薄膜晶體管陣列面板的制作方法
相關申請的交叉引用
本申請要求2016年3月24日提交的韓國專利申請第10-2016-0035386號的優先權及其權益，在此為了所有目的通過引用將該韓國專利申請并入本文，如同在本文中充分地闡述一樣。
本公開涉及薄膜晶體管陣列面板。
背景技術：
薄膜晶體管(tft)被用于各種電子設備，諸如，例如，顯示設備。在液晶顯示器(lcd)和有機發光二極管(oled)顯示器等等中，薄膜晶體管可被用作開關元件或驅動元件。典型地，薄膜晶體管包括柵電極、源電極、面對源電極的漏電極、以及電連接到源電極和漏電極的半導體。半導體的特性通常決定薄膜晶體管的特性。
硅(si)通常被用作用于半導體的元素。根據硅晶體形態，硅可被分為非晶硅和多晶硅。非晶硅提供相對低的電荷遷移率并允許相對簡單的制造工藝，但是將非晶硅運用在高性能薄膜晶體管的制造中可能出現問題。通常利用一階段使硅結晶以形成多晶硅，多晶硅提供相對高的電荷遷移率，但是其制造成本相對較高并且制造工藝相對更復雜。為了補充非晶硅和多晶硅在薄膜晶體管中的利用，已經努力開發了使用氧化物半導體的薄膜晶體管，氧化物半導體具有比非晶硅相對較高的載流子遷移率和更大的開/關(on/off)比，以及比多晶硅相對較低的成本和更高的均勻性。
本背景技術部分中公開的上述信息僅僅用于加深對本發明構思的背景的理解，因此其可包含不形成對于本領域普通技術人員已知的現有技術的信息。
技術實現要素：
一個或多個示例性實施例提供了薄膜晶體管陣列面板，該薄膜晶體管陣列面板被配置成防止(或至少減少)機械和視角特性的惡化。
一個或多個示例性實施例提供了利用簡化的制造工藝制造薄膜晶體管的方法。
附加方面將在下面的具體實施方式中闡述并且將部分地從本公開中明白，或者可通過本發明構思的實踐來學習。
根據一個或多個示例性實施例，薄膜晶體管陣列面板包括：基板；布置在基板上的數據線；布置在基板上并且在平面圖中與數據線隔開的緩沖層；布置在緩沖層上的薄膜晶體管，薄膜晶體管包括氧化物半導體層；以及連接到薄膜晶體管的像素電極。
根據一個或多個示例性實施例，用于制造薄膜晶體管陣列面板的方法包括：在基板上形成數據線；在基板和數據線上形成緩沖材料層；在緩沖材料層上形成第一氧化物半導體圖案；在第一氧化物半導體圖案上形成柵絕緣層圖案和柵電極；以及通過蝕刻緩沖材料層的一部分形成緩沖層，該部分在平面圖中與柵絕緣層圖案和柵電極隔開。
根據一個或多個示例性實施例，薄膜晶體管陣列面板包括基板、數據線、緩沖層、薄膜晶體管和像素電極。數據線被布置在基板的第一區域上。緩沖層被布置在基板的第二區域上，第二區域與第一區域隔開。薄膜晶體管被布置在緩沖層上。薄膜晶體管包括氧化物半導體層。像素電極連接到薄膜晶體管。緩沖層包括第一區域和第二區域。第一區域與氧化物半導體層重疊。第二區域從第一區域延伸并且比第一區域薄。
根據一個或多個示例性實施例，用于制造薄膜晶體管陣列面板的方法包括：在基板上形成數據線；在基板和數據線上形成緩沖材料層；在緩沖材料層上形成第一氧化物半導體圖案；在第一氧化物半導體圖案上形成柵絕緣層圖案和柵電極；從第一氧化物半導體圖案形成第二氧化物半導體圖案，第二氧化物半導體圖案的形成從緩沖材料層形成緩沖材料層圖案；以及從緩沖材料層圖案形成緩沖層。緩沖層包括第一部分和第二部分。第一部分與第二氧化物半導體圖案重疊。第二部分從第一部分延伸并且比第一部分薄。
根據一個或多個示例性實施例，薄膜晶體管陣列面板包括基板、數據線、緩沖層、薄膜晶體管、像素電極和光阻擋層。數據線被布置在基板上。緩沖層被布置在基板上并且與數據線不重疊。薄膜晶體管被布置在緩沖層上。薄膜晶體管包括氧化物半導體層。像素電極連接到薄膜晶體管。光阻擋層與數據線被布置在同一層上。光阻擋層與薄膜晶體管重疊。緩沖層與光阻擋層重疊。緩沖層包括第一區域和第二區域。第一區域和第二區域的厚度不同。第二區域與光阻擋層的邊緣重疊。
根據一個或多個示例性實施例，可改善薄膜晶體管的特性，還改善利用薄膜晶體管的設備的可靠性。為此，利用薄膜晶體管的顯示設備可具有改善的開口率和充電率。根據一個或多個示例性實施例，可實現簡化的制造工藝，并且可防止(或者至少減少)在制造工藝期間可另外發生的對薄膜晶體管的損壞。
前述概括描述和下面的詳細描述是示例性和說明性的，并且旨在提供所要求保護的主題的進一步說明。
附圖說明
附圖圖示本發明構思的示例性實施例并且與說明書一起用來解釋本發明構思的原理，附圖被包含來提供對本發明構思的進一步理解并且被并入本說明書中且構成本說明書的一部分。
圖1是根據一個或多個示例性實施例的顯示設備的像素的平面圖。
圖2是根據一個或多個示例性實施例的圖1的像素的沿剖面線ii-ii'截取的截面圖。
