专利名称：反射式液晶显示装置及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示装置及其制造方法，并尤其涉及以下的一种反射式液晶显示装置及其制造方法，其中可以防止在使用由透明导电层组成的衬垫电极时的电池效应。
背景技术：
在当今信息社会，随着信息传递媒介和各种电子显示装置被广泛地用于工业设备或家庭用途，电子显示装置变得越来越重要。这些电子显示装置正被不断地改进，从而具有新的适于信息社会各种需求的功能。
一般地，电子显示装置显示和传送各类信息给利用这些信息的用户。即，电子显示装置把电子设备输出的电信息信号转变成由用户通过他们的眼睛识别的光信息信号。
在分为发射型显示装置和非发射型显示装置的电子显示装置中，发射型显示装置(emissive display device)通过其发光现象显示光信息信号，非发射型显示装置(non-emissive display device)通过其反射、散射或干涉显示光信息信号。发射型显示装置包括阴极射线管(cathode ray tube，CRT)、等离子显示板(plasma display panel，PDP)、发光二极管(light emitting diode，LED)和电致发光显示器(electroluminescent display，ELD)。发射型显示装置被称作有源显示装置。而且，被称作无源显示装置的非发射型显示装置包括液晶显示装置(liquid crystal display，LCD)、电化学显示装置(electrochemical display，ECD)和电泳图像显示装置(electrophoretic image display，EPID)。
CRT作为显示装置长期用于电视接收机或计算机的监视器，因为它具有很高的显示质量和较低的制造成本。但CRT也有一些缺点，如很重的质量、较大的体积和很高的功耗。
近来对新型电子显示装置如具有良好特性的平板显示装置的需求大大增加，这种显示装置的厚度薄、质量轻、驱动电压低且功耗低。这种平板显示装置可以按照迅速改进的半导体技术来制造。
在平板显示装置中，液晶显示(LCD)装置被广泛地用于各种电子装置，因为LCD装置具有很薄的厚度、较低的功耗和与CRT近似相同的高显示质量。另外，LCD装置可以在很低的驱动电压下工作并且便于制造，使得LCD装置广泛地用于各种电子设备。
LCD装置一般分为透射型LCD装置、反射型LCD装置和透射反射型LCD装置。透射型LCD装置利用光源如背光来显示信息，反射型LCD装置利用外界自然光显示信息。透射反射型LCD装置在室内或没有外部光源的暗室工作时以透射模式工作，利用LCD装置的内置光源显示图象；而在户外工作时以反射模式工作，利用反射入射光来显示图象。
目前，使用中占主导地位的是薄膜晶体管液晶显示装置(TFT-LCD)。薄膜晶体管液晶显示装置具有这样的结构，即设置分别具有电极的两个衬底，并且通常在其中一个衬底的象素区中形成用于开关加在电极上的电压的薄膜晶体管(thin film transistor，TFT)。
图1A和1B是根据常规方法的反射式液晶显示装置的截面图。在图1A和1B中，反射式液晶显示装置是一种具有底栅结构的非晶硅TFT-LCD。参见图1B，参考标号P表示衬垫区；参考标号D表示显示区；以及参考标号B表示位于衬垫区和显示区之间的边界区。
参见图1A和1B，当在由绝缘材料如玻璃、石英或蓝宝石组成的衬底10上依次沉积铬(Cr)层11和铝钕(AlNd)层12之后，通过光刻法对这些层构图，从而形成栅极布线。栅极布线包括沿第一方向延伸的栅极线13、从栅极线13分叉的薄膜晶体管的栅极电极12和连结到栅极线13的端部的栅极端子15。
在其上形成有栅极布线的衬底10上形成由氮化硅组成的栅极绝缘层16，然后，在栅极绝缘层16上依次沉积非晶硅层和n+掺杂非晶硅层。随后，通过光刻法对非晶硅层和n+掺杂非晶硅层构图，从而形成有源图案17和欧姆接触图案18。因而，有源图案17由非晶硅组成，欧姆接触图案18由n+掺杂非晶硅制成。
当在欧姆接触图案18和栅极绝缘层16上沉积第二金属层如铬层之后，通过光刻法对第二金属层构图，从而形成数据布线。数据布线包括在垂直于第一方向的第二方向上延伸的数据线19、从数据线19分叉的源/漏电极20和21以及连结到数据线19的端部的数据端子22。
然后，干法蚀刻掉暴露在源极电极20和漏极电极21之间的欧姆接触图案18部分以完成薄膜晶体管。
