shù)據(jù)線502上的數(shù)據(jù)焊盤503。 施加?xùn)判盘柕臇啪€101和施加數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)線502交叉以限定像素區(qū)域708。
該TFT 901響應(yīng)柵線101信號向像素電極708施加數(shù)據(jù)線502上的像素信號。 該TFT 901擁有連接到柵線101的柵極100、連接到數(shù)據(jù)線502的源極501以 及連接到像素電極708的漏極500。
此外，TFT 901還具有在源極501和漏極500之間形成溝道的有源層300，其 中該有源層300與其下的柵絕緣層200和柵極100重疊，該有源層300上還與數(shù) 據(jù)線重疊502。在該有源層300上還形成用于歐姆接觸的歐姆接觸層400。 該像素電極708連接到TFT901的漏極500并形成在像素區(qū)域708內(nèi)。 因此在通過TFT 901施加像素信號的像素電極708和施加基準(zhǔn)電壓的公共電 極之間形成電場。由于該電場，位于下陣列基板和彩膜基板之間的液晶分子由于 各向異性而旋轉(zhuǎn)。像素區(qū)域的透射比按照液晶分子的旋轉(zhuǎn)程度而變化，從而顯示 各種灰階。
柵焊盤102連接到柵驅(qū)動器以向柵線101施加?xùn)判盘?。柵焊盤102包括延伸 自柵線的柵焊盤下電極102、柵焊盤上電極701，在透明導(dǎo)電層上形成柵焊盤上 電極701并且通過貫穿柵絕緣層200接觸孔與柵焊盤下電極102接觸。
數(shù)據(jù)焊盤503連接到數(shù)據(jù)驅(qū)動器以向數(shù)據(jù)線502施加數(shù)據(jù)信號。數(shù)據(jù)焊盤503 包括延伸自數(shù)據(jù)線502的數(shù)據(jù)焊盤下電極503和數(shù)據(jù)焊盤上電極702，在透明導(dǎo) 電層上形成像素電極708、數(shù)據(jù)焊盤上電極702、漏極上電極700和源極上電極 704透明導(dǎo)電圖案。數(shù)據(jù)焊盤、源極和漏極的上電極和下電極直接接觸，像素電 極直接和漏極上電極700相連，從而也和漏極下電極500相連。
圖6所示為根據(jù)本發(fā)明的TFT陣列基板中制造第一導(dǎo)電圖案包括柵焊盤102 的平面圖和截面圖。
請參照圖6A和6B，采用第一道光罩工序在下基板上形成具有柵線101、柵極 100和柵焊盤下電極102的柵圖案。
通過諸如濺射或其他沉積的方法在下基板上形成柵金屬層。其后如圖6B所示 通過第一道光罩的光刻工序和蝕刻工序?qū)⒃摻饘賹訕?gòu)圖為預(yù)定結(jié)構(gòu)，從而形成包 括柵線101、柵極100和柵焊盤下電極102的圖案。
圖7為根據(jù)本發(fā)明的TFT陣列基板中制造半導(dǎo)體圖案和第二導(dǎo)電層圖案以及漏 極接觸孔和數(shù)據(jù)焊盤接觸孔方法的平面圖和截面圖。請參照圖7A，在先前形成有第一導(dǎo)電層圖案的陣列基板上沉積上柵絕緣層200 和半導(dǎo)體層300以及歐姆接觸層400以及第二金屬層500。其后通過第二道HTM 光罩的光刻工序和蝕刻工序，將該金屬層500和半導(dǎo)體層300構(gòu)圖為預(yù)定結(jié)構(gòu)， 從而形成包括有源層300和歐姆接觸層400的半導(dǎo)體層圖案，以及包括數(shù)據(jù)線 502，源極501、漏極500和數(shù)據(jù)焊盤下電極503的第二導(dǎo)電圖案以及柵極焊盤接 觸孔。
圖7B為第二道光罩時(shí)在陣列基板上的光刻膠形狀厚度示意圖，請參照圖7B，該 第二道光罩具有由透明材料構(gòu)成的光罩襯底、形成在光罩襯底的遮光區(qū)域和形成 于光罩襯底的遮光量為二分之一的區(qū)域，釆用第二道光罩曝光顯影后該光刻膠從 而在分別對應(yīng)于第二光罩遮光部分和二分之一曝光部分全部曝光部分形成具有 預(yù)定臺階的光刻膠圖案。使得溝道處400、數(shù)據(jù)線下電極502、數(shù)據(jù)焊盤下電極 503、漏極下電極500和源極下電極501上的光刻膠801擁有最高的第一高度、 除了以上提到的地方和柵極焊盤以外的地方的光刻膠800擁有第二高度，只有柵 極焊盤處沒有光刻膠。
