專利名稱：薄膜晶體管顯示面板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及薄膜晶體管顯示面板及其制造方法，更特別地，涉及用于液晶顯示器的包括氧化物半導(dǎo)體層的薄膜晶體管顯示面板及其制造方法。
背景技術(shù)：
液晶顯示器通常使用電場來調(diào)節(jié)穿過液晶的光透射率，由此顯示圖像。為此，液晶顯示器包括液晶面板和用于驅(qū)動(dòng)液晶面板的驅(qū)動(dòng)電路，在液晶面板中，像素布置成矩陣。液晶面板包括彼此面對的薄膜晶體管(下文稱為TFT)顯示面板和濾色器面板、設(shè)置于TFT顯示面板和濾色器面板之間以用于維持兩個(gè)面板之間的預(yù)定單元間隙的間隔件、 以及填充單元間隙的液晶層。通常，TFT顯示面板包括TFT的陣列且還包括用于保護(hù)TFT的鈍化膜和電連接到 TFT的像素電極。在該情況下，為了電連接TFT和像素電極，接觸孔形成于鈍化膜中，這樣的接觸孔通常利用蝕刻劑通過蝕刻來形成于鈍化膜中。然而，當(dāng)具有蝕刻開口的鈍化膜的垂直結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定時(shí)，TFT與像素電極的電連接可能發(fā)生問題，導(dǎo)致像素操作錯(cuò)誤。液晶顯示器中使用的TFT通?；跇?gòu)成開關(guān)元件的溝道區(qū)的材料分為非晶硅TFT 和多晶硅TFT。非晶硅TFT具有低的電荷遷移率，例如約0. 5cm2/VS，但是對于大面積顯示能實(shí)現(xiàn)均勻的電特性。相反，多晶硅TFT具有高的電荷遷移率，例如數(shù)百cm7Vs，但是對于大面積顯示難以實(shí)現(xiàn)均勻的電特性。
背景技術(shù)：
部分公開的以上信息僅用于增強(qiáng)對本公開的背景的理解，因此它可能包含不形成本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

發(fā)明內(nèi)容
提供一種具有高的電荷遷移率且對于大面積顯示器能獲得均勻的電特性的TFT 顯示面板。此外，提供一種制造這樣的TFT顯示面板的方法。在一方面，一種TFT顯示面板包括柵電極，形成在絕緣基板上；第一柵絕緣層，形成在該柵電極上；第二柵絕緣層，由硅氧化物(SiOx)、鋁氧化物、鈦氧化物、鋯氧化物、鉿氧化物、鉭氧化物以及鎢氧化物中的至少一種形成在該第一柵絕緣層上；氧化物半導(dǎo)體層，交疊該柵電極且具有溝道部分；源電極和漏電極，在該氧化物半導(dǎo)體層上形成為彼此分隔開； 以及鈍化層，形成在該源電極和該漏電極上且具有暴露該漏電極的第一接觸孔。在該TFT 顯示面板中，該第一接觸孔具有橫截面積從在該漏電極處的底部向上增大的形狀。該氧化物半導(dǎo)體層可包含從Zn、In、Ga、Sn、Cd、Ge、Pb、Sr、Ca、Ni、Cu、Sb、Ba、Sc、 Y、Nb、Ta、Hf、Nd、周期表的第12、13和14族的金屬元素、以及它們的組合中選擇的材料的氧化物，該鈍化層可包括在該氧化物半導(dǎo)體層上的第一鈍化層和在該第一鈍化層上的第二鈍化層，該第一鈍化層由硅氧化物(SiOx)、鋁氧化物、鈦氧化物、鋯氧化物、鉿氧化物、鉭氧化物和鎢氧化物中的至少一種形成，該第二鈍化層由SiON、SiNx以及SiON和SiNx的組合中的一種形成。此外，所述第一接觸孔的側(cè)壁可具有在該第一鈍化層處的傾斜度小于在該第二鈍化層處的傾斜度的結(jié)構(gòu)，該第一柵絕緣層可形成為具有約250nm至約500nm的厚度，該第二柵絕緣層可形成得具有約30nm至約IOOnm的厚度。所述TFT顯示面板還可包括柵線和柵焊盤部分，二者均連接到該柵電極。在該情況下，該鈍化層、該第二柵絕緣層和該第一柵絕緣層具有暴露該柵焊盤部分的第二接觸孔， 且該第二接觸孔可具有橫截面從該柵焊盤部分處的底部向上增大的形狀。在另一方面，提供一種TFT顯示面板的制造方法，該方法包括在絕緣基板上形成柵電極；在該柵電極上形成第一柵絕緣層；在該第一柵絕緣層上由硅氧化物(SiOx)、鋁氧化物、鈦氧化物、鋯氧化物、鉿氧化物、鉭氧化物以及鎢氧化物中的至少一種形成第二柵絕緣層；在該第二柵絕緣層上形成氧化物半導(dǎo)體層；在該氧化物半導(dǎo)體層上形成彼此分隔開的源電極和漏電極；以及在該源電極和該漏電極上形成具有第一接觸孔且包含氧化物的第一鈍化層，其中該第一接觸孔具有橫截面積從在該漏電極處的底表面向上增大的形狀。