当在数据布线和栅极绝缘层16上形成由氮化硅组成的无机钝化层24之后，去除漏极电极21之上的部分无机钝化层24。同时，形成用于暴露栅极端子15的第一衬垫接触孔25和用于暴露数据端子22的第二衬垫接触孔26。
当在所得结构的整个表面上形成有机钝化层26之后，通过曝光和显影工艺去除漏极电极21和衬垫区之上的部分有机钝化层26，从而形成暴露漏极电极21的接触孔29。同时，在有机钝化层26的表面形成用于散射光的数个凹槽30。
当在所得结构的整个表面上沉积由具有高反射率的金属如铝-钕(AlNd)组成的反射层之后，通过光刻法对反射层构图以形成经接触孔29连结到漏极电极21的反射电极32。同时，形成一个经第一衬垫接触孔25连结到栅极端子15的栅极衬垫电极33和经第二衬垫接触孔26连结到数据端子22的数据衬垫电极34，其中栅极衬垫电极33用于向栅极电极14施加扫描电压，数据衬垫电极34用于向源极电极20施加信号电压。
根据上述常规的反射式液晶显示装置，在形成由铝合金如铝-钕(AlNd)组成的反射电极32时，同时形成衬垫电极33和34。因而在后续的玻璃上芯片(chip on glass，COG)接合工艺中，其中集成电路直接安置在LCD板的衬底上，会由于铝腐蚀而造成COG(chip on glass)块缺陷(block defect)。因此，提出一种由用作透明电极的氧化铟锡(indium-tin-oxide，ITO)形成衬垫电极的方法。
图2是由另一种常规方法制造的反射式液晶显示装置的截面图。此处，参考标号P表示衬垫区；参考标号D表示显示区；以及参考标号B表示衬垫区和显示区之间的边界区。
参考图2，当在例如由玻璃等绝缘材料制成的衬底50上依次沉积铬(Cr)层51和铝-钕(AlNd)层52之后，通过光刻法对这些层构图以形成栅极布线。栅极布线包括在第一方向延伸的栅极线53、从栅极线53分叉的栅极电极(未示出)和连结到栅极线53端部的栅极端子54。
在其上形成有栅极布线的衬底50上形成由氮化硅组成的栅极绝缘层55。然后，在栅极绝缘层55上依次形成由非晶硅组成的有源图案(未示出)和由n+掺杂非晶硅组成的欧姆接触图案(未示出)。
当在欧姆接触图案和栅极绝缘层55上沉积第二金属层如铬(Cr)层之后，通过光刻法对第二金属层构图以形成数据布线。数据布线包括在垂直于第一方向的第二方向上延伸的数据线56、从数据线56分叉的源/漏电极(未示出)和连结到数据线56的端部的数据端子58。随后，干法蚀刻掉暴露在源极电极和漏极电极之间的欧姆接触图案的部分。
当在数据布线和栅极绝缘层55上形成无机钝化层60之后，通过光刻法去除漏极电极之上的部分无机钝化层60。同时，形成一个暴露栅极端子54的第一衬垫接触孔61和暴露数据端子58的第二衬垫接触孔62。一般地，由于电化腐蚀，ITO和Al不能彼此接触。因此，在形成衬垫接触孔61和62期间，利用湿蚀刻工艺蚀刻掉栅极端子54的整个暴露的AlNd层52。通过这样做，形成在后续工艺中的ITO衬垫电极与栅极端子54的Cr层51接触。但是，当蚀刻掉经第一衬垫接触孔61暴露的AlNd层52时，由于湿蚀刻的各向同性特性，蚀刻掉AlNd层52的侧面，由此产生钻蚀64。
接下来，在衬垫接触孔61和62以及无机钝化层60上沉积ITO层，并再通过光刻法对其构图，由此形成栅极衬垫电极65和数据衬垫电极66。栅极衬垫电极65经第一衬垫接触孔61连结到栅极端子54，并且数据衬垫电极66经第二衬垫接触孔62连结到数据端子58。此时，在第一衬垫接触孔61中的台阶部分即钻蚀区域64，数据衬垫电极65的台阶覆盖变差。
当在衬垫电极65和66以及无机钝化层60上形成有机钝化层68之后，通过曝光和显影工艺对有机钝化层68构图，由此形成用于暴露漏极电极的接触孔(未示出)。同时，在显示区之上的有机钝化层表面形成数个凹槽69。
当在接触孔和有机钝化层68上依次沉积由钼-钨(MoW)组成的阻挡金属层70和由铝-钕(AlNd)组成的反射层之后，通过光刻法对反射层和阻挡金属层70构图，由此形成经接触孔连结至漏极电极的反射电极72。
根据上述常规方法，为了防止ITO和Al之间产生电化腐蚀，在形成衬垫接触孔61和62时利用湿蚀刻工艺蚀刻掉栅极端子54的整个AlNd层52。因此在AlNd层52中产生钻蚀64。
