具有薄膜電晶體的液晶顯示器件及其製造方法
2023-05-28 20:18:16 1
專利名稱：具有薄膜電晶體的液晶顯示器件及其製造方法
技術領域：
本發明涉及一種具有薄膜電晶體(TFT)的液晶顯示(LCD)器件以及其製造方法。尤其，本發明涉及一種LCD器件，其具有由鋁(Al)或Al合金製成的布線或互聯線和電連接到互聯線的由透明導電材料如氧化銦錫(ITO)製成的一層或多層(透明導電的一層或多層)，以及該LCD器件的製造方法。
背景技術：
近些年，LCD器件已經廣泛地用作高解析度顯示器。通常，LCD器件包括其上設置了開關元件如TFT的基板，以下將其稱作「TFT基板」，其上形成了彩色濾光器、黑色矩陣等的相對基板；和位於TFT基板和相對基板之間的液晶層。在各像素中傳輸光的量通過改變液晶分子與TFT基板上的電極和相對基板上的電極之間或者TFT基板上的電極之間所產生的電場的對準方向來控制，從而在LCD器件的屏幕上顯示圖像。在TFT基板上，以矩陣排列形成各種布線或互聯線如柵極線(即掃描線)、漏極線(即信號線)和共用電極線。在這些互聯線的端部，形成柵極輸入端子、漏極輸入端子和共用電極輸入端子等。這些互聯線電連接到具有這些端子的外部驅動電路元件。外部驅動電路元件通過公知的TAB(載帶自動鍵合)方法等貼附到TFT基板上。
通過具有上述結構的LCD器件，上述互聯線的長度隨著器件變大而增加，且因此，其電阻(以下也簡單地稱作「電阻」)也增加。由於所述互聯線的電阻增加導致電信號的傳輸延遲，因此可能出現顯示質量降低。而且，對於當前LCD器件需要較高的密度和較高的孔徑比，並由此，需要將所述線變窄。然而，如果將所述線變窄了，則其電阻將增加，並由此由於信號的傳輸延遲會導致顯示質量的降低。因此，通常，Al已經用於形成所述線，這是由於Al是公知低電阻互聯材料中的一種。
然而，Al的標準電極電勢很大程度地遠離將用於像素電極等的典型透明導電材料(例如ITO)的標準電極電勢。因此，由於用於圖形化透明導電層的顯影或蝕刻溶液所導致的電化學反應而存在透明導電材料中可能發生腐蝕的問題。此外，當Al層和透明導電材料直接相互連接時，可能會將氧(O)原子從透明導電材料中拉出。在這種情況下，具有絕緣特性的氧化鋁(Al2O3)層形成在Al層和透明導電材料之間的界面上，導致其間的接觸電阻增加的又一問題。
為了解決上述兩個問題，即，「透明導電層的腐蝕」和「界面處接觸電阻增加」，通常，對於互聯線，已經開發並公開了以下的兩層和三層結構。
互聯線的常規兩層結構包括Al層和由疊置在Al層上的鎢(W)等製成的導電阻擋層(上阻擋層)。互聯線的常規三層結構包括Al層、由疊置在Al層上的W等製成的導電阻擋層(上阻擋層)、和由疊置在Al層下的W等製成的另一導電層(下導電層)。包括二和三層結構的互聯線的實例在圖1中示出。
圖1概略地示出了具有TFT的常規LCD器件結構。在圖1中，示出了包括TFT、連接到TFT的柵極的柵極線端子部分(即柵端子部分)、和連接到TFT的漏極的漏極線端子部分(即漏端子部分)中一個的電晶體部分結構。
如圖1所示，柵極121和柵極線122形成在玻璃板101上。每個柵極121都通過圖形化的Al合金層102和疊置於其上的圖形化的上阻擋金屬層111形成，以具有兩層結構。每個柵極線122都具有與柵極121相同的兩層結構。與相應的柵極121聯合的柵極線122延伸到相應的柵端子部分。柵極121和柵極線122都由覆蓋了玻璃板101整個表面的柵絕緣層103覆蓋。柵絕緣層103包括在各自柵端子部分中的接觸孔133，以暴露出下部柵極線122的相應部分。
在每個電晶體部分中，島狀非晶矽層(以下將簡稱為「a-Si層」)104形成在柵絕緣層103上，以便與每個柵極121交疊。a-Si層104是導電層，以在其中產生溝道。一對島狀n+型a-Si層105a和105b形成於a-Si層104上，從而以預定距離相互分開。源極123和漏極124分別形成在n+型a-Si層105a和105b上。n+型a-Si層105a和105b是導電層，用於改善上覆的源和漏極123和124與下部的a-Si層104的歐姆接觸。源和漏極123和124位於除了疊放在n+型a-Si層105a和105b上的位置之外的區域中的柵絕緣層103上。
源極123具有三級或三層結構，包括圖形化的下阻擋金屬層106、疊置在下阻擋金屬層106上的圖形化的Al合金層107、和疊置在Al合金層107上的圖形化的上阻擋金屬層112。漏極124具有與源極123相同的三層結構。形成在柵絕緣層103上的漏極線125具有與漏極124相同的三層結構。
源極123、漏極124和漏極線125覆蓋有形成在玻璃板101整個表面上方的鈍化絕緣層108。鈍化絕緣層108進入源極123和相應的漏極124之間的各個間隙中。
通過圖形化的ITO層形成的透明導電層110a、110b和110c位於鈍化絕緣層108上。這些層110a、110b和110c藉助於穿過鈍化絕緣層108和/或柵絕緣層103的相應接觸孔分別與下部漏極124、下部柵極線122和下部漏極線125接觸。
