專(zhuān)利名稱(chēng)：薄膜晶體管和利用該薄膜晶體管的有源矩陣平板顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種薄膜晶體管和一種利用該薄膜晶體管的有源矩陣平板顯示器，特別是涉及通過(guò)形成一具有多重剖面?zhèn)鲗?dǎo)層在薄膜晶體管和利用該薄膜晶體管的有源矩陣平板顯示器內(nèi)減少臨界尺寸(CD)以及提高分級(jí)覆蓋。
背景技術(shù)：
一般地，在有源矩陣平板顯示器中，單位像素形成在其陣列襯底上，該單位像素為一交叉了多個(gè)柵線(xiàn)和多個(gè)數(shù)據(jù)線(xiàn)的矩陣形式。作為轉(zhuǎn)換和驅(qū)動(dòng)元件薄膜晶體管形成在每個(gè)像素區(qū)域上。
通過(guò)多個(gè)掩模工藝形成了該陣列襯底。特別地，利用一例如鋁(Al)、鉬(Mo)、鎢化鉬(MoW)或類(lèi)似物的低電阻金屬形成一例如一柵線(xiàn)、一數(shù)據(jù)線(xiàn)或類(lèi)似物的傳導(dǎo)層。
圖1是顯示現(xiàn)有有源矩陣平板顯示器的橫截面圖。圖2和3為一現(xiàn)有有源矩陣平板顯示器的截面掃描電子顯微鏡(SEM)照片。
參考圖1，一多晶硅層的有源層120形成于其上形成有緩沖層110的絕緣襯底100上。柵絕緣層130和一柵金屬淀積在襯底的整個(gè)表面上，并且圖案該柵金屬以形成柵電極140。利用柵電極140作為一掩模制造雜質(zhì)摻雜從而形成源極區(qū)121和漏極區(qū)125。在源極區(qū)121和漏極區(qū)125之間的有源層120內(nèi)的區(qū)域作為通道區(qū)123。
其后，淀積和圖案層間絕緣層150以形成暴露源極區(qū)121和漏極區(qū)125的一部分的接觸孔151、155。一金屬層淀積在絕緣襯底100的整個(gè)表面上然后受利用光致抗蝕劑作為掩模的影印石版術(shù)的支配從而形成源電極161、漏電極165和金屬配線(xiàn)167。此時(shí)，金屬配線(xiàn)167的寬度取決于板的分辨率，并且一般是2μm或更多。
形成源電極161、漏電極165和金屬配線(xiàn)167后，在絕緣襯底100的整個(gè)表面上形成鈍化層170，在鈍化層上形成通路孔175，該通路孔暴露源電極161或漏電極165的一部分，例如，漏電極165，并且形成通過(guò)通路孔175與漏電極165電連接的平板顯示器的像素電極180。
隨后，盡管附圖中沒(méi)有說(shuō)明，但是通過(guò)一種用于平板顯示器的典型制造方法形成平板顯示器。
然而，在通過(guò)該工藝形成的平板顯示器中，例如柵電極140、源電極161、漏電極165和金屬配線(xiàn)167或像素電極180的傳導(dǎo)層的邊緣部分的錐角是小的，例如從大約45°到50°，如圖2所示。臨界尺寸(CD)偏差，即例如柵電極140、源電極161、漏電極165、金屬配線(xiàn)167以及像素電極180的傳導(dǎo)層前后之間的差異被蝕刻達(dá)到大約0.7μm。這是因?yàn)閭鲗?dǎo)層在光致抗蝕劑的高再處理率的條件下通過(guò)進(jìn)行蝕刻工藝被蝕刻，同時(shí)，光致抗蝕劑本身也被蝕刻和再處理，即所謂的過(guò)度蝕刻。從而，在小邊緣錐角a情況下，很困難控制臨界尺寸(CD)偏差。也就是，在例如柵電極140、源電極161、漏電極165、金屬配線(xiàn)167和像素電極180的傳導(dǎo)層前后的CDs間的一個(gè)顯著的差異被蝕刻。
