CN101043025A - 薄膜晶体管基板的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种薄膜晶体管基板的制造方法，其步骤包括：提供一绝缘基底；在该绝缘基底上形成栅极；在该绝缘基底与栅极上依序形成一栅极绝缘层、一半导体层和一源/漏极金属层；在一道光罩制程中，对该源/漏极金属层、半导体层曝光、显影及蚀刻而形成一源极、漏极和一沟槽；在该栅极绝缘层、源极、漏极和沟槽上依序形成一钝化层和一光阻层；对该光阻层和该钝化层曝光、显影及蚀刻而形成一光阻图案和一钝化层图案；在该光阻图案、漏极与栅极绝缘层上沉积一透明导电金属层，并且移除该光阻图案形成像素电极。本发明的制造方法可节省二道光罩制程，因此简化制程，降低成本。

Description

薄膜晶体管基板的制造方法

【技术领域】

本发明涉及一种薄膜晶体管基板的制造方法。

【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、电视及多种办公自动化与视听设备中。液晶面板是其主要组件，其一般包括一薄膜晶体管基板、一彩色滤光片基板和夹于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103上的半导体层104、一位于该半导体层104及该栅极绝缘层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的流程图。该制造方法采用五道光罩制程，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101，在该绝缘基底101上依序形成一栅极金属层及一第一光阻层；

(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、非晶硅及掺杂非晶硅层：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、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；对该掺杂非晶硅层及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及一漏极106，并对掺杂非晶硅层进行蚀刻形成一沟槽，再移除第三光阻层。

四、第四道光罩

(7)形成钝化层：在具有该栅极、源极及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、漏极及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程，而光罩制程通常较为复杂且成本较高，从而使得制造成本较高。另外，在每一次光罩制程的微影生产过程中，灰尘的污染以及曝光的好坏会直接影响整个产品的良率，因此，光罩制程较多易增加降低产品良率的机会。

【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制造方法。

一种薄膜晶体管基板的制造方法，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；在第一道光罩制程中，曝光、显影及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、一半导体层及一源/漏极金属层；在第二道光罩制程中，对该源/漏极金属层、半导体层曝光、显影及蚀刻以形成一源极、漏极及一沟槽；在该栅极绝缘层、源极、漏极及沟槽上依序形成一钝化层及一光阻层；对该光阻层及该钝化层曝光、显影及蚀刻以形成一光阻图案及一钝化层图案；在该光阻图案、漏极与栅极绝缘层上沉积一透明导电金属层，并移除该光阻图案形成像素电极。

与现有技术相比，上述薄膜晶体管基板的制造方法将现有技术中需要采用二道制程而形成的源极、漏极及沟槽，采用一道光罩制程形成，而且，将现有技术中需要采用二道制程而形成的钝化层图案及像素电极，采用一道光罩制程形成，从而节省二道光罩制程，简化制程，可有效降低成本。

【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是形成栅极金属层的示意图。

图6是形成栅极图案及公共线图案的示意图。

图7是形成栅极绝缘层、半导体层及源/漏极金属层的示意图。

图8是狭缝光照之后所形成光阻层结构的示意图。

图9是形成源/漏极图案的示意图。

图10是形成半导体层图案的示意图。

图11是蚀刻凹槽处的光阻层结构的示意图。

图12是蚀刻对应该凹槽处的源/漏极图案和半导体层图案的示意图。

图13是形成沟槽、源极及漏极的示意图。

图14是形成钝化层的示意图。

图15是于该钝化层上形成光阻图案的示意图。

图16是形成钝化层图案的示意图。

图17是沉积一透明导电金属层的示意图。

图18是形成像素电极的示意图。

【具体实施方式】

请参阅图3，是本发明薄膜晶体管基板的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和一公共线213、设置在该栅极212和公共线213上的一栅极绝缘层203、依序设置在该栅极绝缘层203上的一半导体层图案215和一源极217与漏极218，设置在该半导体层图案215及源极217上的一钝化层图案219及一设置在漏极218与栅极绝缘层203上的像素电极214。

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程，其具体步骤如下：

一、第一道光罩

(1)形成一栅极图案；

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，其材料可为铝(Al)是金属、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，以第一道光罩制程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，并移除剩余的第一光阻层231，而形成预定的栅极212图案和公共线213图案。

二、第二道光罩

(2)依序形成栅极绝缘层、半导体层及源/漏极金属层；

请一并参阅图7，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，形成半导体层205；然后沉积一源/漏极金属层206。其中该源/漏极金属层206材料可以是铝合金、铝(Al)、钼(Mo)、钽(Ta)、或钼钨(Mo W)合金。

(3)狭缝光罩；

请一并参阅图8，在该源/漏极金属层206上沉积一第二光阻层，以狭缝光罩(第二道光罩)制程的图案对准该第二光阻层上方，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，从而形成如图8所示的具有一凹槽242的光阻层结构232，显影后该凹槽242处的光阻层较其它剩余的光阻层结构232厚度较小。

具有一凹槽242的光阻层结构232也可以采用其它方式形成如绕射现象来控制不同区域的曝光能量，以控制光阻的厚度；或利用半透明的光罩利用透过光的能量上的不同，以得到与半透光、不透光光罩区域对应的不同的光阻厚度。

