[發明專利]形成低電阻線的方法和使用該方法制造薄膜晶體管的方法

有效

• 申請號: 201210553758.9
• 申請日: 2012-12-18
• 公開（公告）號: CN103681284B
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發明（設計）人: 權五楠;金海烈
• 申請（專利權）人: 樂金顯示有限公司
• 主分類號: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28;H01L21/336
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司11006
• 代理人: 徐金國,鐘強

技術領域

本發明涉及形成低電阻線的方法和使用該方法制造薄膜晶體管的方法，尤其涉及形成低電阻金屬柵極和數據布線的方法及使用該方法制造薄膜晶體管的方法。

背景技術

已開發出了與陰極射線管相比具有減小的重量和體積的各種平板顯示器。平板顯示器（FPD）包括液晶顯示器（LCD）、場致發射顯示器（FED）、等離子體顯示面板（PDP）、有機發光二極管（OLED）顯示器等。

在平板顯示器中，因為液晶顯示器可以制成輕而薄以及可在低功耗下驅動，所以液晶顯示器的應用范圍很寬。此外，OLED顯示器可自發光，因而具有等于或小于約1毫秒的快速響應時間、低功耗和寬視角。因此，OLED顯示器被認為是下一代顯示器。

液晶顯示器和OLED顯示器通過無源矩陣方法或使用薄膜晶體管的有源矩陣方法驅動。有源矩陣方法（其中薄膜晶體管和與薄膜晶體管連接的像素電極排列成矩陣）由于其高分辨率和卓越的運動圖像再現能力而吸引相當多的注意。

使用薄膜晶體管的有源矩陣顯示器通過用于提供掃描信號的柵極布線和用于提供數據信號的數據布線給每個像素提供信號，通過用于供電的電源線給每個像素供電。

對于具有高分辨率的18英寸以上的大型顯示裝置，用于柵極和數據布線的材料成為用于確定圖像質量的一個非常重要的因素，因為圖像質量取決于該材料的比電阻。包括柵極布線與數據布線的整個線電阻隨大尺寸和高分辨率顯示器的趨勢而增加。這增加了每一條線的電阻和各線之間的寄生電容，從而導致了由電阻-電容所造成的RC延遲。此外，由于RC延遲而產生串擾，從而惡化了圖像質量。

因此，為了防止這種RC延遲，低電阻的金屬如鋁或鋁合金可用于柵極布線和數據布線。然而，鋁的耐化學腐蝕性差，并且會在隨后的工藝中引起缺陷。

為解決這一問題，可以增加線寬度或線厚度以減小電阻。然而，線厚度的增加會由于大的臺階覆蓋率而增加短路的風險。

以下，將參照圖1A到1E更詳細地解釋上述問題。圖1A到1E是圖示用于相關技術的有源矩陣顯示器的薄膜晶體管制造方法的剖面圖。

參照圖1A，在基板10上沉積柵極金屬膜然后圖案化柵極金屬膜以形成柵極布線（未圖示）和從柵極布線延伸的柵極20。

參照圖1B，柵極絕緣膜30、非晶硅膜32和含有雜質的非晶硅膜34順序地沉積在上面形成有柵極20的基板10的整個表面上，以覆蓋柵極20。將非晶硅膜32和含有雜質的非晶硅膜34圖案化以形成有源層35。

參照圖1C，在上面形成了有源層35的基板10的整個表面上沉積數據金屬層。將數據金屬層圖案化以形成與柵極布線相交的數據布線（未圖示）（在柵極布線與數據布線之間插入柵極絕緣膜30），以及在有源層35上與柵極20部分地重疊并且彼此面對的源極42和漏極44。接下來，使用源極42和漏極44作為掩模，蝕刻在源極42和漏極44之間暴露的含雜質的非晶硅圖案，從而形成溝道Ch。

參照圖1D，在上面形成有數據布線（未圖示）、源極42和漏極44的基板10的整個表面上形成鈍化膜50，然后形成接觸孔52以暴露薄膜晶體管的漏極44的一部分。鈍化膜50用于保護溝道Ch不受外部濕氣或接觸的影響。

參照圖1E，在其中形成有接觸孔52的鈍化膜50上沉積透明金屬層，然后圖案化透明金屬層以形成像素電極60。像素電極60與通過鈍化膜50的接觸孔52暴露的薄膜晶體管的漏極44連接。

圖2是圖示圖1E的部分A的放大剖面圖。參照圖2，柵極20、源極42和漏極44突出從而高于其鄰近部分，因為它們是通過圖案化形成的。因此，當將源極42和像素電極60形成得較厚以減小電阻時，因為在隨后的工藝中要形成的柵極絕緣膜30、有源層35、源極42和漏極44的階梯覆蓋率由于與柵極的階梯差而增加，所以會發生短路。此外，當將源極42和漏極44同樣形成得較厚以減小電阻時，因為在隨后的工藝中要形成的鈍化膜50和像素電極60的階梯覆蓋率由于與源極和漏極的階梯差而增加，所以會發生短路。

此外，如圖2所示，柵極20與源極42、漏極44之間的寄生電容Cp會由于與柵極20的階梯差而增加。這會導致顯示裝置上的嚴重閃爍并產生圖像質量缺陷。

發明內容

因此，本發明努力解決在相關技術中出現的問題并提供一種形成低電阻線的方法，通過使用使線變厚的低電阻材料來增加孔徑比，并通過防止因增加的線厚度所引起的階梯覆蓋率和閃爍的問題而改善圖像質量，以及提供一種使用該方法制造薄膜晶體管的方法。