專利名稱：用于液晶顯示裝置的陣列基板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示(LCD)裝置，更具體而言，涉及具有改善的開口率 和亮度的陣列基板，以及陣列基板的制造方法。
背景技術(shù)：
由于液晶顯示(LCD)裝置具有輕重量、薄外觀和低功耗的特性，LCD 裝置己經(jīng)被廣泛地使用，特別是用于電視機、計算機顯視器、蜂窩電話顯示器、 個人數(shù)字助理(PDA)等中。在已知類型的LCD裝置中，具有排列成矩陣形 式的薄膜晶體管(TFT)的有源矩陣LCD (AM-LCD)裝置是重點研究和發(fā)展 的課題，這是因為它們具有高分辨率，并且在顯示運動圖像時具有優(yōu)異的性能。
通常，通過陣列基板制造過程，濾色鏡基板制造過程和單元制造過程來制 造LCD裝置。在陣列基板制造過程中，在第一基板上形成諸如TFT和像素電 極的陣列元件。在濾色鏡基板制造過程中，在第二基板上形成濾色鏡和公共電 極。在單元制造過程中，將第一與第二基板彼此固定在一起，將液晶設置在它 們之間。
圖1為現(xiàn)有技術(shù)LCD裝置的分解透視圖。該LCD裝置包括第一和第二基 板12和22，以及液晶層30。第一和第二基板12和22彼此面對，液晶層30 被置于兩者之間。
第一基板12包括柵極線14,數(shù)據(jù)線16, TFT "Tr"和像素電極18。將包 括這些元件的第一基板12稱作陣列基板10。柵極線14與數(shù)據(jù)線16彼此交叉， 從而在柵極線14與數(shù)據(jù)線16之間形成一個區(qū)域，將其限定為像素區(qū)域"P"。 在柵極線14與數(shù)據(jù)線16之間的交叉部分處形成TFT "Tr"，像素電極18形 成在像素區(qū)域"P"中，與TFT "Tr"連接。第二基板22包括黑色矩陣25，濾色鏡層26和公共電極28。將包括這些 元件的第二基板22稱作濾色鏡基板20。黑色矩陣25具有柵格形狀，覆蓋第 一基板12的非顯示區(qū)，諸如柵極線14，數(shù)據(jù)線16和TFT "Tr"。濾色鏡層 26包括第一，第二和第三子濾色鏡26a， 26b和26c。每個子濾色鏡26a, 26b 和26c具有紅色R，綠色G和藍色B中的一種顏色，并且與每個像素區(qū)域"P" 相應。在黑色矩陣25和濾色鏡層26上形成公共電極28，覆蓋第二基板22的 整個表面。
盡管沒有示出，不過，為了防止液晶層30泄漏，可以沿著第一和第二基 板12和22的邊緣形成密封圖案。在第一基板12與液晶層30之間，以及第二 基板22與液晶層30之間可形成第一和第二取向?qū)?。可在第一和第二基?2 和22的外表面上形成偏振片。
LCD裝置包括與第一基板12的外表面相對的背光組件，向液晶層30輸 送光。當將掃描信號施加給柵極線14，以便對TFT "Tr"進行控制時，通過 數(shù)據(jù)線16將數(shù)據(jù)信號施加給像素電極18，從而在像素電極18與公共電極28 之間感應出電場。從而，電場將液晶切換成導通，結(jié)果，LCD裝置利用來自 背光組件的光產(chǎn)生圖像。
圖2為用于現(xiàn)有技術(shù)LCD裝置的陣列基板的一個像素區(qū)域的剖面圖。在 基板59上形成柵極線和數(shù)據(jù)線79。柵極線與數(shù)據(jù)線79彼此相交，限定出像 素區(qū)域P。在像素區(qū)域P中的開關(guān)區(qū)域TrA中形成與柵極線連接的柵極63。 在柵極線和柵極63上形成柵極絕緣層66。在柵極絕緣層上，與柵極63相對 應地形成包括有源層67和歐姆接觸層74的半導體層76。在歐姆接觸層74上 形成源極82和漏極84。源極82與數(shù)據(jù)線79連接，漏極84與源極82分隔開。 在開關(guān)區(qū)域TrA中，柵極63，柵極絕緣層66，半導體層76，源極82和漏極 84構(gòu)成TFT Tr。在數(shù)據(jù)線和TFT Tr上形成包括漏極接觸孔87的鈍化層86。 漏極接觸孔87暴露出漏極84的一部分。在每個像素區(qū)域P中，在鈍化層86 上形成像素電極88，并且像素電極88通過漏極接觸孔87與漏極84接觸。
半導體層76伸出源極和漏極之外超過大約2微米的第一寬度"A1 "。此 外，包括第一圖案72和第二圖案68的半導體圖案73在每一側(cè)伸出數(shù)據(jù)線79 之外超過大約2微米的第二寬度"A2"。這是由于陣列基板59是通過四道掩 模處理而形成的。將參照附圖解釋四道掩模處理。圖3A到3H的剖面圖表示用于制造根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的陣列基板的四道掩模 處理。
在圖3A中，在基板59上形成第一金屬材料層。通過第一掩模處理將第 一金屬材料層圖案化，形成柵極線和柵極63。柵極63處于開關(guān)區(qū)域TrA中。 盡管圖中沒有示出，第一掩模處理包括形成光致抗蝕劑(PR)層的步驟，使 用第一掩模對PR層進行曝光的步驟，將己曝光的PR層顯影以便形成PR圖 案的步驟，使用PR圖案作為蝕刻掩模蝕刻第一金屬材料層以便形成柵極線和 柵極63的步驟，以及剝離PR圖案的步驟。