另外，在形成衬垫电极65和66之后执行用于形成有机钝化层68和反射电极72的两次光刻工艺。另外，为了提高象素接触特性，在形成反射电极72之后增加一个利用铝蚀刻剂的蚀刻工艺。因此，在执行上述工艺期间，化学物质如显影液或蚀刻剂穿过第一衬垫接触孔61中的台阶部分(图2中的“A”部分)，由此腐蚀AlNd层52。另外，这些化学物质充当电解质，在o和ITO之间产生电池效应，由此引起栅极衬垫电极61的抬起。
发明内容
作出本发明以解决上述问题，因此，本发明要解决的一个技术问题是提供一种反射式液晶显示装置，其中在利用由透明导电层组成的衬垫电极时可以防止电池效应。
本发明要解决的另一技术问题是提供一种制造反射式液晶显示装置的方法，其中在利用透明导电层组成的衬垫电极时可以防止电池效应。
为了实现本发明的目的，提供了一种反射式液晶显示装置，包括一衬底，其包含显示区和位于显示区外部的衬垫区；形成在衬底上的布线层，布线层由第一金属层和叠置在第一金属层上的第二金属层组成并包含位于衬垫区上的布线层端子；第一钝化层，形成在所述衬底和布线层上，具有用于暴露布线层端子和布线层连结到布线层端子的部分的第一金属层的衬垫接触孔；衬垫电极，连续地形成在衬垫接触孔的侧壁和底部上以及一部分第一钝化层上，衬垫电极由透明导电层组成，与布线端子和布线层连结到布线层端子的部分的第一金属层接触；第二钝化层，形成在衬底上除衬垫区以外的区域上；和反射电极，形成在显示区的第二钝化层上，其中衬垫接触孔延伸到位于显示区和衬垫区之间的边界区上的第二钝化层之下的位置。
另外，为了实现本发明的上述目的，提供了一种反射式液晶显示装置，包括一衬底，其包含显示区和位于显示区外侧的衬垫区；形成在所述衬底上的栅极布线，栅极布线由第一金属层和叠置在第一金属层上的第二金属层组成，并且包括在第一方向上延伸的栅极线和形成在衬垫区上并连结到栅极线端部的栅极端子；形成在栅极布线和衬底上的栅极绝缘层；形成在栅极绝缘层上的数据布线，数据布线包括在垂直于第一方向的第二方向延伸的数据线和形成在衬垫区上从而连结到数据线端部的数据端子；形成在数据布线和栅极绝缘层上的第一钝化层，第一钝化层具有穿过栅极绝缘层形成的第一衬垫接触孔，以暴露栅极端子和是栅极线连结到栅极端子的部分的第一金属层；栅极衬垫电极，连续地形成在第一衬垫接触孔的侧壁和底部以及第一钝化层的一部分上，栅极衬垫电极由透明导电层组成并与栅极端子和栅极线连结到栅极布线的部分的第一金属层接触；第二钝化层，形成在衬底除衬垫区以外的区域上；和反射电极，形成在显示区的第二钝化层上，其中第一衬垫接触孔延伸到位于显示区和衬垫区间的边界区上的第二钝化层之下的位置。
为了实现本发明的另一目的，提供了一种制造反射式液晶显示装置的方法，包括步骤在包括显示区和位于显示区外侧的衬垫区的衬底上形成布线层，布线层由第一金属层和叠置在第一金属层上的第二金属层组成，并包括位于衬垫区上的布线层端子；在衬底和布线层上形成第一钝化层，第一钝化层具有衬垫接触孔，用于暴露布线层端子和布线层连结到布线层端子的部分的第一金属层；在衬垫接触孔的侧壁和底部以及第一钝化层的一部分上连续形成由透明导电层组成的衬垫电极，衬垫电极与布线端子和布线层连结到布线层端子的部分的第一金属层接触；在衬底上除衬垫区以外的区域上形成第二钝化层；和在显示区中的第二钝化层上形成反射电极。
另外，为了实现本发明的其他目的，提供了一种制造反射式液晶显示装置的方法，包括步骤在包括显示区和位于显示区外侧的衬垫区的衬底上形成栅极布线，栅极布线由第一金属层和叠置在第一金属层上的第二金属层组成，还包括在第一方向上延伸的栅极线和形成在衬垫区上并连结到栅极线端部的栅极端子；在栅极布线和衬底上形成栅极绝缘层；在栅极绝缘层上形成数据布线，数据布线包括在垂直于第一方向的第二方向延伸的数据线和形成在衬垫区上从而连结到数据线端部的数据端子；在数据布线和栅极绝缘层上形成第一钝化层，第一钝化层具有穿过栅极绝缘层形成的第一衬垫接触孔，以暴露栅极端子和栅极线连结到栅极端子的部分的第一金属层；在第一衬垫接触孔的侧壁和底部以及第一钝化层的一部分上连续地形成由透明导电层组成的栅极衬垫电极，栅极衬垫电极与栅极端子和栅极线连结到栅极布线的部分的第一金属层接触；在衬底除衬垫区以外的区域上形成第二钝化层；和在显示区中的第二钝化层上形成反射电极。
根据本发明，在形成第一钝化层的开口区即衬垫接触孔以延伸到位于显示区和衬垫区之间的边界区上的第二钝化层之下的位置之后，形成由透明导电层形成的衬垫电极。因而第二钝化层覆盖由于开口区的台阶部分(即第二金属层的钻蚀)而使衬垫电极的台阶覆盖差的部分。因此，可以防止化学物质穿过开口区的台阶部分以造成衬垫电极和布线层的第二金属层之间的电池效应，由此防止衬垫电极的提升和第二金属层的腐蚀。
