專利名稱：Tft陣列面板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種薄膜晶體管(TFT)陣列面板及其制造方法，更具體地，涉及一種包括形成于鋁層之間的氮化鋁層的薄膜晶體管(TFT)陣列面板及其制造方法。
背景技術(shù)：
在液晶顯示器(LCD)中，LCD面板包括TFT陣列面板、濾色器陣列面板、以及夾在TFT陣列面板與濾色器陣列面板之間的液晶。由于LCD面板本身不能發(fā)光，所以其通常與背光單元結(jié)合使用。通常，背光單元位于TFT陣列面板后方，并向TFT陣列面板發(fā)光。背光單元發(fā)出的光的透射率根據(jù)液晶的分子排列而變化。
近來，人們對具有高清晰度和高孔徑比(aperture ratio，開口率)的寬屏LCD的需求正在增加。因此，LCD中的布線(wiring line，配線，接線)的長度在布線變窄的同時變長。該趨勢存在一個問題，即布線材料的高電阻率(specific resistance)可能導致RC延遲，從而使圖形失真。
迄今，諸如鉻(Cr)、鉬鎢合金(MoW)等具有10μΩ/cm或更高電阻率的金屬已經(jīng)被用于布線。然而，這些材料的電阻率太高，以至于不能用于尺寸為20英寸或以上的寬屏LCD的布線。因此，期望具有較低電阻率的布線。
具有較低電阻率的典型金屬包括銀(Ag)、銅(Cu)、鋁(Al)等。這些材料當中，銀和銅對于TFT陣列面板的玻璃襯底具有不良的粘附性。至于銅，其具有與TFT的半導體層中的非晶硅進行擴散的趨勢，從而損壞TFT并降低銅的電阻率。
由于上述銀和銅的缺點，所以鋁被廣泛用作布線用的基本材料。鋁有許多優(yōu)點，諸如大約3μΩ/cm的低電阻率、容易形成布線、低成本等。
然而，鋁也不是無可挑剔的。其具有形成小丘(hillock，小隆起)的趨勢，這可導致布線中的短路。例如，柵極布線上形成的小丘穿透柵極絕緣層，并接觸數(shù)據(jù)布線，從而導致布線的短路。
由小丘引起的這種問題隨著鋁布線變厚而變得惡化。因此，人們在繼續(xù)尋找一種用于在LCD布線中使用鋁時控制小丘形成的方法。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個方面在于提供了一種TFT陣列面板，其具有不會形成小丘的鋁布線。
本發(fā)明的另一個方面在于提供了一種制造TFT陣列面板的方法，防止小丘在該TFT陣列面板上生長。
本發(fā)明的上述和/或其他方面可通過提供一種TFT陣列面板來實現(xiàn)，該TFT陣列面板包括下部鋁層；氮化鋁層，形成于下部鋁層上；以及上部鋁層，形成于氮化鋁層上。
上部鋁層可具有2,500?；蚋〉暮穸?，或者1,500?；蚋〉暮穸取Ｏ虏夸X層和上部鋁層的厚度和可大于4,000。氮化鋁層的厚度可大于下部鋁層的厚度的5％。有時，氮化鋁層的厚度范圍為100到400。
TFT陣列面板還可包括鉬層，形成于上部鋁層上。
氮化鋁層可包括0.01摩爾百分比(mole％)到60摩爾百分比的氮。
本發(fā)明的上述和/或其他方面可通過提供一種TFT陣列面板來實現(xiàn)，該TFT陣列面板包括柵極布線；數(shù)據(jù)布線；以及柵極布線和數(shù)據(jù)布線中至少之一，包括順序形成的下部鋁層、氮化鋁層、上部鋁層。
本發(fā)明的上述和/或其他方面可通過提供一種制造TFT陣列面板的方法來實現(xiàn)。該方法包括以下步驟在絕緣襯底上沉積下部鋁層；在氮前體氣體環(huán)境(nitrogen precursor gas atmosphere)中在下部鋁層上沉積氮化鋁層；以及在氮化鋁層上沉積上部鋁層。
可在上部鋁層上沉積鉬層。
可連續(xù)地沉積上部鋁層、氮化鋁層、和下部鋁層。
可用濺射法沉積氮化鋁層。
氮前體氣體可以是氮、氨、一氧化氮、和二氧化氮中至少之一。氮前體氣體可與氬一起提供。
本發(fā)明的上述和/或其他方面可通過提供一種液晶顯示裝置來實現(xiàn)，該液晶顯示裝置包括第一襯底，包括柵極布線和數(shù)據(jù)布線，其中至少之一包括順序形成的下部鋁層、氮化鋁層、和上部鋁層；第二襯底，面向第一襯底；以及液晶層，置于第一襯底與第二襯底之間。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，氮化鋁層設(shè)置在鋁布線之間，以防止鋁移動，從而防止小丘生長。


結(jié)合附圖，通過以下對實施例的描述，本發(fā)明的上述和/或其他方面和優(yōu)點將變得顯而易見并更易于理解，附圖中圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的鋁布線的截面圖；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的鋁布線的截面圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的TFT陣列面板的平面圖；圖4是沿圖3中線IV-IV的TFT陣列面板的截面圖；圖5到圖8是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的TFT陣列面板的制造過程的截面圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的TFT陣列面板的平面圖；圖10是沿圖9中線X-X的TFT陣列面板的截面圖；
