專利名稱：Tft-lcd陣列基板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種薄膜晶體管液晶顯示器結(jié)構(gòu)及其制造方法，尤其是一種TFT-IXD 陣列基板及其制造方法。
背景技術(shù)：
薄膜晶體管液晶顯示器(ThinFilm Transistor Liquid CrystalDisplay，簡稱 TFT-LCD)具有體積小、功耗低、無輻射等特點(diǎn)，在當(dāng)前的平板顯示器市場中占據(jù)了主導(dǎo)地 位。TFT-LCD主要由對盒的陣列基板和彩膜基板構(gòu)成，其中陣列基板上形成有矩陣式 排列的薄膜晶體管和像素電極，每個像素電極由薄膜晶體管控制。當(dāng)薄膜晶體管打開時， 像素電極在打開時間內(nèi)充電，充電結(jié)束后，像素電極電壓將維持到下一次掃描時重新充電。 一般來說，液晶電容不大，僅靠液晶電容不能維持像素電極的電壓，因此現(xiàn)有設(shè)計均設(shè)置一 個存儲電容來保持像素電極的電壓。通常，存儲電容的主要類型為存儲電容在柵線上(Cs onGate)、存儲電容在公共電極線上(Cs on Common)和組合結(jié)構(gòu)，組合結(jié)構(gòu)是指存儲電容一 部分在柵線上，另一部分在公共電極線上。但無論是哪種類型，現(xiàn)有技術(shù)均是采用柵金屬薄 膜作為存儲電容一個電極板，與作為存儲電容另一個電極板的像素電極之間夾設(shè)有柵絕緣 層和鈍化層，柵絕緣層厚度為3000A 5000A,鈍化層的厚度為1500A 3500A。由存儲 電容的計算公式可知，單位面積存儲電容的大小與兩電極板之間的距離成反比，由于現(xiàn)有 TFT-LCD陣列基板中存儲電容兩電極板之間的距離較大，因此導(dǎo)致單位面積存儲電容相對 較小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種TFT-LCD陣列基板及其制造方法，不僅可以有效提高單 位面積存儲電容，還具有高開口率和高顯示亮度等優(yōu)點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種TFT-IXD陣列基板，包括形成在基板上的柵 線和數(shù)據(jù)線，所述柵線和數(shù)據(jù)線限定的像素區(qū)域內(nèi)形成像素電極和薄膜晶體管，所述柵線 與數(shù)據(jù)線之間形成有第一絕緣層和第二絕緣層，所述像素電極設(shè)置在所述第一絕緣層與第 二絕緣層之間。所述第一絕緣層形成在所述柵線和薄膜晶體管的柵電極上；所述像素電極形成在 所述第一絕緣層上；所述第二絕緣層形成在所述像素電極上，其上形成有絕緣層過孔；有 源層形成在第二絕緣層上，并位于所述柵電極上的上方；薄膜晶體管的源電極的一端位于 所述有源層上，另一端與數(shù)據(jù)線連接，薄膜晶體管的漏電極的一端位于所述有源層上，另一 端通過所述絕緣層過孔與像素電極連接，所述源電極與漏電極之間形成TFT溝道區(qū)域。所述有源層包括半導(dǎo)體層和摻雜半導(dǎo)體層，所述TFT溝道區(qū)域的摻雜半導(dǎo)體層被 完全刻蝕掉，并刻蝕掉部分厚度的半導(dǎo)體層，使TFT溝道區(qū)域的半導(dǎo)體層暴露出來，且TFT 溝道區(qū)域的半導(dǎo)體層的表面為經(jīng)過氧化處理的氧化層。
所述氧化處理的射頻功率為5KW 13KW，氣壓為IOOmT 500mT，氧氣的流量為 IOOOsccm 4000sccmo在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，所述像素區(qū)域內(nèi)還形成有與所述像素電極構(gòu)成存儲電容 的公共電極線，或所述像素電極覆蓋在部分所述柵線上，或上述二者的組合。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種TFT-IXD陣列基板制造方法，包括步驟1、在基板上沉積柵金屬薄膜，通過構(gòu)圖工藝形成包括柵線和柵電極的圖形；步驟2、在完成步驟1的基板上沉積第一絕緣層和透明導(dǎo)電薄膜，通過構(gòu)圖工藝形 成包括像素電極的圖形；步驟3、在完成步驟2的基板上沉積第二絕緣層、半導(dǎo)體薄膜和摻雜半導(dǎo)體薄膜， 通過構(gòu)圖工藝形成包括有源層和絕緣層過孔的圖形，所述絕緣層過孔位于所述像素電極的 上方；步驟4、在完成步驟3的基板上沉積源漏金屬薄膜，通過構(gòu)圖工藝形成包括數(shù)據(jù) 線、源電極、漏電極和TFT溝道區(qū)域的圖形，所述漏電極通過所述絕緣層過孔與像素電極連 接，所述TFT溝道區(qū)域的摻雜半導(dǎo)體層被完全刻蝕掉，通過對TFT溝道區(qū)域的半導(dǎo)體層進(jìn)行 氧化處理，使暴露出來的半導(dǎo)體層表面形成一層氧化層。