TWI336135B - Thin-film transistor, tft-array substrate, liquid-crystal display device and method of fabricating the same - Google Patents

Thin-film transistor, tft-array substrate, liquid-crystal display device and method of fabricating the same Download PDF

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TWI336135B
TWI336135B TW095136535A TW95136535A TWI336135B TW I336135 B TWI336135 B TW I336135B TW 095136535 A TW095136535 A TW 095136535A TW 95136535 A TW95136535 A TW 95136535A TW I336135 B TWI336135 B TW I336135B
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Description

1336135 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種薄膜電晶體(TFT)及其製造方法，更具體而 言’係關於一種TFT、一種TFT陣列基板、一種液晶顯示(LCD) 、裝置及上述者之製造方法’其中在钱刻處理中可控制絕緣層的钱 刻輪廓。本發明不僅可應用至LCD裝置，亦可應用至電漿顯示裝 置及利用有機電激螢光法(EL)之顯示器或其類似者。 【先前技術】
通常LCD裝置包含：TFT基板，上有以矩陣陣列方式配置之 TFTs ;對向基板；及由TFT基板及對向基板所夾置之液晶層。像 素係定義於TFT陣列基板上。對應於各別像素所設置的TFTss 各別像素中開啟或關閉光學路徑，藉此在LCD裝置之螢幕上顯示 影像。 ’〜、 在典型的TFT _基板的製造方法中，將閘極絕緣層及經圖 尘化之半導體層形成於玻璃板或其類似者之上或其上方，接著形 成純化層來覆蓋該閘極絕緣層及該轉體層。#侧該純化声^ ，極，緣層時，在該純化層上形成圖型化之光阻膜來作為‘ ί二用;來選擇性地細該糊及問極絕緣 ^ ΐϊΐιτ為近乎等於或小於光阻膜或遮罩_刻速率，= 矛用遮罩的同步蝕刻而形成具有錐形輪廓的接觸孔。 曰 射ιίΐί料—侧設備的產能，可藉由在乾磁彳處理中改傲 ίϋ加餘刻速率。然而在此情況下，光阻遮罩的 t曰加…、法赶上鈍化層及閘極絕緣層的蝕刻速率增加， ^ =====¾ 或逆; 在接觸孔中被打斷或被切割，造成LCD 4的 5 1336135 如^及2中所示，習知之LCD裝置(稱 ^ : TFT陣列基板⑽，在該基板上配置有TFTs 112。圖 陣列基板100的平面圖，而圖2為其橫剖面圖。 如圖1及2中所示，圖型化之導電閘極層搬係形成於 ，緣板101(即’玻璃板)上。閉極層1〇2係用以形成‘線透$ =102a及閘極終端。閘極絕緣層1〇3係形成於閘極層 間電極102a)上’以覆蓋閘電極黯。職島狀半導體層谢，以 與相對應_電極腿交疊。在半導體層1G4上形賴型化之 ^極層105。汲極層1()5係用以形成錄線、沒電極腦、| 電極105s及汲極終端。在汲極^ 1〇5上形成純 ㈣ 下層結構。在純化層廳上形成像素電極層1G7來作為導^:蔓 ，素電極層107係用以形成像素電極職、終端部⑴ 閘極終端及汲極終端部113中的汲極終端。 而後Γ之雜1G5S係分別連接至對應的像素電極職， ^象素電極107a係藉由像素電極層1〇7利用接觸孔部1()之 方式而所形成。如圖犯中所示，接觸孔廳係 猎由k擇性知除鈍化層1〇6而貫穿鈍化層1〇6所形成。 示，在閘極終端部111中選擇性地移除鈍化層 Ϊ f ，以形成暴露閘極層1〇2(即，閘極終端)的 $各別的接觸孔114來與下方的閘極層1G2接觸。導電層 連接至外部終端(未圖示）。 a 、 圖6C中所示’在沒極終端部113中，鈍化層1⑽被選擇性 也移除㈣絲露沒極層(即，雜終端)的接 層)係位於鈍化層⑽上’藉由各別的接觸孔^ (未圖^即，祖終端)接觸。導電層1〇7係連接至 交最^戶tTFTU2係形成與相對應的島狀半導體層辦 且 T 112包含由閘極層1〇2所形成的閘電極1〇2&、由 =請所形成的♦肪d及由酬⑽所形成的源電極 .