CN1766701A - 导电结构及其形成方法、阵列基板以及液晶显示面板 - Google Patents

导电结构及其形成方法、阵列基板以及液晶显示面板 Download PDF

Info

Publication number
CN1766701A
CN1766701A CNA2005101170138A CN200510117013A CN1766701A CN 1766701 A CN1766701 A CN 1766701A CN A2005101170138 A CNA2005101170138 A CN A2005101170138A CN 200510117013 A CN200510117013 A CN 200510117013A CN 1766701 A CN1766701 A CN 1766701A
Authority
CN
China
Prior art keywords
restraining barrier
insulator
metal
electrode
grid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2005101170138A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100516986C (zh
Inventor
李仁�
郭珍午
李圣昊
金永彬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung Display Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung Electronics Co Ltd filed Critical Samsung Electronics Co Ltd
Publication of CN1766701A publication Critical patent/CN1766701A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100516986C publication Critical patent/CN100516986C/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
    • H01L27/124—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition, shape or layout of the wiring layers specially adapted to the circuit arrangement, e.g. scanning lines in LCD pixel circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/43—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/49—Metal-insulator-semiconductor electrodes, e.g. gates of MOSFET
    • H01L29/4908—Metal-insulator-semiconductor electrodes, e.g. gates of MOSFET for thin film semiconductor, e.g. gate of TFT

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Chemically Coating (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

