專(zhuān)利名稱(chēng)：制作薄膜晶體管液晶顯示器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種薄膜晶體管液晶顯示器(thin film transistorliquid crystal display，TFT LCD)的制作方法，特別是涉及一種利用一具有一均勻表面的凹形單一光阻層(photoresist layer with a slit)制作該液晶顯示器的薄膜晶體管的方法。
背景技術(shù)：
隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，液晶顯示器(liquid crystaldisplay，LCD)的應(yīng)用范圍以及市場(chǎng)需求也不斷在擴(kuò)大，從小型產(chǎn)品如電子血壓計(jì)，到可攜帶式信息產(chǎn)品如個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、筆記型計(jì)算機(jī)(notebook)，以至于未來(lái)非常可能商業(yè)化的大畫(huà)面顯示器，均可見(jiàn)到液晶顯示器被廣泛應(yīng)用于其上。也由于液晶顯示器的結(jié)構(gòu)非常輕薄短小，同時(shí)又具有耗電量少以及無(wú)輻射污染的優(yōu)點(diǎn)，因此其被廣泛應(yīng)用在上述民生及信息產(chǎn)品上。
一般而言，一薄膜晶體管液晶顯示器由數(shù)十或數(shù)百個(gè)薄膜晶體管液晶(thin film transistor，TFT)所構(gòu)成。請(qǐng)參考圖1至圖4，圖1至圖4為現(xiàn)有制作一薄膜晶體管液晶顯示器的薄膜晶體管的方法的示意圖。如圖1所示，首先提供一玻璃基底10，且玻璃基底10上形成有一由銅(Cu)或鋁(Al)等金屬所構(gòu)成的柵極12。接著在柵極12上依序形成一柵極絕緣層(gate insulating layer，GI layer)14、一非晶硅(amorphoussilicon)層16與一金屬層18，再進(jìn)行一兩段式曝光(two-step exposure)制程，在玻璃基底10上形成一包含有一凹槽(slit)22的光阻層(photoresist layer)20。其中柵極絕緣層14由氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNy)或氮氧化硅(oxynitride，SiON)所構(gòu)成，而非晶硅層16為一摻雜(doped)半導(dǎo)體層(n+layer)，至于金屬層18則由鎢(W)、鉻(Cr)、銅或鉬(Mo)金屬所構(gòu)成。
如圖2所示，接著先利用光阻層20進(jìn)行一第一蝕刻制程，以去除未被光阻層20所覆蓋的金屬層18與非晶硅層16，再對(duì)光阻層20進(jìn)行一第二蝕刻制程，完全移除凹槽22內(nèi)的光阻層20，并同時(shí)降低殘余的光阻層20的厚度。如圖3所示，隨后利用殘余的光阻層20，透過(guò)凹槽22進(jìn)行一第三蝕刻制程，去除未被光阻層20所覆蓋的金屬層18，以形成該薄膜晶體管的一源極24與一漏極26。
如圖4所示，最后在移除光阻層20之后，在玻璃基底10上形成一由氧化硅或氮化硅所構(gòu)成的保護(hù)層(passivation layer)28，以完成現(xiàn)有薄膜晶體管的制作。
在上述現(xiàn)有制程中，在進(jìn)行該兩段式曝光制程以在玻璃基底10上形成包含有凹槽22的光阻層20時(shí)，經(jīng)常會(huì)因?yàn)樵趫D形轉(zhuǎn)移過(guò)程中發(fā)生曝光不均的現(xiàn)象，從而造成凹槽22寬度以及凹槽22中的光阻層20的表面均勻度(uniformity)產(chǎn)生誤差。因此，在后續(xù)進(jìn)行第三蝕刻制程時(shí)，往往會(huì)發(fā)生過(guò)度蝕刻(over-etch)或蝕刻不足的問(wèn)題，而所生成的源極24與漏極26的寬度也會(huì)受到影響，導(dǎo)致產(chǎn)品功能(performance)受損，連帶造成制程良率下滑。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種薄膜晶體管液晶顯示器的制作方法，以避免發(fā)生現(xiàn)有制作方法中所形成的凹形單一光阻層的表面均勻度不佳的問(wèn)題。
