CN1967360A - 液晶显示器件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种LCD器件及其制造方法，通过使用光刻胶的衍射曝光和起剥的少掩模技术来形成TFT阵列基板，从而减少制造时间和成本，所述LCD器件包括：形成在基板上的选通线、栅极和选通焊盘电极；垂直于所述选通线形成的数据线、形成在所述栅极上方的源极和漏极、以及形成在所述数据线的端部的数据焊盘电极；形成在所述数据线、所述源极和漏极以及所述数据焊盘电极下方的栅极绝缘层和半导体层；形成在所述源极与所述漏极之间的半导体层的沟道区中的钝化层；以及与所述漏极相接触的像素电极。

Description

液晶显示器件及其制造方法
技术领域
本发明涉及液晶显示(LCD)器件，更具体地，涉及一种LCD器件及其制造方法，通过使用光刻胶的衍射曝光和起剥(lift-strip)的少掩模技术来形成TFT阵列基板，从而减少制造时间和成本。
背景技术
近来，液晶显示(LCD)器件由于其高对比度、良好的灰度和图像显示以及低功耗而广泛用于平板显示器。
在操作中，LCD器件包括基板上的可通过光刻形成的诸如驱动器件或线路的各种图案。例如，在基板上涂覆对紫外线敏感的光刻胶以形成薄膜层，对使用光掩模形成的图案进行曝光并显影在光刻胶上。接着，使用经构图的光刻胶作为掩模对各种材料层进行蚀刻，并剥离光刻胶。因此，为了通过减少光刻工艺的数量来提高生产率，已经积极开展了对于减少所需掩模的数量的研究。
通常，LCD器件包括TFT阵列基板、滤色器基板、液晶层和驱动电路。此时，TFT阵列基板包括选通线层、栅极绝缘层、半导体层、数据线层、钝化层和像素电极。为了形成TFT阵列基板的上述元件，需要五到七个掩模。随着所用掩模的数量增加，所进行的光刻步骤的数量也增加，从而错误概率增加。
为克服该问题，近来已经积极研究了少掩模技术，其通过使用最小数量的掩模和光刻步骤来制造基板，提高了生产率并获得处理裕度。
下文将参照图1A至图1E说明根据现有技术的LCD器件的TFT阵列基板的制造方法。
图1A至图1E是根据现有技术的LCD器件的TFT阵列基板的制造方法的剖视图。
如图1A所示，为了制造根据现有技术的LCD器件的TFT阵列基板，在基板11上淀积低电阻金属材料，例如铜(Cu)、铜合金(Cu合金)、铝(Al)、铝钕合金(AlNd)、钼(Mo)、或铬(Cr)，然后使用第一掩模对基板11进行光刻，从而形成多条选通线(未示出)、栅极12a、和选通焊盘电极22。
通过以下步骤进行光刻。
首先，在透明度和耐热性良好的玻璃基板上淀积低电阻金属材料，然后在所淀积的金属材料上涂覆光刻胶。在光刻胶上方设置具有图案层的第一掩模之后，向基板选择性地提供光，因此光刻胶具有与第一掩模的图案层相同的图案。
接着，通过显影剂去除光刻胶的暴露于光的预定部分，从而对光刻胶进行构图。因此，选择性地对由经构图的光刻胶暴露出的金属材料进行蚀刻，从而可以实现所需的图案。
如图1B所示，在高温状态下在包括栅极12a的基板的整个表面上淀积氮化硅SiNx或氧化硅SiOx的无机绝缘材料，从而形成栅极绝缘层13。
接着，在栅极绝缘层13上淀积非晶硅层，然后使用第二掩模通过光刻进行构图，从而在栅极绝缘层13上形成岛状半导体层14。半导体层14与栅极12a交叠。
如图1C所示，在包括半导体层14的基板的整个表面上淀积铜(Cu)、铝(Al)、铝钕合金(AlNd)、钼(Mo)、或铬(Cr)的低电阻金属材料，然后使用第三掩模通过光刻进行构图，从而形成数据线层。
该数据线层包括垂直于选通线形成以限定单位像素区的数据线(未示出)、与半导体层14的两侧交叠的源极15a和漏极15b、以及焊盘区的数据焊盘电极25。
如上所述，所淀积的栅极12a、栅极绝缘层13、半导体层14以及源极15a和漏极15b构成薄膜晶体管(TFT)，用于控制施加给单位像素区的电压的导通/截止状态。
如图1D所示，在包括漏极15b的基板的整个表面上涂覆BCB的有机绝缘材料或SiNx的无机绝缘材料，从而形成钝化层16。通过使用第四掩模的光刻，选择性地去除钝化层16以形成用于暴露出漏极15b的接触孔71、暴露出选通焊盘电极22的第一焊盘开口区81a以及暴露出数据焊盘电极25的第二焊盘开口区81b。
如图1E所示，在包括钝化层16的基板的整个表面上淀积ITO(铟锡氧化物)或IZO(铟锌氧化物)的透明导电材料，并使用第五掩模对所淀积的透明导电材料进行光刻。因此，在像素区中形成像素电极17，其中像素电极17与漏极15b电连接。由此完成了TFT阵列基板。同时，形成透明导电层27以覆盖第一和第二焊盘开口区，从而防止选通焊盘电极和数据焊盘电极被氧化。
