專利名稱：有源矩陣基板的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用來(lái)制造在液晶顯示器器件中使用的有源矩陣基板的方法，更具體地說(shuō)涉及用來(lái)制造備有彩色濾光片(CF)的薄膜晶體管(TFT)基板的方法。
本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)在傳統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)向列型(TN)液晶彩顯器件中，液晶插在TFT基板和彩色濾光片(CF)基板之間。在這種液晶顯示器件中，為了防止顯示圖像惡化(衰減)，黑色基底通常是在CF基板上提供的?？紤]到CF基板和TFT基板之間的不重合，黑色基底必須做得足夠?qū)挘员憧煽康刈柚构饩€穿過液晶泄漏。因此，液晶顯示器件的孔徑比變小而且其透明度變低。
作為用來(lái)解決上述問題增大孔徑比的一種技術(shù)，日本專利申請(qǐng)第10-351637號(hào)(在下文中稱之為傳統(tǒng)實(shí)例)揭示了一種在TFT上制造彩色濾光片(備有彩色濾光片的TFT)的方法。

圖1和圖2是備有CF的TFT基板的剖視圖，其中TFT是受鈍化膜保護(hù)的并且被用作開關(guān)元件，它們圖解說(shuō)明了這樣的TFT的制造步驟。備有CF的TFT的結(jié)構(gòu)將參照?qǐng)D1和圖2予以描述。
首先，通過蝕刻形成溝道的TFT 160是在透明的絕緣基板51上形成的，而包括TFT 160在內(nèi)的整個(gè)基板表面都被鈍化膜58覆蓋著。舉例說(shuō)，鈍化膜58是通過利用等離子體CVD沉積氮化硅形成的(圖1A)。
接下來(lái)，通過將紅色顏料分散在丙烯酸樹脂中獲得的負(fù)型光致固化的彩色抗蝕劑被旋涂到透明絕緣基板51上。調(diào)節(jié)旋涂器的旋轉(zhuǎn)速度使抗蝕涂層的薄膜厚度大約為1.2微米。然后，在預(yù)烘烤步驟中將上面已形成抗蝕劑涂層的基板放在熱板上在80°的溫度下加熱兩分鐘，然后讓它曝光，進(jìn)而在TMAH(氫氧化四甲基銨)溶液中顯影，以便在基板51上相關(guān)的部分中形成紅色濾光片163(圖1B)。在這種情況下，紅色濾光片163是這樣形成的，以致紅色濾光片不在鈍化膜58的那個(gè)隨后將在鈍化膜上形成第三開口的部分62上形成。然后，在清潔的烘箱中將基板51在220°的溫度下烘烤60分鐘，以使紅色濾光片163固化。
此后，綠色濾光片263將按照與形成紅色濾光片相同的方式在形成不同于紅色濾光片的彩色濾光片的另一個(gè)象素中形成。基板51在烘箱中在220°的溫度下烘烤60分鐘，以獲得綠色濾光片263。藍(lán)色濾光片363也是按照與形成紅色濾光片的情況相同的方式形成的。
接下來(lái)，在完成彩色濾光片的成形之后，形成黑色基底64(圖1C)。黑色基底64是由樹脂構(gòu)成的，該樹脂是由在丙烯酸樹脂中分散碳黑或顏料而制成的。例如，這種粘度大約為20厘泊的材料被旋涂在透明的絕緣基板51上以便具有大約為1.5微米的薄膜厚度，然后這種材料被顯影。在這種情況下，黑色基底不在基板51的那個(gè)在后面的步驟中將形成通孔的接觸的部分上形成。
為了使基板51的表面變得平坦，涂布外涂層65，然后通過顯影使之具有第一開口66?；?1在220至230°的溫度下被烘烤60分鐘，以使外涂層15固化。在這種情況下，外涂層通過烘烤被熔融，因此具有形狀類似于大曲率圓弧的橫截面輪廓(圖2A)。
然后，涂布酚醛清漆型光敏抗蝕涂層67并且在該涂層上形成具有第二開口68的圖案。然后，利用酚醛清漆型光敏抗蝕涂層67作為光刻掩膜蝕刻鈍化膜58，借此在鈍化膜58中形成第三開口69(圖2B)。
