專利名稱：薄膜晶體管陣列面板及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明的實施例涉及一種薄膜晶體管陣列面板及其制造方法。
背景技術：
薄膜晶體管(TFT)陣列面板可用于獨立地驅動液晶顯示器或有機電致發(fā)光(EL) 顯示裝置中的每個像素。薄膜晶體管陣列面板可包括傳輸掃描信號的柵極線和傳輸圖像 信號的數據線。陣列面板可包括薄膜晶體管，連接到柵極線和數據線；像素電極，連接到 薄膜晶體管。薄膜晶體管可包括柵極；半導體層，形成溝道；源極和漏極，由數據線的部分形 成。薄膜晶體管是開關元件，所述開關元件根據通過柵極線的柵極信號傳輸或中斷通過數 據線傳輸到像素電極的數據電壓。隨著陣列面板尺寸的增大，由其中的布線的電阻和電容導致發(fā)生RC延遲?？赏ㄟ^ 使用諸如銅的具有低電阻的布線來減少RC延遲的發(fā)生。然而，銅會難以蝕刻和與其它層接 觸。此外，銅會遭受氧化和腐蝕。

發(fā)明內容
本發(fā)明的至少一個示例性實施例通過形成具有銅和鈦的雙層的低電阻布線提高 了薄膜晶體管的特性。可單獨地蝕刻包含銅的層和包含鈦的層以形成精細圖案，并通過利 用銅降低布線的電阻來提高穩(wěn)定性。當蝕刻包含銅的層和包含鈦的層時，可使用非過氧化 氫類蝕刻劑。根據本發(fā)明示例性實施例的薄膜晶體管陣列面板包括柵極線；柵極絕緣層，覆 蓋柵極線；半導體層，形成在柵極絕緣層上；數據線和漏極，形成在半導體層上；鈍化層，覆 蓋數據線和漏極，并具有暴露漏極的一部分的接觸孔；像素電極，通過接觸孔電連接到漏 極。數據線和漏極形成包括鈦的下層和銅的上層的雙層，下層比上層寬，且下層具有暴露倒 外部的區(qū)域。下層的暴露的區(qū)域的寬度可以是下層的寬度的大約15%至大約70%。柵極絕緣 層可具有第一部分和第二部分，第一部分具有第一厚度，第二部分具有比第一厚度小的第 二厚度。第一厚度和第二厚度之差可以是第一厚度的大約1/8至大約3/4。柵極絕緣層可 具有臺階形狀。柵極絕緣層的第一部分和第二部分之間的界面可設置在離半導體層預定間 隔處。柵極絕緣層的第一部分和第二部分之間的界面可與半導體層的界面對應。柵極線由 包括鈦的下層和銅的上層的雙層形成。接觸孔可暴露漏極的上層以使所述上層與像素電極 接觸。薄膜晶體管陣列面板還可包括設置在半導體層與數據線和漏極之間的電阻接觸層。根據本發(fā)明示例性實施例的制造薄膜晶體管陣列面板的方法包括如下步驟在絕 緣基板上形成包括柵極的柵極線；形成覆蓋柵極線的柵極絕緣層；在柵極絕緣層上連續(xù)形 成包含非晶硅層和鈦的第一金屬層及包含銅的第二金屬層；在第二金屬層上形成感光膜圖 案，感光膜圖案具有第一部分和具有比第一部分的厚度厚的厚度的第二部分；通過將感光膜圖案用作掩模來同時蝕刻第二金屬層和第一金屬層；通過將感光膜圖案用作掩模來蝕刻 非晶硅層；通過回蝕將感光膜圖案變?yōu)榈诙泄饽D案；將感光膜圖案用作掩模，通過濕 法蝕刻僅蝕刻第二金屬層來形成數據線和漏極的上層；將感光膜圖案用作掩模，通過干法 蝕刻第一金屬層、非晶硅層和柵極絕緣層來形成數據線和漏極的下層、非晶硅層及具有不 同厚度的柵極絕緣層；在去除第二感光膜圖案之后形成包括暴露漏極的一部分的接觸孔的 鈍化層；在鈍化層上形成通過接觸孔連接到漏極的像素電極?？赏ㄟ^使用包含氟(F)組分的非過氧化氫類蝕刻劑的濕法蝕刻來執(zhí)行同時蝕刻 第二金屬層和第一金屬層的步驟?？赏ㄟ^使用不包含氟(F)組分的非過氧化氫類蝕刻劑的 濕法蝕刻來執(zhí)行僅蝕刻第二金屬層的步驟?？蓤?zhí)行干法蝕刻沒有被第二感光膜圖案覆蓋并 設置在柵電極外部的第一金屬層、非晶硅層和柵極絕緣層直至沒有被覆蓋的非晶硅層全部 被去除。形成柵極線的步驟可形成作為包括鈦的下層和銅的上層的雙層的柵極線，可通過 利用包含氟(F)組分的非過氧化氫類蝕刻劑來執(zhí)行濕法蝕刻。非晶硅層可由第一非晶硅層和第二非晶硅層形成，第一非晶硅層不包含雜質，第 二非晶硅層摻雜有導電雜質并設置在第一非晶硅層上，可通過蝕刻第一非晶硅層來形成包 括薄膜晶體管的溝道部分的半導體，可通過蝕刻第二非晶硅層來形成歐姆接觸層。將第二感光膜圖案用作掩模通過干法蝕刻第一金屬層、非晶硅層和柵極絕緣層來 形成數據線和漏極的下層、非晶硅層及具有不同厚度的柵極絕緣層的步驟還可包括去除沒 有用第二金屬層覆蓋且設置在第一金屬層上的氧化鈦層的步驟。將第二感光膜圖案用作掩模通過干法蝕刻第一金屬層、非晶硅層和柵極絕緣層來 形成數據線和漏極的下層、非晶硅層及具有不同厚度的柵極絕緣層的步驟還可包括去除氧 化鈦層的第一步驟、蝕刻第一金屬層和非晶硅層的第二步驟及執(zhí)行后處理的第三步驟。去除氧化鈦層的第一步驟可使用通過使用包括諸如SF6、CF4的包含F的氣體去除 氧化鈦層170s的第一方法，或通過使用包括SF6的各種氣體(例如，僅含SF6、SF6/He、SF6/ N2、SF6/02、SF6/02/He)的第二方法。當通過第二方法來去除氧化鈦層時，SF6與氦(He)的重 量比可以為1 0至1 5，在蝕刻中使用的壓強范圍可以是60mT至400mT。將第二感光膜圖案用作掩模通過干法蝕刻第一金屬層、非晶硅層和柵極絕緣層來 形成數據線和漏極的下層、半導體層及具有不同厚度的柵極絕緣層的步驟還可包括去除氧 化鈦層的第一步驟、去除第一金屬層的第二步驟、蝕刻非晶硅層的第三步驟及執(zhí)行后處理 的第四步驟。在第二步驟中，可僅使用在Cl2/He、Cl2/Ar和(12中的包括Cl的氣體，Cl2與 氦的重量比可以為1 0至1 5，在蝕刻中使用的壓強范圍可以是60mT至200mT。根據本發(fā)明的示例性實施例的制造薄膜晶體管陣列面板的方法包括如下步驟在 絕緣基板上形成包括柵極的柵極線；形成覆蓋柵極線的柵極絕緣層；在柵極絕緣層上連續(xù) 形成包含非晶硅層和鈦的第一金屬層及包含銅的第二金屬層；在第二金屬層上形成感光膜 圖案，感光膜圖案具有第一部分和具有比第一部分的厚度厚的厚度的第二部分；通過將感 光膜圖案用作掩模來同時蝕刻第二金屬層和第一金屬層；通過回蝕將感光膜圖案變?yōu)榈诙?感光膜圖案；通過將第二感光膜圖案用作掩模來蝕刻非晶硅層；將感光膜圖案用作掩模， 通過濕法蝕刻僅蝕刻第二金屬層來形成數據線和漏極的上層；將感光膜圖案用作掩模，通 過干法蝕刻第一金屬層、非晶硅層和柵極絕緣層來形成數據線和漏極的下層、非晶硅層及 具有不同厚度的柵極絕緣層；在去除第二感光膜圖案之后形成包括暴露漏極的一部分的接觸孔的鈍化層；在鈍化層上形成通過接觸孔連接到漏極的像素電極。同時蝕刻第二金屬層和第一金屬層的步驟可通過利用包含氟(F)組分的非過氧 化氫類蝕刻劑來執(zhí)行濕法蝕刻。僅蝕刻第二金屬層的步驟可通過利用不包含氟(F)組分的 非過氧化氫類蝕刻劑來執(zhí)行濕法蝕刻。形成柵極線的步驟可形成作為包括鈦的下層和銅的 上層的雙層的柵極線，可通過利用包含氟(F)組分的非過氧化氫類蝕刻劑執(zhí)行濕法蝕刻。非晶硅層可由第一非晶硅層和第二非晶硅層形成，第一非晶硅層不包含雜質，第 二非晶硅層摻雜有導電雜質并設置在第一非晶硅層上，可通過蝕刻第一非晶硅層來形成包 括薄膜晶體管的溝道部分的半導體，可通過蝕刻第二非晶硅層來形成歐姆接觸層?？赏ㄟ^將第二感光膜圖案用作掩模干法蝕刻第一金屬層、非晶硅層和柵極絕緣層 來執(zhí)行形成數據線和漏極的下層、非晶硅層及具有不同厚度的柵極絕緣層的步驟還可包括 去除沒有用第二金屬層覆蓋且設置在第一金屬層上的氧化鈦層的步驟?？赏ㄟ^將第二感光膜圖案用作掩模干法蝕刻第一金屬層、非晶硅層和柵極絕緣層 來執(zhí)行形成數據線和漏極的下層、非晶硅層及具有不同厚度的柵極絕緣層的步驟還可包括 去除氧化鈦層的第一步驟、蝕刻第一金屬層和非晶硅層的第二步驟及執(zhí)行后處理的第三步 馬聚ο去除氧化鈦層的第一步驟可使用通過使用包括諸如SF6、CF4的包含F的氣體去除 氧化鈦層的第一方法，或通過使用包括SF6的各種氣體(例如，僅含SF6、SF6/He、SF6/N2、SF6/ 02、SF6/02/He)的第二方法。