具體地，位於每個電晶體部分中的透明導電層110a藉助於鈍化絕緣層108的相應接觸孔131與構成相應漏極124的上部部分的上阻擋金屬層112相接觸。位於每個柵端子部分中的透明導電層110b藉助於鈍化絕緣層108的相應接觸孔132和柵絕緣層103的相應接觸孔133與構成相應柵極線122的上部部分的上阻擋金屬層122接觸。位於每個漏端子部分中的透明導電層110c藉助於鈍化絕緣層108的相應接觸孔134與構成相應漏極線125的上部部分的上阻擋金屬層112接觸。
如上所說明的，通過圖1中示出的常規互聯結構，透明導電層110a、110b和110c不直接與漏極124的Al合金層107、柵極線122的Al合金層102和漏極線125的Al合金層107接觸。因此，抑制了由於用於形成透明導電層110a、110b和110c的ITO層的圖形化工藝中的顯影或蝕刻溶液導致的電化學反應。而且，由於上阻擋金屬層111或112插入到透明導電層110a、110b和110c和相應的Al合金層102或107之間，因此在層110a、110b和110c與相應的層102或107之間的接觸電阻不增加。
然而，互聯線的上述常規結構具有幾個缺點。常規三層結構的這些缺點與常規兩層結構的那些相同，並因此，在以下的說明中僅涉及到用於常規兩層結構的那些。
第一個缺點是位於互聯線上或上方的上覆一層或多層臺階覆蓋退化。通過常規的兩層結構，由於上阻擋金屬層111或112疊置在Al合金層102或107上，因此柵極線122和漏極線125(即，互聯線)的厚度增加了對應於上阻擋金屬層111或112的厚度的值。結果，位於柵極線122和漏極線125上或者上方的上覆一層或多層的臺階覆蓋將退化。
第二個缺點是位於互聯線上或者上方的上覆的一層或多層的臺階覆蓋可能會顯著地退化。通過常規兩層結構，當對上阻擋金屬層111或122以及Al合金層102和107一次全部進行溼法蝕刻以形成所述的兩層結構時，可單獨側蝕刻Al合金層102或107。因此，在上阻擋金屬層111或112的下方形成底切部分。由於底切部分，可使上覆一層或多層的臺階覆蓋變劣。
第三個缺點是生產率下降和製造成本增加。通過常規兩層結構，為了形成上阻擋金屬層111或112，需要準備用於CVD或濺射工藝的反應或工藝室。這降低了生產率，且結果，製造成本增加了。
因此，需要一種解決問題「透明導電層的腐蝕」和「接觸電阻增加」而沒有上述第一至第三個缺點的技術。通常，開發並公開了各種技術以滿足該需求。
例如，通過1999年公開的日本未審專利公開No.11-64887中公開的TFT型LCD器件，接觸孔以接觸孔達到Al互聯層表面的方式形成在覆蓋Al互聯層的絕緣層中。在絕緣層和接觸孔內壁上，形成ITO層(即，透明導電層)。而且，形成矽化物層以插入到接觸孔底部的ITO層和Al互聯層之間。
通過公開No.11-64887的現有結構，由於在ITO層和Al互聯層之間插入了矽化物層，因此抑制了由於ITO層與Al互聯層的直接接觸導致的接觸電阻增加。而且，由於僅在絕緣層接觸孔底部形成矽化物層，因此覆蓋層僅覆蓋Al互聯層就足夠了。這意味著改善了絕緣層的臺階覆蓋。而且，由於接觸孔的深度降低了對應於形成在所述接觸孔底部上的矽化物層厚度的值，也改善了ITO層的臺階覆蓋。而且，由於僅通過Al互聯層形成互聯線，因此進行單個蝕刻工藝就足夠的。這意味著容易進行用於互聯線的圖形化工藝(參考上述公開的權利要求1，段落0005和0006以及圖1)。
2004年公開的日本未審專利公開No.2004-6936公開了一種TFT基板。通過該基板，柵結構通過第一金屬層和疊置在第一金屬層上的第二金屬層(即，帽蓋層)形成，其中第一金屬層形成在透明板上。柵極墊由第二金屬層形成。絕緣層形成在板上，以選擇性暴露出一部分第二金屬層。圖形化的半導體層形成在絕緣層上，以疊放在柵極上。源極和漏極形成在半導體層上。形成圖形化的保護層，其具有暴露出漏極的接觸孔和暴露出柵極墊的第二金屬層的接觸孔。第一圖形化的像素電極形成在保護層上，以與漏極接觸。第二圖形化的像素電極形成在保護層上，以與柵極墊的第二金屬層接觸。第一金屬層例如由Al或Al合金製成。第二金屬層例如由Cr、Mo、Ta或Ti製成。第二像素電極例如由ITO製成(參考上述公開的權利要求1至3，段落0012至0014，以及圖11)。
通過在公開No.2004-6936中公開的TFT基板，形成柵極，其具有包括Al或Al合金層的(即第一金屬層)和由Cr、Mo、Ta或Ti製成的難熔金屬層(即，第二金屬層)的兩層結構。因此防止了由於Al層與ITO層直接接觸導致的電解反應(即，電化學反應)，同時防止了尖刺(hillock)的形成。而且，可省略第二金屬層(即，帽蓋層)的陽極氧化工藝，以及可同時蝕刻絕緣層和保護層，並因此，可減少必需的光刻工藝數。而且，由於第一金屬層的尺寸近似等於或大於第二金屬層，因此柵極不具有底切部分。因此，可防止在形成柵極之後，由於絕緣層澱積工藝中臺階覆蓋退化而導致的絕緣層絕緣特性變劣。