在完成外涂層65和第三開口69的成形之后，酚醛清漆型光敏抗蝕涂層67被除去，而作為象素電極的透明的導(dǎo)電膜通過陰極濺鍍透明材料形成，它覆蓋著上述各組成部分，然后該透明的導(dǎo)電膜被飾以形成象素電極70的圖案(圖2C)。在這種情況下，當(dāng)所形成的透明的導(dǎo)電膜較厚時(shí)，象素電極70能夠更安全地覆蓋相關(guān)的部分，借此實(shí)現(xiàn)象素電極70和漏極57之間的穩(wěn)定的電連接。但是，考慮到處理ITO(氧化銦錫)膜時(shí)容易操作，優(yōu)選的是將ITO(氧化銦錫)膜沉積到大約100納米的薄膜厚度。
按照這個(gè)傳統(tǒng)的實(shí)例，酚醛清漆型光敏抗蝕涂層是涂在形狀像圓弧的外涂層上，并且被飾以圖案，以便穿過形成圖案的抗蝕涂層在鈍化膜中形成開口，以致象素電極和漏極能夠穿過該開口被連接起來(lái)。在這種情況下，第二開口68被設(shè)計(jì)成在相對(duì)于第一開口66具有1微米的合軸允差的時(shí)候把第一開口66包括在其中。但是，在校準(zhǔn)步驟中第二開口68由于在制造過程期間引起的變化實(shí)際上不時(shí)地被定位在第一開口66內(nèi)部。這種現(xiàn)象使酚醛清漆型光敏抗蝕涂層的第二開口68的內(nèi)壁表面在抗蝕涂層和鈍化膜之間的界面處，沿著外涂層的第一開口66按大體上垂直于基板51的表面的方向矗立。所以，在這個(gè)部分，鈍化膜的第三開口的橫截面輪廓大體上垂直于基板51的表面，從而促使沿著第三開口69象素電極的橫截面輪廓退化，于是令人遺憾地在象素電極和漏極之間產(chǎn)生不穩(wěn)定的連接阻抗。
按照本發(fā)明構(gòu)成的制造有源矩陣基板的方法可以按下述步驟予以完成。換言之，薄膜晶體管和線路是在透明的絕緣基板上形成的，而覆蓋薄膜晶體管和線路的保護(hù)膜也是在透明的絕緣基板上形成的，然后第一感光膜是在曾曝光的保護(hù)膜上形成的，該第一感光膜有把保護(hù)膜的第一區(qū)域的一部分暴露出來(lái)的第一開口。此后，第二感光膜是在有位于第一開口內(nèi)部的第二開口把保護(hù)膜的一部分暴露出來(lái)的第一感光膜上形成的，而第三開口是在保護(hù)膜上形成的。在這種情況下，第三開口是這樣用第二感光膜作為光刻掩膜通過除去一部分保護(hù)膜把線路的一部分暴露出來(lái)而形成的，以致第三開口的邊緣與第一開口的內(nèi)壁相分開，以厚度至少等于第二感光膜的膜厚的距離除去第二感光膜，以便把第一感光膜暴露出來(lái)。然后，在第一感光膜上形成導(dǎo)電膜，以便穿過第三開口接到線路上，最后在導(dǎo)電膜中形成圖案，以便形成由導(dǎo)電膜制成的上層線路。
如上所述，為了具有錐形橫截面輪廓，在第二感光膜中形成第二開口的情況下，第三開口也可以在保護(hù)膜上形成，以便具有錐形的橫截面輪廓，從而使穿過第三開口彼此連接的線路和上層線路之間的連接穩(wěn)定。
圖2A、2B和2C是圖1C所示步驟之后的剖視圖。
圖3是按照本發(fā)明的第一至第四實(shí)施方案構(gòu)成的有源矩陣基板的剖視圖。
圖4是有源矩陣基板的電路圖。
圖5A是在按照本發(fā)明制造有源矩陣基板的方法中使用的有源矩陣基板的象素平面圖，而圖5B是圖解說(shuō)明黑色基底在象素內(nèi)的位置的有源矩陣基板的象素平面圖。
圖6A、6B和6C是用來(lái)按照制造步驟的順序圖解說(shuō)明依照本發(fā)明的第一至第四實(shí)施方案制造有源矩陣基板的方法的傳統(tǒng)的有源矩陣基板的剖面圖。
圖7A、7B和7C是圖6A所示步驟之后的剖面圖。
圖8A和8B是圖7C所示步驟之后的剖面圖。
圖9A是按照本發(fā)明的第五實(shí)施方案制造的有源矩陣基板的象素平面圖，圖9B是同樣的基板沿著圖9A的B-B’線切開的剖視圖。
優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)說(shuō)明這項(xiàng)發(fā)明的第一實(shí)施方案將參照?qǐng)D3至圖8予以描述。
參照?qǐng)D3，柵極102是在透明的絕緣基板1上形成的，而覆蓋著柵極的柵極絕緣薄膜3也是在基板1上形成的。面對(duì)柵極102的半導(dǎo)體層4是在柵極絕緣薄膜3上形成的，而漏極106和源電極7在半導(dǎo)體層4的中心位置上形成的在彼此分開時(shí)，分別經(jīng)由電阻接觸層5被接到半導(dǎo)體層4上。在這種情況下，電阻接觸層5僅僅是借助蝕刻除去在源電極7和漏極106之間的那部分電阻接觸層，在半導(dǎo)體層4和源/漏電極(106和7)之間形成的。