另外，布线层经衬垫接触孔暴露的第一金属层被衬垫电极覆盖至位于显示区和衬垫区之间的边界区。因而当布线层端子的第一金属层在预定区短路时，可由覆盖未短路的第一金属层的衬垫电极形成冗余。
通过下面结合附图的详细描述，本发明的上述及其他目的和优点将变得更加清晰，其中图1A和1B是根据一种常规方法制造的反射式液晶显示装置的截面图；图2A是根据另一常规方法制造的反射式液晶显示装置的截面图；图3A是根据本发明的反射式液晶显示装置的平面图；图4A和4B是反射式液晶显示装置沿图3线E-E’和F-F’的截面图；和图5A～9B是表示图4所示反射式液晶显示装置的制造方法的截面图。
具体实施例方式
下面将参考附图详细描述根据本发明优选实施例的反射式液晶显示装置及其制造方法。
图3是根据本发明的反射式液晶显示装置的平面图。图4A和4B是反射式液晶显示装置分别沿图3中E-E’和F-F’线的截面图。反射式液晶显示装置包括具有底栅结构的非晶硅薄膜晶体管。此处，标号P表示衬垫区；标号D表示显示区；标号B表示位于衬垫区和显示区之间的边界区。此处衬垫区P形成在显示区D的外部，从而包围显示区D。
参见图3、4A和4B，栅极布线形成在由绝缘材料如玻璃、石英或蓝宝石制成的衬底100上。栅极布线由包括第一金属层102和叠置在第一金属层102上的第二金属层104的双金属层组成，第一金属层102由铬(Cr)、钼(Mo)、钽(Ta)或钛(Ti)组成，第二金属层104由铝合金如铝-钕(AlNd)组成。栅极布线包括沿第一方向(即，水平方向)延伸的栅极线105、从栅极线105分叉的薄膜晶体管195的栅极电极110、以及形成在衬垫区(P)上并连结到栅极线105端部的栅极端子115。
在栅极布线和衬底100上形成栅极绝缘层120。栅极绝缘层120由无机材料如氮化硅组成。有源图案125和欧姆接触图案130相继形成在设置有栅极电极110的栅极绝缘层120的上方。有源图案125由非晶硅组成，欧姆接触图案130由n+掺杂非晶硅组成。
另外，在栅极绝缘层120和欧姆接触图案130上形成由单金属层如铬(Cr)制成的数据布线。数据布线包括在垂直于第一方向的第二方向(即，竖直方向)延伸的数据线135、第一和第二电极140和145、以及形成在衬垫区(P)上从而连结到数据线135的端部的数据端子150。第一电极140(源极电极或漏极电极)从数据线135分叉并与有源图案125的第一区重叠。第二电极145(漏极电极或源极电极)与有源图案125的第二区重叠，第二区与第一区相对。下文中，将第一电极140称作源极电极，将第二电极145称作漏极电极。
在数据布线和栅极绝缘层120上形成第一钝化层155，该层具有暴露栅极端子115和栅极线105连结到栅极端子115的部分的第一衬垫接触孔160和暴露数据端子150的第二衬垫接触孔165。优选第一钝化层155由无机材料如氮化硅组成。第一衬垫接触孔160穿过第一钝化层155和栅极绝缘层120形成，由此暴露栅极端子115和是栅极线105连结到栅极端子115的部分的第一金属层102。
在第一衬垫接触孔160的侧壁和底部上以及第一钝化层155的一部分上连续形成由透明导电层(优选ITO)组成的栅极衬垫电极170。穿过第一衬垫接触孔160，栅极衬垫电极170与栅极端子115和是栅极线105与栅极端子115连结的部分的第一金属层102接触，从而将扫描电压施加给栅极电极110。另外，由栅极衬垫电极170的同一层形成的数据衬垫电极175经第二衬垫接触孔165与数据端子150接触，从而将信号电压施加给源极电极140。
在第一钝化层155上形成由有机材料如光敏丙烯酸树脂组成的第二钝化层180。在形成有象素以显示图像的显示区(D)中，在第二钝化层180的表面上形成用于散射光线以提高反射率的数个凹槽30。设置由无机材料组成的第一钝化层155以便维持晶体管和衬垫的可靠性并提高COG接合的粘结性。为了实现这些目的，仅在除衬垫区(P)以外的区域上形成由有机材料组成的第二钝化层180。
