專(zhuān)利名稱(chēng)：制作液晶顯示器的薄膜晶體管的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種制造矩陣排列組件的方法，尤指一種制造薄膜晶體管液晶顯示器(TFT-LCD)的方法。
背景技術(shù)：
隨著科技的日新月異，信息產(chǎn)品也逐漸朝向小型化、高效率以及方便攜帶的方向發(fā)展，而其中顯示裝置更扮演了一個(gè)非常重要的關(guān)鍵角色。近年來(lái)，顯示裝置在提高品質(zhì)、增加面積以及降低成本上，有著長(zhǎng)足進(jìn)展。一般而言，液晶顯示器具有重量輕、功率消耗少以及低輻射等等的優(yōu)點(diǎn)，因此，液晶顯示器已廣泛地應(yīng)用于市面上多種便攜式信息產(chǎn)品，例如筆記本電腦(notebook)以及個(gè)人數(shù)字助理(personaldigital assistant，PDA)等商品。此外，液晶屏以及液晶電視亦已逐漸普及，取代傳統(tǒng)使用的陰極射線管(cathode ray tube，CRT)顯示器和電視。因此，如何有效地提高液晶顯示器的產(chǎn)量，并降低制造成本，實(shí)際已成為目前的一個(gè)重要課題。
不管是傳統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)向列型液晶顯示器(TN-LCD)，或是近來(lái)逐漸普及的廣視角液晶顯示器，例如橫向電場(chǎng)液晶顯示器(IPS-LCD)或是多域垂直排列液晶顯示器(MVA-LCD)，皆是使用開(kāi)關(guān)組件來(lái)控制影像切換。薄膜晶體管(Thin Film Transistor，TFT)是一種常用的開(kāi)關(guān)組件，其包含了柵極電極、源極電極、漏極電極以及其它必要的半導(dǎo)體層和絕緣層(insulating layer)。而整個(gè)液晶顯示器的制造流程，往往也取決于薄膜晶體管的制造步驟，因此簡(jiǎn)化薄膜晶體管的制造步驟可以有效地降低液晶顯示器的制造成本。
已知液晶顯示器中的薄膜晶體管制造方法，是利用四道或五道光罩來(lái)完成。構(gòu)成薄膜晶體管的必要組件包含了柵極電極、源極電極、漏極電極以及通道區(qū)域，而為了制造這些必要的組件，必須進(jìn)行一些固定而且無(wú)法省略的工藝步驟。然而，隨著半透微影技術(shù)(halftonephotolithograph)的成熟，微影蝕刻工藝可以?xún)H使用一道光罩來(lái)形成不同厚度的光阻層，而此種半透微影技術(shù)也使得縮減薄膜晶體管的制造流程成為可能。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的主要目的在于提供一種薄膜晶體管的制造方法，其可以簡(jiǎn)化上述已知的制造流程。
根據(jù)本發(fā)明的申請(qǐng)專(zhuān)利范圍，是揭露一種制造液晶顯示器的薄膜晶體管的方法。該方法先依次在襯底上沉積透明導(dǎo)電層、第一金屬層、第一絕緣層、半導(dǎo)體層以及第二金屬層。接著，再進(jìn)行第一微影蝕刻工藝去除部分第二金屬層、半導(dǎo)體層、第一絕緣層、第一金屬層以及透明導(dǎo)電層，以形成源極電極、漏極電極以及通道區(qū)域。之后，沉積第二絕緣層，并進(jìn)行第二微影蝕刻工藝去除部分第二絕緣層，以形成多個(gè)接觸孔。最后，沉積第三金屬層，使源極電極以及漏極電極與其它接線電連接，并進(jìn)行第三微影蝕刻工藝以去除部分第三金屬層。第一微影蝕刻工藝包含第一半透微影工藝，且第一半透微影工藝會(huì)在第二金屬層上形成第一光阻層以及第二光阻層。
