CN100454555C

CN100454555C - 薄膜晶体管基板及其制造方法

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Publication number: CN100454555C
Application number: CNB2005101212253A
Authority: CN
Inventors: 林耀楠
Original assignee: Innolux Shenzhen Co Ltd; Innolux Display Corp
Current assignee: Innolux Shenzhen Co Ltd; Innolux Corp
Priority date: 2005-12-26
Filing date: 2005-12-26
Publication date: 2009-01-21
Anticipated expiration: 2025-12-26
Also published as: CN1992290A

Abstract

本发明公开一种薄膜晶体管基板制造方法，其步骤包括：提供一绝缘基底；在该绝缘基底上形成预定图案的栅极；在该绝缘基底与栅极上依序形成一栅极绝缘层、一非晶硅图案和一掺杂非晶硅图案；在该栅极绝缘层和掺杂非晶硅图案上依序形成一透明导电金属层和一源/漏极金属层；在一道光罩制造工艺中，对透明导电金属层和源/漏极金属层曝光、显影和蚀刻，以形成源极、漏极和像素电极。本发明的制造方法可以简化制造工艺，降低成本。

Description

薄膜晶体管基板及其制造方法

【技术领域】

本发明涉及一种薄膜晶体管基板制造方法，还涉及一种采用该方法制造的薄膜晶体管基板。

【背景技术】

目前，液晶显示器逐渐取代用于计算器的传统阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)显示器，而且，由于液晶显示器具轻、薄、小等特点，使其非常适合应用于桌上型计算机、膝上型计算机、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、便携式电话、电视和多种办公自动化与视听设备中。液晶面板是其主要元件，其一般包括一薄膜晶体管基板、一彩色滤光片基板和夹在该薄膜晶体管基板与该彩色滤光片基板之间的液晶层。

请参阅图1，是一现有技术的薄膜晶体管基板100的结构示意图。该薄膜晶体管基板100包括一基底101、一位于基底101上的栅极102、一位于该栅极102和该基底101上的栅极绝缘层103、一位于该栅极绝缘层上103的半导体层104、一位于该半导体层104和该栅极绝缘层103上的源极105与漏极106、一位于该栅极绝缘层103、该源极105和该漏极106上的钝化层107以及一位于该钝化层107上的像素电极108。

请参照图2，是该薄膜晶体管基板100的现有技术制造方法流程图。该制造方法采用五道光罩制造工艺，包括以下步骤：

一、第一道光罩

(1)形成栅极金属层：提供一绝缘基底，在该绝缘基底上依序形成一栅极金属层和一第一光阻层；

(2)形成栅极图案：以第一道光罩的图案对该第一光阻层进行曝光显影，从而形成一预定图案；对该栅极金属层进行蚀刻，进而形成一栅极102的图案，移除第一光阻层；

二、第二道光罩

(3)形成栅极绝缘层、非晶硅层和掺杂非晶硅层：在具有该栅极的绝缘基底上形成一栅极绝缘层103、一非晶硅层、掺杂非晶硅层和一第二光阻层；

(4)形成半导体层图案：以第二道光罩的图案对该第二光阻层进行曝光显影，从而形成一预定图案；对该掺杂非晶硅层和该非晶硅层进行蚀刻，进而形成具有一预定图案的半导体层104，移除第二光阻层；

三、第三道光罩

(5)形成源/漏极金属层：在该基底和该半导体层图案上形成一源/漏极金属层和一第三光阻层；

(6)形成源/漏极金属层图案：以第三道光罩的图案对该第三光阻层进行曝光显影，从而形成一预定图案；对该源/漏极金属层进行蚀刻，进而形成一源极105和一漏极106，移除第三光阻层；

四、第四道光罩

(7)形成钝化层：在具有该栅极、源极和漏极的基底上沉积一钝化层和一第四光阻层；

(8)形成钝化层图案：以第四道光罩的图案对该第四光阻层进行曝光显影，从而形成一预定图案；对该钝化层进行蚀刻，进而定义出一钝化层107的图案，移除第四光阻层；

五、第五道光罩

(9)形成一导体层：在具有该栅极、源极、漏极和钝化层图案的基底上形成一导体层和一第五光阻层；

(10)形成像素电极图案：以第五道光罩的图案对该第五光阻层进行曝光显影，从而形成一预定图案；对该导体层进行蚀刻，进而定义出一导体层图案，即像素电极图案108，移除第五光阻层。

但是，该方法需要较多光罩制造工艺，而光罩制造工艺通常较为复杂且成本较高，从而使得制造成本较高，另外，在每一次光罩制造工艺的微影生产过程中，灰尘的污染以及曝光的好坏会直接影响整个产品的良率。

