專利名稱：薄膜晶體管液晶顯示器、陣列基板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種薄膜晶體管液晶顯示器、陣列基板及其制造方法。
背景技術(shù)：
薄膜晶體管液晶顯不器(ThinFilm Transistor Liquid Crystal Display,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。對于TFT-LCD來說，陣列基板以及制造工藝決定了其產(chǎn)品性能、成品率和價(jià)格。為了有效地降低TFT-IXD的價(jià)格、提高成品率，TFT-IXD陣列基板的制造工藝逐步得到簡化，從開始的七次構(gòu)圖(7mask)工藝已經(jīng)發(fā)展到基于狹縫光刻技術(shù)的四次構(gòu)圖(4mask)工藝。 目前，TFT-IXD陣列基板的制造是通過一組構(gòu)圖工藝形成薄膜圖形來完成，一次構(gòu)圖工藝形成一層薄膜圖形。由于每次構(gòu)圖工藝均需要把掩模板的圖形轉(zhuǎn)移到薄膜圖形上，而每一層薄膜圖形都需要精確地罩在另一層薄膜圖形上，因此在TFT-IXD陣列基板制作過程中，所用掩模板的數(shù)量越少，生產(chǎn)時(shí)間就越少，生產(chǎn)效率就越高，生產(chǎn)成本也就越低。特別是，在現(xiàn)有技術(shù)的薄膜晶體管的制作工藝中，為了防止在形成源漏電極時(shí)對半導(dǎo)體層的過刻，需要在半導(dǎo)體層上沉積一層刻蝕阻擋層，這需要一次額外的光刻工藝形成刻蝕阻擋層，增加了薄膜晶體管的制作工藝流程。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種薄膜晶體管液晶顯示器、陣列基板及其制造方法，采用三次構(gòu)圖工藝實(shí)現(xiàn)薄膜晶體管液晶顯示器陣列基板的制造，從而縮短生產(chǎn)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種薄膜晶體管液晶顯示器陣列基板的制造方法，包括如下步驟步驟I、在基板上沉積柵金屬薄膜，通過第一次構(gòu)圖工藝形成柵線和柵電極的圖形；步驟2、在完成步驟I的基板上依次沉積柵絕緣層和半導(dǎo)體層，通過第二次構(gòu)圖工藝形成半導(dǎo)體層的圖形，且半導(dǎo)體層上的溝道區(qū)域保留有光刻膠；步驟3、在完成步驟2的基板上依次沉積透明導(dǎo)電層和源漏層，剝離掉半導(dǎo)體層上保留的光刻膠，形成溝道區(qū)域的圖形；步驟4、在完成步驟3的基板上沉積鈍化層，通過第三次構(gòu)圖工藝形成像素電極、源電極、漏電極、數(shù)據(jù)線和鈍化層的圖形。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種薄膜晶體管液晶顯示器陣列基板，包括柵線和數(shù)據(jù)線，以及形成在柵線和數(shù)據(jù)線限定的像素區(qū)域內(nèi)的像素電極和薄膜晶體管，所述薄膜晶體管包括形成在基板上的柵電極；
形成在柵電極上方的半導(dǎo)體層，柵電極和半導(dǎo)體層通過柵絕緣層隔離；形成在半導(dǎo)體層上的溝道和透明導(dǎo)電層；形成在透明導(dǎo)電層上的源電極和漏電極，與漏電極電連接的透明導(dǎo)電層構(gòu)成所述像素電極；形成在源電極、漏電極和溝道上的鈍化層。上述的薄膜晶體管液晶顯示器陣列基板，其中，所述半導(dǎo)體層的材料為金屬氧化物。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種薄膜晶體管液晶顯示器，其中，包括上述的薄膜晶體管液晶顯示器陣列基板。