形成該第一接觸孔可包括利用SF6A)2系列的蝕刻氣體的蝕刻和利用包含碳氟化物氣體和SF6A)2系列的蝕刻氣體的蝕刻。所述碳氟化物氣體包括C4F8、C2F6, CF4和CHF3中的至少一種。在該TFT顯示面板中，通過以具有穩(wěn)定垂直形狀的結(jié)構(gòu)形成暴露漏電極擴(kuò)展部的接觸孔或暴露柵焊盤部分的接觸孔(該結(jié)構(gòu)中接觸孔的橫截面積從底表面向上增大)，可靠性得到改善。


圖1是示出根據(jù)一示范性實(shí)施例的用于液晶顯示器的TFT陣列面板的布局的圖；圖2是沿圖1的線A-A'取得的剖視圖；圖3是沿圖1的線B-B'取得的剖視圖；圖4A、4B、4C是沿線A-A'和線B-B'取得的剖視圖，示出根據(jù)本發(fā)明一示范性實(shí)施例形成用于液晶顯示器的TFT陣列面板的柵焊盤部分和接觸孔的方法；圖5是示出SiNx和SiOx根據(jù)蝕刻氣體比例的相對蝕刻速度和蝕刻選擇性的圖； 以及圖6A和6B是通過電子顯微鏡獲得的截面照片，用于實(shí)際工藝中進(jìn)行接觸孔蝕刻之后測量接觸孔區(qū)域(圖6A)和柵焊盤部分區(qū)域(圖6B)。
具體實(shí)施例方式下面將參照附圖更充分地描述本公開，附圖中示出本發(fā)明的示范性實(shí)施例。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到的那樣，所描述的示范性實(shí)施例可以以各種方式修改而都不偏離本發(fā)明的思想和范圍。附圖和文字描述將視為本質(zhì)上是示范性的而不是限制性的。整個(gè)說明書中相似的附圖標(biāo)記指示相似的元件。此外，省略對公知技術(shù)的詳細(xì)描述。在圖中，層、膜、面板、區(qū)域等的厚度可為了清晰而被夸大。將理解，當(dāng)元件諸如層、 膜、區(qū)域或基板稱為在另一元件上時(shí)，它可以直接在另一元件上，或者還可存在居間元件。另一方面，當(dāng)元件稱為直接在另一元件上時(shí)，則沒有居間元件存在。將理解，當(dāng)元件諸如層、 膜、區(qū)域或基板稱為在另一元件下時(shí)，它能直接在另一元件下，或者還可存在居間元件。另一方面，當(dāng)元件稱為直接在另一元件下時(shí)，則沒有居間元件存在。首先將參照圖1至3描述根據(jù)一示范性實(shí)施例的用于液晶顯示器的TFT面板。圖1是示出根據(jù)一示范性實(shí)施例的用于液晶顯示器的TFT陣列面板的布局的視圖。圖2是圖1的TFT陣列面板的沿線A-A'取得的剖視圖。圖3是圖1的TFT陣列面板的沿線B-B'取得的剖視圖。參照圖1-3，用于傳輸柵信號的柵布線(22和26)形成在絕緣基板10上。柵布線 (22和26)包括沿橫向延伸的柵線22和形成為連接到柵線22并從柵線22突出的TFT的柵電極洸。此外，用于傳輸存儲電壓的存儲布線(27和28)形成在絕緣基板10上。存儲布線 (27和28)包括形成為穿過像素區(qū)且基本平行于柵線22的存儲線觀以及形成為比存儲線 28更寬且連接到存儲線觀的存儲電極27。存儲電極27交疊連接到像素電極82 (稍后描述)的漏電極擴(kuò)展部67從而形成存儲電容器，存儲電容器改善電荷存儲能力。存儲電極27 和存儲線觀的形狀和位置能以各種方式修改，當(dāng)形成在像素電極82和公共電極(未示出) 之間的液晶電容足夠時(shí)，通過像素電極82與柵線22、存儲電極27和存儲線觀的交疊產(chǎn)生的存儲電容可以不形成。柵布線(22和26)和存儲布線(27和28)可由鋁系列的金屬諸如鋁(Al)和鋁合金、銀系列的金屬諸如銀(Ag)和銀合金、銅系列的金屬諸如銅(Cu)和銅合金、鉬系列的金屬諸如鉬(Mo)和鉬合金、鉻(Cr)、鈦(Ti)、鉭(Ta)等形成。此外，柵布線(22和26)和存儲布線(27和28)可具有多層結(jié)構(gòu)，該多層結(jié)構(gòu)包括具有不同物理屬性的兩個(gè)導(dǎo)電層(未示出)。