在上述CD偏差很大的情況下，一個(gè)問(wèn)題就是形成的傳導(dǎo)層具有一比給定的寬度小的寬度，這就增加了傳導(dǎo)層的電阻。
為了解決上述的問(wèn)題，一個(gè)方法是在光致抗蝕劑的低再處理率的條件下通過(guò)蝕刻傳導(dǎo)層而形成傳導(dǎo)層。
當(dāng)在光致抗蝕劑的低再處理率的條件下通過(guò)蝕刻工藝形成傳導(dǎo)層時(shí)，邊緣錐角a′變大到80°或更大，這使得形成一具有小CD偏差以及其寬度接近給定寬度的傳導(dǎo)層成為可能，如圖3所示。然而，存在一個(gè)問(wèn)題也就是由于大邊緣錐角a′，隨后形成層的分級(jí)覆蓋變得惡化。
也就是說(shuō)，例如柵電極140、源電極161、漏電極165、金屬配線(xiàn)167和像素電極180的傳導(dǎo)層的邊緣錐角，為決定隨后形成層分級(jí)覆蓋和電壓-電流特性的因素，因此，有一個(gè)問(wèn)題就是如果邊緣錐角變得比一給定角度大，該分級(jí)覆蓋變少，而如果邊緣錐角變得比一給定角度小，CD偏差變大并且因此傳導(dǎo)層電阻增加，導(dǎo)致一惡化的電壓-電流特性。

發(fā)明內(nèi)容
依照本發(fā)明提供薄膜晶體管和有源矩陣平板顯示器，其中通過(guò)形成具有多重剖面的傳導(dǎo)層而減少CD偏差并且使分級(jí)覆蓋極好。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面，提供了包括形成于絕緣襯底上的傳導(dǎo)層的一薄膜晶體管，其中傳導(dǎo)層由至少一個(gè)傳導(dǎo)材料層組成，并且該傳導(dǎo)層的一邊緣部分由具有多重邊緣錐角的多重剖面組成。
根據(jù)本發(fā)明的另外一個(gè)方面，又提供了包括形成于絕緣襯底上的傳導(dǎo)層的一平板顯示器，其中傳導(dǎo)層由至少一個(gè)傳導(dǎo)材料層組成，并且傳導(dǎo)層的一邊緣部分由具有多重邊緣錐角的多重剖面組成。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，傳導(dǎo)層由一柵電極、源電極和漏電極、一柵線(xiàn)、一數(shù)據(jù)線(xiàn)、一電源線(xiàn)和一像素電極中的至少一個(gè)組成。
在另一實(shí)施例中，多重邊緣錐角的一底部邊緣錐角包括一大約從60°到90°的底部邊緣錐角和在向上方向上被逐漸減少的其它邊緣錐角，其它邊緣錐角中的任何一個(gè)具有一相鄰大邊緣錐角的四分之一到四分之三的范圍。
在另一實(shí)施例中，傳導(dǎo)層由第一邊緣錐角和第二邊緣錐角的雙重剖面組成，第一邊緣錐角為60°到90°和第二邊緣錐角為30°到60°。
在一實(shí)施例中，具有第二邊緣錐角部分的厚度在傳導(dǎo)層厚度的四分之一和四分之三之間。
在另一實(shí)施例中，傳導(dǎo)層由至少兩個(gè)傳導(dǎo)材料層組成，并且除在至少兩個(gè)傳導(dǎo)材料層中的一底部傳導(dǎo)層以外的傳導(dǎo)層之一的邊緣錐角在一相鄰低傳導(dǎo)材料層邊緣錐角的四分之一和四分之三之間。
在另一實(shí)施例中，傳導(dǎo)層由第一傳導(dǎo)材料層和形成在第一傳導(dǎo)材料層上的第二傳導(dǎo)材料層組成，第一傳導(dǎo)材料層的邊緣錐角為60°到90°并且第二傳導(dǎo)材料層的邊緣錐角為30°到60°。
在另一實(shí)施例中，第二傳導(dǎo)材料層的厚度在傳導(dǎo)層厚度的四分之一和四分之三之間。


圖1是顯示一現(xiàn)有有源矩陣平板顯示器的橫截面圖。
