專利名稱：液晶顯示器件及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及液晶顯示器件，更具體地說，涉及一種適于增大孔徑比的液晶顯示器件及其制造方法。
背景技術：
通常，液晶顯示器件利用電場來控制液晶的透光率從而顯示畫面。這種液晶顯示器件利用電場來驅(qū)動液晶。在此，在被布置成與液晶顯示器件的上基板和下基板相對的像素電極與公共電極之間提供電場。
液晶顯示器件包括彼此相對的薄膜晶體管陣列基板(下板)和濾色器陣列基板(上板)；注入這兩塊基板之間的液晶；以及用于保持這兩塊基板之間的單元間隙的間隔物。
薄膜晶體管陣列基板包括多條信號線、薄膜晶體管以及涂敷在其上以對液晶進行配向的配向膜。濾色器陣列基板包括用于實現(xiàn)顏色的濾色器、用于防止光泄漏的黑底、以及涂敷在其上以對液晶進行配向的配向膜。
在這種液晶顯示器中，薄膜晶體管陣列基板具有復雜的制造工藝，因為該復雜的制造工藝涉及半導體工藝并需要多個掩模工藝，所以其成為液晶顯示板的制造成本升高的主要因素。為了解決該問題，薄膜晶體管陣列基板已經(jīng)朝著減少掩模工藝數(shù)量的方向發(fā)展。這是因為一個掩模工藝包括諸如薄膜淀積、清潔、光刻、蝕刻、光刻膠剝離以及檢驗處理等的多個處理。最近，已關注于從曾是薄膜晶體管陣列基板的標準掩模工藝的已有五道(five-round)掩模工藝中排除了一個掩模工藝的四道(four-round)掩模工藝。
圖1是示出使用現(xiàn)有技術的四道掩模工藝的薄膜晶體管陣列基板的一部分的平面圖，圖2是沿圖1的I-I’、II-II’線所截取的薄膜晶體管陣列基板的剖視圖。
參照圖1和圖2，薄膜晶體管陣列基板包括選通線2和數(shù)據(jù)線4，其彼此交叉地設置在下基板25上，其間具有柵絕緣膜27；薄膜晶體管6，其設置在各交叉處；像素電極14，其設置在具有交叉結構的像素區(qū)處；以及存儲電容器(未示出)，其設置在選通線2與像素電極14之間的交疊部分處。
選通線2和數(shù)據(jù)線4具有交叉結構以限定像素區(qū)。在此，向選通線2提供選通信號，向數(shù)據(jù)線4提供數(shù)據(jù)信號。
薄膜晶體管6使得可以響應于施加給選通線2的選通信號而將施加給數(shù)據(jù)線4的像素信號充到像素電極14中并保持該像素信號。為此，薄膜晶體管6包括連接到選通線2的柵極8、連接到數(shù)據(jù)線4的源極10、連接到像素電極14的漏極12。此外，薄膜晶體管6還包括與柵極8相交疊的有源層21，在柵極8與有源層21之間具有柵絕緣膜27以在源極10與漏極12之間限定溝道部分11。在有源層21上，還設置有用于與數(shù)據(jù)線4、源極10以及漏極12進行歐姆接觸的歐姆接觸層23。
將像素電極14經(jīng)由穿過保護膜29的接觸孔13連接到薄膜晶體管6的漏極12。
因此，在通過薄膜晶體管6對其提供了像素信號的像素電極14與對其提供了基準電壓的公共電極(未示出)之間形成了電場。布置在薄膜晶體管陣列基板與濾色器陣列基板之間的液晶分子由于介電各向異性而通過此電場進行旋轉(zhuǎn)。透過像素區(qū)的光的透光率根據(jù)液晶分子的旋轉(zhuǎn)程度而有所區(qū)別，以實現(xiàn)灰度級。
存儲電容器(未示出)使得可以穩(wěn)定地保持充入像素電極14中的像素信號，直到充入了下一信號為止。
以下，參照圖3A到圖3H對采用四道掩模工藝的具有上述結構的薄膜晶體管陣列基板的制造方法進行詳細描述。
參照圖3A，通過第一掩模工藝在下基板25上設置包括柵極8的第一導電圖案組。
更具體來說，通過諸如濺射等的淀積技術在下基板25上形成柵金屬層。接著，使用第一掩模通過光刻和蝕刻處理對柵金屬層進行構圖，以形成包括柵極8的第一導電圖案組。在此，柵金屬層由鋁族金屬等制成。
參照圖3B，通過諸如等離子體增強化學汽相淀積(PECVD)和濺射等的淀積技術，順序地在具有第一導電圖案組的下基板25上設置柵絕緣膜27、非晶硅層51、n+非晶硅層53以及源極/漏極金屬層41。在此，柵絕緣膜27由諸如氧化硅(SiOx)或氮化硅(SiNx)的無機絕緣材料形成。
接著，在源極/漏極金屬層41上形成光刻膠43，然后在下基板25的上部處對第二掩模50進行對準。第二掩模50包括暴露紫外線的透射區(qū)P1、部分地透射紫外線的部分透射區(qū)P2以及遮蔽紫外線的遮蔽區(qū)P3。第二掩模50的部分透射區(qū)P2包括衍射曝光部分或半透射部分以部分地透射紫外線。
如圖3C所示，通過第二掩模50對光刻膠43進行曝光和顯影，以在與第二掩模50的遮蔽區(qū)P3和部分透射區(qū)P2相對應的部分處設置具有臺階覆蓋的光刻膠圖案45。換言之，設置在部分透射區(qū)P2處的第二光刻膠圖案45B具有比設置在遮蔽區(qū)P3處的第一光刻膠圖案45A更低的高度。
