CN101348894B - 形成无机绝缘层和利用其制造显示装置用阵列基板的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及形成无机绝缘层和利用其制造显示装置用阵列基板的方法。一种通过溅射法形成无机绝缘层的方法，所述方法包括以下步骤：向腔室提供混合气体；并且在大约24℃到大约250℃的温度下向所述腔室提供功率，以在所述腔室中的基板与靶材之间生成等离子，其中，所述靶材包括硅、二氧化硅以及氮化硅中的一种。

Description

形成无机绝缘层和利用其制造显示装置用阵列基板的方法
技术领域
本申请涉及形成无机绝缘层的方法，更具体地说，涉及利用该无机绝缘层制造显示装置用阵列基板的方法。 
背景技术
直到最近，显示装置还通常使用阴极射线管(CRT)。近来，已经付出了相当多的努力，来研究并开发外形薄、重量轻以及功耗低的薄膜晶体管液晶显示(TFT-LCD)装置，来替代CRT。 
液晶显示(LCD)装置使用液晶层的液晶分子的光学各向异性和极化特性生成图像。液晶分子具有长薄形状，并且由于光学各向异性的性质，光的偏振随液晶分子的配向方向而改变。可以通过改变施加到液晶层的电场的强度来控制液晶分子的配向方向。因此，典型的LCD装置包括彼此分开并正对的两个基板以及***这两个基板之间的液晶层。这两个基板中的每一个都包括位于正对着这两个基板中另一个基板的表面上的电极。将电压施加至每一个电极以在电极之间感应出电场，可以通过改变该电场的强度来控制液晶分子的排列以及液晶层的透光率。LCD装置是采用光源以利用透光率的变化而显示图像的非发射型显示装置。 
在各种类型的LCD装置中，采用以矩阵结构排列的开关元件和像素电极的有源矩阵LCD(AM-LCD)装置因其高分辨率和非常适用于显示运动图像而成为着重研究和开发的靶材。薄膜晶体管LCD(TFT-LCD)装置使用薄膜晶体管(TFT)作为开关元件。 
图1是根据现有技术的LCD装置的立体图。如图1所示，现有技术的LCD装置包括第一基板10、第二基板20以及液晶层30。第一基板10称为阵列基板并且包括彼此交叉以限定像素区P的选通线14和数据线16。像素电极18和作为开关元件的薄膜晶体管(TFT)T位于每个像素 区P中。设置在选通线14和数据线16的交叉点附近的薄膜晶体管T以矩阵形式设置在第一基板10上。第二基板20称为滤色器基板，并且包括滤色器层26和黑底25以及位于滤色器层26和黑底25上的公共电极28，其中滤色器层26包括红色(R)滤色器26a、绿色(G)滤色器26b以及蓝色(B)滤色器26c，黑底25设置在红色(R)滤色器26a、绿色(G)滤色器26b以及蓝色(B)滤色器26c之间。 
尽管图1中未示出，但第一基板10和第二基板20都接合有密封图案以防止液晶层30泄漏。另外，第一配向层形成在第一基板10与液晶层30之间，并且第二配向层形成在第二基板20与液晶层30之间，以沿初始配向方向排列液晶层30中的液晶分子。偏振板形成在第一基板10和第二基板20中的至少一个的外表面上。 
而且，设置在第一基板10下方的背光单元(未示出)提供光。向每一条选通线14顺序地施加导通TFTT的选通信号，并且向像素区P中的像素电极18施加数据线16上的图像信号。像素电极18与公共电极28之间生成的垂直电场以驱动液晶层30中的液晶分子，以通过改变液晶分子的透光率来显示图像。 
在上述现有技术的LCD装置中，诸如选通线14、栅极(未示出)、数据线16、源极(未示出)、漏极(未示出)以及像素电极18的金属材料元件可以通过诸如溅射法的物理汽相淀积(PVD)法形成，而诸如栅极绝缘层(未示出)、钝化层(未示出)以及半导体层的无机绝缘材料或半导体材料元件可以通过化学汽相淀积(CVD)法形成。另外，CVD法需要的温度高于300℃。例如，可以在大约350℃至大约360℃范围的温度下通过CVD方法形成栅极绝缘层、钝化层或半导体层。因为将转变温度大约为600℃的玻璃基板用作现有技术LCD装置中的第一基板10和第二基板20，所以可以通过CVD法或PVD法在第一基板10和第二基板20上形成所述元件而没有任何问题。 
