专利名称：水平电场型液晶显示器件的薄膜晶体管基板及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示器件，特别涉及一种水平电场型液晶显示器件的薄膜晶体管基板及其制造方法。
背景技术：
一般而言，液晶显示器(LCD)用电场控制液晶的光透射比，由此显示图象。液晶显示器根据驱动液晶的电场方向大致分成垂直电场型和水平电场型。垂直电场型液晶显示器用彼此相对地设置在上/下基板上的像素电极与公共电极之间形成的垂直电场驱动扭曲向列(TN)模式的液晶。垂直电场型液晶显示器的优点是具有大的孔径比，其缺点是只有大约90°的窄视角。水平电场型液晶显示器用彼此平行地设置在下基板上的像素电极与公共电极之间形成的水平电场驱动共平面开关(IPS)模式的液晶。水平电场型液晶显示器的优点是具有大约160°的宽视角。以下将详细描述水平电场型液晶显示器。
水平电场型液晶显示器包括彼此相对和相互连接的薄膜晶体管矩阵基板(即下基板)和滤色片基板(即上基板)；设置在两基板之间用于保持一致的盒间隙的衬垫料。液晶材料填充在两基板之间的盒间隙中。薄膜晶体管阵列基板包括用于形成每一像素中水平电场的多条信号线，多个薄膜晶体管和用于排列液晶的定向膜。滤色片基板包括用于实现颜色的滤色片，用于防止光泄漏的黑矩阵和用于排列液晶的定向膜。
在水平电场型液晶显示器中，由于薄膜晶体管的制造中需要大量的掩模工序，所以薄膜晶体管基板的复杂工序是造成液晶显示板成本提高的主要因素。例如，一轮掩模工序包括许多工艺，例如，薄膜淀积、清洁、光刻、蚀刻、光刻胶剥离和检测等工艺。为此开发了可以用较少的掩模工序制造的薄膜晶体管基板。近年来，开发了从标准的五轮掩模工序中减少一轮掩模工序的四掩模工序。
图1示出了用现有的四轮掩模工序形成的水平电场型液晶显示器的薄膜晶体管基板的结构平面图。图2示出了沿图1中I-I′线和II-II’线截取的薄膜晶体管基板的截面图。如图1和图2所示，薄膜晶体管基板包括其间设置有栅极绝缘膜46的相互交叉设置的栅线2和数据线4。薄膜晶体管6位于每一交叉点附近。像素电极14和公共电极18设置在由栅线2和数据线4限定的像素区，以形成水平电场。公共线16连接到公共电极18。薄膜晶体管还包括在像素电极14与公共线16之间的重叠部分设置的存储电容20。而且，栅极焊盘24连接到栅线2，数据焊盘30连接到数据线4，公共焊盘36连接到公共线16。栅线2向像素区5供给栅信号，数据线4向像素区5供给数据信号。公共线16供给驱动液晶的参考电压，公共线16设置在像素区5的一个侧边上并与像素区5另一侧边上的栅线2平行。
薄膜晶体管6响应栅线2的栅信号，允许数据线4的像素信号在像素电极14上充电和保持。薄膜晶体管6包括连接到栅线2的栅极8、连接到数据线4的源极10，和连接到像素电极14的漏极12。而且，薄膜晶体管6包括限定源极10与漏极12之间的沟道的有源层48。有源层48与栅极8上的栅极绝缘膜46重叠。
有源层48还与数据线4、下数据焊盘电极32和上存储电极22重叠。用于与数据线4形成欧姆接触的欧姆接触层50设置在有源层48上。此外，源极10、漏极12、下数据焊盘电极32和上存储电极22也设置在有源层48上。
像素电极14通过贯穿保护膜52的第一接触孔连接到薄膜晶体管6的漏极12并设置在像素区5中。像素电极14包括连接到漏极12并与相邻的栅线2平行设置的第一水平部分14A、与公共线16重叠的第二水平部分14B和在第一水平部分14A与第二水平部分14B之间平行设置的指状部分14C。
公共电极18连接到公共线16并设置在像素区5中。具体地说，公共电极18在像素区5中设置成与像素电极14的指状部分14C平行。因此，在经薄膜晶体管6提供像素信号的像素电极14与经公共线16提供参考电压的公共电极18之间形成水平电场。结果，在像素电极14的指状部分14C与公共电极18之间形成水平电场。用这种水平电场使沿水平方向设置在薄膜晶体管基板与滤色片基板之间的具有介电各向异性的液晶分子旋转。透过像素区5的光透射比根据液晶分子的旋转程度而不同，由此实现灰度级。
存储电容20包括与公共线16重叠的上存储电极22，在公共线16和上存储电极22之间设有山绝缘膜46、有源层48和欧姆接触层50。存储电容20还包括通过位于保护膜52中的第二接触孔21连接到上存储电极22的像素电极14。存储电容20允许在像素电极14上充电的像素信号稳定保持直到下一像素信号充电为止。
