半导体装置制造方法和薄膜晶体管阵列面板及其制造方法转让专利
申请号 : CN02820938.9
文献号 : CN1575525B
文献日 : 2010-10-06
发明人 : 金彰洙 , 孔香植 , 朴旻昱 , 全相镇
申请人 : 三星电子株式会社
摘要 :
本发明涉及一种制造用于液晶显示器的薄膜晶体管阵列基片的方法。在该方法中，在基片上形成包括栅极线、栅极、和栅极衬垫的横向栅极布线。然后，形成栅极绝缘层，在其上部顺次形成半导体层及欧姆接触层。接着，将导电层沉积在基片上，并制作布线图案形成包括与栅极线交叉的数据线、源极、漏极、和数据衬垫的数据布线。接着，将保护层和有机绝缘层沉积在基片上。将有机绝缘层进行曝光和显像，从而形成分别露出漏极、栅极衬垫、及数据衬垫上部保护层的接触孔。接着，将有机绝缘层作为掩膜蚀刻露出的保护层，露出漏极、栅极衬垫以及数据衬垫。接着，通过固化收缩或回流有机绝缘层，以便在接触区域除去底切结构。在固化步骤之前抛光有机绝缘层。接着，将ITO或IZO沉积在有机绝缘层上，并制作布线图案以形成分别与漏极、栅极衬垫、及数据衬垫连接的像素电极、辅助栅极衬垫及辅助数据衬垫。
权利要求 :
1.一种制造半导体装置的方法，所述方法包括以下步骤：在基片上形成第一布线组件；
在所述第一布线组件上形成下层；
形成有机绝缘层，以便所述有机绝缘层覆盖所述下层；
对所述有机绝缘层制作布线图案，从而形成露出所述下层的接触孔；
在对所述有机绝缘层图案化后，蚀刻通过所述接触孔露出的所述下层，以便露出其下的所述第一布线组件，从而在所述有机绝缘层与所述下层之间的交界处形成底切；
固化具有所述底切的所述有机绝缘层以除去所述底切；
在所述有机绝缘层上形成第二布线组件，以便所述第二布线组件通过所述接触孔连接所述第一布线组件。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述下层由氮化硅或氧化硅组成。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述下层由导电材料组成。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机绝缘层由感光性有机绝缘材料组成。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，进一步包括在所述固化步骤之前抛光所述有机绝缘层的步骤。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述有机绝缘层在所述抛光步骤减小厚度，以便所述有机绝缘层具有以下的厚度。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在形成所述接触孔的步骤中，设置限定所述接触孔的所述有机绝缘层部分，以便与其它部分相比具有相对薄的厚度。
8.一种制造用于液晶显示器的薄膜晶体管阵列基片的方法，包括以下步骤：在绝缘基片上形成栅极线组件，所述栅极线组件包括栅极线及与所述栅极线连接的栅极；
在具有所述栅极线组件的所述基片上沉积栅极绝缘层；
在所述栅极绝缘层上形成半导体层；
形成数据线组件，所述数据线组件包括与所述栅极线交叉的数据线、与所述数据线连接并定位于邻接所述栅极的源极、以及以所述栅极为准位于所述源极对面的漏极；
沉积保护层；
在所述保护层上形成有机绝缘层；
对所述有机绝缘层制作布线图案，从而形成露出所述漏极上部所述保护层的第一接触孔；
蚀刻通过所述第一接触孔露出的所述保护层，以便露出所述漏极，从而在所述有机绝缘层与所述保护层之间的交界处形成底切；
抛光所述有机绝缘层；
固化具有所述底切的所述有机绝缘层以除去所述底切；以及在所述保护层上形成像素电极，以便通过所述第一接触孔与所述漏极连接。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述有机绝缘层由感光性有机材料组成。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述有机绝缘层在所述抛光步骤减小厚度，以便所述有机绝缘层具有以下的厚度。
11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述栅极线组件还包括用于从外部接收扫描信号并向所述栅极线发送所述扫描信号的栅极衬垫；所述数据线组件还包括用于从外部接收图像信号并向所述数据线发送所述图像信号的数据衬垫；以及所述有机绝缘层与所述保护层或所述栅极绝缘层一起具露出所述数据衬垫及所述栅极衬垫的第二及第三接触孔；所述方法还包括在所述像素电极同一平面处形成辅助栅极衬垫和辅助数据衬垫的步骤，以便所述辅助栅极衬垫和所述辅助数据衬垫通过所述第二和所述第三接触孔与所述栅极衬垫和所述数据衬垫电连接。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第二和所述第三接触孔与所述第一接触孔一起形成，限定所述第一至所述第三接触孔的所述有机绝缘层厚度比所述有机绝缘层的其它部分厚度薄。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述数据线组件和所述半导体层通过利用部分厚度不同的感光层图案的光刻工序一起形成。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述感光层图案包括具有第一厚度的第一部分、比所述第一厚度厚的第二部分、以及不具有厚度的第三部分。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，在所述光刻工序中，所述第一感光层图案部分位于所述源极和所述漏极之间，而所述第二感光层图案部分位于所述数据线组件之上。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括在所述半导体层和所述数据线组件之间形成欧姆接触层的步骤。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，只用一张掩膜形成所述数据线组件、所述欧姆接触层、以及所述半导体层。
18.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括在所述保护层和所述有机绝缘层之间形成红、绿、和蓝滤色片的步骤。
说明书 :
技术领域
本发明涉及一种用于半导体装置和用于显示器的薄膜晶体管阵列基片的接触结构及其制造方法。
背景技术
通常，随着半导体装置逐渐集成化，优选半导体装置面积须最佳且形成多层布线。这时，绝缘层为了使通过布线传递的信号干扰变得最小，优选由低介电材料形成。而且传递相同信号的布线应在绝缘层形成接触孔相互电连接。但在蚀刻绝缘层形成接触孔时，若在接触部发生底切就使接触部的台阶覆盖变差。由此发生绝缘层上部的布线剖面变差或在接触部布线断线的问题。
另外，液晶显示器是目前使用最广泛的平板显示装置之一，由具备电极的两张基片和充填在其间的液晶层构成，通过给电极施加电压使液晶层的液晶分子重新排列来调整光的透射。
液晶显示器中目前主要使用的是在两个基片上分别形成电极，还具有控制施加到电极上电压的薄膜晶体管的液晶显示器。一般薄膜晶体管阵列基片上除了形成薄膜晶体管外还形成包括传递扫描信号的栅极线及传递图像信号的数据线的布线、接收来自外部的扫描信号或图像信号分别向栅极线及数据线传递的栅极衬垫及数据衬垫。在栅极线和数据线交叉限定的像素区域形成与薄膜晶体管电连接的像素电极。
这时，为了提高液晶显示器显示特性，优先确保像素的纵横比。为此使布线和像素电极相互重叠形成，在它们之间形成低介电有机材料组成的绝缘层，使通过布线组件传递的信号干扰变得最小。
在这种液晶显示器薄膜晶体管阵列基片的制造方法中，为了从外部接收信号需要露出衬垫或为了连接其它布线露出布线的工序。但是，当通过具有接触孔的绝缘层作为掩膜蚀刻下层、在下层形成接触孔时，若为了确保绝缘层的厚度以绝缘层不被蚀刻为条件形成露出衬垫或布线的接触孔，在绝缘层下面的下层就会发生严重的底切，接触部的台阶覆盖就会变坏。因此，会产生以后形成的另外上层剖面变坏或在接触部上层断线的问题。为了解决这种问题在接触部优先形成阶梯状接触孔的侧壁。然而，为此还需多次用光刻工序对有机绝缘层制作布线图案，所以使制造工序变得复杂。
另外，液晶显示器是目前使用最广泛的平板显示装置之一，由具备电极的两张基片和充填在其间的液晶层构成，通过给电极施加电压使液晶层的液晶分子重新排列来调整光的透射。
液晶显示器中目前主要使用的是在两个基片上分别形成电极，还具有控制施加到电极上电压的薄膜晶体管的液晶显示器。一般薄膜晶体管阵列基片上除了形成薄膜晶体管外还形成包括传递扫描信号的栅极线及传递图像信号的数据线的布线、接收来自外部的扫描信号或图像信号分别向栅极线及数据线传递的栅极衬垫及数据衬垫。在栅极线和数据线交叉限定的像素区域形成与薄膜晶体管电连接的像素电极。
这时，为了提高液晶显示器显示特性，优先确保像素的纵横比。为此使布线和像素电极相互重叠形成，在它们之间形成低介电有机材料组成的绝缘层，使通过布线组件传递的信号干扰变得最小。
在这种液晶显示器薄膜晶体管阵列基片的制造方法中，为了从外部接收信号需要露出衬垫或为了连接其它布线露出布线的工序。但是，当通过具有接触孔的绝缘层作为掩膜蚀刻下层、在下层形成接触孔时，若为了确保绝缘层的厚度以绝缘层不被蚀刻为条件形成露出衬垫或布线的接触孔，在绝缘层下面的下层就会发生严重的底切，接触部的台阶覆盖就会变坏。因此，会产生以后形成的另外上层剖面变坏或在接触部上层断线的问题。为了解决这种问题在接触部优先形成阶梯状接触孔的侧壁。然而，为此还需多次用光刻工序对有机绝缘层制作布线图案，所以使制造工序变得复杂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种半导体装置和用于液晶显示器的薄膜晶体管阵列基片，其可确保绝缘层厚度同时可改善接触结构的断面。
本发明的另一目的是提供一种涉及简化加工步骤的制造薄膜晶体管阵列基片的方法。
本发明的这些及其它的目的可以通过下列特征实现。在接触区域完成露出衬垫或布线的接触孔时，将具有接触孔的有机绝缘层作为掩膜蚀刻绝缘层下面的下层露出衬垫或布线后，为了硬化有机绝缘层进行薄膜晶体管阵列基片固化。在进行固化前进行抛光工序以增强固化效果。
