專利名稱：液晶顯示器的薄膜晶體管陣列基板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示器及其制造方法，且特別是涉及一種液晶顯示器的薄膜晶體管(thin film transistor；TFT)陣列基板及其制造方法。
背景技術(shù)：
近來光電技術(shù)不斷地推陳出新，加上數(shù)字化時代的到來，推動了液晶顯示器市場的蓬勃發(fā)展。液晶顯示器因為具有高畫質(zhì)、體積小、重量輕、低驅(qū)動電壓與低消耗功率等眾多優(yōu)點，因此被廣泛應(yīng)用于個人數(shù)字助理(PDA)、移動電話、攝錄放相機、筆記本型計算機、桌上型顯示器、車用顯示器及投影電視等消費性通訊或電子產(chǎn)品上，并逐漸取代陰極射線管而成為顯示器的主流。
現(xiàn)今液晶顯示器的薄膜晶體管陣列(TFT Array)基板的制造方法主要是以沉積、光刻和刻蝕三種不同工藝組合而成。在這三種工藝中，以光刻工藝所占的生產(chǎn)成本最高。因此要如何減少薄膜晶體管陣列基板整個制造過程所需要的光刻工藝數(shù)目，也即減少所需光掩模數(shù)目，就成了各國面板大廠降低液晶顯示器生產(chǎn)成本的首要課題。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明提供多種液晶顯示器的薄膜晶體管陣列基板及其制造方法。由于薄膜晶體管陣列基板的整個制造過程只需要兩道光掩模就可以完成，因此可以大幅降低液晶顯示器的生產(chǎn)成本并提高其產(chǎn)量。
根據(jù)上述，本發(fā)明提出一種液晶顯示器的薄膜晶體管陣列基板。上述的薄膜晶體管基板包括下述的組件具有平行交錯排列的至少一掃描線溝道與至少一電容線溝道的基板、位于掃描線溝道的薄膜晶體管區(qū)域中的薄膜晶體管、位于掃描線溝道的掃描線區(qū)域中的掃描線、位于電容線溝道中的存儲電容器、位于基板上并且跨越上述的掃描線溝道與電容線溝道的至少一掃描線，以及位于基板上的像素電極。此外，還可以包括位于上述的電容線溝道與掃描線溝道末端中及其末端基板上的多個焊墊。
根據(jù)上述，本發(fā)明提出一種液晶顯示器的薄膜晶體管陣列基板的制造方法。先在基板上形成透明導(dǎo)電層，再圖案化透明導(dǎo)電層與基板，以在其中形成平行交錯排列的至少一掃描線溝道與至少一電容線溝道。然后在掃描線溝道與電容線溝道中依次形成第一金屬層、介電層、硅層與摻雜硅層，再在摻雜硅層與透明導(dǎo)電層上形成第二金屬層。接著，使用半調(diào)式曝光的光刻刻蝕法同時定義出薄膜晶體管結(jié)構(gòu)在薄膜晶體管區(qū)域中，存儲電容與數(shù)據(jù)線在電容線區(qū)域中，以及端子結(jié)構(gòu)分別在第一與第二端子區(qū)域中，完成薄膜晶體管陣列基板的制造。
根據(jù)上述，本發(fā)明提出另一種液晶顯示器的薄膜晶體管陣列基板的制造方法。在基板上依次形成透明導(dǎo)電層與埋層，然后圖案化上述埋層、透明導(dǎo)電層與基板，以在其中形成平行交錯排列的至少一掃描線溝道與至少一電容線溝道。然后在上述的掃描線溝道與電容線溝道中及上述兩種溝道末端外圍的基板上依次形成第一金屬層、介電層、硅層與摻雜硅層，其中上述的介電層與埋層的材料相同。接著側(cè)蝕上述埋層與介電層暴露出其側(cè)壁，使其側(cè)邊輪廓后退，再在暴露出的埋層、透明導(dǎo)電層與摻雜硅層上形成第二金屬層。使用半調(diào)式曝光的光刻刻蝕法，同時定義出薄膜晶體管結(jié)構(gòu)在薄膜晶體管區(qū)域中，存儲電容與數(shù)據(jù)線在電容線區(qū)域中，以及端子結(jié)構(gòu)分別在第一與第二端子區(qū)域中。然后在暴露出的各層上形成保護層，再依次去除殘留的光刻膠層及其上各層，以及側(cè)壁暴露出的埋層、介電層及前述兩者其上的各層，完成薄膜晶體管陣列基板的工藝。
