TWI485499B - 液晶顯示面板陣列基板及其製造方法 - Google Patents

Description

液晶顯示面板陣列基板及其製造方法

本發明是關於一種液晶顯示面板陣列基板的製作方法，特別地，涉及一種液晶顯示面板陣列基板金屬佈線的製作方法。

隨著光電技術的發展，數字化視頻或圖像裝置已經成為一般日常生活中常見的產品。在這些數字化視頻或圖像裝置中，顯示器是重要的人機溝通界面。使用者可經由顯示器讀取信息進而控制裝置的運作。

而薄膜晶體管(TFT)是應用於顯示器中的驅動元件。如第1圖所示，一般而言，薄膜晶體管包含閘極(gate)11、通道層(channel)10以及源極(source)12和汲極(drain)13等元件。而連接閘極11和源極12輸入電訊號的則分別是閘極線14和資料線15。當在進行閘極線14、資料線15或者其他金屬佈線，比如說共通電極線16的製作時，如第2圖所示，會在基板100通過物理氣相沉積(PVD)方法形成多層金屬薄膜，當然這些金屬佈線可能是沉積在其他的膜層上，這些金屬層一般為鉬/鋁/鉬金屬疊層或鉬/鋁金屬疊層，甚至在特定製程下可為多層純鋁；此處第2圖所示的則為鉬/鋁/鉬金屬疊層結構，分別是鉬101，鋁102，鉬101的疊層結構。

然後如第3圖所示，再利用濕式蝕刻或者乾蝕刻方式對多層金屬層進行圖案化工藝，形成具有一定傾斜角度側邊的金屬佈線，當然也不限於上述的蝕刻方式。但是，利用上述材料所製作的金屬佈線，在進行下一製程之前，即覆蓋下一層薄膜之前，在金屬佈線的側邊的鋁金屬層102會有部分裸露在空氣中，而由於鋁金屬具有非常高的金屬活性，只要接觸到空氣或者設備中的氧或者水蒸氣，很容易在鋁的表面形成一層氧化鋁20，而氧化鋁20的導電性能非常差，當這樣的金屬佈線和其他傳遞電訊號的導體薄膜或者導線連接時，會形成較高的接觸電阻，造成不穩定的電信接觸，從而影響顯示的效果，甚至造成顯示面板的報廢。

如第4圖所示，傳統的製作方式在蝕刻完金屬線後，就進行下一膜層的沉積，將整個金屬線覆蓋，在此後的製程中通過形成接觸孔洞進行電信的接觸。而由於鋁金屬層102是作為整個金屬佈線中最主要的電性傳遞層，其它金屬層則主要承擔解決金屬層和其他層粘附問題或者鋁金屬在製作過程中的缺陷問題，但是，由於氧化鋁20的存在，使得金屬佈線和其他導體元件接觸時，接觸電阻非常的高，甚至出現不能導通的情況。

因此，降低金屬佈線的接觸電阻成為了製造高品質顯示器一個亟待解決的問題。

本發明提供一種液晶顯示面板陣列基板金屬佈線，其具有較低的接觸電阻。

本發明提供的液晶顯示面板陣列基板金屬佈線，為多層金屬膜結構，其中多層金屬層中至少包含一鋁金屬層具有一暴露面，該暴 露面經過氫氣及氮氣的等離子體處理後，具有一氮化鋁薄膜。

本發明一實施例中該金屬佈線具有傾斜的側邊，該傾斜側邊包含具有氮化鋁薄膜的暴露面。

本發明一實施例中，該金屬佈線為三層金屬膜結構。

本發明的另一實施例中，該金屬薄膜材質依次為鉬鋁鉬。

本發明提供的一種液晶顯示面板陣列基板的金屬佈線，其中鉬金屬膜的厚度為200埃到300埃之間。

本發明提供的一種液晶顯示面板陣列基板的金屬佈線，其中鋁金屬膜的厚度為2500埃到3500埃之間。

本發明提供的一種液晶顯示面板陣列基板的金屬佈線，其中傾斜側邊通過蝕刻形成。

本發明提供的一種液晶顯示面板陣列基板的金屬佈線，該氮化鋁薄膜通過氮氣處理金屬佈線表面形成。

本發明更提供一種液晶顯示面板陣列基板金屬佈線的製作方法，在蝕刻後采用氣體等離子進行側邊處理，從而降低金屬佈線的接觸電阻，改善顯示質量。

本發明提供了一種液晶顯示面板陣列基板金屬佈線的製作方法，連續沉積多層金屬薄膜，蝕刻該多層金屬薄膜形成具有傾斜側邊的金屬佈線，在傾斜側邊上包含一暴露面，采用氫氣的等離子體處理該金屬佈線的傾斜側邊，然後采用氮氣的等離子體處理該傾斜側邊，在該暴露面上形成一氮化鋁薄膜。