然而，现有技术的制造LCD器件的方法存在以下缺点。
为了形成选通线层、半导体层、数据线层、钝化层的接触孔、以及像素电极，需要五个曝光掩模。当所使用的掩模数量增加时，制造工艺复杂，并且制造时间和成本增加，从而降低了效率。
发明内容
因此，本发明致力于一种LCD器件及其制造方法，其基本消除了由于现有技术的限制和缺点而引起的一个或更多个问题。
本发明的一个目的在于提供一种LCD器件及其制造方法，通过使用光刻胶的衍射曝光和起剥的少掩模技术来形成TFT阵列基板，从而减少制造时间和成本。
本发明的其它优点、目的和特征将在下列说明中部分阐述，并且对于本领域的普通技术人员来说将通过以下验证而部分地变得明显，或者可从本发明的实践中习得。本发明的目的和其它优点可通过书面说明和权利要求以及附图中具体指出的结构来实现和获得。
为了实现这些目的和其它优点并且根据本发明的目的，如此处实施并概括描述的，一种LCD器件包括：形成在基板上的选通线、栅极和选通焊盘电极；垂直于选通线形成的数据线、形成在栅极上方的源极和漏极，和形成在数据线端部的数据焊盘电极；形成在数据线、源极和漏极以及数据焊盘电极下方的栅极绝缘层和半导体层；形成在源极与漏极之间的半导体层的沟道区中的钝化层；以及与漏极相接触的像素电极。
在本发明的另一方面中，一种LCD器件的制造方法包括以下步骤：在基板上形成选通线、栅极和选通焊盘电极；在包括栅极的基板的整个表面上依次形成栅极绝缘层、半导体层和金属层；在金属层上形成第一光刻胶；通过使用第一光刻胶作为掩模选择性地对栅极绝缘层、半导体层和金属层进行蚀刻，来对半导体层、数据线、源极和漏极、以及数据焊盘电极进行构图；形成第二光刻胶以覆盖选通焊盘电极；在包括第一和第二光刻胶的基板的整个表面上形成钝化层；通过起剥第一和第二光刻胶来去除位于第一和第二光刻胶上方的钝化层；以及形成与漏极相接触的像素电极。
应理解的是，对本发明的前述总体说明和以下详细说明都是示例性和说明性的，旨在提供对所要求保护的本发明的进一步解释。
附图说明
包含附图以提供对本发明的进一步理解，并入附图并构成本申请的一部分，附图表示本发明的实施例并与说明书一起用于解释本发明的原理。附图中：
图1A至图1E是根据现有技术的TFT阵列基板的制造方法的剖视图；
图2是根据本发明第一实施例的LCD器件的TFT阵列基板的平面图；
图3是根据本发明第一实施例的LCD器件的TFT阵列基板的剖视图；
图4A至4H是根据本发明第一实施例的LCD器件的TFT阵列基板的制造方法的剖视图；
图5是根据本发明第二实施例的LCD器件的TFT阵列基板的平面图；
图6是根据本发明第二实施例的LCD器件的TFT阵列基板的剖视图；以及
图7A至7H是根据本发明第二实施例的LCD器件的TFT阵列基板的制造方法的剖视图。
具体实施方式
下面将详细参照本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。只要可能，在整个附图中使用相同的附图标记表示相同或相似的部分。
下文中，将如下说明根据本发明的LCD器件及其制造方法。
第一实施例
图2是根据本发明第一实施例的LCD器件的TFT阵列基板的平面图。图3是根据本发明第一实施例的LCD器件的TFT阵列基板的剖视图。图4A至4H是根据本发明第一实施例的LCD器件的TFT阵列基板的制造方法的剖视图。
如图2和3所示，根据本发明第一实施例的LCD器件的TFT阵列基板包括用于像素电极117和薄膜晶体管(TFT)的有源区、用于选通焊盘电极122的选通焊盘区(G.P)、以及用于数据焊盘电极125的数据焊盘区(D.P)。
有源区包括选通线112、数据线115、薄膜晶体管(TFT)、像素电极117、以及下电容器电极132和上电容器电极135。在这种情况下，选通线112垂直于数据线115形成，从而限定单位像素区。薄膜晶体管(TFT)与选通线112和数据线115的交叉点相邻地形成，其中通过依次淀积栅极112a、栅极绝缘层113、半导体层114、以及源极115a和漏极115b来形成薄膜晶体管(TFT)。像素电极117形成在单位像素区上，其中像素电极117与薄膜晶体管(TFT)的漏极115b接触。下电容器电极132和上电容器电极135平行于选通线112形成。
