專利名稱:顯示基板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顯示基板，尤其涉及一種具有低電阻金屬導(dǎo)體的顯示基板及其制造方法。
背景技術(shù)：
一般，液晶顯示器(LCD)包括注入到顯示基板與相對基板之間的液晶層。柵極導(dǎo)體、與柵極導(dǎo)體交叉的源極導(dǎo)體、電連接至每個柵極導(dǎo)體和每個源極導(dǎo)體的開關(guān)元件、以及電連接至開關(guān)元件的像素電極形成于顯示基板之上。該開關(guān)元件包括從每個柵極導(dǎo)體延伸的柵電極、與該柵電極絕緣并且被該柵電極交疊的溝道、從每個源極導(dǎo)體延伸并且電連接至溝道的源電極、以及與源電極隔離的并且電連接至溝道的漏電極。
掩模用于制造顯示基板。為了減少制造時間和成本，已發(fā)展了使用縮減數(shù)量掩模的制造方法。例如，使用五個掩模來制造顯示基板，該五個掩模對應(yīng)于形成柵極導(dǎo)體的柵極金屬圖案工藝、溝道圖案工藝、源極金屬圖案工藝、接觸孔圖案工藝、以及像素電極圖案工藝。為了使用四個掩模來制造顯示基板，在溝道圖案工藝和源電極金屬圖案工藝兩者中只使用一個掩模。這樣，所使用的掩模的數(shù)量為四個。
此外，當(dāng)LCD裝置的屏幕尺寸和分辨率增加時，形成于顯示基板之上的金屬導(dǎo)體的電阻-電容(RC)延遲增加了。為了使得RC延遲最小化，具有低電阻的鋁被用作金屬導(dǎo)體。該鋁導(dǎo)體減少了RC延遲，然而，在LCD裝置制造過程中產(chǎn)生的故障數(shù)量通常會增加。

發(fā)明內(nèi)容根據(jù)本發(fā)明，制造顯示基板的方法包括在底基板上形成柵極金屬層；形成限定柵極導(dǎo)體、開關(guān)裝置的柵電極、以及存儲公共電極的第一光刻膠圖案；在具有柵極圖案的底基板上形成源極金屬層，該源極金屬層限定鉬(Mo)或鉬合金的下層以及鋁(Al)或鋁合金上層；通過使用第二光刻膠圖案圖案化該源極金屬層來形成源極圖案，該第二光刻膠圖案限定與柵極導(dǎo)體交叉的源極導(dǎo)體、開關(guān)裝置、以及漏電極；使用第三光刻膠圖案形成電連接至該漏電極的像素電極。
根據(jù)上述的顯示基板和顯示基板的制造方法，該金屬導(dǎo)體具有包含鉬(Mo)或鉬合金下層以及鋁(Al)或鋁合金上層的雙層結(jié)構(gòu)(Mo/Al)，從而阻止了導(dǎo)體的惡化。
通過結(jié)合附圖閱讀下面的說明書，本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點可變得更加明顯，附圖中圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的顯示板的示意性平面圖；圖2是示出了沿圖1中I-I′線截取的顯示板的橫截面圖；圖3A是示出了圖2中的接觸部的放大橫截面圖；圖3B是示出了圖2中的柵極焊盤的放大橫截面 圖3C是示出了圖2中的源極焊盤的放大橫截面圖；圖4A至圖4I是示出了制造圖2中的陣列基板的方法的橫截面圖；以及圖5A至圖5H是示出了制造根據(jù)本發(fā)明另一實施例的圖2中的陣列基板的方法的橫截面圖。
具體實施方式可以理解，當(dāng)提及元件或?qū)邮恰霸诹硪辉驅(qū)又稀薄ⅰ斑B接至”或“耦合至”另一元件或?qū)訒r，其可以直接地在其上、連接或耦合至其它元件或?qū)?，或者也可以存在中間元件或?qū)印Ｏ喾?，?dāng)提及元件是“直接在另一元件或?qū)由稀薄ⅰ爸苯舆B接至”或“直接耦合至”另一元件或?qū)訒r，則不存在中間元件或者層。相同的附圖標(biāo)記通篇表示相同的元件。此處使用的術(shù)語“和/或”包括一個或者多個相關(guān)所列條目的任何的和所有的組合。
圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的顯示面板的平面示意圖。圖2是示出了沿圖1中I-I′線截取的顯示面板的橫截面圖。
參照圖1和圖2，顯示板包括陣列基板100、與陣列基板100面對的濾色基板200、以及設(shè)置在陣列基板100與濾色基板200之間的液晶層300。
陣列基板100包括第一底基板101，以及形成于第一底基板101之上的多個柵極導(dǎo)體GLn-1和GLn、多個源極導(dǎo)體DLn和DLn+1、像素區(qū)域P、開關(guān)元件TFT、存儲公共電極115、以及像素電極PE。柵極導(dǎo)體GLn-1和GLn沿第一方向延伸并且由柵極金屬層形成。
在圖1和圖2中，柵極金屬層包括具有下層110a和上層110b的雙層結(jié)構(gòu)(Mo/Al)。該下層110a包含鉬(Mo)或者鉬合金，而上層110b包含鋁(Al)或者鋁合金。
柵極導(dǎo)體GLn-1和GLn包括具有低電阻的鋁上層110b，以使柵極導(dǎo)體的電阻-電容延遲(RC)最小化，以及鉬下層110a以提供使得柵極導(dǎo)體以低接觸電阻方式牢固地附著于基板100的粘合強度。
