CN1614486A - 施加水平电场型液晶显示器件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水平电场型液晶显示器件(LCD)。该液晶显示器件通过三轮掩模工序制造并且具有栅极焊盘电极、公共焊盘电极和数据焊盘电极，其中的每一电极都包括由透明导电材料形成的上电极。使用剥离工序，这些上电极形成在接触孔内。

Description

施加水平电场型液晶显示器件及其制造方法
本申请要求享有2003年11月4日在韩国递交的韩国专利申请No.2003-77658的权益，在此引用其全部作为参考。
技术领域
本发明涉及一种液晶显示器件，特别涉及一种能够减少掩模工序量的水平电场型薄膜晶体管基板及其制造方法。
背景技术
通常，液晶显示器件(LCD)使用电场控制液晶的光透射比以显示图像。根据驱动液晶的电场方向，LCD主要分为垂直电场型和水平电场型。
垂直电场型LCD使用形成在下基板上的像素电极和上基板上的公共电极之间的电场驱动扭曲向列(TN)模式的液晶，其中像素电极和公共电极彼此相对。这种垂直电场型LCD具有高孔径比的优点，却具有只有大约90°的窄视角的缺点。水平电场型LCD使用形成在下基板上的像素电极和公共电极之间的水平电场驱动共平面开关(IPS)模式的液晶，其中像素电极和公共电极彼此平行设置。这种水平电场型LCD具有大约160°的宽视角的优点。
下面详细描述水平电场型LCD。水平电场型LCD包括粘接在一起且彼此相对的薄膜晶体管基板(即，下基板)和滤色片基板(即，上基板)。这种LCD还包括均匀保持两基板之间的盒间隙的衬垫料以及填充在盒间隙中的液晶。所述薄膜晶体管基板包括用于形成每一像素的水平电场的多条信号线、多个薄膜晶体管以及涂覆其上排列液晶的定向膜。所述滤色片基板包括实现显示颜色的滤色片、防止光泄漏的黑矩阵以及涂覆其上排列液晶的定向膜。
在这种液晶显示器件中，完成薄膜晶体管基板需要具有几轮掩模工序的复杂制造工序，导致制造成本增加。为了解决这一问题，研究者们在减少完成薄膜晶体管基板的掩模工序数量方面正在进行积极的研究。这是因为，一轮掩模工序包括许多例如是薄膜沉积、清洗、光刻、蚀刻、光致抗蚀剂剥离和检测工序等的子工序。近来，已经开发了四轮掩模工序。该四轮掩模工序从现有的制造薄膜晶体管基板的标准五轮掩模工序中减少一轮掩模工序。
图1示出了现有技术通过四轮掩模工序制造的水平电场型薄膜晶体管基板的结构，图2示出了沿图1中的I-I’和II-II’线截取的薄膜晶体管基板的截面图。
参照图1和图2，薄膜晶体管基板包括位于下基板45上彼此交叉的其间设有栅极绝缘膜46的栅线2和数据线4、位于每一交叉点附近的薄膜晶体管6、位于由栅线2和数据线4限定的像素区内用于形成水平电场的像素电极14和公共电极18以及连接到公共电极18的公共线16。而且，薄膜晶体管基板包括位于像素电极14和公共线16之间的重叠部分的存储电容20、连接到栅线2的栅极焊盘24、连接到数据线4的数据焊盘30以及连接到公共线16的公共焊盘36。提供有栅极信号的栅线2和提供有数据信号的数据线4限定像素区，并在其间设有栅极绝缘膜46。提供有用于驱动液晶的参考电压的公共线16位于像素区内并与栅线2平行。
薄膜晶体管6响应栅线2的栅极信号，将数据线4的数据信号充入像素电极14。为此，薄膜晶体管6包括连接到栅线2的栅极8、连接到数据线4的源极10以及连接到像素电极14的漏极12。薄膜晶体管6还包括与栅极8重叠并在其间设有栅极绝缘膜46的有源层48，以在源极10和漏极12之间限定一沟道。有源层48还与数据线4、下数据焊盘电极32和上存储电极22重叠。在有源层48上是欧姆接触层50，以与数据线4、源极10、漏极12和下数据焊盘电极32形成欧姆接触。
像素电极14通过贯穿保护膜52的第一接触孔13连接到薄膜晶体管6的漏极12并位于像素区。具体地说，像素电极14包括连接到漏极12并与相邻的栅线2平行的第一水平部分14A、与公共线16重叠的第二水平部分14B以及在第一和第二水平部分14A和14B之间平行设置的指状部分14C。公共电极18连接到公共线16并位于像素区。特别地，公共电极18在像素区与像素电极14的指状部分14C平行。
因此，在通过薄膜晶体管6施加有数据信号的像素电极14和通过公共线16施加有参考电压的公共电极18之间形成水平电场。具体地说，在像素电极14的指状部分14C和公共电极18之间形成水平电场。由于液晶分子的介电各向异性，位于薄膜晶体管基板和滤色片基板之间沿水平方向取向排列的液晶分子通过该水平电场旋转。像素区的透射比根据液晶分子的旋转程度而不同，从而实现灰度级值。
如图2所示，存储电容20包括公共线16、与公共线16重叠的上存储电极22、栅极绝缘膜46、有源层48和欧姆接触层50。栅极绝缘膜46、有源层48和欧姆接触层50夹在公共线16和上存储电极22之间。在存储电容20中，像素电极14通过贯穿保护膜52的第二接触孔21连接到上存储电极22。存储电容20保持充入像素电极14的数据信号，直到下一数据信号充入为止。