圖11是沿圖9中線XI-XI的TFT陣列面板的截面圖；以及圖12A到圖19B是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的TFT陣列面板的制造過程的截面圖。
具體實施例方式
以下將具體參照本發(fā)明的實施例，其實例在附圖中示出，其中全文中相同的元件使用相同的參考標號。以下參照附圖描述實施例以說明本發(fā)明。
布線上形成小丘的原因如下。在制造TFT陣列面板的過程中，在形成鋁布線之后，通過等離子體增強化學汽相沉積(PECVD)沉積絕緣層、半導體層等。PECVD在高溫下執(zhí)行，從而向鋁施加壓縮應力。此時，鋁沿著其表面移動，具體而言，沿著晶界(grainboundary)移動，并向鋁布線的側(cè)面或上面生長。
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的鋁布線的截面圖。
參照圖1，根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的鋁布線是通過三層結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)的，其包括下部鋁層2、氮化鋁層3、以及上部鋁層4。此處，鋁布線形成于襯底1上，并且鋁布線被絕緣層5覆蓋。
氮化鋁層3防止下部鋁層2的鋁移動，并減少小丘的生長。優(yōu)選地，氮化鋁層3的厚度d2大于下部鋁層2的厚度d1的5％。當?shù)X層3的厚度d2太大時，氮化鋁層3可能起到絕緣層的作用。因此，氮化鋁層3的厚度d2優(yōu)選地小于下部鋁層2的厚度d1的30％。當?shù)X層3起到絕緣層的作用時，下部鋁層2與上部鋁層4彼此電絕緣，使得鋁布線的電阻率上升。更具體地，氮化鋁層3優(yōu)選地具有100到400的厚度。同時，氮化鋁層3優(yōu)選地包括0.01摩爾百分比到60摩爾百分比的氮。當?shù)儆?.01摩爾百分比時，氮化鋁層3不能適當?shù)胤乐瓜虏夸X層2的鋁移動。另一方面，當?shù)嘤?0摩爾百分比時，氮化鋁層3可能起到絕緣層的作用。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，氮化鋁層3還可包括碳、氧等。
優(yōu)選地，上部鋁層4的厚度d3小于1,500。上部鋁層4的鋁的移動可引起穿透絕緣層5的小丘。然而，當上部鋁層4的厚度d3小于1,500時，不會形成大到足以導致短路的小丘。此外，下部鋁層2與上部鋁層4的厚度和d1+d3優(yōu)選地大于4,000，以使布線具有滿足顯示裝置的寬屏幕和高分辨率的低電阻。通過用諸如鉬層的金屬覆蓋鋁層，可進一步增加下部鋁層2與上部鋁層4的厚度和d1+d3。
圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的鋁布線的截面圖。
參照圖2，另外在上部鋁層4上形成鉬層6。在第二實施例中，下部鋁層2的厚度d4、上部鋁層4的厚度d6、氮化鋁層3的厚度d5、以及氮化鋁層3的成分之間的關(guān)系與第一實施例中相同。
根據(jù)本發(fā)明的第二實施例，上部鋁層4的厚度d6可大于第一實施例中上部鋁層的厚度，這是因為上部鋁層4覆蓋有鉬層6，以防止上部鋁層4的鋁移動或變形。如果上部鋁層4的厚度d6太大，則鉬層6不適合用于防止上部鋁層4中的鋁移動或變形。因此，上部鋁層4的厚度d6優(yōu)選地小于2,500。
此外，下部鋁層2與上部鋁層4的厚度和d4+d6優(yōu)選地大于4,000。
此外，鉬層6的厚度d7優(yōu)選地具有300到500的厚度。在某些實施例中，鉬層6可用鉬合金層、鎳層、鉻層、或鈦層代替。此處，鉬層6不僅防止上部鋁層4的鋁移動或變形，而且具有與透明導電層的低接觸電阻。布線接觸透明導電層，以連接到像素電極(后面將描述)等，透明導電層可包含諸如銦錫氧化物(ITO)或銦鋅氧化物(IZO)的材料。如果是鋁，則鋁與透明導電層之間的接觸很差，使得在信號傳輸中發(fā)生問題。另一方面，當鉬層6在類似于第二實施例的布線上形成時，透明導電層與鉬層6接觸，從而解決了信號傳輸中的問題。
在上述實施例中，可使用各種鋁布線。例如，鋁層和氮化鋁層可交替地形成為四層或更多層的結(jié)構(gòu)。
以下，將描述根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的鋁布線的形成方法。