柵極焊盤GP形成在柵極導(dǎo)體GLn和GLn-1中的每個的端部區(qū)域中。柵極焊盤GP包括從柵極導(dǎo)體GLn-1和GLn延伸的柵極端部圖案113以及通過第一接觸孔173電連接至柵極端部圖案113的柵極焊盤圖案163。多個第一接觸孔173可以設(shè)置于多個柵極端部圖案113之上。
源極導(dǎo)體DLm和DLm+1沿不同于第一方向的第二方向延伸并且由源極金屬層構(gòu)成。在圖1和圖2中，源極層包括具有下層140a和上層140b的雙層結(jié)構(gòu)(Mo/Al)。層140a包含鉬(Mo)或鉬合金，并且上層140b包含鋁(Al)或鋁合金。
源極導(dǎo)體DLm和DLm+1包括具有低電阻的鋁上層140b以使得源極導(dǎo)體的RC延遲最小化，以及鉬下層140a，該鉬下層140a用于實現(xiàn)對于基板100的附著強度和具有低接觸電阻的穩(wěn)固附著。
源極焊盤DP形成在源極導(dǎo)體DLm和DLm+1的每個的端部區(qū)域中。源極焊盤DP包括從源極導(dǎo)體延伸的源極端部區(qū)域圖案147和通過第二接觸孔177電連接至源極端部區(qū)域圖案147的源極焊盤圖案167。多個第二接觸孔177可以形成于多個源極端部區(qū)域圖案147之上。
像素區(qū)域P形成在由柵極導(dǎo)體GLn-1和GLn以及源極導(dǎo)體DLm和DLm+1限定的區(qū)域中。像素區(qū)域P包括開關(guān)元件TFT、存儲公共電極115、以及像素電極PE。例如，多個像素區(qū)域P可以分別對應(yīng)多個像素電極PE。
開關(guān)元件TFT包括從柵極導(dǎo)體GLn和GLn-1中的每個延伸的柵電極111、從源極導(dǎo)體DLm和DLm+1中的每個延伸的源電極SE、以及通過接觸部171電連接至像素電極PE的漏電極DE。開關(guān)元件TFT還可以包括溝道部131。該溝道部131與柵電極111交疊，并且電連接至源電極SE和漏電極DE。溝道部131包括具有非晶硅(a-Si)的有源層130a和注入有高濃度N型雜質(zhì)的歐姆接觸層130b(n+a-Si)。
存儲公共電極115形成在像素電極PE下方且電連接至柵極導(dǎo)體GLn-1和GLn中的每個。電極115由柵極金屬層110a和110b構(gòu)成并且用作像素區(qū)域P中存儲電容器CST的第一電極。像素電極PE用作第二電極。第一與第二電極之間的圖案化的柵極絕緣層125用作電介質(zhì)。另外，圖案化的有源層130a和歐姆接觸層130b形成于層125之上。
當(dāng)柵極導(dǎo)體GLn-1接收“柵極-斷開”(gate-off)電壓時，存儲公共電極115接收柵極-斷開電壓作為公共電壓。因此，作為前端柵極處理(front-end gate process)的一部分，存儲電容器CST被驅(qū)動，以保持像素電極PE的像素電壓?？商鎿Q地，公共電壓可以施加到存儲電容器線(未示出)上，以保持像素電極PE的電壓。
像素電極PE包括透明導(dǎo)電層。像素電極PE通過在漏電極DE下方形成的接觸部171電連接至漏電極DE。透明導(dǎo)電層可以包含氧化材料?？梢员谎趸纬赏该鲗?dǎo)電層的材料的實例包含銦(In)、錫(Sn)、鋅(Zn)、鋁(Al)、鎵(Ga)等。這些可以單獨使用或者混合使用。
濾色基板200包括底基板201和形成于底基板201上的阻光圖案210、濾光層220、保護涂層230、以及公共電極層240。阻光圖案210限定與像素區(qū)域P對應(yīng)的內(nèi)部空間、防止光泄漏。
濾色層220包括多個濾色圖案。每個濾色圖案都設(shè)置在由阻光圖案210限定的區(qū)域中。濾色圖案可以包括紅、綠和藍顏色濾光器以響應(yīng)入射光來顯示色彩。保護涂層230設(shè)置于濾光層220上以使基板201平坦化并保護濾光層220。
公共電極240設(shè)置于層230上。公共電壓被施加到面對像素電極PE的公共電極240上，從而像素電極PE用作液晶電容器CLC的第一電極，與此同時公共電極層用作第二電極。液晶層300用作液晶電容器CLC的電介質(zhì)材料。
液晶層300設(shè)置在基板100與濾色基板200之間。液晶層300中的液晶的配向角(alignment angle)響應(yīng)于在濾色基板200的公共電極層240與像素電極PE之間施加的電壓強度而改變。通過液晶層中液晶的配向角的改變，圖像被顯示了。
參照圖1和圖3A，設(shè)置于漏電極DE的側(cè)部區(qū)域SC1上的觸點171將側(cè)部區(qū)域SC1電連接至像素電極PE。漏電極DE形成于源極金屬層上，該源極金屬層包含鉬(Mo)或鉬合金下層130a以及鋁(Al)或鋁合金上層130b。
像素電極PE與鉬下層130a相接觸，鉬下層130a具有與其它層(如柵極絕緣層120)的極好的粘合強度，從而改善觸點171的接觸特性。另外，鋁上層130b減小了源極金屬層的電阻。