栅线2通过栅极焊盘24连接到栅极驱动器(未示出)。栅极焊盘24包括从栅线2延伸的下栅极焊盘电极26以及通过贯穿栅极绝缘膜46和保护膜52的第三接触孔27连接到下栅极焊盘电极26的上栅极焊盘电极28。数据线4通过数据焊盘30连接到数据驱动器(未示出)。数据焊盘30包括从数据线4延伸的下数据焊盘电极32以及通过贯穿保护膜52的第四接触孔33连接到下数据焊盘电极32的上数据焊盘电极34。公共线16通过公共焊盘36接收来自外部参考电压源(未示出)的参考电压。公共焊盘36包括从公共线16延伸的下公共焊盘电极38以及通过贯穿栅极绝缘膜46和保护膜52的第五接触孔39连接到下公共焊盘电极38的上公共焊盘电极40。
下面参照图3A到3D详细描述具有上述结构的薄膜晶体管基板通过四轮掩模工序的制造方法。
参照图3A，通过第一掩模工序，在下基板45上形成包括栅线2、栅极8、下栅极焊盘电极26、公共线16、公共电极18以及下公共焊盘电极38的栅极金属图案组(或第一导电图案组)。具体地说，通过例如是溅射的沉积技术，在下基板45上形成栅极金属层(或第一导电层)。然后，通过光刻和蚀刻工序，使用第一掩模对栅极金属层构图，以形成包括栅线2、栅极8、下栅极焊盘电极26、公共线16、公共电极18以及下公共焊盘电极38的栅极金属图案组。这里，栅极金属层由例如是铝族金属、铬(Cr)或钼(Mo)等金属形成。
参照图3B，在具有栅极金属图案组的下基板45上沉积栅极绝缘膜46。而且，通过第二掩模工序，在栅极绝缘膜46上形成包括有源层48和欧姆接触层50的半导体图案以及包括数据线4、源极10、漏极12、下数据焊盘电极32和上存储电极22的源极/漏极金属图案组(或第二导电图案组)。具体地说，通过例如是等离子增强化学汽相沉积(PECVD)和溅射等沉积技术，在具有栅极金属图案组的下基板45上顺序沉积栅极绝缘膜46、非晶硅层、n+非晶硅层和源极/漏极金属层(或第二导电层)。这里，栅极绝缘膜46由例如是氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)等无机绝缘材料形成。源极/漏极金属层由钼(Mo)、钛(Ti)、钽(Ta)或钼合金等形成。
然后，通过光刻工序，使用第二掩模在源极/漏极金属层上形成光致抗蚀剂图案。在这种情况下，在薄膜晶体管的沟道部分具有衍射曝光部分的衍射曝光掩模用作第二掩模，从而允许在沟道部分的光致抗蚀剂图案具有比其它源极/漏极图案部分低的高度。然后，通过湿蚀刻工序，使用光致抗蚀剂图案对源极/漏极金属层构图，以形成包括数据线4、源极10、与源极10一体的漏极12以及上存储电极22的源极/漏极金属图案组。
然后，通过干蚀刻工序，使用相同的光致抗蚀剂图案同时对n+非晶硅层和非晶硅层构图，以形成欧姆接触层50和有源层48。通过灰化工序去除在沟道部分具有相对低高度的光致抗蚀剂图案，然后通过干蚀刻工序对位于沟道部分的源极/漏极金属图案和欧姆接触层50进行蚀刻。这样，暴露出沟道部分的有源层48以断开源极10和漏极12的连接。然后，通过剥离工序去除剩余在源极/漏极金属图案组上的光致抗蚀剂图案。
参照图3C，通过第三掩模工序，在具有源极/漏极金属图案组的栅极绝缘膜46上形成包括第一到第五接触孔13、21、27、33和39的保护膜52。具体地说，通过例如是等离子增强化学汽相沉积(PECVD)的沉积技术，在具有源极/漏极金属图案组的栅极绝缘膜46上完全沉积保护膜52。通过光刻和蚀刻工序，使用第三掩模对保护膜52构图，以限定第一到第五接触孔13、21、27、33和39。第一接触孔13贯穿保护膜52以暴露出漏极12，第二接触孔21贯穿保护膜52以暴露出上存储电极22。第三接触孔27贯穿保护膜52和栅极绝缘膜46以暴露出下栅极焊盘电极26。第四接触孔33贯穿保护膜52以暴露出下数据焊盘电极32。第五接触孔39贯穿保护膜52和栅极绝缘膜48以暴露出下公共焊盘电极38。这里，如果源极/漏极金属层由例如是钼(Mo)的具有大的干蚀刻比的金属材料形成，那么各第一、第二和第四接触孔13、21和33分别贯穿漏极12、上存储电极22和下数据焊盘电极32，从而暴露出它们的侧表面。保护膜52由与栅极绝缘膜46相似的无机材料形成，或者是由例如是丙烯酸有机化合物、BCB(苯并环丁烯)或PFCB(全氟环丁烷)等具有小介电常数的有机材料形成。
参照图3D，通过第四掩模工序，在保护膜52上形成包括像素电极14、上栅极焊盘电极28、上数据焊盘电极34和上公共焊盘电极40的透明导电膜图案组(或第三导电图案组)。具体地说，通过例如是溅射等的沉积技术，在保护膜52上沉积透明导电膜(或第三导电膜)。然后，通过光刻和蚀刻工序，使用第四掩模对透明导电膜构图以提供包括像素电极14、上栅极焊盘电极28、上数据焊盘电极34和上公共焊盘电极40的透明导电图案组。像素电极14通过第一接触孔13电连接到漏极12，并通过第二接触孔21电连接到上存储电极22。上栅极焊盘电极28通过第三接触孔37电连接到下栅极焊盘电极26。上数据焊盘电极34通过第四接触孔33电连接到下数据焊盘电极32。上公共焊盘电极40通过第五接触孔39电连接到下公共焊盘电极38。这里，透明导电膜由铟锡氧化物(ITO)、铟氧化物(TO)或铟锌氧化物(IZO)等形成。