然而，由日本公開No.11-64887和2004-6936公開的上述技術具有以下缺點。
具體地，通過在公開No.11-64887中公開的LCD器件，在形成Al層之後，需要通過必須加熱玻璃板的CVD或濺射方法形成矽化物層。因此，需要準備等離子增強CVD裝置或濺射裝置以及濺射靶。由此，出現LCD器件製造成本增加了用於準備CVD裝置或濺射裝置以及靶的成本的缺點。此外，存在由於受熱歷程導致矽化物層的形成工藝加速或促進了Al層的尖刺和/或孔隙形成的另一缺點。
通過在公開No.2004-6936中公開的上述TFT基板，柵極具有包括Al或Al合金層(即，第一金屬層)和由Cr、Mo、Ta或Ti製成的難熔金屬層(即，第二金屬層)的兩層結構。這意味著柵極線具有與柵極相同的兩層結構，這是由於柵極線通過與柵極相同的圖形化金屬層形成。因此，存在與圖1中示出的常規互聯結構中的那些相同的缺點。
發明內容
因此，本發明的目的是提供一種解決前述兩個問題「透明導電層的腐蝕」和「接觸電阻增加」而不出現上述第一至第三個缺點(即由於其自身互聯線厚度增加導致的臺階覆蓋退化，由於形成底切部分導致的臺階覆蓋退化，和生產率降低以及製造成本增加)的LCD器件，以及該LCD器件的製造方法。
本發明的另一個目的是提供一種改善了可能暴露到惡劣環境中的柵端子部分和漏端子部分可靠性的LCD器件，以及該LCD器件的製造方法。
根據以下描述，上述目的與其它未特別提及的目的對於本領域技術人員來講是清楚的。
根據本發明的第一方面，提供了一種LCD器件，其包括第一互聯線，包括圖形化的Al或Al合金層，藉助於下絕緣層直接設置在絕緣板上或板上方；第一絕緣層，形成在板上，以覆蓋第一互聯線，第一絕緣層具有暴露出第一互聯線一部分的接觸孔；第一導電材料，由電鍍金屬製成，第一導電材料以覆蓋其整個暴露部分的方式與接觸孔中第一互聯線的暴露部分接觸；和第一透明導電層，與第一導電材料接觸；其中第一透明導電層藉助於第一導電材料電連接到第一互聯線。
通過根據本發明第一方面的LCD器件，提供了包括圖形化的Al或Al合金層的第一互聯線。藉助於下絕緣層直接設置在絕緣板上或板上方的第一互聯線覆蓋有第一絕緣層。第一絕緣層具有暴露出第一互聯線部分的接觸孔。在所述接觸孔中，第一互聯線的整個暴露部分覆蓋有由電鍍金屬製成的第一導電材料(即，通過電鍍方法澱積的金屬)。第一透明導電層與第一導電金屬接觸，從而藉助於第一導電材料將第一透明導電層電連接到第一互聯線。
因此，在第一透明導電層的圖形化工藝中，第一透明導電層不受顯影或蝕刻溶液的影響，這是由於顯影或蝕刻溶液不與通過圖形化的Al或Al合金層形成的第一互聯線接觸。這意味著解決了「透明導電層的腐蝕」的問題。由於第一透明導電層不與第一互聯線直接接觸，因此也解決了「接觸電阻增加」的問題。
而且，第一導電材料以覆蓋整個暴露部分的方式與在第一絕緣層接觸孔中的第一互聯線的暴露部分接觸，並由此，第一絕緣層僅覆蓋第一互聯線。因此，根據本發明第一方面的LCD器件明顯與圖1中示出的常規互聯結構不同，圖1中示出的常規互聯結構包括疊置在圖形化的Al或Al合金層整個表面上的上阻擋金屬層和覆蓋了Al或Al合金層和上阻擋金屬層的絕緣層。結果，上述的第一缺點「由於互聯線自身厚度增加導致的臺階覆蓋退化」不會發生。
由於與上類似的原因，第一互聯線僅通過蝕刻被圖形化，且第一導電材料不需要蝕刻或圖形化工藝。因此，上述的第二缺點「由於產生底切部分導致臺階覆蓋退化」也不會發生。
而且，由於第一導電材料由電鍍金屬製成，因此CVD或濺射的任一反應或工藝室對於形成所述第一導電材料不是必要的。由此，第三個缺點「生產率下降和製造成本增加不會出現。
此外，對於本發明，優選第一互聯線通過圖形化的Al或Al合金層單獨形成；換句話說，第一互聯線具有單層結構。然而，包括圖形化的Al或Al合金層和疊置於Al或Al合金層下的圖形化導電層的兩層結構可用於第一互聯線，其中圖形化的導電層設置成比圖形化的Al或Al合金層更靠近板。包括圖形化的Al或Al合金層和疊置在Al或Al合金層下的圖形化的導電層的三或多層結構可用於第一互聯線，其中圖形化的導電層比圖形化的Al或Al合金層更靠近板。
在根據本發明第一方面的LCD器件的優選實施例中，第一導電材料僅設置在第一絕緣層的接觸孔中。在該實施例中，第一透明導電層通過接觸孔中的第一導電材料升高對應於第一導電材料厚度的高度。第一導電材料不設置在第一絕緣層上。由此，其它優點是改善了第一透明導電層(以及形成在第一透明導電層上的上覆一層或多層)的臺階覆蓋。儘管即使第一互聯線是漏極線也可獲得該另外優點，但是當第一互聯線是柵極線時其是顯著的。這是由於柵極線自第一透明導電層的距離比漏極線自第一透明導電層的距離大，並因此，柵極線高度差比漏極線高度差大。
在根據本發明第一方面LCD器件的另一優選實施例，第一導電材料寬度比第一互聯線的小。而且，第一導電材料的底部優選位於與接觸孔底部相同的平面。