根據(jù)上述，本發(fā)明還提出一種液晶顯示器的薄膜晶體管陣列基板的制造方法。在基板上形成透明導(dǎo)電層，再圖案化上述透明導(dǎo)電層與基板，以在其中形成平行交錯排列的至少一掃描線溝道與至少一電容線溝道。在上述掃描線溝道與電容線溝道中依次形成第一金屬層、介電層、硅層與保護層。接著，使用半調(diào)式曝光的光刻刻蝕法，在薄膜晶體管區(qū)域中去除保護層與摻雜非晶硅層以定義出源極/漏極區(qū)域，在電容線區(qū)域中去除保護層與摻雜非晶硅層以定義出上電極區(qū)域與數(shù)據(jù)線區(qū)域，在第一與第二端子區(qū)域中去除保護層、摻雜非晶硅層與非晶硅層以暴露出該第一金屬層。
然后，依次形成摻雜硅層與第二金屬層在源極/漏極區(qū)域、上電極區(qū)域、數(shù)據(jù)線區(qū)域、第一與第二端子區(qū)域以及殘留的光刻膠層上。再側(cè)蝕透明電極層的暴露側(cè)壁，使透明電極層的側(cè)邊輪廓后退，并去除殘余的該光刻膠層。
由上述制造方法可知，利用半調(diào)式光掩模以及剝離法(lift-off)，只要兩道光掩模即可完成整個薄膜晶體管陣列基板的工藝。因此對于制造成本的降低與產(chǎn)量的提高有很大的幫助。


為使本發(fā)明的上述和其它目的、特征、優(yōu)點與實施例能更明顯易懂，結(jié)合附圖詳細(xì)說明如下圖1A-1D、圖3A-3G與圖5A-5E分別為依照本發(fā)明實施例的一種液晶顯示器的薄膜晶體管陣列基板的制造流程剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2A-2B、圖4A-4B與圖6A-6B分別為液晶顯示器的薄膜晶體管陣列基板在不同制造階段的俯視示意圖。
其中，附圖標(biāo)記100、300、500基板102、302、502透明導(dǎo)電層102a、302a、502a像素電極104、306、504第一光刻膠層106、308、506掃描線溝道106a、308a、506a薄膜晶體管區(qū)域106b、308b、506b掃描線區(qū)域106c、308c、506c端子區(qū)域108、310、508電容線溝道108b、310b、508b電容線區(qū)域108c、310c、508c端子區(qū)域112、312、512第一金屬層114、314、514介電層116、316、516非晶硅層118、318、518摻雜非晶硅層118a、318a、518a歐姆接觸層
120、320、520第二金屬層120a、320a、520a源極/漏極120b、320b、520b數(shù)據(jù)線120c、320c、520c上電極520d焊墊122、322、522第二光刻膠層324、524保護層具體實施方式
以下將用圖示和詳細(xì)說明使本發(fā)明的精神清楚可見。熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在了解本發(fā)明的實施例后，在不脫離本發(fā)明的精神與范圍內(nèi)，可根據(jù)本發(fā)明所示的技術(shù)，進行改變和修改。
實施例一圖1A-1D為依照本發(fā)明實施例的一種液晶顯示器的薄膜晶體管陣列基板的制造流程剖面結(jié)構(gòu)示意圖，圖2A-2B為液晶顯示器的薄膜晶體管陣列基板在不同制造階段的俯視示意圖。
請同時參照圖1A與圖2A，圖2A為圖1A的俯視示意圖。在基板100上依次形成透明導(dǎo)電層102和第一光刻膠層104，然后使用第一道光掩模來進行光刻刻蝕工藝，在基板100上同時形成掃描線溝道106與電容線溝道108。掃描線溝道106與電容線溝道108以外的基板100仍然依次被透明導(dǎo)電層102和第一光刻膠層104覆蓋。
在圖2A中掃描線溝道106可分為三個區(qū)域，其分別為薄膜晶體管區(qū)域106a(圖1A的剖面AA’)、掃描線區(qū)域106b與端子區(qū)域106c。電容線溝道108則只分為兩個區(qū)域，其分別為電容線區(qū)域108b(圖1A的剖面BB’)與端子區(qū)域108c(圖1A的剖面CC’)。上述端子區(qū)域106c與108c的結(jié)構(gòu)是一樣的，因此后面對端子區(qū)域106c與108c的描述不會特別加以區(qū)分。
請同時參照圖1B與圖2A，在基板100上的掃描線溝道106與電容線溝道108中以及第一光刻膠層104上依次沉積第一金屬層112、介電層114、非晶硅層116和摻雜非晶硅層118。然后利用公知的適用溶劑將第一光刻膠層104剝離，連帶地將位于第一光刻膠層104上的第一金屬層112、介電層114、非晶硅層116和摻雜非晶硅層118一起剝離，只剩下掃描線溝道106與電容線溝道108中的第一金屬層112、介電層114、非晶硅層116和摻雜非晶硅層118。