柵絕緣層230形成在絕緣基板10、存儲布線(27和觀)以及柵布線(22和26)上。 柵絕緣層230包括形成在柵線22上的下絕緣層232和形成在下絕緣層232上從而與氧化物半導(dǎo)體層40接觸的上絕緣層234。通常，下絕緣層232不應(yīng)接觸氧化物半導(dǎo)體層40。下絕緣層232可由氮化物例如硅氮化物(SiNx)、硅氮氧化物(SiON)等形成，且可通常由硅氮化物形成。為了防止氧化物半導(dǎo)體層40的電特性惡化，上絕緣層234可由氧化物形成，例如硅氧化物、鋁氧化物、鈦氧化物、鋯氧化物、鉿氧化物、鉭氧化物、鎢氧化物等，通?？捎晒柩趸镄纬?。下絕緣層232可形成為具有約250nm至約500nm的厚度，上絕緣層234可形成為具有約30nm至約IOOnm的厚度。通常，氫與氧化物半導(dǎo)體層40反應(yīng)以使氧化物半導(dǎo)體層40脫氧且在氧化物半導(dǎo)體層40中產(chǎn)生氧空位。那些氧空位增大了氧化物半導(dǎo)體層40的溝道部分的載流子濃度。 因此，當(dāng)柵絕緣層230具有高的氫含量時(shí)，載流子濃度增大且因此氧化物TFT的閾值電壓 Vth沿負(fù)方向移動(dòng)。結(jié)果，氧化物半導(dǎo)體層40具有與導(dǎo)體相同的電特性。因?yàn)樵撛颍跂沤^緣層230的情況下，因?yàn)闁沤^緣層230與氧化物半導(dǎo)體層40接觸，所以減小柵絕緣層 230中的氫含量是重要的。當(dāng)上絕緣層234由氧化物例如硅氧化物形成時(shí)，因?yàn)椴皇褂煤瑲錃怏w，而是使用例如N2O氣體或O2氣體作為反應(yīng)氣體，所以上絕緣層234中的氫含量非常低。因此，可以阻止氧化物半導(dǎo)體層40的電特性惡化。
7
在柵絕緣層230上，氧化物半導(dǎo)體層40由選自Zn、In、Ga、Sn、Cd、Ge、Pb、Sr、Ca、 Ni、Cu、Sb、Ba、Sc、Y、Nb、Ta、Hf、Nd、周期表中第12-14族的金屬元素、以及它們的組合中的材料的氧化物形成。例如，氧化物半導(dǎo)體層40可以由混合氧化物諸如&ι0、InZnO, InGaO, InSnO, ZnSnO、GaSnO, GaZnO, GaZnSnO或GaInZnO形成。因?yàn)檠趸锇雽?dǎo)體層40的有效電荷遷移率是氫化非晶硅的有效電荷遷移率的兩倍到一百倍，且氧化物半導(dǎo)體層40具有105 至108的導(dǎo)通/截止電流比，所以它具有優(yōu)異的半導(dǎo)體特性。此外，在氧化物半導(dǎo)體層40 的情況下，因?yàn)閹稙榧s3. OeV至約3. kV，所以關(guān)于可見光不發(fā)生光泄漏電流。因此，可以防止氧化物TFT的瞬時(shí)殘影(instant afterimage)，且因?yàn)闊o需在氧化物TFT下面形成光阻擋層，所以可以增大液晶顯示器的開口率。為了改善氧化物半導(dǎo)體的特性，還可包括周期表中的過渡元素或第3、4和5族的元素。此外。因?yàn)樾纬裳趸锇雽?dǎo)體層40的材料具有與數(shù)據(jù)布線(62、65、66和67)(稍后描述)的歐姆接觸特性，所以無需形成單獨(dú)的歐姆接觸層。因此，可以減少用于制造TFT的工藝時(shí)間。此外，因?yàn)檠趸锇雽?dǎo)體層40具有高的有效電荷遷移率(盡管其具有非晶狀態(tài))，且現(xiàn)有的制造非晶硅的工藝可原樣應(yīng)用，所以它能應(yīng)用到大面積顯示器。在根據(jù)一示范性實(shí)施方式的氧化物TFT的情況下，氧化物半導(dǎo)體層40和數(shù)據(jù)布線 (62、65、66和67)具有不同的圖案形狀。然而，當(dāng)使用4掩模工藝時(shí)，氧化物半導(dǎo)體層40能以與數(shù)據(jù)線(62、65、66和67)基本相同的形狀圖案化，除了氧化物TFT的溝道區(qū)之外。這是因?yàn)檠趸锇雽?dǎo)體層40和數(shù)據(jù)布線(62、65、66和67)使用一個(gè)蝕刻掩模來圖案化。盡管通過5掩模工藝制造的結(jié)構(gòu)例舉于本示范性實(shí)施例中，但是本發(fā)明不限于此。