顯示裝置的陣列基板的製作方法

2023-07-04 12:46:31

專利名稱：顯示裝置的陣列基板的製作方法
技術領域：
本發明涉及陣列基板，製造陣列基板的方法和具有該陣列基板的顯示裝置。更具 體地，本發明涉及具有改良顯示質量的陣列基板，製造具有改良顯示質量的陣列基板的方 法，和具有改良顯示質量的陣列基板的顯示裝置。
背景技術：
通常，液晶顯示(LCD)裝置包含陣列基板、與陣列基板相對的濾色器基板、和夾 置在陣列基板和濾色器基板之間的液晶層。陣列基板具有多個像素，每個像素包含提供柵 信號的柵線、提供數據信號的數據線、與柵線及數據線電連接的薄膜電晶體(TFT)、以及接 收數據信號並向液晶層施加電壓的像素電極。每個TFT電極、柵線及數據線均有雙層結構， 來減少與像素電極的接觸電阻以及線電阻。第一層包含鋁釹，第二層包含層疊在第一層上 的鉻。當對第一及第二層構圖以形成電極時，柵線與數據線會受到底切(undercut)現象的 影響，這意味著第一層將比第二層蝕刻地更深。在這種底切現象出現的區域上會聚集電子， 從而在這些區域內會出現局部電荷俘獲效應。因此，形成在第二層上的絕緣層的電容增加， 由此會改變像素電壓及其亮度。

發明內容
依照本發明，陣列基板具有三層結構，包括鋁釹、鉻及氮化鉻，這種結構防止了在 對電極、柵線與數據線構圖過程中的底切，因此消除了不希望的對層的蝕刻，而且減少了層 與像素電極之間的接觸電阻。


本發明的上述及其他的特點與優點將通過對具體實施方式
的詳細描述並參考附 圖變得更為明顯，其中圖1為說明依照本發明的一個具體實施方式
的LCD面板的橫截面圖；圖2為說明如圖1所示的陣列基板的平面圖；圖3為說明如圖1所示的柵極的橫截面圖；圖4A至4H為說明形成如圖2所示的陣列基板的各步驟的橫截面圖；圖5為說明形成如圖4B所示的第三金屬層的反應濺射裝置的橫截面圖；圖6為說明形成如圖4B所示的第三金屬層的PCVD裝置的橫截面圖；圖7A至7G為說明形成如圖1所示的陣列基板的各步驟的橫截面圖；圖8為說明蝕刻如圖7C所示的第一、第二金屬及第三金屬層的蝕刻池的橫截面 圖；以及
圖9為說明具有依照本發明的具體實施方式
的LCD面板的LCD裝置的分解透視圖。
具體實施例方式可以理解，當一個元件或層被稱為在另一個元件或層「之上」、「與其相連接」或「與 其相耦合」時，它可以直接地在該另一個元件或層之上、與其相連接或與其相耦合，也可以 存在著中間的元件或層。不同的是，當一個元件被提及「直接地」在另一個元件或層「之上」、 「直接與其相連接」或「直接與其相耦合」時，就不存在中間的元件或層。在全文中，相似的 數字指的是相似的元件。空間相對的術語指的是包含裝置在使用或操作時除附圖中描述的 取向之外的不同取向。附圖中說明的區域實際上是示意性的，它們的形狀並不是要說明裝 置的區域的實際形狀，也不是用來限定本發明的範圍。參考圖1及圖2，IXD面板100包含陣列基板200、濾色器基板300及形成在陣列 基板200與濾色器基板300之間的液晶層400，IXD面板100顯示圖像。IXD面板100包含 顯示圖像的顯示區域DA、位於圍繞顯示區域DA的IXD面板第一部分的第一外圍區域PA1， 以及位於圍繞顯示區域DA的IXD面板第二部分的第二外圍區域PA2。IXD面板在顯示區域 DA周圍的第一部分是沿著LCD面板第一側的部分，LCD面板在顯示區域DA周圍的第二部分 是沿著基本與LCD面板的第一側垂直的LCD面板第二側的部分。在顯示區域DA中，沿著第 一方向Dl的多條柵線GL以及沿著基本與第一方向Dl相垂直的第二方向D2的多條數據線 DL確定了多個像素區。陣列基板200包含薄膜電晶體(TFT) 220、保護層230、有機絕緣層MO以及像素電 極250，所有這些都形成在第一絕緣基板210上。TFT 220以及像素電極250形成在顯示區 域DA中設置的像素區中。TFT 220包括從柵線GL分叉而來的柵極221、從數據線DL分叉 而來的源極225以及與像素電極250電連接的漏極226。另外，TFT 220包括形成在柵極 221上的柵絕緣層223以及有源層224。每個柵極221、源極225以及漏極2 都具有三層 的結構。特別地，柵極221具有第一柵極層221a、層疊在第一柵極層221a上的第二柵極層 221b以及層疊在第二柵極層221b上的第三柵極層221c。第一柵極層221a可以包括鋁釹 (AINd)，第二柵極層221b可以包括鉻(Cr)，第三柵極層221c可以包括氮化鉻(CrNx)，氮化 鉻是從第二柵極層221b包含的鉻(Cr)硝化獲得的。源極225具有第一源極層22 、層疊在第一源極層225a上的第二源極層22 ，以 及層疊在第二源極層22 上的第三源極層225c。