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)在的液晶顯不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陣列基板大多至少需要四輪光罩工序。圖1為采用四道光罩 丄序制造的現(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10上依次覆蓋有柵絕緣層20、半導體層30、歐姆接觸40、源極 51、漏極5Q和鈍化層6Q。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)的第二導電圖 案層。參照圖3C，在第二導電層圖案形成之后，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 第三導電圖案組。
在液晶顯示器中，由于TFT陣列基板需要半導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、光刻膠剝離和檢査工序等多個工序。
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一第一光刻膠圖案，其具有柵線區(qū)、柵極區(qū)和柵焊 盤區(qū)，其中覆蓋該柵線和柵極區(qū)的光刻膠層具有第二高度，覆蓋該柵焊盤區(qū)的光 刻膠層具有第一高度，該第二高度小于該第一高度；
以該第一光刻膠圖案為掩模，去除部分第一金屬層，以形成一包含柵線、柵
極和柵焊盤下電極的第一導電圖案層；
去除第二高度光刻膠層，同時減薄了第一高度的光刻膠層； 在基板上依次沉積一柵絕緣層、 一半導體層和一歐姆接觸層； 去除剩余的第一高度的光刻膠層，同時也將其上的柵絕緣層、半導體層以及
歐姆接觸層一同去除，以暴露被該具有第一高度的光刻膠層所覆蓋的柵焊盤下電
極；
在該基板上繼續(xù)依次沉積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一第二光刻膠圖案，其具有一溝道區(qū)、 一數(shù)據(jù)線和源極
5區(qū)、以及一漏極和數(shù)據(jù)焊盤、柵焊盤區(qū)，覆蓋該溝道區(qū)的光刻膠層具有第四高度， 覆蓋該數(shù)據(jù)線、源極區(qū)、漏極區(qū)、數(shù)據(jù)焊盤區(qū)和柵焊盤區(qū)的光刻膠層具有第三高 度，且該第三高度>第四高度；
以該第二光刻膠圖案為掩模，去除沒有光刻膠部分的第二導電金屬層、半導 體層以及歐姆接觸層后，去除具有第四高度的光刻膠圖案，同時減薄具有第三高 度的光刻膠圖案，在經(jīng)過蝕刻，以形成源極、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)沉積一透明導電層和一第三光刻膠層，利用一第三道光罩形 成一第三光刻膠圖案，覆蓋數(shù)據(jù)焊盤和柵焊盤區(qū)的光刻膠層具有第六高度，覆蓋 數(shù)據(jù)線和源極區(qū)、漏極區(qū)、像素區(qū)的光刻膠層具有第五高度，其它地區(qū)無第三光 刻膠層，且該第五高度小于第六高度；
以該第三光刻膠圖案為掩模，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、柵焊盤上電極；
去除第五高度第三光刻膠層，同時減薄了第六高度的第三光刻膠層，繼續(xù)沉 積鈍化層，去除剩余的第六高度的第三光刻膠層，同時也將其上的鈍化層一同去 除，以暴露被該具有第六高度的光刻膠層所覆蓋的數(shù)據(jù)焊盤和柵焊盤上電極。 上述方法中，所述第一光罩，第二光罩和第三光罩都為多灰階光罩。 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。 上述方法中，所述去除剩余光刻膠層的方法包括剝離工序。
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)明對第一金屬層、第二金屬層和第三金屬層分別采用三道光罩形 成具有不同高度的光刻膠層，且先在第二金屬層上直接形成第三金屬層，然后沉 積鈍化層，因而減少了一道光罩工序，簡化制造過程，降低成本，提高產(chǎn)量。此 夕卜，采用上述方法制造的薄膜晶體管陣列基板的鈍化層覆蓋透明導電層，可以起到 平坦化的作用，使臺階變得比較平坦，有利于后段的Cell工藝。


圖1是采用現(xiàn)有技術(shù)四道光罩工序的TFT陣列基板的平面圖。 圖2是沿圖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4A本發(fā)明的第一道光罩工序的平面示意圖。