如將對本領(lǐng)域技術(shù)人員顯見的那樣，可應(yīng)用5掩模工藝之外的工藝?yán)?掩?；?掩模工藝。數(shù)據(jù)布線(62、65、66和67)形成在氧化物半導(dǎo)體層40和柵絕緣層230上。數(shù)據(jù)布線(62、65、66和67)包括(i)數(shù)據(jù)線62，沿縱向形成以交叉柵線22，由此定義像素；(ii) 源電極65，從數(shù)據(jù)線62分支出來延伸到氧化物半導(dǎo)體層40的頂部；(iii)漏電極66，與源電極65分隔開且形成在氧化物半導(dǎo)體層40的頂部上從而關(guān)于產(chǎn)生TFT的溝道部分的柵電極26與源電極65相對；以及(iv)大面積漏電極擴(kuò)展部67，從漏電極66延伸且交疊存儲電極27。數(shù)據(jù)布線(62、65、66和67)可由與氧化物半導(dǎo)體層40直接接觸以形成歐姆接觸的材料形成。也就是說，為了形成與氧化物半導(dǎo)體層40的歐姆接觸，數(shù)據(jù)布線(62、65、66 和 67)可具有由鎳(Ni)、鈷(Co)、鈦(Ti)、銀(Ag)、銅(Cu)、鉬(Mo)、鋁(Al)、鈹(Be)、鈮 (Nb)、金(Au)、鐵(Fe) ,β (Se), II (Ta)等形成的單層或多層結(jié)構(gòu)。此外，可應(yīng)用金屬和選自鈦(Ti)、鋯(&)、鎢(W)、鉭(Ta)、鈮(Nb)、鉬(Pt)、鉿(Hf)、氧(0)和氮(N)中的一種或更多元素的合金。至少一部分源電極65交疊部分氧化物半導(dǎo)體層40，漏電極66關(guān)于氧化物TFT的溝道部分與源電極65相對，至少一部分漏電極66交疊氧化物半導(dǎo)體層40的不同部分。漏電極擴(kuò)展部67形成為交疊存儲電極27，柵絕緣層230插置于它們之間，由此漏電極擴(kuò)展部67和存儲電極27 —起形成存儲電容器。當(dāng)存儲電極27不包括在TFT顯示面板中時(shí)，漏電極擴(kuò)展部67也可被省略。在數(shù)據(jù)布線(62、65、66和67)和通過數(shù)據(jù)布線(62、65、66和67)暴露的氧化物半導(dǎo)體層40上形成鈍化層170。如上面關(guān)于形成柵絕緣層230的工藝描述的那樣，減少與氧化物半導(dǎo)體層40接觸的鈍化層170中的氫含量是重要的。因此，鈍化層170包括與氧化物半導(dǎo)體層40接觸的下鈍化層172和形成在下鈍化層172上從而不接觸氧化物半導(dǎo)體層40 的上鈍化層174。為了防止氧化物半導(dǎo)體層40的電特性惡化，下鈍化層172可由氧化物諸如硅氧化物、鋁氧化物、鈦氧化物、鋯氧化物。鉿氧化物、鉭氧化物、鎢氧化物等形成，且通?？捎晒柩趸镄纬?。上鈍化層174可由氮化物例如硅氮化物(SiNx)、硅氮氧化物(SiON)或其組合等形成，且通?？捎晒璧镄纬伞Ｏ骡g化層172可形成為具有約50nm至約400nm 的厚度，上鈍化層174可形成為具有約50nm至約400nm的厚度。當(dāng)與氧化物半導(dǎo)體層40接觸的下鈍化層172由氧化物例如硅氧化物形成時(shí)，因?yàn)椴皇褂煤瑲錃怏w，而是使用例如隊(duì)0氣體或化氣體作為反應(yīng)氣體，所以下鈍化層172中的氫含量非常低。因此，可以防止氧化物半導(dǎo)體層40的電特性惡化。在該情況下，僅由硅氧化物形成的鈍化層的厚度可為350nm或更大。暴露漏電極擴(kuò)展部67的接觸孔77形成在鈍化層170中。在形成接觸孔77的工藝期間，還形成暴露柵焊盤部分的接觸孔106，如圖3所示。在鈍化層170上，像素電極82被形成且通過接觸孔77電連接到漏電極66。像素電極82可由透明導(dǎo)體諸如ITO(銦錫氧化物)或IZO(銦鋅氧化物)或者反射金屬諸如鋁形成。為了形成用于液晶顯示器的液晶面板，濾色器面板(未示出)與TFT顯示面板間隔開且液晶分子層(未示出)置于兩個(gè)面板之間。濾色器面板具有公共電極。當(dāng)電壓施加到像素電極82時(shí)，像素電極82和濾色器面板的公共電極一起產(chǎn)生穿過液晶層的電場。穿過液晶層的電場確定像素電極82和公共電極之間的液晶層的液晶分子的排列。