在本發(fā)明的一最佳實(shí)施例中，該薄膜晶體管液晶顯示器形成于一基底(substrate)上。首先，在該基底上沉積一第一金屬層，并進(jìn)行一光蝕刻制程(photo-etching-process，PEP)，以在該基底表面形成該薄膜晶體管的一柵極。接著依序在該柵極上形成一柵極絕緣層(gate insulatinglayer，GI layer)、一非晶硅(amorphous silicon)層與一第二金屬層，再在該第二金屬層上形成一第一光阻(first photoresist)層。之后在該第一光阻層上形成一包含有一開(kāi)口的第二光阻(second photoresist)層，以暴露部分的該第一光阻層。接著先利用該第一光阻層，進(jìn)行一第一蝕刻制程，以去除未被該第一光阻層所覆蓋的第二金屬層與非晶硅層，再利用該第二光阻層，透過(guò)該開(kāi)口進(jìn)行一第二蝕刻制程，去除未被該第二光阻層所覆蓋的第一光阻層與該開(kāi)口下方的第二金屬層，以形成該薄膜晶體管的一源極與一漏極。最后形成一保護(hù)層(passivation layer)，覆蓋于該基底之上。
由于本發(fā)明的制作方法先在該第二金屬層上形成該第一光阻層，再在該第一光阻層上形成該包含有該開(kāi)口的第二光阻層，因此可使由該開(kāi)口所暴露出的該第一光阻層具有一均勻的表面，確保后續(xù)進(jìn)行該第二蝕刻制程時(shí)，不會(huì)發(fā)生過(guò)度蝕刻(over-etch)或蝕刻不足的問(wèn)題，而所生成的該源極與該漏極的寬度也能符合產(chǎn)品規(guī)格，進(jìn)而大大提高制程良率和優(yōu)化制造工藝。
優(yōu)選的是，該基底為一玻璃基底、石英基底或塑料基底。
優(yōu)選的是，構(gòu)成該第一與該第二金屬層的材料包含有鎢、鋁、鉻、銅、鈦、氮化鈦或鉬。
優(yōu)選的是，該非晶硅層與該第二金屬層之間另形成有一摻雜半導(dǎo)體層。
優(yōu)選的是，構(gòu)成該柵極絕緣層的材料包含有氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。
優(yōu)選的是，該柵極絕緣層通過(guò)進(jìn)行一電漿增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積制程所形成。
優(yōu)選的是，該第一光阻層為一負(fù)光阻層，該第二光阻層為一正光阻層。
優(yōu)選的是，構(gòu)成該保護(hù)層的材料包含有氧化硅或氮化硅。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提出一種在一基底上制作一薄膜晶體管液晶顯示器的方法，該基底表面包含有一柵極，該方法包含有下列步驟依序在該柵極上形成一柵極絕緣層、一非晶硅層、一摻雜半導(dǎo)體層與一金屬層；在該金屬層上形成一硬掩蔽層；在該硬掩蔽層上形成一光阻層，該光阻層包含有一開(kāi)口，以暴露部分的該硬掩蔽層；利用該硬掩蔽層進(jìn)行一第一蝕刻制程，以去除未被該硬掩蔽層所覆蓋的該金屬層、該摻雜半導(dǎo)體層與該非晶硅層；利用該光阻層，透過(guò)該開(kāi)口進(jìn)行一第二蝕刻制程，去除未被該光阻層所覆蓋的該硬掩蔽層以及該開(kāi)口下方的該金屬層，以形成該薄膜晶體管的一源極與一漏極；以及在該基底上形成一保護(hù)層。
優(yōu)選的是，其中構(gòu)成該柵極與該金屬層的材料包含有鎢、鋁、鉻、銅、鈦、氮化鈦或鉬。
優(yōu)選的是，該硬掩蔽層為一負(fù)光阻層，而該光阻層則為一正光阻層。
優(yōu)選的是，該硬掩蔽層為一薄膜層。
優(yōu)選的是，該薄膜層為一氮化物層。
優(yōu)選的是，該硬掩蔽層與該光阻層之間另形成有一抗反射層。


圖1至圖4為現(xiàn)有制作薄膜晶體管液晶顯示器的一薄膜晶體管的方法的示意圖。
圖5至圖8為本發(fā)明的第一實(shí)施例中，制作一薄膜晶體管液晶顯示器的一薄膜晶體管的方法的示意圖。
圖9至圖12為本發(fā)明的第二實(shí)施例中，制作一薄膜晶體管液晶顯示器的一薄膜晶體管的方法的示意圖。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參考圖5至圖8，圖5至圖8為本發(fā)明的第一實(shí)施例中，制作一薄膜晶體管液晶顯示器的一薄膜晶體管的方法的示意圖。如圖5所示，首先提供一基底40，且基底40上形成有一柵極42。其中，基底40可為一玻璃基底、石英基底或塑料基底，而柵極42則可由鎢(W)、鋁(Al)、鉻(Cr)、銅(Cu)、鈦(Ti)、氮化鈦(TiNx)或鉬(Mo)金屬所構(gòu)成。接著，進(jìn)行一電漿增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(plasma enhanced chemical vapordeposition，PECVD)制程，以形成一覆蓋于柵極42與基底40之上、由氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNy)或氮氧化硅(oxynitride，SiON)所構(gòu)成的柵極絕緣層(gate insulating layer，GI layer)44，接著再在柵極絕緣層44上依序形成一非晶硅(amorphous silicon)層46與一金屬層48。其中非晶硅層46為一由一摻雜(doped)半導(dǎo)體層(n+layer)與一非晶硅層上下堆棧而成的復(fù)合層，而金屬層48則如同柵極42一樣，可由鎢、鋁、鉻、銅、鈦、氮化鈦或鉬金屬所構(gòu)成。