圖3是根據一個或多個示例性實施例的顯示設備的像素的平面圖。
圖4是根據一個或多個示例性實施例的圖3的像素的沿剖面線iv-iv'截取的截面圖。
圖5是根據一個或多個示例性實施例的顯示設備的像素的平面圖。
圖6是根據一個或多個示例性實施例的圖5的像素的沿剖面線vi-vi'截取的截面圖。
圖7、圖8、圖9、圖10、圖11、圖12、圖13、圖14和圖15是根據一個或多個示例性實施例的薄膜晶體管陣列面板在各個制造階段的截面圖。
圖16和圖17是根據一個或多個示例性實施例的薄膜晶體管陣列面板在各個制造階段的截面圖。
圖18和圖19是根據一個或多個示例性實施例的薄膜晶體管陣列面板在各個制造階段的截面圖。
具體實施方式
在下面的描述中，為了說明的目的，闡述許多具體細節，以提供各個示例性實施例的全面理解。然而，顯然，各個示例性實施例可以在沒有這些具體細節的情況下或在一個或多個等同布置下實踐。在其它實例中，以框圖的形式示出眾所周知的結構和設備，以便避免不必要地模糊各個示例性實施例。
除非另有指定，圖示的示例性實施例應當被理解為提供各個示例性實施例的不同細節的示例性特征。因此，除非另有指定，各個圖示的特征、組件、模塊、層、膜、面板、區域和/或方面可被另行合并、分離、互換和/或重新排列，而不脫離本公開的示例性實施例。此外，在附圖中，為了清楚目的和描述目的，可以夸大層、膜、面板、區域等的尺寸和相對尺寸。當示例性實施例可被不同地實現時，特定工藝順序可以不同于所描述的順序被執行。例如，兩個連續描述的工藝可基本同時被執行，或以與所描述的順序相反的順序被執行。此外，相同附圖標記表示相同要素。
當一元件或層被稱為“位于另一元件或層上”、“與另一元件或層連接”或“與另一元件或層聯接”時，該元件或層可以直接位于另一元件或層上、與另一元件或層直接連接或與另一元件或層直接聯接，或者可以存在中間元件或層。然而，當一元件或層被稱為“直接位于另一元件或層上”、“與另一元件或層直接連接”或“與另一元件或層直接聯接”時，不存在中間元件或層。此外，方向1-軸、方向2-軸和方向3-軸不限于直角坐標系的三個軸，并且可以以更廣泛的意義解釋。例如，方向1-軸、方向2-軸和方向3-軸可以是相互垂直的，或者可代表不相互垂直的不同的方向。為了本公開的目的，“x、y和z中的至少一個”和“從由x、y和z組成的組中選擇的至少一個”可以被解釋為僅x、僅y、僅z或x、y和z中兩個或更多個的任意組合，諸如例如xyz、xyy、yz和zz。本文中使用的術語“和/或”包括關聯所列項目中的一個或多個項目的任意組合和所有組合。
雖然在本文中可以使用術語“第一”、“第二”等來描述不同要素、部件、區域、層和/或部分，但這些要素、部件、區域、層和/或部分不應被這些術語限制。這些術語用于將一個要素、部件、區域、層或部分與另一要素、部件、區域、層和/或部分區別開。因此，在不背離本公開的教義的情況下，下面討論的第一要素、部件、區域、層和/或部分可以被稱為第二要素、部件、區域、層和/或部分。
為了描述目的，本文中可以使用空間相對術語，如“之下”、“下方”、“下”、“上方”、“上”等，由此來描述附圖中圖示的一個要素或特征與另一要素或特征的關系。空間相對術語旨在涵蓋裝置在使用、操作和/或制造時除附圖中描繪的朝向以外的不同朝向。例如，如果附圖中的裝置被翻轉，則被描述為位于其它要素或特征“下方”或“之下”的要素將被定向為在其它要素或特征“上方”。因此，示例性術語“下方”可包含上方和下方兩種方位。而且，裝置可以朝向別的方向(例如，旋轉90度或朝其它方位)，因此相應地解釋本文中使用的空間相對描述符。
本文中使用的術語是為了描述具體實施例的目的，而不旨在限制。如本文所用，單數形式的“一”和“該”旨在也包括復數形式，除非上下文另有明確說明。短語“在平面圖中”是指從三維對象之上的水平面(例如，平行于由方向1-軸和方向2-軸限定的平面的平面)位置起的三維對象的正投影。短語“在截面圖中”是指根據穿過三維對象的垂直平面(例如，平行于由方向3-軸與方向1-軸和方向2-軸中的一個限定的平面的平面)的位置的三維對象的有利觀察點。此外，術語“包括”和/或“包含”，當其在本說明書中使用時，規定所述的特征、整體、步驟、操作、要素、部件和/或它們的組合的存在，但不排除存在或增加一個或多個其它特征、整體、步驟、操作、要素、部件和/或它們的組合。
在本文中參考截面圖示來描述各個示例性實施例，該截面圖示是理想化示例性實施例和/或中間結構的示意性圖示。這樣，作為例如制造技術和/或公差的結果，可預期圖示形狀的變型。因此，本文所公開的示例性實施例不應被解釋為限于具體圖示的區域形狀，而將包括由例如制造導致的形狀的偏差。例如，圖示為長方形的注入區域將通常具有圓形或彎曲特征和/或在其邊緣具有注入濃度的梯度，而非從注入到非注入區域的雙態變化。同樣，通過注入形成的隱埋區域可在該隱埋區域和發生注入所通過的表面之間的區域中導致一些注入。因此，在圖中所示的區域實際上是示意性的，它們的形狀不旨在圖示設備的區域的實際形狀，并且不旨在限制。
