液晶显示设备的制造方法

专利名称：液晶显示设备的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示设备，更具体地，涉及一种液晶显示(LCD)设备的制造 方法。
背景技术：
本发明要求2008年10月22日提交的韩国专利申请No. 2008-0103775的优先权， 此处以引证的方式并入其全部内容，就像在此进行了完整阐述一样。 直到最近，显示设备通常使用阴极射线管(CRT)。目前，做出了很多努力和研究来
研发作为CRT的替代品的各种平板显示器，诸如液晶显示(LCD)设备、等离子体显示面板
(PDP)、场发射显示器、以及电致发光显示器(ELD)。在这些平板显示器中，LCD设备具有多
项优点，例如分辨率高、重量轻、外形薄、体积小，以及低电压电源要求。 总体而言，LCD设备包括彼此隔开并相对的两个基板，液晶材料夹在两个基板之
间。两个基板包括彼此相对的电极，使得在电极之间施加的电压感应穿过液晶材料的电场。
液晶材料中液晶分子的排列根据感应电场的强度而改变为感应电场的方向，由此改变LCD
设备的光透射率。因而，LCD设备通过改变感应电场的强度来显示图像。 图1是示出根据相关技术的LCD设备的阵列基板的示意平面图。 参照图1，阵列基板包括选通线20和数据线30，其彼此交叉以在基板10上限定像
素区域P。薄膜晶体管T位于像素区域P中，并连接到相应的选通线20和数据线30。薄膜
晶体管T包括栅极25、半导体层、以及源极32和漏极34。半导体层包括本征非晶硅的有源
层40和掺杂非晶硅的欧姆接触层。 像素电极70位于像素区域P中，并连接到薄膜晶体管T。像素电极70通过露出漏 极34的漏接触孔CH1连接到漏极34。 图2A到2G是沿着图1的II-II线截取的截面图，示出了图1的阵列基板的制造工序。 参照图2A，在基板10上沉积金属层。基板10包括开关区域S、像素区域P、以及数 据区域D。用第一掩模对金属层构图以形成选通线(图1的20)和栅极25。栅极形成在开 关区域S中。金属层由铜(Cu)、钼(Mo)、铝(Al)、铝合金、铬(Cr)之一制成。在具有栅极 25的基板10上形成栅绝缘层45。 参照图2B，在栅绝缘层45上形成本征非晶硅层和掺杂非晶硅层，并且用第二掩模 对其构图以形成有源层40和位于有源层40上的欧姆接触层41。半导体层42包括有源层 40和欧姆接触层41。 参照图2C，在具有半导体层42的基板10上顺序地沉积金属层75和光刻胶层80。 金属层75由铜(Cu)、钼(Mo)、铝(Al)、铝合金、铬(Cr)之一制成。 第三掩模位于光刻胶层80上方。第三掩模包括透射部分Tl和阻挡部分T2。光刻 胶层80可以是正型光刻胶。透射部分Tl被定位在阻挡部分T2之间，对应于开关区域S。 此外，阻挡部分T2被定位为对应于数据区域D。
参照图2D，对光刻胶层(图2C的80)进行曝光工序和显影工序以形成第一到第三 光刻胶图案81到83。第一和第二光刻胶图案81和82之间的距离CD1是约5 y m，与第三 掩模的设计值相同。 参照图2E，利用第一到第三光刻胶图案81到83作为蚀刻掩模对金属层(图2D 的75)进行湿刻，以形成源极32和漏极34以及数据线30。当金属层由铜(Cu)、钼(Mo)、 铝(Al)、铝合金、铬(Cr)之一制成时，不能对金属层进行干刻，因而对金属层进行湿刻。过 氧化氢(H202)组蚀刻溶液用作金属层的蚀刻剂。然而，在湿刻工序中，蚀刻剂会在第一和第 二光刻胶图案81和82的侧部下方流动，由此对于金属层可能出现过度蚀刻。过度蚀刻造 成源极32和漏极34以及数据线30的宽度减少。因此，源极32和漏极34之间的距离CD2 大于作为源极32和漏极34之间的期望距离的距离CD1。 参照图2F，利用源极32和漏极34作为蚀刻掩模对欧姆接触层41进行干刻。通过 干刻工序，形成分离的欧姆接触层41，欧姆接触层41之间的距离是源极32和漏极34之间 的距离CD2。因此，期望距离CD2为约5ym，而在两个侧边中的每一个侧边，距离CD2增加 约1 y m。换句话说，距离CD2变为约7 ii m。 有源层40的对应于距离CD2的一部分被称为沟道部分CH。因为源极32和漏极 34的过度蚀刻，沟道部分CH的长度增加为超过设计长度。结果，过度蚀刻造成沟道部分CH 的长度改变，由此薄膜晶体管的属性劣化。 在干刻之后，将第一到第三光刻胶图案(图2E的81到83)剥离。 参照图2G，在具有源极32和漏极34的基板10上形成钝化层55。用第四掩模对
钝化层55进行构图，以形成露出漏极34的漏接触孔CH1。 在钝化层55上形成透明导电层，并且用第五掩模对其构图以形成像素电极70 。像 素电极70通过漏接触孔CH1连接到漏极34。 通过以上工序来制造阵列基板。如上所述，因为源极和漏极的湿刻工序中的过度 蚀刻，沟道部分的长度增加。因此，薄膜晶体管的属性劣化，因而LCD设备的显示质量也劣 化。

发明内容