在圖3B中，在柵極線和柵極63上依次形成柵極絕緣層66，本征非晶硅 層69，摻雜質(zhì)非晶硅層70和第二金屬材料層78。在第二金屬材料層78上形 成PR層，并使用第二掩模對PR層進行圖案化，形成第一和第二PR圖案91a 和91b。第二掩?？梢詾檎凵湫云毓庋谀；虬肷{(diào)曝光掩模。第一 PR圖案91a 具有第一厚度，并且與源極、漏極和數(shù)據(jù)線相對應。第二PR圖案91b具有小 于第--厚度的第二厚度，并且與柵極63的中心相對應。即，第二PR圖案91b 與源極和漏極之間的空間相對應。將處于其他部分的PR層完全去除，從而暴 露出第二金屬材料層78。
在圖3C中，使用蝕刻劑，利用第一和第二PR圖案91a和91b作為蝕刻 掩模對暴露出的第二金屬材料層78 (圖3B)進行濕蝕刻，形成數(shù)據(jù)線79和 金屬材料圖案80。在數(shù)據(jù)線79與金屬材料圖案80之間露出摻雜質(zhì)的非晶硅 層70。第二金屬材料層78 (圖3B)可包括低阻抗金屬材料。例如，第二金屬 材料層78 (圖3B)可包括銅(Cu) ， Cu合金，鋁(Al) ， Al合金中的一種。 當?shù)诙饘俨牧蠈?8 (圖3B)包括Cu或Cu合金時，第二金屬材料層78 (圖 3B)對于蝕刻劑具有相對較高的蝕刻速度。因而，在第一PR圖案91a下面， 數(shù)據(jù)線79和金屬材料圖案80具有底切結(jié)構(gòu)。即，數(shù)據(jù)線79的寬度小于第一 PR圖案91a的寬度,金屬材料圖案80的寬度小于開關(guān)區(qū)域TrA中第一和第二 PR圖案91a和91b的寬度。
在圖3D中，使用第一和第二 PR圖案91a和91b對暴露出的摻雜質(zhì)非晶 硅層70 (圖3C)和本征非晶硅層69 (圖3C)進行干蝕刻，在金屬材料圖案 80下面形成歐姆接觸圖案71和有源層67。同時，在數(shù)據(jù)線79的下面形成摻 雜質(zhì)非晶硅的第一圖案72和本征非晶硅的第二圖案68。第一圖案72和第二圖案68構(gòu)成半導體圖案73。由于使用第一和第二 PR圖案91a和91b作為蝕 刻掩模形成歐姆接觸圖案71和有源層67，它們的寬度大于金屬材料圖案80 的寬度。
在圖3E中，在基板59上執(zhí)行灰化處理。結(jié)果，去除第二PR圖案91b， 使得金屬材料圖案80的一部分暴露在外。減小第一PR圖案91a的厚度，從 而形成第三PR圖案92。第三PR圖案92可具有與第一 PR圖案91a相同的寬 度。在此情形中，在金屬材料圖案80上第三PR圖案92的外端可以是歐姆接 觸圖案71的重疊端，在數(shù)據(jù)線79上第三PR圖案92的外端可以是第一圖案 72的重疊端。另一方面，由于灰化處理，第三PR圖案92可具有小于第一PR 圖案91a的寬度。在此情形中，在金屬材料圖案80和數(shù)據(jù)線79上，第三PR 圖案92的外端分別處于歐姆接觸圖案71和第一圖案72之內(nèi)。
在圖3F中，使用蝕刻劑對通過去除第二 PR圖案91b (圖3E)而暴露出 的金屬材料圖案80 (如3E)的部分進行濕蝕刻，形成源極82和漏極84。結(jié) 果，源極82和漏極84處于歐姆接觸圖案71上，并且彼此間隔開。由于金屬 材料圖案80 (圖3E)對于蝕刻劑具有相對較高的蝕刻速度，源極82、漏極84 和數(shù)據(jù)線79對于第三PR圖案92具有明顯的底切效果。
在圖3G中，暴露在源極82與漏極84之間的歐姆接觸圖案71的部分被 干蝕刻，在源極82和漏極84下面形成歐姆接觸層74。同時，有源層67的--部分通過歐姆接觸層74露出，限定出溝道。在開關(guān)區(qū)域TrA中，柵極63，柵 極絕緣層66,包括有源層67和歐姆接觸層74的半導體層76，源極82和漏極 84構(gòu)成TFT Tr。
在圖3H中，剝除第三PR圖案92 (圖3G)。然后，通過第三掩模處理 在數(shù)據(jù)線79和TFT Tr上形成包括漏極接觸孔87的鈍化層86。漏極接觸孔87 暴露出漏極84的一部分。通過第四道掩模處理在鈍化層86上形成通過漏極接 觸孔87接觸漏極84的像素電極88。通過上述四個掩模處理制造陣列基板。
如上所述，在現(xiàn)有技術(shù)的陣列基板中，在數(shù)據(jù)線79下面，包括第一圖案 72和第二圖案68的半導體圖案73在每一側(cè)伸出數(shù)據(jù)線79超過大約2微米的 范圍。由于像素電極88被設置成與半導體圖案73分隔預定的距離，開口率會 由于數(shù)據(jù)線79與像素電極88之間的距離而減小。從而，希望減小數(shù)據(jù)線79 和像素電極88之間的距離，以改善開口率。

發(fā)明內(nèi)容
因而，本發(fā)明旨在提供用于液晶顯示裝置的陣列基板及其制造方法，基本 上能夠解決由于現(xiàn)有技術(shù)的限制和缺陷所引起的一個或多個問題。
在隨后的描述中將給出本發(fā)明的附加特征和優(yōu)點，其一部分可由描述顯然 得出，或者可通過本發(fā)明的實施而獲悉。通過文字描述和權(quán)利要求以及附圖中 具體給出的結(jié)構(gòu)，將實現(xiàn)和獲得本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點。
