TWI275181B - TFT substrate and method of fabricating the same - Google Patents

Description

1275181 . 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種薄膜電晶體基板製造方法，還關於一種採用該 方法製造之薄膜電晶體基板。 【先前技術】， -目前，液晶顯示器逐漸取代用於計算機之傳統陰極射線管 -(Cathode Ray Tube，CRT)顯示器，而且，由於液晶顯示器具輕、薄、小 #等特點，使其非常適合應用於桌上型電腦、膝上型電腦、個人數字助 理(Personal Digital Assistant，PDA)、便攜式電話、電視及多種辦公自動 化與視聽設備中。液晶面板是其主要元件，其一般包括一薄膜電晶體 基板、一彩色濾光片基板及夾於該薄膜電晶體基板與該彩色濾光片基 板之間之液晶層。 請參閱第一圖，係一傳統的薄膜電晶體基板1〇〇之結構示意圖。 該薄膜電晶體基板100包括一基底101、一位於基底1〇1上之閘極 壽102、一位於該閘極1〇2及該基底1〇1上之閘極絕緣層1〇3、一位於該 閘極絕緣層上103之半導體層1〇4、一位於該半導體層1〇4及該閘極 絕緣層103上之源極1〇5與没極1〇6、一位於該閘極絕緣層1〇3、該源 極105及該汲極1〇6上之鈍化層1〇7以及一位於該鈍化層1〇7上之像 素電極108。 請參照第二圖，係該薄膜電晶體基板100之傳統製造方法之流程 圖。該製造方法採用五道光罩製程，包括以下步驟： 一、第一道光罩 6 1275181 (1)形成閘極金Μ爲· 成-閑極金朗及提供—絕緣基底，在該絕緣基底上依序形 弟一光阻層； 光顯(Γ t成閘蝴$: 道料關案對該第—光阻層進行曝 —閉請之_，=案；對該_金屬層進行糊，進而形成 口茶，移除第一光阻層； 一、苐二道光罩 ⑶減咖E緣層、非晶魏摻雜非㈣層：於具有該間極之 ==场成-閑極絕緣層1Q3、__非晶#及#雜非㈣層及_第 行曝=成1=料：…辦刪物二光阻層進 崎成1定®案；對該摻雜非_層及該非晶石夕層 減刻，進而形成—具有預定圖案之半導體層1〇4，移除第二光阻 增； 三、 第三道光罩 • (5)形成源/及極金屬層：於該基底及該半導體層圖案上形成一源/ 汲極金屬層及一第三光阻層； 、⑹形成源级極金屬層圖案：以第三道光罩_案對該第三光阻 …U顯衫’從而形成—預定圖案；對該源版極金屬層進行姓 d進而形成-源極105及一没極106，移除第三光阻層； 四、 第四道光罩 ⑺形成鈍化層：於具有該閘極、雜及没極的基底上沈積一純 化層及一第四光阻層； d 7 1275181 ⑻开y成鈍化層：料四道光罩的目賴該第四練層進 曝光顯影，從而形成―取圖案；對該鈍化層進行侧，進而定義出 一鈍化層107之圖案，移除第四光阻層； 五、第五道光罩 (9) ^/成^體層·於財該閘極、源極、雜及鈍化層圖案的 基底上形成一導體層及一第五光阻層； ⑽形成像錢極_ :以第五道解賴親該第五光阻層進 打曝光娜，從而形成―預定圖案；對該導體層進行蝴，進而定義 出一導體層圖案，即像素電極_ ，移除第五光阻層。 惟’該方法需要财鮮製程，*光稍鋪倾為複雜且成本 較高，從而使得製造成本較高。 【發明内容】 有4^於此提供一種製程簡單且成本低之薄膜電晶體基板製造方 法實為必要。 • 還提供一讎用上述方法製造之薄膜電晶體基板。 