因此，本发明涉及一种液晶显示设备的制造方法，其能够基本上克服因相关技术 的局限和缺点带来的一个或更多个问题。 本发明的优点是提供一种能够提高显示质量的液晶显示设备的制造方法。
本发明的附加特征和优点将在下面的描述中描述且将从描述中部分地显现，或者 可以通过本发明的实践来了解。通过书面的说明书及其权利要求以及附图中特别指出的结 构可以实现和获得本发明的这些和其他优点。 为了实现这些和其他优点，按照本发明的目的，作为具体和广义的描述， 一种制造 液晶显示设备的方法，该方法包括以下步骤在基板上形成选通线和栅极，所述栅极位于所 述基板的开关区域内；在所述选通线和所述栅极上形成栅绝缘层；形成顺序地定位在所述 栅绝缘层上的本征非晶硅层、掺杂非晶硅层和铜组材料层，所述铜组材料是铜和铜合金中 的一种；在所述铜组材料层上形成第一和第二光刻胶图案，其中所述第一光刻胶图案对应 于所述开关区域并且包括第一部分到第三部分，其中第三部分位于第一部分和第二部分之
5间且其厚度小于第二光刻胶图案以及第一部分和第二部分的厚度，并且其中第二光刻胶图 案对应于所述基板的数据区域；利用第一和第二光刻胶图案对所述铜组材料层进行构图， 以形成第一光刻胶图案下方的源_漏图案和第二光刻胶图案下方的数据线；对第一和第二 光刻胶图案进行灰化以去除第三部分，由此在灰化的第一和第二光刻胶图案之间以及灰化 的第一部分和第二部分之间所露出的数据线和源_漏图案的部分形成铜氧化物膜；对所述 铜氧化物膜进行脱氧或去除；在对所述铜氧化物膜进行脱氧或去除之后进行等离子体处 理，以将所述数据线和所述源-漏图案的露出部分改变为铜化合物；利用铜化合物去除溶 液来去除所述铜化合物，以分别形成位于灰化的第一部分和第二部分下方的源极和漏极， 其中所述铜化合物去除溶液基本上不与所述铜组材料反应；利用源极和漏极作为蚀刻掩模 来对源极和漏极之间的欧姆接触层的一部分进行干刻，所述欧姆接触层通过对所述掺杂非 晶硅层构图而形成；以及形成连接到所述漏极的像素电极。 在另一方面，一种制造液晶显示设备的方法，该方法包括以下步骤在基板上形成 选通线和栅极，所述栅极位于所述基板的开关区域内；在所述选通线和所述栅极上形成栅 绝缘层；形成被顺序地定位在所述栅绝缘层上的有源层和欧姆接触层；在所述欧姆接触层 上形成铜组材料层，所述铜组材料是铜和铜合金中的一种；在所述铜组材料层上形成第一 到第三光刻胶图案，其中第一和第二光刻胶图案对应于所述开关区域，第三光刻胶图案对 应于所述基板的数据区域；利用第一到第三光刻胶图案作为反应掩模，对所述铜组材料层 进行等离子体处理，由此第一到第三光刻胶图案之间的铜组材料层的部分变为铜化合物； 利用铜化合物去除溶液去除所述铜化合物，以形成分别位于第一和第二光刻胶图案下方的 源极和漏极、以及位于第三光刻胶图案下方的数据线，其中所述铜化合物去除溶液基本上 不与所述铜组材料反应；利用所述源极和漏极作为蚀刻掩模对所述源极和漏极之间的所述 欧姆接触层的一部分进行干刻；以及形成连接到所述漏极的像素电极。 在又一方面，一种制造液晶显示设备的方法，该方法包括以下步骤在基板上形成 选通线和数据线以限定像素区域；形成包括栅极、半导体层、以及源极和漏极的薄膜晶体 管，形成所述薄膜晶体管的步骤包括以下步骤将铜组材料层的一部分改变为铜化合物，所 述铜组材料是铜和铜合金中的一种；利用铜化合物去除溶液去除铜化合物，以形成彼此隔 开的源极和漏极，其中所述铜化合物去除溶液基本上不与所述铜组材料反应；以及去除所 述源极和漏极之间的所述半导体层的一部分；以及形成连接到所述漏极的像素电极。
应当理解，上述一般描述和下述详细描述是示例性和说明性的，且旨在提供所要 求保护的本发明的进一步解释。


附图被包括在本说明书中以提供对本发明的进一步理解，并结合到本说明书中且 构成本说明书的一部分，附图示出了本发明的实施方式，且与说明书一起用于解释本发明 的原理。
在附图中 图1是示出根据相关技术的LCD设备的阵列基板的示意平面图； 图2A到2G是沿着图1的II-II线截取的截面图，示出了图1所示的阵列基板的
制造工序；
6
图3是示出根据本发明的第一实施方式的LCD设备的阵列基板的平面图； 图4A到4H是沿着图3的IV_IV线截取的截面图，示出了根据本发明的第一实施
方式的LCD设备的阵列基板的制造方法； 图5是示出根据本发明的第二实施方式的LCD设备的阵列基板的平面图； 图6A到6L是沿着图5的IV_IV线截取的截面图，示出了根据本发明的第二实施
方式的LCD设备的阵列基板的制造方法；以及 图7A到7D是示出根据本发明的第三实施方式的LCD设备的阵列基板的制造方法 的截面图。
具体实施例方式
下面将详细描述本发明的例示实施方式，在附图中示例出了其示例。 图3是示出根据本发明的第一实施方式的LCD设备的阵列基板的平面图。 参照图3，阵列基板包括选通线120和数据线130，其彼此交叉以在基板100上限