為了實現(xiàn)這些和其他優(yōu)點，根據(jù)本發(fā)明的目的，正如此處具體化和概括描 述的，用于液晶顯示裝置的陣列基板的制造方法包括在基板上形成柵極絕緣 層，本征非晶硅層，摻雜質(zhì)非晶硅層和金屬材料層；在金屬材料層上形成初始 光致抗蝕劑(PR)圖案；使用初始PR圖案作為蝕刻掩模蝕刻金屬材料層，以 形成數(shù)據(jù)線和金屬材料圖案，其中，初始PR圖案處于數(shù)據(jù)線上；在初始PR 圖案上執(zhí)行第一灰化處理，以部分去除初始PR圖案，從而形成第一灰化PR
圖案，第一灰化PR圖案與初始PR圖案相比具有更小寬度和更小厚度，從而 通過第一灰化PR圖案暴露出數(shù)據(jù)線的端部；使用數(shù)據(jù)線作為蝕刻掩模，通過
第一干蝕刻處理蝕刻本征非晶硅層和慘雜質(zhì)非晶硅層，以在數(shù)據(jù)線下面形成第
一和第二圖案；蝕刻金屬材料圖案的一部分，以在基板上形成源極和漏極；去 除第一灰化PR圖案；在源極、漏極和數(shù)據(jù)線上形成鈍化層；以及在鈍化層上 形成像素電極。
在本發(fā)明的另一方面，用于液晶顯示裝置的陣列基板的制造方法包括在 基板上形成柵極線和柵極，柵極與柵極線連接；在柵極線和柵極上依次形成柵 極絕緣層，本征非晶硅層，摻雜質(zhì)非晶硅層和金屬材料層；在金屬材料層上形 成多個第一光致抗蝕劑(PR)圖案和厚度小于每個第一PR圖案的第二PR圖 案-，使用第一和第二PR圖案作為蝕刻掩模蝕刻金屬材料層，以形成數(shù)據(jù)線和 金屬材料圖案，數(shù)據(jù)線與柵極線相交，并且金屬材料圖案與柵極相對應，其中， 第二 PR圖案和相鄰于第二 PR圖案兩側(cè)設置的兩個第一 PR圖案，處于金屬 材料圖案上，第一PR圖案中的一個處于數(shù)據(jù)線上，其中，金屬材料圖案和數(shù) 據(jù)線的每一個相對于第一 PR圖案具有底切結(jié)構(gòu)；在第一和第二 PR圖案上執(zhí) 行第一灰化處理，以部分地去除第一PR圖案，完全去除第二PR圖案，從而 形成多個第三PR圖案，每個第三PR圖案具有比每個第一 PR圖案更小的寬度和更小的厚度，從而通過第三PR圖案暴露出數(shù)據(jù)線和金屬材料圖案的端部 以及金屬材料圖案的中心部分；使用金屬材料圖案和數(shù)據(jù)線作為蝕刻掩模，通 過第一干蝕刻處理蝕刻本征非晶硅層和摻雜質(zhì)非晶硅層，以在金屬材料圖案下 面形成歐姆接觸圖案和有源層，并且在數(shù)據(jù)線下面形成第一和第二圖案，其中， 歐姆接觸圖案和有源層中的每一個與金屬材料圖案具有相同的面積和形狀，并 且與金屬材料圖案完全重疊，第一和第二圖案的每一個與數(shù)據(jù)線具有相同的面
積和形狀，并且與數(shù)據(jù)線完全重疊；蝕刻通過第三PR圖案暴露出的金屬材料 圖案的中心部分，以形成與數(shù)據(jù)線連接的源極和與源極分隔開的漏極，其中， 源極、漏極和數(shù)據(jù)線的每一個相對于第三PR圖案具有底切結(jié)構(gòu)；使用第三PR 圖案作為蝕刻掩模蝕刻歐姆接觸圖案，以形成歐姆接觸層；完全去除第三PR 圖案；在源極、漏極和數(shù)據(jù)線上形成鈍化層，鈍化層包括暴露出漏極的漏極接 觸孔；以及在鈍化層上形成像素電極，像素電極通過漏極接觸孔與漏極接觸。 在本發(fā)明的另一方面，用于液晶顯示裝置的陣列基板包括處于基板上的 柵極線；處于柵極線上的柵極絕緣層；處于柵極上并且與柵極線交叉的數(shù)據(jù)線； 與柵極線和數(shù)據(jù)線連接的薄膜晶體管，該薄膜晶體管包括處于柵極線下面的柵 極，處于柵極上的有源層，處于有源層上的歐姆接觸層，以及處于歐姆接觸層 上的源極和漏極，其中，柵極與柵極線連接，并且源極與數(shù)據(jù)線連接，且與漏 極分隔開；第一圖案，包括與有源層相同的材料并且設置在柵極絕緣層上；第 二圖案，包括與歐姆接觸層相同的材料并且設置在數(shù)據(jù)線下面的第一圖案上； 處于薄膜晶體管上并且包括暴露出漏極的漏極接觸孔的鈍化層；以及處于鈍化 層上并且通過漏極接觸孔與漏極接觸的像素電極，其中，第二圖案具有比第一 圖案小且比數(shù)據(jù)線大的寬度，并且第一圖案，第二圖案和數(shù)據(jù)線一起具有臺階 形狀。
應當理解，上面的概括描述和后面的詳細描述都是示例性和解釋性的，意 在提供對所要求保護的本發(fā)明的進一步解釋。


附圖并入本申請中構(gòu)成本申請的一部分，以提供對本發(fā)明的進一步理解。 附圖示出了本發(fā)明的實施方式，并與說明一起用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖 中圖1為現(xiàn)有技術(shù)LCD裝置的分解透視圖2為現(xiàn)有技術(shù)LCD裝置的陣列基板的一個像素區(qū)域的剖面圖3A到3H是表示用于制造現(xiàn)有技術(shù)陣列基板的四道掩模處理的剖面圖;
以及
圖4A到4J是表示根據(jù)本發(fā)明的陣列基板的制造過程的剖面圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將詳細描述優(yōu)選實施方式，附圖中表示出其示例。
圖4A到4J的剖面圖表示根據(jù)本發(fā)明的陣列基板的制造過程。形成薄膜 晶體管(TFT)的區(qū)域被限定為像素區(qū)域P中的開關(guān)區(qū)域TrA。
