專(zhuān)利名稱(chēng)：液晶顯示器的多晶硅薄膜晶體管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及薄膜晶體管及其制造方法，更具體地，涉及用于LCD(液晶顯示器)的具有p型和晶體管以形成用于驅(qū)動(dòng)電路的CMOS(補(bǔ)償型金屬氧化物半導(dǎo)體)結(jié)構(gòu)的多晶硅薄膜晶體管，及其制造方法。
背景技術(shù)：
在信息導(dǎo)向社會(huì)的現(xiàn)在，電子顯示器的作用越來(lái)越重要。所有種類(lèi)的電子顯示器均被廣泛用于各種工業(yè)領(lǐng)域。
通常，電子顯示器是用于向人視覺(jué)傳送信息的裝置。即，來(lái)自不同電子裝置的電信息信號(hào)輸出在電子顯示器中被轉(zhuǎn)換成視覺(jué)可辨的光學(xué)信息信號(hào)。于是，電子顯示器用作連接人和電子裝置的橋梁。
電子顯示器分為通過(guò)光輻射方法顯示光信息信號(hào)的發(fā)射型顯示器，和通過(guò)諸如光反射、散射和干涉現(xiàn)象等光學(xué)調(diào)制方法顯示光信息信號(hào)的非發(fā)射型顯示器。例如，作為有源顯示器的發(fā)射型顯示器，有CRT(陰極射線管)、PDP(等離子體顯示板)、LED(光發(fā)射二極管)和ELD(電致發(fā)光顯示器)等。作為無(wú)源顯示器的非發(fā)射型顯示器，有LCD(液晶顯示器)、ECD(電化學(xué)顯示器)和EPID(電泳圖像顯示器)等。
在顯示質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益方面，用于諸如電視接收機(jī)和監(jiān)視器等的圖像顯示器的CRT具有最大的市場(chǎng)份額，但是也有許多缺點(diǎn)，如重量大、體積大和功耗高。
同時(shí)，由于半導(dǎo)體技術(shù)的快速發(fā)展，各種各樣的電子裝置用低電壓和低功率驅(qū)動(dòng)，于是電子裝置變得更小更輕。因此，根據(jù)新環(huán)境，要求具有更小更輕特性以及低驅(qū)動(dòng)電壓和低功耗特性的平板型顯示器。
在各種開(kāi)發(fā)出的平板型顯示器中，LCD比其它任何顯示器都小而輕得多，且具有低驅(qū)動(dòng)電壓和低功耗，也具有與CRT相似的顯示質(zhì)量。因此，LCD被廣泛用在各種電子設(shè)備中。
LCD包括兩個(gè)分別具有電極的基板和設(shè)置在兩個(gè)基板之間的液晶層。在LCD中，電壓被加載在電極上以重排液晶分子并控制透過(guò)分子傳輸?shù)墓饬俊?br> 現(xiàn)在主要使用的一種LCD提供有形成在兩個(gè)基板每一個(gè)上的電極和用于開(kāi)關(guān)提供給每個(gè)電極的電源的薄膜晶體管。通常，薄膜晶體管(以下稱(chēng)作TFT)成型在兩個(gè)基板的一側(cè)。
這種采用了成型在象素部分的TFT的LCD分為非晶型TFT-LCD和多晶型TFT-LCD。多晶型TFT-LCD具有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即LCD以高速度和低功耗驅(qū)動(dòng)，且象素部分的TFT可以與用于驅(qū)動(dòng)電路的半導(dǎo)體裝置一起同時(shí)成型。此外，LCD的驅(qū)動(dòng)電路一般具有CMOS(補(bǔ)償型金屬氧化物半導(dǎo)體)結(jié)構(gòu)，其中，補(bǔ)償作用在不同的傳導(dǎo)晶體管之間獲得，以提高電路性能。
然而，與形成有一個(gè)信號(hào)溝道晶體管的非晶型TFT-LCD的制造方法相比，因?yàn)閚溝道晶體管和p溝道晶體管均一起形成在同一基板上，所以多晶TFT-LCD的制造方法非常復(fù)雜和困難。一般地，LCD的TFT通過(guò)使用掩膜的光刻工藝成型在基板上。當(dāng)前，使用7至9張掩膜以制造非晶型TFT-LCD。
圖1A和圖1B是成型有TFT的基板的象素部分的橫截面視圖，并示出了使用7張掩膜制造具有頂柵結(jié)構(gòu)(top-gate structure)的多晶TFT的傳統(tǒng)方法。
參照?qǐng)D1A，阻擋層12成型在透明基板10的整個(gè)表面上，該基板由玻璃、石英或藍(lán)寶石構(gòu)成。阻擋層防止基板10中的雜質(zhì)在后續(xù)工藝中非晶硅層的晶化過(guò)程中滲透進(jìn)硅層中。
在阻擋層12上沉積非晶硅層后，通過(guò)激光退火爐退火，非晶硅層轉(zhuǎn)變成多晶硅層。然后，用光刻工藝構(gòu)圖多晶硅層以形成有效構(gòu)圖(anactive pattern)14(使用第一掩膜)。
在有效構(gòu)圖14和阻擋層12上，沉積有柵絕緣層16和柵導(dǎo)電層。P型TFT區(qū)域中的柵導(dǎo)電層用光刻工藝進(jìn)行刻蝕，以形成p型TFT的柵電極(未示出)(使用第二掩膜)。然后，離子注入p型雜質(zhì)以形成源極/漏極區(qū)15S、15D。n型TFT區(qū)域中的柵導(dǎo)電層使用光刻工藝刻蝕以形成n型TFT的柵電極18(使用第三掩膜)。離子注入n型雜質(zhì)以形成源極/漏極區(qū)15S、15D。在離子注入工藝中，柵電極18阻擋雜質(zhì)離子被注入到下面的有效構(gòu)圖14內(nèi)，因而允許在有效構(gòu)圖14處確定溝道區(qū)15C。此處，形成p型TFT的工藝順序，并且n型TFT的柵極及源極/漏極可以改變。
隨后，為了激活摻雜離子并保護(hù)半導(dǎo)體層不受損壞，退火工藝用激光束等進(jìn)行。在柵電極18和柵絕緣層16上，形成有用有機(jī)絕緣材料或諸如SiO2和SiNx的無(wú)機(jī)絕緣材料制造的絕緣中間層20。用光刻工藝部分地刻蝕絕緣中間層20以形成用于顯露源極區(qū)15S的第一接觸孔22a和顯露有效構(gòu)圖14的漏極區(qū)15D的第二接觸孔22b(使用第四掩膜)。
在第一接觸孔22a和第二接觸孔22b和絕緣中間層20上沉積有金屬層。使用光刻工藝構(gòu)圖金屬層，因而形成源/漏電極26a、26b和數(shù)據(jù)線16c(使用第五掩膜)。
參照?qǐng)D1B，在源/漏電極26a、26b、數(shù)據(jù)線26c和絕緣中間層20上，成型有由有機(jī)絕緣材料和無(wú)機(jī)絕緣層制造的鈍化層28。通過(guò)光刻工藝部分地刻蝕鈍化層28以形成顯露源電極26a的通孔30(使用第六掩膜)。
然后，在透明導(dǎo)電層或反射導(dǎo)電層在通孔30和鈍化層28上沉積后，用光刻工藝構(gòu)圖導(dǎo)電層，以形成通過(guò)通孔30而連接到源電極26a上的象素電極32(使用第七掩膜)。
根據(jù)傳統(tǒng)TFT-LCD，為了制作頂柵結(jié)構(gòu)，需要光刻工藝以構(gòu)圖有效構(gòu)圖的第七層、p型TFT的柵電極、n型TFT的柵電極、接觸孔、數(shù)據(jù)線、通孔和象素電極。因此，總共需要七張掩膜。
光刻工藝次數(shù)增加越多，則生產(chǎn)成本和工藝偏差的可能性增加越多。因?yàn)槎嗑FT的生產(chǎn)成本也增加，所以需要一種減少掩膜數(shù)量的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種用于LCD的多晶TFT，其中，在相同層上形成有由相同材料制造的多個(gè)層以減少掩膜數(shù)量。
本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種生產(chǎn)用于LCD的多晶TFT的方法，其中，在相同層上形成有由相同材料制造的多個(gè)層以減少掩膜數(shù)量。
本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供一種用于LCD的多晶TFT，其中，接觸孔和通孔同時(shí)成型以減少掩膜數(shù)量。