根據(jù)本發(fā)明的權(quán)利要求書(shū)，另揭露一種制造液晶顯示器的方法。該方法先依次在襯底上沉積透明導(dǎo)電層、第一金屬層、第一絕緣層、半導(dǎo)體層以及第二金屬層。接著，再進(jìn)行第一微影蝕刻工藝去除部分第二金屬層、半導(dǎo)體層、第一絕緣層、第一金屬層以及透明導(dǎo)電層，以形成掃描線及共通電壓線，并定義薄膜晶體管區(qū)域、通道區(qū)域以及像素電極區(qū)域。之后，沉積第二絕緣層，并進(jìn)行第二微影蝕刻工藝去除部分第二絕緣層、半導(dǎo)體層、第一絕緣層以及第一金屬層，以形成多個(gè)接觸孔并暴露出部分透明導(dǎo)電層。最后，沉積第三金屬層，并進(jìn)行第三微影蝕刻工藝，以形成數(shù)據(jù)線與電容區(qū)域，并電連接薄膜晶體管區(qū)域與像素電極區(qū)域。第一微影蝕刻工藝包含第一半透微影工藝，且第一半透微影工藝會(huì)在第二金屬層上形成第一光阻層以及第二光阻層。
相較于已知液晶顯示器的薄膜晶體管的制造方法，本發(fā)明具有可簡(jiǎn)化制造流程的優(yōu)點(diǎn)。以液晶顯示器的制造流程來(lái)說(shuō)，所需的光罩?jǐn)?shù)目可由現(xiàn)在的四道或五道光罩，減少為三道光罩。因此，本發(fā)明可有效地降低薄膜晶體管液晶顯示器的制造成本。


圖1為本發(fā)明液晶顯示器的示意圖；圖2至圖7為本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例的制造流程示意圖；圖8至圖9為本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施例的制造流程示意圖。
發(fā)明詳述請(qǐng)參考圖1，圖1為一個(gè)液晶顯示器10的示意圖。液晶顯示器10包含了多條掃描線12、多條數(shù)據(jù)線14、多個(gè)開(kāi)關(guān)組件16以及多個(gè)像素電極18，其中每一個(gè)開(kāi)關(guān)組件16連接一條對(duì)應(yīng)的掃描線12以及一條對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)線14，用來(lái)控制對(duì)應(yīng)的像素電極的充電與否。
請(qǐng)?jiān)賲⒖紙D2至圖7，圖2至圖7詳盡地描述了本發(fā)明的液晶顯示器10的制造流程。在本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例中，先提供一個(gè)透明襯底20，然后如圖3所示，依次在襯底20上沉積透明導(dǎo)電層22、第一金屬層24、第一絕緣層26、半導(dǎo)體層28以及第二金屬層30。沉積完成之后，再進(jìn)行一道第一微影蝕刻工藝。第一微影蝕刻工藝包括進(jìn)行一道第一半透微影工藝并形成二個(gè)不同厚度的光阻層，例如第一光阻層32以及第二光阻層34。在進(jìn)行第一半透微影工藝時(shí)，會(huì)使用電子束或激光照射一個(gè)具有狹縫圖案的光罩，其中狹縫圖案是依據(jù)電子束或激光的波長(zhǎng)而定義，以在光阻層的不同部位形成不同厚度。進(jìn)行第一半透微影工藝之后，光阻層會(huì)形成第一光阻層32以及第二光阻層34兩個(gè)不同厚度的區(qū)域，然后再如圖2及圖3所示，進(jìn)行一道第一蝕刻工藝去除部分的第二金屬層30、半導(dǎo)體層28、第一絕緣層26、第一金屬層24以及透明導(dǎo)電層22，以形成掃描線60和共通電壓線62。然后，將第二光阻層34移除，并進(jìn)行第二蝕刻工藝去除部分的第二金屬層30，以定義出源/漏極區(qū)域64、通道區(qū)域66以及像素電極區(qū)域68。