定像素区域P。 薄膜晶体管T位于像素区域P中，并连接到相应的选通线120和数据线130。薄膜 晶体管T包括栅极125、半导体层、以及源极132和漏极134。栅极125连接到选通线120， 源极132连接到数据线130。半导体层包括由本征非晶硅制成的有源层140和由掺杂非晶 硅制成的欧姆接触层。欧姆接触层包括分别位于源极132和漏极134下方的两个分离的接 触图案。 像素电极170位于像素区域P中，并通过漏接触孔CH2连接到薄膜晶体管T的漏 极134。像素电极170可与选通线120交叠，绝缘层夹在之间以形成存储电容器Cst。
图4A到4H是沿着图3的IV-IV线截取的截面图，示出了根据本发明的第一实施 方式的LCD设备的阵列基板的制造方法。 参照图4A，在基板100上沉积导电材料。基板100包括开关区域S、像素区域P、 选通区域G、以及数据区域D。在第一掩模工序中对导电材料进行构图以形成选通线120和 栅极125。导电材料可以是铜(Cu)、钼(Mo)、铝(Al)、铝合金、铬(Cr)之一或其混合物的金 属。选通线120对应于选通区域G，栅极125对应于开关区域S。 在具有栅极125的基板100上形成栅绝缘层145。栅绝缘层145可由无机材料制 成。该无机材料可以是二氧化硅(Si02)和硅氮化物(SiNx)中的一种。
参照图4B，在栅绝缘层145上顺序地形成本征非晶硅层和掺杂非晶硅层，并在第 二掩模工序中对其构图以形成半导体层142。半导体层142包括本征非晶硅的有源层140 和掺杂非晶硅的欧姆接触层141。 参照图4C，在具有半导体层142的基板100上顺序地形成导电层175和光刻胶层 180。导电层175可以由铜组材料制成。铜组材料可以是铜和铜合金中的一种。
第三掩模M被定位在光刻胶层180上方。第三掩模M包括透射部分Tl和阻挡部 分T2。光刻胶层180可以是正型光刻胶层。透射部分T1被定位在阻挡部分T2之间，对应 于开关区域S。此外，阻挡部分T2对应于数据区域D。 参照图4D，对光刻胶层(图4C的180)进行曝光工序和显影工序，以形成第一到第 三光刻胶图案181到183。第一和第二光刻胶图案181和182对应于开关区域S，并且彼此隔开。第三光刻胶图案183对应于数据区域D。 第一和第二光刻胶图案181和182之间的距离CD1可以是约5 y m。距离CD1与对 应于开关区域S的阻挡部分(图4C的T2)之间的距离大致相同。换句话说，距离CDl是制 造商期望的设计值。 参照图4E，利用第一到第三光刻胶图案181到183作为反应掩模进行等离子体处 理。溴化氢(HBr)气体、氯化氢(HC1)气体、以及氯气(Cl2)中的至少之一可被用作等离子 体处理的反应气体。干刻装置可被用作等离子体处理装置。铜组材料与反应气体的反应程 度可根据工序条件来调节，例如工序压力和工序时间。 在等离子体处理中，利用第一到第三光刻胶图案181到183作为处理掩模，铜组材 料层(图4D的175)与包括例如溴化氢(HBr)气体、氯化氢(HC1)气体、以及氯气(Cl2)的 至少之一的反应气体进行反应，由此在第一到第三光刻胶图案181到183之间露出的区域 中产生铜化合物191。 当铜组材料层与溴化氢(HBr)反应时，产生铜溴化物(CuBrx)。当铜组材料层与氯 化氢(HC1)或氯气(Cl2)反应时，产生铜氯化物(CuClx)。换句话说，铜化合物191的类型 取决于反应气体的类型。 由于等离子体状态的反应气体与第一到第三光刻胶图案181到183之间露出的铜 组材料层进行充分反应，所以第一到第三光刻胶图案181到183下方的铜组材料层不变为 铜化合物。 由于铜化合物具有低的蒸气压，铜化合物几乎不蒸发。铜化合物不会被利用诸如 盐酸溶液和氢氟酸溶液的蚀刻剂湿刻，而铜化合物与包括例如用去离子水稀释的盐酸的铜 化合物去除溶液进行反应，因而被容易地去除。去离子水可具有约6的重量百分比。
铜化合物去除溶液选择性地去除材料，例如，不去除铜组材料，而去除铜溴化物或 铜氯化物。 参照图4F，利用铜化合物去除溶液来去除铜化合物(图4E的191)。因此，在开关 区域S中形成彼此隔开的源极132和漏极134，在数据区域D中形成数据线130。换句话说， 源极132、漏极134和数据线130在平面中分别与第一到第三光刻胶图案(图4E的181到 183)具有大致相同的形状和尺寸。因此，源极132和漏极134之间的距离CD2与第一和第 二光刻胶图案(图4E的181和182)之间的距离(图4E的CD1)大致相同。在一些其他工 序条件下，距离CD2可大于第一距离CD1，而各个侧边的偏差最大是约0. 2 ii m，这样的偏差 是可允许的。 利用源极132和漏极134作为蚀刻掩模通过干刻工序对欧姆接触层141进行构 图，以形成分别位于源极132和漏极134下方的两个接触图案。因此，欧姆接触层141的两 个接触图案在平面内与源极132和漏极134具有大致相同的形状和尺寸。因此，欧姆接触 层141的两个接触图案之间的距离与源极132和漏极134之间的距离CD2大致相同。位于 源极132和漏极134之间的有源层140的一部分可在对欧姆接触层141的干刻工序中被部 分地干刻。源极132和漏极134之间的有源层140的该部分被称为沟道部分CH。在其顶部 被部分蚀刻的沟道部分CH可被称为背部蚀刻型(back-etched type)沟道部分。