一種薄膜電晶體基板製造方法’其步驟包括·在—絕緣基底上依 次沈積-透明導電金屬層及一閘極金屬層；在該問極金屬層上沈積一 光阻層，以-預定圖案之光罩對該光阻層進行曝光及顯影，形成預定圖 案之光阻層；對該透明導電金屬層及閘極金屬層進行侧，形成預定 圖案之像素電極及閘極；去除剩餘光阻。 一種薄膜電晶縣板製造方法，其步驟包括：提供—絕緣基底； 依次在該絕緣基底上沈積一透明導電金屬層及一間極金屬層；在一道 ⑧ 8 1275181 _光罩製程中形成預定圖案之像素電極及閘極；在該絕緣基底、像素電 極及閘極上沈積-閘極絕緣層；在該閘極絕緣層上形成預定圖案之半 導體層；在該閘極絕緣層上形成-接觸孔圖案；在該半導體層及該閑 極絕緣層上形成源/汲極圖案。 -種薄膜電晶體基板，其包括-絕緣基底、—設置於該絕緣基底 .上之像素電極層及透明導電金屬層、一設置於該透明導電金屬層上之 -閘極層、-S变置於該閘極層及像素電極層上之閘極絕緣層、一設置於 籲該閘極絕緣層上之半導體層、-設置於該半導體層及該閑極絕緣層上 之源/沒極層。 相較於先前技術，上述薄膜電晶體基板製造方法將採用一道光罩 製程形成閘極圖案及像素電極圖案，從而節省一道光罩製程，光罩次 數減少，製程簡化，可有效降低成本。上述薄膜電晶體基板採用該方 法製造，製程簡單。 【實施方式】 鲁 明參閱弟二圖，係本發明薄膜電晶體基板一較佳實施方式所揭示 之結構示意圖。該薄膜電晶體基板200包括一絕緣基底2〇1、一設置 於該絕緣基底201上之像素電極212及透明導電金屬202、一設置於 該透明導電金屬202上之閘極213、一設置於該閘極213及該像素電 極212上之閘極絕緣層204、一設置於該閘極絕緣層204上之半導體 層215、一設置於該半導體層215及該閘極絕緣層2〇4上之源/没極 216、一設置於該源/汲極216及該閘極絕緣層2〇4上之鈍化層2〇7。 請參閱第四圖，係本發明之薄膜電晶體基板200製造方法之流程

(S 9 1275181 圖。該薄膜電晶體基板之製造方法包括四道光罩製程，其具體步驟如 下： 一、 第一道光罩 (1) 形成一透明導電金屬層及一閘極金屬層； 請參閱第五圖，提供一絕緣基底201，該絕緣基底201可以係玻 .璃、石英或者陶瓷等絕緣材質；在該絕緣基底201上沈積一透明導電 -金屬層202，該透明導電金屬層202可以為銦錫氧化物（in(jium Tin • Oxide, ITO)或銦鋅氧化物（Indium Zinc Oxide, IZO);在該透明導電 金屬層上沈積一閘極金屬層203,其材料可為鋁（A!)系金屬、鉬（M〇) 或銅（Cu);在該閘極金屬層203上沈積一第一光阻層231。 (2) 形成閘極圖案及像素電極圖案； 請一併參閱第六圖，以第一道光罩製程的圖案對準該第一光阻層 231上方，以高能光線平行照射該第一光阻層231，再對該光阻層231 進行顯影，從而可於該第一光阻層231上形成一預定圖案，對該閘極 鲁金屬層203及該透明導電金屬層202進行蝕刻以形成預定的閘極213 及像素電極212之圖案。移除剩餘之第一光阻層231，清洗後烘乾基 底 201。 由於該閘極金屬層203及該透明導電金屬層202位於相鄰層次， 且閘極213及像素電極212在垂直於該基底2〇1方向並無重疊，所以 本步驟採用一道光罩製程即可同時形成閘極213及像素電極212之圖 案’相較於先前技術，可節省一道光罩，簡化製程，降低成本。 