CN103996618B - Tft电极引线制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种TFT电极引线制造方法，提出一种优化的电极引线制造方法，通过在传统TFT电极层材料之上，制作非晶化的ITO保护层，制作工艺简单，但可将干法刻蚀工艺对TFT金属电极层的刻蚀选择比达到无穷大，保护了金属电极免受干刻工艺制程影响，可大幅提高金属电极层的可靠性；同时干刻工艺制程无需频繁对干刻速率进行标定，可大量节省工艺实时监控成本。

Description

TFT电极引线制造方法
技术领域
本发明涉及一种显示领域TFT阵列基板的制造方法，特别是涉及到一种TFT电极的制造方法，应用于薄膜晶体管制备技术领域。
背景技术
薄膜晶体管的英文全称为Thin Film Transistor，缩写为TFT。
传统的TFT阵列基板中TFT电极引线制造方法如下：
采用玻璃清洗线清洁玻璃基板，进一步采用UV方式处理此玻璃基板表面；将玻璃基板放入磁控溅射设备中溅射金属电极层，首先溅射铝电极层或铝合金电极层，接着溅射钼电极层或钼合金电极层，形成双层金属电极结构。在TFT阵列基板工艺制程中，利用本方法制造的栅电极层或源漏电极层之上先用CVD方式生长氮化硅或氧化硅或氮化硅、氧化硅叠层绝缘层，之后根据工艺需求通过光刻工艺在绝缘层上制作出接触孔图形，通过干法刻蚀工艺将接触孔图形处绝缘层刻蚀掉，露出栅电极层或源漏电极层，作为后续电压信号引入端子。如，参见图1，传统的TFT电极层70由铝电极层70c和钼电极层70d复合构成，其中铝电极层70c在TFT阵列玻璃基板10之上，钼电极层70d在铝电极层70c之上，形成复合的金属电极层结构，在干法刻蚀工艺中，传统TFT电极层70上的钼电极层70d易发生过刻的情况，导致金属电极层在电压加载及电路信号引入时的可靠性降低。采用此种类型的金属电极结构，绝缘层在钼电极层或钼合金电极层之上；在干法刻蚀工艺中，由于绝缘层与钼电极层或钼合金电极层刻蚀选择较小，因此需要精确控制干刻工艺时间，防止钼电极层或钼合金电极层被过量刻蚀；同时，干刻工艺设备需在一定周期时间后再次标定干法刻蚀速率，由于需频繁对干刻速率进行标定，干法刻蚀工艺对TFT金属电极层的刻蚀选择比很小，使制备金属电极层的可靠性降低，工艺实时监控成本显著增加。
发明内容
为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种TFT电极引线制造方法，该工艺通过改变TFT电极层膜层材料，提高了干法刻蚀工艺对TFT电极层的刻蚀选择比，减小了干法刻蚀对金属膜层的影响，提高器件的可靠性，同时节省干刻工艺实时监测时间及成本。
为达到上述发明创造目的，本发明采用下述技术方案：
一种TFT电极引线制造方法，包括如下步骤：
a. 在清洗洁净的TFT阵列玻璃基板之上溅射金属电极层；
b．在上述步骤a中制备的金属电极层之上用磁控溅射方法生长一层非晶态ITO膜层作材料为ITO保护层；优选采用常温生长方式生长非晶态ITO膜层；
c. 实施光刻图形化工艺，即首先在上述步骤b中制备的ITO保护层表面上涂布一层光刻胶涂层，然后经过光刻、显影、烘烤，形成电极层引线光刻胶图形，使已经去除光刻胶的光刻胶涂层区域所对应的ITO保护层的表面相应部分裸露出来；
d. 利用ITO刻蚀液，刻蚀在上述步骤c中形成的裸露的ITO保护层部分，去除相应部分的ITO保护层，使剩余部分的ITO保护层形成ITO引线的图形，并使相应部分的金属电极层的表面裸露出来；ITO刻蚀液优选采用乙二酸；
e. 继续利用酸刻蚀液，刻蚀在上述步骤d中形成的裸露的金属电极层部分，去除相应部分的金属电极层，使剩余部分的金属电极层形成电极层引线的图形，并使相应部分的玻璃基板的表面裸露出来；
f. 在完成上述步骤e的刻蚀过程后，再次利用ITO刻蚀液，刻蚀剩余的ITO保护层，对ITO引线的图形外部形状进行修饰，使ITO引线的刻蚀面与在上述步骤e中形成的电极层引线的刻蚀面之间为正的梯度角度，使ITO引线的刻蚀面与电极层引线的刻蚀面平滑连接，从而使经过外形修饰的ITO引线的图形与电极层引线的图形一起形成一体的棱台形状；ITO刻蚀液优选采用乙二酸；