在掃描線溝道106的薄膜晶體管區(qū)域106a中的第一金屬層112、介電層114與非晶硅層116分別依次作為薄膜晶體管的柵極、柵介電層以及溝道區(qū)。在電容線溝道108的存儲電容器區(qū)域108b中的第一金屬層112作為存儲電容器的電容線，同時用作存儲電容器的下電極。
在圖1C中，在基板100上依次形成第二金屬層120和第二光刻膠層122。然后，例如用半調(diào)式光掩模作為第二道光掩模來對第二光刻膠層122進行一次光刻工藝，以圖案化第二光刻膠層122，形成如圖1C的第二光刻膠層122的輪廓。使在像素區(qū)域以及薄膜晶體管區(qū)域106a的信道區(qū)域上的第二光刻膠層122部分曝光，因此還留下部分厚度的第二光刻膠層122。而像素區(qū)域與數(shù)據(jù)線之間的區(qū)域、薄膜晶體管區(qū)域106a的柵極區(qū)域、掃描線區(qū)域106b以及端子區(qū)域106c、108c為完全曝光，因此這些區(qū)域上的第二光刻膠層122完全被顯影液除去。其它薄膜晶體管區(qū)域106a的源極/漏極區(qū)域、存儲電容器區(qū)域108b以及數(shù)據(jù)線區(qū)域則完全沒有曝光，因此留下最厚的第二光刻膠層122。
請同時參考圖1D與圖2B，圖2B為圖1D的俯視示意圖。以非等向性刻蝕法來往下進行刻蝕。由于第二光刻膠層122在不同區(qū)域的厚度不一，因此不同區(qū)域的刻蝕深度也不同。
在圖1D的剖面AA’的部分，使在被部分厚度的第二光刻膠層122所覆蓋的薄膜晶體管區(qū)域106a往下刻蝕直至暴露出非晶硅層116為止。在此，同時定義第二金屬層120與摻雜非晶硅層118，以形成薄膜晶體管的源極/漏極120a以及其下的歐姆接觸層118a。在薄膜晶體管區(qū)域106a周圍有部分厚度的第二光刻膠層122所覆蓋的區(qū)域，只去除第二金屬層120。而薄膜晶體管區(qū)域106a周圍沒有覆蓋第二光刻膠層122的區(qū)域，則第二金屬層120與透明導(dǎo)電層102都被去除，使透明導(dǎo)電層102定義出像素電極102a。
在圖1D的剖面BB’的部分，在暴露出的電容線區(qū)域108b，往下刻蝕直至暴露出第一金屬層112為止。在電容線區(qū)域108b周圍只被部分厚度的第二光刻膠層122所覆蓋的區(qū)域，則只去除第二金屬層120。因此，可以在此區(qū)域通過定義第二金屬層120，以同時形成數(shù)據(jù)線120b與存儲電容器的上電極120c。
在圖1D的剖面CC’的部分，在暴露出的端子區(qū)域108c，往下刻蝕直至暴露出第一金屬層112為止。而在端子區(qū)域108c的周圍區(qū)域，則第二金屬層120與透明導(dǎo)電層102都被去除，暴露出基板100。
最后再去除殘余的第二光刻膠層122，完成薄膜晶體管陣列基板的工藝。
在實施例一中，先利用第一道光掩模在透明電極和基板中形成掃描線溝道與電容線溝道，初步定義出與掃描線相關(guān)的薄膜晶體管區(qū)域與端子區(qū)域以及與電容線相關(guān)的存儲電容器區(qū)域與端子區(qū)域。在掃描線溝道與電容線溝道上依次沉積所需不同材料層后，再使用第二道光掩模(例如半調(diào)式光掩模)來將后續(xù)所需的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)、電容器上電極結(jié)構(gòu)以及數(shù)據(jù)線結(jié)構(gòu)一一定義出來。因此，整個液晶顯示器的薄膜晶體管陣列基板的工藝只需要兩道光掩模即可完成。
實施例二圖3A-3G為依照本發(fā)明實施例的一種液晶顯示器的薄膜晶體管陣列基板的制造流程剖面結(jié)構(gòu)示意圖，圖4A-4B為液晶顯示器的薄膜晶體管陣列基板在不同制造階段的俯視示意圖。
