Tft陣列基板及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了TFT陣列基板及其制造方法。所述TFT陣列基板，包括多個像素結(jié)構(gòu)，所述像素結(jié)構(gòu)包括TFT和像素電極，所述TFT包括半導(dǎo)體有源層；所述半導(dǎo)體有源層和像素電極由同一半導(dǎo)體層形成，所述半導(dǎo)體層為透明金屬氧化物半導(dǎo)體，所述像素電極的方塊電阻小于所述半導(dǎo)體有源層的方塊電阻。因為半導(dǎo)體有源層和像素電極由同一半導(dǎo)體層形成，可以采用一次光刻形成，總工藝減少了一次光刻，縮短了工藝流程，縮短了生產(chǎn)周期，從而降低了生產(chǎn)成本。另外，所述TFT的半導(dǎo)體有源層材料為透明金屬氧化物半導(dǎo)體，可以有效提高TFT的電子遷移率。
【專利說明】TFT陣列基板及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種平板顯示器，特別涉及一種TFT陣列基板、液晶顯示器及TFT陣列基板的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，液晶顯示器包括彩膜基板、陣列基板以及填充于所述彩膜基板和陣列基板之間的液晶。在彩膜基板上和/或陣列基板上包括有公共電極和像素電極，通過公共電極和像素電極產(chǎn)生的電場可以驅(qū)動液晶分子進行旋轉(zhuǎn)，同時利用液晶的光學(xué)各向異性和偏振特點，以此顯示圖像信息。根據(jù)公共電極和像素電極產(chǎn)生的電場的方向，液晶顯示器可以分為垂直電場模式和水平電場模式。相對而言，水平電場模式的視角要優(yōu)于垂直電場模式。水平電場模式主要包括超精細TFT (super-fine TFT，SFT)模式和邊緣場開關(guān)(Fringe FieldSwitching，F(xiàn)FS)模式。其中，SFT模式是在傳統(tǒng)TFT的基礎(chǔ)上改良的，可以有效增大了可視角度。
[0003]如圖1和圖2所示，SFT模式液晶顯示器的陣列基板上包括復(fù)數(shù)個像素結(jié)構(gòu)100，所述像素結(jié)構(gòu)100包括:一像素101、一數(shù)據(jù)線102和一掃描線103。其中，所述像素101包括一 TFT1011、一像素電極1012和一公共電極1013，所述TFT1011包括一柵極10111、柵極絕緣層10112、源極/漏極10113與半導(dǎo)體有源層10114(圖1中未示出半導(dǎo)體有源層)。所述像素電極1012與所述源極/漏極10113的一端電連接，所述數(shù)據(jù)線102與所述源極/漏極10113的另一端電連接，所述掃描線103與所述柵極10111連接。所述TFTlOlI像素電極1012、數(shù)據(jù)線102以及柵極絕緣層1012上形成有鈍化層104，所述公共電極1013形成在所述鈍化層104上。在所述像素101內(nèi)，所述公共電極1013分裂為多條公共電極線。所述掃描線103還連接一換線結(jié)構(gòu)200，所述換線結(jié)構(gòu)200用于完成掃描線103與數(shù)據(jù)線102的換線，以便外圍驅(qū)動電路的柵極驅(qū)動信號經(jīng)由數(shù)據(jù)線102和換線結(jié)構(gòu)200傳送給掃描線103。
[0004]如圖2所示，為了完成上述像素結(jié)構(gòu)100和換線結(jié)構(gòu)200，需要使用6套光罩才可以完成。具體來說，使用第一光罩定義柵極10111和掃描線103 ;使用第二光罩定義有源層10114 ;使用第三光罩定義公共電極1013 ;使用第四光罩定義源極/漏極10113和數(shù)據(jù)線102 ;使用第五光罩完成深孔和淺孔的定義；最后使用第六光罩定義公共電極1013。
[0005]綜上所述，為了完成如圖1和圖2所示SFT模式液晶顯示器的陣列基板。需要使用6套光罩，工藝復(fù)雜，生產(chǎn)周期冗長，從而使生產(chǎn)成本上升。
[0006]另外，隨著對液晶顯示器的分辨率和開口率需求的提高，其中TFT的尺寸也需要相應(yīng)縮小。隨著TFT的縮小，常規(guī)的非晶硅的遷移率已經(jīng)不能滿足開關(guān)電流的需求。因此有必要開發(fā)一種高遷移率的TFT，以滿足高分辨率高開口率的液晶顯示器的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供TFT陣列基板及其制造方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的工藝過程冗長、遷移率低的問題，簡化工藝流程并提高遷移率，從而實現(xiàn)降低生產(chǎn)成本、提高顯示品質(zhì)的目的。
[0008]為解決上述技術(shù)為題，本發(fā)明提供一種TFT陣列基板，包括多個像素結(jié)構(gòu)，所述像素結(jié)構(gòu)包括TFT和像素電極，所述TFT包括半導(dǎo)體有源層；所述半導(dǎo)體有源層和像素電極由同一半導(dǎo)體層形成，所述半導(dǎo)體層為透明金屬氧化物半導(dǎo)體，所述像素電極的方塊電阻小于所述半導(dǎo)體有源層的方塊電阻。
[0009]可選的，在所述TFT陣列基板上，所述半導(dǎo)體有源層的方塊電阻是像素電極的方塊電阻的IO3?IO5倍，且所述像素電極具備導(dǎo)電性。
[0010]可選的，在所述TFT陣列基板上，所述半導(dǎo)體層的厚度為IOOOA?2500 k。