更具体地说，在制造半导体装置方法中，在基片上形成第一布线组件。接着，在第一布线组件上形成下层。在该下层形成有机绝缘层。对有机绝缘层制作布线图案，从而形成露出下层的接触孔。蚀刻通过接触孔露出的下层，以便露出其下的第一布线组件。固化有机绝缘层。在有机绝缘层上形成第二布线组件，以便第二布线组件通过接触孔连接第一布线组件。
下层可以由氮化硅、氧化硅、或导电材料形成。有机绝缘层由感光性有机材料形成。
而且，在固化步骤之前抛光有机绝缘层，以以下厚度除去上述有机绝缘层，优选地，限定接触孔的有机绝缘层比其它的部分厚度要薄。
上述方法可以很好地应用于制造用于液晶显示器的薄膜晶体管阵列基片。
在绝缘基片上形成栅极线组件。该栅极线组件包括栅极线及与栅极线连接的栅极。在具有栅极线组件的基片上沉积栅极绝缘层。在栅极绝缘层上形成半导体层。形成数据线组件，该数据线组件包括与栅极线交叉的数据线、与数据线连接并定位于邻接栅极的源极、以及以栅极为准位于源极对面的漏极。在基片上沉积保护层，并在所述保护层上形成有机绝缘层。对有机绝缘层制作布线图案，从而形成露出漏极上部保护层的第一接触孔。蚀刻通过第一接触孔露出的保护层，以便露出漏极。固化有机绝缘层。在保护层上形成像素电极，以便通过第一接触孔与漏极连接。
在这里，用感光性有机材料形成有机绝缘层，优选地，在固化步骤前抛光有机绝缘层，以以下厚度除去有机绝缘层。
栅极线组件还包括用于从外部接收扫描信号并向栅极线发送扫描信号的栅极衬垫。数据线组件还包括用于从外部接收图像信号并向数据线发送图像信号的数据衬垫。以及有机绝缘层与保护层或栅极绝缘层一起具露出数据衬垫及栅极衬垫的第二及第三接触孔。该方法还包括在像素电极同一平面处形成辅助栅极衬垫和辅助数据衬垫的步骤，以便辅助栅极衬垫和辅助数据衬垫通过第二和第三接触孔与栅极衬垫和数据衬垫电连接。
第二和第三接触孔与第一接触孔一起形成，限定第一至第三接触孔的有机绝缘层厚度比有机绝缘层的其它部分厚度薄。在保护层和有机绝缘层之间可以形成红、绿、和蓝滤色片。
本发明的另一目的是提供一种涉及简化加工步骤的制造薄膜晶体管阵列基片的方法。
本发明的这些及其它的目的可以通过下列特征实现。在接触区域完成露出衬垫或布线的接触孔时，将具有接触孔的有机绝缘层作为掩膜蚀刻绝缘层下面的下层露出衬垫或布线后，为了硬化有机绝缘层进行薄膜晶体管阵列基片固化。在进行固化前进行抛光工序以增强固化效果。
更具体地说，在制造半导体装置方法中，在基片上形成第一布线组件。接着，在第一布线组件上形成下层。在该下层形成有机绝缘层。对有机绝缘层制作布线图案，从而形成露出下层的接触孔。蚀刻通过接触孔露出的下层，以便露出其下的第一布线组件。固化有机绝缘层。在有机绝缘层上形成第二布线组件，以便第二布线组件通过接触孔连接第一布线组件。
下层可以由氮化硅、氧化硅、或导电材料形成。有机绝缘层由感光性有机材料形成。
而且，在固化步骤之前抛光有机绝缘层，以以下厚度除去上述有机绝缘层，优选地，限定接触孔的有机绝缘层比其它的部分厚度要薄。
上述方法可以很好地应用于制造用于液晶显示器的薄膜晶体管阵列基片。
在绝缘基片上形成栅极线组件。该栅极线组件包括栅极线及与栅极线连接的栅极。在具有栅极线组件的基片上沉积栅极绝缘层。在栅极绝缘层上形成半导体层。形成数据线组件，该数据线组件包括与栅极线交叉的数据线、与数据线连接并定位于邻接栅极的源极、以及以栅极为准位于源极对面的漏极。在基片上沉积保护层，并在所述保护层上形成有机绝缘层。对有机绝缘层制作布线图案，从而形成露出漏极上部保护层的第一接触孔。蚀刻通过第一接触孔露出的保护层，以便露出漏极。固化有机绝缘层。在保护层上形成像素电极，以便通过第一接触孔与漏极连接。
在这里，用感光性有机材料形成有机绝缘层，优选地，在固化步骤前抛光有机绝缘层，以以下厚度除去有机绝缘层。
栅极线组件还包括用于从外部接收扫描信号并向栅极线发送扫描信号的栅极衬垫。数据线组件还包括用于从外部接收图像信号并向数据线发送图像信号的数据衬垫。以及有机绝缘层与保护层或栅极绝缘层一起具露出数据衬垫及栅极衬垫的第二及第三接触孔。该方法还包括在像素电极同一平面处形成辅助栅极衬垫和辅助数据衬垫的步骤，以便辅助栅极衬垫和辅助数据衬垫通过第二和第三接触孔与栅极衬垫和数据衬垫电连接。
第二和第三接触孔与第一接触孔一起形成，限定第一至第三接触孔的有机绝缘层厚度比有机绝缘层的其它部分厚度薄。在保护层和有机绝缘层之间可以形成红、绿、和蓝滤色片。
附图说明
本发明的更全面的评价，及其许多附带的优点，通过参照下列详细描述变得更易于理解，从而变得显而易见，且结合附图进行详细描述，在附图中相同的附图标记表示相同或相似的元件，其中：
图1A至图1G是根据本发明的用于半导体装置的接触结构的制造方法按其工序图示的截面图；
图2是根据本发明第一优选实施例的用于液晶显示器的薄膜晶体管阵列基片的平面图；
图3是图2中沿着III-III′线的薄膜晶体管基片的截面图；
图4A、5A、6A、及7A是图2所示的薄膜晶体管基片制造过程中间步骤的布局图；
图4B是在图4A中沿着IVb-IVb′线薄膜晶体管基片的截面图；
图5B是在图5A中沿着Vb-Vb′线薄膜晶体管基片的截面图；
图6B是在图6A中沿着VIb-VIb′线薄膜晶体管基片的截面图；
图7B是在图7A中沿着VIIb-VIIb′线薄膜晶体管基片的截面图；
图8示出了接着如图7B所示步骤的下一个步骤中制造薄膜晶体管基片的步骤图；
图9示出了接着如图8所示步骤的下一个步骤中制造薄膜晶体管基片的步骤图；
图10是根据本发明第二优选实施例的用于液晶显示器的薄膜晶体管基片的平面图；
图11和图12是在图10中薄膜晶体管基片沿着XI-XI′线及XII-XII′线的截面图；
图13A示出了如图10所示的制造薄膜晶体管基片的第一步骤；
图13B和13C是在图13A中分别沿着XIIIb-XIIIb′线及XIIIc-XIIIc′线薄膜晶体管基片的截面图；
图14A及14B示出了图13B及图13C所示的下一个步骤的制造薄膜晶体管基片的步骤图；
图15A是图14A及图14B下一个步骤中的薄膜晶体管基片布局图；
图15B及15C在图15A中分别沿着XVb-XVb′线及XVc-XVc′线薄膜晶体管基片的截面图；
图16A至18B是图15B及图15C的制造薄膜晶体管基片的下一个步骤工序图；
图19A是图18A及图18B下一步骤薄膜晶体管基片布局图；
图19B及19C是在图19A中分别沿着XIXb-XIXb′线及XIXc-XIXc′线薄膜晶体管基片的截面图；
图20A至21B是图19B及图19C的制造薄膜晶体管基片下一个步骤工序图；
图22是根据本发明第三优选实施例的用于液晶显示器的薄膜晶体管阵列基片结构布局图；
图23是在图22中沿着XXIII-XXIII′线薄膜晶体管基片的截面图；
图24A及图25A是如图22所示的薄膜晶体管阵列基片制造方法中间步骤图；
图24B及图25B分别是图24A中沿着XXIVb-XXIVb′线和图25A中沿着XXVb-XXVb′线的薄膜晶体管阵列基片截面图；
图26是图25B所示的下一个步骤的薄膜晶体管阵列基片截面图；
图27是如图26所示的下一个步骤的薄膜晶体管阵列基片截面图；
图28A至图28D是在本发明实施例1中进行固化处理后，根据进行抛光处理的时间变化的接触部结构图；
图29A至29D是在本发明实施例2中进行固化处理后，根据进行抛光处理的时间变化的接触部结构图；以及
图30A至32D是在本发明实施例3中进行固化处理后，根据进行抛光处理的时间变化的接触部结构图。
图1A至图1G是根据本发明的用于半导体装置的接触结构的制造方法按其工序图示的截面图；
图2是根据本发明第一优选实施例的用于液晶显示器的薄膜晶体管阵列基片的平面图；
图3是图2中沿着III-III′线的薄膜晶体管基片的截面图；
图4A、5A、6A、及7A是图2所示的薄膜晶体管基片制造过程中间步骤的布局图；
图4B是在图4A中沿着IVb-IVb′线薄膜晶体管基片的截面图；
图5B是在图5A中沿着Vb-Vb′线薄膜晶体管基片的截面图；
图6B是在图6A中沿着VIb-VIb′线薄膜晶体管基片的截面图；
图7B是在图7A中沿着VIIb-VIIb′线薄膜晶体管基片的截面图；
图8示出了接着如图7B所示步骤的下一个步骤中制造薄膜晶体管基片的步骤图；
图9示出了接着如图8所示步骤的下一个步骤中制造薄膜晶体管基片的步骤图；
图10是根据本发明第二优选实施例的用于液晶显示器的薄膜晶体管基片的平面图；
图11和图12是在图10中薄膜晶体管基片沿着XI-XI′线及XII-XII′线的截面图；
图13A示出了如图10所示的制造薄膜晶体管基片的第一步骤；
图13B和13C是在图13A中分别沿着XIIIb-XIIIb′线及XIIIc-XIIIc′线薄膜晶体管基片的截面图；
图14A及14B示出了图13B及图13C所示的下一个步骤的制造薄膜晶体管基片的步骤图；
图15A是图14A及图14B下一个步骤中的薄膜晶体管基片布局图；
图15B及15C在图15A中分别沿着XVb-XVb′线及XVc-XVc′线薄膜晶体管基片的截面图；
图16A至18B是图15B及图15C的制造薄膜晶体管基片的下一个步骤工序图；
图19A是图18A及图18B下一步骤薄膜晶体管基片布局图；
图19B及19C是在图19A中分别沿着XIXb-XIXb′线及XIXc-XIXc′线薄膜晶体管基片的截面图；
图20A至21B是图19B及图19C的制造薄膜晶体管基片下一个步骤工序图；
图22是根据本发明第三优选实施例的用于液晶显示器的薄膜晶体管阵列基片结构布局图；
图23是在图22中沿着XXIII-XXIII′线薄膜晶体管基片的截面图；
图24A及图25A是如图22所示的薄膜晶体管阵列基片制造方法中间步骤图；
图24B及图25B分别是图24A中沿着XXIVb-XXIVb′线和图25A中沿着XXVb-XXVb′线的薄膜晶体管阵列基片截面图；
图26是图25B所示的下一个步骤的薄膜晶体管阵列基片截面图；
图27是如图26所示的下一个步骤的薄膜晶体管阵列基片截面图；
图28A至图28D是在本发明实施例1中进行固化处理后，根据进行抛光处理的时间变化的接触部结构图；
图29A至29D是在本发明实施例2中进行固化处理后，根据进行抛光处理的时间变化的接触部结构图；以及
图30A至32D是在本发明实施例3中进行固化处理后，根据进行抛光处理的时间变化的接触部结构图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员能够进行本发明，现参照附图详细说明本发明的实施例，但是本发明可表现为不同形式，它不局限于在此说明的实施例。