二、 第二道光罩 1275181 ' (3)依序形成閘極絕緣層、非晶矽及摻雜非晶矽層； 月併彡閱第七圖，用化學氣相沈積（Chemicai phase Deposition， CVD)方法，利用反應氣體石夕烷(SiH4)與氨氣卿），形成氮化石夕卿) 構成之閉極絕緣層204;再用化學氣相沈積方法在該閉極絕緣層2〇4 上形成-非晶㈣；再進行—道掺紅藝，在該非轉層表面進行播 雜’形成-層摻雜非晶發’從而形成非晶魏摻雜非晶補2〇5。 於該非晶魏摻雜非晶發層2〇5上形成一第二光阻層232。 • (4)形成半導體層之圖案； 併參閱第人圖，以第二道光罩製程的圖案對準該第二光阻層 232上方’以高能光線平行照射該第二光阻層232，從而可於該第二光 阻層232上形成一預定圖案，對該非晶石夕及摻雜非晶石夕層挪進行乾 蝕刻’以移除該二側部份之非晶石夕及摻雜非晶石夕，形成一具有預定圖 案之半導體層215，移除剩餘之第二光阻層232。 三、 第三道光罩 Φ (5)形成接觸孔圖案； 凊-併參閱第九圖及第十圖，於該半導體層加及該閘極絕緣層 204上沈積-第二光阻層233;以第三道光罩製程的圖案對準該第三光 阻層233上方，以高能光線平行照射該第三光阻層说，從而可於該 第三光阻層233上形成一預定圖案，對該閘極絕緣層204進行餘刻， 形成接觸孔214之圖案，移除剩餘之第三光阻層233。 四、 第四道光罩 形成源/汲極金屬層； 11 1275181 、"月併參閱第十一圖，在該間極絕緣層2〇4及該半導體層215上 依次沈積-源/汲極金屬層施及一第四光阻層放，該源/沒極金屬層 206知肋金屬或相合金製成。該源/汲極金屬層施通過該接觸孔 214與該像素電極212電連接。 (7) 形成源/汲極圖案； ，請-併參财十二圖，以細道光罩製程_雜準該第四光阻 -層234上方，以高能光線平行照射該第四光阻層234，從而可於該第 ❿四光阻層234上形成-預定圖案；對該源/汲極金屬層2〇6侧以形成 預定圖案之源/汲極216圖案，並移除剩餘之第四光阻層234。 (8) 形成鈍化層； 請-併參閱第十三圖，於該源/沒極216及該閘極絕緣層2〇4上沈 積一層鈍化層207，得到薄膜電晶體基板2〇〇。 相較於先前技術，該製造方法將採用一道光罩製程形成閑極圖案 213及像素電極圖案212，從而節省一道光罩製程，光罩次數減少，製 φ程簡化，可有效降低成本。 綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，爰依法提出專利申 請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，本發明之範圍並不 以上述實施例為限，舉凡熟習本案技藝之人士援依本發明之精神所作 之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍内。 【圖式簡單說明】 第一圖係先前技術之薄膜電晶體基板結構示意圖。 弟一圖係先别技術之薄膜電晶體基板製造方法之流程圖。 12 1275181 t圖本發明之_電晶體基板結構示意圖。 第四圖係本發明之薄膜電晶體基板製造方法之流程圖。 弟五圖係第四圖所示形成透明導電金屬層及閘極金屬層之示音圖 第六圖係第四圖所示形成閘極圖案及像素電極圖案之示意^圖。 第七_第四圖所示形成閘極絕緣層、非晶魏摻雜非晶料之示音 .第八圖係第四圖所示形成半導體層圖案之示意圖。 鲁第九圖係本發明形成第四光阻層之示意圖。 -第十圖係第四圖所示形成接觸孔之示意圖。 第十一圖係第四圖所示形成源/；及極金屬層之示音圖 第十一圖係第四圖所示形成源/没極圖案之示音圖。 第十三圖係第四圖所示形成鈍化層之示意圖。 【主要元件符號說明】 絕緣基底 201 透明導電金屬層 閘極金屬層 203 像素電極 閘極 213 閘極絕緣層 非晶石夕及摻雜非晶石夕層 205 接觸孔 源/汲極金屬層 206 源/汲極 鈍化層 207 第一光阻層 弟二光阻層 232 第三光阻層 第四光阻層 半導體層 234 215 薄膜電晶體基板 202 212 204 214 216 231 233 2〇〇 13

