專利名稱：薄膜晶體管陣列面板及其制造方法
技術領域：
本發明涉及一種用于液晶顯示器(LCD)或者有機發光顯示器(OLED)的薄膜晶體管(TFT)陣列面板(array panel)，以及該陣列面板的制造方法。
背景技術：
液晶顯示器(LCDs)是最為常用的平板顯示器之一。LCD包括液晶(LC)層，該液晶層置于設置有場發生電極(the field-generating electrodes)的兩個面板之間。LCD通過向所述場發生電極施加電壓來在所述LC層中產生電場以調整入射光的偏振而顯示圖像，其中所述電場決定著所述LC層中LC分子的取向。
這樣一種包括分別設置有場發生電極的兩個面板的LCD支配著LCD市場，其中一個面板具有呈矩陣狀的多個象素電極，而另一個面板具有覆蓋面板的整個表面的公共電極(common electrode)。
LCD通過向各個象素電極施加不同電壓而顯示圖像。為此，具有三個端子以轉換施加于象素電極上的電壓的薄膜晶體管(TFTs)，被連接在象素電極上，并且在薄膜晶體管陣列面板上形成傳送用于控制所述薄膜晶體管的信號的柵極線(gata lines)和傳送施加于所述象素電極上的電壓的數據線。
TFT是一種響應來自于柵極線的掃描信號將圖像信號從數據線傳送至象素電極的開關元件。
TFT應用在有源矩陣有機發光顯示器上，以作為一種用于控制各個發光元件的開關元件。
與此同時，鉻(Cr)通常是用于TFT陣列面板的柵極線和數據線的主要材料。但是Cr具有應力和電阻率高的缺點。
考慮到LCD尺寸不斷增大的趨勢，由于柵極線和數據線的長度隨著LCD的尺寸一同增大，所以迫切需求一種具有低電阻率的材料。
由于其低的電阻率，鋁(Al)是一種用于替代Cr的公知材料。但是，Al也具有缺點，包括會由于高溫而誘發小丘生長(hillock growth)，當Al與半導體發生接觸時，Al會擴散到該半導體內，并且由于Al具有與象素電極材料、比如氧化銦錫(ITO)的較差接觸特性，所以會在由Al制成的漏電極與由ITO制成的象素電極之間出現不良接觸。
發明內容
本發明的一個目的在于解決前述問題，并且提供一種沒有前述問題的帶有信號線的薄膜晶體管陣列面板，該信號線具有低電阻率和良好的接觸特性。
為了實現該目的，本發明提供了一種薄膜晶體管陣列面板，其具有由鉬合金(Mo-alloy)形成的數據線和柵極線，其中所述鉬合金由Mo與鈮(Nb)、釩(V)和鈦(Ti)中的至少一種構成，并且具有低的電阻率和良好的耐化學性。
圖1是根據本發明一實施例的用于LCD的TFT陣列面板的布局圖；圖2是圖1中所示TFT陣列面板沿著線II-II′的截面圖；圖3A、4A、5A和6A均為布局圖，依次示出了根據圖1和2中實施例的用于LCD的TFT陣列面板的制造方法的中間步驟；圖3B是圖3A中所示TFT陣列面板沿著線IIIb-IIIb′的截面圖；圖4B是在圖3B所示步驟之后的步驟中，圖4A中所示TFT陣列面板沿著線IVb-IVb′的截面圖；圖5B是在圖4B所示步驟之后的步驟中，圖5A中所示TFT陣列面板沿著線Vb-Vb′的截面圖；圖6B是在圖5B所示步驟之后的步驟中，圖6A中所示TFT陣列面板沿著線VIb-VIb′的截面圖；圖7是根據本發明另一實施例的用于LCD的TFT陣列面板的布局圖；圖8是圖7中所示TFT陣列面板沿著線VIII-VIII′的截面圖；圖9A至13B是在根據本發明一實施例的制造方法的中間步驟中，圖7和8中所示TFT陣列面板的截面圖；圖14A是根據本發明又一實施例的用于LCD的TFT陣列面板的布局圖；
圖14B是圖14A中所示TFT陣列面板沿著線XIVB-XIVB′的截面圖；圖15A至16B是在根據本發明一實施例的制造方法的中間步驟中，圖14A和14B中所示TFT陣列面板的截面圖；圖17是根據本發明又一實施例的用于LCD的TFT陣列面板的布局圖；圖18和19分別是圖17中所示TFT陣列面板沿著線XVIII-XVIII′和線XIX-XIX′的截面圖；圖20和21分別是圖17中所示TFT陣列面板沿著線XX-XX′和線XXI-XXI′的截面圖；圖22、24、26、28、30、32和34是在根據本發明一實施例的制造方法的中間步驟中，圖17至21中所示TFT陣列面板的布局圖；圖23A、23B和23C是圖22中所示TFT陣列面板沿著線XXIIIa-XXIIIa′、線XXIIIb-XXIIIb′和線XXIIIc-XXIIIc′的截面圖；圖25A、25B和25C是圖24中所示TFT陣列面板沿著線XXVa-XXVa′、線XXVb-XXVb′和線XXVc-XXVc′的截面圖；圖27A、27B、27C和27D是圖26中所示TFT陣列面板沿著線XXVIIa-XXVIIa′、線XXVIIb-XXVIIb′、線XXVIIc-XXVIIc′和線XXVIId-XXVIId′的截面圖；圖29A、29B、29C和29D是圖28中所示TFT陣列面板沿著線XXIXa-XXIXa′、線XXIXb-XXIXb′、線XXIXc-XXIXc′和線XXIXd-XXIXd′的截面圖；圖31A、31B、31C和31D是圖30中所示TFT陣列面板沿著線XXXIa-XXXIa′、線XXXIb-XXXIb′、線XXXIc-XXXIc′和線XXXId-XXXId′的截面圖；圖33A和33B是圖32中所示TFT陣列面板沿著線XXXIIIa-XXXIIIa′和線XXXIIIb-XXXIIIb′的截面圖；圖35和36是圖34中所示TFT陣列面板沿著線XXXV-XXXV′和線XXXVI-XXXVI′的截面圖；圖37是曲線圖，示出了根據Mo-Nb淀積壓力的電阻率的變化；圖38是曲線圖，示出了根據Nb含量的電阻率的變化；圖39是表格，示出了Mo、Mo-Nb、Al和Al-Nd的蝕刻速度；圖40是掃描電子顯微鏡(SEM)照片，示出了Mo/Al/Mo薄膜的蝕刻輪廓(etched profiles)；圖41示出了Mo-Nb/Al/Mo薄膜的蝕刻輪廓。
具體實施例方式
下面將參照附圖更為全面地對本發明的優選實施例進行描述，在這些附圖中示出了本發明的優選實施例。但是，本發明也可以以不同的形式實施，并且不應解釋為僅限于在此闡述的實施例。并且，提供這些實施例的目的在于使本公開詳盡而完整，并將本發明的范圍充分傳達給本領域技術人員。
在附圖中，為了清晰起見，層、膜和區域的厚度被夸大。貫穿這些附圖，相同的附圖標記指代相同的元件。還應理解的是，當諸如層、膜、區域或者基板的元件被稱作在另一元件“上”時，其可以直接在另一元件上，或者可以存在有插入元件。
下面，將參照附圖詳細地對根據本發明實施例的TFT陣列面板及其制造方法進行描述，從而使得相關技術領域中的普通技術人員可以容易地實施。
實施例1首先，將參照圖1和2詳細地對根據本發明第一實施例的用于LCD的TFT陣列面板進行描述。
圖1是根據本發明一實施例的用于LCD的TFT陣列面板的布局圖，圖2是圖1中所示TFT陣列面板沿著線II-II′的截面圖。
在絕緣基板110上形成有多個用于傳送柵極信號的柵極線121。柵極線121主要沿著水平方向形成，并且其局部(partial portion)變為多個柵電極124。此外，在向下方向上延伸的柵極線121的不同的局部變為多個延展部(expansions)127。
柵極線121具有下層124p和127p以及上層124q和127q。下層124p和127p由Al或者諸如鋁-釹(Al-Nd)的鋁合金制成。上層124q和127q由鉬合金(Mo-alloy)制成，所述鉬合金由鉬(Mo)與鈮(Nb)、釩(V)和鈦(Ti)中的至少一種構成。
Mo合金的上層124q和127q形成在Al或者Al合金的下層124p和127p上，用以防止在高溫處理過程中在下層124p和127p中出現小丘生長。由Mo合金制成的上層124q和127q可以包括0.1至10at％(原子百分比)的添加物Nb、V和Ti。更為優選的是，上層124q和127q包括3至8at％的添加物。當添加物的含量增大時，上層124q和127q對其它層的粘附性和耐化學性會提高，但是上層124q和127q的電阻率也會增大。因此，添加物的含量具有優選范圍。
圖38是曲線圖，示出了電阻率根據Nb含量的變化情況。根據圖38，隨著Nb量的增加，Mo合金的電阻率會緩慢增大。因此，當同時考慮電阻率、粘附性和耐化學性時，添加物的優選含量范圍被確定為前述范圍。
與Mo本身相比，包含預定量的Nb、V或者Ti的Mo合金具有更好的耐化學性(蝕刻速度慢)以及與Al或Al合金制成的下層更小的耐化學性差異，其中Nb、V或Ti制成了與Mo的同晶固溶體(isomorphous solidsolution)。由于減小了上層124q和127q與下層124p和127p之間的耐化學性差異，所以可以防止有可能在蝕刻工藝中出現的底切(undercut)、懸垂(overhang)以及鼠咬(mouse bites)現象。