在有源区中，栅极绝缘层113和半导体层114形成在数据线115、源极115a和漏极115b、以及上电容器电极135的下方。而且，栅极绝缘层113和半导体层114被形成为与数据线115、源极115a和漏极115b、半导体层114的沟道区、以及上电容器电极135相同的形状。
此外，钝化层116形成在源极115a和漏极115b之间的半导体层114的沟道区中。钝化层116保护沟道区不受外部光或液晶层的影响。通过在源极115a和漏极115b之间淀积氧化硅或氮化硅的无机绝缘层，或者通过在源极115a和漏极115b之间涂覆苯并环丁烯(BCB)或丙烯酸基材料的有机绝缘材料来形成钝化层116。如果钝化层116由无机绝缘层形成，则优选地，钝化层的厚度小于1000。如果钝化层116由有机绝缘层形成，则优选地，钝化层的厚度小于3000。此外，钝化层116还形成在在基板的除了数据线115、源极115a和漏极115b、以及下电容器电极132和上电容器电极135以外的区域上。
下电容器电极132形成在与选通线相同的层中，从而下电容器电极132接收来自有源区周边的电压。而且，上电容器电极135形成在与数据线相同的层中，并与像素电极117相接触，从而上电容器电极135接收来自像素电极的恒定电压。
焊盘区包括从选通线112延伸以传送从外部输入的扫描信号的选通焊盘电极122，以及从数据线115延伸以传送视频信号的数据焊盘电极125。选通焊盘电极122覆盖有第一透明导电层151，数据焊盘电极125覆盖有第二透明导电层152，从而可以防止选通焊盘电极122和数据焊盘电极125被氧化。
在焊盘区中，栅极绝缘层113和半导体层114形成在数据焊盘电极125下方，其中栅极绝缘层113和半导体层114被形成与数据焊盘电极125相同的形状。而且，钝化层116还形成在基板的除了选通焊盘电极122和数据焊盘电极125以外的区域上。
虽然未示出，但是与上述包括像素电极和薄膜晶体管的TFT阵列基板相对地设置有包括公共电极和滤色器层的滤色器阵列基板，并在TFT阵列基板与滤色器阵列基板之间形成有液晶层。
下文中，将如下说明根据本发明第一实施例的LCD器件的TFT阵列基板的制造方法。
首先，如图4A所示，通过溅射在基板111上淀积铜(Cu)、铜合金(Cu合金)、铝(Al)、铝钕合金(AlNd)、钼(Mo)、钼合金(Mo合金)、铬(Cr)、铬合金(Cr合金)、钛(Ti)、钛合金(Ti合金)、银(Ag)或银合金(Ag合金)的金属材料，更优选地，淀积Mo/AlNd的淀积层。接着，使用第一曝光掩模通过光刻对金属材料进行构图，从而形成选通线112、TFT区的栅极112a、存储区的下电容器电极132以及选通焊盘区(G.P)的选通焊盘电极122。这时，下电容器电极132平行于选通线形成，栅极112a与选通线形成为一体，选通焊盘电极122与选通线的端部形成为一体。
如图4B所示，在高温状态下在包括栅极112a的基板111的整个表面上形成氧化硅(SiOx)或氮化硅(SiNx)的无机绝缘材料，从而形成栅极绝缘层113。
接着，通过CVD(化学汽相淀积)在栅极绝缘层113上淀积用于半导体层114的非晶硅材料。此后，通过溅射在所淀积的非晶硅上淀积铜(Cu)、铜合金(Cu合金)、铝(Al)、铝钕合金(AlNd)、钼(Mo)、钼合金(Mo合金)、铬(Cr)、铬合金(Cr合金)、钛(Ti)、钛合金(Ti合金)、银(Ag)或银合金的金属材料115d，更优选地，淀积Mo的金属材料。
接着，通过旋涂法或辊涂法在金属材料115d的整个表面上涂覆UV固化树脂的第一光刻胶108。然后，在第一光刻胶108上方设置了具有预定图案的第二曝光掩模(未示出)之后，向第一光刻胶108施加UV或X射线光，从而形成双重阶梯覆盖的第一光刻胶图案。
此时，第二曝光掩模与由透明基板上的金属遮光层和半透明层形成的衍射曝光掩模相对应，从而衍射曝光掩模包括透射部分、半透射部分和遮光部分。透射部分的透光率为100％，遮光部分的透光率为0％，半透射部分的透光率在0％到100％之间。
在完成衍射曝光后，第一光刻胶108中具有三种不同的厚度。即，与衍射曝光掩模的透射部分相对应的第一光刻胶被完全去除，与遮光部分相对应的第一光刻胶保持原样，与半透射部分相对应的第一光刻胶去除了预定厚度。上述第一光刻胶与去除曝光部分的正型相对应。如果使用负型光刻胶，则未曝光部分被去除。