首先，说明根据本发明实施例的半导体装置及其制造方法。一般优选地，随着半导体装置逐渐集成化，使半导体装置面积最佳或为了辅助接收来自外部的信号连接在信号线上的衬垫，以多层形成布线。根据本发明实施例的半导体装置为了使通过布线传递的信号干扰变得最小，布线之间层间绝缘层用低介电和平坦化特性良好的有机材料组成。在这里，为了互相电连接层间布线，要在绝缘层形成接触孔，但根据本发明实施例的制造方法中，当蚀刻绝缘层形成接触孔时，为了防止在接触部发生底切，先蚀刻绝缘层下面下层，形成露出衬垫或布线的接触孔后，为了硬化有机材料组成的绝缘层，进行固化处理。
图1A至图1G是根据本发明的半导体装置接触部的制造方法按其工序图示的截面图。
根据本发明实施例的半导体装置接触部制造方法中，首先如图1A所示，在形成第一布线的基片100上部依次沉积由氮化硅或氧化硅组成的绝缘层310及由低介电有机材料组成的有机绝缘层320形成层间绝缘层300。这时，优选地，有机绝缘层320具有感光性，优选地，绝缘层310厚度为以下。
接着，如图1B所示，为了形成露出第一布线组件200的接触孔，在对应接触孔的部分用具有透射区域的掩膜曝光有机绝缘层320并显像，形成露出绝缘层310的接触孔330。这时，为了控制光透射，在掩膜光透射区域周围形成狭缝或点阵形态图案或形成半透明层，以便如在图中用虚线表示，可使接触孔330周围有机绝缘层320厚度比其它的厚度剩下的薄。这是为了在以后的固化处理工序中更缓慢地形成接触部的侧壁。对此，将在用4张掩膜完成液晶显示器薄膜晶体管基片的本发明第二实施例的制造方法中进行具体说明。
接着，如图1C所示，蚀刻接触孔330露出的绝缘层310露出第一布线组件200。这时，为了使通过第一布线组件200或在有机绝缘层320上形成的别的布线传递的信号干扰变的最小，要确保有机绝缘层320的厚度，为此，优选地，适用不蚀刻有机绝缘层320、只蚀刻的绝缘层310的工序条件。在这种蚀刻工序中虽然用干蚀刻方法进行蚀刻，但以各向同性方式进行蚀刻气体的反应。因此，如图1C所示，直到有机绝缘层320的下部蚀刻绝缘层310，发生底切。
接着，进行固化处理增加有机绝缘层320强度，同时收缩有机绝缘层320或进行回流，除去在有机绝缘层320接触孔330下部的接触部中发生的底切结构。在进行固化处理时，有机绝缘层320收缩或回流当收缩占优势时，如图1D所示，组成接触孔330的有机绝缘层320边界在接触部中，与绝缘层310边界一致或可以移动到绝缘层310上部。进行固化处理发生回流时，如图1E所示，在接触部中有机绝缘层320的接触孔330边界可以覆盖绝缘层310边界在这里进行固化处理时，为了使有机绝缘层320更好地变形，优选在进行固化处理之前进行抛光工序。因为，干蚀刻接触孔330露出的绝缘层310露出第一布线组件200时，在有机绝缘层320表会形成变硬凝固的层，这种层在固化处理时抑制有机绝缘层320的变形，所以应除去在有机绝缘层320表面形成的固体层。这时，在抛光工序中为了确保有机绝缘层320厚度，优选地，以以下厚度除去有机绝缘层320。
接着，如图1F及图1G所示，在有机绝缘层320上沉积导电材料，并用掩膜光刻工序制作布线图案，形成通过接触孔330与第一布线组件200电连接的第二布线组件400。
如上所述，用有机材料形成层间绝缘层300并形成露出第一布线组件200的接触孔330时，先蚀刻有机绝缘层320下层310后进行固化处理，除去在接触部有机绝缘层320下部发生的底切。通过它可以防止在接触部通过接触孔330与第一布线组件200连接的第二布线组件400断线，在接触部可以缓慢改善第二布线组件400的断面(轮廓)。
在前面以有机绝缘层320的下层绝缘层310为例进行了说明，但当有机绝缘层320下层为导电层时也同样适用。即，如在本发明接触部制造方法中，当蚀刻有机绝缘层下部导电层时，若导电层蚀刻到有机绝缘层下部导致在接触部形成底切，可以对有机绝缘层进行固化处理，在接触部除去底切结构。
另外，这种根据本发明实施例的半导体装置及其制造方法同样适用在用于液晶显示器的薄膜晶体管阵列基片及其制造方法中。
首先参照图2及图3详细说明根据本发明第一实施例的液晶显示器薄膜晶体管基片的结构。图2是根据本发明第一实施例的用于液晶显示器的薄膜晶体管基片，图3是在图2中的薄膜晶体管基片沿着III-III′线的截面图。
在绝缘基片10上形成包括低电阻铝系列金属材料的栅极线组件。栅极线组件包括横向延伸的栅极线22、与栅极线22末端连接并接收来自外部栅极信号并向栅极线传递的栅极衬垫24以及与栅极线22连接的薄膜晶体管栅极26。
栅极线组件优选由铝系列单层结构或多层结构组成。在形成双层结构时，优选地，一层由低电阻材料形成，另一层由ITO、IZO、或具有与别的材料接触性良好的铬或钼系列等材料组成。
在基片10上由氮化硅类组成的栅极绝缘层30覆盖栅极线组件。栅极绝缘层30与以后形成的保护层70一起具有露出栅极衬垫24的接触孔74。
在栅极26的栅极绝缘层30上部形成非晶硅等半导体组成的半导体层40，在半导体层40上部分别形成重掺杂硅化物或n型杂质的n+氢化非晶硅类材料组成并以栅极26为中心分为两个部分的欧姆接触层55和56。
在欧姆接触层55、56及栅极绝缘层30上形成铝或铝合金、钼或钼合金、铬、钛等金属或导电体组成的数据线组件。该数据线组件包括横向形成并与栅极线22交叉限定像素的数据线62、是数据线62的分支且延长到欧姆接触层55上部的源极65、与数据线62一末端连接并接收来自外部图像信号的数据衬垫68、与源极65分离并以栅极26为准位于源极65对面欧姆接触层56上部的漏极66。另外数据布线还包括与栅极线22重叠确保存储容量的存储电容器导电体图案64。
数据线组件也可以由铝系列单层结构或多层结构组成。在形成具有双层结构的数据线组件时，优选地，一层由低电阻材料形成，另一层由与别的材料接触性良好的材料组成。可以Cr/Al(或Al合金)或Al/Mo等为例。这时，Cr层具有可防止铝层或铝合金层向硅层40、55、56扩散的功能，同时它还具有确保数据线组件和像素电极82之间接触性的接触部功能。
在数据线组件和由氮化硅组成的栅极绝缘层30上形成保护层70，用具有极佳平坦化特性的低介电丙烯酸系有机材料在保护层70上形成有机绝缘层75。在保护层70上分别形成分别露出存储电容器导电体图案64、漏极66及数据衬垫68的接触孔72、76、78，并形成与栅极绝缘层30一起露出栅极衬垫24的接触孔74。这时，有机绝缘层75在制造工序中已被进行了固化处理，所以接触孔72、74、76、78的侧壁，特别是有机绝缘层75侧壁在30-60°范围内具有缓慢倾斜的锥形结构。它可以缓慢引导以后形成的辅助衬垫84、88的像素电极82断面。而且，在图中形成接触孔72、74、76、78的有机绝缘层75和保护层70的边界一致，但有机绝缘层75边界覆盖保护层70或栅极绝缘层30的边界线，可以与其下面的布线接触，或比保护层70边界线更位于内侧，露出保护层70表面。
在有机绝缘层75上包括通过接触孔76与漏极66连接并位于像素的像素电极82和通过接触孔74、78分别与栅极衬垫24及数据衬垫68连接的辅助栅极衬垫84及辅助数据衬垫88，形成透明导电材料ITO或IZO组成的像素线组件。如上所述，在接触部有机绝缘层75具有缓慢倾斜的锥形结构，因保护层70及有机绝缘层75的边界一致，所以在接触区域处，像素电极82、辅助栅极衬垫84、及辅助数据衬垫88具有平缓的断面，可以防止其断线。
如图2及图3所示，像素电极82与栅极线22重叠形成存储电容器。若存储容量不足时，可以在栅极线组件同一层添加存储电容线组件。
参照图2及图3和图4A至图9详细说明这种根据本发明第一实施例结构的用于液晶显示器的薄膜晶体管基片的制造方法。
如图4A及图4B所示，在基片10上沉积诸如铝、铝合金、银、和银合金等这样的与其它材料接触性良好的导电材料或低电阻导电材料，并制作布线图案形成包括栅极线22、栅极26、及栅极衬垫24的栅极线组件。
然后，如图5A及图5B所示，在基片10上连续沉积栅极绝缘层30、非晶硅半导体层40、掺杂的非晶硅层50，用掩膜的制作布线图案工序对半导体层40和掺杂的非晶硅层50，在与栅极26面对的栅极绝缘层30上部形成半导体层40和欧姆接触层50。半导体层40和欧姆接触层50可以随着以后形成的数据线62形成。
如图6A和图6B所示，在基片10上沉积以诸如铬、钼、钼合金、铝、铝合金、银、和银合金这类导电材料为基本成分的导电层，并通过光刻工序制作布线图案，从而形成数据线组件。该数据线组件包括与栅极线22交叉的数据线62、与数据线62连接并延长到栅极26上部的源极65、与数据线62一末端连接的数据衬垫68、与源极65分离并以栅极26为中心与源极65面对的漏极66、及与栅极线22重叠的存储电容器导电体图案64。
接着，蚀刻未被数据线组件遮挡的掺杂非晶硅层图案50，以栅极线26为中心向两边分离，同时，露出两边掺杂的非晶硅层55、56之间半导体层40。接着，为了稳定露出的半导体层40表面，优选进行氧等离子处理。
如图7A及图7B所示，以以下厚度，优选地，以以下厚度沉积氮化硅保护层70，在其上部以2-4μm厚度形成具有感光性有机绝缘材料组成的有机绝缘层75。首先，用掩膜的光刻工序曝光显像有机绝缘层75，在存储电容器导电体图案64、栅极衬垫24、漏极66、及数据衬垫68的上部形成接触孔72、74、76、78。这时，为了更缓慢地形成接触部的侧壁，优选主要形成狭缝或点阵形态图案或由半透明层组成的半透明区域，以减少掩膜透射区域周围的光透射。因此，使接触孔72、74、76、78周围有机绝缘层75厚度比别的部分剩下薄的厚度。
接着，如图8所示，为了确保有机绝缘层75厚度，用有机绝缘层75不被蚀刻的条件蚀刻接触孔72、74、76、78露出的保护层70及栅极绝缘层30，露出存储电容器导电体图案64、栅极衬垫24、漏极66、及数据衬垫68。在这里，蚀刻保护层70的方法优选使用干蚀刻，干蚀刻气体用SF6+O2或CF4+O2等。在这里，当蚀刻保护层70及栅极绝缘层30时，虽然进行干蚀刻，但如图所示，保护层70及栅极绝缘层30一直蚀刻到有机绝缘层75下部，以致产生底切。