本发明提供了一种导电结构，其包括金属层和阻挡层。金属层位于绝缘体上。阻挡层覆盖金属层的上面和侧面，阻挡层包括熔点高于绝缘体的玻璃转化温度的材料。

Description

导电结构及其形成方法、阵列基板以及液晶显示面板
                        技术领域
本发明涉及一种金属配线、形成该金属配线的方法、具有该金属配线的阵列基板以及具有该金属配线的液晶显示面板。更具体地讲，本发明涉及一种能够减少缺陷的金属配线、形成该金属配线的方法、具有该金属配线的阵列基板以及具有该金属配线的液晶显示面板。
                        背景技术
通常，液晶显示(LCD)装置包括：阵列基板，在其上形成薄膜晶体管(TFT)；计数器基板(counter substrate)，面向阵列基板；液晶层，位于阵列基板和计数器基板之间。当对具有各向异性介电常数的液晶层施加电场时，液晶层的液晶分子的排列被改变，以改变透光率。因此，控制穿过阵列基板和计数器基板的光的量，以显示图像。
阵列基板通常包括：TFT，位于第一透明基板上；栅极线，电连接到TFT的栅极；数据线，电连接到TFT的源极；像素电极，电连接到TFT的漏极。
通常，阵列基板的透明基板含有玻璃。栅极和栅极线含有金属。栅极和栅极线位于透明基板上。
当LCD装置的尺寸增大时，栅极线的长度也增大，这样，增加了栅极线的电阻。因此，对靠近LCD装置的边缘部分设置的TFT施加的电压的大小与对位于LCD装置的中间部分的TFT施加的电压的大小不同。因此，LCD装置的显示质量劣化。结果，电阻率低的金属，例如，铜(Cu)已经被试验用作栅极线和栅极。
然而，铜与玻璃的粘附力低，以使栅极或者栅极线能够容易地与阵列基板分离。因此，TFT运行异常。
另外，铜原子扩散到包含硅(Si)的栅极绝缘层中。因此，栅极的电阻增加，这导致传输到栅极的信号延迟。
                        发明内容
本发明解决了上述问题，从而本发明提供了一种能够防止铜原子扩散的金属配线结构。
本发明也提供了一种形成上述金属配线的方法。
本发明也提供了具有上述金属配线的阵列基板。
本发明也提供了一种具有上述金属配线的LCD面板。
在本发明的一方面，金属配线包括金属层和阻挡层。金属层位于绝缘基板上。阻挡层覆盖金属层的上面和侧面，并且包含熔点高于绝缘层的玻璃转化温度的材料并防止金属层中的原子扩散。
在本发明的另一方面，形成金属配线的方法，包括：在绝缘层上形成金属层、在金属层的上面和侧面上涂覆熔点高于绝缘基板的玻璃转化温度的材料，以形成防止金属层中的原子扩散的阻挡层。金属层可通过无电镀法形成。
在本发明的又一方面，阵列基板包括绝缘基板、开关元件和像素电极。开关元件包括：栅极，电连接到栅极线并且含有金属；第一电流电极，电连接到数据线；栅极绝缘层，使栅极和第一电流电极彼此绝缘；第一阻挡层，在栅极和栅极绝缘层之间。第一阻挡层覆盖栅极的上面和侧面，包含熔点高于绝缘基板的玻璃转化温度的材料并且第一阻挡层防止金属的扩散。像素电极电连接到开关元件的第二电流电极。
在本发明的另一方面，制造阵列基板的方法包括：在绝缘基板上形成包含金属的栅极；在栅极上沉积熔点高于绝缘基板的玻璃转化温度的材料，以形成防止金属中的原子扩散的阻挡层；在包括阻挡层的绝缘基板上顺序地形成栅极绝缘层、第一电流电极和第二电流电极。
在本发明的又一方面，LCD面板包括第一玻璃基板、第二玻璃基板和液晶层。第一玻璃基板包括公共电极。面向第一基板的第二玻璃基板包括开关元件和像素电极。开关元件具有栅极绝缘层、第一电流电极、第二电流电极、位于栅极和栅极绝缘层之间的阻挡层以及含有金属的栅极。开关元件包含熔点高于第一玻璃基板的玻璃转化温度的材料，防止金属扩散并且施加图像信号。液晶层位于第一玻璃基板和第二玻璃基板之间。
根据上面所述，绝缘基板和导线之间的粘附力增加，导线的电阻减小，从而提高了显示装置的显示质量，并且防止导线的金属材料扩散，所以可抑制显示质量的缺陷。
                        附图说明
通过结合附图对示例性实施例进行下面的描述，本发明的上面和其它特点及优点将变得更加清楚，其中：
图1是示出根据本发明示例性实施例的阵列基板的部分的布局图；
图2是沿着图1中的线2-2截取的剖视图；
图3A至图3F是示出根据本发明示例性实施例的制造LCD的方法的剖视图；
图4是示出根据本发明的示例性实施例的形成金属配线的方法的流程图；
图5是示出由指定的蚀刻溶液的执行蚀刻产生的表面粗糙度的图表；
图6是示出由多种蚀刻溶液的划痕试验产生的粘附力的图表；
图7是示出由多种蚀刻溶液的拉力试验的结果的图表；
图8是示出从敏化活化工艺和催化加速工艺的粘附试验中得到的结果的图表；
图9示出了三条曲线，所述三条曲线示出了在三个不同的pH值和使用EDTA作为配位剂的情况下，作为温度函数的电镀速率；
图10示出了三条曲线，所述三条曲线示出了在三个不同的pH值和使用罗谢尔盐作为配位剂的情况下，作为温度的函数的电镀速率；
图11和图12是示出含有电镀铜的透明基板的X射线的衍射图案的曲线图。
                        具体实施方式
下面，参照附图来充分描述本发明，其中，示出了本发明的实施例。然而本发明可以以许多不同形式实施，但是不应限于这里提到的实施例来构建；当然，提供这些实施例，以使本公开充分并且完全，并且将本发明的范围充分传达给本领域的技术人员。在图中，为了清晰，夸大了层和区域的厚度。相同的标号始终表示相似或者相同的元件。应该理解，当一个元件，例如，层、区域或者基板被表示为在另一个元件上面或者上方时，它可以直接位于其它元件上面或者也可存在中间元件。
图1是示出根据示例性实施例的阵列基板的部分的布局图。
参照图1，阵列基板100包括：多条栅极线GL，在第一方向形成；多条数据线DL，在与第一方向交叉的第二方向形成；多个像素区，由栅极线GL和数据线DL限定。
开关元件110、存储电容器130和像素电极140形成在每个像素区上。存储电容器130电连接到开关元件110。像素电极140对应于液晶电容器的第一电极。
开关元件110包括：栅极114，电连接到栅极线GL中的一条；源极118a，电连接到数据线DL中的一条；漏极118b，通过接触孔150电连接到像素电极140。半导体层(未示出)形成在栅极114和源极118a之间以及栅极114和漏极118b之间。
电连接到栅极线GL的栅极114包括第一金属层(未示出)和第一阻挡层(未示出)。
