專利名稱：一種薄膜晶體管液晶顯示器像素結(jié)構(gòu)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及薄膜晶體管液晶顯示器及其制造方法，特別涉及一種三次光 刻工藝制作的薄膜晶體管液晶顯示器像素結(jié)構(gòu)及其制造方法。
背景技術(shù)：
目前在常規(guī)薄膜晶體管液晶顯示器件制造的方法中，陣列工藝使用五次 光刻掩模版的方法， 一部分采用四次光刻掩模版的方法，其中四次光刻掩模版主要采用灰色調(diào)(Gray Tone)掩模版的技術(shù)對薄膜晶體管溝道部分的源 漏金屬電極和有源層部分進行刻蝕。此結(jié)構(gòu)在常規(guī)四次光刻掩模版包括如下工藝順序 首先，利用常規(guī)的柵工藝形成柵層，然后沉積柵絕緣層。 接著，沉積半導(dǎo)體有源層，摻雜層，源漏金屬層。利用Gray Tone掩模 版形成薄膜晶體管的小島，進行灰化工藝，暴露溝道部分，刻蝕溝道部分的 金屬層，刻蝕溝道部分的摻雜層、有源層。在此步工藝中由于需要對有源層， 金屬層，還有摻雜層的刻蝕，所以在光刻工藝中需要對Gray Tone溝道部分 的光刻膠控制相當(dāng)嚴格，另外對刻蝕的選擇比和均勻性均有很高的要求。所 以對于工藝的容差要求非常高。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提出一種薄膜晶體管液晶顯示器 陣列結(jié)構(gòu)及其三次光刻工藝制作該結(jié)構(gòu)的辦法，降低對工藝容差的要求以及 簡化薄膜晶體管的設(shè)計。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種薄膜晶體管液晶顯示器像素結(jié)構(gòu)，
包括玻璃基板、柵線、柵電極、第一絕緣層、有源層、摻雜層、第二絕緣層、源電極、漏電極、及像素電極，其中柵電極和柵線上依次為第一絕緣層、有源層和摻雜層；柵電極與其上方的第一絕緣層、有源層和摻雜層共同形成 柵小島；第二絕緣層覆蓋在玻璃基板、柵線及柵小島周邊部位；源電極及數(shù) 據(jù)線呈一體位于第二絕緣層上方且下方同時有像素電極材料層，源電極在柵 小島周邊位置與柵電極上的摻雜層相連；像素電極位于第二絕緣層上方；漏 電極一端同柵電極上的摻雜層相連，另一端搭接在像素電極上。其中，所述柵線和柵電極為AlNd、 Al、 Cu、 Mo、 MoW或Cr的單層膜， 或者為AlNd、 Al、 Cu、 Mo、 MoW或Cr之一或任意組合所構(gòu)成的復(fù)合膜。所述 第一絕緣層或第二絕緣層為SiNx、 SiOx或SiOxNy的單層膜，或者為SiNx、 Si0x或Si0xNy之一或任意組合所構(gòu)成的復(fù)合膜。所述源電極、數(shù)據(jù)線或漏 電極為Mo、 MoW或Cr的單層膜，或者為Mo、 MoW或Cr之一或任意組合所構(gòu) 成的復(fù)合膜。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明同時提供一種薄膜晶體管液晶顯示器像素結(jié) 構(gòu)的制造方法，包括步驟一，在潔凈的基板上依次沉積柵金屬層，第一絕緣層，有源層，摻 雜層，采用第一塊掩模版進行掩模、曝光并進行蝕刻，得到柵小島圖形和柵 線；步驟二，在完成步驟一基板上沉積第二絕緣層和像素電極層，采用第二 塊掩模版進行掩模、曝光并進行蝕刻，得到像素電極和數(shù)據(jù)線下方的像素電 極層；步驟三，在完成步驟二的基板上沉積源漏金屬層，采用第三塊掩模板， 該掩模版為灰色調(diào)掩模板，進行定義，經(jīng)過曝光顯影后得到無光刻膠區(qū)域， 保留部分光刻膠區(qū)域和保留全部光刻膠區(qū)域；刻蝕無光刻膠區(qū)域得到薄膜晶 體管溝道部分；完成刻蝕后，對光刻膠進行灰化工藝，全部去除保留部分光 刻膠區(qū)域的光刻膠，去除一部分厚度的保留全部光刻膠區(qū)域的光刻膠；接著