g. 在完成上述步骤f的刻蚀过程后，剥离去除在ITO保护层之上的电极层引线光刻胶图形，使ITO保护层的表面显露出来，并清洗玻璃基板，从而完成顶栅TFT阵列基板的TFT电极引线制造过程。
作为上述技术方案的优选技术方案，在上述步骤a中，在清洗TFT阵列玻璃基板之上溅射金属电极层时，首先在TFT阵列玻璃基板之上溅射铝金属层，然后再在铝金属层之上钼金属层，形成复合的金属电极层结构；酸刻蚀液优选采用钼铝刻蚀液。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：
本发明采用ITO保护层生长在金属电极层之上，金属电极层受到ITO保护层的保护；后续干刻工艺刻蚀生长在金属电极层上的绝缘层过程 ，由于干刻工艺的绝缘层与ITO保护层刻蚀选择比可达到无穷大，干刻工艺刻蚀完绝缘层之后，即使过刻时间足够长，也无法过刻金属电极层，可明显提高金属电极层的可靠性。
附图说明
图1为传统TFT电极层示意图。
图2为本发明优选实施例TFT电极制造工艺中溅射金属电极层的TFT工艺结构示意图。
图3为本发明优选实施例在TFT电极制造工艺中生长ITO保护层的TFT工艺结构示意图。
图4为本发明优选实施例在TFT电极制造工艺中实施光刻图形化工艺的TFT工艺结构示意图。
图5为本发明优选实施例在TFT电极制造工艺中形成ITO引线的图形的TFT工艺结构示意图。
图6为本发明优选实施例在TFT电极制造工艺中形成电极层引线的图形的TFT工艺结构示意图。
图7为本发明优选实施例在TFT电极制造工艺中修饰ITO引线的图形外部形状的TFT工艺结构示意图。
图8为本发明优选实施例在TFT电极制造工艺中制备的顶栅TFT阵列基板的TFT电极引线结构示意图。
图9为传统TFT电极层在干法刻蚀过刻时的电极引线结构状态示意图。
图10为本发明优选实施例制备的电极层在干法刻蚀过刻时的电极引线结构状态示意图。
具体实施方式
本发明的优选实施例详述如下：
在本实施例中，参见图2～图8，一种TFT电极引线制造方法，包括如下步骤：
a. 首先将TFT阵列玻璃基板10清洗干净，保证后续成膜效果，然后在清洁的玻璃基板10之上溅射金属电极层20，在溅射金属电极层20时，首先在玻璃基板10之上溅射厚度为1000 Å 的铝金属层20a，然后再在铝金属层20a之上溅射厚度为500 Å的钼金属层20b，从而形成金属复合材料电极结构，作为金属电极层20，参见图2；
b．在上述步骤a中制备的金属电极层之上，利用溅射设备在常温下用磁控溅射方法沉积一层厚度为500 Å的非晶态ITO膜层作材料为ITO保护层30，参见图3；
c. 实施光刻图形化工艺，即首先在上述步骤b中制备的ITO保护层表面上涂布一层光刻胶涂层，然后经过光刻、显影、烘烤，形成电极层引线光刻胶图形40，使已经去除光刻胶的光刻胶涂层区域所对应的ITO保护层30的表面相应部分裸露出来，参见图4；
d. 利用乙二酸刻蚀液，在加热温度50℃下刻蚀在上述步骤c中形成的裸露的ITO保护层30的相应部分，去除相应部分的ITO保护层30，使剩余部分的ITO保护层30形成ITO引线的图形30a，对金属电极层20起保护作用，刻蚀时间30秒，使相应部分的金属电极层20的表面裸露出来，即为使相应部分的钼金属层20b的表面裸露出来，参见图5；
e. 继续利用钼铝刻蚀液，在加温30℃下刻蚀在上述步骤d中形成的裸露的金属电极层20的相应部分，去除相应部分的金属电极层20，刻蚀时间90秒，将铝金属层20a刻蚀成铝金属引线20c，将钼金属层20b刻蚀成钼金属引线20d，使剩余部分的金属电极层20形成电极层引线50的图形，并使相应部分的玻璃基板10的表面裸露出来，参见图6；
f. 在完成上述步骤e的刻蚀过程后，再次利用乙二酸刻蚀液，刻蚀剩余的ITO保护层，即刻蚀ITO引线的图形30a，对ITO引线的图形30a外部边角形状进行修饰，将ITO引线的图形30a刻蚀ITO膜层引线30b，使ITO引线图形30a的刻蚀面与在上述步骤e中形成的电极层引线50的刻蚀面之间为正的梯度角度，使ITO引线图形30a的刻蚀面与电极层引线50的刻蚀面平滑连接，从而使经过外形修饰的ITO引线的图形30a与电极层引线50的图形一起形成一体的棱台形状，参见图7；
