专利名称：薄膜晶体管基板制造方法
技术领域：
本发明是关于一种薄膜晶体管基板制造方法。
背景技术：
目前，液晶显示器逐渐取代用于计算器的传统阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)显示器，而且，由于液晶显示器具有轻、薄、小等特点，使其非常适合应用于桌上型计算机、膝上型计算机、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、便携式电话、电视及多种办公自动化与视听设备中。液晶面板是其主要组件，其一般包括一薄膜晶体管基板、一彩色滤光片基板及夹在该薄膜晶体管基板与该彩色滤光片基板之间的液晶层。
请参阅图1，是一传统的薄膜晶体管基板100的结构示意图。该薄膜晶体管基板100包括一基底101、一位于该基底101上的栅极102、一位于该栅极102及该基底101上的栅极绝缘层103、一位于该栅极绝缘层103上的半导体层104、一位于该半导体层104及该栅极绝缘层103上的源极105与漏极106、一位于该栅极绝缘层103、该源极105及该漏极106上的钝化层107以及一位于该钝化层107上的像素电极108。
一、第一道光罩(1)形成栅极金属层提供一绝缘基底101，在该绝缘基底101上依序形成一栅极金属层及一第一光阻层；(2)形成栅极图案以第一道光罩的图案对该第一光阻层进行曝光显影，从而形成一预定图案；对该栅极金属层进行蚀刻，进而形成一栅极102的图案，移除第一光阻层。
二、第二道光罩(3)形成栅极绝缘层、非晶硅及掺杂非晶硅层在具有该栅极的绝缘基底上形成一栅极绝缘层103、一非晶硅及掺杂非晶硅层及一第二光阻层；(4)形成半导体层图案以第二道光罩的图案对该第二光阻层进行曝光显影，从而形成一预定图案；对该掺杂非晶硅层及该非晶硅层进行蚀刻，进而形成具有一预定图案的半导体层104，移除第二光阻层。
三、第三道光罩(5)形成源/漏极金属层在该基底及该半导体层图案上形成一源/漏极金属层及一第三光阻层；(6)形成源/漏极金属层图案以第三道光罩的图案对该第三光阻层进行曝光显影，从而形成一预定图案；对该源/漏极金属层进行蚀刻，进而形成一源极105及一漏极106，并对掺杂非晶硅层进行蚀刻形成一沟槽，再移除第三光阻层。
四、第四道光罩(7)形成钝化层在具有该栅极、源极及漏极的基底上沉积一钝化层及一第四光阻层；(8)形成钝化层图案以第四道光罩的图案对该第四光阻层进行曝光显影，从而形成一预定图案；对该钝化层进行蚀刻，进而定义出一钝化层107的图案，移除第四光阻层。
五、第五道光罩(9)形成一导体层在具有该栅极、源极、漏极及钝化层图案的基底上形成一导体层及一第五光阻层；(10)形成像素电极图案以第五道光罩的图案对该第五光阻层进行曝光显影，从而形成一预定图案；对该导体层进行蚀刻，进而定义出一导体层图案，即像素电极图案108，移除第五光阻层。
但是，该方法需要较多光罩制造过程，而光罩制造过程通常较为复杂且成本较高，从而使得制造成本较高。另外，在每一次光罩制造过程的微影生产过程中，灰尘的污染以及曝光的好坏会直接影响整个产品的良率，因此，光罩制造过程较多易增加降低产品良率的机会。
发明内容
为解决上述薄膜晶体管基板制造工艺复杂和成本较高的问题，有必要提供一种制造工艺简单且成本低的薄膜晶体管基板制造方法。
一种薄膜晶体管基板制造方法，其步骤包括提供一绝缘基底；依次在该绝缘基底上沉积一透明导电金属层及一栅极金属层；对该透明导电金属层与栅极金属层实施一道光罩制造过程，形成预定图案的栅极及像素电极；在一道光罩制造过程中，形成掺杂非晶硅图案、非晶硅图案与栅极绝缘层图案；在该绝缘基底、掺杂非晶硅层及像素电极上沉积一光阻层，并以该栅极为遮蔽罩，从绝缘基底的与该栅极及像素电极相对的一侧对该光阻层进行曝光，在掺杂非晶硅层上对应该栅极形成一光阻层图案；在该绝缘基底、掺杂非晶硅层、光阻层图案及像素电极上沉积一源/漏极金属层；移除该光阻层图案及其上的源/漏极金属层部分，形成源/漏极金属层图案，并进一步蚀刻该掺杂非晶硅层对应该光阻层图案的部分形成一沟槽；该源/漏极金属层图案及该沟槽上沉积一钝化层；对该钝化层及源/漏极金属层图案实施一道光罩制造过程，形成钝化层图案、源极及漏极。