本發(fā)明的第四個(gè)目的是提供一種生產(chǎn)用于LCD的多晶TFT的方法，其中，接觸孔和通孔同時(shí)成型以減少掩膜數(shù)量。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一個(gè)目的，提供一種用于LCD的多晶硅TFT。TFT包括形成在基板上的有效構(gòu)圖。柵絕緣層形成在包括有效構(gòu)圖的基板上。柵線形成在柵絕緣層上以橫穿有效構(gòu)圖，并包括用以確定第一雜質(zhì)區(qū)、第二雜質(zhì)區(qū)和有效構(gòu)圖的溝道區(qū)的柵電極。絕緣中間層成型在包括柵線的柵絕緣層上。數(shù)據(jù)線成型在絕緣中間層上，并通過(guò)第一接觸孔連接到第二雜質(zhì)區(qū)上，該接觸孔通過(guò)柵絕緣層和絕緣中間層成型在第二雜質(zhì)區(qū)上。通過(guò)構(gòu)圖與數(shù)據(jù)線相同的導(dǎo)電層在絕緣中間層上成型象素電極，并且象素電極通過(guò)第二接觸孔將其連接到第一雜質(zhì)區(qū)，該第二接觸孔通過(guò)柵絕緣層和絕緣中間層成型在第一雜質(zhì)區(qū)。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二目的，提供一種制造用于LCD的多晶硅TFT的方法。在上述方法中，有效構(gòu)圖成型在基板上，然后柵絕緣層成型在包括有效構(gòu)圖的基板上。然后，柵層形成在柵絕緣層上，于是柵層被構(gòu)圖以形成柵線。進(jìn)行離子注入工藝以在有效構(gòu)圖上形成第一雜質(zhì)區(qū)和第二雜質(zhì)區(qū)。絕緣中間層成型在絕緣層和柵線上。部分地刻蝕絕緣中間層和柵絕緣層以形成顯露第二雜質(zhì)區(qū)的第一接觸孔和顯露第一雜質(zhì)區(qū)的第二接觸孔。導(dǎo)電層成型在包括第一和第二接觸孔的絕緣中間層上，然后構(gòu)圖導(dǎo)電層以形成通過(guò)第一接觸孔連接到第二雜質(zhì)區(qū)的數(shù)據(jù)線，以及通過(guò)第二接觸孔連接到第一雜質(zhì)區(qū)的象素電極。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第三個(gè)目的，提供一種用于LCD的多晶硅TFT。TFT具有形成在基板上的有效構(gòu)圖。柵絕緣層成型在包括有效構(gòu)圖的基板上。柵線形成在柵絕緣層上以橫穿有效構(gòu)圖，并包括用以確定第一雜質(zhì)區(qū)、第二雜質(zhì)區(qū)和有效構(gòu)圖的溝道區(qū)的柵電極。第一絕緣中間層成型在柵絕緣層和柵線上。數(shù)據(jù)線成型在成型在第一絕緣中間層上，而第二絕緣中間層成型在第一絕緣中間層和數(shù)據(jù)線上。象素電極成型在第二絕緣中間層上，并且通過(guò)第二接觸孔同第一雜質(zhì)區(qū)相連，該第二接觸孔通過(guò)柵絕緣層、第一絕緣中間層和第二絕緣中間層成型在第一雜質(zhì)區(qū)上。通過(guò)構(gòu)圖與象素電極相同的導(dǎo)電層而在第二絕緣層上形成一電極。該電極通過(guò)第一接觸孔和第三接觸孔連接到數(shù)據(jù)線和第二雜質(zhì)區(qū)上，第一接觸孔通過(guò)柵絕緣層和第一及第二絕緣中間層成型在第二雜質(zhì)區(qū)上，第三接觸孔形成在數(shù)據(jù)線上的第二絕緣中間層上。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第四個(gè)目的，提供了一種生產(chǎn)用于LCD的多晶硅TFT的方法，它包括下述步驟有效構(gòu)圖成型在基板上，而柵絕緣層成型在包括有效構(gòu)圖的基板上。柵層成型在柵絕緣層上，然后構(gòu)圖以形成柵線。進(jìn)行離子注入工藝以形成有效構(gòu)圖的第一雜質(zhì)區(qū)和第二雜質(zhì)區(qū)。第一絕緣中間層成型在包括柵線的絕緣層上，然后數(shù)據(jù)線成型在第一絕緣中間層上。第二絕緣中間層成型在第一絕緣中間層和數(shù)據(jù)線上。部分地刻蝕第二絕緣中間層、第一絕緣中間層或柵絕緣層以形成顯露第二雜質(zhì)區(qū)的第一接觸孔、顯露第一雜質(zhì)區(qū)的第二接觸孔和顯露數(shù)據(jù)線的第三接觸孔。導(dǎo)電層成型在第二絕緣中間層上，然后被構(gòu)圖以形成通過(guò)第一和第三接觸孔連接數(shù)據(jù)線和第二雜質(zhì)區(qū)的電極，以及通過(guò)第二接觸孔連接到第一雜質(zhì)區(qū)的象素電極。
根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，能夠用相同材料制造的數(shù)據(jù)線和象素電極由相同層形成。分別將數(shù)據(jù)線和象素電極連接到有效構(gòu)圖的源極區(qū)和漏極區(qū)的接觸孔同時(shí)成型。因此，所使用的掩膜數(shù)量從7張減少到5張，因而簡(jiǎn)化了制造方法。
根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，為了防止如第一實(shí)施例所述的由相同層成型的數(shù)據(jù)線和象素電極暴露在外，鈍化層成型在數(shù)據(jù)線和象素電極上。此時(shí)，因?yàn)楹更c(diǎn)區(qū)(a pad region)的鈍化層被除去，與第一實(shí)施例相比較，還需要用于構(gòu)圖鈍化層的掩膜。掩膜數(shù)量為6張。
根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例，在絕緣中間層表面未被光致抗蝕劑構(gòu)圖暴露的狀態(tài)下，因?yàn)闁沤^緣層被刻蝕以形成接觸孔，所以可以防止絕緣中間層的表面損傷。
根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例，在形成數(shù)據(jù)線后，接觸孔同時(shí)成型。與象素電極和數(shù)據(jù)線連接的電極由相同層成型。即，加載在數(shù)據(jù)線上的圖像信號(hào)通過(guò)由與象素電極中相同層形成的漏電極而傳送到TFT的漏極區(qū)。此外，象素電極直接連接到TFT的源極區(qū)，而沒(méi)有分隔的源電極。因此，所用掩膜的數(shù)量由7張減少到6張。
根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例，在用于將數(shù)據(jù)線和象素電極絕緣的第二絕緣中間層由光敏有機(jī)材料制造的情況下，在沒(méi)有單獨(dú)的刻蝕工藝情況下，通過(guò)曝光工藝中的顯影工藝而構(gòu)圖第二絕緣中間層之后，顯露數(shù)據(jù)線和源極/漏極區(qū)的接觸孔通過(guò)單獨(dú)的光刻工藝而成型，此光刻工藝?yán)昧耸褂梅鶜怏w的干法刻蝕工藝中氧化物層(或氮化物層)與金屬層之間的刻蝕性能的差別。
根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例，可以使用狹縫掩膜或網(wǎng)目掩膜(half-tonemask)同時(shí)形成具有不同深度的接觸孔。
因此，根據(jù)本發(fā)明的LCD的TFT的生產(chǎn)方法，掩膜數(shù)量與傳統(tǒng)方法相比有所減少，因而簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝。