例如，第一金属层含有铜。铜具有大约1.67μΩ·cm的相对低的电阻率。铜满足像素电极条件，即第一金属层的电阻小于大约3.0μΩ·cm。然而，铜容易与硅反应。
第一阻挡层覆盖第一金属层除了与阵列基板100的底板接触的部分以外的剩余部分。即，第一阻挡层覆盖第一金属层的所有上面和四个侧面。为了经历下面的工艺，第一阻挡层包含在高温下具有优良特性的材料。例如，第一阻挡层包含氧化锡(SnO2)和氧化锌(ZnO2)。氧化锡的熔点高于大约750℃的玻璃转化温度。
当第一金属层包含铜时，第一阻挡层通过下面将描述的高温工艺来防止铜原子扩散到例如钝化层或者包含硅的栅极绝缘层中。
第一阻挡层形成在第一金属层和栅极绝缘层之间和/或第一金属层和钝化层之间，以防止铜原子的扩散。因此，第一阻挡层限制了包含第一金属层的栅极114的电阻增加，其中，该电阻的增加是由铜原子的扩散导致的。结果，可防止栅极114的信号延迟。
存储电容器130包括：第一电极134，由与栅极线GL的材料基本相同的材料制成；第二电极135，具有与漏极118b基本相同的材料。即使当开关元件110截断时，存储电容器130保持用于一个帧的液晶电容器的电压。
如上所述，即使栅极114包括第一阻挡层和含有铜的第一金属层，但是，可选地，上述结构可应用到栅极线GL和数据线DL。
图2是沿着图1的线2-2截取的剖视图。
参照图2，液晶显示(LCD)面板50包括：阵列基板100；彩色滤光器基板200；液晶层300，位于阵列基板100和彩色滤光器基板200之间。
阵列基板100包括第一透明基板101、开关元件110和像素电极140。
开关元件110电连接到栅极线。开关元件110通过源极118a和漏极118b对像素电极140施加电压。开关元件110包括栅极114、栅极绝缘层105、半导体层116、源极118a和漏极118b。
栅极114包括第一金属层111和第一阻挡层113，并且电连接到栅极线GL。
当第一金属层111包含铜时，第一金属层111与第一透明基板101的粘附性弱。因此，第一金属层111可包括第一源(seed)层(未示出)。例如，第一源层包含钯(Pd)、金(Au)、银(Ag)、锡(Sn)、镍(Ni)、铁(Fe)和铂(Pt)中的至少一种。当通过无电镀法来形成金属层111时，第一源层提供用于在第一透明基板101上沉积第一金属层111的源。
设置第一阻挡层113，以覆盖除了第一金属层111与第一透明基板101接触的部分以外的第一金属层111。换而言之，第一阻挡层113覆盖第一金属层111的所有上面和侧面。
当第一金属层111包含铜时，除非阻挡层位于第一金属层111和栅极绝缘层105之间，否则第一金属层111的铜原子将扩散到与第一金属层111相邻的含硅的栅极绝缘层105中，从而铜原子可容易地与硅反应。因此，第一阻挡层113位于第一金属层111和栅极绝缘层105之间，从而防止铜原子扩散到栅极绝缘层105中和与栅极绝缘层105中的硅反应。因此，第一阻挡层113降低了栅极114的电阻的增加。结果，防止了由于栅极线的增加的电阻而导致的栅极114的信号延迟。
第一阻挡层113由在高温下稳定的材料例如，氧化锡和氧化锌构成。因此，第一阻挡层113在随后的高温过程，例如，用于在无定形硅层116b中掺杂N+型杂质的离子注入过程中稳定。第一阻挡层113可包含导电氧化物材料。
栅极线GL和存储电容器130的第一电极134通常由与栅极114相同的材料构成。因此，第一电极134包括第二金属层131和覆盖第二金属层131的上面和侧面的第二阻挡层133。栅极线GL包括第三金属层(未示出)和覆盖第三金属层的上面和侧面的第三阻挡层(未示出)。
参照图2，栅极绝缘层105分别形成在第一阻挡层113和第二阻挡层133以及第一透明基板101的暴露部分上。栅极绝缘层105使栅极114与源极118a和漏极118b电绝缘。例如，栅极绝缘层105通常包括氮化硅(SiNx)或者氧化硅(SiOx)。
半导体层116位于栅极绝缘层105上。半导体层116包括活性层116a和欧姆接触层116b。半导体层116位于栅极114上方。
源极118a和漏极118b分别电连接到数据线DL和存储电容器130的第二电极135。源极118a可包含导电金属材料。源极118a、漏极118b、数据线DL和存储电容器130的第二电极135可包括第四金属层(未示出)和第四阻挡层(未示出)。
当第四金属层包含铜时，第四金属层可与第一透明基板101弱粘附。同样，第四金属层可包括第二源层(未示出)。第二源层提供用于在第一透明基板101上沉积第四金属层的源。包含铜的第四金属层可通过无电镀法形成在第一透明基板101上。
设置第四阻挡层以覆盖第四金属层与第一透明基板101接触的部分以外的剩余部分。换而言之，第四阻挡层覆盖第四金属层的所有上面和侧面。
第四阻挡层形成在第四金属层和位于源极118a和漏极118b上的钝化层120之间，以防止第四金属层的铜原子扩散到钝化层120中。因此，第四阻挡层减小了源极118a和漏极118b的电阻的增加，该电阻的增加是由源极和漏极外面的铜原子的扩散另外产生的。结果，防止了由源极118a和漏极118b的增加的电阻而导致的信号延迟。第四阻挡层可包含导电氧化物材料。
钝化层120位于源极和漏极的金属层上，以保护开关元件110。有机层125位于钝化层120上。有机层125的使用是可选地。
有机层125位于在其上形成开关元件110和钝化层120的第一透明基板101的上方。有机层125控制液晶层的厚度，并且使第一透明基板101平坦。有机层125包括部分地暴露漏极118b的接触孔150。蚀刻钝化层120和有机层125来形成接触孔150。接触孔150暴露漏极118b的一部分。
像素电极140位于有机层125上，并且可包含透明导电材料。像素电极140通过接触孔150电连接到漏极118b。例如，像素电极140包括透明导电材料，例如，氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)和氧化锌(ZnO)。可选地，像素电极140可包括具有高光学反射率的反射电极。可选地，像素电极140可包括具有透明导电材料的透明电极和位于透明电极上且具有高反光率的反射电极。
彩色滤光器基板200包括第二透明基板201、光截取层210、像素图案220R和220B以及透明电极层230。
光截取层210位于第二透明基板201上以截取光。光截取层210在第二透明基板201上限定像素区和光截取区。
像素图案220R和220B可位于由光截取层210限定的像素区上。像素图案220R和220B包括透射光的彩色滤光器，其中，所述光的波长对应于响应入射光的本色的波长。像素图案可包括红色、绿色和蓝色彩色滤光器。