當通過第二方法來去除氧化鈦層時，SF6與氦(He)的重量比可 以為1 0至1 5，在蝕刻中使用的壓強范圍可以是60mT至400mT?？赏ㄟ^將第二感光膜圖案用作掩模干法蝕刻第一金屬層、非晶硅層和柵極絕緣層 來執(zhí)行形成數據線和漏極的下層、非晶硅層及具有不同厚度的柵極絕緣層的步驟還可包括 去除氧化鈦層的第一步驟、去除第一金屬層的第二步驟、蝕刻非晶硅層的第三步驟及執(zhí)行 后處理的第四步驟。在第二步驟中，可僅使用在Cl2/He、Cl2/Ar和(12中的包括Cl的氣體， Cl2與氦的重量比可以為1 0至1 5，在蝕刻中使用的壓強范圍可以是60mT至200mT。本發(fā)明的示例性實施例包括一種制造薄膜晶體管陣列面板的方法。所述方法包括 如下步驟在絕緣基板上形成包括柵極的柵極線；形成覆蓋柵極線的柵極絕緣層；在柵極 絕緣層上形成半導體層；在半導體層上形成包含鈦的第一金屬層和包含銅的第二金屬層， 使得第二金屬層在第一金屬層之上；通過去除第一金屬層和第二金屬層的一部分來形成數 據線和漏極，使得第二金屬層比第一金屬層寬，第二金屬層具有暴露的區(qū)域。本發(fā)明的示例性實施例包括一種制造薄膜晶體管陣列面板的方法。所述方法包括 如下步驟在柵極絕緣層上形成半導體層；在半導體層上形成包含鈦的第一金屬層和包含 銅的第二金屬層，使得第二金屬層在第一金屬層之上；在第二金屬層上形成感光膜圖案，感 光膜圖案具有第一部分和具有比第一部分的厚度厚的厚度的第二部分；通過將感光膜圖案 用作掩模來同時蝕刻第二金屬層和第一金屬層；執(zhí)行(1)通過將感光膜圖案用作掩模來蝕 刻半導體層并通過回蝕將感光膜圖案變?yōu)榈诙泄饽D案的步驟和( 通過回蝕將感光 膜圖案變?yōu)榈诙泄饽D案并通過將感光膜圖案用作掩模來蝕刻半導體層的步驟中的一 個步驟；將第二感光膜圖案用作掩模，通過濕法蝕刻僅蝕刻第二金屬層來形成數據線和漏 極的上層；將第二感光膜圖案用作掩模，通過干法蝕刻第一金屬層、半導體層和柵極絕緣層 來形成數據線和漏極的下層、半導體層及具有不同厚度的柵極絕緣層。


圖1是示出根據本發(fā)明的示例性實施例的薄膜晶體管陣列面板的像素的布局圖，圖2是沿圖1中的線II-II截取的剖視圖，圖3至圖12是示出根據本發(fā)明的示例性實施例的薄膜晶體管陣列面板制造方法 的剖視圖和沿圖1中的線II-II截取的剖視圖，圖13是示出在圖8中形成氧化物層時的情況的剖視圖，圖14是示出根據本發(fā)明的示例性實施例的薄膜晶體管陣列面板中的薄膜晶體管 的剖視圖的照片，圖15是示出根據本發(fā)明的示例性實施例的薄膜晶體管陣列面板的剖視圖和沿圖 1中的線II-II截取的剖視圖，圖16至圖25是示出根據本發(fā)明的示例性實施例的薄膜晶體管陣列面板的制造方 法的剖視圖和沿圖1中的線II-II截取的剖視圖，圖沈是示出在圖21中形成氧化物層時的情況的剖視圖，圖27是示出根據本發(fā)明的示例性實施例的薄膜晶體管陣列面板的剖視圖和沿圖 1中的線II-II截取的剖視圖。
具體實施例方式以下，將參照附圖來更充分地說明本發(fā)明，附圖中示出了本發(fā)明的示例性實施例。在附圖中，為清晰起見，可夸大層、膜、面板、區(qū)域等的厚度。在整個說明書中，相同 的標號表示相同的元件。應該理解，當諸如層、膜、區(qū)域或基板的元件被稱為“在”另一元件 “上”時，該元件可直接在該另一元件上，或者也可以存在中間元件。以下，將參照圖1和圖2詳細描述根據本發(fā)明的示例性實施例的薄膜晶體管陣列 面板。圖1是示出根據本發(fā)明的示例性實施例的薄膜晶體管陣列面板的布局圖，圖2是沿 圖1中的線II-II截取的剖視圖。參照圖1和圖2，多條柵極線121形成在絕緣基板110上。絕緣基板110可由透明 玻璃或塑料形成。柵極線121傳輸柵極信號并沿水平方向或主要沿水平方向延伸。每條柵 極線121包括從柵極線121凸出的多個柵極124。柵極線121和柵極124具有雙層結構。 例如，柵極線121包括下層121p和上層121r，柵極IM包括下層124p和上層124r。下層121p和124p包括鈦(Ti)或鈦合金，上層121r和124r包括銅(Cu)或銅合 金。下層121p和124p可具有范圍從大約IOA至大約500A的厚度，上層121r和124r可具 有范圍從大約1000入至大約7000A的厚度。柵極線121的下層121p和上層121r可均具 有錐形的側部，并相對于基板110以大于大約0°且小于等于大約70°的角度傾斜。柵極線121和柵極IM可形成為單層或諸如三層或更多的多層，并可由包括除了 銅和鈦的其他金屬(例如，鉬、鋁、鉻、金、銀和鉭(Ta)等)的材料形成。柵極絕緣層140形 成在柵極線121上。柵極絕緣層可由諸如氮化硅的絕緣材料制成。柵極絕緣層140具有在 第一區(qū)域中的第一厚度tl和在第二區(qū)域中的第二厚度t2，其中，第一厚度tl大于第二厚度 t2。第一區(qū)域凸出預定寬度d2(見圖2)。根據本發(fā)明的示例性實施例，由于沒有蝕刻第一區(qū)域，因此，第一區(qū)域可具有第一厚度tl。第一厚度tl可為大約3500A至大約5000A，第二厚度t2可為大約500A至大約 4500A,第二厚度t2的值可為第一厚度tl的值的大約1/4至大約7/8。厚度差gl (即第 一厚度tl和第二厚度t2之間的差)可為大約500A至大約3000A，厚度差gl的值可為第 一厚度tl的值的大約1/8至大約3/4。此外，從半導體151暴露于外部的區(qū)域的寬度d2可以是大約0. 3μ m至大約 1. 5 μ m，在具有第一厚度tl的柵極絕緣層140中，從半導體151暴露的區(qū)域可與整個區(qū)域 的大約3%至大約30%對應。從半導體151暴露于外部的區(qū)域的寬度d2可根據示例性實 施例并根據每個層的厚度而改變。半導體151形成在柵極絕緣層140上。半導體151可由氫化非晶硅、多晶硅等制 成。半導體151沿垂直方向或主要沿垂直方向延伸，并包括朝柵極IM延伸的多個溝道部 分154。多個歐姆接觸帶161和歐姆接觸島165形成在半導體151上。歐姆接觸帶161具有朝向半導體151的溝道部分IM延伸的多個凸出部分163，凸 出部分163和歐姆接觸島165形成設置在半導體151的溝道部分巧4上的一對。多條數據 線171和多個漏極175形成在歐姆接觸層161和165及柵極絕緣層140上。數據線171傳輸數據信號并沿垂直方向或主要沿垂直方向延伸，同時與柵極線 121交叉。每條數據線171朝向柵極IM延伸并包括多個源極173。漏極175與數據線171 分離并朝向源極173的一部分延伸。例如，當源極173為U形時，漏極175可在U形源極173 的中間朝上部延伸。包括源極173的數據線171和漏極175具有上層171r、173r和175r 及下層171p、173p和175p的雙層結構。上層171r、173r和175r包含銅(Cu)或銅合金，下 層171p、173p和175p包含鈦(Ti)或鈦合金。由于上層171r、173r和175r的寬度比下層 171p、173p和175p的寬度窄，所以下層171p、173p和175p的上部被暴露。參照圖14，在至少一個實施例中，下層171p、173p和175p的暴露的寬度可以為大 約1.06μπι。然而，暴露的寬度不限于此，且在可選實施例中可以改變。參照圖2，下層175ρ 的被暴露的一側的寬度dl可在大約0. 3 μ m至大約2. 0 μ m的范圍內。例如，下層171p、173p 和175p的大約15%至大約70%不會被上層171r、173r和175r覆蓋，而是可以暴露。下層 171p、173p和175p可具有大約IOA至大約500A的厚度，上層171r、173r和175r可具有大 約1000A至大約7000A的厚度。下層171p、173p和175p及上層171r、173r和175r均可 具有錐形的側部，并可相對于基板110以大約30°至大約80°的角度傾斜。