首先，在襯底1上形成下部鋁層2。下部鋁層2可通過濺射法形成。
在濺射法中，將氬氣注入設(shè)置有被施加了高電壓的鋁制靶電極的室中，然后進行等離子體放電。然后，由等離子體放電所激勵的氬陽離子將鋁原子從靶電極分離，然后鋁原子附著至襯底，并且生長成為薄膜。
當下部鋁層2具有期望厚度時，將氮源氣體注入室中，然后氮化鋁層3在氮氣環(huán)境中生長。就氮源氣體而言，可以采用氮(N2)、氨(NH4)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)等。當將這些氮源氣體中的一種或多種注入室中時，氮與鋁一起沉積，從而形成氮化鋁層3。
當?shù)X層3具有期望厚度時，停止將氮源氣體注入室中，然后沉積上部鋁層4。如有必要，可增加去除殘留在室中的氮源氣體的過程。
上述過程是在同一室中連續(xù)地進行，從而不必在過程的不同部分中遷移襯底1。僅僅通過將氮源氣體注入到室中而容易地形成氮化鋁層3。
隨后，使鋁層3和4形成圖樣，以形成鋁布線，然后用絕緣層5覆蓋。即使在形成絕緣層5的同時使鋁布線加熱到高溫，氮化鋁層3也可以防止下部鋁層2的鋁的導致形成小丘的移動/變形。
下面將描述根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的TFT陣列面板及其制造方法。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的TFT陣列面板的平面圖；圖4是沿圖3中線IV-IV的TFT陣列面板的截面圖；以及圖5到圖8是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的TFT陣列面板的制造過程的截面圖。
在絕緣襯底10上形成柵極布線22、24、26，其中柵極布線是四層結(jié)構(gòu)，包括下部鋁層221、241、261；氮化鋁層222、242、262；上部鋁層223、243、263；以及鉬層224、244、264。
每個柵極布線22和26包括柵極線22，沿水平方向形成；以及柵電極26，包含于薄膜晶體管中，并連接至柵極線22，其中柵極線22的一個端部24的寬度被擴大，以與外部電路連接。
此外，在第一絕緣襯底10上形成由氮化硅(SiNx)等制成的柵極絕緣層30，并覆蓋柵極布線22、24、26。
在柵電極26的柵極絕緣層30上形成由非晶硅等制成的半導體層40。在半導體層40上形成由重摻有n型雜質(zhì)的n+氫化非晶硅制成的歐姆接觸層55和56。
在歐姆接觸層55和56以及柵極絕緣層30上形成數(shù)據(jù)布線65、66、68，其中，數(shù)據(jù)布線65、66、68具有相同的四層結(jié)構(gòu)，包括下部鋁層651、661、681；氮化鋁層652、662、682；上部鋁層653、663、683；以及鉬層654、664、684。
圖中未示出數(shù)據(jù)線62，但其具有類似于數(shù)據(jù)布線65、66、68的四層結(jié)構(gòu)。
數(shù)據(jù)布線62、65、66、68包括數(shù)據(jù)線62，沿垂直方向形成，并與柵極線22交叉，以限定像素；源電極65，從數(shù)據(jù)布線62中分支出來，并在歐姆接觸層55上方延伸；以及漏電極66，其與源電極65分開，并在歐姆接觸層56上方形成。漏電極66位于越過柵電極26在源電極65對面的位置。數(shù)據(jù)線62的一端68的寬度被擴大，以與外部電路連接。
此外，在數(shù)據(jù)布線62、65、66、68和半導體層40的沒有被覆蓋數(shù)據(jù)布線62、65、66、68的部分上形成鈍化層70，其中該鈍化層由SiNx層、a-Si:C:O層、a-Si:O:F層(低介電CVD層)、丙稀基有機絕緣層等制成的。a-Si:C:O層和a-Si:O:F層通過PECVD(等離子體增強化學汽相沉積)形成，并且具有4或更低的低介電常數(shù)(即，其介電常數(shù)范圍為2到4)。因而，在a-Si:C:O層或a-Si:O:F層中不產(chǎn)生寄生電容問題，即使其厚度相當?shù)乇?。此外，a-Si:C:O層和a-Si:O:F層在階梯覆蓋、與其他層的接觸性質(zhì)中表現(xiàn)優(yōu)異。此外，a-Si:C:O層和a-Si:O:F層中的每一個均是無機CVD層，因此與有機介電層相比具有良好的耐熱性。此外，a-Si:C:O層和a-Si:O:F層的沉積率和蝕刻率比SiNx的沉積率和蝕刻率高出四到十倍，所以a-Si:C:O層和a-Si:O:F層具有處理時間短的優(yōu)點。
鈍化層70包括接觸孔76，通過其暴露出漏電極66；接觸孔78，通過其暴露出數(shù)據(jù)線的端部68；以及接觸孔74，通過其暴露出柵極線的端部24和柵極絕緣層30。