在本發明的一個實施例中，上述陣列基板的金屬佈線製作方法， 該金屬薄膜為三層。

在本發明的一個實施例中，上述陣列基板的金屬佈線製作方法，該金屬薄膜材質依次為鉬鋁鉬。

在本發明的一個實施例中，上述陣列基板的金屬佈線製作方法，該鉬金屬膜的厚度為200埃到300埃之間。

在本發明的一個實施例中，上述陣列基板的金屬佈線製作方法，該鋁金屬膜的厚度為2500埃到3500埃之間。

在本發明的一個實施例中，上述陣列基板的金屬佈線製作方法，該金屬薄膜通過物理氣相沉積方式形成。

在本發明的一個實施例中，上述陣列基板的金屬佈線製作方法，該蝕刻方式為乾蝕刻。

在本發明的一個實施例中，上述陣列基板的金屬佈線製作方法，該蝕刻方式為電感耦合等離子(ICP)蝕刻。

在本發明的一個實施例中，上述陣列基板的金屬佈線製作方法，該蝕刻方式為濕蝕刻。

其中如上述的液晶顯示面板陣列基板金屬佈線的製作方法，該金屬佈線可以為閘極線、資料線，共通電極線或者其他金屬導線。

為讓本發明的上述特征和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

10‧‧‧通道層

11‧‧‧閘極

12‧‧‧通道層

13‧‧‧汲極

14‧‧‧閘極線

15‧‧‧資料線

16‧‧‧共通電極線

20‧‧‧氧化鋁

100、200‧‧‧基板

101‧‧‧鈍化層

102‧‧‧鋁金屬層

104‧‧‧第二電極層

210‧‧‧掃描線

220‧‧‧資料線

230‧‧‧共通電極線

251‧‧‧閘極

252‧‧‧源極

253‧‧‧通道層

254‧‧‧汲極

255‧‧‧連接孔

256‧‧‧畫素電極

200‧‧‧基底

301‧‧‧鉬金屬膜

302‧‧‧鋁金屬膜

305‧‧‧暴露面

311‧‧‧氮化鋁

320‧‧‧絕緣層

第1圖為現有技術正視圖。

第2圖為現有技術陣列基板製作流程圖。

第3圖為現有技術陣列基板製作流程圖。

第4圖為現有技術陣列基板製作流程圖。

第5圖為本發明實施正視圖。

第6圖為本發明實施例結構圖。

第7A圖為本發明製作流程圖。

第7B圖為本發明製作流程圖。

為讓本發明更明顯易懂，下文特舉較佳實施例詳細介紹。本發明之較佳實施例均配以對應的圖示標號。

實施例一，請參照第5圖，第5圖為本發明提供的一種液晶顯示面板陣列基板正視圖，其中在基板(圖中未標示)，上橫向分布著多數條掃描線210，與掃描線交錯分布著多數條資料線220，掃描線和資料線縱橫交錯形成了多個畫素，其中多個薄膜晶體管位於掃描線210和資料線220交叉處，其中掃描線210連接著閘極251，資料線220連接著源極252，而閘極251上方還有重疊並被絕緣層隔開的通道層253，汲極254通過連接孔255連接著畫素電極256，此外，還有和掃描線210平行分布並位於畫素區域的共通電極線230。因此在本發明中的金屬佈線包含有閘極線210、資料線220以及共同電極線230，當然並不限於此。在液晶顯示面板中的還分布有其他金屬佈線。