鈍化膜8的形成，使它覆蓋著TFT的那個(gè)通過除去電阻接觸層的相關(guān)部分在基板1上形成的溝道部分，并且有第三開口19把源電極7和象素電極20彼此連接起來(lái)。
第三開口19和外涂層的第一開口16之間的位置關(guān)系在形成具有錐形壁面的第三開口時(shí)變得如此重要。如圖3所示，在第三開口19的位置離開外涂層的第一開口16不足2微米的情況下，下述現(xiàn)象有可能被觀察到。換言之，第二開口是在酚醛清漆型光敏抗蝕涂層17中形成的，它由于受外涂層15的第一開口16的橫截面輪廓的影響具有弧形的橫截面輪廓(參照?qǐng)D2B所示的第二開口68)。因此，酚醛清漆型光敏抗蝕涂層17的第二開口的橫截面輪廓在抗蝕涂層和鈍化膜8之間的邊界處大體上垂直于基板，所以在鈍化膜8中形成的第三開口19沒有錐形的橫截面輪廓。
代表紅、綠、藍(lán)中任何一種顏色的彩色濾光片13是在把第三開口19排除在外并且對(duì)應(yīng)于每個(gè)象素的顯示區(qū)域的鈍化膜8上形成的。此外，黑色基底14是在與包括TFT的柵極線相對(duì)應(yīng)的那部分鈍化膜8上形成的，而外涂層15是在把第三開口19排除之外的鈍化膜的部分上形成的。
圖4是有源矩陣基板的電路圖。柵極線202從柵極端302延伸出來(lái)并且被接到組成排列在矩陣之中的諸象素之一的TFT 10的柵極上。另一方面，為TFT 10提供信號(hào)的漏極線206從漏極引出端107延伸出來(lái)。液晶44被注入在有源矩陣基板和面對(duì)有源矩陣基板設(shè)置的對(duì)置基板之間的空間，而每個(gè)象素的象素電極和在對(duì)置基板上形成的公用電極組成把液晶44插入其間作為電介質(zhì)材料的象素電容器45。
圖6至8圖解說(shuō)明按照本發(fā)明的第一實(shí)施方案構(gòu)成的各個(gè)制造步驟。
如圖6A所示，柵極102、柵極絕緣膜3、半導(dǎo)體層4、電阻接觸層5、漏極106、源電極7和鈍化膜8是在透明的絕緣基板1上形成的。
然后，如圖6B所示，通過把顏料分散在溶劑中獲得的并且可溶于堿性顯影劑的光致固化的丙烯酸樹脂被用作彩色抗蝕劑，并且將該彩色抗蝕劑在基板上旋涂到大約1.2微米的厚度。作為預(yù)烘烤步驟將該基板在80°的溫度下加熱兩分鐘之后，該抗蝕涂層被曝光并且在堿性顯影劑(TMAH)中顯影。在這種情況下，如圖6B所示，彩色抗蝕涂層不在鈍化膜8的那個(gè)在后續(xù)步驟中將形成第三開口的部分12上形成。
上面有組成圖案的彩色抗蝕涂層的基板被放在事先被加熱到220°的烘箱中，以使彩色抗蝕涂層固化。通過這些步驟，紅色的濾光片113形成。在這個(gè)實(shí)施方案中，在形成紅色濾光片之前不形成黑色基底，所以紅色濾光片的殘留物決不會(huì)產(chǎn)生。理由如下，換言之，當(dāng)諸如黑色基底之類的由同樣構(gòu)成紅色濾光片的材料組成的有機(jī)薄膜，在形成紅色濾光片113之前已形成的情況下，紅色濾光片113是附著在打底層上形成的，因此上面有時(shí)在其上產(chǎn)生濾光片的殘留物。
在以與形成紅色濾光片所用的方法相同的方法形成綠色濾光片213b(圖6C)和藍(lán)色濾光片313(圖7A)之后，形成黑色基底14，以便為晶體管和在象素中打算屏蔽起來(lái)的其它外圍部分遮擋光線(圖7B)。黑色基底14是作為把碳黑或顏料分散在丙烯酸樹脂中獲得的樹脂型黑色基底使用的。在這個(gè)實(shí)施方案中，粘度大約為20厘泊(cp)的材料在基板上被旋涂到大約1.5微米的厚度，然后形成圖案以便不在將形成第三開口的那部分鈍化膜上形成黑色基底14。
在后形成的第三開口周圍的表面暴露在外面的鈍化膜8經(jīng)受表面處理之后，外涂層15被涂在基板上，然后顯影以便在后形成的鈍化膜的第三開口曝光的時(shí)候在外涂層15上形成第一開口16。為了改善外涂層對(duì)鈍化膜的粘著，表面處理被應(yīng)用于鈍化膜8并且是用硅烷偶合劑完成的。