通過光刻膠圖案45對源極/漏極金屬層41、設置在源極/漏極金屬層41的下部處的n+非晶硅層53、以及非晶硅層51順序地進行蝕刻和去除。如圖3D所示，如果通過光刻膠圖案45順序地去除了源極/漏極金屬層41、n+非晶硅層53、以及非晶硅層51，則在數(shù)據(jù)線4、源極-漏極金屬圖案73以及源極-漏極金屬圖案73的下部處形成了半導體圖案20。
接著，如圖3E所示，使用氣體等離子體通過灰化處理對光刻膠圖案45進行灰化，以使第一光刻膠圖案45A變薄，并去除第二光刻膠圖案45B。通過灰化處理同時去除第二光刻膠圖案45B和第一光刻膠圖案45A的兩側。然后，如圖3E所示，使用第一灰化光刻膠圖案45A通過濕法蝕刻處理去除源極-漏極金屬圖案73和數(shù)據(jù)線4。在此，通過對光刻膠圖案45進行灰化處理來暴露源極-漏極金屬圖案73和數(shù)據(jù)線4。去除通過灰化處理暴露的源極-漏極金屬圖案73以提供源極10和漏極12，并暴露經(jīng)去除的源極-漏極金屬圖案73和位于數(shù)據(jù)線4的下方的歐姆接觸層23。
如圖3F所示，使用第一灰化光刻膠圖案45A通過干法蝕刻去除所暴露的歐姆接觸層23，并形成薄膜晶體管的溝道部分11。
接著，如圖3G所示，通過剝離處理去除第一光刻膠圖案45A。在此情況下，第一光刻膠圖案45A留在源極10、漏極12以及數(shù)據(jù)線4上。
參照圖3B到圖3G，可以通過利用具有臺階覆蓋的光刻膠圖案45的一個掩模工藝來形成半導體圖案20、薄膜晶體管的溝道部分11、源極10以及漏極12。但是，通過第一灰化光刻膠圖案45A對數(shù)據(jù)線4的兩側、源極-漏極金屬圖案73以及歐姆接觸層23進行再次蝕刻。結果，源極10、漏極12、歐姆接觸層23以及位于源極10、漏極12、歐姆接觸層23的下方的有源層21具有呈臺階型形狀的恒定臺階覆蓋。
參照圖3H，通過第二掩模工藝在柵絕緣膜27處形成第二導電圖案組。在此，第二導電圖案組包括源極10、漏極12、溝道部分11以及數(shù)據(jù)線4。接著，通過第三掩模處理在柵絕緣膜27上形成包括接觸孔13的保護膜29。然后，通過第四掩模在包括接觸孔13的保護膜29上形成像素電極14。
更具體來說，通過諸如PECVD等的淀積技術在設置有第二導電圖案組的柵絕緣膜27上完整地形成保護膜29。接著，利用第三掩模通過光刻處理和蝕刻處理對保護膜29進行構圖，以提供接觸孔13。接觸孔13穿透保護膜29以暴露出漏極12。
通過諸如濺射等的淀積技術在保護膜29上設置透明導電膜。接著，利用第四掩模通過光刻處理和蝕刻處理對該透明導電膜進行構圖，以提供像素電極14。該像素電極14通過接觸孔13電連接到漏極12。
如上所述，現(xiàn)有技術的薄膜晶體管陣列基板及其制造方法采用四道掩模工藝以減少工藝數(shù)量，由此與五道掩模工藝相比與掩模數(shù)量的減少成比例地降低了制造成本。
另一方面，諸如筆記本等的通用液晶顯示器件要求約500尼特(cd/m2)的屏幕亮度。通過現(xiàn)有技術的五道掩模工藝制造的液晶顯示器件滿足約500尼特(cd/m2)的屏幕亮度，此亮度足以滿足消費者的預期。但是，通過四道掩模工藝制造的液晶顯示器件具有比通過現(xiàn)有技術的五道掩模工藝制造的液晶顯示器件低大約2％的孔徑比，這歸因于如圖3B到圖3G所述的形成在數(shù)據(jù)線4的兩側處的臺階覆蓋的寬度(d1)。因此，難以滿足要求大約500尼特(cd/m2)的屏幕亮度的條件。
形成在數(shù)據(jù)線4的兩側的臺階覆蓋的寬度(d1)減小了孔徑比。在此情況下，參照圖2和圖4對其原因進行詳細描述。這里，數(shù)據(jù)線4是通過四道掩模工藝設置的。
圖4是示出通過五道掩模工藝形成的薄膜晶體管陣列基板的數(shù)據(jù)線40的剖視圖。通過兩個掩模工藝來提供通過五道掩模工藝形成的薄膜晶體管基板。在此，一個掩模工藝形成半導體圖案30，而另一個掩模工藝形成薄膜晶體管的溝道部分(未示出)、源極以及漏極(未示出)。由于五道掩模工藝不使用包括部分透射區(qū)的掩模，因此不形成具有臺階覆蓋的光刻膠圖案，并且不需要灰化處理。因此，如圖4所示，數(shù)據(jù)線40和半導體圖案30沒有臺階覆蓋，并被形成為具有3.6μm到4μm的寬度(d2)。在此，數(shù)據(jù)線40通過五道掩模工藝形成，并且半導體圖案30形成在數(shù)據(jù)線40的下部處。
如圖3B到圖3G所述，數(shù)據(jù)線4通過包括第二掩模工藝的四道掩模工藝形成。在此情況下，數(shù)據(jù)線4被形成為具有3.6μm到4μm的寬度(d1)，并在數(shù)據(jù)線4與形成在數(shù)據(jù)線4的下部處的有源層21之間設置臺階覆蓋。在此，該臺階覆蓋在數(shù)據(jù)線4的兩側分別具有1.7μm的寬度(d1)。
圖5是示出形成在通過四道掩模工藝設置的數(shù)據(jù)線與設置在該數(shù)據(jù)線的下部處的有源層之間的實際臺階覆蓋的圖。