在根據本發明第一方面LCD器件另一優選實施例中，第一導電材料是選自由Ni、Ag、Au和Cr構成的組中的一種。這是由於這些金屬具有抵抗所述LCD器件應用環境的良好抗蝕特性並能夠通過電鍍方法澱積。而且，可將任一其它金屬用於本發明。
在根據本發明第一方面的LCD器件的又一優選實施例中，可另外提供以下的(a)至(e)。
(a)第二互聯線，通過圖形化的Al或Al合金層形成，設置在第一絕緣層上；(b)第二絕緣層，形成在第一絕緣層上，以覆蓋第二互聯線，第二絕緣層具有暴露出第二互聯線一部分的接觸孔；(c)第二導電材料，由電鍍金屬製成，第二導電材料以覆蓋第二互聯線的整個暴露部分的方式與第二絕緣層接觸孔中的第二互聯線的暴露部分接觸；(d)第二透明導電層，與第二導電材料接觸；和(e)第二透明導電層，其藉助於第二導電材料電連接到第二互聯線。
在該實施例中，優選第一互聯線是柵極線，第二互聯線是漏極線。在這種情況下，關於柵和漏極線，具有改善第一和第二透明導電層的臺階覆蓋的其它優點。
在根據本發明第一方面的LCD器件的另一優選實施例，第二導電材料是選自構成由Ni、Ag、Au和Cr構成組中的一種。
根據本發明的第二方面，提供了根據本發明第一方面的LCD器件的製造方法。該方法包括步驟藉助於下絕緣層直接在絕緣板上或板上方形成Al或Al合金層；圖形化Al或Al合金層，以形成第一互聯線；在板上形成第一絕緣層以覆蓋第一互聯線；選擇性蝕刻第一絕緣層，以形成暴露出一部分第一互聯線的接觸孔；在第一絕緣層的接觸孔中通過電鍍方法澱積金屬，由此以覆蓋第一互聯線的整個暴露部分的方式形成與第一互聯線的暴露部分接觸的第一導電材料；和在第一導電材料上形成與其接觸的第一透明導電層，從而藉助於第一導電材料將第一透明導電層電連接到第一互聯線。
通過根據本發明第二方面的LCD器件製造方法，Al或Al合金層藉助於下絕緣層直接形成在絕緣板上或板上方，且之後圖形化Al或Al合金層以形成第一互聯線。接下來，將第一絕緣層形成在板上以覆蓋第一互聯線，且選擇性蝕刻第一絕緣層以形成暴露出第一互聯線部分的接觸孔。之後，通過電鍍方法將金屬澱積在第一絕緣層的接觸孔中，從而以覆蓋整個暴露部分的方式形成與第一互聯線的暴露部分接觸的第一導電材料。最後，將第一透明導電層形成於與其接觸的第一導電材料上。由此，第一透明導電層藉助於第一導電材料電連接到第一互聯線。因此，顯然製造了根據本發明第一方面的LCD器件。
在根據本發明第二方面的方法的優選實施例中，第一導電材料僅設置在第一絕緣層的接觸孔中。
在根據本發明第二方面的方法的另一優選實施例中，柵極線通過第一互聯層形成。
在根據本發明第二方面的方法的另一優選實施例中，第一導電材料寬度比第一互聯線小。
在根據本發明第二方面的方法的又一優選實施例中，第一導電材料是選自由Ni、Ag、Au和Cr構成的組中的一種。
在根據本發明第二方面的方法的再一優選實施例中，將電解電鍍方法用作電鍍方法。
在根據本發明第二方面的方法的再一優選實施例中，可另外包括以下的步驟(a』)至(e』)。
(a』)通過圖形化的Al或Al合金層在第一絕緣層上形成第二互聯線；(b』)在第一絕緣層上形成第二絕緣層以覆蓋第二互聯線；
(c』)選擇性蝕刻第二絕緣層，以具有暴露出第二互聯線一部分的接觸孔；(d』)通過電鍍方法在第二絕緣層的接觸孔中澱積金屬，從而以覆蓋第二互聯線的整個暴露部分的方式形成與接觸孔中第二互聯線的暴露部分接觸的第二導電材料；和(e』)在第二導電材料上形成與其接觸的第二透明導電層，從而藉助於第二導電材料將第二透明導電層電連接至第二互聯線。
在該實施例中，優選第一互聯線是柵極線，和第二互聯線是漏極線。在這種情況下，另外的優點是，關於柵和漏極線，改善了第一和第二導電材料的臺階覆蓋。
在根據本發明第二方面的方法的再一實施例中，第二導電材料是選自由Ni、Ag、Au和Cr構成的組中的一種。
在根據本發明第二方面的方法的再一實施例中，第一互聯線具有僅包括圖形化的Al或Al合金層的單層結構。
在根據本發明第二方面的方法的再一優選實施例中，可另外包括以下的步驟(f』)至(g』)。
(f』)以將導電層設置成比Al或Al合金層更靠近板的方式在Al或Al合金層下形成導電層；和(g』)圖形化導電層；其中第一互聯線具有包括圖形化的Al或Al合金層和疊置於Al或Al合金層下的圖形化導電層的多層結構。
為了容易實施本發明，現在將參考附圖進行描述。
圖1是示出現有技術LCD器件結構的示意性局部截面圖。
圖2是示出根據本發明第一實施例的LCD器件結構的示意性局部截面圖。
圖3是示出根據本發明第一實施例的LCD器件製造方法的示意性局部截面圖。
圖4是示出根據本發明第一實施例的LCD器件製造方法的示意性局部截面圖，其是圖3的狀態之後的狀態。
圖5是示出根據本發明第二實施例的LCD器件結構的示意性局部截面圖。
具體實施例方式
以下將參考附圖詳細描述本發明的優選實施例。
LCD器件的結構圖2概略地示出了根據本發明第一實施例的具有TFT的LCD器件的結構。在圖2中，示出了包括一個TFT、連接到TFT柵極的柵極線的柵端子部分和連接到TFT漏極的漏極線的漏端子部分的電晶體部分的結構。