公共电极230与阵列基板100的像素电极140对应，对公共电极230施加公共电压。因此，液晶电容器由作为液晶电容器的第一电极的像素电极140和作为液晶电容器的第二电极的公共电极230来限定。平面层可形成在光截取层210和像素图案220R、220B上，以使像素图案220R和220B平坦并且保护像素图案220R和220B。
根据对阵列基板100的像素电极140和彩色器滤光基板200的公共电极230施加的电压来重排液晶层300的液晶分子，以使LCD面板50显示图像。
图3A至图3F是示出根据本发明示例性实施例的制造液晶显示装置的方法的剖视图。
参照图3A，第一金属层411和第二金属层431通过例如，无电镀法形成在透镜基板401上。第一金属层411和第二金属层431包含铜。
图4是示出根据示例性实施例的形成金属配线的方法的流程图。
参照图3A和图4，无电镀法包括预处理过程和金属层增长过程。预处理过程包括洗涤过程S100、蚀刻过程S200、敏化过程S310以及活化过程S330。
在洗涤过程S100中，透明基板401浸入去离子水(DIW)中，以去除杂质，例如，附于透明基板401上的聚合物。
接着，在蚀刻过程S200中，透明基板401浸入具有蚀刻添加剂的蚀刻溶液中。合适的蚀刻溶液包括氟化氢(HF)、氟化铵(NH4F)、氢氧化钠(NaOH)和氢氧化钾(KOH)。蚀刻溶液也可包括氯化钠(NaCl)。在蚀刻过程S200中，其表面吸附了铜的透明基板401的表面颗粒的尺寸减小，以使铜对透明基板401的粘附力增加。
图5是示出由多种蚀刻溶液和添加剂的浓度产生的表面粗糙度的图表。图6是示出根据几种蚀刻溶液和添加剂的浓度的划痕试验的结果的图表。图7是示出根据几种蚀刻溶液和添加剂的浓度的拉力试验的结果的图表。
采用流延成型的氧化铝(Al2O3)用作加工件，该加工件的尺寸为大约5cm×5cm×0.5cm，纯度为大约96％。蚀刻溶液是氟化氢(HF)、氟化铵(NH4F)、氢氧化钠(NaOH)和氢氧化钾(KOH)中的一种。蚀刻过程执行大约十五分钟。添加剂是氯化钠(NaCl)。在上面的条件下执行蚀刻过程，以形成无电镀铜膜，该膜的厚度为大约10μm，并且执行表面粗糙度测试、划痕测试和拉力测试。
参照图5、图6和图7，由包含大约400g/L的氢氧化钠(NaOH)的蚀刻溶液蚀刻的加工件和由包含大约100g/L的氢氧化钠(NaOH)和大约100g/L的氯化钠(NaCl)的蚀刻溶液蚀刻的加工件的表面最粗糙，使得加工件相对于厚度为大约10μm的铜膜的粘附力最强，为大约18N。
即使少量的氯化钠(NaCl)被添加到大约400g/L的氢氧化钠(NaOH)中，粘附力也迅速下降。这是因为，为了有效地蚀刻加工件，两种大量的负离子氢氧根离子OH-和氯化钠(NaCl)的Cl-被添加到了蚀刻溶液中。
接着，执行敏化过程。即，透明基板浸入金属氯酸盐溶液中，以使锡离子(Sn2+)粘附在透明基板的表面上。例如，在常温下，加工件在包含大约10g/L的氯化锡(II)(SnCl2)和大约30ml/L的盐酸中浸泡大约一至两分钟，从而将锡离子吸附到加工件的表面上。然后，加工件浸到水中，并且搅拌含有加工件的水，以去除杂质。从水中取出加工件。例如，为了将加工件的表面改为亲水性，对加工件的表面使用大约十秒的超声波。然后，可结束敏化过程。
由于敏化过程，源可容易地沉积在加工件上。
完成敏化过程之后，执行活化过程。详细地讲，该加工件浸到金属氯化物溶液中，以在加工件的预定区域内使源生长。例如，加工件在包含大约0.3g/L的氯化钯(PdCl2)和大约30ml/L的盐酸的溶液中浸泡大约两分钟。执行对应于下面的化学方程式的化学反应。
化学方程式
然后，通过洗涤过程去除锡离子(Sn4+)，以使钯(Pd)粘附在在其上已经粘附了锡离子的加工件的表面上。钯对应的金属的原子序数为四十六，原子量为大约106.4，比重为12.02，熔点为大约1552℃。钯化学稳定，并且在周期表的第十族中最廉价，从而钯被广泛地用在无电镀工艺中，其中，周期表的第十族包括镍(Ni)、钯(Pd)、铂(Pt)和镝(Ds)。
敏化工艺和活化工艺的缺点是在后续的电镀工艺中，氢氧化锡(IV)(Sn(OH)4)会留在加工件的表面上。因此，可执行用于处理加工件的表面的附加的工艺。因此，可分别执行催化加速工艺S360和S380来代替敏化工艺S310和活化工艺S330。
催化加速过程可通过将加工件浸到作为催化剂溶液的PdCl2-SnCl2-HCl混合物的聚合物中来执行。例如，聚合物包括大约0.5g/L的氯化钯(PdCl2)、大约25g/L的氯化锡(II)(SnCl2)和大约30ml/L的盐酸。接着，洗涤吸附的盐以被水解，使得二价锡离子、四价锡离子和钯盐共存。在包含大约100ml/L的盐酸的加速剂中，去除了沉淀的二价锡盐和四价锡盐，从而已与配离子分离的钯离子(Pd2+)与锡离子(Sn2+)反应以生成钯(Pd)和锡离子(Sn4+)。然后，在洗涤过程中，去除了二价和四价的锡盐。
在催化加速过程中，消耗了大量的钯，从而导致制造成本增加。
图8是示出根据敏化活化工艺和催化加速工艺的粘附测试结果的图表。
参照图8，敏化活化工艺和催化加速工艺的试验条件基本相同。从图8中可知，通过敏化加速活化工艺形成的电镀铜对于加工件的粘附力比通过催化加速工艺形成的电镀铜的粘附力更强。因此，可以推断，通过敏化活化工艺形成的电镀铜膜能够与加工件相对更强地粘附。
为了检测电镀铜的选择性，根据各种预处理工艺和配位剂测试了电镀铜的粘附性。活化工艺、敏化活化工艺以及催化加速工艺的每个作为预处理工艺，乙二胺四乙酸(EDTA)和罗谢尔盐的每个作为配位剂。试验结果如下。
下面的表1示出了根据预处理工艺电镀铜的选择性。
                     表1
  配位剂   预处理工艺   选择性
  EDTA   活化工艺   差
  敏化活化工艺   好
  催化加速工艺   好
  罗谢尔盐   活化工艺   差
  敏化活化工艺   好
  催化加速工艺   好
参照表1，活化过程之后，无论什么配位剂，都不发生铜电镀反应。敏化活化过程和催化加速过程之后，发生铜电镀反应。
接着，在无电镀过程中，将基板浸入无电镀溶液中，以在铜沉积区域上形成铜镀膜。
当还原剂被氧化时，金属离子接受释放的电子，从而金属可被还原并且迁移到加工件上。因此，在无电镀过程中，在包含铜离子的溶液中的还原剂减少，并且在加工件上沉积金属。
无电镀溶液包含还原剂和铜离子给体。还原剂提供进入金属离子中的电子或者多个电子，以将金属离子还原为金属。例如，还原剂包含醛族材料，例如甲醛(HCHO)。