為了具有1.5至4.0微米的薄膜厚度把酚醛清漆型光敏抗蝕涂層17涂在基板上，然后顯影以便具有相關(guān)的圖案，接下來(lái)用酚醛清漆型光敏抗蝕涂層17作為光刻掩膜蝕刻鈍化膜8(圖8A)。在這種情況下，當(dāng)在酚醛清漆型光敏抗蝕涂層17中形成具有錐形橫截面輪廓的第二開口18時(shí)，酚醛清漆型光敏抗蝕涂層17的第二開口18與外涂層15的第一開口之間的位置關(guān)系變得如此重要。
如圖8A所示，第二開口18應(yīng)該與外涂層15的第一開口16分開一定的距離，該距離至少等于酚醛清漆型光敏抗蝕涂層17的薄膜厚度，即“L”(在酚醛清漆型光敏抗蝕涂層17的涂層厚度為1.5微米的情況下，第二開口18與第一開口16之間的間隔被設(shè)計(jì)為2.0微米，以便確保第二開口18與第一開口16對(duì)準(zhǔn)。否則，將發(fā)生下述令人不快的現(xiàn)象。即，酚醛清漆型光敏抗蝕涂層17的第二開口18的形成具有圓弧狀的橫截面輪廓，這是由于受外涂層15的第一開口16的橫截面輪廓影響的結(jié)果。因此，酚醛清漆型光敏抗蝕涂層17的第二開口18的橫截面輪廓在抗蝕涂層和鈍化膜8之間的邊界處，變成沿著第一開口大體上垂直于基板的方向，所以在鈍化膜8中形成的第三開口19可能沒有錐形的橫截面輪廓。
此外，為了在抗蝕涂層已被顯影之后使酚醛清漆型光敏抗蝕涂層17的溶劑蒸發(fā)，后期烘烤必須在20至120°的溫度下持續(xù)3至10分鐘。因此，為了在抗蝕涂層和鈍化膜8之間的邊界處具有錐形的橫截面輪廓，第二開口可以在酚醛清漆型抗蝕涂層17中形成，所以為了具有橫截面輪廓為錐形的第三開口19，鈍化膜將被蝕刻。如同前面描述的那樣構(gòu)成的第三開口19使得在象素電極20和源電極7之間保持低連接阻抗并獲得高質(zhì)量的有源矩陣基板成為可能。
如上所述，按照本發(fā)明構(gòu)成的制造有源矩陣基板的方法具有下述特征在樹脂型黑色基底、彩色抗蝕涂層和外涂層被用來(lái)在TFT基板(即有源矩陣基板)上形成彩色濾光片的情況下，在形成外涂層之后、在鈍化膜中形成接觸孔的步驟中，酚醛清漆型光敏抗蝕涂層形成具有錐形的橫截面輪廓，而不會(huì)受到在外涂層中形成的帶有圓弧形橫截面輪廓的第一開口的影響。
按照本發(fā)明構(gòu)成的制造有源矩陣基板的方法，在制造既不包括黑色基底也不包括彩色抗蝕涂層的有源矩陣基板時(shí)也是如此有效的，因此可以應(yīng)用于通過在TFT基板上形成用有機(jī)膜制成的外涂層構(gòu)成的任何基板。
按照第一實(shí)施方案構(gòu)成的方法將在下面予以更詳細(xì)地描述。圖6至8圖解說(shuō)明按照制造步驟的順序沿著圖5A的A-A’切開的有源矩陣基板的剖面圖。
首先，蝕刻溝道型(channel-etching-type)TFT 110是在透明的絕緣基板1上形成的，而鈍化膜8是在基板1的整個(gè)表面上形成的，它覆蓋著蝕刻溝道型TFT 110。鈍化膜8，例如，可以是由借助等離子體CVD形成的氮化硅薄膜制成(圖6A)。
隨后，通過把紅色顏料分散在丙烯酸樹脂中獲得的負(fù)型光致固化的彩色抗蝕劑被旋涂在透明的絕緣基板上。將旋涂器的旋轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)到使抗蝕涂層的薄膜厚度大約為1.2微米。然后，在預(yù)烘烤步驟中將上面已形成抗蝕涂層的基板放到熱板上在80°的溫度下加熱兩分鐘，接下來(lái)進(jìn)行曝光和在TMAH(氫氧化四甲基銨)溶液中顯影，以便在基板上的相關(guān)部分中形成紅色濾光片113。在這種情況下，紅色濾光片113不在鈍化膜8的那個(gè)以后將形成第三開口的部分12上形成。然后，該基板被放在清潔的烘箱中在220°的溫度下烘烤60分鐘，以使紅色濾光片113固化(圖6B)。
此后，按照與形成紅色濾光片的情況下相同的方法在與形成紅色濾光片的象素不同的象素中形成綠色濾光片。為了獲得綠色濾光片213，基板在烘箱中在220°的溫度下被烘烤60分鐘。藍(lán)色濾光片313也是按照與形成紅色濾光片的情況下相同的方法形成的。