[0011]可選的，在所述TFT陣列基板上，所述TFT還包括:柵極、源極/漏極和柵極絕緣層，所述柵極絕緣層形成于所述柵極上，所述源極/漏極形成于所述柵極絕緣層上并與部分所述半導(dǎo)體有源層搭接。
[0012]可選的，在所述TFT陣列基板上，所述半導(dǎo)體層為復(fù)合半導(dǎo)體層，所述復(fù)合半導(dǎo)體層包括第一半導(dǎo)體層以及形成于所述第一半導(dǎo)體層上的第二半導(dǎo)體層，所述半導(dǎo)體有源層由第一半導(dǎo)體層形成，所述像素電極由上述復(fù)合半導(dǎo)體層形成，所述第二半導(dǎo)體層的電阻率小于所述第一半導(dǎo)體層的電阻率。
[0013]可選的，在所述TFT陣列基板上，所述第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層均為非氫化的透明金屬氧化物半導(dǎo)體，所述第二半導(dǎo)體層的離子氧化物的濃度高于所述第一半導(dǎo)體層的離子氧化物的濃度。
[0014]可選的，在所述TFT陣列基板上，所述第一半導(dǎo)體層的厚度為500 A-1500 所述第二半導(dǎo)體層的厚度為500 A - 1000 k。
[0015]可選的，在所述TFT陣列基板上，所述第一半導(dǎo)體層為非氫化的透明金屬氧化物半導(dǎo)體，所述第二半導(dǎo)體層為氫化的透明金屬氧化物半導(dǎo)體。
[0016]可選的，在所述TFT陣列基板上，還包括形成于所述半導(dǎo)體有源層的厚度小于所述像素電極的厚度。
[0017]可選的，在所述TFT陣列基板上，所述像素電極的厚度等于所述半導(dǎo)體層的厚度，所述像素電極表面保留有形成所述半導(dǎo)體層時濺射的金屬殘留離子。
[0018]可選的，在所述TFT陣列基板上，所述柵極的材料為Cr、Mo、Al、T1、Cu中一種或者幾種金屬的合金。
[0019]可選的，在所述TFT陣列基板上，所述源極/漏極的材料為Cr、Mo、Al、T1、Cu中一種或者幾種金屬的合金。
[0020]可選的，在所述TFT陣列基板上，所述像素結(jié)構(gòu)還包括公共電極，所述公共電極形成于所述鈍化層上，所述跨橋與所述公共電極由同一層材料形成。
[0021]可選的，在所述TFT陣列基板上，所述TFT陣列基板還包括一換線結(jié)構(gòu)，所述換線結(jié)構(gòu)包括:
[0022]形成于所述基板上的第一導(dǎo)電層，所述第一導(dǎo)電層與所述柵極由同一層材料形成；
[0023]形成于所述第一導(dǎo)電層上的第一介質(zhì)層，所述第一介質(zhì)層與所述柵極絕緣層由同一層材料形成；[0024]形成于所述第一介質(zhì)層上的第二導(dǎo)電層，所述第二導(dǎo)電層與所述源極/漏極由同一層材料形成；
[0025]形成于所述第一介質(zhì)層和第二導(dǎo)電層上的第二介質(zhì)層，所述第二介質(zhì)層與所述鈍化層由同一層材料形成；
[0026]第一通孔和第二通孔，所述第一通孔暴露出所述第一導(dǎo)電層，所述第二通孔暴露出所述第二導(dǎo)電層；以及
[0027]形成于所述第二介質(zhì)層上和第一通孔和第二通孔中的跨橋，所述跨橋與所述公共電極由同一層材料形成，所述第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層通過所述跨橋電連接。
[0028]可選的，在所述TFT陣列基板上，所述公共電極的材料為透明金屬導(dǎo)電材料。
[0029]可選的，在所述TFT陣列基板上，所述透明金屬氧化物半導(dǎo)體為銦鎵鋅氧化物、銦招鋅氧化物、銦鈦鋅氧化物或銦鋅氧化物中的一種或幾種。
[0030]另外，本發(fā)明還提供一種液晶顯示器，包括:
[0031]所述TFT陣列基板；
[0032]與所述TFT陣列基板相對設(shè)置的彩膜基板，以及
[0033]設(shè)置于所述TFT陣列基板和彩膜基板之間的液晶層。
[0034]相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種TFT陣列基板的制造方法，包括:
[0035]步驟一:提供一基板；
[0036]步驟二:在所述基板上形成一半導(dǎo)體層；
[0037]步驟三:對所述半導(dǎo)體層進行光刻，形成半導(dǎo)體有源層和像素電極；
[0038]其中，所述半導(dǎo)體層為透明金屬氧化物半導(dǎo)體，所述像素電極的方塊電阻小于所述半導(dǎo)體有源層的方塊電阻。
[0039]可選的，在所述TFT陣列基板的制造方法中，所述半導(dǎo)體有源層的方塊電阻是像素電極的方塊電阻的IO3?IO5倍，且所述像素電極具備導(dǎo)電性。
[0040]可選的，在所述TFT陣列基板的制造方法中，所述半導(dǎo)體層的厚度為1000/V2500 A0
[0041]可選的，在所述TFT陣列基板的制造方法中，在所述步驟一和步驟二之間還包括:
[0042]在所述基板上形成柵極材料層；
[0043]對所述柵極材料層進行光刻，形成所述TFT的柵極和第一導(dǎo)電層；以及
[0044]在所述基板、柵極和第一導(dǎo)電層上形成柵極絕緣層，形成于所述第一導(dǎo)電層上的柵極絕緣層作為第一介質(zhì)層，所述半導(dǎo)體層形成于所述柵極絕緣層上。
[0045]可選的，在所述TFT陣列基板的制造方法中，所述步驟三包括:
[0046]對所述半導(dǎo)體層進行光刻，形成半導(dǎo)體有源材料層和像素電極材料層；
[0047]在所述半導(dǎo)體有源材料層、像素電極材料層和柵極絕緣層上形成源極/漏極材料層；
[0048]在所述源極/漏極材料層上形成光刻膠；
[0049]采用半透光罩對所述光刻膠進行曝光；
[0050]剝離去除一部分所述光刻膠，暴露出部分所述源極/漏極材料層，剝離去除部分厚度的另一部分所述光刻膠；以及