在圖3A中，首先，在基板300上依次形成透明導(dǎo)電層302、埋層304和第一光刻膠層306。然后例如用半調(diào)式光掩模為第一道光掩模對第一光刻膠層306進行一次光刻工藝，以圖案化第一光刻膠層306，形成如圖3A所示的第一光刻膠層306的輪廓。在電容線區(qū)域、掃描線區(qū)域與薄膜晶體管柵極區(qū)域為完全曝光區(qū)域，所以在這些區(qū)域上沒有第一光刻膠層306。在掃描線區(qū)域與電容線區(qū)域末端的端子區(qū)域則沿著往末端的方向上逐漸減少第一光刻膠層306的曝光量，讓這些區(qū)域上所覆蓋的第一光刻膠層306的厚度逐漸遞減。其它區(qū)域則完全未曝光，其上覆蓋有完整的第一光刻膠層306。
請同時參考圖3B與圖4A，圖4A為圖3B的俯視示意圖。在此以第一光刻膠層306為掩模，往下依次刻蝕暴露出的埋層304、透明導(dǎo)電層302與基板300，在基板300上形成掃描線溝道308與電容線溝道310。掃描線溝道308可分成三個區(qū)域，分別為薄膜晶體管區(qū)域308a(圖3B的剖面AA’)、掃描線區(qū)域308b與端子區(qū)域308c。電容線溝道310則可區(qū)分為電容線區(qū)域310b(圖3B的剖面BB’)與端子區(qū)域310c(圖3B圖的剖面CC’)。掃描線溝道308與電容線溝道310末端的端子區(qū)域308c、310c，其深度為越往末端越淺，與圖3A剖面CC’的第一光刻膠層306的高度變化輪廓一致。此外，由于上述的端子區(qū)域308c與310c的結(jié)構(gòu)是一樣的，因此后面對端子區(qū)域308c與310c的敘述不會特別加以區(qū)分。
請參照圖3C，接著在掃描線溝道308與電容線溝道310中，以及在第一光刻膠層306上與暴露出的透明導(dǎo)電層302上依次沉積第一金屬層312、介電層314、非晶硅層316與摻雜非晶硅層318。上述的埋層304與介電層314的材料相同。在圖3C的剖面CC’部分，由于端子區(qū)域310c具有斜面，將電容線區(qū)域310b的底部與基板300的上表面連接起來，所以上述的第一金屬層312、介電層314、非晶硅層316與摻雜非晶硅層318，可以順利地從電容線區(qū)域310b的底部連接至透明導(dǎo)電層302上，而不會受到沉積方法的階梯覆蓋率(step coverage)是否良好的限制。
請參照圖3D，先以等向刻蝕法來側(cè)蝕側(cè)邊暴露出的介電層314與埋層304，使上述兩者的側(cè)邊輪廓后退。然后再用公知的適用溶劑，將第一光刻膠層306剝離。連帶地，位于第一光刻膠層306上的第一金屬層312、介電層314、非晶硅層316與摻雜非晶硅層318也一起被剝離剩下如圖3D所示的結(jié)構(gòu)。
位于薄膜晶體管區(qū)域308a的第一金屬層312、介電層314與非晶硅層316分別作為薄膜晶體管的柵極、柵介電層與溝道區(qū)。而位于電容線區(qū)域310b的第一金屬層312則用作存儲電容器的下電極與電容線。
請參考圖3E，在埋層304與暴露出的透明導(dǎo)電層302與摻雜非晶硅層318上沉積一層第二金屬層320，然后再涂覆第二光刻膠層322。接著，例如用半調(diào)式光掩模為第二道光掩模來對第二光刻膠層322進行一次光刻工藝，以圖案化第二光刻膠層322，形成如圖3E所示的第二光刻膠層322的輪廓。
在像素區(qū)域、薄膜晶體管區(qū)域308a的源極/漏極區(qū)域、存儲電容器的上電極區(qū)域、數(shù)據(jù)線區(qū)域與端子區(qū)域上的第二光刻膠層322完全沒有曝光，所以保留了完整的第二光刻膠層322。在薄膜晶體管區(qū)域308a的信道區(qū)上的第二光刻膠層322為部分曝光，所以留下部分厚度的第二光刻膠層322。而像素電極區(qū)域的周邊區(qū)域(除了要與源極/漏極以及與上電極連接的部分外)上的第二光刻膠層322則為完全曝光，所以沒有任何第二光刻膠層322留下來。
請參考圖3F，用非等向性刻蝕法來往下進行刻蝕。由于第二光刻膠層322在不同區(qū)域的厚度不一，因此不同區(qū)域的刻蝕深度也不同。
在圖3F的剖面AA’的部分，在被部分厚度的第二光刻膠層322所覆蓋的薄膜晶體管區(qū)域308a，往下刻蝕直至暴露出非晶硅層316為止。在此，同時定義第二金屬層320與摻雜非晶硅層318，以形成薄膜晶體管的源極/漏極320a以及其下的歐姆接觸層318a。在薄膜晶體管區(qū)域308a周圍沒有覆蓋第二光刻膠層322的區(qū)域，第二金屬層320、埋層304與透明導(dǎo)電層302都被移除，以將透明導(dǎo)電層302定義出像素電極302a。