圖2和3是一現(xiàn)有有源矩陣平板顯示器的截面SEM照片。
圖4是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的有源矩陣平板顯示器的橫截面圖。
圖5A到5C是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，在有源矩陣平板顯示器中形成一金屬配線(xiàn)的雙重剖面的工藝截面圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，用于說(shuō)明應(yīng)用于薄膜晶體管和平板顯示器的傳導(dǎo)層的多重剖面的橫截面圖。
圖7是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的有源矩陣平板顯示器的截面SEM照片。
在附圖中，為了清楚，層和區(qū)的厚度都被夸大了。貫穿說(shuō)明書(shū)相應(yīng)數(shù)字表示相應(yīng)的元件。
具體實(shí)施例方式
圖4是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，包含薄膜晶體管的一有源矩陣平板顯示器的橫截面圖。在圖4中，該有源矩陣平板顯示器包含薄膜晶體管，每一個(gè)薄膜晶體管包括形成于在絕緣襯底400的像素部分上的有源層410，形成于柵絕緣層420上的柵電極430，和形成于在其中形成例如形成于陣列部分之上的一柵線(xiàn)、一數(shù)據(jù)線(xiàn)等的金屬配線(xiàn)467的層間絕緣層440上的源電極451和漏電極455。此外，它包含鈍化層460，其中在包含薄膜晶體管和金屬配線(xiàn)467的絕緣襯底400上形成通路孔465，該通路孔暴露薄膜晶體管的源電極451和漏電極455的一部分；并且電致發(fā)光元件E與源電極451或漏電極455電連接，例如，通過(guò)通路孔465與漏電極455電連接。
在圖4中，一有機(jī)電致發(fā)光顯示器作為電致發(fā)光元件E的一例子被說(shuō)明，有機(jī)電致發(fā)光顯示器由像素電極470、有機(jī)電致發(fā)光層480和上電極490構(gòu)成。
傳導(dǎo)層，例如柵電極430、源電極451和漏電極455、金屬配線(xiàn)467或像素電極470以具有第一邊緣錐角a″和第二邊緣錐角a一雙重剖面的形式形成，從而減少了CD偏差和提高了隨后形成絕緣層，即層間絕緣層440和鈍化層460的分級(jí)覆蓋。
圖5A到5C是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，用于在薄膜晶體管和平板顯示器中的一傳導(dǎo)層而被形成的一雙重剖面的工藝截面圖。
參考圖5A，傳導(dǎo)層510形成于絕緣襯底500上從而形成一柵電極、源電極和漏電極、一柵線(xiàn)、一數(shù)據(jù)線(xiàn)、一電源線(xiàn)、一像素電極或類(lèi)似物。此時(shí)，形成的傳導(dǎo)層具有200?；蚋嗟暮穸?。
形成傳導(dǎo)層510后，淀積、暴露和生長(zhǎng)光致抗蝕劑，形成用于圖案?jìng)鲗?dǎo)層510的光致抗蝕劑圖案520。
參考圖5B，在光致抗蝕劑圖案520的低再處理率的條件下利用光致抗蝕劑圖案520作為一掩模進(jìn)行第一蝕刻工藝，從而形成具有大角度的第一邊緣錐角a″的傳導(dǎo)層511。在一實(shí)施例中，第一邊緣錐角a″為60°到90°。目的是通過(guò)使傳導(dǎo)層511的CD偏差變小而減少由于配線(xiàn)電阻產(chǎn)生的損失。
