有源矩阵基板的制造方法技术

在用来通过覆盖着薄膜晶体管（ＴＦＴ）的保护膜上形成使ＴＦＴ的源电极和象素电极之间彼此连接的接触通孔的步骤中，随后形成的接触通孔的位置被设计成与保护膜上形成开口的外涂层的开口位置间隔不少于２．０微米。这种构造迫使酚醛清漆型的光敏抗蚀涂层的开口位于外涂层的开口的位置之内，所以通过在保护膜上形成的接触通孔可以具有决不受外涂层的开口影响的锥形截面轮廓，从而为源电极和象素电极之间稳定的连接创造条件。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用来制造在液晶显示器器件中使用的有源矩阵基板的方法，更具体地说涉及用来制造备有彩色滤光片(CF)的薄膜晶体管(TFT)基板的方法。本专利技术的现有技术在传统的扭转向列型(TN)液晶彩显器件中，液晶插在TFT基板和彩色滤光片(CF)基板之间。在这种液晶显示器件中，为了防止显示图像恶化(衰减)，黑色基底通常是在CF基板上提供的。考虑到CF基板和TFT基板之间的不重合，黑色基底必须做得足够宽，以便可靠地阻止光线穿过液晶泄漏。因此，液晶显示器件的孔径比变小而且其透明度变低。作为用来解决上述问题增大孔径比的一种技术，日本专利申请第10-351637号(在下文中称之为传统实例)揭示了一种在TFT上制造彩色滤光片(备有彩色滤光片的TFT)的方法。附图说明图1和图2是备有CF的TFT基板的剖视图，其中TFT是受钝化膜保护的并且被用作开关元件，它们图解说明了这样的TFT的制造步骤。备有CF的TFT的结构将参照图1和图2予以描述。首先，通过蚀刻形成沟道的TFT 160是在透明的绝缘基板51上形成的，而包括TFT 160在内的整个基板表面都被钝化膜58覆盖着。举例说，钝化膜58是通过利用等离子体CVD沉积氮化硅形成的(图1A)。接下来，通过将红色颜料分散在丙烯酸树脂中获得的负型光致固化的彩色抗蚀剂被旋涂到透明绝缘基板51上。调节旋涂器的旋转速度使抗蚀涂层的薄膜厚度大约为1.2微米。然后，在预烘烤步骤中将上面已形成抗蚀剂涂层的基板放在热板上在80°的温度下加热两分钟，然后让它曝光，进而在TMAH(氢氧化四甲基銨)溶液中显影，以便在基板51上相关的部分中形成红色滤光片163(图1B)。在这种情况下，红色滤光片163是这样形成的，以致红色滤光片不在钝化膜58的那个随后将在钝化膜上形成第三开口的部分62上形成。然后，在清洁的烘箱中将基板51在220°的温度下烘烤60分钟，以使红色滤光片163固化。此后，绿色滤光片263将按照与形成红色滤光片相同的方式在形成不同于红色滤光片的彩色滤光片的另一个象素中形成。基板51在烘箱中在220°的温度下烘烤60分钟，以获得绿色滤光片263。蓝色滤光片363也是按照与形成红色滤光片的情况相同的方式形成的。接下来，在完成彩色滤光片的成形之后，形成黑色基底64(图1C)。黑色基底64是由树脂构成的，该树脂是由在丙烯酸树脂中分散碳黑或颜料而制成的。例如，这种粘度大约为20厘泊的材料被旋涂在透明的绝缘基板51上以便具有大约为1.5微米的薄膜厚度，然后这种材料被显影。在这种情况下，黑色基底不在基板51的那个在后面的步骤中将形成通孔的接触的部分上形成。为了使基板51的表面变得平坦，涂布外涂层65，然后通过显影使之具有第一开口66。基板51在220至230°的温度下被烘烤60分钟，以使外涂层15固化。在这种情况下，外涂层通过烘烤被熔融，因此具有形状类似于大曲率圆弧的横截面轮廓(图2A)。然后，涂布酚醛清漆型光敏抗蚀涂层67并且在该涂层上形成具有第二开口68的图案。然后，利用酚醛清漆型光敏抗蚀涂层67作为光刻掩膜蚀刻钝化膜58，借此在钝化膜58中形成第三开口69(图2B)。