基板100具有Ϊ述二fDH’第—先前技術)之TFT陣列 、利用一圖型化的光阻膜來你 一歹】基板1〇〇的製造方法中， 層106(及其下方的閘極絕藉岭姓刻選擇性地移除鈍化 115。在此侧處理中，光阻^曰1^3) ’以形成接觸孔論、114及 及閘極絕緣層1G3的蝕刻&的+刻速率係設定為等於鈍化層1〇6 為大於純化層106及閘極的侧速率係設定 處理期間水平地射彳掉 $層j。3的_速率。如此可在侧 之錐形侧輪廓。 膜，錯此形成接觸孔l〇9a、114及出 術LC圖剖，顯示圖1及圖2中之第-先前技 5Λ ^ 6Λ ^ , ° ® 3A ' 4A ' 面圖。圖3B、犯、SB及而°Π11在沿著線Α·Α，的橫剖 Β-Β，&^Β3各^圖/中之抓出之接觸部 圖3A、3B及3C之站能m丄 面圖 在此狀態中，圖型化的閘型化光阻膜⑽。 絕緣層103係形成於玻璃板:上以覆f〇21〇=閘極 層1〇5係形成於閘極絕緣戶 層搬。圖型化汲極 緣層103上以覆芸、y鈍化層106係形成於閘極絕 形成於統層Ιίί極層1G5 ° 預定之圖型來將光阻膜⑽ 蝕4C之狀s齡料舰祕魏储刻後，在 膜108來選擇性地侧間極終端部⑴、接ί 中選終端部113 °如圖4A f所示，在閘極終端部= 及汲極終端部丨)3中選擇性地細4化層:=== 1336135 ^及115而暴露下方的及極層1〇5。接 =都具有期望之錐職刻輪廓。在此綱處 •亦受到水平及垂直地钱刻，產生經爛之光阻膜1〇8=膜 圖5A、5B及5C顯示，以經提升之蝕刻杜 -進行侧後的狀態。如圖5A中所示，在極 廳及閘極絕緣層103受到過度_。如鈍， 接觸孔部109及汲極終端部113中鈍化層 二二：f ^孔U4、109a及115全部都不具有期望^ 刻= 地’它們具有矩形或逆錐形輪廓。光_ 1G8 ’相反 地侧’產生祕刻之光阻膜刚a。、’、又7平及垂直 速率即，較高 層107被分割或切斷。此係由於鈍化層1〇6之^的』象素電極 :的過度蝕刻而變得太過於陡峭(換 ‘ ::p化㈣ 述f釋吾人可瞭解，#製造第—先前技術TFT障列其杯 阻遮罩件(即，較高速率)時:光 則經提升刻速率未成跟上鈍化層106及閑極絕緣層 如圖Μ至5C所示之矩=逆=㈣6讀_很可能變成 之接L素^層1〇7必須被設置在鈍化層106及閉極絕緣声103 純化層觸之接内=極又置於 觸孔部卿或汲極終端部115中之下方汲極層1()5而。= 連如接圖= 1336135 件_象素電極層W7會被 或其類似者。 術LCD裝置中將會發生點缺陷 .接著’以下將參照® 7及8來_另— 前技&丨中"ΐ1 了Hi日本專利公告號7-312425(稱為第二先 :技:)此中方:;，了構了ΐ ^ ，率根據其堆疊次序來作單微變。設置於 ，，之子層_刻速率最大，而設置於最低層的子; 狀子層鱗度細係設定輕^層i總 图t及I為具有上述多層結構之第二先前技術層的橫剖面 圖，c钱刻輪廓與該多層結構之兩子層厚度間的關係。 0中所不，TFT的層220係藉由最低子層221及最高子 f 222所形成。最低子層221係形成於玻璃板2〇 低子層221上。最低子層22_刻速率 同子層222的蝕刻速率。換言之，最低蝕刻速率子層22i係設置 2^=01上，而最高姓刻速率子層an係設置於最低兹 平于層221上。 I中所示兩層結構的層220受到乾蝕刻處理時，首先開 始的是最高蝕刻速率子層222的蝕刻。當子層222的蝕刻結束時， 開始姓刻敢低餘刻速率子層221。因此，在最低餘刻速率子層 的蝕刻處理·中，最高蝕刻速率子層222不僅僅受到垂直方向亦受 到水平方向的過度兹刻。因此，最高姓刻速率子層222具有錐形 蝕刻輪廓，換言之，子層222之内側壁係如圖8中所示為錐形Γ 此處對乾蝕刻而言重要的是，最高蝕刻速率子層221的厚度 dl與層220之總厚度d的比值範圍。尤其，較佳之厚度di範圍 在總厚度D的5%至20%，因為此範圍可獲得錐形角度範圍1〇。 至70 °此意味著：設定最低触刻速率子層221(厚度為叫與最高 ⑴ 6135 =連率子層222(厚度為d2)間的較佳關係，以滿足厚度di 圍在總厚度D(=dl+d2)的5%至20%的條件。 • 若最低蝕刻速率子層221的厚度dl係大於總厚 ^刻最紐刻鱗子層221 _間社長，耻，較高
=層222的水平姓刻量會太多。在此情況下，子^ 22 刻 輪廓很可能為逆錐形。 J 速率厚度dl小於總厚度D的5% ’則⑽最低侧 叫間會太短’因此，較高_速率子層222的水 ^刻1會不足。在此情況下，子層222之 期望的逆形肖度。 0 此具有 产於Λ侧而"r，最低蝴速率子層221的較佳厚 =Γ玄的50%至90%。此外，可藉由改變最低 =速率子層221與最高侧速率子層222間的厚度比例 其侧速軸例及侧條件，來㈣錐雜刻輪_錐