在數據線171 與柵極線121交叉的同時為防止斷裂，數據線171的錐角可以比柵極線121的錐角大。歐姆接觸層161、163和165可以僅在其下的半導體151與其上的下層171p、173p 和175p之間存在。因此，歐姆接觸層161、163和165可以降低半導體151與下層171p、173p 和175p之間的接觸電阻。歐姆接觸層161、163和165可以具有與下層171p、173p和175p 的平面圖案基本相同的平面圖案。例如，可使用同一掩模同時蝕刻歐姆接觸層161、163和 165 及下層 171p、173p 和 175p。半導體151的溝道IM包括沒有被數據線171和漏極175覆蓋的部分及設置在源 極173和漏極175之間的部分。半導體151可具有與除了溝道部分154的暴露部分之外的 歐姆接觸層161和165的平面圖案基本相同的平面圖案。例如，可通過利用同一掩模同時 蝕刻半導體151和歐姆接觸層161、163和165。在本發(fā)明的至少一個實施例中，可使用一個掩模來蝕刻半導體151、歐姆接觸層161、163和165、數據線171、源極173及漏極175。結果，半導體151、歐姆接觸層161,163 和165、數據線171的下層171p、173p和175p、源極173及漏極175具有與除了溝道部分 154的暴露部分之外的歐姆接觸層161和165的平面圖案基本相同的平面圖案。一個柵極124、一個源極173和一個漏極175與半導體151的溝道部分巧4 一起形 成一個薄膜晶體管(TFT)，薄膜晶體管的溝道形成在源極173和漏極175之間的溝道部分 154 處。鈍化層形成在數據線171、漏極175和溝道部分巧4上。鈍化層180可由諸如氮 化硅或氧化硅的無機絕緣體、有機絕緣體、低介電絕緣體等制成。鈍化層180包括暴露漏極 175的端部的多個接觸孔185。多個像素電極191設置在鈍化層180上。像素電極191通過接觸孔185物理連接 且電連接到漏極175，并施加有來自漏極175的數據電壓。施加有數據電壓的像素電極191 與施加有共電壓的共電極(未示出)一起形成電場。共電極可形成在面對的顯示面板中或 薄膜晶體管陣列面板中，從而確定共電極和像素電極191之間的液晶層(未示出)中的液 晶分子的取向。像素電極191和共電極形成電容器(以下，稱為液晶電容器)，以在薄膜晶體管截 止之后保持施加的電壓。像素電極191可通過與存儲電極線(未示出)疊置來形成存儲電 容器?？赏ㄟ^存儲電極線來增大液晶電容器的電壓保持能力。像素電極191可由諸如氧化 銦錫(ITO)或氧化銦鋅(IZO)的透明導體制成。將相對于參照圖2和圖3至圖12的根據本發(fā)明示例性實施例的制造薄膜晶體管 的方法詳細描述圖1和圖2中示出的薄膜晶體管陣列面板。圖3至圖12是示出根據本發(fā) 明的示例性實施例的薄膜晶體管陣列面板制造方法的剖視圖和沿圖1中的線II-II截取的 剖視圖。參照圖3，在絕緣基板110(例如，由透明玻璃或塑料制成)上形成鈦(Ti)或鈦 (Ti)合金層，并在鈦(Ti)或鈦(Ti)合金層上形成銅(Cu)或銅(Cu)合金層以形成雙層， 執(zhí)行圖案化以形成具有柵極124的柵極線121。由鈦(Ti)或鈦(Ti)合金形成的下層121p 和124p可形成為具有大約IOA至大約500A的厚度的層，由銅(Cu)或銅(Cu)合金形成的 上層121i 和124i 可形成為具有大約1000A至大約7000A的厚度的層。之后，形成感光膜 (未示出)層并對其進行圖案化，通過將圖案化的感光膜(未示出)用作掩模來用蝕刻劑蝕 刻下層12 Ip和124p及上層12 Ir和124r。所用的蝕刻劑可以是能夠同時蝕刻下層12 Ip和 124p及上層121i 和124i 的蝕刻劑。例如，可使用非過氧化氫(不包括H2O2)的蝕刻劑以 降低爆炸的風險，從而有助于確保制造工藝是穩(wěn)定的。蝕刻劑的示例包括第一蝕刻劑和第 二蝕刻劑。在第一蝕刻劑和第二蝕刻劑中，包含了氟(F)組分以能夠同時蝕刻銅(Cu)和鈦 (Ti)?？墒褂孟旅娴牡谝晃g刻劑和第二蝕刻劑來蝕刻上述雙層(例如純鈦和純銅的雙層) 的布線。第一蝕刻劑包括重量百分比(wt % )為大約0. 1至大約50的過硫酸鹽 (persulfate)、大約0. Olwt %至大約2wt%的唑(azole)類化合物、大約0. Olwt %至大約 10wt%的氧化輔助劑、大約0至大約IOwt %的第一氧化控制劑、大約0至大約10wt%的第 二氧化控制劑、大約0至大約IOwt%的第三氧化控制劑、大約0至大約10wt%的第四氧化 控制劑、大約0. 001至大約IOwt %的磺酸類穩(wěn)定劑、大約0. 0001至大約5wt%的螯合劑、大約0. 1至大約10wt%的無機酸。過硫酸鹽可以是用于蝕刻銅層的氧化劑的主要組分，并可 具有半導體工藝的純度。過硫酸鹽的示例包括過硫酸銨、過硫酸鉀、過硫酸鈉、過硫酸氫鉀 復合鹽(oxone)等?？蓡为毣蛞曰旌衔锸褂眠^硫酸鹽。氧化輔助劑能夠使銅的蝕刻速率相對快，同時被用作能夠蝕刻鈦或鈦合金的下層 的氧化輔助劑。氧化輔助劑的示例包括包含氟的氟類化合物和無機酸，例如氫氟酸(HF)、 氟化銨(NH4F)、氟化氫氨(NH4HF2)、氟化鉀(KF)、氟化鈉(NaF)、氟氫化鈣(CaHF2)、氟氫化 鈉(NaHF2)、氟氫化銨(NH4HF2)、氟硼酸銨(NH4BF4)、氟氫化鉀(KHF2)、氟化鋁(AlF3)、氟硼酸 (HBF4)、氟化鋰(LiF)、氟硼酸鉀(KBF4)、氟化鈣(CaF2)和氟硅酸，然而本發(fā)明的實施例不限 于此?？蓡为毣蛞曰旌衔锸褂醚趸o助劑。唑類化合物抑制銅層的蝕刻以減少關鍵尺寸損失(⑶Loss)。唑類化合物的示例 包括苯并三唑(benzotriazole)、氨基四氮唑(aminoterazole)、咪唑、吡唑等?？蓡为毣蛞?混合物使用唑類化合物。氧化控制劑起到控制銅層的氧化和蝕刻的作用。第一氧化控制劑為可包括硝酸負 離子(nitrate negative ion)、諸如 HNO3 的無機酸和諸如 Fe (NO3) 3、KNO3> NH4NO3 或 LiNO3 的無機鹽的化合物，但不限于此。第二氧化控制劑為可包括硫酸負離子(SO4-2)、諸如硫酸 (H2SO4)的無機酸和諸如NH4HS04、KHSO4或K2SO4的無機鹽的化合物，但不限于此。第三氧 化控制劑是可包括磷酸負離子、諸如磷酸(H3PO4)的無機酸和諸如(NH4)3PCV (NH4)2HPO4, NH4H2PO4, K3PO4, K2HPO4, KH2PO4, Na3PO4, Na2HPO4 和 NaH2PO4 的無機鹽的化合物，但不限于此。 第四氧化控制劑為可包括乙酸負離子、諸如CH3COOH的無機酸和諸如NH4CH3COCK KCH3COO, NaCH3COO和HN(CH2TOOH)2的無機鹽的化合物，但不限于此。此外，可單獨或以混合物使用第 一、第二、第三和第四氧化控制劑以實現期望的蝕刻特性。磺酸類穩(wěn)定劑可抑制過硫酸鹽的分解，過硫酸鹽可以是蝕刻銅層的主要組分，因 此保證蝕刻劑的穩(wěn)定性?；撬犷惙€(wěn)定劑的示例包括苯磺酸(BSA)、對甲苯磺酸(p-TSA)、甲 磺酸(MSA)、氨基磺酸(ASA，amidosulnic acid)等，但不限于此?？蓡为毣蛞曰旌衔锸褂?磺酸類穩(wěn)定劑。無機酸的示例包括硝酸、磷酸、硫酸、鹽酸等。然而，無機酸不限于此?？蓡为毣蛞?混合物使用無機酸。蝕刻劑組分還可包括含量為大約0. 0 Iwt %至大約5wt%的含硼化合物。含硼化合 物的示例包括硼酸鹽(R1BOyR2HBO^R3H2BO3K偏硼酸鹽(R3BO2)、四硼酸鹽O^2B4O7、R3HB4O7)、 氟硼酸銨(NH4BF4)、氟硼酸(HBF4)、氟硼酸鋰(LiBF4)、氟硼酸鈉(NaBF4)、氟硼酸鉀(KBF4) 等。然而，含硼化合物不限于此?？蓡为毣蛞曰旌衔锸褂煤鸹衔?。