栅极125、半导体层142、以及源极132和漏极134形成薄膜晶体管T。
如上所述，由于源极132和漏极134之间的距离CD2大致是设计值，所以沟道部分CH具有大致期望的长度。因此，可改善薄膜晶体管T的属性，因而能够提高LCD设备的显示质量。 通过剥离工序来去除第一到第三光刻胶图案(图4E的181到183)。
参照图4G，在具有源极132和漏极134的基板100上形成钝化层155。在第四掩模 工序中对钝化层155进行构图以形成露出漏极134的漏接触孔CH2。钝化层155可由无机 绝缘材料或有机绝缘材料制成。无机绝缘材料可以是二氧化硅(Si02)和硅氮化物(SiNx) 之一。有机绝缘材料可以是感光亚克力和苯并环丁烯(BCB)之一。 参照图4H，在钝化层155上形成透明导电材料，并在第五掩模工序中对其进行构 图以在像素区域P中形成像素电极170。像素电极170通过漏接触孔CH2连接到漏极134。 像素电极170可延伸超过选通区域G并且与选通线120交叠，栅绝缘层145和钝化层155 位于之间以形成存储电容器Cst。导电材料可以是氧化铟锡(IT0)、氧化铟锌(IZ0)、以及氧 化铟锡锌(ITZ0)之一。 通过以上工序，可制造根据第一实施方式的阵列基板。此外，通过制造相对基板，
接着将相对基板和阵列基板粘接，可制造根据第一实施方式的LCD设备。 图5是示出根据本发明的第二实施方式的LCD设备的阵列基板的平面图。 参照图5，阵列基板包括选通线220和数据线230，其彼此交叉以在基板200上限
定像素区域P。 薄膜晶体管T位于像素区域P中，并连接到相应的选通线220和数据线230。薄膜 晶体管T包括栅极225、第一半导体层、以及源极232和漏极234。栅极225连接到选通线 220，源极232连接到数据线230。第一半导体层包括本征非晶硅的有源层240和掺杂非晶 硅的欧姆接触层。欧姆接触层包括分别位于源极232和漏极234下方的两个分离的接触图案。 第二半导体层从第一半导体层延伸。第二半导体层沿着数据线230并且在数据线 230的下方延伸。第二半导体层包括第一图案274和第二图案。第一图案274从有源层240 延伸，第二图案从欧姆接触层延伸。 像素电极270位于像素区域P中，并通过漏接触孔CH2连接到薄膜晶体管T的漏 极234。像素电极270可与选通线220交叠，绝缘层夹在之间以形成存储电容器Cst。
图6A到6L是沿着图5的VI-VI线截取的截面图，示出了根据本发明的第二实施 方式的LCD设备的阵列基板的制造方法。 参照图6A，在基板200上沉积导电材料。基板200包括开关区域S、像素区域P、选 通区域G、以及数据区域D。在第一掩模工序中对导电图案进行构图以形成选通线220和栅 极225。导电材料可以由铜(Cu)、钼(Mo)、铝(Al)、铝合金、铬(Cr)之一或其混合物制成。 选通线220对应于选通区域G，栅极225对应于开关区域S。 在具有栅极225的基板200上形成栅绝缘层245。栅绝缘层245可由无机材料制 成。无机材料可以是二氧化硅(Si02)和硅氮化物(SiNx)之一。 参照图6B，在栅绝缘层245上顺序地形成本征非晶硅层240a、掺杂非晶硅层241a、 以及导电材料层275。导电材料层275可由铜组材料制成。铜组材料可以是铜和铜合金中 的一种。 参照图6C，在导电材料层275上形成光刻胶层280。将第二掩模M定位在光刻胶层280上方。第二掩模M包括透射部分T1、半透射部分T2、以及阻挡部分T3。光刻胶层280 可以是正型光刻胶层。半透射部分T2被定位在阻挡部分T3之间，对应于开关区域S。此 外，阻挡部分T3对应于数据区域D。半透射部分T2的光透射率处于透射部分Tl的光透射 率和阻挡部分T3的光透射率之间。半色调部分可被用作半透射部分T2。或者，其中形成狭 缝的部分可被用作半透射部分T2。 参照图6D，对光刻胶层280进行曝光工序和显影工序以形成第一和第二光刻胶图 案281和282。第一光刻胶图案281对应于开关区域S，第二光刻胶图案282对应于数据区 域D。第一光刻胶图案281包括第一到第三部分。第二光刻胶图案282以及第一光刻胶图 案281的第一和第二部分对应于阻挡部分(图6C的T3)，第一光刻胶图案281的第三部分 对应于半透射部分(图6C的T2)。因此，第一光刻胶图案281的第三部分在显影工序中被 部分地去除，而第二光刻胶图案282以及第一光刻胶图案281的第一和第二部分在显影工 序中基本上未被去除。因此，第一光刻胶图案281的第三部分具有小于第一光刻胶图案281 的第一和第二部分的厚度的厚度。第二光刻胶图案282具有与第一光刻胶图案281的第一 和第二部分的厚度大致相同的厚度。 第三部分的宽度，即第一光刻胶图案281的第一和第二部分之间的距离CD1可以 是约5 ii m。