陵別if所解釋，利關1至圖6C中所示之第—先前技術TFT ΙίίΓ’當在製造基板腦之魏刻處理中施行經提升的乾 高速率)時，光阻遮罩1G8經提升祕刻速率5 及間極絕緣層103經提升的钱刻速率。因此:鈍 化層106之蝕刻輪廓很可能為矩形或逆錐 層觸上且與間極層逝或汲極層105電連接^素電又^: 極可斷而導致⑽裝置的點缺陷或其類似W 利用圖7及8中所示的第二先前技術，當吾人 乂 鈍化層106總厚度間的厚度比會很大。因此會有純化声⑽ 21護功_如’防水氣)衰退的問題。為了獲得足“ 效果，會增加鈍化層106的總厚度。然而若是如此， 另、:
一個層形成(沈積)及蝕刻設備產能減少的問題。 、M 此外如上所述’第二先前技述揭露了—種濕侧之應用，其 1336135
t最低蝕刻逮率子層22〗之較佳厚声阁〆 的50%至。然而，若使總厚度D 間之附著強度(即，緊密接觸程度)有局邛 、/、=化層】〇6 觸孔很可能會由於蝕刻溶液滲透至光阻清況時，接 間隙所產生的側向钱刻而擴張。例如，若、^夹:丄06間之 的外部，則下方的間極絕緣層103 4=亥T^tiir〇5d 層103剝離汲極層105。 又職刻猎此自閘極絕緣 此外，若在中間處理中鈍化層106與閘極絕緣層谢 成的祕區域）’則鈍化層應的 土在鱗在損傷區域中產生側向_而成心二曰因 的傾I 106上的導電層(即，像素電極層107)有被分割 1度控制__。同時’在濕侧中有需使用大量液 I ’ HF)的危險。此外’由於在濕侧中可獲 速率二 ^_中所能獲得之侧速率，因此較少將祕 化層106及閘極絕緣層103。 ^鈍 【發明内容】 本發明係於考慮到上述問題及目前之情況下所產生。 本發明之一目的為：提供一種TFT、TFT陣列基板及LCd 置，其可控制鈍化層及閘極絕緣層於蝕刻處理中的蝕刻輪 二 =防止鈍化層上的導電層被分割或切斷；及提供一種上的: 方法。 提及熟知此項技藝者當會對上述以及其他未特別 根據本發明之第-態樣，提供一種TFT，其包含：鬧極声、 閘極絕緣層、半導體層、汲極層及鈍化層，上述之每一者皆&成 1336135 在絕緣基板上或上方；及導雷屑 來連接“或2層 :該=【二=叠的多層 厚度等於或小於該導電層之更射絲板，及該紅子層之 子層Γί ί ^ 鈍g具有包含至少第一 第二子層之_以該 及第一子層的蝕刻速率大於遮罩 此外，由於第二子層的厚度係等於或小於導電層的 f此，吾人可使鈍化層及閘極絕緣層在蝕 所欲形狀。因此，可防止鈍化層上的導電 ㈠私TFT的酬崎，鈍化層係由 在根據本發明第一態樣之TFT的另一較佳實施例中，由
層之第二子層的蝕刻速率為第-子層蝕刻速率的U =艮據本發明第一態樣之TFT的仍另—較佳實施例中，在由 Λ t成之鈍化層之第二子廣中鍵結至H原子之n原子數與鍵結 倍，別原子數的比⑺猶丑比)為第一子層中此比例的2°3 在根據本㈣第—_之TFT蚊較佳實施财，在由_ 鈍化層之第二子層中N與Si之成分比_ 此比例的1.7倍，或更大。 ^ < S > 12 1336135 在根據本發明第一態樣之TFT的仍更較佳實施例中，基板係 由透明絕緣材料所構成，閘極絕緣層係由SiN所構成，導電層係 .，氧化銦錫(ΓΓΟ)所構成，閘極層具有至少包含金屬或合金子層的 單層或多層結構’而没極層具有至少包含金屬或合金子層的單戶 或多層結構。 根據本發明之第二態樣，提供一種TFT列陣基板。此基板包 含根據本發明之第—態樣的TFTs。 根據本發明之第三態樣，提供一種LCD裝置。此裝置包含根 據本發明之第二態樣的TFT列陣基板。 根據本發明之第四態樣，提供一種TFT之製造方法，該tft 包$:閘極層、閘極絕緣層、半導體層、汲極層及鈍化層^上述 j-者^彡成在絕緣基板上或上方；及導電層，形成於該純化 ft该導電層係藉由貫穿至少該鈍化層的接觸孔來連接至該閘 極層或献極層。此方法包含下列步驟：將鈍化層之第一子卿 ί於Ϊί板上；將該鈍化層之第二子層形成於該第—子層上:該 ϋϊ，刻速率高於該第—子層之1爛速率；_遮罩來選 擇性地侧該第二子層及該第—子層，藉此 卜 由《亥接觸絲與朗極賴紐極層接觸子^ 度係等於或小於該導電層的厚度。嘴，、七亥弟一子層的厚 ，用根據本發日狀第四態樣之TFT製造方 板3 :接著糊速率高於該第-子層的ΐ二Ϊ 子層及該第-子層，藉此采選擇性_刻該第二 卽#笛一;&楚-工形成貝牙至少该鈍化層的接觸孔。因此， P便弟及第—子層的敍刻速率大於遮罩(例如 * 的侧速率，在此姓刻步驟中，钱二 士阻膜} 層還是會受到側向钱刻。因此，第一層的弟二子 形。 M的钱刻輪廓仍將會是錐 接觸導電層以覆蓋該接觸孔，藉此使該導電邱由， 二觸孔來與該閘極層或該汲極層接觸。