圖3B示出了圖2中柵極焊盤的放大視圖。參照圖1和圖3B，柵極焊盤GP形成在柵極導(dǎo)體GLn的第一端部區(qū)域中以與產(chǎn)生選通信號(gate singal)的外部設(shè)備的端子相接觸。柵極焊盤GP包括柵極端部圖案113，該柵極端部圖案113具有接觸孔173、柵極絕緣層120、以及保護絕緣層150。柵極焊盤圖案163通過第一接觸孔173電連接至柵極端部圖案113的側(cè)部區(qū)域SC2。
柵極端部圖案113從柵極導(dǎo)體GLn延伸并且包含鉬或鉬合金下層110a以及鋁或鋁合金上層110b。柵極焊盤圖案163包含與像素電極PE基本相同的材料。
側(cè)部區(qū)域SC2的下層110a電連接至柵極焊盤圖案163。因此，柵極端部圖案113電連接至柵極焊盤圖案163。例如，形成多個第一接觸孔173以便多個側(cè)部區(qū)域SC2電連接至柵極焊盤圖案163。因此，增加了柵極端部圖案113與柵極焊盤圖案163之間的電接觸區(qū)域，進而減小了接觸電阻。
柵極端部圖案113的上層110b通過第一接觸孔173被部分地移除，從而阻止上層110b中的鋁小丘(hillock)的形成。
圖3C是示出了圖2中的源極焊盤的放大視圖。參照圖1和圖3C，源極焊盤DP形成在源極導(dǎo)體DLn的第一端部區(qū)域中以與產(chǎn)生選通信號的外部設(shè)備的端子接觸。源極焊盤DP包括具有接觸孔177的源極端部區(qū)域圖案147、保護絕緣層150。源極焊盤圖案167通過接觸孔177電連接至源極端部區(qū)域圖案147的側(cè)部區(qū)域SC3。
源極端部區(qū)域圖案147從源極導(dǎo)體DLm延伸并且包含鉬(Mo)或鉬合金下層140a以及鋁(Al)或鋁合金上層140b。源極焊盤DP與像素電極PE是基本相同材料的。
第三側(cè)部區(qū)域SC3的下層140a電連接至源極焊盤圖案167，從而源極端部區(qū)域圖案147電連接至源極焊盤圖案167。例如，形成多個接觸孔，從而形成電連接至源極焊盤圖案167的多個第三側(cè)部區(qū)域SC3。因此，在柵極端部圖案113與柵極焊盤圖案163之間的電接觸區(qū)域增加了。
此外，源極端部區(qū)域圖案147的上層130b通過接觸孔177被部分地移除了。因此，可防止在上層130b中形成鋁小丘，并且還可阻止由于鋁腐蝕造成的接觸電阻。
圖4A至圖4I是示出了制造圖2的陣列基板的方法的橫截面圖。
參照圖1和圖4A，柵極金屬層110通過交疊鉬(Mo)或鉬合金下層110a以及鋁(Al)或鋁合金上層110b而形成。下層110a形成大約500至大約1500之間的厚度以容許與在后形成的柵極焊盤圖案163容易接觸。下層110a可以包含鈦(Ti)以阻止在具有鋁的上層110b中形成應(yīng)力小丘。應(yīng)力小丘由鋁上層110b與鉬下層110a之間的應(yīng)力形成。
第一光刻膠薄膜形成于具有柵極金屬層110的基板101上，并且光刻膠圖案PR1通過圖案化第一光刻膠薄膜而形成。
光刻膠圖案PR1限定柵極導(dǎo)體區(qū)域、具有柵極焊盤GP的柵極焊盤區(qū)域GPA、具有用于開關(guān)器件TFT的柵電極111的柵電極區(qū)域GEA、以及具有用于存儲電容器CST的存儲公共電極115的存儲區(qū)域CSTA。
參照圖1和圖4B，通過使用第一光刻膠圖案PR1和柵極圖案而圖案化柵極金屬層110，該柵極圖案限定多個柵極導(dǎo)體GLn-1和GLn、柵極端部區(qū)域113、柵電極GE、以及存儲公共電極115。
柵極絕緣層120形成于具有柵極圖案的基板101上。柵極絕緣層120在大約100℃至大約150℃的低溫下形成以防止在柵極圖案的鋁中形成小丘。另外，柵極絕緣層120可以具有包括下絕緣層和上絕緣層的雙層結(jié)構(gòu)。面對鋁上層110b的下絕緣層在低溫下形成以防止在鋁中形成小丘。上絕緣層在比所述低溫高的正常制造溫度下形成。
非晶硅(a-Si)有源層130a和摻雜有高濃度N型雜質(zhì)的歐姆接觸層130b(n+a-Si)順次形成于柵極絕緣層120之上。鉬(Mo)或鉬合金下層140a和鋁(Al)或鋁合金上層140b順次形成于歐姆接觸層130b上。從而形成源極金屬層140。下層140a形成的厚度在大約500至1500之間以容許與像素電極PE及在后形成的源極焊盤圖案167容易接觸。下層140a可以包含鈦(Ti)，以防止由于鋁和鉬之間的應(yīng)力而在鋁中形成的小丘。
第二光刻膠薄膜形成在源極金屬層130上。圖案化第二光刻膠薄膜以形成光刻膠圖案PR21和PR22。光刻膠圖案PR21和PR22被形成以限定具有源電極SE的源電極區(qū)域SEA、部分暴露有源層131a的溝道區(qū)域CHA、具有漏電極DE的漏電極區(qū)域DEA、具有存儲電容器的存儲電容器區(qū)域CSTA、以及具有源極焊盤SP的源極焊盤區(qū)域DPA。此外，第二光刻膠圖案PR21和PR22被形成以限定具有源極導(dǎo)體DLm和DLm+1的源極導(dǎo)體區(qū)域(未示出)。
