專利名稱：主動元件陣列基板及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種主動元件陣列基板，且特別是有關(guān)于一種具有銅金屬層的主
動元件陣列基板。
背景技術(shù)：
隨著薄膜晶體管液晶顯示器(TFT-LCD)面板尺寸愈做愈大，伴隨的是金屬導(dǎo)線阻值不夠低所產(chǎn)生的電阻電容(RC)延遲效應(yīng)，因而，導(dǎo)致信號在傳輸?shù)倪^程中產(chǎn)生扭曲失真，而影響面板畫質(zhì)的呈現(xiàn)。利用阻值低的銅金屬來形成金屬導(dǎo)線，可以有效降低RC延遲效應(yīng)。同時，銅層與基板之間還需要一鉬層以避免銅離子擴散至基板中。然而，銅層與鉬層的雙層結(jié)構(gòu)在蝕刻后，常存在傾斜角(taper angle)過高，即大于60度、關(guān)鍵尺寸誤差(critical dimension (CD) bias)過大與鉬層底切等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種主動元件陣列基板，其具有較佳的電性效能。 本發(fā)明提供一種主動元件陣列基板的制作方法，其可避免后續(xù)制造工藝薄膜的缺陷或斷路等問題。 本發(fā)明提出一種主動元件陣列基板，其包括基材及至少一圖案化多層金屬層。圖案化多層金屬層配置于基材上，其中圖案化多層金屬層至少包括銅層。圖案化多層金屬層是以蝕刻液蝕刻而成，蝕刻液包括氧化劑、酸堿值調(diào)整劑與金屬離子螯合劑。圖案化多層金屬層在垂直基材的剖面是梯形，且梯形的底角小于60。。 本發(fā)明提出一種主動元件陣列基板的制作方法，包括下列步驟。首先，提供基材。接著，以蝕刻液蝕刻形成圖案化多層金屬層配置于基材上，其中圖案化多層金屬層至少包括銅層。圖案化多層金屬層是以蝕刻液蝕刻而成，蝕刻液包括氧化劑、酸堿值調(diào)整劑與金屬離子螯合劑。圖案化多層金屬層在垂直基材的剖面是梯形，且梯形的底角小于60。。
在本發(fā)明的一實施例中，上述的圖案化多層金屬層更包括第一金屬層與第二金屬層，銅層位于第一金屬層與第二金屬層之間，第一金屬層與第二金屬層例如是分別為鉬、鈦、鋁、氮化鉬、氮化鈦、氮化鋁、鉬合金、鈦合金或鋁合金。 在本發(fā)明的一實施例中，上述的銅層的厚度例如是介于1000埃至6000埃，第一金屬層與第二金屬層的厚度例如是介于100埃至500埃。 在本發(fā)明的一實施例中，上述的梯形的底角例如是介于25。至45° 。 在本發(fā)明的一實施例中，上述的氧化劑例如是雙氧水、過硫酸鉀(KHS05)、氯化銅
(CuCl2)或氯化鐵(FeCl3)。 在本發(fā)明的一實施例中，上述的金屬離子螯合劑例如是檸檬酸、草酸、乙二胺四乙酸(ethylenedi咖inetetraacetic acid，EDTA)或反-環(huán)己烯二胺四酸(cyclohexanedinitrilotetraacetic acid， CDTA)。 在本發(fā)明的一實施例中，上述的蝕刻液的酸堿值例如是小于6。
3
基于上述，在本發(fā)明所提出的主動元件陣列基板中，由于圖案化多層金屬層在垂 直基材的剖面是梯形，且梯形的底角小于60° ，因此可使得主動元件陣列基板具有較佳的 電性效能。 此外，通過本發(fā)明所提出的主動元件陣列基板的制作方法，能制作出在垂直基材 的梯形剖面的底角小于60°的圖案化多層金屬層，進而可避免后續(xù)制造工藝薄膜的缺陷或 斷路等問題。 為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附圖式 作詳細說明如下。


圖1A至圖IE是依照本發(fā)明的一實施例的主動元件陣列基板的制造流程剖面圖。