对源/漏极金属层206进行蚀刻，移除源/漏极金属层206的未被光阻层结构232覆盖的部分，形成如图9所示的源/漏极金属层图案216。

对半导体层205进行蚀刻，移除半导体层205的未被光阻层结构232及源/漏极金属层图案216覆盖的部分，形成如图10所示的半导体层图案215。

对该具有一凹槽242的光阻层结构232进行蚀刻，移除凹槽242处的光阻层，至凹槽242处所对应的光阻层完全消失，使对应于该凹槽242处的源/漏极金属图案216部分暴露出来，形成如图11所示的光阻层结构233。

(4)形成源极、漏极及沟槽；

请一并参阅图12，对该源/漏极金属图案216及该半导体层图案215进行蚀刻，移除凹槽242处所对应的源/漏极金属图案216，以形成源极217及漏极218，且进一步对凹槽242对应的半导体层图案215进行蚀刻，移除凹槽242对应的半导体层图案215，形成一沟槽243，并移除位于该源极217及漏极218上的部分剩余光阻层结构233，形成如图13所示源极217、漏极218及沟槽243。

由于该非晶硅半导体层205及源/漏极金属层206位于相邻层次，所以本步骤采用一道光罩制程即可同时形成源极217、漏极218、半导体层图案215及沟槽243，相较于现有技术，可节省一道光罩，简化制程，降低成本。

三、第三道光罩

(5)形成钝化层；

请一并参阅图14，在该栅极绝缘层203、源极217、漏极218及该半导体层图案215上沉积一层钝化层209。

(6)形成钝化层图案；

请一并参阅图15，在该钝化层209上沉积一第三光阻层，以第三道光罩制程的图案对准该第三光阻层上方，以紫外光线平行照射该第三光阻层，从而可形成预定的光阻图案234；请一并参阅图16，对该钝化层209进行蚀刻，移除该钝化层209的未覆盖有光阻图案234的部分，使漏极218及部分栅极绝缘层203外露，从而在该栅极绝缘层203、源极217及该半导体层图案215上形成一钝化层图案219。

(7)形成像素电极；

请一并参阅图17，在该光阻图案234、外露的漏极218及部分栅极绝缘层203上沉积一透明导电金属层204；请一并参阅图18，移除该钝化层图案219上的光阻图案234及该光阻图案234上的透明导电金属层204，从而形成像素电极214。

相较于现有技术，该制造方法由一道光罩制程形成源极217、漏极218及沟槽243，另外，由一道光罩制程形成钝化层图案219及像素电极214，从而节省二道光罩制程，即本实施方式薄膜晶体管基板200制造方法采用三道光罩制程，光罩次数减少，制程简化，可以有效降低成本。

Claims (10)

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；在第一道光罩制程中，曝光、显影及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、一半导体层及一源/漏极金属层；在第二道光罩制程中，对该源/漏极金属层、半导体层曝光、显影及蚀刻以形成一源极、漏极及一沟槽；在该栅极绝缘层、源极、漏极及沟槽上依序形成一钝化层及一光阻层；对该光阻层及该钝化层曝光、显影及蚀刻以形成一光阻图案及一钝化层图案；于该光阻图案、漏极与栅极绝缘层上沉积一透明导电金属层，并移除该光阻图案形成像素电极。

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：该第二道光罩制程包括在该源/漏极金属层上沉积一光阻层，并提供狭缝光罩对该光阻层曝光及显影以形成一光阻层结构。

3.如权利要求2所述的薄膜晶体管基板制造方法，其特征在于：该光阻层结构包括一凹槽，该凹槽处的光阻层较其它部分的光阻层结构厚度较小。

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：该第二道光罩制程进一步包括蚀刻掉凹槽的光阻层结构的步骤，使对应于该凹槽处的源/漏极金属图案的部分暴露出来。

5.如权利要求2所述的薄膜晶体管基板制造方法，其特征在于：该第二道光罩制程进一步包括依序蚀刻掉源/漏极金属层及半导体层的未被光阻层结构覆盖的部分形成源/漏极金属层图案及半导体层图案的步骤。

6.如权利要1所述的薄膜晶体管基板制造方法，其特征在于：该第二道光罩制程包括在该源/漏极金属层上沉积一光阻层，并由绕射现象来控制不同区域的曝光能量，对该光阻层曝光及显影以形成一光阻层结构。

7.如权利要1所述的薄膜晶体管基板制造方法，其特征在于：该第二道光罩制程包括在该源/漏极金属层上沉积一光阻层，并提供半透明的光罩对该光阻层曝光及显影以形成一光阻层结构。

8.如权利要1所述的薄膜晶体管基板制造方法，其特征在于：该第一道光罩制程包括在该栅极金属层上沉积一光阻层，以一预定图案的光罩对该光阻层进行曝光及显影，形成预定图案的光阻层。

9.如权利要1所述的薄膜晶体管基板制造方法，其特征在于：该第一道光罩制程中包括对栅极金属层进行蚀刻，形成预定图案的栅极，去除剩余光阻的步骤。

10.如权利要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线。

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