標號R1可代表H3、 Li3、Na3> (NH4) 3 或 K3,標號 R2 可代表 Li2, Na2, K2 或(NH4)2，標號 R3 可代表 Li、Na、K 或 NH4。在蝕刻銅層之后，只要不影響利用銅離子的銅層的蝕刻速率，螯合劑可包括磷酸 系螯合劑、硫酸系螯合劑和乙酸系螯合劑中的一種，但不限于此。第二蝕刻劑包括大約0. Iwt %至大約30wt %的過硫酸銨((NH4) 2S208)、大約 0. 至大約30襯％的有機酸、大約0.01wt%至大約5wt%的含氟(F)化合物、大約 0. 01wt%至大約5wt%的銨鹽化合物、大約0. 01wt%至大約10wt%的乙二醇類化合物、大 約0. 01wt%至大約2wt%的唑類化合物和作為剩余部分的水。在如上所述的蝕刻劑或蝕刻 劑成分的范圍中，包括以如上所述的重量比范圍包括的蝕刻劑，即使成分在所屬重量比范圍之外或存在一些上述成分的替換。例如，如果對本領域技術人員來說修改的組成與上述 蝕刻劑成分基本相同，則這種組成也包括于其中?？赏ㄟ^利用非過氧化氫類蝕刻劑同時蝕刻下層121p和124p及上層121r和lMr， 來形成具有大于0°小于等于大約70°的角的錐形側部。可利用同一蝕刻劑同時蝕刻上層 121r和124r及下層121p和IMp，錐角可取決于蝕刻劑的蝕刻速率。上述描述提供了將柵極線121和柵極IM形成為具有鈦和銅的雙層時的示例。然 而，如上所述，可用除了鈦和銅之外的金屬來形成柵極線121和柵極124，因此，柵極線121 和柵極1 可被形成為單層或諸如三層或更多層的多層。之后，如圖4所示，在柵極線121和柵極IM上，形成柵極絕緣層140、第一非晶 硅層150、第二非晶硅層160、第一金屬層170p和第二金屬層170r。第一非晶硅層150不 包含雜質，但第二非晶硅層160摻雜有導電雜質。第一金屬層170p可由鈦或鈦合金形成， 第二金屬層1701 可由銅或銅合金形成。柵極絕緣層140可形成為具有大約3500A至大約 5000入的厚度，第一金屬層170P可形成為具有大約IOA至大約500A的厚度的層，第二金 屬層170r可形成為具有大約IOOOA至大約7000A的厚度的層。在其上形成感光層之后，對感光層進行圖案化以形成感光膜圖案50。感光膜圖案 50具有第一部分50a和第二部分50b，其中第二部分50b比第一部分50a薄(例如實質上 薄)。可通過利用掩?？刂普丈涞墓獾膹姸然蛲ㄟ^利用回流方法來得到感光膜圖案50的各 種不同厚度。在控制光的強度時，可在掩模上形成狹縫圖案或格子圖案或半透明層。形成 具有較小厚度的第二部分50b以與將形成薄膜晶體管的溝道區(qū)的位置對應。之后，如圖5所示，可通過利用能夠將感光膜圖案50用作掩模同時蝕刻第一金屬 層170p和第二金屬層170r的蝕刻劑來蝕刻第一金屬層170p和第二金屬層170r。這里使 用的蝕刻劑可以是蝕刻由純鈦和純銅形成的雙層布線的第一蝕刻劑和第二蝕刻劑(參照 蝕刻柵極線121的下層121p和124p及上層121r和124r的描述)。如上所述，第一蝕刻劑 或第二蝕刻劑包括作為非過氧化氫類蝕刻劑的氟(F)組分。此外，第一蝕刻劑和第二蝕刻 劑可用于蝕刻由純鈦和純銅形成的雙層的布線，在合金的示例中，根據增加的材料，它們可 不被蝕刻。根據至少一個示例性實施例，用于蝕刻柵極線121的蝕刻劑可以與用于蝕刻第 一金屬層170p和第二金屬層170r的蝕刻劑相同。如圖5所示，如果利用蝕刻劑來蝕刻第一金屬層170p和第二金屬層170r，則利用 蝕刻劑的各向同性蝕刻特性來蝕刻沒有被感光膜圖案50覆蓋的第一金屬層170p和第二金 屬層170r及設置在感光膜圖案50的下面的第一金屬層170p和第二金屬層170r的一部分。蝕刻第一金屬層170p和第二金屬層170r的蝕刻劑不蝕刻柵極絕緣層140、第一非 晶硅層150和第二非晶硅層160。之后，如圖6所示，通過將感光膜圖案50用作掩模來蝕刻 第一非晶硅層150和第二非晶硅層160。之后，如圖7所示，通過回蝕(etch back)去除具有較小厚度的第二部分50b。蝕 刻第一部分50a以減小它們的寬度和高度，以形成第二感光膜圖案51。第二感光膜圖案51 形成在區(qū)域B’和C’中，區(qū)域B’和C’比在圖5和圖6中形成感光膜圖案50的區(qū)域B和C 窄。第二感光膜圖案51覆蓋第一金屬層170r的除了 A’區(qū)域之外的區(qū)域。之后，參照圖8，通過將第二感光膜圖案51用作掩模用蝕刻劑僅蝕刻第二金屬層 170r。這里使用的蝕刻劑應與在圖3和圖5中使用的蝕刻劑不同。例如，在圖3和圖5中，蝕刻劑可蝕刻銅和鈦，但在圖8中，使用僅可蝕刻銅的蝕刻劑。圖8中使用的蝕刻劑為非過 氧化氫類蝕刻劑，不像圖3和圖5中的蝕刻劑，圖8中使用的蝕刻劑不包括氟(F)組分，并 且圖8中使用的蝕刻劑的示例包括下面的蝕刻劑。僅蝕刻包括銅的第二金屬層170r的蝕刻劑包括大約0. Iwt%至大約30wt%的過 硫酸銨((NH4)2^O8)、大約0. Iwt%至大約30襯％的有機酸、大約0. Olwt %至大約5襯％的 磷酸鹽化合物、大約0. 01wt%至大約2wt%的唑類化合物和作為剩余部分的水。在如上所 述的蝕刻劑或蝕刻劑組分的范圍中，還包括被包括在如上所述的重量比范圍內的蝕刻劑， 即使所述組分在所述重量比范圍之外或存在一些上述成分的替換，如果修改的組成與蝕刻 劑組分基本相同并且對本領域技術人員來說是顯而易見的，則這種組成也包括于其中。通 過圖8的工藝，暴露第一金屬層170p的上側。第一金屬層170p的暴露部分的寬度可根據 示例性實施例而改變。之后，如圖9和圖10所示，通過將第二感光膜圖案51用作掩模來干法蝕刻第一金 屬層170p、第二非晶硅層160、第一非晶硅層150和柵極絕緣層140。圖9示出了蝕刻并分 離第一金屬層170p的狀態(tài)，圖10示出了蝕刻并分離第二非晶硅層160及暴露薄膜晶體管 的溝道的狀態(tài)。圖9示出了分離第一金屬層170p且形成雙層的柵極線171p和171r、源極173p和 173r及漏極175p和175r。雙層中的下層171p、173p和175p具有將上側暴露于外部的區(qū) 域。暴露區(qū)域的寬度可以是整個下層171p、173p和175p的寬度的大約15%至大約70%。 在圖9中，下層175p的被暴露的一側的部分的寬度dl的值可為大約0. 3 μ m至大約2. 0 μ m。蝕刻沒有被第二感光膜圖案51覆蓋的第二非晶硅層160、第一非晶硅層150和柵 極絕緣層140。從由圖9中的P代表的區(qū)域來看，第一非晶硅層150的沒有被第二感光膜圖 案51覆蓋的區(qū)域被蝕刻并具有臺階形狀。此外，柵極絕緣層140具有與將沒有被第一非晶 硅層150覆蓋的區(qū)域蝕刻的柵極絕緣層140的厚度不同的厚度，從而產生臺階。之后，當進 一步執(zhí)行蝕刻時，如圖10所示，將第二非晶硅層160分離以形成歐姆接觸層161和165，并 暴露形成薄膜晶體管的溝道的半導體的溝道部分154。在圖10中，通過控制工藝條件，設置在第一非晶硅層150上的臺階形狀結構被完 全蝕刻。因此，半導體的溝道部分1 可具有與用源極173和漏極175覆蓋的部分的厚度 不同的高度。此外，設置在柵極絕緣層140上的臺階具有包括額外的臺階的結構。在圖10 中，厚度差gi的高度可在大約500A至大約3000A的范圍內，或可在柵極絕緣層140的整 個厚度的大約1/8至大約3/4的范圍內。此外，在圖10中，d2的寬度可以為大約0. 3 μ m至 大約1. 5μπι。此外，在柵極絕緣層140的沒有被蝕刻的寬度中，d2寬度可以是柵極絕緣層 140的寬度的大約3%至大約30%。如果使用具有不同厚度的感光膜圖案，那么歐姆接觸層161、163和165具有與數 據線171、源極173和漏極175的下層171p、173p和175p相同的平面圖案。此外，除了漏極 175和源極173之間的暴露部分之外，半導體151具有與數據線171、源極173和漏極175 的下層171p、173p和175p相同的平面圖案。之后，如圖11所示，通過灰化(ashing)去除感光膜圖案。