除非另有限定，本文中使用的所有術語(包括技術術語和科學術語)具有與本公開所屬領域中普通技術人員之一所通常理解的意義相同的意義。術語(諸如在常用詞典中定義的那些術語)應當被解釋為具有與它們在相關領域的背景中的意義一致的意義，而不應當從理想化的或過于形式的意義上去解釋，除非本文中明確如此限定。
現在將參考圖1和圖2描述根據一個或多個示例性實施例的薄膜晶體管陣列面板。圖1是根據一個或多個示例性實施例的顯示設備的像素的平面圖。圖2是根據一個或多個示例性實施例的圖1的像素的沿剖面線ii-ii'截取的截面圖。
數據線171和光阻擋層172被布置在由玻璃或塑料制成的基板110上。數據線171傳輸數據信號并可在第一方向例如方向1上延伸(例如，縱向延伸)。數據線171可以以單層或多層結構形成，并且可由任何合適的導電材料制成，諸如，例如，鋁(al)、銀(ag)、銅(cu)、鉻(cr)、鉬(mo)、鉭(ta)、鈦(ti)等金屬，或包含一個或多個上述金屬的合金。光阻擋層172防止光到達氧化物半導體層154，以防止薄膜晶體管的溝道特性的惡化，諸如，漏電流。以這種方式，光阻擋層172被提供為與薄膜晶體管q重疊。
根據一個或多個示例性實施例，光阻擋層172可與數據線171提供在同一層上，并且可與數據線171在同一工藝中形成。以這種方式，光阻擋層172可用與數據線171相同的材料制成。然而，可以預見的是，示例性實施例不局限于此或者不受此限制。例如，結合本文中所描述的示例性實施例，可利用任何種類的不傳輸確定波長(或波長范圍)的光的材料。例如，光阻擋層172可由與用來形成數據線171的材料不同的有機絕緣材料或無機絕緣材料制成。還可以預見的是，光阻擋層172可被省略。例如，當光不通過基板110輸入到氧化物半導體層154時，光阻擋層172可被省略。例如，當薄膜晶體管陣列面板被用于有機發光設備時，光阻擋層172可被省略。
緩沖層111被布置在光阻擋層172上，并且與薄膜晶體管q重疊。如圖1所示，緩沖層111與光阻擋層172和薄膜晶體管q重疊。柵線121可穿過緩沖層111。緩沖層111可包括具有彼此不同的厚度的第一區域111a和第二區域111b。根據一個或多個示例性實施例，第一區域111a可與氧化物半導體層154、源電極173和漏電極175重疊。第二區域111b代表不包括第一區域111a或布置在第一區域111a外部的區域。
在一個或多個示例性實施例中，第一區域111a可比第二區域111b厚。在用于形成和蝕刻緩沖材料層的工藝期間可至少部分地引起厚度上的差異。例如，在緩沖層111的制造期間，與氧化物半導體層154重疊的第一區域111a可被保護，并且因此在該工藝的部分期間不被蝕刻，然而第二區域111b可被蝕刻并在該工藝的該部分期間被移除。稍后將更具體地描述第一區域111a和第二區域111b的形成。
第二區域111b可與光阻擋層172的邊緣重疊。以這種方式，第二區域111b可觸及(或接觸)光阻擋層172的上表面、光阻擋層172的側表面和基板110的上表面。相應地，第二區域111b的橫截面可具有臺階形狀。然而，可以預見的是，示例性實施例不局限于此或者不受此限制。例如，第二區域111b可僅被提供在光阻擋層172的上表面上。
根據一個或多個示例性實施例，緩沖層111可包括絕緣氮化物或氧化物，諸如，氮化硅(sinx)、氧化硅(siox)、氧化鋁(al2o3)、氧化鉿(hfo3)、氧化釔(y2o3)和/或類似物。緩沖層111可防止(或至少減少)雜質從基板110被提供到氧化物半導體層154。以這種方式，緩沖層111可保護氧化物半導體層154并改善氧化物半導體層154的界面特性。
當提供在緩沖層111和基板110之間的數據線171或光阻擋層172由金屬制成時，緩沖層111可具有多層例如雙層結構。例如，緩沖層111的各層中接觸光阻擋層172的第一層可包括氮化硅，以防止(或至少減少)在制造工藝期間的腐蝕，并且緩沖層111的各層中接觸氧化物半導體層154的第二層可包括氧化硅。緩沖層111可具有大于或等于10nm并且小于或等于1000nm的厚度，諸如，大于或等于150nm并且小于或等于850nm，例如，大于或等于400nm并且小于或等于600nm。然而，示例性實施例不局限于此或者不受此限制。