在圖3F的剖面BB’的部分，在暴露出的電容線區(qū)域108b，往下刻蝕直至暴露出第一金屬層312為止。在此，定義第二金屬層320，以同時形成數(shù)據(jù)線320b與存儲電容器的上電極320c。
在圖3F的剖面CC’的部分，在暴露出的端子區(qū)域308c，都往下刻蝕直至暴露出介電層314為止。在端子區(qū)域308c周圍沒有被第二光刻膠層322覆蓋的區(qū)域，則基板300以上的各層都被去除，暴露出基板300。
接著，在暴露出的各種材料層上沉積一層保護層324。上述保護層324的材料例如可為介電材料，如氮化硅、氧化硅或氮氧化硅。然后剝離第二光刻膠層322以及其上的保護層324，得到如圖3F的結(jié)構(gòu)。
請同時參考圖3G與圖4B，圖4B為圖3G的俯視示意圖。由于埋層304與介電層314的材料相同，所以可以使用適用的刻蝕液來同時剝離側(cè)邊有暴露出的埋層304與介電層314。在剝離側(cè)邊有暴露出的埋層304與介電層314的同時，位于埋層304與介電層314上的各材料層也跟著一起被剝離了，而得到如圖3G的結(jié)構(gòu)，完成薄膜晶體管陣列基板的工藝。
上述保護層324保護著薄膜晶體管區(qū)域308a作為信道區(qū)的非晶硅層316與電容線區(qū)域310b作為存儲電容器的電容介電層的介電層314，使其不受到刻蝕液的侵蝕。
實施例二在此仍然先利用第一道半調(diào)式光掩模在透明電極和基板中形成掃描線溝道與電容線溝道，先定義好第一金屬層的相關(guān)圖案。其中，讓掃描線溝道與電容線溝道的靠近端子區(qū)域端的深度漸減，讓端子區(qū)域的焊墊部分位于基板上，以利于進行后續(xù)的打線工藝。接著，利用埋層的退后刻蝕，讓位于薄膜晶體管區(qū)域、掃描線區(qū)域以及電容線區(qū)域的第二金屬層以及位于端子區(qū)域的第一金屬層可分別和透明導(dǎo)電層搭接在一起。再利用第二道半調(diào)式光掩模，將像素電極、源極/漏極、存儲電容器的上電極以及數(shù)據(jù)線的圖案一一定義出來。因此，整個液晶顯示器的薄膜晶體管陣列基板的工藝只需要兩道光掩模即可完成。
實施例三圖5A-5E為依照本發(fā)明實施例的一種液晶顯示器的薄膜晶體管陣列基板的制造流程剖面結(jié)構(gòu)示意圖，圖6A-6B為液晶顯示器的薄膜晶體管陣列基板在不同制造階段的俯視示意圖。
請同時參照圖5A與圖6A，圖6A為圖5A的俯視示意圖。在基板500上依次形成透明導(dǎo)電層502和第一光刻膠層504，然后使用第一道光掩模來進行光刻刻蝕工藝，在基板500上同時形成掃描線溝道506與電容線溝道508。掃描線溝道506與電容線溝道508以外的基板500仍然依次被透明導(dǎo)電層502和第一光刻膠層504覆蓋。
在圖5A中掃描線溝道506可分為三個區(qū)域，其分別為薄膜晶體管區(qū)域506a(圖5A的剖面AA’)、掃描線區(qū)域506b與端子區(qū)域506c。電容線溝道508則只分為兩個區(qū)域，其分別為電容線區(qū)域508b(圖5A的剖面BB’)與端子區(qū)域508c(圖5A的剖面CC’)。上述端子區(qū)域506c與508c的結(jié)構(gòu)是一樣的，因此后面對端子區(qū)域506c與508c的敘述不會特別加以區(qū)分。
請同時參照圖5B與圖6A，在基板500上的掃描線溝道506與電容線溝道508中以及第一光刻膠層504上依次沉積第一金屬層512、介電層514、非晶硅層516和保護層524。然后利用公知的適用溶劑將第一光刻膠層504剝離，連帶地將位于第一光刻膠層504上的第一金屬層512、介電層514、非晶硅層516和保護層524一起剝離，只剩下掃描線溝道506與電容線溝道508中的第一金屬層512、介電層514、非晶硅層516和保護層524。上述保護層524的材料例如可為介電材料，如氮化硅、氧化硅或氮氧化硅。
