专利名称::保证顺锥形接触孔的绝缘层及其制造方法
技术领域:
:本发明涉及一种薄膜晶体管阵列基板,特别是涉及一种薄膜晶体管阵列基板上的绝缘层及其制造方法。
背景技术:
:目前,薄膜晶体管(TFT)阵列基板上的漏极(Drain)/栅极(Gate)转换部的漏极层与栅极层是通过400A厚的透明像素电极(主要由氧化铟锡IT0材料组成)连接起来的。图1为现有技术中绝缘层一实施例的示意图,如图1所示,TFT阵列基板上漏极/栅极转换部的绝缘层由氮化硅(SiNx)材料形成的,其分为上、下两层,下层为栅极绝缘层101(可称为G-SiNx层),该G-SiNx层101是在栅极层形成后通过CVD(化学气相沉积)成膜形成,而上层为钝化层102(PA-SiNx层),该PA-SiNx层是在TFT部的沟道刻蚀完成后通过CVD成膜形成的。由于上、下两层的工艺条件不同,G-SiNx层/PA-SiNx层界面处层间的结合力弱,接触孔刻蚀时界面处的刻蚀速率高,如图1所示,容易形成逆锥形(taper)的接触孔。当ITO溅射到基板上后在逆锥形的接触孔处容易发生ITO断线或者接触不良,而形成薄明栅极线不良。由于G-SiNx层/PA-SiNx层界面的刻蚀速率高,导致接触孔成逆锥形状,实际量产中PA-SiNx层采用如图2所示的两层结构。如图2所示,TFT阵列基板上漏极/栅极转换部的绝缘层分为三层,下层201为G-SiNx层,2层PPA-SiNx层202、203,第一PA-SiNx层202、第二PA-SiNx层203是在CVD成膜过程中通过气体流量的调整,使得干刻时第一PA-SiNx层202的刻蚀速率大于第二PA-SiNx层203的刻蚀速率,且通过调整成膜时间选择合适的第一PA-SiNx层202、第二PA-SiNx层203的厚度(实际量产中第一PA-SiNx层202的厚度为150A,第二PA-SiNx层203的厚度为1350A)。但是实际生产过程中,由于基板温度或者接触孔刻蚀速率的面内不均匀性,面板内部分区域的接触孔会形成逆锥形角。如基板周边的温度低于基板中心处,使基板边缘处的第一PA-SiNx层202与G-SiNx层201的结合力小于基板中心处,如图2所示,导致基板中心处的接触孔形成良好的顺锥形角,而基板周边处的接触孔会形成逆锥形角,生产线上因这种原因引起的薄明栅极线不良发生率为1.0%。
发明内容本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中由逆锥形角引起薄明栅极线不良的缺陷,提供一种保证顺锥形接触孔的绝缘层及其制造方法,该绝缘层及其制造方法降低薄明栅极线的不良率。本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的一种保证顺锥形接触孔的绝缘层,其实质性特点在于,该绝缘层包括一栅极绝缘层以及依次位于该栅极绝缘层上的第一钝化层、第二钝化层、第三钝化层,该第一钝化层、第二钝化层和第三钝化层形成顺锥形的形状。本发明的另一技术方案是提供一种保证顺锥形接触孔的绝缘层的制造方法,该制造方法包括以下步骤先形成一栅极绝缘层;在该栅极绝缘层上形成一第一钝化层,同时对该第一钝化层进行刻蚀;在该第一钝化层上形成一第二钝化层,同时对该第二钝化层进行刻蚀;在该第二钝化层上形成一第三钝化层,同时对该第三钝化层进行刻蚀。其中,该第二钝化层的厚度分别大于第一钝化层和第三钝化层的厚度。其中,该第二钝化层、第一钝化层和第三钝化层的厚度之比为21:7:3。其中,该栅极绝缘层、第一钝化层、第二钝化层、第三钝化层都是通过化学气相沉积方法形成的。其中,该化学气相沉积方法采用硅烷、氨气、氢气和氮气。其中,该第三钝化层的刻蚀速率大于第二钝化层的刻蚀速率,该第二钝化层的刻蚀速率大于第一钝化层的刻蚀速率。其中,该第三钝化层的形成时间分别大于第一钝化层和第二钝化层的形成时间。本发明的积极进步效果在于该第一钝化层、第二钝化层和第三钝化层形成顺锥形的形状,采用三层结构的钝化层,可以有效改善接触孔形状和像素电极与栅极层间的接触电阻,从而降低薄明栅极线的不良率。图1为现有技术中绝缘层一实施例的示意图。图2为现有技术中绝缘层另一实施例的示意图。图3为本发明绝缘层一实施例的示意图。图4为本发明绝缘层的扫描电子显微镜图。图5为测试阵列基板的接触孔电阻的示意图。具体实施例方式下面结合附图给出本发明较佳实施例,以详细说明本发明的技术方案。图3为本发明绝缘层一实施例的示意图,如图3所示,本发明保证顺锥形接触孔的绝缘层包括一栅极绝缘层301以及依次位于该栅极绝缘层301上的第一钝化层302(简称PA1层)、第二钝化层303(简称PA2层)、第三钝化层304(简称PA3层),该第一钝化层302、第二钝化层303和第三钝化层304形成顺锥形的形状,该第二钝化层303的厚度分别大于第一钝化层302和第三钝化层304的厚度。