然而，近来，随着诸如笔记本和个人数字助理(PDA)的小尺寸便携式终端的广泛使用，需要将具有重量轻和灵活性的LCD装置应用于便携式终端。结果，已经研究和开发出了包括由透明塑料形成的第一基板 和第二基板的LCD装置。然而，因为塑料在耐热性和耐化学性方面不如玻璃，所以在包括超过大约200℃的高温工艺的用于LCD装置的制造工艺中，特别是，在具有TFT的阵列基板的制造工艺中，塑料基板存在缺点。例如，当通过CVD法在基板上形成无机绝缘层和半导体层时，最大温度可能至少为300℃。因此，塑料基板可能变形或劣化，并且在生产具有塑料基板的LCD装置方面存在许多问题。而且，生产的具有塑料基板的LCD装置可能因基板的变形或劣化而造成显示质量差。 
尽管已经研究了可以在室温下覆盖在基板上的用于半导体层的有机半导体材料，但无机绝缘层仍然通过CVD法形成，从而通过CVD法形成的无机绝缘层造成了塑料基板的变形或劣化。 
发明内容
描述了一种不会使基板变形和劣化的转变温度大约为200℃的形成无机绝缘层的方法和利用该无机绝缘层制造显示装置用阵列基板的方法。 
一种通过溅射法形成无机绝缘层的方法，所述方法包括以下步骤：向腔室提供混合气体；以及在大约24℃至大约250℃的温度下向所述腔室提供功率，以在所述腔室中的基板与靶材之间生成等离子，其中，所述靶材包括硅、二氧化硅以及氮化硅中的一种。 
在另一方面中，提供了一种通过溅射法形成无机绝缘层的方法，所述方法包括以下步骤：在基板上形成选通线和连接至该选通线的栅极；在所述选通线和所述栅极上形成栅极绝缘层；在所述栅极绝缘层上形成有源层、数据线、源极以及漏极，所述数据线与所述选通线交叉以限定像素区，所述有源层设置在所述栅极上方，而所述源极和所述漏极彼此分开以暴露出所述有源层；形成接触所述漏极的像素电极，和连接所述数据线和所述源极的连接电极；以及通过溅射法在所述源极区与所述漏极区之间的所述有源层上形成包括无机绝缘层的钝化图案。 
附图说明
所包含的附图用于提供对本发明的进一步理解，并且附图被并入本申请中而构成本申请的一部分，附图例示了本发明的实施方式。 
图1是根据现有技术的LCD装置的立体图； 
图2A、2B以及2C是示出根据本发明一实施方式分别通过直流溅射法、交流溅射法以及射频溅射法形成无机绝缘层的方法的示意截面图； 
图3是示出根据本发明一实施方式的针对通过溅射法形成的无机绝缘层的分析结果的X射线光电子光谱(XPS)图； 
图4A、4B以及4C是示出根据本发明一实施方式通过溅射法形成的无机绝缘层的折射率、介电常数以及透射率的图： 
图5A、5B、5C以及5D是示出根据本发明一实施方式在不同工艺条件下通过溅射法形成的无机绝缘层的表面状态的原子力显微镜(AFM)图像； 
图6是示出根据本发明一实施方式通过溅射法形成的无机绝缘层的淀积率的图； 
图7是包括根据本发明一实施方式通过溅射法形成的无机绝缘层的LCD装置用阵列基板的平面图； 
图8A至8E是示出制造LCD装置用阵列基板的方法的示意截面图，其中该LCD装置用阵列基板包括根据本发明一实施方式通过溅射法形成的无机绝缘层； 
图9是示出薄膜晶体管的电流-电压(I-V)特性的图，其中该薄膜晶体管包括根据本发明一实施方式通过溅射法形成的无机绝缘层；以及 
图10是示出LCD装置的串扰的图，其中该LCD装置包括根据本发明一实施方式通过溅射法形成的无机绝缘层。 
具体实施方式
下面将对附图中例示的实施方式进行详细说明。将尽可能用相同的标号表示相同或相似的部分。 
图2A、2B以及2C是示出根据本发明一实施方式分别通过直流溅射法、交流溅射法以及射频溅射法形成无机绝缘层的方法的示意截面图。 
在图2A、2B以及2C中，具有相对高能量的离子与溅射室SPT中的靶材TG碰撞，并且因碰撞而从靶材的表面放出靶材TG的原子。从靶材TG放出的原子淀积在与靶材TG相对的基板ST上。为了获得相对高能量的溅射用离子，通过离子化气体的原子或分子在靶材TG与基板ST之间形成正与负离子的等离子。并且，在用于等离子的溅射室SPT中的气体的两侧之间产生电压差。例如，可以将接地电压施加至基板或用于基板ST的屏蔽部SH，并且可以将不同于接地电压的电压施加至用于支承靶材TG的背板BP。 
可以根据电压将溅射分为直流(DC)型和交流(AC)型。具体地说，使用射频(RF)为13.56 MHz的AC电压(即RF电压)的AC型可以称为RF型。因此，在图2A的DC溅射中，将负DC电压施加至背板BP，而在图2B的AC溅射中，将具有相互交变的负电压和正电压的AC电压施加至背板BP。另外，在图2C的RF溅射中，将具有交变正负电压的射频RF电压施加至背板BP。而且，可以将扫描型或固定型的磁体MG置于背板BP的后表面以生成磁场。该磁场增大了靶材TG附近的等离子体密度。 
