专利名称：液晶显示器用基板的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种薄膜晶体管的制作方法，尤指一种适用于液晶显示器用基板的制作方法。
背景技术：
薄膜晶体管液晶显示器主要由薄膜晶体管阵列基板、彩色滤光片阵列基板、以及液晶层所构成，其中薄膜晶体管阵列基板是由多个阵列排列的薄膜晶体管以及与每一薄膜晶体管对应配置的一像素电极所构成的多个像素结构。公知常采用六道或五道光罩制程制作薄膜晶体管阵列基板，且制作流程一般依序为定义闸极、主动区域、源极与漏极、连接垫开口区、以及像素区等元件。由于制作过程冗长且复杂，不仅成本昂贵，并且容易引发制程缺陷等问题，因此如何减少光罩道数与简化制程数已成为薄膜晶体管阵列基板制作发展的重要课题。
目前已有许多减少光罩数目及简化制程的薄膜晶体管阵列基板的制作方法，其中有利用薄膜膜层制程整合方式，将原本需要两道光罩制程的膜层，结合于同一道光罩制程中完成。由于此种方法不需更动光罩设计规格，只需调整薄膜的制作流程，因此已成为薄膜晶体管阵列基板减少光罩数目及黄光制程的重要方法之一。
请参阅图1所示，图1是公知有人利用四道光罩制程所制作的薄膜晶体管示意图，其制作方法主要先定义闸极层11以及绝缘层12与半导体层13的图案，接着沉积透明导电层15，最后再沉积漏极与源极层16。
此方法将公知两道光罩制程的透明导电层层以及漏极与源极层结合于同一道光罩完成，虽然可达到减少光罩数目的目的，但是透明导电层与上、下膜层的接着性问题仍尚待解决，例如透明导电层与上层金属层或下层半导体层之间氧化还原电位差异过大而发生薄膜剥离的现象。
为了解决上述四道光罩造成透明导电层与膜层间接着性不佳的问题，已有利用一形成于半导体层与透明导电层之间的阻障层，使半导体层与透明导电层有良好的欧姆接触，以改善薄膜层间的接着性及电性问题。
请参阅图2所示，图2(a)至图2(e)是公知定义薄膜晶体管的第一金属层(闸极)21、绝缘层22、半导体层23、欧姆接触层24与阻障层25的流程示意图。如图2a所示，首先于基板2表面形成一图案化的第一金属层(闸极)21，接着依序堆叠绝缘层22、半导体层23、欧姆接触层24与阻障层25，以提供一如图2(b)的多层结构。
接着，如图2(c)所示，刻蚀阻障层25、欧姆接触层24、与半导体层23，以定义晶体管开关区。在刻蚀半导体层图案时，由于上层阻障层25图案后，会形成一刻蚀阻挡层，而影响下层欧姆接触层24与半导体层23的刻蚀斜角，造成半导体层形成一近乎于90°的刻蚀斜角，是如图2(d)所示。
虽然图2(d)所示的多层薄膜结构可改善膜层间的接着性问题，但是多层薄膜结构却同时造成薄膜高度落差大而产生刻蚀斜角过大的问题。当欲进行后续透明导电层26以及源极与漏极层(图未示)的沉积时，绝缘层刻蚀斜角过大的结果将导致膜层断线、或崩毁等缺陷，是如图2(e)所示。
薄膜晶体管阵列基板合格率的关键即是控制薄膜的倾斜角度，而公知通过刻蚀制程所定义的薄膜倾斜角度却多大于制程容许范围。目前有采用调整刻蚀制程参数以控制形成的倾斜角度，例如在湿式刻蚀中使用特殊的刻蚀液、或在干式刻蚀中利用特殊的气体和制程条件来达成，但是目前湿式刻蚀或干式刻蚀的制程改良，仍无法同时满足良好刻蚀斜角、降低制作成本、简化制程及大量生产等需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种液晶显示器用基板的制作方法，不仅可使绝缘层形成一良好倾斜角度，以提高后续各膜层的阶梯覆盖性，并且可简化制程步骤以降低制程困难度，还可达到提高产能与合格率的双重效果。