在完成外涂层65和第三开口69的成形之后，酚醛清漆型光敏抗蚀涂层67被除去，而作为象素电极的透明的导电膜通过阴极溅镀透明材料形成，它覆盖着上述各组成部分，然后该透明的导电膜被饰以形成象素电极70的图案(图2C)。在这种情况下，当所形成的透明的导电膜较厚时，象素电极70能够更安全地覆盖相关的部分，借此实现象素电极70和漏极57之间的稳定的电连接。但是，考虑到处理ITO(氧化铟锡)膜时容易操作，优选的是将ITO(氧化铟锡)膜沉积到大约100纳米的薄膜厚度。按照这个传统的实例，酚醛清漆型光敏抗蚀涂层是涂在形状像圆弧的外涂层上，并且被饰以图案，以便穿过形成图案的抗蚀涂层在钝化膜中形成开口，以致象素电极和漏极能够穿过该开口被连接起来。在这种情况下，第二开口68被设计成在相对于第一开口66具有1微米的合轴允差的时候把第一开口66包括在其中。但是，在校准步骤中第二开口68由于在制造过程期间引起的变化实际上不时地被定位在第一开口66内部。这种现象使酚醛清漆型光敏抗蚀涂层的第二开口68的内壁表面在抗蚀涂层和钝化膜之间的界面处，沿着外涂层的第一开口66按大体上垂直于基板51的表面的方向矗立。所以，在这个部分，钝化膜的第三开口的横截面轮廓大体上垂直于基板51的表面，从而促使沿着第三开口69象素电极的横截面轮廓退化，于是令人遗憾地在象素电极和漏极之间产生不稳定的连接阻抗。按照本专利技术构成的制造有源矩阵基板的方法可以按下述步骤予以完成。换言之，薄膜晶体管和线路是在透明的绝缘基板上形成的，而覆盖薄膜晶体管和线路的保护膜也是在透明的绝缘基板上形成的，然后第一感光膜是在曾曝光的保护膜上形成的，该第一感光膜有把保护膜的第一区域的一部分暴露出来的第一开口。此后，第二感光膜是在有位于第一开口内部的第二开口把保护膜的一部分暴露出来的第一感光膜上形成的，而第三开口是在保护膜上形成的。在这种情况下，第三开口是这样用第二感光膜作为光刻掩膜通过除去一部分保护膜把线路的一部分暴露出来而形成的，以致第三开口的边缘与第一开口的内壁相分开，以厚度至少等于第二感光膜的膜厚的距离除去第二感光膜，以便把第一感光膜暴露出来。然后，在第一感光膜上形成导电膜，以便穿过第三开口接到线路上，最后在导电膜中形成图案，以便形成由导电膜制成的上层线路。如上所述，为了具有锥形横截面轮廓，在第二感光膜中形成第二开口的情况下，第三开口也可以在保护膜上形成，以便具有锥形的横截面轮廓，从而使穿过第三开口彼此连接的线路和上层线路之间的连接稳定。图2A、2B和2C是图1C所示步骤之后的剖视图。图3是按照本专利技术的第一至第四实施方案构成的有源矩阵基板的剖视图。图4是有源矩阵基板的电路图。图5A是在按照本专利技术制造有源矩阵基板的方法中使用的有源矩阵基板的象素平面图，而图5B是图解说明黑色基底在象素内的位置的有源矩阵基板的象素平面图。图6A、6B和6C是用来按照制造步骤的顺序图解说明依照本专利技术的第一至第四实施方案制造有源矩阵基板的方法的传统的有源矩阵基板的剖面图。图7A、7B和7C是图6A所示步骤之后的剖面图。图8A和8B是图7C所示步骤之后的剖面图。图9A是按照本专利技术的第五实施方案制造的有源矩阵基板的象素平面图，图9B是同样的基板沿着图9A的B-B’线切开的剖视图。优选实施方案的详细说明这项专利技术的第一实施方案将参照图3至图8予以描述。参照图3，栅极102是在透明的绝缘基板1上形成的，而覆盖着栅极的栅极绝缘薄膜3也是在基板1上形成的。面对栅极102的半导体层4是在栅极绝缘薄膜3上形成的，而漏极106和源电极7在半导体层4的中心位置上形成的在彼此分开时，分别经由电阻接触层5被接到半导体层4上。