[0051]對所述源極/漏極材料層和光刻膠進行干刻，形成所述像素電極、第二導(dǎo)電層、半導(dǎo)體有源層和源極/漏極。
[0052]可選的，在所述TFT陣列基板的制造方法中，所述半導(dǎo)體層為復(fù)合半導(dǎo)體層形成，所述復(fù)合半導(dǎo)體層包括第一半導(dǎo)體層以及形成于所述第一半導(dǎo)體層上的第二半導(dǎo)體層，所述第二半導(dǎo)體層的電阻率小于所述第一半導(dǎo)體層的電阻率。
[0053]可選的，在所述TFT陣列基板的制造方法中，所述步驟二包括:
[0054]采用第一靶材在所述基板上沉積形成第一半導(dǎo)體層；以及
[0055]采用第二靶材在所述第一半導(dǎo)體層上沉積形成第二半導(dǎo)體層；
[0056]其中，第一靶材和第二靶材均為透明金屬氧化物靶材，所述第二靶材的離子氧化物的濃度高于所述第一靶材。
[0057]可選的，在所述TFT陣列基板的制造方法中，所述第一半導(dǎo)體層的厚度為500 A-1500 A,所述第二半導(dǎo)體層的厚度為500 A?1000 A。
[0058]可選的，在所述TFT陣列基板的制造方法中，所述步驟二包括:
[0059]在所述基板上沉積形成一半導(dǎo)體層；以及
[0060]對所述半導(dǎo)體層進行氫離子注入，使所述半導(dǎo)體層成為所述復(fù)合半導(dǎo)體層，未注入氫離子的半導(dǎo)體層作為所述第一半導(dǎo)體層，注入氫離子的半導(dǎo)體層作為所述第二半導(dǎo)體層。
[0061]可選的，在所述TFT陣列基板的制造方法中，所述步驟三之后還包括:
[0062]對所述像素電極進行加熱處理，以活化所述第二半導(dǎo)體層中的氫離子。
[0063]可選的，在所述TFT陣列基板的制造方法中，所述加熱處理的溫度為300°C?350°C，加熱時間為50分鐘?70分鐘。
[0064]可選的，在所述TFT陣列基板的制造方法中，所述步驟二包括:采用物理氣相沉積法在所述柵極絕緣層上濺射形成所述半導(dǎo)體層，所述半導(dǎo)體層為單層，所述半導(dǎo)體層表面附著有濺射時的殘留金屬離子。
[0065]可選的，在所述TFT陣列基板的制造方法中，所述半導(dǎo)體有源層的厚度小于所述像素電極的厚度。
[0066]可選的，在所述TFT陣列基板的制造方法中，所述像素電極的厚度等于所述半導(dǎo)體層的厚度。
[0067]可選的，在所述TFT陣列基板的制造方法中，所述柵極材料層的材料為Cr、Mo、Al、T1、Cu中一種或者幾種金屬的合金。
[0068]可選的，在所述TFT陣列基板的制造方法中，所述源極/漏極材料層的材料為Cr、Mo、Al、T1、Cu中一種或者幾種金屬的合金。
[0069]可選的，在所述TFT陣列基板的制造方法中，所述步驟三后還包括:
[0070]在所述半導(dǎo)體有源層、源極/漏極、像素電極、柵極絕緣層和第二導(dǎo)電層上形成鈍化層，形成于所述第二導(dǎo)電層上的鈍化層作為第二介質(zhì)層；
[0071]對所述鈍化層進行光刻，形成第一通孔和第二通孔，所述第一通孔暴露出第一導(dǎo)電層，所述第二通孔暴露出第二導(dǎo)電層；
[0072]在所述鈍化層上、第一通孔和第二通孔內(nèi)形成公共電極材料層；
[0073]對所述公共電極材料層進行第五次光刻，形成公共電極和跨橋，所述第一導(dǎo)電層與所述第二導(dǎo)電層通過所述跨橋電連接。[0074]可選的，在所述TFT陣列基板的制造方法中，所述透明金屬氧化物半導(dǎo)體為銦鎵鋅氧化物、銦招鋅氧化物、銦鈦鋅氧化物或銦鋅氧化物中的一種或幾種。
[0075]在本發(fā)明的TFT陣列基板上，包括多個像素結(jié)構(gòu)，所述像素結(jié)構(gòu)包括TFT和像素電極，所述TFT包括半導(dǎo)體有源層；所述半導(dǎo)體有源層和像素電極由同一半導(dǎo)體層形成，所述半導(dǎo)體層為透明金屬氧化物半導(dǎo)體，所述像素電極的方塊電阻小于所述半導(dǎo)體有源層的方塊電阻。因為所述半導(dǎo)體有源層和像素電極由同一半導(dǎo)體層形成的，因此半導(dǎo)體有源層和像素電極可以使用同一次光刻形成，而在現(xiàn)有技術(shù)中，形成半導(dǎo)體有源層和像素電極的需要兩次不同的光刻。也就是說，相對于現(xiàn)有技術(shù)而言，要完成所述TFT陣列基板，減少了一次光刻，縮短了工藝流程，縮短了生產(chǎn)周期，從而降低了生產(chǎn)成本。
[0076]另一方面，在本發(fā)明的TFT陣列基板上，TFT的半導(dǎo)體有源層材料為透明金屬氧化物半導(dǎo)體，因此本發(fā)明的TFT的遷移率要遠高于非晶硅制成的TFT。而高遷移率的TFT允許將尺寸做的更小，以滿足高分辨率、高開口率的液晶顯示器的需要，以實現(xiàn)提高顯示品質(zhì)的目的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0077]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中TFT陣列基板的俯視圖；
[0078]圖2為圖1中沿Ι-I'向的剖面圖；
[0079]圖3為本發(fā)明實施例一的TFT陣列基板的俯視圖；
[0080]圖4至圖15為本發(fā)明實施例一的TFT陣列基板的制造方法各步驟中的器件的剖面圖；
[0081]圖12A至圖12C為本發(fā)明實施例一的步驟三中的各步驟中的器件的剖面圖；
[0082]圖16至圖23為本發(fā)明實施例三的TFT陣列基板的制造方法各步驟中的器件的剖面圖。
【具體實施方式】