如第6圖所示，本發明之金屬佈線設計，首先通過物理氣相連續 沉積多層金屬膜於基底200上，當金屬佈線是直接形成於基板上，則基底為基板，比如說玻璃基板，塑料基板，其他可撓性基板等。當金屬佈線形成於其他膜層之上，則基底可能為其他膜層，比如說絕緣膜。在本實施例中為三層金屬膜結構，其中最下面一層為鉬金屬膜301，中間為鋁金屬膜302，最上層金屬層為鉬金屬膜301，即為鉬鋁鉬結構，本發明中的鋁金屬膜的厚度在2500埃到3500埃之間，而兩層鉬金屬膜的厚度均為200埃到300埃之間。

其中該金屬膜在沉積後通過覆蓋光阻材料，然後通過對光阻進行曝光，接著進行顯影形成預定形狀的光阻，然後進行蝕刻製程；在蝕刻實現金屬層圖案化的製程中，蝕刻方式可以為乾蝕刻、濕蝕刻，也可以是電感耦合等離子蝕刻。在乾蝕刻過程中通過光阻後退法形成傾斜側邊的金屬佈線，具體是在乾蝕刻時，蝕刻氣體中含氧，在蝕刻過程中含氧的氣體會和光阻反應，從而在邊緣部分反應掉小部分的光阻，從而使得光阻從邊緣向中心部分後退，從而露出金屬層的垂直方向的上部分，從而形成一個具有傾斜角度的金屬層。並且該傾斜側邊具有一暴露面305。形成了預定形狀的並具有暴露面305的傾斜側邊金屬佈線後，因為在進行下一製程之前，陣列基板移出了蝕刻的腔體或者在輸送到下一製程的過程中，接觸到空氣或者水蒸氣，又因為鋁金屬的化學特性比較活躍，很容易形成了一層氧化鋁薄膜，因此，本發明進一步就上述的金屬佈線進行一個氫氣處理的製程以去除該氧化鋁薄膜306；通過氫氣的等離子體處理金屬佈線，氫氣和氧化鋁反應後會形成氫氧根，氫氧根會在製程中進行抽除，從而去除了氧化鋁，緊接著，進行一個氮氣的等離子體的處理過程，使得暴露面305的表面形成了氮化鋁311的薄膜，從而隔絕了鋁金屬膜和氧氣或者 水蒸氣，使其不再發生氧化反應。而由於氮化鋁311材質本身具備較好的導電能力，氮化鋁311材質本身近似於歐姆接觸的材質，因此亦不影響電性的接觸。所以，本實施例中金屬佈線的金屬膜為三層結構，並且形成了具有暴露面305的傾斜側邊的結構，在傾斜側邊的暴露面305上覆蓋有氮化鋁薄膜311，最後形成一絕緣層320進行覆蓋包含。

本發明的另一實施例提供了一種液晶顯示面板陣列基板金屬佈線的製作方法，如第7A圖至第7B圖所示，首先，連續沉積多層金屬膜於基底200上，當如果形成金屬佈線是直接形成於基板上，則基底200為基板，比如說玻璃基板，塑料基板，其他可撓性基板等。當如果形成的金屬佈線形成於其他膜層之上，則基底可能為其他膜層，比如說絕緣膜。本實施例以基板為例，連續沉積多層金屬膜於基板連續沉積了三層金屬膜，其中最下面一層為鉬金屬膜301，中間為鋁金屬膜302，最上層金屬層為鉬金屬膜301，即為鉬鋁鉬結構，本發明中的鋁金屬膜的厚度在2500埃到3500埃之間，而兩層鉬金屬膜的厚度均為200埃到300埃之間。金屬膜的沉積方式為物理氣相沉積。

其中該金屬膜在沉積後通過覆蓋光阻材料(圖中未繪示)，然後通過對光阻進行曝光，接著進行顯影形成預定形狀的光阻，然後進行蝕刻製程，蝕刻實現金屬層圖案化的製程，蝕刻方式可以為乾蝕刻、濕蝕刻，也可以是電感耦合等離子蝕刻。在蝕刻過程中通過光阻後退法形成傾斜側邊的金屬佈線，並且該傾斜側邊具有一暴露面305。形成了預定形狀的並具有暴露面305的傾斜側邊金屬佈線後，因為在進行下一製程之前，陣列基板移出了蝕刻的腔 體或者在輸送到下一製程的過程中，接觸到空氣或者水蒸氣，又因為鋁金屬的化學特性比較活躍，很容易形成了一層氧化鋁薄膜306，因此，本發明提供了一個氫氣處理的製程去除該氧化鋁薄膜306，如第7圖所示，通過氫氣的等離子體處理金屬佈線，氫氣和氧化鋁反應後形成氫氧根，氫氧根會在製程中進行抽除，從而去除了氧化鋁，緊接著，進行一個氮氣的等離子體的處理過程，使得暴露面305的表面形成了氮化鋁的薄膜，從而隔絕了鋁金屬膜和氧氣或者水蒸氣，使其不再發生氧化反應，而氮化鋁311材質本身具備較好的導電能力，氧化鋁311材質本身近似於歐姆接觸的材質，因此並不影響電性的接觸。所以，本實施例中金屬佈線的金屬膜為三層結構，並且形成了具有暴露面305的傾斜側邊的結構，在傾斜側邊的暴露面305上覆蓋有氮化鋁薄膜311。