在鈍化層70上形成通過接觸孔76與漏電極66電連接且位于像素區(qū)上的像素電極82。此外，在鈍化層70上形成分別通過接觸孔74和78連接至柵極線的端部24和數(shù)據(jù)線的端部68的接觸輔助部分(contact subsidiary part)86、88。此處，像素電極82和接觸輔助部分86、88由諸如ITO(銦錫氧化物)或IZO(銦鋅氧化物)的透明導電層制成。即，漏電極66通過鉬層664接觸像素電極82。
參照圖3和圖4，像素電極82與柵極線22重疊，從而形成存儲電容器。在存儲電容器的電容不夠的情況下，可額外地在與柵極布線22、24、26相同的電平提供存儲電容器線路組件。
此外，像素電極82可與數(shù)據(jù)線62重疊，從而使寬高比最大化。即使像素電極82與數(shù)據(jù)線62重疊以最大化寬高比，只要鈍化層70是由低介電CVD層制成的，則可以忽略在像素電極82與數(shù)據(jù)線62之間產(chǎn)生的寄生電容問題。
根據(jù)第一實施例的TFT陣列面板的制造方法如下。如圖5所示，在絕緣襯底10上沉積四層柵極金屬結(jié)構(gòu)，包括下部鋁層221、241、261；氮化鋁層222、242、262；上部鋁層223、243、263；以及鉬層224、244、264。隨后，通過使用掩模的光刻法使柵極金屬層形成圖樣，從而形成柵極布線22、24、26。柵極布線22、24、26包括柵極線22和柵電極26，并沿橫向延伸。
參照圖6，由氮化硅制成的柵極絕緣層30，由非晶硅制成的半導體層40，以及摻雜非晶硅層50順序地沉積至絕緣襯底10上。通過使用掩模的光刻法使半導體層40和摻雜非晶硅層50形成圖樣，從而在柵電極26上方的柵極絕緣層30上形成類似于島狀的半導體層40和歐姆接觸層50。
參照圖7，沉積四層第二數(shù)據(jù)金屬結(jié)構(gòu)，包括下部鋁層621、651、661；氮化鋁層622、652、662；上部鋁層623、653、663；鉬層624、654、664，并通過使用掩模的光刻法來使其形成圖樣，從而形成數(shù)據(jù)布線。數(shù)據(jù)布線包括與柵極線22交叉的數(shù)據(jù)線62、連接至數(shù)據(jù)線62并在柵電極26上方延伸的源電極65、以及與源電極65隔離并位于越過柵電極26在源電極65對面位置的漏電極66。
隨后，在未沉積數(shù)據(jù)布線62、65、66、68的區(qū)域蝕刻摻雜非晶硅層50(見圖6)，從而相對于柵電極26分開，并暴露出在摻雜非晶硅層55和56之間的半導體層40。另外，可應用氧等離子體，以使暴露的半導體層40的表面穩(wěn)定。
然后，參照圖8，鈍化層70通過使用CVD法生長氮化硅層、a-Si:C:O層、或a-Si:O:F層來形成，或通過涂覆有機絕緣材料來形成。
然后，通過光刻法使鈍化層70與柵極絕緣層30形成圖樣，從而形成分別通過柵極線的端部24、漏電極66、和數(shù)據(jù)線的端部68的接觸孔74、76、78。
參照圖3和圖4，ITO層或IZO層被沉積并利用光刻法來蝕刻，從而形成通過接觸孔76電連接至漏電極66的像素電極82，并形成分別通過接觸孔74、78連接至柵極線的端部24和數(shù)據(jù)線的端部68的接觸輔助部分86、88。優(yōu)選地，在沉積ITO層或IZO層之前的預熱過程中使用氮氣。
上述第一實施例在制造TFT陣列面板的過程中應用了五個掩模。下面的第二實施例使用了四個掩模。
圖9是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的TFT陣列面板的平面圖；圖10是沿圖9中線X-X的TFT陣列面板的截面圖；圖11是沿圖9中線XI-XI的TFT陣列面板的截面圖；以及圖12A到圖19B是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的TFT陣列面板的制造過程的截面圖。
類似于第一實施例，在絕緣襯底10上形成具有四層結(jié)構(gòu)的柵極布線22、24、26，包括下部鋁層221、241、261；氮化鋁層222、242、262；上部鋁層223、243、263；以及鉬層224、244、264。
此外，在絕緣襯底10上形成與柵極線22平行的存儲電極線28。同樣，存儲電極線28具有類似于柵極布線22、24、26的四層結(jié)構(gòu)。存儲電極線28與連接至像素電極82(后面將描述)的存儲電容器導電圖樣64重疊，并形成增強像素的電勢存儲電容的存儲電容器。如果由于像素電極82與柵極線22的重疊得到的存儲電容足夠了，則可省去存儲電極線28。通常，施加給存儲電極線28的電壓等于施加給頂部襯底的共用電極的電壓。
在柵極布線22、24、26和存儲電極線28上形成由氮化硅(SiNx)等制成的柵極絕緣層30，從而覆蓋柵極布線22、24、26和存儲電極線28。