參考圖5C，在光致抗蝕劑圖案520的高再處理率的蝕刻條件下通過(guò)在具有第一邊緣錐角a″的傳導(dǎo)層511上進(jìn)行第二蝕刻工藝，在傳導(dǎo)層511的一邊緣部分形成一小角度的第二邊緣錐角a，從而形成了由第一邊緣錐角a″和第二邊緣錐角a組成的傳導(dǎo)層515一雙重剖面。在另一實(shí)施例中，第二邊緣錐角a為30°到60°。也就是說(shuō)，多重邊緣錐角的一底部邊緣錐角包括一大約60°到90°的底部邊緣錐角，并且其它邊緣錐角在向上方向上逐漸減少，其它邊緣錐角中的任何一個(gè)具有一相鄰大邊緣錐角的四分之一和四分之三之間的范圍。
在另一實(shí)施例中，在其中形成第二邊緣錐角a的部分的厚度b在傳導(dǎo)層515整個(gè)厚度的四分之一和四分之三之間。目的是提高一隨后形成層的分級(jí)覆蓋。當(dāng)形成第二邊緣錐角a的一部分厚度b變成傳導(dǎo)層515整個(gè)厚度的三分之二或更多時(shí)，很困難控制CD偏差，并且導(dǎo)致CD偏差和傳導(dǎo)層515的電阻一起增加和惡化電壓-電流特性。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，用于說(shuō)明應(yīng)用于薄膜晶體管和平板顯示器的傳導(dǎo)層的多重剖面的橫截面圖。圖6中所示薄膜晶體管的傳導(dǎo)層610類(lèi)似于圖5中所示薄膜晶體管的傳導(dǎo)層。然而，它們之間存在不同，即傳導(dǎo)層610由多個(gè)傳導(dǎo)材料層構(gòu)成，例如第一和第二傳導(dǎo)材料層611和615的一兩層結(jié)構(gòu)。
參考圖6，在絕緣襯底600上形成由第一傳導(dǎo)材料層611和第二傳導(dǎo)材料層615組成的傳導(dǎo)層610從而形成一柵電極、源電極和漏電極、一柵線(xiàn)、一數(shù)據(jù)線(xiàn)、一電源線(xiàn)、一像素電極或類(lèi)似物。
形成第一傳導(dǎo)材料層611和第二傳導(dǎo)材料層615從而分別具有指定的邊緣錐角a″和a。
在一實(shí)施例中，第一傳導(dǎo)材料層611的邊緣錐角a″為60°到90°并且第二傳導(dǎo)材料層615的邊緣錐角a為30°到60°。
在另一實(shí)施例中，第二傳導(dǎo)材料層615的厚度b在由第一和第二傳導(dǎo)材料層611、615組成的傳導(dǎo)層610整個(gè)厚度的四分之一和四分之三之間。
目的是通過(guò)使傳導(dǎo)層610的CD偏差變小而減少由于配線(xiàn)電阻帶來(lái)的損失，并且同時(shí)，類(lèi)似于圖5所示的傳導(dǎo)層，提高以下工藝的分級(jí)覆蓋。
圖7是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的有源矩陣平板顯示器的橫截面SEM照片。在圖7中，根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的平板顯示器的一傳導(dǎo)層具有一包含維持一大角度的第一邊緣錐角a″和維持一小角度的第二邊緣錐角a的雙重剖面。
因此，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，傳導(dǎo)層具有小的CD偏差和因此由于配線(xiàn)電阻帶來(lái)的小損失，使得隨后形成鈍化層的分級(jí)覆蓋極好。
