[发明专利]像素沟道区的掩模版及用该掩模版形成的薄膜晶体管

说明书

技术领域

本发明涉及一种薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)4次光刻工艺(因为阵列基板制造过程中，需要4次使用掩模版进行曝光后进行刻蚀，又称“4Mask工艺”)中的像素沟道区的掩模(Mask)版及用该掩模版形成的薄膜晶体管，特别涉及一种4Mask半曝光工艺中像素沟道区的掩模版及用该掩模版形成的薄膜晶体管(TFT)。

背景技术

在TFT-LCD的制造中，以4Mask工艺取代5Mask工艺，其显著的优点就是缩短生产时间，提高产能。但是，应用半曝光技术实现沟道区的曝光控制，在实际的生产中暴露出诸如沟道特性不良等问题，归根结底是4Mask工艺设计所无法避免的。与5Mask工艺不同，4Mask工艺将有源层和源漏极层同时曝光，为了形成沟道区有源层沟道结构，必须在像素沟道区采用半曝光技术。现有的半曝光掩模设计利用在沟道区加入部分挡光结构，形成栅状或网状狭缝，从而实现沟道区光刻胶的半曝光控制。

图1所示为现有技术中在栅线和栅电极4上方设置的像素沟道区的半曝光掩模版。如图1所示，该半曝光掩模版包括：沟道区半曝光掩模结构1；漏极掩模结构2；源极掩模结构3。图2所示为采用该半曝光掩模版曝光显影后像素沟道区域的俯视图。如图2所示，曝光显影像素包括以下几部分：漏极光刻胶6；沟道光刻胶7；源极光刻胶8；源漏极层金属9。图3A所示为图2中A-A部位的截面图，图3B所示为图2中B-B部位的截面图。如图3A和图3B所示，栅线和栅电极4上方的栅极绝缘层14，栅极绝缘层上方为有源层12，有源层上方为源漏电极金属层9；源漏电极金属层9上方的半曝光区域的沟道光刻胶7的厚度比未曝光区域：漏极光刻胶6、源极光刻胶8的厚度薄，而比全曝光区域，露出源漏电极金属层9部分厚。图4所示为采用半曝光掩模版刻蚀后的像素沟道区域俯视图。如图4所示，刻蚀后的沟道区域包括：露出的沟道有源层12，以及形成的源极13和漏极11图形。

在实际的生产工艺中，由于光刻胶厚度和半曝光均匀性的问题，加上曝光时半曝光部分与全曝光部分之间干涉，交界处半曝光部门的光刻胶厚度减小，使得曝光后工艺，如湿刻，干刻，清洗等工艺，对沟道边缘有源层相关的光刻胶部分、源漏极金属电极部分等极有可能造成的直接或钻刻等破坏，如断开性等不良，如图5所示，这些破坏必然引起沟道区有源层结构的破坏，结果影响像素电学特性。目前，实际生产过程中由于没有相应的改善措施，造成巨大的经济损失。

发明内容

本发明的目的是针对TFT-LCD 4Mask工艺半曝光工艺在生产实际中暴露出来的像素沟道断开性和连同性等缺陷，提供一种改善沟道半曝光区的掩模设计结构，从而有效的避免沟道源漏极连同性和沟道有缘层断开性不良问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种像素沟道区掩模版，包括：沟道区半曝光掩模结构，漏极掩模结构和源极掩模结构，其中所述沟道区半曝光掩模结构还包括沟道区外围半曝光掩模结构。

上述方案中，所述沟道区外围半曝光掩模结构为栅状、网状或孔状等结构。所述沟道区外围半曝光掩模结构为整体叶状的结构；局部为栅状、网状或孔状等结构。所述沟道区半曝光掩模结构，漏极掩模结构，源极掩模结构和沟道区外围半曝光掩模结构的材料为金属铬。

为了实现上述目的，本发明同时提供一种采用前述的像素沟道区掩模版形成的薄膜晶体管，其中所述形成的薄膜晶体管的沟道区域有一向外扩展区域。

相对于现有技术，本发明采用的曝光区的掩模版设计结构，能使曝光和刻蚀后的像素沟道区有源层向外扩展，其主要是利用树叶状或其他扩展结构，将半曝光掩模区向沟道区的外围进行扩展，其好处就在于将上述破坏位置外部转移，保护沟道区域的完整；同时，使得在工艺中光刻胶厚度均匀性和曝光均匀性控制变得相对容易，有效的避免了沟道源漏极连同性和沟道有源层断开性不良问题。

下面结合附图和具体实施例对本发明进行进一步更为详细地说明。

附图说明

图1是现有技术中像素沟道区设置的半曝光掩模版示意图；

图2是现有技术中采用半曝光掩模版曝光显影后像素沟道区域俯视图；

图3A是图2中A-A部位的截面图；

图3B是图2中B-B部位的截面图；

图4是现有技术中采用半曝光掩模版刻蚀后的像素沟道区域俯视图；

图5是现有技术中采用半曝光掩模版刻蚀后沟道断开性缺陷示意图；

图6是本发明像素沟道区设置的半曝光掩模版之一示意图；

图7是本发明采用半曝光掩模版曝光显影后像素沟道区域俯视图；

图8A是图7中C-C部位的截面图；