栅线2经栅极焊盘24连接到栅极驱动器(未示出)。栅极焊盘24由从栅线2延伸的下栅极焊盘电极26和上栅极焊盘电极28构成，上栅极焊盘电极28通过贯穿栅极绝缘膜46和保护膜52的第三接触孔27连接到下栅极焊盘电极26。数据线4经数据焊盘30连接到数据驱动器(未示出)。数据焊盘30由从数据线4延伸的下数据焊盘电极34和上数据焊盘电极34构成，上数据焊盘电极34通过贯穿保护膜52的第四接触孔33连接到下数据焊盘电极32。公共线16接收从外部参考电压源(未示出)通过公共焊盘36输入的参考电压。公共焊盘36包括从公共线16延伸的下公共焊盘电极38和上公共焊盘电极40，上公共焊盘电极40通过贯穿栅极绝缘膜46和保护膜52的第五接触孔39连接到下公共焊盘电极38。
以下参见附图3A到3D详细说明用四轮掩模工序制造具有上述结构的薄膜晶体管基板的方法。参见图3A，栅极金属图案组包括用第一掩模工序在下基板45上形成的栅线2、栅极8和下栅极焊盘电极26、公共线16、公共电极18和下公共焊盘电极38。
栅极金属图案组的形成方法包括用例如溅射的淀积技术在下基板45上首先形成栅极金属层，然后，用第一掩模通过光刻和蚀刻工序对栅极金属层构图，由此形成栅极金属图案组。栅极金属图案组包括栅线2、栅极8、下栅极焊盘电极26、公共线16、公共电极18和下公共焊盘电极38。栅极金属层用例如铝合金、铬(Cr)或钼金属形成。
参见图3B，栅极绝缘膜46涂覆在其上设置有栅极金属图案组的下基板45上。而且，用第二掩模工序在栅极绝缘膜46上设置包括有源层48和欧姆接触层50的半导体图案，和包括数据线4、源极10、漏极12、下数据焊盘电极32和上存储电极22的源极/漏极金属图案组。更具体地说，用例如等离子体增强型化学汽相淀积(PECVD)和/或溅射等适当的淀积技术在具有栅极金属图案组的下基板45上顺序形成栅极绝缘膜46、非晶硅层、n+非晶硅层和源极/漏极金属层。这里栅极绝缘膜46用例如氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)的无机绝缘材料形成。源极/漏极金属层用例如钼(Mo)、钛(Ti)、钽(Ta)或钼合金形成。
然后，用第二掩模通过光刻方法在源极/漏极金属层上形成光刻胶图案。该情况下，具有对应薄膜晶体管的沟道部分的衍射曝光部分的衍射曝光掩模用作第二掩模，因此，允许沟道部分的光刻胶图案的高度低于其他图案部分的高度。
随后，用光刻胶图案经过湿蚀刻工序对源极/漏极金属层构图，以限定源极/漏极金属图案组，该源极/漏极金属图案组包括数据线4、源极10、与源极10一体的漏极12和上存储电极22。
然后，用灰化工序从沟道部分去除具有相对较低高度的光刻胶图案，然后，用干蚀刻工序对源极/漏极金属图案和沟道部分的欧姆接触层50蚀刻。因此，暴露出沟道部分的有源层48，以使源极10从漏极12断开。然后，通过剥离工序除去剩余在源极/漏极金属图案组上的光刻胶图案。
参见图3C，保护膜52包括用第三掩模工序在栅极绝缘膜46中形成的第一到第五接触孔13、21、27、33和39。更具体地说，保护膜52用例如等离子体增强型化学汽相淀积(PECVD)技术淀积在源极/漏极金属图案组的整个表面上。用第三掩模通过光刻和蚀刻工序对保护膜52构图以限定第一到第五接触孔13、21、27、33和39。第一接触孔13贯穿保护膜52暴露出漏极12。第二接触孔21贯穿保护膜52暴露出上存储电极22。第三接触孔27贯穿保护膜52和栅极绝缘膜46暴露出下栅极焊盘电极26。第四接触孔33贯穿保护膜52暴露出下数据焊盘电极32。第五接触孔39贯穿保护膜52和栅极绝缘膜46暴露出下公共焊盘电极38。如果用例如钼(Mo)的具有高干蚀刻比的金属形成源极/漏极金属层，第一、第二和第四接触孔13、21和33分别贯穿漏极12、上存储电极22和下数据焊盘电极32，暴露出这些电极的侧表面。保护膜50用与栅极绝缘膜46相同的无机材料形成，或者，用丙烯酸有机化合物、BCB(苯并环丁烯)或PFCB(全氟环丁烷)等具有低介电常数的有机材料形成。