本发明是提供一种可改善半导体层及绝缘层刻蚀倾斜角的薄膜晶体管液晶显示器用基板的制作方法，除了可通过干式刻蚀方式使绝缘层形成一良好刻蚀斜角之外，还可制作阻障层、半导体层及绝缘层等多层薄膜图案，其中阻障层可增进膜层间的接着性及电性，且具有良好刻蚀斜角的绝缘层可避免后续薄膜制程发生缺陷。再者，本发明可将液晶显示器用基板透光区的绝缘层完全刻蚀移除，不仅可提高基板的透光率，且可使半导体层及绝缘层图案形成良好的刻蚀倾斜角。
本发明提供一种液晶显示器用基板的制作方法，其包含的步骤有(a)提供一基板；(b)形成一图案化的第一金属层于基板表面；(c)依序连续形成一第一绝缘层与一半导体层于基板表面与第一金属层表面，并利用一光罩对半导体层图案化，以形成多个晶体管开关岛区；(d)利用一含有氟硫化合物的刻蚀气体以刻蚀第一绝缘层，并使第一绝缘层形成一倾斜角且对该半导体层有侧向刻蚀效果；(e)依序连续形成一透明导电层与一第二金属层于晶体管开关岛区表面与基板表面；以及(f)于每一晶体管开关岛区形成一源极与一漏极，其中源极与漏极各包含第二金属层，且彼此不连接。本发明第一绝缘层所形成的倾斜角是介于10°至70°，且较佳可介于10°至60°。
由此，本发明薄膜晶体管的绝缘层可具有一良好的刻蚀倾斜角，能提高后续制程的阶梯覆盖性，以提升膜层间的附着性及电性，并且可避免薄膜晶体管各层间的孔洞生成。本发明液晶显示器用基板的制作方法除了可形成一具有良好刻蚀斜角的半导体层及绝缘层，亦可整合各膜层制程以减少光罩数目，而达到简化制程与降低制作成本的目的。
本发明薄膜晶体管液晶显示器用基板的制作方法主要利用薄膜的膜层制程整合方式，将传统六道或五道光罩制程简化为四道光罩制程，其中先定义闸极层以及绝缘层与半导体层图案后，接着沉积透明导电层，最后再沉积漏极与源极层。传统的透明导电层以及漏极与源极层需要两道光罩的制程方可完成，由于本发明将两者结合于同一道光罩制程，故此可达到减少光罩的目的。再则，本发明基板透光区的绝缘层可完全刻蚀移除，因此基板透光区的透光率相对提高。
为了增加透明导电层与上、下膜层间的接着性及电性，例如透明导电层与其下层主动区域的半导体层，且避免薄膜剥离而造成晶体管电性不佳的状况。本发明所制备的薄膜晶体管结构可更包含一阻障层，其是位于半导体层与透明导电层的间，所以可使半导体层与透明导电层形成良好的欧姆式接触(ohmic contact)，并且有助于后续薄膜层的附着性及电性。
因此，本发明亦提供一种液晶显示器用基板的制作方法，其包含的步骤有(a)提供一基板；(b)形成一图案化的第一金属层于基板表面；(c)依序连续形成一第一绝缘层、一半导体层、以及一阻障层于基板表面与第一金属层表面，并利用一光罩对阻障层与半导体层图案化，以形成多个晶体管开关岛区；(d)利用一含有氟硫化合物的刻蚀气体以刻蚀第一绝缘层，并使第一绝缘层形成一倾斜角且对该半导体层有侧向刻蚀效果；(e)依序连续形成一透明导电层、以及一第二金属层于晶体管开关岛区表面与基板表面；以及(f)于每一晶体管开关岛区形成一源极与一漏极，其中源极与漏极各包含第二金属层，且彼此不连接。本发明第一绝缘层所形成的倾斜角是介于10°至70°，且较佳可介于10°至60°。