通過(guò)結(jié)合附圖的對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述目的和其它優(yōu)點(diǎn)將更清晰，其中圖1A和圖1B是使用七張掩膜生產(chǎn)用于LCD的多晶TFT的傳統(tǒng)方法的橫截面視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的多晶硅TFT的橫截面視圖；圖3是可用于本發(fā)明第一實(shí)施例的多晶硅TFT的平面圖；圖4是沿圖3的B-B′線截取的橫截面視圖；圖5A至圖5E是沿圖3的線A-A′截取的示出制造多晶硅TFT的方法的橫截面視圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的多晶硅TFT的橫截面視圖；圖7A至圖7D是說(shuō)明生產(chǎn)根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的多晶硅TFT的方法的橫截面視圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的多晶硅TFT的橫截面視圖；圖9是可以應(yīng)用于本發(fā)明第四實(shí)施例的多晶硅TFT的橫截面視圖；圖10A至圖10E是沿圖9的線C-C′截取的示出制造多晶硅TFT的方法的橫截面視圖；圖11A和圖11B是說(shuō)明生產(chǎn)根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的多晶硅TFT的方法的橫截面視圖；以及圖12A至圖12D是說(shuō)明生產(chǎn)根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的多晶硅TFT的方法的橫截面視圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
實(shí)施例1圖2示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的多晶硅TFT的橫截面視圖。
參照?qǐng)D2，在由諸如玻璃、石英或藍(lán)寶石的透明絕緣材料制造的透明基板100上，成型有阻擋層102。在阻擋層102上成型有多晶硅有效構(gòu)圖104。有效構(gòu)圖104包括與有效構(gòu)圖整體成型的下電極105T。
在有效構(gòu)圖104和阻擋層102上，形成有由氮化硅或氧化硅制造的柵絕緣層106。在柵絕緣層106上成型有橫穿有效構(gòu)圖104的柵電極108a以確定源極/柵極區(qū)105S和105D。即，被柵電極108a重疊的一部分有效構(gòu)圖104的一部分用作TFT的溝道區(qū)105C，而相對(duì)于位于中心的溝道區(qū)105C被分割的有效構(gòu)圖104的一側(cè)用作源極區(qū)105S，另一側(cè)用作漏極區(qū)105D。此時(shí)，源極區(qū)105S和漏極區(qū)105D的位置可以相互互換。
此外，電容器導(dǎo)線(即，電容器的上電極)108b和用于接收來(lái)自外部IC(未示出)的掃描信號(hào)的柵極焊點(diǎn)108c由與柵電極108a相同的層成型。此時(shí)，為了增加存儲(chǔ)電容，有效構(gòu)圖104的源極區(qū)105S形成得更寬，以被電容器導(dǎo)線108b重疊。
在柵電極108a、電容導(dǎo)線108b、柵極焊點(diǎn)108c和柵絕緣層106上，成型有由有機(jī)絕緣材料和諸如SiO2、SiNx的無(wú)機(jī)絕緣材料制造的絕緣中間層110。
數(shù)據(jù)線114a、象素電極114b和用于與柵極焊點(diǎn)108c連接的導(dǎo)電構(gòu)圖114c在絕緣中間層110上用相同層成型。數(shù)據(jù)線114a通過(guò)第一接觸孔112a與漏極區(qū)105D連接，第一接觸孔112a通過(guò)柵絕緣層106和絕緣中間層110成型在漏極區(qū)105D上。數(shù)據(jù)線114a傳送圖像信號(hào)至漏極區(qū)105D。
象素電極114b通過(guò)第二接觸孔112b與源極區(qū)105S直接相連，第二接觸孔112b通過(guò)柵絕緣層106和絕緣中間層110成型在源極區(qū)105S上。象素電極114b接收來(lái)自TFT的圖像信號(hào)以產(chǎn)生與上基板的電極一起的電場(chǎng)。象素電極114b接收來(lái)自TFT的源極區(qū)105S的圖像信號(hào)。
導(dǎo)電構(gòu)圖114c通過(guò)形成在柵極焊點(diǎn)108c上部的絕緣中間層110上的第四接觸孔112c與柵極焊點(diǎn)108c連接。
根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例，絕緣中間層110被刻蝕以同時(shí)形成第一接觸孔112a和第二接觸孔112b。然后，沉積和構(gòu)圖導(dǎo)電層以同時(shí)形成數(shù)據(jù)線114a和象素電極114b。
圖3是可應(yīng)用于本發(fā)明第一實(shí)施例的多晶硅TFT的平面圖，而圖4是沿圖3的線B-B′截取的橫截面視圖。此處，圖2是沿圖3的線A-A′截取的橫截面視圖。
參照?qǐng)D3和圖4，在透明基板上成型有由單層鋁或諸如AlNd的含鋁金屬合金、或者在鋁上成型有Cr或Mo合金的多層結(jié)構(gòu)制造的柵線。柵線包括在平行于電容器導(dǎo)線108b的第一方向(即，橫向)上延伸的柵線108、連接到柵線108的一端以接收來(lái)自外部的掃描信號(hào)并傳輸該信號(hào)到柵線108的柵極焊點(diǎn)(圖2中的108c)、作為柵線108的一部分的柵電極(圖2中的108a)。
在柵線108上，成型有沿第二方向(即，縱向)延伸的數(shù)據(jù)線114a。成型有效構(gòu)圖104以部分重疊數(shù)據(jù)線114a。作為柵線108一部分的柵電極橫穿有效構(gòu)圖104。電容器導(dǎo)線108b的大部分被橫穿有柵電極的有效構(gòu)圖104的下部區(qū)域(即，源極區(qū))重疊。有效構(gòu)圖104的被數(shù)據(jù)線114a重疊的部分用作漏極區(qū)105D。即，數(shù)據(jù)線114a通過(guò)成型在漏極區(qū)105D上的第一接觸孔112a與漏極區(qū)105D直接相連。第二接觸孔112b形成在有效構(gòu)圖104的源極區(qū)105S上。由與數(shù)據(jù)線114a相同的層形成的象素電極114b通過(guò)第二接觸孔112b與源極區(qū)直接相連。
此外，信號(hào)傳輸線108d沿垂直于柵線108的第二方向成型，且距柵線108一所需間距。在構(gòu)圖用于柵線的柵膜的同時(shí)成型信號(hào)傳輸線108d。信號(hào)傳輸線108d通過(guò)漏極區(qū)114a與TFT的漏極區(qū)105D相連，以傳輸圖像信號(hào)到漏極區(qū)105D。在這種情況中，數(shù)據(jù)線114a通過(guò)形成在漏極區(qū)105D上的第一接觸孔112a和形成在信號(hào)傳輸線108d處的第三接觸孔112d連接信號(hào)傳輸線108d和漏極區(qū)105D。
圖5A至圖5E是說(shuō)明制造多晶硅TFT以示出基板上的象素部分的方法的橫截面視圖，基板上成型有TFT。
圖5A示出成型有效構(gòu)圖104的步驟。在由諸如玻璃、石英和藍(lán)寶石的絕緣材料制造的透明基板100上沉積氧化硅至1000的厚度，以形成阻擋層102。阻擋層102可以省略。然而，優(yōu)選的是采用阻擋層以防止基板100中的各種雜質(zhì)在非晶硅層的晶化過(guò)程中滲透到硅層里。
在通過(guò)化學(xué)氣相沉積將非晶硅層沉積到阻擋區(qū)102上至約500的厚度之后，進(jìn)行激光退火工藝或爐退火工藝以將非晶硅層晶化成多晶硅層。然后，多晶硅層被構(gòu)圖以形成有效構(gòu)圖104(使用第一掩膜)。
圖5B示出形成柵線的工藝。在有效構(gòu)圖104和阻擋層102上，氧化硅或氮化硅通過(guò)化學(xué)氣相沉積而沉積以形成柵絕緣層106。在柵導(dǎo)電層沉積到柵絕緣層106上后，構(gòu)圖柵導(dǎo)電層以形成柵線和電容器導(dǎo)線108b。此時(shí)，信號(hào)傳輸線(圖3中的108d)可以成型為垂直于柵線延伸，且以一所需間距與柵線分開(kāi)。在后續(xù)工藝中將信號(hào)傳輸線與數(shù)據(jù)線連接，以具有將圖像信號(hào)傳輸?shù)铰O區(qū)105D的功能。