所述步驟3包括步驟31、采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積方法，依次沉積第二絕緣層、半導(dǎo)體薄膜 和摻雜半導(dǎo)體薄膜；步驟32、在所述摻雜半導(dǎo)體薄膜上涂覆一層光刻膠；步驟33、采用半色調(diào)或灰色調(diào)掩模板曝光，使光刻膠形成光刻膠完全保留區(qū)域、 光刻膠完全去除區(qū)域和光刻膠半保留區(qū)域，光刻膠完全保留區(qū)域?qū)?yīng)于有源層圖形所在區(qū) 域，光刻膠完全去除區(qū)域?qū)?yīng)于絕緣層過孔圖形所在區(qū)域，光刻膠半保留區(qū)域?qū)?yīng)于上述 圖形以外的區(qū)域；顯影處理后，光刻膠完全保留區(qū)域的光刻膠厚度沒有變化，光刻膠完全去 除區(qū)域的光刻膠被完全去除，光刻膠半保留區(qū)域的光刻膠厚度減少；步驟34、通過第一次刻蝕工藝完全刻蝕掉光刻膠完全去除區(qū)域的摻雜半導(dǎo)體薄膜、半導(dǎo)體薄膜和第二絕緣層，形成絕緣層過孔圖形，所述絕緣層過孔位于像素電極靠近柵 電極的邊緣位置，絕緣層過孔內(nèi)暴露出像素電極；步驟35、通過灰化工藝去除光刻膠半保留區(qū)域的光刻膠，暴露出該區(qū)域的摻雜半導(dǎo)體薄膜；步驟36、通過第二次刻蝕工藝完全刻蝕掉光刻膠半保留區(qū)域的摻雜半導(dǎo)體薄膜和半導(dǎo)體薄膜，形成有源層圖形；步驟37、剝離剩余的光刻膠。所述步驟4包括步驟41、采用磁控濺射或熱蒸發(fā)的方法，沉積源漏金屬薄膜；步驟42、采用普通掩模板通過構(gòu)圖工藝對源漏金屬薄膜進(jìn)行構(gòu)圖，形成數(shù)據(jù)線、 源電極、漏電極和TFT溝道區(qū)域圖形，其中源電極的一端位于有源層上，另一端與數(shù)據(jù)線連 接，漏電極的一端位于有源層上，另一端通過絕緣層過孔與像素電極連接，源電極與漏電極 之間TFT溝道區(qū)域的摻雜半導(dǎo)體層被完全刻蝕掉，并刻蝕掉部分厚度的半導(dǎo)體層，使TFT溝 道區(qū)域的半導(dǎo)體層暴露出來；
步驟43、對所述TFT溝道區(qū)域的半導(dǎo)體層進(jìn)行氧化處理，使暴露出來的半導(dǎo)體層
表面形成一層氧化層。所述氧化處理的射頻功率為5KW 13KW，氣壓為IOOmT 500mT，氧氣的流量為IOOOsccm 4000sccmo在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，所述第一絕緣層采用高速沉積方法沉積，所述第二絕緣 層采用低速沉積方法沉積。本發(fā)明提供了一種TFT-IXD陣列基板及其制造方法，通過設(shè)置兩層絕緣層，并將 像素電極設(shè)置在兩層絕緣層之間，當(dāng)像素電極與公共電極線或柵線形成存儲電容時，存儲 電容兩個電極板之間的距離只是第一絕緣層的厚度。與兩個電極板之間夾設(shè)柵絕緣層和鈍 化層的現(xiàn)有存儲電容結(jié)構(gòu)相比，本發(fā)明存儲電容兩個電極板之間的距離大大減小，因此提 高了單位面積存儲電容。進(jìn)一步地，由于本發(fā)明采用兩層絕緣層結(jié)構(gòu)，可以改善絕緣層與半 導(dǎo)體層之間形成的界面，從而可以提高TFT特性。由于本發(fā)明提高了單位面積存儲電容，因 此保證了充足的存儲電容余量，可以有效地減少跳變電壓ΔVp，提高顯示質(zhì)量。


圖1為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第一實(shí)施例的平面圖；圖2為圖1中Al-Al向的剖面圖；圖3為圖1中B-B向的剖面圖；圖4為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第一實(shí)施例第一次構(gòu)圖工藝后的平面圖；圖5為圖4中Α2-Α2向的剖面圖；圖6為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第一實(shí)施例第二次構(gòu)圖工藝后的平面圖；圖7為圖6中Α3-Α3向的剖面圖；圖8為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第一實(shí)施例第三次構(gòu)圖工藝后的平面圖；圖9為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第一實(shí)施例第三次構(gòu)圖工藝中曝光顯影后Α4-Α4 向的剖面圖；圖10為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第一實(shí)施例第三次構(gòu)圖工藝中第一次刻蝕工藝 后Α4-Α4向的剖面圖；圖11為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第一實(shí)施例第三次構(gòu)圖工藝中灰化工藝后Α4-Α4 向的剖面圖；圖12為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第一實(shí)施例第三次構(gòu)圖工藝中第二次刻蝕工藝 后Α4-Α4向的剖面圖；圖13為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第一實(shí)施例第三次構(gòu)圖工藝后Α4-Α4向的剖面 圖；圖14為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第二實(shí)施例的平面圖；圖15為圖14中Α5-Α5向的剖面圖；圖16為圖14中C-C向的剖面圖；圖17為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板制造方法的流程圖；圖18為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板制造方法第一實(shí)施例的流程圖；圖19為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板制造方法第二實(shí)施例的流程圖。