圖4至圖11示出了通 過用一個掩模形成感光膜圖案來形成半導體層151、歐姆接觸層161、163和165及數據線 171、源極173和漏極175的步驟。由于通過使用一個掩模形成圖案，除了溝道部分IM及上層171r、173r和175r之外的區(qū)域具有基本相同的平面圖案。在圖8中，上層171r、173r 和175r可進行濕法蝕刻且可具有減小了例如寬度dl的平面圖案。之后，如圖12所示，通過使用有機材料或無機材料來形成鈍化層180，通過使用感 光層來形成用于暴露漏極175的上層175r的接觸孔185。之后，如圖2所示，可通過形成諸 如ITO或IZO的透明導體層并將其蝕刻來形成與暴露的漏極175電接觸的像素電極191。 如圖8，在只蝕刻第二金屬層170r時的示例中，可在暴露的第一金屬層170p的上部形成氧 化鈦層170s層，這示出在圖13中。如圖13，如果形成暴露的氧化鈦層170s，則可蝕刻氧化 鈦層170s。例如，如圖9和圖10所示，在蝕刻第一金屬層170p、第二非晶硅層160和第一 非晶硅層150的步驟中，去除形成在第一金屬層170p的暴露的上部上的氧化鈦層170s。在至少一個示例中，執(zhí)行三或四個步驟的方法以與去除氧化鈦層170s的步驟一 起執(zhí)行圖9和圖10中的工藝。通過去除氧化鈦層170s的第一步驟、蝕刻第一金屬層170p、 第二非晶硅層160和第一非晶硅層150的第二步驟及執(zhí)行后處理的第三步驟來執(zhí)行三個步 驟的方法?？赏ㄟ^使用諸如SF6或CF4的包括F的氣體(稱為第一方式)或使用包括SF6的 各種氣體(例如，僅含SF6、SF6/He、SF6/N2、SF6/02或SF6/02/He)(稱為第二方式)來去除氧 化鈦層170s。在第二方式中，SF6與氦(He)的重量比可以為1 0至1 5，在蝕刻中使用 的壓強范圍可以是60mT至400mT。后處理包括一種用于去除在蝕刻之后位于每層上部上的 蝕刻副產物的清洗處理。通過去除氧化鈦層170s的第一步驟、去除第一金屬層170p的第二步驟、蝕刻第二 非晶硅層160和第一非晶硅層150的第三步驟及執(zhí)行后處理的第四步驟來執(zhí)行四個步驟的 方法。去除氧化鈦層170s的步驟可使用與在三個步驟方法中去除氧化鈦層170s時使用的 氣體相同的氣體。在去除第一金屬層170p的第二步驟中，可使用包括Cl的氣體(例如Cl2/ He、Cl2/Ar或Cl2),其中，Cl2與氦(He)的重量比可以為1 0至1 5，在蝕刻中使用的壓 強范圍可以是60mT至200mT。圖14是示出形成在根據本發(fā)明的示例性實施例的薄膜晶體管陣列面板中的布線 的剖視圖的照片。圖14示出了由純銅(Cu)形成的上層171r、由純鈦(Ti)形成的下層171p、 由非晶硅(a-Si)形成的半導體151和由氮化硅(SiNx)形成的柵極絕緣層140的剖視圖。參照圖14，半導體層151從上層1711 凸出大約1.06μπι，由鈦(Ti)形成的下層 171ρ基于半導體層151的凸出寬度而凸出。此外，柵極絕緣層140具有像圖14中的P’區(qū) 域的臺階形狀，從臺階形狀的端部到上層171r的端部的寬度為大約1. 83 μ m。此外，上層 171r、下層171p、半導體層151和柵極絕緣層140的臺階部成錐形，上層171r比下層171p 厚。以下，將參照圖1和圖15至圖沈描述根據本發(fā)明示例性實施例的薄膜晶體管陣 列面板。圖15是示出根據本發(fā)明示例性實施例的薄膜晶體管陣列面板的剖視圖和沿圖1 中的線II-II截取的剖視圖，圖15中的示例性實施例與圖2中的示例性實施例的區(qū)別在于柵極絕緣層140的 具有第一厚度tl的厚部分不暴露于半導體151的外部。參照圖1和圖15，多條柵極線121形成在絕緣基板110(例如，由透明玻璃或塑料 形成)上。柵極線121傳輸柵極信號并沿水平方向或主要沿水平方向延伸。每條柵極線121包括從柵極線121凸出的多個柵極124。柵極線121和柵極124具有雙層結構，其中， 柵極線121包括下層121p和上層121r，柵極IM包括下層124p和上層124r。下層121p和124p包括鈦(Ti)或鈦合金，上層121r和124r包括銅(Cu)或銅合 金。柵極線121的下層121p和124p可具有范圍從大約10入至大約500人的厚度，上層121r 和124i 可具有范圍從大約1000A至大約7000A的厚度。柵極線121的下層121p和上層 1211 可均具有錐形的側部，并相對于基板110以大于大約0°且小于等于大約70°的角度 傾斜。柵極線121和柵極IM可形成為單層或諸如三層或更多層的多層，并可由除了銅 和鈦之外的其他金屬(例如，鉬、鋁、鉻、金、銀和鉭(Ta)等)的材料形成。柵極絕緣層140 形成在柵極線121上。柵極絕緣層可由諸如氮化硅的絕緣材料制成。柵極絕緣層140具有在用半導體151覆蓋的第一區(qū)域中的第一厚度tl和在第二 區(qū)域中的第二厚度t2，其中，第一厚度tl大于第二厚度t2。根據示例性實施例，由于沒有蝕 刻第一區(qū)域，因此，第一區(qū)域可比第二區(qū)域厚。第一厚度tl可在大約3500A至大約5000A 的范圍內，第二厚度t2可在大約500A至大約4500A的范圍內，第二厚度t2可在第一厚度 tl的值的大約1/4至大約7/8的范圍內。厚度差gl (即第一厚度tl和第二厚度t2之間 的差)可在大約500A至大約3000A的范圍內，厚度差gl可在第一厚度tl的值的大約1/8 至大約3/4的范圍內。半導體151形成在柵極絕緣層140上。半導體151可由氫化非晶硅或多晶硅等制 成。半導體151沿垂直方向或主要沿垂直方向延伸，并包括朝柵極IM延伸的多個溝道部 分154(凸出)。多個歐姆接觸帶161和歐姆接觸島165形成在半導體151上。歐姆接觸帶161具有朝向半導體151的溝道部分IM延伸的多個凸出部分163，凸 出部分163和歐姆接觸島165形成一對且設置在半導體帶151的溝道部分巧4上。多條數 據線171和多個漏極175形成在歐姆接觸層161和165及柵極絕緣層140上。數據線171傳輸數據信號并沿垂直方向或主要沿垂直方向延伸，并與柵極線121 交叉。每條數據線171朝向柵極IM延伸并包括多個源極173。漏極175與數據線171分 離并朝向源極173的一部分延伸。例如，當源極173為U形時，漏極175可在U形源極173 的中間朝上部延伸。包括源極173的數據線171和漏極175具有上層171r、173r和175r 及下層171p、173p和175p的雙層結構。上層171r、173r和175r包含銅(Cu)或銅合金，下層171p、173p和175p包含鈦 (Ti)或鈦合金。由于上層171r、173r和175r的寬度比下層171p、173p和175p的寬度窄， 所以下層171p、173p和175p的上部暴露。下層171p、173p和175p的大約15%至大約70% 的區(qū)域沒有被上層171r、173i 和175r覆蓋，而是暴露的。在圖15中，下層的被暴露一側的 寬度dl可在大約0. 3 μ m至大約2. 0 μ m的寬度范圍內。數據線171和漏極175的下層171p、173p和175p可具有大約10入至大約500人的 厚度，上層171r、173r和175r可具有大約IOOOA至大約7000A的厚度。數據線171和漏 極175的下層171p、173p和175p及上層171r、173r和175r均可具有錐形側部，并可相對 于基板110以30°至80°的角度傾斜。在數據線171與柵極線121交叉的同時為防止斷裂，數據線171的錐角可以比柵 極線的錐角大。歐姆接觸層161、163和165可以僅在半導體151與下層171p、173p和175p之間存在，數據線171和漏極175在歐姆接觸層161、163和165上，從而降低半導體151與 下層171p、173p和175p之間的接觸電阻。此外，歐姆接觸層161、163和165可以具有與數 據線171和漏極175的下層171p、173p和175p的平面圖案基本相同的平面圖案。