为了硬化有机绝缘层75的同时收缩或回流，在150-350℃范围，优选地，在200-300℃范围内进行固化处理工序。那么，如图9所示，有机绝缘层75在接触部收缩到由保护层70或栅极绝缘层30限定的接触孔72、74、76、78，因此在接触部底切结构消失了。且在接触部限定接触孔72、74、76、78的有机绝缘层75侧壁可以具有缓慢倾斜的台阶覆盖。在这里进行固化处理工序时，有机绝缘层75收缩占优势，因此在图中只显示了栅极绝缘层30边界线和有机绝缘层75边界一致的结构。但是，当有机绝缘层75回流占优势时，直到保护层70或栅极绝缘层30边界内侧还发生有机绝缘层75的回流，有机绝缘层75在接触部可以完全覆盖保护层70或栅极绝缘层30。就这样，在本发明中蚀刻保护层70及栅极绝缘层30形成接触孔72、74、76、78并进行固化处理，以此可以缓慢形成接触部的侧壁，在接触部限定接触孔72、74、76、78的有机绝缘层75侧壁具有30-60°倾斜度的锥形结构。
最后，如图2及图3所示，沉积ITO或IZO层，并进行用掩膜的制作布线图案工序，分别形成通过接触孔72、76与存储电容器导电体图案64及漏极66连接的像素电极82和通过接触孔74、78分别与栅极衬垫24及数据衬垫68连接的辅助栅极衬垫84及辅助数据衬垫88。这时，如上所述，通过固化处理工序除去在接触部发生的底切，以此防止在接触部像素电极82、辅助栅极衬垫84、及辅助数据衬垫88的断线，可以缓慢形成它们的断面。
如上所述，在优选实施例中，蚀刻有机绝缘层下层，露出其下的布线元件后，对有机绝缘层进行固化处理。通过它确保有机绝缘层厚度并确保液晶显示器纵横比，同时以缓慢倾斜形成接触部断面，用一次光刻工序就可以形成接触部，可以简化薄膜晶体管阵列基片制造工序。
可供选择地，上述工序可以仅使用4张掩膜进行。
图10是根据本发明第二优选实施例的用于液晶显示器的薄膜晶体管基片的布局图，图11及图12是在图10中薄膜晶体管基片分别沿着XI-XI′线及XII-XII′线的截面图。
在绝缘基片10上与第一实施例相同形成包括包含铝、铝合金、银、银合金等低电阻导电材料的栅极线组件。该栅极线组件包括栅极线22、栅极衬垫24、及栅极26。栅极线组件还包括在基片10上部与栅极线22平行并从外部接收向上板共同电极输入的共同电极类电压的存储电极28。存储电极28与后述的像素电极82连接的存储电容器导电体图案64重叠，形成提高像素电荷保存能力的存储电容器，当后述的像素电极82和栅极线22的重叠发生的存储容量足够时，也可以不形成。
在栅极线组件上形成由氮化硅类组成的绝缘层30，同时覆盖栅极线组件。
在栅极绝缘层30上形成由氢化非晶硅类半导体组成的半导体图案42、48，在半导体图案42、48上形成重掺杂磷类n型杂质的非晶硅类组成的欧姆接触层图案55、56、和58。
在欧姆接触层图案55、56、58上形成具有低电阻的铝系列导电材料组成的数据线组件。数据线组件包括横向延伸的数据线62、与数据线62一末端连接并接收来自外部图像信号的数据衬垫68、还有由数据线62分支薄膜晶体管源极65组成的数据线部。该数据线组件还包括与数据线部62、68、65分离并以栅极26或薄膜晶体管通道部C为准位于源极65对面的薄膜晶体管漏极66和位于存储电极28上的存储电容器导电体图案64。不形成存储电极28时也不形成存储电容器导电体图案64。
欧姆接触层55、56、58可以降低其下部半导体图案42、48和其上部数据线组件之间接触电阻，并具有与数据线组件完全相同的形态。即，数据线部中间层图案55与数据线部62、65、68相同，漏极中间层图案56与漏极66相同，存储电容器中间层图案58与存储电容器导电体图案64相同。
另外，半导体图案42、48除了薄膜晶体管通道部C之外与数据线组件及欧姆接触层图案55、56、58具有相同形态。具体地讲，存储电容器半导体图案48和存储导电体图案64及存储电容器接触层图案58具有相同形态，但薄膜晶体管半导体图案42与数据布线及接触层图案的剩余部分稍微不同。即，在薄膜晶体管通道部C中数据线部62、68、65特别是源极65和漏极66分离，数据线部中间层55和漏极接触层图案56也分离，但薄膜晶体管半导体图案42在此处未断而连接产生薄膜晶体管通道。
在数据线组件上与第一实施例相同形成保护层70及有机绝缘层75，它们具有露出漏极66、数据衬垫68、及存储电容器导电体图案64的接触孔76、78、72。而且与栅极绝缘层30一起具有露出栅极衬垫24的接触孔74。这时，也与第一实施例相同，在接触孔72、74、76、78上有机绝缘层75侧壁具有倾斜度的同时缓慢形成。
在有机绝缘层75上形成从薄膜晶体管接收图像信号并与上板电极一起产生电场的像素电极82。像素电极82由IZO或ITO类透明导电材料组成，通过接触孔76与漏极66电连接并接收图像信号。像素电极82还与相邻的栅极线22及数据线62重叠提高纵横比，但也可以不重叠。而且像素电极82通过接触孔72与存储电容器导电体图案64连接，向导电体图案64传递图像信号。另外，在栅极衬垫24及数据衬垫68上形成通过接触孔74、78分别与它们连接的辅助栅极衬垫84及辅助数据衬垫88，它们补充衬垫24、68和外部电路装置的接触性并保护衬垫，但它们的使用并不是必须的，是否使用具有选择性。在这种根据本发明实施例的薄膜晶体管阵列基片中也如上所述，在接触孔72、74、76、78中有机绝缘层75具有缓慢倾斜的锥形结构，因此，在接触部像素电极82、辅助栅极衬垫84、及辅助数据衬垫88可以具有缓慢倾斜的断面。
在反射型液晶显示器中，像素电极82的材料可以使用不透明导电材料制成。
现在参照图10至图12和图13A至19C详细说明用于液晶显示器的薄膜晶体管基片的制造方法。
如图13A至图13C所示，在基片10上沉积导电层，并通过用第一掩膜的光刻工序制作布线，从而形成栅极线组件。该栅极线组件包括栅极线22、栅极衬垫24、栅极26、及存储电极28。
接着，如图14A及图14B所示，通过化学汽相沉积法分别以至至至厚度连续沉积栅极绝缘层30、半导体层40、中间层50。接着，用溅射等方法以至厚度沉积低电阻的数据布线导电材料组成的导电体层60，然后在其上以1μm至2μm厚度涂布感光层110。
如图15B及图15C所示，通过第二掩膜向感光层110照射光后显像，形成感光层图案112、114。这时，感光层图案112、114中，使薄膜晶体管通道部C即位于源极65和漏极66之间的第一部分114厚度比数据布线部A即位于将形成数据布线62、64、65、66、68的第二部分112厚度薄，其它部分B感光层全部除去。这时，在通道部C上剩下的感光层114厚度和在数据布线部A剩下的感光层112厚度之比，根据后述的蚀刻工序条件而使之不同，优选地，第一部分114的厚度在第二部分112厚度的1/2以下，例如，在以下。
根据位置使感光层厚度不同的方法可以有多种，为了调节A区域光透射量，主要形成狭逢或点阵形态的图案，或使用半透明膜在掩膜形成半透明区域。当然这种方法同样适用在，根据第一优选实施例的薄膜晶体管阵列基片制造方法中，将接触孔72、74、76、78周围的有机绝缘层75部分设置成比其它部分更薄。
优选地，位于狭缝之间的图案宽度或图案之间的间距，即狭缝之间的宽度应小于曝光时使用的曝光机的分解能力。利用半透明层时，制造掩膜时为了调节光透射，可以利用具有不同光透射率的薄膜或厚度不同的薄膜。
像这种通过掩膜向感光层照射光，在直接暴露在光的部分则完全分解高分子，在形成狭缝或半透明层的部分，因光照射量少，所以高分子处于未完全分解状态，在被遮光层遮挡的部分高分子几乎未分解。接着，若显像感光层，只剩下未分解高分子的部分，在光照射量少的部分剩下比光完全未照射的部分薄的感光层。这时，若延长曝光时间，所有分子都会分解，因此应防止出现这种情况。
这种薄厚度感光层114利用可以回流材料组成的感光层，用分为光完全可以透射的部分和光完全不能透射部分的一般掩膜曝光后显像并进行回流，用感光层未残留的部分使感光层一部分留下形成。
接着，蚀刻感光层图案114及其下层，即导电体层60、中间层50、及半导体层40。这时，在数据布线部A数据布线及其下层原封不动地剩下，在通道部C应只剩下半导体层，在剩余部分B上述的三个层60、50、40都被除去露出栅极绝缘层30。
更具体地，如图16A及16B所示，除去露出其它部分B的导电体层60露出其下部中间层50。该过程中干蚀刻或湿蚀刻都可以使用，这时，最好是在蚀刻导电体层60而几乎不蚀刻感光层图案112、114的条件下进行。但进行干蚀刻时，很难找到只蚀刻导电体层60而不蚀刻感光层图案112、114的条件，所以可以在感光层112、114也一起被蚀刻的条件下进行。此时，应使第一部分114的厚度比湿蚀刻时厚，以防止在该过程中除去第一部分114，露出其下部导电体层60的情况。
在这里，数据线组件导电材料为铝或铝合金时，干蚀刻或湿蚀刻中任何一个都可以使用。但为Cr时用干蚀刻方法不能很好地除去，所以用湿蚀刻比较好，蚀刻液可以用CeNHO3。当以铬为基本成分的层具有高达的极薄厚度时，可以使用干蚀刻。
因此，如图16A及图16B所示，剩下通道部C及数据布线部B的导电体层，即只剩下源极/漏极导电体图案67和存储电容器导电体图案64，其它部分B导电体层60都被除去露出其下部欧姆接触层50。这时，若剩下的导电体图案67、64除了源极及漏极65、66未分离而连接之外，与数据线组件具有相同形态。而且，使用干蚀刻时，感光层图案112、114也有一定程度的蚀刻。
接着，如图17A及图17B所示，用干蚀刻方法同时除去露出的其它部分B中间层及其下部半导体层40和感光层第一部分114。在前面用干蚀刻对导电体图案67进行蚀刻时，可以连续干蚀刻欧姆接触层50及半导体层40，也可以就地进行。欧姆接触层50和半导体层40的蚀刻是同时蚀刻感光层图案112、114和欧姆接触层50及半导体层40(半导体层和欧姆接触层几乎没有蚀刻选择性)，应在栅极绝缘层30不被蚀刻的条件下进行，特别是，优先地，在感光层图案112、114和半导体层40蚀刻比几乎相同的条件下进行蚀刻。当感光层图案112、114和半导体层40蚀刻比相同时，第一部分114的厚度应与半导体层40和欧姆接触层50厚度之和相同或比其小。
因此，如图17A及图17B所示，剩下通道部C及数据布线部B的导电体层，即只剩下源极/漏极导电体图案67和存储电容器导电体图案64，其它部分B导电体层60都被除去。而且，除去通道部C第一部分114露出源极/漏极导电体图案67，除去其它部分B的欧姆接触层50及半导体层40，露出其下部栅极绝缘层30。另外，也蚀刻数据布线A的第二部分112，所以其厚度变薄。还有在该步骤完成了半导体图案42、48。附图标号57和58分别表示源极/漏极导电体图案67下部的欧姆接触层图案和存储电容器导电体图案64下部的欧姆接触层图案。在这里可以通过单独的PR后蚀刻工序露出通道部C的源极/漏极导电体图案67，在可以充分蚀刻感光层的条件下可以省略PR后蚀刻工序。