由于本发明薄膜晶体管液晶显示器用基板的制作方法可将公知接近90°刻蚀斜角的绝缘层改善为10°至60°的刻蚀斜角，所以有利于后续各段薄膜的阶梯覆盖性。即使当本发明制备的薄膜晶体管具有阻障层、半导体层、绝缘层等多层薄膜结构时，仍不会发生薄膜剥离、断线、崩毁等缺陷现象。故此，本发明制备的薄膜晶体管可具有良好的电性品质。
为了保护基板表面形成的薄膜晶体管不受环境氧化或后续制程影响，本发明液晶显示器用基板的制作方法可更包含一步骤(g)，形成一图案化的第二绝缘层于晶体管开关岛区表面。
于本发明制作方法中，步骤(d)使用的刻蚀气体的氟硫化合物含量无限制，较佳可包括40％以上含量的氟硫化合物，以使第一绝缘层与半导体层有侧向刻蚀效果。且本发明步骤(d)刻蚀气体可包含任何种类的氟硫化合物，较佳可为六氟化硫(Sulfur hexafluoride)、四氟化硫(Sulfur tetrafluoride)、五氟化硫(Sulfurpentafluoride)、或其组合，且更佳可为六氟化硫，以作为侧向刻蚀用的刻蚀气体。
此外，为了控制刻蚀速度或环境压力等因素以配合刻蚀的制程需求，本发明使用的刻蚀气体还可更包含至少一辅助刻蚀气体氟原子解离速度调整气体，例如O2；中性钝性气体，例如Ar、He、N2；氟系刻蚀气体，例如CF4、CHF3、C2F6；或氯系刻蚀气体，例如Cl2、BCl2、HCl。
再者，本发明具有侧向刻蚀性刻蚀气体与其它混合辅助刻蚀气体的流量比可依制程需求而调整其比例，较佳可介于1∶1至100∶1范围，以增加绝缘层刻蚀结果的均齐度。故，本发明使用的混合辅助刻蚀气体可用以控制绝缘层的刻蚀倾斜角以及其刻蚀结果。于本发明制作方法中，本发明步骤(c)所形成的晶体管开关岛区可包含第一金属层，以作为晶体管开关岛区的闸极用。且，本发明步骤(c)形成半导体层之后，可更形成一欧姆接触层于半导体层表面，使半导体层与薄膜晶体管的上层元件形成良好的欧姆接触，以提升薄膜晶体管的电性品质。其中，本发明欧姆接触层的材料可为公知薄膜晶体管所适用的欧姆接触层材料，较佳可为N+非晶硅材料。
另外，于本发明步骤(d)中，第一绝缘层的刻蚀制程可为干式等离子体刻蚀，且步骤(d)所刻蚀的第一绝缘层可为晶体管开关岛区以外的第一绝缘层。故，于本发明绝缘层的刻蚀制程中，本发明可将基板透光区的绝缘层完全刻蚀移除，以大幅提升薄膜晶体管液晶显示器用基板的透光性。
再者，于本发明步骤(d)第一绝缘层的刻蚀过程中，原先已刻蚀完成的半导体层可有侧向刻蚀效果，而形成一倾斜角，且该倾斜角可介于10°至70°，较佳可介于10°至60°。故，本发明步骤(d)所使用的刻蚀气体对半导体层与第一绝缘层可有侧向刻蚀的效果，且该刻蚀气体对于半导体层与第一绝缘层的刻蚀速度约略相同。藉此，本发明液晶显示器用基板的制作方法可提供半导体层及绝缘层良好的刻蚀倾斜角，以助于后续的薄膜沉积制程的稳定性。
于本发明方法中，经由步骤(d)刻蚀制程后，该绝缘层刻蚀斜角与该半导体层皆有一侧向刻蚀效果，且两者的刻蚀倾斜角的比率无限制，较佳可介于0.3至1.5之间。
本发明步骤(f)于每一晶体管开关岛区形成一源极与一漏极的过程中，可移除晶体管开关岛区以外的第二金属层，以形成晶体管开关岛区的源极与漏极图案。当然，可视制程需求而保留晶体管开关岛区以外部分的第二金属层，以作为薄膜晶体管阵列基板的导线等其它用途或配合后续制程条件需求。
本发明形成阻障层、半导体层、或绝缘层的步骤可为公知于基板上形成阻障层、半导体层、或绝缘层的制程，较佳可利用一物理气相沉积，例如离子化金属等离子体的物理气相沉积(IMP-PVD)；化学气相沉积，例如等离子体辅助化学气相沉积及热化学气相沉积；蒸镀，例如金属蒸镀；溅射，例如长抛溅射及准直溅射；或电镀，例如湿式制程的无电电镀、有电电镀。
