專利名稱：水平電場型液晶顯示器件的薄膜晶體管基板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示器件，特別涉及一種水平電場型液晶顯示器件的薄膜晶體管基板及其制造方法。
背景技術(shù)：
一般而言，液晶顯示器(LCD)用電場控制液晶的光透射比，由此顯示圖象。液晶顯示器根據(jù)驅(qū)動液晶的電場方向大致分成垂直電場型和水平電場型。垂直電場型液晶顯示器用彼此相對地設(shè)置在上/下基板上的像素電極與公共電極之間形成的垂直電場驅(qū)動扭曲向列(TN)模式的液晶。垂直電場型液晶顯示器的優(yōu)點是具有大的孔徑比，其缺點是只有大約90°的窄視角。水平電場型液晶顯示器用彼此平行地設(shè)置在下基板上的像素電極與公共電極之間形成的水平電場驅(qū)動共平面開關(guān)(IPS)模式的液晶。水平電場型液晶顯示器的優(yōu)點是具有大約160°的寬視角。以下將詳細描述水平電場型液晶顯示器。
水平電場型液晶顯示器包括彼此相對和相互連接的薄膜晶體管矩陣基板(即下基板)和濾色片基板(即上基板)；設(shè)置在兩基板之間用于保持一致的盒間隙的襯墊料。液晶材料填充在兩基板之間的盒間隙中。薄膜晶體管陣列基板包括用于形成每一像素中水平電場的多條信號線，多個薄膜晶體管和用于排列液晶的定向膜。濾色片基板包括用于實現(xiàn)顏色的濾色片，用于防止光泄漏的黑矩陣和用于排列液晶的定向膜。
在水平電場型液晶顯示器中，由于薄膜晶體管的制造中需要大量的掩模工序，所以薄膜晶體管基板的復(fù)雜工序是造成液晶顯示板成本提高的主要因素。例如，一輪掩模工序包括許多工藝，例如，薄膜淀積、清潔、光刻、蝕刻、光刻膠剝離和檢測等工藝。為此開發(fā)了可以用較少的掩模工序制造的薄膜晶體管基板。近年來，開發(fā)了從標準的五輪掩模工序中減少一輪掩模工序的四掩模工序。
圖1示出了用現(xiàn)有的四輪掩模工序形成的水平電場型液晶顯示器的薄膜晶體管基板的結(jié)構(gòu)平面圖。圖2示出了沿圖1中I-I′線和II-II’線截取的薄膜晶體管基板的截面圖。如圖1和圖2所示，薄膜晶體管基板包括其間設(shè)置有柵極絕緣膜46的相互交叉設(shè)置的柵線2和數(shù)據(jù)線4。薄膜晶體管6位于每一交叉點附近。像素電極14和公共電極18設(shè)置在由柵線2和數(shù)據(jù)線4限定的像素區(qū)，以形成水平電場。公共線16連接到公共電極18。薄膜晶體管還包括在像素電極14與公共線16之間的重疊部分設(shè)置的存儲電容20。而且，柵極焊盤24連接到柵線2，數(shù)據(jù)焊盤30連接到數(shù)據(jù)線4，公共焊盤36連接到公共線16。柵線2向像素區(qū)5供給柵信號，數(shù)據(jù)線4向像素區(qū)5供給數(shù)據(jù)信號。公共線16供給驅(qū)動液晶的參考電壓，公共線16設(shè)置在像素區(qū)5的一個側(cè)邊上并與像素區(qū)5另一側(cè)邊上的柵線2平行。
薄膜晶體管6響應(yīng)柵線2的柵信號，允許數(shù)據(jù)線4的像素信號在像素電極14上充電和保持。薄膜晶體管6包括連接到柵線2的柵極8、連接到數(shù)據(jù)線4的源極10，和連接到像素電極14的漏極12。而且，薄膜晶體管6包括限定源極10與漏極12之間的溝道的有源層48。有源層48與柵極8上的柵極絕緣膜46重疊。
有源層48還與數(shù)據(jù)線4、下數(shù)據(jù)焊盤電極32和上存儲電極22重疊。用于與數(shù)據(jù)線4形成歐姆接觸的歐姆接觸層50設(shè)置在有源層48上。此外，源極10、漏極12、下數(shù)據(jù)焊盤電極32和上存儲電極22也設(shè)置在有源層48上。
像素電極14通過貫穿保護膜52的第一接觸孔連接到薄膜晶體管6的漏極12并設(shè)置在像素區(qū)5中。像素電極14包括連接到漏極12并與相鄰的柵線2平行設(shè)置的第一水平部分14A、與公共線16重疊的第二水平部分14B和在第一水平部分14A與第二水平部分14B之間平行設(shè)置的指狀部分14C。
公共電極18連接到公共線16并設(shè)置在像素區(qū)5中。具體地說，公共電極18在像素區(qū)5中設(shè)置成與像素電極14的指狀部分14C平行。因此，在經(jīng)薄膜晶體管6提供像素信號的像素電極14與經(jīng)公共線16提供參考電壓的公共電極18之間形成水平電場。結(jié)果，在像素電極14的指狀部分14C與公共電極18之間形成水平電場。用這種水平電場使沿水平方向設(shè)置在薄膜晶體管基板與濾色片基板之間的具有介電各向異性的液晶分子旋轉(zhuǎn)。透過像素區(qū)5的光透射比根據(jù)液晶分子的旋轉(zhuǎn)程度而不同，由此實現(xiàn)灰度級。
存儲電容20包括與公共線16重疊的上存儲電極22，在公共線16和上存儲電極22之間設(shè)有山絕緣膜46、有源層48和歐姆接觸層50。存儲電容20還包括通過位于保護膜52中的第二接觸孔21連接到上存儲電極22的像素電極14。存儲電容20允許在像素電極14上充電的像素信號穩(wěn)定保持直到下一像素信號充電為止。
柵線2經(jīng)柵極焊盤24連接到柵極驅(qū)動器(未示出)。柵極焊盤24由從柵線2延伸的下柵極焊盤電極26和上柵極焊盤電極28構(gòu)成，上柵極焊盤電極28通過貫穿柵極絕緣膜46和保護膜52的第三接觸孔27連接到下柵極焊盤電極26。數(shù)據(jù)線4經(jīng)數(shù)據(jù)焊盤30連接到數(shù)據(jù)驅(qū)動器(未示出)。數(shù)據(jù)焊盤30由從數(shù)據(jù)線4延伸的下數(shù)據(jù)焊盤電極34和上數(shù)據(jù)焊盤電極34構(gòu)成，上數(shù)據(jù)焊盤電極34通過貫穿保護膜52的第四接觸孔33連接到下數(shù)據(jù)焊盤電極32。公共線16接收從外部參考電壓源(未示出)通過公共焊盤36輸入的參考電壓。公共焊盤36包括從公共線16延伸的下公共焊盤電極38和上公共焊盤電極40，上公共焊盤電極40通過貫穿柵極絕緣膜46和保護膜52的第五接觸孔39連接到下公共焊盤電極38。
以下參見附圖3A到3D詳細說明用四輪掩模工序制造具有上述結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管基板的方法。參見圖3A，柵極金屬圖案組包括用第一掩模工序在下基板45上形成的柵線2、柵極8和下柵極焊盤電極26、公共線16、公共電極18和下公共焊盤電極38。
柵極金屬圖案組的形成方法包括用例如濺射的淀積技術(shù)在下基板45上首先形成柵極金屬層，然后，用第一掩模通過光刻和蝕刻工序?qū)艠O金屬層構(gòu)圖，由此形成柵極金屬圖案組。柵極金屬圖案組包括柵線2、柵極8、下柵極焊盤電極26、公共線16、公共電極18和下公共焊盤電極38。柵極金屬層用例如鋁合金、鉻(Cr)或鉬金屬形成。
參見圖3B，柵極絕緣膜46涂覆在其上設(shè)置有柵極金屬圖案組的下基板45上。而且，用第二掩模工序在柵極絕緣膜46上設(shè)置包括有源層48和歐姆接觸層50的半導(dǎo)體圖案，和包括數(shù)據(jù)線4、源極10、漏極12、下數(shù)據(jù)焊盤電極32和上存儲電極22的源極/漏極金屬圖案組。更具體地說，用例如等離子體增強型化學(xué)汽相淀積(PECVD)和/或濺射等適當?shù)牡矸e技術(shù)在具有柵極金屬圖案組的下基板45上順序形成柵極絕緣膜46、非晶硅層、n+非晶硅層和源極/漏極金屬層。這里柵極絕緣膜46用例如氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)的無機絕緣材料形成。源極/漏極金屬層用例如鉬(Mo)、鈦(Ti)、鉭(Ta)或鉬合金形成。
然后，用第二掩模通過光刻方法在源極/漏極金屬層上形成光刻膠圖案。該情況下，具有對應(yīng)薄膜晶體管的溝道部分的衍射曝光部分的衍射曝光掩模用作第二掩模，因此，允許溝道部分的光刻膠圖案的高度低于其他圖案部分的高度。
隨后，用光刻膠圖案經(jīng)過濕蝕刻工序?qū)υ礃O/漏極金屬層構(gòu)圖，以限定源極/漏極金屬圖案組，該源極/漏極金屬圖案組包括數(shù)據(jù)線4、源極10、與源極10一體的漏極12和上存儲電極22。
然后，用灰化工序從溝道部分去除具有相對較低高度的光刻膠圖案，然后，用干蝕刻工序?qū)υ礃O/漏極金屬圖案和溝道部分的歐姆接觸層50蝕刻。因此，暴露出溝道部分的有源層48，以使源極10從漏極12斷開。然后，通過剝離工序除去剩余在源極/漏極金屬圖案組上的光刻膠圖案。
參見圖3C，保護膜52包括用第三掩模工序在柵極絕緣膜46中形成的第一到第五接觸孔13、21、27、33和39。更具體地說，保護膜52用例如等離子體增強型化學(xué)汽相淀積(PECVD)技術(shù)淀積在源極/漏極金屬圖案組的整個表面上。用第三掩模通過光刻和蝕刻工序?qū)ΡＷo膜52構(gòu)圖以限定第一到第五接觸孔13、21、27、33和39。第一接觸孔13貫穿保護膜52暴露出漏極12。第二接觸孔21貫穿保護膜52暴露出上存儲電極22。第三接觸孔27貫穿保護膜52和柵極絕緣膜46暴露出下柵極焊盤電極26。第四接觸孔33貫穿保護膜52暴露出下數(shù)據(jù)焊盤電極32。第五接觸孔39貫穿保護膜52和柵極絕緣膜46暴露出下公共焊盤電極38。如果用例如鉬(Mo)的具有高干蝕刻比的金屬形成源極/漏極金屬層，第一、第二和第四接觸孔13、21和33分別貫穿漏極12、上存儲電極22和下數(shù)據(jù)焊盤電極32，暴露出這些電極的側(cè)表面。保護膜50用與柵極絕緣膜46相同的無機材料形成，或者，用丙烯酸有機化合物、BCB(苯并環(huán)丁烯)或PFCB(全氟環(huán)丁烷)等具有低介電常數(shù)的有機材料形成。
參見圖3D，用第四掩模工序在保護膜52上形成透明導(dǎo)電圖案組，透明導(dǎo)電圖案組包括像素電極14、上柵極焊盤電極28、上數(shù)據(jù)焊盤電極34和上公共焊盤電極40。更具體地說，透明導(dǎo)電膜用例如濺射的淀積技術(shù)涂覆在保護膜52上。然后，用第四掩模通過光刻和蝕刻工序?qū)ν该鲗?dǎo)電膜構(gòu)圖，形成透明導(dǎo)電圖案組，透明導(dǎo)電圖案組包括像素電極14、上柵極焊盤電極28、上數(shù)據(jù)焊盤電極34和上公共焊盤電極40。像素電極14經(jīng)第一接觸孔13電連接到漏極12，還經(jīng)第二接觸孔21電連接到上存儲電極22。上柵極焊盤電極28經(jīng)第三接觸孔37電連接到下柵極焊盤電極26。上數(shù)據(jù)焊盤電極34經(jīng)第四接觸孔33電連接到下數(shù)據(jù)焊盤電極32。上公共焊盤電極40經(jīng)第五接觸孔39電連接到下公共焊盤電極38。透明導(dǎo)電膜用氧化銦錫(ITO)、氧化錫(TO)或氧化銦鋅(IZO)形成。
上述的用四輪掩模工序制造的水平電場型液晶顯示器的薄膜晶體管基板及其制造方法，與用五輪掩模工序制造的水平電場型液晶顯示器的薄膜晶體管基板及其制造方法比較，前者減少了制造工序數(shù)量，因而降低了制造成本。但是，由于四輪掩模制造工序仍然是復(fù)雜的工序，因此，成本降低有限。所以仍然需要簡化制造工序和降低制造成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種水平電場型液晶顯示器件的薄膜晶體管基板及其制造方法，基本上克服了由于現(xiàn)有技術(shù)中存在的限制和缺點所造成的一個或多個問題。
因此，本發(fā)明的目的是，提供一種可以通過使用掀離工序的三輪掩模工序制造的水平電場型液晶顯示器的薄膜晶體管基板及其制造方法。
以下要說明本發(fā)明的附加特征和優(yōu)點，有些內(nèi)容可以從說明書中看出，或者是通過對本發(fā)明的實踐學(xué)習(xí)。采用說明書及其權(quán)利要求書和附圖中具體描述的結(jié)構(gòu)能實現(xiàn)并達到本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點。
為了實現(xiàn)上述目的和其他優(yōu)點，一種水平電場型液晶顯示器件的薄膜晶體管基板包括在基板上由第一導(dǎo)電層形成的平行設(shè)置的柵線和公共線；由第二導(dǎo)電層形成的數(shù)據(jù)線，數(shù)據(jù)線與柵線和公共線交叉設(shè)置并且其間設(shè)置有柵極絕緣膜，用數(shù)據(jù)線、柵線和公共線限定像素區(qū)；具有連接到柵線的柵極和連接到數(shù)據(jù)線的源極的薄膜晶體管；由第一導(dǎo)電層形成的從公共線延伸到像素區(qū)的公共電極；用于覆蓋多條信號線、電極以及薄膜晶體管的保護膜；在保護膜中平行于公共電極的細長形像素孔；和像素孔中由第三導(dǎo)電膜形成的連接到薄膜晶體管漏極側(cè)表面的像素電極。
一種水平電場型液晶顯示器件的薄膜晶體管基板的制造方法，包括如下步驟在基板上用第一導(dǎo)電層形成柵線和連接到柵線的柵極；用第一導(dǎo)電層形成平行于柵線的公共線和從公共線延伸的公共電極；在基板上涂覆柵極絕緣膜；在柵極絕緣膜上形成薄膜晶體管的半導(dǎo)體圖案；在半導(dǎo)體圖案上用第二導(dǎo)電層形成與柵線和公共線交叉的數(shù)據(jù)線，連接到數(shù)據(jù)線的源極和與源極相對的漏極；形成連接到漏極并平行于公共電極的虛擬圖案；在基板上涂覆保護膜；對保護膜構(gòu)圖并蝕刻虛擬圖案，暴露出漏極表面以形成平行于公共電極的細長形像素孔；和在像素孔中用第三導(dǎo)電層形成連接到漏極側(cè)表面的像素電極。
一種水平電場型液晶顯示器件的薄膜晶體管基板的制造方法，包括如下步驟第一掩模工序，在基板上由第一導(dǎo)電層形成柵線、連接到柵線的柵極、平行于柵線的公共線和從公共線伸出的公共電極；第二掩模工序，淀積柵極絕緣膜，形成半導(dǎo)體圖案并形成與柵線和第一公共線交叉的數(shù)據(jù)線、連接到數(shù)據(jù)線的源極和下數(shù)據(jù)焊盤電極、與源極相對的漏極、連接到漏極并平行于公共電極的虛擬圖案；第三掩模工序，涂覆保護膜，對保護膜構(gòu)圖并蝕刻虛擬圖案，暴露出漏極的側(cè)表面，以形成平行于公共電極的細長形像素孔，和在像素孔中用第三導(dǎo)電層形成連接到漏極側(cè)表面的像素電極。


通過以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例的詳細說明，能夠更好地了解本發(fā)明的這些和其他目的。在附圖中圖1示出了現(xiàn)有的水平電場型液晶顯示器的薄膜晶體管基板的結(jié)構(gòu)平面圖；圖2示出了沿圖1中I-I′線和II-II′線截取的截面圖；圖3A到圖3D逐步示出了圖2所示的薄膜晶體管基板的制造方法截面圖；圖4示出了按照本發(fā)明一實施例的水平電場型液晶顯示器的薄膜晶體管基板的結(jié)構(gòu)平面圖；圖5示出了沿圖4中的III-III′、IV-IV′、V-V′、VI-VI′和VII-VII′線截取的截面圖；圖6A和圖6B分別示出了按照本發(fā)明一實施例的薄膜晶體管基板的制造方法中的第一掩模工序的平面圖和截面圖；圖7A和圖7B分別示出了按照本發(fā)明一實施例的薄膜晶體管基板的制造方法中的第二掩模工序的平面圖和截面圖；圖8A到圖8D是具體說明按照本發(fā)明一實施例的薄膜晶體管基板的制造方法中的第二掩模工序的截面圖；圖9A和圖9B分別示出了按照本發(fā)明一實施例的薄膜晶體管基板的制造方法中的第三掩模工序的平面圖和截面圖；圖10A到圖10D是具體說明按照本發(fā)明一實施例的薄膜晶體管基板的制造方法中的第三掩模工序的截面圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在詳細描述顯示在附圖中的本發(fā)明的優(yōu)選實施例。以下參見圖4到圖10D詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
圖4示出了按照本發(fā)明實施例的水平電場型液晶顯示器件的薄膜晶體管基板結(jié)構(gòu)的平面圖，圖5示出了沿圖4中的III-III′、IV-IV′、V-V′、VI-VI′和VII-VII′線截取的截面圖。參見圖4和圖5，該薄膜晶體管基板包括在下基板145上按相互交叉和其間設(shè)置有柵極絕緣膜146的方式設(shè)置的柵線102和數(shù)據(jù)線104。柵線102和數(shù)據(jù)線104限定像素區(qū)；設(shè)置在每一像素區(qū)中的薄膜晶體管106；在各像素區(qū)中設(shè)置的像素電極114和公共電極118，以形成旋轉(zhuǎn)液晶材料的水平電場；連接到公共電極118的公共線116。薄膜晶體管基板還包括具有與公共線116重疊的上存儲電極122的存儲電容120。而且，薄膜晶體管基板包括連接到柵線102的柵極焊盤125、連接到數(shù)據(jù)線104的數(shù)據(jù)焊盤131和連接到公共線116的公共焊盤135。
柵線102提供有柵信號，數(shù)據(jù)線104提供有數(shù)據(jù)信號。柵線102和數(shù)據(jù)線104用設(shè)置在其間的柵極絕緣膜146隔開。柵線102由第一導(dǎo)電層(即柵極金屬層)形成。數(shù)據(jù)線104由第二導(dǎo)電層(即源極/漏極金屬層)形成。
公共線116和公共電極118提供驅(qū)動液晶的參考電壓。公共線116包括在顯示區(qū)內(nèi)與柵線102平行設(shè)置的內(nèi)公共線116A。在非顯示區(qū)內(nèi)共同連接到內(nèi)部公共線116A的外公共線116B。公共電極118具有指狀結(jié)構(gòu)并從內(nèi)公共線116A延伸到像素區(qū)中。公共線116和公共電極118連同柵線102由第一導(dǎo)電層形成。
薄膜晶體管106響應(yīng)柵線102的柵極信號，允許數(shù)據(jù)線104的數(shù)據(jù)信號在像素電極114上充電和保持。為此，薄膜晶體管106包括連接到柵線102的柵極108、連接到數(shù)據(jù)線104的源極110、與源極110相對的漏極112、與柵極108重疊并在其間設(shè)置有柵極絕緣膜146以在源極110和漏極112之間限定一溝道的有源層148以及設(shè)置在有源層148上分別與源極110和漏極112形成歐姆接觸的單獨的歐姆接觸層150。有源層148和歐姆接觸層150與由第二導(dǎo)電層形成的數(shù)據(jù)線104、下數(shù)據(jù)焊盤電極130和上存儲電極122以及源極110和漏極112重疊。
像素電極114和公共電極118在像素區(qū)中形成水平電場。像素電極114連接到薄膜晶體管106的漏極112。更具體地說，在像素區(qū)中貫穿保護膜152的像素孔164中淀積第三導(dǎo)電層(即透明導(dǎo)電層或Ti層)形成像素電極。保護膜152中的像素孔164具有平行于公共電極118并貫穿沿柵線102平行延伸的部分漏極112以暴露出漏極112側(cè)表面的細長形孔。因此，像素電極114與像素孔164中的保護膜152形成接觸并通過連接到漏極112的側(cè)表面。
在通過薄膜晶體管106提供有像素信號的像素電極114與通過公共線116提供有參考電壓的公共電極118之間形成水平電場。結(jié)果，按水平方向排列在薄膜晶體管基板與濾色片基板之間的具有介電各向異性的液晶分子在該水平電場的作用下旋轉(zhuǎn)。透過像素區(qū)的光透射比根據(jù)液晶分子的旋轉(zhuǎn)程度而不同，由此實現(xiàn)灰度級。
所述存儲電容包括作為第一下存儲電極的部分第一公共線116A、與部分第一公共線116A重疊的上存儲電極122。柵極絕緣膜146、有源層148和歐姆接觸層150位于部分第一公共線116A與上存儲電極122之間。上存儲電極122連接在與第一公共線116A交叉的像素電極114的指狀部分之間并且連同像素電極114由第二導(dǎo)電層形成。該存儲電容允許在像素電極114中充電的像素信號穩(wěn)定地保持到下一像素信號充電為止。
柵線102通過柵極焊盤125連接到柵極驅(qū)動器(未示出)。柵極焊盤125包括從柵線102延伸的下柵極焊盤電極124和通過貫穿柵極絕緣膜146和保護膜152的第一接觸孔166連接到下柵極焊盤電極124的上柵極焊盤電極128。
公共線116接收通過公共焊盤135從外部的參考電壓源(未示出)輸入的參考電壓。公共焊盤135包括從公共線116延伸的下公共焊盤電極136和通過貫穿柵極絕緣膜146和保護膜152的第二接觸孔170連接到下公共焊盤電極136的上公共焊盤電極140。
數(shù)據(jù)線104通過數(shù)據(jù)焊盤131連接到數(shù)據(jù)驅(qū)動器(未示出)。數(shù)據(jù)焊盤131包括從數(shù)據(jù)線104延伸的下數(shù)據(jù)焊盤電極130和通過貫穿保護膜152的第三接觸孔168連接到下數(shù)據(jù)焊盤電極130的上數(shù)據(jù)焊盤電極134。該情況下，第三接觸孔168貫穿保護膜152下面的下數(shù)據(jù)焊盤電極130、歐姆接觸層150和有源層148，以在側(cè)表面將上數(shù)據(jù)焊盤電極134連接到下數(shù)據(jù)焊盤電極130。
在該薄膜晶體管中，上柵極焊盤電極128、上數(shù)據(jù)焊盤電極134和上公共焊盤電極140連同像素電極114由第三導(dǎo)電層形成。通過去除用于構(gòu)圖保護膜152和柵極絕緣膜146的光刻膠圖案的掀離工序?qū)Φ谌龑?dǎo)電層構(gòu)圖。因此，構(gòu)圖后的第三導(dǎo)電層與保護膜152形成一接觸。按本發(fā)明該實施例的薄膜晶體管基板通過使用該掀離工序省去了對第三導(dǎo)電層構(gòu)圖的掩模工序。
為了提高光刻膠圖案的掀離能力，像素孔164和第一到第三接觸孔166、170和168用作剝離劑滲透路徑。此外，像素電極114設(shè)置在柵極絕緣膜146上限定在保護膜152中的像素孔164中，使其邊緣E具有低的階梯覆層，以防止光泄漏。當像素電極114的邊緣E具有高的階梯覆層時(例如，當其形成在貫穿保護膜和柵極絕緣膜的像素孔中時)，高的階梯服從導(dǎo)致不能對準，造成光泄漏的高可能性。結(jié)果，按照本發(fā)明的一實施例，像素電極114的邊緣E具有低的階梯覆層以防止光泄漏。以下將詳細描述按照本發(fā)明實施例的具有這種優(yōu)點的薄膜晶體管基板的制造方法。
圖6A和圖6B分別說明按照本發(fā)明一實施例的水平電場型液晶顯示器件的薄膜晶體管基板制造方法中的第一掩模工序的平面圖和截面圖。如圖6A和圖6B所示，第一導(dǎo)電圖案組包括用第一掩模工序在下基板145上形成的柵線102、柵極108、下柵極焊盤電極124、公共線116、公共電極118和下公共焊盤電極136。更具體地說，用例如濺射的淀積技術(shù)在下基板145上形成第一導(dǎo)電層，然后，用第一掩模通過光刻和蝕刻工序?qū)Φ谝粚?dǎo)電層構(gòu)圖，形成第一導(dǎo)電圖案組，該第一導(dǎo)電圖案組包括柵線102、柵極108、下柵極焊盤電極124、公共線116、公共電極118和下公共焊盤電極136。第一導(dǎo)電層可以由金屬Cr、MoW、Cr/Al、Cu、Al(Nd)、Mo/Al、Mo/Al(Nd)或Cr/Al(Nd)等形成。
圖7A和圖7B分別示出了按照本發(fā)明一實施例的水平電場型液晶顯示器件的薄膜晶體管基板制造方法中的第二掩模工序的平面圖和截面圖。圖8A到圖8D示出了具體說明第二掩模工序的截面圖。
首先用例如等離子體增強型化學(xué)汽相淀積(PECVD)和/或濺射等淀積技術(shù)在具有第一導(dǎo)電圖案組的下基板145上形成柵極絕緣膜146，柵極絕緣膜146由例如氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)等無機絕緣材料形成。
然后，如圖7A和圖7B所示，在柵極絕緣膜146上設(shè)置包括有源層148和歐姆接觸層150的半導(dǎo)體圖案；用第二掩模形成第二導(dǎo)電圖案組，該第二導(dǎo)電圖案組包括像素區(qū)中的數(shù)據(jù)線104、源極110、漏極112、下數(shù)據(jù)焊盤電極130、上存儲電極122和虛擬圖案123。更具體地說，如圖8A所示，用例如等離子體增強型化學(xué)汽相淀積(PECVD)或濺射等淀積技術(shù)在柵極絕緣膜146上順序形成非晶硅層148A、n+非晶硅層150A和第二導(dǎo)電層156。第二導(dǎo)電層156由例如Cr、MoW、Cr/Al、Cu、Al(Nd)、Mo/Al、Mo/Al(Nd)或Cr/Al(Nd)等金屬形成。
隨后，如圖8A所示，在整個第二導(dǎo)電層156上涂覆光刻膠膜，然后用局部曝光掩模的第二掩模通過光刻技術(shù)形成具有階梯覆層的光刻膠圖案158。這種情況下，在要形成薄膜晶體管的溝道的掩模部分處具有衍射曝光部分(或半透射部分)的局部曝光掩模用作第二掩模。因此，第二掩模的衍射曝光部分(或半透射部分)的高度低于對應(yīng)第二掩模的透射部分(或遮蔽部分)的光刻膠圖案158的高度。換句話說，光刻膠圖案158在溝道部分的高度低于在其它源極/漏極金屬圖案部分的光刻膠圖案158的高度。
隨后，如圖8B所示，用光刻膠圖案158通過濕蝕刻工序?qū)Φ诙?dǎo)電層156構(gòu)圖，形成第二導(dǎo)電金屬圖案組，該第二導(dǎo)電金屬圖案組包括數(shù)據(jù)線104、薄膜晶體管部分的源極110、與源極110一體的漏極112、與漏極112一體以延伸到像素區(qū)的虛擬圖案123、下數(shù)據(jù)焊盤電極130和上存儲電極122。這里，上存儲電極122與部分柵線102和內(nèi)公共線116A重疊。虛擬圖案123設(shè)置在像素區(qū)，也就是說，為了減小像素電極的階梯覆層，在要形成像素孔的部分設(shè)置虛擬圖案，以防止像素孔貫穿柵極絕緣膜146。而且，如圖8B所示，用同一光刻膠圖案158通過干蝕刻工序同時對n+非晶硅層150A和非晶硅層148A構(gòu)圖，以形成歐姆接觸層150和有源層148沿第二導(dǎo)電圖案組形成的結(jié)構(gòu)。
如圖8C所示，用氧(O2)等離子體通過灰化工序去除在溝道部分具有相對低高度的光刻膠圖案158，而在第二導(dǎo)電圖案組其它部分的光刻膠圖案158的高度變低。然后，如圖8C所示，用剩余的光刻膠圖案158通過干蝕刻工序，從要形成溝道的部分蝕刻第二導(dǎo)電層和歐姆接觸層150，使得源極110從漏極112斷開并暴露出有源層148。因此，由有源層形成的溝道限定在源極110與漏極112之間。而且，如圖8D所示，通過剝離工序完全除去剩余在第二導(dǎo)電圖案組部分上的光刻膠圖案158。
圖9A和圖9B分別示出了按照本發(fā)明一實施例的水平電場型液晶顯示器件的薄膜晶體管基板制造方法中的第三掩模工序的平面圖和截面圖。圖10A到圖10D示出了具體說明第三掩模工序的截面圖。
如圖9A和圖9B所示，通過第三掩模工序?qū)ΡＷo膜152和柵極絕緣膜146構(gòu)圖，并形成第三導(dǎo)電圖案組，該第三導(dǎo)電圖案組包括像素電極114、上柵極焊盤電極128、上數(shù)據(jù)焊盤電極134和上公共焊盤電極140。該第三導(dǎo)電圖案組與構(gòu)圖后的保護膜152形成沒有重疊部分的接觸。更具體地說，如圖10A所示，保護膜152形成在柵極絕緣膜146上的整個第二導(dǎo)電圖案組上。保護膜152由與柵極絕緣膜146相同的無機絕緣材料或有機材料形成。而且，如圖10A所示，用第三掩模通過光刻在保護膜152一定存在的部分形成光刻膠圖案160。
用光刻膠圖案160通過干蝕刻工序?qū)ΡＷo膜152和柵極絕緣膜146構(gòu)圖。因此，如圖10B所示，形成貫穿保護膜152、第二導(dǎo)電圖案和其下的半導(dǎo)體圖案的像素孔164和第三接觸孔168，并且形成貫穿保護膜152和柵極絕緣膜146的第一和第二接觸孔166和170。更具體地說，通過蝕刻虛擬圖案123以及虛擬圖案123上的保護膜152在要形成虛擬圖案的部分形成像素孔164，也就是說，在要形成像素電極的部分形成像素孔164。換句話說，像素孔只貫穿通過虛擬圖案123的保護膜152以及虛擬圖案123下面的歐姆接觸層150和有源層148，而留下其下的柵極絕緣膜146。這種情況下，像素孔164可以貫穿漏極112和上存儲電極122直到歐姆接觸層159和有源層148，以暴露出其側(cè)表面。而且，第一和第二接觸孔166和170貫穿保護膜152和柵極絕緣膜146，以分別暴露出下柵極焊盤電極124和下公共焊盤電極136。第三接觸孔168貫穿保護膜152、下數(shù)據(jù)焊盤電極130、歐姆接觸層150和有源層148，以暴露出其側(cè)表面。
隨后，如圖10C所示，用濺射等淀積技術(shù)在所存在的整個光刻膠圖案160上形成第三導(dǎo)電層172。第三導(dǎo)電層172由例如氧化銦錫(ITO)、氧化錫(TO)或氧化銦鋅(IZO)的透明導(dǎo)電膜形成?；蛘?，第三導(dǎo)電層172由具有高耐腐蝕性和高機械強度的金屬形成，例如鈦(Ti)或鎢(W)。
通過掀離工序同時去除光刻膠圖案160和其上的第三導(dǎo)電層172，以對第三導(dǎo)電層172構(gòu)圖。因此，如圖10D所示，在像素孔164以及第一到第三接觸孔166、170和168中分別形成像素電極114、上柵極焊盤電極128、上公共焊盤電極140和上數(shù)據(jù)焊盤電極134。
這種情況下，像素孔164和第一到第三接觸孔162、166和170形成在沒有光刻膠圖案160存在的企業(yè)，使得它們可以用作剝離劑滲透路徑。實際上，像素孔164具有平行于公共電極的細長形。這些路徑允許更大量的剝離劑滲透進光刻膠圖案160與保護膜152之間的接觸部分。結(jié)果，被第三導(dǎo)電層172覆蓋的光刻膠圖案160可以很容易被剝離劑A從保護膜152分開，由于保護膜152被過蝕刻，光刻膠圖案160的邊緣比保護膜152中設(shè)置有像素孔164和第一到第三接觸孔162、166和170的部分保護膜152邊緣具有更突出的形狀(未示出)。而且，由于第三導(dǎo)電層172線性淀積在光刻膠圖案160的邊緣與保護膜邊緣之間，所以，在光刻膠圖案160的突出邊緣，第三導(dǎo)電層172形成開口或者淀積得比較薄，以允許剝離劑容易滲透。
如上所述，用掀離工序去除第三導(dǎo)電層172中不需要的部分連同光刻膠圖案160，使第三導(dǎo)電圖案組與保護膜152形成接觸。更具體地說，在像素孔164中形成像素電極114以連接到暴露出的漏極112和暴露出的上存儲電極122的側(cè)表面。上柵極焊盤電極128和上公共焊盤電極140設(shè)置在對應(yīng)的接觸孔166和170中，以分別連接到下柵極焊盤電極124和下公共焊盤電極136。上數(shù)據(jù)焊盤電極134設(shè)置在第三接觸孔168中，以連接到下數(shù)據(jù)焊盤電極130的側(cè)表面。
特別地，像素電極114形成在只貫穿柵極絕緣膜146上的保護膜152的像素孔164中，所以，其邊緣B具有低的階梯覆層。因此，可以防止由像素電極114的高階梯覆層引起的光泄漏。而且，如果用鈦(Ti)形成第三導(dǎo)電層172，可以防止通過像素電極114的光泄漏，并且防止焊盤部分的電化學(xué)腐蝕和破裂等，從而確?？煽啃浴?br> 如上所述，按照本發(fā)明，采用掀離工序而省去了對第三導(dǎo)電層的掩模工序。因此，可以用三輪掩模工序制造薄膜晶體管基板，從而簡化了制造工序，降低了生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)量。而且，按照本發(fā)明的實施例，貫穿保護膜的像素孔和第一到第三接觸孔用作剝離劑滲透路徑，能夠更有效地提高被第三導(dǎo)電層覆蓋的光刻膠圖案的掀離能力。而且，按照本發(fā)明，像素電極位于只貫穿保護膜的像素孔中，使得其邊緣具有低的階梯覆層，以防止由像素電極的高階梯覆層引起的光泄漏。
盡管以上用附圖所示的實施例描述了本發(fā)明，但是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，本發(fā)明不限于這些實施例，在不脫離本發(fā)明的精神下可以對其進行各種各樣的修改和變化。因此，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求書及其等同物限定。
權(quán)利要求
1.一種水平電場型液晶顯示器件的薄膜晶體管基板，包括在基板上由第一導(dǎo)電層形成的平行設(shè)置的柵線和公共線；由第二導(dǎo)電層形成的數(shù)據(jù)線，該數(shù)據(jù)線與所述柵線和公共線相互交叉并且其間設(shè)置有柵極絕緣膜，使得數(shù)據(jù)線、柵線和公共線限定一像素區(qū)；薄膜晶體管，具有連接到柵線的柵極和連接到數(shù)據(jù)線的源極；公共電極，由第一導(dǎo)電層形成并從公共線延伸到像素區(qū)；保護膜，用于覆蓋多條信號線、多個電極和薄膜晶體管；在保護膜中平行于公共電極的細長形像素孔；和在像素孔中由第三導(dǎo)電層形成的連接到薄膜晶體管漏極側(cè)表面的像素電極。
2.按照權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管基板，還進一步包括柵極焊盤，該柵極焊盤包括從柵線延伸的下柵極焊盤電極，貫穿保護膜和柵極絕緣膜以暴露出下柵極焊盤電極的第一接觸孔，和在第一接觸孔中由第三導(dǎo)電層形成的上柵極焊盤電極。
3.按照權(quán)利要求2所述的薄膜晶體管基板，還進一步包括公共焊盤，該公共焊盤包括從公共線延伸的下公共焊盤電極，貫穿保護膜和柵極絕緣膜以暴露出下公共焊盤電極的第二接觸孔，和在第二接觸孔中由第三導(dǎo)電層形成的上公共焊盤電極。
4.按照權(quán)利要求3所述的薄膜晶體管基板，還進一步包括數(shù)據(jù)焊盤，該數(shù)據(jù)焊盤包括從數(shù)據(jù)線延伸的下數(shù)據(jù)焊盤電極，貫穿保護膜和下數(shù)據(jù)焊盤電極的第三接觸孔，和上數(shù)據(jù)焊盤電極，在第三接觸孔中由第三導(dǎo)電層形成并在連接到下數(shù)據(jù)焊盤電極的側(cè)表面。
5.按照權(quán)利要求4所述的薄膜晶體管基板，其特征在于，所述像素電極、上柵極焊盤電極、上公共焊盤電極和上數(shù)據(jù)焊盤電極與對應(yīng)的接觸孔中的保護膜形成接觸。
6.按照權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管基板，還進一步包括存儲電容，該存儲電容包括包括在柵線中的第一下存儲電極，包括在柵線附近的公共線中的第二下存儲電極，和上存儲電極，連接到像素電極的側(cè)表面以及第一和第二下存儲電極，在該上存儲電極和下存儲電極之間設(shè)有柵極絕緣膜。
7.按照權(quán)利要求4所述的薄膜晶體管基板，其特征在于，所述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層與數(shù)據(jù)線、下數(shù)據(jù)焊盤電極和上存儲電極中的任何之一重疊。
8.一種水平電場型液晶顯示器件的薄膜晶體管基板的制造方法，包括以下步驟在基板上由第一導(dǎo)電層形成柵線和連接到柵線的柵極；由第一導(dǎo)電層形成平行于柵線的公共線和從公共線延伸的公共電極；在基板上涂覆柵極絕緣膜；在柵極絕緣膜上形成用于薄膜晶體管的半導(dǎo)體圖案；由第二導(dǎo)電層在半導(dǎo)體圖案上形成與所述柵線和公共線交叉的數(shù)據(jù)線、連接到數(shù)據(jù)線的源極和與源極相對的漏極；形成連接到漏極并平行于公共電極的虛擬圖案；在基板上涂覆保護膜；構(gòu)圖保護膜并蝕刻虛擬圖案，以暴露出漏極表面，從而形成平行于公共電極的細長形像素孔；和在像素孔中由第三導(dǎo)電層形成連接到漏極側(cè)表面的像素電極。
9.按照權(quán)利要求8所述的方法，還進一步包括如下步驟由第一導(dǎo)電層形成從柵線延伸的下柵極焊盤電極；形成貫穿保護膜和柵極絕緣膜以暴露出下柵極焊盤電極的第一接觸孔；和在第一接觸孔中由第三導(dǎo)電層形成上柵極焊盤電極。
10.按照權(quán)利要求9所述的方法，還進一步包括如下步驟由第一導(dǎo)電層形成從公共線延伸的下公共焊盤電極；形成貫穿保護膜和柵極絕緣膜以暴露出下公共焊盤電極的第二接觸孔；和在第二接觸孔中由第三導(dǎo)電層形成上公共焊盤電極。
11.按照權(quán)利要求10所述的方法，還進一步包括如下步驟形成從數(shù)據(jù)線延伸以與半導(dǎo)體圖案重疊的下數(shù)據(jù)焊盤電極；形成貫穿保護膜、下數(shù)據(jù)焊盤電極和半導(dǎo)體圖案的第三接觸孔；和在第三接觸孔中由第三導(dǎo)電層形成的連接到下數(shù)據(jù)焊盤電極側(cè)表面的上數(shù)據(jù)焊盤電極。
12.按照權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，對保護膜構(gòu)圖的步驟包括在保護膜上使用掩模形成光刻膠圖案；和蝕刻通過光刻膠圖案暴露出的保護膜、柵極絕緣膜和虛擬圖案。
13.按照權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，形成像素電極、上柵極焊盤電極、上公共焊盤電極和上數(shù)據(jù)焊盤電極的步驟包括在剩余的已構(gòu)圖的保護膜上的光刻膠圖案上形成所述的第三導(dǎo)電層；和去除被第三導(dǎo)電層覆蓋的光刻膠圖案。
14.按照權(quán)利要求8所述的方法，還進一步包括以下步驟由第二導(dǎo)電層形成的上存儲電極，該上存儲電極與部分柵線和該柵線附近的部分公共線重疊，在該上存儲電極何部分柵線、部分公共線之間設(shè)有柵極絕緣膜和半導(dǎo)體圖案，該上存儲電極連接到像素電極。
15.一種水平電場型液晶顯示器件的薄膜晶體管基板的制造方法，包括以下步驟第一掩模工序，在基板上由第一導(dǎo)電層形成柵線、連接到柵線的柵極、平行于柵線的公共線和從公共線延伸的公共電極；第二掩模工序，淀積柵極絕緣膜、形成半導(dǎo)體圖案，并在該半導(dǎo)體圖案上由第二導(dǎo)電層形成與柵線和第一公共線交叉的數(shù)據(jù)線、連接到數(shù)據(jù)線的源極和下數(shù)據(jù)焊盤電極、與源極相對的漏極、連接到漏極并平行于公共電極的虛擬圖案；和第三掩模工序，涂覆保護膜，對該保護膜構(gòu)圖并蝕刻虛擬圖案，以暴露出漏極的側(cè)表面，從而形成平行于公共電極的細長形像素孔，并且在像素孔中由第三導(dǎo)電層形成連接到漏極側(cè)表面的像素電極。
16.按照權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述第三掩模工序包括以下步驟在基板上涂覆保護膜；使用掩模在保護膜上形成光刻膠圖案；蝕刻通過光刻膠圖案和虛擬圖案暴露出的保護膜；在剩余在蝕刻后的保護膜上的光刻膠圖案上形成第三導(dǎo)電層；和去除被第三導(dǎo)電層覆蓋的光刻膠圖案，以對所述第三導(dǎo)電層構(gòu)圖。
17.按照權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述第一掩模工序包括由所述第一導(dǎo)電層形成從柵線延伸的下柵極焊盤電極的步驟，和所述第三掩模工序包括形成貫穿保護膜和柵極絕緣膜以暴露出下柵極焊盤電極的第一接觸孔的步驟，和在該第一接觸孔中由第三導(dǎo)電層形成上柵極焊盤電極的步驟。
18.按照權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述第一掩模工序包括由第一導(dǎo)電層形成從公共線延伸的下公共焊盤電極的步驟，和所述第三掩模工序包括形成貫穿保護膜和柵極絕緣膜以暴露出下公共焊盤電極的第二接觸孔的步驟，和在該第二接觸孔中由所述第三導(dǎo)電層形成上公共焊盤電極的步驟。
19.按照權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述第二掩模工序包括形成從數(shù)據(jù)線延伸并與半導(dǎo)體圖案重疊的下數(shù)據(jù)焊盤電極的步驟，和所述第三掩模工序包括形成貫穿保護膜、下數(shù)據(jù)焊盤電極和半導(dǎo)體圖案的第三接觸孔的步驟，和在該第三接觸孔中由第三導(dǎo)電層形成連接到下數(shù)據(jù)焊盤電極側(cè)表面的上數(shù)據(jù)焊盤電極的步驟。
20.按照權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述第二掩模工序包括由第二導(dǎo)電層形成上存儲電極的步驟，該上存儲電極與部分柵線和在該柵線附近的部分公共線重疊，所述上存儲電極和柵線、公共線之間設(shè)置有柵極絕緣膜和半導(dǎo)體圖案，該上存儲電極連接到第二層的像素電極。
21.按照權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述第三導(dǎo)電層包括透明導(dǎo)電層、鈦和鎢之一。
22.按照權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述公共電極、像素電極、上柵極焊盤電極、上公共電極和上數(shù)據(jù)焊盤電極與對應(yīng)的接觸孔中的保護膜形成接觸。
23.按照權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述至少一第一和第二孔以及第一到第三接觸孔用作剝離劑滲透路徑，以去除保護膜圖案上的光刻膠圖案。
全文摘要
一種水平電場型液晶顯示器件的薄膜晶體管基板包括在基板上由第一導(dǎo)電層形成的平行設(shè)置的柵線和公共線；由第二導(dǎo)電層形成的數(shù)據(jù)線，該數(shù)據(jù)線與柵線和公共線相互交叉并且其間設(shè)置有柵絕緣層，使得該數(shù)據(jù)線、柵線和公共線限定一像素區(qū)；薄膜晶體管，具有連接到柵線的柵極和連接到數(shù)據(jù)線的源極；公共電極，由第一導(dǎo)電層形成并從公共線延伸到像素區(qū)；保護膜，用于覆蓋多條信號線、多個電極和薄膜晶體管；在保護膜中平行于公共電極的細長形像素孔；和在像素孔中由第三導(dǎo)電層形成的連接到薄膜晶體管的漏極側(cè)表面的像素電極。
文檔編號G03F7/20GK1614489SQ20041008881
公開日2005年5月11日 申請日期2004年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月4日
發(fā)明者張允瓊, 趙興烈 申請人:Lg.菲利浦Lcd株式會社