接下來(lái)在形成各種彩色濾光片之后形成黑色基底14。黑色基底14是由通過在丙烯酸樹脂中分散碳黑或顏料制成的樹脂形成的。在這個(gè)實(shí)施方案中，這種粘度大約為20厘泊的材料在透明的絕緣基板上被旋涂到大約1.5微米的薄膜厚度，然后該材料被顯影。在這種情況下，黑色基底不形成在基板上的那個(gè)在后面的步驟中將形成第三開口的部分上(圖7B)。
外涂層15被涂布和顯影，以便在該涂層上除去將穿過它在鈍化膜中形成第三開口的那個(gè)部分，以在其中形成第一開口。該基板在220°的溫度下被烘烤60分鐘，以使外涂層15固化。在顯影步驟期間，由于外涂層顯影程度(degree of development)的允差是很小的，在顯影劑溶液的PH值波動(dòng)時(shí)，外涂層有時(shí)被側(cè)面蝕刻(腐蝕)，從而使第二開口的橫截面輪廓大體上垂直于鈍化膜8周圍的基板。為了防止這種現(xiàn)象，外涂層經(jīng)受在120至160°的溫度下持續(xù)至少三分鐘的中期烘烤。這個(gè)步驟使得外涂層甚至在外涂層被側(cè)面蝕刻之后也具有第二開口的錐形橫截面輪廓(圖7C)。
然后，酚醛清漆型光刻膠17被涂到1.5至4.0微米的薄膜厚度，并且在其上面形成有第二開口18的圖案。在這種情況下，當(dāng)酚醛清漆型光敏抗蝕涂層被涂到1.5微米的薄膜厚度時(shí)，第一開口16和第二開口18之間的間隔被設(shè)計(jì)為2.0微米，以便保證第二開口18與第一開口16對(duì)準(zhǔn)。因此，當(dāng)?shù)谝婚_口16和第二開口18兩者都按照設(shè)計(jì)圖案成形時(shí)，其間的間隔變成設(shè)計(jì)值2.0微米。
此后，利用酚醛清漆型光敏抗蝕涂層17作為光刻掩膜蝕刻鈍化膜8(圖8A)。在這種情況下，酚醛清漆型光敏抗蝕涂層在抗蝕涂層顯影之后，必須經(jīng)受在等于或低于120°的溫度下的后期烘烤，以使酚醛清漆型光敏抗蝕涂層中的溶劑蒸發(fā)掉。
如果后期烘烤是在等于或高于120°的溫度下完成的，酚醛清漆型光敏抗蝕涂層將開始熔融，因此具有與外涂層的弧形橫截面輪廓一起形成連續(xù)曲線的橫截面輪廓。因此，由于酚醛清漆型光敏抗蝕涂層17的第二開口18將具有大體上垂直于基板的橫截面輪廓，所以在鈍化膜8中形成的第三開口19也將具有大體上垂直于基板的橫截面輪廓。如果形成具有這樣的橫截面輪廓的第三開口19，象素電極將連續(xù)地在它上面形成，拙劣地覆蓋著第三開口19，從而多余地使源電極和象素電極之間的接觸阻抗增加。
在除去酚醛清漆型光敏抗蝕涂層17之后，作為象素電極的透明導(dǎo)電膜覆蓋著外涂層15和鈍化膜8的第三開口19，并通過把透明的導(dǎo)電材料濺鍍到上述的各個(gè)組成部分上，然后在該材料上制作布線圖案而形成。在這種情況下雖然除了預(yù)期的覆蓋孔的象素電極的橫截面輪廓之外，在源電極7和象素電極之間的穩(wěn)定的連接可以與其薄膜厚度成比例地獲得，但是其薄膜厚度優(yōu)選根據(jù)處理用為透明導(dǎo)電膜的ITO(氧化銦錫)膜的容易程度被選定為100納米。然后，在ITO膜上制作形成象素電極20的圖案(圖8B)。
上述的方法使制造孔徑比較高的液晶顯示器件成為可能，從而允許該器件顯示與用傳統(tǒng)方法制造的器件相比更明亮而且可靠性高的圖像。
第一實(shí)施方案能夠提供下述的主要優(yōu)勢(shì)。換言之，在象素電極和源電極之間可以通過鈍化膜的第三開口獲得高可靠性的電連接，所以液晶顯示器的產(chǎn)量和可靠性可以被改善到極致的程度。這個(gè)優(yōu)勢(shì)可以在利用酚醛清漆型抗蝕膜層17的第二開口18作為光刻掩膜蝕刻鈍化膜8以形成鈍化膜8中的第三開口19之前，通過控制在酚醛清漆型抗蝕膜層17中形成的第二開口18的橫截面輪廓，使之不受外涂層15的第一開口16的弧形橫截面輪廓的影響而得以實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的第二實(shí)施方案將參照?qǐng)D8A予以描述。