在第二钝化层180上，形成经由穿过第一钝化层155和第二钝化层180形成的接触孔185连结到漏极电极145的反射电极185。反射电极185充当反射器，反射从外部照射到衬底100上的光束，同时还充当象素电极，接收来自薄膜晶体管195的图像信号，以便与上部衬底(即，彩色滤光片衬底)的电极一起产生电场，其中薄膜晶体管形成在衬底100的各象素区上。反射电极185形成在由栅极线105和数据线135限定的象素区中。另外，为了确保高的孔径比，反射电极185的边缘与栅极线105和数据线135重叠。虽然图中未示出，但可以在反射电极185之下形成阻挡金属层。阻挡金属层由一种金属组成，该金属关于预定蚀刻剂的蚀刻率类似于反射电极185的蚀刻率，并且优选由钼-钨(MoW)组成。
根据本发明的反射式液晶显示装置，将第一钝化层155的开口区即第一衬垫接触孔160形成为延伸到位于显示区(D)和衬垫区(P)之间的边界区(B)的第二钝化层180之下。结果，在形成衬垫电极170和175之后的后续工艺中，可以防止化学物质穿透由于第一衬垫接触孔160中的台阶部分(即，第二金属层104的钻蚀162)造成栅极衬垫电极170的台阶覆盖差的区域，由此防止栅极衬垫电极170和第二金属层104之间产生电池效应。因此，不会产生如栅极衬垫电极170升高以及腐蚀第二金属层104这样的缺陷。
另外，根据本发明的反射式液晶显示装置，经第一衬垫接触孔160暴露的第一金属层102被栅极衬垫电极170覆盖至边界区(B)。因此，当化学物质穿透构成栅极衬垫电极170的ITO层的针孔以短路栅极布线的第一金属层102时，可以由覆盖未短路的第一金属层102的栅极衬垫电极170形成冗余。
图5A～9B是表示图4所示反射式液晶显示装置的制造方法的截面图。此处各附图“A”是沿图3中E-E’线的截面图，而各附图“B”是沿图3中F-F’线的截面图。标号P表示衬垫区；标号D表示显示区，标号B表示位于显示区和衬垫区之间的边界区。
参见图5A和5B，当在由玻璃、石英或陶瓷组成的绝缘衬底100上依次沉积第一金属层102和第二金属层104之后，通过光刻法利用第一掩模对这些层104和102构图以形成栅极布线。优选地，第一金属层102由厚度约为500埃的铬(Cr)组成，第二金属层104由厚度约为2500埃的铝-钕(AlNd)组成。栅极布线包括在第一方向延伸的栅极线105、从栅极线105分叉的薄膜晶体管的栅极电极110、和连结到栅极线115的端部的栅极端子115。
参见图6A和6B，通过等离子增强化学气相沉积(plasma-enhancedchemical vapor deposition，PECVD)方法在其上形成有栅极布线的衬底100上沉积厚度约为4500埃的无机材料如氮化硅，由此形成栅极绝缘层120。
通过PECVD法在栅极绝缘层120上沉积厚度约为2000埃的有源层如非晶硅层，并接着，通过PECVD法在有源层上沉积厚度约为500埃的欧姆接触层如n+掺杂非晶硅层。此处，有源层和欧姆接触层在PECVD设备的同一室中原位沉积(in-situ deposition)。接着，通过光刻法利用第二掩模对有源层和欧姆接触层构图，以形成有源图案125和欧姆接触图案130。有源图案125保留在设置栅极电极110的栅极绝缘层120上。
然后，当在欧姆接触图案130和栅极绝缘层120上沉积厚度为约1500～约4000埃的金属层如铬(Cr)之后，通过光刻法利用第三掩模对金属层构图以形成数据布线。数据布线包括垂直于栅极线105的数据线135、从数据线135分叉的源/漏电极140和145、以及连结到数据线135端部的数据端子150。
随后，通过反应离子蚀刻(reactive ion etching，RIE)方法去除暴露在源极电极140和漏极电极145之间的欧姆接触图案130，由此在显示区(D)上形成薄膜晶体管195。同时，将栅极绝缘层120夹置在栅极线105和数据线135之间，由此防止栅极线105和数据线135彼此电接触。
在本实施例中，利用两个掩模形成有源图案125、欧姆接触图案130和数据布线。但本发明人发明并提交了一种利用一个掩模形成有源图案、欧姆接触图案和数据布线的方法，见韩国专利申请第1998-49710号，由此减少了制造具有底栅结构的薄膜晶体管液晶显示装置所需的掩模数量。下面将利用与本实施例相同的参考标号说明此薄膜晶体管液晶显示装置的制造方法。
首先，在栅极绝缘层120上依次沉积有源层、欧姆接触层和金属层。在金属层上涂覆光致抗蚀剂层之后，通过曝光和显影工艺对光致抗蚀剂层构图以形成包括第一部分、第二部分和第三部分的光致抗蚀剂图案(未示出)。第一部分具有第一厚度并位于薄膜晶体管的沟道区上。第二部分具有比第一部分厚的第二厚度并位于将要形成数据布线的区域上。第三部分是不保留光致抗蚀剂层的区域。