上述本发明所使用的阻障层材料无限制，较佳可为一选自由氧化硅、氮化硅、氧化铝、氧化钽、氮化钛、氧化铟锡、碳化硅、氮与氧掺杂的碳化硅、钼、铬、钛、镍、钨、钌、钴、磷、以及其组合所组成的材料，且更佳可为一选自由钼、铬、钛、镍、钨、钽、钌、钴、前述金属的氮化物、及其组合所组成的材料。本发明可选用干式或湿式刻蚀方式进行阻障层刻蚀，并且当完成阻障层及半导体层刻蚀后，再以干式刻蚀方式进行绝缘层的刻蚀制程，以改善半导体层与绝缘层的刻蚀斜角。
此外，本发明液晶显示器用基板制作方法所适用的平面显示基板无限制，较佳可为一硅基板、一玻璃基板或一塑料基板，更佳可为一适用于主动矩阵驱动型的平面显示基板，举例可如但不限于此未掺杂的硅玻璃、磷掺杂玻璃、硼-磷掺杂玻璃、钠钙玻璃、硼硅酸盐玻璃、硼硅酸钠盐玻璃、碱金属的硼硅酸盐玻璃、硅酸铝盐玻璃、铝硼硅酸盐玻璃、碱土金属的铝硼硅酸盐玻璃、或其组合。
于本发明所制作的薄膜晶体管中，本发明绝缘层所适用的材料可为任一种可绝缘材料，较佳可为有机材质、无机材质、或其组合，更佳可为氧化硅、氮化硅、氢氧化硅、或其组合。其中，本发明所提及的第二绝缘层可为一保护层、一平坦层、或其组合的多层结构。
于本发明所制作的薄膜晶体管中，本发明第一金属层所使用的材料无限制，较佳可为铝、钨、铬、铜、钛、氮化钛(TiNx)、铝合金、铬合金、钼金属、或其组合，以作为薄膜晶体管的闸极用。且，本发明第二金属层所使用的材料无限制，较佳可为铝、钨、铬、铜、钛、氮化钛、铝合金、铬合金、钼金属、或其组合，以作为薄膜晶体管的源极与漏极用。其中，第一金属层与第二金属层可为单层或多层结构。
另外，本发明半导体层材料无限制，较佳可为非晶硅材料、或多晶硅材料。于本发明制作的薄膜晶体管结构中，半导体层结构无限制，较佳可为多层结构，且该多层结构可包含一低沉积速度硅层、以及一高沉积速度硅层。由此，本发明多层结构的半导体层所获得的厚度及电性品质，可避免后续刻蚀制程发生量产控制的问题。
故，本发明液晶显示器用基板的制作方法可适用于传统薄膜晶体管的半导体层/绝缘层结构的制作，亦适用于半导体层/绝缘层的多层功能性薄膜结构。
本发明方法主要是利用一含有氟硫化合物的刻蚀气体刻蚀绝缘层，使绝缘层形成良好的刻蚀倾斜角，并且使半导体层有一侧向刻蚀的效果，以提高后续制程的阶梯覆盖性，所以后续进行透明导电层、源极及漏极、保护层等膜层及元件制作时，可避免薄膜层数过多而造成薄膜断线、崩毁等问题。如此，本发明不仅可提升薄膜晶体管的性能以及制程的稳定性，亦可通过光罩及制程的简化而降低制作成本。
图1是公知采用四道光罩制程的薄膜晶体管的示意图。
图2是公知制作薄膜晶体管的绝缘层、半导体层、阻障层、以及透明导电层的流程图。
图3是本发明一较佳实施例的薄膜晶体管液晶显示器用基板的制作流程图。
附图标记说明
1、2、3基板 11、21、31第一金属层12、22、32第一绝缘层13、23、33半导体层14、24、34欧姆接触层15、26、36透明导电层16、37第二金属层25、35阻障层38第二绝缘层A晶体管开关岛区B辅助电容区具体实施方式
实施例一请参阅图3中(a)至(h)，其是本发明一较佳具体实施例的液晶显示器用基板的制作流程图，且本实施例制作的薄膜晶体管液晶显示器用基板是采用四道光罩制程。
如图3(a)所示，首先提供一透明玻璃基板3，于基板3表面形成一第一金属层31，并且进行第一道黄光暨刻蚀制程以完成闸极层图案。其中，本例第一金属层31是由铬合金及钼金属构成，且其结构可为单层或多层结构(图未示)。