在圖4A中，在基板101上形成第一金屬材料層。通過第一掩模處理將第 一金屬材料層圖案化，形成柵極線和柵極105。柵極105處于開關(guān)區(qū)域TrA中。 盡管圖中沒有示出，第一掩模處理包括形成光致抗蝕劑(PR)層的步驟，使 用第一掩模將PR層曝光的步驟，將已曝光的PR層顯影以形成PR圖案的步 驟，使用PR圖案作為蝕刻掩模蝕刻第一金屬材料層以形成柵極線和柵極105 的歩驟，以及剝離PR圖案的步驟。第一金屬材料層可以具有多層結(jié)構(gòu)。在此 情形中，柵極線和柵極105均具有多層結(jié)構(gòu)。
在圖4B中，在形成有柵極線和柵極105的基板101上沉積無機絕緣材料， 諸如硅氧化物(例如SiO》和硅氮化物(SiNx)，形成柵極絕緣層IIO。在柵 極絕緣層IIO上依次形成本征非晶硅層115，摻雜質(zhì)非晶硅層120和第二金屬 材料層125。本征非晶硅層115包括本征非晶硅，摻雜質(zhì)非晶硅層120包括摻 雜質(zhì)非晶硅。第二金屬材料層125優(yōu)選包括銅(Cu) ， Cu合金，鋁(Al)和 Al合金中的一種。然后，在第二金屬材料層125上形成PR層180。如果將PR 層180的已曝光部分去除，則這種PR層可以被稱作正型。另一方面，可使用 具有相反特性的負型PR層。在此情形中，切換掩模中透光區(qū)與阻光區(qū)的位置， 可獲得同樣的結(jié)果。
接下來，在PR層180上設置具有透光區(qū)TA，阻光區(qū)BA和半透光區(qū)HTA 的第二掩模190。透光區(qū)TA具有相對較高的透射率，從而通過透光區(qū)TA的 光能夠使PR層180完全發(fā)生化學改變。阻光區(qū)BA完全阻擋光。半透光區(qū)HTA 具有狹縫結(jié)構(gòu)或半透光膜，以降低通過半透光區(qū)HTA的光的強度或透射率。結(jié)果，半透光區(qū)HTA的透射率低于透光區(qū)TA，且高于阻光區(qū)BA的透射率。 半透光區(qū)HTA和靠近半透光區(qū)HTA兩側(cè)設置的阻光區(qū)BA，對應于開關(guān)區(qū)域 TrA。 g卩，半透光區(qū)HTA對應柵極105的中心。阻光區(qū)BA對應待形成源極和 漏極的部分，如下所述。此外，如下所述，阻擋區(qū)BA對應待形成數(shù)據(jù)線的部 分。透光區(qū)TA對應其他部分。通過第二掩模190將PR層180曝光，以根據(jù) 第二掩模190的結(jié)構(gòu)有選擇地去除PR層180。
在圖4C中，將PR層180 (圖4B)顯影，在第二金屬材料層125上形成 第一和第二PR圖案181a和181b。第一PR圖案181a具有第一厚度，并且與 源極、漏極和數(shù)據(jù)線相對應。第二 PR圖案181b具有小于第一厚度的第二厚 度，并且與柵極105的中心相對應。g卩，第二PR圖案181b對應源極與漏極 之間的空間。在與透光區(qū)TA對應的其他部分中的PR層180 (圖4B)，被完 全去除，從而暴露出第二金屬材料層125。
在圖4D中，使用第一和第二PR圖案181a和181b作為蝕刻掩模，用蝕 刻劑對通過第一和第二PR圖案181a和181b暴露出的第二金屬材料層125(圖 4C)進行濕蝕刻，形成數(shù)據(jù)線127和金屬材料圖案130。金屬材料圖案130處 于開關(guān)區(qū)域TrA中，并且與數(shù)據(jù)線127連接。在數(shù)據(jù)線127與金屬材料圖案 130之間暴露出摻雜質(zhì)非晶硅層120。當?shù)诙饘俨牧蠈?25 (圖4C)包括Cu 或Cu合金時，第二金屬材料層125 (圖4C)對蝕刻劑具有相對較高的蝕刻速 度。因而，數(shù)據(jù)線127和金屬材料圖案130相對于第一 PR圖案181a具有底 切結(jié)構(gòu)。即，數(shù)據(jù)線127的寬度小于數(shù)據(jù)線127上第一PR圖案181a的寬度， 并且金屬材料圖案130的寬度小于開關(guān)區(qū)域TrA中第一和第二 PR圖案181a 和181b的寬度。
在圖4E中，在形成第一和第二PR圖案181a和181b，數(shù)據(jù)線127和金 屬材料圖案130的基板101上執(zhí)行第一灰化處理。第一灰化處理具有各向同性 特性。通過第一灰化處理，不僅去除了第二PR圖案181b，而且還減小了第一 PR圖案181a的寬度。
通過第一灰化處理去除第二 PR圖案181b，從而暴露出金屬材料圖案130 的一部分。同時，減小第一PR圖案181a的寬度和厚度，在金屬材料圖案130 和數(shù)據(jù)線127上形成第三PR圖案183。由于第三PR圖案183具有比第一PR 圖案181a更小的寬度，金屬材料圖案130的兩端被暴露出。此外，數(shù)據(jù)線127的兩端被暴露出。gP，在第一灰化處理之后，數(shù)據(jù)線127具有比第一PR圖案
183更大的寬度。
在本發(fā)明中，與現(xiàn)有技術(shù)的灰化處理相比，第一灰化處理可具有更短的處