圖2為圖1C沿著另一剖面方向的剖面圖，其中圖2的剖面方向與圖1C的剖面方 向互相垂直。 圖3A至圖3C為說明使圖案化多層金屬層102的梯形剖面的底角小于60。的作用 機制的流程剖面圖。附圖標(biāo)號100 :基材102U10 :圖案化多層金屬層102a、102c、110a、110c :金屬層110b、102b :銅層104 :介電層106 :通道層108、 108a :歐姆接觸層112:薄膜晶體管114:保護層116 :開口118 :像素電極120 :光刻膠層122 :蝕刻液
具體實施例方式
圖1A至圖1E是依照本發(fā)明的一實施例的主動元件陣列基板的制造流程剖面圖。 圖2為圖1C中的圖案化多層金屬層110沿著另一剖面方向的剖面圖，其中圖2的剖面方向 與圖1C的剖面方向互相垂直。 首先，請先參照圖1A，提供基材100?；?00的材料例如是透明材料、不透明材 料、可撓性材料、或上述材料的組合。 接著，于基材100上形成柵極。柵極的形成方法例如是以蝕刻液蝕刻形成作為柵 極的圖案化多層金屬層102。其中，圖案化多層金屬層102至少包括銅層102b。在本實施 例中，圖案化多層金屬層102，除了包括銅層102b之外，更可包括金屬層102a、 102c，金屬層102a位于基材100上，且銅層102b位于金屬層102a與金屬層102c之間。金屬層102a、 102c例如是分別為鉬、鈦、鋁、氮化鉬、氮化鈦、氮化鋁、鉬合金、鈦合金或鋁合金。銅層102b 的厚度例如是介于1000埃至6000埃，金屬層102a、102c的厚度例如是分別介于100埃至 500埃。 此外，圖案化多層金屬層102在垂直基材100的剖面是梯形，且梯形的底角01小 于60° 。梯形的底角ei例如是介于25。至45° 。需注意的是，在此實施例中所謂的梯形 是指"大體上(substantially)"為梯形的情況，亦即只要是外觀上近似梯形，即屬于本案所 稱的梯形。此外，在此實施例中，梯形的底角即為現(xiàn)有所稱的"傾斜角(taper angle)"。
此外，在形成圖案化多層金屬層102的過程中所使用的蝕刻液包括氧化劑、酸堿 值調(diào)整劑與金屬離子螯合劑。其中，氧化劑例如是雙氧水、過硫酸鉀、氯化銅或氯化鐵。金 屬離子螯合劑例如是檸檬酸、草酸、乙二胺四乙酸或反-環(huán)己烯二胺四酸。此外，蝕刻液為 酸性溶液，其酸堿值例如是小于6。 然后，請參照圖1B，于基材IOO上形成介電層104，以覆蓋圖案化多層金屬層102。 介電層104的形成方法例如是通過化學(xué)氣相沉積法(chemicalv即or d印osition， CVD)或 其它合適的薄膜沉積技術(shù)，但不限于此。介電層104可為單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)，且其材料例 如是無機材料、其它介電材料、或上述的組合。本實施例的介電層104的材料是以氧化硅、 氮化硅或氮氧化硅等介電材料為例進行說明。 接下來，于圖案化多層金屬層102上方的介電層104上形成堆棧設(shè)置的信道層106 以及歐姆接觸層108。通道層106與歐姆接觸層108例如是摻雜濃度不同的半導(dǎo)體層。通 道層106與歐姆接觸層108的形成方法例如是使用合適的沉積法及圖案化方法所形成，于 此不再贅述。 之后，請參照圖1C，于圖案化多層金屬層102兩側(cè)的通道層106上方分別形成作 為源極與漏極的圖案化多層金屬層iio，且在形成圖案化多層金屬層IIO之后可移除部份 歐姆接觸層108，以形成歐姆接觸層108a。源極與漏極的形成方法例如是以蝕刻液蝕刻形 成作為源極與漏極的圖案化多層金屬層110。其中，圖案化多層金屬層110至少包括銅層 110b。在本實施例中，圖案化多層金屬層IIO，除了包括銅層110b之外，更可包括金屬層 110a、 110c，金屬層110a位于歐姆接觸層108a，且銅層110b位于金屬層110a與金屬層110c 之間。金屬層110a、110c例如是分別為鉬、鈦、鋁、氮化鉬、氮化鈦、氮化鋁、鉬合金、鈦合金 或鋁合金。銅層110b的厚度例如是介于1000埃至6000埃，金屬層110a、110c的厚度例如 是分別介于100埃至500埃。 此外，請一并參照圖2，圖案化多層金屬層110的邊緣在垂直基材的剖面是梯形， 且梯形的底角9 2小于60° 。梯形的底角9 2例如是介于25。至45° 。