該第二 该 •白電層的厚度。因此，即便在上述侧步驟ΐΐ ίί =ί矩形或逆錐形，導電層仍不受到分割或切ί 氮化d糊瓣㈣，触層係由 性芯較佳實施辦’在選擇 一 n 乐于層的步驟中，由SiN構成之鈍化屏夕笙 一子層的钱刻速率為第一子層姓刻逮率的iu立曰弟 漏另‘細中°，在由 至Η 仅Ν奸數與鍵結 倍，或更大。 （秘比)為第—子層中此比例的2.3 此比例的1.7倍，或更大。，、成刀比⑽&比)為第一子層 在根據本發明第四態樣之方法的 的處理室中形成由SiN所構成之鈍化層以=， 在根據本發明第四態樣之曰 個處理室中形成由Si_ 佳實ί例Γ在複數 娜施行選擇性雜鈍化;;==二3乾 性地_由_所構成之鈍實施t，選擇 層的侧速率為遮罩侧速率$刷所構成之鈍化 在根據本發明第四態樣之方法的仍更車^實施例中，藉由調 14 丄说135 =聚增強化學氣相沈積(CVD)處理所用之反應氣體的流量，來控 制由SiN構成之鈍化層的侧速率。 根據本發明之苐五想樣’提供一種Tft陣列基板的製造方 / 。此方法使用根據本發明之第四態樣的TFT製造方法。 根據本翻之第六態樣，提供―種㈣裝置的製造方法。此 法使用根據本發明之第五態樣之TFT陣列基板的製造方法。 【實施方式】
Sir圖來詳細閣述本發明之較佳實施例° in 根據本發明第一實施例之LCD裝置iTFT陣列基板 質據第—⑽㈣板㈣平面示意ί， 型化示，在透明絕緣板1(例如，玻璃板)上形成圖 閘極㈣。/"iff。閉極層2係用以形成閘極線、閘電極2&及 Η雷Γ。極層2(即’閑電極2a)上形成間極絕緣層3以覆蓋 丄的門雷Ut半導體層4形成在閘極絕緣層3上，以與相對 二田a父豎。在半導體層4上形成圖型化導電沒極層5。 ====歧極線、汲電極5d、源電極5…及in X-r Ί pa L- λ. A ，，'、導電層像素電極層7係用以形成像辛電 閘極終端部U中之閘極終端及祕終端部13中^= 沒極層5之源電極5s係藉由設 孔9a而分別連接至對應的像素電極％。如=9 擇性地餘聽層_形成貫細Ul 6()的接觸 1 所9Γ。猎由選 60 3 Μ。位於綱6G上的導電層聊:像素卩電的 =孔 15 的、、及福屏VP= /4 *素電極層)藉㈣應的接觸孔15來盘下方 示;。d( P ’及極終端)接觸。導電層7係連接至外部終端(未圖 疊。==TFTS 12以與對應的島狀半導體層4交 芦5卿成的由問極層2所形成的問電極2a、由及極 ft電極5d及由及極層5所形成的源電極5s。 鈍化層60具有包含具較低蝕刻速率之第一子 S = 1第二子層62的雙層結構。以下可將第-子層6力 為較低蝴速率子層，而將第二子層62可稱為 ^ f較^刻速率子層62的厚度料於或小於像素 ^此處’較紐刻速率子層61及較高侧速率子曰3 同材料(即，氮化矽(SiN))所構成。 糸由相 製21TFT12時’由較靠近絕緣板1之較低钱刻速率子声 (P」弟一子層}及較靠近基板1〇表面(換言之，遠離玻‘ 刻速率子層62(即，第二子層)來形成鈍化層6〇 ί此， 廓。0斤奴之方式來控制鈍化層60及下方閘極絕緣層3之I虫刻輪 ^ ’設置在鈍化層60上部的較高爛速率子層62的厚度係 子# turn雜層7的厚度。因此，鴨轉侧速率 ^層62的侧輪廓為矩形(即，垂直)或逆錐形，仍可 素電極層7被分割或切斷。 上方像 # 6〇ϋ’ί有·較高蝴速率子層62係設置於純化 =0 ^上部。子層62的厚度鱗於或小於上方像素電極層7的 ;度。因此’防止整個鈍化層60的保護功能(例如，防水化。 鈍化層之較高細速率子層62(即，第二子層)之充分钱刻速 16 1336135 ，為較低蝕刻速率子層61(即，第一子層)之蝕刻速率的hl倍或更 多。較高钱刻速率子層62中鍵結至Η原子之N原子數與鍵^ -原子之Si原子數的充分比例為較低蝕刻速率子層 之比例(N-H/Si-H)的2.3倍或更多。較高钱刻速率子層62中n盘 • si的充分成分比例(即，N/Si比)為較低蝕刻速 了 '的1.7倍或更多。 比例 …一般認為根據本發明第一實施例之TFT陣列基板10包含且 上述結構的TFTs 12。根據本發明第一實施例之lCD裝二 TFT陣列基板1Q。 衣 如上所述，根據本發明第一實施例之TFT 12中，鈍化層 少包含較高姓刻速率子層62與較舰刻速率子層^交· t層結構。第-子層61之侧速率低於第二子層62， = ^ ^更靠近基板1G。第二子層62之厚度係等於或小於像ίΐ 極層7(即，導電層)之厚度。 豕京電 理二二C制純化層60及閉極絕緣層3之乾_處 列廊 言’由於較高钱刻速率子層62的側向儀 刻速率子層61之侧輪廓為錐形。結果，可藉由在14 刻處理中改魏刻條件來提升則速率，以提升ΐ刻 此，則可防止鈍化層⑼上之像素電極層^ 光阻鈍化層6()及閘極絕緣層3祕刻速率大於 蝴編姆高 子声62、^^層2具f包含低侧速率子層61與較高银刻速率 本發明並不限於此結構。下列為本發明之充 上部子層i!如/層子=^=之_速率自層6G上部的最 下减^，3)鈍化層6〇 _與最上子層(例如，第二子層