接着，如图3(b)所示，沉积一绝缘层32、一半导体层33、一欧姆接触层34、与一阻障层35，以覆盖第一金属层31；其中该绝缘层32为一氧化硅材料，该半导体层33为一非晶硅(α-Si，amorphous silicon)材料，该欧姆接触层34为一N+非晶硅材料，且该阻障层35为一钼材料。本例的欧姆接触层34主要使连接半导体层33与上层薄膜晶体管元件层形成良好的欧姆接触，以提升薄膜晶体管的电性及效能。
随后，如图3(c)与图3(d)所示，进行第二道黄光暨刻蚀制程以于基板3表面定义出晶体管开关岛区A与辅助电容区B。而本发明液晶显示器用基板的制作方法亦可视需求于基板表面定义端子区。
于本实施例第二道黄光暨刻蚀制程中，如图3(c)所示，首先，阻障层35可利用干式或湿式刻蚀制程以刻蚀出阻障层35图案，本例是传统湿式刻蚀制程。接着，利用传统干式刻蚀制程以完成欧姆接触层34与半导体层33的刻蚀制程，即形成一如图3(c)所示的基板结构。
如图3(d)所示，本例是采用一含有六氟化硫(SF6)的刻蚀气体继续进行绝缘层32的刻蚀制程。当本实施例以干式刻蚀完成绝缘层32图案后，会形成一具有约40°刻蚀倾斜角的绝缘层32。其中，原先已刻蚀成形的欧姆接触层34、半导体层33会有一侧向刻蚀的效果，而形成一约55°的刻蚀倾斜角。因此，半导体层33与绝缘层32会形成一阶梯状结构，以提供一良好的倾斜角，即有利于后续膜层的附着性。
本例中，使用SF6侧向刻蚀效果的气体，可使绝缘层刻蚀斜角与半导体层刻蚀斜角的比率介于0.7～1.5。具体而言，本例绝缘层刻蚀斜角与半导体层刻蚀斜角的比率约为0.7。
本例进行绝缘层32刻蚀时，会将未受光阻图案保护的绝缘层完全刻蚀，其中是包含基板透光区的绝缘层，以提高基板透光区的透光率。
由于本实施例绝缘层32亦采用干式刻蚀制程，因此本例可将欧姆接触层34、半导体层33与绝缘层32的刻蚀制程设计于同一道机台中，以达到节省制作成本的目的，并且可避免多道制程变换而造成制程的缺陷。
于本例绝缘层32的刻蚀制程中，SF6刻蚀气体的流量、刻蚀高周波功率瓦数(RF power)、或刻蚀气体压力皆可影响绝缘层刻蚀斜角，例如刻蚀气体流量每增加100sccm(sccm＝standard cubic centimeter per，每分钟立方公分数量)，则绝缘层的刻蚀斜角可降低0.5°至10°。因此，本例绝缘层32的刻蚀制程可调整制程参数，以达到最佳刻蚀制程条件。
如图3(e)所示，沉积一如氧化铟锌、氧化铟锡、或氧化铟锡锌的透明导电层36、以及一如钼金属材的第二金属层37以覆盖基板3表面形成的晶体管开关岛区A与辅助电容区B、及基板3表面。
如图3(f)所示，进行第三道黄光暨刻蚀制程以于晶体管开关岛区A形成一源极与一漏极，以制成完整的晶体管开关岛区A结构与辅助电容区B结构。其中，本实施例透明电极层36与下层半导体层33间有一层阻障层35，以作为两层间的接着层，如此可避免两层薄膜性质不同而发生剥离或接触不良现象，以提供良好电性品质的薄膜晶体管。
为了保护晶体管开关岛区A免除环境氧化等问题，如图3(g)与图3(h)所示，沉积一第二绝缘层38并且进行第四道黄光暨刻蚀制程，以形成一图样化的第二绝缘层38，且移除基板透光区的第二金属层37。其中，该第二绝缘层38可为一保护层、一平坦层、或其组合的多层结构，本例第二绝缘层38是一氮化硅材的保护层。