盡管傳導(dǎo)層，例如柵電極、源電極和漏電極、柵線(xiàn)、數(shù)據(jù)線(xiàn)、電源線(xiàn)、或像素電極已經(jīng)在本發(fā)明的實(shí)施例中描述了，可是一絕緣層的一接觸孔和一通路孔、或類(lèi)似物同樣能夠被形成而具有多重剖面。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)形成具有多重剖面的傳導(dǎo)層，可能提供一薄膜晶體管和一平板顯示器，其中分級(jí)覆蓋極好并且由于CD偏差小而引起的增加的配線(xiàn)電阻造成的電壓下降。
盡管參考優(yōu)選實(shí)施例作出上述說(shuō)明，但應(yīng)明白本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不背離本發(fā)明和附加權(quán)利要求的精神和范圍的情況下，可以在形式和細(xì)節(jié)上做出各種變化。
權(quán)利要求
1.一種薄膜晶體管包括一有源傳導(dǎo)層、一源極區(qū)和一漏極區(qū)；一絕緣于有源傳導(dǎo)層的柵傳導(dǎo)層，對(duì)該柵傳導(dǎo)層構(gòu)圖以形成一柵電極；一絕緣層，被淀積在柵傳導(dǎo)層上并且被圖案化從而形成分別到源極區(qū)和漏極區(qū)的接觸孔；一淀積在絕緣層上的金屬傳導(dǎo)層，形成一源電極、一漏電極和金屬配線(xiàn)；和一形成在金屬傳導(dǎo)層上的鈍化層，包括形成于鈍化層上并且暴露了漏極區(qū)的一部分的一通路孔；其中該有源傳導(dǎo)層、該柵傳導(dǎo)層或該金屬傳導(dǎo)層中的一個(gè)或多個(gè)，包括至少一個(gè)具有多重邊緣錐角的多重邊緣部分剖面的傳導(dǎo)材料層。
2.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其中多重邊緣錐角包括一大約60°到90°的向下部分錐角和向上部分錐角并且其它邊緣錐角在層向上方向逐漸減小，其它邊緣錐角中的任何一個(gè)具有一在相鄰低邊緣錐角的四分之一和四分之三之間的范圍。
3.如權(quán)利要求2所述的薄膜晶體管，其中至少一個(gè)傳導(dǎo)材料層由第一邊緣錐角和第二邊緣錐角的一雙重剖面組成，第一邊緣錐角為60°到90°并且第二邊緣錐角為30°到60°。
4.如權(quán)利要求3所述的薄膜晶體管，其中具有第二邊緣錐角的部分的厚度在至少一個(gè)傳導(dǎo)材料層厚度的四分之一和四分之三之間。
5.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其中至少一個(gè)傳導(dǎo)材料層由至少兩個(gè)傳導(dǎo)材料層組成，不同于一底部傳導(dǎo)材料層，至少兩個(gè)傳導(dǎo)材料層中的一個(gè)的一邊緣錐角為在相鄰低傳導(dǎo)材料層邊緣錐角二分之一和三分之二之間。
6.如權(quán)利要求5所述的薄膜晶體管，其中至少一個(gè)傳導(dǎo)材料層由一第一薄膜晶體管傳導(dǎo)材料層和在該第一薄膜晶體管上形成的一第二薄膜晶體管傳導(dǎo)材料層組成，該第一薄膜晶體管傳導(dǎo)材料層的邊緣錐角為60°到90°并且該第二薄膜晶體管傳導(dǎo)材料層的邊緣錐角為30°到60°。
7.如權(quán)利要求6所述的薄膜晶體管，其中該第二薄膜晶體管傳導(dǎo)材料層的厚度在至少一個(gè)傳導(dǎo)材料層厚度的四分之一和四分之三之間。