這個(gè)實(shí)施方案可以這樣構(gòu)成，以致TFT基板可以通過由從第一實(shí)施方案所用的步驟中剔除在圖8A所示的步驟中所完成的后期烘烤之后剩下步驟組成的各個(gè)步驟制造出來(lái)。諸步驟的這種構(gòu)成也使得在酚醛清漆型光敏抗蝕涂層17中形成在鈍化膜8和抗蝕涂層之間的邊界處具有錐形橫截面輪廓的第二開口18成為可能。在這種情況下，為了使留在抗蝕涂層中的溶劑蒸發(fā)，上面有抗蝕涂層的基板可以經(jīng)受減壓條件下的干燥。因此，第二實(shí)施方案的有源矩陣基板可以被制造出來(lái)。
本發(fā)明的第三實(shí)施方案將參照?qǐng)D8A予以描述。
這個(gè)實(shí)施方案上這樣構(gòu)成的，以致TFT基板是通過其中包括為了使酚醛清漆型光敏抗蝕涂層17更好地粘附于鈍化膜，在將抗蝕劑涂在鈍化膜上之前，在圖8A所示的步驟中對(duì)鈍化膜8的表面進(jìn)行處理的各個(gè)步驟制造出來(lái)的。諸步驟的這種構(gòu)成使得在酚醛清漆型光敏抗蝕涂層17顯影時(shí)，降低酚醛清漆型光敏抗蝕涂層在鈍化膜和抗蝕涂層之間的邊界處的顯影速度，并借此形成在酚醛清漆型光敏抗蝕涂層17中形成具有錐形橫截面輪廓的第二開口18成為可能。諸如硅烷偶合劑之類的材料被優(yōu)先選定作為用來(lái)改善抗蝕涂層的粘接的界面處理劑。
本發(fā)明的第四實(shí)施方案將參照?qǐng)D8A予以描述。
這個(gè)實(shí)施方案是這樣構(gòu)成的，以致TFT基板是通過以下步驟制造的其中包括在涂布抗蝕劑層17后，利用半色調(diào)光刻掩膜(half-tonemask)或灰度光刻掩膜對(duì)酚醛清漆型光敏抗蝕涂層17在圖8A所示的步驟中曝光，使其達(dá)到朝向隨后形成的鈍化膜8的第三開口的外圍逐漸變大的程度。換言之，抗蝕涂層17被曝光，以達(dá)到朝第二開口18的中心逐漸變大的程度，以借此在酚醛清漆型光敏抗蝕涂層中形成具有錐形橫截面輪廓的第二開口18。諸步驟的這種構(gòu)成使形成具有錐形橫截面輪廓的第三開口19成為可能，因?yàn)殁g化膜8沿著酚醛清漆型光敏抗蝕涂層17的第二開口18的錐形橫截面輪廓被從底部切割。
本發(fā)明的第五實(shí)施方案將參照?qǐng)D9A和9B予以描述。圖9A是對(duì)應(yīng)于按照本發(fā)明的第五實(shí)施方案構(gòu)成的一個(gè)象素的TFT基板的平面圖，其中為了簡(jiǎn)化省略了彩色濾光片和黑色基底，因?yàn)榇篌w上與圖5A相同的圖形在圖9A中被使用。圖9B是沿著圖9A的B-B’線截取的剖視圖。這個(gè)實(shí)施方案是通過把第一至第四實(shí)施方案應(yīng)用于使用橫向電場(chǎng)的TFT基板所構(gòu)成的實(shí)例。在這個(gè)實(shí)施方案中，TFT基板是這樣構(gòu)成的，以致梳狀的象素電極和公用電極是在按第一實(shí)施方案形成的那些組成部分鈍化膜、彩色濾光片、黑色基底、第一和第三開口以及外涂層形成之后在外涂層上形成的。所以，在這個(gè)實(shí)施方案中使用的方法可以參照與在全部用來(lái)解釋第一實(shí)施方案的圖6A至7C中展示的那些圖形相同的圖形予以解釋。此外，如圖9A所示，公用電極22與柵極線路2b一起在透明的絕緣基板1上形成。
如圖7A所示，第一開口16是在源電極7上方的外涂層15上形成的。除了第一開口16之外，如同在圖9A中展示的那樣，在公用電極22上的外涂層15中形成開口，以便把公用電極22與上層公用電極42連接起來(lái)。
隨后，利用與在第一實(shí)施方案中相同的步驟，蝕刻鈍化膜8，以便在為了形成用來(lái)把公用電極與上層公用電極42連接起來(lái)的第四開口49而蝕刻鈍化膜8的另一個(gè)部分時(shí)，利用酚醛清漆型光敏抗蝕涂層作為光刻掩膜在源電極7上形成第三開口19。然后，Cr借助濺鍍被沉積在外涂層15上，并且組成形成梳狀象素電極40和梳狀上層公用電極42的圖案(圖9A和9B)。