例如，可 使用同一掩模同時蝕刻歐姆接觸層161、163和165及下層171p、173p和175p。在半導體151的溝道部分154中，存在源極173和漏極175之間的部分及數據線 171和漏極175之間的部分。半導體151可具有與除了溝道部分154的暴露部分的歐姆接 觸層161和165的平面圖案基本相同的平面圖案。例如，可通過利用同一掩模同時蝕刻半 導體151和歐姆接觸層161、163和165。在本發(fā)明的至少一個實施例中，可用一個掩模來蝕刻半導體151、歐姆接觸層 161、163和165、數據線171、源極173和漏極175。結果，半導體151、歐姆接觸層161、163和 165、數據線171的下層171p、173p和175p、源極173及漏極175具有與除了溝道部分巧4 的暴露部分的歐姆接觸層161和165的平面圖案基本相同的平面圖案。一個柵極124、一個 源極173和一個漏極175與半導體151的溝道部分IM —起形成一個薄膜晶體管(TFT)，薄 膜晶體管的溝道形成在源極173和漏極175之間的溝道部分IM處。鈍化層180形成在數 據線171、漏極175和溝道部分巧4部分上。鈍化層180可由諸如氮化硅或氧化硅的無機絕緣體、有機絕緣體、低介電絕緣體 等制成。在鈍化層180上，形成暴露漏極175的端部的多個接觸孔185。多個像素電極191 形成在鈍化層180上。像素電極191通過接觸孔185物理連接且電連接到漏極175，并施加有來自漏極 175的數據電壓。施加有數據電壓的像素電極191與施加有共電壓的共電極(未示出)一 起形成電場。共電極可形成在面對的顯示面板中或薄膜晶體管陣列面板中，從而確定共電 極和像素電極之間的液晶層(未示出)中的液晶分子的取向。像素電極191和共電極形成 電容器(以下，稱為液晶電容器)，以在薄膜晶體管截止之后保持施加的電壓。像素電極191 可通過與存儲電極線(未示出)疊置來形成存儲電容器。可通過存儲電極線來增大液晶電 容器的電壓保持能力。像素電極191可由諸如ITO或IZO的透明導體制成。參照圖15和圖16至圖25的根據本發(fā)明示例性實施例的制造薄膜晶體管陣列面 板的方法詳細描述圖1和圖15中示出的薄膜晶體管陣列面板。在執(zhí)行回蝕工藝之后，根據 圖16至圖25的制造薄膜晶體管陣列面板的方法蝕刻第一非晶硅層150和第二非晶硅層 160。結果，僅在半導體151之下存在柵極絕緣層140的具有較大厚度的部分。圖16至圖25是示出根據本發(fā)明的示例性實施例的薄膜晶體管陣列面板的制造方 法的剖視圖和沿圖1中的線II-II截取的剖視圖。如圖16所示，在絕緣基板110(例如，由 透明玻璃或塑料制成)上形成鈦(Ti)或鈦(Ti)合金層，并在鈦(Ti)或鈦(Ti)合金層上 形成銅(Cu)或銅(Cu)合金層以形成雙層，執(zhí)行圖案化以形成具有柵極124的柵極線121。 由鈦(Ti)或鈦(Ti)合金形成的下層121p和124p可形成為具有大約10入至大約500A的 厚度的層，由銅(Cu)或銅(Cu)合金形成的上層121r和124r可形成為具有大約IOOOA至 大約7000A的厚度的層。之后，形成感光膜(未示出)層并圖案化，通過將圖案化的感光膜用作掩模來用蝕 刻劑蝕刻下層121p和124p及上層121r和124r。所用的蝕刻劑可以是能夠同時蝕刻下層 121p和124p及上層121r和124r的蝕刻劑。例如，可使用包含氟(F)組分的非過氧化氫(即不包括H2O2)的蝕刻劑。蝕刻劑的示例包括上述的第一蝕刻劑和第二蝕刻劑。可通過利用諸如第一蝕刻劑和第二蝕刻劑的非過氧化氫類蝕刻劑同時蝕刻下層 121p和124p及上層121r和124r，來形成具有大于大約0°且小于等于大約70°的角的錐 形側部。可利用相同的蝕刻劑同時蝕刻上層121r和124r及下層121p和124p，但取決于蝕 刻劑的蝕刻速率，錐角可以不同。盡管提供了將柵極線121和柵極IM形成為具有鈦和銅的雙層的示例，本發(fā)明的 實施例不限于此。例如，可用除了鈦和銅之外的金屬來形成柵極線121和柵極124，并且，柵 極線121和柵極IM可形成為單層或諸如三層或更多層的多層。之后，如圖17所示，在柵極線121和柵極IM上，形成柵極絕緣層140、第一非晶硅 層150、第二非晶硅層160、第一金屬層170p和第二金屬層170r。第一非晶硅層150不包 含雜質，第二非晶硅層160摻雜有導電雜質，第一金屬層170p由鈦或鈦合金形成，第二金屬 層170r由銅或銅合金形成。柵極絕緣層140可形成為具有大于等于大約3500人且小于等 于大約5000A的厚度，第一金屬層170P可形成為具有大約10人至大約500A的厚度的層， 第二金屬層I70r可形成為具有大約IOOOA至大約7000A的厚度的層。在上述結構上形成感光膜(指光致抗蝕劑)，然后，進行圖案化以形成感光膜圖案 50。感光膜圖案50具有第一部分50a和第二部分50b，其中第一部分50a比第二部分50b 厚(例如實質上)?？赏ㄟ^利用掩?？刂普丈涞墓獾膹姸然蛲ㄟ^利用回流方法來得到感光 膜圖案50的不同厚度。在控制光的強度時，可在掩模上形成狹縫圖案或格子圖案或半透明 層。形成具有較小厚度的第二部分50b以與將形成薄膜晶體管的溝道區(qū)的位置對應。之后，如圖18所示，可通過利用能夠將感光膜圖案50用作掩模同時蝕刻第一金屬 層170p和第二金屬層170r的蝕刻劑來蝕刻第一金屬層170p和第二金屬層170r。使用的 蝕刻劑可以是蝕刻由純鈦和純銅形成的雙層布線的第一蝕刻劑和第二蝕刻劑(參照蝕刻 柵極線121的下層121p和124p及上層121r和124r的描述)。如上所述，第一蝕刻劑或第二蝕刻劑包括作為非過氧化氫類蝕刻劑的氟(F)組 分。此外，第一蝕刻劑和第二蝕刻劑可用于蝕刻由純鈦和純銅形成的雙層的布線，在合金的 情況下，根據增加的材料，它們可不被蝕刻。根據本發(fā)明的至少一個示例性實施例，用于蝕 刻柵極線121的蝕刻劑可以與用于蝕刻第一金屬層170p和第二金屬層170r的蝕刻劑相 同。如圖18所示，如果利用蝕刻劑來蝕刻第一金屬層170p和第二金屬層170r，則利用 蝕刻劑的各向異性的蝕刻特性來蝕刻沒有被感光膜圖案50覆蓋的第一金屬層170p和第二 金屬層170r及感光膜圖案50的下部的一部分。蝕刻第一金屬層170p和第二金屬層170r 的蝕刻劑不蝕刻柵極絕緣層140、第一非晶硅層150和第二非晶硅層160。之后，如圖19所示，通過回蝕去除具有較小厚度的第二部分50b。可同時蝕刻第一 部分50a以減小它們的寬度和高度，以形成圖19中的第二感光膜圖案51。第二感光膜圖 案51形成在區(qū)域B’和C’中，區(qū)域B’和C’比在圖16中形成感光膜圖案50的區(qū)域B和C 窄。第二感光膜圖案51覆蓋第一金屬層1701 的除了區(qū)域A’的區(qū)域。之后，參照圖20，通過將感光膜圖案51用作掩模來蝕刻第一非晶硅層150和第二 非晶硅層160。區(qū)域A’沒有被第二感光膜圖案51覆蓋，而是用第二金屬層170r覆蓋，從而 A’區(qū)域不被蝕刻。