例如，铜离子给体包含对应于二价离子的硫酸铜(CuSO4·5H2O)。硫酸铜分解，以对基板提供铜离子。
无电镀溶液还可包括配位剂、pH调节剂和稳定剂中的至少一种。例如，配位剂可为罗谢尔盐或者EDTA。配位剂防止铜沉淀。pH调节剂改变氢氧化钠(NaOH)的浓度，以调节无电镀溶液的pH值。稳定剂防止在除了电镀部分以外的剩余部分的还原反应，即，稳定剂防止电镀溶液被自然分解。因此，稳定剂防止由于电镀液老化而产生的沉淀与还原剂反应生成氢气。
图9示出了三条曲线，所述三条曲线示出了在三个不同的pH值和使用EDTA作为配位剂的情况下，作为温度函数的电镀速率。作为试验条件，使用的无电镀溶液包括：大约10g/L的硫酸铜(CuSO4·5H2O)，作为铜离子给体；大约10ml/L的甲醛(HCHO)，作为还原剂；大约40g/L的EDTA，作为配位剂；氢氧化钠(NaOH)，作为pH调节剂。在从大约30℃至大约60℃的温度下和从pH值大约为12至pH值大约为13的pH范围内测量电镀速率。
参照图9可知，在pH值大约为12时电镀速率为常数，然而，在pH值大约为12.5之上时，电镀速率随着EDTA溶液的温度的增加而增加。虽然在pH值大约为13时电镀速率随着EDTA溶液温度的增加而增加，但是发生副反应。即，电镀溶液大量地分解。因此，pH值大约为12.5的pH溶液得到的结果更好。
图10示出了三条曲线，所述三条曲线示出了在三个不同的pH值和使用罗谢尔盐作为配位剂的情况下，作为温度的函数的电镀速率。作为试验条件，使用的无电镀溶液包括大约10g/L的硫酸铜(CuSO4·5H2O)、大约10ml/L的甲醛(HCHO)、大约40g/L的罗谢尔盐和作为pH调节剂的氢氧化钠(NaOH)。在从大约25℃至大约35℃的温度下和从pH值大约为12至pH值大约为13的pH范围内测量电镀速率。
参照图10可知，电镀速率随着罗谢尔盐溶液的pH值的和温度的增加而增加。然而，所得的电镀厚度小于大约1μm，该厚度不满足电镀厚度从大约2μm至大约3μm的要求。罗谢尔盐溶液非常不稳定，使得罗谢尔盐溶液根据其温度和pH值敏感地分解。
图11和图12是示出包括电镀铜的透明基板的X射线衍射图案的图。在图11中，在pH值大约为12.5和大约50℃的情况下，使用配位剂EDTA生成加工件的电镀铜。在图12中，在pH值大约为12.5和大约25℃的情况下下，使用配位剂罗谢尔盐生成加工件的电镀铜。
参照图11和图12，不管配位剂的种类，电镀铜不包括化合物或者杂质。电镀铜的电阻特性和配位剂的种类无关。
参照图3B，第一阻挡层413和第二阻挡层433通过溅射工艺分别沉积在第一金属层411和第二金属层431上。因此，第一阻挡层413和第二阻挡层433分别覆盖一金属层411和第二金属层431的上部和侧部。
通过控制工艺条件，例如，氧气的分压、工艺温度和热处理，利用DC磁控管溅射来执行溅射过程。
用丙酮、甲醛和去离子水作为超声波洗涤剂顺序地洗涤透明基板401，然后，去除水分。接着，将透明基板401固定在压力为从大约6托至大约10托的室中。然后，将氩气(Ar)和氧气(O2)注入到室中，以利用作为目标材料的SnO2-Sb2O3(以重量计大约5％)，在透明基板401上形成包含SnO2的第一阻挡层413和第二阻挡层433。接着，将在其上形成了第一阻挡层413和第二阻挡层433的透明基板401退火。
参照图3C，氮化硅沉积在在其上形成了栅极414、栅极线(未示出)和存储电容器430的第一电极434的透明基板上，以形成栅极绝缘层405。
参照图3D，无定形硅沉积在栅极绝缘层405上。N+型杂质掺杂在沉积的无定形硅中，以形成包含无定形硅层416a和位于无定形硅层416a上的N+无定形硅层416b的活性层。接着，部分地蚀刻活性层，以对应于栅极414在栅极绝缘层405上形成包含无定形硅层416a和N+无定形硅层416b的半导体层图案416。
金属沉积在在其上形成半导体层图案416的栅极绝缘层405上。例如，金属包含铜。在栅极绝缘层405上形成包含铜的金属的方法与形成包含铜的栅极414的方法相同。因此，将省略任何进一步地描述。
参照图3D，无机绝缘材料涂覆在栅极绝缘层405上，其中，半导体层图案416、数据线(未示出)、源极418a和漏极418b形成在栅极层405上，以形成钝化层420。钝化层420保护薄膜晶体管(TFT)410并且含有氮化硅。有机层材料425涂覆在钝化层420上。
参照图3E，有机层425包括通过蚀刻工艺形成用于暴露漏极418b的一部分的接触孔450。
然后，透光且导电层形成在有机层425上，以使透光且导电层通过接触孔450电连接到漏极418b。透光且导电层被图案化，以形成像素电极440。
因此，完整地制造了包括第一透明基板401、TFT410、存储电容器430、数据线、栅极线、钝化层420、有机层425和像素电极440的阵列基板。
参照图3F，不透明材料沉积在上基板201上。部分地去除不透明材料，以形成黑色矩阵210。在不透明材料和光阻剂涂覆在上基板210上之后，黑色矩阵210可在光刻工艺中形成。光刻工艺包括暴光工艺和显影工艺。黑色矩阵210可形成在透明基板401上。
彩色滤光器220形成在在其上形成了黑色矩阵210的第二透明基板201上。保护层(未示出)可形成在在其上形成了黑色矩阵210和彩色滤光器220的上基板201上。
然后，透明导电材料沉积在在其上形成了黑色矩阵210和彩色滤光器220的上基板201上，以形成公共电极230。隔离物(未示出)可形成在公共电极230上。
因此，完整地制造了包括上基板201、黑色矩阵210、彩色滤光器220和公共电极230的第一基板200。
液晶被注入第一基板200和第二基板400之间，并且由密封剂(未示出)密封，以形成液晶层300。液晶层可滴落在形成有密封剂的第一基板200或者第二基板400上，第一基板200和第二基板400彼此结合，以形成液晶层300。
根据上面所述，通过无电镀法沉积了包含铜、栅极线和存储电容器线的栅极，从而增加了玻璃基板和包含铜的金属层之间的粘附力。另外，阻挡层防止铜的扩散，所以可保持金属层的低电阻。
根据本发明，形成了金属配线和金属配线上的阻挡层，所以可防止铜原子的扩散。
另外，通过无电镀法来形成金属层，从而可提高玻璃基板和金属层之间的粘附力。
尽管已经描述了本发明的示例性实施例，但是，应该理解，本发明不应限于这些示例性实施例，在不脱离如权利要求的本发明的精神和范围的情况下，本领域的技术人员可对其作各种改变和修改。