圖4B 4D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5A是本發(fā)明的第二道光罩工序的平面示意圖。
圖5B是本發(fā)明第二道光罩工序流程剖視圖。
圖6是本發(fā)明的第三道光罩工序的平面示意圖。
圖7A 7C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4A本發(fā)明的第一道光罩工序的平面示意圖，圖4B 4D是本發(fā)明第一道光罩工 序及后續(xù)工序的流程剖視圖。
請參照圖4A，采用第一道光罩工序在基板1上形成具有柵線101、柵極100 和柵焊盤下電極102的第一導電圖案層。具體流程如4B 4D所示，首先，如 圖犯所示，提供一基板l，并通過諸如濺射或其他沉積的方法在基板l上形成第 一金屬層，然后，利用第一光罩(圖未示)在第一金屬層之上形成第一光刻膠圖 案。第一道光罩是多灰階光罩(HTM)，其具有由透明材料構(gòu)成的光罩襯底、形 成在光罩襯底上的遮光區(qū)域以及半遮光區(qū)域。采用第一道光罩曝光顯影后，分別 在光刻膠上對應(yīng)于第一光罩的遮光部分和半遮光部分的位置形成具有預(yù)定臺階 圖案。其中覆蓋該柵線和柵極區(qū)(參照圖4A所示形成柵線101和柵極100的位 置)的光刻膠層805具有第二高度，而覆蓋柵焊盤區(qū)(參照圖4A所示形成柵焊 盤下電極102的位置)的光刻膠層806具有第一高度，且第二高度小于該第一高 度。光刻膠既可以是正型光刻膠，也可以是負型光刻膠，在制程中可以根據(jù)光刻 膠的材料調(diào)整多灰階光罩的各個不同遮光量區(qū)域的位置。
接著，以第一光刻膠圖案為掩模，去除部分第一金屬層，以形成一包含柵線 101、柵極102和柵焊盤下電極102的第一導電圖案層(如圖4A)。
之后，去除該第一光刻膠圖案的部分厚度，從而去除具有第二高度的光刻膠 圖案805，并且降低具有第一高度的光刻膠圖案806，以暴露被光刻膠層805所覆 蓋的柵線101和柵極100。去除該第一光刻膠圖案的部分厚度的方法例如可以采用
7氧等離子體來執(zhí)行灰化工序。
之后，如圖4C所示，在基板上依次沉積一柵絕緣層200、 一半導體層300和 一歐姆接觸層400，通過剝離工序去除剩余的第一光刻膠層806，同時也將沉積 在剩余光刻膠806上的柵絕緣層200、半導體層300和歐姆接觸層400去除，以 暴露其下覆蓋的柵焊盤下電極102，即柵焊盤下電極102貫穿柵絕緣層200、半 導體層300和歐姆接觸層400。
圖5A是本發(fā)明的第二道光罩工序的平面示意圖，圖5B是本發(fā)明第二道光罩工序 流程剖視圖。
請參照圖5A和5B，請在之前形成的第一導電層上濺射第二金屬層500，以覆 蓋這些柵線、柵極、柵焊盤等，第二金屬層500和柵焊盤下電極102直接電接觸。 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和半導體層 300構(gòu)圖為預(yù)定結(jié)構(gòu)，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，采用第二道光 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。使得覆蓋溝道處400的光刻膠 具有第四高度(圖未示)，覆蓋數(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上和柵極焊盤的光刻膠800擁有第三高度(圖未示)， 其余位置沒有光刻膠，且該第三高度大于第四高度。
然后通過第一次蝕刻去除掉沒有光刻膠部分的第二導電金屬層和半導體層以 及歐姆接觸層后，采用氧氣等離子體執(zhí)行灰化工序從而去除具有第四高度的光刻 膠圖案，并且降低具有第三高度的光刻膠圖案。在經(jīng)過第二次蝕刻，將溝道處400 的第二導電金屬層500和歐姆接觸層400去除掉。從而留下數(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、柵焊盤102上第二金 屬層504。
圖6是本發(fā)明的第三道光罩工序的平面示意圖，圖7A 7C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。
如圖7A所示，采用諸如濺射方法或其他沉積方法在第二導電層陣列基板上直 接涂上透明導電層。
該透明導電層由氧化銦錫(ITO)、氧化錫(TO)、氧化銦錫鋅(ITZO)或者氧化銦鋅(IZO)形成。
