專利名稱：具有氧化物薄膜晶體管的顯示器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有氧化物薄膜晶體管(TFT)的顯示器及其制造方法，更具體 地，涉及一種能夠通過(guò)在柵焊盤上形成源金屬層來(lái)簡(jiǎn)化制造工藝以及降低制造成本的具有 氧化物TFT的顯示器及其制造方法。
背景技術(shù)：
近來(lái)，諸如移動(dòng)電話、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、筆記本電腦等各種便攜式電子設(shè)備的 發(fā)展引起了對(duì)高圖像質(zhì)量的大的顯示設(shè)備以及輕、薄、短和小的顯示設(shè)備的需求的增長(zhǎng)，因 此，平板顯示器(FED)得到普遍應(yīng)用。FED包括液晶顯示器(IXD)或等離子體顯示器(PDP)， 最近，由于LCD可以大規(guī)模地生產(chǎn)、具有易于驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)單元、實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的圖像以及在低 功耗下驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元，因此LCD獲得了很多的關(guān)注。LCD包括濾色器基板、陣列基板和形成在濾色器基板與陣列基板之間的液晶層。普遍應(yīng)用于IXD的有源矩陣(AM)驅(qū)動(dòng)方法是利用非晶硅薄膜晶體管(a-Si TFT) 作為開關(guān)元件來(lái)驅(qū)動(dòng)像素部分的液晶分子的方法。下面將參照?qǐng)D1描述常規(guī)IXD的結(jié)構(gòu)。圖1是示意性示出常規(guī)IXD的分解透視圖。如圖1所示，IXD包括濾色器基板5、 陣列基板10和形成在濾色器基板5與陣列基板10之間的液晶層30。濾色器基板5包括具有多個(gè)子濾色器7的濾色器(C)、黑矩陣6和透明公共電極 8。這些子濾色器7實(shí)現(xiàn)紅、綠和藍(lán)的顏色，黑矩陣6分隔子濾色器7并阻擋光透過(guò)液晶層 30，透明公共電極8提供電壓給液晶層30。陣列基板10包括垂直和水平排列以限定多個(gè)像素區(qū)⑵的柵線16和數(shù)據(jù)線17、 形成在柵線16和數(shù)據(jù)線17的各個(gè)交叉處的開關(guān)元件TFT(T)以及形成在像素區(qū)(P)的像 素電極18。柵焊盤18和數(shù)據(jù)焊盤19形成在每條柵線16和數(shù)據(jù)線17的末端部分。柵驅(qū)動(dòng)電 路和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路與柵焊盤18和數(shù)據(jù)焊盤19連接，以通過(guò)柵線16和數(shù)據(jù)線17提供掃描 信號(hào)和圖像信號(hào)。用形成在濾色器基板5和陣列基板10的圖像顯示區(qū)的邊緣的密封膠(未示出) 將濾色器基板5和陣列基板10以面對(duì)的方式貼附在一起來(lái)形成液晶面板，用形成在濾色器 基板5或陣列基板10上的貼附標(biāo)記(attachment key)來(lái)完成濾色器基板5與陣列基板10 的貼附。IXD主要使用非晶硅作為開關(guān)元件。由于非晶硅的制造成本較低并可以在低溫下 制造，所以通常應(yīng)用為IXD的開關(guān)元件。然而，非晶硅具有較小的遷移率和較差的電學(xué)性能，因此在用非晶硅制造大的高 質(zhì)量顯示器時(shí)，它的圖像質(zhì)量下降。所以，為了解決這個(gè)問(wèn)題，用多晶硅來(lái)制造TFT，但是多 晶硅制成的TFT的制造成本較高，在用于制造大尺寸顯示器時(shí)很難具有一致的性能，并且 需要在較高的溫度下進(jìn)行它的制造工藝。此外，與非晶硅類似，多晶硅也具有較差的電學(xué)性能。于是，在近來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題的研究成果中，提出了采用氧化物半導(dǎo)體的氧化物 TFT0氧化物TFT的制造工藝在低溫下進(jìn)行，并且與多晶硅相比，氧化物TFT具有較好的電 學(xué)性能。因此，在將氧化物TFT應(yīng)用于LCD時(shí)，它們具有在較少的花費(fèi)下就獲得一致的性能 的優(yōu)勢(shì)。圖2是圖1的IXD的截面圖，示出了具有作為開關(guān)元件的氧化物TFT的IXD的結(jié) 構(gòu)。在圖中，為了圖示的簡(jiǎn)明清晰，將實(shí)際上實(shí)現(xiàn)圖像的像素區(qū)和與外電路連接以給像素區(qū) 提供信號(hào)的焊盤區(qū)分開表示。