距离CD1与对应于开关区域S的阻挡部分(图6C的T3)之间的距离大致相同。 换句话说，距离CD1是制造商所期望的设计值。 参照图6E，利用第一和第二光刻胶图案281和282作为蚀刻掩模对导电材料层 (图6D的275)进行蚀刻，以形成数据线230和源-漏图案274。例如，利用过氧化氢(H202) 组蚀刻溶液对导电材料进行湿刻。或者，利用第一实施方式的方法去除导电材料层，包括利 用包括溴化氢(HBr)气体、氯化氢(HC1)气体、以及氯气(Cl2)的至少之一的反应气体对铜 组材料进行的等离子体处理，以及利用包括例如用去离子水稀释的盐酸的铜化合物去除溶 液来去除铜化合物的处理。去离子水可具有约6的重量百分比。 数据线230形成在第二光刻胶图案282下方，源-漏图案274形成在第一光刻胶 图案281下方。 参照图6F，对掺杂非晶硅层(图6E的241a)和本征非晶硅层(图6E的240a)进 行干刻以形成第一和第二半导体层242和273。第一半导体层242包括本征非晶硅的有源 层240和掺杂非晶硅的欧姆接触层241 。第二半导体层273包括本征非晶硅的第一图案271 和掺杂非晶硅的第二图案272。第一半导体层242可在平面内与源-漏图案274具有大致 相同的形状和尺寸。第二半导体层273可在平面内与数据线230具有大致相同的形状和尺 寸。 参照图6G，对第一和第二光刻胶图案281和282进行灰化工序，以完全地去除第一 光刻胶图案281的第三部分。包括例如氧气(02)的基础气体和包含六氟化硫(SF6)和四氟 甲烷(CF4)的至少之一的添加气体在内的混合气体可被用作灰化气体。
通过灰化工序，第一和第二光刻胶图案281和282被部分地去除。因此，第一和第 二光刻胶图案281和282中的每一个的宽度和厚度减小。因此，第一光刻胶图案281的第一 和第二部分之间的距离CD2增加。例如，第一光刻胶图案281的第一和第二部分中的每一个 在各侧边沿宽度方向减小约O. 5iim。因此，距离CD2变为约6iim(约5iim+约2X0. 5iim)。
图6G的标记"F"表示由于灰化工序，第一和第二光刻胶图案281和282的侧边的
10宽度方向上的縮减。图6G的标记"G"表示由于灰化工序，第一光刻胶图案281的第一和第 二部分的内侧的宽度方向上的縮减。由于灰化工序，因为数据线230未被第二光刻胶图案 282完全覆盖，并且源-漏图案274未被第一光刻胶图案281完全覆盖，所以数据线230和 源-漏图案274的露出部分与灰化气体中的氧气(02)反应。因此，在数据线230和源-漏 图案274的露出部分产生铜氧化物(CuOx)膜295。例如，在数据线230和源-漏图案274 的露出部分的顶面上形成铜氧化物(CuOx)膜295。 铜氧化物(CuOx)防止对铜组材料进行等离子体处理。换句话说，铜氧化物(CuOx) 膜295形成在铜组材料上，并用作对等离子体处理的屏障膜。因此，尽管进行等离子体处 理，等离子体状态下的溴化氢(HBr)、氯化氢(HCL)或氯气(Cl2)的反应气体不能够与铜组 材料反应。因此，在露出部分上不存在铜氧化物(CuOx)。例如，进行使铜氧化物(CuOx)脱 氧的处理，其被称为脱氧处理。 参照图6H，对铜氧化物(CuOx)膜(图6G的295)进行脱氧处理。脱氧处理是利用 例如包括氢气(H》、和氯化氢(HC1)气体的至少之一的脱氧气体对铜氧化物(CuOx)膜进行 的等离子体处理。例如，当氢气(H2)被用作脱氧气体时，等离子体状态下的氢气(H2)与铜 氧化物(CuOx)的氧(Ox)反应，因而产生氧化氢(H20)。所产生的氧化氢(H20)被排放到用 于脱氧处理的腔室之外，并且铜氧化物(CuOx)膜被脱氧。因此，数据线230和源-漏图案 274的露出部分的顶面变为铜组材料。 代替脱氧处理，可使用去除露出部分的铜氧化物(CuOx)膜的方法。例如，利用例 如氦气(He)的惰性气体的等离子体处理来对铜氧化物(CuOx)进行物理蚀刻。等离子体状 态下的氦气(He)具有高能量，使得氦气(He)直接将铜氧化物(CuOx)从露出部分冲击掉。 或者，利用例如乙酸的铜氧化物去除溶液对铜氧化物(CuOx)进行湿刻。铜氧化物(CuOx) 未利用诸如盐酸溶液和氢氟酸溶液的蚀刻剂进行湿刻，而铜氧化物(CuOx)与铜氧化物去 除溶液进行反应。铜氧化物去除溶液不与铜组材料反应。换句话说，铜氧化物去除溶液在 去除时具有选择性。 参照图61，以类似于第一实施方式的方式，利用第一和第二光刻胶图案281和282 作为反应掩模进行等离子体处理。溴化氢(HBr)气体、氯化氢(HCL)气体、以及氯气(Cl2) 中的至少之一可被用作等离子体处理的反应气体。干刻装置可被用作等离子体处理装置。 铜组材料与反应气体的反应程度可根据工序条件来调节，例如，工序压力和工序时间。