[0083]為了使本發(fā)明的目的，技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖來進一步做詳細說明。
[0084]實施例一
[0085]圖3為本實施例的TFT陣列基板的俯視圖。如圖3所示，本實施例的TFT陣列基板200包括一基板201，所述基板201上包括多個像素結(jié)構(gòu)202和換線結(jié)構(gòu)203。所述像素結(jié)構(gòu)202包括TFT2021、掃描線2022和數(shù)據(jù)線2023。
[0086] 如圖4所示，所述TFT2021包括柵極20211、柵極絕緣層20212、半導(dǎo)體有源層20213和源極/漏極20214。此外，像素202還包括像素電極2022、鈍化層2023和公共電極2024。所述柵極20211形成于所述基板201上，所述柵極絕緣層20212形成于所述柵極20211上，所述半導(dǎo)體有源層20213形成于所述柵極絕緣層20212上，所述源極/漏極20214形成于所述柵極絕緣層20212上并與部分所述半導(dǎo)體有源層20213搭接，所述像素電極2022形成于所述柵極絕緣層20212上，所述鈍化層2023形成于所述柵極絕緣層20212、半導(dǎo)體有源層20213、源極/漏極20214和像素電極2022上，所述公共電極2024形成于所述鈍化層2023上。[0087]其中，所述半導(dǎo)體有源層20213和像素電極2022由同一半導(dǎo)體層20218形成，所述半導(dǎo)體層20218可以為透明金屬氧化物半導(dǎo)體，例如:銦鎵鋅氧化物、銦鋁鋅氧化物、銦鈦鋅氧化物或銦鋅氧化物中的一種或幾種。
[0088]繼續(xù)參考圖4，為了保證像素電極2022的導(dǎo)電性以及半導(dǎo)體有源層20213的半導(dǎo)體性能，要求所述像素電極2022的方塊電阻要遠小于所述半導(dǎo)體有源層20213的方塊電阻，優(yōu)選的，所述半導(dǎo)體有源層20213的方塊電阻是像素電極2022方塊電阻的IO3?IO5倍。
[0089]具體來說，在本實施例中，所述半導(dǎo)體層20218為復(fù)合半導(dǎo)體層，所述復(fù)合半導(dǎo)體層包括第一半導(dǎo)體層20218a以及形成于所述第一半導(dǎo)體層20218a上的第二半導(dǎo)體層20218b。其中，所述像素電極2022由第一半導(dǎo)體層20218a和第二半導(dǎo)體層20218b組成，而半導(dǎo)體有源層20213僅由第一半導(dǎo)體層20218a組成，并且所述第二半導(dǎo)體層20218b的電阻率小于所述第一半導(dǎo)體層20218a的電阻率。
[0090]因為經(jīng)過氫化處理的透明金屬氧化物半導(dǎo)體的電阻率會明顯下降，為了降低像素電極2022的方塊電阻而保持半導(dǎo)體有源層20213方塊電阻，在本實施例中，所述第二半導(dǎo)體層20218b可以米用氫化的透明金屬氧化物半導(dǎo)體,而所述第一半導(dǎo)體層20218a則米用非氫化的透明金屬氧化物半導(dǎo)體。
[0091 ] 另外,對于透明金屬氧化物半導(dǎo)體而言,其中離子氧化物的濃度對其電阻率也有顯著的影響。具體來說，透明金屬氧化物半導(dǎo)體中的離子氧化物的濃度越高，其電阻率則越低。因此，在另一實施例中，所述第一半導(dǎo)體層20218a和第二半導(dǎo)體層20218b也可以都米用非氫化的透明金屬氧化物半導(dǎo)體，而只要所述第二半導(dǎo)體層20218b的離子氧化物的濃度高于所述第一半導(dǎo)體層20218a的離子氧化物的濃度，亦可實現(xiàn)所述像素電極2022的方塊電阻要小于所述半導(dǎo)體有源層20213的方塊電阻的目的。
[0092]繼續(xù)參考圖4，所述換線結(jié)構(gòu)203包括第一導(dǎo)電層2031、第一介質(zhì)層2032、第二導(dǎo)電層2033、第二介質(zhì)層2034和跨橋2035。所述第一導(dǎo)電層2031形成于所述基板201上，所述第一介質(zhì)層2032形成于所述第一導(dǎo)電層2031上，所述第二導(dǎo)電層2033形成于所述第一介質(zhì)層2032上,所述第二介質(zhì)層2034形成于第一介質(zhì)層2032和第二導(dǎo)電層2033。所述第二介質(zhì)層2034具有第一通孔20341和第二通孔20342，所述第一通孔20341暴露出部分所述第一導(dǎo)電層2031，所述第二通孔20342暴露出部分所述第二導(dǎo)電層2032。所述跨橋2035形成于第二介質(zhì)層2034上，并形成于所述第一通孔20341和第二通孔20342中，所述第一導(dǎo)電層2031和第二導(dǎo)電層2033通過所述跨橋2035電連接。
[0093]下面結(jié)合附圖4至附圖15詳細說明本實施例TFT陣列基板的制造方法。
[0094]步驟一:如圖5所不，提供一基板201 ；
[0095]接著，如圖6所示，在所述基板201上形成柵極材料層；對所述柵極材料層進行第一次光刻，形成柵極20211和第一導(dǎo)電層2031。也就是說,所述第一導(dǎo)電層2031與所述柵極20211由同一柵極材料層形成。所述柵極材料層可以選擇電阻率較低的導(dǎo)電材料，例如，Cr、Mo、Al、T1、Cu中一種或者幾種金屬的合金。
[0096]接著，如圖7所示，在所述基板201、柵極20211和第一導(dǎo)電層2031上形成柵極絕緣層20212,其中位于第一導(dǎo)電層2031上的柵極絕緣層作為第一介質(zhì)層2032。優(yōu)選的,所述柵極絕緣層20212可以為氮化硅。