如圖2所示，IXD包括彼此面對(duì)的第一基板20和第二基板40以及形成在第一基 板20與第二基板40之間的液晶層30。第一基板20是陣列基板，氧化物TFT(T)形成在陣列基板的像素區(qū)上。TFT(T)包 括形成在第一基板20上的柵電極21、形成在第一基板20的整個(gè)表面上以覆蓋柵電極21的 柵絕緣層26、形成在柵絕緣層26上的氧化物半導(dǎo)體層22以及形成在氧化物半導(dǎo)體層22上 的源電極23和漏電極24。鈍化層28形成在第一基板20的整個(gè)表面上以覆蓋TFT(T)。在第一基板20上的焊盤區(qū)，形成有柵焊盤18和形成在柵焊盤18上以防止柵焊盤 18在工藝處理中被氧化的透明導(dǎo)電層29a。雖然未示出，但是數(shù)據(jù)焊盤和透明導(dǎo)電層形成 在焊盤區(qū)的柵絕緣層26上，外信號(hào)輸入到該焊盤區(qū)。像素電極29形成在鈍化層28上。像素電極29經(jīng)由形成在鈍化層28上的接觸孔 與TFT的漏電極24電連接，以通過(guò)氧化物TFT(T)提供圖像信號(hào)。實(shí)現(xiàn)實(shí)際顏色的濾色器層7形成在第二基板40的像素區(qū)上，黑矩陣42阻擋光透 射到像素區(qū)的非顯示區(qū)和焊盤區(qū)。然而，具有這樣的氧化物半導(dǎo)體層的現(xiàn)有技術(shù)LCD存在下述問(wèn)題。S卩，在現(xiàn)有技術(shù)LCD中，柵絕緣層26由諸如SiNx的無(wú)機(jī)氮化物絕緣材料制成，鈍 化層28由諸如SiO2的無(wú)機(jī)氧化物絕緣材料制成。采用SiNx作為柵絕緣層26的材料和采 用SiO2作為鈍化層28的材料的原因如下。在氧化物半導(dǎo)體層22中電子實(shí)際流過(guò)的溝道層 沿著氧化物半導(dǎo)體層22的上表面形成。因此，若采用SiNx而不是SiO2作為與氧化物半導(dǎo) 體層22的上表面接觸的鈍化層28的材料，則氧從氧化物半導(dǎo)體層22與鈍化層28的界面 處被俘獲到鈍化層28，從而在界面處附近(即氧化物半導(dǎo)體層22的上表面附近)的結(jié)晶性 (即晶體性質(zhì))下降。這種結(jié)晶性的下降導(dǎo)致相應(yīng)區(qū)域的電導(dǎo)率下降，于是氧化物TFT的性 能退化。為此，氧化物TFT的柵絕緣層26由諸如SiNx的無(wú)機(jī)氮化物絕緣材料制成，而鈍化 層28由諸如SiO2的無(wú)機(jī)氧化物絕緣材料制成。在這種情況下，用干法刻蝕方法刻蝕無(wú)機(jī)氮化物絕緣材料，而用濕法刻蝕方法刻 蝕無(wú)機(jī)氧化物絕緣材料。因此，在柵絕緣層26和鈍化層28在焊盤區(qū)時(shí)，刻蝕方法的差異導(dǎo) 致了工藝處理中的問(wèn)題。圖3a至3e示出了柵絕緣層26和鈍化層28的刻蝕處理步驟?；?本上，在形成像素區(qū)的氧化物TFT(T)之后，在形成用于電連接氧化物TFT(T)的漏電極23 與像素電極29的接觸孔的過(guò)程中，將柵絕緣層26和鈍化層28刻蝕，但是，為使簡(jiǎn)明清晰， 僅參考附圖描述在焊盤區(qū)的柵絕緣層26和鈍化層28的刻蝕。參見(jiàn)圖3a，在沉積于第一基板20上的焊盤區(qū)的柵絕緣層26和鈍化層28上形成光 刻膠層54a，如圖3b所示用光刻掩模將光刻膠顯影以形成光刻膠圖案54b。隨后，將刻蝕液提供到被光刻膠圖案54b遮擋的鈍化層以刻蝕鈍化層28。隨后，當(dāng)如圖3c所示將刻蝕氣體提供到暴露的柵絕緣層26時(shí)，如圖3d所示柵絕 緣層26被刻蝕以使柵焊盤18暴露。這里，在用刻蝕氣體刻蝕柵絕緣層26時(shí)，柵絕緣層26 被各向同性地刻蝕，如圖3d所示在鈍化層28下方的柵絕緣層26產(chǎn)生底切(undercut)，于 是在鈍化層28出現(xiàn)突出部分(A)。在隨后的工藝步驟中形成透明導(dǎo)電層29a時(shí)，鈍化層28的突出部分(A)造成透明
導(dǎo)電層29a的未連接，所以如圖3d所示，提供刻蝕液以刻蝕掉形成在鈍化層28的突出部分 ㈧。隨后，如圖3e所示，將透明導(dǎo)電材料沉積在除去了突出部分(A)的鈍化層28上以 形成透明導(dǎo)電層29a。如上所述，在具有氧化物TFT的現(xiàn)有技術(shù)IXD中，在通過(guò)刻蝕形成在柵焊盤18上 方的柵絕緣層26和鈍化層28來(lái)暴露柵焊盤18時(shí)，不但需要柵絕緣層26的刻蝕和鈍化層 28的刻蝕的步驟，還要額外地進(jìn)行除去形成在鈍化層28的突出部分(A)的步驟。

發(fā)明內(nèi)容