本实施例所制成的薄膜晶体管液晶显示器用基板仅利用四道光罩制程以降低制作成本，且基板透光区的绝缘层完全刻蚀，可大幅提升基板的透光率。
实施例二本实施例薄膜晶体管液晶显示器用用基板的制作方法相同于实施例一所述的四道光罩制程，除了半导体层为多层结构且绝缘层刻蚀条件有所调整之外，大致皆相似于实施例一所示的内容。
本实施例的半导体层主要由多层结构所构成，其中该半导体层包含有低沉积速率硅层与高沉积速率硅层，以于基板表面形成第一金属层/第一绝缘层/低沉积速率硅层/高沉积速率硅层/欧姆接触层/阻障层的多层薄膜结构。
于本例中，高沉积速率硅层有助于降低半导体层的沉积时间，并且可增加基板的制作效率。此外，高沉积速率硅层可增加半导体层厚度，亦可作为刻蚀终点层，以避免于刻蚀制程中因过度刻蚀而形成孔洞等缺陷所导致元件与元件间的短路现象。
再者，于绝缘层的刻蚀制程中，本实施例使用的刻蚀气体除了含有可使半导体层侧向刻蚀的六氟化硫(SF6)之外，还包含氟原子解离速度调整气体、中性钝性气体、氟系刻蚀气体、或氯系刻蚀气体，以形成一混合的刻蚀气体。
本例混合的刻蚀气体不仅对于绝缘层刻蚀斜角有改善作用，对于刻蚀的结果，例如刻蚀速率及均齐度，亦有不同的控制作用。于本例中，可使半导体层侧向刻蚀的六氟化硫刻蚀气体与其它混合刻蚀气体的流量比约为10∶1，以得到较佳的刻蚀斜角控制及刻蚀结果。当然，本发明具有侧向刻蚀性刻蚀气体与其它混合刻蚀气体的流量比可依制程需求而调整其比例，较佳可介于1∶1至100∶1范围，以增加绝缘层刻蚀结果的均齐度。故此，本例绝缘层的刻蚀斜角可改善为10°至55°范围，且所形成的绝缘层刻蚀斜角与半导体层刻蚀斜角的比率可控制于0.3至1.1的范围。
本实施例使用的刻蚀气体条件及其作用是如下所述氟原子解离速度调整气体，例如O2，用以与SF6反应以增加或减少氟原子产生速率，进而控制绝缘层的刻蚀斜角。例如加入氧气将增加氟原子解离生成速率，当氧气流量每增加100sccm时，即可使绝缘层刻蚀斜角降低0.5°至15°。且，本例侧向刻蚀性刻蚀气体(例如SF6)与其混合刻蚀气体(O2)的流量比约为25∶1。当然，本发明实施条件应不受限于此，较佳流量比可为1∶1至50∶1，且更佳流量比可为3∶1至100∶1。
中性钝性气体，例如Ar、He、N2等气体，用以调节刻蚀环境的气体压力，而本例是使用Ar。由于绝缘层刻蚀气体压力对于绝缘层刻蚀斜角有相当影响，刻蚀气体压力每提高10mTorr时，绝缘层刻蚀斜角将降低或升高0.5°至15°。本例侧向刻蚀性刻蚀气体(例如SF6)与其混合刻蚀气体(Ar)的流量比约为50∶1。而本发明实施条件应不受限于此，较佳流量比可为1∶1至100∶1，且更佳流量比可为30∶1至90∶1。
氟系混合刻蚀气体，例如CF4、CHF3、C2F6等气体，于刻蚀时用以于薄膜表面产生生成物以改变刻蚀斜角。于绝缘层刻蚀过程中，本例CF4刻蚀气体是于绝缘层表面生成高分子碳化物。当氟系混合刻蚀气体流量每增加100sccm，绝缘层刻蚀斜角可降低刻蚀斜角0.5°至10°。本例侧向刻蚀性的刻蚀气体(例如SF6)与其混和刻蚀气体(CF4)的流量比约80∶1。本发明实施条件应不受限于此，较佳流量比可为1∶1至100∶1，且更佳流量比可为30∶1～90∶1，以避免绝缘层表面生成物过多，反而提高刻蚀斜角且减低绝缘层刻蚀速率。