柵線包括形成在顯示區(qū)中的柵線(圖3中的108)、作為柵線一部分的柵電極108a和形成在位于顯示區(qū)之外的焊點(diǎn)區(qū)處的柵極焊點(diǎn)108c。柵極焊點(diǎn)108c接收來(lái)自外界的掃描信號(hào)并傳送該信號(hào)給柵線108。
柵導(dǎo)電層由單層鋁或諸如AlNd的單層含鋁金屬合金、或在鋁上堆疊有Cr或Mo合金的多層結(jié)構(gòu)制成。
現(xiàn)在，詳細(xì)描述柵構(gòu)圖工藝。
在使用光刻工藝刻蝕p型TFT區(qū)的柵導(dǎo)電層以形成p型TFT的柵電極(未示出)后(用第二掩膜)，離子注入p型雜質(zhì)以形成源極/漏極區(qū)。接著，使用光刻工藝刻蝕n型TFT區(qū)的柵導(dǎo)電層以形成n型TFT的柵電極108a(使用第三掩膜)。然后，離子注入n型雜質(zhì)以形成源極/漏極區(qū)(105S、105D)。在離子注入工藝中柵電極108a阻擋雜質(zhì)以確定有效構(gòu)圖104的溝道區(qū)105C，它位于柵電極108a的下部。此處，成型柵和p型TFT的源極/漏極的工藝順序沒(méi)有什么關(guān)系，而n型TFT相反。此外，n型TFT的源極/漏極可以成型以具有LDD結(jié)構(gòu)。
為了成型具有CMOS結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)電路，雖然沒(méi)有示出在象素部分，但在驅(qū)動(dòng)電路部分進(jìn)行用于p型TFT的柵電極的構(gòu)圖和源極/漏極的離子注入的掩蔽工藝、以及用于n型TFT的柵電極的構(gòu)圖和源極/漏極的離子注入的其它掩蔽工藝。例如，在關(guān)于n型TFT區(qū)的掩膜工藝中，柵極的構(gòu)圖與源極/漏極的離子注入一起進(jìn)行。
圖5C示出形成絕緣中間層110的工藝。如上所述，在完成柵電極構(gòu)圖和源極/漏極離子注入后，進(jìn)行使用激光束等的退火工藝以激活摻雜離子并使半導(dǎo)體層的損傷恢復(fù)。然后，在柵線、電容器導(dǎo)線108b和柵絕緣層106上，成型絕緣中間層110至幾千的厚度。絕緣中間層110可以由氧化硅、氮化硅或其混合物的無(wú)機(jī)絕緣材料制成，或由丙烯酸的光敏有機(jī)絕緣材料制成。在采用光敏有機(jī)層的情形中，通過(guò)曝光工藝后的顯影工藝實(shí)現(xiàn)構(gòu)圖，而不需要單獨(dú)的刻蝕工藝。此外，在絕緣中間層110的上表面，通過(guò)部分控制光量的曝光工藝形成凸出部分(每個(gè)均具透鏡形狀的凸起部分)。然后，由反射材料制造的象素電極在其上形成，因而散射通過(guò)液晶由凸出部分傳送的光，并增加視角。
圖5D示出形成接觸孔的工藝。使用光刻工藝部分地刻蝕絕緣中間層110和柵絕緣層106，以形成顯露有效構(gòu)圖104的漏極區(qū)105D的第一接觸孔112a、顯露源極區(qū)105S的第二接觸孔112b、顯露信號(hào)傳輸焊點(diǎn)(圖3中的108d)的第三接觸孔112d和顯露柵極焊點(diǎn)(108c)的第四接觸孔112c(使用第四掩膜)。
圖5E示出在第一至第三接觸孔112a、112b、112d和絕緣中間層110上沉積導(dǎo)電層114的工藝。在此實(shí)施例中，因?yàn)閷?dǎo)電層114被構(gòu)圖以形成數(shù)據(jù)線114a和象素電極114b，所以在反射型LCD的情形下，諸如Al的具有高反射率的金屬用于導(dǎo)電層114。在背光型LCD的情形下，使用諸如ITO(銦錫氧化物)層或IZO(銦鋅氧化物)層的透明導(dǎo)電層。
然后，使用光刻工藝刻蝕導(dǎo)電層114以形成如圖2所示的數(shù)據(jù)線114a、象素電極114b和用于連接?xùn)艠O焊點(diǎn)的導(dǎo)電構(gòu)圖114c(使用第五掩膜)。數(shù)據(jù)線114a通過(guò)第一接觸孔112a連接到漏極區(qū)105D，第一接觸孔112a通過(guò)柵絕緣層106和絕緣中間層110成型在漏極區(qū)105D上。另外，通過(guò)成型在漏極區(qū)105D上的第一接觸孔112a和成型在信號(hào)傳輸線(圖3中的108d)上的第三接觸孔(圖3中的112d)，數(shù)據(jù)線114b連接信號(hào)傳輸線108d和漏極區(qū)105D。
象素電極114b通過(guò)第二接觸孔112b直接連接在源極區(qū)105S上，第二接觸孔112b通過(guò)柵絕緣層106和絕緣中間層110成型在源極區(qū)105S上。導(dǎo)電構(gòu)圖114c通過(guò)成型在柵極焊點(diǎn)108c上部的絕緣中間層110處的第三接觸孔112c連接在柵極焊點(diǎn)108c上。
實(shí)施例2圖6示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的多晶硅TFT的橫截面視圖。
參照?qǐng)D6，在以實(shí)施例1中的相同方式形成數(shù)據(jù)線114a、象素電極114b和用于連接?xùn)艠O焊點(diǎn)的導(dǎo)電構(gòu)圖114c(使用第五掩膜)后，諸如氮化硅(SiNx)的無(wú)機(jī)絕緣材料沉積在合成材料的整個(gè)表面上，以形成鈍化層116。然后，使用光刻工藝刻蝕導(dǎo)電構(gòu)圖114c上的鈍化層116以顯露導(dǎo)電構(gòu)圖114c(使用第六掩膜)。
如果鈍化層如上所述成型，與實(shí)施例1相比，掩膜數(shù)量增加到6張。然而，這有利于防止數(shù)據(jù)線114a和象素電極114b被污染，并保護(hù)構(gòu)圖。優(yōu)選地，鈍化層116具有所需厚度，使得可以防止象素電極與其上部基板的電極之間產(chǎn)生電場(chǎng)。
實(shí)施例3圖7A至圖7D是說(shuō)明制造根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的多晶硅TFT的方法的橫截面視圖。
參照?qǐng)D7A，在透明基板100上，以與實(shí)施例1中相似的方式，成型有阻擋層102、有效構(gòu)圖104、柵絕緣層106、柵線和電容器導(dǎo)線108b。柵線包括形成在顯示區(qū)中的柵線、作為柵線一部分的柵電極108a和形成在位于顯示區(qū)外的焊點(diǎn)區(qū)的柵極焊點(diǎn)108c。在柵線的形成過(guò)程中，與柵線間隔一預(yù)設(shè)距離且在垂直于柵線的方向上延伸的信號(hào)傳輸線(未示出)也同柵線一起成型。
然后，有機(jī)絕緣材料沉積在柵線、電容器導(dǎo)線108b和柵絕緣層110上至幾千的厚度，以形成絕緣中間層110。在絕緣中間層110上，涂覆有光致抗蝕劑膜111。
參照?qǐng)D7B，顯露光致抗蝕劑膜并使之曝光，以形成確定接觸孔區(qū)的光致抗蝕劑構(gòu)圖111a。
參照?qǐng)D7C，將光致抗蝕劑構(gòu)圖用作掩膜來(lái)顯影經(jīng)曝光的絕緣中間層110。從而，除去與接觸孔區(qū)相應(yīng)的經(jīng)曝光的絕緣中間層110。
參照?qǐng)D7D，然后將光致抗蝕劑構(gòu)圖用作掩膜來(lái)干法刻蝕經(jīng)曝光的絕緣中間層110。作為結(jié)果，同時(shí)成型了用于顯露有效構(gòu)圖104的漏極區(qū)105D的第一接觸孔112a、用于顯露源極區(qū)105S的第二接觸孔112b、用于顯露信號(hào)傳輸線的第三接觸孔(未示出)和用于顯露柵極焊點(diǎn)108c的第四接觸孔112c(使用第四掩膜)。
隨后，雖然圖中沒(méi)有示出，但是通過(guò)拋光和剝離工藝除去光致抗蝕劑構(gòu)圖111a。然后，將導(dǎo)電膜沉積在接觸孔和絕緣中間層110上，然后用光刻工藝構(gòu)圖以同時(shí)形成數(shù)據(jù)線、象素電極和柵極焊點(diǎn)導(dǎo)電構(gòu)圖。
實(shí)施例4圖8示出根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的多晶硅TFT的橫截面視圖。