即，经衍射曝光的第一光刻胶108中具有不同的厚度。例如，与数据线、TFT的源极和漏极以及数据焊盘区(D.P)相对应的第一光刻胶108保持原样而未被去除。同时，与TFT的沟道层相对应的第一光刻胶108被形成为预定厚度，因为第一光刻胶108被部分去除。然后，完全去除其它第一光刻胶108。
接着，如图4C所示，使用第一光刻胶108作为掩模对所暴露出的栅极绝缘层113、非晶硅材料114和金属材料115d进行蚀刻，从而形成数据线115、TFT的半导体层114、存储区的上电容器电极135和数据焊盘区(D.P)的数据焊盘电极125。
栅极绝缘层113、非晶硅材料114和金属材料115d可以在一个干蚀刻室中一起蚀刻。在这种情况下，需要提供不同的蚀刻气体。首先，如果蚀刻金属材料(Mo)，则使用SF6、Cl2或O2的蚀刻气体。如果蚀刻非晶硅材料，则使用SF6、Cl2或H2的蚀刻气体。如果蚀刻栅极绝缘层，则使用SF6、O2或He的蚀刻气体。此时，选通焊盘区(G.P)的选通焊盘电极122未进行干蚀刻。如果使用Mo/AlNd的淀积层的栅极，则AlNd材料阻止该蚀刻。如果使用铜的栅极，则栅极不被蚀刻气体蚀刻。即，选通线的金属材料必须在蚀刻选择比方面与数据线的金属材料不同。
在对光刻胶108进行灰化时，如图4D所示，与TFT的沟道区相对应的具有预定厚度的光刻胶被完全去除，而其它光刻胶保持原样。
接着，选择性地对与TFT的沟道区相对应的金属材料进行蚀刻，从而在半导体层114上方形成源区115a和漏区115b。
因此，可以通过一次衍射曝光来形成数据线、源极115a和漏极115b、数据焊盘电极125、半导体层114和上电容器电极135。此时，数据线垂直于选通线形成，从而限定子像素。而且，半导体层114以及源极115a和漏极115b依次与栅极112a交叠，从而形成薄膜晶体管TFT。而且，栅极绝缘层113和半导体层114插设在下电容器电极132和上电容器电极135之间，其中上电容器电极135与下电容器电极132交叠。
如图4E所示，通过印刷技术形成第二光刻胶109以覆盖选通焊盘电极122。此后，如图4F所示，在包括第一光刻胶108和第二光刻胶109的基板的整个表面上形成厚度为1000或更小的氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)的无机绝缘材料，从而形成钝化层116。
同时，如果钝化层116形成在第一光刻胶108和第二光刻胶109的侧壁处，则难以顺利地进行下面的起剥工艺。然而，因为钝化层116厚度小，所以很难在光刻胶108和109的侧壁淀积比钝化层厚十倍的无机绝缘材料。如果钝化层116形成在光刻胶的侧壁，则需要对光刻胶的侧壁进行等离子体处理，从而完全去除无机绝缘材料。
钝化层116可以由BCB或丙烯酸树脂的有机绝缘材料形成。如果形成有机绝缘材料的钝化层，则通过使用各个光刻胶之间的有机绝缘材料流的涂覆方法形成钝化层。在形成有机绝缘材料的钝化层时，钝化层以3000或更小的厚度形成。
接着，在第一和第二光刻胶与较低图案之间设置剥离剂，从而起剥第一光刻胶108和第二光刻胶109。因此，如图4G所示，去除了形成在第一和第二光刻胶的上表面上的钝化层116。剥离剂可以使用NMP、MEA、BOG、卡必醇、包括添加剂的有机化合物，或IPA(异丙醇)。然后，通过诸如丙酮的廉价溶剂去除所剥离的光刻胶。
在去除形成在数据线、源极115a和漏极115b、上电容器电极135、选通焊盘电极122和数据焊盘电极125上方的第一光刻胶108和第二光刻胶109以及钝化层116时，其上表面暴露在外部。此时，钝化层116留在源极115a与漏极115b之间的沟道区中，从而可以保护沟道区不受外部光或液晶层的影响。
如图4H所示，ITO(铟锡氧化物)或IZO(铟锌氧化物)的透明导电材料形成在包括漏极115d的基板的整个表面上，然后使用第三曝光掩模通过光刻对其进行构图，从而形成像素电极117以及第一透明导电层151和第二透明导电层152。
像素电极117形成在像素区中。像素电极117与漏极115b相接触，由此，从外部驱动电路输入的像素信号被施加到像素电极117上。此外，像素电极117与上电容器电极135相接触，其中像素电极117向上电容器电极135传送恒定电压。
第一透明导电层151和第二透明导电层152分别覆盖选通焊盘电极122和数据焊盘电极125，从而防止选通焊盘电极122和数据焊盘电极125被氧化。
如上所述，本发明的TFT阵列基板总共使用三个曝光掩模，从而实现了少掩模技术。
