專利名稱：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，尤其涉及薄膜品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陣列基板通常采用五道或四道光罩工序。圖1是現(xiàn)有TFT陣 列基板五道光罩工藝流程圖，圖2是釆用現(xiàn)有技術(shù)五道光罩工序的TFT陣列基板的 平面圖，圖3A 犯是現(xiàn)有技術(shù)的TFT陣列基板的制作流程剖視圖。參照圖2和圖3 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TFT91。 TFT91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10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1、圖2和圖3A 3E詳細(xì)說明采用五道光罩工序的液晶面板的 TFT陣列基板的制造方法。
步驟S101:提供一基板，濺射第一金屬層(Gate金屬層，柵層)；
步驟S102:采用第一道光罩形成柵極，請參照圖3A，采用第一道光罩在基板 l上形成第一導(dǎo)電圖案組，包括Gate金屬層成膜，在玻璃表面形成金屬膜；PR涂 布后通過第一道光罩形成Gate圖案，濕刻剝離后使第一金屬層出現(xiàn)gate層圖形， 形成柵極IO，掃描線，掃描線焊盤12;
步驟S103:制作柵絕緣層和半導(dǎo)體層(I層，硅島層)；
3步驟S104:硅島(a-Si)成型，請參照圖3B，繼續(xù)在基板上形成SiN層20、 a-Si層30、 n-Si層40; PR涂布后進行I-mask曝光，使光刻膠層出現(xiàn)Island層 圖形；干刻剝離后形成硅島；
步驟S105:濺射第二金屬層(Data金屬層)；
步驟106:源漏極(S/D)成型，請參照圖3C， Data金屬層成膜，PR涂布后通 過data光罩曝光，使光刻膠層出現(xiàn)data層圖形；濕刻后使金屬層出現(xiàn)data層圖 形，形成源極51，漏極50，數(shù)據(jù)線52，數(shù)據(jù)線焊盤；然后利用干刻，刻蝕a-Si 層，形成溝道91。
步驟107:制作鈍化層；
步驟108:鈍化刻蝕形成接觸孔，請參照圖3D， PA-SiN成膜，形成SiN絕緣 層60;通過第四道光罩形成C層圖形；利用接觸孔干刻，刻蝕SiN層，形成像素
內(nèi)接觸孔61，掃描線與數(shù)據(jù)線焊盤上接觸孔； 步驟109:制作ITO透明導(dǎo)電層；
步驟110:像素電極成型；請參照圖3E， ITO成膜，形成ITO透明導(dǎo)電層70; PR涂布，且PI光罩曝光后，使光刻膠層出現(xiàn)PI層圖形；通過濕刻，在ITO透明
導(dǎo)電層出現(xiàn)PI層圖形、掃描線焊盤72和數(shù)據(jù)焊盤；
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工序。
為了解決這個問題，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，并在該基板上連續(xù)沉積第一層金屬、柵絕緣層、半導(dǎo)體層和一 第一光刻膠層，利用一第一光罩形成柵線、柵極、柵焊盤以及硅島，所述硅島上留有光刻膠層；
在該基板上二次沉積柵絕緣層覆蓋柵線、柵極和柵焊盤，之后進行剝離，露 出硅島；
在該基板上繼續(xù)沉積第二金屬層和一第二光刻膠層，利用一第二光罩形成數(shù) 據(jù)線、源極、漏極和數(shù)據(jù)焊盤；
在該基板上繼續(xù)沉積鈍化層和一第三光刻膠層，利用一第三光罩形成接觸孔， 并通過灰化，去掉像素區(qū)域的光刻膠，保留其他區(qū)域光刻膠；
在該基板上沉積ITO透明導(dǎo)電層，經(jīng)過剝離工序，使得非像素區(qū)的ITO與光 刻膠一起被剝離掉，形成像素電極。
上述方法中，所述第一光罩為多灰階光罩，經(jīng)過第一光罩后硅島上的光刻膠 層具有較高高度，經(jīng)過減薄光刻膠層部分厚度使得硅島上留有光刻膠層。