接着，通过抛光除去留在通道部C的源极/漏极导电体图案67表面的感光层残渣。
然后，如图18A及图18B所示，蚀刻通道部C的源极/漏极导电体图案67及其下部的源极/漏极欧姆接触层图案57并除去。这时，对于源极/漏极导电体图案67和欧姆接触层图案57均只可以进行干蚀刻，或者对源极/漏极导电体图案67用湿蚀刻，而对欧姆接触层图案57可以用干蚀刻。这时，如图15B所示，半导体图案42一部分被除去，其厚度变薄，且感光层图案第二部分112其厚度也以有一定程度的蚀刻。这时以栅极绝缘层30不被蚀刻的条件下进行，优选地，感光层图案厚度要厚，以防止出现蚀刻第二部分112露出其下部数据线组件现象。
这样，分离了源极65和漏极66，完成了数据线组件和其下部欧姆接触层图案55、56、58。
最后，除去在数据布线部A剩下的第二感光层部分112。但第二部分112的除去也可以在除去通道部C源极/漏极导电体图案67之后和除去其下面欧姆接触层图案57之前进行。
如此形成数据线组件后，如图19A至图19C所示，用CVD方法沉积氮化硅，形成保护层70，在其上部旋转涂布感光性有机绝缘层，形成有机绝缘层75。接着，利用第三掩膜对有机绝缘层75曝光及显像，形成在存储电容器导电体图案64、栅极衬垫24、漏极66、及数据衬垫68上部露出保护层70的接触孔72、74、76、78。
接着，如图20A及图20B所示，通过接触孔72、74、76、78露出的保护层70与栅极绝缘层30一起蚀刻，通过接触孔72、74、76、78分别露出存储电容器导电体图案64、栅极衬垫24、漏极66、及数据衬垫68。这时，也如同第一实施例，保护层70或栅极绝缘层30一直蚀刻到有机绝缘层75的下部，接触部具有底切结构。
接着，对有机绝缘层75进行抛光工序，从有机绝缘层75的表面除去固体层，使得有机绝缘层75的厚度为或以下。然后，如图21A及图21B所示，为了硬化有机绝缘层75进行固化处理工序。这时，在接触孔72、74、76、78中有机绝缘层75收缩到栅极绝缘层30及保护层70的边界线，同时限定接触孔72、74、76、78的有机绝缘层75侧壁具有30-60°范围缓慢倾斜的锥形结构。
最后，如图10至图12所示，沉积至厚度的ITO或IZO层，用第四掩膜蚀刻，形成与漏极66及存储电容器导电体图案64连接的像素电极82、与栅极衬垫24连接的辅助栅极衬垫84、及与数据衬垫68连接的辅助数据衬垫88。
在这种本发明的第二实施例中，不仅具有第一实施例的效果，而且用一张掩膜形成数据线组件和其下部欧姆接触层图案55、56、58及半导体图案42、48，并在该过程中分离源极65和漏极66。这样，简化了制造工序。
图22是根据本发明第三优选实施例的用于液晶显示器的薄膜晶体管阵列基片结构平面图，而图23是在图22中沿着XXIII-XXIII′线薄膜晶体管阵列基片的截面图。
在该优选实施例中，薄膜晶体管阵列基片的其它元件和结构与第一优选实施例相同，只是如同第二实施例，在栅极布线22、24、28同一层与栅极线22平行形成存储电极28，在数据线组件同一层形成与存储电极28重叠的存储电容器导电体图案64。
在数据线组件和未被数据线组件遮挡的半导体层40上部形成的保护层70上部顺次纵向形成包括红、绿、蓝滤色片有机材料组成的红、绿、蓝滤色片91、92、93。在这里，在数据线62上部以一定距离形成红、绿、蓝滤色片91、92、93边界，但可以在数据线62上部部分或全部重叠。而且，在栅极及数据衬垫24、68之上形成滤色片91、92、和93。
在红、绿、蓝滤色片91、92、93及保护层70上部形成具有良好平坦化特性的低介电有机绝缘材料组成的有机绝缘层75在这种有机绝缘层75上与第二实施例相同，具有与栅极绝缘层30、滤色片91、92、93及保护层70一起露出存储电容器导电体图案64、栅极衬垫24、漏极66、及数据衬垫68的接触孔72、74、76、78。这时，限定接触孔72、74、76、78的侧壁，特别是有机绝缘层75及红、绿、蓝滤色片91、92、93侧壁与第一及第二实施例相同，具有缓慢倾斜的锥形结构。
在有机绝缘层75上部与第一及第二实施例相同，通过接触孔76形成与漏极66物理电连接传递图像信号的像素电极82。像素电极82又与相邻的栅极线22及数据线62重叠提高纵横比，但也可以不重叠而且，像素电极82通过接触孔74与存储电容器导电体图案64连接，并且在像素电极82同一层通过接触孔74、78形成分别与栅极衬垫24及数据衬垫68连接的辅助栅极衬垫114及辅助数据衬垫116。
下面参照图22及图23和图24A至图27详细说明根据本发明第三实施例的薄膜晶体管阵列基片制造方法。
在基片10上形成栅极线组件、栅极绝缘层30、半导体层40、欧姆接触层55、56及数据线组件的工序与本发明第一实施例的制造方法相同。
如图24A及图24B所示，在基片10上沉积氮化硅或氧化硅，从而形成保护层70。该保护层70覆盖半导体层40。在保护层70上涂布包括红、绿、蓝颜料的滤色片感光性有机材料，顺次形成红、绿、蓝滤色片91、92、93。这时，红、绿、蓝滤色片91、92、93用印刷法或激光照明法以使制造费用降到最低。
接着，如图25A及图25B所示，在保护层70及红、绿、蓝滤色片91、92、93上涂布低介电常数的平坦化良好的感光性有机材料形成有机绝缘层75，用掩膜光刻工序曝光及显像有机绝缘层75及红、绿、蓝滤色片91、92、93，形成露出存储电容器导电体图案64、栅极衬垫24、漏极66、及数据衬垫68上部保护层的接触孔72、74、76、78。
如图26所示，通过接触孔72、74、76、78露出的保护层70与栅极绝缘层30一起蚀刻，并通过接触孔72、74、76、78分别露出存储电容器导电体图案64、栅极衬垫24、漏极66、及数据衬垫68。这时，如同第一及第二实施例，保护层70或栅极绝缘层30一直蚀刻到有机绝缘层75及红、绿、蓝滤色片91、92、93下部，接触部具有底切结构。
接着，在以后的固化处理工序中为了使有机绝缘层75的变形变好进行抛光工序，以以下厚度除去有机绝缘层75表面硬化的层，然后进行硬化有机绝缘层75的固化处理工序。这样如图27所示，在接触孔72、74、76、78中有机绝缘层75收缩到栅极绝缘层30及保护层70的边界线，同时限定接触孔72、74、76、78的有机绝缘层75的侧壁具有30-60°范围缓慢倾斜的锥形结构。最后，如图22及图23所示，沉积至厚度的ITO或IZO层。用第四掩膜进行蚀刻，形成与漏极66及存储电容器导电体图案64连接的像素电极82、与栅极衬垫24连接的辅助栅极衬垫84及与数据衬垫68连接的辅助数据衬垫88。
下面通过实施例详细说明本发明的效果。
本发明实施例1至3中在基片上部形成布线组件，用氮化硅形成覆盖布线组件的保护层。有机绝缘层将丙烯酸系的PC-403以3.6μm厚度沉积，并显像后在100℃左右进行烘干。而且，在230℃左右温度的氩气体中对有机绝缘层进行60分钟的固化处理。
在实施例1及2中，用氮化硅以左右厚度形成有机绝缘层的下层(保护层)，在接触部用SF6+O2气体干蚀刻下部层，使底切发生在0.5μm以内。这时，在实施例2中形成接触部时，用具有狭缝图案的掩膜曝光及显像，以阶梯形态形成限定接触孔的有机绝缘层周围。
实施例1
实施例1中研究了进行固化处理后，根据进行抛光处理的时间变化的接触部结构的变化。
结果，虽然在未进行抛光工序的状态下进行固化处理，但有机绝缘层几乎未变形，底切结构也原封不动地剩下了。与此相比，当进行抛光工序后进行固化处理，在固化处理工序中同时发生有机绝缘层的回流及收缩，主要由收缩现象在接触部底切结构消失了。这时，可以延长抛光工序时间，但同样有底切结构的消失效果，优选地，有机绝缘层厚度的减少要小，所以，优选地，抛光工序进行30秒以内时间。
实施例2
在实施例2中，用具有狭缝图案的掩膜曝光及显像有机绝缘层，在接触部以阶梯形态形成限定接触孔的有机绝缘层。
如同实施例1，虽然在未进行抛光工序的状态下进行固化处理，有机绝缘层几乎未变形，底切结构也原封不动地剩下。与此相比，进行抛光工序后进行固化处理时，由收缩现象在接触部底切结构消失了。而且与实施例1不同，用狭缝图案以阶梯形态形成接触孔侧壁进行固化处理时，比非此种情况有机绝缘层的收缩或回流更有效，在接触孔更能缓慢形成有机绝缘层侧壁。因此，当阶梯状对接触孔侧壁制作布线图案时，虽然发生比较大的底切，但可以在固化处理工序中通过收缩除去底切结构，因增加了回流，所以可以更缓慢形成有机绝缘层侧壁。
实施例3
在实施例3中用氮化硅以厚度形成有机绝缘层下部层(保护层)，在接触部发生0.5-1.75μm范围严重底切的蚀刻下部层的干蚀刻气体用的是CF4+O2。
实施例3研究了在有机绝缘层形成接触孔时未使用狭缝图案的情况、在有机绝缘层形成接触孔时，在掩膜用一个狭缝图案的情况、以及在有机绝缘层形成接触孔时，使用双重狭缝图案的情况。
当蚀刻有机绝缘层露出的下部层的情况或进行30秒抛光工序的情况，在接触部底切不消失。与此相比，进行抛光工序之后进行固化处理时，在接触部底切结构就可以消失。而且，当用狭缝图案在有机绝缘层形成接触孔时，在接触部限定接触孔的有机绝缘层侧壁可以具有缓慢的倾斜度。当接触孔发生较大底切时为了容易除去底切，优选地，在收缩及回流中使收缩小回流大。这可以在实施例中，通过调节抛光时间和狭缝间距、宽及数量控制。这时，优选地，抛光工序应在60秒以内且越短越好，优选地，狭缝图案间距及宽度在0.5～3.5mm范围内，优选地，狭缝图案应在1-4个范围内，它们的工序条件要考虑组成有机绝缘层的材料种类和有机绝缘层下部保护层厚度及对有机绝缘层制作布线图案时的光刻条件等选定。而且，当有机绝缘层下面保护层厚度在以下较薄时，进行固化处理工序中发生大的回流，所以更缓慢形成接触孔侧壁倾斜度。若保护层厚度在以下范围，虽然发生严重底切也可以容易除去它。
综上所述，根据本发明在接触部有机绝缘层下面下部层发生底切时，先抛光有机绝缘层并进行固化处理，收缩或回流有机绝缘层，在接触部接触孔侧壁可以形成具有缓慢倾斜的锥形结构。通过该工序的应用，防止在接触部发生断线，确保接触部的可靠性，提高产品的显示特性，用最简单的光学蚀刻工序制造薄膜晶体管基片，以此可以简化制造工序并降低造价。
尽管已经参照优选实施例对本发明进行了详细描述，但是对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化，凡在本发明的精神和原则之内，所作的各种修改和等同替换均应包含在本发明的保护范围之内。