如圖6所示，接著在金屬層48上形成一硬掩蔽(hard mask)層50，并隨即在硬掩蔽層50上形成一包含有一開(kāi)口56、可暴露部分硬掩蔽層50的光阻層54。其中，硬掩蔽層50為一負(fù)光阻層，而堆棧于硬掩蔽層50之上，與硬掩蔽層50具有相同線(xiàn)寬(line width)的光阻層54則為一正光阻層。除此之外，在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，光阻層54的線(xiàn)寬也可大于硬掩蔽層50的線(xiàn)寬，而使光阻層54將硬掩蔽層50包覆在內(nèi)。如圖7所示，之后利用硬掩蔽層50進(jìn)行一第一蝕刻制程(etching process)，以去除未被硬掩蔽層50所覆蓋的金屬層48與非晶硅層46，并接著利用光阻層54，透過(guò)開(kāi)口56進(jìn)行一第二蝕刻制程，去除未被光阻層54所覆蓋的硬掩蔽層50以及開(kāi)口56下方的金屬層48，以形成該薄膜晶體管的一源極58與一漏極60。
如圖8所示，最后，在移除光阻層54、抗反射層52與硬掩蔽層50之后，再在基底40上形成一由氧化硅或氮化硅所構(gòu)成的保護(hù)層(passivation layer)62，以完成本發(fā)明薄膜晶體管的制作。
請(qǐng)參考圖9至圖12，圖9至圖12為本發(fā)明的第二實(shí)施例中，制作一薄膜晶體管液晶顯示器的一薄膜晶體管的方法的示意圖。如圖9所示，首先提供一基底70，且基底70上形成有一柵極72。其中基底70可為一玻璃基底、石英基底或塑料基底，而柵極72則可由鎢、鋁、鉻、銅或鉬金屬所構(gòu)成。接著進(jìn)行一電漿增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積制程，以形成一覆蓋于柵極72與基底70之上、由氧化硅、氮化硅或氮氧化硅所構(gòu)成的柵極絕緣層74，接著再在柵極絕緣層74上依序形成一非晶硅層76與一金屬層78。其中非晶硅層76為一由一摻雜半導(dǎo)體層與一非晶硅層上下堆棧而成的復(fù)合層，而金屬層78則如同柵極72一樣，可由鎢、鋁、鉻、銅或鉬金屬所構(gòu)成。
如圖10所示，接著在金屬層78上依序形成一硬掩蔽層80與一抗反射層(anti-resist coating，ARC)82，并隨即于抗反射層82上形成一包含有一開(kāi)口86，可暴露部分的抗反射層82的光阻層84。其中硬掩蔽層80為一由一氮化物層(nitride layer)所構(gòu)成的薄膜(thin film)層，而光阻層84則可為一正光阻層或一負(fù)光阻層。
如圖11所示，之后利用硬掩蔽層80，進(jìn)行一第一蝕刻制程，以去除未被硬掩蔽層80所覆蓋的金屬層78與非晶硅層76，并接著利用光阻層84，透過(guò)開(kāi)口86進(jìn)行一第二蝕刻制程，去除未被光阻層84所覆蓋的抗反射層82與硬掩蔽層80以及開(kāi)86下方的金屬層78，以形成該薄膜晶體管的一源極88與一漏極90。如圖12所示，最后在移除光阻層84、抗反射層82與硬掩蔽層80之后，再在基底70上形成一由氧化硅或氮化硅所構(gòu)成的保護(hù)層92，以完成本發(fā)明薄膜晶體管的制作。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的制作方法先在金屬層48上依序形成硬掩蔽層50，再在硬掩蔽層50上形成包含有開(kāi) 56的光阻層54，因此可使由開(kāi)口56所暴露出的硬掩蔽層50具有一均勻的表面，確保后續(xù)進(jìn)行該第二蝕刻制程時(shí)，不會(huì)發(fā)生過(guò)度蝕刻(over-etch)或蝕刻不足的問(wèn)題，而所生成的源極58與漏極60的寬度也能符合產(chǎn)品規(guī)格，進(jìn)而大幅提高產(chǎn)品生產(chǎn)率和優(yōu)化制造工藝。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明原理和范圍所做的均等變化與修飾，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