請參照圖7C，然后通過第一次蝕刻去除掉沒有光刻膠部分也就是柵極焊盤處 的第二導(dǎo)電金屬層和半導(dǎo)體層以及歐姆接觸層，并且去除掉柵極焊盤處一半的柵 絕緣層后，采用氧氣等離子體執(zhí)行灰化工序從而去除具有第二高度的光刻膠圖 案，并且降低具有第一高度的光刻膠圖案。在經(jīng)過第二次蝕刻，將溝道處400、 數(shù)據(jù)線下電極502、數(shù)據(jù)焊盤下電極503、漏極下電極500和源極下電極501處 以外的第二導(dǎo)電金屬層500和歐姆接觸層400去除掉，并且去除掉這些地方一半 的柵絕緣層的厚度，同時(shí)也把柵焊盤上的全部柵絕緣層去除掉，從而形成柵焊盤 接觸孔。
圖8為根據(jù)本發(fā)明的TFT陣列基板中制造第三導(dǎo)電圖案組方法的平面圖和截面圖。
采用諸如濺射方法或其他沉積方法在上述陣列基板上涂上透明導(dǎo)電層，該透 明導(dǎo)電層由氧化銦錫(no)、氧化錫(TO)、氧化銦錫鋅(ITZO)或者氧化銦 鋅(IZO)形成。
然后通過第三道光罩的光刻工序和蝕刻工序構(gòu)圖透明導(dǎo)電圖案從而形成包括 像素電極708、數(shù)據(jù)焊盤上電極702、漏極上電極700和源極上電極704透明導(dǎo)電圖案，柵輝盤上電極701和數(shù)據(jù)焊盤上電極702的第三導(dǎo)電圖案。該像素電極 直接和漏極上電極700相連，從而也和漏極下電極500相連。該柵焊盤上的電極 通過貫穿柵絕緣層的接觸孔和由透明導(dǎo)電層形成的柵焊盤上電極701相連。
通過該第三道光罩的光刻和刻蝕工藝將包括像素電極708、數(shù)據(jù)焊盤上電極 702、漏極上電極700和源極上電極704透明導(dǎo)電圖案，柵焊盤上電極701和數(shù) 據(jù)焊盤上電極702以外的地方的透明導(dǎo)電層刻掉，并且將溝道處的第二導(dǎo)電層刻 掉，再經(jīng)過溝道干刻，將溝道處的歐姆接觸層刻掉，從而形成溝道。
最后請參照圖4和圖5，在形成有透明導(dǎo)電圖案的陣列基板上沉積鈍化層600， 之后通過剝離工序?qū)⑾袼仉姌O708、數(shù)據(jù)焊盤上電極702、漏極上電極700和源 極上電極704上的光刻膠剝離掉，同時(shí)也就將沉積在這些地方的光刻膠上的鈍化 層也一起剝離掉了，由于此時(shí)在剝離之前溝道處以及其他沒有透明導(dǎo)電層的地方 沒有光刻膠，那么溝道處及其他沒有透明導(dǎo)電層的地方的鈍化層被保留了下來， 從而使得這些地方特別是溝道處的半導(dǎo)體層能被很好的保護(hù)起來。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng) 域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的修改和完善，因此 本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種薄膜晶體管陣列基板制造方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟提供一基板，并在該基板上形成一第一金屬層和一第一光刻膠層，利用一第一光罩在該第一金屬層之上形成柵線、柵極和柵焊盤；在該基板上繼續(xù)依次沉積一柵絕緣層、一半導(dǎo)體層、一歐姆接觸層、一第二金屬層和一第二光刻膠層，利用一第二光罩在該第二金屬層之上形成源極、漏極、溝道以及數(shù)據(jù)線下電極和數(shù)據(jù)焊盤下電極；在該基板上繼續(xù)沉積一透明導(dǎo)電層和一第三光刻膠層，利用一第三道光罩形成像素電極、源極上電極、漏極上電極以及數(shù)據(jù)線上電極和數(shù)據(jù)焊盤上電極；在第三光刻膠剝離之前繼續(xù)沉積鈍化層，之后通過剝離工序?qū)⑾袼仉姌O、源極上電極、漏極上電極以及數(shù)據(jù)線上電極和數(shù)據(jù)焊盤上電極上的第三光刻膠連同其上的鈍化層一起剝離掉。
2. 如權(quán)利要求l所述的薄膜晶體管陣列基板制造方法，其特征在于，所述第 二光罩為一多灰階光罩。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種薄膜晶體管陣列基板制造方法，該制造方法通過在第二金屬層上直接形成透明導(dǎo)電層，并在光刻膠剝離之前沉積鈍化層，然后通過剝離工序?qū)⑾袼仉姌O、源極上電極、漏極上電極以及數(shù)據(jù)線上電極和數(shù)據(jù)焊盤上電極上的光刻膠連同其上的鈍化層剝離掉，因而減少了一道光罩工序，可以簡化制造過程，降低成本，提高產(chǎn)量。
文檔編號H01L21/84GK101577254SQ20091004854
公開日2009年11月11日 申請日期2009年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月30日
發(fā)明者吳賓賓, 莉 譚 申請人:上海廣電光電子有限公司