從以上所述可以看出，本發(fā)明提供的上述技術(shù)方案，通過光刻膠剝離的方式來形成溝道，這樣，無需形成刻蝕阻擋層，采用三次構(gòu)圖工藝就能實(shí)現(xiàn)薄膜晶體管液晶顯示器陣列基板的制造，從而能夠縮短生產(chǎn)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例的薄膜晶體管液晶顯示器陣列基板中薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例的薄膜晶體管液晶顯示器陣列基板的制造方法流程圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例的薄膜晶體管液晶顯示器陣列基板第一次構(gòu)圖工藝后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例的薄膜晶體管液晶顯示器陣列基板第二次構(gòu)圖工藝后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例的薄膜晶體管液晶顯示器陣列基板形成溝道區(qū)域后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖2所示的制造方法中步驟100的具體流程圖；圖7為圖2所示的制造方法中步驟200的具體流程圖；圖8為圖2所示的制造方法中步驟400的具體流程圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。本發(fā)明實(shí)施例的薄膜晶體管液晶顯示器陣列基板包括柵線和數(shù)據(jù)線，以及形成在柵線和數(shù)據(jù)線限定的像素區(qū)域內(nèi)的像素電極和薄膜晶體管。參照圖1，所述薄膜晶體管包括形成在基板I上的柵電極2 ；形成在柵電極2上方的半導(dǎo)體層4，柵電極2和半導(dǎo)體層4通過柵絕緣層3隔離；形成在半導(dǎo)體層4上的溝道5和透明導(dǎo)電層6 ；
形成在透明導(dǎo)電層6上的源電極7和漏電極8，與漏電極8電連接的透明導(dǎo)電層6構(gòu)成所述像素電極；形成在源電極7、漏電極8和溝道上的鈍化層9。
近年來，液晶顯示器的尺寸在不斷增大，驅(qū)動(dòng)電路的頻率在不斷提高，由于非晶硅薄膜晶體管的遷移率一般在O. 5cm2/VS左右，而液晶顯示器尺寸超過SOin時(shí)，驅(qū)動(dòng)頻率超過120Hz，需要IcmVVS以上的遷移率，現(xiàn)有的非晶硅薄膜晶體管遷移率很難滿足需求。
發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中發(fā)現(xiàn)，金屬氧化物薄膜晶體管的遷移率高、均一性好、透明、制作工藝簡單，可以更好地滿足大尺寸液晶顯示器和有源有機(jī)電致發(fā)光的需求。因此，作為一個(gè)優(yōu)選方案，本發(fā)明實(shí)施例的上述薄膜晶體管液晶顯示器陣列基板中的所述半導(dǎo)體層4的材料為金屬氧化物，例如，IGZO、IZO、ZTO等。圖2為本發(fā)明實(shí)施例的薄膜晶體管液晶顯示器陣列基板的制造方法流程圖，所述制造方法包括如下步驟步驟100、在基板上沉積柵金屬薄膜，通過第一次構(gòu)圖工藝形成柵線和柵電極的圖形(如圖3所示)；步驟200、在完成步驟100的基板上依次沉積柵絕緣層和半導(dǎo)體層，通過第二次構(gòu)圖工藝形成半導(dǎo)體層的圖形，且半導(dǎo)體層上的溝道區(qū)域保留有光刻膠10 (如圖4所示)；步驟300、在完成步驟200的基板上依次沉積透明導(dǎo)電層和源漏層，剝離掉半導(dǎo)體層上保留的光刻膠10，形成溝道區(qū)域的圖形(如圖5所示)；步驟400、在完成步驟300的基板上沉積鈍化層，通過第三次構(gòu)圖工藝形成像素電極、源電極、漏電極、數(shù)據(jù)線和鈍化層的圖形(如圖I所示)。其中，可以通過在外圍焊盤(PAD)區(qū)域進(jìn)行過孔，來分別引出柵線和數(shù)據(jù)線。