在此，每個TFT都具有反向交錯結構和蝕刻的溝道結構。然而，本發明可用於具有至少包括圖形化的Al或Al合金層的布線或互聯線的任一其它類型或結構的TFT。
如圖2中所示，柵極21和柵極線22形成於矩形玻璃板1上。每個柵極21都通過圖形化的Al合金層2形成，其具有單層結構。每個柵極線22都通過圖形化的Al合金層2形成，其具有與柵極21相同的單層結構。與相應的柵極21聯合的柵極線22延伸到相應的柵端子部分。柵極21和柵極線22被覆蓋了玻璃板1整個表面的柵絕緣層3覆蓋。柵絕緣層3包括在各柵端子部分中的接觸孔33，以暴露出下柵極線22的相應部分。
在每個電晶體部分中，a-Si層形成於柵絕緣層3上，以與相應的柵極21交疊。a-Si層4是導電層以在其中產生溝道。一對島狀n+型a-Si層5a和5b形成在a-Si層4上，從而以預定間隔相互分離。源極23和漏極24分別形成在n+型a-Si層5a和5b上。n+型a-Si層5a和5b是用於改善上覆源和漏極23和24與下a-Si層4的歐姆接觸的導電層。源和漏極23和24位於除了在n+型a-Si層5a和5b上疊置的位置之外的區域中的柵絕緣層3上。
源極23具有包括圖形化的下阻擋金屬層6和疊置在層6上的圖形化Al合金層7的兩層結構。漏極24具有包括圖形化下阻擋金屬層6和圖形化Al合金層7的兩層結構。因此，漏極24具有與源極23相同的兩層結構。
源極23和漏極24被形成於玻璃板1整個表面上方的鈍化絕緣層8覆蓋。鈍化絕緣層8進入源極23和相應漏極24之間的相應間隙。
鈍化絕緣層8具有接觸孔31、32和34。接觸孔31位於每個電晶體部分中。接觸孔32以便於疊置在柵絕緣層3的相應接觸孔33上的方式位於每個柵端子部分中。接觸孔34位於每個漏端子部分中。
每個電晶體部分中，下漏極24(換句話說，作為其上部部分的漏極24的Al合金層7)藉助於鈍化絕緣層8的接觸孔31部分地暴露。在每個柵端子部分中，下柵極22(換句話說，圖形化的Al合金層2)藉助於柵絕緣層3的接觸孔33和鈍化絕緣層8的接觸孔32部分地暴露。在每個漏端子部分中，下漏極線25(換句話說，作為其上部部分的漏極線25的Al合金層7)藉助於鈍化絕緣層8的接觸孔34部分地暴露。
在鈍化絕緣層8的每個接觸孔31中，設置導電材料9a。導電材料9a由電鍍金屬如Ni、Ag、Au、Cr等製成。導電材料9a的底部與漏極24的表面(即，Al合金層7的表面)接觸並覆蓋漏極24表面(即，Al合金層7的表面)的整個暴露部分。導電材料9a的厚度(即，高度)稍小於接觸孔31的深度。因此，導電材料9a僅設置在接觸孔31的內部，這意味著材料9a不突出到孔31的外部。
在疊放於鈍化絕緣層8的接觸孔32上的柵絕緣層3的每個接觸孔33中，設置導電材料9b。導電材料9b由與導電材料9a相同的電鍍金屬製成。導電材料9b的底部與柵極線22的表面(即，Al合金層2的表面)接觸，並覆蓋柵極線22(即，Al合金層2)表面的整個暴露部分。導電材料9b的厚度(即，高度)近似於接觸孔33深度的一半。因此，導電材料9b的頂部不達到鈍化絕緣層8的接觸孔32內部，這意味著材料9b僅設置在接觸孔33中，且不突出到孔33的外部。
在鈍化絕緣層8的每個接觸孔34中，設置導電材料9c。導電材料9c由與導電材料9a相同的電鍍金屬製成。導電材料9c的底部與漏極線25表面(即Al合金層7的表面)接觸，並覆蓋漏極線25表面(即，Al合金層7的表面)的整個暴露部分。導電材料9c的厚度(即，高度)稍小於接觸孔34的深度。因此，導電材料9c僅設置在接觸孔34的內部，這意味著材料9c不突出到孔34的外部。
在鈍化絕緣層8中，形成透明導電層10a、10b和10c，以分別與接觸孔31、32和34交疊，其中層10a、10b和10c由ITO製成。形成每個透明導電層10a以與鈍化絕緣層8上的相應接觸孔31交疊，其中層10a的底部與設置在相應接觸孔31中的相應導電材料9a的表面接觸。以這種方式，每個透明導電層10a藉助於相應的導電材料9a電連接到構成相應漏極24上部部分的Al合金層7。
形成每個透明導電層10b以與在鈍化絕緣層8上疊放的接觸孔32和33交疊，其中層10b的底部與設置在相應接觸孔33中的相應導電材料9b表面接觸。以這種方式，每個透明導電層10b藉助於相應的導電材料9b電連接到構成相應柵極線22的Al合金層2。
形成每個透明導電層10c，以與鈍化絕緣層8上的相應接觸孔34相交疊，其中層10c的底部與設置在相應接觸孔34中的相應導電材料9c的表面接觸。以這種方式，每個透明導電層10c藉助於相應的導電材料9c電連接到構成相應漏極線25的上部部分的Al合金層7。
製造LCD器件的方法接下來，以下將參考圖3和4說明根據本發明第一實施例的LCD器件製造方法。