[0097]步驟二:如圖8所示，在所述基板201上形成一半導(dǎo)體層20218 ；[0098]具體來說，采用物理氣相沉積方法，濺射一氧化物半導(dǎo)體靶材，在所述柵極絕緣層20212上沉積形成一半導(dǎo)體層20218。為了提高TFT的遷移率，所述半導(dǎo)體層20218要選用比非晶硅遷移率高的透明金屬氧化物半導(dǎo)體，例如銦鎵鋅氧化物、銦鋁鋅氧化物、銦鈦鋅氧化物或銦鋅氧化物中的一種或幾種。優(yōu)選的，所述半導(dǎo)體層20218的厚度為
IOOOA?2500 Au
[0099]接著，如圖9所示，對所述半導(dǎo)體層20218進行氫離子注入，使所述半導(dǎo)體層20218成為所述復(fù)合半導(dǎo)體層，靠近基板201 —側(cè)的半導(dǎo)體層20218未接受到注入氫離子成為電阻率較高的第一半導(dǎo)體層20218a，遠離基板201 —側(cè)的半導(dǎo)體層20218接受到注入的氫離子成為電阻率較低的第二半導(dǎo)體層20218b。
[0100]步驟三:對所述半導(dǎo)體層20218進行光刻，形成半導(dǎo)體有源層和像素電極；
[0101]具體來說，步驟三包括:
[0102]首先，如圖10所示，對所述半導(dǎo)體層20218進行第二次光刻，形成半導(dǎo)體有源材料層20213a和像素電極材料層2022a ；
[0103]接著，如圖11所示，在所述半導(dǎo)體有源材料層20213a、像素電極材料層2022a和柵極絕緣層20212上形成源極/漏極材料層20214a ;所述源極/漏極材料層20214a可以選擇電阻率較低的導(dǎo)電材料，例如Cr、Mo、Al、T1、Cu中一個種或者幾種金屬的合金；
[0104]接著，如圖12所示，所述源極/漏極材料層20214a進行第三次光刻，形成半導(dǎo)體有源層20213、源極/漏極20214和第二導(dǎo)電層2033 ；
[0105]第三次光刻具體如下:
[0106]首先，如圖12A所示，在所述源極/漏極材料層20214a上形成光刻膠20214b ；
[0107]接著，如圖12B所示，采用半透光罩(half-tone mask) M對所述光刻膠20214b進行曝光，對一部分光刻膠20214c進行完全曝光,對另一部分光刻膠20214d進行部分曝光，而對再一部分光刻膠20214e不進行曝光；
[0108]接著，如圖12C所示，剝離去除所述一部分光刻膠20214c，暴露出部分所述源極/漏極材料層20214a，剝離去除另一部分光刻膠20214d的部分厚度；
[0109]接著，繼續(xù)參考圖12C和圖12，對所述源極/漏極材料層20214a和光刻膠20214b進行干刻，去除一部分源極/漏極材料層20214a和部分厚度的半導(dǎo)體有源材料層20213a形成半導(dǎo)體有源層20213和源極/漏極20214，所述源極/漏極20214部分搭接在半導(dǎo)體有源層20213，優(yōu)選的，去除的部分厚度的半導(dǎo)體有源材料層20213a的厚度大于等于第二半導(dǎo)體層20218b的厚度，即所述半導(dǎo)體有源層20213僅保留第一半導(dǎo)體層20218a ;同時，去除另一部分厚度的另一部分所述光刻膠20214d，形成像素電極2022和第二導(dǎo)電層2033，可見，所述第二導(dǎo)電層2033和所述源極/漏極20214都是由同一層源極/漏極材料層20214a形成；
[0110]為了保證像素電極2022的導(dǎo)電性以及半導(dǎo)體有源層20213的半導(dǎo)體性能，要求所述像素電極2022的方塊電阻要遠小于所述半導(dǎo)體有源層20213。優(yōu)選的，所述半導(dǎo)體有源層20213的方塊電阻是像素電極2022方塊電阻的IO3?IO5倍。為了進一步降低像素電極2022的方塊電阻，可以對所述像素電極2022氫化后進行加熱處理，以活化所述第二半導(dǎo)體層20218b中的氫離子。優(yōu)選的，所述加熱處理的溫度為300°C?350°C，加熱時間為50分鐘?70分鐘。[0111]步驟四:如圖13所示，在所述半導(dǎo)體有源層20213、源極/漏極20214、像素電極2022、柵極絕緣層20212上形成鈍化層2023，同時在第二導(dǎo)電層2033上形成第二介質(zhì)層2034 ;所述鈍化層2023和第二介質(zhì)層2034由同一層材料形成，所述鈍化層2023和第二介質(zhì)層2034可以選擇氮化硅；
[0112]接著，如圖14所示，對所述第二介質(zhì)層2034進行第四次光刻，形成第一通孔20341和第二通孔20342，所述第一通孔20341暴露出第一導(dǎo)電層2031，所述第二通孔20342暴露出第二導(dǎo)電層2033 ；
[0113]接著，如圖15所示，在所述第二介質(zhì)層2034上、第一通孔20341和第二通孔20342內(nèi)形成公共電極材料層2024a ；
[0114]接著，如圖4所示，對所述公共電極材料層2024a進行第五次光刻，形成公共電極2024和跨橋2035，所述第一導(dǎo)電層2031與所述第二導(dǎo)電層2033通過所述跨橋2035電連接?？梢?，所述跨橋2035和所述公共電極2024是由同一層公共電極材料層2024a形成的，所述公共電極材料層2024a通常選用透明的導(dǎo)電材料，例如氧化銦錫或者氧化銦銻。
[0115]至此，形成了如圖4所示的TFT2021和換線結(jié)構(gòu)203。
[0116]另外，包括上述TFT陣列基板的液晶顯示器也屬于本發(fā)明的保護范圍。所述液晶顯示器包括所述TFT陣列基板、與所述TFT陣列基板相對設(shè)置的彩膜基板以及設(shè)置于所述TFT陣列基板和彩膜基板之間的液晶層。
[0117]實施例二