氧化物半導體層154、源電極173和漏電極175被布置在緩沖層111上。氧化物半導體層154可具有包括氧化物半導體材料的單層或多層結構。氧化物半導體材料可以是金屬氧化物半導體，并且可被配置有諸如鋅(zn)、銦(in)、鎵(ga)、錫(sn)或鈦(ti)的金屬的氧化物，或者諸如鋅(zn)、銦(in)、鎵(ga)、錫(sn)或鈦(ti)的金屬以及它們的氧化物的組合。例如，氧化物半導體材料可包括氧化鋅(zno)、氧化鋅錫(zto)、氧化鋅銦(zio)、氧化銦(ino)、氧化錫(tio)、氧化銦鎵鋅(igzo)、氧化銦鋅錫(izto)和類似物中的至少一種。
源電極173和漏電極175被布置在氧化物半導體層154的相應側，并被連接到氧化物半導體層154。氧化物半導體層154的厚度可大于
源電極173和漏電極175可具有導電性，并且可包括與配置氧化物半導體層154的氧化物半導體材料相同的材料以及被還原的半導體材料。包含在氧化物半導體材料中的金屬，諸如銦(in)，可被沉積在源電極173和漏電極175的表面上。
柵絕緣層140被提供在氧化物半導體層154上。柵絕緣層140可改善氧化物半導體層154的界面特性，并可防止(或至少減少)雜質滲透進入氧化物半導體層154中。柵絕緣層140可與氧化物半導體層154重疊，并可與源電極173或漏電極175基本不重疊。在一個或多個示例性實施例中，柵絕緣層140可與源電極173和漏電極175不重疊。柵絕緣層140可具有大于大約
柵電極124被提供在柵絕緣層140上。根據一個或多個示例性實施例，柵電極124的邊緣可與柵絕緣層140的邊緣基本重疊。例如，柵電極124和柵絕緣層140的側邊緣可相互對齊(或基本對齊)。以這種方式，柵電極124和柵絕緣層140的一個或多個邊緣可從頂部到底部排列。
柵電極124與氧化物半導體層154重疊，并且氧化物半導體層154被柵電極124覆蓋。源電極173和漏電極175關于柵電極124被提供在氧化物半導體層154的相應側，并且源電極173和漏電極175可與柵電極124基本不重疊。以這種方式，可減少在柵電極124和源電極173之間的寄生電容，或在柵電極124和漏電極175之間的寄生電容。
柵電極124可包括諸如鋁(al)、銀(ag)、銅(cu)、鉬(mo)、鉻(cr)、鉭(ta)或鈦(ti)的金屬，或上述金屬中的一種或多種的合金。柵電極124可具有單層或多層結構。例如，多層結構可以是雙層結構，該雙層結構包括諸如鈦(ti)、鉭(ta)、鉬(mo)或氧化銦錫(ito)的下層和諸如銅(cu)的上層。示例性的三層結構可包括鉬(mo)-鋁(al)-鉬(mo)結構。然而，可以預見的是，除上述材料之外，柵電極124可由各種金屬或導電材料制成。
根據一個或多個示例性實施例，柵電極124、源電極173和漏電極175與氧化物半導體層154一起形成薄膜晶體管(tft)q。薄膜晶體管q的溝道被提供在氧化物半導體層154中。
第一鈍化層180a被提供在柵電極124、源電極173、漏電極175、緩沖層111和基板110上。第一鈍化層180a可由諸如氮化硅或氧化硅的無機絕緣材料或者有機絕緣材料制成。
濾色器230可被提供在第一鈍化層180a上。濾色器230可與重復提供在第一方向或第二方向上的紅色濾色器、綠色濾色器和藍色濾色器中的一個對應。紅色濾色器、綠色濾色器和藍色濾色器分別配置一單元像素，并且單元像素通過穿過濾色器230之后輸出的光可顯示確定的彩色圖像。在一個或多個示例性實施例中，濾色器230可被省略。盡管已經描述了紅色、綠色和藍色的組合，但是可以預見的是，示例性實施例不局限于此或者不受此限制。以這種方式，濾色器230可包括任何合適的顏色和/或任何合適的顏色的組合。
第二鈍化層180b可被提供在濾色器230和第一鈍化層180a上。第二鈍化層180b可由諸如氮化硅或氧化硅的無機絕緣材料或者有機絕緣材料制成。第一鈍化層180a、濾色器230和第二鈍化層180b中的至少一個可具有與數據線171的一部分重疊的第一接觸孔185a、與源電極173的一部分重疊的第二接觸孔185b、以及與漏電極175的一部分重疊的第三接觸孔185c。
像素電極191和連接電極192可被提供在第二鈍化層180b上。連接電極192通過第一接觸孔185a和第二接觸孔185b電連接數據線171和源電極173。連接電極192將由數據線171提供的數據信號傳輸到源電極173。
像素電極191通過第三接觸孔185c被物理地并且電連接到漏電極175。在一個或多個示例性實施例中，像素電極191通過第三接觸孔185c被直接連接到漏電極175。然而，可以預見的是，示例性實施例不局限于此或者不受此限制。例如，像素電極191通過連接電極(未示出)被物理地并且電連接到漏電極175。