參照?qǐng)D8，由氧化硅制成的阻擋層302成型在由諸如玻璃、石英和藍(lán)寶石的絕緣材料制造的透明基板300上。在阻擋層302上成型有多晶硅有效構(gòu)圖304。電容器的下電極305T整體成型在有效構(gòu)圖304處。
在有效構(gòu)圖304和阻擋層302上，成型有由氮化硅或氧化硅制成的柵絕緣層306。在柵絕緣層306上形成有橫穿有效構(gòu)圖304以確定源極/漏極區(qū)305S、305D的柵電極308a。即，被柵電極308a重疊的有效構(gòu)圖304的一部分用作TFT的溝道區(qū)305C，而相對(duì)于位于中心的溝道區(qū)305C被分隔的有效構(gòu)圖304的一側(cè)用作源極區(qū)305S，另一側(cè)用作漏極區(qū)305D。此時(shí)，源極區(qū)305S和漏極區(qū)305D的位置可以相互交換。
此外，電容器導(dǎo)線(即，電容器的上電極)308b和用于接收來(lái)自外部IC(未示出)的掃描信號(hào)的柵極焊點(diǎn)用與柵電極308a中相同的層成型。此時(shí)，為了增加存儲(chǔ)電容，有效構(gòu)圖304的源極區(qū)305S成型得更寬以被電容器導(dǎo)線308b重疊。
在柵電極308a、電容器導(dǎo)線308b和柵絕緣層306上，成型有由諸如SiO2和SiNx的無(wú)機(jī)材料或丙烯酸光敏有機(jī)材料制造的第一絕緣中間層310。
在第一絕緣中間層310上形成有數(shù)據(jù)線312，它由單層鋁或諸如AlNd的單層含鋁金屬合金制成，或在鋁上堆疊有Cr或Mo合金的多層結(jié)構(gòu)制造。數(shù)據(jù)線312將圖象信號(hào)傳送到漏極區(qū)305D。因此，優(yōu)選地?cái)?shù)據(jù)線312由具有高導(dǎo)電率的金屬制造，以減少傳送圖像信號(hào)時(shí)圖像信號(hào)的損失。
在數(shù)據(jù)線312和第一絕緣中間層310上成型有由諸如SiO2和SiNx的無(wú)機(jī)材料或丙烯酸光敏有機(jī)材料制造的第二絕緣中間層314。在第二絕緣中間層314上，形成有通過(guò)第二接觸孔316b與源極區(qū)305S直接相連的象素電極318b，第二接觸孔316b通過(guò)柵絕緣層306、第一絕緣中間層310和第二絕緣中間層314成型在源極區(qū)305S上。在第二絕緣中間層314上，成型有通過(guò)第一接觸孔316a和第三接觸孔316c與數(shù)據(jù)線312和漏極區(qū)305D相連的漏電極318a，第一接觸孔316a通過(guò)柵絕緣層306、第一絕緣中間層310和第二絕緣中間層314成型在漏極區(qū)305D上，第三接觸孔316c成型在數(shù)據(jù)線312上第二絕緣中間層314處。漏電極318a和象素電極318b由相同層成型。當(dāng)源極區(qū)305S和漏極區(qū)305D的位置互換時(shí)，連接至數(shù)據(jù)線312的電極用作源電極。象素電極318b直接連接至漏極區(qū)305D。
象素電極318b具有從TFT接收?qǐng)D像信號(hào)以產(chǎn)生與上部基板的電極(未示出)一起的電場(chǎng)，并從源極區(qū)305S接收?qǐng)D像信號(hào)的功能。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，同時(shí)成型用于連接數(shù)據(jù)線312和漏極區(qū)305D的第一接觸孔316a和第三接觸孔316c，以及用于將象素電極318b連接到源極區(qū)305S的第二接觸孔，因而將掩膜數(shù)量由七張減少到六張。
圖9示出可以根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例制造的多晶硅TFT的平面圖。
參照?qǐng)D9，在透明基板上成型有由單層鋁或諸如AlNd的單層含鋁金屬合金、或在鋁上堆疊有Cr或Mo合金的多層結(jié)構(gòu)所制造的柵線。該柵線包括在平行于電容器導(dǎo)線308b的第一方向(即，橫向)上延伸的柵線308、連接到柵線308的一端以接收來(lái)自外部的掃描信號(hào)并傳送該信號(hào)到柵線308的柵極焊點(diǎn)(未示出)、作為柵線108一部分的TFT的柵電極(圖9中的308a)。
在柵線上，成型有在垂直于第一方向的第二方向(即，縱向)上延伸的數(shù)據(jù)線312。成型有效構(gòu)圖304以距數(shù)據(jù)線312一所需間距。從柵線308上分出的柵電極橫穿有效構(gòu)圖304。電容器導(dǎo)線308b的大部分被柵電極橫穿的有效構(gòu)圖304的下部區(qū)域(即，源極區(qū))重疊。柵電極橫穿的有效構(gòu)圖304的上部區(qū)域(即，漏極區(qū))被漏電極316c連接到數(shù)據(jù)線312。對(duì)于該連接，第一接觸孔316a成型在漏極區(qū)，而第三接觸孔316b成型在數(shù)據(jù)線312的所需部分。
第二接觸孔316b成型在有效構(gòu)圖304的漏極區(qū)。用與漏電極316c中相同的層成型的象素電極316b直接通過(guò)第二接觸孔316b連接到源極區(qū)。
圖10A到圖10E示出沿圖9的線C-C′截取的橫截面視圖以描述生產(chǎn)多晶硅TFT的方法。
圖10A示出形成有效構(gòu)圖304的一個(gè)步驟。在由諸如玻璃、石英和藍(lán)寶石的絕緣材料制造的透明基板300上沉積氧化硅至1000厚以形成阻擋層302。阻擋層302可以忽略。然而，優(yōu)選的是采用阻擋層以防止基板300內(nèi)的各種雜質(zhì)在非晶硅層的晶化過(guò)程中滲透進(jìn)硅層內(nèi)。
在通過(guò)化學(xué)氣相沉積將非晶硅層沉積到阻擋層302上至厚度約500后，進(jìn)行激光退火工藝或爐退火工藝以將非晶硅層晶化成多晶硅層。然后，用光刻工藝構(gòu)圖多晶硅層以形成有效構(gòu)圖304(使用第一掩膜)。
圖10B示出形成柵線的工藝。在有效構(gòu)圖304和阻擋層302上通過(guò)化學(xué)氣相沉積沉積氧化硅或氮化硅以形成柵絕緣層306。在將柵導(dǎo)電層沉積到柵絕緣層306上后，p型和n型TFT的柵導(dǎo)電層通過(guò)光刻工藝構(gòu)圖而形成柵線。在p型和n型源極/漏極處進(jìn)行離子注入工藝(使用第二和第三掩膜)。此時(shí)，電容器導(dǎo)線308b同時(shí)成型為與柵線平行。
柵線包括成型在顯示區(qū)中的柵線(圖3中的308)、作為柵線一部分的柵電極308a和形成在位于顯示區(qū)外的焊點(diǎn)區(qū)的柵極焊點(diǎn)(未示出)。柵極焊點(diǎn)從外部接收掃描信號(hào)并傳送該信號(hào)到柵線308上。柵導(dǎo)電層由單層鋁或諸如AlNd的單層含鋁金屬合金、或在鋁上堆疊有Cr或Mo合金的多層結(jié)構(gòu)制造。
圖10C示出形成第一絕緣中間層310、數(shù)據(jù)線312和第二絕緣中間層314的工藝。如上所述，在完成柵電極構(gòu)圖和源極/漏極離子注入后，使用激光束等的退火工藝以激活摻雜離子并使半導(dǎo)體層的損傷恢復(fù)。然后，在柵線、電容器導(dǎo)線308b和柵絕緣層306上，將第一絕緣中間層310沉積至幾千厚。第一絕緣中間層310可以由氧化硅、氮化硅或其結(jié)合物的無(wú)機(jī)絕緣材料、或丙烯酸光敏有機(jī)材料制造。在采用光敏有機(jī)層的情形中，通過(guò)曝光工藝中的顯影工藝實(shí)現(xiàn)構(gòu)圖，而不使用獨(dú)立的刻蝕工藝。
此外，在第一絕緣中間層310上，成型導(dǎo)電層至約2000厚。導(dǎo)電層用光刻工藝刻蝕以形成數(shù)據(jù)線312(使用第四掩膜)。優(yōu)選地，數(shù)據(jù)線312由具有高導(dǎo)電率的金屬制造，以減少傳送圖像信號(hào)時(shí)圖像信號(hào)的損失。因此，數(shù)據(jù)線312由單層鋁或諸如AlNd的單層含鋁金屬合金、或在鋁上堆疊有Cr或Mo合金的多層結(jié)構(gòu)制造。