附圖標(biāo)記說明1-基板；2-柵電極；3-第一絕緣層；4-像素電極；5-第二絕緣層；6-半導(dǎo)體層；7-摻雜半導(dǎo)體層；8-源電極；9-漏電極；11-柵線；12-數(shù)據(jù)線；13-公共電極線；14-絕緣層過孔；21-半導(dǎo)體薄膜；22-摻雜半導(dǎo)體薄膜；30-光刻膠。
具體實(shí)施例方式下面通過附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。圖1為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第一實(shí)施例的平面圖，所反映的是一個像素單元 的結(jié)構(gòu)，圖2為圖1中Al-Al向的剖面圖，圖3為圖1中B-B向的剖面圖。如圖1 圖3所 示，本實(shí)施例TFT-IXD陣列基板的主體結(jié)構(gòu)包括形成在基板1上的柵線11、數(shù)據(jù)線12、公 共電極線13、像素電極4和薄膜晶體管，相互垂直的柵線11和數(shù)據(jù)線12定義了像素區(qū)域， 薄膜晶體管和像素電極4形成在像素區(qū)域內(nèi)，柵線11用于向薄膜晶體管提供開啟信號，數(shù) 據(jù)線12用于向像素電極4提供數(shù)據(jù)信號，公共電極線13用于與像素電極4 一起構(gòu)成存儲 電容。本發(fā)明公共電極線13形成在像素區(qū)域內(nèi)，為一種存儲電容在公共電極線上(Cs on Common)的結(jié)構(gòu)，且公共電極線13與像素電極4之間只夾設(shè)有第一絕緣層3。具體地，本發(fā) 明TFT-IXD陣列基板包括形成在基板1上的柵電極2、柵線11和公共電極線13，柵電極2 與柵線11連接，公共電極線13位于相鄰的二個柵線11之間；第一絕緣層3形成在柵電極 2、柵線11和公共電極線13上并覆蓋整個基板1 ；像素電極4形成在第一絕緣層3上；第二 絕緣層5形成在像素電極4上并覆蓋整個基板1，其上開設(shè)有絕緣層過孔14，絕緣層過孔14 位于像素電極4靠近柵電極2的邊緣位置；有源層(半導(dǎo)體層6和摻雜半導(dǎo)體層7)形成在 第二絕緣層5上并位于柵電極2的上方；源電極8的一端形成在有源層上，另一端與數(shù)據(jù)線 12連接，漏電極9的一端形成在有源層上，另一端通過絕緣層過孔14與像素電極4連接，源 電極8和漏電極9之間形成TFT溝道區(qū)域，TFT溝道區(qū)域的摻雜半導(dǎo)體層7被完全刻蝕掉， 并刻蝕掉部分厚度的半導(dǎo)體層6，使TFT溝道區(qū)域的半導(dǎo)體層6暴露出來，并且TFT溝道區(qū) 域的半導(dǎo)體層6進(jìn)行了氧化處理，使暴露出來的半導(dǎo)體層6表面形成一層氧化層(如氧化 硅)，以保護(hù)TFT溝道區(qū)域。本實(shí)施例上述技術(shù)方案中，氧化處理的射頻功率為5KW 13KW，氣壓為IOOmT 500mT, O2的流量為lOOOsccm 4000SCCm。從本實(shí)施例技術(shù)方案可以看出，作為存儲電容 一個電極板的公共電極線形成在第一絕緣層之下，作為存儲電容另一個電極板的像素電極 形成在第一絕緣層之上，因此存儲電容二個電極板之間的距離只有第一絕緣層的厚度。此 夕卜，漏電極位于像素電極的上方，二者通過絕緣層過孔連接。第一絕緣層的沉積采用高速沉 積方法，可以提高生產(chǎn)效率，第二絕緣層的沉積采用低速沉積方法，絕緣層表面比較平滑， 膜表面質(zhì)量高，高表面質(zhì)量的絕緣層能與其上形成的半導(dǎo)體層形成很好地匹配，有利于載 流子的傳輸，因此可以提高TFT特性。圖4 圖13為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第一實(shí)施例制造過程的示意圖，可以進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案，在以下說明中，本發(fā)明所稱的構(gòu)圖工藝包括光刻膠涂覆、掩模、曝光、刻蝕等工藝，光刻膠以正性光刻膠為例。圖4為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第一實(shí)施例第一次構(gòu)圖工藝后的平面圖，所反映的是一個像素單元的結(jié)構(gòu)，圖5為圖4中A2-A2向的剖面圖。首先采用磁控濺射或熱蒸發(fā) 的方法，在基板1(如玻璃基板或石英基板)上沉積一層厚度為5OOA ~ 4OOOA的柵金屬薄 膜，柵金屬薄膜可以采用Cr、W、Ti、Ta、M0、Al、Cu等金屬或合金，也可以采用由多層金屬薄 膜構(gòu)成的復(fù)合薄膜。采用普通掩模板(也稱單調(diào)掩模板)通過第一次構(gòu)圖工藝形成包括柵 電極2、柵線11和公共電極線13的圖形，如圖4、圖5所示。圖6為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第一實(shí)施例第二次構(gòu)圖工藝后的平面圖，所反映 的是一個像素單元的結(jié)構(gòu)，圖7為圖6中A3-A3向的剖面圖。在完成上述結(jié)構(gòu)圖形的基板 上，采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(簡稱PECVD)方法，沉積厚度為2000A~ 5000A的第 一絕緣層3，接著采用磁控濺射或熱蒸發(fā)的方法，沉積厚度為300A- 600A的透明導(dǎo)電薄 膜。第一絕緣層可以選用氧化物、氮化物或氧氮化合物，對應(yīng)的反應(yīng)氣體可以為SiH4、NH3、 N2的混合氣體或SiH2Cl2、NH3、N2的混合氣體；透明導(dǎo)電薄膜可以采用氧化銦錫(ITO)、氧化 銦鋅(IZO)或氧化鋁鋅等材料，也可以采用其它金屬及金屬氧化物。