之后，如圖21所示，通過將第二感光膜圖案51用作掩模并用蝕刻劑僅蝕刻第二金 屬層170r。這里使用的蝕刻劑應與在圖16和圖18中使用的蝕刻劑不同。例如，在圖16和 圖18中，蝕刻劑既可蝕刻銅也可蝕刻鈦，但在圖21中，使用僅可蝕刻銅的蝕刻劑。圖21中 使用的蝕刻劑為非過氧化氫類蝕刻劑，但不包括氟(F)組分。使用的蝕刻劑的示例包括圖8 中使用的蝕刻劑。通過圖21中的工藝，第一金屬層170p的上側被暴露。根據示例性實施 例，第一金屬層170p的暴露部分的寬度可改變。之后，如圖22和圖23所示，通過將第二感光膜圖案51用作掩模來干法蝕刻第一 金屬層170p、第二非晶硅層160、第一非晶硅層150和柵極絕緣層140。圖22示出了蝕刻并 分離第一金屬層170p的狀態(tài)，圖23示出了蝕刻并分離第二非晶硅層160及暴露薄膜晶體 管的溝道的狀態(tài)。圖22示出了分離第一金屬層170p且形成雙層的柵極線171p和171r、源 極173p和173r及漏極175p和175r。雙層中的下層171p、173p和175p具有上側暴露于外部的區(qū)域。暴露的區(qū)域的寬 度可以是整個下層171p、173p和175p的寬度的大約15%至大約70%。在圖22中，下層 175p的被暴露的一側的寬度dl的值可為大約0. 3 μ m至大約2. 0 μ m。蝕刻沒有用第二感 光膜圖案51覆蓋的第二非晶硅層160、第一非晶硅層150和柵極絕緣層140，并且由于第二 非晶硅層160和第一非晶硅層150沒有暴露于第二感光膜圖案51的外側，因此第二非晶硅 層160和第一非晶硅層150沒有被蝕刻。在柵極絕緣層140中，僅暴露于第二感光膜圖案 51外部的部分被蝕刻。因此，覆蓋的柵極絕緣層140具有與將沒有用第一非晶硅層150覆 蓋的區(qū)域蝕刻的柵極絕緣層140的厚度不同的厚度。之后，進一步執(zhí)行蝕刻，如圖23所示，將第二非晶硅層160分離以形成電阻接觸構 件161和165，并暴露形成薄膜晶體管的溝道的半導體的溝道部分154。半導體的溝道部分 154可具有與用源極173和漏極175覆蓋的部分的高度不同的高度。此外，在柵極絕緣層 140中的厚度差增大。在圖23中，厚度差gl的高度的值可在大約500A至大約3000A的范 圍，或可為柵極絕緣層140的整個厚度的大約1/8至大約3/4。如果使用具有不同厚度的感光膜圖案，那么形成具有與數據線171、源極173和漏 極175的下層171p、173p和175p的平面圖案相同的平面圖案的歐姆接觸層161、163和165。 除了漏極175和源極173之間的暴露部分，半導體151具有與數據線171、源極173和漏極 175的下層171p、173p和175p相同的平面圖案。之后，如圖M所示，通過灰化去除感光膜圖案。圖17至圖M詳細示出了通過用 一個掩模形成感光膜圖案來形成半導體層151、歐姆接觸層161、163和165及數據線171、 源極173和漏極175的步驟。由于通過使用一個掩模形成圖案，所以除了溝道部分IM及 上層171r、173r和175r之外的區(qū)域具有基本相同的平面圖案。在圖21中，可將上層171r、 173r和175r濕法蝕刻成減小了例如寬度dl的平面圖案。之后，如圖25所示，通過使用有機材料或無機材料來形成鈍化層180，通過使用感 光膜來形成用于暴露漏極175的上層175r的接觸孔185。之后，如圖15所示，可通過形成 諸如ITO或IZO的透明導體并將其蝕刻來形成與暴露的漏極175電接觸的像素電極191。 如圖21，在只蝕刻第二金屬層170r時的示例中，可在暴露的第一金屬層170的上部形成氧 化鈦層170s，這示出在圖沈中。如圖26，如果形成暴露的氧化鈦層170s，則應蝕刻氧化鈦層170s。例如，如圖22和圖23所示，在蝕刻第一金屬層170p、第二非晶硅層160和第一非晶硅層150的步驟中，去 除形成在第一金屬層170p的暴露的上部上的氧化鈦層170s。根據本發(fā)明的示例性實施例，使用三或四個步驟的方法以與去除氧化鈦層170s 的步驟一起執(zhí)行圖22和圖23中的工藝。通過去除氧化鈦層170s的第一步驟、蝕刻第一金 屬層170p、第二非晶硅層160和第一非晶硅層150的第二步驟及執(zhí)行后處理的第三步驟來 執(zhí)行三個步驟的方法?？赏ㄟ^使用諸如SF6或CF4的包括F的氣體(稱為第一方式)或使 用包括SF6的各種氣體(例如，僅含SF6、SF6Afe、SF6/N2、SF6/02、SF6/02/He)(稱為第二方式) 來去除氧化鈦層170s。在第二方式中，SF6與氦(He)的重量比可以為1 0至1 5，在蝕 刻中使用的壓強范圍可以是60mT至400mT。后處理包括一種用于去除在蝕刻之后位于每層 上部上的蝕刻副產物的清洗處理。通過去除氧化鈦層170s的第一步驟、去除第一金屬層170p的第二步驟、蝕刻第二 非晶硅層160和第一非晶硅層150的第三步驟及執(zhí)行后處理的第四步驟來執(zhí)行四個步驟的 方法。去除氧化鈦層170s的步驟可使用在三個步驟方法中去除氧化鈦層170s時使用的氣 體。在僅去除第一金屬層170p的第二步驟中，可使用包括Cl的氣體(例如Cl2/He、Cl2/Ar 或僅Cl2)，其中，Cl2與氦(He)的重量比可以為1 0至1 5，在蝕刻中使用的壓強范圍 可以是60mT至200mT。在圖9和圖10中，通過控制工藝條件蝕刻設置在第一非晶硅層150上的臺階形狀 的結構(在圖9中稱為P)。在特定蝕刻條件下，具有臺階形狀的第一非晶層150不暴露于 外部，在不同條件的另一示例中，臺階形狀的結構保持在對應的部分上。臺階形狀的結構保 持在第一非晶硅層150上的示例性實施例示出在圖27中。圖27是示出根據本發(fā)明另一示 例性實施例的薄膜晶體管陣列面板的剖視圖，剖視圖是沿圖1中的線II-II截取的。由于 在根據圖3和圖9制造的薄膜晶體管基板中沒有滿足條件，即使第一非晶硅層150構成半 導體151層，圖27中的結構也具有暴露于下層171p、173p和175p及歐姆接觸層161、163 和165的外部的臺階形狀。暴露的寬度可根據位置而改變，圖27示出了暴露寬度d3和d4的半導體151。這 里，d3和d4是從下層171p、173p和175p的端部開始的寬度。在圖27中，半導體151的暴 露區(qū)域的端部對應于柵極絕緣層140的具有較大厚度的區(qū)域的邊界。然而，根據示例性實 施例，半導體151的暴露區(qū)域的端部可通過將其設置在距離柵極絕緣層140的厚部分的邊 界處預定距離的位置中來形成。例如，在如圖27的示例性實施例中，通過將感光膜圖案形 成為掩模來形成半導體層151、電阻接觸構件161、163和165、數據線171、源極173及漏極 175，但由于半導體層151具有暴露的區(qū)域，所以半導體151不會具有與電阻接觸構件161、 163和165、數據線171、源極173及漏極175基本相同的平面圖案。這可取決于半導體151 的暴露的臺階區(qū)域的尺寸和暴露的寬度。例如，不能說在暴露的半導體層151的臺階區(qū)域 設置為與柵極絕緣層140的厚部分的邊界分開的示例中，半導體151具有與電阻接觸構件 161、163和165、數據線171、源極173及漏極175基本相同的平面圖案。然而，如果暴露的 半導體層151的臺階區(qū)域不設置為與柵極絕緣層140的厚部分的邊界分開，或者如圖27所 示，暴露的半導體層151的臺階區(qū)域與柵極絕緣層140的厚部分的邊界對應，則可具有基本 相同的平面圖案。在本發(fā)明的實施例中，當形成由鈦(Ti)合金(例如鉬-鈦(Mo-Ti)合金)形成的下層時，如果通過利用非過氧化氫蝕刻劑執(zhí)行濕法蝕刻，則蝕刻速率很高，且可能難以將其 與包含銅的上層一起蝕刻。因此，在本示例中，下層和上層可分開蝕刻。根據示例性實施例，濾色器或擋光構件(未示出)可形成在薄膜晶體管上，例如， 形成在基于薄膜晶體管的下部區(qū)域的上部區(qū)域上。用于闡述本發(fā)明的示例性實施例公開了具有鈦和銅的雙層的柵極線。然而，具有 半導體層及鈦(或鈦合金)和銅(或銅合金)的雙層的數據線層被蝕刻，柵極線可由單層 或多層形成，且柵極線可由除了銅和鈦之外的諸如鉬、鋁、鉻、金、銀和鉭(Ta)的其他金屬 形成。盡管已經描述了利用鈦合金或鈦形成布線的一層，但可僅利用純鈦而不用鈦合金 來形成布線的一層。由純鈦形成的布線層可具有大約4. 5g/cm3的密度、大約1940K的熔點、 大約1. 54的電負性、在20°C大約0. 42 μ Ω m的電阻率、在大約300K的大約21. 9W Γ1 .πΓ1 的熱導率和在25°C的大約8. 6X 10_6 · Γ1的熱膨脹系數。已經描述了本發(fā)明的示例性實施例，應該理解，本發(fā)明不限于公開的實施例，而是 相反，意圖覆蓋包括在本公開的精神和范圍內的各種修改和等同布置。
權利要求