而且，可以根据处理基板的方法将溅射分为连续式(in-line type)和团束式(cluster type)。在连续式溅射中，在基板通过处理室的连续多个缓冲室的同时对基板进行处理。因为在处理室中布置有多个靶材，所以连续式溅射的优点是可以在每个基板上淀积多种材料。在团束式溅射中，传送室将基板传送至多个处理室，并在每个处理室中独立地处理每个基板。因此，团束式溅射的优点在于溅射的可用性。而且，因为基板在处理期间没有移动，所以将扫描型磁体用于溅射，并且提高了靶材的利用率。 
在本发明中，无机绝缘层的靶材TG由硅(Si)、二氧化硅(SiO2)以及氮化硅(SiNx)中的一种制成。由硅(Si)制成的靶材TG因其导电性而可以被应用于DC型、AC型以及RF型溅射中的每一种，而由二氧化硅(SiO2)或氮化硅(SiNx)制成的靶材TG可以被应用于AC型和RF型溅射中的任一种。 
表1示出了根据本发明一实施方式用于无机绝缘层的工艺条件。表1示出了以氮化硅(SiNx)层为例的工艺条件。 
<表1> 
参数 DC型 AC型 RF型
靶材 Si Si Si，SiO2，SiNx
频率 - 70KHz 13.56MHz
功率 1.5～7KW 3～6KW 3～6KW
功率密度 2.0 W/cm3 5.2W/cm3 0.92W/cm3
压力 0.4～0.6Pa 0.4～0.6Pa 0.4～0.6Pa
N2 100sccm 100sccm 100sccm
H2 1～50sccm 1～50sccm -
处理温度 120℃ 120℃ 120℃
靶材与基板之间的距离 110～150cm 110～150cm 110～150cm
层厚 300～1000
Figure 2007103058979_0
 300～1000
Figure 2007103058979_1
 300～1000
Figure 2007103058979_2
在表1的工艺条件下通过溅射法形成的无机绝缘层的特性与通过大约300℃到大约450℃温度的CVD法形成的无机绝缘层类似。 
与利用由本征硅(Si)制成的靶材形成的无机绝缘层的特性相比，由掺杂有硼(B)和磷(P)中的一种的硅(Si)制成的靶材形成的无机绝缘层的特性得到改善。当通过RF溅射法形成无机绝缘层时，靶材的杂质浓度处于大约1ppm到大约999ppm的范围内。另外，当通过DC溅射法或AC溅射法形成无机绝缘层时，靶材的杂质浓度处于大约1ppm到大约200ppm的范围之内，并且靶材的电阻率处于大约0ohm·cm到大约10-3ohm·cm的范围之内。而且，将由二氧化硅(SiO2)或氮化硅(SiNx)制成的靶材用于通过RF溅射法形成的无机绝缘层。利用由二氧化硅(SiO2)或氮化硅(SiNx)制成的靶材通过DC溅射法或AC溅射法形成的无机绝缘层具有较差特性。 
利用氮气(N2)和氢气(H2)以及碰撞用氩气(AR)的混合气体作为反应气体，通过溅射法形成的氮化硅(SiNx)层在等离子生成、离子加速以及淀积率方面具有优秀的特性。尽管表1中未示出，但可以使用氨(NH3)来代替氮气(N2)和氢气(H2)，并且可以将氮气(N2)、氢气(H2)、氨(NH3)以及氩气(Ar)的混合气体用于溅射法。对于作为无机绝缘层的二氧化硅(SiO2)层来说，还可以将氧气(O2)添加至所述混合气体，而可以从该混合气体中省略氨(NH3)和氢气(H2)。通过调 节溅射用混合气体的混合比来控制诸如二氧化硅(SiO2)层和氮化硅(SiNx)层的无机绝缘层的组成比、介电常数(电容率)以及折射率。 
利用功率、功率密度以及腔室的压力来控制等离子生成。腔室的温度和靶材与基板之间的距离是用于控制基板上的无机绝缘层的淀积率和特性以及等离子生成的参数。对于通过溅射法形成无机绝缘层来说，提供功率密度为大约0.92W/cm3到大约2.0W/cm3的大约1.5KW到大约30KW的功率，并且腔室的处理压力在大约0.4Pa到大约1.5Pa的范围之内。腔室的处理温度在大约24℃(室温)到大约250℃的范围之内，靶材与基板之间的间隙距离在大约110cm到大约150cm的范围之内。另外，氩气(Ar)、氮气(N2)以及氢气(H2)的流量分别在大约50sccm到大约1300sccm、大约50sccm到大约2000sccm以及大约1sccm到大约50sccm的范围内变化。而且，AC溅射法和RF溅射法的频率分别为70KHz和13.56MHz。 
图3是示出根据本发明一实施方式的针对通过溅射法形成的无机绝缘层的分析结果的X射线光电子光谱(XPS)图。图3示出了针对选自表1的工艺条件下通过溅射法形成的氮化硅(SiNx)层的分析结果。 