在柵極絕緣層30上形成由諸如氫化非晶硅等半導體制成的半導體圖樣42和48。在半導體圖樣42和48上形成歐姆接觸圖樣或中間層圖樣55、56、58，其由重摻有n型雜質(zhì)諸如磷(P)的非晶硅等制成。
在歐姆接觸層55、56、和58上形成具有四層結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)布線62、64、65、66、68，包括下部鋁層621、641、651、661、681；氮化鋁層622、642、652、662、682；上部鋁層623、643、653、663、683；以及鉬層624、644、654、664、684。數(shù)據(jù)布線包括沿垂直方向延伸的數(shù)據(jù)線部分62、68、65。數(shù)據(jù)線部分62、68、65包括數(shù)據(jù)線62，其具有端部68，以接收外部視頻信號；以及薄膜晶體管的源電極65，其從數(shù)據(jù)線62分支出來。薄膜晶體管的漏電極66與數(shù)據(jù)線部分62、68、65分開，并相對于柵電極26或TFT溝道部分C與源電極65相對。存儲電容器導電圖樣64設(shè)置于存儲電極線28上。如果沒有設(shè)置存儲電極線28，則可省去存儲電容器導電圖樣64。
歐姆接觸圖樣55、56、58降低了在下面的半導體圖樣42、48與上面的數(shù)據(jù)布線62、64、65、66、68之間的接觸電阻，并且具有與數(shù)據(jù)布線62、64、65、66、68相同的形狀。即，位于數(shù)據(jù)線62、68、65之下的歐姆接觸圖樣55具有與數(shù)據(jù)線62、68、65相同的形狀；位于數(shù)據(jù)布線66之下的歐姆接觸圖樣具有與漏電極66相同的形狀；以及位于數(shù)據(jù)布線64之下的歐姆接觸圖樣具有與存儲電容器導電圖樣64相同的形狀。
半導體圖樣42、48除了TFT溝道部分C之外，類似于數(shù)據(jù)布線62、64、65、66、68和歐姆接觸圖樣55、56、58中的圖樣。更具體地，存儲電容器半導體圖樣48、存儲電容器導電圖樣64、以及存儲電容器歐姆接觸圖樣58彼此相似。TFT半導體圖樣42形狀上與數(shù)據(jù)布線和歐姆接觸圖樣的其他部分不相同。即，數(shù)據(jù)布線62、68、65，尤其是源電極65和漏電極66在TFT溝道部分C處彼此分開。同樣地，數(shù)據(jù)線中間層圖樣55與漏電極歐姆接觸圖樣56彼此分開。然而，TFT半導體圖樣42在TFT溝道部分C處連續(xù)地延伸，而沒有分開，從而形成薄膜晶體管的溝道。
在數(shù)據(jù)布線62、64、65、66、68上形成由氮化硅制成的鈍化層70、通過PECVD法沉積的a-Si:C:O層或a-Si:O:F層(低介電層)、或有機絕緣層。鈍化層70包括接觸孔76、78、72，漏電極66、數(shù)據(jù)線的端部68、以及存儲電容器導電圖樣64分別通過接觸孔被暴露。此外，鈍化層70包括接觸孔74。接觸孔74穿透柵極絕緣層30，并暴露出柵極線22的端部24。在鈍化層70上形成像素電極82，以接收來自薄膜晶體管的視頻信號，并與上部電極(未示出)一起生成電場。像素電極82由諸如ITO、IZO等透明導電材料制成。像素電極82經(jīng)由接觸孔76物理上及電學上連接至漏電極66，從而接收視頻信號。此處，像素電極82與相鄰的柵極線22和相鄰的數(shù)據(jù)線62重疊，以增強寬高比。在另一實施例中，像素電極82可不與相鄰的柵極線22和相鄰的數(shù)據(jù)線62重疊。此外，像素電極82通過接觸孔72電連接至存儲電容器導電圖樣64，并將視頻信號發(fā)送至存儲電容器導電圖樣64。在柵極線的端部24和數(shù)據(jù)線的端部68上方形成接觸輔助部分86、88，其分別通過接觸孔74、78連接至柵極線的端部24和數(shù)據(jù)線的端部68。接觸輔助部分86、88分別增強了端部24、68對外部電路的附著，并保護了端部24、68。此外，接觸輔助部分86、88由透明導電層制成。
根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的TFT陣列面板的制造方法如下。如圖12A到圖12B所示，柵極金屬層具有四層結(jié)構(gòu)，包括下部鋁層221、241、261、281；氮化鋁層222、242、262、282；上部鋁層223、243、263、283；鉬層224、244、264、284，該柵極金屬層類似于第一實施例那樣沉積，并通過光刻法形成圖樣，以形成包括柵極線22、柵電極26、和存儲電容器電極28的柵極布線。此時，擴大柵極線22的一個端部24的寬度，以與外部電路連接。
隨后，參照圖13A和圖13B，通過CVD法順序地沉積厚度為約1500到約5000的柵極絕緣層30、厚度為約500到約2000的半導體層40、以及厚度為約300到約600的中間層50。沉積具有四層結(jié)構(gòu)的導電層60，包括下部鋁層601、氮化鋁層602、上部鋁層603、和鉬層604，以形成數(shù)據(jù)布線。然后，將厚度為約1μm到約2μm的光刻膠(photoresist)膜110涂覆到導電層60上。