氯系混合刻蚀气体，如Cl2、BCl3、HCl等气体，用以减低绝缘层的刻蚀速率，进而降低刻蚀斜角。氯系混合刻蚀气体流量每增加100sccm，绝缘层刻蚀斜角可降低刻蚀斜角0.5°至30°。由于绝缘层刻蚀斜角降低量较大，绝缘层刻蚀斜角与半导体层刻蚀斜角的比率将降低为0.3～0.8。本例侧向刻蚀性的刻蚀气体(例如SF6)与其混合刻蚀气体(Cl2、HCl)的流量比约80∶1。请注意，本发明实施条件应不受限于此，较佳流量比可为1∶1至100∶1，且更佳流量比可为30∶1～90∶1，以避免造成绝缘层刻蚀速率过慢。
实施例三本实施例薄膜晶体管液晶显示器用基板的制作方法相同于实施例二所述的制程条件，亦为四道光罩制程，除了半导体层采用实施例一的单层结构之外，其余的制程条件，例如刻蚀气体及薄膜晶体管其它各膜层的层间结构等，大致相似于实施例二所示的内容。
实施例四本实施例薄膜晶体管液晶显示器用基板的制作方法相同于实施例二所述的制程条件，亦为四道光罩制程，除了薄膜晶体管层间结构未形成一阻障层之外，其余的制程条件，例如刻蚀气体及薄膜晶体管其它各膜层的层间结构等，大致相似于实施例二所示的内容。
综上所述，本发明确实可改善半导体层及绝缘层多层薄膜图案的刻蚀斜角，使公知趋近90°刻蚀斜角的制程结果改善为10°至60°刻蚀斜角。且，本发明绝缘层的刻蚀斜角度可依据不同刻蚀气体种类及刻蚀条件而得到控制。
因此，本发明薄膜晶体管液晶显示器用基板的制作方法不仅可提升薄膜晶体管的性能以及制程稳定性，且大幅提升基板透光区的透光率，还可通过光罩及制程的简化而达到降低制作成本的目的。
上述实施例仅是了方便说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以权利要求书所述为准，而非仅限于上述实施例。
权利要求
1.一种液晶显示器用基板的制作方法，包括以下步骤(a)提供一基板；(b)形成一图案化的第一金属层于该基板表面；(c)依序连续形成一第一绝缘层、一半导体层、以及一阻障层于该基板表面与该第一金属层表面，并利用一光罩对该阻障层与该半导体层图案化，以形成多个晶体管开关岛区；(d)利用一含有氟硫化合物的刻蚀气体以刻蚀该第一绝缘层，并使该第一绝缘层形成一倾斜角且对该半导体层有侧向刻蚀效果，其中该倾斜角是介于10°至70°；(e)依序连续形成一透明导电层、以及一第二金属层于该等晶体管开关岛区表面与该基板表面；以及(f)于每一该晶体管开关岛区形成一源极与一漏极，其中该源极与该漏极各包含该第二金属层，且彼此不连接。
2.如权利要求1所述的方法，其特征是，更包含一步骤(g)，形成一图案化的第二绝缘层于该等晶体管开关岛区表面。
3.如权利要求1所述的方法，其特征是，该刻蚀气体是包括40％以上含量的氟硫化合物。
4.如权利要求1所述的方法，其特征是，该氟硫化合物是六氟化硫、四氟化硫、五氟化硫或其组合。
5.如权利要求1所述的方法，其特征是，该步骤(d)的该刻蚀气体更包含至少一辅助刻蚀气体，且该辅助刻蚀气体是O2、Ar、He、N2、CF4、CHF3、C2F6、Cl2、BCl2或HCl。
6.如权利要求5所述的方法，其特征是，于该刻蚀气体中，该氟硫化合物与所述辅助刻蚀气体的流量比是介于1∶1至100∶1范围。
7.如权利要求1所述的方法，其特征是，该第一绝缘层形成的该倾斜角是介于10°至60°。
8.如权利要求1所述的方法，其特征是，该步骤(c)所形成的所述晶体管开关岛区是包含该第一金属层。
9.如权利要求1所述的方法，其特征是，该步骤(c)形成该半导体层之后，更包含形成一欧姆接触层于该半导体层表面。
10.如权利要求1所述的方法，其特征是，该步骤(d)的刻蚀是利用一干式刻蚀。