上述的水平电场型薄膜晶体管基板及其制造方法使用了四轮掩模工序，从而与通过五轮掩模工序制造的这种薄膜晶体管基板相比，减少了制造工序的数量并降低了制造成本。然而，由于该四轮掩模工序仍然需要复杂的制造工序并且在降低成本方面也有限度，更简单的制造工序将有益于降低制造成本。
发明内容
因此，本发明在于提供一种LCD及其制造方法，基本上克服了由于现有技术的局限和缺点而产生的一个或多个问题。
因此，本发明的优点在于提供了一种能够减少掩模工序数量的水平电场型薄膜晶体管基板及其制造方法。
本发明的另一优点在于提供了一种在信号线上具有剥离剂渗透路径以简化剥离工序的水平电场型薄膜晶体管基板以及制造方法。
下面的描述阐明本发明的其它特征和优点，一部分可以通过描述明显得到，或者通过实施本发明而得到。本发明的目的和其它优点可以通过说明书及其权利要求以及附图指出的结构实现和获得。
为了实现这些和其它优点，并根据本发明的目的，作为概括和具体的描述，一种水平电场型液晶显示器件(LCD)在上基板和下基板之间具有液晶，该LCD包括：在下基板上由第一导电层形成的栅线和公共线；由第二导电层形成的与该栅线交叉的数据线，在该栅线和数据线之间设有栅极绝缘膜，并且所述栅线和数据线限定一像素区；连接到该栅线和数据线的薄膜晶体管；从所述公共线延伸到像素区并由所述第一导电层形成的公共电极；电连接到薄膜晶体管的漏极并在像素区内由第二导电层形成的像素电极，在液晶显示器件工作时，该像素电极和公共电极在像素区内形成水平电场；用于覆盖至少薄膜晶体管的保护膜；栅极焊盘，具有从栅线延伸的下栅极焊盘电极、由第三导电层形成的上栅极焊盘电极和第一接触孔，该上栅极焊盘电极通过该第一接触孔电连接到下栅极焊盘；公共焊盘，具有连接到公共线的下公共焊盘电极、由第三导电层形成的上公共焊盘电极和第二接触孔，该上公共焊盘电极通过该第二接触孔电连接到下公共焊盘电极；以及数据焊盘，具有连接到数据线的下数据焊盘电极、由第三导电层形成的上数据焊盘电极和第三接触孔，该上数据焊盘电极通过该第三接触孔电连接到下数据焊盘电极，其中，上栅极焊盘电极、上公共焊盘电极和上数据焊盘电极分别形成在第一到第三接触孔内。
在像素区内的栅线、数据线、公共线、像素电极和公共电极至少其中之一上形成剥离剂渗透路径。
所述剥离剂渗透路径或者形成在保护膜内或者形成在保护膜和栅极绝缘膜内，以便于在剥离工序中容易地去除用于构图保护膜的光致抗蚀剂图案。
所述剥离剂渗透路径具有狭缝或多个孔的形状。
所述剥离剂渗透路径与第一到第三接触孔同时形成。
由第三导电层形成的虚拟图案保留在剥离剂渗透路径内。
该LCD进一步包括存储电容，该存储电容包括由第一导电层形成的第一和第二下存储电极；以及由第二导电层形成的上存储电极，该上存储电容电极电连接到所述像素电极。
这里，所述上存储电极与像素电极的任一指状部分为一整体。
根据本发明的另一方面，一种上下基板之间具有的液晶的水平电场型液晶显示器件的制造方法，包括：通过构图第一导电层，在下基板上形成包括栅线、连接到栅线的栅极、下栅极焊盘电极、公共线、从公共线延伸的公共电极、连接到公共线的下公共焊盘电极的第一导电图案组；在所述第一导电图案组上形成栅极绝缘膜；在所述栅极绝缘膜上形成半导体图案；通过构图第二导电层，在所述半导体图案上形成包括与所述栅线交叉以限定像素区的数据线、连接到该数据线的源极和下数据焊盘电极、与该源极相对的漏极以及连接到该漏极的像素电极的第二导电图案组，在液晶显示器件工作时，所述公共电极和像素电极在像素区内形成水平电场；在所述第二导电图案组上形成保护膜；通过使用光致抗蚀剂图案对保护膜和栅极绝缘膜至少其中之一构图，形成下栅极焊盘电极、下公共焊盘电极和下数据焊盘电极的第一到第三接触孔；以及通过在光致抗蚀剂图案上沉积第三导电层然后剥离光致抗蚀剂图案，形成包括上栅极焊盘电极、上公共焊盘电极和上数据焊盘电极的第三导电图案组，所述上栅极焊盘电极、上公共焊盘电极和上数据焊盘电极通过第一到第三接触孔分别连接到下栅极焊盘电极、下公共焊盘电极和下数据焊盘电极。
在该方法中，在像素区内的栅线、数据线、公共线、像素电极和公共电极至少其中之一上同时形成剥离剂渗透路径孔。
在该方法中，所述剥离剂渗透路径孔简化了光致抗蚀剂图案的剥离工序。
所述光致抗蚀剂图案在与保护膜的接触面内具有突出部分。
所述剥离剂渗透路径孔具有狭缝或多个孔的形状。
该方法还进一步包括形成与部分栅线以及与该栅线相邻的部分公共线重叠的上存储电极，在该栅线和公共线之间设有栅极绝缘膜和半导体图案，所述上存储电极电连接到像素电极。