圖3是根據一個或多個示例性實施例的顯示設備的像素的平面圖。圖4是根據一個或多個示例性實施例的圖3的像素的沿剖面線iv-iv'截取的截面圖。圖3和圖4的像素的結構和配置類似于圖1和圖2的像素的結構和配置。這樣，重復的描述將被省略以避免模糊本文中所描述的示例性實施例。下面將描述主要區別。
如圖3和圖4中可見，薄膜晶體管陣列面板包括布置在氧化物半導體層154上的柵絕緣層140和柵電極124。在一個或多個示例性實施例中，柵電極124的在方向2上延伸的第一邊緣(例如，側邊緣)可與柵絕緣層140的在方向2上延伸的第一邊緣(例如，側邊緣)隔開并且在柵絕緣層140的第一邊緣“內側”。也就是說，柵絕緣層140在方向1上的寬度可大于柵電極124在第一方向上的寬度。
如之前所述，柵電極124的寬度小于柵絕緣層140的寬度。以這種方式，可增加柵電極124和源電極173之間或柵電極124和漏電極175之間的間隙。為此，可減少柵電極124和源電極173之間或者柵電極124和漏電極175之間的寄生電容。當寄生電容減少時，薄膜晶體管的開/關特性可被改善。
圖5是根據一個或多個示例性實施例的顯示設備的像素的平面圖。圖6是根據一個或多個示例性實施例的圖5的像素的沿剖面線vi-vi'截取的截面圖。圖5和圖6的像素的結構和配置類似于圖1和圖2的像素的結構和配置。這樣，重復的描述將被省略以避免模糊本文中所描述的示例性實施例。下面將描述主要區別。
參考圖5和圖6，第二接觸孔185b和第三接觸孔185c可分別與源電極173和漏電極175的邊緣(例如，側邊緣)重疊。需要注意的是，第二接觸孔185b和第三接觸孔185c的部分可分別與源電極173和漏電極175的上表面重疊。通過允許第二接觸孔185b和第三接觸孔185c至少與源電極173和漏電極175的邊緣分別重疊，可減少源電極173和漏電極175在方向1上的相應寬度(例如，連接到連接電極192或像素電極191的區域)。這樣，可實現接觸裕度，例如，可實現放置誤差的更大裕度。以這種方式，圖5和圖6的配置可防止由制造工藝期間可發生的不對齊引起的斷開。另外，圖5和圖6的配置可最小化(或至少減少)單元像素區域的幅度(或空間)。這樣，在單位面積中可布置更大數量的像素。
現在將參考圖7至圖15描述根據一個或多個示例性實施例的用于制造薄膜晶體管陣列面板的方法。圖7至圖15是根據一個或多個示例性實施例的薄膜晶體管陣列面板在各個制造階段的截面圖。為了便于說明和描述，將參考圖1和圖2的薄膜晶體管描述制造薄膜晶體管的工藝。
參考圖7，數據導電層被形成在基板110上，并被圖案化以形成數據線171和光阻擋層172。緩沖材料層(bl)被形成在基板110、數據線171和光阻擋層172上。需要注意的是，根據一個或多個示例性實施例，光阻擋層172可被省略。
在一個或多個示例性實施例中，數據線171和光阻擋層172根據同一工藝被形成，并且不限于上述工藝或不受上述工藝限制，還可能通過提供由有機絕緣材料和無機絕緣材料制成的光阻擋層172，堆疊金屬，并且對金屬進行圖案化，從而產生數據線171。此外，可改變光阻擋層172和數據線171的形成順序。
可使用任何合適的工藝形成緩沖材料層bl，諸如，例如化學氣相沉積(cvd)。以這種方式，緩沖材料層bl可包括絕緣氮化物或氧化物，諸如，氮化硅(sinx)、氧化硅(siox)、氧化鋁(al2o3)、氧化鉿(hfo3)或氧化釔(y2o3)。緩沖材料層bl可具有大于或等于10nm并且小于或等于1000nm的厚度，諸如，大于或等于150nm并且小于或等于850nm，例如，大于或等于400nm并且小于或等于600nm。然而，可以預見的是，緩沖材料層bl不局限于上述的制造方法、材料和/或厚度。以這種方式，結合本文中所描述的示例性實施例，可利用用于保護氧化物半導體層154的任何合適的制造方法、材料和/或厚度。
參考圖8，氧化物半導體材料層被形成在緩沖材料層bl上，然后被圖案化以形成第一氧化物半導體圖案154p1。第一氧化物半導體圖案154p1可被圖案化以與光阻擋層172重疊。第一氧化物半導體圖案154p1可由氧化物半導體材料制成。氧化物半導體材料可以是金屬氧化物半導體。金屬氧化物半導體材料可以是諸如鋅(zn)、銦(in)、鎵(ga)、錫(sn)或鈦(ti)的金屬的氧化物，或者諸如鋅(zn)、銦(in)、鎵(ga)、錫(sn)或鈦(ti)的金屬以及它們的氧化物的組合。例如，氧化物半導體材料可包括氧化鋅(zno)、氧化鋅錫(zto)、氧化鋅銦(zio)、氧化銦(ino)、氧化鈦(tio)、氧化銦鎵鋅(igzo)、氧化銦鋅錫(izto)和類似物中的至少一種。
參考圖9，由絕緣材料制成的柵絕緣層材料層gi和由導電材料制成的柵導電層gm被形成在緩沖材料層bl和第一氧化物半導體圖案154p1上。用于圖案化柵導電層gm和柵絕緣層材料層gi的掩模圖案m被形成在柵導電層gm上。
