CN1716065A - 液晶显示器件的焊盘结构及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种液晶显示(LCD)器件的焊盘结构及其制作方法。LCD器件的焊盘结构包括：在阵列基板上以预定面积形成在各信号线一侧边沿上的下电极；在下电极上面形成的绝缘层；暴露出下电极的接触孔，其中形成为绝缘层的预定部分的接触孔被蚀刻；以及形成在接触孔上面从而连接到下电极的端电极，其中下电极形成在包括采用AlNd的铝合金层和钼(Mo)层的双层结构中，并且Mo层的厚度大约要大于形成在Mo层下面的铝合金层厚度的至少四分之一。

Description

液晶显示器件的焊盘结构及其制作方法
本申请要求享有2004年6月30日提交的韩国专利申请2004-49983号的权益，该申请可供全面参考。
技术领域
本发明涉及一种液晶显示器件，具体涉及一种液晶显示器件的栅/数据焊盘结构及其制作方法。
背景技术
当今信息技术的发展对薄、轻而且功耗低的平板显示器件有很大的需求。在各种类型的平板显示器件当中，具有优良的色彩再现性的液晶显示(LCD)器件是当今发展的焦点。
LCD器件一般是通过调节光透射度来显示图像。即，在LCD器件中，上面有电极的两个基板彼此面对地布置并且在两个基板中注入液晶材料。在注入液晶材料之后向两个电极提供预定的电压，用通过提供的电压产生的电场使液晶迁移而显示图像。
以下要参照附图来描述LCD器件的一种典型结构。
图1示出了作为LCD器件下基板的阵列基板的局部放大顶视图。图1具体示出了扭曲向列(TN)模式LCD器件的阵列基板。
如上所述，下基板10通常被称为阵列基板，作为开关器件的多个薄膜晶体管T按矩阵的形式布置。对应于薄膜晶体管T上具有与多条数据线27交叉的多条栅线25。由栅线25和数据线27的交叉点构成的区域限定了像素区P。
各自用于从外部源接收信号的栅焊盘29和数据焊盘31分别设在各栅线25和各数据线27的一侧边沿上。各薄膜晶体管T包括栅极21，源极60，漏极62，和设在栅极21上面的有源层41。在像素区P上形成像素电极81。
图2示出了分别沿图1所示的II-II，III-III，和IV-IV线提取的像素区、栅焊盘区和数据焊盘区的截面图。对相同结构元件采用和图1所示相同的附图标记。
如图所示，用导电材料例如金属制成的栅极21形成在下基板10上并与用例如氮化硅或氧化硅等材料形成的栅绝缘层30重叠。
用非晶硅制成的有源层41形成在栅绝缘层30上，并且在有源层们上形成一对欧姆接触层52。欧姆接触层52是掺杂杂质的非晶硅层。在一对欧姆接触层52顶上形成由导电材料例如金属制成的源极60和漏极62。在此，源极60，漏极62和栅极21构成图1中所示的薄膜晶体管T。
接着，在源极60和漏极62上面形成由氮化硅，氧化硅或有机绝缘材料制成的钝化层70。钝化层70包括暴露出漏极62的接触孔。在钝化层70上形成由透明导电材料制成的像素电极81并且该像素电极81通过接触孔连接到漏极62。
进而，在下基板10上形成栅线25，并在栅线25一侧边沿上形成预定面积的栅焊盘29。栅焊盘29包括：下基板10；栅焊盘下电极28；栅绝缘层30；钝化层70；栅焊盘接触孔59；和栅焊盘端电极65。具体地说，在栅焊盘29中，栅焊盘下电极28形成在下基板10上，而栅绝缘层30形成在设有栅绝缘层30的下基板10上。然后，蚀刻栅绝缘层30和钝化层70以形成暴露出栅焊盘下电极28的栅焊盘接触孔59。栅焊盘端电极65形成在栅焊盘接触孔59上面，栅焊盘端电极65通过该接触孔连接到栅焊盘下电极28。
同时，在栅绝缘层30上形成数据线27并且沿垂直方向延伸到源极60。在数据线27的一侧边沿上以预定面积形成数据焊盘31。