按照本发明的另一方面，一种施加水平电场型薄膜晶体管基板的制造方法，包括第一掩模工序，在基板上由第一导电层形成栅线、连接到栅线的栅极和下栅极焊盘电极、平行于栅线的公共线、连接到公共线的下公共焊盘电极以及从公共线延伸到像素区的公共电极；第二掩模工序，完全涂覆栅极绝缘膜，在栅极绝缘膜的预定区域形成半导体图案，以及在该半导体图案上由第二导电层形成与栅线和公共线交叉的数据线、连接到数据线的源极和下数据焊盘电极、与源极相对的漏极以及连接到漏极并与公共电极形成水平电场的像素电极；以及第三掩模工序，完全涂覆保护膜，构图保护膜和栅极绝缘膜以限定用于暴露出下栅极焊盘电极、下公共焊盘电极和下数据焊盘电极的第一到第三接触孔，并且在该第一到第三接触孔内由第三导电层形成上栅极焊盘电极、上公共焊盘电极和上数据焊盘电极。
在该方法中，所述第三掩模工序包括完全涂覆保护膜；在该保护膜上使用掩模形成光致抗蚀剂图案；通过该光致抗蚀剂图案构图保护膜和栅极绝缘膜；在该光致抗蚀剂图案上完全涂覆透明导电膜；以及去除覆盖有透明导电膜的光致抗蚀剂图案以对透明导电膜构图。
所述第三掩模工序还进一步包括在由第一和第二导电层形成的多条信号线和多个电极中至少其中之一上形成贯穿保护膜的剥离剂渗透路径，以去除所述光致抗蚀剂图案。
所述剥离剂渗透路径贯穿到保护膜下的栅极绝缘膜。
所述剥离剂渗透路径包括沿所述多条信号线和多个电极中至少其中之一形成的狭缝或多个孔的至少一种形状。
所述剥离剂渗透路径位于公共电极和像素电极中至少其中之一上。
所述与经过构图的保护膜具有一接触面的第三导电层保留在剥离剂渗透路径中。
这里，所述第一到第三接触孔用作剥离剂渗透路径。
所述第二掩模工序还进一步包括形成与部分栅线以及和该栅线相邻的部分公共线重叠的上存储电极，在该栅线和公共线以及上存储电极之间设有栅极绝缘膜和半导体图案，所述上存储电极连接到由第二导电层形成的像素电极。
所述第三导电层包含任一透明导电层、钛和钨。
应该理解，上面的概括描述和下面的详细描述都是示例性和解释性的，意欲对所要保护的本发明提供进一步的解释。
附图说明
所包括的附图用来进一步理解本发明并且作为说明书一部分说明本发明的实施例，并且连同说明书一起用来解释本发明的原理。
在附图中：
图1示出了现有技术通过四轮掩模工序制造的水平电场型薄膜晶体管基板结构的平面图；
图2示出了沿图1中的I-I’和II-II’线截取的薄膜晶体管基板的截面图；
图3A到3D示出了图2所示的薄膜晶体管基板的制造方法截面图；
图4示出了按照本发明一实施例的水平电场型薄膜晶体管基板结构的平面图；
图5示出了沿图4中的III-III’、IV-IV’、V-V’、VI-VI’和VII-VII’线截取的薄膜晶体管基板的截面图；
图6A和6B分别示出了解释按照本发明实施例的薄膜晶体管基板制造方法中第一掩模工序的平面图和截面图；
图7A和7B分别示出了解释按照本发明实施例的薄膜晶体管基板制造方法中第二掩模工序的平面图和截面图；
图8A到8D示出了更加详细解释第二掩模工序的截面图；
图9A和9B分别示出了解释按照本发明实施例的薄膜晶体管基板制造方法中第三掩模工序的平面图和截面图；
图10A到10D示出了更加详细解释第三掩模工序的截面图；
图11A和11B分别示出了解释按照本发明实施例的一剥离剂渗透路径的平面图和截面图；以及
图12A和12B分别示出了解释按照本发明实施例的另一剥离剂渗透路径的平面图和截面图。
具体实施方式
下面参照附图详细描述本发明的实施例。
图4示出了按照本发明一实施例的水平电场型薄膜晶体管基板结构的平面图，图5示出了沿图4中的III-III’、IV-IV’、V-V’、VI-VI’和VII-VII’线截取的薄膜晶体管基板的截面图。
参照图4和图5，薄膜晶体管基板包括位于下基板145上彼此交叉的其间设有栅极绝缘膜146的栅线102和数据线104、位于每一交叉点附近的薄膜晶体管106、位于由栅线102和数据线104限定的像素区内用于形成水平电场的像素电极114和公共电极118以及连接到公共电极118的公共线116。薄膜晶体管基板还包括位于前级栅线102、公共线116和上存储电极122之间的重叠部分的存储电容120、连接到栅线102的栅极焊盘125、连接到数据线104的数据焊盘131以及连接到公共线116的公共焊盘135。提供有栅极信号的栅线102和提供有数据信号的数据线104限定像素区，并在其间设有栅极绝缘膜146。这里，栅线102由第一导电层(即，栅极金属层)形成，数据线104由第二导电层(即，源极/漏极金属层)形成。
公共线116和公共电极118提供用于驱动液晶的参考电压。公共线116还包括位于显示区并与栅线102平行的内公共线116A，以及在非显示区共同连接到内公共线116A的外公共线116B。公共电极118具有指状结构并从内公共线116A延伸到像素区。公共线116和公共电极118连同栅线102一起由第一导电层形成。
薄膜晶体管106响应栅线102的栅极信号，将数据线104的数据信号充入像素电极114。为此，薄膜晶体管106包括连接到栅线102的栅极108、连接到数据线104的源极110以及与源极110相对的漏极112。薄膜晶体管106还包括与栅极108重叠并在其间设有栅极绝缘膜146的有源层148，以在源极110和漏极112之间限定一沟道。在除了沟道区的有源层148上是欧姆接触层150，以与源极110和漏极112形成欧姆接触。另外，有源层148和欧姆接触层150还与连同源极110和漏极112一起由第二导电层形成的数据线104、下数据焊盘电极130和上存储电极122重叠。