因此，為了處理上述問(wèn)題，構(gòu)想出了此處描述的各種特征。本發(fā)明的一方面提供一種具有氧化物薄膜晶體管(TFT)的顯示器及其制造方法， 該顯示器能夠通過(guò)在柵焊盤區(qū)的柵絕緣層和鈍化層之間形成金屬層，以防止在刻蝕鈍化層 時(shí)在鈍化層出現(xiàn)突出部分來(lái)簡(jiǎn)化工藝過(guò)程。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種制造顯示器的方法，包括提供包括像素區(qū)、柵焊 盤區(qū)和數(shù)據(jù)焊盤區(qū)的第一和第二基板；在所述第一基板的像素區(qū)形成柵電極，在所述第一 基板的柵焊盤區(qū)形成柵焊盤；沉積氮化物的柵絕緣材料和氧化物半導(dǎo)體材料在所述第一基 板的整個(gè)表面上；刻蝕在所述像素區(qū)的氧化物半導(dǎo)體材料以在所述柵電極上方形成氧化物 半導(dǎo)體層，刻蝕在所述柵焊盤區(qū)的氧化物半導(dǎo)體材料和柵絕緣材料以暴露所述柵焊盤，刻 蝕在所述數(shù)據(jù)焊盤區(qū)的氧化物半導(dǎo)體材料；在所述像素區(qū)的所述氧化物半導(dǎo)體層上形成源 電極和漏電極，在所述柵焊盤區(qū)的被暴露柵焊盤上和在柵絕緣層上形成金屬層，在所述數(shù) 據(jù)焊盤區(qū)形成數(shù)據(jù)焊盤；在所述第一基板的整個(gè)表面上形成鈍化層，并刻蝕所述鈍化層以 在所述漏電極、所述金屬層和所述數(shù)據(jù)焊盤上的鈍化層形成接觸孔；形成并刻蝕透明導(dǎo)電 層以形成與所述像素區(qū)的漏電極連接的像素電極，在所述金屬層和所述數(shù)據(jù)焊盤區(qū)的所述 數(shù)據(jù)焊盤上形成透明導(dǎo)電層；以及將所述第一和第二基板貼附在一起，液晶層插入在所述 第一和第二基板之間。柵絕緣層由例如SiNx的氮化物的柵絕緣材料或例如SiO2的氧化物的柵絕緣材料 形成，氧化物半導(dǎo)體層由含有ZruIruGa或它們的混合物的氧化物制成。其中形成氧化物半 導(dǎo)體層、暴露柵焊盤區(qū)的柵焊盤和刻蝕數(shù)據(jù)焊盤區(qū)的氧化物半導(dǎo)體材料包括在所述氧化 物半導(dǎo)體材料上形成光刻膠層，然后在所述光刻膠的上方設(shè)置包括透射區(qū)、半透射區(qū)和阻 擋區(qū)的掩模；照射光并顯影所述光刻膠以暴露在所述柵焊盤區(qū)的柵焊盤上方的氧化物半導(dǎo) 體材料；用被顯影光刻膠層刻蝕在所述柵焊盤區(qū)的被暴露氧化物半導(dǎo)體材料；灰化被顯影 光刻膠層以暴露部分的像素區(qū)以及所述柵焊盤和所述數(shù)據(jù)焊盤的氧化物半導(dǎo)體材料；以及 用被灰化光刻膠層刻蝕被暴露氧化物半導(dǎo)體材料以在所述像素區(qū)形成氧化物半導(dǎo)體層，并除去在所述數(shù)據(jù)焊盤區(qū)和所述柵焊盤區(qū)的氧化物半導(dǎo)體材料。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種顯示器，包括具有像素區(qū)、柵焊盤區(qū)和數(shù)據(jù)焊 盤區(qū)的第一和第二基板；形成在所述第一基板的像素區(qū)的氧化物薄膜晶體管，所述氧化物 薄膜晶體管包括在所述第一基板上的柵電極、在所述第一基板的整個(gè)區(qū)域上的柵絕緣層、 在所述柵絕緣層上的氧化物半導(dǎo)體層和在所述氧化物半導(dǎo)體層上的源電極與漏電極；在所 述第一基板的柵焊盤區(qū)和數(shù)據(jù)焊盤區(qū)的柵焊盤和數(shù)據(jù)焊盤；在所述柵焊盤區(qū)的柵絕緣層上 并經(jīng)由所述柵絕緣層中的接觸孔與所述柵電極連接的金屬層；在所述第一基板的整個(gè)區(qū)域 上的鈍化層；在所述像素區(qū)的鈍化層上的像素電極；分別在所述柵焊盤區(qū)和所述數(shù)據(jù)焊盤 區(qū)的第一和第二透明導(dǎo)電層；以及在所述第一和第二基板之間的液晶層。根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，由于在柵焊盤區(qū)的柵絕緣層和鈍化層之間形成金屬 層，以防止在刻蝕柵絕緣層和鈍化層時(shí)在鈍化層出現(xiàn)突出部分，于是可以簡(jiǎn)化工藝過(guò)程并 降低制造成本。根據(jù)隨后的本發(fā)明的詳細(xì)描繪并結(jié)合所附附圖，本發(fā)明的前述和其它的目標(biāo)、特 征、方面和優(yōu)點(diǎn)將是更為顯而易見(jiàn)的。


圖1是示意性地表示一般的液晶顯示器(IXD)的分解透視圖。圖2是表示一般的具有氧化物薄膜晶體管(TFT)的LCD的截面圖。圖3a至3e表示一般的具有氧化物TFT的IXD的柵焊盤區(qū)的制造工藝。圖4是表示根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的具有氧化物TFT的LCD的結(jié)構(gòu)的截面 圖。圖5a至5h表示根據(jù)本發(fā)明示范性實(shí)施例的具有氧化物TFT的LCD的制造方法。