虽然未示出，但是在形成TFT阵列基板之后，包括公共电极和滤色器层的滤色器阵列基板与TFT阵列基板相对地形成，然后在TFT阵列基板与滤色器阵列基板之间形成液晶层，从而完成根据本发明的LCD器件。在这种情况下，通过施注(dispensing)法形成液晶层。在施注法中，在将液晶施注在两个基板中的任意一个上之后，将两个基板彼此接合。
第二实施例
本发明的上述第一实施例与TN模式LCD器件的TFT阵列基板相关。然而，本发明不限于TN模式LCD器件。下文中，将如下说明根据本发明第二实施例的IPS模式LCD器件的TFT阵列基板。
图5是根据本发明第二实施例的LCD器件的TFT阵列基板的平面图。图6是根据本发明第二实施例的LCD器件的TFT阵列基板的剖视图。图7A至7H是根据本发明第二实施例的LCD器件的TFT阵列基板的制造方法的剖视图。
如图5和6所示，根据本发明第二实施例的IPS模式LCD器件的TFT阵列基板包括用于公共电极524、像素电极517和薄膜晶体管(TFT)的有源区、用于选通焊盘电极522的选通焊盘区(G.P)、以及用于数据焊盘电极525的数据焊盘区(D.P)。
有源区包括选通线512、数据线515、公共线527、薄膜晶体管(TFT)、像素电极517、公共电极524、以及下电容器电极532和上电容器电极535。
在这种情况下，选通线512垂直于数据线515形成，从而限定单位像素区。公共线527平行于选通线512形成，其中公共线527传送Vcom信号。
薄膜晶体管(TFT)与选通线512和数据线515的交叉点相邻地形成，其中通过依次淀积栅极512a、栅极绝缘层513、半导体层514、以及源极515a和漏极515b来形成薄膜晶体管(TFT)。像素电极517与薄膜晶体管(TFT)的漏极515b交叠并接触。公共电极524从公共线527分支，并且平行于像素电极517形成，从而产生平行于基板形成的横向电场。于是，下电容器电极532和上电容器电极535形成存储电容器。
在有源区中，栅极绝缘层513和半导体层514形成在数据线515、源极515a和漏极515b、以及上电容器电极535的下方。而且，栅极绝缘层513和半导体层514被形成为与数据线515、源极515a和漏极515b、半导体层514的沟道区、以及上电容器电极535相同的形状。
此外，钝化层516形成在源极515a和漏极515b之间的半导体层514的沟道区中。即，钝化层516保护沟道区不受外部光或液晶层的影响。通过在源极515a和漏极515b之间淀积氧化硅或氮化硅的无机绝缘层，或者通过在源极515a和漏极515b之间涂覆苯并环丁烯(BCB)或丙烯酸基材料的有机绝缘材料来形成钝化层516。如果钝化层516由无机绝缘层形成，则优选地，钝化层的厚度小于1000。如果钝化层516由有机绝缘层形成，则优选地，钝化层的厚度小于3000。此外，钝化层516还形成在基板的除了数据线515、源极515a和漏极515b、以及下电容器电极532和上电容器电极535以外的区域上。
下电容器电极532形成在与选通线512相同的层中，并与公共线527形成为一体。上电容器电极535形成在与数据线515相同的层中。如果使上电容器电极浮动为单独图案，则像素电极517与上电容器电极接触，由此施加恒定电压。在需要的情况下，上电容器电极535可以与漏极515b形成为一体。
焊盘区包括从选通线512延伸以传送从外部输入的扫描信号的选通焊盘电极522，以及从数据线515延伸以传送视频信号的数据焊盘电极525。选通焊盘电极522覆盖有第一透明导电层551，数据焊盘电极525覆盖有第二透明导电层552，从而可以防止选通焊盘电极522和数据焊盘电极525被氧化。第一透明导电层551和第二透明导电层552形成在与有源区的像素电极517相同的层中。
在焊盘区中，栅极绝缘层513和半导体层514形成在数据焊盘电极525下方，其中栅极绝缘层513和半导体层514被形成为与数据焊盘电极525相同的形状。此外，钝化层516还形成在基板的除了选通焊盘电极522和数据焊盘电极525以外的区域上。
虽然未示出，但是与上述包括公共电极、像素电极和薄膜晶体管的TFT阵列基板相对地设置有包括滤色器层的滤色器阵列基板，并在TFT阵列基板与滤色器阵列基板之间形成液晶层。
下文中，将如下说明根据本发明第二实施例的IPS模式LCD器件的TFT阵列基板的制造方法。