在XPS中，将X射线照射到样本上，并且样本的原子吸收X射线并发射电子。因为所发射电子的动能对应于X射线的能量与样本中的电子的结合能之差，所以通过测量所发射电子的动能获得样本中的电子的结合能。结果，因为样本的组成元素具有其自身特有的结合能，所以获得这些元素。另外，因为电子的结合能根据诸如与原子的结合形状的情况而改变，所以还获得了化学结合形状。 
如图3所示，氮化硅(SiNx)层的硅(Si)和氮(N2)中的每一个都具有在大约40％到60％的范围之内的恒定组成比，并且通过溅射法形成的氮化硅(SiNx)层的这些结果与通过CVD法形成的氮化硅(SiNx)层的这些结果类似。一般来说，如果氮化硅(SiNx)层中的氮(N2)与硅(Si)之比在大约0.7到大约1.33的范围之内，则氮化硅(SiNx)层具有优秀的膜性质。因为根据本发明通过溅射法形成的氮化硅(SiNx)层中的氮(N2)与硅(Si)之比大约为0.9，所以根据本发明通过溅射法形成 的氮化硅(SiNx)层具有优秀的膜性质。可以通过调节混合气体中的氩气(Ar)与氮气(N2)之比来控制氮化硅(SiNx)层中的氮(N2)与硅(Si)之比。 
图4A、4B以及4C是示出根据本发明一实施方式通过溅射法形成的无机绝缘层的折射率、介电常数以及透射率的图。在图4A、4B以及4C中，根据厚度大约为1000
Figure 2007103058979_3
的无机绝缘层中的氮(N2)的组成比来测量折射率、介电常数以及透射率，具体地说，利用波长大约为550nm的光来测量透射率。 
在图4A、4B以及4C中，随着无机绝缘层中的氮(N2)的组成比增大，无机绝缘层的折射率和介电常数增大，而无机绝缘层的透射率成比例地减小。因此，可以通过调节混合气体的组成比来控制无机绝缘层的特性，并且可以通过调节氩气(Ar)、氮气(N2)以及氧气(O2)的流量来控制混合气体的组成比。具体地说，可以通过调节无机绝缘层中的氮(N2)的组成比来控制无机绝缘层的特性。 
图5A、5B、5C以及5D是示出根据本发明一实施方式在不同工艺条件下通过DC溅射法形成的无机绝缘层的表面状态的原子力显微镜(AFM)图像。 
在图5A、5B、5C以及5D中，无机绝缘层的表面粗糙度的均方根(RMS)值在大约0.9nm到大约1.5nm的范围之内。因此，通过溅射法形成的无机绝缘层在其整个表面上具有优良的表面粗糙度。 
图6是示出根据本发明一实施方式通过溅射法形成的无机绝缘层的淀积率的图。在图6中，根据氮气(N2)的流量测量淀积率，并且提供的功率大约为3KW，氩气(Ar)的流量大约为100sccm。 
如图6所示，基板中央部分的无机绝缘层的淀积率比基板边缘部分的无机绝缘层的淀积率大大约30/min到大约60
Figure 2007103058979_5
/min。通过CVD法形成的无机绝缘层和通过溅射法形成的无机绝缘层具有相同的淀积率差，并且大约30
Figure 2007103058979_6
/min到大约60
Figure 2007103058979_7
/min的淀积率差不会在生产LCD装置时造成问题。随着氮气(N2)的流量增大，基板中央和边缘部分的无机绝缘层的淀积率以恒定的淀积率差而减小。当氮气(N2)的流量大约 为50sccm时，基板中央和边缘部分的无机绝缘层的平均淀积率为大约500/min。因为通过CVD法形成的无机绝缘层的淀积率大约为500
Figure 2007103058979_9
/min到大约2000
Figure 2007103058979_10
/min，所以通过溅射法形成的无机绝缘层的淀积率小于通过CVD法形成的无机绝缘层的淀积率。然而，因为大约300
Figure 2007103058979_11
/min以上的淀积率足以用于大规模生产LCD装置，所以可以将通过溅射法形成的无机绝缘层用于生产LCD装置，而不存在淀积率方面的问题。 
图7是包括根据本发明一实施方式通过溅射法形成的无机绝缘层的LCD装置用阵列基板的平面图；图8A至8E是示出制造LCD装置用阵列基板的方法的示意截面图，其中该LCD装置用阵列基板包括根据本发明一实施方式通过溅射法形成的无机绝缘层。图8A到8E对应于沿着图7的VIII-VIII线截取的截面。 