通過該第三道HTM光罩后，在柵焊盤和數(shù)據(jù)焊盤處形成第六高度的光刻膠圖 案808，像素電極708、數(shù)據(jù)線上電極、漏極上電極700和源極上電極703透明導 電圖案形成第五高度光刻膠圖案807，其他地方?jīng)]有光刻膠，且該第五高度小于第 六高度，參照圖7A。通過刻蝕，形成像素電極708、延伸到數(shù)據(jù)焊盤上電極702 的數(shù)據(jù)線上電極、漏極上電極700和源極上電極703透明導電圖案，和數(shù)據(jù)焊盤 上電極702、柵焊盤上電極701。通過灰化去掉第五高度光刻膠同時降低第六高度 光刻膠圖案807，如圖7B。
最后如圖7C所示，在形成有透明導電圖案的陣列基板上沉積鈍化層600，之 后通過剝離工序?qū)藕副P701和數(shù)據(jù)焊盤上電極702上的光刻膠剝離掉，同時也 就將沉積在這些光刻膠上的鈍化層也一起剝離掉了，由此除了柵焊盤和數(shù)據(jù)焊盤 以外，其他地方特別是溝道處的半導體層被很好的保護起來。
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)，當可作些許的修改和完善，因此 本發(fā)明的保護范圍當以權(quán)利要求書所界定的為準。
9
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一第一光刻膠圖案，其具有柵線區(qū)、柵極區(qū)和柵焊盤區(qū)，其中覆蓋該柵線和柵極區(qū)的光刻膠層具有第二高度，覆蓋該柵焊盤區(qū)的光刻膠層具有第一高度，該第二高度小于該第一高度；以該第一光刻膠圖案為掩模，去除部分第一金屬層，以形成一包含柵線、柵極和柵焊盤下電極的第一導電圖案層；去除第二高度光刻膠層，同時減薄了第一高度的光刻膠層；在基板上依次沉積一柵絕緣層、一半導體層和一歐姆接觸層；去除剩余的第一高度的光刻膠層，同時也將其上的柵絕緣層、半導體層以及歐姆接觸層一同去除，以暴露被該具有第一高度的光刻膠層所覆蓋的柵焊盤下電極；在該基板上繼續(xù)依次沉積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一第二光刻膠圖案，其具有一溝道區(qū)、一數(shù)據(jù)線和源極區(qū)、以及一漏極和數(shù)據(jù)焊盤、柵焊盤區(qū)，覆蓋該溝道區(qū)的光刻膠層具有第四高度，覆蓋該數(shù)據(jù)線、源極區(qū)、漏極區(qū)、數(shù)據(jù)焊盤區(qū)和柵焊盤區(qū)的光刻膠層具有第三高度，且該第三高度＞第四高度；以該第二光刻膠圖案為掩模，去除沒有光刻膠部分的第二導電金屬層、半導體層以及歐姆接觸層后，去除具有第四高度的光刻膠圖案，同時減薄具有第三高度的光刻膠圖案，在經(jīng)過蝕刻，以形成源極、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)沉積一透明導電層和一第三光刻膠層，利用一第三道光罩形成一第三光刻膠圖案，覆蓋數(shù)據(jù)焊盤和柵焊盤區(qū)的光刻膠層具有第六高度，覆蓋數(shù)據(jù)線和源極區(qū)、漏極區(qū)、像素區(qū)的光刻膠層具有第五高度，其它地區(qū)無第三光刻膠層，且該第五高度小于第六高度；以該第三光刻膠圖案為掩模，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、柵焊盤上電極；去除第五高度第三光刻膠層，同時減薄了第六高度的第三光刻膠層，繼續(xù)沉積鈍化層，去除剩余的第六高度的第三光刻膠層，同時也將其上的鈍化層一同去除，以暴露被該具有第六高度的光刻膠層所覆蓋的數(shù)據(jù)焊盤和柵焊盤上電極。
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，第二光罩和第三光罩都為多灰階光罩。
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，所述減薄光刻膠層部分厚度的方法包括等離子體灰化工序。
4. 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，所述去 除剩余光刻膠層的方法包括剝離工序。
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，該制造方法對第一金屬層、第二金屬層和第三金屬層分別采用三道光罩形成具有不同高度的光刻膠層，且先在第二金屬層上直接形成第三金屬層，然后沉積形成鈍化層，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H01L21/82GK101556935SQ20091005121
公開日2009年10月14日 申請日期2009年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月14日
發(fā)明者吳賓賓, 莉 譚 申請人:上海廣電光電子有限公司