沉積一層鈍化層，并結(jié)合離地剝離工藝，剝離尚存的光刻膠，其上沉積的鈍化層也隨之去除，并暴露像素電極上方的源漏金屬層；最后，對暴露的源漏 金屬層進行刻蝕，得到像素電極。其中，所述灰色調(diào)掩膜版進行定義和曝光顯影后保留全部光刻膠的區(qū)域 包括薄膜晶體管溝道區(qū)域；保留部分光刻膠區(qū)域包括數(shù)據(jù)線區(qū)域、源電極區(qū) 域和漏電極區(qū)域；其他部分為無光刻膠區(qū)域。所述刻蝕無光刻膠區(qū)域得到薄 膜晶體管溝道部分包括源漏金屬層刻蝕和溝道摻雜層的刻蝕。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，由于利用Gray Tone掩模版形成了源漏金屬層 和溝道；同時巧妙的運用離地剝離(Lift-off )工藝技術(shù)形成了鈍化層圖形， 實現(xiàn)了三次光刻掩模版形成薄膜晶體管結(jié)構(gòu)及方法，提高了工藝的可行性， 同時節(jié)約陣列工藝的成本和占機時間，提高產(chǎn)能。下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行進一 步更為詳細地說明。


圖la為本發(fā)明第一塊掩模版光刻后圖形；圖lb為本發(fā)明第一塊掩模版曝光后圖la溝道部分A-A'截面圖形； 圖lc為本發(fā)明第一塊掩模版刻蝕及光刻膠剝離后圖la溝道部分A-A' 截面圖形；圖2a為本發(fā)明第二塊掩模版光刻后平面圖形；圖2b為本發(fā)明第二塊掩模版曝光后圖2a溝道B-B'截面圖形；圖2c為本發(fā)明第二塊掩模版刻蝕后光刻膠未剝離圖2a溝道B-B'截面圖形；圖2d為本發(fā)明第二塊掩模版刻蝕及光刻膠剝離后圖2a溝道B-B'截面圖形；圖3a為本發(fā)明第三塊灰色調(diào)掩模版光刻后圖形；圖3b為本發(fā)明第三塊灰色調(diào)掩模版曝光后無光刻膠區(qū)域刻蝕后圖3a溝
道C-C'截面圖形；圖3c為本發(fā)明第三塊灰色調(diào)掩模版曝光、對無光刻膠區(qū)域刻蝕后，進行 光刻膠灰化后圖3a溝道C-C'截面圖形；圖3d為本發(fā)明第三塊灰色調(diào)掩模版曝光、刻蝕和光刻膠灰化后，進行鈍 化層沉積后圖3a溝道C-C'截面圖形；圖3e為本發(fā)明第三塊灰色調(diào)掩模版曝光、刻蝕、光刻膠灰化和鈍化層沉 積后，光刻膠剝離后圖3a溝道C-C'截面圖形；圖3f為本發(fā)明第三塊灰色調(diào)掩模版曝光、刻蝕、光刻膠灰化、鈍化層沉 積和光刻膠剝離后，進行源漏金屬成刻蝕后圖3a溝道C-C'截面圖形。圖中標(biāo)記20、基板；21、柵金屬層；22、第一絕緣層；23、有源層； 24、摻雜層；25、第一次光刻光刻膠圖形；26、第二絕緣層；27、像素電極 層；28、第二次光刻光刻膠圖形；29、源漏金屬層；30、光刻膠完全保留區(qū) 域；31、 光刻膠部分保留區(qū)域；32、鈍化層。
具體實施方式
本發(fā)明提供一種薄膜晶體管液晶顯示器像素結(jié)構(gòu)，包括基板、柵線、柵 電極、第一絕緣層、有源層、摻雜層、第二絕緣層、源電極、漏電極、像素 電極及鈍化層等部分，這些組成部分與現(xiàn)有技術(shù)沒有差異，其與現(xiàn)有技術(shù)中 的像素結(jié)構(gòu)相區(qū)別的特征在于柵電極和柵線上依次為第一絕緣層、有源層 和摻雜層；柵電極與其上方的第一絕緣層、有源層和摻雜層共同形成柵小島； 第二絕緣層覆蓋在玻璃基板、柵線及柵小島周邊部位；源電極及數(shù)據(jù)線呈一 體位于第二絕緣層上方且下方同時有像素電極材料層，源電極在柵小島周邊 位置與柵電極上的摻雜層相連；像素電極位于第二絕緣層上方；漏電極一端 同柵電極上的摻雜層相連，另一端搭接在像素電極上。本發(fā)明柵線和柵電極可以為AlNd、 Al、 Cu、 Mo、 MoW或Cr的單層膜， 或者為AlNd、 Al、 Cu、 Mo、 MoW或Cr之一或任意組合所構(gòu)成的復(fù)合膜。