理時間，如圖3E中所示。這樣可增大輸送給灰化處理室的功率，縮短處理時 間。在現(xiàn)有技術(shù)的灰化處理中，在灰化處理期間柵極絕緣層66 (圖3E)被暴 露出，以便去除第二PR圖案91b (圖3E)。用于柵極絕緣層的諸如硅氧化物 和硅氮化物的材料具有較弱的靜電特性。因而，如果使用增大的功率進行灰化 處理，柵極絕緣層可能被破壞，從而可能對柵極絕緣層的絕緣性造成不利影響。 柵極絕緣層被破壞的結(jié)果是，可能會導致柵極線與數(shù)據(jù)線之間，以及柵極與金 屬材料圖案之間短路的問題。如果為了不產(chǎn)生上述問題而控制用于灰化處理的 功率，則會增加處理時間。
不過，在本發(fā)明中，在第一灰化處理期間柵極絕緣層UO被摻雜質(zhì)非晶硅 層120覆蓋。由于摻雜質(zhì)非晶硅層120具有比柵極絕緣層IIO更高的導電性， 如果利用增大的功率執(zhí)行第一灰化處理，則不會破壞摻雜質(zhì)非晶硅層120。因 而，用高功率執(zhí)行第一灰化處理，可減小處理時間。
在圖4F中，使用金屬材料圖案130和數(shù)據(jù)線127作為蝕刻掩模，通過第 一千蝕刻處理，去除暴露在數(shù)據(jù)線127與金屬材料圖案130之間的摻雜質(zhì)非晶 硅層120 (圖4E)部分，以及處于暴露出的摻雜質(zhì)非晶硅層120 (圖4E)下 面的本征非晶硅層115部分，以便由摻雜質(zhì)非晶硅層120 (圖4E)形成歐姆接 觸圖案121，由本征非晶硅層115 (圖4E)形成有源層116。歐姆接觸圖案121 和有源層116中的每一個與金屬材料圖案130具有相同的面積和形狀，并且與 金屬材料圖案130完全重疊。g卩，在這一階段，歐姆接觸圖案121和有源層 116均與金屬材料圖案130具有相同的端線。
此外，在數(shù)據(jù)線127下面形成具有源于摻雜質(zhì)非晶硅層120 (圖4E)的 第一圖案122和源于本征非晶硅層115 (圖4E)的第二圖案117的半導體圖案 124。半導體圖案127與數(shù)據(jù)線127具有相同的面積和形狀，并且與數(shù)據(jù)線127 完全重疊。即，在這一階段，半導體圖案127與數(shù)據(jù)線127具有相同的端線。
在圖4G中，通過濕蝕刻處理將暴露在第三PR圖案183之間的金屬材料 圖案130部分(圖4F)圖案化，以形成源極133和漏極135。源極133與數(shù)據(jù) 線127連接，并且與漏極135分隔開。當數(shù)據(jù)線127和金屬材料圖案130 (圖4F)包括Cu或Cu合金時，數(shù)據(jù)線127和金屬材料圖案130 (圖4F)對蝕刻 劑具有相對較高的蝕刻速度。因而，數(shù)據(jù)線127，源極133和漏極均相對于第 三PR圖案183具有底切結(jié)構(gòu)。
另一方面，再次參照圖4F，通過第一干蝕刻處理，有可能會破壞金屬材 料圖案130。在此情形中，通過圖4G中的濕蝕刻處理，有可能在金屬材料圖 案130 (圖4F)中產(chǎn)生不需要的圖案化。因此，盡管圖中沒有示出，在第一千 蝕刻處理之后，通過具有各向同性特性的第二灰化處理，減小第三PR圖案183 的寬度，從而增大暴露出的金屬材料圖案130 (圖4F)的寬度，防止通過圖 4G中的濕蝕刻處理在金屬材料圖案130 (圖4F)中形成不需要的圖案化?？?省略第二灰化處理。
在圖4H中，通過第二千蝕刻處理將歐姆接觸圖案121 (圖4F)的通過源 極133與漏極135之間的空間暴露出的部分去除，以形成歐姆接觸層123，并 且將有源層116的一部分暴露出。由于使用第三PR圖案183作為蝕刻掩模執(zhí) 行第二干蝕刻處理，歐姆接觸圖案121伸出第三PR圖案183以外的部分(圖 4G)和半導體圖案124的第一圖案122伸出第三PR圖案183以外的部分(圖 4G)也被去除。柵極105，柵極絕緣層110，包括有源層123和歐姆接觸層U6 的半導體層126，源極133和漏極135，構(gòu)成開關(guān)區(qū)域TrA中的薄膜晶體管 (TFT)。
在本發(fā)明中，第二圖案117，第一圖案122和數(shù)據(jù)線127疊置在柵極絕緣 層110上。第一圖案122具有小于第二圖案117且大于數(shù)據(jù)線127的寬度。因 此，第二圖案117，第一圖案122和數(shù)據(jù)線127具有臺階狀輪廓，如圖4H中 所示。換言之，第二圖案117，第一圖案122和數(shù)據(jù)線127—起形成臺階形狀。 數(shù)據(jù)線127下面的本征非晶硅的第二圖案117具有超出數(shù)據(jù)線127以外大約 1.5微米到大約1.8微米范圍的伸出寬度。由于第二圖案117，第一圖案122 和數(shù)據(jù)線127具有臺階狀輪廓，摻雜質(zhì)非晶硅的第一圖案122超出數(shù)據(jù)線127 以外的伸出寬度，小于第二圖案117的伸出寬度。在本發(fā)明的實施方式中，第 二圖案117超出數(shù)據(jù)線127以外的伸出寬度，比現(xiàn)有技術(shù)中第二圖案72超出 數(shù)據(jù)線79的伸出寬度小大約2微米。
類似地，在開關(guān)區(qū)域TrA中形成具有臺階狀輪廓的有源層116，歐姆接觸 層123，源極133和漏極135。更詳細而言，在有源層116上，源極133和一部分歐姆接觸層123具有臺階狀輪廓或臺階形狀；在有源層116上，漏極135
和其他部分的歐姆接觸層123具有臺階狀輪廓或臺階形狀。有源層116具有超 出源極133和漏極135以外大約1.5微米到大約1.8微米范圍的伸出寬度。此 外，由于歐姆接觸層123，源極133和漏極135具有臺階狀輪廓或臺階形狀， 歐姆接觸層123超出源極133和漏極135以外的伸出寬度要小于有源層116 的伸出寬度。