具體實(shí)施例方式下面將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的具有氧化物薄膜晶體管(TFT) 的顯示器及其制造方法。氧化物半導(dǎo)體不但具有比非晶硅大10到100倍的遷移率，還具有約105-107的開 關(guān)電流比(1011/1# 。氧化物半導(dǎo)體還具有比非晶半導(dǎo)體層大的約3.2至3. 4eV的禁帶寬 度，所以即使在將可見(jiàn)光照射到氧化物半導(dǎo)體時(shí)，仍有益地基本沒(méi)有漏電流產(chǎn)生。在本發(fā)明的示范性實(shí)施例中，由于這樣的優(yōu)點(diǎn)，在將氧化物TFT應(yīng)用于顯示器時(shí)， 通過(guò)在柵焊盤上的柵絕緣層和鈍化層之間形成金屬層來(lái)簡(jiǎn)化工藝過(guò)程。S卩，金屬層形成在氮化物的柵絕緣層和氧化物的鈍化層之間以使柵絕緣層和鈍化 層不連續(xù)，這樣?xùn)沤^緣層的刻蝕和鈍化層的刻蝕之間彼此不影響從而簡(jiǎn)化工藝過(guò)程。本發(fā)明的構(gòu)造可以實(shí)施于任意的采用TFT作為開關(guān)元件的顯示器中，例如，液晶 顯示器0XD)、有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)顯示器等等。在下文的描述中，為了簡(jiǎn)便將對(duì)IXD進(jìn) 行說(shuō)明。圖4是表示根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的具有氧化物TFT的LCD的結(jié)構(gòu)的截面 圖。將像素區(qū)、柵焊盤區(qū)和數(shù)據(jù)焊盤區(qū)區(qū)分開來(lái)并進(jìn)行描述。如圖4所示，根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的IXD包括第一基板120、第二基板140和形成在第一基板120和第二基板140之間的液晶層130。氧化物TFT (T)形成在第一基板20的像素區(qū)。TFT(T)包括形成在第一基板120上 的柵電極121、形成在第一基板120的整個(gè)表面上以覆蓋柵電極121的柵絕緣層126、形成 在柵絕緣層126上的氧化物半導(dǎo)體層122以及形成在氧化物半導(dǎo)體層122上的源電極123 和漏電極124。鈍化層128形成在第一基板120的整個(gè)表面上以覆蓋TFT(T)。氧化物半導(dǎo)體層122由氧化物半導(dǎo)體材料制成。作為氧化物半導(dǎo)體材料，可以采 用包括Zn、In、Ga或它們的混合物的氧化物，等等。柵絕緣層126可以由諸如SiNx或SiO2的各種無(wú)機(jī)絕緣材料制成，并且由于第一 基板120和柵電極121之間的界面特性，柵絕緣層126可以通過(guò)沉積SiNx來(lái)形成。由透明導(dǎo)電材料制成的像素電極129形成在鈍化層128上。像素電極129經(jīng)由形 成在鈍化層128中的接觸孔與氧化物TFT(T)的漏電極124電連接。來(lái)自外部源的圖像信 號(hào)經(jīng)由氧化物TFT(T)提供給像素電極129。鈍化層128可以由各種無(wú)機(jī)絕緣材料制成，例如氮化物的無(wú)機(jī)絕緣材料或氧化物 的無(wú)機(jī)絕緣材料，如SiNx或Si02。由于與鈍化層128接觸的氧化物半導(dǎo)體層122的溝道區(qū) 的結(jié)晶性，最好是使用諸如SiO2的氧化物的絕緣材料。即，如果使用諸如SiNx的氮化物的 絕緣材料，與鈍化層128接觸的氧化物半導(dǎo)體層122的氧被引入到由氮化物的絕緣材料制 成的鈍化層128，從而在氧化物半導(dǎo)體層122與鈍化層128的界面處的氧化物半導(dǎo)體層122 的結(jié)晶性下降。在制造氧化物TFT時(shí)，氧化物半導(dǎo)體層的溝道區(qū)形成在氧化物半導(dǎo)體層122 與鈍化層128的界面附近。因此，區(qū)域的結(jié)晶性的下降會(huì)使溝道區(qū)的導(dǎo)電性下降從而降低 氧化物TFT的性能。因此，鈍化層128最好是由氧化物的絕緣材料制成。另外，柵焊盤118形成在第一基板120上的柵焊盤區(qū)。柵焊盤118連接形成在像素 區(qū)的柵線和外部柵驅(qū)動(dòng)電路，以將柵驅(qū)動(dòng)電路輸出的掃描信號(hào)提供給TFT(T)。柵焊盤118 可以由與氧化物TFT(T)的柵電極121不同的金屬制成，但是為了簡(jiǎn)化工藝，最好是用相同 的金屬制成。柵焊盤118被柵絕緣層126覆蓋。除去一部分的柵絕緣層126和鈍化層128以形 成孔。