8.一種有源矩陣平板顯示器設(shè)備包括一用于有源矩陣平板顯示器像素區(qū)的薄膜晶體管，該薄膜晶體管具有一形成在絕緣襯底上的有源傳導(dǎo)層，該有源層提供一源極區(qū)、一漏極區(qū)和一在源極區(qū)和漏極區(qū)之間的通道區(qū)；一絕緣于該有源傳導(dǎo)層的柵傳導(dǎo)層，該柵傳導(dǎo)層被構(gòu)圖以形成一柵電極；一絕緣層，被淀積在該柵傳導(dǎo)層上并且被構(gòu)圖從而形成分別到源極區(qū)和漏極區(qū)的接觸孔；一淀積在絕緣層上的金屬層，形成源電極、漏電極和金屬配線(xiàn)；和一形成在金屬層上的鈍化層，包括形成于鈍化層上并且暴露了漏極區(qū)的一部分的一通路孔；其中該有源傳導(dǎo)層、該柵電極層或該金屬傳導(dǎo)層中的一個(gè)或多個(gè)，包括至少一個(gè)具有多重邊緣錐角的多重邊緣部分剖面的傳導(dǎo)材料層；形成一像素電極，通過(guò)通路孔與漏極區(qū)電連接；和一電致發(fā)光元件，與像素電極電連接。
9.如權(quán)利要求8所述的有源矩陣平板顯示器設(shè)備，其中多重邊緣錐角包括一大約60°到90°的向下部分錐角和向上部分錐角，并且其它邊緣錐角在層向上方向逐漸減小，其它邊緣錐角中的任何一個(gè)具有一在相鄰低邊緣錐角的四分之一和四分之三之間的范圍。
10.如權(quán)利要求9所述的有源矩陣平板顯示器設(shè)備，其中至少一個(gè)傳導(dǎo)材料層由第一邊緣錐角和第二邊緣錐角的一雙重剖面組成，第一邊緣錐角為60°到90°并且第二邊緣錐角為30°到60°。
11.如權(quán)利要求10所述的有源矩陣平板顯示器設(shè)備，其中具有第二邊緣錐角的部分的厚度在至少一個(gè)傳導(dǎo)材料層厚度的四分之一和四分之三之間。
12.如權(quán)利要求8所述的有源矩陣平板顯示器設(shè)備，其中至少一個(gè)傳導(dǎo)材料層由至少兩個(gè)傳導(dǎo)材料層組成，不同于一底部傳導(dǎo)材料層，至少兩個(gè)傳導(dǎo)材料層中的一個(gè)的一邊緣錐角為在相鄰低傳導(dǎo)材料層邊緣錐角二分之一和三分之二之間。
13.如權(quán)利要求12所述的有源矩陣平板顯示器設(shè)備，其中至少一個(gè)傳導(dǎo)材料層由一第一薄膜晶體管傳導(dǎo)材料層和在該第一薄膜晶體管上形成的一第二薄膜晶體管傳導(dǎo)材料層組成，該第一薄膜晶體管傳導(dǎo)材料層的邊緣錐角為60°到90°并且該第二薄膜晶體管傳導(dǎo)材料層的邊緣錐角為30°到60°。
14.如權(quán)利要求13所述的有源矩陣平板顯示器設(shè)備，其中該第二薄膜晶體管傳導(dǎo)材料層的厚度在至少一個(gè)傳導(dǎo)材料層厚度的四分之一和四分之三之間。
全文摘要
一種薄膜晶體管和一種有源矩陣平板器材。通過(guò)形成具有多重剖面的一傳導(dǎo)材料層，減少了臨界尺寸(CD)偏差和提高了分級(jí)覆蓋。該薄膜晶體管包括形成于一絕緣襯底上的傳導(dǎo)材料層，其中該傳導(dǎo)材料層由至少一個(gè)薄膜晶體管傳導(dǎo)材料層組成，并且該傳導(dǎo)材料層的一邊緣部分由具有多重邊緣錐角的多重剖面組成。
文檔編號(hào)H01L27/12GK1591146SQ20041006867
公開(kāi)日2005年3月9日 申請(qǐng)日期2004年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月3日
發(fā)明者姜泰旭, 鄭倉(cāng)龍, 任忠烈 申請(qǐng)人:三星Sdi株式會(huì)社