另一方面，盡管圖中沒有示出，緊接在第二干蝕刻處理之前，在包括源極 和漏極的基板上可執(zhí)行具有各向同性性質(zhì)的第三灰化處理，以減小第三PR圖 案的寬度。結(jié)果，通過第三PR圖案暴露出數(shù)據(jù)線，源極和漏極的端部。然后， 通過第二干蝕刻處理將通過源極與漏極之間的空間暴露出的歐姆接觸圖案部 分，以及超出源極和漏極以外的歐姆接觸圖案的伸出部分去除，以形成歐姆接 觸層，并且將有源層的一部分暴露出。結(jié)果，歐姆接觸層與源極和漏極具有相 同的面積和形狀。歐姆接觸層與源極和漏極完全重疊。因而，只有有源層具有 超出源極和漏極以外大約1.5微米到大約1.8微米范圍的伸出寬度。同時，通 過第二干蝕刻去除半導體圖案的第一圖案超出數(shù)據(jù)線以外的伸出部分。結(jié)果， 在數(shù)據(jù)線下面的半導體圖案的第一圖案與數(shù)據(jù)線具有相同的面積和形狀。半導 體圖案的第一圖案完美地與數(shù)據(jù)線重疊。因此，僅數(shù)據(jù)線下面的本征非晶硅的 第二圖案具有超出數(shù)據(jù)線以外大約1.5微米到大約1.8微米范圍的伸出寬度。
下面，在圖4I中，在包括源極133，漏極135和處于源極133和漏極135 下面的歐姆接觸層123的基板101上實施剝離處理，以去除第三PR圖案183 (圖4H)。然后，通過沉積無機絕緣材料，諸如硅氧化物(例如SiO》和硅 氮化物(SiNx),在源極133，漏極135和數(shù)據(jù)線127上形成鈍化層140。通 過掩模處理將鈍化層140圖案化，形成將漏極135的一部分暴露出的漏極接觸 孔143。
接下來，在圖4J中，在鈍化層140上通過沉積透明導電材料，諸如氧化 銦錫(ITO)和氧化銦鋅(IZO)，形成透明導電材料層。通過掩模處理將透 明導電材料層圖案化，以在每個像素區(qū)域P中形成像素電極50。像素電極150 通過漏極接觸孔143與漏極135接觸。像素電極150可與前一條柵極線重疊， 形成存儲電容。
與現(xiàn)有技術(shù)陣列基板59 (圖2)相比，本發(fā)明陣列基板101的半導體層126超出源極133和漏極135以外的伸出寬度B1被減小。此外，半導體圖案 124超出數(shù)據(jù)線127以外的伸出寬度B2被減小。
再次參照表示現(xiàn)有技術(shù)陣列基板的圖2，有源層67和歐姆接觸層74都伸 出到源極82和漏極84以外大約2微米到2.5微米的寬度"A1 "。本征非晶硅 的第二圖案68和摻雜質(zhì)非晶硅的第一圖案72也伸出到數(shù)據(jù)線79以外大約2 微米到大約2.5微米的寬度"A2"。另一方面，再次參照表示本發(fā)明陣列基板 的圖4J，有源層116伸出到源極133和漏極135以外大約1.5微米到大約1.8 微米的寬度"B1"。本征非晶硅的第二圖案117伸出到數(shù)據(jù)線127以外大約 1.5微米到1.8微米的寬度"B2"。即，在本發(fā)明的陣列基板中，有源層116 和第二圖案117具有的分別從源極I33和漏極135以及數(shù)據(jù)線127露出的部分， 比現(xiàn)有技術(shù)陣列基板要少。因而，可減小數(shù)據(jù)線127和像素電極150的距離， 從而提高開口率。
現(xiàn)有技術(shù)的缺點源于源極和漏極制造過程中的干蝕刻處理和灰化處理。再 次參照表示現(xiàn)有技術(shù)陣列基板的制造過程的圖3C和3F，緊接在Cu或Cu合 金的第二金屬材料層78上進行形成數(shù)據(jù)線79和金屬材料圖案80的濕蝕刻處 理之后，執(zhí)行干蝕刻處理以形成有源層67和第二圖案68。在后續(xù)處理中，有 源層67和第二圖案68的寬度均沒有發(fā)生改變。但是，在圖3F中通過濕蝕刻 處理來蝕刻數(shù)據(jù)線79和金屬材料圖案80。因而，增大了有源層67和第二圖 案68的伸出部分。
另一方面，參照表示本發(fā)明陣列基板制造過程的圖4E，在進行形成數(shù)據(jù) 線127和金屬材料圖案130的濕蝕刻處理之后，且在進行形成有源層116，歐 姆接觸圖案121,第一圖案122和第二圖案117的第一干蝕刻處理之前，執(zhí)行 第一灰化處理，以去除第二PR圖案181b并形成第三PR圖案183。通過第一 灰化處理，不僅減小了第一PR圖案181a的厚度，而且也減小了第一PR圖案 181a的寬度，使得第三PR圖案183具有比第一 PR圖案181a更小的厚度和更 小的寬度。因而，在基板101上執(zhí)行第一干蝕刻處理之后，如圖4F中所示， 有源層116沒有伸出到金屬材料圖案130以夕卜。此外，半導體圖案124的第二 圖案117沒有伸出到數(shù)據(jù)線127以外。因而，如圖4J中所示，有源層116超 出源極133和漏極135以外的伸出寬度Bl以及第二圖案117超出數(shù)據(jù)線127 以外的伸出寬度均得到最小化。在本發(fā)明的陣列基板中，由于在數(shù)據(jù)線下面的半導體圖案的伸出寬度被最 小化，可減小數(shù)據(jù)線127與像素電極150之間的距離。結(jié)果，包括根據(jù)本發(fā)明