在根據(jù)一示范性實(shí)施例的用于液晶顯示器的TFT顯示面板中，如上面關(guān)于形成柵絕緣層230和鈍化層170的工藝所描述的那樣，減小與氧化物半導(dǎo)體層40接觸的鈍化層 170和柵絕緣層230中的氫含量是重要的。因此，與氧化物半導(dǎo)體層40直接接觸的鈍化層和柵絕緣層以多層結(jié)構(gòu)形成，該多層結(jié)構(gòu)包括(i)氧化物，用于防止氧化物半導(dǎo)體層40的電特性惡化；以及(ii)氮化物，用于提高產(chǎn)率。然而，如果柵絕緣層230和鈍化層170形成為氧化物和氮化物的多層，則當(dāng)形成暴露漏電極擴(kuò)展部67的接觸孔77時(shí)，具有較低蝕刻速度的氧化物在多層中間且因此通過蝕刻形成的接觸孔的垂直結(jié)構(gòu)可具有不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，例如其中下寬度大于上寬度的結(jié)構(gòu)。結(jié)果，TFT和像素電極之間的電連接可產(chǎn)生問題。因此，在另一示范性實(shí)施例中，提供一種在氧化物半導(dǎo)體中形成接觸孔的工藝。用于形成暴露漏電極擴(kuò)展部的接觸孔的蝕刻工藝分為兩個(gè)階段，從而接觸孔具有穩(wěn)定的垂直結(jié)構(gòu)，例如倒置梯形結(jié)構(gòu)，其中橫截面積從接觸孔底部(即接觸孔77中最接近漏電極擴(kuò)展部67的截面或接觸孔106中最接近柵線22的截面)朝接觸孔的頂部增大。下面將參照圖4A至4C描述根據(jù)本發(fā)明另一示范性實(shí)施例在氧化物半導(dǎo)體中形成接觸孔的方法。圖4A是剖視圖，在圖左側(cè)示出形成暴露漏電極擴(kuò)展部的接觸孔諸如圖2的孔77的第一步，在圖右側(cè)示出形成暴露柵焊盤部分的接觸孔諸如圖3的孔106的第一步。 暴露漏電極擴(kuò)展部的接觸孔在形成暴露柵焊盤的接觸孔時(shí)被同時(shí)構(gòu)圖。圖4B和圖4C是剖視圖，分別示出在第一接觸孔蝕刻階段和第二接觸孔蝕刻階段之后暴露柵焊盤部分的接觸孔和暴露漏電極擴(kuò)展部的接觸孔的形成。首先，如圖4A所示，柵絕緣層230由形成在柵線22上的下絕緣層232和形成在下絕緣層232上的上絕緣層234構(gòu)成。如上面關(guān)于圖1-3討論的那樣，下絕緣層形成為接觸氧化物半導(dǎo)體層40(在圖4A-4C中未示出)，下絕緣層232不應(yīng)接觸氧化物半導(dǎo)體層40。下絕緣層232可由氮化物諸如硅氮化物、硅氮氧化物(SiON)等形成，且通?？捎晒璧镄纬?。為了防止氧化物半導(dǎo)體層40的電特性惡化，上絕緣層234可由氧化物形成，例如硅氧化物、鋁氧化物、鈦氧化物、鋯氧化物、鉿氧化物、鉭氧化物、鎢氧化物等，且通?？捎晒柩趸镄纬?。下絕緣層232可形成為具有約250nm至約500nm的厚度，上絕緣層234可形成為具有約30nm至約IOOnm的厚度。在柵絕緣層230上形成數(shù)據(jù)布線(62、65、66和67)。漏電極擴(kuò)展部67示于圖4A-4C 中。如上所述，數(shù)據(jù)布線(62、65、66和67)可具有由鎳(Ni)、鈷(Co)、鈦(Ti)、銀(Ag)、銅 (Cu)、鉬(Mo)、鋁(Al)、鈹(Be)、鈮(Nb)、金(Au)、鐵(Fe)、硒(Se)、鉭(Ta)等形成的單層或多層結(jié)構(gòu)。此外，可應(yīng)用金屬與選自鈦(Ti)、鋯(&)、鎢(W)、鉭(Ta)、鈮(Nb)、鉬(Pt)、鉿 (Hf)、氧(0)和氮(N)中的一種或更多元素的合金。在漏電極擴(kuò)展部67上形成鈍化層170。如上所述，減少與氧化物半導(dǎo)體層40(圖 4A-4C中未示出)接觸的鈍化層170中的氫含量是重要的。因此，鈍化層170包括與氧化物半導(dǎo)體層40接觸的下鈍化層172和形成在下鈍化層172上從而不接觸氧化物半導(dǎo)體層 40的上鈍化層174。為了防止氧化物半導(dǎo)體層40的電特性惡化，下鈍化層172可由氧化物形成，例如硅氧化物、鋁氧化物、鈦氧化物、鋯氧化物、鉿氧化物、鉭氧化物、鎢氧化物等，且通?？