在图7和图8A中，通过第一掩模工艺在基板110上形成栅极120。在基板110上还形成有连接至栅极120的选通线122。在栅极120和选通线122上形成栅极绝缘膜125之后，通过第二掩模工艺在栅极绝缘层125上形成有源层130、数据线140、源极144以及漏极146。数据线140与选通线122交叉一限定像素区P。由半导体材料制成的有源层130在栅极120内呈岛状，并且源极144和漏极146形成在有源层130的两侧并彼此分开以暴露出有源层130。暴露出的有源层130可以称为沟道区。栅极120、有源层130、源极144以及漏极146构成薄膜晶体管T(TFT)。数据线140具有由半导体材料层和导电材料层形成的双层结构。接下来，在具有数据线140、源极144以及漏极146的基板110的整个表面上形成透明导电材料层150。 
在图7和图8B中，通过第三掩模工艺在透明导电材料层150上形成光刻胶图案160。将光刻胶图案160设置为对应于像素区P和数据线140与源极144之间的一部分。 
在图7和图8C中，将光刻胶图案160用作刻蚀掩模对(图8B的)透明导电材料层150进行构图，以形成在像素区P中接触漏极146的像素电极152和连接数据线140与源极144的连接电极154。因此，去除有源层130上位于源极144与漏极146之间的透明导电材料层150，从而暴 露出源极144与漏极146之间的有源层130。尽管在8C中连接电极154完全覆盖数据线140，但在另一实施方式中，可以将连接电极154形成为部分地覆盖数据线140。 
在图7和图8D中，通过溅射法在具有光刻胶图案160的基板110的整个表面上形成由无机绝缘材料制成的钝化层170。因为光刻胶图案160由具有相对较低耐热性的树脂形成，所以当通过需要温度处理的CVD法形成钝化层时光刻胶图案160可能变形或劣化。然而，因为钝化层170是通过处理温度为大约24℃(室温)到大约150℃范围之内的溅射法形成的，所以光刻胶图案160没有变形或劣化。 
在图7和图8E中，利用剥离(lift-off)法去除光刻胶图案160和光刻胶图案160上的钝化层170，以在源极142与漏极144之间暴露出的有源层130(即沟道区)上形成钝化图案172。 
在根据本发明的阵列基板中，因为钝化图案是由通过溅射法的无机绝缘层形成，所以通过三掩模工艺制成阵列基板，而不会在剥离工艺中造成劣化。 
图9是示出薄膜晶体管的电流-电压(I-V)特性的图，其中该薄膜晶体管包括根据本发明一实施方式通过溅射法形成的无机绝缘层。 
在图9中，第一曲线SPT表示具有通过溅射法形成的无机绝缘层的TFT的I-V曲线，第二曲线CVD表示具有通过CVD法形成的无机绝缘层的TFT的I-V曲线。第一曲线SPT与第二曲线CVD的形状类似。具体地说，因为第一曲线SPT的阈电压Vth比第二曲线CVD小，所以降低了包括通过溅射法形成的无机绝缘层的TFT的驱动电压，并且改善了其每个TFT都包括通过溅射法形成的无机绝缘层的LCD装置的功耗。 
图10是示出LCD装置的串扰的图，其中该LCD装置包括根据本发明一实施方式通过溅射法形成的无机绝缘层。 
在图10中根据施加至LCD装置的TFT的低选通电压Vgl测量LCD装置中出现的串扰。包括通过溅射法形成的无机绝缘层的LCD装置中出现的串扰在选通低电压Vgl的整个范围内都小于约2％。因此，包括通过溅射法形成的无机绝缘层的LCD装置中出现的串扰与包括通过CVD法 形成的无机绝缘层的LCD装置中出现的串扰类似，其中包括通过CVD法形成的无机绝缘层的LCD装置中出现的串扰在大约1％到大约2％的范围之内。 
结果，包括通过溅射法形成的无机绝缘层的LCD装置具有与包括通过CVD法形成的无机绝缘层的LCD装置类似的性质。具体地说，包括通过溅射法形成的无机绝缘层的LCD装置在诸如阈电压的性质方面优于包括通过CVD法形成的无机绝缘层的LCD装置。 
另外，因为LCD装置的无机绝缘层是在大约24℃(室温)到大约200℃的范围之内的温度下通过溅射法形成的，而不会造成性质劣化，所以LCD装置的基板可以由诸如转变温度为大约200℃的塑料的柔性材料形成。 
而且，可以将通过溅射法形成的无机绝缘层应用于LCD装置的滤色器基板、有机电致发光显示(OLED)装置的基板以及薄膜晶体管(COT)型LCD装置上的滤色器基板。 
例如，在LCD装置的滤色器基板中，在基板上形成黑底，并且在黑底的开口部中形成具有红色、绿色以及蓝色滤色器的滤色器层。滤色器层可以由耐热性相对较低的彩色树脂制成。而且，在黑底和滤色器层上形成有由透明导电材料制成的公共电极。因为公共电极与滤色器层之间的粘附性较差，所以公共电极可能从滤色器层剥离。因为根据本发明通过溅射法形成的无机绝缘层与滤色器层以及与公共电极都具有良好的粘附性，所以通过在公共电极与滤色器层之间形成通过溅射法形成的无机绝缘层，从而改善了公共电极的剥离。另外，因为在大约24℃(室温)到大约150℃的范围之内的温度下通过溅射法形成无机绝缘层，所以即使在滤色器层上形成无机绝缘层，也防止了滤色器层的变形和劣化。 