第一源極層22 可以包括鋁釹(AlNd)， 第二源極層22 可以包括鉻(Cr)，第三源極層225c可以包括從第二源極層22 包括的鉻 (Cr)硝化獲得的氮化鉻(CrNx)。漏極2 具有第一漏極層2^a、層疊在第一漏極層226a上的第二漏極層226b以 及層疊在第二漏極層226b上的第三漏極層226c。第一漏極層226a可以包括鋁釹(AlNd)， 第二漏極層226b可以包括鉻(Cr)，以及第三漏極層226c可以包括從第二漏極層226b包括 的鉻(Cr)硝化獲得的氮化鉻(CrNx)。每個柵極221、源極225以及漏極2 都具有沿著與 第一絕緣基板210相垂直的切割線呈錐形的橫截面。即，柵極221、源極225與漏極2 都 不具有底切形的橫截面。參考圖3，柵極221沿著與第一絕緣基板210相垂直的切割線的橫截面具有比上部相對較寬的下部。因而，柵極221具有錐形的橫截面。類似地，源極225與漏極225均具 有錐形的橫截面。柵極221的第一柵極層221a、源極225的第一源極層22 以及漏極2 的第一漏極層226a均包括鋁釹(AlNd)，從而在柵極221、源極225以及漏極2 上不會發 生底切現象，正如下文所詳細解釋的。因此，電子不會聚集在底切現象發生的部分，即不會 出現局部電荷俘獲，從而形成在柵極221上的絕緣層的電容不會增加。因而，不會出現由於 絕緣層電容的增加而發生像素電壓的改變，從而可以避免例如由於亮度改變而出現側向條 紋這類顯示故障。柵絕緣層223形成在形成有柵極221的第一絕緣基板210上。柵絕緣層223，例 如，包括氮化矽(SiNx)。有源層2M形成在柵絕緣層223上。有源層2M包括半導體膜 224a以及層疊在半導體膜22 上的歐姆接觸膜22恥。例如，半導體膜22 可以包括非晶 矽(a-Si)，歐姆接觸膜224b包括重摻雜有N型雜質(n+a-Si)的非晶矽。歐姆接觸膜224b 從第一絕緣基板210上部分地移除，從而部分地暴露出半導體膜22如。保護層230和有機絕緣層240順序形成在形成有TFT 220的第一絕緣基板210上。 另外，保護層230與有機絕緣層240均形成在整個顯示區域DA、第一及第二外圍區域PAl與 PA2上。保護層230與有機絕緣層M0，例如，可以包括氮化矽。此外，保護層230和有機絕 緣層240具有部分地暴露出漏極226的接觸孔M5。保護層230與有機絕緣層240從第一絕緣基板210上部分地移除，以暴露漏極 226。當保護層230與有機絕緣層240被移除時，漏極226的第三漏極層226c被用蝕刻溶 液同時地從第一絕緣基板210移除，蝕刻溶液用來蝕刻保護層230與有機絕緣層M0。相應 地，漏極226的第二漏極層226b被部分地暴露出。像素電極250形成在有機絕緣層240上。像素電極250可以包括光線可透射的透 明材料。例如，像素電極250包括氧化銦鋅(IZO)或氧化銦錫(ΙΤ0)。像素電極250與漏極 226通過接觸孔M5電連接。特別地，像素電極250直接與漏極226的第二漏極層226b接 觸。當第二漏極層226b包括純鉻時，第二漏極層226b與像素電極250之間的接觸電阻可 以減小。柵線GL與數據線DL均具有三層的結構。在本發明的一個具體實施方式
中，每個 柵線GL與數據線DL都具有包括鋁釹的第一層、包括鉻的第二層以及包括氮化鉻的第三層。 從柵線GL延伸並具有比柵線GL更寬寬度的柵極墊沈0，形成在第一外圍區域PAl上。柵極 墊260包括第一柵極墊層^K)a、層疊在第一柵極墊層^Oa上的第二柵極墊層^Ob以及層 疊在第二柵極墊層^Ob上的第三柵極墊層260c。在本發明的一個具體實施方式
中，柵極 墊260是在形成柵極221的工藝中形成的，使用與形成柵極221時使用的材料基本相同的 材料。因此，例如，第一柵極墊層^Oa可以包括鋁釹，第二柵極墊層^Ob可以包括鉻，第三 柵極墊層260c可以包括氮化鉻。第一通孔265形成在第一外圍區域PAl上，部分地暴露出柵極墊沈0。特別地，有 機絕緣層對0、保護層230、柵極墊260上的柵絕緣層223以及第三柵極墊層^Oc均被部分 地移除，從而形成第一通孔沈5。第一透明電極270形成在柵極墊260之上並與柵極墊260 通過第一通孔265電連接。特別地，第一透明電極270通過第一通孔265直接與第二柵極墊 層^Ob接觸。在本發明的一個具體實施方式
