專利名稱：一種陣列基板和其制備方法、及液晶顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及液晶顯示技術，特別是指一種陣列基板和其制備方法、及液晶顯示裝置。
背景技術：
薄膜晶體管液晶顯不器(TFT-LCD,Thin Film Transistor LiquidCrystalDisplay)具有體積小、功耗低、無福射等特點。隨著TFT-1XD尺寸的不斷增大、分辨率的不斷提高，采用了更高頻率的驅動電路以提高顯示質量，導致大尺寸、高分辨率TFT-1XD的圖像信號的延遲更為嚴重。TFT-1XD信號的延遲主要由T=RC決定，R為信號電阻，C為相關電容?，F(xiàn)在一般采用化學性質穩(wěn)定、電阻率較高的Ta、Cr、Mo等金屬或是其合金作為金屬電極的材料制作TFT-1XD的柵極、柵極掃描線和數(shù)據(jù)線。隨著TFT-1XD尺寸和分辨率地提高，柵極掃描線長度也隨著增大，信號延遲時間也隨之增大，信號延遲增加到一 定的程度，一些像素得不到充分的充電，造成亮度不均勻，使TFT-1XD的對比度下降，嚴重地影響了圖像的顯示質量。隨著液晶顯示器尺寸地增大，需要不斷提高驅動電路的頻率。非晶硅薄膜晶體管的遷移率在O. 5左右，但液晶顯示器超過80英寸，驅動頻率為120Hz時需要lcm2/V. S以上的遷移率。金屬氧化物TFT (非晶IGZ0)遷移率高、均一性好、透明且制作工藝簡單，能夠滿足大尺寸液晶顯示器和有源有機電致發(fā)光的需求，以及滿足大尺寸，高刷新頻率LCD及OLED高遷移率的需求。若采用金屬Cu制作薄膜晶體管的漏源電極，金屬Cu擴散到半導體層、柵絕緣層和鈍化層中會嚴重影響TFT的性能，因此在沉積金屬Cu薄膜之前需要先沉積阻擋層?，F(xiàn)有技術存在如下問題采用非晶IGZO制作TFT時，一般在非晶IGZO (半導體層)上面設置阻擋層，避免在形成金屬Cu的源漏電極時破壞非晶IGZ0，但這會增加一次構圖工藝，并且在濕法刻蝕金屬Cu時，由于金屬Cu的刻蝕速率與阻擋層的刻蝕速率相差很大，刻蝕后阻擋層會殘留一部分，在其上再沉積其他的薄膜會出現(xiàn)覆蓋性差。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種陣列基板和其制備方法，以及液晶顯示裝置，解決現(xiàn)有技術中，采用金屬Cu制作薄膜晶體管的漏源電極，金屬Cu會擴散到半導體層、柵絕緣層和鈍化層中影響TFT的性能的缺陷。為解決上述技術問題，本發(fā)明的實施例提供一種陣列基板，包括柵絕緣層；金屬氧化物半導體形成的阻擋層圖案和有源半導體層圖案位于柵絕緣層之上；半導體保護層覆蓋所述阻擋層圖案、有源半導體層圖案和柵絕緣層，且在阻擋層圖案和有源半導體層圖案上的相應位置處形成有過孔；在各個過孔處設置有金屬Cu制作而成的數(shù)據(jù)線、源電極和漏電極。
所述的陣列基板中，所述半導體保護層覆蓋所述阻擋層圖案、有源半導體層圖案和柵絕緣層包括半導體保護層在非過孔位置處則形成于柵絕緣層上。所述的陣列基板中，所述柵絕緣層包括兩層第一層為氮化硅，第二層為氧化硅，第二層直接與有源半導體層圖案或者半導體保護層接觸。所述的陣列基板中，所述半導體保護層覆蓋阻擋層圖案、有源半導體層圖案和柵絕緣層，且在阻擋層圖案和有源半導體層圖案上的相應位置處形成有過孔包括第一過孔是數(shù)據(jù)線與源電極連接過孔；第二過孔是源電極過孔；第三過孔是漏電極過孔。