在该三层钝化层结构中,PA1层302、PA2层303、PA3层304层要在CVD过程中通过气体流量的调整,使得干刻时的刻蚀速率满足PA3〉PA2〉PA1,且通过调整成膜时间选择合适的PA1层302、PA2层303、PA3层304的厚度。在上述条件的设置下,刻蚀出的接触孔的形状如图4所示,形成良好的顺锥形的形状。下面具体说明保证顺锥形接触孔的绝缘层的形成过程,先通过CVD方法形成一栅极绝缘层301,依次在栅极绝缘层301上通过CVD方法形成PA1层302、PA2层303、PA3层304,其中的反应气体为硅烷(SiH4)、氨气(NH3)、氢气(H2)和氮气(N2),反应温度为100500°C,反应气体进入反应腔后在外部电源作用下形成等离子氛围并发生化学反应会在玻璃基板上生成钝化层(SiNx),在形成每一钝化层时进行刻蚀,钝化层的刻蚀速率是通过改变NH3和SiH4的比例达到的,NH3和SiH4的比例越大则刻蚀速率越快,如表1,刻蚀PA3层304的NH3和SiH4的比例大于刻蚀PA2层303的NH3和SiH4的比例,刻蚀PA2层303中的鹏和SiH4的比例大于刻蚀PA1层302中的NH3和SiH4的比例;钝化层的形成时间为06000sec(等于设定的厚度/薄膜沉积速度),其中,PA2层303的厚度最大,其形成时间最长。如表l,PA2层303、PA1层302、PA3层304的厚度依次为1050A、350A、150A,比例为21:7:3。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表2<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>图5为测试阵列基板的接触孔电阻的示意图,表2记录了图5的测试得出的数据,从表2可以看出,阵列基板上所有测得点的3层钝化层的接触孔电阻在规格以内,同时测得点的电阻小于相应位置的2层钝化层的接触孔电阻。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>从表3的数据可以得出,采用三层结构的钝化层,可以有效改善接触孔形状和像素电极与栅极层间的接触电阻,从而降低薄明栅极线的不良率。虽然以上描述了本发明的具体实施方式,但是本领域的技术人员应当理解,这些仅是举例说明,在不背离本发明的原理和实质的前提下,可以对这些实施方式做出多种变更或修改。因此,本发明的保护范围由所附权利要求书限定。权利要求1、一种保证顺锥形接触孔的绝缘层,其特征在于,其包括一栅极绝缘层以及依次位于该栅极绝缘层上的第一钝化层、第二钝化层、第三钝化层,该第一钝化层、第二钝化层和第三钝化层形成顺锥形的形状。2、如权利要求1所述的绝缘层,其特征在于,该第二钝化层的厚度分别大于第一钝化层和第三钝化层的厚度。3、如权利要求1所述的绝缘层,其特征在于,该第二钝化层、第一钝化层和第三钝化层的厚度之比为21:7:3。4、一种制造如权利要求2所述的绝缘层的方法,其特征在于,其包括以下步骤先形成一栅极绝缘层;在该栅极绝缘层上形成一第一钝化层,同时对该第一钝化层进行刻蚀;在该第一钝化层上形成一第二钝化层,同时对该第二钝化层进行刻蚀;在该第二钝化层上形成一第三钝化层,同时对该第三钝化层进行刻蚀。5、如权利要求3所述的绝缘层的制造方法,其特征在于,该栅极绝缘层、第一钝化层、第二钝化层、第三钝化层都是通过化学气相沉积方法形成的。6、如权利要求5所述的绝缘层的制造方法,其特征在于,该化学气相沉积方法采用硅垸、氨气、氢气和氮气。7、如权利要求6所述的绝缘层的制造方法,其特征在于,该第三钝化层的刻蚀速率大于第二钝化层的刻蚀速率,该第二钝化层的刻蚀速率大于第一钝化层的刻蚀速率。8、如权利要求7所述的绝缘层的制造方法,其特征在于,该第三钝化层的形成时间分别大于第一钝化层和第二钝化层的形成时间。全文摘要本发明公开了一种保证顺锥形接触孔的绝缘层及其制造方法,该保证顺锥形接触孔的绝缘层包括一栅极绝缘层以及依次位于该栅极绝缘层上的第一钝化层、第二钝化层、第三钝化层,该第一钝化层、第二钝化层和第三钝化层形成顺锥形的形状。采用三层结构的钝化层,可以有效改善接触孔形状和像素电极与栅极层间的接触电阻,从而降低薄明栅极线的不良率。文档编号H01L21/311GK101546746SQ20081003506公开日2009年9月30日申请日期2008年3月25日优先权日2008年3月25日发明者申智渊,马哲国申请人:上海广电Nec液晶显示器有限公司