而且，对于数据焊盘31，对形成在设有数据焊盘下电极32的下基板10上的钝化层70进行蚀刻，以形成暴露出数据焊盘下电极32的数据焊盘接触孔61。数据焊盘端电极67形成在数据焊盘接触孔61上面，从而连接到数据焊盘下电极32。
此时，对栅绝缘层30和钝化层70的预定部分进行蚀刻，以形成栅焊盘接触孔59，并对钝化层70的预定部分进行蚀刻以形成数据焊盘接触孔61。在蚀刻这些预定部分时，栅焊盘接触孔59和数据焊盘接触孔61急剧倾斜。
如上所述，在栅线25和数据线27的一侧边沿上形成有预定面积的栅焊盘下电极28和数据焊盘下电极32上，对都是用氧化铟锡(IT0)或氧化铟锌(IZ0)形成的栅焊盘端电极65和数据焊盘端电极67分别进行构图。
如果栅线25和数据线27是用铝或铝合金(AlNd)制成的，当栅焊盘下电极28和数据焊盘下电极32分别接触到栅焊盘端电极65和数据焊盘端电极67时就会形成氧化层。
氧化层会妨碍栅焊盘端电极65和数据焊盘端电极67直接接触到栅线25和数据线27采用的铝基金属材料，导致电接触不良。为此，要在铝基金属材料与各栅焊盘端电极65、数据焊盘端电极67之间形成钼(Mo)制的缓冲层。
也就是说，通过将栅线25和数据线27形成为双层的铝基层(AlNd)和钼层(Mo)，可以消除当栅焊盘下电极28和数据焊盘下电极32分别接触到栅焊盘端电极65和数据焊盘端电极67时产生的氧化层。
图3示出了现有技术栅焊盘的详细结构的截面图。以栅焊盘结构来举例；这种结构也能应用于数据焊盘。
如图所示，栅焊盘下电极310以包括铝合金层312和钼层314的双层结构形成在基板300上。铝合金层312的一种示例性材料是AlNd。
具体地说，形成的钼层314的厚度大约是500，而形成的铝合金层312的厚度大约是2,000。而且，在栅焊盘下电极310上面形成的栅绝缘层320和在栅绝缘层320上面形成的钝化层330的厚度分别是大约2,000和4,000。
在形成钝化层330之后，为了在栅焊盘下电极310和栅焊盘端电极350之间形成接触，要进行蚀刻工序来形成接触孔340。
然而，在进行上述现有技术的蚀刻工序时常常发生过度蚀刻，导致钝化层330，栅绝缘层320和钼层314被完全消除。
也就是说，如果钼层314被过度蚀刻，由ITO或IZO制成的栅焊盘端电极350就会直接接触到铝合金层312。所以，在铝合金层312和栅焊盘端电极350之间的界面上就会发生腐蚀。
另外，在现有技术的蚀刻工序中，钝化层330和栅绝缘层320的预定部分被同时蚀刻，造成接触孔340急剧倾斜。用附图标记360代表接触孔340的这一急剧倾斜区域。
因此，当接触孔340上面形成栅焊盘端电极350时，急剧倾斜区域360周围的栅焊盘端电极350的阶梯覆层(step-coverage)特性会恶化，进而导致栅焊盘端电极350断开。
另外，在栅焊盘端电极350的断开部分周围可能暴露出栅焊盘下电极310的铝合金层312，从而造成腐蚀问题。
发明内容
为此，本发明涉及一种液晶显示器件的焊盘结构及其制作方法，能够基本上消除因现有技术的局限和缺点造成的一些问题。
本发明的优点是提供了一种液晶显示器件的焊盘结构，其能够通过在包括在焊盘的双层结构中，使形成的钼层厚度大于铝合金层厚度的大约四分之一，并且控制蚀刻工序以形成具有渐变坡度的接触孔，从而防止焊盘的腐蚀。
本发明的另一优点是提供了一种液晶显示器件焊盘结构的制作方法，其能够通过在包括在焊盘的双层结构中，使形成的钼层厚度大于铝合金层厚度的大约四分之一，并且控制蚀刻工序以形成具有渐变坡度的接触孔，从而防止焊盘的腐蚀。
以下要说明本发明的附加特征和优点，一部分可以从说明书中看出，或是本领域的技术人员可以通过对本发明的研究和实践来学习。采用说明书及其权利要求书和附图中具体描述的结构就能实现并达到本发明的目的和其他优点。