第一光刻膠圖案PR21在源電極區(qū)域SEA、漏電極區(qū)域DEA、存儲電容器區(qū)域CSTA、源極焊盤區(qū)域DPA和源極導(dǎo)體區(qū)域中形成至第一厚度T1。第二光刻膠圖案PR22在溝道區(qū)域CHA上形成至第二厚度T2。例如，當(dāng)?shù)诙饪棠z薄膜包括正性光刻膠時，第二圖案PR22通過狹縫掩模(slit mask)或半色調(diào)掩模(half-tone mask)形成圖案并且形成至第二厚度。第二厚度小于第一厚度T1。
參照圖1和圖4C，源極金屬層140和溝道層130通過使用第一和第二光刻膠圖案PR21和PR22被部分蝕刻以形成源極圖案。源極圖案包括第一源極圖案131和141、第二源極圖案135和145、以及第三源極圖案137和147。第一源極圖案131和141在源電極區(qū)域SEA、漏電極區(qū)域DEA、以及溝道區(qū)域CHA中形成。第二源極圖案135和145在存儲電容器區(qū)域CSTA中形成。第三源極圖案137和147在源極焊盤區(qū)域DPA中形成。第三源極圖案137和147包括在源極導(dǎo)體區(qū)域中形成的源極圖案區(qū)域。
光刻膠圖案PR21、PR22通過深蝕刻工藝被深蝕刻(部分地去除)至預(yù)定的厚度。被去除的厚度不小于第一厚度T1并且不大于第二厚度T2。
參照圖1和圖4D，形成于溝道區(qū)域CHA中的第二圖案PR22通過深蝕刻工藝被去除。第三圖案PR23在源電極區(qū)域SEA、漏電極DEA、存儲電容器區(qū)域CSTA和源極焊盤區(qū)域DPA中形成至第三厚度T3。
源電極SE和漏電極DE通過使用第三圖案PR23圖案化第一源極圖案131、141而形成。溝道區(qū)域CHA的歐姆接觸層130b被去除，并且有源層130a被源電極SE和漏電極DE暴露。從而，形成了開關(guān)元件TFT的源電極SE、漏電極DE以及溝道部131。
參照圖1和圖4E，保護絕緣層150在基板101上形成，該基板101暴露了溝道區(qū)域CHA的有源層130a。
第三光刻膠薄膜形成于具有保護絕緣層150的第一底基板101上。然后圖案化第三光刻膠薄膜以限定光刻膠圖案PR3。
第三光刻膠圖案PR3形成在具有開關(guān)元件TFT的開關(guān)元件區(qū)域SWA以及除像素電極區(qū)域PEA、接觸部區(qū)域CA1、第一接觸孔區(qū)域CA2和第二接觸孔區(qū)域CA3以外的區(qū)域中。第三光刻膠圖案PR3形成在開關(guān)元件區(qū)域SWA、具有源極導(dǎo)體DLm和DLm+1及柵極導(dǎo)體GLn-1和GLn的導(dǎo)體區(qū)域(未示出)中。
參照圖1和圖4F，柵極絕緣層120和像素電極區(qū)域PEA、接觸部區(qū)域CA1、第一接觸孔區(qū)域CA2、以及第二接觸孔區(qū)域CA3的保護絕緣層150通過使用第三光刻膠圖案PR3的第一次蝕刻工藝被去除。
這樣，接觸部區(qū)域CA1上的漏電極DE的第一端部區(qū)域被暴露。第一接觸孔173形成在第一接觸孔區(qū)域CA2中，以及第二接觸孔177形成在第二接觸孔區(qū)域CA3中。第一和第二接觸孔173、177可以是多個。
在開關(guān)元件TFT、柵極導(dǎo)體GLn和GLn-1、以及源極導(dǎo)體DLm和DLm+1上保留柵極絕緣層120和/或保護絕緣層150。
參照圖1和圖4G，使用第三光刻膠圖案PR3蝕刻暴露在接觸部區(qū)域CA1上的漏電極DE的第一端部區(qū)域、暴露在第一接觸孔區(qū)域CA2(原文為CA1，應(yīng)為CA2)上的柵極端部區(qū)域113、暴露在源極存儲電容器區(qū)域CSTA之上的第二源極圖案145、以及暴露在第二接觸孔區(qū)域CA2(原文為CA2，應(yīng)為CA3)上的源極端部區(qū)域圖案147。因此，在漏電極DE的端部區(qū)域上形成側(cè)部區(qū)域SC1，并且在柵極端部區(qū)域圖案上形成第二側(cè)部區(qū)域SC2，以及在源極端部區(qū)域圖案147上形成第三側(cè)部區(qū)域SC3。
干蝕刻工藝在第二次蝕刻工藝中是更可取的。在第二次蝕刻工藝中，氯化物氣體和氟化物氣體的混合物用于防止第一、第二和第三側(cè)部區(qū)域SC1、SC2、SC3的上層的鋁的腐蝕。在第一、第二和第三側(cè)部區(qū)域SC1、SC2和SC3的表面上，氟化物離子置換氯化物離子，從而可防止殘留的氯化物離子導(dǎo)致的腐蝕。
作為另一種防腐蝕的方法，在用氯化物氣體第一次蝕刻鋁之后，下層中的鉬可以通過利用氟化物氣體的第二次蝕刻而被蝕刻掉。因此，在第一底基板101上殘留的氯化物離子可以被氟化物氣體去除掉。
參照圖1和圖4H，透明導(dǎo)電層160形成在具有第一、第二和第二側(cè)部區(qū)域SC1、SC2、SC3的第一底基板101上。透明導(dǎo)電層160包含透明導(dǎo)電材料，并且該透明導(dǎo)電材料包含具有銦(In)、錫(Sn)、鋅(Zn)、鋁(Al)以及鎵(Ga)的氧化材料，而且這些材料可以單獨使用或者混合使用。
透明導(dǎo)電層160電連接至漏電極DE的第一側(cè)部區(qū)域SC1、柵極端部區(qū)域圖案113的第二側(cè)部區(qū)域SC2、以及源極端部區(qū)域圖案147的第三側(cè)部區(qū)域SC3。