在COT型LCD装置的阵列基板中，TFT、像素电极以及滤色器层形成在单个基板上，并且滤色器层形成在TFT上。当连接至TFT的像素电极形成在滤色器层上时，由透明导电材料制成的像素电极可能因像素电极与滤色器层之间的较差粘附性而从滤色器层剥离。因为根据本发明的通过溅射法形成的无机绝缘层与滤色器层并且与公共电极都具有良好 的粘附性，所以通过在公共电极与滤色器层之间形成通过溅射法形成的无机绝缘层，改善了公共电极的剥落。另外，因为在大约24℃(室温)到大约150℃的温度范围内通过溅射法形成无机绝缘层，所以即使无机绝缘层形成在滤色器层上，也防止了滤色器层的变形和劣化。 
本领域技术人员应当清楚，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在根据本发明的形成无机绝缘层的方法和利用该无机绝缘层制造薄膜晶体管的方法方面可以进行各种修改和变型。因而，本发明旨在覆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例和变型例。 
本申请要求2007年7月20日提交的韩国专利申请No.2007-0073045的优先权，通过引用将其全部内容合并于此。 

Claims (5)

1.一种制造阵列基板的方法，该方法包括通过溅射法形成无机绝缘层，所述方法包括以下步骤：
通过第一掩模工艺在基板上形成选通线和连接至该选通线的栅极；
在所述选通线和所述栅极上形成栅极绝缘层；
通过第二掩模工艺在所述栅极绝缘层上形成有源层、数据线、源极以及漏极，所述数据线与所述选通线交叉以限定像素区，所述有源层被设置在所述栅极上方，而所述源极和所述漏极彼此分开以暴露出所述有源层，其中，所述数据线具有半导体层和导电层的双层结构；
形成接触所述漏极的像素电极，以及连接所述数据线和所述源极的连接电极；以及
在24℃到250℃的温度下，使用靶材通过溅射法在源极区与漏极区之间的所述有源层上形成包括无机绝缘层的钝化图案，其中，所述靶材包括硅、二氧化硅以及氮化硅中的一种，
其中，形成所述像素电极和所述连接电极的步骤以及形成所述钝化图案的步骤包括以下步骤：
在所述数据线、所述源极以及所述漏极上形成透明导电材料层；
通过第三掩模工艺在所述透明导电材料层上形成光刻胶图案；
将所述光刻胶图案用作刻蚀掩模对所述透明导电材料层进行构图，以形成所述像素电极和所述连接电极，其中所述连接电极覆盖所述数据线；
通过溅射法在所述光刻胶图案上形成钝化层；以及
使用剥离法去除所述光刻胶图案和所述光刻胶图案上的所述钝化层，以形成所述钝化图案，
其中，通过三掩模工艺制造所述阵列基板，而不会在剥离工艺中造成劣化，
其中，所述基板和所述靶材彼此分开110cm到150cm的距离。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述钝化层在0.4Pa到1.5Pa的压力、1.5KW到30KW的功率以及0.92W/cm3到5.2W/cm3的功率密度下形成在腔室中。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述靶材掺杂有包括硼和磷其中之一的杂质，并且所述杂质的浓度在1ppm到999ppm的范围之内。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，将混合气体提供给所述腔室，其中，所述混合气体包括流量为50sccm到1300sccm的氩气和流量为50sccm到2000sccm的氮气。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述混合气体还包括氧气、氨气以及氢气中的至少一种。
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101609727B1 (ko) * 2008-12-17 2016-04-07 삼성디스플레이 주식회사 박막 트랜지스터 표시판 및 이의 제조 방법
US8840763B2 (en) * 2009-09-28 2014-09-23 Applied Materials, Inc. Methods for stable process in a reactive sputtering process using zinc or doped zinc target