为了实现这些和其它优点，按照本发明的目的，作为具体和广义的描述，一种液晶显示(LCD)器件的焊盘结构，包括：在阵列基板上以预定面积形成在各信号线一侧边沿上的下电极；在下电极上面形成的绝缘层；暴露出下电极的接触孔，其中形成为绝缘层的预定部分的接触孔被蚀刻；以及形成在接触孔上面从而连接到下电极的端电极。下电极优选地形成在包括采用AlNd的铝合金层和钼(Mo)层的双层结构中，并且Mo层的厚度大约要大于形成在Mo层下面的铝合金层厚度的至少四分之一。
按照本发明另一个方面，提供了一种液晶显示(LCD)器件的焊盘结构的制作方法，包括：在形成在阵列基板上的各信号线的一侧边沿上以预定面积形成下电极；在下电极上面形成绝缘层；蚀刻绝缘层的预定部分以形成暴露出下电极的接触孔；以及在接触孔上面形成端电极，从而使端电极连接到暴露的下电极，其中形成的下电极是一种双层结构，包括铝合金层和钼(Mo)层，并且Mo层的厚度要大约大于形成在Mo层下面的铝合金层厚度的至少四分之一。
按照本发明再一个方面，提供了一种液晶显示(LCD)器件的焊盘结构，包括：在阵列基板上以预定面积形成在各信号线一侧边沿上的下电极，并且包括上金属层和下金属层的一种双层结构；在下电极上面形成的绝缘层；暴露出下电极的接触孔，其中形成为绝缘层的预定部分的接触孔被蚀刻；以及形成在接触孔上面从而连接到上金属层的端电极。
应该意识到以上的概述和下文对本发明的详细说明都是解释性的描述，都是为了进一步解释所要求保护的发明。
附图说明
所包括的用来便于进一步理解本发明并且作为说明书一个组成部分的附图表示了本发明的实施例，连同说明书一起可用来解释本发明的原理。
在附图中：
图1示出了作为典型液晶显示器件的下基板的阵列基板的局部放大顶视图。
图2示出了分别沿图1所示的II-II，III-III，和IV-IV线提取的截面图。
图3示出了典型栅焊盘的详细结构的截面图。
图4示出了根据本发明实施方式的液晶显示器件的焊盘结构的截面图；
图5A到图5C示出了根据本发明实施方式的液晶显示器件的焊盘结构的制作方法的截面图；以及
图6A到图6E示出了根据本发明实施方式的形成包括铝基层和钼(Mo)层的双层结构的焊盘的下电极的顺序过程的截面图。
具体实施方式
以下要具体描述在附图中例举的本发明的实施方式。在所有图中尽可能用相同的附图标记代表相同或相似的部件。
图4示出了根据本发明实施方式的液晶显示器件的焊盘结构的截面图；
尽管图4中所示的焊盘结构是栅焊盘结构，仍然可以将这一焊盘结构等同地应用于数据焊盘结构。另外，由于根据本发明实施方式的液晶显示器的阵列基板结构与图1和图2中所示的相同，将省略对阵列基板结构的详细描述。
根据本发明的实施方式，在阵列基板上形成多条栅线，并在各条栅线的一侧边沿上以预定面积形成栅焊盘。
为了更详细地描述栅焊盘，栅焊盘的下电极410形成在基板400上，然后顺序在下电极410上面形成栅绝缘层420和钝化层430。然后，对钝化层430和栅绝缘层420的部分进行蚀刻，以形成暴露出下电极410的接触孔440。接着，在接触孔440上面形成栅焊盘的端电极450，从而完全形成了栅焊盘。端电极450通过接触孔440连接到下电极410。
而且，下电极410具有包括铝合金层412和钼(Mo)层414的双层结构，以防止当下电极410接触到端电极450时形成氧化层。铝合金层412的一种示例性材料是AlNd。
具体地说，为了防止当进行形成接触孔440的蚀刻工序时经常发生的过度蚀刻的频繁出现，形成的钼层414要比栅焊盘结构通常形成的Mo层更厚。也就是说，在典型的栅焊盘结构中，钼层和铝合金层的厚度分别是大约500和2,000。另一方面，根据本发明实施方式的钼层414所具有的厚度范围在大约500到大约1,000之间。
换句活说，钼层414的厚度要大于形成在钼层414下面的铝层412厚度的四分之一；这样，即使在形成接触孔440的过程中出现过度蚀刻，也不会蚀刻掉整个钼层414。这种过度蚀刻的削弱可以进一步防止栅焊盘受到腐蚀。