Claims (31)

1、一种导电结构，包括：
金属层，位于绝缘体上；
阻挡层，覆盖所述金属层的上面和侧面，所述阻挡层包含熔点高于所述绝缘层的玻璃转化温度的材料。
2、如权利要求1所述的导电结构，其中，所述阻挡层含有氧化锡和氧化锌中的一种。
3、如权利要求1所述的导电结构，其中，所述阻挡层含有导电金属氧化物。
4、如权利要求3所述的导电结构，其中，所述导电金属氧化物含有氧化锡或者氧化锌。
5、如权利要求1所述的导电结构，其中，所述金属层含有铜。
6、如权利要求1所述的导电结构，其中，所述金属层包括源层。
7、如权利要求6所述的导电结构，其中，所述源层含有从由钯、金、银、锡、镍、铁、铂及其混合物组成的组中选择的至少一种。
8、一种形成导电结构的方法，所述方法包括：
在绝缘体上形成金属层；
用阻挡层材料涂覆金属层的上面和侧面，所述阻挡层材料的熔点高于所述绝缘体的玻璃转化温度，以形成防止原子在金属层中扩散的阻挡层。
9、如权利要求8所述的方法，其中，所述金属层通过无电镀法来形成。
10、如权利要求9所述的方法，其中，所述无电镀法包括：
在所述绝缘体的将要形成所述金属层的金属沉积区域上形成源；
将所述绝缘体浸入无电镀溶液中，所述无电镀溶液包含还原剂和用于提供金属离子的材料，以在所述金属沉积区域上生长所述金属层。
11、如权利要求10所述的方法，其中，所述源包括从由钯、金、银、锡、镍、铁、铂及其混合物组成的组中选择的至少一种。
12、如权利要求10所述的方法，其中，所述源通过下述方法形成：
在所述金属沉积区域上吸附锡离子；
将所述绝缘体浸入包含金属氯化物的酸溶液中，以使用所述锡离子作为介质在所述金属沉积区域上沉积所述源。
13、如权利要求12所述的方法，其中，通过将所述绝缘体浸入SnCl2溶液中来吸附所述锡离子。
14、如权利要求10所述的方法，其中，所述还原剂包括乙醛。
15  如权利要求10所述的方法，其中，所述无电镀溶液为碱性。
16、如权利要求15所述的方法，其中，所述无电镀溶液的pH值在从大约12.5至大约13的范围内。
17、如权利要求10所述的方法，其中，所述无电镀溶液还含有配位剂。
18、如权利要求17所述的方法，其中，所述配位剂包括EDTA。
19、如权利要求10所述的方法，在形成所述源之前，还包括：
洗涤所述绝缘体；
蚀刻所述已洗涤的绝缘体。
20、如权利要求19所述的方法，其中，使用大约350g/L至大约450g/L的氢氧化钠的蚀刻溶液来蚀刻所述绝缘体。
21、如权利要求8所述的方法，其中，所述阻挡层通过溅射工艺形成。
22、一种阵列基板，包括：
绝缘体；
开关元件，包括：
栅极，电连接到栅极线并且含有金属；
第一电流电极，电连接到数据线；
栅极绝缘层，使所述栅极和所述第一电流电极彼此绝缘；
第一阻挡层，在所述栅极和所述栅极绝缘层之间，所述第一阻挡层覆盖所述栅极的上面和侧面，所述第一阻挡层包含熔点高于所述绝缘体的玻璃转化温度的材料，所述第一阻挡层防止所述金属的扩散；
像素电极，电连接到所述开关元件的第二电流电极。
23、如权利要求22所述的阵列基板，其中，所述第一电流电极和所述第二电流电极中的至少一个包含与所述栅极的材料基本相同的材料。
24、如权利要求23所述的阵列基板，还包括所述第一电流电极和所述第二电流电极上的钝化层。
25、如权利要求24所述的阵列基板，还包括位于所述第一电流电极和所述第二电流电极之间的第二阻挡层和用于防止所述金属的原子扩散到所述钝化层中的所述钝化层。
26、如权利要求25所述的阵列基板，还包括电连接到所述第二电流电极的存储电容器，所述存储电容器具有含金属的第一电容器电极。
27、如权利要求26所述的阵列基板，其中，所述第一阻挡层位于所述第一电容器电极上，所述第一阻挡层防止所述金属中的原子扩散。
28、一种制造阵列基板的方法，包括：
在绝缘体上形成含有金属的栅极；
在所述栅极的上面和侧面上沉积熔点高于所述绝缘体的玻璃转化温度的材料，以形成防止所述金属中的原子扩散的阻挡层；
在包括所述阻挡层的所述绝缘体上顺序地形成栅极绝缘层、第一电流电极和第二电流电极。
29、如权利要求28所述的方法，其中，所述金属通过无电镀法形成。
30、如权利要求28所述的阵列基板，其中，所述阻挡层含有氧化锡和氧化锌中的一种。
31、一种液晶显示面板，包括：
第一玻璃基板，包括公共电极；
第二玻璃基板，面向所述第一基板，包括：
开关元件具有栅极绝缘层、第一电流电极、第二电流电极、阻挡层以及含有金属的栅极，并且所述开关元件施加图像信号，其中，所述阻挡层位于在所述栅极和所述栅极绝缘层之间，并且包含熔点高于所述第一玻璃基板的玻璃转化温度的材料；
像素电极，电连接到所述开关元件；
液晶层，位于所述第一玻璃基板和所述第二玻璃基板之间。
CNB2005101170138A 2004-10-28 2005-10-28 导电结构及其形成方法、阵列基板以及液晶显示面板 Active CN100516986C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040086723 2004-10-28
KR1020040086723A KR101051015B1 (ko) 2004-10-28 2004-10-28 금속 배선, 이의 제조 방법, 이를 포함하는 어레이 기판및 이를 포함하는 액정 표시 패널