圖39是表格，示出了在同一種蝕刻劑的作用下Mo、Mo-Nb、Al、Al-Nd的蝕刻速度。根據圖39，在相同的蝕刻條件下，大約以170埃/秒的速度對純Mo層進行蝕刻，大約以44埃/秒的速度對Mo-Nb層進行蝕刻。換句話說，Mo-Nb層的蝕刻速度約是Mo層蝕刻速度的1/4。
由此，Mo-Nb層與Al-Nd層或Al層之間的蝕刻速度差異遠小于Mo層與Al-Nd層或Al層之間的蝕刻速度差異，其中Al-Nd層和Al層的蝕刻速度分別約為60埃/秒和77埃/秒。因此，顯著地減輕了由于蝕刻速度差異而造成的底切、懸垂以及鼠咬現象。
這些結果可以通過圖40和41得到驗證。
圖40(a)和圖40(b)是掃描電子顯微鏡(SEM)照片，示出了由Mo/Al/Mo制成的薄膜的蝕刻輪廓。圖40(a)是一張SEM照片，示出了利用普通蝕刻劑蝕刻出的Mo/Al/Mo膜的蝕刻輪廓，其中所述普通蝕刻劑包含有67％的磷酸、6％的硝酸、10％的醋酸以及17％的去離子水。圖40(b)也是一張SEM照片，示出了利用普通蝕刻劑蝕刻出的Mo/Al/Mo膜的蝕刻輪廓，其中所述普通蝕刻劑包含有67％的磷酸、13％的硝酸、15％的醋酸以及5％的去離子水。
圖41(a)和41(b)示出了由Mo-Nb/Al/Mo制成的薄膜的蝕刻輪廓。圖41(a)是一張SEM照片，示出了利用普通蝕刻劑蝕刻出的Mo-Nb/Al/Mo膜的蝕刻輪廓，其中所述普通蝕刻劑包含有67％的磷酸、13％的硝酸、15％的醋酸以及5％的去離子水。圖41(b)也是一張SEM照片，示出了利用普通蝕刻劑蝕刻出的Mo-Nb/Al/Mo膜的蝕刻輪廓，其中所述普通蝕刻劑包含有67％的磷酸、6％的硝酸、10％的醋酸以及17％的去離子水。
當將圖40(a)和40(b)與圖41(a)和41(b)進行比較時，在圖40(a)和40(b)中示出的底切現象在圖41(a)和41(b)中沒有示出。這種結果是因為與Mo層和Al-Nd層的蝕刻速度差異相比，Mo-Nb層與Al-Nd層之間的蝕刻速度差異縮小而造成的。
再次返回到圖1和圖2，上層124q和127q以及下層124p和127p的側面相對于基板110的表面發生傾斜，并且其傾斜角度的范圍大約為30至80度。
優選由氮化硅(SiNx)制成的柵極絕緣層140形成在柵極線121上。
在柵極絕緣層140上形成多個半導體條151(或者帶)，它們優選由氫化非晶硅(縮寫為“a-Si”)制成。每個半導體條151基本上沿縱向延伸，并且周期性地發生彎曲。每個半導體條151具有多個朝向柵電極124分支出來的突出體(projection)154。每個半導體條151的寬度在柵極線121附近變大，使得這些半導體條151覆蓋住柵極線121的大部分面積。
在半導體條151上形成多個歐姆接觸條161和島165，它們優選由硅化物或者用n型雜質重摻雜的n+氫化a-Si制成。每個歐姆接觸條161具有多個突出體163，并且突出體163和歐姆接觸島165在半導體條151的突出體154上成對設置。
半導體條151以及歐姆接觸161和165的邊緣表面均呈錐形，并且半導體151以及歐姆接觸161和165邊緣表面的傾角優選處于約30至80度的范圍內。
在歐姆接觸161和165以及柵極絕緣層140上形成多個數據線171、多個漏電極175以及多個存儲電容器導體(storage capacitor conductor)177。
用于傳輸數據電壓的數據線171基本上沿著縱向延伸并且與柵極線121交叉，從而限定出呈矩陣排布的象素區域。每條數據線171的朝向漏電極175突出的多個分支形成了多個源電極173。每對源電極173和漏電極175均在柵電極124處相互分離，并且相互對置。
數據線171、漏電極175以及存儲電容器導體177具有第一層171p、175p、177p，第二層171q、175q、177q，以及第三層171r、175r、177r。第一層171p、175p、177p和第三層171r、175r、177r分別被設置在第二層171q、175q、177q的上下兩側。第一層171p、175p、177p和第三層171r、175r、177r由鉬合金(Mo合金)制成，其中所述鉬合金由鉬(Mo)與鈮(Nb)、釩(V)和鈦(Ti)中的至少一種構成。在這里，由Mo合金制成的第一層171p、175p、177p和第三層171r、175r、177r可以包括0.1至10at％的添加物Nb、V和Ti。更為優選的是，第一層171p、175p、177p和第三層171r、175r、177r包括3至8at％的添加物。當所述添加物的含量升高時，第一層171p、175p、177p和第三層171r、175r、177r對其它層的粘附性和耐化學性得以提高，但是第一層171p、175p、177p和第三層171r、175r、177r的電阻率也會升高。因此，所述添加物的含量具有前述優選范圍。
與Mo本身相比，包含預定量的Nb、V或者Ti的Mo合金具有更好的耐化學性(蝕刻速度慢)以及與Al或Al合金制成的下層更小的耐化學性差異，其中Nb、V或Ti制成了與Mo的同晶固溶體。由于減小了第一層171p、175p、177p和第三層171r、175r、177r與第二層171q、175q、177q之間的耐化學性差異，所以可以防止有可能在蝕刻工藝中出現的底切、懸垂以及鼠咬現象。
圖39是表格，示出了在同一種蝕刻劑的作用下Mo、Mo-Nb、Al、Al-Nd的蝕刻速度。根據圖39，在相同的蝕刻條件下，大約以170埃/秒的速度對純Mo層進行蝕刻，大約以44埃/秒的速度對Mo-Nb層進行蝕刻。換句話說，Mo-Nb層的蝕刻速度約是Mo層蝕刻速度的1/4。
由此，Mo-Nb層與Al-Nd層或Al層之間的蝕刻速度差異遠小于Mo層與Al-Nd層或Al層之間的蝕刻速度差異，其中Al-Nd層和Al層的蝕刻速度分別約為60埃/秒和77埃/秒。因此，顯著地減輕了由于蝕刻速度差異而造成的底切、懸垂以及鼠咬現象。
這些結果可以通過圖40和41得到驗證。
圖40(a)和40(b)是掃描電子顯微鏡(SEM)照片，示出了由Mo/Al/Mo制成的薄膜的蝕刻輪廓。圖40(a)是一張SEM照片，示出了利用普通蝕刻劑蝕刻出的Mo/Al/Mo膜的蝕刻輪廓，其中所述普通蝕刻劑包含有67％的磷酸、6％的硝酸、10％的醋酸以及17％的去離子水。圖40(b)也是一張SEM照片，示出了利用普通蝕刻劑蝕刻出的Mo/Al/Mo膜的蝕刻輪廓，其中所述普通蝕刻劑包含有67％的磷酸、13％的硝酸、15％的醋酸以及5％的去離子水。
圖41(a)和41(b)示出了由Mo-Nb/Al/Mo制成的薄膜的蝕刻輪廓。圖41(a)是一張SEM照片，示出了利用普通蝕刻劑蝕刻出的Mo-Nb/Al/Mo膜的蝕刻輪廓，其中所述普通蝕刻劑包含有67％的磷酸、13％的硝酸、15％的醋酸以及5％的去離子水。圖41(b)也是一張SEM照片，示出了利用普通蝕刻劑蝕刻出的Mo-Nb/Al/Mo膜的蝕刻輪廓，其中所述普通蝕刻劑包含有67％的磷酸、6％的硝酸、10％的醋酸以及17％的去離子水。
當將圖40(a)和40(b)與圖41(a)和41(b)進行比較時，在圖40(a)和40(b)中示出的底切現象在圖41(a)和41(b)中沒有示出。這種結果是因為與Mo層和Al-Nd層的蝕刻速度差異相比，Mo-Nb層與Al-Nd層之間的蝕刻速度差異縮小而造成的。
由于具有低電阻率的Al或者Al合金層被設置在兩個Mo合金層之間，所以數據線171具有低的電阻率，并且防止了Al或Al合金層與半導體和象素電極發生接觸而導致不良接觸。因此，有效地防止了由于不良接觸而導致的TFT的劣化。
柵電極124、源電極173以及漏電極175與半導體條151的突出體154一起，形成了TFT單元，該TFT單元具有形成于設置在源電極173與漏電極175之間的突出體154中的溝道。存儲電容器導體177與柵極線121的延展部127發生重疊。
數據線171、漏電極175以及存儲電容器導體177具有錐形邊緣表面，并且邊緣表面的傾角處于約30至80度的范圍內。
歐姆接觸161和165僅插入在半導體條151與數據線171之間和漏電極175與半導體條151的突出體154之間，以便降低它們之間的接觸電阻。半導體條151部分地暴露于源電極173與漏電極175之間的區域，以及沒有被數據線171和漏電極175覆蓋的其他區域。半導體條151的大部分均窄于數據線171，但是如前所述，在半導體條151與柵極線121彼此相遇的位置附近半導體條151的寬度變大，以便防止數據線171的斷開。