KR101699574B1 (ko) * 2009-12-09 2017-01-24 아사히 가라스 가부시키가이샤 Ｅｕｖ 리소그래피용 반사층이 형성된 기판, ｅｕｖ 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크, ｅｕｖ 리소그래피용 반사형 마스크, 및 그 반사층이 형성된 기판의 제조 방법
US8495607B2 (en) 2010-03-01 2013-07-23 International Business Machines Corporation Performing aggressive code optimization with an ability to rollback changes made by the aggressive optimizations
CN102116982B (zh) * 2010-11-26 2012-08-22 深圳市华星光电技术有限公司 液晶显示面板及其制造方法
CN102148194B (zh) * 2010-11-26 2013-09-18 深圳市华星光电技术有限公司 薄膜晶体管、液晶显示面板及其制造方法
CN103107133B (zh) * 2013-01-04 2015-04-22 京东方科技集团股份有限公司 阵列基板及其制造方法和显示装置
US9366784B2 (en) 2013-05-07 2016-06-14 Corning Incorporated Low-color scratch-resistant articles with a multilayer optical film
US9110230B2 (en) 2013-05-07 2015-08-18 Corning Incorporated Scratch-resistant articles with retained optical properties
US11267973B2 (en) 2014-05-12 2022-03-08 Corning Incorporated Durable anti-reflective articles
CN104775097B (zh) * 2014-09-15 2017-04-12 芜湖映日科技有限公司 一种低电阻率微硼掺杂旋转溅射硅靶材及其制备方法
KR102591067B1 (ko) 2015-09-14 2023-10-18 코닝 인코포레이티드 높은 광 투과율 및 내-스크래치성 반사-방지 제품
CN111094200B (zh) 2018-08-17 2022-01-07 康宁股份有限公司 具有薄的耐久性减反射结构的无机氧化物制品
TW202031486A (zh) * 2018-11-15 2020-09-01 美商康寧公司 光學膜結構、具有光學膜結構的無機氧化物製品以及製造其的方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4978437A (en) * 1984-05-12 1990-12-18 Leybold Aktiengesellschaft Method of applying optical coatings of silicon compounds by cathode sputtering, and a sputtering cathode for the practice of the method
US6468403B1 (en) * 1993-07-28 2002-10-22 Asahi Glass Company Ltd. Methods for producing functional films
US20030034497A1 (en) * 2001-06-20 2003-02-20 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting device and method of manufacturing the same
US20060272938A1 (en) * 2005-06-01 2006-12-07 Ta-Shuang Kuan Method of manufacturing a liquid crystal alignment film utilizing long-throw sputtering