請(qǐng)參考圖4及圖5。當(dāng)?shù)谝晃⒂拔g刻工藝結(jié)束之后，接著沉積第二絕緣層36并進(jìn)行第二微影蝕刻工藝。首先，進(jìn)行一道第二半透微影工藝，以形成第三光阻層38和第四光阻層39，用來(lái)定義第二絕緣層36的圖案。接著，第二微影蝕刻工藝再利用一道第三蝕刻工藝，去除未被第三光阻層38和第四光阻層39遮蓋的部分第二絕緣層36、半導(dǎo)體層28、第一絕緣層26以及第一金屬層24。然后，去除第四光阻層39，并去除部分的第二絕緣層36，以形成多個(gè)接觸孔70。在第二微影蝕刻工藝之后，部分透明導(dǎo)電層22會(huì)被暴露出來(lái)，被暴露出來(lái)的區(qū)域與像素電極區(qū)域68的圖案相符，而二個(gè)接觸孔70則是位于源/漏極區(qū)域64中被暴露出來(lái)的第二金屬層30上。
請(qǐng)參考圖6和圖7。進(jìn)行完第二微影蝕刻工藝之后，沉積第三金屬層40和保護(hù)層41，并接著進(jìn)行第三微影蝕刻工藝。首先，形成第三金屬層40、保護(hù)層41以及第五光阻層42，再進(jìn)行一道第四蝕刻工藝移除部分第三金屬層40和保護(hù)層41，以形成數(shù)據(jù)線72、導(dǎo)電區(qū)域74以及電容區(qū)域76。數(shù)據(jù)線72經(jīng)由一個(gè)接觸孔70與源/漏極區(qū)域64電連接，而導(dǎo)電區(qū)域74則是經(jīng)由另一個(gè)接觸孔70與源/漏極區(qū)域64及像素電極區(qū)域68導(dǎo)通。如圖6和圖7中所示，二個(gè)像素電極區(qū)域68的邊緣分別位于共通電壓線62的兩邊，而且共通電壓線62上覆蓋有第二絕緣層36。第三金屬層40跨越共通電壓線62，電連接兩個(gè)像素電極區(qū)域68，不但可以導(dǎo)通兩個(gè)像素電極區(qū)域68，還可以與共通電壓線62形成電容區(qū)域76。此外，第三金屬層40還可以在接觸墊78的位置，依照需求導(dǎo)通第一金屬層24和第二金屬層30，其中接觸墊78用來(lái)與驅(qū)動(dòng)電路、驅(qū)動(dòng)芯片或共通電壓電連接。
本發(fā)明的制造方法亦可再加以變化。在下面的第二優(yōu)選實(shí)施例中，第一微影蝕刻工藝與上述第一優(yōu)選實(shí)施例相似，但是第二微影蝕刻工藝與第三微影蝕刻工藝則稍有不同。
請(qǐng)參考圖8。在完成第一微影蝕刻工藝之后，沉積第二絕緣層36并進(jìn)行不同的第二微影蝕刻工藝。在進(jìn)行第二微影蝕刻工藝時(shí)，只形成第三光阻層38來(lái)定義第二絕緣層36的圖案。第二微影蝕刻工藝?yán)靡坏赖谖逦g刻工藝，去除未被第三光阻層38或第二金屬層32遮蓋的部分第二絕緣層36、半導(dǎo)體層28、第一絕緣層26以及第一金屬層24。第五蝕刻工藝使用具有高選擇比的化學(xué)溶液，去除第一金屬層24并保留第二金屬層30。因?yàn)榈谝唤饘賹?4與第二金屬層30化學(xué)特性的差異，選用的溶液可以?xún)H與第一金屬層24反應(yīng)。在進(jìn)行過(guò)第二微影蝕刻工藝之后，部分透明導(dǎo)電層22會(huì)被暴露出來(lái)，被暴露出來(lái)的區(qū)域與像素電極區(qū)域68的圖案相符，而兩個(gè)接觸孔70則是位于源/漏極區(qū)域64中被暴露出來(lái)的第二金屬層30上。
請(qǐng)?jiān)賲⒖紙D9。進(jìn)行完第二微影蝕刻工藝之后，沉積第三金屬層40和保護(hù)層41，并接著進(jìn)行第三微影蝕刻工藝。首先，形成第三金屬層40、保護(hù)層41以及第五光阻層42，再進(jìn)行一道第六蝕刻工藝移除部分第三金屬層40和保護(hù)層41，以形成數(shù)據(jù)線72、導(dǎo)電區(qū)域74以及電容區(qū)域76。