[0118]本實施例與實施一的不同之處在于，作為半導(dǎo)體層的復(fù)合半導(dǎo)體層是通過兩次濺射沉積形成，而不是通過氫離子注入形成的。
[0119]具體來說，復(fù)合半導(dǎo)體層的形成過程如下:
[0120]采用物理氣相沉積方法，濺射第一靶材在所述基板上沉積形成第一半導(dǎo)體層；接著，濺射第二靶材在所述第一半導(dǎo)體層上沉積形成第二半導(dǎo)體層。其中，第一靶材和第二靶材均為透明金屬氧化物靶材，所述第二靶材的離子氧化物的濃度高于所述第一靶材。優(yōu)選的，所述半導(dǎo)體層的厚度為1000人?2500 A，第一半導(dǎo)體層的厚度為500人?1500人,第二半導(dǎo)體層的厚度為500 A?1000 A。
[0121]采用本實施例的TFT陣列基板的制造方法，能夠精確控制第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層的厚度，從而更加靈活的控制的半導(dǎo)體有源層和像素電極的方塊電阻。
[0122]實施例三
[0123]本實施例與實施一的不同之處在于，所述半導(dǎo)體層為單層半導(dǎo)體層，不同于實施例一和實施例二中的復(fù)合半導(dǎo)體層。
[0124]如圖16所示，所述TFT2021包括柵極20211、柵極絕緣層20212、半導(dǎo)體有源層20213、源極/漏極20214、像素電極2022、鈍化層2023和公共電極2024。其中，所述半導(dǎo)體有源層20213和像素電極2022由同一半導(dǎo)體層20218形成，并且所述半導(dǎo)體層20218為單層半導(dǎo)體層。為了保證像素電極2022的導(dǎo)電性以及半導(dǎo)體有源層20213的半導(dǎo)體性能，可以使半導(dǎo)體有源層20213的厚度小于像素電極2022的厚度，并且使像素電極2022表面濺射殘留的金屬離子暴露出來，以提高半導(dǎo)體有源層20213的方塊電阻并降低像素電極2022的方塊電阻。
[0125]下面結(jié)合附圖16至附圖23詳細說明本實施例的TFT陣列基板的制造方法。[0126]步驟一:如圖17所示，提供一基板201，并在所述基板201上形成柵極材料層；接著，對所述柵極材料層進行第一次光刻，形成柵極20211和第一導(dǎo)電層2031 ;接著，在所述基板201、柵極20211和第一導(dǎo)電層2031上形成柵極絕緣層20212 ；
[0127]步驟二:如圖18所示，在所述基板201上形成一半導(dǎo)體層20218 ；
[0128]具體來說，采用物理氣相沉積方法，濺射一氧化物半導(dǎo)體靶材，在所述柵極絕緣層20212上沉積形成一半導(dǎo)體層20218，在濺射形成半導(dǎo)體層20218后，因為在半導(dǎo)體層20218上沒有隔離層，因此在半導(dǎo)體層20218表面會因為濺射形成一層濺射殘留的金屬離子；
[0129]步驟三:對所述半導(dǎo)體層20218進行光刻，形成半導(dǎo)體有源層20213和像素電極2022 ；
[0130]具體來說，步驟三包括:
[0131]首先，如圖19所示，對所述半導(dǎo)體層20218進行第二次光刻，形成半導(dǎo)體有源材料層20213a和像素電極材料層2022a ；
[0132]接著，如圖20所示，在所述半導(dǎo)體有源材料層20213a、像素電極材料層2022a和柵極絕緣層20212上形成源極/漏極材料層20214a ；
[0133]接著，如圖21所示，所述源極/漏極材料層20214a進行第三次光刻，形成半導(dǎo)體有源層20213、源極/漏極20214、像素電極2022和第二導(dǎo)電層2033 ；
[0134]具體來說，在第三次光刻中，即在采用半透光罩光刻工藝中，通過控制刻蝕速率和光刻膠的厚度，完成對所述半導(dǎo)體有源材料層20213a的過刻，并恰好暴露出像素電極材料層2022a的表面，以使半導(dǎo)體有源層20213的厚度小于像素電極2022的厚度。因為像素電極材料層2022a的表面附有刻蝕殘留的金屬離子，而且其厚度也大于半導(dǎo)體有源層20213的厚度，從而實現(xiàn)所述像素電極2022的方塊電阻要遠小于所述半導(dǎo)體有源層20213的目的。
[0135]步驟四:如圖22所示，在所述半導(dǎo)體有源層20213、源極/漏極20214、像素電極2022和柵極絕緣層20212形成鈍化層2023，同時在所述第二導(dǎo)電層2033上形成第二介質(zhì)層 2034 ；
[0136]接著，如圖23所示，對所述第二介質(zhì)層2034進行第四次光刻，形成第一通孔20341和第二通孔20342 ；
[0137]接著，如圖16所示，在所述第二介質(zhì)層2034上、第一通孔20341和第二通孔20342內(nèi)形成公共電極材料層；接著，對所述公共電極材料層進行第五次光刻，形成公共電極2024和跨橋2035，所述第一導(dǎo)電層2031與所述第二導(dǎo)電層2033通過所述跨橋2035電連接。
[0138]至此，形成了如圖16所示的TFT2021和換線結(jié)構(gòu)203。
[0139]采用本實施例的TFT陣列基板的制造方法，減少了濺射沉積步驟或者氫離子注入步驟，簡化了工藝，縮短了生產(chǎn)周期，降低了生產(chǎn)成本。
[0140]綜上所述，采用本發(fā)明的TFT陣列基板的制造方法，所述半導(dǎo)體有源層和像素電極由同一半導(dǎo)體層形成，所述半導(dǎo)體層為透明金屬氧化物半導(dǎo)體，所述像素電極的方塊電阻小于所述半導(dǎo)體有源層。因為所述半導(dǎo)體有源層和像素電極由同一半導(dǎo)體層形成的，因此半導(dǎo)體有源層和像素電極可以使用同一次光刻形成，即采用本發(fā)明的TFT陣列基板的制造方法只需要5次光刻，就可以完成TFT陣列基板的制造。也就是說，相對于現(xiàn)有技術(shù)而言，減少了一次光刻，縮短了工藝流程，縮短了生產(chǎn)周期，從而降低了生產(chǎn)成本。