首先，如圖3中所示，例如通過濺射方法將Al合金層直接澱積在具有預定尺寸的矩形玻璃板1上。由此澱積的Al合金層的厚度約2000。之後，由此澱積的Al合金層通過使用公知的光刻和蝕刻技術來圖形化，由此形成柵極21和柵極線22。作為在此所使用的Al合金，例如可使用Al-Nd合金或者任一種其它Al合金，只要其具有良好的熱阻特性和低電阻。如果使用了磷酸(H3PO4)、硝酸(HNO3)、醋酸(CH3COOH)和水的混合物，則以錐形蝕刻形狀一次全部蝕刻Al合金層2。
隨後，例如通過等離子體增強CVD(化學氣相澱積)方法，將厚度約3000的氮化矽(SiNx)層形成在整個玻璃板1上作為柵絕緣層3。由此，柵極21和柵極線22覆蓋有由SiNx製成的柵絕緣層3。
接下來，例如，通過等離子體增強CVD方法，將厚度約2000的a-Si層4(其構成了TFT的半導體層)形成在柵絕緣層3上。在由此形成的a-Si層4上，形成厚度約500的n+型a-Si層。然後，通過公知的光刻和蝕刻技術將由此形成的a-Si層4和n+型a-Si層圖形化為島狀，從而形成具有兩層結構的TFT區。在該步驟中，在除了TFT區之外的區域中暴露出柵絕緣層3。
接下來，例如通過濺射方法，以該順序在整個玻璃板1上方澱積厚度約500的下阻擋金屬層6和厚度約2000的Al合金層7。由此，島狀TFT區覆蓋有下阻擋金屬層6和Al合金層7的疊置結構。層6和7的所述疊置結構位於在除了TFT區之外區域中的柵絕緣層3上。作為下阻擋金屬層6的材料，優選使用難熔金屬如鉬(Mo)。作為用於Al合金層7的Al合金，如果其具有良好的熱阻特性和低電阻，則可使用Al-Nd合金或任一其它Al合金。
隨後，可通過公知光刻和蝕刻技術圖形化下阻擋金屬層6和Al合金層7的疊置結構，從而在各電晶體部分中形成源極23和漏極24，以及在除了電晶體部分之外的區域中形成源極線(未示出)和漏極線25。在該蝕刻工藝中，如果使用了磷酸、硝酸、醋酸和水的混合物，則以錐形蝕刻形狀一次全部蝕刻下阻擋金屬層6和Al合金層7。
之後，通過使用公知的光刻和蝕刻技術，選擇性蝕刻在每個電晶體部分中的島狀a-Si層4和島狀n+型a-Si層，以暴露出在源極23和漏極24之間的插入部分(即，溝道區)。由此，每個電晶體部分中的n+型a-Si層被分成兩部分，形成了n+型a-Si層5a和5b。通過上述工藝步驟，具有圖3中示出結構的溝道蝕刻TFT形成於各電晶體部分中。
接下來，例如通過使用等離子體增強CVD方法，將厚度約2000的SiNx層澱積在玻璃板1的整個表面上方作為鈍化絕緣層8。由此，源極23、漏極24、源極線(未示出)和漏極線25覆蓋有由SiNx製成的鈍化絕緣層8。在該步驟中，形成鈍化絕緣層8以填充源和漏極23和24之間各插入部分。而且，鈍化絕緣層8位於除了源極23、漏極24、源極線和漏極線25之外的區域中的柵絕緣層3上。
隨後，通過使用例如SF6系氣體和具有預定圖形的抗蝕劑膜的幹法蝕刻方法，選擇性蝕刻通過SiNx形成的鈍化絕緣層8和下部柵絕緣膜3。由此，形成接觸孔31、32和34以穿過鈍化絕緣層8，且同時，在柵絕緣層3中形成接觸孔33。柵絕緣層3的接觸孔33疊放在鈍化絕緣層8的相應接觸孔32上。因此，可以說每個接觸孔33和相應的那個接觸孔32構成了穿過柵絕緣層3和鈍化絕緣層8的單個接觸孔。結果，構成漏極24上部部分的圖形化Al合金層7藉助於在電晶體部分中的接觸孔31部分地暴露。構成漏極線25的上部部分的圖形化Al合金層7藉助於在漏端子部分中的接觸孔34部分地暴露。構成柵極線22的圖形化Al合金層2藉助於在柵端子部分中的接觸孔32和33部分地暴露。此外，在接觸孔31、32、33和34的該蝕刻工藝中，使用使用了緩衝氫氟酸(HF)等作為蝕刻劑的溼法蝕刻。該步驟中的狀態在圖3中示出。
接下來，使用蝕刻劑如緩衝HF、磷酸等去除分別在接觸孔31和34底部的圖形化Al合金層7的暴露表面上產生的Al自然氧化層和分別在接觸孔33底部的圖形化Al合金層2的暴露表面上產生的Al自然氧化層。
之後，通過公知的電解電鍍方法，將導電材料9a選擇性形成於各接觸孔31中的Al合金層7的暴露表面上，將導電材料9c選擇性形成在各接觸孔34中Al合金層7的暴露表面上，和將導電材料9b選擇性形成在各疊放的接觸孔32和33中Al合金層7的暴露表面上。在該步驟中的步驟在圖4中示出。作為適用於導電材料9a、9b和9c的金屬，如果其具有良好抗腐蝕特性且與透明導電層10a、10b和10c具有低接觸電阻，則可使用鎳(Ni)、銀(Ag)、金(Au)、鉻(Cr)或任一其它金屬。
在此，由於使用了電解電鍍方法，因此可在接觸孔31、33或34中Al合金層2或7的暴露表面上選擇性澱積電鍍金屬，從而形成導電材料9a、9b和9c。而且，通過順序進行去除Al自然氧化層的工藝和在相同裝置(或者單獨裝置)中的電解電鍍工藝，可降低將澱積在Al合金層2或7表面上的Al自然氧化層的厚度。因此，還可降低在電鍍金屬(即，導電材料9a、9b和9c)和Al合金層2或7之間的接觸電阻。