在等离子体处理中，利用第一和第二光刻胶图案281和282作为反应掩模，数据线 230和源-漏图案274的露出部分的铜组材料与例如溴化氢(HBr)气体、氯化氢(HCL)气 体、以及氯气(Cl2)中的至少之一的等离子体状态下的反应气体进行反应，由此在对应于标 记"F"和"G"的部分产生铜化合物291 。 当铜组材料与溴化氢(HBr)反应时，产生铜溴化物(CuBrx)。当铜组材料与氯化 氢(HC1)或氯气(Cl2)反应时，产生铜氯化物(CuClx)291。铜化合物的类型取决于反应气 体的类型。 由于等离子体状态下的反应气体与数据线230和源-漏图案274的露出部分的铜 组材料进行充分反应，所以第一和第二光刻胶图案281和282下方的铜组材料不变为铜化 合物291。 由于铜化合物291具有低的蒸气压，所以铜化合物291几乎不蒸发。铜化合物291
11未被利用诸如盐酸溶液和氢氟酸溶液的蚀刻剂来湿刻，而铜化合物291与例如用去离子水 稀释的盐酸的铜化合物去除溶液进行反应，因而被容易地去除。铜化合物去除溶液不与铜 组材料反应。换句话说，铜化合物去除溶液在去除时具有选择性。 参照图6J，通过去除铜化合物(图61的291)，形成彼此隔开的源极232和漏极 234。在去除铜化合物的处理中，铜组材料不被去除，源极232和漏极234之间的距离与第 一光刻胶图案(图61的281)的第一和第二部分之间的距离CD2大致相同。因此，能够防 止由于利用相关技术的湿刻溶液而导致过度蚀刻所引起的源极和漏极之间的距离的非期 望增加。 利用源极232和漏极234作为蚀刻掩模，通过干刻工序对欧姆接触层241进行构 图，以形成分别位于源极232和漏极234下方的两个接触图案。因此，欧姆接触层241的两 个接触图案在平面内与源极232和漏极234具有大致相同的形状和尺寸。因此，欧姆接触 层241的两个接触图案之间的距离与源极232和漏极234之间的距离CD2大致相同。在欧 姆接触层241的干刻工序中，对位于源极232和漏极234之间的有源层240的一部分进行 了部分干刻。位于源极232和漏极234之间的有源层240的一部分被称为沟道部分CH。在 其顶部被部分蚀刻的沟道部分CH可被称为背部蚀刻型沟道部分。 如上所述，沟道部分CH的长度与距离CD2大致相同。距离CD2是第一光刻胶图案 的第一和第二部分之间的距离。因此，能够防止由于源极和漏极的过度蚀刻引起的沟道部 分的长度的非期望增加。 此外，欧姆接触层241和第二图案272的对应于图61中的标记"F"的侧部也被去 除。因此，位于欧姆接触层241和第二图案272的被去除的侧部下方的有源层240和第一 图案271从源极232和漏极234以及数据线230向外突出。 假设在从源-漏图案形成源极和漏极时进行湿刻，过度蚀刻发生，由此源极和漏 极的侧部比第二实施方式去除得更多。此外，数据线被湿刻两次，因此，数据线的侧部比第 二实施方式去除得更多。因此，欧姆接触层和第二图案的侧部比第二实施方式去除得更多。 因此，有源层和第一图案比第二实施方式向外突出得更多。有源层和第一图案的突出造成 诸如波状噪声的显示质量问题。因此，第二实施方式能够减少有源层和第一图案的突出，由 此能够提高显示质量。栅极225、第一半导体层242、以及源极232和漏极234形成薄膜晶体管T。
通过剥离工序去除第一和第二光刻胶图案(图61的281和282)。
参照图6K，在具有源极232和漏极234的基板200上形成钝化层255。在第三掩模 工序中对钝化层255进行构图以形成露出漏极234的漏接触孔CH2。钝化层255可由无机 绝缘材料或有机绝缘材料制成。无机绝缘材料可以是二氧化硅(Si02)和硅氮化物(SiNx) 之一。有机绝缘材料可以是感光亚克力和苯并环丁烯(BCB)之一。 参照图6L，在钝化层255上形成透明导电材料，并且在第四掩模工序中对其构图 以形成位于像素区域P中的像素电极270。像素电极270通过漏接触孔CH2连接到漏极 234。像素电极270可延伸超过选通区域G并且与选通线220交叠，栅绝缘层245和钝化层 255位于之间以形成存储电容器Cst。导电材料可以是氧化铟锡(IT0)、氧化铟锌(IZ0)、以 及氧化铟锡锌(ITZ0)之一。 通过上述工序，能够制造根据第二实施方式的阵列基板。此外，通过制造相对基板，接着将相对基板和阵列基板粘接，可制造根据第二实施方式的LCD设备。 在第二实施方式中，图6G、6H和61所示的灰化工序、脱氧处理工序(或去除铜氧
化物的物理蚀刻工序)、以及等离子体处理工序通过根据相应的工序来替换装置中的气体
而在相同装置中利用等离子体进行。因此，能够提高生产效率，并且能够降低生产成本。 图7A到7D是示出根据本发明的第三实施方式的LCD设备的阵列基板的制造方法