金屬層155形成在柵絕緣層126上以及柵焊盤118上。金屬層155可以由與氧化物 TFT(T)的源電極123和漏電極124不同的金屬制成，但是為了簡(jiǎn)化工藝，最好是用相同的金 屬制成。數(shù)據(jù)焊盤119形成在第一基板120的數(shù)據(jù)焊盤區(qū)的柵絕緣層126上。數(shù)據(jù)焊盤119 連接形成在像素區(qū)的數(shù)據(jù)線和外部數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路，以將數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路輸出的圖像信號(hào)經(jīng)由 TFT(T)提供給像素電極129。數(shù)據(jù)焊盤119可以由與源電極123和漏電極124不同的金屬 制成，但是為了簡(jiǎn)化工藝，最好是用相同的金屬制成。第一透明導(dǎo)電層129a和第二透明導(dǎo)電層129b分別形成在柵焊盤區(qū)和數(shù)據(jù)焊盤區(qū) 的鈍化層128上。第一透明導(dǎo)電層129a和第二透明導(dǎo)電層129b由諸如氧化銦錫(ITO)或 氧化銦鋅(IZO)的透明導(dǎo)電材料制成，形成第一透明導(dǎo)電層129a和第二透明導(dǎo)電層129b 是為了防止在工藝過(guò)程中柵焊盤118和數(shù)據(jù)焊盤119被暴露從而被氧化。第一透明導(dǎo)電層 129a和第二透明導(dǎo)電層129b可以在獨(dú)立于像素區(qū)的工藝過(guò)程的工藝過(guò)程中形成，但是為 了簡(jiǎn)化工藝，最好是在形成像素區(qū)的像素電極129的同時(shí)形成第一透明導(dǎo)電層129a和第二 透明導(dǎo)電層129b。
實(shí)現(xiàn)實(shí)際顏色的濾色器層107形成在第二基板140的像素區(qū)，阻擋光透過(guò)的黑矩 陣142形成在像素區(qū)的非圖像顯示區(qū)、柵焊盤區(qū)和數(shù)據(jù)焊盤區(qū)。在本示范性實(shí)施例中，金屬層155形成在柵焊盤區(qū)的柵絕緣層126和柵焊盤118 上。形成金屬層155是為了簡(jiǎn)化IXD的制造工藝。下文中，將描述包括金屬層155的IXD 的制造工藝。圖5a至5h表示根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的具有氧化物TFT的LCD的制造方法。首先，如圖5a所示，用濺射法將諸如Al JBAlNd的Al合金、Cu、Mo、Ta、Au等金屬 沉積在由諸如玻璃的透明絕緣材料制成的第一基板120的整個(gè)表面上，隨后刻蝕沉積的金 屬以形成在像素區(qū)的柵電極121和在柵焊盤區(qū)的柵焊盤118。這里，柵焊盤118可以通過(guò)單 獨(dú)的工藝過(guò)程用不同的金屬形成，但是為了簡(jiǎn)化工藝和減低成本，最好是在相同的工藝過(guò) 程中用同樣的金屬制成柵焊盤118。隨后，利用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)將諸 如SiNx的無(wú)機(jī)絕緣材料沉積在形成有柵電極121和柵焊盤118的第一基板120的整個(gè)表 面上，以形成柵絕緣層126。隨后，如圖5b所示，將氧化物半導(dǎo)體材料沉積在第一基板120的整個(gè)表面上，以在 柵絕緣層126上形成氧化物半導(dǎo)體層122a。用濺射法、脈沖激光沉積法、分子束外延法、印 刷法、旋涂法、原子層沉積法、金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積法等等，通過(guò)在柵絕緣層126上沉積 包含Zn、In, Ga或它們的混合物的氧化物來(lái)形成氧化物半導(dǎo)體層122a。隨后，將光刻膠沉積在氧化物半導(dǎo)體層122a上以形成光刻膠層154a，并使掩模 160位于該光刻膠層154a上。掩模160是半色調(diào)掩模(half-tone mask)或狹縫掩模(slit mask)，具有用于阻擋光(或紫外線)的阻擋區(qū)、僅允許部分光透射通過(guò)的半透射區(qū)以及允 許全部光透射通過(guò)的透射區(qū)。阻擋區(qū)形成為對(duì)應(yīng)于形成有像素區(qū)的TFT的區(qū)域，透射區(qū)形 成為對(duì)應(yīng)于柵焊盤118，半透射區(qū)形成為對(duì)應(yīng)于除阻擋區(qū)和透射區(qū)外的區(qū)域。在使半色調(diào)掩模160位于第一基板120上之后，將諸如紫外線的光照射到掩模上 并提供顯影液。