在这种情况下，电阻接触层5仅仅是借助蚀刻除去在源电极7和漏极106之间的那部分电阻接触层，在半导体层4和源/漏电极(106和7)之间形成的。钝化膜8的形成，使它覆盖着TFT的那个通过除去电阻接触层的相关部分在基板1上形成的沟道部分，并且有第三开口19把源电极7和象素电极20彼此连接起来。第三开口19和外涂层的第一开口16之间的位置关本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用来制造有源矩阵基板的方法，该方法包括下述步骤： 在透明的绝缘基板上形成薄膜晶体管以及线路； 在所述的透明绝缘基板上形成覆盖所述的薄膜晶体管和所述的线路的保护膜； 在露出的所述保护膜上形成第一感光膜，所述的第一感光膜有第一开口，使所述保护膜的所述第一区域的某个部分暴露出来； 在第一感光膜上形成带有位于所述的第一开口之内的第二开口的第二感光膜，使所述的保护膜的某个部分暴露出来； 通过使用所述的第二感光膜作为光刻掩膜，使所述第三开口的边缘与所述第一开口的内壁隔开的距离等于至少所述第二感光膜的薄膜厚度，从而除去所述保护膜的那个部分，使所述线路的一部分暴露出来，进而在所述保护膜上形成第三开口； 除去所述的第二感光膜，使所述的第一感光膜暴露出来； 在所述的第一感光膜上形成导电膜，以便通过所述的第三开口连接到所述的线路上；以及 在所述的导电膜中形成图案，以便形成由所述的导电膜制成的上层线路。

【技术特征摘要】
JP 2001-7-13 214129/20011.一种用来制造有源矩阵基板的方法，该方法包括下述步骤在透明的绝缘基板上形成薄膜晶体管以及线路；在所述的透明绝缘基板上形成覆盖所述的薄膜晶体管和所述的线路的保护膜；在露出的所述保护膜上形成第一感光膜，所述的第一感光膜有第一开口，使所述保护膜的所述第一区域的某个部分暴露出来；在第一感光膜上形成带有位于所述的第一开口之内的第二开口的第二感光膜，使所述的保护膜的某个部分暴露出来；通过使用所述的第二感光膜作为光刻掩膜，使所述第三开口的边缘与所述第一开口的内壁隔开的距离等于至少所述第二感光膜的薄膜厚度，从而除去所述保护膜的那个部分，使所述线路的一部分暴露出来，进而在所述保护膜上形成第三开口；除去所述的第二感光膜，使所述的第一感光膜暴露出来；在所述的第一感光膜上形成导电膜，以便通过所述的第三开口连接到所述的线路上；以及在所述的导电膜中形成图案，以便形成由所述的导电膜制成的上层线路。2.根据权利要求1的制造有源矩阵基板的方法，其中所述的第二感光膜的厚度在1.5微米到4.0微米的范围内。3.根据权利要求1的制造有源矩阵基板的方法，其中所述的第一感光膜是这样形成的把第一感光膜涂在所述的保护膜上；让所述的第一感光膜曝光和显影；作为中间的烘烤步骤将所述的第一感光膜在120至160°的温度下烘烤3至10分钟；以及在用来形成所述的第一感光膜的步骤中作为后烘烤步骤将所述的第一感光膜在220至230°的温度下烘烤。4.根据权利要求1的制造有源矩阵基板的方法，其中所述的第一感光膜是这样形成的对所述的保护膜的表面进行处理，使所述的第一感光膜更好地粘附到所述保护膜的所述表面上，然后在用来形成所述的第一感光膜的步骤中，在所述保护膜上形成所述的保护性的第一感光膜。5.根据权利要求1的制造有源矩阵基板的方法，其中所述的第二感光膜是这样形成的对所述的透明的绝缘基板进行处理，使所述的第二感光膜更好地粘附到所述的保护...

【专利技术属性】
技术研发人员：中田慎一，山本勇司，石野隆行，
申请(专利权)人：NEC液晶技术株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]