相较于现有技术，上述薄膜晶体管基板制造方法将现有技术中需要采用二道光罩制造过程而形成的像素电极与栅极，采用一道光罩制造过程形成，从而节省一道光罩制造过程，而且，形成源/漏极金属层图案的步骤中，节省预定图案的光罩而直接以栅极为遮蔽罩对光阻层进行曝光，从而简化制造，可有效降低成本。
图1是现有技术的薄膜晶体管基板结构示意图。
图2是现有技术的薄膜晶体管基板制造方法的流程图。
图3是本发明薄膜晶体管基板的示意图。
图4是沿图3线IV-IV的剖面放大示意图。
图5是沿图3线V-V的剖面放大示意图。
图6是本发明薄膜晶体管基板制造方法的流程图。
图7是形成透明导电金属层、栅极金属层及光阻层的示意图。
图8是薄膜晶体管基板制造方法一光罩制造过程的示意图。
图9是形成光组图案的示意图。
图10是透明导电金属层与栅极金属层图案的示意图。
图11是形成像素电极与栅极的示意图。
图12是形成栅极绝缘层、非晶硅及掺杂非晶硅层的示意图。
图13是形成栅极绝缘层、非晶硅及掺杂非晶硅层图案的示意图。
图14是形成光阻层的示意图。
图15是形成光阻图案的示意图。
图16是形成源/漏极金属层的示意图。
图17是形成源/漏极金属层图案的示意图。
图18是形成钝化层及光阻图案的示意图。
图19是形钝化层图案的示意图。
图20是移除光阻层图案的示意图。
具体实施方式请参阅图3，是本发明薄膜晶体管基板的示意图。该薄膜晶体管基板2包括多个栅极线210、多个数据线220及多个公共线225。该多个栅极线210与该多个数据线220绝缘相交，并界定多个像素电元200。每一像素区域200包括一薄膜晶体管230、一储存电容240及一像素电极222。该薄膜晶体管230设置在该栅极线210与该数据线220相交处，其包括一栅极223、一源极227及一漏极228。该栅极223与该栅极线210一体相连，该源极227与该数据线220电连接，该漏极228与该像素电极222一侧电连接。该公共线225位于像素电极222与栅极线210之间且与该数据线220相交，该储存电容240设置在该公共线225上，该储存电容240包括一电容电极229，其与该像素电极222另一侧电连接，该另一侧与连接漏极228的一侧相对。
请一并参阅图4，是沿图3线IV-IV的剖面放大示意图。该薄膜晶体管基板2还包括一绝缘基底201、一透明导电线221、一栅极绝缘层图案214、一非晶硅图案215、一掺杂非晶硅图案216及一钝化层图案219。该透明导电线221、像素电极222及公共线225设置在该绝缘极底201上。该栅极223与栅极线210设置在该透明导电线221上。该栅极绝缘层图案214设置在该栅极223、公共线225与栅极线210的与该数据线220相交的部分上，该非晶硅图案215及掺杂非晶硅图案216依序设置在该栅极绝缘层图案214上。该源极227及漏极228设置在与该栅极223对应的掺杂非晶硅图案216上。该电容电极229设置在与该公共线225对应的掺杂非晶硅图案216上。该钝化层图案219设置在该薄膜晶体管230及储存电容240上。
请一并参阅图5，是沿图3线V-V的剖面放大示意图。该栅极线210是与该数据线220相交处为断开的不连续体，然而可由该栅极线210下方的透明导电线221电连接该栅极线210的断开处，其可以防止该栅极线210与该数据线220相交处产生断路/短路。
请参阅图6，是本发明薄膜晶体管基板制造方法一较佳实施方式的流程图。该薄膜晶体管基板2的制造方法包括三道光罩制造过程，其具体步骤如下一、第一道光罩(S1)形成一透明导电金属层及一栅极金属层；请参阅图7，提供一绝缘基底201，该绝缘基底201可以是玻璃、石英或者陶瓷等绝缘材质；在该绝缘基底201上沉积一透明导电金属层202，该透明导电金属层202可以为铟锡氧化物(Indium TinOxide，ITO)或铟锌氧化物(Indium Zinc Oxide，IZO)；在该透明导电金属层202上沉积一栅极金属层203，其材料可为铝(Al)是金属、钼(Mo)、铬(Cr)、钽(Ta)、或铜(Cu)；在该栅极金属层203上沉积一第一光阻层231。