如圖10所示，柵導電層gm被濕刻以形成柵電極124，并且柵絕緣層材料層gi被蝕刻以形成柵絕緣層圖案140p。柵電極124和柵絕緣層圖案140p被形成以穿過并跨越第一氧化物半導體圖案154p1的中央部分，并且第一氧化物半導體圖案154p1的提供在中心部分的相應兩側上的兩個區域與柵電極124不重疊，在中心部分，柵電極124與第一氧化物半導體圖案154p1重疊。例如，柵電極124的第一側邊緣可被形成在虛線l1處，柵絕緣層圖案140p的第一側邊緣可被形成在虛線l2處，并且第一氧化物半導體圖案154p1的第一側邊緣可被形成在虛線l3處。如圖10中可見，虛線l1和l2可被布置在虛線l3之間，并且虛線l2可被布置在虛線l1和虛線l3之間。
提及圖11，形成在柵電極124上的掩模圖案m可被移除并且附加的蝕刻可被執行，如結合圖12所描述的。
如圖12所示，通過附加的蝕刻工藝，柵絕緣層圖案140p的提供在虛線l1和虛線l2之間的部分被移除(例如，完全移除)以形成柵絕緣層140，第一氧化物半導體圖案154p1的提供在虛線l2和虛線l3之間的部分被移除(例如，完全移除)以形成第二氧化物半導體圖案154p2，并且緩沖材料層bl的布置在虛線l3之間布置的區域外部的部分被移除(例如，完全移除)以形成緩沖層111。緩沖層111被形成在與第一氧化物半導體圖案154p1重疊的區域中。
根據一個或多個示例性實施例，緩沖材料層bl的提供在與第二氧化物半導體圖案154p2重疊的區域中的部分不被移除以形成緩沖層111的第一區域111a。第一區域111a包括第一確定厚度。在用于移除第一氧化物半導體圖案154p1的一部分的工藝期間，緩沖材料層bl的提供在虛線l2和虛線l3之間的部分根據蝕刻選擇率被部分地移除。以這種方式，緩沖層111的第二區域111b以第二確定厚度被形成，第二厚度小于第一區域111a的第一厚度。
如之前所述，緩沖材料層bl的與第一氧化物半導體圖案154p1不重疊的部分被移除。也就是說，緩沖材料層bl的與數據線171重疊的部分被移除。以這種方式，緩沖層111可與數據線171不重疊。
參考圖13，在第二氧化物半導體圖案154p2中，與柵電極124和柵絕緣層140不重疊的兩個區域被還原以形成具有導電性的源電極173和漏電極175。與柵電極124和柵絕緣層140重疊并且未被還原的第二氧化物半導體圖案154p2變成用于配置薄膜晶體管的溝道的氧化物半導體層154。
根據一個或多個示例性實施例，用于還原第二氧化物半導體圖案154p2的方法可以是還原氣氛中的熱處理方法，并且可以是使用氣體等離子體的等離子體處理方法，諸如，氫(h2)、氦(he)、磷化氫(ph3)、氨(nh3)、硅烷(sih4)、甲烷(ch4)、乙炔(c2h2)、乙硼烷(b2h6)、二氧化碳(co2)、鍺烷(geh4)、硒化氫(h2se)、硫化氫(h2s)、氬(ar)、氮(n2)、氧化氮(n2o)或三氟甲烷(chf3)。至少半導體材料的被還原并且配置第二氧化物半導體圖案154p2的部分可被還原，使得金屬鍵可保留。以這種方式，第二氧化物半導體圖案154p2的被還原的部分具有導電性并形成源電極173和漏電極175。柵電極124、源電極173、漏電極175和氧化物半導體層154配置薄膜晶體管q。
參考圖13，第一鈍化材料層pl1被形成以覆蓋柵電極124、源電極173和漏電極175。一種或多種濾色器材料被形成在第一鈍化材料層pl1上。一種或多種濾色器材料被圖案化以移除在第一接觸孔185a、第二接觸孔185b和第三接觸孔185c將被形成的區域中布置的一個或多個濾色器材料部分。以這種方式，濾色器230被形成。
如圖14所示，第二鈍化材料層pl2被形成在濾色器230上。第二鈍化材料層pl2可由與第一鈍化材料層pl1相同或不同的材料制成。
提及圖15，第二鈍化材料層pl2和第一鈍化材料層pl1被圖案化以形成第二鈍化層180b和第一鈍化層180a，第二鈍化層180b和第一鈍化層180a包括與數據線171的一部分重疊的第一接觸孔185a、與源電極173的一部分重疊的第二接觸孔185b、以及與漏電極175的一部分重疊的第三接觸孔185c。第二鈍化材料層pl2和第一鈍化材料層pl1可通過干刻工藝被圖案化。
導電層被應用于第二鈍化層180b，然后被圖案化以形成用于通過第一接觸孔185a和第二接觸孔185b連接數據線171和源電極173的連接電極192，并形成通過第三接觸孔185c連接到漏電極175的像素電極191。以這種方式，圖1和圖2的薄膜晶體管陣列面板可被形成。