[0141]另一方面，在本發(fā)明的TFT陣列基板上，TFT的半導(dǎo)體有源層材料為透明金屬氧化物半導(dǎo)體，因此本發(fā)明的TFT的遷移率要遠高于非晶硅制成的TFT。而高遷移率的TFT允許將尺寸做的更小，以滿足高分率高開口率的液晶顯示器的需要，以實現(xiàn)提高顯示品質(zhì)的目的。
[0142]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包括這些改動和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種TFT陣列基板，包括多個像素結(jié)構(gòu)，所述像素結(jié)構(gòu)包括TFT和像素電極，所述TFT包括半導(dǎo)體有源層； 其特征在于，所述半導(dǎo)體有源層和像素電極由同一半導(dǎo)體層形成，所述半導(dǎo)體層為透明金屬氧化物半導(dǎo)體，所述像素電極的方塊電阻小于所述半導(dǎo)體有源層的方塊電阻。
2.如權(quán)利要求1所述的TFT陣列基板，其特征在于，所述半導(dǎo)體有源層的方塊電阻是像素電極的方塊電阻的IO3~IO5倍。
3.如權(quán)利要求1所述的TFT陣列基板，其特征在于:所述像素電極具備導(dǎo)電性。
4.如權(quán)利要求1所述的TFT陣列基板，其特征在于，所述半導(dǎo)體層的厚度為1000A~2500 A。
5.如權(quán)利要求1所述的TFT陣列基板，其特征在于，所述TFT還包括:柵極、源極/漏極和柵極絕緣層，所述柵極絕緣層形成于所述柵極上，所述源極/漏極形成于所述柵極絕緣層上并與部分所述半導(dǎo)體有源層搭接。
6.如權(quán) 利要求1所述的TFT陣列基板，其特征在于，所述半導(dǎo)體層為復(fù)合半導(dǎo)體層，所述復(fù)合半導(dǎo)體層包括第一半導(dǎo)體層以及形成于所述第一半導(dǎo)體層上的第二半導(dǎo)體層，所述半導(dǎo)體有源層由第一半導(dǎo)體層形成，所述像素電極由上述復(fù)合半導(dǎo)體層形成，所述第二半導(dǎo)體層的電阻率小于所述第一半導(dǎo)體層的電阻率。
7.如權(quán)利要求6所述的TFT陣列基板，其特征在于，所述第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層均為非氫化的透明金屬氧化物半導(dǎo)體，所述第二半導(dǎo)體層的離子氧化物的濃度高于所述第一半導(dǎo)體層的離子氧化物的濃度。
8.如權(quán)利要求7所述的TFT陣列基板，其特征在于，所述第一半導(dǎo)體層的厚度為500人~1500人，所述第二半導(dǎo)體層的厚度為500 A~1000 L.
9.如權(quán)利要求6所述的TFT陣列基板，其特征在于，所述第一半導(dǎo)體層為非氫化的透明金屬氧化物半導(dǎo)體，所述第二半導(dǎo)體層為氫化的透明金屬氧化物半導(dǎo)體。
10.如權(quán)利要求1所述的TFT陣列基板，其特征在于，所述半導(dǎo)體有源層的厚度小于所述像素電極的厚度。
11.如權(quán)利要求10所述的TFT陣列基板，其特征在于，所述像素電極的厚度等于所述半導(dǎo)體層的厚度，所述像素電極表面保留有形成所述半導(dǎo)體層時濺射的金屬殘留離子。
12.如權(quán)利要求1所述的TFT陣列基板，其特征在于，所述TFT陣列基板還包括一換線結(jié)構(gòu)，所述換線結(jié)構(gòu)包括: 形成于所述基板上的第一導(dǎo)電層，所述第一導(dǎo)電層與所述柵極由同一層材料形成； 形成于所述第一導(dǎo)電層上的第一介質(zhì)層，所述第一介質(zhì)層與所述柵極絕緣層由同一層材料形成； 形成于所述第一介質(zhì)層上的第二導(dǎo)電層，所述第二導(dǎo)電層與所述源極/漏極由同一層材料形成； 形成于所述第一介質(zhì)層和第二導(dǎo)電層上的第二介質(zhì)層，所述第二介質(zhì)層與所述鈍化層由同一層材料形成； 第一通孔和第二通孔，所述第一通孔暴露出所述第一導(dǎo)電層，所述第二通孔暴露出所述第二導(dǎo)電層；以及形成于所述第二介質(zhì)層上和第一通孔和第二通孔中的跨橋，所述跨橋與所述公共電極由同一層材料形成，所述第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層通過所述跨橋電連接。
13.如權(quán)利要求12所述的TFT陣列基板，其特征在于，所述像素結(jié)構(gòu)還包括公共電極，所述公共電極形成于所述鈍化層上，所述跨橋與所述公共電極由同一層材料形成。
14.如權(quán)利要求13所述的TFT陣列基板，其特征在于，所述公共電極的材料為透明金屬導(dǎo)電材料。
15.如權(quán)利要求1至14任一項所述的TFT陣列基板，其特征在于，所述透明金屬氧化物半導(dǎo)體為銦鎵鋅氧化物、銦鋁鋅氧化物、銦鈦鋅氧化物或銦鋅氧化物中的一種或幾種。
16.一種如權(quán)利要求1所述的TFT陣列基板的制造方法，包括: 步驟一:提供一基板； 步驟二:在所述基板上形成一半導(dǎo)體層； 步驟三:對所述半導(dǎo)體層進行光刻，形成半導(dǎo)體有源層和像素電極； 其中，所述半導(dǎo)體層為透明金屬氧化物半導(dǎo)體，所述像素電極的方塊電阻小于所述半導(dǎo)體有源層的方塊電阻。