在掃描線溝道506的薄膜晶體管區(qū)域506a中的第一金屬層512、介電層514與非晶硅層516分別依次作為薄膜晶體管的柵極、柵介電層以及溝道區(qū)。在電容線溝道508的存儲電容器區(qū)域508b中的第一金屬層512作為存儲電容器的電容線，兼用作存儲電容器的下電極。
在圖5C中，在基板500上涂覆第二光刻膠層522，然后例如用半調(diào)式光掩模為第二道光掩模來對第二光刻膠層522進行一次光刻工藝，以圖案化第二光刻膠層522，形成如圖5C所示的第二光刻膠層522的輪廓。
在薄膜晶體管區(qū)域506a與相鄰的像素區(qū)域間、端子區(qū)域508c的第二光刻膠層522為完全曝光，所以沒有留下任何第二光刻膠層522。在薄膜晶體管區(qū)域506a的源極/漏極區(qū)域以及在電容線區(qū)域508b的上電極區(qū)域與數(shù)據(jù)線區(qū)域上的第二光刻膠層522的曝光量減少，因此留有薄薄一層的第二光刻膠層522。在薄膜晶體管區(qū)域506a與像素電極的搭接區(qū)域以及電容線區(qū)域508b的上電極與像素電極的搭接區(qū)域上的第二光刻膠層522的曝光量繼續(xù)減少，因此留有較厚的第二光刻膠層522。而在像素區(qū)域、薄膜晶體管區(qū)域506a的信道區(qū)域、電容器上電極區(qū)域與數(shù)據(jù)線區(qū)域之間的間隔區(qū)域(在電容線區(qū)域508b中)以及端子區(qū)域508c的周圍區(qū)域上的第二光刻膠層522完全沒有曝光，所以保留了完整的第二光刻膠層522。
在圖5D中，用非等向性刻蝕法來往下進行刻蝕。由于第二光刻膠層522在不同區(qū)域的厚度不一，因此不同區(qū)域的刻蝕深度也不同。
在圖5D的剖面AA’的部分，有部分厚度的第二光刻膠層522覆蓋的薄膜晶體管區(qū)域506a，往下刻蝕直至暴露出非晶硅層516為止。在薄膜晶體管區(qū)域506a周圍沒有覆蓋第二光刻膠層522的區(qū)域，透明導(dǎo)電層502與部分厚度的基板500都被去除，以將透明導(dǎo)電層502定義出像素電極502a。而在薄膜晶體管區(qū)域506a周圍覆蓋有部分厚度的第二光刻膠層522的區(qū)域，則暴露出透明導(dǎo)電層502，作為薄膜晶體管區(qū)域506a與像素電極502a的搭接區(qū)域。
在圖5D的剖面BB’的部分，在有部分厚度的第二光刻膠層522的電容線區(qū)域508b，往下刻蝕直至暴露出非晶硅層516為止。在電容線區(qū)域508b周圍覆蓋有部分厚度的第二光刻膠層522的區(qū)域，則暴露出透明導(dǎo)電層502，作為電容線區(qū)域508b的上電極與像素電極502a的搭接區(qū)域。
在圖5D的剖面CC’的部分，暴露出的端子區(qū)域508c，第一金屬層512以上的各層都被移除。
然后在暴露出的基板500、非晶硅層516、透明導(dǎo)電層502與第二光刻膠層522上依次形成摻雜非晶硅層518與第二金屬層520。
請同時參照圖5E與圖6B，圖6B為圖5E的俯視示意圖。先以等向刻蝕法來側(cè)蝕透明電極層502暴露出的側(cè)邊，使透明電極層502的側(cè)邊輪廓后退，定義出像素電極502a，以避免透明電極層502與第二金屬層520之間應(yīng)該斷開的位置發(fā)生短路的問題。接著剝離第二光刻膠層522，連帶地將第二光刻膠層522上的摻雜非晶硅層518與第二金屬層520一起剝離，完成整個薄膜晶體管陣列基板的工藝。
完成后，留下的第二金屬層520在薄膜晶體管區(qū)域506a的保護層524的兩側(cè)形成源極/漏極520a，留下的摻雜非晶硅層518則形成歐姆接觸層518a。在電容線區(qū)域508b留下的第二金屬層520，則分別成為數(shù)據(jù)線520b與上電極520c。而在端子區(qū)域508c留下的第二金屬層520則成為焊墊520d。