中，第一透明電極270是在形成像素電極250 的工藝中形成的，使用與形成像素電極250時使用的材料基本相同的材料。S卩，第一透明電極270可以包含ITO或ΙΖ0。當第二柵極墊層^Ob包含純鉻時，第一透明電極270與第二 柵極墊層260b之間的接觸電阻可以減小。從數據線GL延伸出來並具有較數據線DL更寬寬度的數據電極墊280形成在第二 外圍區域PA2上。數據電極墊280包括第一數據電極墊層^0a、層疊在第一數據電極墊層 280a上的第二數據電極墊層^Ob以及層疊在第二數據電極墊層^Ob上的第三數據電極 墊層^0c。數據電極墊280是在形成數據電極225的工藝中形成的，使用與形成數據電極 225時使用的材料基本相同的材料。因此，例如，第一數據電極墊層^Oa可以包括鋁釹，第 二數據電極墊層可以包括鉻，第三數據電極墊層^Oc可以包括氮化鉻。第二通孔285形成在第一外圍區域PA2上，並部分暴露數據電極墊觀0。特別地， 有機絕緣層對0、在柵極墊260上的保護層230以及第三數據電極墊層^Oc均部分地移除， 從而形成第二通孔285。第二透明電極290形成在數據電極墊280之上並與數據電極墊280 通過第二通孔觀5電連接。特別地，第二透明電極290通過第二通孔285直接與第二數據 電極墊層^Ob接觸。在本發明的一個具體實施方式
中，第二透明電極290是在形成像素電 極250的工藝中形成的，使用與形成像素電極250時使用的材料基本相同的材料。S卩，第二 透明電極290可以包括ITO或ΙΖ0。當第二數據電極墊層^Ob包括純鉻時，可以減小第二 透明電極290與第二數據電極墊層^Ob之間的接觸電阻。柵極墊260與數據電極墊280可以與柔性印刷電路板(FPCB)(未示出)通過各向 異性導體膜(ACF)(未示出)電連接，以從FPCB將柵信號和數據信號分別輸出到柵線GL與 數據線DL。濾色器基板300包括第二絕緣基板310、光屏蔽層320、濾色器層330以及公共電 極340。光屏蔽層320與濾色器層330形成在第二絕緣基板310上，公共電極340形成在光 屏蔽層320與濾色器層330上。濾色器層330包括三個子濾色器層R，G與B，它們每個都 分別包括紅色像素、綠色像素與藍色像素。光屏蔽層320形成為陣列類型，阻止光從三個子 濾色器層R，G與B中洩漏出去。同時，公共電極340形成為面對著陣列基板200上的像素 電極250。在本發明的一個具體實施方式
中，每個柵極221、源極225、漏極226、柵極墊沈0 與數據電極墊280都通過反應濺射工藝形成為三層結構。在本發明的另一個具體實施方式
中，每個柵極221、源極225、漏極226、柵極墊260與數據電極墊280都通過等離子化學氣相 沉積(PCVD)工藝形成為三層結構。所有柵極221、源極225、漏極226、柵極墊260與數據電極墊280都通過蝕刻包括 鋁釹、鉻與氮化鉻的三層結構而形成。這三層結構的蝕刻可以通過多個蝕刻工藝完成。可 選的，這三層結構的蝕刻也可以通過一個蝕刻工藝完成。在本發明的一個實施例中，三層結 構通過一個蝕刻工藝使用一種蝕刻混合溶液蝕刻而成，蝕刻混合溶液包括用於鉻與氮化鉻 的第一蝕刻溶液和用於鋁釹的第二蝕刻溶液。第一蝕刻溶液包括硝酸高鈰銨(CAN)與硝酸(HNO3)，第二蝕刻溶液包括氟化銨 (NH4F)。蝕刻混合溶液包含約5到約30%重量的CAN與約2到約20%重量的硝酸。CAN與 硝酸彼此間不發生反應。另外，蝕刻混合溶液還包括約1到約5%重量的蟻酸或乙酸。包 含在蝕刻混合溶液中的氟化銨可以蝕刻包含鋁釹的第一金屬層，包含在蝕刻溶液混合物中 的CAN與硝酸可以蝕刻包含鉻的第二金屬層和包含氮化鉻的第三層。因此，可以形成具有三層結構的柵極221、源極225、漏極226、柵極墊260與數據電極墊觀0。在上述的工藝中， 由於電化(galvanic)效應，包含鋁釹的第一金屬層要比分別含有鉻與氮化鉻的第二與第 三金屬層蝕刻得更多。即，包括蝕刻的第一金屬層、蝕刻的第二金屬層以及蝕刻的第三金屬 層的三層結構具有上部要比下部更寬這樣的突出(overhang)結構。這裡，電化效應指的是 當彼此間互相接觸得兩種不同金屬被蝕刻時，具有相對較低電勢的金屬變成陽極，從而被 相對較快地蝕刻。因而，可以再次使用硝酸進行蝕刻工藝，蝕刻比第一金屬層更為突出的第二及第 三金屬層。因此，每個柵極221、源極225、漏極226、柵極墊260與數據電極墊280都具有沿 著與第一絕緣基板210基本垂直的切割線呈錐形橫截面。依照本發明的具體實施方式
，製造顯示面板的工藝數可以通過使用蝕刻混合溶液 蝕刻顯示板中包含的三層結構而得以減少。即，通常為了對三層結構構圖，需要進行對包含 氮化鉻和鉻的第二與第三金屬層構圖的工藝，例如光致抗蝕劑沉積工藝、曝光工藝、顯影工 藝、蝕刻工藝等。然後，進行對包含鋁釹的第一金屬層構圖的工藝，例如光致抗蝕劑沉積工 藝、曝光工藝、顯影工藝、蝕刻工藝等。因而，對三層結構構圖的傳統工藝非常複雜。然而， 依照本發明的具體實施方式