首先，说明根据本发明实施例的半导体装置及其制造方法。一般优选地，随着半导体装置逐渐集成化，使半导体装置面积最佳或为了辅助接收来自外部的信号连接在信号线上的衬垫，以多层形成布线。根据本发明实施例的半导体装置为了使通过布线传递的信号干扰变得最小，布线之间层间绝缘层用低介电和平坦化特性良好的有机材料组成。在这里，为了互相电连接层间布线，要在绝缘层形成接触孔，但根据本发明实施例的制造方法中，当蚀刻绝缘层形成接触孔时，为了防止在接触部发生底切，先蚀刻绝缘层下面下层，形成露出衬垫或布线的接触孔后，为了硬化有机材料组成的绝缘层，进行固化处理。
图1A至图1G是根据本发明的半导体装置接触部的制造方法按其工序图示的截面图。
根据本发明实施例的半导体装置接触部制造方法中，首先如图1A所示，在形成第一布线的基片100上部依次沉积由氮化硅或氧化硅组成的绝缘层310及由低介电有机材料组成的有机绝缘层320形成层间绝缘层300。这时，优选地，有机绝缘层320具有感光性，优选地，绝缘层310厚度为以下。
接着，如图1B所示，为了形成露出第一布线组件200的接触孔，在对应接触孔的部分用具有透射区域的掩膜曝光有机绝缘层320并显像，形成露出绝缘层310的接触孔330。这时，为了控制光透射，在掩膜光透射区域周围形成狭缝或点阵形态图案或形成半透明层，以便如在图中用虚线表示，可使接触孔330周围有机绝缘层320厚度比其它的厚度剩下的薄。这是为了在以后的固化处理工序中更缓慢地形成接触部的侧壁。对此，将在用4张掩膜完成液晶显示器薄膜晶体管基片的本发明第二实施例的制造方法中进行具体说明。
接着，如图1C所示，蚀刻接触孔330露出的绝缘层310露出第一布线组件200。这时，为了使通过第一布线组件200或在有机绝缘层320上形成的别的布线传递的信号干扰变的最小，要确保有机绝缘层320的厚度，为此，优选地，适用不蚀刻有机绝缘层320、只蚀刻的绝缘层310的工序条件。在这种蚀刻工序中虽然用干蚀刻方法进行蚀刻，但以各向同性方式进行蚀刻气体的反应。因此，如图1C所示，直到有机绝缘层320的下部蚀刻绝缘层310，发生底切。
接着，进行固化处理增加有机绝缘层320强度，同时收缩有机绝缘层320或进行回流，除去在有机绝缘层320接触孔330下部的接触部中发生的底切结构。在进行固化处理时，有机绝缘层320收缩或回流当收缩占优势时，如图1D所示，组成接触孔330的有机绝缘层320边界在接触部中，与绝缘层310边界一致或可以移动到绝缘层310上部。进行固化处理发生回流时，如图1E所示，在接触部中有机绝缘层320的接触孔330边界可以覆盖绝缘层310边界在这里进行固化处理时，为了使有机绝缘层320更好地变形，优选在进行固化处理之前进行抛光工序。因为，干蚀刻接触孔330露出的绝缘层310露出第一布线组件200时，在有机绝缘层320表会形成变硬凝固的层，这种层在固化处理时抑制有机绝缘层320的变形，所以应除去在有机绝缘层320表面形成的固体层。这时，在抛光工序中为了确保有机绝缘层320厚度，优选地，以以下厚度除去有机绝缘层320。
接着，如图1F及图1G所示，在有机绝缘层320上沉积导电材料，并用掩膜光刻工序制作布线图案，形成通过接触孔330与第一布线组件200电连接的第二布线组件400。
如上所述，用有机材料形成层间绝缘层300并形成露出第一布线组件200的接触孔330时，先蚀刻有机绝缘层320下层310后进行固化处理，除去在接触部有机绝缘层320下部发生的底切。通过它可以防止在接触部通过接触孔330与第一布线组件200连接的第二布线组件400断线，在接触部可以缓慢改善第二布线组件400的断面(轮廓)。
在前面以有机绝缘层320的下层绝缘层310为例进行了说明，但当有机绝缘层320下层为导电层时也同样适用。即，如在本发明接触部制造方法中，当蚀刻有机绝缘层下部导电层时，若导电层蚀刻到有机绝缘层下部导致在接触部形成底切，可以对有机绝缘层进行固化处理，在接触部除去底切结构。
另外，这种根据本发明实施例的半导体装置及其制造方法同样适用在用于液晶显示器的薄膜晶体管阵列基片及其制造方法中。
首先参照图2及图3详细说明根据本发明第一实施例的液晶显示器薄膜晶体管基片的结构。图2是根据本发明第一实施例的用于液晶显示器的薄膜晶体管基片，图3是在图2中的薄膜晶体管基片沿着III-III′线的截面图。
在绝缘基片10上形成包括低电阻铝系列金属材料的栅极线组件。栅极线组件包括横向延伸的栅极线22、与栅极线22末端连接并接收来自外部栅极信号并向栅极线传递的栅极衬垫24以及与栅极线22连接的薄膜晶体管栅极26。
栅极线组件优选由铝系列单层结构或多层结构组成。在形成双层结构时，优选地，一层由低电阻材料形成，另一层由ITO、IZO、或具有与别的材料接触性良好的铬或钼系列等材料组成。
在基片10上由氮化硅类组成的栅极绝缘层30覆盖栅极线组件。栅极绝缘层30与以后形成的保护层70一起具有露出栅极衬垫24的接触孔74。
在栅极26的栅极绝缘层30上部形成非晶硅等半导体组成的半导体层40，在半导体层40上部分别形成重掺杂硅化物或n型杂质的n+氢化非晶硅类材料组成并以栅极26为中心分为两个部分的欧姆接触层55和56。
在欧姆接触层55、56及栅极绝缘层30上形成铝或铝合金、钼或钼合金、铬、钛等金属或导电体组成的数据线组件。该数据线组件包括横向形成并与栅极线22交叉限定像素的数据线62、是数据线62的分支且延长到欧姆接触层55上部的源极65、与数据线62一末端连接并接收来自外部图像信号的数据衬垫68、与源极65分离并以栅极26为准位于源极65对面欧姆接触层56上部的漏极66。另外数据布线还包括与栅极线22重叠确保存储容量的存储电容器导电体图案64。
数据线组件也可以由铝系列单层结构或多层结构组成。在形成具有双层结构的数据线组件时，优选地，一层由低电阻材料形成，另一层由与别的材料接触性良好的材料组成。可以Cr/Al(或Al合金)或Al/Mo等为例。这时，Cr层具有可防止铝层或铝合金层向硅层40、55、56扩散的功能，同时它还具有确保数据线组件和像素电极82之间接触性的接触部功能。
在数据线组件和由氮化硅组成的栅极绝缘层30上形成保护层70，用具有极佳平坦化特性的低介电丙烯酸系有机材料在保护层70上形成有机绝缘层75。在保护层70上分别形成分别露出存储电容器导电体图案64、漏极66及数据衬垫68的接触孔72、76、78，并形成与栅极绝缘层30一起露出栅极衬垫24的接触孔74。这时，有机绝缘层75在制造工序中已被进行了固化处理，所以接触孔72、74、76、78的侧壁，特别是有机绝缘层75侧壁在30-60°范围内具有缓慢倾斜的锥形结构。它可以缓慢引导以后形成的辅助衬垫84、88的像素电极82断面。而且，在图中形成接触孔72、74、76、78的有机绝缘层75和保护层70的边界一致，但有机绝缘层75边界覆盖保护层70或栅极绝缘层30的边界线，可以与其下面的布线接触，或比保护层70边界线更位于内侧，露出保护层70表面。
在有机绝缘层75上包括通过接触孔76与漏极66连接并位于像素的像素电极82和通过接触孔74、78分别与栅极衬垫24及数据衬垫68连接的辅助栅极衬垫84及辅助数据衬垫88，形成透明导电材料ITO或IZO组成的像素线组件。如上所述，在接触部有机绝缘层75具有缓慢倾斜的锥形结构，因保护层70及有机绝缘层75的边界一致，所以在接触区域处，像素电极82、辅助栅极衬垫84、及辅助数据衬垫88具有平缓的断面，可以防止其断线。
如图2及图3所示，像素电极82与栅极线22重叠形成存储电容器。若存储容量不足时，可以在栅极线组件同一层添加存储电容线组件。
参照图2及图3和图4A至图9详细说明这种根据本发明第一实施例结构的用于液晶显示器的薄膜晶体管基片的制造方法。
如图4A及图4B所示，在基片10上沉积诸如铝、铝合金、银、和银合金等这样的与其它材料接触性良好的导电材料或低电阻导电材料，并制作布线图案形成包括栅极线22、栅极26、及栅极衬垫24的栅极线组件。
然后，如图5A及图5B所示，在基片10上连续沉积栅极绝缘层30、非晶硅半导体层40、掺杂的非晶硅层50，用掩膜的制作布线图案工序对半导体层40和掺杂的非晶硅层50，在与栅极26面对的栅极绝缘层30上部形成半导体层40和欧姆接触层50。半导体层40和欧姆接触层50可以随着以后形成的数据线62形成。
如图6A和图6B所示，在基片10上沉积以诸如铬、钼、钼合金、铝、铝合金、银、和银合金这类导电材料为基本成分的导电层，并通过光刻工序制作布线图案，从而形成数据线组件。该数据线组件包括与栅极线22交叉的数据线62、与数据线62连接并延长到栅极26上部的源极65、与数据线62一末端连接的数据衬垫68、与源极65分离并以栅极26为中心与源极65面对的漏极66、及与栅极线22重叠的存储电容器导电体图案64。
接着，蚀刻未被数据线组件遮挡的掺杂非晶硅层图案50，以栅极线26为中心向两边分离，同时，露出两边掺杂的非晶硅层55、56之间半导体层40。接着，为了稳定露出的半导体层40表面，优选进行氧等离子处理。
如图7A及图7B所示，以以下厚度，优选地，以以下厚度沉积氮化硅保护层70，在其上部以2-4μm厚度形成具有感光性有机绝缘材料组成的有机绝缘层75。首先，用掩膜的光刻工序曝光显像有机绝缘层75，在存储电容器导电体图案64、栅极衬垫24、漏极66、及数据衬垫68的上部形成接触孔72、74、76、78。这时，为了更缓慢地形成接触部的侧壁，优选主要形成狭缝或点阵形态图案或由半透明层组成的半透明区域，以减少掩膜透射区域周围的光透射。因此，使接触孔72、74、76、78周围有机绝缘层75厚度比别的部分剩下薄的厚度。
接着，如图8所示，为了确保有机绝缘层75厚度，用有机绝缘层75不被蚀刻的条件蚀刻接触孔72、74、76、78露出的保护层70及栅极绝缘层30，露出存储电容器导电体图案64、栅极衬垫24、漏极66、及数据衬垫68。在这里，蚀刻保护层70的方法优选使用干蚀刻，干蚀刻气体用SF6+O2或CF4+O2等。在这里，当蚀刻保护层70及栅极绝缘层30时，虽然进行干蚀刻，但如图所示，保护层70及栅极绝缘层30一直蚀刻到有机绝缘层75下部，以致产生底切。