根據一個或多個示例性實施例，參考圖7至圖15，用于制造薄膜晶體管陣列面板的方法，通過第一蝕刻形成柵電極和柵絕緣層圖案，移除掩模圖案，并采用柵電極作為掩模執行第二蝕刻。就第二蝕刻而言，柵絕緣層被形成，用于形成源電極和漏電極的第二氧化物半導體圖案被形成，并且所確定的區域被移除以便與數據線不重疊的緩沖層被形成。
在用于制造薄膜晶體管陣列面板的上述方法中，第一鈍化材料層pl1和第二鈍化材料層pl2被移除以便形成接觸孔。也就是說，當第一接觸孔185a、第二接觸孔185b和第三接觸孔185c被形成時，第一鈍化材料層pl1和第二鈍化材料層pl2被蝕刻。如所描述的，當多個接觸孔同時產生時，相同的材料層同時被蝕刻，因此相應的接觸孔可以以相同的蝕刻率產生。也就是說，當與數據線171的一部分重疊的第一接觸孔185a被形成時，布置在與數據線171重疊的部分上的緩沖材料層已被移除，當與數據線171的該部分重疊的第一接觸孔185a被形成時也同樣如此。這樣，與用于形成第二接觸孔185b和第三接觸孔185c的蝕刻工藝相同的材料可被移除。
當第一接觸孔185a與緩沖材料層bl重疊并且第二接觸孔185b和第三接觸孔185c被形成時，與第一接觸孔185a重疊的緩沖材料層bl必須另外被蝕刻，因此當緩沖材料層bl在附加的蝕刻工藝期間被蝕刻時，源電極173和漏電極175的與第二接觸孔185b和第三接觸孔185c重疊的表面可被損壞，現在將更具體地描述。
與本文中所描述的示例性實施例不同，當與數據線171重疊的緩沖材料層bl不被移除時，緩沖材料層bl、第一鈍化材料層pl1和第二鈍化材料層pl2必須被蝕刻以便產生第一接觸孔185a，并且第一鈍化材料層pl1和第二鈍化材料層pl2必須被蝕刻以便產生第二接觸孔185b和第三接觸孔185c。當第一鈍化材料層pl1和第二鈍化材料層pl2被蝕刻時，緩沖材料層bl被提供在第一接觸孔185a將被形成在其中的區域中，并且氧化物半導體層154(或被還原的氧化物半導體層，也就是說，源電極173和漏電極175)被提供在第二接觸孔185b和第三接觸孔185c將被提供在其中的區域中。相應地，當緩沖材料層bl被蝕刻以便產生第一接觸孔185a時，氧化物半導體層154必然被蝕刻。為了最小化氧化物半導體層154的損壞，至少40:1的選擇蝕刻比是必需的，但這樣的高選擇蝕刻比難以維持。此外，當第二鈍化材料層pl2是有機材料并且緩沖材料層bl正被蝕刻時，氧化物半導體層154和是有機層的第二鈍化材料層pl2可被損壞。
然而，根據一個或多個示例性實施例，緩沖材料層bl從第一接觸孔185a與數據線171重疊在其中的部分被移除，使得第一接觸孔185a、第二接觸孔185b和第三接觸孔185c可根據相同的蝕刻條件被形成。以這種方式，處理條件更簡單，源電極173和漏電極175在蝕刻工藝期間免遭(或至少減少)損壞，并且具有改善的可靠性的薄膜晶體管q被提供。
如所描述的，根據一個或多個示例性實施例，當緩沖材料層bl從第一接觸孔185a將被形成在其中的位置被移除時，不需要具有相對高的選擇率的蝕刻工藝以形成接觸孔。以這種方式，蝕刻處理被簡化，薄膜晶體管q免遭(或至少減少)損壞，并且可靠性被維持或改善。
盡管已將一個或多個示例性實施例描述成緩沖材料層bl在除與薄膜晶體管q重疊的區域之外的區域中被移除，示例性實施例不局限于此或者不受此限制。例如，在一個或多個示例性實施例中，另一薄緩沖材料層可被形成在基板110上，以保護薄膜晶體管的各個部分。這樣，即使利用相對低的1:5至1:20的蝕刻選擇率代替上述相對高的40:1的蝕刻選擇率，接觸孔也可被形成而不損壞薄膜晶體管。
圖16和圖17是根據一個或多個示例性實施例的薄膜晶體管陣列面板在各個制造階段的截面圖。為了便于說明和描述，將參考圖3和圖4的薄膜晶體管描述制造薄膜晶體管的工藝。結合圖16和圖17描述的制造工藝類似于圖7至圖15的制造工藝。這樣，重復的描述將被省略以避免模糊本文中所描述的示例性實施例。下面將描述主要區別。
結合圖16和圖17描述的制造工藝可利用結合圖7至圖10描述的制造工藝步驟。然而，如圖16所示，部分被灰化的掩模圖案m'被形成。掩模圖案m'的側邊緣可被形成在與柵電極124的側邊緣對應的虛線l1處。然而，示例性實施例不局限于形成掩模圖案m'的灰化方法或者不受形成掩模圖案m'的灰化方法限制。例如，氧等離子體處理可被使用，任何其它合適的制造工藝也可被使用。
參考圖17，通過附加的蝕刻工藝，在虛線l1和虛線l2之間提供的柵絕緣層圖案140p被移除以形成柵絕緣層140。以這種方式，柵絕緣層140的側邊緣可與柵電極124的側邊緣對應(或對齊)。也就是說，柵電極124和柵絕緣層140在方向1上的寬度可基本彼此對應，并且柵電極124和柵絕緣層140可具有基本彼此相同的平面形狀。為此，在虛線l2和虛線l3之間提供的第一氧化物半導體圖案154p1被移除以形成第二氧化物半導體圖案154p2。布置在虛線l3之間的區域外部的區域中的緩沖材料層bl被移除以形成緩沖層111。緩沖層111被提供在與第一氧化物半導體圖案154p1重疊的區域中。