的截面图。 第三实施方式的图7A到7D示出不同于第二实施方式的图6F到61所示的工序， 第二实施方式的其他工序可应用于第三实施方式。因此，在第三实施方式中，以下主要描述 不同于第二实施方式的工序，与第二实施方式类似的工序将被省略。 参照图7A，在利用第一和第二光刻胶图案281和282作为蚀刻掩模形成数据线 230和源-漏图案274之后，对第一和第二光刻胶图案281和282进行灰化工序。例如包括 氧气(02)的基础气体、以及包含六氟化硫(SF6)和四氟甲烷(CF4)中的至少之一的添加气 体在内的混合气体可被用作灰化气体。 参照图7B，通过灰化工序，第一光刻胶图案281的第三部分被完全去除，第一光刻 胶图案281和第二光刻胶图案282的第一和第二部分被部分去除。因此，第一和第二光刻 胶图案281和282中的每一个的宽度和厚度减小。因此，第一光刻胶图案281的第一和第 二部分之间的距离CD2增加。例如，第一光刻胶图案281的第一和第二部分中的每一个在 各侧边沿宽度方向减小约0. 5 ii m。因此，距离CD2变为约6 ii m(约5 ii m+约2X0. 5 ii m)。
由于灰化工序，因为数据线230的侧边未被第二光刻胶图案282覆盖，源_漏图案 274的侧边未被第一光刻胶图案281覆盖，所以数据线230和源-漏图案274的露出部分与 灰化气体中的氧气(02)反应。因此，在数据线230和源-漏图案274的露出部分产生铜氧 化物(CuOx)膜295。例如，在数据线230和源-漏图案274的露出部分的顶面上形成铜氧 化物(CuOx)膜295。 参照图7C，对铜氧化物(CuOx)膜(图7B的295)进行脱氧处理。脱氧处理是利 用例如包括氢气(H》、氯化氢(HC1)气体、以及氦气(He)中的至少之一的脱氧气体对铜氧 化物(CuOx)膜进行的等离子体处理。例如，当氢气(H2)被用作脱氧气体时，等离子体状态 下的氢气(H2)与铜氧化物(CuOx)的氧(Ox)反应，由此产生氧化氢(H20)。所产生的氧化 氢(H20)被排放到用于脱氧处理的腔室之外，并且铜氧化物(CuOx)膜被脱氧。因此，数据 线230和源-漏图案274的露出部分的顶面变为铜组材料。
或者，可采用第二实施方式中描述的去除铜氧化物(CuOx)的方法。
参照图7D，对掺杂非晶硅层(图7C的241a)和本征非晶硅层(图7C的240a)进 行干刻以形成第一和第二半导体层242和273。源-漏图案274和数据线230可被用作蚀 刻掩模。第一半导体层242包括本征非晶硅的有源层240和掺杂非晶硅的欧姆接触层241 。 第二半导体层273包括本征非晶硅的第一图案271和掺杂非晶硅的第二图案272。第一半 导体层242在平面内与源_漏图案274具有相同的形状和尺寸。第二半导体层273在平面 内与数据线230具有相同的形状和尺寸。 干刻气体可包括氯化氢(HC1)气体、四氯化碳(CC1》、以及氯气(Cl2)中的至少之 一。在干刻工序中，从氯化氢(HCL)气体、四氯化碳(CC14)气体或氯气(Cl2)中产生等离 子体状态下的氯(CI)，并与数据线230以及源极232和漏极234的露出部分的铜组材料反
13应。因此，在数据线230以及源极232和漏极234的露出部分产生铜化合物，即铜氯化物 (CuClx)。 在形成铜氯化物(CuClx)之后，如在第二实施方式中描述的，铜氯化物(CuClx)被 利用铜化合物去除溶液去除。随后的工序可按照第二实施方式中描述的来进行。
如上所述，第三实施方式不采用单独的等离子体处理工序。在干刻工序中，对数据 线以及源极和漏极的露出部分进行等离子体处理。因此，根据第三实施方式的阵列基板的 制造方法能够省去单独的等离子体处理，由此能够提高生产效率，并且能够降低生产成本。
此外，在第三实施方式中，图7A到7D所示的灰化工序、脱氧处理工序(或去除铜 氧化物的物理蚀刻工序)、以及干刻工序通过根据相应的工序来替换装置中的气体而在相 同装置中利用等离子体进行。因此，能够提高生产效率，并且能够降低生产成本。
在本发明的实施方式中，主要描述了通过5道掩模工序来制造阵列基板的方法。 然而，应理解本发明不限于掩模工序的数量，并且可以采用任何其他的掩模工序。此外，可 采用任何类型的LCD设备，例如TN(扭曲向列)型、IPS(共面切换)型、VA(垂直对准)型、 以及ECB(电控双折射)型。 对于本领域技术人员而言很明显，在不偏离本发明的精神或范围的条件下，可以 在本发明中做出各种修改和变型。因而，本发明旨在涵盖落入所附权利要求及其等同物的 范围内的本发明的修改和变型。
权利要求
一种制造液晶显示设备的方法，该方法包括以下步骤在基板上形成选通线和栅极，所述栅极位于所述基板的开关区域内；在所述选通线和所述栅极上形成栅绝缘层；形成顺序地定位在所述栅绝缘层上的本征非晶硅层、掺杂非晶硅层和铜组材料层，所述铜组材料是铜和铜合金中的一种；在所述铜组材料层上形成第一和第二光刻胶图案，其中所述第一光刻胶图案对应于所述开关区域并且包括第一部分到第三部分，其中第三部分位于第一部分和第二部分之间且其厚度小于第二光刻胶图案以及第一部分和第二部分的厚度，并且其中第二光刻胶图案对应于所述基板的数据区域；利用第一和第二光刻胶图案对所述铜组材料层进行构图，以形成第一光刻胶图案下方的源-漏图案和第二光刻胶图案下方的数据线；对第一和第二光刻胶图案进行灰化以去除第三部分，由此在灰化的第一和第二光刻胶图案之间以及灰化的第一部分和第二部分之间所露出的数据线和源-漏图案的部分形成铜氧化物膜；对所述铜氧化物膜进行脱氧或去除；在对所述铜氧化物膜进行脱氧或去除之后进行等离子体处理，以将所述数据线和所述源-漏图案的露出部分改变为铜化合物；利用铜化合物去除溶液来去除所述铜化合物，以分别形成位于灰化的第一部分和第二部分下方的源极和漏极，其中所述铜化合物去除溶液基本上不与所述铜组材料反应；利用源极和漏极作为蚀刻掩模来对源极和漏极之间的欧姆接触层的一部分进行干刻，所述欧姆接触层通过对所述掺杂非晶硅层构图而形成；以及形成连接到所述漏极的像素电极。