本發(fā)明第一絕纟彖層或第二絕纟彖層可以為SiNx、Si0x或SiOxNy的單層膜， 或者為SiNx、 SiOx或SiOxNy之一或^壬意組合所構(gòu)成的復(fù)合膜。本發(fā)明的源電極、數(shù)據(jù)線或漏電極為Mo、 MoW或Cr的單層膜，或者為 Mo、 MoW或Cr之一或任意組合所構(gòu)成的復(fù)合膜。本發(fā)明同時提供了該像素結(jié)構(gòu)的制造方法，包括步驟一，在潔凈的基板上依次沉積柵金屬層，第一絕緣層，有源層，摻 雜層，采用第一塊掩模版進行掩模、曝光并進行蝕刻，得到柵小島圖形和柵 線；步驟二，在完成步驟一基板上沉積第二絕緣層和像素電極層，采用第二 塊掩模版進行掩模、曝光并進行蝕刻，得到像素電極和數(shù)據(jù)線下方的像素電 極層。步驟三，在完成步驟二的基板上沉積源漏金屬層，采用第三塊掩模板， 即灰色調(diào)掩模板進行定義，經(jīng)過曝光顯影后得到無光刻膠區(qū)域，保留部分光 刻膠區(qū)域和保留全部光刻膠區(qū)域；其中，保留全部光刻膠的區(qū)域包括形成像 素電極區(qū)域；保留部分光刻膠區(qū)域包括形成數(shù)據(jù)線區(qū)域、源電極區(qū)域和漏電 極區(qū)域；其他部分為無光刻膠區(qū)域?？涛g無光刻膠區(qū)域得到薄膜晶體管溝道 部分，該部分刻蝕包括源漏金屬層刻蝕和溝道半導(dǎo)體摻雜層的刻蝕；完成刻 蝕后，對光刻膠進行灰化工藝，全部去除保留部分光刻膠區(qū)域的光刻膠，去 除一部分厚度的保留全部光刻膠區(qū)域的光刻膠；接著沉積一層鈍化層，并結(jié)合剝離工藝，剝離尚存的光刻膠，其上沉積的鈍化層也隨之去除，并暴露像 素電極上方的源漏金屬層；最后，對暴露的源漏金屬層進行刻蝕，得到像素 電極。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的制造方法進行詳細描述，如圖la至 圖3f所示,首先，在潔凈的玻璃基板M上沉積柵金屬21 (Mo， Al/Nd, Cu等)，在 柵金屬上沉積第一層絕緣層22 (SiNx),在第一層絕緣層上沉積有源層23, 然后再沉積摻雜層24 (n-Si或者p-Si );采用第一塊掩模板進行掩模和曝 光形成第一次光刻光刻膠膠圖形25，然后進行刻蝕得到柵小島圖形(柵電極) 和柵線，如圖la、圖lb、圖lc所示。然后，沉積第二絕緣層26,并在第二層絕緣層26上面沉積像素電極層 27 (氧化銦錫等)，采用第二塊掩模板進行掩模和曝光形成第二次光刻光刻 膠圖形28,進行刻蝕形成像素電極和數(shù)據(jù)線的圖形下方的像素電極層，如圖 2a、圖2b、圖2c和圖2d所示。接著，沉積源漏金屬層29(Mo、 MoW或Cr等)，利用第三塊掩模板，即灰 色調(diào)(Gray Tone)掩模版進行掩模和曝光，如圖3a所示，在此工藝中形成 了不同的光刻膠的厚度圖形，其中光刻膠完全保留區(qū)域30光刻膠較厚，其對 應(yīng)于形成像素電極部位；光刻膠部分保留區(qū)域31光刻膠較薄，其對應(yīng)于形成 數(shù)據(jù)線、源電極和漏電極部分；其他部分為無光刻膠區(qū)域。然后進行無光刻 區(qū)域的刻蝕，得到薄膜晶體管溝道部分，該部分刻蝕包括源漏金屬層刻蝕和 溝道半導(dǎo)體摻雜層的刻蝕，如圖3b所示；隨后進行光刻膠灰化工藝，將光刻 膠部分保留區(qū)域31部分的光刻膠去掉，如圖3c所示，同時光刻膠完全保留 區(qū)域的光刻膠變薄；接著進行鈍化層32的沉積，如圖3d所示；并結(jié)合離地 剝離工藝，剝離尚存的光刻膠，其上沉積的鈍化層也隨之去除，并暴露像素 電極上方的源漏金屬層，如圖3e所示；最后，對暴露的源漏金屬層進行刻蝕， 得到像素電極，如圖3f所示。最后應(yīng)說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制， 盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng) 按照需要可使用不同材料和設(shè)備實現(xiàn)之，即可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修 改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1、一種薄膜晶體管液晶顯示器像素結(jié)構(gòu)，包括玻璃基板、柵線、柵電極、第一絕緣層、有源層、摻雜層、第二絕緣層、源電極、漏電極、及像素電極，其特征在于柵電極和柵線上依次為第一絕緣層、有源層和摻雜層；柵電極與其上方的第一絕緣層、有源層和摻雜層共同形成柵小島；第二絕緣層覆蓋在玻璃基板、柵線及柵小島周邊部位；源電極及數(shù)據(jù)線呈一體位于第二絕緣層上方且下方同時有像素電極材料層，源電極在柵小島周邊位置與柵電極上的摻雜層相連；像素電極位于第二絕緣層上方；漏電極一端同柵電極上的摻雜層相連，另一端搭接在像素電極上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于所述柵線和柵電極 為AlNd、 Al、 Cu、 Mo、 MoW或Cr的單層膜,或者為AlNd、 Al、 Cu、 Mo、 MoW 或Cr之一或任意組合所構(gòu)成的復(fù)合膜。