所述的陣列基板中，采用透明導電材料形成數(shù)據(jù)線與源電極連接線，所述數(shù)據(jù)線與源電極連接線在第一過孔處連接了數(shù)據(jù)線和源電極。所述的陣列基板中，采用透明導電材料在第二過孔處形成薄膜，覆蓋第二過孔處的源電極。所述的陣列基板中，采用透明導電材料在第三過孔處形成薄膜，覆蓋第三過孔處的漏電極。所述的陣列基板中，所述半導體保護層包括兩層第一層為氮化硅，第二層為氧化物；所述氧化物是金屬氧化物，或者硅的氧化物；第一層直接與有源半導體層圖案接觸。一種陣列基板的制備方法，包括通過一次構圖工藝形成柵極和柵極掃描線；通過一次構圖工藝形成金屬氧化物半導體的阻擋層圖案和有源半導體層圖案；通過一次構圖工藝形成半導體保護層的過孔；通過一次構圖工藝形成金屬Cu的數(shù)據(jù)線、源電極和漏電極的圖案；通過一次構圖工藝形成數(shù)據(jù)線與源電極連接線，以及透明像素電極。所述的陣列基板的制備方法中，通過一次構圖工藝形成半導體保護層的過孔，包括所述過孔形成在阻擋層圖案層和有源半導體層圖案上的相應位置處。所述的陣列基板的制備方法中，所述過孔包括第一過孔是數(shù)據(jù)線與源電極連接過孔；第二過孔是源電極過孔；第三過孔是漏電極過孔。所述的陣列基板的制備方法中，通過一次構圖工藝形成數(shù)據(jù)線與源電極連接線，以及透明像素電極包括采用透明導電材料形成數(shù)據(jù)線與源電極連接線，所述數(shù)據(jù)線與源電極連接線在第一過孔處連接了數(shù)據(jù)線和源電極。一種液晶顯示裝置，包括上述的陣列基板。本發(fā)明的上述技術方案的有益效果如下采用金屬Cu制作數(shù)據(jù)線、源電極和漏電極，采用金屬氧化物半導體作為金屬Cu的阻擋層，在形成薄膜晶體管的過程中防止了金屬Cu向柵絕緣層等層中進行擴散。


圖1表示一種TFT結構的結構示意圖；圖2表示通過一次構圖工藝形成柵極和柵極掃描線的截面圖；圖3表示通過一次構圖工藝形成柵極和柵極掃描線的平面圖；圖4表示通過一次構圖工藝形成有源半導體層圖案的截面圖；圖5表示通過一次構圖工藝形成有源半導體層圖案的平面圖；圖6表示通過一次構圖工藝形成半導體保護層的截面圖；圖7表示通過一次構圖工藝形成半導體保護層的平面圖8表示通過一次構圖工藝形成數(shù)據(jù)線、源電極和漏電極的截面圖；圖9表示通過一次構圖工藝形成數(shù)據(jù)線、源電極和漏電極的平面圖；圖10表示通過一次構圖工藝形成透明像素電極，數(shù)據(jù)線與源電極連接線的截面圖；圖11表示通過一次構圖工藝形成透明像素電極，數(shù)據(jù)線與源電極連接線的平面圖；圖12表示數(shù)據(jù)線與源電極連接線部分覆蓋數(shù)據(jù)線的示意圖；I玻璃基板2 柵極3柵絕緣層4有源半導體層圖案5半導體保護層6源電極7漏電極8透明像素電極9數(shù)據(jù)線與源電極連接線10數(shù)據(jù)線與源電極連接過孔11阻擋層圖案12數(shù)據(jù)線13柵極掃描線。