捎晒柩趸镄纬伞Ｉ镶g化層174可由氮化物例如硅氮化物、硅氮氧化物(SiON)等形成，且優(yōu)選可由硅氮化物形成。下鈍化層172可形成為具有約250nm至約500nm的厚度，上鈍化層174可形成為具有約30nm至約IOOnm的厚度。當(dāng)接觸氧化物半導(dǎo)體層40的下鈍化層172由氧化物例如硅氧化物形成時(shí)，由于不使用含氫氣體，而是使用隊(duì)0或&氣體作為反應(yīng)氣體，所以下鈍化層172中的氫含量非常低。于是，可以防止氧化物半導(dǎo)體層40的電特性惡化。在該情況下，僅由硅氧化物形成的鈍化層的厚度可以為350nm或更大。為了形成暴露漏電極擴(kuò)展部67的接觸孔77和暴露柵焊盤部分的接觸孔106，光敏抗蝕劑施加到整個(gè)鈍化層170上且然后進(jìn)行曝光和顯影工藝以形成光敏膜圖案PR，如圖4A 所示。隨后，如圖4B所示，使用干法蝕刻進(jìn)行第一接觸孔蝕刻階段。根據(jù)一示范性實(shí)施例的第一接觸孔蝕刻階段使用利用SF6/02系列作為蝕刻劑的干法時(shí)刻。SF6/O2系列的氣體用作主蝕刻劑，可添加N2、Ar、He、H2等作為功能氣體。參照圖4B，在柵焊盤部分的下氮化物層被蝕刻之前，使用SF6/02系列的蝕刻氣體作為蝕刻劑來進(jìn)行第一接觸孔蝕刻階段。也就是說，第一接觸孔蝕刻階段使用SF6A)2系列的蝕刻氣體且同時(shí)到高工藝壓強(qiáng)的工藝窗擴(kuò)展是可行的。因此，生產(chǎn)時(shí)間可顯著減少。接下來，如圖4C所示，也通過使用干法蝕刻進(jìn)行第二接觸孔蝕刻階段。第二接觸孔蝕刻階段使用這樣的干法蝕刻，其中除了第一接觸孔蝕刻階段使用的SF6A)2系列的氣體之外，還使用碳氟化物氣體作為蝕刻劑。這里，用作蝕刻劑的碳氟化物氣體可包括含C和F 的化合物諸如C4F8、C2F6, CF4和CHF3。碳氟化物氣體與SF6Z^2 —起用作主蝕刻氣體，且可添加N2、Ar、He、H2等作為功能氣體。圖5是示出當(dāng)作為碳氟化物氣體的C4F8與SF6A)2系列的氣體一起使用時(shí)SiNx的
10蝕刻速度(E/R(A/min))、SiOx的蝕刻速度、以及蝕刻選擇性(SiNx的蝕刻速度/SiOx的蝕刻速度)的圖。如圖5所示，可以看出，隨著碳氟化物氣體的比例增大，SiNx的蝕刻速度減小，選擇性減小。因此，第二接觸孔蝕刻階段使用除了 SF6A)2系列的蝕刻氣體之外還包含碳氟化物氣體的蝕刻氣體作為蝕刻劑。在該情況下，通常形成柵絕緣層230和鈍化層170的氧化物和氮化物的蝕刻選擇性應(yīng)調(diào)節(jié)到2或更小，碳氟化物氣體的流量的比例應(yīng)為總流量的25% 或更多。參照圖4C，當(dāng)除了 SF6A)2系列的蝕刻氣體之外還使用碳氟化物氣體作為蝕刻劑進(jìn)行第二接觸孔蝕刻階段時(shí)，由于氧化物和氮化物的蝕刻速度差異而在第一接觸孔蝕刻階段形成的氧化物末梢(tip)區(qū)域(圖4B中的X)被去除。此外，因?yàn)檠趸锖偷锏奈g刻選擇性不大，所以可以防止發(fā)生氧化物下面的氮化物層的底切(undercut)。也就是說，形成具有穩(wěn)定垂直結(jié)構(gòu)的接觸孔，其中橫截面積從底部向上增大。如果如上所述地進(jìn)行第二接觸孔蝕刻階段，則如圖4C所示，形成倒置梯形接觸孔，且接觸孔的側(cè)壁具有在硅氮化物層處的傾斜度大于在硅氧化物層處的傾斜度的結(jié)構(gòu)。因?yàn)楸┞稏藕副P部分的接觸孔從底部起穿過硅氮化物層、硅氧化物層和硅氮化物層，所以在接觸孔的側(cè)壁中，順序出現(xiàn)第一斜面、比第一斜面緩和的第二斜面、以及比第二斜面陡峭的第三斜面。這里，第三斜面可具有與第一斜面相同的傾斜度。第一斜面和第三斜面形成為相對于接觸孔的底表面具有30°至 80°的傾斜度，第二斜面形成為相對于接觸孔的底表面具有10°至70°的傾斜度。結(jié)果，參照圖6A和6B可以看出，暴露漏電極擴(kuò)展部的接觸孔(圖6A)或者暴露柵焊盤部分的接觸孔(圖6B)具有其中橫截面積從接觸孔的底表面向上逐漸增大的結(jié)構(gòu)。圖 6A中的暴露漏電極擴(kuò)展部的接觸孔具有與圖4C左側(cè)所示的層結(jié)構(gòu)相同的層結(jié)構(gòu)，圖6B中的暴露柵焊盤部分的接觸孔具有與圖4C右側(cè)所示的層結(jié)構(gòu)相同的層結(jié)構(gòu)。雖然已經(jīng)結(jié)合當(dāng)前認(rèn)為實(shí)用的示范性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是將理解，本發(fā)明不限于所公開的實(shí)施例，而是相反，旨在覆蓋包括在含所附權(quán)利要求書的本公開的思想和范圍內(nèi)的各種修改和等價(jià)布置。