(S2)形成栅极及像素电极；请一并参阅图8，提供一光罩250对准该第一光阻层231，以紫外光线照射该第一光阻层231。该光罩250为狭缝光罩(Slit Mask)，其包括狭缝区252及遮光区251。因该遮光区251透过之光线能量较于该狭缝区252透过的光线能量少。再对该光阻层231进行显影，从而形成如图9所示的预定图案，即相应于该狭缝区252的部分剩余光阻层232较相应于该遮光区251的部分剩余光阻层233的厚度薄。
请参阅图10，对该栅极金属层203及该透明导电金属层202进行蚀刻，去除光阻层232及233未覆盖部分的该栅极金属层203及透明导电金属层202，形成栅极金属层图案213及透明导电金属层图案212。该透明导电金属层图案212包括像素电极222、公共线225及透明导电线221等三个部分。
如图11所示，对该剩余光阻层232、233进行蚀刻，将该厚度较薄的光阻层232全部蚀刻掉，再蚀刻与该光阻层232对应的部分栅极金属层图案213，使其全部蚀刻掉，再移除剩余光阻层233形成位于透明导电线221上的栅极223。
上述形成该栅极223的制造还形成了与该栅极223一体的栅极线210，该栅极线210位于该透明导电线221上方。即该透明导电线221位于该栅极223与栅极线210下方。
由于该栅极金属层203及该透明导电金属层202位于相邻层次，且栅极223及像素电极222在垂直于该基底201方向并无重叠，所以本步骤采用一道光罩制造过程即可同时形成栅极223及像素电极222，相较于现有技术，可节省一道光罩，简化制造，降低成本。
二、第二道光罩(S3)依序形成栅极绝缘层、非晶硅、掺杂非晶硅层；请一并参阅图12，在该绝缘基底201、栅极223、像素电极222及公共线225上，用化学气相沉积方法形成氮化硅(SiNx)构成的栅极绝缘层204；再用化学气相沉积(Chemical Phase Deposition，CVD)方法在该栅极绝缘层204上形成一非晶硅层；再进行一道掺杂工艺，对该非晶硅层进行掺杂，形成非晶硅层205及掺杂非晶硅层206。
(S4)形成栅极绝缘层、非晶硅及掺杂非晶硅图案；请一并参阅图13，在该掺杂非晶硅层206上沉积一第二光阻层，以光罩图案对准该第二光阻层，以紫外光线平行照射该第二光阻层，再对该第二光阻层进行显影，对该栅极绝缘层204、非晶硅层205及掺杂非晶硅层206进行蚀刻，移除栅极绝缘层204、非晶硅层205及掺杂非晶硅层206未被第二光阻层结构覆盖的部分，形成栅极绝缘层图案214、非晶硅图案215及掺杂非晶硅图案216。
(S5)形成源/漏极金属层图案请一并参阅图14，在该掺杂非晶硅图案216、绝缘基底201及像素电极222上沉积一第三光阻层241，并以该栅极223为遮蔽罩，从绝缘基底201之与该栅极223及像素电极222相对的一侧对该第三光阻层241进行曝光及显影，在掺杂非晶硅图案216上对应该栅极223形成第三光阻层图案242(如图15)，然后在该掺杂非晶硅图案216、绝缘基底201、第三光阻层图案242及像素电极222上沉积一源/漏极金属层207(如图16)，将该第三光阻层图案242及位于其上的源/漏极金属层207部分移除，形成一源/漏极金属层图案217，并进一步蚀刻该掺杂非晶硅图案216对应该第三光阻层图案242的部分形成一沟槽226(如图17)。
三、第三道光罩(S6)形成钝化层图案、源极及漏极；请一并参阅图18，在该沟槽226及源/漏极金属层图案217上依序沉积一钝化层209及一第四光阻层(图未示)，以光罩图案对准该第四光阻层，以紫外光线平行照射该第四光阻层，再对该第四光阻层进行显影，形成第四光阻层图案252。如图19所示，依序对该钝化层209及源/漏极金属层图案217的未被该第四光阻层图案252覆盖的部分进行蚀刻，使该部分的像素电极222外露，并移除该第四光阻层图案252形成源极227、漏极228、电容电极229及钝化层图案219(如图20)。
相较于现有技术，上述薄膜晶体管基板2制造方法将将现有技术中需要采用二道制造而形成的像素电极222与栅极223，采用一道光罩制造过程形成，从而节省一道光罩制造过程，而且，形成源/漏极金属层图案217的步骤中，节省预定图案的光罩而直接以栅极223为遮蔽罩对光阻层进行曝光，从而简化制造，可有效降低成本。
权利要求
1.一种薄膜晶体管基板制造方法，其步骤包括提供一绝缘基底；依次在该绝缘基底上沉积一透明导电金属层及一栅极金属层；对该透明导电金属层与栅极金属层实施一道光罩制造过程，形成预定图案的栅极及像素电极；在一道光罩制造过程中，形成掺杂非晶硅图案、非晶硅图案与栅极绝缘层图案；在该绝缘基底、掺杂非晶硅层及像素电极上沉积一光阻层，并以该栅极为遮蔽罩，从绝缘基底的与该栅极及像素电极相对的一侧对该光阻层进行曝光，在掺杂非晶硅层上对应该栅极形成一光阻层图案；在该绝缘基底、掺杂非晶硅层、光阻层图案及像素电极上沉积一源/漏极金属层；移除该光阻层图案及其上的源/漏极金属层部分，形成源/漏极金属层图案，并进一步蚀刻该掺杂非晶硅层对应该光阻层图案的部分形成一沟槽；该源/漏极金属层图案及该沟槽上沉积一钝化层；对该钝化层及源/漏极金属层图案实施一道光罩制造过程，形成钝化层图案、源极及漏极。
2.如权利要求1所述的薄膜晶体管基板制造方法，其特征在于形成栅极及像素电极的一道光罩制造过程包括在该栅极金属层上沉积一光阻层，并提供狭缝光罩对该光阻层曝光及显影以形成一光阻层图案的步骤，该光阻层图案包括一厚度较厚的区域及一厚度较薄之区域。
3.如权利要求2所述的薄膜晶体管基板制造方法，其特征在于该形成栅极及像素电极的一道光罩制造过程进一步包括蚀刻该透明导电金属层与栅极金属层未被该光阻层图案覆盖的部分，形成透明导电金属层图案与栅极金属层图案。
4.如权利要求3所述的薄膜晶体管基板制造方法，其特征在于该形成栅极及像素电极的一道光罩制造过程进一步包括蚀刻该光阻层图案的步骤，使该厚度较薄的区域全部蚀刻掉。
5.如权利要求4所述的薄膜晶体管基板制造方法，其特征在于该形成栅极及像素电极的一道光罩制造过程进一步包括蚀刻与该光阻层图案厚度较薄的区域对应的该栅极金属层部分，形成一与该栅极一体的栅极线的步骤。
6.如权利要求5所述的薄膜晶体管基板制造方法，其特征在于该透明导电金属层图案进一步包括与该像素电极同一层的一透明导电线及一公共线，该透明导电线位于该栅极与栅极线下方。
7.如权利要求6所述的薄膜晶体管基板制造方法，其特征在于该形成掺杂非晶硅图案、非晶硅图案与栅极绝缘层图案的一道光罩制造过程包括在该绝缘基底、栅极、像素电极及公共线上依序形成栅极绝缘层、非晶硅、掺杂非晶硅层及光阻层的步骤。
8.如权利要求7所述的薄膜晶体管基板制造方法，其特征在于该该形成掺杂非晶硅图案、非晶硅图案与栅极绝缘层图案的一道光罩制造过程进一步包括提供一预定图案的光罩，曝光及显影形成光阻层图案的步骤。
9.如权利要求1所述的薄膜晶体管基板制造方法，其特征在于该形成钝化层图案、源极及漏极的一道光罩制造过程包括在该源/漏极金属层图案及非晶硅图案上依序沉积钝化层及光阻层的步骤。
10.如权利要求9所述的薄膜晶体管基板制造方法，其特征在于该形成钝化层图案、源极及汲极的一道光罩制程进一步包括提供一预定图案的光罩，曝光及显影形成光阻层图案的步骤及依序蚀刻该钝化层及源/汲极金属层图案的步骤。
全文摘要
一种薄膜晶体管基板制造方法，其步骤包括提供一绝缘基底；在一道光罩制造过程中，形成预定图案的栅极及像素电极；又一道光罩制造过程中，形成掺杂非晶硅图案、非晶硅图案与栅极绝缘层图案；在掺杂非晶硅层上对应该栅极形成一光阻层图案；在该绝缘基底、掺杂非晶硅层、光阻层图案及像素电极上沉积一源/漏极金属层；移除该光阻层图案形成源/漏极金属层图案，并进一步蚀刻该掺杂非晶硅层对应该光阻层图案的部分形成一沟槽；以另一道光罩制造过程形成钝化层图案、源极及漏极。本发明的制造方法可简化制造，降低成本。
文档编号H01L21/84GK101060100SQ20061006041
公开日2007年10月24日 申请日期2006年4月21日 优先权日2006年4月21日
发明者林耀楠 申请人:群康科技(深圳)有限公司, 群创光电股份有限公司