參照圖13A和圖13B，通過掩模使光刻膠膜110曝光，然后顯影，從而形成光刻膠圖樣112、114。此時，創(chuàng)建位于源電極65與漏電極66之間的TFT溝道部分C處的第一光刻膠圖樣部分114，使其厚度小于位于數(shù)據(jù)布線部分A處的第二光刻膠圖樣部分112的厚度，其中，在數(shù)據(jù)布線部分A處將形成數(shù)據(jù)布線62、64、65、66、68。另一方面，去除所有位于其他部分B處的光刻膠圖樣部分110。此時，位于TFT溝道部分C處的第一光刻膠圖樣部分114與殘留在數(shù)據(jù)布線部分A處的第二光刻膠圖樣部分112的厚度比，將根據(jù)后續(xù)蝕刻過程中的處理條件來控制。例如，使第一光刻膠圖樣部分114厚度形成為第二光刻膠圖樣部分112厚度的約1/2或更小。優(yōu)選地，第一光刻膠圖樣部分114的厚度可形成為約4000?；蚋　?br> 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，可使用各種掩模，以區(qū)分光刻膠膜110的厚度。掩?？砂íM縫圖樣、格子圖樣、或半透明膜，以控制部分A中的透光率。
如果是使用狹縫圖樣或格子圖樣，優(yōu)選地，狹縫或格子的寬度應該小于曝光裝置的光分解能力。如果使用的是半透明膜，則該半透明膜可具有至少兩種不同透光率或厚度的薄膜，以在形成掩模時調(diào)節(jié)光的透射率。
當通過掩模使光刻膠膜曝光時，直接曝光的光刻膠膜110的聚合物被完全地分解。此外，對應于掩模的狹縫圖樣或半透明膜的光刻膠膜的聚合物被一定程度地分解。然而，被掩模遮擋的光刻膠膜的聚合物沒有分解。當在曝光之后，使光刻膠膜110顯影時，聚合物沒有分解的部分保持不同的厚度，該厚度取決于隨曝光所發(fā)生的分子分解的程度。曝光時間不應該太長，以避免光刻膠膜的所有分子都被分解。
可選地，具有相對較薄厚度的第一光刻膠圖樣部分114可利用能夠回流的光刻膠膜來形成。通過常規(guī)的具有透光部分和截光部分的掩模來使光刻膠膜曝光。然后，使曝光的光刻膠膜顯影，然后其回流，以使膜部分被部分地轉(zhuǎn)移到無膜部分，從而形成這種薄光刻膠圖樣114。
隨后，蝕刻第一光刻膠圖樣部分114及其下面的層，即，導電層60、中間層50、和半導體層40。此時，數(shù)據(jù)線及其下面的層留在數(shù)據(jù)布線部分A處上方，并且僅有半導體層40留在TFT溝道部分C處。此外，導電層60、中間層50、和半導體層40在其他部分B處被全部去除，從而暴露出下面的柵極絕緣層30。
首先，參照圖14A和圖14B，去除暴露在其他部分B處的導電層60，從而暴露出下面的中間絕緣層50。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，既可使用干法蝕刻，也可使用濕法蝕刻，來蝕刻導電層60。這兩種蝕刻法優(yōu)選地在當蝕刻導電層60時防止光刻膠圖樣部分112、114被蝕刻的條件下執(zhí)行。然而，如果使用干法蝕刻，則難以找到不蝕刻光刻膠圖樣部分112、114的合適的條件。因此，在導電層60和光刻膠圖樣部分112、114都被蝕刻的條件下，執(zhí)行干法蝕刻。在干法蝕刻中，形成第一光刻膠圖樣部分114厚于濕法蝕刻中的情況，以防止下面的導電層60被暴露。
因此，如圖15A和圖15B所示，形成在溝道區(qū)域C和數(shù)據(jù)布線區(qū)域A處的導電層圖樣。在形成圖樣之后，保留源極/漏極導電圖樣67和存儲電容器導電圖樣64，但是位于其他部分B處的導電層60被去除，從而暴露出下面的中間層50。除了源電極65和漏電極66還沒有彼此分開之外，留下的導電圖樣67、64具有與數(shù)據(jù)布線62、64、65、66、68相似的形狀。此外，當執(zhí)行干法蝕刻時，光刻膠圖樣部分112和114也被部分地去除。
參照圖16A和圖16B，用干法蝕刻同時去除在其他部分B處暴露的中間層50和下面的半導體層40，以及第一光刻膠圖樣部分114。在光刻膠圖樣部分112和114、中間層50、和半導體層40(半導體層和中間層不具有蝕刻選擇性)被同時蝕刻而柵極絕緣層30不被蝕刻的條件下，執(zhí)行干法蝕刻。優(yōu)選地在關(guān)于光刻膠圖樣112和114以及半導體層40的蝕刻率彼此相近的情況下執(zhí)行干法蝕刻。例如，使用SF6與HCl，或SF6與O2的混合氣體以將光刻膠圖樣112(或114)和半導體層40蝕刻成基本相同的厚度。當光刻膠圖樣112和114以及半導體層40的蝕刻率相同或基本相同時，第一光刻膠圖樣114的厚度優(yōu)選地等于或小于半導體層40與中間層50的厚度和。