在對濾色器陣列基板進行接合時，對數(shù)據(jù)線4和40以及設置在數(shù)據(jù)線4和40的下部處的半導體圖案20和30以對應于黑底的方式進行接合。非孔徑區(qū)包括與該黑底相對應的部分。因此，形成在數(shù)據(jù)線4的下部處的有源層21具有臺階覆蓋。在此，該臺階覆蓋在數(shù)據(jù)線4的兩側分別具有1.7μm的寬度(d1)。結果，由濾色器陣列基板的黑底覆蓋的非孔徑區(qū)變得比通過五道掩模工藝設置的非孔徑區(qū)更寬?？讖奖入S著非孔徑區(qū)變寬而縮小。因此，需要確?？讖奖鹊牧磉x方案。
此外，在數(shù)據(jù)線4的兩側暴露了通過四道掩模工藝形成的有源層21。結果，屏幕出現(xiàn)波動(以下，稱為“波噪聲現(xiàn)象”)。
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供適于確?？讖奖鹊囊壕э@示器件及其制造方法。
為了實現(xiàn)本發(fā)明的這些和其他目的，根據(jù)本發(fā)明一方面的液晶顯示器件包括選通線；與所述選通線交叉的數(shù)據(jù)線；設置在所述選通線與所述數(shù)據(jù)線的交叉處的薄膜晶體管；以及在所述數(shù)據(jù)線的下方與所述數(shù)據(jù)線相交疊并包括所述薄膜晶體管的有源層的半導體圖案，并且其中，在設置在所述數(shù)據(jù)線的下部處的所述半導體圖案的蝕刻邊沿表面與所述數(shù)據(jù)線的蝕刻邊沿表面之間不存在臺階覆蓋。
所述薄膜晶體管包括所述半導體圖案的暴露的有源層，和使所述暴露的有源層氧化得到的溝道保護膜。
所述液晶顯示器件還包括下數(shù)據(jù)焊盤電極，其被設置在所述半導體圖案的上部處，被形成為與所述半導體圖案的蝕刻邊沿表面沒有臺階覆蓋，并連接到所述數(shù)據(jù)線；保護膜，其覆蓋所述下數(shù)據(jù)焊盤電極；第二接觸孔，其穿透所述保護膜以暴露所述下數(shù)據(jù)焊盤電極；以及上數(shù)據(jù)焊盤電極，其經(jīng)由所述第二接觸孔連接到所述下數(shù)據(jù)焊盤電極。
根據(jù)本發(fā)明另一方面的液晶顯示器件的制造方法包括以下步驟使用第一掩模在下基板上形成包括選通線和連接到所述選通線的柵極的第一導電圖案組；形成覆蓋所述第一導電圖案組的柵絕緣膜；使用第二掩模形成具有有源層和歐姆接觸層的半導體圖案，和包括與所述半導體圖案相交疊的數(shù)據(jù)線和與所述柵絕緣層上的所述半導體圖案相交疊的源極-漏極金屬圖案的第二導電圖案組；使用第三掩模形成包括覆蓋所述半導體圖案和所述第二導電圖案組并暴露所述源極-漏極金屬圖案的一部分的第一接觸孔的保護膜；以及使用第四掩模將源極和漏極與所述源極-漏極金屬圖案分離，在所述源極與所述漏極之間形成溝道部分，并形成覆蓋所述第一接觸孔的像素電極。
所述第二掩模包括透射區(qū)和遮蔽區(qū)。
使用所述第二掩模的步驟包括以下步驟設置步驟，其在所述柵絕緣膜上順序地設置非晶硅層、n+非晶硅層、源極/漏極金屬層以及光刻膠；光刻膠圖案形成步驟，其通過曝光處理和顯影處理在與所述遮蔽區(qū)相對應的部分處形成光刻膠圖案；蝕刻步驟，其對由所述光刻膠圖案暴露的源極/漏極金屬層、設置在所述暴露的源極/漏極金屬層的下部處的所述n+非晶硅層、以及所述非晶硅層順序地進行蝕刻，以對所述第二導電圖案組進行構圖；以及剝離步驟，其剝離所述光刻膠圖案。
所述蝕刻步驟包括以下步驟對所述暴露的源極/漏極金屬層進行濕法蝕刻；和對設置在所述暴露的源極/漏極金屬層的下部處的所述n+非晶硅層和所述非晶硅層進行干法蝕刻。
所述第四掩模包括透射區(qū)、遮蔽區(qū)以及部分透射區(qū)。
利用所述第四掩模的步驟包括以下步驟在所述保護膜上順序地設置透明導電膜和光刻膠；通過所述曝光處理和所述顯影處理來形成位于與所述遮蔽區(qū)相對應的部分處的第一光刻膠圖案，和位于與所述部分透射區(qū)相對應的部分處的具有比第一光刻膠圖案更低的高度的第二光刻膠圖案；對由所述第一光刻膠圖案和第二光刻膠圖案暴露的透明導電膜進行蝕刻，以暴露所述保護膜；對所述暴露的保護膜、設置在所述暴露的保護膜的下部處的所述源極-漏極金屬圖案、以及歐姆接觸層進行蝕刻，以暴露所述有源層；使用氣體等離子體對所述第一光刻膠圖案和第二光刻膠圖案進行灰化以去除所述第二光刻膠圖案，并暴露所述透明導電膜；對所述暴露的透明導電膜進行蝕刻，以進行構圖；以及剝離所述第一光刻膠圖案。
使用所述氣體等離子體通過灰化工藝在所述暴露的有源層的上部處形成溝道保護膜。
通過干法蝕刻處理對所述暴露的源極-漏極金屬圖案以及設置在所述暴露的源極-漏極金屬圖案的下部處的歐姆接觸層進行蝕刻。
與形成連接到所述數(shù)據(jù)線的下數(shù)據(jù)焊盤電極的步驟同時地執(zhí)行所述形成第二導電圖案組的步驟。