此外，在形成圖案化多層金屬層110的過程中所使用的蝕刻液包括氧化劑、酸堿 值調(diào)整劑與金屬離子螯合劑。其中，氧化劑例如是雙氧水、過硫酸鉀、氯化銅或氯化鐵。金 屬離子螯合劑例如是檸檬酸、草酸、乙二胺四乙酸或反-環(huán)己烯二胺四酸。此外，蝕刻液為 酸性溶液，其酸堿值例如是小于6。 至此，已初步完成薄膜晶體管112的制作，薄膜晶體管112包括圖案化多層金屬 層102(作為柵極)、通道層106、歐姆接觸層108a與圖案化多層金屬層IIO(作為源極與漏 極)。
接著，請參照圖1D，于薄膜晶體管112上形成保護層114，其中保護層114具有開 口 116，開口 116暴露出圖案化多層金屬層110中作為漏極的部份。其中，保護層114可為 單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)，且其材料包含無機材料、有機材料、其它介電材質(zhì)、或上述的組合。當(dāng) 保護層114的材料為如氮化硅或氧化硅的無機材質(zhì)時，具有開口 116的保護層114的形成 方法例如是先以化學(xué)氣相沉積法全面性地在基材100上形成保護材料層(未繪示)，之后再 對保護材料層進行圖案化制造工藝而形成的。 之后，請參照圖1E，于保護層114上形成像素電極118，且像素電極118通過開口 116與薄膜晶體管112的圖案化多層金屬層110中作為漏極的部份電性連接。像素電極118 可為單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)，且其材料例如是透明材料、非透明材料、或上述的組合。本實施 例是如銦錫氧化物及/或銦鋅氧化物的透明材質(zhì)為例進行說明，但不限于此。像素電極118 的形成方法例如是通過濺鍍法于保護層114上形成于像素電極層(未繪示)，再對像素電極 層進行圖案化制造工藝而形成的。 由上述實施例可知，通過主動元件陣列基板的制作方法可制作出在垂直基材100 的梯形剖面的底角9 1、 92分別小于60°的圖案化多層金屬層102、110，因此能防止圖案 化多層金屬層102、110產(chǎn)生傾斜角過高、關(guān)鍵尺寸誤差過大及底切現(xiàn)象等缺陷，進而避免 后續(xù)制造工藝薄膜的缺陷或斷路等問題。 以下，通過圖案化多層金屬層102的制作，以詳細地說明使圖案化多層金屬層在 垂直基材100的梯形剖面的底角小于60°的機制。 圖3A至圖3C為說明使圖案化多層金屬層102的梯形剖面的底角小于60。的作用 機制的流程剖面圖。 請同時參照圖3A至圖3C，在經(jīng)由蝕刻形成圖案化多層金屬層102的過程中，位于 光刻膠層120下方的銅層102b與金屬層102c會同時接觸蝕刻液122，由于銅層102b與金 屬層102c具有不同的氧化還原電位，因此會產(chǎn)生電池效應(yīng)(galvanic effect)。舉例來說， 當(dāng)金屬層102c的材料為鉬的情況下，由于銅與鉬的標(biāo)準(zhǔn)還原電位分別為+O. 34V與-0. 20V， 因此在蝕刻的過程中銅層102b會形成陰極且金屬層102c會形成陽極，進而加速蝕刻速率。 尤其是在圖3A所示的蝕刻初期，銅層102b對金屬層102c的高面積比產(chǎn)生面積效應(yīng)，更加 促進電池效應(yīng)的反應(yīng)。