然後進行下一製程，覆蓋下一膜層(圖中未繪示)，將整個金屬佈線完全包覆，從而進一步隔絕了暴露面305和空氣或者水蒸氣發生氧化反應，在後面的製程中通過接觸孔洞連接該金屬佈線，達到傳遞電訊號的作用。

本領域的普通技術人員應當理解，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和範圍。

200‧‧‧基底

301‧‧‧鉬金屬膜

302‧‧‧鋁金屬膜

305‧‧‧暴露面

311‧‧‧氮化鋁

320‧‧‧絕緣層

Claims (15)

1. 一種液晶顯示面板陣列基板的金屬佈線，為多層金屬膜結構，所述的多層金屬膜結構中至少包含一鋁金屬層，該鋁金屬層包括一上表面及傾斜的側邊，該上表面為一非暴露面，該側邊具有一暴露面，所述的暴露面經過氫氣及氮氣的等離子體處理後，具有一氮化鋁薄膜。
2. 如請求項1所述的一種液晶顯示面板陣列基板的金屬佈線，其中，該金屬佈線為三層金屬膜結構。
3. 如請求項1所述的一種液晶顯示面板陣列基板的金屬佈線，其中，該多層金屬膜結構的材質依次為鉬鋁鉬，該材料為鋁的金屬薄膜作為該鋁金屬層。
4. 如請求項3所述的一種液晶顯示面板陣列基板的金屬布，其中，該鉬金屬膜的厚度為200埃到300埃之間。
5. 如請求項2所述的一種液晶顯示面板陣列基板的金屬佈線，其中，該鋁金屬層的厚度為2500埃到3500埃之間。
6. 如請求項1所述的一種液晶顯示面板陣列基板的金屬佈線，其中，該傾斜側邊通過蝕刻形成。
7. 如請求項1所述的一种液晶显示面板阵列基板的金属佈線，其中，该氮化铝薄膜通过氮气处理金属佈線表面形成。
8. 一種液晶顯示面板陣列基板的金屬佈線製作方法，包括如下步驟：連續沉積多層金屬膜；蝕刻該多層金屬膜形成具有傾斜側邊的金屬佈線，在所述的傾斜側邊包含一暴露面；采用氫氣的等離子體處理該金屬佈線的傾斜側邊； 然後再采用氮氣的等離子體處理該傾斜側邊，在所述的暴露面形成一氮化鋁薄膜。
9. 如請求項8所述的一種液晶顯示面板陣列基板的金屬佈線製作方法，其中，該金屬膜為三層。
10. 如請求項9所述的一種液晶顯示面板陣列基板的金屬佈線製作方法，其中，該金屬膜材質依次為鉬鋁鉬。
11. 如請求項10所述的一種液晶顯示面板陣列基板的金屬佈線製作方法，其中，該鉬金屬膜的厚度為200埃到300埃之間。
12. 如請求項10所述的一種液晶顯示面板陣列基板的金屬佈線製作方法，其中，該鋁金屬膜的厚度為2500埃到3500埃之間。
13. 如請求項8所述的一種液晶顯示面板陣列基板的金屬佈線製作方法，其中，該多層金屬薄膜通過物理氣相沉積方式形成。
14. 如請求項8所述的一種液晶顯示面板陣列基板的金屬佈線製作方法，其中，該蝕刻方式為乾蝕刻。
15. 如請求項8所述的一種液晶顯示面板陣列基板的金屬佈線製作方法，其中，該蝕刻方式為濕蝕刻。