首先，如图7A所示，在透明度和耐热性良好的基板511上通过溅射淀积铜(Cu)、铜合金(Cu合金)、铝(Al)、铝钕合金(AlNd)、钼(Mo)、钼合金(Mo合金)、铬(Cr)、铬合金(Cr合金)、钛(Ti)、钛合金(Ti合金)、银(Ag)或银合金(Ag合金)的金属材料，更优选地，淀积Mo/AlNd的淀积层。接着，使用第一曝光掩模通过光刻对该金属材料进行构图，从而形成选通线512、TFT区的栅极512a、平行于选通线形成的公共线527、平行于公共线并从公共线分支的多个公共电极524、以及选通焊盘区(G.P)的选通焊盘电极522。此时，公共线的预定部分用作存储电容器的下电容器电极532。
如图7B所示，在高温状态下在包括栅极512a的基板511的整个表面上形成氧化硅(SiOx)或氮化硅(SiNx)的无机绝缘材料，从而形成栅极绝缘层513。
接着，通过CVD(化学汽相淀积)在栅极绝缘层513上淀积用于半导体层514的非晶硅材料。此后，通过溅射在所淀积的非晶硅上淀积铜(Cu)、铜合金(Cu合金)、铝(Al)、铝钕合金(AlNd)、钼(Mo)、钼合金(Mo合金)、铬(Cr)、铬合金(Cr合金)、钛(Ti)、钛合金(Ti合金)、银(Ag)或银合金的金属材料515d，更优选地，淀积Mo的金属材料。
接着，通过旋涂法或辊涂法在金属材料515d的整个表面上涂覆UV固化树脂的第一光刻胶508。然后，在第一光刻胶508上方设置具有预定图案的第二曝光掩模(未示出)之后，向第一光刻胶508施加UV或X射线光，从而形成阶梯覆盖的第一光刻胶图案。
与本发明第一实施例相似，第二曝光掩模与由在透明基板上的金属遮光层和半透明层形成的衍射曝光掩模相对应，从而衍射曝光掩模包括透射部分、半透射部分和遮光部分。透射部分的透光率为100％，遮光部分的透光率为0％，半透射部分的透光率在0％到100％之间。
即，经衍射曝光的第一光刻胶508中具有不同的厚度。例如，与数据线、TFT的源极和漏极以及数据焊盘区(D.P)相对应的第一光刻胶508保持原样而不被去除。同时，由于与TFT的沟道层相对应的第一光刻胶508被部分去除，所以该第一光刻胶508被形成为预定厚度。然后，完全除去其它的第一光刻胶508。
接着，如图7C所示，使用第一光刻胶508作为掩模对暴露出的栅极绝缘层513、非晶硅材料514和金属材料515d进行蚀刻，从而形成数据线515、TFT的半导体层514、存储区的上电容器电极535以及数据焊盘区(D.P)的数据焊盘电极525。
栅极绝缘层513、非晶硅材料514和金属材料515d可以在一个干蚀刻室中一起蚀刻。在这种情况下，需要提供不同的蚀刻气体。首先，如果蚀刻金属材料(Mo)，则使用SF6、Cl2或O2的蚀刻气体。如果蚀刻非晶硅材料，则使用SF6、Cl2或H2的蚀刻气体。如果蚀刻栅极绝缘层，则使用SF6、O2或He的蚀刻气体。此时，选通焊盘区(G.P)的选通焊盘电极522未进行干蚀刻。如果使用Mo/AlNd的淀积层的栅极，则AlNd材料阻止该蚀刻。如果使用铜的栅极，则栅极不被蚀刻气体蚀刻。即，选通线的金属材料需要在蚀刻选择比方面与数据线的金属材料不同。
在对光刻胶508进行灰化时，如图7D所示，与TFT的沟道区相对应的具有预定厚度的第一光刻胶508被完全去除，而其它光刻胶保持原样。
接着，选择性地对与TFT的沟道区相对应的金属材料进行蚀刻，从而在半导体层514上方形成源极515a和漏极515b。
因此，可以通过一次衍射曝光形成数据线、源极515a和漏极515b、数据焊盘电极525、半导体层514和上电容器电极535。此时，数据线垂直于选通线形成，从而限定子像素。此外，半导体层514以及源极515a和漏极515b依次与栅极512a交叠，从而形成薄膜晶体管TFT。此外，栅极绝缘层513和半导体层514插设在下电容器电极532和上电容器电极535之间，其中上电容器电极535与下电容器电极532交叠，从而形成存储电容器。
如图7E所示，通过印刷技术形成第二光刻胶509以覆盖选通焊盘电极522。此后，如图7F所示，在包括第一光刻胶508和第二光刻胶509的基板的整个表面上形成厚度小于1000的氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)的无机绝缘材料，从而形成钝化层516。钝化层516可以由BCB或丙烯酸树脂的有机绝缘材料形成。在形成有机绝缘材料的钝化层时，钝化层被形成为小于3000的厚度。
同时，如果钝化层516形成在第一光刻胶508和第二光刻胶509的侧壁处，则难以顺利地进行下面的起剥工艺。然而，因为钝化层516的厚度小，所以很难在光刻胶508和509的侧壁淀积比钝化层厚十倍的无机绝缘材料。如果钝化层516形成在光刻胶的侧壁，则需要对光刻胶的侧壁进行等离子体处理，从而完全去除无机绝缘材料。