權(quán)利要求
1.一種TFT顯示面板，包括 柵電極，形成在絕緣基板上； 第一柵絕緣層，形成在該柵電極上；第二柵絕緣層，由硅氧化物SiOx、鋁氧化物、鈦氧化物、鋯氧化物、鉿氧化物、鉭氧化物以及鎢氧化物中的至少一種形成在該第一柵絕緣層上； 氧化物半導(dǎo)體層，交疊該柵電極且具有溝道部分； 源電極和漏電極，在該氧化物半導(dǎo)體層上形成為彼此分隔開；以及鈍化層，形成在該源電極和該漏電極上且具有第一接觸孔， 其中該第一接觸孔具有橫截面積從在該漏電極處的底表面向上增大的形狀。
2.如權(quán)利要求1所述的TFT顯示面板，其中該氧化物半導(dǎo)體層包括從 Zn、In、Ga、Sn、Cd、Ge、Pb、Sr、Ca、Ni、Cu、Sb、Ba、Sc、Y、Nb、 Ta、Hf、Nd、周期表的第12、13和14族的金屬元素、以及它們的組合中選擇的材料的氧化物。
3.如權(quán)利要求2所述的TFT顯示面板，其中該鈍化層包括在該氧化物半導(dǎo)體層上的第一鈍化層和在該第一鈍化層上的第二鈍化層，該第一鈍化層由硅氧化物SiOx、鋁氧化物、鈦氧化物、鋯氧化物、鉿氧化物、鉭氧化物和鎢氧化物中的至少一種形成，該第二鈍化層由SiON、SiNx以及SiON和SiNx的組合中的一種形成。
4.如權(quán)利要求3所述的TFT顯示面板，其中所述第一接觸孔的側(cè)壁具有在該第一鈍化層處的傾斜度小于在該第二鈍化層處的傾斜度的結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求2所述的TFT顯示面板，其中該第一柵絕緣層具有250nm至500nm的厚度，該第二柵絕緣層具有30nm至IOOnm的厚度。
6.如權(quán)利要求1所述的TFT顯示面板，其中該鈍化層包括在該氧化物半導(dǎo)體層上的第一鈍化層和在該第一鈍化層上的第二鈍化層，該第一鈍化層由硅氧化物SiOx、鋁氧化物、鈦氧化物、鋯氧化物、鉿氧化物、鉭氧化物和鎢氧化物中的至少一種形成，該第二鈍化層由SiON、SiNx以及SiON和SiNx的組合中的一種形成。
7.如權(quán)利要求6所述的TFT顯示面板，其中該第一柵絕緣層具有250nm至500nm的厚度，該第二柵絕緣層具有30nm至IOOnm的厚度。
8.如權(quán)利要求1所述的TFT顯示面板，其中該第一柵絕緣層具有250nm至500nm的厚度，該第二柵絕緣層具有30nm至IOOnm的厚度。
9.如權(quán)利要求1所述的TFT顯示面板，還包括 柵線，連接到該柵電極且具有柵焊盤部分，其中該鈍化層、該第二柵絕緣層和該第一柵絕緣層具有暴露該柵焊盤部分的第二接觸孔，且該第二接觸孔具有橫截面從該柵焊盤部分處的底表面向上增大的形狀。
10.如權(quán)利要求9所述的TFT顯示面板，其中該鈍化層包括在該氧化物半導(dǎo)體層上的由SiOx形成的第一鈍化層和在該第一鈍化層上的由SiON、SiNx以及SiON和SiNx的組合中的一種形成的第二鈍化層，且從該底表面起向上，該第二接觸孔的側(cè)壁具有第一斜面、比該第一斜面緩和的第二斜面、以及比該第二斜面陡峭的第三斜面。
11.如權(quán)利要求10所述的TFT顯示面板，其中該第一柵絕緣層具有250nm至500nm的厚度，該第二柵絕緣層具有30nm至IOOnm的厚度。
12.如權(quán)利要求9所述的TFT顯示面板，其中該第一柵絕緣層具有250nm至500nm的厚度，該第二柵絕緣層具有30nm至IOOnm的厚度。
13.如權(quán)利要求1所述的TFT顯示面板，其中所述第一接觸孔暴露該漏電極或該漏電極的擴(kuò)展部。