采用普通掩模板通過 第二次構(gòu)圖工藝在像素區(qū)域內(nèi)形成包括像素電極4的圖形，如圖4、圖5所示。本工藝中，第 一絕緣層的沉積采用高速沉積方法，因此可以提高生產(chǎn)效率。一般來說，通過提高射頻電源 的功率和硅烷的流量可以提高沉積速率，但是沉積薄膜的質(zhì)量不高，均勻性差。本發(fā)明高速 沉積的射頻電源功率為4500W 7000W，硅烷的流量為900sccm 1600sccm。圖8為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第一實(shí)施例第三次構(gòu)圖工藝后的平面圖，所反映 的是一個像素單元的結(jié)構(gòu)，圖9為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第一實(shí)施例第三次構(gòu)圖工藝中 曝光顯影后A4-A4向的剖面圖。在完成上述結(jié)構(gòu)圖形的基板上，采用PECVD方法，依次沉積 厚度為1000A ~ 2000A的第二絕緣層5、厚度為1000A ~ 3000A的半導(dǎo)體薄膜21和厚度 為500人~ 1000A的摻雜半導(dǎo)體薄膜22。第二絕緣層5可以選用氧化物、氮化物或氧氮化 合物，對應(yīng)的反應(yīng)氣體可以為SiH4、NH3> N2的混合氣體或SiH2Cl2、NH3> N2的混合氣體；半導(dǎo) 體薄膜21對應(yīng)的反應(yīng)氣體可以為SiH4、H2的混合氣體或SiH2Cl2、H2的混合氣體；摻雜半導(dǎo) 體薄膜22對應(yīng)的反應(yīng)氣體可以為SiH4、PH3、H2的混合氣體或SiH2Cl2、PH3、H2的混合氣體。 隨后，在摻雜半導(dǎo)體薄膜22上涂覆一層光刻膠30，采用半色調(diào)或灰色調(diào)掩模板曝光，使光 刻膠形成完全曝光區(qū)域A、未曝光區(qū)域B和半曝光區(qū)域C。未曝光區(qū)域B對應(yīng)于有源層圖形 所在區(qū)域，完全曝光區(qū)域A對應(yīng)于絕緣層過孔圖形所在區(qū)域，半曝光區(qū)域C對應(yīng)于上述圖形 以外的區(qū)域。顯影處理后，未曝光區(qū)域B的光刻膠厚度沒有變化，形成光刻膠完全保留區(qū) 域，完全曝光區(qū)域A的光刻膠被完全去除，形成光刻膠完全去除區(qū)域，半曝光區(qū)域C的光刻 膠厚度減少一半，形成光刻膠半保留區(qū)域，如圖9所示。本工藝中，第二絕緣層的沉積采用 低速沉積方法，絕緣層表面比較平滑，均勻性好，膜表面質(zhì)量高，因此高表面質(zhì)量的第二絕 緣層能與其上形成的半導(dǎo)體薄膜形成很好地匹配，有利于載流子的傳輸。本發(fā)明低速沉積 的射頻電源功率為2500W 4000W，硅烷的流量為500sccm 800sccm。圖10為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第一實(shí)施例第三次構(gòu)圖工藝中第一次刻蝕工藝 后A4-A4向的剖面圖。通過第一次刻蝕工藝完全刻蝕掉完全曝光區(qū)域A的摻雜半導(dǎo)體薄膜 22、半導(dǎo)體薄膜21和第二絕緣層5，形成絕緣層過孔14圖形，絕緣層過孔14位于像素電極 4靠近柵電極2的邊緣位置，絕緣層過孔14內(nèi)暴露出像素電極4，如圖10所示。
圖11為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第一實(shí)施例第三次構(gòu)圖工藝中灰化工藝后A4-A4 向的剖面圖。通過灰化工藝，去除掉半曝光區(qū)域C的光刻膠，暴露出該區(qū)域的摻雜半導(dǎo)體薄 膜22，如圖11所示。由于未曝光區(qū)域B光刻膠的厚度大于半曝光區(qū)域C光刻膠的厚度，因 此灰化工藝后，未曝光區(qū)域B仍覆蓋有一定厚度的光刻膠30。圖12為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第一實(shí)施例第三次構(gòu)圖工藝中第二次刻蝕工藝 后A4-A4向的剖面圖。通過第二次刻蝕工藝完全刻蝕掉半曝光區(qū)域C的摻雜半導(dǎo)體薄膜和 半導(dǎo)體薄膜，形成有源層圖形，有源層圖形位于柵電極2上方，包括半導(dǎo)體層6和摻雜半導(dǎo) 體層7，如圖12所示。圖13為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第一實(shí)施例第三次構(gòu)圖工藝后A4-A4向的剖面 圖。剝離剩余的光刻膠，完成本發(fā)明TFT-LCD陣列基板第一實(shí)施例第三次構(gòu)圖工藝，如圖8 和圖13所示。