上述方法中，所述第三光罩為多灰階光罩，經(jīng)過第三光罩后像素區(qū)域的光刻 膠層具有較低高度，經(jīng)過減薄光刻膠層部分厚度保留其他區(qū)域光刻膠。
上述方法中，所述減薄光刻膠層部分厚度的方法包括等離子體灰化工序。 本發(fā)明對比現(xiàn)有的五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)明使柵層和硅島層合用一道光罩，鈍化層和透明導(dǎo)電層合用一道 光罩，從而由5道光罩變?yōu)?道光罩實現(xiàn)，因而減少了兩道光罩工序，簡化制造 過程，降低成本，提高產(chǎn)量。


圖1是現(xiàn)有TFT陣列基板五道光罩工藝流程圖。
圖2是釆用現(xiàn)有技術(shù)五道光罩工序的TFT陣列基板的平面圖。
圖3A 3E是現(xiàn)有技術(shù)的TFT陣列基板的制作流程剖視圖。
圖4是本發(fā)明TFT陣列基板三道光罩工藝流程圖。
圖5A本發(fā)明的第一道光罩工序的平面示意圖。
圖5B 5C是本發(fā)明第一道光罩工序及后續(xù)工序的流程剖視圖。
圖6A是本發(fā)明的第二道光罩工序的平面示意圖。
圖6B是本發(fā)明第二道光罩工序流程剖視圖。
圖7A是本發(fā)明的第三道光罩工序的平面示意圖。
5圖7B 7D是本發(fā)明的第三道光罩工序及后續(xù)工序的流程剖視圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖及典型實施例對本發(fā)明作進一步說明。 圖4是本發(fā)明TFT陣列基板三道光罩工藝流程圖，具體過程如下 步驟S401:提供一基板，濺射第一金屬層(Gate金屬層)； 步驟S402:制作柵絕緣層和半導(dǎo)體層；
步驟S403:涂布第一光刻膠層，采用第一道光罩形成柵極，硅島(a-Si)，所 述硅島區(qū)域保留有光刻膠；
步驟S404: 二次制作柵絕緣層覆蓋保護柵極； 步驟S405:剝離剩余的第一光刻膠層露出硅島； 步驟406:濺射第二金屬層(Data金屬層)；
步驟407:涂布第二光刻膠層，采用第二道光罩形成源漏極(S/D); 步驟408:制作鈍化層；
步驟409:涂布第三光刻膠層，釆用第三道光罩形成接觸孔，非像素區(qū)域保留 光刻膠；
步驟410:制作ITO透明導(dǎo)電層；
步驟110:剝離剩余的第三光刻膠層形成像素電極。
圖3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， 以及半導(dǎo)體層硅島的平面圖和截面圖。
圖5A本發(fā)明的第一道光罩工序的平面示意圖；圖5B 5C是本發(fā)明第一道光罩工 序及后續(xù)工序的流程剖視圖。
通過諸如濺射和PECVD的方法在下基板上依次形成柵金屬層100、柵絕緣層 200和a-Si層300以及n+Si層400。在G-PR的時候用HTM光罩，使得柵線、柵 焊盤上的光刻膠的厚度只有硅島部分的一半，其他部分沒有光刻膠保護。通過干 刻，沒有光刻膠的地方的柵絕緣層和a-Si層、n+Si層被刻掉，再經(jīng)過濕刻后，這 些地方的柵層金屬也被刻掉了，從而留下柵極、柵線和柵焊盤。接下來采用氧氣 等離子體執(zhí)行灰化工序去除柵焊盤、柵線處光刻膠圖案，并且降低硅島301處光 刻膠801的高度，再通過干刻去除柵線和柵焊盤處的半導(dǎo)體層和柵絕緣層，露出柵線和柵焊盤，形成第一導(dǎo)電層圖案，如圖5B。然后又在基板上沉積一層?xùn)沤^緣 層200，之后進行剝離，即可將硅島部上面的柵絕緣通過Lift off的方式去除掉， 露出硅島301。這樣使得柵層(Gate層)和硅島層(I層)的圖形能夠通過一道光 罩形成，如圖5C。
圖6A是本發(fā)明的第二道光罩工序的平面示意圖；圖6B是本發(fā)明第二道光罩工序 流程剖視圖。
在之前形成的第一導(dǎo)電層(Gate層)和半導(dǎo)體層(I層)基板上濺射第二金 屬層500。其后通過第二道光罩的光刻工序和蝕刻工序，形成包括數(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，并通過干刻在源漏極之 間形成溝道。
圖7A是本發(fā)明的第三道光罩工序的平面示意圖；圖7B 7D是本發(fā)明的第三道光 罩工序及后續(xù)工序的流程剖視圖。