像素电极114与公共电极118在像素区形成水平电场，并且像素电极连接到薄膜晶体管106的漏极112。像素电极114与漏极112由第二导电层形成并且是一整体。具体地说，像素电极114包括与栅线102平行并且与漏极112一体的水平部分114A、从水平部分114A延伸到像素区并与公共电极118平行的指状部分114B。
这样，在通过薄膜晶体管106施加有数据信号的像素电极114和通过公共线116施加有参考电压的公共电极118之间形成水平电场。具体地说，在像素电极114的指状部分114B和公共电极118之间形成水平电场。由于液晶分子的介电各向异性，位于薄膜晶体管基板和滤色片基板之间沿水平方向取向排列的液晶分子通过该水平电场旋转。像素区的透射度根据液晶分子的旋转程度而不同，从而实现灰度级值。
如图5所示，存储电容120包括作为第一下存储电极的部分前级栅线102、作为第二下存储电极的部分内公共线116A、与栅线102和内公共线116A重叠的上存储电极122、栅极绝缘膜146、有源层148以及欧姆接触层150。栅极绝缘膜146、有源层148和欧姆接触层150夹在第一和第二下存储电极102和116A与上存储电极122之间。这里，上存储电极122与像素电极114由第二导电层形成并且是一整体。存储电容120保持充入像素电极114的数据信号，直到下一数据信号充入为止。
栅线102通过栅极焊盘125连接到栅极驱动器(未示出)。栅极焊盘125包括从栅线102延伸的下栅极焊盘电极124以及通过贯穿栅极绝缘膜146和保护膜152的第一接触孔166连接到下栅极焊盘电极124的上栅极焊盘电极128。
公共线116通过公共焊盘135接收来自外部参考电压源(未示出)的参考电压。公共焊盘135包括从公共线116延伸的下公共焊盘电极136以及通过贯穿栅极绝缘膜146和保护膜152的第二接触孔170连接到下公共焊盘电极136的上公共焊盘电极140。
数据线104通过数据焊盘131连接到数据驱动器(未示出)。数据焊盘131包括从数据线104延伸的下数据焊盘电极130以及通过贯穿保护膜152的第三接触孔168连接到下数据焊盘电极130的上数据焊盘电极134。
在该薄膜晶体管基板中，上栅极焊盘电极128、上数据焊盘电极134和上公共焊盘电极140由第三导电层形成。当去除用于构图保护膜152和栅极绝缘膜146的光致抗蚀剂图案时，通过剥离工序构图第三导电层。这样，构图的第三导电层与保护膜152具有一接触面。按照本发明实施例的薄膜晶体管基板的制造方法通过使用剥离工序构图第三导电层可以减少一轮掩模工序。
为了简化剥离工序，在上述的信号线和电极上提供有贯穿栅极绝缘膜146和保护膜152或者贯穿保护膜152的剥离剂渗透路径154。例如，剥离剂渗透路径154位于公共电极118或像素电极114上，并且第三导电图案在剥离剂渗透路径154内与保护膜152具有一接触面。设置在没有光致抗蚀剂图案部分的剥离剂渗透路径154以及第一到第三接触孔166、170和168允许剥离剂容易地渗透进光致抗蚀剂图案和保护膜152之间的接触面。
下面详细描述按照本发明实施例的薄膜晶体管基板的制造方法。
图6A和6B分别示出了解释按照本发明实施例的水平电场型薄膜晶体管基板制造方法中第一掩模工序的平面图和截面图。
如图6A和6B所示，通过第一掩模工序，在下基板145上形成包括栅线102、栅极108、下栅极焊盘电极124、公共线116、公共电极118以及下公共焊盘电极136的第一导电图案组。具体地说，通过例如是溅射的沉积技术，在下基板145上形成第一导电层。然后，通过光刻和蚀刻工序，使用第一掩模对第一导电层构图，以形成包括栅线102、栅极108、下栅极焊盘电极124、公共线116、公共电极118以及下公共焊盘电极136的第一导电图案组。这里，第一导电层由Cr、MoW、Cr/Al、Cu、Al(Nd)、Mo/Al、Mo/Al(Nd)或Cr/Al(Nd)等形成。
图7A和7B分别示出了解释按照本发明实施例的水平电场型薄膜晶体管基板制造方法中第二掩模工序的平面图和截面图，图8A到8D示出了更加详细解释第二掩模工序的截面图。
通过例如是等离子增强化学汽相沉积(PECVD)、溅射等沉积技术，在具有第一导电图案的下基板145上形栅极绝缘膜146。这里，栅极绝缘膜由例如是氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)的无机绝缘材料形成。
如图7A和7B所示，通过第二掩模工序，在栅极绝缘膜146上沉积包括有源层148和欧姆接触层150的半导体图案并且形成包括数据线104、源极110、漏极112、下数据焊盘电极130、像素电极114以及上存储电极122的第二导电图案组。具体地说，如图8A所示，通过例如是等离子增强化学汽相沉积(PECVD)和溅射等沉积技术，在栅极绝缘膜146上顺序形成非晶硅层148A、n+非晶硅层150A和第二导电层156。这里，第二导电层156由Cr、MoW、Cr/Al、Cu、Al(Nd)、Mo/Al、Mo/Al(Nd)或Cr/Al(Nd)等形成。