然后，第三光刻膠圖案PR3通過去膜工藝(stripping process)被去除掉。
參照圖1和圖4I，具有第三光刻膠圖案PR3的開關(guān)元件區(qū)域SWA中的透明導(dǎo)電層160基本與第三光刻膠圖案PR3的去除同時地被去除。使用光刻膠圖案PR3而形成在源極導(dǎo)體DLm和DLm+1以及柵極導(dǎo)體GLn-1和GLn上的透明導(dǎo)電層160基本與第三光刻膠圖案PR3的去除同時地被去除。
透明導(dǎo)電層160通過第三光刻膠圖案的去膜工藝而形成圖案。從而形成了像素電極PE、柵極焊盤圖案163以及源極焊盤圖案167。
具體地，漏電極DE通過接觸部171電連接至像素電極PE，該接觸部將漏電極DE的第一側(cè)部區(qū)域SC1連接到像素電極PE。柵極焊盤GP形成于柵極焊盤圖案163上，該柵極焊盤圖案通過第一接觸孔173電連接至柵極端部區(qū)域圖案113的第二側(cè)部區(qū)域SC2。源極焊盤DP形成于源極焊盤圖案167上，該源極焊盤圖案通過第二接觸孔177電連接至源極端部區(qū)域圖案147的第三側(cè)部區(qū)域SC3。
存儲電容器CST由像素電極PE和存儲公共電極115限定。
因此，柵極金屬層和源極金屬層中的每個都具有包含鉬(Mo)或鉬合金下層和鋁(Al)或鋁合金上層140b的雙層結(jié)構(gòu)。這樣，改善了電連接，維持了低電阻，并且阻止了由于鋁腐蝕引起的接觸惡化。
具體地，可改善具有源極金屬層的源電極和漏電極SE、DE與形成于源電極和漏電極SE、DE下方的歐姆接觸層130b之間的電連接。因此，阻止了開關(guān)元件TFT的特性變壞。
此外，鋁上層和鉬下層通過在柵極焊盤GP和源極焊盤DP中的柵極端部區(qū)域圖案113和源極端部區(qū)域圖案147的第一、第二接觸孔173、177被同時去除。從而阻止了由于鋁腐蝕引起的接觸變差。
圖5A至圖5H是示出了制造根據(jù)本發(fā)明另一實施例的圖2所示的陣列基板的方法的橫截面圖。
參照圖1和圖5A，第一底基板401，柵極圖案411、413、415，柵極絕緣層420，溝道層430，以及源極金屬層440以與圖4A所述基本相同的工藝而被形成。
光刻膠圖案PR21、PR22在具有源極金屬層440的第一底基板401上形成。第二光刻膠圖案包括在源電極區(qū)域SEA、漏電極區(qū)域DEA以及源極焊盤區(qū)域DPA中形成至第一厚度T1的第一圖案PR21和在溝道區(qū)域CHA中形成至第二厚度T2的第二圖案PR22。
與根據(jù)圖4B中實施例的形成在存儲電容器區(qū)域CSTA中的第二光刻膠圖案相反，根據(jù)圖5A中本實施例的第二光刻膠圖案未形成于存儲電容器區(qū)域CSTA中。
參照圖1和圖5B，在使用第二光刻膠圖案PR21、PR22的源極金屬層440和溝道層430的蝕刻工藝中，形成源極圖案。源極圖案包括形成于源電極區(qū)域SEA、溝道區(qū)域CHA、以及漏電極區(qū)域DEA的第一源極圖案431、441和形成于源極焊盤區(qū)域DPA的第二源極圖案437、447。該第二源極圖案437、447包括源極導(dǎo)體。
第二光刻膠圖案PR21、PR22通過深蝕刻工藝被蝕刻至預(yù)定的厚度。
參照圖1和圖5C，在溝道區(qū)域CHA中形成的第二圖案PR22通過深蝕刻工藝被去除，而第三圖案PR23在源電極區(qū)域SEA、漏電極區(qū)域DEA、以及源極焊盤區(qū)域DPA中保留在第三厚度T3。
源電極SE和漏電極DE通過使用第三圖案PR23圖案化第一源極圖案431、441而形成。通過去除溝道區(qū)域CHA中的歐姆接觸層430b而露出有源層430a。從而形成開關(guān)元件TFT中的源電極SE、漏電極DE、以及溝道部431。
參照圖1和圖5D，保護絕緣層450形成在具有開關(guān)元件TFT溝道部431的第一底基板401上。通過設(shè)置第三光刻膠薄膜并對其進行圖案化，在具有保護絕緣層450的第一底基板401上形成第三光刻膠圖案PR3。
第三光刻膠圖案PR3形成在具有開關(guān)元件TFT的開關(guān)元件區(qū)域SWA和存儲電容器區(qū)域CSTA、以及第一基板底101的除像素電極區(qū)域PEA、接觸部區(qū)域CA1、第一接觸孔區(qū)域CA2和第二接觸孔區(qū)域CA3以外的區(qū)域中。
具體地，第一圖案PR31在由開關(guān)元件區(qū)域SWA和導(dǎo)體DLm、DLm+1、GLn-1、GLn限定的區(qū)域中形成至第一厚度T1，并且第二圖案PR32在存儲電容器區(qū)域CSTA形成至第二厚度T2。當(dāng)?shù)谌饪棠z薄膜是正性時，第二圖案PR32通過狹縫掩模(slit mask)或半色調(diào)掩模(half-tong mask)而形成圖案并且形成至第二厚度。該第二厚度T2小于第一厚度T1。