在數(shù)據(jù)線312和第一絕緣中間層310上，成型第二絕緣中間層314至幾千的厚度。優(yōu)選地，第二絕緣中間層314由諸如氧化硅、氮化硅或其結(jié)合物的無(wú)機(jī)絕緣材料制造。
圖10D示出形成接觸孔的步驟。通過(guò)光刻工藝部分地刻蝕第二絕緣中間層314、第一絕緣中間層310和柵絕緣層306，以形成顯露有效構(gòu)圖304的漏極區(qū)305D的第一接觸孔316a、顯露源極區(qū)305S的第二接觸孔316b和顯露數(shù)據(jù)線312的第三接觸孔316c(使用第五掩膜)。另外，顯露柵極焊點(diǎn)的第四接觸孔(未示出)也同第一接觸孔316a、第二接觸孔316b和第三接觸孔316c一起成型。
此處，應(yīng)當(dāng)刻蝕第二絕緣中間層314、第一絕緣中間層310和柵絕緣層306以形成第一接觸孔316a和第二接觸孔316b。應(yīng)當(dāng)刻蝕第二絕緣中間層314以形成第三接觸孔316c。此外，應(yīng)當(dāng)刻蝕第二中間層接觸孔314和第一中間層接觸孔310以形成第四接觸孔。因此，因?yàn)樾杩涛g層的數(shù)量各不相同，存在有接觸孔不同時(shí)形成的問(wèn)題。
在此實(shí)施例中，為了解決上述問(wèn)題，通過(guò)使用氟基氣體的干法刻蝕方法完成刻蝕工藝。連續(xù)刻蝕形成絕緣中間層和柵絕緣層的氧化物層和氮化物層，同時(shí)產(chǎn)生揮發(fā)性副產(chǎn)物。然而，另一方面，形成數(shù)據(jù)線的金屬層與氟基氣體反應(yīng)而產(chǎn)生非揮發(fā)性的副產(chǎn)物。因?yàn)榻饘賹拥谋砻媸氢g化的，所以金屬層不再被刻蝕，或刻蝕速率明顯降低。因此，分別具有不同深度的第一至第四接觸孔可以利用此類(lèi)性質(zhì)同時(shí)成型。
此外，各自具有不同深度的接觸孔可以使用掩膜成型，該掩膜具有連同用以降低曝光度的狹縫構(gòu)圖的全曝光構(gòu)圖(full-exposure pattern)。
圖10E示出在第一至第三接觸孔316a、316b、316c和第二絕緣中間層314上沉積導(dǎo)電層318的工藝。在此實(shí)施例中，因?yàn)閷?dǎo)電層318被構(gòu)圖以形成象素電極，所以在反射型LCD的情形下，諸如Al的具有高反射率的金屬用作導(dǎo)電層318。在背光型LCD的情形下，使用諸如ITO(銦錫氧化物)或IZO(銦鋅氧化物)的透明導(dǎo)電層。
然后，使用光刻工藝構(gòu)圖導(dǎo)電層318以形成漏電極318a和象素電極318b(使用第六掩膜)，如圖9所示。漏電極318a通過(guò)第一接觸孔316a和第三接觸孔316c連接漏極區(qū)305D和數(shù)據(jù)線312，第一接觸孔316a通過(guò)柵絕緣層306、第一絕緣中間層310和第二絕緣中間層314成型在漏極區(qū)305D上，而第三接觸孔316c通過(guò)第二絕緣中間層314成型在數(shù)據(jù)線312的上部。
象素電極318b通過(guò)第二接觸孔直接連接在源極區(qū)305S上，第二接觸孔通過(guò)柵絕緣層306、第一絕緣中間層和第二絕緣中間層成型在源極區(qū)305S的上部。
此外，雖然在圖中沒(méi)有示出，但是，當(dāng)構(gòu)圖導(dǎo)電層318時(shí)，柵極焊點(diǎn)導(dǎo)電構(gòu)圖成型在柵極焊點(diǎn)區(qū)。通過(guò)經(jīng)第一絕緣中間層310和第二絕緣中間層314成型在柵極焊點(diǎn)上部的第四接觸孔，柵極焊點(diǎn)導(dǎo)電構(gòu)圖與柵極焊點(diǎn)連接。
實(shí)施例5圖11A和圖11B示出說(shuō)明生產(chǎn)根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的多晶硅TFT的方法的橫截面視圖。
參照?qǐng)D11A，在按與本發(fā)明第五實(shí)施例相同的方法形成電容器導(dǎo)線308b以及包括柵電極308a、柵線和柵極焊點(diǎn)的柵線后，氧化物(SiO2)、氮化物(SiNx)及其結(jié)合物的無(wú)機(jī)絕緣材料沉積其上以形成第一絕緣中間層310。
金屬數(shù)據(jù)線312成型在第一絕緣中間層310上。然后，在第一絕緣中間層310和數(shù)據(jù)線312上，成型有由丙烯酸光敏有機(jī)材料制造的第二絕緣中間層315。
如果第二絕緣中間層315用掩膜進(jìn)行曝光和顯影，則在數(shù)據(jù)線312上部的第三接觸區(qū)除去第二絕緣中間層315以形成顯露數(shù)據(jù)線312的第三接觸孔316c。另外，第一絕緣中間層310和柵絕緣層306保留在源極/漏極區(qū)305S、305D上部的第二接觸區(qū)和第一接觸區(qū)上。此外，在柵極焊點(diǎn)上部的第四接觸區(qū)上，保留了第一絕緣中間層310。
參照?qǐng)D11B，如果在形成第三接觸孔316c的情形中使用氟基氣體完成干法刻蝕工藝，則金屬數(shù)據(jù)線312的表面被鈍化，使得數(shù)據(jù)線312不再被刻蝕或刻蝕工藝緩慢進(jìn)行。同時(shí)，連續(xù)刻蝕氧化物或氮化物的第一絕緣中間層310和柵絕緣層306。因此，第一、第二、第三和第四接觸區(qū)完全打開(kāi)以形成第一接觸孔316a、第二接觸孔316b和第四接觸孔(未示出)。
因此，在第二絕緣中間層315由光敏有機(jī)絕緣材料制造的情形下，各自具有不同深度的接觸孔用單一的光刻工藝成型。
此處，在由光敏有機(jī)材料制造的第二絕緣中間層315的上表面上，通過(guò)部分地控制光量的曝光工藝形成凸出部。反射材料的象素電極在其上成型。此凸出部用作微距鏡，因而提供了諸如視角等圖像質(zhì)量得以提高的反射型LCD。
實(shí)施例6圖12A至圖12D是說(shuō)明制造根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的多晶硅TFT的方法的橫截面視圖。
參照?qǐng)D12A，在透明基板300上，以與第四實(shí)施例中相同的方式成型包括柵電極308a、柵線及柵極焊點(diǎn)的柵線和電容器導(dǎo)線。在柵線、電容器導(dǎo)線和柵絕緣層106上，沉積由二氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiNx)或其結(jié)合物制造的無(wú)機(jī)絕緣材料，并且因而成型了第一絕緣中間層310。然后，在第一絕緣中間層310和數(shù)據(jù)線312上形成由有機(jī)絕緣材料或無(wú)機(jī)絕緣材料制造的第二絕緣中間層316。
在第二絕緣中間層316上涂覆了光致抗蝕劑膜后，使用具有狹縫構(gòu)圖和全曝光構(gòu)圖的掩膜400及網(wǎng)目掩膜來(lái)曝光和顯影光致抗蝕劑膜，以降低通過(guò)折射的曝光度。于是，形成第一光致抗蝕劑構(gòu)圖320，它在數(shù)據(jù)線312上的第三接觸區(qū)具有第一厚度，在第二接觸區(qū)和第一接觸區(qū)處于被完全去除的狀態(tài)，而在其余的區(qū)域則具有比第一厚度大的第二厚度。
參照?qǐng)D12B，將第一光致抗蝕劑構(gòu)圖320用作刻蝕掩膜來(lái)刻蝕第二絕緣中間層316。然后，在第一接觸區(qū)和第二接觸區(qū)上完全除去第二絕緣中間層316，但在第三接觸區(qū)保留下來(lái)。
參照?qǐng)D12C，第一光致抗蝕劑構(gòu)圖320被回刻以形成具有均勻厚度的第二光致抗蝕劑構(gòu)圖320。
參照?qǐng)D12D，將第二光致抗蝕劑構(gòu)圖320a用作刻蝕掩膜來(lái)干法刻蝕曝光過(guò)的第二絕緣中間層316、第一絕緣中間層310和柵絕緣層306。然后，同時(shí)形成用以顯露有效構(gòu)圖304的漏極區(qū)305D的第一接觸孔316a、用以顯露源極區(qū)305S的第二接觸孔316b和用以顯露數(shù)據(jù)線312的第三接觸孔316c。
