[发明专利]液晶显示设备及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种液晶显示(LCD)设备及其制造方法，尤其涉及一种使用基于无定型氧化锌的半导体作为有源层的LCD设备及其制造方法。

背景技术

近来，随着信息显示变得更加有吸引力且对使用便携式信息媒体的需求增加，对替代作为现有显示设备的阴极射线管(CRT)的轻薄平板显示器(FPD)的研究和商业化已得到广泛加强。尤其是，在FPD之中，液晶显示(LCD)设备通过使用液晶的光学各向异性特性来显示图像。LCD设备表现出出色的分辨率、颜色呈现特性、图像质量等，从而它们广泛应用于膝上型计算机、桌上显示器等。

LCD设备包括滤色器基板、阵列基板和夹在滤色器基板与阵列基板之间的液晶层。

在LCD设备中普遍使用的有源矩阵(AM)驱动方法是一种通过使用无定型硅薄膜晶体管(a-Si TFT)作为开关器件来驱动像素部分中的液晶分子的方法。

之后，将参照图1详细描述现有LCD设备的结构。

图1是示意性显示现有LCD设备的分解透视图。

如图1中所示，LCD设备包括滤色器基板5、阵列基板10和夹在滤色器基板5与阵列基板10之间的液晶层30。

滤色器基板5设置有具有用于呈现红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的多个子滤色器7的滤色器C，用于划分相邻的子滤色器7并阻挡光穿过液晶层30的黑矩阵6，以及用于给液晶层30施加电压的透明公共电极8。

此外，阵列基板10设置有用于限定多个像素区域P的水平和垂直布置的多条栅极线16和数据线17、形成在栅极线16与数据线17之间的交点处的作为开关器件的薄膜晶体管T、以及形成在各个像素区域P上的像素电极18。

通过在图像显示区域边缘处形成的密封剂(没有示出)，以面对的方式粘结具有这种结构的滤色器基板5和阵列基板10，由此组成LC面板。可通过在滤色器基板5或者阵列基板10处形成的粘结键(attachment key)(没有示出)，来实现滤色器基板5和阵列基板10之间的粘结。

可以在低温工序中制造用于上述LCD的无定型硅薄膜晶体管，但其迁移率较小且不满足恒定电流偏置条件。同时，多晶硅薄膜晶体管具有较高的迁移率且满足恒定偏流条件，但很难确保均匀的特性，从而很难增加面积，且需要高温工序。

因而，已开发了包括氧化物半导体作为有源层的氧化物半导体薄膜晶体管，但将氧化物半导体应用于底栅极结构的薄膜晶体管会导致在源极和漏极电极的蚀刻工序过程中氧化物半导体的退化。

图2是示意性显示现有氧化物薄膜晶体管的结构的剖面图。

如图所示，在现有的氧化物TFT结构中，在基板10上形成栅极电极21和栅极绝缘层15a，在栅极绝缘层15a上形成由氧化物半导体形成的有源层24。

之后，在有源层24上形成与有源层24的源极和漏极区域电接触的源极和漏极电极22和23，并且此时，在沉积和蚀刻该源极和漏极电极22和23的工序中，可能会损伤下面的有源层24(尤其是有源层24的沟道区域A)，从而退化，降低了器件的可靠性。

就是说，考虑到与氧化物半导体的接触电阻，用于源极和漏极电极的金属限于基于钼的金属。当根据湿蚀刻形成源极和漏极电极时，由于对蚀刻剂抵抗较弱的氧化物半导体的物理属性，有源层会丧失或受到损坏。此外，即使当根据干蚀刻形成源极和漏极电极时，氧化物半导体的背溅射或缺氧(oxygendeficiency)也会导致有源层退化。

这样，因为氧化物半导体具有弱耦合结构，所以为了防止由于沉积氧化物半导体之后的后续工序对背沟道区域造成损坏，可在有源层上进一步形成蚀刻阻挡层来作为阻挡层。然而，对于氧化物半导体，没有考虑到防止由于除干蚀刻之外的工序，即由于剥离或其他环境暴露而造成的器件特性的恶化。

此外，在其中栅极线和数据线彼此相交的区域上，栅极绝缘层在栅极线的上面部分上沉积得比栅极线的侧表面上薄，由此产生台阶部分，导致在栅极线的侧表面上发生缺陷，如栅极线与数据线之间的短路。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种使用基于无定型氧化锌的半导体作为有源层的LCD设备及其制造方法。

本发明的另一个目的是提供一种通过使用蚀刻阻挡层结构能确保设备稳定性且同时通过将有源层的暴露和退化最小化来改善设备特性的LCD设备及其制造方法。

本发明的另一个目的是提供一种能防止在栅极线与数据线之间的相交部分上发生的短路的LCD设备。

当结合附图时，本发明前述和其他的目的、特征、方面和优点将从本发明下面的详细描述变得更加显而易见。