另外，如上所述，在现有技术的栅焊盘结构中形成接触孔的过程中，存在的一个问题是因为钝化层和栅绝缘层是同时蚀刻的，接触孔会变得急剧倾斜。因此，在急剧倾斜的接触孔上面形成的栅焊盘的端电极具有较差的阶梯覆层特性，造成栅焊盘端电极会断开的问题。
为了解决这一问题，形成接触孔440的蚀刻工序是这样进行的，向是氮化硅(SiNx)气体的主蚀刻气体中添加能够降低接触孔440的坡度(slope)460的预定反应气体。作为这种添加预定反应气体的另外一种选择，是在蚀刻工序后连续执行灰化工序。按照这种特定处理的结果，如图4所示，接触孔440的坡度460变成渐变的，并因而在形成端电极450的过程中不会发生电极断开缺陷。
图5A到图5C示出了根据本发明实施方式的液晶显示器件的焊盘结构的制作方法的截面图。
尽管示例性的焊盘结构是栅焊盘结构，仍然可以将这种焊盘结构等同地应用于数据焊盘结构。另外，由于根据本发明实施方式的液晶显示器的阵列基板结构与图1和图2中所示的相同，将省略对阵列基板结构的详细描述。
参见图5A，阵列基板400上的下电极410以预定面积形成在各条栅线的一侧边沿上。在下电极410的顶上顺序形成栅绝缘层420和钝化层430。
在此，形成的下电极410是包括铝合金层412和钼(Mo)层414的双层结构。铝合金层412的一种示例性材料是AlNd。而且，形成的钼层414的厚度大约要大于铝合金层412厚度的四分之一且小于铝合金层412厚度的一半。例如，优选的是铝合金层412的厚度为大约2,000，而钼层414的厚度范围是从大约500到大约1,000。钼层414采用这一特定厚度的原因是，在形成后续接触孔的蚀刻工序中，即使在钼层414被过度蚀刻的情况下也可以防止暴露出铝合金层412。
以下要参照图6A到图6E具体说明下电极410的双层结构。
参见图5B，钝化层430和栅绝缘层420被蚀刻以形成暴露出下电极410的上述接触孔440。此时，为了降低接触孔440的坡度460，要对氮化硅(SiNx)的蚀刻气体添加能够降低接触孔440的坡度460的预定反应气体来进行蚀刻工序。作为这种添加反应气体的另外一种选择，是在蚀刻工序后连续执行灰化工序。
参见图5C，在形成接触孔440之后，在接触孔440上面形成作为用氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)等材料形成的透明电极的端电极450，从而完成栅焊盘的形成。
图6A到图6E示出了根据本发明实施方式的形成包括铝基层和钼层的双层结构的栅焊盘的下电极的顺序过程的截面图。
还应该注意到，采用AlNd的铝合金层和钼(Mo)层的双层结构是作为本发明的一个实施方式来描述的。因此，上述顺序过程的描述不仅限于形成这种双层结构。
参见图6A，在基板上的栅焊盘区内形成具有低电阻值的铝基层81。在此，例如AlNd的铝合金可作为铝基层81的一种示例性材料。然后，在铝基层81上用选自Mo，铬(Cr)和钨(W)构成的组中的材料形成金属层82。
参见图6B，在金属层82和铝基层81上形成光刻胶图案84，以获得栅焊盘的下电极。尽管图中未示出，首先在金属层82上形成光刻胶层，然后用掩模进行曝光和显影，从而获得光刻胶图案84。
参见图6C，为获得所需的图案继续进行蚀刻工序。为了这一蚀刻工序进行湿刻工序。然而，用于蚀刻金属层即Mo层的湿刻溶液，由于钼层82与铝基层81即AlNd层之间出现的跃迁现象(transition phenomenon)，导致栅焊盘的下电极受到腐蚀。
这种腐蚀现象通常被称为伽凡尼腐蚀(Galvanic corrosion)。为了更详细地描述伽凡尼腐蚀，当将这些Mo层82和AlNd层81浸入到湿刻溶液中时，就会存在电势差，而它随后会造成Mo层82和AlNd层81之间的电子跃迁。