隨后，雖然圖中未示出，但第二光致抗蝕劑構(gòu)圖320a用拋光和剝離工藝除去。然后，導(dǎo)電膜沉積在接觸孔316a、316b和316c以及第二絕緣中間層316上，然后用光刻工藝構(gòu)圖以形成漏電極318a和象素電極318b，如圖9所示。
根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例，可以用相同材料制造的數(shù)據(jù)線和象素電極由相同的層形成。分別將數(shù)據(jù)線和象素電極連接至有效構(gòu)圖的源極區(qū)和漏極區(qū)的接觸孔同時(shí)形成。即，圖像信號(hào)通過(guò)由與象素電極相同的層形成的數(shù)據(jù)線傳送至漏極區(qū)。此外，象素電極直接連接至TFT的源極區(qū)，而不需要單獨(dú)的源電極。因此，所用掩膜的數(shù)量從7張減少到5張，因而簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝。
根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，為了防止如第一實(shí)施例所述的由相同層形成的數(shù)據(jù)線和象素電極暴露在外，在數(shù)據(jù)線和象素電極上成型鈍化層。此時(shí)，因?yàn)楹更c(diǎn)區(qū)的鈍化層被去除，所以，當(dāng)與第一實(shí)施例相比時(shí)，進(jìn)一步需要用以構(gòu)圖鈍化層的掩膜。
根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例，在顯影由有機(jī)絕緣材料制造的絕緣層后，通過(guò)光致抗蝕劑構(gòu)圖保護(hù)絕緣中間層的表面，以防止由在干法刻蝕柵絕緣層的過(guò)程中產(chǎn)生的高強(qiáng)度等離子體導(dǎo)致的絕緣中間層的表面損傷。即，因?yàn)闁沤^緣層在絕緣中間層的表面未顯露的狀態(tài)下被刻蝕，所以絕緣中間層的表面損傷可以防止。
根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例，在形成柵線后，同時(shí)形成接觸孔。與象素電極和數(shù)據(jù)線相連的電極由相同的層形成。即，施加在數(shù)據(jù)線上的圖像信號(hào)通過(guò)由與象素電極中相同層形成的漏電極傳送到TFT的漏極區(qū)。此外，象素電極直接連接到TFT的源極區(qū)，而無(wú)需單獨(dú)的源電極。因此，所用的掩膜數(shù)量從7張減少到6張。
根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例，在用于絕緣數(shù)據(jù)線和象素電極的第二絕緣中間層由丙烯酸光敏有機(jī)材料制造的情況下，在沒(méi)有單獨(dú)的刻蝕工藝而通過(guò)曝光工藝過(guò)程中的顯影工藝構(gòu)圖第二絕緣中間層后，通過(guò)單獨(dú)的光刻工藝形成顯露數(shù)據(jù)線和源極/漏極區(qū)的接觸孔，該光刻工藝?yán)昧耸褂梅鶜怏w的干法刻蝕工藝中氧化物層(或氮化物層)和金屬層之間的刻蝕性能的差異。
根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例，使用狹縫掩膜或網(wǎng)目掩膜可以同時(shí)形成具有不同深度的接觸孔。
因此，根據(jù)本發(fā)明的制造用于LCD的TFT的方法，掩膜的數(shù)量與傳統(tǒng)方法相比得以減少，因而簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝。
雖然本發(fā)明已得以詳細(xì)說(shuō)明，但應(yīng)當(dāng)知道，在不偏離所附書(shū)所定義的本發(fā)明的精髓和范圍的情況下，可以作出各種改變、替換和改造。
權(quán)利要求
1.一種用于LCD的多晶硅TFT，包括一成型在基板上的有效構(gòu)圖；一柵絕緣層，成型在包括有效構(gòu)圖的基板上；一柵線，成型在柵絕緣層上而橫穿該有效構(gòu)圖，所述柵線包括用于確定第一雜質(zhì)區(qū)、第二雜質(zhì)區(qū)和溝道區(qū)的柵電極；一絕緣中間層，成型在包括柵線的柵絕緣層上；一數(shù)據(jù)線，成型在絕緣中間層上且通過(guò)第一接觸孔與第二雜質(zhì)區(qū)相連，第一接觸孔通過(guò)柵絕緣層和絕緣中間層成型在第二雜質(zhì)區(qū)上；以及一象素電極，由與數(shù)據(jù)線中相同的層成型且通過(guò)第二接觸孔與第一雜質(zhì)區(qū)相連，第二接觸孔通過(guò)柵絕緣層和絕緣中間層成型在第一雜質(zhì)區(qū)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TFT，其特征在于，還包括電容器導(dǎo)線，它由與柵線中相同的柵絕緣層形成，電容器導(dǎo)線被第一雜質(zhì)區(qū)重疊且平行于柵線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TFT，其特征在于，還包括信號(hào)傳輸線，它由與柵線中相同的柵絕緣層形成，信號(hào)傳輸線在垂直于柵線的方向上延伸并與柵線隔開(kāi)一所需間距，且其中，數(shù)據(jù)線通過(guò)形成在信號(hào)傳輸線上絕緣中間層處的第一接觸孔和第三接觸孔連接信號(hào)傳輸線和第二雜質(zhì)區(qū)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TFT，其特征在于，還包括形成在基板和有效構(gòu)圖之間的阻擋層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TFT，其特征在于，還包括形成在絕緣中間層、數(shù)據(jù)線和象素電極上的鈍化層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TFT，其特征在于，絕緣中間層包括無(wú)機(jī)絕緣材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TFT，其特征在于，絕緣中間層包括有機(jī)絕緣材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的TFT，其特征在于，絕緣中間層具有凸起的表面。
9.一種用于LCD的多晶硅TFT，包括一成型在基板上的有效構(gòu)圖；一柵絕緣層，成型在包括有效構(gòu)圖的基板上；一柵線，成型在柵絕緣層上而橫穿該有效構(gòu)圖，所述柵線包括用于確定第一雜質(zhì)區(qū)、第二雜質(zhì)區(qū)和溝道區(qū)的柵電極；一第一絕緣中間層，成型在包括柵線的柵絕緣層上；一數(shù)據(jù)線，成型在第一絕緣中間層上；一第二絕緣中間層，成型在包括數(shù)據(jù)線的第一絕緣中間層上；一象素電極，成型在第二絕緣中間層處且通過(guò)第二接觸孔與第一雜質(zhì)區(qū)相連，第二接觸孔通過(guò)柵絕緣層、第一絕緣中間層和第二絕緣中間層成型在第一雜質(zhì)區(qū)上；以及一電極，形成在第二絕緣層上并由與象素電極中相同的層形成，該電極通過(guò)第一接觸孔和第三接觸孔與數(shù)據(jù)線和第二雜質(zhì)區(qū)相連，第一接觸孔通過(guò)柵絕緣層、第一和第二絕緣中間層成型在第二雜質(zhì)區(qū)上，第三接觸孔成型在數(shù)據(jù)線上第二絕緣中間層處。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的TFT，其特征在于，還包括電容器導(dǎo)線，它成型在柵絕緣層上且由與柵線中相同的層形成，電容器導(dǎo)線被第一雜質(zhì)區(qū)重疊且平行于柵線。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的TFT，其特征在于，第一和第二絕緣中間層包括無(wú)機(jī)絕緣材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的TFT，其特征在于，第一和第二絕緣中間層包括丙烯酸光敏有機(jī)絕緣材料。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的TFT，其特征在于，第二絕緣中間層具有凸起的表面。