與形成暴露所述下數(shù)據(jù)焊盤電極的第二接觸孔的步驟同時地執(zhí)行所述形成包括第一接觸孔的保護膜的步驟。
與形成連接到通過所述第二接觸孔暴露的下數(shù)據(jù)焊盤電極的上數(shù)據(jù)焊盤電極的步驟同時地執(zhí)行所述形成像素電極的步驟。
參照附圖，根據(jù)對本發(fā)明實施例的以下詳細說明，本發(fā)明的這些和其他目的將變得明了，在附圖中圖1是示出通過現(xiàn)有技術的四道掩模工藝制造的液晶顯示器件的薄膜晶體管陣列基板的一部分的平面圖；圖2是沿圖1的I-I’和II-II’線所截取的薄膜晶體管陣列基板的剖視圖；圖3A到圖3H是逐步驟示出圖1和圖2所示的薄膜晶體管陣列基板的制造工藝的剖視圖；圖4是示出通過現(xiàn)有技術的四道掩模工藝制造的液晶顯示器件的薄膜晶體管陣列基板的一部分的剖視圖；圖5是示出通過現(xiàn)有技術的四道掩模工藝形成的實際數(shù)據(jù)線的一側的圖；圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示器件的薄膜晶體管陣列基板的一部分的平面圖；圖7是沿圖6中的III-III’線所截取的薄膜晶體管陣列基板的剖視圖；圖8A和圖8B分別是用于對制造圖6和圖7所示的薄膜晶體管陣列基板的過程中的第一掩模工藝進行說明的平面圖和剖視圖；圖9A和圖9B分別是用于對制造圖6和圖7所示的薄膜晶體管陣列基板的過程中的第二掩模工藝進行說明的平面圖和剖視圖；圖10A到圖10C是用于逐步驟對根據(jù)本發(fā)明的第二掩模工藝進行說明的剖視圖；圖11A和圖11B分別是用于對制造圖6和圖7所示的薄膜晶體管陣列基板的過程中的第三掩模工藝進行說明的平面圖和剖視圖；圖12A和圖12B分別是用于對制造圖6和圖7所示的薄膜晶體管陣列基板的過程中的第四掩模工藝進行說明的平面圖和剖視圖；圖13A到圖13G是用于逐步驟對根據(jù)本發(fā)明的第四掩模工藝進行說明的剖視圖；以及圖14是示出通過根據(jù)本發(fā)明的四道掩模工藝形成的實際數(shù)據(jù)線的一側的圖。
具體實施例方式
以下，參照圖6到圖14對本發(fā)明優(yōu)選實施例進行詳細描述。
通常，液晶顯示器件利用電場控制液晶的透光率，從而顯示畫面。這種液晶顯示器件利用電場來驅(qū)動液晶。在此，在被布置成與液晶顯示器件的上基板和下基板相對的像素電極與公共電極之間提供電場。
液晶顯示器件包括彼此相對的薄膜晶體管陣列基板(下板)和濾色器陣列基板(上板)、注入這兩塊基板之間的液晶、以及用于保持這兩塊基板之間的單元間隙的間隔物。
薄膜晶體管陣列基板包括多條信號線、薄膜晶體管以及涂敷在其上以對液晶進行配向的配向膜。濾色器陣列基板包括用于實現(xiàn)顏色的濾色器、用于防止光泄漏的黑底、以及涂敷在其上以對液晶進行配向的配向膜。
圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示器件的薄膜晶體管陣列基板的一部分的平面圖，圖7是沿圖6的III-III’線所截取的薄膜晶體管陣列基板的剖視圖。
參照圖6和圖7，薄膜晶體管陣列基板包括彼此相交地設置在下基板125上的選通線102和數(shù)據(jù)線104，其間具有柵絕緣膜127；設置在各交叉處的薄膜晶體管106；設置在具有交叉結構的像素區(qū)處的像素電極114；以及設置在選通線102與像素電極114之間的交疊部分處的存儲電容器150；連接到選通線102的選通焊盤124；以及連接到數(shù)據(jù)線104的數(shù)據(jù)焊盤130。
選通線102和數(shù)據(jù)線104具有交叉結構以限定像素區(qū)。在此，向選通線102提供選通信號，向數(shù)據(jù)線104提供數(shù)據(jù)信號。
薄膜晶體管106使得可響應于施加給選通線102的選通信號而將施加給數(shù)據(jù)線104的像素信號充入像素電極114中并保持該像素信號。為此，薄膜晶體管106包括連接到選通線102的柵極108、連接到數(shù)據(jù)線104的源極110、連接到像素電極114的漏極112。此外，薄膜晶體管106還包括與柵極108相交疊的有源層121，在柵極108與有源層121之間具有柵絕緣膜127以在源極110與漏極112之間限定溝道部分111。
有源層121與數(shù)據(jù)線104相交疊。在有源層121上，還設置有用于與數(shù)據(jù)線104、源極110以及漏極112進行歐姆接觸的歐姆接觸層123。為了保護溝道部分111的有源層121，在溝道部分111的有源層121的上部處形成溝道保護膜170。
像素電極114經(jīng)由穿過保護膜129的接觸孔113連接到薄膜晶體管106的漏極112。