實施方式的陣列基板的LCD裝置具有改善的開口率和亮度。
所屬領(lǐng)域技術(shù)人員在不偏離本發(fā)明精神或范圍的條件下顯然可對本發(fā)明 作出多種變型和改變。因此，本發(fā)明意在涵蓋落入所附權(quán)利要求范圍及其等效 范圍內(nèi)的變型和改變。
權(quán)利要求
1.一種在用于液晶顯示裝置的陣列基板上制造數(shù)據(jù)線的方法，該方法包括如下步驟在基板上形成柵極絕緣層，本征非晶硅層，摻雜質(zhì)非晶硅層和金屬材料層；在該金屬材料層上形成初始光致抗蝕劑PR圖案；使用該初始PR圖案作為蝕刻掩模蝕刻該金屬材料層，以形成該數(shù)據(jù)線和金屬材料圖案，其中，該初始PR圖案處于該數(shù)據(jù)線上；在該初始PR圖案上執(zhí)行第一灰化處理，以部分去除該初始PR圖案，從而形成第一灰化PR圖案，該第一灰化PR圖案具有比該初始PR圖案更小的寬度和更小的厚度，從而該數(shù)據(jù)線的端部通過該第一灰化PR圖案暴露出；使用該數(shù)據(jù)線作為蝕刻掩模，通過第一干蝕刻處理蝕刻該本征非晶硅層和該摻雜質(zhì)非晶硅層，以在該數(shù)據(jù)線下面形成第一和第二圖案；蝕刻該金屬材料圖案的一部分，以在該基板上形成源極和漏極；去除該第一灰化PR圖案；在所述源極，漏極和數(shù)據(jù)線上形成鈍化層；以及在該鈍化層上形成像素電極。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括，緊接在蝕刻本征非晶硅層和摻 雜質(zhì)非晶硅層的步驟之后執(zhí)行第二灰化處理，以部分去除該第一灰化PR圖案， 從而形成第二灰化PR圖案，該第二灰化PR圖案比第一灰化PR圖案具有更 小的寬度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，還包括，緊接在用以形成源極和漏極的 蝕刻步驟之前執(zhí)行第三灰化處理，以部分去除該第二灰化PR圖案，從而形成 第三灰化PR圖案，該第三灰化PR圖案具有比該第二灰化PR圖案更小的寬 度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，該金屬材料層包括銅和銅合金中 的一種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在該第一灰化處理期間，該摻雜 質(zhì)非晶硅層和本征非晶硅層疊置在該柵極絕緣層上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，用以形成像素電極的步驟包括在該鈍化層上沉積氧化銦錫和氧化銦鋅中的一種，以形成透明導電材料 層；以及將該透明導電材料層圖案化，以形成該像素電極。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中形成柵極絕緣層的步驟和形成鈍化 層的步驟中的至少一個步驟，包括沉積硅氮化物和硅氧化物中的一種。
8. —種用于液晶顯示裝置的陣列基板的制造方法，該方法包括如下步驟 在基板上形成柵極線和柵極，所述柵極與柵極線連接； 在所述柵極線和柵極上依次形成柵極絕緣層，本征非晶硅層，摻雜質(zhì)非晶硅層和金屬材料層；在該金屬材料層上形成多個第一光致抗蝕劑PR圖案和比每個第一 PR圖 案具有更小厚度的第二 PR圖案；使用所述第一和第二PR圖案作為蝕刻掩模蝕刻該金屬材料層，以形成數(shù) 據(jù)線和金屬材料圖案，該金屬材料圖案與該柵極相對應，其中，該第二PR圖 案以及相鄰于該第二 PR圖案的兩側(cè)設置的兩個第一 PR圖案處于該金屬材料 圖案上， 一個第一PR圖案處于該數(shù)據(jù)線上，其中，所述金屬材料圖案和數(shù)據(jù) 線相對于該第一 PR圖案均具有底切結(jié)構(gòu)；在所述第一和第二 PR圖案上執(zhí)行第--灰化處理，以部分去除所述第一 PR圖案和去除所述第二PR圖案，從而形成多個第三PR圖案，每個第三PR 圖案具有比每個第一PR圖案更小的寬度和更小的厚度，從而使所述數(shù)據(jù)線和 金屬材料圖案的端部以及該金屬材料圖案的中心部分通過該第三PR圖案暴露 出；使用所述金屬材料圖案和數(shù)據(jù)線作為蝕刻掩模，通過第一干蝕刻處理蝕刻 所述本征非晶硅層和摻雜質(zhì)非晶硅層，以在該金屬材料圖案下面形成歐姆接觸 圖案和有源層，在該數(shù)據(jù)線下面形成第一和第二圖案，其中，所述歐姆接觸圖 案和有源層均具有與該金屬材料圖案相同的面積和形狀，并且與該金屬材料圖 案重疊，所述第一和第二圖案均與該數(shù)據(jù)線具有相同的面積和形狀，并且與該 數(shù)據(jù)線重疊；蝕刻通過所述第三PR圖案暴露出的金屬材料圖案的所述中心部分，以形 成源極以及與該源極分隔開的漏極，其中，所述源極，漏極和數(shù)據(jù)線相對于所 述第三PR圖案均具有底切結(jié)構(gòu)；使用所述第三PR圖案作為蝕刻掩模蝕刻該歐姆接觸圖案，以形成歐姆接 觸層；去除所述第三PR圖案；在所述源極，漏極和數(shù)據(jù)線上形成鈍化層，該鈍化層包括暴露出該漏極的 漏極接觸孔；以及在該鈍化層上形成像素電極。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，該金屬材料層包括銅和銅合金中 的一種。