14.一種制造TFT顯示面板的方法，包括 在絕緣基板上形成柵電極；在該柵電極上形成第一柵絕緣層；在該第一柵絕緣層上由硅氧化物SiOx、鋁氧化物、鈦氧化物、鋯氧化物、鉿氧化物、鉭氧化物以及鎢氧化物中的至少一種形成第二柵絕緣層； 在該第二柵絕緣層上形成氧化物半導(dǎo)體層； 在該氧化物半導(dǎo)體層上形成彼此分隔開的源電極和漏電極；以及在該源電極和該漏電極上形成具有第一接觸孔且包含氧化物的第一鈍化層， 其中該第一接觸孔具有橫截面積從底表面向上增大的形狀。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中形成該第一接觸孔包括利用包括SF6A)2系列的蝕刻氣體進(jìn)行干法蝕刻和利用包含碳氟化物氣體和SF6Z^2系列的蝕刻氣體進(jìn)行干法蝕刻。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述碳氟化物氣體包括C4F8、C2F6, CF4和CHF3中的至少一種。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中該鈍化層包括在該氧化物半導(dǎo)體層上的第一鈍化層和在該第一鈍化層上的第二鈍化層，該第一鈍化層由SiOx形成，該第二鈍化層由SiON、SiNx以及SiON和SiNx的組合中的一種形成。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中該第一柵絕緣層具有250nm至500nm的厚度，該第二柵絕緣層具有30nm至IOOnm的厚度。
19.如權(quán)利要求14所述的方法，還包括形成柵線和柵焊盤部分，該柵線和該柵焊盤部分都連接到所述柵電極；以及形成穿過該鈍化層、該第二柵絕緣層和該第一柵絕緣層以暴露該柵焊盤部分的第二接觸孔，其中該第二接觸孔具有橫截面積從該柵焊盤部分處的底表面向上增大的形狀。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中形成該第一接觸孔包括利用包括SF6A)2系列的蝕刻氣體進(jìn)行干法蝕刻和利用包含碳氟化物氣體和SF6Z^2系列的蝕刻氣體進(jìn)行干法蝕刻。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其中 所述碳氟化物氣體包括C4F8、C2F6, CF4和CHF3中的至少一種。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中該第一柵絕緣層具有250nm至500nm的厚度，該第二柵絕緣層具有30nm至IOOnm的厚度。
23.如權(quán)利要求19所述的方法，其中該鈍化層包括在該氧化物半導(dǎo)體層上的第一鈍化層和在該第一鈍化層上的第二鈍化層，該第一鈍化層由SiOx形成，該第二鈍化層由SiON、SiNx以及SiON和SiNx的組合中的一種形成，且該第二接觸孔的側(cè)壁從該底表面向上具有第一斜面、比該第一斜面緩和的第二斜面、 以及比該第二斜面陡峭的第三斜面。
24.如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述第一接觸孔暴露該漏電極或該漏電極的擴(kuò)展部。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有高的電荷遷移率且對于大面積顯示器能獲得均勻電特性的薄膜晶體管顯示面板及其制造方法。TFT顯示面板包括柵電極，形成在絕緣基板上；第一柵絕緣層，由SiNx形成在該柵電極上；第二柵絕緣層，由SiOx形成在該第一柵絕緣層上；氧化物半導(dǎo)體層，形成得交疊該柵電極且具有溝道部分；以及鈍化層，由SiOx形成在該氧化物半導(dǎo)體層和該柵電極上，該鈍化層包括暴露漏電極的接觸孔。該接觸孔具有這樣的形狀，其中橫截面積從在該漏電極處的底表面向上增大。
文檔編號G02F1/1362GK102270644SQ201110150778
公開日2011年12月7日 申請日期2011年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月4日
發(fā)明者崔升夏, 李禹根, 鄭卿在 申請人:三星電子株式會(huì)社