参见图3D，用第四掩模工序在保护膜52上形成透明导电图案组，透明导电图案组包括像素电极14、上栅极焊盘电极28、上数据焊盘电极34和上公共焊盘电极40。更具体地说，透明导电膜用例如溅射的淀积技术涂覆在保护膜52上。然后，用第四掩模通过光刻和蚀刻工序对透明导电膜构图，形成透明导电图案组，透明导电图案组包括像素电极14、上栅极焊盘电极28、上数据焊盘电极34和上公共焊盘电极40。像素电极14经第一接触孔13电连接到漏极12，还经第二接触孔21电连接到上存储电极22。上栅极焊盘电极28经第三接触孔37电连接到下栅极焊盘电极26。上数据焊盘电极34经第四接触孔33电连接到下数据焊盘电极32。上公共焊盘电极40经第五接触孔39电连接到下公共焊盘电极38。透明导电膜用氧化铟锡(ITO)、氧化锡(TO)或氧化铟锌(IZO)形成。
上述的用四轮掩模工序制造的水平电场型液晶显示器的薄膜晶体管基板及其制造方法，与用五轮掩模工序制造的水平电场型液晶显示器的薄膜晶体管基板及其制造方法比较，前者减少了制造工序数量，因而降低了制造成本。但是，由于四轮掩模制造工序仍然是复杂的工序，因此，成本降低有限。所以仍然需要简化制造工序和降低制造成本。
发明内容
本发明涉及一种水平电场型液晶显示器件的薄膜晶体管基板及其制造方法，基本上克服了由于现有技术中存在的限制和缺点所造成的一个或多个问题。
因此，本发明的目的是，提供一种可以通过使用掀离工序的三轮掩模工序制造的水平电场型液晶显示器的薄膜晶体管基板及其制造方法。
以下要说明本发明的附加特征和优点，有些内容可以从说明书中看出，或者是通过对本发明的实践学习。采用说明书及其权利要求书和附图中具体描述的结构能实现并达到本发明的目的和其他优点。
为了实现上述目的和其他优点，一种水平电场型液晶显示器件的薄膜晶体管基板包括在基板上由第一导电层形成的平行设置的栅线和公共线；由第二导电层形成的数据线，数据线与栅线和公共线交叉设置并且其间设置有栅极绝缘膜，用数据线、栅线和公共线限定像素区；具有连接到栅线的栅极和连接到数据线的源极的薄膜晶体管；由第一导电层形成的从公共线延伸到像素区的公共电极；用于覆盖多条信号线、电极以及薄膜晶体管的保护膜；在保护膜中平行于公共电极的细长形像素孔；和像素孔中由第三导电膜形成的连接到薄膜晶体管漏极侧表面的像素电极。
一种水平电场型液晶显示器件的薄膜晶体管基板的制造方法，包括如下步骤在基板上用第一导电层形成栅线和连接到栅线的栅极；用第一导电层形成平行于栅线的公共线和从公共线延伸的公共电极；在基板上涂覆栅极绝缘膜；在栅极绝缘膜上形成薄膜晶体管的半导体图案；在半导体图案上用第二导电层形成与栅线和公共线交叉的数据线，连接到数据线的源极和与源极相对的漏极；形成连接到漏极并平行于公共电极的虚拟图案；在基板上涂覆保护膜；对保护膜构图并蚀刻虚拟图案，暴露出漏极表面以形成平行于公共电极的细长形像素孔；和在像素孔中用第三导电层形成连接到漏极侧表面的像素电极。
一种水平电场型液晶显示器件的薄膜晶体管基板的制造方法，包括如下步骤第一掩模工序，在基板上由第一导电层形成栅线、连接到栅线的栅极、平行于栅线的公共线和从公共线伸出的公共电极；第二掩模工序，淀积栅极绝缘膜，形成半导体图案并形成与栅线和第一公共线交叉的数据线、连接到数据线的源极和下数据焊盘电极、与源极相对的漏极、连接到漏极并平行于公共电极的虚拟图案；第三掩模工序，涂覆保护膜，对保护膜构图并蚀刻虚拟图案，暴露出漏极的侧表面，以形成平行于公共电极的细长形像素孔，和在像素孔中用第三导电层形成连接到漏极侧表面的像素电极。
通过以下结合附图对本发明的优选实施例的详细说明，能够更好地了解本发明的这些和其他目的。在附图中图1示出了现有的水平电场型液晶显示器的薄膜晶体管基板的结构平面图；图2示出了沿图1中I-I′线和II-II′线截取的截面图；图3A到图3D逐步示出了图2所示的薄膜晶体管基板的制造方法截面图；图4示出了按照本发明一实施例的水平电场型液晶显示器的薄膜晶体管基板的结构平面图；图5示出了沿图4中的III-III′、IV-IV′、V-V′、VI-VI′和VII-VII′线截取的截面图；图6A和图6B分别示出了按照本发明一实施例的薄膜晶体管基板的制造方法中的第一掩模工序的平面图和截面图；图7A和图7B分别示出了按照本发明一实施例的薄膜晶体管基板的制造方法中的第二掩模工序的平面图和截面图；图8A到图8D是具体说明按照本发明一实施例的薄膜晶体管基板的制造方法中的第二掩模工序的截面图；图9A和图9B分别示出了按照本发明一实施例的薄膜晶体管基板的制造方法中的第三掩模工序的平面图和截面图；图10A到图10D是具体说明按照本发明一实施例的薄膜晶体管基板的制造方法中的第三掩模工序的截面图。
具体实施例方式