CN1996415A (zh) * 2006-08-22 2007-07-11 深圳创维－Rgb电子有限公司 遥控器寻呼装置及方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0388852B1 (en) * 1989-03-20 1995-06-28 Tosoh Corporation Magneto-optical recording medium and process for production of the same
US5047131A (en) * 1989-11-08 1991-09-10 The Boc Group, Inc. Method for coating substrates with silicon based compounds
US5320984A (en) * 1990-12-21 1994-06-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for forming a semiconductor film by sputter deposition in a hydrogen atmosphere
JPH0565642A (ja) * 1991-09-10 1993-03-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 反応性スパツタリング装置
TW384515B (en) * 1993-07-14 2000-03-11 Frontec Inc Electronic device and its manufacturing method
US5403458A (en) * 1993-08-05 1995-04-04 Guardian Industries Corp. Sputter-coating target and method of use
JP4332697B2 (ja) * 2002-01-10 2009-09-16 信越化学工業株式会社 スパッタターゲット
JP4486838B2 (ja) * 2003-04-25 2010-06-23 旭硝子株式会社 酸化ケイ素膜の製造方法および光学多層膜の製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4978437A (en) * 1984-05-12 1990-12-18 Leybold Aktiengesellschaft Method of applying optical coatings of silicon compounds by cathode sputtering, and a sputtering cathode for the practice of the method
US6468403B1 (en) * 1993-07-28 2002-10-22 Asahi Glass Company Ltd. Methods for producing functional films
US20030034497A1 (en) * 2001-06-20 2003-02-20 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting device and method of manufacturing the same
US20060272938A1 (en) * 2005-06-01 2006-12-07 Ta-Shuang Kuan Method of manufacturing a liquid crystal alignment film utilizing long-throw sputtering
CN1996415A (zh) * 2006-08-22 2007-07-11 深圳创维－Rgb电子有限公司 遥控器寻呼装置及方法

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Publication number Publication date
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