< S V 17 1336135 62)相鄰之下一子層的餘刻速率為最上子層之钱刻速率的1丨p成 更大；及4)最上子層(例如，第二子層62)之厚度係等於或小^象 , 素電極層7的厚度。 、 - 接著’以下將參照圖1〇Α至10C至圖12Α至圖12C來解釋本 •-發明第一實施例之TFT陣列基板的製造方法。圖ι〇Α至l〇c顯示 • 蝕刻鈍化層60與閘極絕緣層3之前的狀態。圖HA至lie顯示: - 刻鈍化層60與閘極絕緣層3之後的狀態。圖12A至12C顯^形 首先’在透明絕緣板1(例如，玻璃板)以濺鍍依序形成鋁(A1) 層及鉬(Mo)層。接著，藉由光微影處理及使用磷酸(H3P〇4)、硝酸 攀 （ΗΝ〇3)及醋酸(CHfOOH)混合物之濕式蝕刻處理來選擇性地姓夂 刻A1層及Mo層，以便在絕緣板1上形成圖型化閘極層2。閘極 層2包含閘極線、閘電極2a及閘極終端。 接著藉由電漿增強CVD在絕緣板1上依序形成閘極絕緣層3 用之SiN層、非晶石夕(a-Si)層及摻雜了填(P)之η型a_Si層(n+ a-Si)。 之後，藉由光微影處理及使用氟齒化物之乾钱刻處理來選擇性地 蝕刻<a-Si層及a-Si層，以便在由SiN構成的閘極絕緣層3上形 成由n+a-Si層及a-Si層交疊之島狀半導層4。 〆 接者，藉由賤鐘來形成氧化姻錫(ITO)層。接著，藉由光微影 • 處理及使用磷酸(H3P〇4)、确酸(HN〇3)及醋酸(CH3C00I^)混合物^ 濕式钱刻處理來選擇性地钱刻ITO層’藉此形成圖型化汲極層5。 汲極層5包含汲極線、汲電極5d、源電極5s及汲極終端。接著， - 藉著使用氟鹵化物之乾蝕刻處理來選擇性地蝕刻移除介於汲電極 5d及源電極5s間的η+a-Si層，藉此形成通道區域。 接著如圖10A至10C中所示，藉由電漿增強CVD來在閘極 絕緣層3上以SiN來依序形成較低餘刻速率子層6i(即，第一子層） 及較咼银刻速率子層62(即，第二子層），以覆蓋半導體層4及沒 極層5。之後如圖ΠΑ至11C中所示，藉著光微影處理及使用氟 鹵化物之乾飯刻處理來選擇性地钱刻較低姓刻速率子層61及較高 18 (S > 1336135 姓刻速率子層62，藉此在問極 部13中分別形成接觸孔Η、9&及15。/觸孔部9及汲極終端 •接觸孔14來暴露τ方的閘極層2 ^赌，U中，經由 9a來暴露下方的沒極層5。在沒極 =9中，經由接觸孔 -來暴露下方的汲極層5。 、 ° 中’經由接觸孔15 此處，藉由較低蝕刻速率子層6 速率子層62(即，第二子層〕來形成越化弟—^層}及較高敍刻 中所不，即使由SiN構成之子層61 ^ 因此如圖11A至lie 的蝕刻速率，仍會因較高蝕刻速 、刻迷率大於光阻膜8 蝕刻速率子層61的錐形蝕刻輪廟。曰2的側向蝕刻而產生較低 又，較高蝕刻速率子層62的厚度 的厚度。因此，即使較高姓刻速率子声於像素電極層7 錐形’像素電極層7仍不會被分割或;；斷的侧輪廓為矩形或逆 當，餘刻速率子層62與較低綱速率子声 率(母一者的蝕刻速率係在非堆疊的狀 =3的蝕刻速 於1時，會因為較高侧速率子 f _比係大 的侧速率，因此有效的較 刻速率子分侧速率^傭 似由麵成子層61與62之電襞增強CVD處理中觸效 ，來進行由構成= -從d *曰s及弟一子層62的此類蝕刻速率控制。例如， °降低至9〇%，則第一子層61與第二子層幻 =刻^率比會增加至U倍。若將_流量自ι〇〇%降低至 /〇,則弟一子層61與第二子層62的蝕刻速率比會增加至14倍。 在此兩案例中，可使用傅立葉轉換紅外光譜儀(FT_IR)來觀察或檢 測沈積子層61與62中的質差異。 _尤其;5第一子層61與第二子層62之蝕刻速率比為u時(換 5之，杈尚蝕刻速率子層62之蝕刻速率為較低蝕刻速率子層61 19 3 1336135 之ϋ刻速率的1.1倍)’較咼钱刻速率子層62中鍵結至η原子之n 原子數與鍵結至Η原子之Si原子數的充分比例并屬切為較低 -蝕刻速率子層61中之比例(N-H/Si-H)的2.3倍。類似地’當第一 _子層61與第二子層62之細速率比為i 4時，較高細速率子層 .、 62中鍵結至η原子之N原子數與鍵結至11原子之&原子數的充 刀比例(N_H/Si-H)為較低钱刻速率子層61中之比例⑺的 .6.2 倍。 ‘ S此，當第一子層61與第二子層62之侧速率比為u時， 較高·速率子層62中N與Si的充分成分比例(即，腿比)為較 低，刻速率子層61中之比例的L7倍。類似地，#第一子層❸ 與第一子層62之蝕刻速率比為1.4時，較高蝕刻速率子層62中N 與Si的充分成分比例(即，N/Si比)為較低银刻速率子層61中之比 例4.6倍。此處一般認為，鈍化層6〇(即，子層61與62)以H原子 終結的機率並不會改變。 ” 接著為形成像素電極層7，藉由濺鑛在純化層6〇(即，第二子 層6¾上形成ITO|，接著藉由光微影處理及使用氫氯酸卿)及 石肖酸(HN〇3)混合物的濕式钱刻處理來選擇性地姓刻IT〇層。因此 如圖12Α至12C中所示，分別在閘極終端部η、接觸孔部9及汲 極終端部13中於鈍化層60上形成未分割及切斷的像素電極層了。 丨經由上述之處理步驟，製造出本發明第一實施例之τρτ陣列 基板10。 第二實施例 圖14係根據本發明之第二實施例之LCD裝置之TFT陣列基 板10a的結構示意圖。由於基板1〇a之結構係與圖9及13所示^ 基板10的結構相同，除了鈍化層6〇具有包含了第一、第二及第 二f層61a、62a及63a的三層結構外，因此，此處藉由指派與第 -實施例巾之元件相同的參考符絲省略第二實施例之基板 的解釋。 第三子層63a之蝕刻速率最高，而第一子層61&之蝕刻速率 1336135 最低。第二子層62a之蝕刻速率居中。因此，子層61a、62a及6如 的蝕刻速率自層60a之上部之最上層子層（即，第三子層纪戶 -60a之下部之最下層子層（即，第一子層61a)減少。 曰 鈍化層60a中與最上子層(例如，第三子層63a)相鄰之下一子 '層（即，第二子層62a)的蝕刻速率為最上子層之蝕刻速率的倍 • 或更大。 .口 取上層于層（即，第三子層63a)之厚度係等於或 層7的厚度。 根據第二實施例之TFT陣列基板顯然可獲得與第一實 同的優點。 、 其他貫施例 由於上述第-及第二實補為本發明之例示性實施例 ^月毋而X限於該些貫施例及其變化。可對該些實施例及其變化 行任何其他修正。 ’、 ^ 子本之及第二實施例中，鈍化層係由兩或三 =隹宜軸。細’本發明並稀於該些結構。鈍化層可 堆ί形成’只要子層之蝕刻速率自鈍化層上部之i 或小於像素電極層7的厚度。 于X專於 在上述實施例中，閘極層係由M〇及A1 層及==層，成。然而’本發明並不限=成： fg i極由金屬所形成，如A1、^、Cu、M。、
雖然在上述實施例中像素電極層由Ιτ 不限於此。對於穿透式LC 極層可如選自包含像素電 成。對於半？透式LCD裝編，像素電極層可^兩 =所
21 1336135 選出的至少一者所形成 在上述實施例中’使用五道光微影處理來製造TFT陣列& 板。但例如，可經由利用半透式光罩之單一光微影處理來施^ 成半導體層及没極層的步驟。若真如此，則可利用四道光 ^便製造出TFT陣列基板。在此方式下，可改變光微影處= 可具限於上述圖9及14中所示的結一 雖然以本發明之較佳形式來闡述本發明，但岸瞭 離本發明精神的情況下，熟知此項技藝者可脫 因此，本發明之範錢僅由下列之申請專利範圍修改。 【圖式簡單說明】 匕 附圖來閣述本發明。 ^係弟先則技藝LCD裝置之TFT陣列其你 圖。圖2係第—先前嫩⑽置之TFT_^^面^
刮面 理步驟。 圖3B - 及2之第一先則技藝TFT陣列基板的製造處 !係於钱刻處理前圖1中:儿 橫剖面圖，其顯示圖i 1者、IB-B的TFT接觸孔部的 處理步驟。 汉2之弟一先也技藝TFT陣列基板的製造 剖面圖 理步驟 A-A, ^ ⑵崎極終端部的横 ^ 弟“聽TFT陣職板的製造處 …廟極進處理後在圖】中沿著線 料列基板的製造4處:其顯示圖…之第一先Z藝 S> 22 :TFT接觸孔圖”沿著線Μ •陣列基板的製造處理步驟…^圖1及2之第—先前技藝m 圖4C係於通常钱刻條件進行
•的汲極終端部的橫剖面圖，1顯干^广理後在圖1甲沿著線C-C， 陣列基板的製造處理步驟。八””、’、，及2之第一先前技藝TFT 先前技藝TFT陣列基板的製造處理:：：其顯示圖1及2之第一 圖5B係於較高速(即，提 令沿著線B-B’的TFT接觸孔 =進=刻處理後在圖〗 一先前技藝TFT陣列基板的製造處理步=。，其顯示圖1及2之第 中沿著線件$亍侧處理後在圖1 先前技藝抓陣列基板的製造處其顯示圖1及2之第— 化層彳 件f^刻處理後及在純 端部的橫剖面圖，其顯示圖!及2 J J上Jf : J二八’的閘極終 的製造處理步驟。 先刖技# TFT陣列基板 化戶幸提升)钱刻條件進行侧處_及在鈍 觸孔部的橫剖面圖，其顯示圖,. 板的製造處理步驟。