14.一種制造用于LCD的多晶硅TFT的方法，包括步驟在基板上形成一有效構(gòu)圖；在包括有效構(gòu)圖的基板上形成一柵絕緣層；在柵絕緣層上形成一柵層；構(gòu)圖柵層以形成柵線，并進(jìn)行離子注入工藝以在有效構(gòu)圖處形成第一雜質(zhì)區(qū)和第二雜質(zhì)區(qū)；在絕緣層和柵線上形成絕緣中間層；部分地刻蝕絕緣中間層和柵絕緣層以形成用于顯露第二雜質(zhì)區(qū)的第一接觸孔和用于顯露第一雜質(zhì)區(qū)的第二接觸孔；在包括第一和第二接觸孔的絕緣中間層上形成導(dǎo)電層；以及構(gòu)圖導(dǎo)電層以形成通過(guò)第一接觸孔連接到第二雜質(zhì)區(qū)的數(shù)據(jù)線和通過(guò)第二接觸孔連接到第一雜質(zhì)區(qū)的象素電極。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，還包括在形成有效構(gòu)圖的步驟前在基板的整個(gè)表面上形成阻擋層的步驟。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，形成柵線和進(jìn)行離子注入工藝的步驟包括步驟在第一導(dǎo)電類(lèi)型晶體管區(qū)上形成第一柵電極，然后注入第二導(dǎo)電類(lèi)型雜質(zhì)離子；以及在第二導(dǎo)電類(lèi)型晶體管區(qū)上形成第二柵電極，然后注入第一導(dǎo)電類(lèi)型雜質(zhì)離子。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，還包括在構(gòu)圖柵層以形成柵線的步驟中隨柵線一起成型信號(hào)傳輸線的步驟，該信號(hào)傳輸線在垂直于柵線的方向上延伸，同時(shí)距離柵線一所需間距。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，還包括在刻蝕絕緣中間層和柵絕緣層以形成第一和第二接觸孔的步驟中，隨第一和第二接觸孔一起形成用于顯露信號(hào)傳輸線的第三接觸孔的步驟。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，數(shù)據(jù)線通過(guò)第一和第三接觸孔連接信號(hào)傳輸線和第二雜質(zhì)區(qū)。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，形成第一和第二接觸孔的步驟包括步驟形成用于在絕緣中間層上確定接觸孔區(qū)的光致抗蝕劑構(gòu)圖；將光致抗蝕劑構(gòu)圖用作掩膜來(lái)顯影絕緣中間層，以去除接觸孔區(qū)的絕緣中間層；將光致抗蝕劑構(gòu)圖用作刻蝕掩膜來(lái)刻蝕柵絕緣層，以形成第一接觸孔和第二接觸孔；以及除去光致抗蝕劑構(gòu)圖。
21.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，絕緣中間層包括有機(jī)絕緣材料或無(wú)機(jī)絕緣材料。
22.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，還包括在形成有機(jī)絕緣材料的絕緣中間層的步驟中進(jìn)行曝光和顯影工藝以在絕緣中間層的表面上形成凸出部分的步驟。
23.一種制造用于LCD的多晶硅TFT的方法，包括步驟在基板上形成一有效構(gòu)圖；在包括有效構(gòu)圖的基板上形成一柵絕緣層；在柵絕緣層上形成一柵層；構(gòu)圖柵層以形成柵線，并完成離子注入工藝以在有效構(gòu)圖處形成第一雜質(zhì)區(qū)和第二雜質(zhì)區(qū)；在包括柵線的絕緣層上形成第一絕緣中間層；在第一絕緣中間層上形成數(shù)據(jù)線；在包括數(shù)據(jù)線的第一絕緣中間層上形成第二絕緣中間層；部分地刻蝕第二絕緣中間層、第一絕緣中間層或柵絕緣層，以形成用于顯露第二雜質(zhì)區(qū)的第一接觸孔、用于顯露第一雜質(zhì)區(qū)的第二接觸孔和用于顯露數(shù)據(jù)線的第三接觸孔；在第二絕緣中間層上形成導(dǎo)電層；以及構(gòu)圖導(dǎo)電層以形成通過(guò)第一和第三接觸孔連接數(shù)據(jù)線和第二雜質(zhì)區(qū)的電極，和通過(guò)第二接觸孔連接第一雜質(zhì)區(qū)的象素電極。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，形成第一、第二和第三接觸孔的步驟通過(guò)使用氟基氣體的干法刻蝕工藝進(jìn)行。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，形成第一、第二和第三接觸孔的步驟使用狹縫掩膜或網(wǎng)目掩膜進(jìn)行。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，形成第一、第二和第三接觸孔的步驟包括步驟在第二絕緣中間層上涂覆光致抗蝕劑膜；用具有全曝光構(gòu)圖和狹縫構(gòu)圖的掩膜曝光和顯影光致抗蝕劑膜以形成第一光致抗蝕劑構(gòu)圖，所述第一光致抗蝕劑構(gòu)圖在第三接觸區(qū)具有第一厚度，處于所述第一光致抗蝕劑構(gòu)圖被完全去除的狀態(tài)，且具有比第一厚度大的第二厚度；使用第一光致抗蝕劑構(gòu)圖刻蝕第二絕緣中間層；回刻第一光致抗蝕劑構(gòu)圖以形成具有均勻厚度的第二光致抗蝕劑構(gòu)圖；使用第二光致抗蝕劑構(gòu)圖刻蝕第二絕緣中間層、第一絕緣中間層和柵絕緣層以形成第一、第二和第三接觸孔；以及除去第二光致抗蝕劑構(gòu)圖。
27.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，第二絕緣中間層包括丙烯酸光敏有機(jī)絕緣材料。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，還包括在形成第二絕緣中間層的步驟中進(jìn)行曝光和顯影工藝以在第二絕緣中間層的表面上形成凸起部分的步驟。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于LCD的多晶硅TFT及其制造方法。TFT包括成型在基板上的有效構(gòu)圖,成型在包括有效構(gòu)圖的基板上的柵絕緣層,成型在柵絕緣層上而橫穿該有效構(gòu)圖且包括用于確定第一雜質(zhì)區(qū)、第二雜質(zhì)區(qū)和溝道區(qū)的柵電極的柵線,成型在包括柵線的柵絕緣層上的絕緣中間層,成型在絕緣中間層上且通過(guò)第一接觸孔與第二雜質(zhì)區(qū)相連的數(shù)據(jù)線,以及形成在與數(shù)據(jù)線相同的絕緣中間層上且通過(guò)第二接觸孔與第一雜質(zhì)區(qū)相連的象素電極,其中第一接觸孔通過(guò)柵絕緣層和絕緣中間層成型在第二雜質(zhì)區(qū)上,第二接觸孔通過(guò)柵絕緣層和絕緣中間層成型在第一雜質(zhì)區(qū)上。掩膜的數(shù)量可以減少到5或6張,因而簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝。
文檔編號(hào)H01L27/12GK1383214SQ01133118
公開(kāi)日2002年12月4日 申請(qǐng)日期2001年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月26日
發(fā)明者黃長(zhǎng)元, 鄭宇席, 樸泰炯, 金縣裁, 文奎善, 姜淑映 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社