【发明内容】

为解决上述薄膜晶体管基板制造工艺复杂和成本较高的问题，有必要提供一种制造工艺简单且成本低的薄膜晶体管基板的制造方法。

一种薄膜晶体管基板制造方法，其步骤包括：提供一绝缘基底；在该绝缘基底上沉积一栅极金属层和一第一光阻层；在第一道光罩制造工艺中，曝光、显影和蚀刻形成预定图案的栅极；在该绝缘基底与栅极上依序形成一栅极绝缘层、一非晶硅层和一掺杂非晶硅层、一第二光阻层；在第二道光罩制造工艺中，对该第二光阻层进行曝光、显影，对掺杂非晶硅层和非晶硅层进行蚀刻，以形成掺杂非晶硅图案和非晶硅图案；在该栅极绝缘层和掺杂非晶硅图案上依序形成一透明导电金属层和一源/漏极金属层、一第三光阻层；在第三道光罩制造工艺中，对该第三光阻层进行曝光、显影，对透明导电金属层和源/漏极金属层进行蚀刻，以形成源极、漏极和像素电极。

与现有技术相比，上述薄膜晶体管基板制造方法将采用一道光罩制造工艺形成像素电极与源极和漏极图案，从而节省一道光罩制造工艺，光罩次数减少，制造工艺简化，可以有效降低成本。上述薄膜晶体管基板可以采用该方法制造，制造工艺简单。

【附图说明】

图1是现有技术的薄膜晶体管基板结构示意图。

图2是现有技术的薄膜晶体管基板制造方法的流程图。

图3是本发明薄膜晶体管基板结构示意图。

图4是本发明薄膜晶体管基板制造方法的流程图。

图5是形成栅极金属层和光阻层的示意图。

图6是形成栅极图案的示意图。

图7是形成栅极绝缘层、非晶硅和掺杂非晶硅层的示意图。

图8是形成非晶硅、掺杂非晶硅图案的示意图。

图9是形成透明导电金属层、源/漏极金属层和光阻层的示意图。

图10是薄膜晶体管基板制造方法一光罩制造方法的示意图。

图11是形成光阻图案的示意图。

图12是形成透明导电金属层、该源/漏极金属层图案和沟槽的示意图。

图13是形成光阻、像素电极、源极和漏极图案的示意图。

图14是形成钝化层的示意图。

【具体实施方式】

请参阅图3，是本发明薄膜晶体管基板一较佳实施方式所揭示的结构示意图。该薄膜晶体管基板200包括一绝缘基底201、设置在该绝缘基底201上的一栅极212和一公共电极213、设置在该栅极212和公共电极213上的一栅极绝缘层203、依序设置在该栅极绝缘层203上的一非晶硅层图案214和一掺杂非晶硅图案215，设置在掺杂非晶硅图案215与栅极绝缘层203上的一像素电极216和一透明导电金属层226图案，设置在透明导电金属层226图案上的一源极217，设置在像素电极216上的一漏极218和一设置在该栅极绝缘层203、源极217、漏极218、像素电极216和该掺杂非晶硅图案215上的钝化层209。

请参阅图4，是本发明薄膜晶体管基板制造方法一较佳实施方式的流程图。该薄膜晶体管基板200的制造方法包括三道光罩制造工艺，其具体步骤如下：

一、第一道光罩

(1)形成栅极图案；

请参阅图5，提供一绝缘基底201，该绝缘基底201可以是玻璃、石英或者陶瓷等绝缘材质；在该绝缘基底201上沉积一栅极金属层202，其材料可以是铝(Al)系金属、钼(Mo)、铬(Cr)、钽(Ta)、或铜(Cu)；在该栅极金属层202上沉积一第一光阻层231。

请一并参阅图6，以第一道光罩制造工艺的图案对准该第一光阻层231上方，以紫外光线平行照射该第一光阻层231，再对该第一光阻层231进行显影，从而可以在该第一光阻层231上形成一预定图案，对该栅极金属层202进行蚀刻以形成预定的栅极212图案和公共电极213图案。移除剩余的第一光阻层231。

二、第二道光罩

(2)依序形成栅极绝缘层、非晶硅、掺杂非晶硅层；

请一并参阅图7，在该绝缘基底201、栅极212和公共电极213图案上，用化学气相沉积方法形成氮化硅(SiNx)构成的栅极绝缘层203；再用化学气相沉积(Chemical Phase Deposition，CVD)方法在该栅极绝缘层203上形成一非晶硅层；再进行一道掺杂工艺，对该非晶硅层进行掺杂，形成非晶硅层204和掺杂非晶硅层205。

(3)形成非晶硅和掺杂非晶硅图案；

请一并参阅图8，在该掺杂非晶硅层205上沉积一第二光阻层，以第二道光罩制造工艺的图案对准该第二光阻层，以紫外光线平行照射该第二光阻层，再对该第二光阻层进行显影，对该非晶硅层204和掺杂非晶硅层205进行蚀刻，移除非晶硅层204和掺杂非晶硅层205未被光阻层结构覆盖的部分，形成非晶硅图案214、掺杂非晶硅图案215。