因此，在通過薄膜晶體管106對其提供了像素信號的像素電極114與對其提供了基準電壓的公共電極(未示出)之間形成了電場。布置在薄膜晶體管陣列基板與濾色器陣列基板之間的液晶分子由于介電各向異性而通過此電場進行旋轉(zhuǎn)。透過像素區(qū)的光的透光率根據(jù)液晶分子的旋轉(zhuǎn)程度而有所區(qū)別，以實現(xiàn)灰度級。
存儲電容器150包括選通線102和像素電極114。在此，像素電極114形成為具有選通線102、柵絕緣膜127以及保護膜129。存儲電容器150使得可以穩(wěn)定地保持充入像素電極114中的像素信號，直到充入了下一信號為止。
選通焊盤124連接到選通驅(qū)動器(未示出)以向選通線102提供選通信號。選通焊盤124包括下選通焊盤電極126和上選通焊盤電極128。在此，下選通焊盤電極126從選通線102延伸，并且上選通焊盤電極128經(jīng)由穿過柵絕緣膜127和保護膜129的第三接觸孔122連接到下選通焊盤電極126。
數(shù)據(jù)焊盤130連接到數(shù)據(jù)驅(qū)動器(未示出)以向數(shù)據(jù)線104提供數(shù)據(jù)信號。數(shù)據(jù)焊盤130包括下數(shù)據(jù)焊盤電極132和上數(shù)據(jù)焊盤電極134。在此，下數(shù)據(jù)焊盤電極132從數(shù)據(jù)線104延伸，并且上數(shù)據(jù)焊盤電極134經(jīng)由穿過保護膜129的第二接觸孔133連接到下數(shù)據(jù)焊盤電極132。
通過四道掩模工藝來制造具有上述結構的薄膜晶體管陣列基板?；旧希跀?shù)據(jù)線104與設置在數(shù)據(jù)線104的下部處的半導體圖案120之間沒有形成臺階覆蓋。因此，不會因在數(shù)據(jù)線104與設置在數(shù)據(jù)線104的下部處的半導體圖案120之間設置的臺階覆蓋而減小孔徑比。
以下參照圖8A到圖13G對上述四道掩模工藝進行詳細描述。
參照圖8A和圖8B，通過第一掩模工藝在下基板125上形成第一導電圖案組。在此，第一導電圖案組包括下選通焊盤電極126、柵極108以及選通線102。
更具體來說，通過諸如濺射等的淀積技術在下基板125上形成柵金屬層。接著，利用第一掩模通過光刻處理和蝕刻處理對柵金屬層進行構圖，以提供第一導電圖案組。在此，第一導電圖案組包括下選通焊盤電極126、柵極108以及選通線102。在此情況下，柵金屬層由鋁族金屬等制成。
參照圖9A和圖9B，通過第二掩模工藝在設置有第一導電圖案組的下基板125上形成半導體圖案120和第二導電圖案組。在此，第二導電圖案組包括源極-漏極金屬圖案213、數(shù)據(jù)線104、以及下數(shù)據(jù)焊盤電極132。
下面參照圖10A到10C對第二掩模工藝進行詳細描述。通過諸如PECVD和濺射等的淀積技術，在設置有第一導電圖案組的下基板125上順序地設置柵絕緣膜127、非晶硅層251、n+非晶硅層253以及源極/漏極金屬層210。在此，柵絕緣膜127由諸如氧化硅(SiOx)或氮化硅(SiNx)的無機絕緣材料形成。源極/漏極金屬層210由Mo、Ti、Ta以及Mo合金等形成。
接著，在源極/漏極金屬層210上形成光刻膠230，然后在下基板125的上部處對準第二掩模310。第二掩模310包括透射區(qū)P1和遮蔽區(qū)P3。在此，透射區(qū)P1暴露紫外線，而遮蔽區(qū)P3遮蔽紫外線。
如圖10B所示，通過第二掩模310對光刻膠230進行曝光和顯影，以在與第二掩模310的遮蔽區(qū)P3相對應的部分處設置光刻膠圖案231。
通過蝕刻處理順序地去除源極/漏極金屬層210、n+非晶硅層253以及非晶硅層251。在此情況下，通過光刻膠圖案231暴露出源極/漏極金屬層210，并在所暴露的源極/漏極金屬層210的下部處設置n+非晶硅層253。例如，通過濕法蝕刻處理去除所暴露的源極/漏極金屬層210，而通過干法蝕刻處理去除n+非晶硅層253和非晶硅層251。
如上所述，如圖10B所示，通過光刻膠圖案231順序地去除源極/漏極金屬層210、n+非晶硅層253以及非晶硅層251，以提供第二導電圖案組，并在第二導電圖案組的下部處提供半導體圖案120。在此，第二導電圖案組包括源極-漏極金屬圖案213、數(shù)據(jù)線104以及下數(shù)據(jù)焊盤電極132。
然后，如圖10C所示，通過剝離處理去除第一光刻膠圖案231。在此，第一光刻膠圖案231留在第二導電圖案組上。
參照圖11A和圖11B，通過第三掩模工藝在設置有第二導電圖案組的柵絕緣膜127上形成保護膜129。在此，保護膜129包括第一到第三接觸孔113、133以及122。
更具體地說，通過諸如PECVD等的淀積技術在設置有第二導電圖案組的柵絕緣膜127上完整地形成保護膜。接著，利用第三掩模通過光刻處理和蝕刻處理對該保護膜進行構圖，以提供第一到第三接觸孔113、133以及122。