接着，在第二导电层156上完全涂覆光致抗蚀剂膜，然后通过光刻工序，使用部分曝光掩模的第二掩模在其上形成如图8A所示的具有阶梯覆层的光致抗蚀剂图案158。在这种情况下，在薄膜晶体管的沟道部分具有衍射曝光部分(或半透射或半透反射部分)的衍射曝光掩模用作第二掩模。这样，与第二掩模的衍射曝光部分(或半透射部分)对应的光致抗蚀剂图案158比与第二掩模的透射部分(或遮蔽部分)对应的光致抗蚀剂图案158部分具有更低的高度。换句话说，位于沟道部分的光致抗蚀剂图案158具有比位于其它源极/漏极图案部分的光致抗蚀剂图案158更低的高度。
然后，如图8B所示，通过湿蚀刻工序，使用光致抗蚀剂图案158对第二导电层156层构图，以形成包括数据线104、薄膜晶体管部分的源极110、与源极110一体的漏极112、像素电极114、下数据焊盘电极130以及上存储电极122的第二导电金属图案组。这里，上存储电极122与部分栅线102和内公共线116A重叠，像素电极114与漏极112和上存储电极122为一整体。而且，通过干蚀刻工序，使用相同的光致抗蚀剂图案158同时对n+非晶硅层150A和非晶硅层148A构图，如图8B所示，与第二导电图案组一起形成一个有欧姆接触层150和有源层148结构。
然后，如图8C所示，通过灰化工序，使用氧(O2)等离子体去除在沟道部分具有相对低高度的光致抗蚀剂图案158，而位于其它第二导电图案组部分的光致抗蚀剂图案158变为具有比灰化工序以前低的高度。如图8C所示，通过干蚀刻工序，使用剩余的光致抗蚀剂图案158，对位于沟道形成部分的第二导电层和欧姆接触层150进行蚀刻，从而断开源极110和漏极112的连接并且暴露出有源层148。这样，在源极110和漏极112之间形成由有源层148形成的沟道。然后，如图8D所示，通过剥离工序去除剩余在第二导电图案组部分上的光致抗蚀剂图案158。
图9A和9B分别示出了解释按照本发明实施例的水平电场型薄膜晶体管基板制造方法中第三掩模工序的平面图和截面图，图10A到10D示出了更加详细解释第三掩模工序的截面图。
如图9A和9B所示，通过第三掩模工序对保护膜152和栅极绝缘膜146构图，并且形成包括上栅极焊盘电极128、上数据焊盘电极134和上公共焊盘电极140的第三导电图案组。该第三导电图案组与构图的保护膜152之间形成一接触面而没有重叠部分。具体地说，如图10A所示，在具有第二导电图案组的栅极绝缘膜146上完全形成保护膜152。这里，保护膜152由与栅极绝缘膜146相似的无机绝缘材料或者是有机绝缘材料形成。而且，如图10A所示，通过光刻工序，使用第三掩模在保护膜152上形成光致抗蚀剂图案160。如图10B所示，通过干蚀刻工序，使用光致抗蚀剂图案160对保护膜152和栅极绝缘膜146构图，从而形成贯穿保护膜152或保护膜152和栅极绝缘膜146的第一到第三接触孔166、170和168以及剥离剂渗透路径154。这里，第一接触孔166暴露出下栅极焊盘电极124，第二接触孔170暴露出下公共焊盘电极136，第三接触孔168暴露出下数据焊盘电极130。而且，剥离剂渗透路径154暴露出公共电极118或像素电极114。
然后，如图10C所示，通过例如是溅射等的沉积技术，在保留有光致抗蚀剂图案160的薄膜晶体管基板上完全形成第三导电层172。第三导电层172由包括铟锡氧化物(ITO)、锡氧化物(TO)、铟锌氧化物(IZO)或SnO2等的透明导电层形成。或者，第三导电膜172由例如是钛(Ti)或钨(W)等具有高抗腐蚀性和高强度特性的金属材料形成。
然后，如图10D所示，通过剥离工序，去除光致抗蚀剂图案160连同其上的第三导电层172，以分别在第一到第三接触孔166、170和168以及剥离剂渗透路径154内形成上栅极焊盘电极128、上公共焊盘电极140、上数据焊盘电极134以及虚拟透明导电图案164。
在这种情况下，第一到第三接触孔166、170和168以及剥离剂渗透路径154形成在光致抗蚀剂图案160不存在的部分，使得大量剥离剂，例如是剥离剂A能够渗透进光致抗蚀剂图案160和保护膜152之间的接触面。这样，通过剥离剂A，覆盖有第三导电层172的光致抗蚀剂图案160可以容易地从保护膜152分隔开。这是因为，由于保护膜152的过蚀刻，光致抗蚀剂图案160的边界比形成有剥离剂渗透路径154以及第一到第三接触孔166、170和168部分的保护膜152的边界具有更多的突出(未示出)。另外，还因为，由于光致抗蚀剂图案160突出的边界，沿垂直于基板145的方向沉积的第三导电层172在光致抗蚀剂图案160的边界和保护膜152的边界之间具有开口，或者是沉积得相对薄，从而允许剥离剂A容易地渗透进光致抗蚀剂图案160。