襯底20由可讓光線穿透的材料構(gòu)成，例如玻璃襯底、石英襯底或是塑膠襯底。透明導(dǎo)電層22的材料為氧化銦錫(ITO)或氧化銦鋅(IZO)。第一金屬層24、第二金屬層30以及第三金屬層40由鎢(W)、鉻(Cr)、鋁(Al)、銅(Cu)、錳(Mo)或上述任意金屬的合金所組成。
上述的優(yōu)選實(shí)施例以TN型的薄膜晶體管液晶顯示器的制造流程來(lái)說(shuō)明，而其它例如STN、IPS或是MVA類(lèi)型的薄膜晶體管液晶顯示器的制造方法亦與上述優(yōu)選實(shí)施例類(lèi)似。相較于已知的制造方法，本發(fā)明可以有效地簡(jiǎn)化制造流程，達(dá)到降低制造成本的目的。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求書(shū)所做的同等變化與修該，皆應(yīng)屬本發(fā)明專(zhuān)利的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種制造液晶顯示器的薄膜晶體管的方法，該方法包含提供一個(gè)襯底；依次在該襯底上沉積一個(gè)透明導(dǎo)電層、第一金屬層、第一絕緣層、一個(gè)半導(dǎo)體層以及第二金屬層；進(jìn)行第一微影蝕刻工藝去除部分該第二金屬層、該半導(dǎo)體層、該第一絕緣層、該第一金屬層以及該透明導(dǎo)電層，以形成一個(gè)源極電極、一個(gè)漏極電極以及一個(gè)通道區(qū)域；沉積第二絕緣層，并進(jìn)行第二微影蝕刻工藝去除部分該第二絕緣層，以形成多個(gè)接觸孔；以及沉積第三金屬層使該源極電極以及該漏極電極與其它接線電連接，沉積一個(gè)保護(hù)層用來(lái)保護(hù)該第三金屬層，以及進(jìn)行第三微影蝕刻工藝以去除部分該第三金屬層以及該保護(hù)層。
2.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其中所述襯底包含一個(gè)玻璃襯底、一個(gè)石英襯底或一個(gè)塑膠襯底。
3.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其中所述第一金屬層、所述第二金屬層以及所述第三金屬層包含鎢(W)、鉻(Cr)、鋁(Al)、銅(Cu)、錳(Mo)或上述任意金屬的合金。
4.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其中所述透明導(dǎo)電層包含氧化銦錫(ITO)或氧化銦鋅(IZO)。
5.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其中所述第一微影蝕刻工藝包含第一半透微影工藝，且該第一半透微影工藝在所述第二金屬層上形成第一光阻層以及第二光阻層。
6.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其中所述第二微影蝕刻工藝包含第二半透微影工藝。
7.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其中進(jìn)行所述第二微影蝕刻工藝的步驟還包含進(jìn)行第二半透微影工藝，以在所述第二絕緣層上形成第三光阻層以及第四光阻層；去除未被該第三光阻層或該第四光阻層遮蓋的部分所述第二絕緣層、所述半導(dǎo)體層、所述第一絕緣層以及所述第一金屬層；去除該第四光阻層；以及去除部分的第二絕緣層以形成所述接觸孔。
8.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其中進(jìn)行所述第二微影蝕刻工藝的步驟還包含在所述第二絕緣層上，形成第三光阻層；以及去除未被該第三光阻層或所述第二金屬層遮蓋的部分所述第二絕緣層、所述半導(dǎo)體層、所述第一絕緣層以及所述第一金屬層。
9.如權(quán)利要求8所述的制造方法，其中所述第二微影蝕刻工藝包含具有預(yù)定選擇比的濕蝕刻工藝。