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括緊接在蝕刻本征非晶硅層和摻雜 質(zhì)非晶硅層的步驟之后執(zhí)行第二灰化處理，以增大通過所述第三PR圖案暴露 出的數(shù)據(jù)線和金屬材料圖案的端部的寬度。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括緊接在蝕刻金屬材料圖案的中心 部分的步驟之前立即執(zhí)行第三灰化處理，以減小所述第三PR圖案的寬度，并 且通過所述第三PR圖案暴露出所述源極，漏極和數(shù)據(jù)線的端部。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，該第一灰化處理具有各向同性特性。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，在蝕刻歐姆接觸圖案的步驟中， 使用所述第三PR圖案作為蝕刻掩模蝕刻該數(shù)據(jù)線下面的第一圖案，使得該第 一圖案具有小于該第二圖案且大于該數(shù)據(jù)線的寬度，其中所述第一圖案，第二 圖案和數(shù)據(jù)線 一起形成臺階形狀。
14. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，形成第一PR圖案和第二PR圖 案的步驟包括在該金屬材料層上形成PR層；在該PR層上沉積具有透光區(qū)，阻光區(qū)和半透光區(qū)的掩模；以及 通過該掩模曝光和顯影該PR層，以形成多個第一 PR圖案和第二 PR圖案，其中，每個第一PR圖案與所述透光區(qū)和阻光區(qū)中的一個相對應，該第二PR圖案與該半透光區(qū)相對應；其中，該透光區(qū)的透射率高于該半透光區(qū)的透射率，并且該阻光區(qū)不透光。
15. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，在該第一灰化處理期間，在該柵 極絕緣層上疊置所述摻雜質(zhì)非晶硅層和本征非晶硅層。
16. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，用以形成像素電極的歩驟包括 在該鈍化層上沉積氧化銦錫和氧化銦鋅中的一種，以形成透明導電材料層；以及將該透明導電材料層圖案化，以形成該像素電極。
17. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，用以形成柵極絕緣層和形成鈍化 層的步驟中的至少一個步驟包括沉積硅氮化物和硅氧化物中的一種。
18. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，該源極與一部分歐姆接觸層一起 在該有源層上形成臺階形狀，并且該漏極與其他部分的歐姆接觸層--起在該有 源層上形成臺階形狀。
19. 一種用于液晶顯示裝置的陣列基板，該陣列基板包括 處于基板上的柵極線； 處于該柵極線上的柵極絕緣層； 處于柵極上并且與該柵極線相交的數(shù)據(jù)線；與所述柵極線和數(shù)據(jù)線連接的薄膜晶體管，其包括處于該柵極線下面的柵 極，處于該柵極上的有源層，處于該有源層上的歐姆接觸層，以及處于該歐姆 接觸層上的源極和漏極，其中，該柵極與該柵極線連接，該源極與該數(shù)據(jù)線連 接且與該漏極分隔開；第一圖案，其包括與該有源層相同的材料并且設置在該柵極絕緣層上； 第二圖案，其包括與該歐姆接觸層相同的材料并且設置在該數(shù)據(jù)線下面的 第一圖案上；處于該薄膜晶體管上的鈍化層，其包括將該漏極暴露出的漏極接觸孔；以及處于該鈍化層上的像素電極，該像素電極通過該漏極接觸孔與該漏極接觸，其中，所述第二圖案具有比該第一圖案小且比該數(shù)據(jù)線大的寬度，所述第 一圖案，第二圖案和數(shù)據(jù)線一起具有臺階形狀。
20. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的陣列基板，其中該源極和一部分歐姆接觸層 一起在該有源層上具有臺階形狀，所述漏極和其他部分的歐姆接觸層一起在該 有源層上具有臺階形狀。
全文摘要
本發(fā)明公開用于液晶顯示裝置的陣列基板及其制造方法。用于液晶顯示裝置的陣列基板的制造方法包括在金屬材料層上形成初始光致抗蝕劑(PR)圖案；使用初始PR圖案作為蝕刻掩模蝕刻金屬材料層，以形成數(shù)據(jù)線和金屬材料圖案，其中，初始PR圖案處于數(shù)據(jù)線上；在初始PR圖案上執(zhí)行第一灰化處理，以部分去除初始PR圖案，從而形成第一灰化PR圖案，第一灰化PR圖案具有比初始PR圖案更小的寬度和更小的厚度，使得通過第一灰化PR圖案暴露出數(shù)據(jù)線的端部；通過第一干蝕刻處理蝕刻本征非晶硅層和摻雜質(zhì)非晶硅層；在基板上形成源極和漏極。
文檔編號H01L27/12GK101598876SQ200810187270
公開日2009年12月9日 申請日期2008年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月2日
發(fā)明者扈源俊, 權(quán)赫振, 柳昌模, 金錫垣 申請人:樂金顯示有限公司