如上所述，通过剥离工序去除第三导电层172和光致抗蚀剂图案160的不需要部分，使得第三导电图案组与保护膜152具有一接触面。具体地说，在相应的接触孔166、170和168内设有上栅极焊盘电极128、上公共焊盘电极140和上数据焊盘电极134，以分别连接到下栅极焊盘电极124、下公共焊盘电极136和下数据焊盘电极130。而且，剩余在剥离剂渗透路径154内的第三虚拟导电图案164也在剥离剂渗透路径154内与保护膜152具有一接触面。
下面举例描述在公共电极118和/或像素电极114上贯穿栅极绝缘膜146和/或保护膜152的剥离剂渗透路径154的形状。
参照图11A和11B，剥离剂渗透路径154具有在公共电极118上贯穿栅极绝缘膜146和保护膜152的狭缝180的形状。而且，第三虚拟导电图案182保留在狭缝180内。狭缝180可以设置在包括栅线、公共线和数据线的任何一条信号线以及像素电极之上。
参照图12A和12B，剥离剂渗透路径154具有在公共电极118上贯穿栅极绝缘膜146和保护膜152的多个孔184的形状。彼此隔离开的第三虚拟导电图案186位于多个孔184内。多个孔184可以位于包括栅线、公共线和数据线的任何一条信号线以及像素电极之上。
如上所述，按照本发明，使用剥离工序代替第三导电层的掩模工序。因此，薄膜晶体管基板通过三轮掩模工序制造，使得简化的制造工序减少了制造成本并提高了产量。而且，按照本发明，剥离剂渗透路径位于保护膜内的信号线上，使得用于去除覆盖有第三导电层的光致抗蚀剂图案的剥离工序能够有效地执行。
本领域的技术人员应了解，在不脱离本发明的精神或范围的前提下，本发明还有各种改进和变化。因此，本发明的各种改进和变化包括在由所附权利要求书及其等同物限定的本发明的范围内。

Claims (28)

1、一种上下基板之间具有液晶的水平电场型液晶显示器件，包括：
在下基板上由第一导电层形成的栅线和公共线；
由第二导电层形成的与该栅线交叉的数据线，在该栅线和数据线之间设有栅极绝缘膜，并且所述栅线和数据线限定一像素区；
连接到该栅线和数据线的薄膜晶体管；
从所述公共线延伸到像素区并由所述第一导电层形成的公共电极；
电连接到薄膜晶体管的漏极并位于像素区内由第二导电层形成的像素电极，在液晶显示器件工作时，该像素电极和公共电极在像素区内形成水平电场；
用于覆盖至少薄膜晶体管的保护膜；
栅极焊盘，具有从栅线延伸的下栅极焊盘电极、由第三导电层形成的上栅极焊盘电极和第一接触孔，该上栅极焊盘电极通过该第一接触孔电连接到下栅极焊盘；
公共焊盘，具有连接到公共线的下公共焊盘电极、由第三导电层形成的上公共焊盘电极和第二接触孔，该上公共焊盘电极通过该第二接触孔电连接到下公共焊盘电极；以及
数据焊盘，具有连接到数据线的下数据焊盘电极、由第三导电层形成的上数据焊盘电极和第三接触孔，该上数据焊盘电极通过该第三接触孔电连接到下数据焊盘电极，
其中，上栅极焊盘电极、上公共焊盘电极和上数据焊盘电极分别形成在第一到第三接触孔内。
2、根据权利要求1所述的液晶显示器件，其特征在于，还进一步包括位于像素区内的栅线、数据线、公共线、像素电极和公共电极至少其中之一上的剥离剂渗透路径。
3、根据权利要求2所述的液晶显示器件，其特征在于，所述剥离剂渗透路径或者形成在保护膜内或者形成在保护膜和栅极绝缘膜内，以便于在剥离工序中去除用于构图保护膜的光致抗蚀剂图案。
4、根据权利要求2所述的液晶显示器件，其特征在于，所述剥离剂渗透路径具有狭缝或多个孔的形状。
5、根据权利要求2所述的液晶显示器件，其特征在于，所述剥离剂渗透路径与第一到第三接触孔同时形成。
6、根据权利要求2所述的液晶显示器件，其特征在于，由第三导电层形成的虚拟图案剩余在剥离剂渗透路径内。
7、根据权利要求1所述的液晶显示器件，其特征在于，还进一步包括存储电容，该存储电容包括：
由第一导电层形成的第一和第二下存储电极；以及
由第二导电层形成的上存储电极，该上存储电容电极电连接到所述像素电极。
8、根据权利要求7所述的液晶显示器件，其特征在于，所述上存储电极与像素电极的任一指状部分为一整体。
9、一种上下基板之间具有液晶的水平电场型液晶显示器件的制造方法，包括：
构图第一导电层，在下基板上形成包括栅线、连接到栅线的栅极、下栅极焊盘电极、公共线、从公共线延伸的公共电极、连接到公共线的下公共焊盘电极的第一导电图案组；
在所述第一导电图案组上形成栅极绝缘膜；
在所述栅极绝缘膜上形成半导体图案；
构图第二导电层，在所述半导体图案上形成包括与所述栅线交叉以限定像素区的数据线、连接到数据线的源极和下数据焊盘电极、与源极相对的漏极以及连接到漏极的像素电极的第二导电图案组，在液晶显示器件工作时，所述公共电极和像素电极在像素区内形成水平电场；
在所述第二导电图案组上形成保护膜；
使用光致抗蚀剂图案对保护膜和栅极绝缘膜至少其中之一构图，形成下栅极焊盘电极、下公共焊盘电极和下数据焊盘电极对应的第一到第三接触孔；以及
在光致抗蚀剂图案上沉积第三导电层然后剥离光致抗蚀剂图案，形成包括上栅极焊盘电极、上公共焊盘电极和上数据焊盘电极的第三导电图案组，所述上栅极焊盘电极、上公共焊盘电极和上数据焊盘电极通过第一到第三接触孔分别连接到下栅极焊盘电极、下公共焊盘电极和下数据焊盘电极。