10.一種制造液晶顯示器的方法，該方法包含提供一個(gè)襯底；依次在該襯底上沉積一個(gè)透明導(dǎo)電層、第一金屬層、第一絕緣層、一個(gè)半導(dǎo)體層以及第二金屬層；進(jìn)行第一微影蝕刻工藝去除部分該第二金屬層、該半導(dǎo)體層、該第一絕緣層、該第一金屬層以及該透明導(dǎo)電層，以形成一個(gè)掃描線及一個(gè)共通電壓線，并定義一個(gè)薄膜晶體管區(qū)域、一個(gè)通道區(qū)域以及一個(gè)像素電極區(qū)域；沉積第二絕緣層，并進(jìn)行第二微影蝕刻工藝去除部分該第二絕緣層、該半導(dǎo)體層、該第一絕緣層以及該第一金屬層，以形成多個(gè)接觸孔并暴露出部分該透明導(dǎo)電層；以及沉積第三金屬層以及一個(gè)保護(hù)層，并進(jìn)行第三微影蝕刻工藝，以形成一個(gè)數(shù)據(jù)線與一個(gè)電容區(qū)域并電連接該薄膜晶體管區(qū)域與該像素電極區(qū)域。
11.如權(quán)利要求10所述的制造方法，其中所述襯底包括一個(gè)玻璃襯底、一個(gè)石英襯底或一個(gè)塑膠襯底。
12.如權(quán)利要求10所述的制造方法，其中所述第一金屬層、所述第二金屬層以及所述第三金屬層由鎢(W)、鉻(Cr)、鋁(Al)、銅(Cu)、錳(Mo)或上述任意金屬的合金組成。
13.如權(quán)利要求10所述的制造方法，其中所述透明導(dǎo)電層包括氧化銦錫(ITO)或氧化銦鋅(IZO)。
14.如權(quán)利要求10所述的制造方法，其中所述第一微影蝕刻工藝包含第一半透微影工藝，且該第一半透微影工藝在所述第二金屬層上形成第一光阻層以及第二光阻層。
15.如權(quán)利要求10所述的制造方法，其中所述第二微影蝕刻工藝包括第二半透微影工藝。
16.如權(quán)利要求10所述的制造方法，其中進(jìn)行所述第二微影蝕刻工藝的步驟還包括進(jìn)行第二半透微影工藝，以在所述第二絕緣層上形成第三光阻層以及第四光阻層；去除未被該第三光阻層或該第四光阻層遮蓋的部分所述第二絕緣層、所述半導(dǎo)體層、所述第一絕緣層以及所述第一金屬層；去除該第四光阻層；以及去除部分的第二絕緣層以形成所述接觸孔。
17.如權(quán)利要求10所述的制造方法，其中進(jìn)行所述第二微影蝕刻工藝的步驟還包括在所述第二絕緣層上，形成第三光阻層；以及去除未被該第三光阻層或所述第二金屬層遮蓋的部分所述第二絕緣層、所述半導(dǎo)體層、所述第一絕緣層以及所述第一金屬層。
18.如權(quán)利要求17所述的制造方法，其中所述第二微影蝕刻工藝包括具有預(yù)定選擇比的濕蝕刻工藝。
19.如權(quán)利要求10所述的制造方法，其中所述第三金屬層跨越所述共通電壓線以電連接兩個(gè)所述像素電極區(qū)域。
全文摘要
一種制造液晶顯示器的薄膜晶體管的方法。該方法先依次在襯底上沉積透明導(dǎo)電層、第一金屬層、第一絕緣層、半導(dǎo)體層以及第二金屬層。接著，再進(jìn)行第一微影蝕刻工藝去除部分第二金屬層、半導(dǎo)體層、第一絕緣層、第一金屬層以及透明導(dǎo)電層，以形成源極電極、漏極電極以及通道區(qū)域。然后，沉積第二絕緣層，并進(jìn)行第二微影蝕刻工藝去除部分第二絕緣層，以形成多個(gè)接觸孔。最后，沉積第三金屬層使源極電極以及漏極電極與其它接線電連接，并進(jìn)行第三微影蝕刻工藝以去除部分第三金屬層。
文檔編號(hào)H01L29/66GK1645226SQ20051000596
公開(kāi)日2005年7月27日 申請(qǐng)日期2005年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月31日
發(fā)明者陳宏德 申請(qǐng)人:廣輝電子股份有限公司