Q及2之弟一先則技蟄TFT陣列基 圖6C係於較南速(即’提升)餘刻條件進行侧處理後及在鈍 化層上形成像素電極層之處理後，在圖i中沿著線c_c，的汲極级 ：t™ 圖7係於钱刻處理前之第二先前技藝之具有多層結構的部分 橫剖面圖。 1336135 一=係於糊處理後之第二絲技藝之具衫層結構的部分 面圖圖9係根據本發日月之第—實施例之tft陣列基板的部分橫剖 係刻處理前在圖13中沿著線a_a，之閘極終端部 步ί顯示根據圖9本發明第—實施例之tft陣列基板 圖二3係，竭處理後在圖13中沿著線a_a’之閘極終端部 工處理步驟顯示根據圖9本發明第—實施例之TFT陣列基板 圖11B係於钕刻處理後在圖13中沿著線Μ,之抓 步ί顯示根據圖9本發明第-實施例之TFT陣列基 圖ϋ係，刻處理後在圖13中沿著線C-C,之沒極终端部 步驟顯讀9本發明第-實施例之TFT陣列基板 圖2 ί於侧處理後及在鈍化層上形成像素電極層之處理 後，在圖13中沿著線Α·Α，之閘極終端部的橫剖關，其顯 圖9本發明第-實施例之TFT陣職板的製造處理步驟。、據 圖刻處理後及在鈍化層上形成像素電極層之處理 後，在=中巧Β-Β，之TFT接觸孔部的橫剖面,，其顯示 根據圖本《明第-貫施例之TFT陣列基板的製造處理步驟： 圖12C係於姓刻處理後及在鈍化層上形成像素電極層之處理 24 1336135 後，在圖13中沿箸線c_c，之汲極終端部的橫剖面圖，其顯示根據 圖9本發明/第—實施例之TFT陣列基板的製造處理步騾。 圖13係根據本發明之第一實施例之TFT陣列基板的平 面圖圖Μ係根據本發日月之第二實施例之抓_基板的部分心 【主要元件符號說明】 I :透明絕緣板 2:導電閘極層 2a :閘電極 3:閘極絕緣層 4:島狀半導體層 5:圖型化導電汲極層 5d :及電極 5s :源電極 7:像素電極層 7a :像素電極 8 :光阻膜 9:接觸孔部 9a :接觸孔 10 : TFT陣列基板 10a : TFT陣列基板 II :閘極終端部 12 : TFTs 13 :汲極終端部 14 :接觸孔 15 :接觸孔 60 :鈍化層 60a :鈍化層 25 1336135 61 :第一子層 61a :第一子層 62 :第二子層 62a :第二子層 63a :第三子層 100 : TFT陣列基板 101 :透明的絕緣板(玻璃板) 102 :導電閘極層 102a :閘電極 103 :閘極絕緣層 104 :島狀半導體層 105 :導電汲極層 105d :汲電極 105s :源電極 106 :純化層 107 :素電極層 107a :像素電極 108 :光阻膜 108a :經蝕刻之光阻膜 109 :接觸孔部 109a :接觸孔 111 :閘極終端部 112 ： TFTs 113 :汲極終端部 114 :接觸孔 201 :玻璃板 220 : TFT 的層 221 :最低子層 222 :最高子層 26

Claims (1)

1336135 99年8月13曰修正替換 95136535 (無劃線）、只 申請專利範圍 •種薄膜電晶體 替換頁j 包含 广工，層、、閘極絕緣層、半導體層、没極層及純化層，上述之 母一2形成在絕緣基板上或上方；及 導電層，形成於該鈍化層上，該導電層係藉由貫 化層的接來雜雜雜層或驗極層；、 v 其中： 成:亥ft化層具有包含至少第一子層及第二子層堆疊的多層結 構’該子層之侧速率低賊第二子層的铜速率；、。 該，=子層較該第二子層更接近該基板；且 該第二子層之厚度等於或小於該導電層之厚度； 且其中該鈍化層係由氮化矽(SiN)所構成；且 =SW構成之該純化層之該第二子層的該侧速率係為 一子層之蝕刻速率的1.1倍或更高。 2. —種薄膜電晶體，包含： 〆I極層、閘極絕緣層、半導體層、及極層及鈍化層，上述之 母一者皆形成在絕緣基板上或上方；及 於馬ΪΪί ’ ΐ成於該鈍化層上，該導電層係藉由貫穿至少該純 化層的接觸孔來連接至該閘極層或該汲極層； 其中： =化層具有包含至少第—子層及第二子層堆疊的多層結 構，邊^一子層之飯刻速率低於該第二子層的蝕刻速率； 該，一子層較該第二子層更接近該基板；且 該第一子層之厚度等於或小於該導電層之厚度， 且其中該鈍化層係由氮化矽(別风所製成；-且 ^由SiN構成之該鈍化層之該二子層中，鍵、结至Η原子之ν i js tb對鍵結至Η原子之別原子數的比例附仍岡，為該第一 子層中之比例(N-H7Si-H)的2.3倍或更高。 27 3. 3. 99.够.