现在详细描述显示在附图中的本发明的优选实施例。以下参见图4到图10D详细说明本发明的优选实施例。
图4示出了按照本发明实施例的水平电场型液晶显示器件的薄膜晶体管基板结构的平面图，图5示出了沿图4中的III-III′、IV-IV′、V-V′、VI-VI′和VII-VII′线截取的截面图。参见图4和图5，该薄膜晶体管基板包括在下基板145上按相互交叉和其间设置有栅极绝缘膜146的方式设置的栅线102和数据线104。栅线102和数据线104限定像素区；设置在每一像素区中的薄膜晶体管106；在各像素区中设置的像素电极114和公共电极118，以形成旋转液晶材料的水平电场；连接到公共电极118的公共线116。薄膜晶体管基板还包括具有与公共线116重叠的上存储电极122的存储电容120。而且，薄膜晶体管基板包括连接到栅线102的栅极焊盘125、连接到数据线104的数据焊盘131和连接到公共线116的公共焊盘135。
栅线102提供有栅信号，数据线104提供有数据信号。栅线102和数据线104用设置在其间的栅极绝缘膜146隔开。栅线102由第一导电层(即栅极金属层)形成。数据线104由第二导电层(即源极/漏极金属层)形成。
公共线116和公共电极118提供驱动液晶的参考电压。公共线116包括在显示区内与栅线102平行设置的内公共线116A。在非显示区内共同连接到内部公共线116A的外公共线116B。公共电极118具有指状结构并从内公共线116A延伸到像素区中。公共线116和公共电极118连同栅线102由第一导电层形成。
薄膜晶体管106响应栅线102的栅极信号，允许数据线104的数据信号在像素电极114上充电和保持。为此，薄膜晶体管106包括连接到栅线102的栅极108、连接到数据线104的源极110、与源极110相对的漏极112、与栅极108重叠并在其间设置有栅极绝缘膜146以在源极110和漏极112之间限定一沟道的有源层148以及设置在有源层148上分别与源极110和漏极112形成欧姆接触的单独的欧姆接触层150。有源层148和欧姆接触层150与由第二导电层形成的数据线104、下数据焊盘电极130和上存储电极122以及源极110和漏极112重叠。
像素电极114和公共电极118在像素区中形成水平电场。像素电极114连接到薄膜晶体管106的漏极112。更具体地说，在像素区中贯穿保护膜152的像素孔164中淀积第三导电层(即透明导电层或Ti层)形成像素电极。保护膜152中的像素孔164具有平行于公共电极118并贯穿沿栅线102平行延伸的部分漏极112以暴露出漏极112侧表面的细长形孔。因此，像素电极114与像素孔164中的保护膜152形成接触并通过连接到漏极112的侧表面。
在通过薄膜晶体管106提供有像素信号的像素电极114与通过公共线116提供有参考电压的公共电极118之间形成水平电场。结果，按水平方向排列在薄膜晶体管基板与滤色片基板之间的具有介电各向异性的液晶分子在该水平电场的作用下旋转。透过像素区的光透射比根据液晶分子的旋转程度而不同，由此实现灰度级。
所述存储电容包括作为第一下存储电极的部分第一公共线116A、与部分第一公共线116A重叠的上存储电极122。栅极绝缘膜146、有源层148和欧姆接触层150位于部分第一公共线116A与上存储电极122之间。上存储电极122连接在与第一公共线116A交叉的像素电极114的指状部分之间并且连同像素电极114由第二导电层形成。该存储电容允许在像素电极114中充电的像素信号稳定地保持到下一像素信号充电为止。
栅线102通过栅极焊盘125连接到栅极驱动器(未示出)。栅极焊盘125包括从栅线102延伸的下栅极焊盘电极124和通过贯穿栅极绝缘膜146和保护膜152的第一接触孔166连接到下栅极焊盘电极124的上栅极焊盘电极128。
公共线116接收通过公共焊盘135从外部的参考电压源(未示出)输入的参考电压。公共焊盘135包括从公共线116延伸的下公共焊盘电极136和通过贯穿栅极绝缘膜146和保护膜152的第二接触孔170连接到下公共焊盘电极136的上公共焊盘电极140。
数据线104通过数据焊盘131连接到数据驱动器(未示出)。数据焊盘131包括从数据线104延伸的下数据焊盘电极130和通过贯穿保护膜152的第三接触孔168连接到下数据焊盘电极130的上数据焊盘电极134。该情况下，第三接触孔168贯穿保护膜152下面的下数据焊盘电极130、欧姆接触层150和有源层148，以在侧表面将上数据焊盘电极134连接到下数据焊盘电极130。