按照這個(gè)實(shí)施方案，把象素電極40和源電極7安全地連接在一起、以及把上層公用電極42與公用電極22連接在一起，并借此把橫向電場(chǎng)型液晶顯示器件的產(chǎn)量和可靠性改善到極致的程度成為可能。這些優(yōu)勢(shì)是通過在為了在鈍化膜8中形成第三和第四開口19、49而利用酚醛清漆型抗蝕涂層17的第二開口18作為光刻掩膜蝕刻鈍化膜8之前，控制在酚醛清漆型抗蝕涂層17中形成的第二開口18的橫截面輪廓，使之不受外涂層15的第一開口16的弧形橫截面輪廓的影響得以實(shí)現(xiàn)的。
如上所述，按照本發(fā)明構(gòu)成的用來(lái)制造有源矩陣基板的方法包括形成鈍化膜以便覆蓋TFT、在鈍化膜上形成彩色濾光片和覆蓋彩色濾光片的外涂層、以及在鈍化膜中形成接觸通孔(第三和第四開口)，以便把源/漏電極與象素電極連接起來(lái)。在這種情況下，為了使源/漏電極與象素電極之間的連接阻抗穩(wěn)定地降低，接觸通孔(第三開口)做成具有錐形橫截面輪廓。為了形成具有這樣的錐形橫截面輪廓的接觸通孔，在鈍化膜的接觸通孔(第三開口)與外涂層的開口(第一開口)之間的間隔被設(shè)計(jì)成等于或大于2.0微米，以致在鈍化膜中形成接觸通孔(第三開口)時(shí)，使可能用作蝕刻掩膜的酚醛清漆型光敏抗蝕涂層的開口(第二開口)形成具有錐形橫截面輪廓的圖案。酚醛清漆型光敏抗蝕涂層的這種構(gòu)造使得在鈍化膜中形成具有錐形橫截面輪廓的接觸通孔(第三開口)、隨后把充分覆蓋該接觸通孔(第三開口)的象素電極連接到源/漏電極上成為可能，借此使低阻抗、穩(wěn)定地連接各電極成為可行的。
最后，人們應(yīng)該理解雖然本發(fā)明全部的實(shí)施方案都把TFT基板描述成上面有彩色濾光片的TFT基板，但是本發(fā)明的應(yīng)用不局限于這樣的TFT基板構(gòu)造，并因此可以被配置成上面沒有彩色濾光片的TFT。
權(quán)利要求
1.一種用來(lái)制造有源矩陣基板的方法，該方法包括下述步驟在透明的絕緣基板上形成薄膜晶體管以及線路；在所述的透明絕緣基板上形成覆蓋所述的薄膜晶體管和所述的線路的保護(hù)膜；在露出的所述保護(hù)膜上形成第一感光膜，所述的第一感光膜有第一開口，使所述保護(hù)膜的所述第一區(qū)域的某個(gè)部分暴露出來(lái)；在第一感光膜上形成帶有位于所述的第一開口之內(nèi)的第二開口的第二感光膜，使所述的保護(hù)膜的某個(gè)部分暴露出來(lái)；通過使用所述的第二感光膜作為光刻掩膜，使所述第三開口的邊緣與所述第一開口的內(nèi)壁隔開的距離等于至少所述第二感光膜的薄膜厚度，從而除去所述保護(hù)膜的那個(gè)部分，使所述線路的一部分暴露出來(lái)，進(jìn)而在所述保護(hù)膜上形成第三開口；除去所述的第二感光膜，使所述的第一感光膜暴露出來(lái)；在所述的第一感光膜上形成導(dǎo)電膜，以便通過所述的第三開口連接到所述的線路上；以及在所述的導(dǎo)電膜中形成圖案，以便形成由所述的導(dǎo)電膜制成的上層線路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的制造有源矩陣基板的方法，其中所述的第二感光膜的厚度在1.5微米到4.0微米的范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的制造有源矩陣基板的方法，其中所述的第一感光膜是這樣形成的把第一感光膜涂在所述的保護(hù)膜上；讓所述的第一感光膜曝光和顯影；作為中間的烘烤步驟將所述的第一感光膜在120至160°的溫度下烘烤3至10分鐘；以及在用來(lái)形成所述的第一感光膜的步驟中作為后烘烤步驟將所述的第一感光膜在220至230°的溫度下烘烤。