第一接觸孔113穿透保護膜129以暴露漏極112。第三接觸孔122穿透保護膜129以暴露下選通焊盤電極126。第二接觸孔133穿透保護膜129以暴露下選通焊盤電極126。保護膜129由與柵絕緣膜127相同的無機絕緣材料制成，或者由諸如具有小介電常數(shù)的丙烯酸有機化合物、BCB或PFCB等的有機絕緣材料制成。
參照圖12A和12B，通過第四掩模工藝在設置有第一到第三接觸孔113、133以及122的保護膜129上形成第三導電圖案組。在此，第三導電圖案組包括上選通焊盤電極128、像素電極114以及上數(shù)據(jù)焊盤電極134。然后，通過第四掩模工藝將源極110與漏極112分離，并通過第四掩模工藝在源極110與漏極112之間形成溝道部分111。
以下參照圖13A到圖13G對第四掩模工藝進行詳細描述。
參照圖13A，通過諸如濺射等的淀積技術在設置有第一到第三接觸孔113、133以及122的保護膜129上設置透明導電膜220。在此，透明導電膜220由銦錫氧化物(ITO)、錫氧化物(TO)、銦錫鋅氧化物(ITZO)以及銦鋅氧化物(IZO)中的任何一種來制造。接下來，在透明導電膜220上形成光刻膠230，然后在下基板125的上部處對準第四掩模320。第四掩模320包括暴露紫外線的透射區(qū)P1、部分地透射紫外線的部分透射區(qū)P2、以及遮蔽紫外線的遮蔽區(qū)P3。第四掩模320的部分透射區(qū)P2包括衍射曝光部分或半透射部分以部分地透射紫外線。
如圖12B所示，通過第四掩模320對光刻膠230進行曝光和顯影，以在與第四掩模320的遮蔽區(qū)P3和部分透射區(qū)P2相對應的部分處設置具有臺階覆蓋的光刻膠圖案233。換言之，設置在部分透射區(qū)P2處的第二光刻膠圖案233B具有比設置在遮蔽區(qū)P3處的第一光刻膠圖案233A更低的高度。
如圖13C所示，通過光刻膠圖案233對所暴露的透明導電膜220進行濕法蝕刻。由于通過該濕法蝕刻處理去除了透明導電膜220，所以暴露了設置在透明導電膜220的下部處的保護膜129。
如圖13D所示，去除所暴露的保護膜129、設置在保護膜129的下部處的源極-漏極金屬圖案、以及n+非晶硅層123。
例如，通過干法蝕刻處理順序地去除所暴露的源極-漏極金屬圖案213和設置在源極-漏極金屬圖案213下部處的半導體圖案120。通過干法蝕刻處理去除的半導體圖案120是歐姆接觸層123。在此，歐姆接觸層123由n+非晶硅制成。如圖13D所示，通過干法蝕刻處理將源極110和漏極112與源極-漏極金屬圖案213相分離。通過干法蝕刻處理在源極110與漏極112之間形成溝道部分111。在此，該溝道部分包括暴露的有源層121。如上所述，在設置有源極110、漏極112以及溝道部分111的下基板上執(zhí)行利用氣體等離子體的灰化處理。
如圖13E所示，通過利用氣體等離子體的灰化處理在所暴露的有源層的表面處形成溝道保護膜170。例如，在有源層的表面處形成氧化膜(SiO2)。在此情況下，通過使用O2等離子體的灰化處理暴露有源層。然后，這種氧化膜(SiO2)變成溝道保護膜170。在此，溝道保護膜170從外部保護溝道部分111。除了O2以外，還可通過諸如N2、H2等的氣體來形成溝道保護膜170。此外，如圖13E所示，使第一光刻膠圖案233A變薄，并通過利用氣體等離子體的灰化處理來去除第二光刻膠圖案233B。
如圖13F所示，利用第一灰化光刻膠圖案233A通過濕法蝕刻處理來去除透明導電膜220。在此，通過對光刻膠圖案233的灰化處理暴露透明導電膜220。去除由該灰化處理暴露的透明導電膜220，以提供上選通焊盤電極128、像素電極114、以及上數(shù)據(jù)焊盤電極134。
參照圖13G，通過剝離處理去除第一光刻膠圖案233A。在此，第一光刻膠圖案233A留在上選通焊盤電極128、像素電極114以及上數(shù)據(jù)焊盤電極134上。
像素電極114經(jīng)由第一接觸孔113電連接到漏極112。上選通焊盤電極128經(jīng)由第三接觸孔122連接到下選通焊盤電極126。上數(shù)據(jù)焊盤電極134經(jīng)由第二接觸孔133連接到下數(shù)據(jù)焊盤電極132。
如上所述，該液晶顯示器件的制造方法使用第二掩模310，而不需要灰化處理。在此，第二掩模310包括透射區(qū)P1和遮蔽區(qū)P3?；旧?，有源層121的經(jīng)蝕刻的邊沿表面沒有臺階覆蓋。在此情況下，將有源層121形成在通過第二掩模處理制造的數(shù)據(jù)線104和半導體圖案120處。在此，第二掩模處理不需要灰化處理。然后，可以通過現(xiàn)有技術的五道掩模工藝將有源層121的經(jīng)蝕刻的邊沿表面形成為具有3.6μm到4μm的寬度(d3)。由此，不會增大非孔徑區(qū)。結果，在通過根據(jù)本發(fā)明的四道掩模工藝制造的液晶顯示器件中也增大了通過現(xiàn)有技術的五道掩模工藝制造的液晶顯示器件的孔徑比。