參照圖1和圖5E，像素電極區(qū)域PEA、接觸部區(qū)域CA1、第一接觸孔區(qū)域CA2和第二接觸孔區(qū)域CA3的柵極絕緣層420和保護絕緣層450通過使用第三光刻膠圖案PR31、PR32的第一次蝕刻工藝被去除。在第一次蝕刻工藝中，干蝕刻工藝可為更優(yōu)選的。
這樣，第一保護絕緣圖案451形成在第一柵極絕緣圖案421以及柵電極411上方的源電極SE和漏電極DE之上。接觸部區(qū)域CA1上的漏電極DE的第一端部區(qū)域被露出，并且第一接觸孔473形成在第一接觸孔區(qū)域CA2中，以及第二接觸孔477形成在第二接觸孔區(qū)域CA3中。第一、第二接觸孔473、477可以是多個。
通過第一次蝕刻工藝露出漏電極DE的第一端部區(qū)域，通過第一接觸部473露出柵極端部區(qū)域圖案411，以及通過第二接觸孔477露出源極端部區(qū)域圖案447。
另外，柵極絕緣圖案425和保護絕緣圖案455形成在存儲電容器區(qū)域CSTA中的存儲公共電極415之上。
第三光刻膠圖案PR31、PR32通過深蝕刻工藝被蝕刻至一預(yù)定厚度。
參照圖1和圖5F，通過深蝕刻工藝去除存儲電容器區(qū)域CSTA中形成的第二圖案PR32，而在具有開關(guān)元件區(qū)域SWA和導(dǎo)體DLm、DLm+1、GLn-1、GLn的導(dǎo)體區(qū)域中第三圖案PR33保留第三厚度T3。
在使用第三圖案PR33的第二次蝕刻工藝中去除漏電極DE的露出的端部區(qū)域、通過第一接觸部473露出的柵極端部區(qū)域圖案411、以及通過第二接觸孔露出的源極端部區(qū)域圖案447。因此，第一側(cè)部區(qū)域SC1形成在漏電極DE的端部區(qū)域上，第二側(cè)部區(qū)域SC2形成在柵極端部區(qū)域413上，以及第三側(cè)部區(qū)域SC3形成在源極端部區(qū)域圖案447上。另外，存儲電容器區(qū)域CSTA中的第二絕緣圖案455被去除，并且只有第二柵極絕緣圖案425保留在儲存公共電極415上。
在第二次蝕刻工藝中干蝕刻工藝可為優(yōu)選的。在第二次蝕刻工藝中，氯化物氣體和氟化物氣體的混合物被用來阻止第一、第二、第三側(cè)部區(qū)域SC1、SC2、SC3的上層的鋁被腐蝕。氟化物離子置換第一、第二、第三側(cè)部區(qū)域SC1、SC2、SC3的表面上的氯化物離子，因此可防止殘留的氯化物離子引起腐蝕。
作為另一種防止腐蝕的方法，在用氯化物氣體第一次蝕刻鋁之后，當(dāng)下層中的鉬通過用氟化物氣體第二次蝕刻而被蝕刻時，第一底基板101上的殘留氯化物離子可以被氟化物氣體去除。
參照圖1和圖5G，透明導(dǎo)體層460形成在具有第一、第二、以及第三側(cè)部區(qū)域SC1、SC2、SC3的第一底基板101上。
透明導(dǎo)電層460電連接至漏電極DE的第一側(cè)部區(qū)域SC1、柵極端部區(qū)域圖案413的第二側(cè)部區(qū)域SC2、以及源極端部區(qū)域圖案447的第三側(cè)部區(qū)域SC3。
然后，第三光刻膠圖案PR3通過去膜工藝被去除。
參照圖1和圖5H，通過第三光刻膠圖案的去膜工藝而圖案化透明導(dǎo)電層460。形成像素電極PE、柵極焊盤圖案463、以及源極焊盤圖案467。
具體地，漏電極DE通過接觸部471電連接至像素電極PE。接觸部471將漏電極DE的第一側(cè)部區(qū)域SC1與像素電極PE連接。柵極焊盤GP形成在柵極焊盤圖案463上，該柵極焊盤圖案463通過第一接觸孔473電連接至柵極端部區(qū)域圖案413的第二側(cè)部區(qū)域SC2。源極焊盤DP形成在源極焊盤圖案467上，該源極焊盤圖案467通過第二接觸孔477電連接至源極端部區(qū)域圖案447的第三側(cè)部區(qū)域SC3。
此外，存儲電容器CST由像素電極PE和存儲公共電極415限定。
根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)柵極金屬層和源極金屬層中的每個具有包含鉬(Mo)或鉬合金下層以及鋁(Al)或鋁合金上層的雙層結(jié)構(gòu)(Mo/Al)時，金屬層的電阻減小并且防止了鋁腐蝕，因此，改善了金屬層的接觸特性。
具體地，當(dāng)金屬導(dǎo)體具有鉬/鋁/鉬層(Mo/Al/Mo)的三層結(jié)構(gòu)或者鋁/鉬層(Al/Mo)的雙層結(jié)構(gòu)時，鋁層形成于鉬層上。當(dāng)鋁層形成于鉬層上時，蝕刻氣體的氟化物離子與鉬層的鉬離子起反應(yīng)，從而氟化物離子用作收集器(gatherer)。這樣，氟化物離子附著于光刻膠圖案和鋁下層，使得氯化物離子不能被置換或去除。
然而，根據(jù)本發(fā)明，在使用包含氯化物氣體和氟化物氣體的混合氣并且沒有收集器(即氟化物離子)的蝕刻工藝中避免了具有鋁上層的低電阻金屬導(dǎo)體中鋁的腐蝕。這樣，防止了導(dǎo)體的腐蝕。