为了硬化有机绝缘层75的同时收缩或回流，在150-350℃范围，优选地，在200-300℃范围内进行固化处理工序。那么，如图9所示，有机绝缘层75在接触部收缩到由保护层70或栅极绝缘层30限定的接触孔72、74、76、78，因此在接触部底切结构消失了。且在接触部限定接触孔72、74、76、78的有机绝缘层75侧壁可以具有缓慢倾斜的台阶覆盖。在这里进行固化处理工序时，有机绝缘层75收缩占优势，因此在图中只显示了栅极绝缘层30边界线和有机绝缘层75边界一致的结构。但是，当有机绝缘层75回流占优势时，直到保护层70或栅极绝缘层30边界内侧还发生有机绝缘层75的回流，有机绝缘层75在接触部可以完全覆盖保护层70或栅极绝缘层30。就这样，在本发明中蚀刻保护层70及栅极绝缘层30形成接触孔72、74、76、78并进行固化处理，以此可以缓慢形成接触部的侧壁，在接触部限定接触孔72、74、76、78的有机绝缘层75侧壁具有30-60°倾斜度的锥形结构。
最后，如图2及图3所示，沉积ITO或IZO层，并进行用掩膜的制作布线图案工序，分别形成通过接触孔72、76与存储电容器导电体图案64及漏极66连接的像素电极82和通过接触孔74、78分别与栅极衬垫24及数据衬垫68连接的辅助栅极衬垫84及辅助数据衬垫88。这时，如上所述，通过固化处理工序除去在接触部发生的底切，以此防止在接触部像素电极82、辅助栅极衬垫84、及辅助数据衬垫88的断线，可以缓慢形成它们的断面。
如上所述，在优选实施例中，蚀刻有机绝缘层下层，露出其下的布线元件后，对有机绝缘层进行固化处理。通过它确保有机绝缘层厚度并确保液晶显示器纵横比，同时以缓慢倾斜形成接触部断面，用一次光刻工序就可以形成接触部，可以简化薄膜晶体管阵列基片制造工序。
可供选择地，上述工序可以仅使用4张掩膜进行。
图10是根据本发明第二优选实施例的用于液晶显示器的薄膜晶体管基片的布局图，图11及图12是在图10中薄膜晶体管基片分别沿着XI-XI′线及XII-XII′线的截面图。
在绝缘基片10上与第一实施例相同形成包括包含铝、铝合金、银、银合金等低电阻导电材料的栅极线组件。该栅极线组件包括栅极线22、栅极衬垫24、及栅极26。栅极线组件还包括在基片10上部与栅极线22平行并从外部接收向上板共同电极输入的共同电极类电压的存储电极28。存储电极28与后述的像素电极82连接的存储电容器导电体图案64重叠，形成提高像素电荷保存能力的存储电容器，当后述的像素电极82和栅极线22的重叠发生的存储容量足够时，也可以不形成。
在栅极线组件上形成由氮化硅类组成的绝缘层30，同时覆盖栅极线组件。
在栅极绝缘层30上形成由氢化非晶硅类半导体组成的半导体图案42、48，在半导体图案42、48上形成重掺杂磷类n型杂质的非晶硅类组成的欧姆接触层图案55、56、和58。
在欧姆接触层图案55、56、58上形成具有低电阻的铝系列导电材料组成的数据线组件。数据线组件包括横向延伸的数据线62、与数据线62一末端连接并接收来自外部图像信号的数据衬垫68、还有由数据线62分支薄膜晶体管源极65组成的数据线部。该数据线组件还包括与数据线部62、68、65分离并以栅极26或薄膜晶体管通道部C为准位于源极65对面的薄膜晶体管漏极66和位于存储电极28上的存储电容器导电体图案64。不形成存储电极28时也不形成存储电容器导电体图案64。
欧姆接触层55、56、58可以降低其下部半导体图案42、48和其上部数据线组件之间接触电阻，并具有与数据线组件完全相同的形态。即，数据线部中间层图案55与数据线部62、65、68相同，漏极中间层图案56与漏极66相同，存储电容器中间层图案58与存储电容器导电体图案64相同。
另外，半导体图案42、48除了薄膜晶体管通道部C之外与数据线组件及欧姆接触层图案55、56、58具有相同形态。具体地讲，存储电容器半导体图案48和存储导电体图案64及存储电容器接触层图案58具有相同形态，但薄膜晶体管半导体图案42与数据布线及接触层图案的剩余部分稍微不同。即，在薄膜晶体管通道部C中数据线部62、68、65特别是源极65和漏极66分离，数据线部中间层55和漏极接触层图案56也分离，但薄膜晶体管半导体图案42在此处未断而连接产生薄膜晶体管通道。
在数据线组件上与第一实施例相同形成保护层70及有机绝缘层75，它们具有露出漏极66、数据衬垫68、及存储电容器导电体图案64的接触孔76、78、72。而且与栅极绝缘层30一起具有露出栅极衬垫24的接触孔74。这时，也与第一实施例相同，在接触孔72、74、76、78上有机绝缘层75侧壁具有倾斜度的同时缓慢形成。
在有机绝缘层75上形成从薄膜晶体管接收图像信号并与上板电极一起产生电场的像素电极82。像素电极82由IZO或ITO类透明导电材料组成，通过接触孔76与漏极66电连接并接收图像信号。像素电极82还与相邻的栅极线22及数据线62重叠提高纵横比，但也可以不重叠。而且像素电极82通过接触孔72与存储电容器导电体图案64连接，向导电体图案64传递图像信号。另外，在栅极衬垫24及数据衬垫68上形成通过接触孔74、78分别与它们连接的辅助栅极衬垫84及辅助数据衬垫88，它们补充衬垫24、68和外部电路装置的接触性并保护衬垫，但它们的使用并不是必须的，是否使用具有选择性。在这种根据本发明实施例的薄膜晶体管阵列基片中也如上所述，在接触孔72、74、76、78中有机绝缘层75具有缓慢倾斜的锥形结构，因此，在接触部像素电极82、辅助栅极衬垫84、及辅助数据衬垫88可以具有缓慢倾斜的断面。
在反射型液晶显示器中，像素电极82的材料可以使用不透明导电材料制成。
现在参照图10至图12和图13A至19C详细说明用于液晶显示器的薄膜晶体管基片的制造方法。
如图13A至图13C所示，在基片10上沉积导电层，并通过用第一掩膜的光刻工序制作布线，从而形成栅极线组件。该栅极线组件包括栅极线22、栅极衬垫24、栅极26、及存储电极28。
接着，如图14A及图14B所示，通过化学汽相沉积法分别以至至至厚度连续沉积栅极绝缘层30、半导体层40、中间层50。接着，用溅射等方法以至厚度沉积低电阻的数据布线导电材料组成的导电体层60，然后在其上以1μm至2μm厚度涂布感光层110。
如图15B及图15C所示，通过第二掩膜向感光层110照射光后显像，形成感光层图案112、114。这时，感光层图案112、114中，使薄膜晶体管通道部C即位于源极65和漏极66之间的第一部分114厚度比数据布线部A即位于将形成数据布线62、64、65、66、68的第二部分112厚度薄，其它部分B感光层全部除去。这时，在通道部C上剩下的感光层114厚度和在数据布线部A剩下的感光层112厚度之比，根据后述的蚀刻工序条件而使之不同，优选地，第一部分114的厚度在第二部分112厚度的1/2以下，例如，在以下。
根据位置使感光层厚度不同的方法可以有多种，为了调节A区域光透射量，主要形成狭逢或点阵形态的图案，或使用半透明膜在掩膜形成半透明区域。当然这种方法同样适用在，根据第一优选实施例的薄膜晶体管阵列基片制造方法中，将接触孔72、74、76、78周围的有机绝缘层75部分设置成比其它部分更薄。
优选地，位于狭缝之间的图案宽度或图案之间的间距，即狭缝之间的宽度应小于曝光时使用的曝光机的分解能力。利用半透明层时，制造掩膜时为了调节光透射，可以利用具有不同光透射率的薄膜或厚度不同的薄膜。
像这种通过掩膜向感光层照射光，在直接暴露在光的部分则完全分解高分子，在形成狭缝或半透明层的部分，因光照射量少，所以高分子处于未完全分解状态，在被遮光层遮挡的部分高分子几乎未分解。接着，若显像感光层，只剩下未分解高分子的部分，在光照射量少的部分剩下比光完全未照射的部分薄的感光层。这时，若延长曝光时间，所有分子都会分解，因此应防止出现这种情况。
这种薄厚度感光层114利用可以回流材料组成的感光层，用分为光完全可以透射的部分和光完全不能透射部分的一般掩膜曝光后显像并进行回流，用感光层未残留的部分使感光层一部分留下形成。
接着，蚀刻感光层图案114及其下层，即导电体层60、中间层50、及半导体层40。这时，在数据布线部A数据布线及其下层原封不动地剩下，在通道部C应只剩下半导体层，在剩余部分B上述的三个层60、50、40都被除去露出栅极绝缘层30。
更具体地，如图16A及16B所示，除去露出其它部分B的导电体层60露出其下部中间层50。该过程中干蚀刻或湿蚀刻都可以使用，这时，最好是在蚀刻导电体层60而几乎不蚀刻感光层图案112、114的条件下进行。但进行干蚀刻时，很难找到只蚀刻导电体层60而不蚀刻感光层图案112、114的条件，所以可以在感光层112、114也一起被蚀刻的条件下进行。此时，应使第一部分114的厚度比湿蚀刻时厚，以防止在该过程中除去第一部分114，露出其下部导电体层60的情况。
在这里，数据线组件导电材料为铝或铝合金时，干蚀刻或湿蚀刻中任何一个都可以使用。但为Cr时用干蚀刻方法不能很好地除去，所以用湿蚀刻比较好，蚀刻液可以用CeNHO3。当以铬为基本成分的层具有高达的极薄厚度时，可以使用干蚀刻。
因此，如图16A及图16B所示，剩下通道部C及数据布线部B的导电体层，即只剩下源极/漏极导电体图案67和存储电容器导电体图案64，其它部分B导电体层60都被除去露出其下部欧姆接触层50。这时，若剩下的导电体图案67、64除了源极及漏极65、66未分离而连接之外，与数据线组件具有相同形态。而且，使用干蚀刻时，感光层图案112、114也有一定程度的蚀刻。
接着，如图17A及图17B所示，用干蚀刻方法同时除去露出的其它部分B中间层及其下部半导体层40和感光层第一部分114。在前面用干蚀刻对导电体图案67进行蚀刻时，可以连续干蚀刻欧姆接触层50及半导体层40，也可以就地进行。欧姆接触层50和半导体层40的蚀刻是同时蚀刻感光层图案112、114和欧姆接触层50及半导体层40(半导体层和欧姆接触层几乎没有蚀刻选择性)，应在栅极绝缘层30不被蚀刻的条件下进行，特别是，优先地，在感光层图案112、114和半导体层40蚀刻比几乎相同的条件下进行蚀刻。当感光层图案112、114和半导体层40蚀刻比相同时，第一部分114的厚度应与半导体层40和欧姆接触层50厚度之和相同或比其小。
因此，如图17A及图17B所示，剩下通道部C及数据布线部B的导电体层，即只剩下源极/漏极导电体图案67和存储电容器导电体图案64，其它部分B导电体层60都被除去。而且，除去通道部C第一部分114露出源极/漏极导电体图案67，除去其它部分B的欧姆接触层50及半导体层40，露出其下部栅极绝缘层30。另外，也蚀刻数据布线A的第二部分112，所以其厚度变薄。还有在该步骤完成了半导体图案42、48。附图标号57和58分别表示源极/漏极导电体图案67下部的欧姆接触层图案和存储电容器导电体图案64下部的欧姆接触层图案。在这里可以通过单独的PR后蚀刻工序露出通道部C的源极/漏极导电体图案67，在可以充分蚀刻感光层的条件下可以省略PR后蚀刻工序。