隨后，在對(duì)應(yīng)于透射區(qū)的區(qū)域的光刻膠被完全的除去，在對(duì)應(yīng)于半透射區(qū)的 區(qū)域的光刻膠被除去它的全部厚度的一半，在對(duì)應(yīng)于阻擋區(qū)的區(qū)域的光刻膠保持原樣。即如圖5c所示，通過(guò)光刻膠的顯影，在氧化物半導(dǎo)體層122a上形成暴露在柵焊盤 118上方的氧化物半導(dǎo)體層122a的光刻膠圖案154b。在用光刻膠圖案154b刻蝕氧化物半導(dǎo)體層122a時(shí)，在柵焊盤118上方的暴露的 氧化物半導(dǎo)體層122a被刻蝕，以暴露在柵焊盤118上的柵絕緣層126。這里，用干法刻蝕 方法刻蝕氧化物半導(dǎo)體層122a，在該干法刻蝕方法中，將刻蝕氣體提供到氧化物半導(dǎo)體層 122a以將其刻蝕。此后，如圖5d所示，將光刻膠圖案154b灰化以除去除了對(duì)應(yīng)于半色調(diào)掩模的阻擋 區(qū)的光刻膠圖案154b以外的剩余的光刻膠圖案154b，因此，如圖5e所示，只在將要形成像 素區(qū)的TFT的區(qū)域留下光刻膠圖案154b。這樣，在用刻蝕氣體通過(guò)干法刻蝕方法刻蝕暴露的氧化物半導(dǎo)體層122a時(shí)，氧化 物半導(dǎo)體層122a的一部分被光刻膠圖案154b遮擋，除了在光刻膠圖案154b下方的氧化物 半導(dǎo)體層122a以外的其它剩余的氧化物半導(dǎo)體層122a被完全地除去。這里，柵絕緣層126 與氧化物半導(dǎo)體層122a同時(shí)被刻蝕，在柵焊盤區(qū)的柵焊盤118上暴露的柵絕緣層126也被 刻蝕以暴露柵焊盤118。
也可以使用刻蝕液用濕法刻蝕方法來(lái)刻蝕氧化物半導(dǎo)體層122a。同時(shí)，為了刻蝕在柵焊盤118上的氧化物半導(dǎo)體層122a和柵絕緣層126，可以使用 半色調(diào)掩?；颡M縫掩模，也可以使用僅具有阻擋區(qū)和透射區(qū)的一般的光刻掩模。這里，用兩 片掩模通過(guò)兩次成像工藝(photo process)將光刻膠層154a構(gòu)圖，然后，刻蝕設(shè)置在柵焊 盤118上方的氧化物半導(dǎo)體層122a和柵絕緣層126以及位于除了氧化物TFT區(qū)域以外的 其它區(qū)域的氧化物半導(dǎo)體層122a。即，形成光刻膠層并用一片掩模將其顯影，然后刻蝕在柵 焊盤118上的氧化物半導(dǎo)體層122a和柵絕緣層126，隨后，形成光刻膠層并用另一掩模將其 顯影，然后刻蝕位于除了形成氧化物TFT的區(qū)域以外的其它區(qū)域的氧化物半導(dǎo)體層122a。隨后，如圖5f所示，用濺射法將諸如Al、Al合金、Cr、Ti、Mo等金屬沉積在第一基 板120的整個(gè)表面上，然后使用光刻膠用光刻法將沉積的金屬刻蝕，以在像素區(qū)的氧化物 半導(dǎo)體層122上形成源電極123和漏電極124，并在柵焊盤區(qū)暴露的柵焊盤118上以及部分 的柵絕緣層126上形成金屬層155。隨后，如圖5g所示，用PECVD方法將諸如SiO2的無(wú)機(jī)絕緣材料沉積在第一基板120 的整個(gè)表面上，以形成鈍化層128，然后用刻蝕液將鈍化層128刻蝕，以形成在像素區(qū)的漏 電極124上的鈍化層128中的接觸孔，以及除去在柵焊盤區(qū)的金屬層155上的鈍化層128 以形成接觸孔。此外，除去數(shù)據(jù)焊盤區(qū)的數(shù)據(jù)焊盤119上的鈍化層128以形成接觸孔。在具有氧化物TFT的現(xiàn)有技術(shù)IXD中，柵絕緣層126和鈍化層128相繼沉積在柵 焊盤118上，因此為了暴露柵焊盤118，用濕法刻蝕方法刻蝕鈍化層，然后接下來(lái)用干法刻 蝕方法刻蝕柵絕緣層。這里，由于在鈍化層128之下的柵絕緣層126的各向同性刻蝕，在鈍 化層128處出現(xiàn)突出部分，于是需要額外的進(jìn)行除去該突出部分的工藝步驟。然而，在本發(fā)明中，如上所述，在形成并刻蝕柵絕緣層126之后，在柵焊盤區(qū)暴露 的柵焊盤118上以及部分的柵絕緣層126上形成金屬層155，隨后，沉積并刻蝕鈍化層128。 因此，在鈍化層128處并不出現(xiàn)突出部分。于是，與現(xiàn)有技術(shù)不同，本發(fā)明并不需要除去突 出部分的工藝步驟，可以簡(jiǎn)化制造工藝。在此之后，將諸如ITO或IZO的透明導(dǎo)電材料沉積在第一基板120的整個(gè)表面上， 然后用光刻方法將沉積的材料刻蝕以形成在鈍化層128上的像素電極129。這里，像素電極 129經(jīng)由形成在鈍化層128的接觸孔與氧化物TFT的漏電極124電連接。同時(shí)，第一透明導(dǎo) 電層129a形成在柵焊盤區(qū)的金屬層155和部分的鈍化層128上，第二透明導(dǎo)電層129b形 成在數(shù)據(jù)焊盤區(qū)的數(shù)據(jù)焊盤119和部分的鈍化層128上。