在數據線171、漏電極175、存儲電容器導體177以及半導體條151的暴露區域上，設置有鈍化層180，該鈍化層180由具有相當的平坦化特性和感光度的有機材料制成，或者由具有低介電常數的絕緣材料制成，比如a-Si:C:O，a-Si:O:F，等等。該鈍化層180通過等離子體增強化學氣相淀積(PECVD)工藝形成。為了防止鈍化層180的有機材料與暴露于數據線171和漏電極175之間的半導體條151發生接觸，該鈍化層180可以以這樣的方式構造而成，即在所述有機材料層下方額外地形成由SiNx或者SiO2制成的絕緣層。
在鈍化層180中，形成有多個接觸孔185、187和182，用以分別暴露出漏電極175、存儲電容器導體177以及數據線171的端部。
在鈍化層180上形成由氧化銦鋅(IZO)或者氧化銦錫(ITO)制成的多個接觸輔助物(contact assistants)(或者引導件(guides))82和多個象素電極190。
由于象素電極190分別通過接觸孔185和187與漏電極175和存儲電容器導體177物理地并且電氣性地連接起來，所以象素電極190會從漏電極175接收數據電壓，并且將其傳送至存儲電容器導體177。
其上施加有所述數據電壓的象素電極190與其上施加有公共電壓的對置板(未示出)的公共電極(未示出)一起產生電場，從而使得液晶層中的液晶分子重新排列。
還有，如前所述，象素電極190和所述公共電極一起形成電容器，以在TFT被關斷之后存儲并保持所接收的電壓。該電容器將被稱作“液晶電容器”。為了增強電壓存儲能力，設置有另一電容器，該電容器與所述液晶電容器并行連接，并且將被稱作“存儲電容器”。該存儲電容器形成于象素電極190與相鄰柵極線121的重疊部分處，其中所述柵極線121將被稱作“在前柵極線(previous gate line)”。柵極線121的延展部127用于確保最大的可能重疊尺寸，并且由此提高所述存儲電容器的存儲容量。存儲電容器導體177被連接在象素電極190上，并且與延展部127發生重疊，且被設置在鈍化層180的底部，從而使得象素電極190靠近在前柵極線121。
象素電極190與相鄰柵極線121和相鄰數據線171發生重疊，以增大孔徑比，但是并非必須如此。
接觸輔助物82能夠補充數據線171的端部與外圍裝置、比如驅動集成電路之間的粘附性，并且保護它們。應用接觸輔助物82是可選的，因為其并非必要元件。
下面將參照圖3A至6B以及圖1和2詳細地對TFT陣列面板的制造方法進行描述。
圖3A、4A、5A和6A均是布局圖，依次示出了根據圖1和2的實施例的用于LCD的TFT陣列面板的制造方法的中間步驟；圖3B是圖3A中所示TFT陣列面板沿著線IIIb-IIIb′的截面圖。圖4B是在圖3B中所示步驟之后的步驟中，圖4A中所示TFT陣列面板沿著線IVb-IVb′的截面圖。圖5B是在圖4B中所示步驟之后的步驟中，圖5A中所示TFT陣列面板沿著線Vb-Vb′的截面圖。圖6B是在圖5B中所示步驟之后的步驟中，圖6A中所示TFT陣列面板沿著線VIb-VIb′的截面圖。
首先，如圖3B中所示，在絕緣基板110上形成金屬層。
所述金屬層利用共濺鍍(Co-sputtering)淀積而成。兩個靶被安置在用于共濺鍍的同一濺鍍室中。一個靶由Al或者Al-Nd制成。另一個靶由鉬合金(Mo合金)制成，其中所述鉬合金由鉬(Mo)與鈮(Nb)、釩(V)和鈦(Ti)中的至少一種構成。在這里，所述Al-Nd靶優選包含有2at％的Nd。所述Mo合金靶可以包括0.1至10at％的添加物Nb、V和Ti，并且更為優選的是包括3至8at％的添加物。當所述添加物的含量增大時，對其它層的粘附性和耐化學性得以提高，但是電阻率也會增大。因此，所述添加物的含量具有前述優選范圍。
所述共濺鍍工藝如下進行。
首先，向Al(或者Al-Nd)靶施加功率同時不向Mo合金靶施加功率，從而淀積出Al(或者Al-Nd)的下層。該下層的厚度優選為2500埃。
接下來，切換所述功率使其施加到所述Mo合金靶而不施加到所述Al(或者Al-Nd)靶，從而淀積出上層。
同時對所述上層和下層進行蝕刻來形成多個柵極線121，柵極線121具有多個柵電極124和延展部127。在這里，優選利用包含有磷酸、硝酸、醋酸以及去離子水的蝕刻劑對所述上層和下層進行蝕刻。更確切地說，所述蝕刻劑可以包括63％至70％的磷酸，4％至8％的硝酸，8％至11％的醋酸，以及具有剩余量的去離子水。所述蝕刻劑還可以多包括4％至8％的醋酸。
參照圖4A和4B，在柵極絕緣層140、本征a-Si層以及非本征a-Si層被依次淀積之后，對非本征a-Si層和本征a-Si層進行光蝕刻(photo-etched)，以形成多個非本征半導體條161和多個本征半導體條151，它們分別具有突出體164和154。柵極絕緣層140優選由氮化硅制成，其厚度為約2000埃至約5000埃，并且淀積溫度優選處于約250℃至約500℃之間的范圍內。
接下來，利用共濺鍍在非本征半導體條161上依次淀積由Mo合金制成的第一層、由Al(或者Al合金)制成的第二層、以及由Mo合金制成的第三層。第一層和第三層由鉬合金(Mo合金)制成，其中所述鉬合金由鉬(Mo)與鈮(Nb)、釩(V)和鈦(Ti)中的至少一種構成。在這里，第一層和第三層中之一可以利用另一材料形成。所述三個層的厚度優選約為3000埃。濺鍍溫度優選約為150℃。
接下來，如圖5A和5B中所示，利用蝕刻劑同時蝕刻所述三個層，以形成數據線171、漏電極175和存儲導體177。在這里，優選利用包含有磷酸、硝酸、醋酸以及去離子水的蝕刻劑對所述三個層進行蝕刻。更確切地說，所述蝕刻劑可以包括63％至70％的磷酸，4％至8％的硝酸，8％至11％的醋酸，以及具有剩余量的去離子水。所述蝕刻劑還可以多包括4％至8％的醋酸。
接下來，通過蝕刻去除沒有被數據線171和漏電極175覆蓋的非本征半導體條161部分，以完成多個歐姆接觸163和165，并且暴露出部分本征半導體條151。可以隨后進行氧等離子體處理，以便穩定半導體條151的暴露表面。
參照圖6A和6B，鈍化層180被淀積并且與柵極絕緣層140一起被干法蝕刻，以形成多個接觸孔185、187和182。柵極絕緣層140和鈍化層180優選在這樣的蝕刻條件下被蝕刻，即對于柵極絕緣層140和鈍化層180來說具有基本上相同的蝕刻比率。
最后，如圖1和2中所示，通過濺鍍和光蝕刻IZO層或者ITO層，來形成多個象素電極190和多個接觸輔助物82。
本實施例公開了均具有含Mo層和含Al層的柵極線121和數據線171。但是，也可以僅柵極線121和數據線171之一具有多層。
實施例2與在第一實施例中相比，數據線和半導體通過利用不同光掩模的不同的光蝕刻工藝形成。但是，數據線和半導體也可以通過利用同一光掩模的光蝕刻工藝同時制成，以降低制造成本。下面將參照附圖詳細地描述這樣實施例。
圖7是根據本發明另一實施例的用于LCD的TFT陣列面板的布局圖。圖8是圖7中所示TFT陣列面板沿著線VIII-VIII′的截面圖。
參照圖7和8，在基板110上形成多個柵極線121，包括多個柵電極124，以及與柵極線121電分離的多個存儲電極線131。
柵極線121和存儲電極線131具有下層121p和131p以及上層121q和131q。下層121p和131p由Al或者諸如鋁-釹(Al-Nd)的鋁合金制成。上層121q和131q由鉬合金(Mo合金)制成，其中所述鉬合金由鉬(Mo)與鈮(Nb)、釩(V)和鈦(Ti)中的至少一種構成。由Mo合金制成的上層124q可以包括0.1至10at％的添加物Nb、V和Ti。更為優選的是，上層124q包括3至8at％的添加物。
此外，下層膜121p和131p以及上層膜121q和131q的側面相對于基板110的表面發生傾斜，并且其傾角的范圍約為30至80度。
在柵極線121和存儲電極線131上形成優選由氮化硅(SiNx)制成的柵極絕緣層140。
在柵極絕緣層140上形成優選由氫化非晶硅(縮寫為“a-Si”)制成的多個半導體條151。每個半導體條151基本上沿縱向延伸并具有多個朝向柵電極124分支出來的突出體154。突出體154具有與存儲電極線131重疊的部分。
在半導體條151上形成多個歐姆接觸條161和島165，它們優選由硅化物或者用n型雜質重摻雜的n+氫化a-Si制成。每個歐姆接觸條161具有多個突出體163，并且突出體163和歐姆接觸島165在半導體條151的突出體154上成對設置。
半導體條151以及歐姆接觸161和165的側面相對于基板110的表面傾斜，并且其傾角優選處于約30至80度之間的范圍。