艰鸢修正替換頁 99年8月13日修正替換頁 95136535 (無劃線） ‘種溥膜電晶體，包含： 閘極層、閘極絕緣層、丰導體# 每-^皆形成在絕緣基;上=層及及極層及鈍化層，上述之 ‘電層，形成於該鈍化層上，該導電^ 化層的接觸孔輯接至卿峨細L；猎心牙至少魏 其中· 構，ΐΓϊίϋ含至料—子層及第二子層堆疊的多層結 刻速率低於該第二子層的_速率； 该子層較該第二子層更接近該基板；且 該第一子層之厚度等於或小於該導電層之厚度， 且其中該鈍化層係由氮化矽(SiN)所製成；且 之層之該二子層中N與Si成分的比例 (N例)為5玄弟—子層中之比例(N/Si比例)的17倍或更高。 俜由第1、2或3項之細電晶體，其中該基板 ϋ”:巴緣材枓所構成，該閘極絕緣層係由SiN所構成，該i 成，該問極層具有包含至少—金屬或 合金子-該汲極層具有包含至少一金屬或 2 或/項，包含如申請專利範圍第1、 5項之薄膜電 晶體種液^顯示裝置’包含如申請專利範圍第 上述之 28 1336135 99年8月13曰修正替換頁 95136535 (無劃線）' 晰 ~θν 1 3- 年月日修正替換頁 每一者皆形成在絕緣基板上或上方；及 ‘龟層，开)成於該纯化層上，該導電芦 ♦ 化層的接觸孔來連接至關極層或紐極G 3貞穿〉、該鈍 該製造方法包含下列步驟： 將該鈍化層之第一子層形成於該基板上； 將該鈍化層之第二子層形成於該第一子層上， 蝕刻速率高於該第一子層之蝕刻速率； μ弟一子層之 成貫;!該;二子層及該第-子層，籍此形 孔來與孔’錯此使該導電層藉由該接觸 其中該第二子層的厚度係等於或小於該. 該鈍化層係由氮化矽(8叫所構成；且日的7予度， 構成地兹刻該第二子層及該第一子層的步驟中，由_ 刻速率的1.1倍献高。 于層之钱 8·種薄膜電晶體的製造方法，該薄膜電晶體包含： =極層、閘極絕緣層、半導體層、難層 母一者=形成在絕緣基板上或上方；及 上迮之 &s導電層，形成於該鈍化層上，該導電層係藉由貫穿至少該姑 化層的接觸絲連接雜_層或紐極層；、 … 該製造方法包含下列步驟： 將該純化層之第一子層形成於該基板上； 將該純化層之第二子層形成於該第一子層上 侧速率高於該第—子層之_速率； 弟—子層之 出^用1!罩來選擇性地爛該第二子層及該第™子層，藉此形 成貝牙至父該鈍化層的接觸孔；及 形成汶‘％層以覆蓋該接觸孔，藉此使該導電層藉由該接觸 29 1336135 99年8月13曰修正替換頁 95136535 (無劃線） 为日修正替換頁 孔來與該閘極層或該没極層接觸； 其中該第二子層的厚度係等於或小於該導電. 該純化層係由氮化梦(SiN)所構成；且 由SiN構成之該純化層之該二子層甲鍵結 數對鍵結至Η原子之Si原子數的比例（N-H/S_，^ t之比例(N-H/S_的2.3倍或更高。 叫為該弟一子層 9. -種薄膜電晶體的製造方法，該薄膜電 閘極層、閘極絕緣層、半導體層、及極層 3，上 每一者皆形成在絕緣基板上或上方；及 a上迷之 導電層，形成於該銳化層上’該導電層係藉由貫穿至少 化層的接觸孔來連接至該閘極層或該沒極層； 、 乂、 該製造方法包含下列步驟： 將该鈍化層之第一子層形成於該基板上； 將該，層之第二子層形成於鮮—子層上，該第二子 I 虫刻速率高於該第一子層之钱刻速率； 0 、利用遮罩來選擇性地姓刻該第二子層及該第声 成貫穿至少該鈍化層的接觸孔；及 a a / 蓋該接觸孔，藉此使該導電層藉由該_ 孔來與該閘極層或該j：及極層接觸； 其中該第二子層的厚度係等於或小於該導電層的厚度； 該鈍化層係由氮化矽(SiN)所構成；且 日 又， 在由構成之該鈍化層之該二子層中N與別成分的比例 (N/Si比例)為該第一子層中之比例㈣/別比例)的17倍或更高。 10. 如申請專利範圍第7、8或9項之薄膜電晶體的製造方法， 八中由SiN構成之該鈍化層之該第一子層及該第二子在相 的處理室所形成。 30 1336135 99年8月13曰修正替換頁 95136535 (無劃線） 、 Srt-θ^ 月日修正替权頁j 11.如申請專利範圍第7、8或9項之薄膜電晶體的製造方法， 其中該選擇性蝕刻該鈍化層之該第一子層及該第二子層的步驟 以乾钱刻來施行。 厂如帽專利範圍第7、8或9項之_電晶體的製造方法， =擇性地餘刻由SiN構成之該鈍化層的步驟中，* _構成之 该鈍化層的蝕刻速率係為該遮罩之餘刻速率的L1倍或更高。 13.如申請專利範圍第7、8或9項之薄膜電晶 2由SiN構成之親化層的侧速率，係藉由調整。增強化 予氣相沈積(CVD)處理之反應氣體的流量來控制。 鬥笛〜4. 7_膜冑晶體陣列紐的製造方法，使用如申請專利範 固弟7、8或9項之薄膜電晶體的製造方法。 顯錢置的製造方法’使用如巾請♦利範圍第 員之厚版％晶體陣列基板的製造方法。 十一 圖式 31
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