在该薄膜晶体管中，上栅极焊盘电极128、上数据焊盘电极134和上公共焊盘电极140连同像素电极114由第三导电层形成。通过去除用于构图保护膜152和栅极绝缘膜146的光刻胶图案的掀离工序对第三导电层构图。因此，构图后的第三导电层与保护膜152形成一接触。按本发明该实施例的薄膜晶体管基板通过使用该掀离工序省去了对第三导电层构图的掩模工序。
为了提高光刻胶图案的掀离能力，像素孔164和第一到第三接触孔166、170和168用作剥离剂渗透路径。此外，像素电极114设置在栅极绝缘膜146上限定在保护膜152中的像素孔164中，使其边缘E具有低的阶梯覆层，以防止光泄漏。当像素电极114的边缘E具有高的阶梯覆层时(例如，当其形成在贯穿保护膜和栅极绝缘膜的像素孔中时)，高的阶梯服从导致不能对准，造成光泄漏的高可能性。结果，按照本发明的一实施例，像素电极114的边缘E具有低的阶梯覆层以防止光泄漏。以下将详细描述按照本发明实施例的具有这种优点的薄膜晶体管基板的制造方法。
图6A和图6B分别说明按照本发明一实施例的水平电场型液晶显示器件的薄膜晶体管基板制造方法中的第一掩模工序的平面图和截面图。如图6A和图6B所示，第一导电图案组包括用第一掩模工序在下基板145上形成的栅线102、栅极108、下栅极焊盘电极124、公共线116、公共电极118和下公共焊盘电极136。更具体地说，用例如溅射的淀积技术在下基板145上形成第一导电层，然后，用第一掩模通过光刻和蚀刻工序对第一导电层构图，形成第一导电图案组，该第一导电图案组包括栅线102、栅极108、下栅极焊盘电极124、公共线116、公共电极118和下公共焊盘电极136。第一导电层可以由金属Cr、MoW、Cr/Al、Cu、Al(Nd)、Mo/Al、Mo/Al(Nd)或Cr/Al(Nd)等形成。
图7A和图7B分别示出了按照本发明一实施例的水平电场型液晶显示器件的薄膜晶体管基板制造方法中的第二掩模工序的平面图和截面图。图8A到图8D示出了具体说明第二掩模工序的截面图。
首先用例如等离子体增强型化学汽相淀积(PECVD)和/或溅射等淀积技术在具有第一导电图案组的下基板145上形成栅极绝缘膜146，栅极绝缘膜146由例如氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)等无机绝缘材料形成。
然后，如图7A和图7B所示，在栅极绝缘膜146上设置包括有源层148和欧姆接触层150的半导体图案；用第二掩模形成第二导电图案组，该第二导电图案组包括像素区中的数据线104、源极110、漏极112、下数据焊盘电极130、上存储电极122和虚拟图案123。更具体地说，如图8A所示，用例如等离子体增强型化学汽相淀积(PECVD)或溅射等淀积技术在栅极绝缘膜146上顺序形成非晶硅层148A、n+非晶硅层150A和第二导电层156。第二导电层156由例如Cr、MoW、Cr/Al、Cu、Al(Nd)、Mo/Al、Mo/Al(Nd)或Cr/Al(Nd)等金属形成。
随后，如图8A所示，在整个第二导电层156上涂覆光刻胶膜，然后用局部曝光掩模的第二掩模通过光刻技术形成具有阶梯覆层的光刻胶图案158。这种情况下，在要形成薄膜晶体管的沟道的掩模部分处具有衍射曝光部分(或半透射部分)的局部曝光掩模用作第二掩模。因此，第二掩模的衍射曝光部分(或半透射部分)的高度低于对应第二掩模的透射部分(或遮蔽部分)的光刻胶图案158的高度。换句话说，光刻胶图案158在沟道部分的高度低于在其它源极/漏极金属图案部分的光刻胶图案158的高度。
随后，如图8B所示，用光刻胶图案158通过湿蚀刻工序对第二导电层156构图，形成第二导电金属图案组，该第二导电金属图案组包括数据线104、薄膜晶体管部分的源极110、与源极110一体的漏极112、与漏极112一体以延伸到像素区的虚拟图案123、下数据焊盘电极130和上存储电极122。这里，上存储电极122与部分栅线102和内公共线116A重叠。虚拟图案123设置在像素区，也就是说，为了减小像素电极的阶梯覆层，在要形成像素孔的部分设置虚拟图案，以防止像素孔贯穿栅极绝缘膜146。而且，如图8B所示，用同一光刻胶图案158通过干蚀刻工序同时对n+非晶硅层150A和非晶硅层148A构图，以形成欧姆接触层150和有源层148沿第二导电图案组形成的结构。