在歐姆接觸161和165以及柵極絕緣層140上形成多個數據線171和多個漏電極175。
用于傳輸數據電壓的數據線171基本上沿著縱向延伸并且與柵極線121交叉，從而限定出呈矩陣排布的象素區域。每條數據線171的朝向漏電極175突出的多個分支形成了多個源電極173。每對源電極173和漏電極175通過柵電極124相互分離，并且相互對置。
數據線171和漏電極175具有第一層171p、175p，第二層171q、175q，以及第三層171r、175r。第一層171p、175p和第三層171r、175r分別設置在第二層171q、175q的上下兩側。第一層171p、175p和第三層171r、175r由鉬合金(Mo合金)制成，其中所述鉬合金由鉬(Mo)與鈮(Nb)、釩(V)和鈦(Ti)中的至少一種構成。在這里，由Mo合金制成的第一層171p、175p和第三層171r、175r可以包括0.1至10at％的添加物Nb、V和Ti。更為優選的是，第一層171p、175p和第三層171r、175r包括3至8at％的添加物。
歐姆接觸161和165僅被插入在下層半導體151與上層數據線171和漏電極175之間，以便降低它們之間的接觸電阻。半導體條151包括多個暴露部分，這些暴露部分沒有被數據線171和漏電極175覆蓋，比如那些位于源電極173與漏電極175之間的部分。
在數據線171、漏電極175以及半導體條151的暴露部分上，形成鈍化層180，其中所述暴露部分沒有被數據線171和漏電極175覆蓋。鈍化層180優選由具有良好平面性的光敏有機材料制成，或者由介電常數低于4.0的電介質絕緣材料制成，比如通過等離子體增強化學氣相淀積(PECVD)形成的a-Si:C:O和a-Si:O:F，或者由諸如氮化硅和氧化硅的無機材料制成。
鈍化層180具有多個接觸孔182和185。
在鈍化層180上形成有多個象素電極190和多個接觸輔助物82。
象素電極190通過接觸孔185與漏電極175物理性且電氣性地連接起來，使得象素電極190從漏電極175接收數據電壓。被供以數據電壓的象素電極190與另一面板(未示出)上的公共電極(未示出)協同工作而產生電場，從而使設置在其間的液晶層(未示出)中的液晶分子重新取向。
象素電極190和公共電極形成了液晶電容器，該電容器在TFT被關斷之后存儲所施加的電壓。被稱作“存儲電容器”的附加電容器與所述液晶電容器并行連接。該存儲電容器通過將象素電極190與存儲線131重疊而實現。存儲電極線131被供以諸如公共電壓的預定電壓。如果通過柵極線121和象素電極190的重疊所產生的存儲電容已足夠，那么可以省除存儲電極線131。存儲電極線131可以沿著象素的邊界形成，以提高孔徑比。
下面將參照圖9A至13C以及圖7和8詳細地描述在圖7和8中示出的TFT陣列面板的制造方法。
在諸如透明玻璃的絕緣基板110上依次濺鍍兩個層，即下層和上層。下層優選由諸如Al-Nd的鋁合金制成。上層優選由鉬合金(Mo合金)制成，其中所述鉬合金由鉬(Mo)與鈮(Nb)、釩(V)和鈦(Ti)中的至少一種構成。
參照圖9A和9B，通過利用光致抗蝕劑圖案的光蝕刻依次構圖所述上層和下層，來形成多個柵極線121，包括多個柵電極124，以及多個存儲電極線131。
參照圖10，依次淀積由SiNx制成的柵極絕緣層140、本征半導體層150以及非本征半導體層160。本征半導體層150優選由氫化非晶硅(縮寫為“a-Si”)制成，而非本征半導體層160優選由硅化物或者利用n型雜質重度摻雜的n+氫化a-Si制成。
接下來，在非本征半導體層160上依次淀積由Mo合金制成的第一層170p、由Al(或者Al合金)制成的第二層170q、以及由Mo合金制成的第三層170r。第一層170p和第三層170r均由鉬合金制成，其中所述鉬合金由鉬(Mo)與鈮(Nb)、釩(V)和鈦(Ti)中的至少一種構成。在這里，第一層170p和第三層170q之一可以由純Mo或者另一材料制成。
在第三層170r上涂敷光致抗蝕劑膜。該光致抗蝕劑膜通過曝光掩模(未示出)被曝光，并且被顯影，使得顯影后的光致抗蝕劑如圖10中所示那樣具有取決于位置的厚度。顯影后的光致抗蝕劑包括多個第一至第三部分54和52。第一部分54位于溝道區域B上，而第二部分52位于數據線區域A上。對于位于其余區域C上的第三部分沒有賦予附圖標記，因為它們的厚度基本上為零。在這里，第一部分54與第二部分52的厚度比率根據后續工藝步驟中的工藝條件而被調節。優選的是，第一部分54的厚度等于或者小于第二部分52厚度的一半。
光致抗蝕劑的取決于位置的厚度利用若干技術來實現，例如，通過在曝光掩模上設置半透明區域以及透明區域和光阻擋不透明區域。半透明區域可以具有狹縫圖案、網格圖案，以及具有中間透射率或者中間厚度的薄膜。當利用狹縫圖案時，優選的是狹縫的寬度或者狹縫之間的距離小于用于光刻的曝光機的分辨率。另一實例是使用可回流的光致抗蝕劑。具體來說，一旦通過利用僅帶有透明區域和不透明區域的普通曝光掩模來形成由可回流的材料制成光致抗蝕劑圖案，那么其將經受回流工藝以流動到沒有光致抗蝕劑的區域上，由此形成薄的部分。
接下來，對光致抗蝕劑膜52和54以及底層(underlying layers)進行蝕刻，使得在數據區域A上遺留下數據線171、漏電極175以及底層，在溝道區域B上僅遺留下本征半導體層，而在其余區域C上暴露出柵極絕緣層140。
下面將對形成這種結構的方法進行描述。
參照圖11，位于其它區域C上的第一層170p、第二層170q以及第三層170r的暴露部分被去除，以暴露出非本征半導體層160的底部(underlyingportion)。
接下來，參照圖11，通過干法蝕刻去除區域C上的非本征半導體層160的暴露部分和本征半導體層150的底部以及光致抗蝕圖案54和52從而暴露區域B的S(源極)/D(漏極)金屬174。
溝道區域B的光致抗蝕劑圖案54可以通過用于去除非本征半導體160和本征半導體150的蝕刻而被同時去除或者利用單獨的蝕刻而被去除。通過灰化去除溝道區域B中的光致抗蝕劑圖案54的殘余光致抗蝕劑。在該步驟中，半導體條151得以最終形成。
接下來，如在圖12A和12B中所示，溝道區域B上的S/D金屬174部分和非本征半導體層164的底部被蝕刻從而被去除。與此同時，半導體154的暴露部分被蝕刻從而具有減小的厚度，并且也可以部分地去除光致抗蝕劑圖案上的第二部分52。
因此，源電極173和漏電極175相互分離，并且與此同時，完成了位于其下的數據線以及歐姆接觸163和165。
最終，將數據區域A上留下的光致抗蝕劑圖案的殘余的第二部分52去除。
在前面的描述中，優選利用包含有磷酸、硝酸、醋酸以及去離子水的蝕刻劑對第一至第三層170p、170q和170r進行蝕刻。更確切地說，所述蝕刻劑可以包括63％至70％的磷酸，4％至8％的硝酸，8％至11％的醋酸，以及具有剩余量的去離子水。所述蝕刻劑還可以多包括4％至8％的醋酸。
此后，如圖13A和13B中所示，形成鈍化層180以覆蓋數據線171、漏電極175以及沒有被數據線171和漏電極175覆蓋的半導體條151的暴露部分。鈍化層180優選由具有良好平面度的光敏有機材料制成，或者由介電常數低于4.0的電介質絕緣材料制成，比如通過等離子體增強化學氣相淀積(PECVD)形成的a-Si:C:O和a-Si:O:F，或者由諸如氮化硅和氧化硅的無機材料制成。
接下來，對鈍化層180進行光蝕刻，以形成多個接觸孔185和182。當鈍化層180由光敏材料制成時，接觸孔185和182可以僅通過光刻來形成。
最后，如圖7和8中所示，通過濺鍍和光蝕刻IZO層或者ITO層來形成多個象素電極190和多個接觸輔助物82。象素電極190和接觸輔助物82分別通過接觸孔185和182連接到漏電極175和數據線171的端部上。
本實施例示出了均具有含Mo層和含Al層的柵極線121和數據線171。但是，也可以僅柵極線121和數據線171之一具有多層。
實施例3本實施例示出了具有濾色器的薄膜晶體管(TFT)陣列面板。
圖14A是根據本發明又一實施例的用于LCD的TFT陣列面板的布局圖。圖14B是圖14A中所示TFT陣列面板沿著線XIVB-XIVB′的截面圖。
在絕緣基板110上形成用于傳送柵極信號的多個柵極線121。柵極線121主要沿著水平方向形成，并且它們的局部變為多個柵電極124。而且，柵電極121的沿著向下方向延伸的不同的局部變為多個延展部127。
柵極線121具有下層124p和127p以及上層124q和127q。下層124p和127p由Al或者諸如鋁-釹(Al-Ndo)的鋁合金制成。上層124q和127q由鉬合金(Mo合金Mo-Nb、Mo-V、Mo-Ti)制成，其中所述鉬合金由鉬(Mo)與鈮(Nb)、釩(V)和鈦(Ti)中的至少一種構成。