隨后，如圖5h所示，將Cr、Cr0x等沉積在第二基板140上，然后將沉積的材料刻蝕 以在像素區(qū)中不顯示圖像的地方形成黑矩陣，即在氧化物TFT形成的地方、柵線和數(shù)據(jù)線 形成的地方、柵焊盤區(qū)和數(shù)據(jù)焊盤區(qū)形成黑矩陣，在像素區(qū)上將彩色的墨或彩色的樹脂沉 積隨后將其刻蝕以形成包括R(紅)、G(綠)和B(藍(lán))子濾色器層的濾色器層107。隨后，在將液晶層130設(shè)置在第一基板120和第二基板140之間后，將第一基板 120和第二基板140貼附在一起以完成IXD。通過(guò)將密封劑涂覆到第一基板120或第二基 板140，用密封劑的方式貼附第一基板120和第二基板140，從而形成液晶層面板，隨后通過(guò) 液晶注入孔注入液晶?？蛇x地，可以通過(guò)在第一基板120或第二基板140上滴入液晶，以使 在貼附第一基板120和第二基板140時(shí)液晶在基板散開，從而形成液晶層130。如上所述，在本發(fā)明中，形成并刻蝕柵絕緣層126之后，在柵焊盤區(qū)暴露的柵焊盤118上以及部分的柵絕緣層126上形成金屬層155，隨后，沉積并刻蝕鈍化層128。因此，柵 絕緣層126和鈍化層128在不同的工藝步驟中被刻蝕。因此，在刻蝕柵絕緣層126時(shí)，在鈍 化層128并不出現(xiàn)由各向同性刻蝕造成的突出部分，于是，不需要除去鈍化層128的突出部 分的工藝步驟，從而簡(jiǎn)化了制造工藝。描述了具有特定結(jié)構(gòu)的LCD，但是本發(fā)明并不限于這種結(jié)構(gòu)。例如，本發(fā)明可以應(yīng) 用于任意的使用TFT作為開關(guān)元件的顯示器，例如有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)顯示器，除了氧 化物TFT以外，本發(fā)明甚至可以應(yīng)用于使用硅TFT的顯示器。即本發(fā)明可以應(yīng)用于使用氮 化物絕緣層和氧化物絕緣層作為柵絕緣層和鈍化層的LCD和OLED顯示器。除了上述特定的材料以外，氧化物半導(dǎo)體層也可以由任意的已知材料制成。由于可以在不脫離本發(fā)明的特征的情況下，將本發(fā)明以多種形式實(shí)施，應(yīng)當(dāng)理解， 除非已有特別的顯示，否則上述實(shí)施例并不限制于前面描述的任何細(xì)節(jié)，而應(yīng)當(dāng)在所附權(quán) 利要求所限定的范圍內(nèi)將其廣義地解釋，因此所有落入權(quán)利要求范圍界限內(nèi)的變化和變 型，或這些范圍界限的等同物都將被所附權(quán)利要求所包括。
權(quán)利要求
一種制造顯示器的方法，包括提供包括像素區(qū)、柵焊盤區(qū)和數(shù)據(jù)焊盤區(qū)的第一和第二基板；在所述第一基板的像素區(qū)形成柵電極，在所述第一基板的柵焊盤區(qū)形成柵焊盤；沉積氮化物的柵絕緣材料和氧化物半導(dǎo)體材料在所述第一基板的整個(gè)表面上；刻蝕在所述像素區(qū)的氧化物半導(dǎo)體材料以在所述柵電極上方形成氧化物半導(dǎo)體層，刻蝕在所述柵焊盤區(qū)的氧化物半導(dǎo)體材料和柵絕緣材料以暴露所述柵焊盤，刻蝕在所述數(shù)據(jù)焊盤區(qū)的氧化物半導(dǎo)體材料；在所述像素區(qū)的所述氧化物半導(dǎo)體層上形成源電極和漏電極，在所述柵焊盤區(qū)的被暴露柵焊盤上和在柵絕緣層上形成金屬層，在所述數(shù)據(jù)焊盤區(qū)形成數(shù)據(jù)焊盤；在所述第一基板的整個(gè)表面上形成鈍化層，并刻蝕所述鈍化層以在所述漏電極、所述金屬層和所述數(shù)據(jù)焊盤上的鈍化層形成接觸孔；形成并刻蝕透明導(dǎo)電層以形成與所述像素區(qū)的漏電極連接的像素電極，在所述金屬層和所述數(shù)據(jù)焊盤區(qū)的所述數(shù)據(jù)焊盤上形成透明導(dǎo)電層；以及將所述第一和第二基板貼附在一起，液晶層插入在所述第一和第二基板之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述氮化物的柵絕緣材料包括SiNx0