如图8C所示，用氧(O2)等离子体通过灰化工序去除在沟道部分具有相对低高度的光刻胶图案158，而在第二导电图案组其它部分的光刻胶图案158的高度变低。然后，如图8C所示，用剩余的光刻胶图案158通过干蚀刻工序，从要形成沟道的部分蚀刻第二导电层和欧姆接触层150，使得源极110从漏极112断开并暴露出有源层148。因此，由有源层形成的沟道限定在源极110与漏极112之间。而且，如图8D所示，通过剥离工序完全除去剩余在第二导电图案组部分上的光刻胶图案158。
图9A和图9B分别示出了按照本发明一实施例的水平电场型液晶显示器件的薄膜晶体管基板制造方法中的第三掩模工序的平面图和截面图。图10A到图10D示出了具体说明第三掩模工序的截面图。
如图9A和图9B所示，通过第三掩模工序对保护膜152和栅极绝缘膜146构图，并形成第三导电图案组，该第三导电图案组包括像素电极114、上栅极焊盘电极128、上数据焊盘电极134和上公共焊盘电极140。该第三导电图案组与构图后的保护膜152形成没有重叠部分的接触。更具体地说，如图10A所示，保护膜152形成在栅极绝缘膜146上的整个第二导电图案组上。保护膜152由与栅极绝缘膜146相同的无机绝缘材料或有机材料形成。而且，如图10A所示，用第三掩模通过光刻在保护膜152一定存在的部分形成光刻胶图案160。
用光刻胶图案160通过干蚀刻工序对保护膜152和栅极绝缘膜146构图。因此，如图10B所示，形成贯穿保护膜152、第二导电图案和其下的半导体图案的像素孔164和第三接触孔168，并且形成贯穿保护膜152和栅极绝缘膜146的第一和第二接触孔166和170。更具体地说，通过蚀刻虚拟图案123以及虚拟图案123上的保护膜152在要形成虚拟图案的部分形成像素孔164，也就是说，在要形成像素电极的部分形成像素孔164。换句话说，像素孔只贯穿通过虚拟图案123的保护膜152以及虚拟图案123下面的欧姆接触层150和有源层148，而留下其下的栅极绝缘膜146。这种情况下，像素孔164可以贯穿漏极112和上存储电极122直到欧姆接触层159和有源层148，以暴露出其侧表面。而且，第一和第二接触孔166和170贯穿保护膜152和栅极绝缘膜146，以分别暴露出下栅极焊盘电极124和下公共焊盘电极136。第三接触孔168贯穿保护膜152、下数据焊盘电极130、欧姆接触层150和有源层148，以暴露出其侧表面。
随后，如图10C所示，用溅射等淀积技术在所存在的整个光刻胶图案160上形成第三导电层172。第三导电层172由例如氧化铟锡(ITO)、氧化锡(TO)或氧化铟锌(IZO)的透明导电膜形成。或者，第三导电层172由具有高耐腐蚀性和高机械强度的金属形成，例如钛(Ti)或钨(W)。
通过掀离工序同时去除光刻胶图案160和其上的第三导电层172，以对第三导电层172构图。因此，如图10D所示，在像素孔164以及第一到第三接触孔166、170和168中分别形成像素电极114、上栅极焊盘电极128、上公共焊盘电极140和上数据焊盘电极134。
这种情况下，像素孔164和第一到第三接触孔162、166和170形成在没有光刻胶图案160存在的企业，使得它们可以用作剥离剂渗透路径。实际上，像素孔164具有平行于公共电极的细长形。这些路径允许更大量的剥离剂渗透进光刻胶图案160与保护膜152之间的接触部分。结果，被第三导电层172覆盖的光刻胶图案160可以很容易被剥离剂A从保护膜152分开，由于保护膜152被过蚀刻，光刻胶图案160的边缘比保护膜152中设置有像素孔164和第一到第三接触孔162、166和170的部分保护膜152边缘具有更突出的形状(未示出)。而且，由于第三导电层172线性淀积在光刻胶图案160的边缘与保护膜边缘之间，所以，在光刻胶图案160的突出边缘，第三导电层172形成开口或者淀积得比较薄，以允许剥离剂容易渗透。
如上所述，用掀离工序去除第三导电层172中不需要的部分连同光刻胶图案160，使第三导电图案组与保护膜152形成接触。更具体地说，在像素孔164中形成像素电极114以连接到暴露出的漏极112和暴露出的上存储电极122的侧表面。上栅极焊盘电极128和上公共焊盘电极140设置在对应的接触孔166和170中，以分别连接到下栅极焊盘电极124和下公共焊盘电极136。上数据焊盘电极134设置在第三接触孔168中，以连接到下数据焊盘电极130的侧表面。