之後，例如通過濺射方法將作為透明導電材料的ITO澱積在鈍化絕緣層8上，其具有約500的厚度。然後，通過公知的光刻和蝕刻技術來圖形化由此形成的透明導電材料層。結果，形成分別與下導電材料9a、9b和9c交疊的透明導電層10a、10b和10c，如圖2中所示。此時，透明導電層10a、10b和10c的底部分別與導電材料9a、9b和9c的表面接觸，並因此，層10a、10b和10c分別藉助於材料9a、9b和9c電連接到Al合金層7或2。在該工藝中，像素電極(未示出)也通過使用鈍化絕緣層8上的相同透明導電材料(即ITO)來形成。由此形成的像素電極電連接到相應的源極23。作為透明導電層10a、10b和10c，可使用IZO(氧化銦鋅)等代替ITO。
通過上述工藝步驟，製造圖2中示出的根據本發明第一實施例的LCD器件。
通過根據圖2中示出的本發明第一實施例的LCD器件，如上所說明的，透明導電層10a、10b和10c不與構成漏極24的上部部分的Al合金層7、構成柵極22的Al合金層2和構成漏極線25的上部部分的Al合金層7直接接觸。因此，抑制了由用於形成層10a、10b和10c的顯影或蝕刻溶液導致的電化學反應。這意味著防止了透明導電層10a、10b和10c的腐蝕。
而且，由於導電材料9a、9b和9c分別設置在透明導電層10a、10b和10c與Al合金層2或7之間，因此透明導電層10a、10b和10c與Al合金層2或7之間的接觸電阻不增加。
而且，導電材料9a和9c與在鈍化絕緣層8的接觸孔31和34中的Al合金層7的暴露部分接觸，並形成其以整體覆蓋所述暴露部分。導電材料9b與在柵絕緣層3的接觸孔33中的Al合金層2的暴露部分接觸，並形成其以整體覆蓋所述暴露部分。導電材料9a和9c僅位於接觸孔31和34的內部，且不突出到接觸孔31和34的外部。導電材料9b僅位於接觸孔33的內部，並不突出到接觸孔33的外部。因此，該互聯結構明顯不同於圖1中示出的現有技術互聯結構，並由此，不會發生上述第一缺點「由於互聯線自身厚度增加導致的臺階覆蓋退化」。
由於與上述類似的原因，關於漏極24和漏極線25，下阻擋金屬層6和Al合金層7通過蝕刻來圖形化，同時使得導電材料9a和9c不被蝕刻或圖形化。因此，上述第二缺點「由於產生底切部分導致的臺階覆蓋退化」不會發生。關於柵極線22，相似地，通過蝕刻僅圖形化Al合金層2，同時導電材料9b不被蝕刻或圖形化。因此，關於柵極線22，上述的第二缺點也不會發生。
由於導電材料9a、9b和9c由可通過公知電解電鍍方法形成的電鍍金屬製成，因此不必準備用於形成導電材料9a、9b和9c的CVD或濺射方法的任一工藝或反應室。由此上述第三個缺點「生產率變劣和製造成本增加」也不會發生。
此外，導電材料9a、9b和9c由對根據本發明第一實施例的LCD器件的工作平臺具有良好抗蝕特性的電鍍金屬(即Ni)製成。因此，可以提高可能暴露到各種惡劣環境中的柵端子部分和漏端子部分的連接可靠性。結果，所述LCD器件自身的操作可靠性也提高了。
第二實施例圖5是示出根據本發明第二實施例的具有TFT的LCD器件結構的示意圖。在圖5中，類似於圖2，示出了電晶體部分的結構包括一個TFT、連接到TFT柵極的柵極線的柵端子部分和連接到TFT漏極的漏極線的漏端子部分。
根據第二實施例的LCD器件的結構與根據圖2的上述第一實施例的LCD器件相同，除了柵極21a和柵極線22a具有包括Al層和疊置於Al層下的由鎢(W)或類似物製成的導電層(下阻擋層)。因此，通過對與圖2的部件相同的圖5的部件賦予相同的附圖標記，為簡化目的省略了對相同結構的說明。
在圖5中，柵極21a和柵極線22a的結構和厚度彼此相同，這是因為它們都是通過圖形化包括Al層2和下阻擋層11或12的兩層結構來形成的。然而，柵極21a和柵極線22a的厚度等於第一實施例中的柵極21和柵極線22，其中柵極21和柵極線22具有包括Al合金層的單層結構。這意味著柵極21a和柵極線22a的厚度比柵極21和柵極線22的厚度小相應於下阻擋層11或12的厚度的值。因此，上述第一缺點「由於柵極21a和柵極線22a厚度增加導致的臺階覆蓋退化」不會發生。
根據第二實施例的LCD器件的製造方法與根據圖2的第一實施例的LCD器件的製造方法相同，除了增加了形成下阻擋層11或12和對它們進行圖形化的步驟。
通過根據第二實施例的LCD器件，顯然能夠獲得與根據圖2的第一實施例的LCD器件相同的優點。
變形上述實施例是本發明的具體示例。因此，不必說本發明不限於這些實施例。任何其它修改都可用於這些實施例及其變形。
例如，在本發明的第一實施例中，柵極和柵極線僅通過圖形化Al合金層來形成，和漏極和漏極線具有包括下阻擋金屬層和Al合金層的兩層結構。然而，本發明不限於此。不必說可使用Al層來代替Al合金層，換句話說，柵極和柵極線可通過圖形化Al層來形成。
此外，例如，柵極和柵極線可僅通過Al合金層或Al層來形成，和漏極和漏極線可僅通過難熔金屬如Cr、Mo等的層來形成。柵極和柵極線可具有包括下阻擋金屬層和Al或Al合金層的多層結構。漏極和漏極線可僅通過Al或Al合金層來形成。