然后，蚀刻去掉第三部分之下的金属层、欧姆接触层和有源层、第一部分之下的金属层和第二部分的部分厚度，从而同时形成由金属层组成的数据布线、由n+非晶硅层组成的欧姆接触图案130和由非晶硅层组成的有源图案125。接下来，去除剩余的光致抗蚀剂图案。通过这样做，利用一个掩模同时形成有源图案125、欧姆接触图案130和数据布线。
参见图7A和7B，在其上形成有薄膜晶体管195的衬底100的整个表面上沉积厚度约为2000埃的无机材料，如氮化硅，由此形成第一钝化层155。第一钝化层155确保薄膜晶体管和衬垫的可靠性并增强后续COG接合时集成电路的粘结性。
接下来，通过利用第四掩模的光刻法，蚀刻掉第一钝化层155和栅极绝缘层120，从而形成暴露漏极电极145的第一接触孔156。同时，形成暴露栅极端子115和连结到栅极端子115的栅极线105部分的第一衬垫接触孔160以及暴露一部分数据端子150的第二衬垫接触孔165。第一衬垫接触孔160延伸到位于衬垫区(P)和显示区(D)之间的边界区(B)，而仅在衬垫区(P)上形成第二衬垫接触孔165。
此时，因为经第一衬垫接触孔160暴露的栅极端子155是由铝-钕(AlNd)组成的第二金属层104，所以通过湿蚀刻法利用铝蚀刻剂蚀刻掉整个暴露的第二金属层104，以便防止铝层直接与后续工艺中形成的ITO衬垫电极接触。结果，栅极端子115和第一金属层102经第一衬垫接触孔160暴露，其中第一金属层102是栅极线105与栅极端子115连结的部分。在第一金属层102和ITO衬垫电极之间不会产生电化腐蚀，因为第一金属层102由铬(Cr)组成。当如上所述地蚀刻被第一衬垫接触孔106暴露的、由铝-钕(AlNd)组成的第二金属层104时，由于湿蚀刻法的各向同性特性，第二金属层104的侧壁被蚀刻，由此形成钻蚀162。
参见图8A和8B，在衬垫接触孔160和165以及第一钝化层155上沉积透明导电层，优选ITO层，并然后通过光刻法利用第五掩模对其构图。通过这样，形成一个经第一衬垫接触孔160与栅极端子115和栅极线105连结到栅极端子115的部分的第一金属层102接触的栅极衬垫电极170。与此同时，形成一个经第二衬垫接触孔165与数据端子150接触的数据衬垫电极175。
为了完全覆盖经第一衬垫接触孔160暴露的第一金属层102，将栅极衬垫电极170形成为延伸到衬垫区(P)和显示区(D)之间的边界区(B)。因此，虽然化学物质穿过构成栅极衬垫电极170的ITO层中的针孔以使第一金属层102短路，但可以由覆盖未短路的第一金属层102的栅极衬垫电极170形成冗余。
参见图9A和9B，在栅极衬垫电极170、数据衬垫电极175和第一钝化层155上涂覆厚度大于2微米的具有低介电常数的有机材料，如光敏丙烯酸树脂，由此形成第二钝化层180。因为第二钝化层180限制了在数据布线和象素电极之间产生寄生电容，所以形成的象素电极(即反射电极)与栅极线105和数据线135重叠，由此实现具有高孔径比的薄膜晶体管液晶显示装置。
当具有对应于接触孔185的图案的第六掩模被置于第二钝化层180上以便形成穿过第二钝化层180的接触孔185之后，通过全曝光工艺使第二钝化层180在漏极电极145之上的部分以及第二钝化层180在衬垫区(P)上的部分首次曝光。接下来，将用于形成微透镜的第七掩模置于第二钝化层180之上。通过透镜曝光工艺使除接触孔185之外的第二钝化层180在显示区(D)上的部分二次曝光。随后，利用包括氢氧化四甲基胺(tetramethyl-ammoniumhydroxide，TMAH)的溶液执行显影工艺，由此形成接触孔185和数个凹槽182。接触孔185从第一接触孔156延伸以暴露漏极电极145。在此情况下，衬垫区(P)之上的第二钝化层180被去除。
然后，在大约130～230度的温度下进行大约100分钟的固化工艺以便回流并硬化第二钝化层180之后，将利用铝蚀刻剂的整体蚀刻工艺执行几分钟，以便增强象素接触特性。
接下来，在所得结构的整个表面上沉积厚度大约为500埃的金属层(未示出)，如钼-钨(MoW)层，该金属层相对于蚀刻反射层的蚀刻剂具有类似于构成反射电极的反射层的蚀刻率，由此形成阻挡金属层(未示出)。在阻挡金属层上沉积厚度约为1500埃的具有高反射率的反射层，如铝-钕(AlNd)或银(Ag)。接下来，通过光刻法利用第八掩模对反射层和阻挡金属层构图，由此形成反射电极(图4A中的参考标号190)。反射电极190充当反射器和象素电极，并且连结到薄膜晶体管的漏极电极145。