接着，在第一和第二光刻胶与较低图案之间设置剥离剂，从而起剥第一光刻胶508和第二光刻胶509。因此，如图7G所示，去除了形成在第一和第二光刻胶的上表面上的钝化层516。
在去除形成在数据线、源极515a和漏极515b、上电容器电极535、选通焊盘电极522和数据焊盘电极525上方的第一光刻胶508和第二光刻胶509以及钝化层516时，其上表面暴露在外部，并且它们彼此绝缘。此时，钝化层516留在源极515a与漏极515b之间的沟道区中，从而可以保护沟道区不受外部光或液晶层的影响。
如图7H所示，在包括漏极515d的基板的整个表面上形成ITO(铟锡氧化物)或IZO(铟锌氧化物)的透明导电材料，然后使用第三曝光掩模通过光刻对其进行构图，从而形成像素电极517以及第一透明导电层551和第二透明导电层552。
像素电极517与漏极515b相接触，并平行于单位像素区中的公共电极524形成，从而在向LCD器件施加电压时产生横向电场。此外，像素电极517与上电容器电极535相接触，从而向上电容器电极535传送恒定电压。
第一透明导电层551和第二透明导电层552分别覆盖选通焊盘电极522和数据焊盘电极525，从而防止选通焊盘电极522和数据焊盘电极525被氧化。
如上所述，根据本发明第三实施例的IPS模式LCD器件的TFT阵列基板总共使用三个曝光掩模，从而实现了少掩模技术。
因此，根据本发明的LCD器件及其制造方法具有以下优点。
首先，在形成选通线之后，依次淀积金属层、半导体层和栅极绝缘层，并通过衍射曝光一起进行构图，因此可以同时形成数据线图案和半导体层图案，从而减少了一次掩模。
由于所使用的掩模数量减少，所以可以减少制造成本和时间。
本发明的技术可应用于TN和IPS模式以及各种模式的LCD器件。
对于本领域技术人员，显然可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，对本发明进行各种修改和变化。因此，本发明旨在涵盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的本发明的这些修改和变化。
本申请要求于2005年11月18日提交的韩国专利申请No.P2005-110845的优先权，在此通过引用将其并入，如同在此进行了完全阐述。

Claims (32)

1.一种LCD器件，包括：
形成在基板上的选通线、栅极和选通焊盘电极；
垂直于所述选通线形成的数据线、形成在所述栅极上方的源极和漏极、以及形成在所述数据线的端部的数据焊盘电极；
形成在所述数据线、所述源极和漏极以及所述数据焊盘电极下方的栅极绝缘层和半导体层；
形成在所述源极与所述漏极之间的半导体层的沟道区中的钝化层；以及
与所述漏极相接触的像素电极。
2.根据权利要求1所述的LCD器件，其中，所述栅极绝缘层和所述半导体层被形成为与所述数据线、所述源极和漏极、所述半导体层的沟道区、以及所述数据焊盘电极形状相同。
3.根据权利要求1所述的LCD器件，其中，所述钝化层还形成在所述基板的除了所述数据线、所述源极和漏极、所述选通焊盘电极和所述数据焊盘电极以外的区域上。
4.根据权利要求1所述的LCD器件，其中，所述钝化层由厚度为1000或更小的无机绝缘材料层形成，或者由厚度为3000或更小的有机绝缘材料层形成。
5.根据权利要求1所述的LCD器件，其中，所述选通焊盘电极和所述数据焊盘电极覆盖有透明导电层。
6.根据权利要求5所述的LCD器件，其中，所述透明导电层形成在与所述像素电极相同的层中。
7.根据权利要求1所述的LCD器件，还包括形成在与所述选通线相同的层中的下电容器电极。
8.根据权利要求7所述的LCD器件，还包括形成在与所述数据线相同的层中并形成在所述下电容器电极上方的上电容器电极。
9.根据权利要求8所述的LCD器件，其中，所述栅极绝缘层和所述半导体层形成为与所述上电容器电极形状相同，并形成在所述上电容器电极下方。
10.根据权利要求8所述的LCD器件，其中，所述钝化层形成在基板的除了所述下电容器电极和上电容器电极、所述数据线、所述源极和漏极、所述选通焊盘电极和所述数据焊盘电极以外的整个表面上。
11.根据权利要求8所述的LCD器件，其中，所述上电容器电极与所述像素电极相接触。
12.根据权利要求1所述的LCD器件，还包括与所述像素电极平行地形成的公共电极。