17.如權(quán)利要求16所述的TFT陣列基板的制造方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體有源層的方塊電阻是像素電極的方塊電阻的IO3~IO5倍。
18.如權(quán)利要求16所述的TFT陣列基板的制造方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體有源層具備導(dǎo)電性。
19.如權(quán)利要求16所述的TFT陣列基板的制造方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體層的厚度為 1000A 2500 人。
20.如權(quán)利要求16所述的TFT陣列基板的制造方法，其特征在于，在所述步驟一和步驟二之間還包括: 在所述基板上形成柵極材料層； 對所述柵極材料層進行光刻，形成所述TFT的柵極和第一導(dǎo)電層；以及在所述基板、柵極和第一導(dǎo)電層上形成柵極絕緣層，形成于所述第一導(dǎo)電層上的柵極絕緣層作為第一介質(zhì)層，所述半導(dǎo)體層形成于所述柵極絕緣層上。
21.如權(quán)利要求20所述的TFT陣列基板的制造方法，其特征在于，所述步驟三包括: 對所述半導(dǎo)體層進行光刻，形成半導(dǎo)體有源材料層和像素電極材料層； 在所述半導(dǎo)體有源材料層、像素電極材料層和柵極絕緣層上形成源極/漏極材料層； 在所述源極/漏極材料層上形成光刻膠； 采用半透光罩對所述光刻膠進行曝光； 剝離去除一部分所述光刻膠，暴露出部分所述源極/漏極材料層，剝離去除部分厚度的另一部分所述光刻膠；以及 對所述源極/漏極材料層和光刻膠進行干刻，形成所述像素電極、第二導(dǎo)電層、半導(dǎo)體有源層和源極/漏極。
22.如權(quán)利要求16所述的TFT陣列基板的制造方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體層為復(fù)合半導(dǎo)體層形成，所述復(fù)合半導(dǎo)體層包括第一半導(dǎo)體層以及形成于所述第一半導(dǎo)體層上的第二半導(dǎo)體層，所述第二半導(dǎo)體層的電阻率小于所述第一半導(dǎo)體層的電阻率。
23.如權(quán)利要求22所述的TFT陣列基板的制造方法，其特征在于，所述步驟二包括:采用第一靶材在所述基板上沉積形成第一半導(dǎo)體層；以及 采用第二靶材在所述第一半導(dǎo)體層上沉積形成第二半導(dǎo)體層； 其中，第一靶材和第二靶材均為透明金屬氧化物靶材，所述第二靶材的離子氧化物的濃度高于所述第一靶材。
24.如權(quán)利要求23所述的TFT陣列基板的制造方法，其特征在于，所述第一半導(dǎo)體層的厚度為500 A~1500 A，所述第二半導(dǎo)體層的厚度為500人~1000 A。
25.如權(quán)利要求22所述的TFT陣列基板的制造方法，其特征在于，所述步驟二包括: 在所述基板上沉積形成一半導(dǎo)體層；以及 對所述半導(dǎo)體層進行氫離子注入，使所述半導(dǎo)體層成為所述復(fù)合半導(dǎo)體層，未注入氫離子的半導(dǎo)體層作為所述第一半導(dǎo)體層，注入氫離子的半導(dǎo)體層作為所述第二半導(dǎo)體層。
26.如權(quán) 利要求25所述的TFT陣列基板的制造方法，其特征在于，所述步驟三之后還包括: 對所述像素電極進行加熱處理，以活化所述第二半導(dǎo)體層中的氫離子。
27.如權(quán)利要求26所述的TFT陣列基板的制造方法，其特征在于，所述加熱處理的溫度為300。。~350°C，加熱時間為50分鐘~70分鐘。
28.如權(quán)利要求21所述的TFT陣列基板的制造方法，其特征在于，所述步驟二包括:采用物理氣相沉積法在所述柵極絕緣層上濺射形成所述半導(dǎo)體層，所述半導(dǎo)體層為單層，所述半導(dǎo)體層表面附著有濺射時的殘留金屬離子。
29.如權(quán)利要求28所述的TFT陣列基板的制造方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體有源層的厚度小于所述像素電極的厚度。
30.如權(quán)利要求29所述的TFT陣列基板的制造方法，其特征在于，所述像素電極的厚度等于所述半導(dǎo)體層的厚度。
31.如權(quán)利要求21所述的TFT陣列基板的制造方法，其特征在于，所述步驟三后還包括: 在所述半導(dǎo)體有源層、源極/漏極、像素電極、柵極絕緣層和第二導(dǎo)電層上形成鈍化層，形成于所述第二導(dǎo)電層上的鈍化層作為第二介質(zhì)層； 對所述鈍化層進行光刻，形成第一通孔和第二通孔，所述第一通孔暴露出第一導(dǎo)電層，所述第二通孔暴露出第二導(dǎo)電層； 在所述鈍化層上、第一通孔和第二通孔內(nèi)形成公共電極材料層； 對所述公共電極材料層進行第五次光刻，形成公共電極和跨橋，所述第一導(dǎo)電層與所述第二導(dǎo)電層通過所述跨橋電連接。
32.如權(quán)利要求16至31中任一項所述的TFT陣列基板的制造方法，其特征在于，所述透明金屬氧化物半導(dǎo)體為銦鎵鋅氧化物、銦招鋅氧化物、銦鈦鋅氧化物或銦鋅氧化物中的一種或幾種。
【文檔編號】G02F1/1362GK103985713SQ201310090778
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2013年3月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月20日
【發(fā)明者】吳勇 申請人:上海天馬微電子有限公司, 天馬微電子股份有限公司