由Mo合金制成的上層124q和127q形成在由Al或者Al合金制成的下層124p和127p上，用以防止有可能在蝕刻工藝中出現的小丘生長、底切、懸垂以及鼠咬現象。
由Mo合金制成的上層124q和127q可以包括0.1至10at％的添加物Nb、V和Ti。更為優選的是，上層124q和127q包括3至8at％的添加物。當添加物的含量增大時，上層124q和127q對其它層的粘附性和耐化學性會提高，但是上層124q和127q的電阻率也會增大。因此，添加物的含量具有上述的優選范圍。
圖38是曲線圖，示出了電阻率根據Nb含量的變化情況。根據圖38，Mo合金的電阻率與Nb的量幾乎成線性比例關系。因此，當同時考慮電阻率、粘附性和耐化學性時，添加物的優選含量范圍被確定為前述范圍。
上層124q和127q以及下層124p和127p的側面相對于基板110的表面發生傾斜，并且其傾角的范圍約為30至80度。
優選由氮化硅(SiNx)制成的柵極絕緣層140形成在柵極線121上。
在柵極絕緣層140上形成多個半導體條151，其優選由氫化非晶硅(縮寫為“a-Si”)制成。每個半導體條151基本上沿縱向延伸，并且周期性地彎曲。每個半導體條151具有多個朝向柵電極124分支出來的突出體154。每個半導體條151的寬度在柵極線121附近變大，使得半導體條151覆蓋住柵極線121的大部分面積。
在半導體條151上形成多個歐姆接觸條161和島165，它們優選由硅化物或者用n型雜質重摻雜的n+氫化a-Si制成。每個歐姆接觸條161具有多個突出體163，并且突出體163和歐姆接觸島165在半導體條151的突出體154上成對設置。
半導體條151以及歐姆接觸161和165的邊緣表面呈錐形，并且半導體151以及歐姆接觸161和165的邊緣表面的傾角優選處于約30至80度的范圍內。
在歐姆接觸161和165以及柵極絕緣層140上形成多個數據線171、多個漏電極175以及多個存儲電容器導體177。
用于傳輸數據電壓的數據線171基本上沿著縱向延伸并且與柵極線121交叉，從而限定了呈矩陣排布的象素區域。每條數據線171的朝向漏電極175突出的多個分支形成了多個源電極173。每對源電極173和漏電極175在柵電極124上相互分離，并且相互對置。
柵電極124、源電極173以及漏電極175與半導體條151的突出體154一起，形成了TFT，該TFT具有形成于設置在源電極173與漏電極175之間的突出體154中的溝道。存儲電容器導體177與柵極線121的延展部127重疊。
數據線171、漏電極175以及存儲電容器導體177可以由諸如Cr、Ti、Ag、Mo、Ta的金屬制成，或者由含Al金屬(Al或者Al合金)制成。當數據線171、漏電極175以及存儲電容器導體177包括含Al金屬層時，數據線171、漏電極175以及存儲電容器導體177還包括由Cr、Ti、Ta、Mo或者它們的合金制成的另一層，其中它們的合金具有良好的物理、化學特性以及與諸如氧化銦錫(ITO)和氧化銦鋅(IZO)的其它材料的良好電學接觸特性。但是，數據線171、漏電極175以及存儲電容器導體177優選具有第一層171p、175p、177p，第二層171q、175q、177q，以及第三層171r、175r、177r。第一層171p、175p、177p和第三層171r、175r、177r分別設置在第二層171q、175q、177q的上下兩側。第一層171p、175p、177p和第三層171r、175r、177r由鉬合金(Mo合金)制成，其中所述鉬合金由鉬(Mo)與鈮(Nb)、釩(V)和鈦(Ti)中的至少一種構成。在這里，由Mo合金制成的第一層171p、175p、177p和第三層171r、175r、177r可以包括0.1至10at％的添加物Nb、V和Ti。更為優選的是，第一層171p、175p、177p和第三層171r、175r、177r包括3至8at％的添加物。當所述添加物的含量增大時，第一層171p、175p、177p和第三層171r、175r、177r對其它層的粘附性以及耐化學性得以提高，但是第一層171p、175p、177p和第三層171r、175r、177r的電阻率也會增大。因此，所述添加物的含量具有前述優選范圍。
與Mo本身相比，包含預定量的Nb、V或者Ti的Mo合金具有更好的耐化學性(蝕刻速度慢)以及與Al或Al合金制成的下層更小的耐化學性差異，其中Nb、V或Ti制成了與Mo的同晶固溶體。由于減小了第一層171p、175p、177p和第三層171r、175r、177r與第二層171q、175q、177q之間的耐化學性差異，所以可以防止有可能在蝕刻工藝中出現的底切、懸垂以及鼠咬現象。
數據線171、漏電極175以及存儲電容器導體177具有錐形的邊緣表面，并且邊緣表面的傾角處于約30至80度的范圍內。
歐姆接觸161和165僅插入在半導體條151與數據線171之間以及漏電極175與半導體條151的突出體154之間，以便降低它們之間的接觸電阻。半導體條151部分地暴露于源電極173與漏電極175之間的位置上，以及沒有被數據線171和漏電極175覆蓋的其他位置上。大部分半導體條151窄于數據線171，但是在半導體條151與柵極線121彼此相遇的位置附近，半導體條151的寬度變大，以便如前所述那樣防止數據線171的斷開。
本實施例的區別特征在于，在數據線171、漏電極175以及存儲電容器導體177上形成濾色器230R、230G和230B。濾色器230R、230G和230B沿著由數據線171分隔開的象素列(pixel columns)形成。紅色濾色器230R、綠色濾色器230G以及藍色濾色器230B被順序照亮或者通電。
在連接到外部電路的柵極線121和數據線171的端部上沒有形成濾色器230R、230G和230B。在數據線171上兩個相鄰的濾色器230R、230G和230B相互重疊。因此，利用重疊的濾色器230R、230G和230B防止了有可能在象素區域周圍產生的光泄漏。所有的紅色濾色器230R、綠色濾色器230G以及藍色濾色器230B可以被設置在數據線171上，從而相互重疊。
在濾色器230R、230G和230B的下方形成第一層間絕緣層801，以防止濾色器230R、230G和230B的顏料滲入到半導體突出體154內。在濾色器230R、230G和230B上形成第二層間絕緣層802，以防止濾色器230R、230G和230B的顏料滲入到液晶層(未示出)內。
層間絕緣層801和802可以由具有低介電常數的絕緣材料比如a-Si:C:O和a-Si:O:F或者SiNx制成。
如前所述，當濾色器230R、230G和230B形成在薄膜晶體管陣列面板上并且在數據線171上相互重疊時，對置面板可以僅具有公共電極。因此，TFT面板和對置面板的組裝容易，并且孔徑比提高。
在第二層間絕緣層802中，形成有多個接觸孔185、187和182，以分別暴露出漏電極175、存儲電容器導體177以及數據線171的端部。
在鈍化層180上形成由IZO或者ITO制成的多個象素電極190和多個接觸輔助物82。
由于象素電極190分別通過接觸孔185和187與漏電極175和存儲電容器導體177物理性地并且電氣性地連接起來，所以象素電極190從漏電極175接收數據電壓，并且將其傳送至存儲電容器導體177。
其上施加有數據電壓的象素電極190與其上施加有公共電壓的對置面板(未示出)的公共電極(未示出)一起產生電場，從而使液晶層中的液晶分子重新排列。
接觸輔助物82補充數據線171的端部與外部裝置、比如驅動集成電路之間的粘附性，并且保護它們。應用接觸輔助物82是可選的，因為其并非必要元件。
下面將參照圖15A至16B以及圖14A和14B詳細描述TFT陣列面板的制造方法。
參照圖15A和15B，在玻璃的絕緣基板110上形成多個柵極線121，柵極線121具有由Al或Al合金制成的下層124p和127p以及由鉬合金(Mo合金)制成的上層124q和127q，其中所述鉬合金由鉬(Mo)與鈮(Nb)、釩(V)和鈦(Ti)中的至少一種構成。
在柵極線121上依次形成柵極絕緣層140、多個半導體條151、多個歐姆接觸輔助物161和165、以及多個數據線171和漏電極175。