13.根据权利要求12所述的LCD器件，其中，所述公共电极形成在与所述选通线相同的层中。
14.根据权利要求1所述的LCD器件，还包括：
相对基板；以及
形成在所述两个基板之间的液晶层。
15.一种制造LCD器件的方法，包括以下步骤：
在基板上形成选通线、栅极和选通焊盘电极；
在包括所述栅极的所述基板的整个表面上依次形成栅极绝缘层、半导体层和金属层；
在所述金属层上形成第一光刻胶；
通过使用所述第一光刻胶作为掩模选择性地对所述栅极绝缘层、所述半导体层和所述金属层进行蚀刻，来对所述半导体层、数据线、源极和漏极、以及数据焊盘电极进行构图；
形成第二光刻胶以覆盖所述选通焊盘电极；
在包括所述第一和第二光刻胶的基板的整个表面上形成钝化层；
通过起剥所述第一和第二光刻胶来去除位于所述第一和第二光刻胶上方的所述钝化层；以及
形成与所述漏极相接触的像素电极。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，利用衍射曝光掩模对所述第一光刻胶进行构图。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，所述第一光刻胶被构图为双重阶梯覆盖。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，通过使用所述第一光刻胶作为掩模选择性地对所述栅极绝缘层、所述半导体层和所述金属层进行蚀刻，来对所述半导体层、所述数据线、所述源极和漏极以及所述数据焊盘电极进行构图的处理包括以下步骤：
通过使用被构图为双重阶梯覆盖的所述第一光刻胶作为掩模对所述栅极绝缘层、所述半导体层和所述金属层一起进行蚀刻，来形成所述半导体层、所述数据线和所述数据焊盘电极；
通过对所述第一光刻胶进行灰化来去除下阶梯覆盖的所述第一光刻胶；以及
通过使用所述经灰化的第一光刻胶作为掩模对所述半导体层上方的金属层进行构图，来形成所述源极和漏极。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，在一个干蚀刻室中执行对所述栅极绝缘层、所述半导体层和所述金属层一起进行蚀刻的处理。
20.根据权利要求15所述的方法，还包括：
在包括所述第一和第二光刻胶的所述基板的整个表面上形成所述钝化层之后，进行等离子体处理，以从所述第一和第二光刻胶的侧壁去除所述钝化层。
21.根据权利要求15所述的方法，其中，所述钝化层由厚度为1000或更小的无机绝缘材料层形成，或者由厚度为3000或更小的有机绝缘材料层形成。
22.根据权利要求15所述的方法，其中，通过起剥所述第一和第二光刻胶来去除位于所述第一和第二光刻胶上方的所述钝化层的处理包括以下步骤：
对留在所述基板的除了所述数据线、所述源极和漏极、所述选通焊盘电极和所述数据焊盘电极以外的整个表面上的所述钝化层进行构图。
23.根据权利要求15所述的方法，还包括：
形成透明导电层以覆盖所述选通焊盘电极和所述数据焊盘电极。
24.根据权利要求23所述的方法，其中，形成所述透明导电层的处理与形成所述像素电极的处理同时进行。
25.根据权利要求15所述的方法，还包括以下步骤：
在形成所述选通线时形成下电容器电极。
26.根据权利要求25所述的方法，还包括：
在形成所述数据线时通过对所述栅极绝缘层、所述半导体层和所述金属层进行蚀刻而在所述下电容器电极上方形成上电容器电极。
27.根据权利要求26所述的方法，其中，所述像素电极与所述上电容器电极相接触。
28.根据权利要求26所述的方法，其中，通过起剥所述第一和第二光刻胶来去除位于所述第一和第二光刻胶上方的所述钝化层的处理包括以下步骤：
对留在所述基板的除了所述下电容器电极和上电容器电极、所述数据线、所述源极和漏极、所述选通焊盘电极和所述数据焊盘电极以外的整个表面上的所述钝化层进行构图。
29.根据权利要求15所述的方法，还包括以下步骤：
形成与所述像素电极平行的公共电极。
30.根据权利要求29所述的方法，其中，所述公共电极和所述选通线同时形成。
31.根据权利要求15所述的方法，还包括以下步骤：
制备相对基板；以及
在所述两个基板之间形成液晶层。
32.根据权利要求31所述的方法，其中，形成所述液晶层的处理包括以下步骤：
将液晶施注在所述两个基板中的任意一个上；以及
将所述两个基板彼此接合。
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