g. 在完成上述步骤f的刻蚀过程后，利用剥离液，剥离去除在ITO保护层30之上的电极层引线光刻胶图形40，使ITO保护层30的表面显露出来，使ITO保护层30和金属电极层20一起形成TFT电极层，然后清洗玻璃基板10，从而完成顶栅TFT阵列基板的TFT电极引线制造过程，参见图8。
对比分析结果：
参见图9和图10，在传统TFT电极层70与上述实施例中的TFT电极层之上分别生长一层厚度为2000Å的SiOx绝缘层90，再利用光刻图形化工艺在传统TFT电极层70上形成接触孔图形90a，在上述实施例中的TFT电极层之上形成接触孔图形90b，接触孔刻蚀完全时间为140秒，在干刻气体100气氛下设定干刻时间为160秒后，传统TFT电极层70上的钼电极层70d过刻明显，铝电极层70c无影响，但仍会影响后续膜层电连接的可靠性，从而影响电压加载及电路信号引入的可靠性；上述实施例中的TFT电极层60上的钼电极层20d则没有受到影响，后续电压加载及电信号引入可靠。
TFT电极引线制造方法通过在传统TFT电极层之上生长非晶化的ITO保护层材料，实现干法刻蚀工艺的高选择比，制作工艺简单，但可将干法刻蚀工艺对TFT金属电极层的刻蚀选择比达到无穷大，保护了金属电极免受干刻工艺制程影响，可大幅提高金属电极层的可靠性；同时干刻工艺制程无需频繁对干刻速率进行标定，可大量节省工艺实时监控成本。
上面结合附图对本发明实施例进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不背离本发明TFT电极引线制造方法的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种TFT电极引线制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
a. 在清洗洁净的TFT阵列玻璃基板之上溅射金属电极层；
b．在上述步骤a中制备的金属电极层之上用磁控溅射方法生长一层非晶态ITO膜层材料作为ITO保护层；
c. 实施光刻图形化工艺，即首先在上述步骤b中制备的ITO保护层表面上涂布一层光刻胶涂层，然后经过光刻、显影、烘烤，形成电极层引线光刻胶图形，使已经去除光刻胶的光刻胶涂层区域所对应的ITO保护层的表面相应部分裸露出来；
d. 利用ITO刻蚀液，刻蚀在上述步骤c中形成的裸露的ITO保护层的相应部分，去除相应部分的ITO保护层，使剩余部分的ITO保护层形成ITO引线的图形，并使相应部分的金属电极层的表面裸露出来；
e.再利用酸刻蚀液，刻蚀在上述步骤d中形成的裸露的金属电极层部分，去除相应部分的金属电极层，使剩余部分的金属电极层形成电极层引线的图形，并使相应部分的玻璃基板的表面裸露出来；
f. 在完成上述步骤e的刻蚀过程后，再次利用ITO刻蚀液，刻蚀剩余的ITO保护层，对ITO引线的图形外部形状进行修饰，使ITO引线的刻蚀面与在上述步骤e中形成的电极层引线的刻蚀面之间为正的梯度角度，使ITO引线图形的刻蚀面与电极层引线的刻蚀面平滑连接，从而使经过外形修饰的ITO引线的图形与电极层引线的图形一起形成一体的棱台形状；
g. 在完成上述步骤f的刻蚀过程后，剥离去除在ITO保护层之上的电极层引线光刻胶图形，使ITO保护层的表面显露出来，并清洗玻璃基板，从而完成顶栅TFT阵列基板的TFT电极引线制造过程。
2.根据权利要求1所述TFT电极引线制造方法，其特征在于：在上述步骤a中，在清洗TFT阵列玻璃基板之上的溅射金属电极层时，首先在TFT阵列玻璃基板之上溅射铝金属层，然后再在铝金属层之上钼金属层，形成复合的金属电极层结构。
3.根据权利要求2所述TFT电极引线制造方法，其特征在于：在上述步骤e中，酸刻蚀液采用钼铝刻蚀液。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述TFT电极引线制造方法，其特征在于：在上述步骤d和步骤f中，ITO刻蚀液皆采用乙二酸。
5.根据权利要求1～3中任意一项所述TFT电极引线制造方法，其特征在于：在上述步骤b中，用常温生长方式生长非晶态ITO膜层。
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