，對三層結構的構圖可以通過使用蝕刻混合溶液的一個工藝來 形成，因此，減少了製造包含三層結構的顯示板的工藝的數目。形成陣列基板的方法的實施例1 :圖4A至4H為說明形成如圖2所示的陣列基板的各步驟的橫截面圖，圖5為說明 形成如圖4B所示的第三金屬層的反應濺射裝置的橫截面圖，圖6為說明形成如圖4B所示 的第三金屬層的PCVD裝置的橫截面圖。參考圖4A，第一金屬層500形成在第一絕緣基板 210上。第一金屬層500可以使用鋁釹形成。在本發明的一個具體實施方式
中，第一金屬 層500通過使用鋁釹作為靶材料的濺射工藝或化學氣相沉積(CVD)工藝形成。第一金屬層 500形成在整個顯示區域DA、第一絕緣基板210上的第一外圍區域PAl以及第二外圍區域 PA2 中。參考圖4B，第二金屬層510形成在形成有第一金屬層500的第一絕緣基板210上。 第二金屬層510可以使用鉻形成。在本發明的一個具體實施方式
中，第二金屬層510通過 使用鉻作為靶材料的濺射工藝形成。第二金屬層510形成在整個顯示區域DA、第一絕緣基 板210上的第一外圍區域PAl以及第二外圍區域PA2中。第三金屬層520形成在形成有第二金屬層510的第一絕緣基板210上。第三金屬 層520可以使用氮化鉻形成。在本發明的一個具體實施方式
中，第三金屬層520通過使用 氮氣的反應濺射工藝形成。在本發明的另一個具體實施方式
中，第三金屬層520通過使用 氮氣與氨氣的PCVD工藝形成。在進行反應濺射工藝或PCVD工藝的同時，第二與第三金屬 層510與520可以在同一個室中形成。參考圖5，反應濺射裝置600包括使用氬氣來濺射以 及使用氮氣硝化來處理第一絕緣基板210的第一室610。在第一室610中，第一絕緣基板 210安裝在第一夾盤620上，第一金屬靶630定位在第一夾盤620之上。通常，將第一電源 單元640產生的負電壓施加在第一金屬靶630上。反應濺射裝置600還包括第一氣體供應單元650，該第一氣體供應單元向第一室 610內均勻地供應用於處理第一絕緣基板210的氣體。氬氣通過氣體供應單元650供應到 第一室610中。在氬氣被供應進入第一室610中時，第一室610處於真空狀態。當第一負
7電壓施加在第一金屬靶630上時，具有與施加在第一金屬靶630上的第一負電壓基本相同 能量的二級電子由第一金屬靶630的表面部分產生。二次電子撞擊第一室610內的氬氣， 然後氬氣與第一金屬靶630相撞。當施加在第一金屬靶630上的第一脈衝能的量高於包含在第一金屬靶630中的原 子之間的結合能時，在第一金屬靶630的表層部分內的原子將脫離。這些脫離的原子被濺 射到形成在第一絕緣基板210上的第一金屬層500上，濺射的原子彼此相結合形成薄層， 即，第二金屬層510。從而，包括鉻的第二金屬層510形成在第一金屬層500上。在氬氣和氮氣通過第一氣體供應單元650供應到第一室610內後，當第二負電壓 施加到第一金屬靶630上時，具有與施加在第一金屬靶630上的第二負電壓基本相同能的 二次電子從第一金屬靶630的表面部分出射。二次電子在撞擊第一室610內的氬氣，然後 氬氣與第一金屬靶630相撞。當施加在第一金屬靶630上的第二脈衝能的量高於包含在第一金屬靶630中的原 子之間的結合能時，在第一金屬靶630的表層部分內的原子將脫離。這些脫離的原子與氮 氣相結合，並被濺射到形成在第一金屬層500上的第二絕緣基板210上。濺射的原子與氮 氣彼此相結合形成薄層，即，第三金屬層520。相應地，含有氮化鉻的第三金屬層520形成在 第二金屬層510上。這裡，通過控制向第一室610中氮氣供應的量和供應氮氣的時間，包括 氮化鉻的第三金屬層520可以僅形成在第二金屬層510的上部分上。參考圖6，PCVD裝置700包括使用等離子處理第一絕緣基板210的第二室710。在 第二室710中，第一絕緣基板210安裝在第二夾盤720上，第二金屬靶730被定位在第二夾 盤720之上。第二金屬靶730用作電極，電源施加在該電極上來把供應的氣體轉化為等離 子。通常，由第二電源單元740產生的高直流電壓施加到第二金屬靶730上。PCVD裝置700可以還包括第二氣體供應單元750，該第二氣體供應單元750向第 二室710中均勻地供應用於處理第一絕緣基板210的氣體。氨氣和/或氮氣通過第二氣體 供應單元750供應進入第二室710中。氨氣和氮氣可以同時或順序供應進入第二室710。 特別地，在氨氣通過第二氣體供應單元750供應至第二室710中後，第二金屬層510通過發 生在放電空間760中的等離子放電形成在第一金屬層500上。當氮氣通過第二氣源供應單元750供應至第二室710中以及隨後氮氣與氨氣通過 發生在放電空間760中的等離子放電轉化為等離子狀態時，氮離子滲透入形成在第一金屬 層500上的第二金屬層510中來完成氮化工藝。從而，包含氮化鉻的第三金屬層520形成 在第二金屬層510上。如上所述，在形成第二與第三金屬層510與520的每個工藝期間，第二與第三金屬 層510與520分別形成在基本相同的室610與710中。