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的制造有源矩陣基板的方法，其中所述的第一感光膜是這樣形成的對(duì)所述的保護(hù)膜的表面進(jìn)行處理，使所述的第一感光膜更好地粘附到所述保護(hù)膜的所述表面上，然后在用來(lái)形成所述的第一感光膜的步驟中，在所述保護(hù)膜上形成所述的保護(hù)性的第一感光膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的制造有源矩陣基板的方法，其中所述的第二感光膜是這樣形成的對(duì)所述的透明的絕緣基板進(jìn)行處理，使所述的第二感光膜更好地粘附到所述的保護(hù)膜上，所述保護(hù)膜的所述表面通過所述第一開口露在外面，然后在用來(lái)形成所述第二感光膜的步驟中，在所述的第一感光膜上形成所述保護(hù)性的第二感光膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的制造有源矩陣基板的方法，其中所述第二感光膜是這樣形成的把酚醛清漆型感光膜涂在所述的第一感光膜上；讓所述的酚醛清漆型感光膜曝光和顯影；以及將所述的酚醛清漆型感光膜在20至120°的溫度下加熱3至10分鐘，以便在用來(lái)形成所述第二感光膜的步驟中，在所述第二開口中形成錐形的側(cè)表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的制造有源矩陣基板的方法，其中所述的第二感光膜上這樣形成的改變光線的輻照量，讓所述的第二感光膜的一部分曝光，其中所述部分對(duì)應(yīng)于后來(lái)形成的第二開口，借此在用來(lái)形成所述的第二感光膜的步驟中，在把所述的酚醛清漆型感光膜涂在所述的第一感光膜上之后，在所述第二開口中形成錐形的側(cè)表面。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的制造有源矩陣基板的方法，其中所述的第二感光膜上這樣形成的把酚醛清漆型感光膜涂在所述的第一感光膜上；讓所述的酚醛清漆型感光膜曝光和顯影；以及讓所述的第二感光膜在減壓條件下干燥，使包含在所述第二感光膜中的溶劑蒸發(fā)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的制造有源矩陣基板的方法，其中所述的線路包括柵極、柵極線路、公用線路、源/漏極和公用電極，其中所述柵極構(gòu)成柵極線路的一部分，所述的公用電極被接到與所述柵極線路一起形成的所述公用線路上，所述第三開口是在所述的源/漏極上形成的；以及其中所述的上層線路包括經(jīng)所述的第三開口接到所述的源/漏極上的象素電極，以及經(jīng)在所述的公用線路上形成的、平行于所述的象素電極、并且與所述的象素電極隔開預(yù)定的距離設(shè)置的另一個(gè)第三開口，接到所述的公用線路上的公用電極。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的制造有源矩陣基板的方法，其中在所述的保護(hù)膜上有選擇地形成彩色濾光片，為的是在所述的用來(lái)形成覆蓋在所述的透明絕緣基板上的所述薄膜晶體管和所述線路的保護(hù)膜的步驟、以及所述的用來(lái)在所述保護(hù)膜上形成第一感光膜的步驟之間，讓在所述線路上的所述保護(hù)膜的第一區(qū)域暴露出來(lái)。
全文摘要
在用來(lái)通過覆蓋著薄膜晶體管(TFT)的保護(hù)膜上形成使TFT的源電極和象素電極之間彼此連接的接觸通孔的步驟中，隨后形成的接觸通孔的位置被設(shè)計(jì)成與保護(hù)膜上形成開口的外涂層的開口位置間隔不少于2.0微米。這種構(gòu)造迫使酚醛清漆型的光敏抗蝕涂層的開口位于外涂層的開口的位置之內(nèi)，所以通過在保護(hù)膜上形成的接觸通孔可以具有決不受外涂層的開口影響的錐形截面輪廓，從而為源電極和象素電極之間穩(wěn)定的連接創(chuàng)造條件。
文檔編號(hào)H01L29/786GK1397830SQ0214094
公開日2003年2月19日 申請(qǐng)日期2002年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月13日
發(fā)明者中田慎一, 山本勇司, 石野隆行 申請(qǐng)人:日本電氣株式會(huì)社