Claims (1)

1275181 —十、申請專利範圍： 1· 一種薄膜電晶體基板製造方法，其步驟包括： 在-絕緣基底上依次沈積一透明導電金屬層及一閑極金屬層； 在該閘極金屬層上沈積一光阻層； 以預疋圖案之光罩對該光阻層進行曝光及顯影，形成預定圖案 之光阻層； •對該透明^電金屬層及祕金>|層進行侧，形細定圖案之像 I 素電極及閘極； 去除剩餘光阻。 2·如申请專利範圍第i項所述之薄膜電晶體基板製造方法，其中，該 透明導電金屬層雜_錫氧化物或銦鋅氧化物。 3·如申睛專利乾圍第丄項所述之薄膜電晶體基板製造方法，其中，該 閘極金屬層係採用下列材料之_種：_金屬、紐銅。 4·如申請專利範圍第！項所述之薄膜電晶體基板製造方法，其還包括 ⑩在該絕緣基底、像素電極及_上沈積—閘極絕緣層之步驟。 5·如申请專利範圍第4項所述之薄膜電晶體基板製造方法，其還包括 在該閘極絕緣層上形成預定圖案之半導體層之步驟。 6·如申請專利範圍第5項所述之薄膜電晶體基板製造方法，其還包括 在該閘極絕緣層上形成—接觸孔圖案之步驟。 7·如申請專利範圍第6項所述之薄膜電晶體基板製造方法，其還包括 在該半導體層及該閘極絕緣層上形成源/汲極圖案之步驟。 8· -種薄膜電晶體基板製造方法，其步驟包括： 1275181 — 提供一絕緣基底； 依次在該絕緣基底上沈積一透明導電金屬層及一閘極金屬層； 在一道光罩製程中形成預定圖案之像素電極及閘極； 曰 在該絕緣基底、像素電極及閘極上沈積一閘極絕緣層； 在該閘極絕緣層上形成預定圖案之半導體層； 在該閘極絕緣層上形成一接觸孔圖案； -在該半導體層及該閘極絕緣層上形成源/汲極圖案。 鲁9·如申請專利範圍第8項所述之薄膜電晶體基板製造方法，其還包括 於該源/汲極圖案及該閘極絕緣層上沈積一鈍化層之步驟。 10·如申請專利範圍第8項所述之薄膜電晶體基板製造方法，其中，該 絕緣基底係採用下列材料之一種：玻璃、石英及陶瓷。 11·如申請專利範圍第8項所述之薄膜電晶體基板製造方法，其中，該 透明‘電金屬層係採用銦錫氧化物或銦辞氧化物。 1Z如申請專利範圍第8項所述之薄膜電晶體基板製造方法，其中’該 •閘極金屬層係採用下列材料之一種··銘系金屬、銦及銅。 13· —種薄膜電晶體基板，其包括： 一絕緣基底； - S史置於該絕緣基底上之像素電極層及翻導電金屬廣； 一設置於該透明導電金屬層上之閘極層； -設置於制極層及像素電極層上之驗絕緣層； 一設置於該閘極絕緣層上之半導體層； -設置於該半導體層及該閘極絕緣層上之源版極層。 15 1275181 .14.如申請專利範圍第13項所述之薄膜電晶體基板，其進一步包括一 設置於該源/汲極層及該閘極絕緣層上之鈍化層。 15·如申請專利範圍第13項所述之薄膜電晶體基板，其中，該絕緣基 底係採用下列材料之一種：玻璃、石英及陶曼。 16·如申請專利範圍第13項所述之薄膜電晶體基板，其中，該透明導 電金屬層係採用銦錫氧化物或錮鋅氧化物。 -17·如申請專利範園第13項所述之薄膜電晶體基板，其中，該閘極層 i 係採用下列材料之/種：鋁系金屬、鉬及銅。

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