因而，第三金屬層520可以與第二 金屬層510在不接觸空氣的情況下形成。因此，第二金屬層510可以包含純鉻。參考圖4C，在光致抗蝕層535沉積在形成了第一、第二與第三金屬層500、510與 520的第一絕緣層210上後，進行使用第一掩模(未示)的曝光工藝以及顯影工藝。第二與 第三金屬層510與520使用第一蝕刻劑同時並部分地被蝕刻，由此在顯示區域DA內形成第 一金屬層500的第一絕緣基板210上形成順序層疊的第三柵極層221c和第二柵極層221b， 並由此在第一金屬層500在第一外圍區域PAl內的第一絕緣基板210上形成順序層疊的第 三柵極墊層260c和第二柵極墊層^Ob。在進行完曝光工藝以及顯影工藝後，進行焙烘工藝來硬化光致抗蝕層535。參考圖4D，第一金屬層500使用第二蝕刻劑部分地被蝕刻，由此在顯示區域DA中 的第一絕緣基板210上形成第一柵極層221，並由此在第一外圍區域PAl中的第一絕緣基板 210上形成第一柵極墊層^0a。光致抗蝕層535從第一絕緣基板210上移除。因此，包括 第一、第二與第三柵極層221a、221b與221c的柵極221形成在顯示區域DA內的第一絕緣 基板210上，包括第一、第二與第三柵極墊層260aJ60b與^Oc的柵極墊260形成在第一 外圍區域PAl的第一絕緣基板210上。因為第一金屬層500的下部沒有第一金屬層500的上部蝕刻得多，所以形成了第 一柵極層221a與第一柵極墊層^Oa的第一金屬層500不具有任何底切形的橫截面。因而， 每個柵極221與柵極墊260都具有沿著與第一絕緣基板210相垂直的切割線呈錐形的橫截參考圖4E，柵絕緣層223形成在形成有柵極221和柵極墊層沈0的第一絕緣基板 210上。柵絕緣層223可以使用氮化矽(SiNx)形成。有源層2M形成在柵絕緣層223其 下形成有柵極221的部分上。特別地，半導體膜22 與歐姆膜224b順序形成在柵絕緣層 223的該部分上。第四、第五與第六金屬層550、560與570順序形成在形成有有源層224的第一絕 緣基板210上。第四與第五金屬層550與560可以通過濺射工藝或CVD工藝形成。第六金 屬層570可以通過反應濺射工藝使用如圖5所示的反應濺射裝置600或通過PCVD工藝使 用如圖6所示的PCVD裝置700形成。第五與第六金屬層560與570可以形成在基本相同 的室中。第四金屬層550可以使用鋁釹形成，第五金屬層560可以使用鉻形成，以及第六金 屬層570可以使用氮化鉻形成。參考圖4F，在形成有第四、第五與第六金屬層550、560與570的第一絕緣基板210 上進行了使用第二掩模(未示)的曝光工藝以及顯影工藝之後，使用第一蝕刻劑同時對第 五與第六金屬層560與570部分地蝕刻。進一步，第四金屬層550使用第二蝕刻劑部分地 被蝕刻。因而，源極225與漏極2 形成在顯示區域DA中，數據電極墊280形成在第二外 圍區域PA2中。源極225包括第一源極層22 、第二源極層225b以及第三源極層225c。漏極2 包括第一漏極層2^a、第二漏極層226b以及第三漏極層226c。數據電極墊280包括第一 數據電極墊層^0a、第二數據電極墊層^Ob以及第三數據電極墊層^0c。因為第四金屬層550的下部沒有比第四金屬層550的上部蝕刻得多，所以形成第 一源極層225a、第一漏極層226a與第一數據電極墊層^Oa的第四金屬層550沒有具有任 何底切形的橫截面。因而，每個源極225、漏極2 與數據電極墊280都具有沿著與第一絕 緣基板210相垂直的切割線呈錐形的橫截面。保護層230形成在形成有源極225、漏極2 與數據電極墊觀0的第一絕緣基板 210上。保護層230可以使用氮化矽形成。有機絕緣層240形成在形成有保護層230的第 一絕緣基板210上。參考圖4G，接觸孔245形成在顯示區域DA中，第一通孔265形成在第一外圍區域 PAl中，第二通孔285形成在第二外圍區域PA2中。更具體地，形成在顯示區域DA中的有 機絕緣層對0、保護層230以及第三漏極層226c的部分均被部分地移除，從而形成接觸孔對5，接觸孔245部分地暴露顯示區域DA中的第二漏極層226b。形成在第一外圍區域PAl 中的有機絕緣層對0、保護層230、柵絕緣層223以及第三柵極墊層^Oc的部分均被部分地 移除，從而形成在第一外圍區域PAl中的第一通孔沈5。形成在第二外圍區域PA2中的有機 絕緣層對0、保護層230以及第三數據電極墊層^Oc的部分均被部分地移除，從而形成在第 二外圍區域PA2中的第二通孔285。參考圖4H，像素電極250、第一透明電極270與第二透明電極290形成在有機絕緣 層240上。像素電極250與第一以及第二透明電極270與290可以使用ITO或IZO形成。