在實施例三中，第一次的光刻刻蝕工藝與實施例一相同，都是先利用第一道光掩模在透明電極和基板中形成掃描線溝道與電容線溝道，初步定義出與掃描線相關(guān)的薄膜晶體管區(qū)域與端子區(qū)域以及與電容線相關(guān)的存儲電容器區(qū)域與端子區(qū)域。然后在掃描線溝道與電容線溝道依次沉積所需不同材料層，但是將實施例一的摻雜非晶硅層改成保護層。然后利用第二道光掩模進行第二次光刻刻蝕工藝，將薄膜晶體管的源極/漏極、存儲電容器的上電極、數(shù)據(jù)線與端子區(qū)域的焊墊等區(qū)域的保護層去除。然后才依次沉積摻雜非晶硅層與第二金屬層于上述的區(qū)域上，將所需的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)、電容器上電極結(jié)構(gòu)以及數(shù)據(jù)線結(jié)構(gòu)一一定義出來。因此，整個液晶顯示器的薄膜晶體管陣列基板的工藝只需要兩道光掩模即可完成。
由上述本發(fā)明實施例可知，應(yīng)用本發(fā)明所公開的液晶顯示器的陣列基板制造方法，利用如半調(diào)式光掩模以及光刻膠層剝離法，只要兩道光掩模即可完成整個薄膜晶體管陣列基板的工藝。因此對于制造成本的降低與產(chǎn)量的提高有很大的幫助。
本發(fā)明描述的優(yōu)選實施例不能認(rèn)為是對本發(fā)明的限定。顯然在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以對本發(fā)明做出各種改進和變化。因此，本發(fā)明意圖覆蓋所有落入所附權(quán)利要求及其等效物的范圍之內(nèi)的改進和變化。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示器的薄膜晶體管陣列基板的制造方法，其特征在于，該薄膜晶體管陣列基板的制造方法包括形成一透明導(dǎo)電層在一基板上；圖案化該透明導(dǎo)電層與該基板，以在該透明導(dǎo)電層與該基板中形成平行交錯排列的至少一掃描線溝道與至少一電容線溝道，該至少一掃描線溝道具有至少一薄膜晶體管區(qū)域、一掃描線區(qū)域與至少一第一端子區(qū)域，該至少一電容線溝道具有至少一電容線區(qū)域與至少一第二端子區(qū)域；依次形成一第一金屬層、一介電層、一硅層與一摻雜硅層分別在該至少一掃描線溝道與該至少一電容線溝道中；形成一第二金屬層在該摻雜硅層與該透明導(dǎo)電層上；以及以一次曝光的光刻刻蝕法，同時定義出一薄膜晶體管結(jié)構(gòu)在該薄膜晶體管區(qū)域中，一存儲電容與一數(shù)據(jù)線在該電容線區(qū)域中，以及兩端子結(jié)構(gòu)分別在該第一與第二端子區(qū)域中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列基板的制造方法，其特征在于，該硅層包括一非晶硅層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列基板的制造方法，其特征在于，該摻雜硅層包括一摻雜非晶硅層。
4.一種液晶顯示器的薄膜晶體管陣列基板的制造方法，其特征在于，該薄膜晶體管陣列基板的制造方法包括形成一透明導(dǎo)電層在一基板上；形成一埋層在該透明導(dǎo)電層上；圖案化該埋層、該透明導(dǎo)電層與該基板，以在該透明導(dǎo)電層與該基板中形成平行交錯排列的至少一掃描線溝道與至少一電容線溝道，該至少一掃描線溝道具有至少一薄膜晶體管區(qū)域、一掃描線區(qū)域與至少一第一端子區(qū)域，該至少一電容線溝道具有至少一電容線區(qū)域與至少一第二端子區(qū)域，該第一端子區(qū)域與該第二端子區(qū)域在該基板中的溝道深度往末端方向遞減為零；依次形成一第一金屬層、一介電層、一硅層與一摻雜硅層分別在該至少一掃描線溝道與該至少一電容線溝道中以及環(huán)繞該第一端子區(qū)域與該第二端子區(qū)域末端外圍部分的該基板上，其中該介電層與該埋層的材料相同；側(cè)蝕該埋層與該介電層的暴露側(cè)壁，使該埋層與該介電層的側(cè)邊輪廓后退；形成一第二金屬層在暴露出的該埋層、該透明導(dǎo)電層與該摻雜硅層上；使用一次曝光的光刻刻蝕法，同時定義出一薄膜晶體管結(jié)構(gòu)在該薄膜晶體管區(qū)域中，一存儲電容與一數(shù)據(jù)線在該電容線區(qū)域中，以及二端子結(jié)構(gòu)分別在該第一與第二端子區(qū)域中；形成一保護層在暴露出的各層上；去除該一次曝光的光刻刻蝕法所殘留的光刻膠及其上各層；以及去除側(cè)壁暴露出的該埋層、該介電層及前述兩者上的各層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的薄膜晶體管陣列基板的制造方法，其特征在于，該硅層包括一非晶硅層。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的薄膜晶體管陣列基板的制造方法，其特征在于，該摻雜硅層包括一摻雜非晶硅層。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的薄膜晶體管陣列基板的制造方法，其特征在于，該保護層包括氮化硅層、氧化硅層或氮氧化硅層。