附圖標(biāo)記說(shuō)明10玻璃基底12柵極14柵極絕緣層 16非晶硅層18金屬層 20光阻層22凹槽24源極26漏極28保護(hù)層40基底42柵極44柵極絕緣層 46非晶硅層48金屬層 50硬掩蔽層54光阻層 56開(kāi)口58源極60漏極62保護(hù)層 70基底72柵極74柵極絕緣層76非晶硅層78金屬層80硬掩蔽層82抗反射層84光阻層 86開(kāi)口88源極90漏極92保護(hù)層
權(quán)利要求
1.一種在一基底上制作一薄膜晶體管液晶顯示器的方法，該方法包含有下列步驟在該基底上沉積一第一金屬層；對(duì)該第一金屬層進(jìn)行一第一光蝕刻制程，以在該基底表面形成該薄膜晶體管的一柵極；依序在該柵極上形成一柵極絕緣層、一非晶硅層與一第二金屬層；在該第二金屬層上形成一第一光阻層；在該第一光阻層上形成一第二光阻層，該第二光阻層包含有一開(kāi)口，以暴露部分的該第一光阻層；利用該第一光阻層進(jìn)行一第一蝕刻制程，以去除未被該第一光阻層所覆蓋的該第二金屬層與該非晶硅層；利用該第二光阻層，透過(guò)該開(kāi)口進(jìn)行一第二蝕刻制程，去除未被該第二光阻層所覆蓋的該第一光阻層與該開(kāi)口下方的該第二金屬層，以形成該薄膜晶體管的一源極與一漏極；以及在該基底上形成一保護(hù)層。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該基底為一玻璃基底、石英基底或塑料基底。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，構(gòu)成該第一與該第二金屬層的材料包含有鎢、鋁、鉻、銅、鈦、氮化鈦或鉬。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該非晶硅層與該第二金屬層之間另形成有一摻雜半導(dǎo)體層。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，構(gòu)成該柵極絕緣層的材料包含有氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，該柵極絕緣層通過(guò)進(jìn)行一電漿增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積制程所形成。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該第一光阻層為一負(fù)光阻層。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該第二光阻層為一正光阻層。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，構(gòu)成該保護(hù)層的材料包含有氧化硅或氮化硅。
10.一種在一基底上制作一薄膜晶體管液晶顯示器的方法，該基底表面包含有一柵極，該方法包含有下列步驟依序在該柵極上形成一柵極絕緣層、一非晶硅層、一摻雜半導(dǎo)體層與一金屬層；在該金屬層上形成一硬掩蔽層；在該硬掩蔽層上形成一光阻層，該光阻層包含有一開(kāi)口，以暴露部分的該硬掩蔽層；利用該硬掩蔽層進(jìn)行一第一蝕刻制程，以去除未被該硬掩蔽層所覆蓋的該金屬層、該摻雜半導(dǎo)體層與該非晶硅層；利用該光阻層，透過(guò)該開(kāi)口進(jìn)行一第二蝕刻制程，去除未被該光阻層所覆蓋的該硬掩蔽層以及該開(kāi)口下方的該金屬層，以形成該薄膜晶體管的一源極與一漏極；以及在該基底上形成一保護(hù)層。
全文摘要
本發(fā)明涉及制作薄膜晶體管液晶顯示器的方法，其中，在一優(yōu)選實(shí)施例中，先在一基底的一柵極上依序形成一柵極絕緣層、一非晶硅層與一金屬層，再在該金屬層上形成一第一光阻層與一包含有一開(kāi)口的第二光阻層。接著進(jìn)行兩次蝕刻制程，以形成一源極與一漏極。最后形成一保護(hù)層，覆蓋于該基底上。本發(fā)明的制作方法可使由開(kāi)口所暴露出的第一光阻層具有一均勻的表面，確保后續(xù)進(jìn)行第二蝕刻制程時(shí)，不會(huì)發(fā)生過(guò)度蝕刻或蝕刻不足的問(wèn)題，而所生成的源極與漏極的寬度也能符合產(chǎn)品規(guī)格，從而可大大提高產(chǎn)品生產(chǎn)率和優(yōu)化制造工藝。
文檔編號(hào)H01L29/786GK1536416SQ03108478
公開(kāi)日2004年10月13日 申請(qǐng)日期2003年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月11日
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