像素電極250形成在顯示區域DA中，並通過接觸孔245與漏極226電連接。像素 電極250與第二漏極層226b直接接觸。第二漏極層226b可以包含純鉻。因而，可以減小像 素電極250與漏極260之間的接觸電阻。第一透明電極270形成在第一外圍區域PAl中， 並通過第一通孔265與柵極墊沈0電連接。第一透明電極270與第二柵極墊層^Ob直接 接觸。第二柵極墊層^Ob可以包含純鉻。因而，可以減小第一透明電極270與柵極墊沈0 之間的接觸電阻。第二透明電極290形成在第二外圍區域PA2中，並通過第二通孔觀5與 數據電極墊觀0電連接。第二透明電極290與第二數據電極墊層^Ob直接接觸。第二數 據電極墊層^Ob可以包含純鉻。因而，可以減小第二透明電極290與數據電極墊280之間 的接觸電阻。形成陣列基板的方法的實施例2圖7A至7G為說明形成如圖1所示的陣列基板的各步驟的橫截面圖，圖8為說明 蝕刻如圖7C所示的第一、第二金屬及第三金屬層的蝕刻池(bath)的橫截面圖。參考圖7A，第一金屬層500形成在第一絕緣基板210上。第一金屬層500可以使 用鋁釹形成。在本發明的一個具體實施方式
中，第一金屬層500通過使用鋁釹作為靶材料 的濺射工藝和化學氣相沉積(CVD)工藝形成。第二金屬層510形成在形成有第一金屬層500的第一絕緣基板210上。第二金屬 層510可以使用鉻形成。在本發明的一個具體實施方式
中，第二金屬層510通過使用鉻作 為靶材料的濺射工藝形成。第三金屬層520形成在形成有第二金屬層510的第一絕緣基板 210上。第三金屬層520可以使用氮化鉻形成。在本發明的一個具體實施方式
中，第三金屬 層520通過使用氮氣的反應濺射工藝形成。在本發明的另一個具體實施方式
中，第三金屬 層520通過使用氮氣與氨氣的PCVD工藝形成。在進行反應濺射工藝和PCVD工藝的同時， 第二與第三金屬層510與520可以在同一室中形成。第一、第二與第三金屬層500、510與 520形成在整個第一絕緣基板的顯示區域DA、第一外圍區域PAl以及第二外圍區域PA2上。參考圖7B，光致抗蝕層(未示)形成在形成有第一、第二與第三金屬層500、510與 520的第一絕緣基板210上。具有圖案的掩模530放置在形成有光致抗蝕層的第一絕緣基 板210上。掩模530具有第一封閉部分532以及第二封閉部分534。掩模530的第一封閉 部分532定位在與隨後形成的柵極221的區域相應的第一區域Al中，掩模530的第二封閉 部分534定位與隨後形成的柵極墊沈0的區域相應的第二區域A2中。曝光工藝在形成有光致抗蝕層的第一絕緣基板210上使用掩模530進行。在曝光 工藝中，曝光光線僅在與掩模530的第一及第二封閉部分532與534相對應的第一及第二 區域Al與A2中分別被阻擋。光致抗蝕層使用蝕刻溶液進行部分蝕刻，從而形成相對應於 第一區域Al的第一光致抗蝕圖案M2，並從而形成相對應於第二區域A2的第二光致抗蝕圖案討4。參考圖7C，第一、第二與第三金屬層500、510與520使用第一與第二光致抗蝕圖 案542與544進行部分蝕刻，從而形成柵極221與柵極墊沈0。柵極221包含第一柵極層 221a、層疊在第一柵極層221a上的第二柵極層221b以及層疊在第二柵極層221b上的第三 柵極層221c。柵極墊260包含第一柵極墊層260a、層疊在第一柵極墊層^Oa上第二柵極 墊層^Ob以及層疊在第二柵極墊層^Ob上的第三柵極墊層^K)c。第一柵極層221a與第 一柵極墊層260a可以包含鋁釹(AlNd)，第二柵極層221a與第二柵極墊層^Ob可以包含鉻 (Cr)，第三柵極層221c與第三柵極墊層^Oc可以包含氮化鉻(CrNx)。第一、第二與第三金屬層500、510與520使用蝕刻溶液同時進行蝕刻。例如，蝕刻 溶液為包含CAN、硝酸以及氟化銨的混合蝕刻溶液。CAN與硝酸可以蝕刻包含在第二與第三 金屬層510與520中的鉻與氮化鉻。氟化銨可以蝕刻包含在第一金屬層500中的鋁釹。混 合蝕刻溶液包含約5到約30%重量的CAN，約2到約20%重量的硝酸，以及約1到約5%重 量的蟻酸或乙酸。在下文中，參考圖8詳細闡述形成柵極221與柵極墊沈0的構圖工藝。參考圖8， 形成了第一、第二與第三金屬層500、510與520的第一絕緣基板210被浸入到包括混合蝕 刻溶液610的第一蝕刻池600中。在本發明的一個具體實施方式