在完成上述結(jié)構(gòu)圖形的基板上，采用磁控濺射或熱蒸發(fā)的方法，沉積厚度為 2000A~ 3000A源漏金屬薄膜。源漏金屬薄膜可以采用Cr、W、Ti、Ta、Mo、Al、Cu等金屬或 合金，也可以采用由多層金屬薄膜構(gòu)成的復(fù)合薄膜。采用普通掩模板通過第四次構(gòu)圖工藝 對源漏金屬薄膜進(jìn)行構(gòu)圖，形成數(shù)據(jù)線12、源電極8、漏電極9和TFT溝道區(qū)域圖形，其中源 電極8的一端位于有源層上，另一端與數(shù)據(jù)線12連接，漏電極9的一端位于有源層上，另一 端通過絕緣層過孔14與像素電極4連接，源電極8與漏電極9之間形成TFT溝道區(qū)域，TFT 溝道區(qū)域的摻雜半導(dǎo)體層7被完全刻蝕掉，并刻蝕掉部分厚度的半導(dǎo)體層6，暴露出該區(qū)域 的半導(dǎo)體層6，如圖1 圖3所示。接著對TFT溝道區(qū)域的半導(dǎo)體層6進(jìn)行氧化處理，使暴 露出來的半導(dǎo)體層6表面形成一層氧化層(如氧化硅)，氧化層可以起到保護(hù)TFT溝道區(qū) 域的作用。其中，氧化處理的射頻功率為5KW 13KW，氣壓為IOOmT 500mT，O2的流量為 IOOOsccm 4000sccmo以上所說明的四次構(gòu)圖工藝僅僅是制備本實(shí)施例TFT-IXD陣列基板的一種實(shí)現(xiàn) 方法，實(shí)際使用中還可以通過增加或減少構(gòu)圖工藝次數(shù)、選擇不同的材料或材料組合來實(shí) 現(xiàn)本發(fā)明。例如，本實(shí)施例TFT-IXD陣列基板第三次構(gòu)圖工藝可以由二次構(gòu)圖工藝完成，即 通過一次采用普通掩模板的構(gòu)圖工藝形成有源層圖形，通過另一次采用普通掩模板的構(gòu)圖 工藝形成絕緣層過孔圖形。圖14為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第二實(shí)施例的平面圖，所反映的是一個像素單元 的結(jié)構(gòu)，圖15為圖14中A5-A5向的剖面圖，圖16為圖14中C-C向的剖面圖。如圖14 圖16所示，本實(shí)施例TFT-LCD陣列基板為一種存儲電容在柵線上(Cs on Gate)結(jié)構(gòu)，主體 結(jié)構(gòu)與前述第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)基板相同，包括形成在基板1上的柵線11、數(shù)據(jù)線12、像素電 極4和薄膜晶體管，像素電極4與柵線11 一起構(gòu)成存儲電容，且柵線11與像素電極4之間 只夾設(shè)有第一絕緣層3。具體地，本發(fā)明TFT-IXD陣列基板包括形成在基板1上的柵電極2 和柵線11，柵電極2與柵線11連接；第一絕緣層3形成在柵電極2和柵線11上并覆蓋整 個基板1 ；像素電極4形成在第一絕緣層3上，至少一側(cè)邊緣覆蓋在柵線11上方；第二絕緣 層5形成在像素電極4上并覆蓋整個基板1，其上開設(shè)有絕緣層過孔14，絕緣層過孔14位 于像素電極4靠近柵電極2的邊緣位置；有源層(半導(dǎo)體層6和摻雜半導(dǎo)體層7)形成在第 二絕緣層5上并位于柵電極2的上方；源電極8的一端形成在有源層上，另一端與數(shù)據(jù)線12 連接，漏電極9的一端形成在有源層上，另一端通過絕緣層過孔14與像素電極4連接，源電極8和漏電極9之間形成TFT溝道區(qū)域，TFT溝道區(qū)域的摻雜半導(dǎo)體層7被完全刻蝕掉，并 刻蝕掉部分厚度的半導(dǎo)體層6，使TFT溝道區(qū)域的半導(dǎo)體層6暴露出來，并且TFT溝道區(qū)域 的半導(dǎo)體層6進(jìn)行了氧化處理，使暴露出來的半導(dǎo)體層6表面形成一層氧化層，以保護(hù)TFT 溝道區(qū)域。本實(shí)施例TFT-LCD陣列基板的制備過程與前述第一實(shí)施例基本相同，不同之處在 于，本實(shí)施例第一次構(gòu)圖工藝形成包括柵電極2和柵線11的圖形，第二次構(gòu)圖工藝形成的 像素電極4覆蓋部分柵線11，相同之處不再贅述。實(shí)際應(yīng)用中，本發(fā)明還可以形成存儲電容一部分在柵線上、另一部分在公共電極線上的存儲電容結(jié)構(gòu)，即將前述第一實(shí)施例和第二實(shí)施例組合起來形成組合結(jié)構(gòu)，一方面 在像素區(qū)域內(nèi)設(shè)置公共電極線，另一方面使像素電極覆蓋部分柵線。本發(fā)明上述實(shí)施例提供了一種TFT-IXD陣列基板，通過設(shè)置兩層絕緣層，并將像 素電極設(shè)置在兩層絕緣層之間，當(dāng)像素電極與公共電極線或柵線形成存儲電容時，存儲電 容兩個電極板之間的距離只是第一絕緣層的厚度。與兩個電極板之間夾設(shè)柵絕緣層和鈍化 層的現(xiàn)有存儲電容結(jié)構(gòu)相比，本發(fā)明存儲電容兩個電極板之間的距離大大減小，因此提高 了單位面積存儲電容。進(jìn)一步地，由于本發(fā)明采用兩層絕緣層結(jié)構(gòu)，可以改善絕緣層與半導(dǎo) 體層之間形成的界面，從而可以提高TFT特性。由于本發(fā)明第一絕緣層采用高速沉積方法， 因此提高了生產(chǎn)效率，但是高速沉積的絕緣層表面比較粗糙，界面態(tài)不好，不能與沉積在其 上半導(dǎo)層形成很好匹配，因此本發(fā)明采用低速沉積方法形成厚度相對較薄的第二絕緣層， 采用低速沉積的絕緣層表面比較平滑，均勻性好，膜表面質(zhì)量高，這樣在不影響生產(chǎn)效率的 前提下，提高了絕緣層的表面質(zhì)量，能與其上的半導(dǎo)體層形成很好地匹配，有利于載流子的 傳輸，從而提高了薄膜晶體管的電學(xué)特性。在TFT-IXD工作時，由于源電極與柵電極之間、漏電極與柵電極之間存在寄生 電容，因此在像素電極充電結(jié)束的瞬間會產(chǎn)生一個跳變電壓Δνρ，跳變電壓的表達(dá)式為
AVP = (Vgh-Vsi)r，其中V曲為柵電極的開啟電壓，Vgl柵電極的關(guān)斷電壓，Clc為