采用諸如PECVD方法在第二導(dǎo)電層陣列基板上沉積保護層，形成接觸孔后通 過諸如濺射或其他方法形成透明導(dǎo)電層，該透明導(dǎo)電層由氧化銦錫(ITO)、氧化 錫(TO)、氧化銦錫鋅(ITZO)或者氧化銦鋅(IZO)形成。
如圖7B，沉積保護層600后，通過第三道HTM光罩的光刻工序使得像素接觸 孔601、柵焊盤接觸孔602、數(shù)據(jù)焊盤接觸孔處沒有光刻膠，需要ITO的地方的光 刻膠803具有第一高度，不需要ITO的地方的光刻膠802具有第二高度，第一高 度是第二高度的一半，通過孔刻形成接觸孔。灰化后去除第一高度光刻膠同時降 低第二高度光刻膠802，接著濺射第三導(dǎo)電層700，即透明導(dǎo)電層ITO，如圖7C。 通過剝離后，使得有光刻膠的地方的ITO和光刻膠一起被剝離掉，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、柵焊盤上電極701的第三 導(dǎo)電圖案，參照圖7D。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。
參照圖7A、 7D，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 i^接到TFT901的漏極500并形成在像素區(qū)域708內(nèi)。 因此在通過TFT901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?。柵焯盤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703 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。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭示如上，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，并在該基板上連續(xù)沉積第一層金屬、柵絕緣層、半導(dǎo)體層和一第一光刻膠層，利用一第一光罩形成柵線、柵極、柵焊盤以及硅島，所述硅島上留有光刻膠層；在該基板上二次沉積柵絕緣層覆蓋柵線、柵極和柵焊盤，之后進行剝離，露出硅島；在該基板上繼續(xù)沉積第二金屬層和一第二光刻膠層，利用一第二光罩形成數(shù)據(jù)線、源極、漏極和數(shù)據(jù)焊盤；在該基板上繼續(xù)沉積鈍化層和一第三光刻膠層，利用一第三光罩形成接觸孔，并通過灰化，去掉像素區(qū)域的光刻膠，保留其他區(qū)域光刻膠；在該基板上沉積ITO透明導(dǎo)電層，經(jīng)過剝離工序，使得非像素區(qū)的ITO與光刻膠一起被剝離掉，形成像素電極。
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 一光罩為多灰階光罩，經(jīng)過第一光罩后硅島上的光刻膠層具有較高高度，經(jīng)過減 薄光刻膠層部分厚度使得硅島上留有光刻膠層。
3. 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 三光罩為多灰階光罩，經(jīng)過第三光罩后像素區(qū)域的光刻膠層具有較低高度，經(jīng)過 減薄光刻膠層部分厚度保留其他區(qū)域光刻膠。
4. 如權(quán)利要求2或3所述的薄膜晶體管陣列基板制造方法，其特征在于，所 述減薄光刻膠層部分厚度的方法包括等離子體灰化工序。
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，該制造方法對柵層和硅島層合用一道光罩，鈍化層和透明導(dǎo)電層合用一道光罩，從而由5道光罩變?yōu)?道光罩實現(xiàn)，因而減少了兩道光罩工序，簡化制造過程，降低成本，提高產(chǎn)量。
文檔編號H01L21/78GK101587861SQ20091005339
公開日2009年11月25日 申請日期2009年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月19日
發(fā)明者吳賓賓, 莉 譚 申請人:上海廣電光電子有限公司