中，混合蝕刻溶液610包 含CAN、硝酸(HNO3)以及氟化銨(NH4F)。蟻酸(FA)與乙酸(AA)可以進一步地被包含在混 合蝕刻溶液610中。包含鉻與氮化鉻的第二與第三金屬層510與520可以用包含在混合蝕刻溶液610 中的CAN與硝酸進行蝕刻，從而在第一金屬層500上形成第二初步柵極層221b』以及第三 初步柵極層221c』。在第二與第三金屬層510與520被蝕刻後，包含鋁釹的第一金屬層500 可以用混合蝕刻溶液610中包含的氟化銨進行蝕刻，從而在第一絕緣基板210上形成第一 柵極層221a。由於電化效應，第一金屬層500要比第二與第三金屬層510與520蝕刻得多。 因而，突起部分形成在第二與第三初步柵極層221b』與221c』的區域上，因此與例如區域A 的第一光致抗蝕圖案542相接觸。形成了第一柵極層221a與第二和第三初步柵極層221b』與221c』的第一絕緣基 板210浸入到包含硝酸(HNO3)溶液的第二蝕刻池700中。第二與第三初步柵極層221b』與 221c』的突起部分用硝酸溶液710進行蝕刻，因此第二與第三初步柵極層221b』與221c』分 別轉換成第二與第三柵極層221b與221c。因而，包含第一、第二與第三柵極層221a、221b 與221c的柵極221形成在第一絕緣基板210上。柵極221具有沿著與第一絕緣基板210 基本垂直的切割線呈錐形的橫截面。到現在為止，已經描述了柵極221的形成，但是柵極墊 260可以通過與形成柵極221的構圖工藝基本相同的工藝形成。參考圖7D，在第一與第二光致抗蝕圖案542與544被移除後，柵絕緣層223形成 在形成有柵極221與柵極墊沈0的第一絕緣基板210上。柵絕緣層223可以使用氮化矽 (SiNx)形成。有源層2M形成在柵絕緣層223其下形成有柵極221的部分上。特別地，半導體 膜22 與歐姆膜224b順序形成在柵絕緣層223的部分上。第四、第五與第六金屬層550、 560與570相繼形成在形成有有源層2M的第一絕緣基板210上。第四、第五與第六金屬層 550,560與570可以通過濺射工藝、CVD工藝或PCVD工藝形成。第四金屬層550可以使用鋁釹形成，第五金屬層560可以使用鉻形成，第六金屬層570可以使用氮化鉻形成。參考圖7E，在形成有第四、第五與第六金屬層550、560與570的第一絕緣基板210 上進行使用掩模(未示)的曝光工藝以及顯影工藝之後，第四、第五與第六金屬層550、560 與570使用混合蝕刻溶液進行部分蝕刻。因而，源極225與漏極2 形成在顯示區域DA中， 數據電極墊280形成在第二外圍區域PA2中。保護層230形成在形成有源極225、漏極2 與數據電極墊觀0的第一絕緣基板 210上。保護層230可以使用氮化矽形成。有機絕緣層240形成在形成有保護層230的第 一絕緣基板210上。參考圖7F，接觸孔245形成在顯示區域DA中，第一通孔265形成在第一外圍區域 PAl中，第二通孔285形成在第二外圍區域PA2中。更具體地，形成在顯示區域DA中的有機 絕緣層對0、保護層230與第三漏極層226c的部分被部分地移除，並因此形成了在顯示區 域DA中部分暴露第二漏極層226b的接觸孔M5。形成在第一外圍區域PAl中的有機絕緣 層M0、保護層230、柵絕緣層223與第三柵極墊層^Oc的部分被部分地移除，並因此形成 了在第一外圍區域PAl中的第一通孔沈5。形成在第二外圍區域PA2中的有機絕緣層M0、 保護層230與第三數據電極墊層^Oc的部分被部分地移除，並因此形成了在第二外圍區域 PA2中的第二通孔沘5。參考圖7G，像素電極250、第一透明電極270與第二透明電極290形成在有機絕緣 層240上。像素電極250與第一和第二透明電極270與290可以使用ITO或IZO形成。像 素電極250形成在顯示區域DA中，並通過接觸孔245與漏極226電連接。第一透明電極270形成在第一外圍區域PAl中，並通過第一通孔265與柵極墊260 電連接。第二透明電極290形成在第二外圍區域PA2中，並通過第二通孔觀5與數據電極 墊觀0電連接。如上所述，具有三層結構的柵極221、源極225、漏極226、柵極墊260與數據電極墊 280通過使用混合蝕刻溶液的一個工藝形成圖案，因此製造工藝得到了簡化。到現在為止，在絕緣基板上順序地形成三層結構的方法已經進行了說明，該三層 結構具有包含鋁釹的第一金屬層、包含鉻的第二金屬層以及包含氮化鉻的第三金屬層，但 是本發明也可以被修改成一種在絕緣基板上順序地形成三層結構的方法，該三層結構具有 包含鉻的第一金屬層、包含氮化鉻的第二金屬層以及包含鋁釹的第三金屬層。另外，本發明 也可以被修改成一種形成雙層結構的方法，該雙層結構具有包括包含鋁釹的第一金屬層以 及包含鉻的第二金屬層。IXD裝置的
具體實施例方式圖9為說明具有依照本發明的具體實施方式