金屬層102c在電池效應(yīng)的作用下，關(guān)鍵尺寸快速縮減，因而降低銅 層102b的底角e 1。 值得注意的是，雖然在上述實施例中，上述圖案化多層金屬層的形成方法是以分 別用于形成主動元件陣列基板中的柵極、源極與漏極為例進行說明，但并不以此限。亦即， 只要主動元件陣列基板中的柵極、掃描線、源極、漏極、數(shù)據(jù)線、其它金屬導(dǎo)線、及其它金屬 電極中的任何一者是使用上述圖案化多層金屬層的形成方法所制造，均屬于本發(fā)明的主動 元件陣列基板的制造方法所涵蓋的范圍。 以下，通過圖1E來說明本發(fā)明的一實施例的主動元件陣列基板。此主動元件陣 列基本可應(yīng)用于液晶顯示器(liquid crystal display, LCD)、有機發(fā)光二極管(organic light emitting diode， OLED)、電子紙(electronic p即er)、其它合適的產(chǎn)品、或上述的組合。 請參照圖IE，主動元件陣列基板包括基材100及至少一圖案化多層金屬層。基材 100的材料例如是透明材料、不透明材料、可撓性材料、或上述材料的組合。
主動元件陣列基板中的圖案化多層金屬層例如是用以作為柵極的圖案化多層金 屬層102及用以作為源極與漏極的圖案化多層金屬層110。圖案化多層金屬層102、110至 少分別包括銅層102b、110b。在本實施例中，圖案化多層金屬層102、110，除了分別包括銅 層102b、110b之外，更可分別包括金屬層102a、102c及金屬層110a、 110c，且銅層102b位 于金屬層102a與金屬層102c之間，銅層110b位于金屬層110a與金屬層110c之間。金屬 層102a、102c、110a、110c例如是分別為鉬、鈦、鋁、氮化鉬、氮化鈦、氮化鋁、鉬合金、鈦合金 或鋁合金。銅層102b、110b的厚度例如是分別介于1000埃至6000埃，金屬層102a、102c、 110a、110c的厚度例如是分別介于100埃至500埃。 其中，圖案化多層金屬層102、110在垂直基材的剖面是梯形，且梯形的底角e 1、 9 2分別小于60。。梯形的底角9 1、 9 2例如是分別介于25。至45° 。
此外，在形成圖案化多層金屬層102U10的過程中所使用的蝕刻液包括氧化劑、 酸堿值調(diào)整劑與金屬離子螯合劑。其中，對于蝕刻液的組成成分已于前文的實施例中進行 詳盡地描述，故于此不再贅述。 另外，主動元件陣列基板更包括介電層104、通道層106、歐姆接觸層108a、保護層 114及像素電極118等構(gòu)件，然而這些構(gòu)件的配置方式、材料及形成方法已于前文的實施例 中進行詳盡地說明，故于此不再贅述。 基于上述，在本發(fā)明所提出的主動元件陣列基板中，由于上述圖案化多層金屬層
102、110在垂直基材ioo的梯形剖面的底角ei及e2分別小于eo。，因此能防止圖案化
多層金屬層102、110產(chǎn)生結(jié)構(gòu)缺陷，而具有較佳的電性效能。 雖然，本實施例中的圖案化多層金屬層是以作為主動陣列基板中的柵極、源極與 漏極為例進行說明，然而只要是主動陣列基板中的柵極、掃描線、源極、漏極、數(shù)據(jù)線、其它 金屬導(dǎo)線、及其它金屬電極中的任何一者為在垂直基材的梯形剖面的底角小于60。的圖案 化多層金屬層，則均屬于本發(fā)明所涵蓋的范圍。