接下來，分別包含紅色、綠色和藍色顏料的有機光致抗蝕劑材料被涂敷并通過照相工藝(photo process)被構圖，以順序形成多個濾色器230R、230G和230B。在這里，在形成濾色器230R、230G和230B之前，在數據線171和漏電極175上形成第一層間絕緣層801，該第一層間絕緣層801由諸如SiNx或者SiO2的無機絕緣材料制成。第一層間絕緣層801防止了濾色器230R、230G和230B的顏料滲入到半導體突出體154內。此時，同時形成暴露出漏電極175和存儲電容器導體177的開口235和237。
參照圖16A和16B，通過涂敷具有低介電常數和良好平面度的有機絕緣膜，或者通過諸如a-Si:C:O和a-Si:O:F的低介電絕緣材料的PECVD，形成第二層間絕緣層802，其中所述低介電絕緣材料的介電常數低于約4.0。
此后，對第一層間絕緣層801和第二層間絕緣層802進行光蝕刻，以形成多個接觸孔182、185和187。在這里，暴露漏電極175和存儲電容器導體177的接觸孔185和187形成在濾色器230R、230G和230B的開口235和237中。
最后，如圖14B中所示，通過濺鍍和光蝕刻IZO層或者ITO層而形成多個象素電極190和多個接觸輔助物82。象素電極190通過接觸孔185和187連接到漏電極175和存儲電容器導體177。
本實施例示出了柵極線121和數據線171均具有含Mo層和含Al層。但是，也可以僅柵極線121和數據線171之一具有多層。
實施例4下面，將對根據本發明又一實施例的用于有源矩陣有機發光顯示器(AM-OLED)的TFT面板進行描述。
圖17是根據本發明又一實施例的用于LCD的TFT陣列面板的布局圖。圖18和19分別是圖17中所示TFT陣列面板沿著線XVIII-XVIII′和線XIX-XIX′的截面圖。圖20和21分別是圖17中所示TFT陣列面板沿著線XX-XX′和線XXI-XXI′的截面圖。
在諸如透明玻璃的絕緣基板110上形成多個柵極導體(gateconductors)，所述柵極導體包括多個柵極線121，所述多個柵極線121包括多個第一柵電極124a和多個第二柵電極124b。
傳輸柵極信號的柵極線121基本上沿著橫向延伸，并且相互分離。第一柵電極124a向上突伸。柵極線121可以延伸至連接于集成在基板110上的驅動電路(未示出)，或者可以具有大面積的端部(未示出)，用于與安裝在基板110或者另一裝置上的外部驅動電路或另一層連接，其中所述另一裝置比如是可以附著到基板110上的柔性印刷電路膜(未示出)。
每個第二柵電極124b與柵極線121分離，并且包括在兩條相鄰柵極線121之間基本上橫向延伸的存儲電極133。
柵極線121、第一柵電極124a和第二柵電極124b以及存儲電極133具有下層124ap和124bp以及上層124aq和124bq。下層124ap和124bp由Al或者諸如鋁-釹(Al-Nd)的鋁合金制成。上層124aq和124bq由鉬合金(Mo合金Mo-Nb、Mo-V、Mo-Ti)制成，其中所述鉬合金由鉬(Mo)與鈮(Nb)、釩(V)和鈦(Ti)中的至少一種構成。
由Mo合金制成的上層124aq和124bq可以包括0.1至10at％的添加物Nb、V和Ti。更為優選的是，上層124aq和124bq包括3至8at％的添加物。當添加物的含量增大時，上層124aq和124bq對其它層的粘附性和耐化學性會提高，但是上層124aq和124bq的電阻率也會增大。因此，添加物的含量具有以上優選范圍。
此外，柵極導體121和124b的側面相對于基板110的表面傾斜，并且其傾角的范圍約為30至80度。
優選由氮化硅(SiNx)制成的柵極絕緣層140形成在柵極導體121和124b上。
在柵極絕緣層140上形成多個半導體條151和島154b，其優選由氫化非晶硅(縮寫為“a-Si”)制成。每個半導體條151基本上沿著縱向延伸，并且具有朝向第一柵電極124a分支出來的多個突出體154a。每個半導體島154b與第二柵電極124b相交，并且包括與第二柵電極124b的存儲電極133重疊的部分157。
在半導體條151和島154b上形成多個歐姆接觸條161和歐姆接觸島163b、165a和165b，它們優選由硅化物或者利用諸如磷的n型雜質重摻雜的n+氫化a-Si制成。每個歐姆接觸條161具有多個突出體163a，并且突出體163a和歐姆接觸島165a在半導體條151的突出體154a上成對設置。歐姆接觸島163b和165b在半導體島154b上成對設置。
半導體條151和島154b以及歐姆接觸161、163b、165b以及165b的側面相對于基板的表面傾斜，并且其傾角優選處于約30至80度之間的范圍內。
在歐姆接觸161、163b、165b和165b以及柵極絕緣層140上形成包括多個數據線171的多個數據導體、多個電壓傳輸線172以及多個第一和第二漏電極175a和175b。
用于傳輸數據信號的數據線171基本上沿著縱向延伸，并且與柵極線121交叉。每個數據線171包括多個第一源電極173a和具有大面積的端部，該端部用于與另一層或者外部裝置發生接觸。數據線171可以直接連接到用于產生柵極信號的數據驅動電路上，所述數據驅動電路可以被集成在基板110上。
用于傳輸驅動電壓的電壓傳輸線172基本上沿著縱向延伸，并且與柵極線121交叉。每個電壓傳輸線172包括多個第二源電極173b。電壓傳輸線172可以相互連接。電壓傳輸線172與半導體島154b的存儲區域157重疊。
第一漏電極175a和第二漏電極175b與數據線171和電壓傳輸線172分離，并且相互分離開。每對第一源電極173a和第一漏電極175a相對于第一柵電極124a彼此相對地設置，并且每對第二源電極173b和第二漏電極175b相對于第二柵電極124b彼此相對地設置。
第一柵電極124a、第一源電極173a以及第一漏電極175a與半導體條151的突出體154a一起，形成了開關TFT，其具有形成于設置在第一源電極173a與第一漏電極175a之間的突出體154a中的溝道。同時，第二柵電極124b、第二源電極173b以及第二漏電極175b與半導體島154b一起，形成了驅動TFT，其具有形成于設置在第二源電極173b與第二漏電極175b之間的半導體島154b中的溝道。
數據導體171、172、175a、175b優選具有第一層171p、172p、175ap、175bp，第二層171q、172q、175aq、175bq，以及第三層171r、172r、175ar、175br。第一層171p、172p、175ap、175bp和第三層171r、172r、175ar、175br分別設置在第二層171q、172q、175aq、175bq的上下兩側。第一層171p、172p、175ap、175bp和第三層171r、172r、175ar、175br由鉬合金(Mo合金)制成，其中所述鉬合金由鉬(Mo)與鈮(Nb)、釩(V)和鈦(Ti)中的至少一種構成。在這里，由Mo合金制成的第一層171p、172p、175ap、175bp和第三層171r、172r、175ar、175br可以包括0.1至10at％的添加物Nb、V和Ti。更為優選的是，第一層171p、172p、175ap、175bp和第三層171r、172r、175ar、175br包括3至8at％的添加物。當所述添加物的含量增大時，第一層171p、172p、175ap、175bp和第三層171r、172r、175ar、175br與其它層的粘附性和耐化學性得以提高，但是第一層171p、172p、175ap、175bp和第三層171r、172r、175ar、175br的電阻率也會增大。因此，所述添加物的含量具有前述優選范圍。
與Mo本身相比，包含預定量的Nb、V或者Ti的Mo合金具有更好的耐化學性(蝕刻速度慢)以及與Al或Al合金制成的下層更小的耐化學性差異，其中Nb、V或Ti制成了與Mo的同晶固溶體。由于減小了第一層171p、172p、175ap、175bp和第三層171r、172r、175ar、175br與第二層171q、172q、175aq、175bq之間的耐化學性差異，所以可以防止有可能在蝕刻工藝中出現的底切、懸垂以及鼠咬現象。
類似于柵極導體121和124b，數據導體171、172、175a和175b相對于基板110的表面具有錐形側面，并且其傾角處于約30至80度的范圍內。
歐姆接觸161、163b、165b和165b僅插入在下層半導體條151和島154b與其上的上層數據導體171、172、175a和175b之間，并且降低了它們之間的接觸電阻。半導體條151包括沒有被數據導體171、172、175a和175b覆蓋的多個暴露部分。
大部分半導體條151窄于數據線171，但是在半導體條151與柵極線121彼此相遇的位置附近，半導體151的寬度變大，以便如前所述那樣防止數據線171的斷開。