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于所述第一絕緣層或 第二絕緣層為SiNx、 Si0x或Si0xNy的單層膜，或者為SiNx、 Si0x或Si0xNy 之一或任意組合所構(gòu)成的復(fù)合膜。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于所述源電極、數(shù)據(jù) 線或漏電極為Mo、 MoW或Cr的單層膜，或者為Mo、 MoW或Cr之一或任意組合所構(gòu)成的復(fù)合膜。
5、 一種薄膜晶體管液晶顯示器像素結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，包括步驟一，在潔凈的基板上依次沉積柵金屬層，第一絕緣層，有源層，摻 雜層，采用第一塊掩模版進行掩模、曝光并進行蝕刻，得到柵小島圖形和柵 線；步驟二，在完成步驟一基板上沉積第二絕緣層和像素電極層，采用第二 塊掩模版進行掩模、曝光并進行蝕刻，得到像素電極和數(shù)據(jù)線下方的像素電 極層；步驟三，在完成步驟二的基板上沉積源漏金屬層，采用第三塊掩模板，該掩模版為灰色調(diào)掩模板，進行定義，經(jīng)過曝光顯影后得到無光刻膠區(qū)域， 保留部分光刻膠區(qū)域和保留全部光刻膠區(qū)域；刻蝕無光刻膠區(qū)域得到薄膜晶體管溝道部分；完成刻蝕后，對光刻膠進行灰化工藝，全部去除保留部分光 刻膠區(qū)域的光刻膠，去除一部分厚度的保留全部光刻膠區(qū)域的光刻膠；接著沉積一層鈍化層，并結(jié)合離地剝離工藝，剝離尚存的光刻膠，其上沉積的鈍化層也隨之去除，并暴露像素電極上方的源漏金屬層；最后，對暴露的源漏 金屬層進行刻蝕，得到像素電極。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的制造方法，其特征在于所述灰色調(diào)掩膜版進 行定義和曝光顯影后保留全部光刻膠的區(qū)域包括薄膜晶體管溝道區(qū)域；保留 部分光刻膠區(qū)域包括數(shù)據(jù)線區(qū)域、源電極區(qū)域和漏電極區(qū)域；其他部分為無 光刻膠區(qū)域。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的制造方法，其特征在于所述刻蝕無光刻膠區(qū) 域得到薄膜晶體管溝道部分包括源漏金屬層刻蝕和溝道摻雜層的刻蝕。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種薄膜晶體管液晶顯示器像素結(jié)構(gòu)，包括玻璃基板、柵線、柵電極等部分，其中柵電極和柵線上依次為第一絕緣層、有源層和摻雜層；柵電極與其上方的第一絕緣層、有源層和摻雜層共同形成柵小島；第二絕緣層覆蓋在玻璃基板、柵線及柵小島周邊部位；源電極及數(shù)據(jù)線呈一體位于第二絕緣層上方且下方同時有像素電極材料層，源電極在柵小島周邊位置與柵電極上的摻雜層相連；像素電極位于第二絕緣層上方；漏電極一端同柵電極上的摻雜層相連，另一端搭接在像素電極上。本發(fā)明同時公開一種薄膜晶體管液晶顯示器像素結(jié)構(gòu)制造方法。本發(fā)明利用三次光刻掩模版形成薄膜晶體管的方法，節(jié)約了陣列工藝的成本和占機時間，提高了產(chǎn)能。
文檔編號G03F7/20GK101118356SQ20061010386
公開日2008年2月6日 申請日期2006年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月4日
發(fā)明者王章濤, 邱海軍, 閔泰燁, 旭 陳 申請人:北京京東方光電科技有限公司;京東方科技集團股份有限公司