雖然已經(jīng)描述了本發(fā)明的示例性實施例，然而應(yīng)該理解的是，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以作各種變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種顯示基板，包括多個柵極導(dǎo)體，沿第一方向延伸；多個源極導(dǎo)體，沿與所述第一方向交叉的第二方向延伸，每個所述源極導(dǎo)體包括鉬或鉬合金的第一下層以及鋁或鋁合金的第一上層；多個像素區(qū)域，由所述柵極導(dǎo)體和所述源極導(dǎo)體限定；開關(guān)元件，形成在每個像素區(qū)域中，所述開關(guān)元件包括從所述柵極導(dǎo)體之一延伸的柵電極和從所述源極導(dǎo)體之一延伸的源電極；以及像素電極，電連接至所述開關(guān)元件的漏電極，所述像素電極包含透明導(dǎo)電材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的顯示基板，其中，所述下層形成的厚度在500至1500之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的顯示基板，其中，所述像素電極通過所述漏電極的側(cè)部區(qū)域電連接至所述漏電極。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的顯示基板，還包括在每個所述源極導(dǎo)體的第一端部區(qū)域上形成并接收源極信號的源極焊盤。
5.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的顯示基板，其中，所述源極焊盤包括源極端部區(qū)域圖案，其從所述源極導(dǎo)體延伸；以及源極焊盤圖案，其包含透明導(dǎo)電材料并且通過第一接觸孔而電連接至所述源極端部區(qū)域圖案的側(cè)部區(qū)域。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的顯示基板，其中，所述柵極導(dǎo)體包括第二下層，其包含鉬或鉬合金；以及第二上層，其包含鋁或鋁合金。
7.根據(jù)權(quán)利要求
6所述的顯示基板，其中，所述第二下層的厚度在500至1500之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求
6所述的顯示基板，還包括形成在每個所述柵極導(dǎo)體的第一端部區(qū)域中以接收柵極信號的柵極焊盤。
9.根據(jù)權(quán)利要求
8所述的顯示基板，其中，所述柵極焊盤包括柵極端部區(qū)域圖案，其從每個所述柵極導(dǎo)體延伸；以及柵極焊盤圖案，其包含透明導(dǎo)電材料，并且通過第二接觸孔電連接至所述柵極端部區(qū)域圖案的側(cè)部區(qū)域。
10.根據(jù)權(quán)利要求
6所述的顯示基板，其中，所述像素區(qū)域還包括存儲公共電極，所述存儲公共電極包括第二下層和第二上層。
11.一種制造顯示基板的方法，所述方法包括在底基板上形成柵極金屬層；使用第一光刻膠圖案作為蝕刻掩模圖案化所述柵極金屬層，以通過圖案化所述柵極層而形成柵極圖案，所述柵極圖案包括柵極導(dǎo)體、開關(guān)元件的柵電極以及存儲公共電極；在包括所述柵極圖案的所述底基板上形成源極金屬層，所述源極金屬層包括鉬或鉬合金的第一下層以及鋁或鋁合金的第一上層；使用第二光刻膠圖案圖案化所述源極金屬層，以形成源極圖案，所述源極圖案包括與所述柵極導(dǎo)體交叉的源極導(dǎo)體以及所述開關(guān)元件的源電極和漏電極；以及使用第三光刻膠圖案形成電連接至所述漏電極的像素電極。
12.根據(jù)權(quán)利要求
11所述的方法，其中，形成所述源極圖案的步驟包括形成所述第二光刻膠圖案，所述第二光刻膠圖案包括第一圖案和第二圖案，所述第一圖案位于具有所述源極金屬層的所述底基板上的源電極區(qū)域、漏電極區(qū)域、源極導(dǎo)體區(qū)域、和存儲電容器區(qū)域中并達到第一厚度，所述第二圖案位于所述開關(guān)元件的溝道區(qū)域中并達到第二厚度；使用所述第二光刻膠圖案蝕刻所述源極金屬層和溝道層；去除所述第二光刻膠圖案的預(yù)定厚度，以在所述溝道區(qū)域中部分地暴露所述源極金屬層；以及去除所述暴露的源極金屬層，以形成所述開關(guān)元件的所述源電極、所述漏電極、和所述溝道。
13.根據(jù)權(quán)利要求
12所述的方法，其中，形成所述像素電極的步驟包括在包括所述柵極圖案和所述源極圖案的所述底基板上形成保護絕緣層；在具有所述保護絕緣層的所述底基板上的所述開關(guān)元件區(qū)域、所述柵極導(dǎo)體區(qū)域、和所述源極導(dǎo)體區(qū)域中形成第三光刻膠圖案；使用所述第三光刻膠圖案，第一次蝕刻所述保護絕緣層；第二次蝕刻所述第一次蝕刻的底基板；在所述第二次蝕刻的底基板上形成透明導(dǎo)電層；去除所述第三光刻膠圖案，以圖案化所述透明導(dǎo)電層，從而形成所述像素電極。
14.根據(jù)權(quán)利要求
13所述的方法，其中，所述第二次蝕刻中的蝕刻氣體包括氯化物氣體和氟化物氣體的混合物。
15.根據(jù)權(quán)利要求