特别地，像素电极114形成在只贯穿栅极绝缘膜146上的保护膜152的像素孔164中，所以，其边缘B具有低的阶梯覆层。因此，可以防止由像素电极114的高阶梯覆层引起的光泄漏。而且，如果用钛(Ti)形成第三导电层172，可以防止通过像素电极114的光泄漏，并且防止焊盘部分的电化学腐蚀和破裂等，从而确保可靠性。
如上所述，按照本发明，采用掀离工序而省去了对第三导电层的掩模工序。因此，可以用三轮掩模工序制造薄膜晶体管基板，从而简化了制造工序，降低了生产成本，提高了产量。而且，按照本发明的实施例，贯穿保护膜的像素孔和第一到第三接触孔用作剥离剂渗透路径，能够更有效地提高被第三导电层覆盖的光刻胶图案的掀离能力。而且，按照本发明，像素电极位于只贯穿保护膜的像素孔中，使得其边缘具有低的阶梯覆层，以防止由像素电极的高阶梯覆层引起的光泄漏。
尽管以上用附图所示的实施例描述了本发明，但是，本领域的技术人员应了解，本发明不限于这些实施例，在不脱离本发明的精神下可以对其进行各种各样的修改和变化。因此，本发明的范围由所附权利要求书及其等同物限定。
权利要求
1.一种水平电场型液晶显示器件的薄膜晶体管基板，包括在基板上由第一导电层形成的平行设置的栅线和公共线；由第二导电层形成的数据线，该数据线与所述栅线和公共线相互交叉并且其间设置有栅极绝缘膜，使得数据线、栅线和公共线限定一像素区；薄膜晶体管，具有连接到栅线的栅极和连接到数据线的源极；公共电极，由第一导电层形成并从公共线延伸到像素区；保护膜，用于覆盖多条信号线、多个电极和薄膜晶体管；在保护膜中平行于公共电极的细长形像素孔；和在像素孔中由第三导电层形成的连接到薄膜晶体管漏极侧表面的像素电极。
2.按照权利要求1所述的薄膜晶体管基板，还进一步包括栅极焊盘，该栅极焊盘包括从栅线延伸的下栅极焊盘电极，贯穿保护膜和栅极绝缘膜以暴露出下栅极焊盘电极的第一接触孔，和在第一接触孔中由第三导电层形成的上栅极焊盘电极。
3.按照权利要求2所述的薄膜晶体管基板，还进一步包括公共焊盘，该公共焊盘包括从公共线延伸的下公共焊盘电极，贯穿保护膜和栅极绝缘膜以暴露出下公共焊盘电极的第二接触孔，和在第二接触孔中由第三导电层形成的上公共焊盘电极。
4.按照权利要求3所述的薄膜晶体管基板，还进一步包括数据焊盘，该数据焊盘包括从数据线延伸的下数据焊盘电极，贯穿保护膜和下数据焊盘电极的第三接触孔，和上数据焊盘电极，在第三接触孔中由第三导电层形成并在连接到下数据焊盘电极的侧表面。
5.按照权利要求4所述的薄膜晶体管基板，其特征在于，所述像素电极、上栅极焊盘电极、上公共焊盘电极和上数据焊盘电极与对应的接触孔中的保护膜形成接触。
6.按照权利要求1所述的薄膜晶体管基板，还进一步包括存储电容，该存储电容包括包括在栅线中的第一下存储电极，包括在栅线附近的公共线中的第二下存储电极，和上存储电极，连接到像素电极的侧表面以及第一和第二下存储电极，在该上存储电极和下存储电极之间设有栅极绝缘膜。
7.按照权利要求4所述的薄膜晶体管基板，其特征在于，所述薄膜晶体管的半导体层与数据线、下数据焊盘电极和上存储电极中的任何之一重叠。
8.一种水平电场型液晶显示器件的薄膜晶体管基板的制造方法，包括以下步骤在基板上由第一导电层形成栅线和连接到栅线的栅极；由第一导电层形成平行于栅线的公共线和从公共线延伸的公共电极；在基板上涂覆栅极绝缘膜；在栅极绝缘膜上形成用于薄膜晶体管的半导体图案；由第二导电层在半导体图案上形成与所述栅线和公共线交叉的数据线、连接到数据线的源极和与源极相对的漏极；形成连接到漏极并平行于公共电极的虚拟图案；在基板上涂覆保护膜；构图保护膜并蚀刻虚拟图案，以暴露出漏极表面，从而形成平行于公共电极的细长形像素孔；和在像素孔中由第三导电层形成连接到漏极侧表面的像素电极。
9.按照权利要求8所述的方法，还进一步包括如下步骤由第一导电层形成从栅线延伸的下栅极焊盘电极；形成贯穿保护膜和栅极绝缘膜以暴露出下栅极焊盘电极的第一接触孔；和在第一接触孔中由第三导电层形成上栅极焊盘电极。
10.按照权利要求9所述的方法，还进一步包括如下步骤由第一导电层形成从公共线延伸的下公共焊盘电极；形成贯穿保护膜和栅极绝缘膜以暴露出下公共焊盘电极的第二接触孔；和在第二接触孔中由第三导电层形成上公共焊盘电极。
11.按照权利要求10所述的方法，还进一步包括如下步骤形成从数据线延伸以与半导体图案重叠的下数据焊盘电极；形成贯穿保护膜、下数据焊盘电极和半导体图案的第三接触孔；和在第三接触孔中由第三导电层形成的连接到下数据焊盘电极侧表面的上数据焊盘电极。