液晶電容，Cgs為寄生電容，Cs為存儲電容。研究表明，跳變電壓八\的存在會使像素電極的 極性發(fā)生改變，進(jìn)而導(dǎo)致正負(fù)極性的電壓差不一致，導(dǎo)致顯示畫面產(chǎn)生閃爍(flicker)現(xiàn) 象，嚴(yán)重地影響了顯示質(zhì)量，因此設(shè)計上要求產(chǎn)生的跳變電壓Δνρ越小越好。由于本發(fā)明 增大了單位面積的存儲電容，因此保證了充足的存儲電容余量，可以有效地減少跳變電壓 Δ Vp，提高顯示質(zhì)量。圖17為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板制造方法的流程圖，包括步驟1、在基板上沉積柵金屬薄膜，通過構(gòu)圖工藝形成包括柵線和柵電極的圖形；步驟2、在完成步驟1的基板上沉積第一絕緣層和透明導(dǎo)電薄膜，通過構(gòu)圖工藝形 成包括像素電極的圖形；步驟3、在完成步驟2的基板上沉積第二絕緣層、半導(dǎo)體薄膜和摻雜半導(dǎo)體薄膜， 通過構(gòu)圖工藝形成包括有源層和絕緣層過孔的圖形，所述絕緣層過孔位于所述像素電極的 上方；步驟4、在完成步驟3的基板上沉積源漏金屬薄膜，通過構(gòu)圖工藝形成包括數(shù)據(jù) 線、源電極、漏電極和TFT溝道區(qū)域的圖形，所述漏電極通過所述絕緣層過孔與像素電極連接，所述TFT溝道區(qū)域的摻雜半導(dǎo)體層被完全刻蝕掉，通過對TFT溝道區(qū)域的半導(dǎo)體層進(jìn)行氧化處理，使暴露出來的半導(dǎo)體層表面形成一層氧化層。本發(fā)明上述技術(shù)方案中，由于形成有第一絕緣層和第二絕緣層，且像素電極形成 在第一絕緣層和第二絕緣層之間，當(dāng)像素電極與公共電極線或柵線形成存儲電容時，存儲 電容兩個電極板之間的距離只是第一絕緣層的厚度，存儲電容兩個電極板之間的距離大大 減小，因此提高了單位面積存儲電容。進(jìn)一步地，由于本發(fā)明采用兩層絕緣層結(jié)構(gòu)，可以改 善絕緣層與半導(dǎo)體層之間形成的界面，從而可以提高TFT特性。下面通過具體實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明TFT-IXD陣列基板制造方法的技術(shù)方案。圖18為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板制造方法第一實(shí)施例的流程圖，包括步驟11、在基板上沉積柵金屬薄膜，通過構(gòu)圖工藝形成包括柵線、柵電極和公共電 極線的圖形；步驟12、在完成步驟11的基板上沉積第一絕緣層和透明導(dǎo)電薄膜，通過構(gòu)圖工藝 形成包括像素電極的圖形；步驟13、采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積方法，依次沉積第二絕緣層、半導(dǎo)體薄膜 和摻雜半導(dǎo)體薄膜；然后在所述摻雜半導(dǎo)體薄膜上涂覆一層光刻膠；步驟14、采用半色調(diào)或灰色調(diào)掩模板曝光，使光刻膠形成光刻膠完全保留區(qū)域、 光刻膠完全去除區(qū)域和光刻膠半保留區(qū)域，光刻膠完全保留區(qū)域?qū)?yīng)于有源層圖形所在區(qū) 域，光刻膠完全去除區(qū)域?qū)?yīng)于絕緣層過孔圖形所在區(qū)域，光刻膠半保留區(qū)域?qū)?yīng)于上述 圖形以外的區(qū)域；顯影處理后，光刻膠完全保留區(qū)域的光刻膠厚度沒有變化，光刻膠完全去 除區(qū)域的光刻膠被完全去除，光刻膠半保留區(qū)域的光刻膠厚度減少；步驟15、通過第一次刻蝕工藝完全刻蝕掉光刻膠完全去除區(qū)域的摻雜半導(dǎo)體薄 膜、半導(dǎo)體薄膜和第二絕緣層，形成絕緣層過孔圖形，所述絕緣層過孔位于像素電極靠近柵 電極的邊緣位置，絕緣層過孔內(nèi)暴露出像素電極；步驟16、通過灰化工藝去除光刻膠半保留區(qū)域的光刻膠，暴露出該區(qū)域的摻雜半 導(dǎo)體薄膜；步驟17、通過第二次刻蝕工藝完全刻蝕掉光刻膠半保留區(qū)域的摻雜半導(dǎo)體薄膜和 半導(dǎo)體薄膜，形成有源層圖形；剝離剩余的光刻膠；步驟18、采用磁控濺射或熱蒸發(fā)的方法，在完成步驟17的基板上沉積源漏金屬薄 膜；步驟19、采用普通掩模板通過構(gòu)圖工藝對源漏金屬薄膜進(jìn)行構(gòu)圖，形成數(shù)據(jù)線、 源電極、漏電極和TFT溝道區(qū)域圖形，其中源電極的一端位于有源層上，另一端與數(shù)據(jù)線連 接，漏電極的一端位于有源層上，另一端通過絕緣層過孔與像素電極連接，源電極與漏電極 之間TFT溝道區(qū)域的摻雜半導(dǎo)體層被完全刻蝕掉，并刻蝕掉部分厚度的半導(dǎo)體層，使TFT溝 道區(qū)域的半導(dǎo)體層暴露出來；對所述TFT溝道區(qū)域的半導(dǎo)體層進(jìn)行氧化處理，使暴露出來 的半導(dǎo)體層表面形成一層氧化層。本實(shí)施例所制備的TFT-IXD陣列基板是一種存儲電容在公共電極線上(Cs on Common)的結(jié)構(gòu)，其制備過程已在前述圖1 圖13所示技術(shù)方案中詳細(xì)介紹，這里不再贅 述。圖19為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板制造方法第二實(shí)施例的流程圖，包括
步驟21、在基板上沉積柵金屬薄膜，通過構(gòu)圖工藝形成包括柵線和柵電極的圖 形；步驟22、在完成步驟21的基板上沉積第一絕緣層和透明導(dǎo)電薄膜，通過構(gòu)圖工藝 形成包括像素電極的圖形，所述像素電極覆蓋部分柵線；步驟23、采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積方法，依次沉積第二絕緣層、半導(dǎo)體薄膜 和摻雜半導(dǎo)體薄膜；然后在所述摻雜半導(dǎo)體薄膜上涂覆一層光刻膠；