圖14是示出通過根據(jù)本發(fā)明的四道掩模工藝形成的實際數(shù)據(jù)線的一側的圖。參照圖14，數(shù)據(jù)線和經(jīng)蝕刻的邊沿表面基本上沒有臺階覆蓋。在此，該數(shù)據(jù)線和經(jīng)蝕刻的邊沿表面是通過根據(jù)本發(fā)明的四道掩模工藝形成的。
在根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示器件制造方法中，第四掩模320包括透射區(qū)P1、部分透射區(qū)P2以及遮蔽區(qū)P3。因此，第三導電圖案組可以通過一個掩模形成。在此，第三導電圖案組包括薄膜晶體管的溝道部分111、源極110、漏極112、像素電極114、上選通焊盤電極128以及上數(shù)據(jù)焊盤電極134。
通過在灰化處理中使用的氣體等離子體對有源層121進行表面處理。在此，通過四個掩模工藝來形成溝道部分111，并由該溝道部分111暴露有源層121。在此有源層121上形成溝道保護膜170，以從外部保護溝道部分111。
此外，根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示器件沒有臺階覆蓋，以改進波噪聲現(xiàn)象。在此，在現(xiàn)有技術中這種臺階覆蓋基本上形成在數(shù)據(jù)線104與設置在數(shù)據(jù)線104的下部處的半導體圖案210之間，并且在現(xiàn)有技術中在數(shù)據(jù)線的兩側暴露有源層因而產(chǎn)生了波噪聲現(xiàn)象。
如上所述，液晶顯示器件及其制造方法使用第二掩模310，從而不需要灰化處理。在此，第二掩模310包括透射區(qū)P1和遮蔽區(qū)P3?；旧希瑪?shù)據(jù)線和半導體圖案沒有臺階覆蓋。在此情況下，通過第二掩模工藝來制造數(shù)據(jù)線和半導體圖案。在此，第二掩模工藝不需要灰化處理。然后，可通過現(xiàn)有技術的五道掩模工藝將數(shù)據(jù)線和半導體圖案形成為具有3.6μm到4μm的寬度。由此，不會增大非孔徑區(qū)。因此，在通過根據(jù)本發(fā)明的四道掩模工藝制造的液晶顯示器件中也增大了通過現(xiàn)有技術的五道掩模工藝制造的液晶顯示器件的孔徑比。
此外，在根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示器件及其制造方法中，第四掩模包括透射區(qū)、部分透射區(qū)以及遮蔽區(qū)。由此，第三導電圖案組可以通過一個掩模來形成。在此，第三導電圖案組包括薄膜晶體管的溝道部分、源極、漏極、像素電極、上選通焊盤電極以及上數(shù)據(jù)焊盤電極。
通過在灰化處理中使用的氣體等離子體對有源層進行表面處理。在此，通過四個掩模工藝來形成溝道部分，并通過該溝道部分暴露有源層。在此有源層上形成溝道保護膜，以從外部保護溝道部分。
此外，根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示器件及其制造方法沒有臺階覆蓋，以改進波噪聲現(xiàn)象。在此，在現(xiàn)有技術中這種臺階覆蓋基本上形成在數(shù)據(jù)線104與設置在數(shù)據(jù)線104的下部處的半導體圖案210之間，并且在現(xiàn)有技術中在數(shù)據(jù)線的兩側暴露有源層因而產(chǎn)生了波噪聲現(xiàn)象。
盡管通過上述附圖所示的實施例對本發(fā)明進行了說明，但是本領域的普通技術人員應當明白，本發(fā)明并不限于這些實施例，而是可以在不脫離本發(fā)明的精神的情況下對其進行各種變化或修改。因此，本發(fā)明的范圍應當僅由所附權利要求及其等同物來確定。
本申請要求2005年12月14日在韓國提交的韓國專利申請P05-0123389號的優(yōu)先權，通過引用將其合并于此。
權利要求
1.一種液晶顯示器件，所述液晶顯示器件包括選通線；數(shù)據(jù)線，其與所述選通線相交叉；薄膜晶體管，其設置在所述選通線與所述數(shù)據(jù)線的交叉處；以及半導體圖案，其在所述數(shù)據(jù)線的下方與所述數(shù)據(jù)線相交疊，并包括所述薄膜晶體管的有源層，并且其中，在設置在所述數(shù)據(jù)線的下部處的所述半導體圖案的經(jīng)蝕刻邊沿表面與所述數(shù)據(jù)線的經(jīng)蝕刻邊沿表面之間不存在臺階覆蓋。
2.根據(jù)權利要求1所述的液晶顯示器件，其中，所述薄膜晶體管包括所述半導體圖案的暴露有源層，和使所述暴露有源層氧化得到的溝道保護膜。