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述铜化合物去除溶液包括用去离子水稀释的盐酸。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中对铜氧化物膜进行脱氧的步骤利用包括氢气、氯化氢气体中的至少之一的脱氧气体来进行。
4. 根据权利要求1所述的方法，其中去除铜氧化物膜的步骤通过利用氦气的物理蚀刻或利用乙酸的湿刻来进行。
5. 根据权利要求1所述的方法，其中通过对掺杂非晶硅构图以形成所述欧姆接触层的步骤是在对第一和第二光刻胶图案进行灰化之前通过干刻来进行的。
6. 根据权利要求5所述的方法，其中所述等离子体处理利用包括溴化氢气体、氯化氢气体、以及氯气中的至少之一的反应气体来进行。
7. 根据权利要求1所述的方法，其中所述等离子体处理通过对掺杂非晶硅进行干刻来进行以形成所述欧姆接触层。
8. 根据权利要求7所述的方法，其中对掺杂非晶硅进行干刻的步骤利用包括氯化氢、四氯化碳、以及氯气中的至少之一的干刻气体来进行。
9. 根据权利要求1所述的方法，其中当通过对所述掺杂非晶硅进行构图来形成所述欧姆接触层时，通过对所述本征非晶硅进行构图来形成有源层。
10. 根据权利要求i所述的方法，其中所述氧化物膜通过所述数据线和源-漏图案的露出部分与灰化气体中的氧气的反应来形成。
11. 一种制造液晶显示设备的方法，该方法包括以下步骤在基板上形成选通线和栅极，所述栅极位于所述基板的开关区域内；在所述选通线和所述栅极上形成栅绝缘层；形成被顺序地定位在所述栅绝缘层上的有源层和欧姆接触层；在所述欧姆接触层上形成铜组材料层，所述铜组材料是铜和铜合金中的一种；在所述铜组材料层上形成第一到第三光刻胶图案，其中第一和第二光刻胶图案对应于所述开关区域，第三光刻胶图案对应于所述基板的数据区域；利用第一到第三光刻胶图案作为反应掩模，对所述铜组材料层进行等离子体处理，由此第一到第三光刻胶图案之间的铜组材料层的部分变为铜化合物；利用铜化合物去除溶液去除所述铜化合物，以形成分别位于第一和第二光刻胶图案下方的源极和漏极、以及位于第三光刻胶图案下方的数据线，其中所述铜化合物去除溶液基本上不与所述铜组材料反应；利用所述源极和漏极作为蚀刻掩模对所述源极和漏极之间的所述欧姆接触层的一部分进行干刻；以及形成连接到所述漏极的像素电极。
12. 根据权利要求11所述的方法，其中所述铜化合物去除溶液包括用去离子水稀释的盐酸。
13. 根据权利要求11所述的方法，其中所述等离子体处理利用包括溴化氢气体、氯化氢气体、以及氯气中的至少之一的反应气体来进行。
14. 一种制造液晶显示设备的方法，该方法包括以下步骤在基板上形成选通线和数据线以限定像素区域；形成包括栅极、半导体层、以及源极和漏极的薄膜晶体管，形成所述薄膜晶体管的步骤包括以下步骤将铜组材料层的一部分改变为铜化合物，所述铜组材料是铜和铜合金中的一种；利用铜化合物去除溶液去除铜化合物，以形成彼此隔开的源极和漏极，其中所述铜化合物去除溶液基本上不与所述铜组材料反应；以及去除所述源极和漏极之间的所述半导体层的一部分；以及形成连接到所述漏极的像素电极。
15. 根据权利要求14所述的方法，其中所述铜化合物去除溶液包括用去离子水稀释的盐酸。
16. 根据权利要求14所述的方法，其中所述等离子体处理利用包括溴化氢气体、氯化氢气体、以及氯气中的至少之一的反应气体来进行。
全文摘要
本发明提供一种液晶显示设备的制造方法，该制造方法包括对第一和第二光刻胶图案进行灰化，由此在灰化的第一和第二光刻胶图案之间和第一光刻胶图案的灰化的第一和第二部分之间所露出的数据线和源-漏图案的部分形成铜氧化物膜；对铜氧化物膜进行脱氧或去除；进行等离子体处理以将数据线和源-漏图案的露出部分改变为铜化合物；利用铜化合物去除溶液去除铜化合物，以形成位于灰化的第一和第二部分下方的源极和漏极，其中铜化合物去除溶液基本上不与铜组材料反应；利用源极和漏极作为蚀刻掩模对源极和漏极之间的欧姆接触层的一部分进行干刻，欧姆接触层通过对掺杂非晶硅层构图而形成。
文档编号G02F1/1362GK101726948SQ200910171999
公开日2010年6月9日 申请日期2009年9月24日 优先权日2007年12月4日
发明者宋桂灿, 康永权, 梁埈荣, 金江一, 金素普 申请人:乐金显示有限公司