根據一個或多個示例性實施例，緩沖材料層bl的提供在與第二氧化物半導體圖案154p2重疊的區域中的部分不被移除以形成具有第一確定厚度的第一區域111a。在用于移除第一氧化物半導體圖案154p1的工藝中，緩沖材料層bl的提供在虛線l2和虛線l3之間的部分根據蝕刻選擇率被移除。以這種方式，緩沖層111的第二區域111b被形成為比緩沖層111的第一區域111a薄。
掩模圖案m'被移除，并且結合圖16和圖17所描述的制造工藝可包括結合圖13至圖15所描述的制造工藝步驟。
參考圖16和圖17用于制造薄膜晶體管陣列面板的方法通過第一蝕刻形成柵電極和柵絕緣層圖案，掩模圖案的部分被灰化，并且與柵電極對應形成的柵絕緣層使用灰化的掩模圖案被形成。此外，第二氧化物半導體圖案可使用柵絕緣層圖案被形成，并且緩沖層可使用第一氧化物半導體圖案被形成。
圖18和圖19是根據一個或多個示例性實施例的薄膜晶體管陣列面板在各個制造階段的截面圖。為了便于說明和描述，將參考圖5和圖6的薄膜晶體管描述制造薄膜晶體管的工藝。結合圖18和圖19描述的制造工藝類似于圖7至圖15的制造工藝。這樣，重復的描述將被省略以避免模糊本文中所描述的示例性實施例。下面將描述主要區別。
結合圖16和圖17描述的制造工藝可利用結合圖7至圖10描述的制造工藝步驟。然而，如圖18所示，掩模圖案m"的一部分被灰化以便掩模圖案m"的側邊緣可被提供在與柵電極124的側邊緣對應的虛線l1和與柵絕緣層圖案140p的側邊緣對應的虛線l2之間。然而，示例性實施例不局限于形成掩模圖案m"的灰化方法或者不受形成掩模圖案m"的灰化方法限制。例如，氧等離子體處理可被使用，任何其它合適的制造工藝也可被使用。
參考圖19，當使用灰化的掩模圖案m"執行附加蝕刻時，柵絕緣層圖案140p的形成在掩模圖案m"的對應的側邊緣和虛線l2之間的側邊緣被移除，以產生與灰化掩模圖案m"的側邊緣對應地形成的柵絕緣層140。第一氧化物半導體圖案154p1的提供在虛線l2和虛線l3之間的部分被移除以產生第二氧化物半導體圖案154p2。提供在虛線l3之間布置的區域外部的緩沖材料層bl被移除，以形成與光阻擋層172重疊的緩沖層111。緩沖層111被提供在與第一氧化物半導體圖案154p1重疊的區域中，并且緩沖材料層bl與數據線171重疊的部分被移除。以這種方式，根據一個或多個示例性實施例，緩沖層111可與數據線171不重疊。
緩沖材料層bl的提供在與第二氧化物半導體圖案154p2重疊的區域中的部分不被移除以形成具有第一確定厚度的第一區域111a。緩沖材料層bl的提供在虛線l2和虛線l3之間的部分在用于移除第一氧化物半導體圖案154p1的工藝期間以蝕刻選擇率被部分地移除。以這種方式，緩沖層111的第二區域111b被形成為比緩沖層111的第一區域111a薄。此外，柵絕緣層140的側邊緣可被布置經過(例如，延伸超出)柵電極124的側邊緣。也就是說，柵電極124的寬度可小于柵絕緣層140的寬度。
掩模圖案m"被移除，并且結合圖18和圖19所描述的制造工藝可包括結合圖13至圖15所描述的制造工藝步驟。
參考圖18和圖19用于制造薄膜晶體管陣列面板的方法包括：通過使用掩模圖案的第一蝕刻工藝形成柵電極和柵絕緣層圖案；以及通過使用部分灰化掩模的第二蝕刻工藝形成具有比柵電極大的寬度的柵絕緣層。制造方法可包括：使用柵絕緣層圖案形成第二氧化物半導體圖案；以及使用第一氧化物半導體圖案形成緩沖層。以這種方式，掩模圖案的灰化量可小于圖16和圖17的掩模圖案的灰化量。參考圖18和圖19所描述的灰化掩模圖案m"在第一方向上的寬度可大于參考圖16和圖17所描述的灰化掩模圖案m'在第一方向上的寬度。
根據一個或多個示例性實施例，薄膜晶體管陣列面板可被形成為包括薄膜晶體管。薄膜晶體管陣列的薄膜晶體管可具有改善的可靠性，其可改善包括薄膜晶體管陣列面板的設備的可靠性。此外，薄膜晶體管可被形成在更狹窄的區域中，使包括薄膜晶體管陣列的顯示設備能夠具有改善的開口率和充電率。根據用于制造薄膜晶體管陣列面板的方法，可提供簡化的制造工藝，并且可防止(或者至少減少)在制造工藝期間可另外發生的對薄膜晶體管的損害。
盡管本文已經描述了特定示例性實施例和實現，但是其它實施例和修改將從該描述中顯而易見。因此，本發明構思不局限于這樣的實施例，而是受限于所提供的權利要求的更廣范圍以及各種明顯的修改和等同布置。
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