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述氧化物半導(dǎo)體材料包括含有Zn、In、Ga或它 們的混合物的氧化物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中形成氧化物半導(dǎo)體層、暴露柵焊盤區(qū)的柵焊盤和 刻蝕數(shù)據(jù)焊盤區(qū)的氧化物半導(dǎo)體材料包括在所述氧化物半導(dǎo)體材料上形成光刻膠層，然后在所述光刻膠的上方設(shè)置包括透射 區(qū)、半透射區(qū)和阻擋區(qū)的掩模；照射光并顯影所述光刻膠以暴露在所述柵焊盤區(qū)的柵焊盤上方的氧化物半導(dǎo)體材料；用被顯影光刻膠層刻蝕在所述柵焊盤區(qū)的被暴露氧化物半導(dǎo)體材料； 灰化被顯影光刻膠層以暴露部分的像素區(qū)以及所述柵焊盤和所述數(shù)據(jù)焊盤的氧化物 半導(dǎo)體材料；以及用被灰化光刻膠層刻蝕被暴露氧化物半導(dǎo)體材料以在所述像素區(qū)形成氧化物半導(dǎo)體 層，并除去在所述數(shù)據(jù)焊盤區(qū)和所述柵焊盤區(qū)的氧化物半導(dǎo)體材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中形成氧化物半導(dǎo)體層、暴露柵焊盤區(qū)的柵焊盤和 刻蝕數(shù)據(jù)焊盤區(qū)的氧化物半導(dǎo)體材料包括在所述氧化物半導(dǎo)體材料上形成光刻膠層，用一掩模顯影所述光刻膠層以暴露所述柵 焊盤上方的氧化物半導(dǎo)體層；用被顯影光刻膠層刻蝕在所述柵焊盤上方的氧化物半導(dǎo)體層和氮化物的柵絕緣材料；在所述氧化物半導(dǎo)體材料上形成光刻膠層，用另一掩模顯影所述光刻膠層以暴露氧化 物半導(dǎo)體層；以及用被顯影光刻膠層刻蝕所述氧化物半導(dǎo)體層。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述氧化物半導(dǎo)體材料用刻蝕氣體來(lái)刻蝕。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述氮化物的柵絕緣材料用刻蝕氣體來(lái)刻蝕。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述鈍化層由Si02形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述鈍化層用刻蝕液來(lái)刻蝕。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在所述第二基板上形成黑矩陣以阻擋透射到所述像素區(qū)中的非圖像顯示區(qū)、所述柵焊 盤區(qū)和所述數(shù)據(jù)焊盤區(qū)的光；以及在所述第二基板上的像素區(qū)形成濾色器層。
11.一種顯示器，包括具有像素區(qū)、柵焊盤區(qū)和數(shù)據(jù)焊盤區(qū)的第一和第二基板；形成在所述第一基板的像素區(qū)的氧化物薄膜晶體管，所述氧化物薄膜晶體管包括在所 述第一基板上的柵電極、在所述第一基板的整個(gè)區(qū)域上的柵絕緣層、在所述柵絕緣層上的 氧化物半導(dǎo)體層和在所述氧化物半導(dǎo)體層上的源電極與漏電極；在所述第一基板的柵焊盤區(qū)和數(shù)據(jù)焊盤區(qū)的柵焊盤和數(shù)據(jù)焊盤；在所述柵焊盤區(qū)的柵絕緣層上并經(jīng)由所述柵絕緣層中的接觸孔與所述柵電極連接的 金屬層；在所述第一基板的整個(gè)區(qū)域上的鈍化層；在所述像素區(qū)的鈍化層上的像素電極；分別在所述柵焊盤區(qū)和所述數(shù)據(jù)焊盤區(qū)的第一和第二透明導(dǎo)電層；以及在所述第一和第二基板之間的液晶層。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的顯示器，其中所述氧化物半導(dǎo)體層由含有Zn、In、Ga或它 們的混合物的氧化物制成。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的顯示器，其中所述柵絕緣層由SiNx制成。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的顯示器，其中所述鈍化層由SiO2制成。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的顯示器，其中所述金屬層由與所述氧化物TFT的源電極相 同的材料制成。
全文摘要
公開了一種具有氧化物薄膜晶體管(TFT)的顯示器。在用半色調(diào)掩模刻蝕像素區(qū)的氧化物半導(dǎo)體層時(shí)，柵焊盤區(qū)的氮化物的柵絕緣層也被刻蝕，金屬層形成在被刻蝕的柵絕緣層的接觸孔，隨后將形成在上面的鈍化層刻蝕。因此，可以防止在刻蝕柵絕緣層時(shí)鈍化層的突出部分的出現(xiàn)，從而簡(jiǎn)化了制造工藝。
文檔編號(hào)H01L21/60GK101907807SQ20091026238
公開日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2009年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月2日
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