具體實施例方式為使本發(fā)明要解決的技術問題、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。本發(fā)明采用了低電阻的金屬Cu制作源電極6和漏電極7、柵極掃描線13和數(shù)據(jù)線12，以改善陣列基板中的金屬Cu布線的情形。本發(fā)明實施例提供一種陣列基板，如圖1和圖10所示，包括柵絕緣層3 ；金屬氧化物半導體制備的Cu的阻擋層圖案11和有源半導體層圖案4位于柵絕緣層3之上；半導體保護層5覆蓋Cu的阻擋層圖案11和有源半導體層圖案4層和柵絕緣層3，且在阻擋層圖案層11和有源半導體層圖案層4上的相應位置處形成有過孔；在各個過孔處設置有金屬Cu制作而成的數(shù)據(jù)線12、源電極6和漏電極7。應用所提供的技術，采用金屬Cu制作數(shù)據(jù)線12、源電極6和漏電極7，采用金屬氧化物半導體作為金屬Cu的阻擋層，在形成薄膜晶體管的過程中防止了金屬Cu向柵絕緣層3等層中進行擴散。在一個優(yōu)選實施例中，半導體保護層5覆蓋阻擋層圖案11、有源半導體層圖案4和柵絕緣層3包括所述半導體保護層5在非過孔位置處則形成于柵絕緣層上3。在一個優(yōu)選實施例中，柵絕緣層3包括兩層第一層為氮化硅(SiNx)，第二層為氧化硅(SiOx)，第二層直接與有源半導體層圖案4或者半導體保護層5接觸。在一個優(yōu)選實施例中，半導體保護層5覆蓋阻擋層圖案11、有源半導體層圖案4和柵絕緣層3，且在阻擋層圖案11和有源半導體層圖案4上的相應位置處形成有過孔包括第一過孔是數(shù)據(jù)線與源電極連接過孔10 ；第二過孔是源電極過孔；第二過孔是漏電極過孔。每一個過孔位置處均作 為了金屬Cu與金屬氧化物半導體的接觸區(qū)域。在一個優(yōu)選實施例中，采用透明導電材料形成數(shù)據(jù)線與源電極連接線9，所述數(shù)據(jù)線與源電極連接線9在第一過孔處連接了數(shù)據(jù)線12和源電極6。如圖11所示，透明導電材料覆蓋全部的數(shù)據(jù)線12，或者，如圖12所示，部分覆蓋數(shù)據(jù)線12。透明導電材料具體是氧化銦錫(ITO)或者銦鋅氧化物(IZO)。在一個優(yōu)選實施例中，采用透明導電材料在第二過孔處形成薄膜，覆蓋第二過孔處的源電極6。透明導電材料具體是ITO或者ΙΖ0。在一個優(yōu)選實施例中，采用透明導電材料在第三過孔處形成薄膜，覆蓋第三過孔處的漏電極7。透明導電材料具體是ITO或者ΙΖ0。在一個優(yōu)選實施例中，半導體保護層5包括兩層第一層為氮化硅，第二層為氧化物；氧化物是金屬氧化物，或者硅的氧化物；第一層直接與有源半導體層圖案4接觸。半導體保護層5包括兩層，第一層為氮化硅，第二層為氧化物，氧化物可以使金屬氧化物的絕緣體如Al2O3,也可以是硅的氧化物，如氧化硅或者氮氧化硅，半導體保護層5的作用在于刻蝕源電極6和漏電極7的過程中，防止有源半導體層圖案4被刻蝕掉。應用實施例提供的技術，在制作陣列基板的場景中，采用金屬氧化物半導體制作金屬Cu的阻擋層圖案11和有源半導體層圖案4，以及采用金屬Cu制作數(shù)據(jù)線12、柵極掃描線13、源電極6和漏電極7，具體包括如下步驟步驟1，在玻璃基板I或者石英基板上，采用濺射或熱蒸發(fā)方式沉積厚度4000A ~丨5000A的柵金屬膜，柵金屬膜選用Cr、W、Cu、T1、Ta、Mo等金屬或合金,或者選用由多層金屬組成的復合柵金屬。第一次構圖工藝形成柵極2和柵極掃描線13，圖2、圖3所示分別是這一次構圖工藝后的陣列基板的截面圖和平面圖。步驟2，采用PECVD方法連續(xù)沉積厚度2000A ~ 5000A的柵絕緣層3，柵絕緣層3可以選用氧化物、氮化物或者氧氮化合物,對應的反應氣體可以是SiH4, NH3, N2，或者是SiH2Cl2, NH3, N2。