根据上述的本发明，在形成延伸到位于显示区和衬垫区之间的边界区上的第二钝化层下方位置的第一钝化层的开口区即衬垫接触孔之后，形成由透明导电层组成的衬垫电极。通过这样做，第二钝化层覆盖由于开口区的台阶部分而致使衬垫电极的台阶覆盖差的第二金属层部分，即钻蚀。因此，可以防止化学物质穿透开口区的台阶部分而在衬垫电极和布线层的第二金属层之间造成电池效应，由此防止衬垫电极的上升和第二金属层的腐蚀。
另外，经衬垫接触孔暴露的布线层的第一金属层被衬垫电极覆盖至位于显示区和衬垫区之间的边界区。于是，当布线层端子的第一金属层在预定区上短路时，可以由覆盖未短路的第一金属层的衬垫电极形成冗余。
虽然以上描述了本发明的优选实施例，但应该理解，本发明不限于这些优选实施例，在不脱离本发明由所附权利要求限定的实质和范围的前提下，可以对本发明做各种变化和改型。
权利要求
1.一种反射式液晶显示装置，包括一衬底，其包括显示区和衬垫区；形成在所述衬底上的布线层，该布线层由第一金属层和叠置在所述第一金属层上的第二金属层组成并包括位于所述衬垫区上的布线层端子；第一钝化层，形成在所述衬底和所述布线层上，所述第一钝化层具有用于暴露所述布线层端子和所述布线层连结到该布线层端子的部分的所述第一金属层的衬垫接触孔；衬垫电极，连续地形成在所述衬垫接触孔的侧壁和底部上以及一部分所述第一钝化层上，所述衬垫电极由透明导电层组成并与所述布线端子和所述布线层连结到该布线层端子的部分的所述第一金属层接触；第二钝化层，形成在除所述衬垫区以外的所述衬底上；和反射电极，形成在所述显示区的所述第二钝化层上，其中所述衬垫接触孔形成为延伸至位于所述显示区和所述衬垫区之间的边界区上的所述第二钝化层下方的位置。
2.如权利要求1所述的反射式液晶显示装置，其中所述布线层的所述第二金属层由铝(Al)或铝合金组成。
3.如权利要求1所述的反射式液晶显示装置，其中所述衬垫电极形成为沿所述衬垫接触孔延伸至所述显示区和所述衬垫区之间的边界区。
4.一种反射式液晶显示装置，包括一衬底，包括显示区和衬垫区；形成在所述衬底上的栅极布线，该栅极布线由第一金属层和叠置在所述第一金属层上的第二金属层组成，该栅极布线包括在第一方向上延伸的栅极线和形成在所述衬垫区上从而连结到该栅极线的端部的栅极端子；形成在所述栅极布线和所述衬底上的栅极绝缘层；形成在所述栅极绝缘层上的数据布线，该数据布线包括在垂直于所述第一方向的第二方向延伸的数据线和形成在所述衬垫区上从而连结到该数据线的端部的数据端子；形成在所述数据布线和所述栅极绝缘层上的第一钝化层，该第一钝化层具有穿过所述栅极绝缘层形成的第一衬垫接触孔以便暴露所述栅极端子和所述第一金属层，该第一金属层是所述栅极线连结到所述栅极端子的部分；栅极衬垫电极，连续地形成在所述第一衬垫接触孔的侧壁和底部以及所述第一钝化层的一部分上，该栅极衬垫电极由透明导电层组成并与所述栅极端子和所述栅极线连结到该栅极端子的部分的所述第一金属层接触；第二钝化层，形成在除所述衬垫区以外的所述衬底上；和反射电极，形成在所述显示区的所述第二钝化层上，其中所述第一衬垫接触孔延伸到位于所述显示区和所述衬垫区之间的边界区上的所述第二钝化层下方的位置。
5.如权利要求4所述的反射式液晶显示装置，其中所述栅极布线的所述第二金属层由铝或铝合金组成。
6.如权利要求4所述的反射式液晶显示装置，其中所述栅极衬垫电极被形成为沿所述第一衬垫接触孔延伸到所述显示区和所述衬垫区之间的边界区。
7.如权利要求4所述的反射式液晶显示装置，还包括由与所述栅极衬垫电极的同一层形成的数据衬垫电极，该数据衬垫电极通过所述数据端子之上的穿过所述栅极绝缘层和所述第一钝化层形成的第二衬垫接触孔与所述数据端子接触。
8.如权利要求4所述的反射式液晶显示装置，其中所述第一钝化层由无机材料组成，且所述第二钝化层由有机材料组成。
9.如权利要求4所述的反射式液晶显示装置，其中所述第二钝化层具有用于暴露所述数据线在所述显示区上的部分的接触孔。
10.如权利要求9所述的反射式液晶显示装置，其中所述反射电极经所述接触孔连结到所述数据线在所述显示区上的部分。
