[發(fā)明專利]一種TFT矩陣結(jié)構(gòu)及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200610152022.5
• 申請日: 2006-09-11
• 公開（公告）號(hào): CN101145561A
• 公開（公告）日: 2008-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王章濤;邱海軍;閔泰燁;林承武
• 申請（專利權(quán)）人: 北京京東方光電科技有限公司;京東方科技集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L27/12
• 分類號(hào): H01L27/12;H01L21/84;G02F1/136
• 代理公司: 北京同立鈞成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 劉芳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種薄膜晶體管(TFT)矩陣結(jié)構(gòu)及其制造方法，特別涉及一種由四次光刻制備的TFT矩陣結(jié)構(gòu)及其制造方法。

背景技術(shù)

液晶顯示方式是目前平板顯示的主流，而有源驅(qū)動(dòng)TFT?LCD(薄膜晶體管液晶顯示器)則是液晶顯示領(lǐng)域中的主導(dǎo)顯示方式。TFT?LCD的制造工藝與傳統(tǒng)的IC電路相兼容，顯示品質(zhì)優(yōu)異，功耗低、重量輕、無輻射，是一種非常友好的人機(jī)交流界面，其主要應(yīng)用領(lǐng)域有筆記本電腦、臺(tái)式計(jì)算機(jī)監(jiān)視器、工作站、工業(yè)監(jiān)視器、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)、個(gè)人數(shù)據(jù)處理、游戲機(jī)、可視電話、便攜式VCD、DVD及其它一些便攜裝置。

為了有效地降低TFT?LCD的價(jià)格和提高其成品率，有源驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管(TFT)矩陣的制造工藝逐步得到簡化，從開始的七次或六次光刻到現(xiàn)在普遍采用的五次光刻。近來，??基于灰色調(diào)掩模版光刻“Gray?Tone?Mask”技術(shù)的四次光刻工藝開始涉足TFT?LCD的制造領(lǐng)域并逐步得到應(yīng)用，其核心工藝就是用源漏電極(S/D)Gray?Tone?Mask代替?zhèn)鹘y(tǒng)五次光刻工藝中的有源層光刻(Active?Mask)和源漏電極光刻(S/D?Mask)。其具體工藝過程如下：首先，由第一次光刻形成柵電極，接著在柵電極上連續(xù)沉積一層?xùn)沤^緣層、有源層、歐姆接觸層和源漏金屬層。接著在第二次光刻后通過S/D濕法刻蝕、多步刻蝕(有源層刻蝕→灰化(Ashing)→Mo干法刻蝕→n+刻蝕)形成數(shù)據(jù)線、有源區(qū)、源漏電極和TFT溝道圖形。然后沉積一層鈍化層，由第三次光刻在鈍化層上形成連接孔。最后沉積一層透明的像素電極層并由第四次光刻形成像素電極。

該四次光刻工藝相對于傳統(tǒng)五次光刻工藝盡管取得了一些進(jìn)步，但仍存在幾個(gè)主要的缺點(diǎn)：一是多步刻蝕工藝復(fù)雜，開發(fā)難度大，而且不可避免地會(huì)產(chǎn)生一些缺陷，如金屬M(fèi)o殘留、溝道表面粗糙等。二是在Mo干法刻蝕中產(chǎn)生的側(cè)向刻蝕將影響溝道的寬長比，導(dǎo)致TFT電學(xué)特性的改變，如開態(tài)電流偏低等。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提出了一種由四次光刻制備有源驅(qū)動(dòng)TFT矩陣結(jié)構(gòu)及其制造方法，從而縮短了TFT矩陣的生產(chǎn)周期，降低了其生產(chǎn)成本。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種TFT矩陣結(jié)構(gòu)，其中包括：

一基板；

一柵線和與其一體的柵電極，形成在所述基板上，柵線和柵電極的上方依次覆蓋有第一層絕緣層、半導(dǎo)體層、歐姆接觸層；

一薄膜晶體管溝道形成在所述柵電極上的歐姆接觸層上；

一第二層絕緣層，形成在所述歐姆接觸層上；

一源漏電極過孔，形成在所述薄膜晶體管溝道兩側(cè)的第二層絕緣層上；

一數(shù)據(jù)線及與其一體的源電極，形成在所述第二層絕緣層的上方，并通過所述源漏電極過孔與所述柵電極上的歐姆接觸層連接；

一漏電極，形成在所述第二層絕緣層的上方，并通過所述源漏電極過孔與所述柵電極上的歐姆接觸層連接；

一鈍化層，形成在所述數(shù)據(jù)線、源電極及漏電極的上方；

一像素電極，形成在所述第二絕緣層上，并與所述漏電極部分搭接；

一凹槽，形成在所述數(shù)據(jù)線之間的柵線上，所述凹槽截?cái)鄸啪€上方的歐姆接觸層并露出第一層絕緣層，所述凹槽露出第一絕緣層的上方覆蓋一層像素電極材料層。

上述方案中，所述柵線、柵電極、源電極、數(shù)據(jù)線或漏電極為Cr、W、Ti、Ta、Mo、Al或Cu的單層膜，或者為Cr、W、Ti、Ta、Mo、Al或Cu之一或任意組合所構(gòu)成的復(fù)合膜。所述第一層絕緣層、第二層?xùn)沤^緣層或鈍化層為氧化物、氮化物或者氧氮化合物。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明同時(shí)提供一種TFT矩陣結(jié)構(gòu)的制造方法，其中包括：

步驟1，在基板上，依次沉積柵金屬層、第一層絕緣層、半導(dǎo)體層和歐姆接觸層，采用第一塊掩模版，進(jìn)行掩模、曝光和刻蝕，形成柵線、柵電極和薄膜晶體管溝道部分；

步驟2，在完成步驟1的基板上沉積第二層?xùn)沤^緣層，采用第二塊掩模版，進(jìn)行掩模、曝光和刻蝕后，將柵電極上方的歐姆接觸層上的部分第二層?xùn)沤^緣層刻蝕掉，形成源漏電極過孔；同時(shí)將相鄰像素間柵線上的部分第二層絕緣層刻蝕掉，形成一凹處；

步驟3，在完成步驟2的基板上沉積源漏金屬層，采用第三塊掩模版，進(jìn)行掩模、曝光和刻蝕后形成源電極和漏電極，其中源電極和漏電極分別通過源漏電極過孔同歐姆接觸層連接；