為提高TFT的性能，柵絕緣層3包括兩層第一層為SiNx,第二層為SiOx,第二層直接與有源半導體圖案層4和半導體保護層5接觸。步驟3，在柵絕緣層3之上通過濺射方法連續(xù)沉積厚度為、OA ~ I 000A的半導體層 4，具體采用非晶 IGZO、HIZO、IZO、a-1nZnO、a-1nZnO、ZnO: F、In2O3: Sn、In2O3:Mo、Cd2SnO4'ZnO:Al、TiO2:Nb、Cd-Sn-O或者其他金屬氧化物；第二次構圖工藝形成阻擋層圖案11和有源半導體層圖案4，如圖4、圖5所示分別是這一次構圖工藝后的陣列基板的截面圖和平面圖。
阻擋層圖案11，起到了阻擋層的功能，增加了相關電極的金屬Cu薄膜的附著力，并且又能夠阻止金屬Cu離子擴散到柵絕緣層3等相關層中。步驟4，在陣列基板上以PECVD方法沉積厚度500A ~ 3000A的半導體保護層5，半導體保護層5可以使用Al2O3或者雙層的阻擋結構，雙層的阻擋結構中，第一層為氮化硅，第二層為氧化物，氧化物可以是金屬氧化物的絕緣體如Al2O3，也可以是硅的氧化物，如氧化
硅或者氮氧化硅。半導體保護層5選用氧化物、氮化物或者氧氮化合物；硅的氧化物對應的反應氣體可以為SiH4, N2O,氮化物或者氧氮化合物對應氣體是SiH4, NH3, N2或SiH2Cl2, NH3, N2。第三次構圖工藝形成第一過孔、第二過孔和第三過孔。第一過孔是數(shù)據(jù)線與源電極連接過孔10 ；
第二過孔是源電極過孔；第二過孔是漏電極過孔。截面圖和平面圖分別如圖6、圖7所示，每一個過孔處，均是金屬Cu與金屬氧化物半導體的接觸區(qū)域。步驟5，在陣列基板上通過濺射或熱蒸發(fā)的方法沉積上厚度2000A ~ 4000,4源漏金屬層，具體米用了金屬Cu。第四次構圖工藝形成數(shù)據(jù)線12、源電極6和漏電極7的圖案，其截面圖和平面圖分別如圖8、圖9所示。步驟6，在陣列基板上通過濺射或熱蒸發(fā)的方法沉積上厚度約300A -1500A的透明導電層，透明導電層的材料可以采用ΙΤΟ、ΙΖ0，或者其他透明的金屬氧化物；第五次構圖工藝形成透明像素電極8，數(shù)據(jù)線與源電極連接線9，其截面圖如圖10所示，透明像素電極8采用的ITO或者IZO可以覆蓋整個漏電極7，以減少漏電極7與透明像素電極8之間的接觸不良，保證了漏電極7和透明像素電極8充分接觸，還可以保護形成漏電極7的金屬Cu薄膜；透明像素電極8采用的ITO或者IZO也可以部分覆蓋整個漏電極7。如圖11所示，數(shù)據(jù)線與源電極連接線9采用透明導電材料(具體是ITO或者ΙΖ0)形成，并且覆蓋全部的數(shù)據(jù)線12，或者如圖12所示，數(shù)據(jù)線與源電極連接線9也可以部分覆蓋數(shù)據(jù)線12。本發(fā)明實施例提供一種制作陣列基板的方法，使用金屬Cu制作數(shù)據(jù)線12、源電極6和漏電極7，采用金屬氧化物半導體制備Cu的阻擋層圖案11，方法包括通過一次構圖工藝形成柵極6和柵極掃描線13 ；通過一次構圖工藝形成金屬氧化物半導體的阻擋層圖案11和有源半導體層圖案4 ；通過一次構圖工藝形成半導體保護層5的過孔；通過一次構圖工藝形成金屬Cu的數(shù)據(jù)線12、源電極6和漏電極7的圖案；通過一次構圖工藝形成數(shù)據(jù)線與源電極連接線9，以及透明像素電極8。應用實施例提供的技術，在制作陣列基板的場景中，方法的步驟包括在第一次構圖工藝中形成柵電極6和柵極掃描線13 ；在第二次構圖工藝中形成Cu的阻擋層圖案11和有源半導體層圖案4 ；