1.一種薄膜晶體管陣列面板，所述薄膜晶體管陣列面板包括 柵極線；柵極絕緣層，覆蓋柵極線； 半導體層，設置在柵極絕緣層上； 數據線和漏極，設置在半導體層上；鈍化層，覆蓋數據線和漏極，并具有暴露漏極的一部分的接觸孔； 像素電極，通過接觸孔電連接到漏極， 其中，數據線和漏極均具有包括鈦的下層和銅的上層的雙層， 下層比上層寬，且下層具有暴露的區(qū)域。
2.如權利要求1所述的薄膜晶體管陣列面板，其中，下層的暴露的區(qū)域的寬度為整個 下層的寬度的15%至70%。
3.如權利要求1所述的薄膜晶體管陣列面板，其中，柵極絕緣層具有第一部分和第二 部分，第一部分具有第一厚度，第二部分具有比第一厚度小的第二厚度。
4.如權利要求3所述的薄膜晶體管陣列面板，其中，第一厚度和第二厚度之差為第一 厚度的1/8至3/4。
5.如權利要求1所述的薄膜晶體管陣列面板，其中，柵極線具有包括鈦的下層和銅的 上層的雙層。
6.如權利要求1所述的薄膜晶體管陣列面板，其中，接觸孔暴露漏極的上層以使漏極 的上層與像素電極接觸。
7.如權利要求1所述的薄膜晶體管陣列面板，其中，所述薄膜晶體管陣列面板還包括 設置在半導體層及數據線和漏極之間的歐姆接觸層。
8.如權利要求1所述的薄膜晶體管陣列面板，其中，柵極絕緣層具有臺階形狀。
9.一種制造薄膜晶體管陣列面板的方法，所述方法包括如下步驟 在絕緣基板上形成包括柵極的柵極線；形成覆蓋柵極線的柵極絕緣層； 在柵極絕緣層上形成半導體層；在半導體層上形成包含鈦的第一金屬層和包含銅的第二金屬層，使得第二金屬層在第 一金屬層之上；通過去除第一金屬層和第二金屬層的一部分來形成數據線和漏極，使得第二金屬層比 第一金屬層寬，第二金屬層具有暴露的區(qū)域。
10.如權利要求9所述的方法，其中，形成數據線和漏極的步驟包括在第二金屬層上形成第一感光膜圖案，第一感光膜圖案具有第一部分和具有比第一部 分的厚度厚的厚度的第二部分；通過將第一感光膜圖案用作掩模來同時蝕刻第二金屬層和第一金屬層； 通過將第一感光膜圖案用作掩模來蝕刻半導體層； 通過回蝕將第一感光膜圖案變?yōu)榈诙泄饽D案；將第二感光膜圖案用作掩模，通過濕法蝕刻僅蝕刻第二金屬層來形成數據線和漏極的 上層；將第二感光膜圖案用作掩模，通過干法蝕刻第一金屬層、半導體層和柵極絕緣層來形成數據線和漏極的下層、半導體層及具有不同厚度的柵極絕緣層。
11.如權利要求9所述的方法，所述方法還包括如下步驟在數據線和漏極上形成鈍化層，其中，鈍化層包括用于在去除第二感光膜圖案之后暴 露漏極的一部分的接觸孔；在鈍化層上形成通過接觸孔連接到漏極的像素電極。
12.如權利要求10所述的方法，其中，同時蝕刻第二金屬層和第一金屬層的步驟通過 利用包含氟組分的非過氧化氫類蝕刻劑來執(zhí)行濕法蝕刻。
13.如權利要求10所述的方法，其中，僅蝕刻第二金屬層的步驟通過利用不包含氟組 分的非過氧化氫類蝕刻劑來執(zhí)行濕法蝕刻。
14.如權利要求10所述的方法，其中，對沒有被第二感光膜圖案覆蓋的第一金屬層、半 導體層和柵極絕緣層執(zhí)行干法蝕刻直至沒有被覆蓋的半導體層全部被去除。
15.如權利要求10所述的方法，其中，形成柵極線的步驟包括形成具有包括鈦的下層 和銅的上層的雙層的柵極線；通過利用包含氟組分的非過氧化氫類蝕刻劑執(zhí)行濕法蝕刻。
16.如權利要求9所述的方法，其中，半導體層由第一非晶硅層和第二非晶硅層形成， 第一非晶硅層不包含雜質，第二非晶硅層摻雜有導電雜質并設置在第一非晶硅層上，其中， 通過蝕刻第一非晶硅層來形成薄膜晶體管的溝道部分，通過蝕刻第二非晶硅層來形成歐姆 接觸層。
17.如權利要求10所述的方法，其中，將第二感光膜圖案用作掩模通過干法蝕刻第一 金屬層、半導體層和柵極絕緣層來形成數據線和漏極的下層、半導體層及具有不同厚度的 柵極絕緣層的步驟還包括去除沒有被第二金屬層覆蓋且設置在第一金屬層上的氧化鈦層 的步驟。
18.如權利要求10所述的方法，其中，將第二感光膜圖案用作掩模通過干法蝕刻第一 金屬層、半導體層和柵極絕緣層來形成數據線和漏極的下層、半導體層及具有不同厚度的 柵極絕緣層的步驟還包括去除氧化鈦層的第一步驟、蝕刻第一金屬層和半導體層的第二步 驟及執(zhí)行后處理的第三步驟。
19.如權利要求18所述的方法，其中，去除氧化鈦層的第一步驟使用包括氟和SF6中的 一種的氣體。
20.如權利要求19所述的方法，其中，當使用包括SF6和氦的氣體來去除氧化鈦層時， SF6與氦的重量比為1 0至1 5，在蝕刻中使用的壓強范圍是60mT至400mT。
21.如權利要求10所述的方法，其中，將第二感光膜圖案用作掩模通過干法蝕刻第一金屬層、半導體層和柵極絕緣層來形成 數據線和漏極的下層、半導體層及具有不同厚度的柵極絕緣層的步驟還包括去除氧化鈦層 的第一步驟、去除第一金屬層的第二步驟、蝕刻半導體層的第三步驟及執(zhí)行后處理的第四 步驟。
22.如權利要求21所述的方法，其中，在第二步驟中，使用包括Cl2和氦的氣體，Cl2與 氦的重量比為1 0至1 5，在蝕刻中使用的壓強范圍是60mT至200mT。
23.如權利要求21所述的方法，其中，去除氧化鈦層的第一步驟使用包括氟和SF6中的 一種的氣體。
24.如權利要求23所述的方法，其中，所述氣體包括SF6和氦，5&與氦的重量比為1 0至1 5，在蝕刻中使用的壓強范圍是60mT至400mT。
25.如權利要求9所述的方法，其中，形成數據線和漏極的步驟包括在第一金屬層上形成感光膜圖案，第一感光膜圖案具有第一部分和具有比第一部分的 厚度厚的厚度的第二部分；通過將第一感光膜圖案用作掩模來同時蝕刻第二金屬層和第一金屬層； 通過回蝕將第一感光膜圖案變?yōu)榈诙泄饽D案； 通過將第一感光膜圖案用作掩模來蝕刻半導體層；將第二感光膜圖案用作掩模，通過濕法蝕刻僅蝕刻第二金屬層來形成數據線和漏極的 上層；將第二感光膜圖案用作掩模，通過干法蝕刻第一金屬層、半導體層和柵極絕緣層來形 成數據線和漏極的下層、半導體層及具有不同厚度的柵極絕緣層。
26.—種制造薄膜晶體管陣列面板的方法，所述方法包括如下步驟 在柵極絕緣層上形成半導體層；在半導體層上形成包含鈦的第一金屬層和包含銅的第二金屬層，使得第二金屬層在第 一金屬層之上；在第一金屬層上形成第一感光膜圖案，第一感光膜圖案具有第一部分和具有比第一部 分的厚度厚的厚度的第二部分；通過將第一感光膜圖案用作掩模來同時蝕刻第二金屬層和第一金屬層； 執(zhí)行步驟(1)和步驟( 之一，其中，步驟(1)為通過將第一感光膜圖案用作掩模來蝕 刻半導體層并通過回蝕將第一感光膜圖案變?yōu)榈诙泄饽D案，步驟O)為通過回蝕將第 一感光膜圖案變?yōu)榈诙泄饽D案并通過將第一感光膜圖案用作掩模來蝕刻半導體層；將第二感光膜圖案用作掩模，通過濕法蝕刻僅蝕刻第二金屬層來形成數據線和漏極的 上層；將第二感光膜圖案用作掩模，通過干法蝕刻第一金屬層、半導體層和柵極絕緣層來形 成數據線和漏極的下層、半導體層及具有不同厚度的柵極絕緣層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種薄膜晶體管陣列面板及其制造方法。薄膜晶體管陣列面板包括柵極線；柵極絕緣層，覆蓋柵極線；半導體層，設置在柵極絕緣層上；數據線和漏極，設置在半導體層上；鈍化層，覆蓋數據線和漏極，并具有暴露漏極的一部分的接觸孔；像素電極，通過接觸孔電連接到漏極。數據線和漏極均具有包括鈦的下層和銅的上層的雙層，下層比上層寬，且下層具有暴露的區(qū)域。柵極絕緣層可具有臺階形狀。
文檔編號H01L29/786GK102104049SQ201010570119
公開日2011年6月22日 申請日期2010年12月2日 優(yōu)先權日2009年12月4日
發(fā)明者丁有光, 吳和烈, 宋溱鎬, 尹在亨, 崔新逸, 徐五成, 徐南錫, 樸帝亨, 李基曄, 楊東周, 洪泌荀, 洪瑄英, 裴良浩, 鄭鐘鉉, 金俸均, 金成烈, 金時烈, 金柄范, 金鐘仁 申請人:三星電子株式會社