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1766701A true CN1766701A (zh) 2006-05-03
CN100516986C CN100516986C (zh) 2009-07-22

Family

ID=36260782

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2005101170138A Active CN100516986C (zh) 2004-10-28 2005-10-28 导电结构及其形成方法、阵列基板以及液晶显示面板

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20060091392A1 (zh)
JP (1) JP2006128595A (zh)
KR (1) KR101051015B1 (zh)
CN (1) CN100516986C (zh)
TW (1) TW200618314A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102184928A (zh) * 2010-12-29 2011-09-14 友达光电股份有限公司 显示元件及其制造方法
CN103474471A (zh) * 2013-08-29 2013-12-25 京东方科技集团股份有限公司 薄膜晶体管及制备方法、阵列基板及制备方法、显示装置
CN104169464A (zh) * 2011-11-17 2014-11-26 表面创新有限公司 将氧化锌施加至基材的方法
CN104698661A (zh) * 2015-01-12 2015-06-10 友达光电股份有限公司 显示面板及其制造方法
CN109273458A (zh) * 2018-09-21 2019-01-25 惠科股份有限公司 阵列基板及其制作方法，以及显示面板
CN110021773A (zh) * 2018-01-08 2019-07-16 通用电气公司 具有阻挡层的制品及其相关方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100841170B1 (ko) * 2007-04-26 2008-06-24 삼성전자주식회사 저저항 금속 배선 형성방법, 금속 배선 구조 및 이를이용하는 표시장치
US9252455B1 (en) * 2010-04-14 2016-02-02 Hrl Laboratories, Llc Lithium battery structures employing composite layers, and fabrication methods to produce composite layers
KR101800892B1 (ko) * 2011-04-28 2017-11-24 엘지디스플레이 주식회사 박막트랜지스터 어레이 기판
KR101389911B1 (ko) 2012-06-29 2014-04-29 삼성디스플레이 주식회사 박막트랜지스터 및 이를 위한 산화아연계 스퍼터링 타겟
KR102290801B1 (ko) * 2013-06-21 2021-08-17 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 반도체 장치 및 그 제작 방법
KR102485283B1 (ko) * 2018-08-31 2023-01-06 주식회사 엘지에너지솔루션 전지용 파우치 외장재 및 상기 전지용 파우치 외장재의 제조 방법
CN114156394A (zh) * 2020-09-07 2022-03-08 京东方科技集团股份有限公司 阵列基板及其制备方法、显示面板和背光模组