在第三次構圖工藝中形成半導體保護層5的過孔，且過孔形成在阻擋層圖案11和有源半導體層圖案4上的相應位置處；在半導體保護層5中形成Cu與阻擋層圖案11和有源半導體層圖案4的金屬氧化物半導體的接觸區(qū)域，包括第一過孔-數(shù)據(jù)線的接觸區(qū)、第二過孔-源電極接觸區(qū)和第三過孔-漏電極接觸區(qū)，半導體保護層5此時成為了有源半導體層圖案4的保護層，提高金屬氧化物TFT的穩(wěn)定性；在第四次構圖工藝中，形成金屬Cu的數(shù)據(jù)線12、源電極6和漏電極7的圖案；在第五次構圖工藝中，形成數(shù)據(jù)線與源電極連接線9和透明像素電極8。采用透明導電材料形成數(shù)據(jù)線與源電極連接線9，數(shù)據(jù)線與源電極連接線9在第一過孔處連接了數(shù)據(jù)線12和源電極6。透明導電材料(具體是ITO或者IZ0)可以全部覆蓋金屬Cu薄膜，這樣保證了漏電極7和透明像素電極8充分接觸，還可以保護金屬Cu薄膜；透明導電材料也可以全部覆蓋金屬Cu薄膜，例如數(shù)據(jù)線與源電極連接線9也可以部分覆蓋金屬Cu薄膜。構圖工藝包括涂覆光刻膠、曝光、顯影、刻蝕、剝離等工藝流程，構圖工藝最終在薄膜上形成圖形。在構圖工藝過程中，由于采用了金屬氧化物半導體制作的阻擋層圖案11作為金屬Cu的阻擋層，在形成薄膜晶體管的過程中防止了金屬Cu向柵絕緣層3等層中進行擴散，并且，采用了半導體保護層5保護有源半導體層圖案4，半導體保護層5的作用在于刻蝕源電極6和漏電極7的過程中，防止有源半導體層圖案4被刻蝕掉。本發(fā)明實施例提供一種液晶顯示裝置，包括陣列基板，陣列基板包括柵絕緣層3;金屬氧化物半導體制備的Cu的阻擋層圖案11和有源半導體層圖案4位于柵絕緣層3之上；半導體保護層5覆蓋Cu的阻擋層圖案11和有源半導體層圖案4層和柵絕緣層3，且在阻擋層圖案層11和有源半導體層圖案層4上的相應位置處形成有過孔；在各個過孔處設置有金屬Cu制作而成的數(shù)據(jù)線12、源電極6和漏電極7。采用本方案之后的優(yōu)勢是采用金屬Cu制作數(shù)據(jù)線12、源電極6和漏電極7，采用金屬氧化物半導體作為金屬Cu的阻擋層圖案11，在形成薄膜晶體管的過程中防止了金屬Cu向柵絕緣層3、有源半導體層圖案4等層中進行擴散；由于金屬氧化物TFT (非晶IGZ0)遷移率高、均一性好、透明且制作工藝簡單，能夠滿足大尺寸液晶顯示器和有源有機電致發(fā)光的需求，以及滿足大尺寸高刷新頻率LCD及OLED對高遷移率的需求。以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種陣列基板，其特征在于，包括柵絕緣層；金屬氧化物半導體形成的阻擋層圖案和有源半導體層圖案位于柵絕緣層之上；半導體保護層覆蓋所述阻擋層圖案、有源半導體層圖案和柵絕緣層，且在阻擋層圖案和有源半導體層圖案上的相應位置處形成有過孔；在各個過孔處設置有金屬Cu制作而成的數(shù)據(jù)線、源電極和漏電極。
2.根據(jù)權利要求1所述的陣列基板，其特征在于，所述半導體保護層覆蓋所述阻擋層圖案、有源半導體層圖案和柵絕緣層包括所述半導體保護層在非過孔位置處則形成于柵絕緣層上。