從而，如圖16A和16B所示，在溝道部分C處的第一光刻膠圖樣部分114被去除，并且源極/漏極導電圖樣67被暴露。在其他部分B區(qū)域處的中間層50和半導體層40被去除，并且下面的柵極絕緣層30被暴露。同時，在數(shù)據(jù)布線部分C處的第二光刻膠圖樣部分112也被蝕刻，使得其厚度變薄。此外，在此過程中，形成了半導體圖樣42和48。標號57和58分別表示在源極/漏極導電圖樣67之下的中間圖樣和在存儲電容器導電圖樣64之下的中間圖樣。
然后，通過灰化(ashing)去除在溝道部分C處的源極/漏極導電圖樣67上的光刻膠殘余物。
參照圖17A和圖17B，在溝道部分C區(qū)域處的源極/漏極導電圖樣67和源極/漏極中間層圖樣57被蝕刻和去除。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，對源極/漏極導電圖樣67和源極/漏極中間層圖樣57都應用干法蝕刻?？蛇x地，可對源極/漏極導電圖樣67應用濕法蝕刻，以及對源極/漏極中間層圖樣57應用干法蝕刻。在前者情況中，優(yōu)選地，源極/漏極導電圖樣67的蝕刻選擇性比源極/漏極中間層圖樣57高。如果蝕刻選擇性不夠高，則難以找到蝕刻過程的終點，且難以控制半導體圖樣42保留在溝道部分C處的厚度。在后者情況中，當交替濕法蝕刻和干法蝕刻時，源極/漏極導電圖樣67的橫邊(lateral side)使用濕法蝕刻來蝕刻，而源極/漏極中間層圖樣57的橫邊基本不用干法蝕刻來蝕刻。因此，形成了級聯(lián)(cascade)結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地可使用CF4與HCl，或CF4與O2的混合氣體來蝕刻中間層圖樣57和半導體圖樣42。當使用CF4與O2的混合氣體時，半導體圖樣42可具有均勻的厚度。此時，如圖16B所示，半導體圖樣42可被部分地去除且變薄，并且也可將第二光刻膠圖樣部分112蝕刻預定厚度。在不蝕刻柵極絕緣層30的條件下應該執(zhí)行蝕刻法。優(yōu)選地，第二光刻膠圖樣112足夠厚，以防止下面的數(shù)據(jù)布線62、64、65、66、68在蝕刻時被暴露。
源電極65和漏電極66彼此分開，從而完成數(shù)據(jù)布線62、64、65、66、68和下面的歐姆接觸圖樣55、56、58。
最后，去除殘余在數(shù)據(jù)布線區(qū)域A處的第二光刻膠圖樣部分112?？蛇x地，可在去除在溝道部分C處的源極/漏極導電圖樣67之后，在去除下面的中間層圖樣57之前，去除第二光刻膠圖樣部分112。
如上所述，可結(jié)合使用濕法蝕刻和干法蝕刻，或可僅使用干法蝕刻。在后者情況中，過程簡單，但是相對較難找到合適的蝕刻條件。在前者情況中，相對較易找到合適的蝕刻條件，但是過程復雜。
如圖18A和圖18B所示，通過利用CVD法生長氮化硅、a-Si:C:O層或a-Si:O:F層，或應用有機絕緣膜來形成鈍化層70。
參照圖19A和圖19B，蝕刻鈍化層70和柵極絕緣層30，以形成接觸孔76、74、78、72，其中，漏電極66、柵極線的端部24、數(shù)據(jù)線的端部68、和存儲電容器導電圖樣64分別通過這些接觸孔而被暴露。
最后，參照圖10和圖11，厚度為約400到約500的ITO層或IZO層被沉積和蝕刻，以形成連接至漏電極66和存儲電容器導電圖樣64的像素電極82，并且用于形成連接至柵極線的端部24的接觸輔助部分86和連接至數(shù)據(jù)線的端部68接觸輔助部分88。
同時，可在預熱過程中使用氮氣，該預熱過程在沉積ITO或IZO層之前執(zhí)行。氮氣防止分別通過接觸孔72、74、76、78而暴露的金屬層64、24、66、68被氧化。
根據(jù)本發(fā)明的第二實施例，使用一個掩模蝕刻數(shù)據(jù)布線62、64、65、66、68，下面的歐姆接觸圖樣55、56、58，以及半導體圖樣42和48。同時，源電極65和漏電極66彼此分開，從而簡化了制造工藝。
本發(fā)明不但可用于TFT LCD，而且可用于有機發(fā)光二極管(OLED)。
此處，OLED使用了有機材料，其根據(jù)接收的電信號而本身發(fā)光。這種OLED通常具有分層結(jié)構(gòu)，包括陽極層(像素電極)、空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)射層、電子傳輸層、電子注入層、以及陰極層(反電極)。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，TFT陣列面板的漏電極電連接至陽極層，從而發(fā)射數(shù)據(jù)信號。另一方面，TFT陣列面板的漏電極可電連接至陰極層。