的LCD面板的LCD裝置的分解透視 圖。參考圖9，IXD裝置包括顯示單元800以及形成在顯示單元800下的背光組件900。顯 示單元800包括IXD面板100、源印刷電路板(PCB) 810與柵PCB 820。IXD面板100顯示圖 像。源PCB 810與柵PCB 820產生驅動信號來驅動IXD面板100。從源PCB 810與柵PCB 820產生的驅動信號分別通過數據柔性電路膜830以及柵柔性電路膜940施加到LCD面板 100。每個數據與柵柔性電路膜830與840可以是帶載封裝(TCP)或膜上晶片(COF)。每個 數據與柵柔性電路膜830與840還包括數據驅動晶片850與柵極驅動晶片860，它們控制從 源與柵PCB 810與820產生驅動信號的時間，使得將驅動信號在適當的時間施加到LCD面板上。LCD面板100基本與如圖1與2所示的LCD面板相同，因而，同樣的參考數字指示同 樣的元件，並省略了重複的描述。背光組件900包擴燈單元910、光導板920以及容納容器930。燈單元910產生光。 光導板920控制光的路徑並引導光到達LCD面板。容納容器930容納燈單元910以及光導 板920。背光組件900可以還包括光學片940以及反射片950。光學片940放置在光導板 920之上，增強從光導板920獲得到的光的光學特性。反射片950放置在光導板920之下， 把射出光導板920的光反射向顯示單元800。當反射片950容納在容納容器930中時，光導板920與光單元910均容納在容納 容器930的反射片950之上。光學片940與IXD面板100順序地容納在容納容器930中的 光導板920之上。數據柔性電路膜830朝著容納容器930的側部或底部彎曲，從而源PCB 810可以固定在容納容器930的側部或底部上。上機架1500放置在IXD面板100上。上機 架1500面對著容納容器930，並把LCD面板固定在容納容器930上。依照上述的IXD裝置，柵極221、源極225、漏極226、柵極墊260與數據電極墊280 可以不具有任何底切形的橫截面。另外，像素電極250或包含ITO或IZO的第一與第二透 明電極270與290與鉻直接接觸，從而可以減小接觸電阻。依照本發明，柵極、源極、漏極、柵極墊與數據電極墊均具有三層的結構，這三層結 構為包含鋁釹的第一金屬層、包含鉻的第二金屬層以及包含氮化鉻的第三金屬層按順序層 疊而成。當形成電極與墊時，在對包含鋁釹的第一金屬層構圖後，對包含鉻與氮化鉻的第 二與第三金屬層構圖，從而可以阻止底切現象的發生。因而，不會產生局部電荷俘獲效應， 從而可以阻止例如出現側向條紋此類故障的出現，提高了 LCD裝置的顯示質量。另外，當像素電極與漏極接觸時，並且當透明電極與柵極墊或數據電極墊接觸時， ITO或IZO將與純鉻直接接觸，從而可以減小接觸電阻。因而，可以避免顯示質量的惡化。 另外，具有三層結構的第一、第二與第三金屬層可以同時通過使用包含用於蝕刻鋁釹的蝕 刻溶液以及用於蝕刻鉻與氮化鉻的蝕刻溶液的混合蝕刻溶液的一個工藝進行蝕刻。因而， 可以減少形成電極與墊的構圖工藝的數目，從而可以簡化製造LCD裝置的總工藝。雖然已經闡述了本發明的一些具體實施方式
，但可以理解，本發明不被這些具體 實施方式所限制，本領域普通技術人員在下文所要求的本發明的精神和範圍內可以進行多 種變化與變型。
權利要求
1.一種形成陣列基板的方法，包含 在基板上使用鋁合金形成第一金屬層； 在第一金屬層上使用鉻形成第二金屬層；使用混合蝕刻溶液蝕刻第一與第二金屬層，其中混合蝕刻溶液包括用來蝕刻第一金屬 層的第一蝕刻溶液以及用來蝕刻第二金屬層的第二蝕刻溶液；以及使用第三蝕刻溶液蝕刻第二金屬層，第二金屬層在使用混合蝕刻溶液蝕刻後仍存在。
2.權利要求1的方法，其中第一蝕刻溶液包含氟化銨，其中第二蝕刻溶液包含硝酸高 鈰銨與硝酸。
3.權利要求2的方法，其中混合蝕刻溶液包括約2到約30重量％的氟化銨，約5到約 30重量％的硝酸高鈰銨，以及約2到約20重量％的硝酸。
4.權利要求1的方法，其中第三蝕刻溶液包含硝酸。
5.權利要求1的方法，其中混合蝕刻溶液還包括蟻酸或乙酸。
6.權利要求5的方法，其中混合蝕刻溶液包括約1到約5重量％的蟻酸或乙酸。
7.權利要求1的方法，其中形成第一與第二金屬層還包括使用氮化鉻在第二金屬層上 形成第三金屬層。
8.權利要求1的方法，其中鋁合金為鋁釹。
全文摘要
本發明涉及一種通過降低接觸電阻並消除底切而顯示出提高了的顯示質量的LCD顯示裝置的基板。顯示開關器件具有三個電極，它們中的至少一個具有三個金屬層，第三金屬層通過氮化第二金屬層而形成。像素電極通過接觸孔與第二金屬層電連接，接觸孔穿過絕緣層與開關器件的第二金屬層而形成。
文檔編號H01L29/45GK102097369SQ201010546290
公開日2011年6月15日 申請日期2006年7月20日 優先權日2005年7月20日
發明者崔填喆, 崔浩根, 崔淵琇, 李東勳, 李仁成, 趙能鎬 申請人:三星電子株式會社