三、第三道光罩

(4)形成透明导电金属层和源/漏极金属层；

请一并参阅图9，在该栅极绝缘层203和掺杂非晶硅图案215上沉积一透明导电金属层206，该透明导电金属层206可以是铟锡氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)或铟锌氧化物(Indium Zinc Oxide，IZO)；在该透明导电金属层206上沉积一源/漏极金属层207，该源/漏极金属层207材料可以是铝合金、铝、钼、钽、或钼钨合金；在该源/漏极金属层207上沉积一第三光阻层241。

(5)形成像素电极、源极和漏极图案；

请一并参阅图10，提供一光罩250对准该第三光阻层241，以紫外光线照射该第三光阻层241。该光罩250为狭缝光罩(Slit Mask)，其包括一狭缝区252和一遮光区251。因该遮光区251透过的光线能量较于该狭缝区252透过的光线能量少。再对该光阻层241进行显影，从而形成如图11所示的预定图案，即相应于该狭缝区252的部分剩余光阻层242较相应于该遮光区251的部分剩余光阻层243的厚度薄。

请参阅图12，对该透明导电金属层206和该源/漏极金属层207进行蚀刻，去除剩余光阻242和243未覆盖部分的该透明导电金属层206、该源/漏极金属层207和掺杂非晶硅图案215，形成所需的该透明导电金属层206和该源/漏极金属层207的图案和沟槽260。如图13所示，再对该剩余光阻层242、243进行蚀刻，使得该剩余光阻层242覆盖的该源/漏极金属层207被蚀刻掉，形成剩余光阻图案265、源极217、漏极218、像素电极216和剩余透明导电金属层226图案。

(6)形成钝化层；

请一并参阅图14，移除剩余光组图案265，在该栅极绝缘层203、源极217、漏极218、像素电极216和该非晶硅图案214上沉积一层钝化层209。

其中，由一道光罩制造工艺，可以将该钝化层209图案化处理。

与现有技术相比，该制造方法由一道光罩制造工艺形成像素电极216与源极217和漏极218，从而节省一道光罩制造工艺，光罩次数减少，制造工艺简化，可以有效降低成本。

Claims

1.一种薄膜晶体管基板制造方法，其步骤包括：提供一绝缘基底；在该绝缘基底上沉积一栅极金属层和一第一光阻层；在第一道光罩制造工艺中，曝光、显影和蚀刻形成预定图案的栅极；在该绝缘基底与栅极上依序形成一栅极绝缘层、一非晶硅层和一掺杂非晶硅层、一第二光阻层；在第二道光罩制造工艺中，对该第二光阻层进行曝光、显影，对掺杂非晶硅层和非晶硅层进行蚀刻，以形成掺杂非晶硅图案和非晶硅图案；在该栅极绝缘层和掺杂非晶硅图案上依序形成一透明导电金属层和一源/漏极金属层、一第三光阻层；在第三道光罩制造工艺中，对该第三光阻层进行曝光、显影，对透明导电金属层和源/漏极金属层进行蚀刻，以形成源极、漏极和像素电极。

2.如权利要求1所述的薄膜晶体管基板制造方法，其特征在于：进一步包括在该源极、漏极、掺杂非晶硅图案和该像素电极上沉积一钝化层的步骤。

3.如权利要求1所述的薄膜晶体管基板制造方法，其特征在于：该第三道光罩制程包括提供狭缝光罩对该第三光阻层曝光和显影以形成一光阻层图案的步骤。

4.如权利要求3所述的薄膜晶体管基板制造方法，其特征在于：该光阻层图案包括一厚度较厚的区域和一厚度较薄的区域。

5.如权利要求4所述的薄膜晶体管基板制造方法，其特征在于：该第三道光罩制程进一步包括将该源/漏极金属层与该光阻层图案厚度较薄的区域重叠的部分蚀刻掉，以形成源极和漏极图案的步骤。

6.如权利要求1所述的薄膜晶体管基板制造方法，其特征在于：形成栅极的步骤中，形成预定图案的栅极的同时在同一层一并形成一预定图案的公共电极。

7.如权利要求1所述的薄膜晶体管基板制造方法，其特征在于：该源极和漏极是采用下列材料之一种：钽、铝合金、铝、钼和钼钨合金。

8.如权利要求1所述的薄膜晶体管基板制造方法，其特征在于：该栅极金属层是采用下列材料之一种：铝系金属、钼、铬、钽及铜。

9.如权利要求1所述的薄膜晶体管基板制造方法，其特征在于：该透明导电金属层是采用铟锡氧化物或铟锌氧化物。

10.如权利要求1所述的薄膜晶体管基板制造方法，其特征在于：该绝缘基底是采用下列材料之一种：玻璃、石英及陶瓷。