8.一種液晶顯示器的薄膜晶體管陣列基板的制造方法，其特征在于，該薄膜晶體管陣列基板的制造方法包括形成一透明導(dǎo)電層在一基板上；圖案化該透明導(dǎo)電層與該基板，以在該透明導(dǎo)電層與該基板中形成平行交錯排列的至少一掃描線溝道與至少一電容線溝道，該至少一掃描線溝道具有至少一薄膜晶體管區(qū)域、一掃描線區(qū)域與至少一第一端子區(qū)域，該至少一電容線溝道具有至少一電容線區(qū)域與至少一第二端子區(qū)域；依次形成一第一金屬層、一介電層、一硅層與一保護層分別在該至少一掃描線溝道與該至少一電容線溝道中；使用一次曝光的光刻刻蝕法，在該薄膜晶體管區(qū)域中去除該保護層與該摻雜非晶硅層以定義出兩源極/漏極區(qū)域，在該電容線區(qū)域中去除該保護層與該摻雜非晶硅層以定義出上電極區(qū)域與數(shù)據(jù)線區(qū)域，在該第一與第二端子區(qū)域中去除該保護層、該摻雜非晶硅層與該非晶硅層以暴露出該第一金屬層；依次形成一摻雜硅層與一第二金屬層在該兩源極/漏極區(qū)域、該上電極區(qū)域、該數(shù)據(jù)線區(qū)域、該第一與第二端子區(qū)域以及殘留的光刻膠層上；側(cè)蝕該透明電極層的暴露側(cè)壁，使該透明電極層的側(cè)邊輪廓后退；以及去除殘余的該光刻膠層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的薄膜晶體管陣列基板的制造方法，其特征在于，該硅層包括一非晶硅層。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的薄膜晶體管陣列基板的制造方法，其特征在于，該摻雜硅層包括一摻雜非晶硅層。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的薄膜晶體管陣列基板的制造方法，其特征在于，該保護層包括氮化硅層、氧化硅層或氮氧化硅層。
12.一種液晶顯示器的薄膜晶體管陣列基板，其特征在于，該薄膜晶體管陣列基板包括一基板，其具有平行交錯排列的至少一掃描線溝道與至少一電容線溝道，該至少一掃描線溝道具有至少一薄膜晶體管區(qū)域與一掃描線區(qū)域；至少一薄膜晶體管，位于該掃描線溝道的該薄膜晶體管區(qū)域中；至少一掃描線，位于該掃描線溝道的該掃描線區(qū)域中，并與該薄膜晶體管的柵極電性相接；至少一存儲電容器，位于該電容線溝道中；至少一數(shù)據(jù)線，位于該基板上，并跨越該至少一掃描線溝道與該至少一電容線溝道，該至少一數(shù)據(jù)線與該薄膜晶體管的源極/漏極之一電性相接；以及至少一像素電極，位于該基板上的該至少一數(shù)據(jù)線與該至少一掃描線之間，并與該薄膜晶體管的另一源極/漏極電性相接。
13.根據(jù)權(quán)利要求12項所述的薄膜晶體管陣列基板，其特征在于，還包括多個焊墊分別位于該掃描線溝道與該電容線溝道的末端區(qū)域中及其外圍的該基板上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種液晶顯示器的薄膜晶體管陣列基板以及利用剝離法與半調(diào)式光掩模，只需使用兩道光掩模來分別定義第一金屬層與第二金屬層，完成液晶顯示器的薄膜晶體管陣列基板的制造方法。
文檔編號G03F7/20GK1963651SQ20061014579
公開日2007年5月16日 申請日期2006年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月21日
發(fā)明者王湧鋒, 余良彬, 潘智瑞, 董畯豪 申請人:友達光電股份有限公司