接着，通过抛光除去留在通道部C的源极/漏极导电体图案67表面的感光层残渣。
然后，如图18A及图18B所示，蚀刻通道部C的源极/漏极导电体图案67及其下部的源极/漏极欧姆接触层图案57并除去。这时，对于源极/漏极导电体图案67和欧姆接触层图案57均只可以进行干蚀刻，或者对源极/漏极导电体图案67用湿蚀刻，而对欧姆接触层图案57可以用干蚀刻。这时，如图15B所示，半导体图案42一部分被除去，其厚度变薄，且感光层图案第二部分112其厚度也以有一定程度的蚀刻。这时以栅极绝缘层30不被蚀刻的条件下进行，优选地，感光层图案厚度要厚，以防止出现蚀刻第二部分112露出其下部数据线组件现象。
这样，分离了源极65和漏极66，完成了数据线组件和其下部欧姆接触层图案55、56、58。
最后，除去在数据布线部A剩下的第二感光层部分112。但第二部分112的除去也可以在除去通道部C源极/漏极导电体图案67之后和除去其下面欧姆接触层图案57之前进行。
如此形成数据线组件后，如图19A至图19C所示，用CVD方法沉积氮化硅，形成保护层70，在其上部旋转涂布感光性有机绝缘层，形成有机绝缘层75。接着，利用第三掩膜对有机绝缘层75曝光及显像，形成在存储电容器导电体图案64、栅极衬垫24、漏极66、及数据衬垫68上部露出保护层70的接触孔72、74、76、78。
接着，如图20A及图20B所示，通过接触孔72、74、76、78露出的保护层70与栅极绝缘层30一起蚀刻，通过接触孔72、74、76、78分别露出存储电容器导电体图案64、栅极衬垫24、漏极66、及数据衬垫68。这时，也如同第一实施例，保护层70或栅极绝缘层30一直蚀刻到有机绝缘层75的下部，接触部具有底切结构。
接着，对有机绝缘层75进行抛光工序，从有机绝缘层75的表面除去固体层，使得有机绝缘层75的厚度为或以下。然后，如图21A及图21B所示，为了硬化有机绝缘层75进行固化处理工序。这时，在接触孔72、74、76、78中有机绝缘层75收缩到栅极绝缘层30及保护层70的边界线，同时限定接触孔72、74、76、78的有机绝缘层75侧壁具有30-60°范围缓慢倾斜的锥形结构。
最后，如图10至图12所示，沉积至厚度的ITO或IZO层，用第四掩膜蚀刻，形成与漏极66及存储电容器导电体图案64连接的像素电极82、与栅极衬垫24连接的辅助栅极衬垫84、及与数据衬垫68连接的辅助数据衬垫88。
在这种本发明的第二实施例中，不仅具有第一实施例的效果，而且用一张掩膜形成数据线组件和其下部欧姆接触层图案55、56、58及半导体图案42、48，并在该过程中分离源极65和漏极66。这样，简化了制造工序。
图22是根据本发明第三优选实施例的用于液晶显示器的薄膜晶体管阵列基片结构平面图，而图23是在图22中沿着XXIII-XXIII′线薄膜晶体管阵列基片的截面图。
在该优选实施例中，薄膜晶体管阵列基片的其它元件和结构与第一优选实施例相同，只是如同第二实施例，在栅极布线22、24、28同一层与栅极线22平行形成存储电极28，在数据线组件同一层形成与存储电极28重叠的存储电容器导电体图案64。
在数据线组件和未被数据线组件遮挡的半导体层40上部形成的保护层70上部顺次纵向形成包括红、绿、蓝滤色片有机材料组成的红、绿、蓝滤色片91、92、93。在这里，在数据线62上部以一定距离形成红、绿、蓝滤色片91、92、93边界，但可以在数据线62上部部分或全部重叠。而且，在栅极及数据衬垫24、68之上形成滤色片91、92、和93。
在红、绿、蓝滤色片91、92、93及保护层70上部形成具有良好平坦化特性的低介电有机绝缘材料组成的有机绝缘层75在这种有机绝缘层75上与第二实施例相同，具有与栅极绝缘层30、滤色片91、92、93及保护层70一起露出存储电容器导电体图案64、栅极衬垫24、漏极66、及数据衬垫68的接触孔72、74、76、78。这时，限定接触孔72、74、76、78的侧壁，特别是有机绝缘层75及红、绿、蓝滤色片91、92、93侧壁与第一及第二实施例相同，具有缓慢倾斜的锥形结构。
在有机绝缘层75上部与第一及第二实施例相同，通过接触孔76形成与漏极66物理电连接传递图像信号的像素电极82。像素电极82又与相邻的栅极线22及数据线62重叠提高纵横比，但也可以不重叠而且，像素电极82通过接触孔74与存储电容器导电体图案64连接，并且在像素电极82同一层通过接触孔74、78形成分别与栅极衬垫24及数据衬垫68连接的辅助栅极衬垫114及辅助数据衬垫116。
下面参照图22及图23和图24A至图27详细说明根据本发明第三实施例的薄膜晶体管阵列基片制造方法。
在基片10上形成栅极线组件、栅极绝缘层30、半导体层40、欧姆接触层55、56及数据线组件的工序与本发明第一实施例的制造方法相同。
如图24A及图24B所示，在基片10上沉积氮化硅或氧化硅，从而形成保护层70。该保护层70覆盖半导体层40。在保护层70上涂布包括红、绿、蓝颜料的滤色片感光性有机材料，顺次形成红、绿、蓝滤色片91、92、93。这时，红、绿、蓝滤色片91、92、93用印刷法或激光照明法以使制造费用降到最低。
接着，如图25A及图25B所示，在保护层70及红、绿、蓝滤色片91、92、93上涂布低介电常数的平坦化良好的感光性有机材料形成有机绝缘层75，用掩膜光刻工序曝光及显像有机绝缘层75及红、绿、蓝滤色片91、92、93，形成露出存储电容器导电体图案64、栅极衬垫24、漏极66、及数据衬垫68上部保护层的接触孔72、74、76、78。
如图26所示，通过接触孔72、74、76、78露出的保护层70与栅极绝缘层30一起蚀刻，并通过接触孔72、74、76、78分别露出存储电容器导电体图案64、栅极衬垫24、漏极66、及数据衬垫68。这时，如同第一及第二实施例，保护层70或栅极绝缘层30一直蚀刻到有机绝缘层75及红、绿、蓝滤色片91、92、93下部，接触部具有底切结构。
接着，在以后的固化处理工序中为了使有机绝缘层75的变形变好进行抛光工序，以以下厚度除去有机绝缘层75表面硬化的层，然后进行硬化有机绝缘层75的固化处理工序。这样如图27所示，在接触孔72、74、76、78中有机绝缘层75收缩到栅极绝缘层30及保护层70的边界线，同时限定接触孔72、74、76、78的有机绝缘层75的侧壁具有30-60°范围缓慢倾斜的锥形结构。最后，如图22及图23所示，沉积至厚度的ITO或IZO层。用第四掩膜进行蚀刻，形成与漏极66及存储电容器导电体图案64连接的像素电极82、与栅极衬垫24连接的辅助栅极衬垫84及与数据衬垫68连接的辅助数据衬垫88。
下面通过实施例详细说明本发明的效果。
本发明实施例1至3中在基片上部形成布线组件，用氮化硅形成覆盖布线组件的保护层。有机绝缘层将丙烯酸系的PC-403以3.6μm厚度沉积，并显像后在100℃左右进行烘干。而且，在230℃左右温度的氩气体中对有机绝缘层进行60分钟的固化处理。
在实施例1及2中，用氮化硅以左右厚度形成有机绝缘层的下层(保护层)，在接触部用SF6+O2气体干蚀刻下部层，使底切发生在0.5μm以内。这时，在实施例2中形成接触部时，用具有狭缝图案的掩膜曝光及显像，以阶梯形态形成限定接触孔的有机绝缘层周围。
实施例1
实施例1中研究了进行固化处理后，根据进行抛光处理的时间变化的接触部结构的变化。
结果，虽然在未进行抛光工序的状态下进行固化处理，但有机绝缘层几乎未变形，底切结构也原封不动地剩下了。与此相比，当进行抛光工序后进行固化处理，在固化处理工序中同时发生有机绝缘层的回流及收缩，主要由收缩现象在接触部底切结构消失了。这时，可以延长抛光工序时间，但同样有底切结构的消失效果，优选地，有机绝缘层厚度的减少要小，所以，优选地，抛光工序进行30秒以内时间。
实施例2
在实施例2中，用具有狭缝图案的掩膜曝光及显像有机绝缘层，在接触部以阶梯形态形成限定接触孔的有机绝缘层。
如同实施例1，虽然在未进行抛光工序的状态下进行固化处理，有机绝缘层几乎未变形，底切结构也原封不动地剩下。与此相比，进行抛光工序后进行固化处理时，由收缩现象在接触部底切结构消失了。而且与实施例1不同，用狭缝图案以阶梯形态形成接触孔侧壁进行固化处理时，比非此种情况有机绝缘层的收缩或回流更有效，在接触孔更能缓慢形成有机绝缘层侧壁。因此，当阶梯状对接触孔侧壁制作布线图案时，虽然发生比较大的底切，但可以在固化处理工序中通过收缩除去底切结构，因增加了回流，所以可以更缓慢形成有机绝缘层侧壁。
实施例3
在实施例3中用氮化硅以厚度形成有机绝缘层下部层(保护层)，在接触部发生0.5-1.75μm范围严重底切的蚀刻下部层的干蚀刻气体用的是CF4+O2。
实施例3研究了在有机绝缘层形成接触孔时未使用狭缝图案的情况、在有机绝缘层形成接触孔时，在掩膜用一个狭缝图案的情况、以及在有机绝缘层形成接触孔时，使用双重狭缝图案的情况。
当蚀刻有机绝缘层露出的下部层的情况或进行30秒抛光工序的情况，在接触部底切不消失。与此相比，进行抛光工序之后进行固化处理时，在接触部底切结构就可以消失。而且，当用狭缝图案在有机绝缘层形成接触孔时，在接触部限定接触孔的有机绝缘层侧壁可以具有缓慢的倾斜度。当接触孔发生较大底切时为了容易除去底切，优选地，在收缩及回流中使收缩小回流大。这可以在实施例中，通过调节抛光时间和狭缝间距、宽及数量控制。这时，优选地，抛光工序应在60秒以内且越短越好，优选地，狭缝图案间距及宽度在0.5～3.5mm范围内，优选地，狭缝图案应在1-4个范围内，它们的工序条件要考虑组成有机绝缘层的材料种类和有机绝缘层下部保护层厚度及对有机绝缘层制作布线图案时的光刻条件等选定。而且，当有机绝缘层下面保护层厚度在以下较薄时，进行固化处理工序中发生大的回流，所以更缓慢形成接触孔侧壁倾斜度。若保护层厚度在以下范围，虽然发生严重底切也可以容易除去它。
综上所述，根据本发明在接触部有机绝缘层下面下部层发生底切时，先抛光有机绝缘层并进行固化处理，收缩或回流有机绝缘层，在接触部接触孔侧壁可以形成具有缓慢倾斜的锥形结构。通过该工序的应用，防止在接触部发生断线，确保接触部的可靠性，提高产品的显示特性，用最简单的光学蚀刻工序制造薄膜晶体管基片，以此可以简化制造工序并降低造价。
尽管已经参照优选实施例对本发明进行了详细描述，但是对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化，凡在本发明的精神和原则之内，所作的各种修改和等同替换均应包含在本发明的保护范围之内。