在數據導體171、172、175a、175b以及半導體條151的暴露部分和島154b上，形成鈍化層180。該鈍化層180優選由諸如氮化硅或氧化硅的無機材料、具有良好平面度的光敏有機材料、或者諸如a-Si:C:O和a-Si:O:F的介電常數低于4.0的低介電絕緣材料制成，其中a-Si:C:O和a-Si:O:F通過等離子體增強化學氣相淀積(PECVD)而形成。該鈍化層180可以包括無機絕緣體的下層膜和有機絕緣體的上層膜。
鈍化層180具有多個接觸孔185、183、181、182和189，分別暴露出部分第一漏電極175a、第二柵電極124b、第二漏電極175b以及柵極線121的端部125和數據線171的端部179。
接觸孔182和189暴露出柵極線121的端部125和數據線171的端部179，用以將它們與外部驅動電路連接起來。在所述外部驅動電路的輸出端與端部125和175之間設置各向異性導電膜，用以輔助電連接和物理附著力。但是，當驅動電路被直接制造在基板110上時，則不形成接觸孔。當柵極驅動電路被直接制造在基板110上并且數據驅動電路作為單獨的芯片形成時，僅形成暴露數據線171的端部179的接觸孔189。
在鈍化層180上形成多個象素電極901、多個連接構件902以及多個接觸輔助物906和908。
象素電極901通過接觸孔185連接到第二漏電極175b上。連接構件902通過接觸孔181和183將第一漏電極175a和第二柵電極124b連接起來。接觸輔助物906和908分別通過接觸孔182和189連接到柵極線121的端部125和數據線171的端部179上。
象素電極901、連接構件902以及接觸輔助物906和908由諸如ITO或者IZO的透明導體制成。
在鈍化層180和象素電極901上形成隔離物(partition)803、輔助電極272、多個發光構件70以及公共電極270。
隔離物803由有機或者無機絕緣材料制成，并且形成了有機發光單元的框架。隔離物803沿著象素電極901的邊界形成，并且限定出用于填充有機發光材料的空間。
發光構件70設置在象素電極901上，并且由隔離物803環繞。發光構件70由發出紅色、綠色或者藍色光的一種發光材料制成。紅色、綠色和藍色發光構件70被依次并重復地設置。
輔助電極272具有與隔離物803基本上相同的平面圖案。輔助電極272與公共電極270接觸，以降低公共電極270的電阻。
公共電極270形成在隔離物803、輔助電極272以及發光構件70上。公共電極270由諸如Al的金屬制成，其具有低的電阻率。本實施例示出了背側發光OLED。但是，當考慮到前側發光OLED或者雙側發光OLED時，公共電極270由諸如ITO或者IZO的透明導體制成。
下面將參照圖22至33B以及圖17至21詳細描述根據本發明一實施例的在圖17至21中示出的TFT陣列面板的制造方法。
圖23A、23B和23C分別是圖22中所示TFT陣列面板沿著線XXIIIa-XXIIIa′、線XXIIIb-XXIIIb′和線XXIIIc-XXIIIc′的截面圖。圖25A、25B和25C分別是圖24中所示TFT陣列面板沿著線XXVa-XXVa′、線XXVb-XXVb′和線XXVc-XXVc′的截面圖。圖27A、27B、27C和27D是圖26中所示TFT陣列面板沿著線XXVIIa-XXVIIa′、線XXVIIb-XXVIIb′、線XXVIIc-XXVIIc′和線XXVIId-XXVIId′的截面圖。圖29A、29B、29C和29D是圖28中所示TFT陣列面板沿著線XXIXa-XXIXa′、線XXIXb-XXIXb′、線XXIXc-XXIXc′和線XXIXd-XXIXd′的截面圖。圖31A、31B、31C和31D是圖30中所示TFT陣列面板沿著線XXXIa-XXXIa′、線XXXIb-XXXIb′、線XXXIc-XXXIc′和線XXXId-XXXI d′的截面圖。圖33A和33B是圖32中所示TFT陣列面板沿著線XXXIIIa-XXXIIIa′和線XXXIIIb-XXXIIIb′的截面圖。
首先，如圖22至23C中所示，在基板上淀積柵極金屬層。該金屬層通過共濺鍍而被淀積。兩個靶被安置在用于共濺鍍的同一濺鍍室中。一個靶由Al或者Al-Nd制成。另一個靶由鉬合金(Mo合金)制成，其中所述鉬合金由鉬(Mo)與鈮(Nb)、釩(V)和鈦(Ti)中的至少一種構成。在這里，所述Al-Nd靶優選包含2at％的Nd。所述Mo合金靶可以包括0.1至10at％的添加物Nb、V和Ti，并且更為優選的是包括3至8at％的添加物。當所述添加物的含量增大時，對其它層的粘附性和耐化學性得以提高，但是電阻率也會增大。因此，所述添加物的含量具有前述優選范圍。
所述共濺鍍工藝如下進行。
首先，向Al(或者Al-Nd)靶施加功率同時不向Mo合金靶施加功率，從而淀積出Al(或者Al-Nd)的下層。該下層的厚度優選為2500埃。
接下來，切換所述功率使其施加到所述Mo合金靶而不施加到所述Al(或者Al-Nd)靶，從而淀積出上層。
同時蝕刻所述上層和下層以形成多個柵極線121，柵極線121具有多個第一柵電極124a、多個第二柵電極124b以及存儲電極133。在這里，優選利用包含磷酸、硝酸、醋酸以及去離子水的蝕刻劑對所述上層和下層進行蝕刻。更確切地說，所述蝕刻劑可以包括63％至70％的磷酸，4％至8％的硝酸，8％至11％的醋酸，以及具有剩余量的去離子水。所述蝕刻劑還可以多包括4％至8％的醋酸。
參照圖24至25B，在柵極絕緣層140、本征a-Si層以及非本征a-Si層被依次淀積之后，對非本征a-Si層和本征a-Si層進行光蝕刻，從而在柵極絕緣層140上形成多個非本征半導體條164和多個本征半導體條151，以及包括突出體154a的島154b。柵極絕緣層140優選由氮化硅制成，其厚度為約2000埃至約5000埃，并且淀積溫度優選處于約250℃至500℃的范圍內。
參照圖26至27D，通過共濺鍍在非本征半導體條164上依次淀積由Mo合金制成的第一層、由Al(或者Al合金)制成的第二層、以及由Mo合金制成的第三層。第一層和第三層由鉬合金(Mo合金)制成，其中所述鉬合金由鉬(Mo)與鈮(Nb)、釩(V)和鈦(Ti)中的至少一種構成。利用光致抗蝕劑(未示出)蝕刻所述三個層以形成多個數據導體，所述多個數據導體包括多個包括第一源電極173a的數據線171，多個包括第二源電極173b的電壓傳輸線172以及多個第一漏電極175a和第二漏電極175b。
在去除所述光致抗蝕劑之前或之后，通過蝕刻去除沒有被數據導體171、172、175a和175b覆蓋的非本征半導體條164的部分，以完成包括突出體163a的多個歐姆接觸條161以及多個歐姆接觸島163b、165a和165b，并且暴露出本征半導體條151和島154b的部分。
隨后可以進行氧等離子體處理，以便穩定半導體條151的暴露表面。
參照圖28至29D，淀積鈍化層180并對其構圖，以形成多個接觸孔189、185、183、181和182，所述多個接觸孔暴露出第一漏電極175a、第二漏電極175b、第二柵電極124b以及數據線171的端部179。
參照圖31A至32D，利用ITO或者IZO在鈍化層180上形成多個象素電極901、多個連接構件902以及接觸輔助物906和908。
參照圖32至36，通過利用單一光刻步驟來形成隔離物803和輔助電極272。
最終，通過淀積或者掩蔽之后的噴墨印刷，在開口中形成優選包括多層的多個有機發光構件70，并且如圖22至24中所示那樣，隨后形成公共電極270。
本實施例示出了柵極線121和數據線171均具有含Mo層和含Al層。但是，也可以僅柵極線121和數據線171之一具有多層。
根據本發明實施例的TFT陣列面板具有信號線，所述信號線包括由含Al金屬制成的下層和由鉬合金(Mo合金)制成的上層，其中所述鉬合金由鉬(Mo)與鈮(Nb)、釩(V)和鈦(Ti)中的至少一種構成。因此，防止了有可能在蝕刻工藝中出現的底切、懸垂和鼠咬現象，并且提供了具有帶有低電阻率和良好接觸特性的信號線的TFT陣列面板。
盡管在前面已經詳細地描述了本發明的優選實施例，但應清楚理解的是，對于本領域技術人員而言顯而易見的對此處所講述的基本發明構思的多種變化和/或修改，仍將落入由所附權利要求限定的本發明的精神和范圍內。
本申請要求于2004年9月8日提交至韓國知識產權局的專利申請10-2004-0071612的優先權，其全部內容在此引入作為參考。
權利要求