11.如权利要求1所述的方法，其特征是，该步骤(d)所刻蚀的该第一绝缘层是所述晶体管开关岛区以外的该第一绝缘层。
12.如权利要求1所述的方法，其特征是，该步骤(d)刻蚀该第一绝缘层后，该半导体层是形成一倾斜角，且该倾斜角是介于10°至70°。
13.如权利要求1所述的方法，其特征是，该绝缘层刻蚀斜角与该半导体层刻蚀斜角的比率是介于0.3至1.5。
14.一种液晶显示器用基板的制作方法，其包括以下步骤(a)提供一基板；(b)形成一图案化的第一金属层于该基板表面；(c)依序连续形成一第一绝缘层与一半导体层于该基板表面与该第一金属层表面，并利用一光罩对该半导体层图案化，以形成多个晶体管开关岛区；(d)利用一含有氟硫化合物的刻蚀气体以刻蚀该第一绝缘层，并使该第一绝缘层形成一倾斜角且对该半导体层有侧向刻蚀效果，其中该倾斜角是介于10°至70°；(e)依序连续形成一透明导电层、以及一第二金属层于所述晶体管开关岛区表面与该基板表面；以及(f)于每一该晶体管开关岛区形成一源极与一漏极，其中该源极与该漏极各包含该第二金属层，且彼此不连接。
15.如权利要求14所述的方法，其特征是，更包含一步骤(g)，形成一图案化的第二绝缘层于所述晶体管开关岛区表面。
16.如权利要求14所述的方法，其特征是，该刻蚀气体是包括40％以上含量的氟硫化合物。
17.如权利要求14所述的方法，其特征是，该氟硫化合物是六氟化硫、四氟化硫、五氟化硫或其组合。
18.如权利要求14所述的方法，其特征是，该步骤(d)的该刻蚀气体更包含至少一辅助气体，且该辅助气体是O2、Ar、He、N2、CF4、CHF3、C2F6、Cl2、BCl2或HCl。
19.如权利要求18所述的方法，其特征是，于该刻蚀气体中，该氟硫化合物与所述辅助气体的流量比是介于1∶1至100∶1范围。
20.如权利要求14所述的方法，其特征是，该第一绝缘层形成的该倾斜角是介于10°至60°。
21.如权利要求14所述的方法，其特征是，该步骤(c)所形成的所述晶体管开关岛区是包含该第一金属层。
22.如权利要求14所述的方法，其特征是，该步骤(c)形成该半导体层之后且形成该阻障层之前，更包含形成一欧姆接触层于该半导体层表面。
23.如权利要求14所述的方法，其特征是，该步骤(d)的刻蚀是利用一干式刻蚀。
24.如权利要求14所述的方法，其特征是，该步骤(d)所刻蚀的该第一绝缘层是所述晶体管开关岛区以外的该第一绝缘层。
25.如权利要求14所述的方法，其特征是，该步骤(d)刻蚀该第一绝缘层后，该半导体层是形成一倾斜角，且该倾斜角是介于10°至70°。
26.如权利要求14所述的方法，其特征是，该绝缘层刻蚀斜角与该半导体层刻蚀斜角的比率是介于0.3至1.5。
全文摘要
本发明公开了一种可改善半导体层及绝缘层刻蚀倾斜角的液晶显示器用基板的制作方法，主要利用一含有氟硫化合物的刻蚀气体刻蚀绝缘层，使绝缘层形成良好的刻蚀倾斜角，并且使半导体层有一侧向刻蚀的效果，以提高后续制程的阶梯覆盖性。本发明亦可制作含有阻障层、半导体层、及绝缘层等多层结构的薄膜晶体管，且不会发生因膜层过多而造成膜层剥离、断线、崩毁等现象。此外，本发明制作方法还可整合各膜层制程以减少光罩数目，而达到简化制程与降低制作成本的目的。
文档编号H01L21/311GK1851906SQ200610085010
公开日2006年10月25日 申请日期2006年5月30日 优先权日2006年5月30日
发明者詹勋昌, 李佳宗, 郭可欣 申请人:广辉电子股份有限公司