因此，如图6C所示，由于伽凡尼腐蚀，铝基层81的侧壁被削减，当形成图2所示的栅绝缘层30和钝化层70时会造成较差的阶梯覆层特性。
为了解决上述问题，如图6D所示，在湿刻工序之后对光刻胶图案84与金属层82之间的边界区域进行淹没(flood)式干刻工序。淹没式干刻工序的结果是去除了部分金属层82，从而如图4所示，形成的栅绝缘层420和钝化层430具有良好的阶梯覆层特性。
参见图6E，根据本实施方式去除光刻胶图案84，从而获得包括采用AlNd的铝合金层81和钼(Mo)层的下电极的双层结构。
根据本发明的实施方式，在焊盘下电极的双层结构中，形成的钼层厚度大约要大于至少铝合金层厚度的四分之一。因此，可以防止铝合金层受到腐蚀。
此外，要控制用于形成暴露出焊盘下电极的接触孔的蚀刻工序来降低接触孔的坡度。降低接触孔坡度的效果是防止通常连接到下电极的焊盘端电极被断开，另一个效果是防止在接触位置的焊盘受到腐蚀。
本发明所属领域的普通技术人员还能对本发明作出各种各样的修改或变更。因此，本发明的意图是要覆盖属于权利要求书及其等效物范围内的修改和变更。

Claims (12)

1.一种具有焊盘结构的液晶显示器件，包括：
在阵列基板上以预定面积形成在各信号线一侧边沿上的下电极；
在所述下电极上面形成的绝缘层；
暴露出所述下电极的接触孔，其中形成为所述绝缘层的预定部分的所述接触孔被蚀刻；以及
形成在所述接触孔上面从而连接到所述下电极的端电极，其中所述下电极形成在包括采用钕化铝的铝合金层和钼层的双层结构中，
其中所述钼层的厚度要大于形成在所述钼层下面的铝合金层厚度的至少四分之一。
2.按照权利要求1所述的焊盘结构，其特征是，所述接触孔是通过采用添加有能够降低所述接触孔坡度的预定反应气体的氮化硅的蚀刻气体而进行的的蚀刻步骤而形成的。
3.按照权利要求1所述的焊盘结构，其特征是，在能够降低所述接触孔的坡度的蚀刻工序之后通过灰化工序形成所述接触孔。
4.按照权利要求1所述的焊盘结构，其特征是，所述钼层的厚度小于所述铝合金层厚度的一半。
5.按照权利要求1所述的焊盘结构，其特征是，所述铝合金层的厚度是2,000，而所述钼层的厚度范围在500到1,000之间。
6.按照权利要求1所述的焊盘结构，其特征是，所述焊盘是栅焊盘和数据焊盘之一。
7.按照权利要求1所述的焊盘结构，其特征是，所述绝缘层包括栅绝缘层，钝化层及其组合之一。
8.按照权利要求1所述的焊盘结构，其特征是，所述信号线是栅线和数据线之一。
9.一种液晶显示器件的制作方法，包括：
提供第一基板和第二基板；
在所述第一或第二基板上形成焊盘结构；
所述形成所述焊盘结构的步骤包括：
在形成在所述基板上的各信号线的一侧边沿以预定面积形成下电极；
在所述下电极上面形成绝缘层；
蚀刻所述绝缘层的预定部分以形成暴露出所述下电极的接触孔；以及
在所述接触孔上面形成端电极，从而使所述端电极连接到暴露的所述下电极，
其中形成的所述下电极是一种双层结构，包括铝合金层和钼层，并且所述钼层的厚度要大于形成在所述钼层下面的铝合金层厚度的至少四分之一。
10.按照权利要求9所述的方法，其特征是，形成所述接触孔的步骤是通过采用添加有能够降低所述接触孔坡度的预定反应气体的氮化硅的蚀刻气体而进行的蚀刻步骤。
11.按照权利要求9所述的方法，其特征是，形成所述接触孔的步骤是在能够降低所述接触孔的坡度的蚀刻工序之后的灰化工序。
12.按照权利要求9所述的方法，其特征是，形成所述下电极的步骤是形成2,000厚度的铝合金层并形成从500到1,000厚度范围的钼层。
CNB2005100799481A 2004-06-30 2005-06-27 液晶显示器件的制作方法 Active CN100458534C (zh)

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