3.根據(jù)權利要求1所述的液晶顯示器件，所述液晶顯示器件還包括下數(shù)據(jù)焊盤電極，其設置在所述半導體圖案的上部處，并連接到所述數(shù)據(jù)線以不在所述半導體圖案的經(jīng)蝕刻邊沿表面處產(chǎn)生臺階覆蓋；保護膜，其覆蓋所述下數(shù)據(jù)焊盤電極；第二接觸孔，其穿透所述保護膜以暴露所述下數(shù)據(jù)焊盤電極；以及上數(shù)據(jù)焊盤電極，其經(jīng)由所述第二接觸孔連接到所述下數(shù)據(jù)焊盤電極。
4.一種液晶顯示器件制造方法，所述液晶顯示器件制造方法包括以下步驟利用第一掩模在下基板上形成包括選通線和連接到所述選通線的柵極的第一導電圖案組；形成覆蓋所述第一導電圖案組的柵絕緣膜；利用第二掩模形成具有有源層和歐姆接觸層的半導體圖案，和包括與所述半導體圖案相交疊的數(shù)據(jù)線和與所述柵絕緣膜上的所述半導體圖案相交疊的源極-漏極金屬圖案的第二導電圖案組；利用第三掩模形成包括覆蓋所述半導體圖案和所述第二導電圖案組并暴露所述源極-漏極金屬圖案的一部分的第一接觸孔的保護膜；以及利用第四掩模將源極和漏極與所述源極-漏極金屬圖案分離，在所述源極與所述漏極之間形成溝道部分，并形成覆蓋所述第一接觸孔的像素電極。
5.根據(jù)權利要求4所述的液晶顯示器件制造方法，其中，所述第二掩模包括透射區(qū)和遮蔽區(qū)。
6.根據(jù)權利要求5所述的液晶顯示器件制造方法，其中，所述利用第二掩模的步驟包括以下步驟設置步驟，其在所述柵絕緣膜上順序地設置非晶硅層、n+非晶硅層、源極/漏極金屬層、以及光刻膠；光刻膠圖案形成步驟，其通過曝光處理和顯影處理在與所述遮蔽區(qū)相對應的部分處形成光刻膠圖案；蝕刻步驟，其對由所述光刻膠圖案暴露的源極/漏極金屬層、設置在所述暴露的源極/漏極金屬層的下部處的所述n+非晶硅層以及所述非晶硅層順序地進行蝕刻，以對所述第二導電圖案組進行構圖；以及剝離步驟，其剝離所述光刻膠圖案。
7.根據(jù)權利要求6所述的液晶顯示器件制造方法，其中，所述蝕刻步驟包括以下步驟對所述暴露的源極/漏極金屬層進行濕法蝕刻；和對設置在所述暴露的源極/漏極金屬層的下部處的所述n+非晶硅層和所述非晶硅層進行干法蝕刻。
8.根據(jù)權利要求4所述的液晶顯示器件制造方法，其中，所述第四掩模包括透射區(qū)、遮蔽區(qū)以及部分透射區(qū)。
9.根據(jù)權利要求8所述的液晶顯示器件制造方法，其中，所述利用第四掩模的步驟包括以下步驟在所述保護膜上順序地設置透明導電膜和光刻膠；通過所述曝光處理和所述顯影處理來形成位于與所述遮蔽區(qū)相對應的部分處的第一光刻膠圖案，和位于與所述部分透射區(qū)相對應的部分處的具有比第一光刻膠圖案低的高度的第二光刻膠圖案；對由所述第一光刻膠圖案和所述第二光刻膠圖案暴露的透明導電膜進行蝕刻，以暴露所述保護膜；對所述暴露的保護膜、設置在所述暴露的保護膜的下部處的所述源極-漏極金屬圖案、以及歐姆接觸層進行蝕刻，以暴露所述有源層；利用氣體等離子體對所述第一光刻膠圖案和所述第二光刻膠圖案進行灰化，以去除所述第二光刻膠圖案，并暴露所述透明導電膜；對所述暴露的透明導電膜進行蝕刻，以進行構圖；以及剝離所述第一光刻膠圖案。
10.根據(jù)權利要求9所述的液晶顯示器件制造方法，其中，通過利用所述氣體等離子體的灰化處理在所述暴露的有源層的上部處形成溝道保護膜。
11.根據(jù)權利要求9所述的液晶顯示器件制造方法，其中，通過干法蝕刻處理對所述暴露的源極-漏極金屬圖案、以及設置在所述暴露的源極-漏極金屬圖案的下部處的歐姆接觸層進行蝕刻。
12.根據(jù)權利要求4所述的液晶顯示器件制造方法，其中，與形成連接到所述數(shù)據(jù)線的下數(shù)據(jù)焊盤電極的步驟同時地執(zhí)行所述形成第二導電圖案組的步驟。
13.根據(jù)權利要求12所述的液晶顯示器件制造方法，其中，與形成暴露所述下數(shù)據(jù)焊盤電極的第二接觸孔的步驟同時地執(zhí)行所述形成包括第一接觸孔的保護膜的步驟。
14.根據(jù)權利要求4所述的液晶顯示器件制造方法，其中，與形成連接到通過所述第二接觸孔暴露的下數(shù)據(jù)焊盤電極的上數(shù)據(jù)焊盤電極的步驟同時地執(zhí)行所述形成像素電極的步驟。
全文摘要
本發(fā)明公開了用于確?？讖奖鹊囊壕э@示器件及其制造方法。在該液晶顯示器件中，形成有選通線。數(shù)據(jù)線與該選通線相交叉。在所述選通線與所述數(shù)據(jù)線的交叉處設置有薄膜晶體管。半導體圖案在所述數(shù)據(jù)線的下方與所述數(shù)據(jù)線相交疊，并且包括所述薄膜晶體管的有源層。其中在設置在所述數(shù)據(jù)線的下部處的半導體圖案的經(jīng)蝕刻邊沿表面與所述數(shù)據(jù)線的經(jīng)蝕刻邊沿表面之間不存在臺階覆蓋。
文檔編號G03F7/26GK1983002SQ200610167038
公開日2007年6月20日 申請日期2006年12月13日 優(yōu)先權日2005年12月14日
發(fā)明者林京南, 鄭志炫 申請人:Lg.菲利浦Lcd株式會社