綜上所述，上述實施例至少具有下列優(yōu)點 1.上述主動元件陣列基板的制作方法可避免后續(xù)制造工藝薄膜的缺陷或斷路等 問題。 2.上述主動元件陣列基板具有較佳的電性效能。 雖然本發(fā)明已以實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域 中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動與潤飾，故本發(fā)明 的保護范圍當(dāng)視權(quán)利要求范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種主動元件陣列基板，其特征在于，所述的主動元件陣列基板包括一基材；以及至少一圖案化多層金屬層配置于所述的基材上，其中所述的圖案化多層金屬層至少包括一銅層，所述的圖案化多層金屬層是以一蝕刻液蝕刻而成，所述的蝕刻液包括氧化劑、酸堿值調(diào)整劑與金屬離子螯合劑，且所述的圖案化多層金屬層在垂直所述的基材的一剖面是一梯形，所述的梯形的底角小于60°。
2. 如權(quán)利要求1所述的主動元件陣列基板，其特征在于，其中所述的圖案化多層金屬層更包括一第一金屬層與一第二金屬層，所述的銅層位于所述的第一金屬層與所述的第二金屬層之間，所述的第一金屬層與所述的第二金屬層分別為鉬、鈦、鋁、氮化鉬、氮化鈦、氮化鋁、鉬合金、鈦合金或鋁合金。
3. 如權(quán)利要求2所述的主動元件陣列基板，其特征在于，其中所述的銅層的厚度介于1000埃至6000埃，所述的第一金屬層與所述的第二金屬層的厚度介于100埃至500埃。
4. 如權(quán)利要求1所述的主動元件陣列基板，其特征在于，其中所述的梯形的底角介于25°至45° 。
5. 如權(quán)利要求1所述的主動元件陣列基板，其特征在于，其中所述的氧化劑為雙氧水、過硫酸鉀、氯化銅或氯化鐵。
6. 如權(quán)利要求1所述的主動元件陣列基板，其特征在于，其中所述的金屬離子螯合劑為檸檬酸、草酸、乙二胺四乙酸或反-環(huán)己烯二胺四酸。
7. 如權(quán)利要求1所述的主動元件陣列基板，其特征在于，其中所述的蝕刻液的酸堿值小于6。
8. —種主動元件陣列基板的制作方法，其特征在于，所述的方法包括提供一基材；以及以一蝕刻液蝕刻形成一圖案化多層金屬層配置于所述的基材上，其中所述的圖案化多層金屬層至少包括一銅層，所述的圖案化多層金屬層是以一蝕刻液蝕刻而成，所述的蝕刻液包括氧化劑、酸堿值調(diào)整劑與金屬離子螯合劑，且所述的圖案化多層金屬層在垂直所述的基材的一剖面是一梯形，所述的梯形的底角小于60。。
9. 如權(quán)利要求8所述的主動元件陣列基板的制作方法，其特征在于，其中所述的氧化劑為雙氧水、過硫酸鉀、氯化銅或氯化鐵。
10. 如權(quán)利要求8所述的主動元件陣列基板的制作方法，其特征在于，其中所述的金屬離子螯合劑為檸檬酸、草酸、乙二胺四乙酸或反_環(huán)己烯二胺四酸。
11. 如權(quán)利要求8所述的主動元件陣列基板的制作方法，其特征在于，其中所述的蝕刻液的酸堿值小于6。
12. 如權(quán)利要求8所述的主動元件陣列基板的制作方法，其特征在于，其中所述的梯形的底角介于25。至45° 。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種主動元件陣列基板及其制作方法，主動元件陣列基板包括基材及至少一圖案化多層金屬層。圖案化多層金屬層配置于基材上，其中圖案化多層金屬層至少包括銅層。圖案化多層金屬層是以蝕刻液蝕刻而成，蝕刻液包括氧化劑、酸堿值調(diào)整劑與金屬離子螯合劑。圖案化多層金屬層在垂直基材的剖面是梯形，且梯形的底角小于60°。
文檔編號H01L27/32GK101771072SQ201010118239
公開日2010年7月7日 申請日期2010年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月23日
發(fā)明者林俊男, 林瑜旻, 林致遠, 蔡文慶, 陳惠軍, 陳柏林 申請人:友達光電股份有限公司