13所述的方法，其中，所述源極圖案包括從所述源極導(dǎo)體延伸的源極端部區(qū)域圖案。
16.根據(jù)權(quán)利要求
15所述的方法，其中，所述第一次蝕刻包括形成暴露所述源極端部區(qū)域圖案一部分的第一接觸孔，并且所述第二次蝕刻包括通過所述第一接觸孔蝕刻所述源極端部區(qū)域圖案，以形成所述源極端部區(qū)域圖案的側(cè)部區(qū)域。
17.根據(jù)權(quán)利要求
16所述的方法，其中，圖案化所述透明導(dǎo)電層以形成所述像素電極的步驟包括圖案化電連接至所述源極端部區(qū)域圖案的所述側(cè)部區(qū)域的所述透明導(dǎo)電層，以形成源極焊盤圖案。
18.根據(jù)權(quán)利要求
13所述的方法，其中，所述柵極圖案包括從所述柵極導(dǎo)體延伸的柵極端部區(qū)域圖案。
19.根據(jù)權(quán)利要求
18所述的方法，其中，所述柵極圖案包括鉬或鉬合金的第二下層以及鋁或鋁合金的第二上層。
20.根據(jù)權(quán)利要求
18所述的方法，其中，所述第一次蝕刻包括形成暴露所述柵極端部區(qū)域圖案一部分的第二接觸孔，并且所述第二次蝕刻包括通過所述第二接觸孔蝕刻所述柵極端部區(qū)域圖案，以形成所述柵極端部區(qū)域圖案的側(cè)部區(qū)域。
21.根據(jù)權(quán)利要求
18所述的方法，其中，圖案化所述透明導(dǎo)電層以形成所述像素電極的步驟包括圖案化電連接至所述柵極端部區(qū)域圖案的所述側(cè)部區(qū)域的所述透明導(dǎo)電層，以形成柵極焊盤圖案。
22.根據(jù)權(quán)利要求
11所述的方法，其中，形成所述源極圖案的步驟包括在包括所述源極金屬層的所述底基板上形成所述第二光刻膠圖案，所述第二光刻膠圖案包括第一圖案，其在所述源電極區(qū)域、所述漏電極區(qū)域、以及所述源極導(dǎo)體區(qū)域中形成至第一厚度；以及第二圖案，其在所述溝道區(qū)域中形成至第二厚度；使用所述第二光刻膠圖案蝕刻所述源極金屬層和溝道層；去除所述第二光刻膠圖案的預(yù)定厚度，以在所述溝道區(qū)域暴露所述源極金屬層；以及去除所述暴露的源極金屬層，以形成所述開關(guān)元件的所述源電極、所述漏電極、和所述溝道。
23.根據(jù)權(quán)利要求
22所述的方法，其中，形成所述像素電極的步驟包括在包括所述柵極圖案和所述源極圖案的所述底基板上形成保護絕緣層；在具有所述保護絕緣層的所述底基板上形成所述第三光刻膠圖案，所述第三光刻膠圖案包括第三圖案，其在所述開關(guān)元件區(qū)域、所述柵極導(dǎo)體區(qū)域、和所述源極導(dǎo)體區(qū)域中形成至第一厚度；以及第四圖案，其在所述存儲電容器區(qū)域中形成至第二厚度；使用所述第三光刻膠圖案，第一次蝕刻所述保護絕緣層；去除所述第三光刻膠圖案的預(yù)定厚度，以在所述存儲電容器區(qū)域中暴露所述保護絕緣層；第二次蝕刻包括所述暴露的保護絕緣層的所述底基板；在所述第二次蝕刻的底基板上形成透明導(dǎo)電層；以及去除所述第三光刻膠圖案，以圖案化所述透明導(dǎo)電層，從而形成所述像素電極。
24.根據(jù)權(quán)利要求
23所述的方法，其中，所述柵極圖案包括從所述柵極導(dǎo)體延伸的柵極端部區(qū)域圖案，其中，所述源極圖案包括從所述源極導(dǎo)體延伸的源極端部區(qū)域圖案。
25.根據(jù)權(quán)利要求
24所述的方法，其中，所述第一次蝕刻包括形成暴露所述柵極端部區(qū)域圖案的一部分的第一接觸孔和暴露所述源極端部區(qū)域圖案一部分的第二接觸孔，并且所述第二次蝕刻包括分別通過所述第一接觸孔和所述第二接觸孔形成所述柵極端部區(qū)域圖案的第一側(cè)部區(qū)域和所述源極端部區(qū)域圖案的第二側(cè)部區(qū)域，以及其中，圖案化所述透明導(dǎo)電層以形成所述像素電極的步驟包括圖案化所述透明導(dǎo)電層的電連接至所述柵極端部區(qū)域圖案的所述第一側(cè)部區(qū)域和所述源極端部區(qū)域圖案的所述第二側(cè)部區(qū)域的區(qū)域，以分別形成柵極圖案和源極圖案。
專利摘要
一種具有低電阻金屬層的顯示基板和該顯示基板的制造方法。柵極導(dǎo)體沿第一方向延伸。源極導(dǎo)體沿與第一方向交叉的第二方向延伸并包含鉬或鉬合金下層以及鋁或鋁合金上層。該像素區(qū)域由柵極導(dǎo)體和源極導(dǎo)體限定。在每個像素區(qū)域中形成開關(guān)元件而且該開關(guān)元件包括從柵極導(dǎo)體延伸的柵電極和從源極導(dǎo)體延伸的源電極。該像素電極包含透明導(dǎo)電材料，并且電連接至開關(guān)元件的漏電極。
文檔編號H01L21/768GK1996602SQ200610156474
公開日2007年7月11日 申請日期2006年12月31日
發(fā)明者金周漢, 吳旼錫, 李埈泳, 康盛旭 申請人:三星電子株式會社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan