用于液晶显示器的薄膜晶体管及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种用于ＬＣＤ的薄膜晶体管及其制造方法。在具有显示区及其外部的缓冲区的基板上形成沿第一方向延伸的栅极布线。在栅极布线和基板上的栅极绝缘膜上形成有源构图。在栅极布线上形成沿垂直于第一方向的第二方向延伸的数据布线。在数据布线和栅极绝缘膜上形成并构图有机钝化膜，使其在延伸到将要形成通孔的边缘时倾斜得越来越小。将有机钝化膜作为掩膜刻蚀栅极绝缘膜，形成显露数据布线的第一通孔和显露栅极布线的第二通孔。去除有机钝化膜构图下方的凹槽。在有机钝化膜构图上形成经第一通孔连接数据布线的像素电极和经第二通孔连接栅极布线的缓冲电极。栅极绝缘膜在第二通孔的底部边缘上相对于有机钝化膜构图向内突出。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，并尤其涉及一种用于液晶显示器的薄膜晶体管及其能够减少所用掩膜的数量的制造方法。
技术介绍
在当今信息导向的社会，电子显示器的角色正变得越来越重要。所有种类的电子显示器被广泛地用在各个工业领域。一般地，电子显示器是一种用于给人视觉传递各种信息的设备。即从各种电子装置输出的电信息信号在电子显示器中转变成视觉可识别的光学信息信号。因此，电子显示器充当连接人与电子装置的桥梁。电子显示器分成发射型显示器和非发射型显示器，发射型显示器通过发光的方式显示光学信息信号，非发射型显示器通过如光反射、散射和干涉现象等光调制的方式显示光学信息信号。作为称作有源显示器的发射型显示器，例如有CRT(阴极射线管)、PDP(等离子体显示板)、LED(发光二极管)和ELD(电致发光显示器)等。作为无源显示器的非发射型显示器，有LCD(液晶显示器)、ECD(电化学显示器)和EPID(电泳图像显示器)等。用在图像显示器如电视接收器和监视器等中的CRT在显示质量和经济效益方面具有最高的市场份额，但也有很多的不利之处，如大重量、大体积和高功耗。同时，由于半导体技术的迅速发展，各种电子器件由较低的电压和较低的功率驱动，因而电子设备变得更薄和更轻。因此，根据新的形势需要一种具有较薄和较轻的特性以及较低驱动电压和较低功耗的平板型显示器。在各种已开发出来的平板型显示器中的LCD比任何其它的显示器都要薄和轻得多，并且具有较低的驱动电压和较低的功耗，还具有与CRT相似的显示质量。因此，LCD被广泛地用在各种电子设备中。LCD包括两个各自具有电极的基板和一个夹在两基板之间的液晶层。在LCD中，电压施加到电极上使液晶分子重新排列并控制透过分子的光量。这些LCD被分成利用外部光源显示图像的透射型LCD和利用自然光显示图像的反射型LCD。现今主要使用的一种LCD设置有形成在两个基板中的每一个上的电极和用于切换供给每个电极的电源的薄膜晶体管。一般地，薄膜晶体管(以下称作TFT)形成在两基板的一侧上。通常把其上形成有TFT的基板称作“TFT基板”。并且这种TFT基板通常通过一个利用掩膜的光刻工艺制造，例如目前是七片掩膜。图1是常规的反射型TFT LCD的截面图。参见图1，在玻璃、石英或蓝宝石制成的透明基板10上沉积如铬(Cr)、铝(Al)、钼(Mo)或钼与钨(W)的合金的单层金属膜或双层金属膜作为栅极膜，之后，利用光刻工艺对栅极膜构图，以形成一条栅极布线(使用第一掩膜)。栅极布线包括一个栅电极12、一条连接到栅电极12的栅极布线和一个接收外部信号并把接收到的信号传递给栅极布线的栅极缓冲(pad)层13。在基板上形成由氮化硅制成的栅极绝缘膜14至大约4,500埃厚，该基板上形成有栅极布线。在栅极绝缘膜14上沉积由非晶硅制成的半导体膜，然后对该半导体膜构图，从而形成薄膜晶体管的有源构图(active pattern)16(使用第二掩膜)。在有源构图16和栅极绝缘膜14上沉积金属膜，并再利用光刻工艺构图以形成数据布线(使用第三掩膜)。数据布线包括源电极18、漏电极和用于传递图像信号的数据缓冲层(未示出)。在数据布线和栅极绝缘膜14上沉积氮化硅制成的无机钝化膜20至约4,000埃厚之后，通过光刻法干法刻蚀源电极上的无机钝化膜20和栅绝缘膜14、栅极布线数据缓冲层(使用第四掩膜)。在无机钝化膜20上沉积厚度范围大约为2-4μm的光敏有机钝化膜22，然后利用一个光掩膜(使用第五掩膜)曝光。此时，放置在源电极18、栅极布线和数据缓冲层上的有机钝化膜22完全曝光。另外，为了制造光散射结构内的像素区域的反射板，再次曝光有机钝化膜22(使用第六掩膜)。此时，显示区域的有机钝化膜22以不规则构图的形式不完全地曝光，该构图具有对应于曝光机的分辨率的线宽。随后，显影曝光后的有机钝化膜22以形成一个不规则的表面，该表面在有机钝化膜中具有多个凹进部分和凸起部分，还有一个用于显露源电极18的第一通孔和一个用于显露栅极缓冲层13的第二通孔。另外，虽然图中没有示出，但还形成有显露数据缓冲层的第三通孔。在形成有前述通孔的有机钝化膜22上，沉积诸如铝(Al)的反射金属膜然后对其构图，以形成通过第一通孔连接到源电极18的像素电极26和通过第二通孔连接到栅极缓冲层13的栅极缓冲电极27(使用第七掩膜)。另外，还形成有经第三通孔连接到数据缓冲层的数据缓冲电极(未示出)。像素电极26形成在栅极布线和数据布线围成的像素区域内并设置成一个反射板。为了按前述的常规方法制造薄膜晶体管，在栅极布线、有源构图、数据布线、无机钝化膜、有机钝化膜和像素电极的六层内使用光刻工艺，因而需要六片掩膜。光刻加工数量增加越多，制造成本和加工出错的机率增加越多。因为这导致制造成本的增大，所以为了简化工艺提出了一种用于通过消除无机钝化膜而将无机钝化膜形成为一个单层的方法。图2A至4B是描述根据另一常规方法在薄膜晶体管中形成一个通孔的方法的截面图，在该方法中消除了无机钝化膜。此处，图2A、3A和4A示出显示区域的一部分，而图2B、3B和4B示出缓冲区的一部分。参见图2A和2B，在基板40上沉积由光敏材料制成的有机钝化膜45之后，利用掩膜30对有机钝化膜45的通孔部分45a和45b曝光，该基板40上依次形成由第一金属膜制成的栅极布线42、由无机绝缘膜制成的栅极绝缘膜43和由第二金属制成的数据布线。参见图3A和3B，对有机钝化膜45的曝光后的通孔部分45a和45b显影并去除，以形成一个有机钝化膜构图45c。之后，将有机钝化膜构图45c用作蚀刻掩膜干法刻蚀设置在被去除的通孔部分45a和45b之下的栅极绝缘膜42，以形成显露数据布线44的第一通孔46和显露栅极布线42的第二通孔47。此时，侧向刻蚀无机绝缘膜，并由此在有机钝化膜构图45c下方形成凹槽“A”。同样，在由如钼(Mo)或MoW的具有高损耗率的材料形成数据布线44的情形中，在第一通孔46的一个边缘侧向刻蚀数据布线44，并由此在有机钝化膜构图45c的下方形成凹槽“A”。同时，在第一通孔46的底部“B”处损耗预定厚度的数据布线44。参见图4A和4B，在形成有第一和第二通孔46和47的有机钝化膜构图45c上沉积如铝(Al)的反射金属膜之后，通过光刻工艺对沉积的反射金属膜构图，以形成经第一通孔46连接到数据布线44的像素电极48和经第二通孔47连接到栅极布线42的缓冲电极49。此时，由于形成在有机钝化膜构图45c下方的凹槽，产生反射金属膜的覆盖中的缺陷，因此在第一和第二通孔46和47的底部出现反射金属膜的开口缺陷。因此，不可避免地需要解决这种凹槽问题。如果凹槽问题不得以解决，就很难把钝化膜作为有机绝缘膜的一个单层，并且因而不可能减少光掩膜的数量。
技术实现思路
因此，本专利技术的第一目的是提供一种用于LCD的薄膜晶体管，此晶体管能够通过将钝化膜形成为一个单层而减少光掩膜的数量。本专利技术的第二目的是提供一种制造用于LCD的薄膜晶体管的方法，此晶体管能够通过将钝化膜形成为一个单层而减少光掩膜的数量。本专利技术的第三目的是提供一种制造用于反射型和透射型LCD的薄膜晶体管的方法，此晶体管能够通过将钝化膜形成为一个单层并将IZO(氧化铟锌)用作透明电极而增强反射电极和透明电极之间的边界特性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于ＬＣＤ的薄膜晶体管，包括： 形成在基板上的栅极布线，该基板包括显示区和位于显示区外部的缓冲区，所述栅极布线沿第一方向延伸； 栅极绝缘膜，该栅极绝缘膜形成在栅极布线和基板上，用于部分暴露栅极布线； 形成在栅极绝缘膜上的有源构图； 被有源构图部分重叠的数据布线，该数据布线形成在栅极绝缘膜上并在垂直于第一方向的第二方向上延伸； 形成在数据布线和栅极绝缘膜上的有机钝化膜构图，所述有机钝化膜构图包括用于部分显露数据布线的第一通孔和用于显露部分显露的栅极布线的第二通孔； 形成在有机钝化膜构图上并经数据布线上的第一通孔连接到数据布线的像素电极；以及 形成在有机钝化膜构图上并经第二通孔连接到栅极布线上的缓冲电极， 其特征在于，栅极绝缘膜相对于在第二通孔底部边缘的有机钝化膜构图向内凸出。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金东奎，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]