步驟24、采用半色調(diào)或灰色調(diào)掩模板曝光，使光刻膠形成光刻膠完全保留區(qū)域、 光刻膠完全去除區(qū)域和光刻膠半保留區(qū)域，光刻膠完全保留區(qū)域?qū)?yīng)于有源層圖形所在區(qū) 域，光刻膠完全去除區(qū)域?qū)?yīng)于絕緣層過孔圖形所在區(qū)域，光刻膠半保留區(qū)域?qū)?yīng)于上述 圖形以外的區(qū)域；顯影處理后，光刻膠完全保留區(qū)域的光刻膠厚度沒有變化，光刻膠完全去 除區(qū)域的光刻膠被完全去除，光刻膠半保留區(qū)域的光刻膠厚度減少；步驟25、通過第一次刻蝕工藝完全刻蝕掉光刻膠完全去除區(qū)域的摻雜半導(dǎo)體薄 膜、半導(dǎo)體薄膜和第二絕緣層，形成絕緣層過孔圖形，所述絕緣層過孔位于像素電極靠近柵 電極的邊緣位置，絕緣層過孔內(nèi)暴露出像素電極；步驟26、通過灰化工藝去除光刻膠半保留區(qū)域的光刻膠，暴露出該區(qū)域的摻雜半 導(dǎo)體薄膜；步驟27、通過第二次刻蝕工藝完全刻蝕掉光刻膠半保留區(qū)域的摻雜半導(dǎo)體薄膜和 半導(dǎo)體薄膜，形成有源層圖形；剝離剩余的光刻膠；步驟28、采用磁控濺射或熱蒸發(fā)的方法，在完成步驟27的基板上沉積源漏金屬薄膜；步驟29、采用普通掩模板通過構(gòu)圖工藝對源漏金屬薄膜進(jìn)行構(gòu)圖，形成數(shù)據(jù)線、 源電極、漏電極和TFT溝道區(qū)域圖形，其中源電極的一端位于有源層上，另一端與數(shù)據(jù)線連 接，漏電極的一端位于有源層上，另一端通過絕緣層過孔與像素電極連接，源電極與漏電極 之間TFT溝道區(qū)域的摻雜半導(dǎo)體層被完全刻蝕掉，并刻蝕掉部分厚度的半導(dǎo)體層，使TFT溝 道區(qū)域的半導(dǎo)體層暴露出來；對所述TFT溝道區(qū)域的半導(dǎo)體層進(jìn)行氧化處理，使暴露出來 的半導(dǎo)體層表面形成一層氧化層。本實(shí)施例所制備的TFT-IXD陣列基板是一種存儲電容在柵線上(Cs onGate)的結(jié) 構(gòu)，其制備過程與前述第一實(shí)施例基本相同，不同之處在于，本實(shí)施例步驟21中形成包括 柵電極和柵線的圖形，步驟22中形成的像素電極覆蓋部分柵線。在上述技術(shù)方案中，氧化處理的射頻功率為5KW 13KW，氣壓為IOOmT 500mT， 氧氣的流量為lOOOsccm 4000sCCm。第一絕緣層的沉積采用高速沉積方法，因此可以提高 生產(chǎn)效率，第二絕緣層的沉積采用低速沉積方法，絕緣層表面比較平滑，膜表面質(zhì)量高，因 此高表面質(zhì)量的絕緣層能與其上形成的半導(dǎo)體層形成很好地匹配，有利于載流子的傳輸， 可以提高了薄膜晶體管的電學(xué)特性。實(shí)際應(yīng)用中，本發(fā)明還可以形成存儲電容一部分在柵線上、另一部分在公共電極 線上的存儲電容結(jié)構(gòu)，即將前述第一實(shí)施例和第二實(shí)施例組合起來形成組合結(jié)構(gòu)，一方面 在步驟1中形成有公共電極線，另一方面在步驟2中使形成的像素電極覆蓋部分柵線。最后應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照 較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的 技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
一種TFT-LCD陣列基板，包括形成在基板上的柵線和數(shù)據(jù)線，所述柵線和數(shù)據(jù)線限定的像素區(qū)域內(nèi)形成像素電極和薄膜晶體管，其特征在于，所述柵線與數(shù)據(jù)線之間形成有第一絕緣層和第二絕緣層，所述像素電極設(shè)置在所述第一絕緣層與第二絕緣層之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TFT-LCD陣列基板，其特征在于，所述第一絕緣層形成在所 述柵線和薄膜晶體管的柵電極上；所述像素電極形成在所述第一絕緣層上；所述第二絕緣 層形成在所述像素電極上，其上形成有絕緣層過孔；有源層形成在第二絕緣層上，并位于所 述柵電極上的上方；薄膜晶體管的源電極的一端位于所述有源層上，另一端與數(shù)據(jù)線連接， 薄膜晶體管的漏電極的一端位于所述有源層上，另一端通過所述絕緣層過孔與像素電極連 接，所述源電極與漏電極之間形成TFT溝道區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的TFT-LCD陣列基板，其特征在于，所述有源層包括半導(dǎo)體層和 摻雜半導(dǎo)體層，所述TFT溝道區(qū)域的摻雜半導(dǎo)體層被完全刻蝕掉，并刻蝕掉部分厚度的半 導(dǎo)體層，使TFT溝道區(qū)域的半導(dǎo)體層暴露出來，且TFT溝道區(qū)域的半導(dǎo)體層的表面為經(jīng)過氧 化處理的氧化層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的TFT-LCD陣列基板，其特征在于，所述氧化處理的射頻功率為 5KW 13KW，氣壓為IOOmT 500mT，氧氣的流量為IOOOsccm 4000sccm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一權(quán)利要求所述的TFT-LCD陣列基板，其特征在于，所述像 素區(qū)域內(nèi)還形成有與所述像素電極構(gòu)成存儲電容的公共電極線，和/或所述像素電極覆蓋 在部分所述柵線上。