雖然已經描述了本發明的優選形式，但是可以理解，對於本領域技術人員來講，不脫離本發明精神的修改都是明顯的。因此，本發明的範圍將單獨由以下的權利要求確定。
權利要求
1.一種液晶顯示器件，包括第一互聯線，包括圖形化的Al或Al合金層，藉助於下絕緣層直接設置在絕緣板上或板上方；第一絕緣層，形成於板上，以覆蓋第一互聯線，第一絕緣層具有暴露出一部分第一互聯線的接觸孔；第一導電材料，由電鍍金屬製成，第一導電材料以覆蓋第一互聯線的整個暴露部分的方式與接觸孔中的第一互聯線的暴露部分接觸；和第一透明導電層，與第一導電材料接觸；其中第一透明導電層藉助於第一導電材料電連接到第一互聯線。
2.根據權利要求1的器件，其中第一導電材料僅設置在第一絕緣層的接觸孔中。
3.根據權利要求1的器件，其中第一互聯線是柵極線。
4.根據權利要求1的器件，其中第一導電材料的寬度小於第一互聯線。
5.根據權利要求4的器件，其中第一導電材料的底部處於與接觸孔的底部相同的平面。
6.根據權利要求1的器件，其中第一導電材料是選自由Ni、Ag、Au和Cr構成的組中的一種。
7.根據權利要求1的器件，其中第一互聯線具有包括圖形化的Al或Al合金層的單層結構。
8.根據權利要求1的器件，其中第一互聯線具有包括圖形化的Al或Al合金層和疊置於Al或Al合金層下的圖形化的導電層的多層結構；以及圖形化的導電層設置成比圖形化的Al或Al合金層更接近板。
9.根據權利要求1的器件，包括第二互聯線，通過圖形化的Al或Al合金層形成，設置在第一絕緣層上；第二絕緣層，形成在第一絕緣層上，以覆蓋第二互聯線，第二絕緣層具有暴露出一部分第二互聯線的接觸孔；第二導電材料，由電鍍金屬製成，第二導電材料以覆蓋第二互聯線的整個暴露部分的方式與接觸孔中的第二互聯線的暴露部分接觸；和第二透明導電層，與第二導電材料接觸；其中第二透明導電層藉助於第二導電材料電連接到第二互聯線。
10.根據權利要求9的器件，其中第一互聯線是柵極線，且第二互聯線是漏極線。
11.根據權利要求9的器件，其中第二導電材料是選自由Ni、Ag、Au和Cr構成的組中的一種。
12.一種製造LCD器件的方法，包括步驟藉助於下絕緣層直接在絕緣板上或板上方形成Al或Al合金層；圖形化Al或Al合金層以形成第一互聯線；在板上形成第一絕緣層以覆蓋第一互聯線；選擇性蝕刻第一絕緣層以形成暴露出一部分第一互聯線的接觸孔；通過電鍍方法在第一絕緣層的接觸孔中澱積金屬，從而形成以覆蓋第一互聯線的整個暴露部分的方式與第一互聯線的暴露部分接觸的第一導電材料；和在第一導電材料上形成與其接觸的第一透明導電層，從而藉助於第一導電材料將第一透明導電層電連接到第一互聯線。
13.根據權利要求12的方法，其中第一導電材料僅設置在第一絕緣層的接觸孔中。
14.根據權利要求12的方法，其中柵極線通過第一互聯線形成。
15.根據權利要求12的方法，其中第一導電材料的寬度小於第一互聯線。
16.根據權利要求12的方法，其中第一導電材料是選自由Ni、Ag、Au和Cr構成的組中的一種。
17.根據權利要求12的方法，其中電解電鍍方法用作電鍍方法。
18.根據權利要求12的方法，進一步包括步驟通過圖形化的Al或Al合金層在第一絕緣層上形成第二互聯線；在第一絕緣層上形成第二絕緣層以覆蓋第二互聯線；選擇性蝕刻第二絕緣層，以具有暴露出一部分第二互聯線的接觸孔；通過電鍍方法在第二絕緣層的接觸孔中澱積金屬，從而以覆蓋第二互聯線的整個暴露部分的方式形成與接觸孔中的第二互聯線的暴露部分接觸的第二導電材料；和在第二導電材料上形成與其接觸的第二透明導電層，從而藉助於第二導電材料將第二透明導電層電連接到第二互聯線。
19.根據權利要求18的方法，其中第一互聯線是柵極線，且第二互聯線是漏極線。
20.根據權利要求18的方法，其中第二導電材料是選自由Ni、Ag、Au和Cr構成的組中的一種。
21.根據權利要求12的方法，其中第一互聯線具有僅包括圖形化的Al或Al合金層的單層結構。
22.根據權利要求12的方法，進一步包括步驟以將導電層設置成比Al或Al合金層更接近板的方式在Al或Al合金層下形成導電層；和圖形化導電層；其中第一互聯線具有包括圖形化的Al或Al合金層和疊置於Al或Al合金層下的圖形化的導電層的多層結構。
全文摘要
一種LCD器件，防止透明導電層的腐蝕和接觸電阻增加，而不出現由於互聯層厚度增加導致的臺階覆蓋退化、由於形成底切部分導致的臺階覆蓋退化、和生產率下降及製造成本增加。包括圖形化的Al或Al合金層的第一互聯線設置在絕緣板上或上方。形成第一絕緣層以覆蓋第一互聯線，以具有暴露出一部分第一互聯線的接觸孔。由電鍍金屬製成的第一導電材料與接觸孔中的第一互聯線的暴露部分接觸。第一透明導電層與第一導電材料接觸。第一透明導電層藉助於第一導電材料電連接到第一互聯線。
文檔編號H01L21/84GK1953188SQ200610132028
公開日2007年4月25日 申請日期2006年10月19日 優先權日2005年10月19日
發明者安田亨寧 申請人:Nec液晶技術株式會社