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5648125A (en) * 1995-11-16 1997-07-15 Cane; Frank N. Electroless plating process for the manufacture of printed circuit boards
JPH11195621A (ja) * 1997-11-05 1999-07-21 Tokyo Electron Ltd バリアメタル、その形成方法、ゲート電極及びその形成方法
US6211073B1 (en) * 1998-02-27 2001-04-03 Micron Technology, Inc. Methods for making copper and other metal interconnections in integrated circuits
EP0971403A1 (en) * 1998-07-07 2000-01-12 Interuniversitair Microelektronica Centrum Vzw Method for forming copper-containing metal studs
KR100940110B1 (ko) * 1999-12-21 2010-02-02 플라스틱 로직 리미티드 잉크젯으로 제조되는 집적회로 및 전자 디바이스 제조 방법
CN1264391C (zh) * 2001-06-27 2006-07-12 日本特殊陶业株式会社 布线基板的制造方法
US20030186074A1 (en) * 2002-04-02 2003-10-02 Chi-Lin Chen Metal electrode using molybdenum-tungsten alloy as barrier layers and the fabrication method of the same
KR100848100B1 (ko) * 2002-05-21 2008-07-24 삼성전자주식회사 박막 트랜지스터 기판 및 그의 제조방법
JP2004304167A (ja) * 2003-03-20 2004-10-28 Advanced Lcd Technologies Development Center Co Ltd 配線、表示装置及び、これらの形成方法

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102184928A (zh) * 2010-12-29 2011-09-14 友达光电股份有限公司 显示元件及其制造方法
CN104169464A (zh) * 2011-11-17 2014-11-26 表面创新有限公司 将氧化锌施加至基材的方法
CN103474471A (zh) * 2013-08-29 2013-12-25 京东方科技集团股份有限公司 薄膜晶体管及制备方法、阵列基板及制备方法、显示装置
WO2015027588A1 (zh) * 2013-08-29 2015-03-05 京东方科技集团股份有限公司 薄膜晶体管及制备方法、阵列基板及制备方法、显示装置
CN103474471B (zh) * 2013-08-29 2016-05-25 京东方科技集团股份有限公司 薄膜晶体管及制备方法、阵列基板及制备方法、显示装置
US9455324B2 (en) 2013-08-29 2016-09-27 Boe Technology Group Co., Ltd. Thin film transistor and method of fabricating the same, array substrate and method of fabricating the same, and display device
CN104698661A (zh) * 2015-01-12 2015-06-10 友达光电股份有限公司 显示面板及其制造方法
CN110021773A (zh) * 2018-01-08 2019-07-16 通用电气公司 具有阻挡层的制品及其相关方法
CN109273458A (zh) * 2018-09-21 2019-01-25 惠科股份有限公司 阵列基板及其制作方法，以及显示面板
WO2020056906A1 (zh) * 2018-09-21 2020-03-26 惠科股份有限公司 阵列基板及其制作方法，以及显示面板

Also Published As

Publication number Publication date
CN100516986C (zh) 2009-07-22
TW200618314A (en) 2006-06-01
KR101051015B1 (ko) 2011-07-21
US20060091392A1 (en) 2006-05-04
JP2006128595A (ja) 2006-05-18
KR20060037690A (ko) 2006-05-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1766701A (zh) 导电结构及其形成方法、阵列基板以及液晶显示面板
US6627544B2 (en) Method of making a metal film pattern
US6897135B2 (en) Method for fabricating metal interconnections
CN1165990C (zh) 电子部件用金属材料,电子部件或设备及电光学部件
JP3479023B2 (ja) 電気配線の製造方法および配線基板および表示装置および画像検出器
CN1106694C (zh) 半导体器件
JP3369175B2 (ja) 組み合わせ金属被覆を有する太陽電池及びその製造方法
CN101079429A (zh) 薄膜晶体管阵列基板及其制造方法
JP2003298062A (ja) 薄膜トランジスタ及びその製造方法
CN1628389A (zh) 引线的接触结构及其制造方法,包括该接触结构的薄膜晶体管阵列衬底及其制造方法
CN1819217A (zh) 有源矩阵衬底及其制造方法
CN1869775A (zh) 液晶显示器及其制造方法
CN1750250A (zh) 成膜方法、电子器件及电子仪器
CN102955308A (zh) 用于显示装置的阵列基板及其制造方法
US11417797B2 (en) Micro light emitting diode and manufacture method therefor
CN1554975A (zh) 有源矩阵基片、显示装置及制造有源矩阵基片的方法
KR20170063444A (ko) 막을 구비한 유리판, 터치 센서, 막 및 막을 구비한 유리판의 제조 방법
WO2018150971A1 (ja) 半導体素子及びその製造方法
CN1326227A (zh) 金属互接件以及采用金属互接件的有源矩阵基底
CN1901169A (zh) 制造薄膜晶体管基板的方法
RU2010121497A (ru) Зеркало
JP2017526982A (ja) エレクトロクロミックデバイスのための導電性支持体、それを組み込んだエレクトロクロミックデバイス及びその製造
CN1825596A (zh) 薄膜晶体管阵列面板及其制造方法
US4738869A (en) Photoselective electroless plating method employing UV-absorbing substrates
CN1319245A (zh) 在大面积平面显示器的通道板上敷设作为电极的金属导电条的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: SAMSUNG DISPLAY CO., LTD.

Free format text: FORMER OWNER: SAMSUNG ELECTRONICS CO., LTD.

Effective date: 20130105

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20130105

Address after: South Korea Gyeonggi Do Yongin

Patentee after: Samsung Display Co., Ltd.

Address before: Gyeonggi Do, South Korea

Patentee before: Samsung Electronics Co., Ltd.