12.按照权利要求11所述的方法，其特征在于，对保护膜构图的步骤包括在保护膜上使用掩模形成光刻胶图案；和蚀刻通过光刻胶图案暴露出的保护膜、栅极绝缘膜和虚拟图案。
13.按照权利要求12所述的方法，其特征在于，形成像素电极、上栅极焊盘电极、上公共焊盘电极和上数据焊盘电极的步骤包括在剩余的已构图的保护膜上的光刻胶图案上形成所述的第三导电层；和去除被第三导电层覆盖的光刻胶图案。
14.按照权利要求8所述的方法，还进一步包括以下步骤由第二导电层形成的上存储电极，该上存储电极与部分栅线和该栅线附近的部分公共线重叠，在该上存储电极何部分栅线、部分公共线之间设有栅极绝缘膜和半导体图案，该上存储电极连接到像素电极。
15.一种水平电场型液晶显示器件的薄膜晶体管基板的制造方法，包括以下步骤第一掩模工序，在基板上由第一导电层形成栅线、连接到栅线的栅极、平行于栅线的公共线和从公共线延伸的公共电极；第二掩模工序，淀积栅极绝缘膜、形成半导体图案，并在该半导体图案上由第二导电层形成与栅线和第一公共线交叉的数据线、连接到数据线的源极和下数据焊盘电极、与源极相对的漏极、连接到漏极并平行于公共电极的虚拟图案；和第三掩模工序，涂覆保护膜，对该保护膜构图并蚀刻虚拟图案，以暴露出漏极的侧表面，从而形成平行于公共电极的细长形像素孔，并且在像素孔中由第三导电层形成连接到漏极侧表面的像素电极。
16.按照权利要求15所述的方法，其特征在于，所述第三掩模工序包括以下步骤在基板上涂覆保护膜；使用掩模在保护膜上形成光刻胶图案；蚀刻通过光刻胶图案和虚拟图案暴露出的保护膜；在剩余在蚀刻后的保护膜上的光刻胶图案上形成第三导电层；和去除被第三导电层覆盖的光刻胶图案，以对所述第三导电层构图。
17.按照权利要求15所述的方法，其特征在于，所述第一掩模工序包括由所述第一导电层形成从栅线延伸的下栅极焊盘电极的步骤，和所述第三掩模工序包括形成贯穿保护膜和栅极绝缘膜以暴露出下栅极焊盘电极的第一接触孔的步骤，和在该第一接触孔中由第三导电层形成上栅极焊盘电极的步骤。
18.按照权利要求17所述的方法，其特征在于，所述第一掩模工序包括由第一导电层形成从公共线延伸的下公共焊盘电极的步骤，和所述第三掩模工序包括形成贯穿保护膜和栅极绝缘膜以暴露出下公共焊盘电极的第二接触孔的步骤，和在该第二接触孔中由所述第三导电层形成上公共焊盘电极的步骤。
19.按照权利要求18所述的方法，其特征在于，所述第二掩模工序包括形成从数据线延伸并与半导体图案重叠的下数据焊盘电极的步骤，和所述第三掩模工序包括形成贯穿保护膜、下数据焊盘电极和半导体图案的第三接触孔的步骤，和在该第三接触孔中由第三导电层形成连接到下数据焊盘电极侧表面的上数据焊盘电极的步骤。
20.按照权利要求15所述的方法，其特征在于，所述第二掩模工序包括由第二导电层形成上存储电极的步骤，该上存储电极与部分栅线和在该栅线附近的部分公共线重叠，所述上存储电极和栅线、公共线之间设置有栅极绝缘膜和半导体图案，该上存储电极连接到第二层的像素电极。
21.按照权利要求15所述的方法，其特征在于，所述第三导电层包括透明导电层、钛和钨之一。
22.按照权利要求19所述的方法，其特征在于，所述公共电极、像素电极、上栅极焊盘电极、上公共电极和上数据焊盘电极与对应的接触孔中的保护膜形成接触。
23.按照权利要求19所述的方法，其特征在于，所述至少一第一和第二孔以及第一到第三接触孔用作剥离剂渗透路径，以去除保护膜图案上的光刻胶图案。
全文摘要
一种水平电场型液晶显示器件的薄膜晶体管基板包括在基板上由第一导电层形成的平行设置的栅线和公共线；由第二导电层形成的数据线，该数据线与栅线和公共线相互交叉并且其间设置有栅绝缘层，使得该数据线、栅线和公共线限定一像素区；薄膜晶体管，具有连接到栅线的栅极和连接到数据线的源极；公共电极，由第一导电层形成并从公共线延伸到像素区；保护膜，用于覆盖多条信号线、多个电极和薄膜晶体管；在保护膜中平行于公共电极的细长形像素孔；和在像素孔中由第三导电层形成的连接到薄膜晶体管的漏极侧表面的像素电极。
文档编号G03F7/20GK1614489SQ20041008881
公开日2005年5月11日 申请日期2004年11月4日 优先权日2003年11月4日
发明者张允琼, 赵兴烈 申请人:Lg.菲利浦Lcd株式会社