1.一種薄膜晶體管陣列面板，包括絕緣基板；柵極線，所述柵極線形成在所述絕緣基板上并具有由含鋁金屬制成的第一層和由鉬合金制成的第二層，所述鉬合金包括鉬以及鈮、釩和鈦中的至少一種，所述柵極線具有柵電極；形成于所述柵極線上的柵極絕緣層；形成于所述柵極絕緣層上的半導體；形成于所述柵極絕緣層和所述半導體上的數據線，該數據線具有源電極；形成于所述柵極絕緣層和所述半導體上的漏電極，該漏電極以預定間隙面對所述源電極；形成于所述數據線和所述漏電極上的鈍化層，該鈍化層具有接觸孔；以及象素電極，該象素電極形成于所述鈍化層上并通過所述接觸孔連接到所述漏電極。
2.如權利要求1所述的薄膜晶體管陣列面板，其中，所述第一層包括Al-Nd。
3.如權利要求1所述的薄膜晶體管陣列面板，其中，所述數據線包括含鉬金屬。
4.如權利要求3所述的薄膜晶體管陣列面板，其中，所述數據線包括鉬合金，該鉬合金包括鉬以及鈮、釩和鈦中的至少一種。
5.如權利要求1所述的薄膜晶體管陣列面板，其中，所述鉬合金包括0.1至10at％的添加物Nb、V和Ti。
6.如權利要求5所述的薄膜晶體管陣列面板，其中，所述鉬合金包括3至8at％的添加物Nb、V和Ti。
7.一種薄膜晶體管陣列面板，包括絕緣基板；形成于所述絕緣基板上并具有柵電極的柵極線；形成于所述柵極線上的柵極絕緣層；形成于所述柵極絕緣層上的半導體；形成于所述柵極絕緣層和所述半導體上的數據線，該數據線具有源電極；形成于所述柵極絕緣層和所述半導體上的漏電極，該漏電極以預定間隙面對所述源電極；形成于所述數據線和所述漏電極上的鈍化層，該鈍化層具有接觸孔；以及形成于所述鈍化層上的象素電極，該象素電極通過所述接觸孔連接到所述漏電極，其中，所述數據線和所述漏電極具有由含Mo金屬制成的第一層、由含Al金屬制成的第二層、以及由含Mo金屬制成的第三層，并且所述第一和第三層中的至少一層包括鉬合金，該鉬合金包括鉬以及鈮、釩和鈦中的至少一種。
8.如權利要求7所述的薄膜晶體管陣列面板，其中，所述柵極線包括含Al金屬。
9.如權利要求8所述的薄膜晶體管陣列面板，其中，所述柵極線包括Al-Nd。
10.如權利要求7所述的薄膜晶體管陣列面板，其中，所述鉬合金包括0.1至10at％的添加物Nb、V和Ti。
11.如權利要求10所述的薄膜晶體管陣列面板，其中，所述鉬合金包括3至8at％的添加物Nb、V和Ti。
12.如權利要求8所述的薄膜晶體管陣列面板，其中，所述象素電極包括氧化銦錫和氧化銦鋅之一。
13.如權利要求7所述的薄膜晶體管陣列面板，還包括形成于所述象素電極下方的濾色器。
14.一種薄膜晶體管陣列面板的制造方法，包括以下步驟在絕緣基板上形成柵極線，所述柵極線具有由含Al金屬制成的第一層和由鉬合金制成的第二層，所述鉬合金包括鉬以及鈮、釩和鈦中的至少一種，所述柵極線具有柵電極；在所述柵極線上依次淀積柵極絕緣層、半導體層以及歐姆接觸層；構圖所述半導體層和所述歐姆接觸層；在所述柵極絕緣層和所述歐姆接觸層上形成漏電極和具有源電極的數據線，所述漏電極以預定間隙面對所述源電極；在所述數據線和所述漏電極上形成具有接觸孔的鈍化層，所述接觸孔暴露所述源電極；以及在所述鈍化層上形成象素電極，所述象素電極通過所述接觸孔連接到所述漏電極。
15.如權利要求14所述的方法，其中，通過利用包括磷酸、硝酸和醋酸的蝕刻劑構圖所述柵極線和所述數據線至少之一。
16.如權利要求14所述的方法，其中，通過利用光致抗蝕劑圖案的光蝕刻工藝形成所述數據線和所述半導體層，所述光致抗蝕劑圖案具有第一部分、比所述第一部分厚的第二部分、以及比所述第一部分薄的第三部分。
17.如權利要求16所述的方法，其中，所述第一部分設置在所述源電極與所述漏電極之間，并且所述第二部分設置在所述數據線和所述漏電極上。
18.如權利要求14所述的方法，還包括在形成所述鈍化層之前，形成至少一個濾色器。
19.一種薄膜晶體管陣列面板的制造方法，包括以下步驟在絕緣基板上形成柵極線；在所述柵極線上依次淀積柵極絕緣層、半導體層以及歐姆接觸層；構圖所述半導體層和所述歐姆接觸層；在所述柵極絕緣層和所述歐姆接觸層上形成漏電極和具有源電極的數據線，所述數據線和所述漏電極具有由含Mo金屬制成的第一層、由含Al金屬制成的第二層以及由含Mo金屬制成的第三層，所述第一和第三層中的至少一層包括鉬合金，該鉬合金包括鉬以及鈮、釩和鈦中的至少一種；在所述數據線和所述漏電極上形成具有接觸孔的鈍化層，所述接觸孔暴露所述源電極；以及在所述鈍化層上形成象素電極，所述象素電極通過所述接觸孔連接到所述漏電極。
20.如權利要求19所述的方法，其中，通過利用包括磷酸、硝酸和醋酸的蝕刻劑構圖所述柵極線和所述數據線至少之一。
21.如權利要求19所述的方法，其中，通過利用光致抗蝕劑圖案的光蝕刻形成所述數據線和所述半導體層，所述光致抗蝕劑圖案具有第一部分、比所述第一部分厚的第二部分、以及比所述第一部分薄的第三部分。
22.如權利要求21所述的方法，其中所述第一部分設置在所述源電極與所述漏電極之間，并且所述第二部分設置在所述數據線和所述漏電極上。
23.如權利要求19所述的方法，還包括在形成所述鈍化層之前，形成至少一個濾色器。
24.一種液晶顯示器，包括薄膜晶體管陣列面板，該面板包括柵極絕緣基板；形成于所述柵極絕緣基板上并具有柵電極的柵極線；形成于所述柵極線上的柵極絕緣層；形成于所述柵極絕緣層上的半導體；形成于所述柵極絕緣層和所述半導體上的數據線，該數據線具有源電極；形成于所述柵極絕緣層和所述半導體上的漏電極，該漏電極以預定間隙面對所述源電極；形成于所述數據線和所述漏電極上的鈍化層，該鈍化層具有接觸孔；以及形成于所述鈍化層上的象素電極，該象素電極通過所述接觸孔連接到所述漏電極，其中，所述數據線和所述漏電極具有由含Mo金屬制成的第一層、由含Al金屬制成的第二層、以及由含Mo金屬制成的第三層，并且其中所述第一和第三層中的至少一層包括鉬合金，該鉬合金包括鉬以及鈮、釩和鈦中的至少一種；面對所述薄膜晶體管陣列面板并具有公共電極的濾色器面板；以及設置在所述薄膜晶體管陣列面板與所述濾色器面板之間的液晶層。
25.如權利要求24所述的液晶顯示器，其中，所述柵極線包括鋁。
26.如權利要求25所述的液晶顯示器，其中，所述柵極線包括Al-Nd。
27.如權利要求24所述的液晶顯示器，其中，所述鉬合金包括0.1至10at％的添加物Nb、V和Ti。
28.如權利要求27所述的液晶顯示器，其中，所述鉬合金包括3至8at％的添加物鈮Nb、V和Ti。
29.一種有機發光顯示器，包括第一和第二半導體構件，該第一和第二半導體構件分別包括第一和第二本征部分并包括非晶硅和多晶硅之一；多個柵極導體，所述柵極導體包括柵極線，該柵極線包括與所述第一本征部分重疊的第一柵電極和與所述第二本征部分重疊的第二柵電極；設置于所述第一和第二半導體構件與所述柵極導體之間的柵極絕緣層；多個數據導體，所述數據導體包括具有連接于所述第一半導體構件的第一源電極的數據線，相對于所述第一本征部分與所述第一源電極相對并連接到所述第一半導體構件的第一漏電極，包括連接于所述第二半導體構件的第二源電極的電壓傳輸線，以及相對于所述第二本征部分與所述第二源電極相對并連接到所述第二半導體構件的第二漏電極；連接到所述第二漏電極的象素電極；具有開口的隔離物，所述開口暴露所述象素電極的預定部分；形成于所述隔離物上并具有與所述隔離物基本類似的平面形狀的輔助電極；形成于所述象素電極上并基本設置于所述隔離物開口之內的有機發光構件；以及形成于所述有機發光構件和所述輔助電極上的公共電極，其中所述數據導體具有由含Mo金屬制成的第一層、由含Al金屬制成的第二層、以及由含Mo金屬制成的第三層，所述第一和第三層中的至少一層包括鉬合金，該鉬合金包括鉬以及鈮、釩和鈦中的至少一種。
30.如權利要求29所述的有機發光顯示器，其中，所述柵極導體包括含Al金屬。
31.如權利要求30所述的有機發光顯示器，其中，所述柵極導體包括Al-Nd。
32.如權利要求29所述的有機發光顯示器，其中，所述鉬合金包括0.1至10at％的添加物Nb、V和Ti。
33.如權利要求32所述的有機發光顯示器，其中，所述鉬合金包括3至8at％的添加物Nb、V和Ti。
全文摘要
本發明提供了一種TFT陣列面板和該TFT陣列面板的制造方法，所述TFT陣列面板具有信號線，該信號線包括由含Al金屬制成的下層和由鉬合金(Mo合金)制成的上層，所述鉬合金包括鉬(Mo)以及鈮(Nb)、釩(V)和鈦(Ti)中的至少一種。因此，防止了有可能在蝕刻工藝中出現的底切、懸垂和鼠咬現象，并且提供了具有電阻率低且接觸特性良好的信號線的TFT陣列面板。
文檔編號H01L27/12GK1761049SQ200510098150
公開日2006年4月19日 申請日期2005年9月8日 優先權日2004年9月8日
發明者趙范錫, 裵良浩, 李制勛, 鄭敞午 申請人:三星電子株式會社