如上所述，本發(fā)明提供了一種包括鋁布線的TFT陣列面板，以及該TFT陣列面板的制造方法，該鋁布線具有減少小丘形成的改良結(jié)構(gòu)。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種TFT陣列面板，包括下部鋁層；氮化鋁層，形成于所述下部鋁層上；以及上部鋁層，形成于所述氮化鋁層上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TFT陣列面板，其中，所述上部鋁層具有2,500?；蚋〉暮穸?。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的TFT陣列面板，其中，所述上部鋁層具有1,500或更小的厚度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TFT陣列面板，其中，所述下部和上部鋁層的厚度和大于4,000。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TFT陣列面板，其中，所述氮化鋁層的厚度大于所述下部鋁層的厚度的5％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TFT陣列面板，其中，所述氮化鋁層的厚度范圍為100到400。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TFT陣列面板，還包括鉬層，形成于所述上部鋁層上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TFT陣列面板，其中，所述氮化鋁層包括0.01摩爾百分比到60摩爾百分比的氮。
9.一種TFT陣列面板，包括柵極布線；數(shù)據(jù)布線；以及所述柵極和數(shù)據(jù)布線中至少之一，包括順序形成的下部鋁層、氮化鋁層、上部鋁層。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的TFT陣列面板，還包括鉬層，形成于所述上部鋁層上。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的TFT陣列面板，其中，所述下部和上部鋁層的厚度和大于4,000。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的TFT陣列面板，其中，所述氮化鋁層的厚度大于所述下部鋁層的厚度的5％。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的TFT陣列面板，其中，所述氮化鋁層的厚度范圍為100到400。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的TFT陣列面板，其中，所述氮化鋁層包括0.01摩爾百分比到60摩爾百分比的氮。
15.一種制造TFT陣列面板的方法，包括在絕緣襯底上沉積下部鋁層；在氮前體氣體環(huán)境中在所述下部鋁層上沉積氮化鋁層；以及在所述氮化鋁層上沉積上部鋁層。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括在所述上部鋁層上沉積鉬層。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，連續(xù)地沉積所述上部鋁層、所述氮化鋁層、和所述下部鋁層。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，通過濺射法沉積所述氮化鋁層。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述氮前體氣體包括選自包括氮、氨、一氧化氮、和二氧化氮的組中的至少一種。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述氮前體氣體包括選自包括氮、氨、一氧化氮、和二氧化氮的組中的至少一種，并與氬一起提供。
21.一種液晶顯示裝置，包括第一襯底，包括柵極布線和數(shù)據(jù)布線，其中至少之一包括順序形成的下部鋁層、氮化鋁層、和上部鋁層；第二襯底，面向所述第一襯底；以及液晶層，置于所述第一襯底與所述第二襯底之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種TFT陣列面板，包括下部鋁層；氮化鋁層，形成于下部鋁層上；以及上部鋁層，形成于氮化鋁層上。這種包括鋁布線的TFT陣列面板減少乃至防止形成可能引起短路的小丘。本發(fā)明還公開了一種制造這種TFT陣列面板的方法。
文檔編號H01L23/52GK1812109SQ200510130269
公開日2006年8月2日 申請日期2005年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月7日
發(fā)明者裴良浩, 李制勛, 趙范錫, 鄭敞午 申請人:三星電子株式會社