11.一种制造反射式液晶显示装置的方法，包括步骤在包括显示区和衬垫区的衬底上形成布线层，该布线层由第一金属层和叠置在所述第一金属层上的第二金属层组成并包括位于所述衬垫区上的布线层端子；在所述衬底和所述布线层上形成第一钝化层，该第一钝化层具有用于暴露所述布线层端子和是所述布线层连结到该布线层端子的部分的所述第一金属层的衬垫接触孔；在所述衬垫接触孔的侧壁和底部以及所述第一钝化层的一部分上连续形成由透明导电层组成的衬垫电极，该衬垫电极与所述布线端子和所述布线层连结到所述布线层端子的部分的所述第一金属层接触；在除所述衬垫区以外的所述衬底上形成第二钝化层；和在所述显示区中的所述第二钝化层上形成反射电极。
12.如权利要求11所述的制造反射式液晶显示装置的方法，其中所述布线层的所述第二金属层由铝或铝合金组成。
13.如权利要求11所述的制造反射式液晶显示装置的方法，其中形成第一钝化层的步骤包括下列步骤在所述衬底和所述布线层上形成所述第一钝化层；部分地蚀刻所述第一钝化层以形成用于暴露所述布线层端子和所述布线层连结到该布线层端子的部分的所述第二金属层的所述衬垫接触孔；和蚀刻暴露的所述第二金属层以暴露底层的所述第一金属层。
14.如权利要求11所述的制造反射式液晶显示装置的方法，其中所述衬垫电极被形成为沿所述衬垫接触孔延伸到所述显示区和所述衬垫区之间的边界区。
15.一种制造反射式液晶显示装置的方法，包括步骤在包括显示区和衬垫区的衬底上形成栅极布线，该栅极布线由第一金属层和叠置在所述第一金属层上的第二金属层组成，并且包括在第一方向上延伸的栅极线和形成在所述衬垫区上以便连结到该栅极线的端部的栅极端子；在所述栅极布线和所述衬底上形成栅极绝缘层；在所述栅极绝缘层上形成数据布线，该数据布线包括在垂直于所述第一方向的第二方向延伸的数据线和形成在所述衬垫区上从而连结到该数据线的端部的数据端子；在所述数据布线和所述栅极绝缘层上形成第一钝化层，该第一钝化层具有穿过所述栅极绝缘层形成的第一衬垫接触孔以便暴露所述栅极端子和是所述栅极线连结到该栅极端子的部分的所述第一金属层；在所述第一衬垫接触孔的侧壁和底部以及在所述第一钝化层的一部分上连续地形成由透明导电层组成的栅极衬垫电极，该栅极衬垫电极与所述栅极端子和所述栅极线连结到该栅极端子的部分的所述第一金属层接触；在除所述衬垫区以外的所述衬底上形成第二钝化层；和在所述显示区中的所述第二钝化层上形成反射电极。
16.如权利要求15所述的制造反射式液晶显示装置的方法，其中所述栅极布线的所述第二金属层由铝或铝合金组成。
17.如权利要求15所述的制造反射式液晶显示装置的方法，其中形成第一钝化层的步骤包括步骤在所述衬底和所述数据布线上形成所述第一钝化层；部分地蚀刻所述第一钝化层和所述栅极绝缘层以形成用于暴露所述栅极端子和所述栅极线连结到该栅极端子的部分的所述第二金属层的所述第一衬垫接触孔；和蚀刻暴露的所述第二金属层以暴露底层的所述第一金属层。
18.如权利要求17所述的制造反射式液晶显示装置的方法，其中在所述形成第一衬垫接触孔的步骤中，同时形成用于暴露所述数据端子的第二衬垫接触孔。
19.如权利要求18所述的制造反射式液晶显示装置的方法，其中在所述形成栅极衬垫电极的步骤中，同时形成经所述第二衬垫接触孔连结到所述数据端子的数据衬垫电极。
20.如权利要求15所述的制造反射式液晶显示装置的方法，其中所述栅极衬垫电极被形成为沿所述第一衬垫接触孔延伸到所述显示区和所述衬垫区之间的边界区。
21.如权利要求15所述的制造反射式液晶显示装置的方法，其中所述第一钝化层由无机材料组成，以及所述第二钝化层由有机材料组成。
22.如权利要求15所述的制造反射式液晶显示装置的方法，其中在所述形成第二钝化层的步骤中，形成暴露所述显示区中的所述数据线的部分的接触孔。
全文摘要
本发明公开了一种反射式LCD及其制造方法。在包括显示区(D)和衬垫区(P)的衬底(100)上形成具有第一和第二金属层(102，104)的布线层。在衬底(100)和布线层上形成第一钝化层(155)并与布线端子(115)和第一金属层(102)接触。第二钝化层(180)形成在衬底上除衬垫区(P)以外的区域上。衬垫接触孔(160)延伸到第二钝化层(180)之下的位置。第二钝化层(180)覆盖衬垫接触孔(160)中衬垫电极(170)的台阶覆盖差的区域，由此防止电池效应。
文档编号G02F1/1368GK1615451SQ02827131
公开日2005年5月11日 申请日期2002年8月9日 优先权日2002年1月14日
发明者李正浩, 崔相虔, 宋荣九 申请人:三星电子株式会社