10、根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还进一步包括：
在像素区内的栅线、数据线、公共线、像素电极和公共电极至少其中之一上同时形成剥离剂渗透路径孔。
11、根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述剥离剂渗透路径孔简化光致抗蚀剂图案的剥离工序。
12、根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述光致抗蚀剂图案在与保护膜的接触面内具有突出部分。
13、根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述剥离剂渗透路径孔具有狭缝或多个孔的形状。
14、根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还进一步包括：
形成与部分栅线以及与该栅线相邻的部分公共线重叠的上存储电极，在该栅线和公共线之间设有栅极绝缘膜和半导体图案，所述上存储电极电连接到像素电极。
15、根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述剥离剂渗透路径贯穿到保护膜下面的栅极绝缘膜。
16、根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述剥离剂渗透路径包括沿着所述多条信号线和多个电极至少其中之一形成的狭缝和多个孔的至少一种。
17、根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述剥离剂渗透路径位于公共电极和像素电极至少其中之一上。
18、根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第三导电层包含任一透明导电层、钛和钨层。
19、一种施加水平电场型薄膜晶体管基板的制造方法，包括：
第一掩模工序，在基板上由第一导电层形成栅线、连接到栅线的栅极和下栅极焊盘电极、平行于栅线的公共线、连接到公共线的下公共焊盘电极以及从公共线延伸到像素区的公共电极；
第二掩模工序，完全涂覆栅极绝缘膜，在栅极绝缘膜的预定区域形成半导体图案，以及在该半导体图案上由第二导电层形成与栅线和公共线交叉的数据线、连接到数据线的源极和下数据焊盘电极、与源极相对的漏极以及连接到漏极并与公共电极形成水平电场的像素电极；以及
第三掩模工序，完全涂覆保护膜，构图保护膜和栅极绝缘膜以限定用于暴露出下栅极焊盘电极、下公共焊盘电极和下数据焊盘电极的第一到第三接触孔，并且在该第一到第三接触孔内由第三导电层形成上栅极焊盘电极、上公共焊盘电极和上数据焊盘电极。
20、根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述第三掩模工序包括：
完全涂覆保护膜；
在该保护膜上使用掩模形成光致抗蚀剂图案；
通过该光致抗蚀剂图案构图保护膜和栅极绝缘膜；
在该光致抗蚀剂图案上完全涂覆透明导电膜；以及
去除覆盖有透明导电膜的光致抗蚀剂图案以对透明导电膜构图。
21、根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述第三掩模工序还进一步包括：
由第一和第二导电层在多条信号线和多个电极至少其中之一上形成贯穿保护膜的剥离剂渗透路径，以去除所述光致抗蚀剂图案。
22、根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述剥离剂渗透路径贯穿到保护膜下的栅极绝缘膜。
23、根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述剥离剂渗透路径包括沿所述多条信号线和多个电极至少其中之一形成的狭缝和多个孔中至少一种。
24、根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述剥离剂渗透路径位于公共电极和像素电极至少其中之一上。
25、根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所述与经过构图的保护膜具有一接触面的第三导电层保留在剥离剂渗透路径中。
26、根据权利要求25所述的方法，其特征在于，所述第一到第三接触孔用作剥离剂渗透路径。
27、根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述第二掩模工序还进一步包括：
形成与部分栅线以及和该栅线相邻的部分公共线重叠的上存储电极，在该栅线和公共线之间设有栅极绝缘膜和半导体图案，所述上存储电极连接到由第二导电层形成的像素电极。
28、根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述第三导电层包含任一透明导电层、钛和钨层。
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