6.一種TFT-IXD陣列基板制造方法，其特征在于，包括步驟1、在基板上沉積柵金屬薄膜，通過構(gòu)圖工藝形成包括柵線和柵電極的圖形；步驟2、在完成步驟1的基板上沉積第一絕緣層和透明導(dǎo)電薄膜，通過構(gòu)圖工藝形成包 括像素電極的圖形；步驟3、在完成步驟2的基板上沉積第二絕緣層、半導(dǎo)體薄膜和摻雜半導(dǎo)體薄膜，通過 構(gòu)圖工藝形成包括有源層和絕緣層過孔的圖形，所述絕緣層過孔位于所述像素電極的上 方；步驟4、在完成步驟3的基板上沉積源漏金屬薄膜，通過構(gòu)圖工藝形成包括數(shù)據(jù)線、源 電極、漏電極和TFT溝道區(qū)域的圖形，所述漏電極通過所述絕緣層過孔與像素電極連接，所 述TFT溝道區(qū)域的摻雜半導(dǎo)體層被完全刻蝕掉，通過對TFT溝道區(qū)域的半導(dǎo)體層進(jìn)行氧化 處理，使暴露出來的半導(dǎo)體層表面形成一層氧化層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的TFT-IXD陣列基板制造方法，其特征在于，所述步驟3包括步驟31、采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積方法，依次沉積第二絕緣層、半導(dǎo)體薄膜和摻雜半導(dǎo)體薄膜；步驟32、在所述摻雜半導(dǎo)體薄膜上涂覆一層光刻膠；步驟33、采用半色調(diào)或灰色調(diào)掩模板曝光，使光刻膠形成光刻膠完全保留區(qū)域、光刻膠 完全去除區(qū)域和光刻膠半保留區(qū)域，光刻膠完全保留區(qū)域?qū)?yīng)于有源層圖形所在區(qū)域，光 刻膠完全去除區(qū)域?qū)?yīng)于絕緣層過孔圖形所在區(qū)域，光刻膠半保留區(qū)域?qū)?yīng)于上述圖形以 外的區(qū)域；顯影處理后，光刻膠完全保留區(qū)域的光刻膠厚度沒有變化，光刻膠完全去除區(qū)域 的光刻膠被完全去除，光刻膠半保留區(qū)域的光刻膠厚度減少；步驟34、通過第一次刻蝕工藝完全刻蝕掉光刻膠完全去除區(qū)域的摻雜半導(dǎo)體薄膜、半導(dǎo)體薄膜和第二絕緣層，形成絕緣層過孔圖形，所述絕緣層過孔位于像素電極靠近柵電極 的邊緣位置，絕緣層過孔內(nèi)暴露出像素電極；步驟35、通過灰化工藝去除光刻膠半保留區(qū)域的光刻膠，暴露出該區(qū)域的摻雜半導(dǎo)體 薄膜；步驟36、通過第二次刻蝕工藝完全刻蝕掉光刻膠半保留區(qū)域的摻雜半導(dǎo)體薄膜和半導(dǎo) 體薄膜，形成有源層圖形；步驟37、剝離剩余的光刻膠。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的TFT-IXD陣列基板制造方法，其特征在于，所述步驟4包括步驟41、采用磁控濺射或熱蒸發(fā)的方法，沉積源漏金屬薄膜；步驟42、采用普通掩模板通過構(gòu)圖工藝對源漏金屬薄膜進(jìn)行構(gòu)圖，形成數(shù)據(jù)線、源電 極、漏電極和TFT溝道區(qū)域圖形，其中源電極的一端位于有源層上，另一端與數(shù)據(jù)線連接， 漏電極的一端位于有源層上，另一端通過絕緣層過孔與像素電極連接，源電極與漏電極之 間TFT溝道區(qū)域的摻雜半導(dǎo)體層被完全刻蝕掉，并刻蝕掉部分厚度的半導(dǎo)體層，使TFT溝道 區(qū)域的半導(dǎo)體層暴露出來；步驟43、對所述TFT溝道區(qū)域的半導(dǎo)體層進(jìn)行氧化處理，使暴露出來的半導(dǎo)體層表面 形成一層氧化層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的TFT-LCD陣列基板制造方法，其特征在于，所述氧化處理的射 頻功率為5KW 13KW，氣壓為IOOmT 500mT，氧氣的流量為1000sccm 4000sccm。
10.根據(jù)權(quán)利要求6 9中任一權(quán)利要求所述的TFT-LCD陣列基板制造方法，其特征在 于，所述第一絕緣層采用高速沉積方法沉積，所述第二絕緣層采用低速沉積方法沉積。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種TFT-LCD陣列基板及其制造方法。陣列基板包括形成在基板上的柵線和數(shù)據(jù)線，所述柵線和數(shù)據(jù)線限定的像素區(qū)域內(nèi)形成像素電極和薄膜晶體管，所述柵線與數(shù)據(jù)線之間形成有第一絕緣層和第二絕緣層，所述像素電極設(shè)置在所述第一絕緣層與第二絕緣層之間。本發(fā)明通過設(shè)置兩層絕緣層，并將像素電極設(shè)置在兩層絕緣層之間，當(dāng)像素電極與公共電極線或柵線形成存儲電容時，存儲電容兩個電極板之間的距離只是第一絕緣層的厚度，存儲電容兩個電極板之間的距離大大減小，因此提高了單位面積存儲電容。進(jìn)一步地，由于本發(fā)明采用兩層絕緣層結(jié)構(gòu)，可以改善絕緣層與半導(dǎo)體層之間形成的界面，從而可以提高TFT特性。
文檔編號H01L27/12GK101819363SQ20091007864
公開日2010年9月1日 申請日期2009年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月27日
發(fā)明者劉翔, 林承武, 謝振宇, 陳旭 申請人:北京京東方光電科技有限公司