3.根據(jù)權利要求1所述的陣列基板，其特征在于，所述柵絕緣層包括兩層第一層為氮化硅，第二層為氧化硅，第二層直接與有源半導體層圖案或者半導體保護層接觸。
4.根據(jù)權利要求1所述的陣列基板，其特征在于，所述半導體保護層覆蓋阻擋層圖案、 有源半導體層圖案和柵絕緣層，且在阻擋層圖案和有源半導體層圖案上的相應位置處形成有過孔包括第一過孔是數(shù)據(jù)線與源電極連接過孔；第二過孔是源電極過孔；第三過孔是漏電極過孔。
5.根據(jù)權利要求4所述的陣列基板，其特征在于，采用透明導電材料形成數(shù)據(jù)線與源電極連接線，所述數(shù)據(jù)線與源電極連接線在第一過孔處連接了數(shù)據(jù)線和源電極。
6.根據(jù)權利要求1所述的陣列基板，其特征在于，采用透明導電材料在第二過孔處形成薄膜，覆蓋第二過孔處的源電極。
7.根據(jù)權利要求1所述的陣列基板，其特征在于，采用透明導電材料在第三過孔處形成薄膜，覆蓋第三過孔處的漏電極。
8.根據(jù)權利要求1所述的陣列基板，其特征在于，所述半導體保護層包括兩層第一層為氮化硅，第二層為氧化物；所述氧化物是金屬氧化物，或者硅的氧化物；第一層直接與有源半導體層圖案接觸。
9.一種陣列基板的制備方法，其特征在于，通過一次構圖工藝形成柵極和柵極掃描線；通過一次構圖工藝形成金屬氧化物半導體的阻擋層圖案和有源半導體層圖案；通過一次構圖工藝形成半導體保護層的過孔；通過一次構圖工藝形成金屬Cu的數(shù)據(jù)線、源電極和漏電極的圖案；通過一次構圖工藝形成數(shù)據(jù)線與源電極連接線，以及透明像素電極。
10.如權利要求9所述的陣列基板的制備方法，其特征在于，通過一次構圖工藝形成半導體保護層的過孔，包括所述過孔形成在阻擋層圖案層和有源半導體層圖案上的相應位置處。
11.如權利要求10所述的陣列基板的制備方法，其特征在于，所述過孔包括第一過孔是數(shù)據(jù)線與源電極連接過孔；第二過孔是源電極過孔；第三過孔是漏電極過孔。
12.如權利要求9所述的陣列基板的制備方法，其特征在于，通過一次構圖工藝形成數(shù)據(jù)線與源電極連接線，以及透明像素電極包括采用透明導電材料形成數(shù)據(jù)線與源電極連接線，所述數(shù)據(jù)線與源電極連接線在第一過孔處連接了數(shù)據(jù)線和源電極。
13.一種液晶顯示裝置，其特征在于，包括權利要求廣8所述的陣列基板。
全文摘要
本發(fā)明實施例提供一種陣列基板和其制備方法、及液晶顯示裝置，陣列基板包括柵絕緣層；金屬氧化物半導體形成的阻擋層圖案和有源半導體層圖案位于柵絕緣層之上；半導體保護層覆蓋所述阻擋層圖案、有源半導體層圖案和柵絕緣層，且在阻擋層圖案和有源半導體層圖案上的相應位置處形成有過孔；在各個過孔處設置有金屬Cu制作而成的數(shù)據(jù)線、源電極和漏電極。采用金屬Cu制作數(shù)據(jù)線、源電極和漏電極，采用金屬氧化物半導體作為金屬Cu的阻擋層，在形成薄膜晶體管的過程中防止了金屬Cu向柵絕緣層等層中進行擴散。
文檔編號G02F1/1362GK103018990SQ20121054498
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月14日 優(yōu)先權日2012年12月14日
發(fā)明者劉翔 申請人:京東方科技集團股份有限公司