以下給出上述制造方法的詳細(xì)流程。參照圖6,所述步驟100具體包括步驟101、提供一基板，并將其清洗干凈；基板可以選用玻璃基板或者石英基板。步驟102、在基板上沉積柵金屬薄膜；采用濺射、熱蒸發(fā)或其它成膜方法，在基板上沉積一層厚度為500A 600A的柵金屬薄膜。步驟103、在柵金屬薄膜上涂敷一層光刻膠；步驟104、采用掩膜板對光刻膠進(jìn)行曝光，使光刻膠形成光刻膠未保留區(qū)域和光刻膠保留區(qū)域，其中，光刻膠保留區(qū)域?qū)?yīng)于柵線和柵電極的圖形所在區(qū)域，光刻膠未保留區(qū)域?qū)?yīng)于上述圖形以外的區(qū)域；步驟105、進(jìn)行顯影處理，光刻膠未保留區(qū)域的光刻膠被完全去除，光刻膠保留區(qū)域的光刻膠厚度保持不變；步驟106、通過刻蝕工藝完全刻蝕掉光刻膠未保留區(qū)域的柵金屬薄膜，形成柵線和柵電極的圖形；步驟107、剝離剩余的光刻膠。參照圖7,所述步驟200具體包括步驟201、在完成步驟100的基板上依次沉積柵絕緣層和半導(dǎo)體層；采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)或磁控濺射方法，在所述基板上依次沉積厚度為300 A 800A的柵絕緣層和厚度為500A-1000A的半導(dǎo)體層。其中，柵絕緣層可以選用氧化物或者氮化物，半導(dǎo)體層的材料優(yōu)選為金屬氧化物。
步驟202、在半導(dǎo)體層上涂敷一層光刻膠；步驟203、采用灰色調(diào)或半色調(diào)掩模板對光刻膠進(jìn)行曝光，使光刻膠形成光刻膠未保留區(qū)域、光刻膠部分保留區(qū)域和光刻膠保留區(qū)域，其中，光刻膠保留區(qū)域?qū)?yīng)于溝道區(qū)域的圖形所在區(qū)域，光刻膠部分保留區(qū)域?qū)?yīng)于半導(dǎo)體層的圖形所在區(qū)域，光刻膠未保留區(qū)域?qū)?yīng)于上述圖形以外的區(qū)域；步驟204、進(jìn)行顯影處理，光刻膠未保留區(qū)域的光刻膠被完全去除，光刻膠部分保留區(qū)域的光刻膠厚度變薄，光刻膠保留區(qū)域的光刻膠厚度保持不變；步驟205、通過刻蝕工藝完全刻蝕掉光刻膠未保留區(qū)域的半導(dǎo)體層，形成半導(dǎo)體層的圖形；
步驟206、通過灰化工藝完全去除光刻膠部分保留區(qū)域的光刻膠，保留光刻膠保留區(qū)域的光刻膠。在所述步驟300中，采用磁控濺射、熱蒸發(fā)或其它成膜方法，在所述基板上依次沉積厚度為300A 600A的透明導(dǎo)電層和厚度為2000A 3000A的源漏金屬薄膜。其中，半導(dǎo)體層的材料采用金屬氧化物時(shí)，采用無水的剝離液(主要成份含有烷醇胺、酰胺、乙二醇)剝離掉半導(dǎo)體層上保留的光刻膠，無水剝離液基本對金屬氧化物不造成破壞。其中，透明導(dǎo)電層可以采用氧化銦錫(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，源漏金屬薄膜可以采用Mo、Al、Cu、Ta、Ti、W、Cr等金屬或合金。參照圖8,所述步驟400具體包括步驟401、在完成步驟300的基板上沉積鈍化層；采用磁控濺射、熱蒸發(fā)或其它成膜方法，在所述基板上沉積1500A 2500A的鈍化層。其中，鈍化層可以選用氧化物或者氮化物。步驟402、在鈍化層上涂敷一層光刻膠；步驟403、采用灰色調(diào)或半色調(diào)掩模板對光刻膠進(jìn)行曝光，使光刻膠形成光刻膠未保留區(qū)域、光刻膠部分保留區(qū)域和光刻膠保留區(qū)域，其中，光刻膠保留區(qū)域?qū)?yīng)于數(shù)據(jù)線、源電極、漏電極和鈍化層的圖形所在區(qū)域，光刻膠部分保留區(qū)域?qū)?yīng)于像素電極的圖形所在區(qū)域，光刻膠未保留區(qū)域?qū)?yīng)于上述圖形以外的區(qū)域；步驟404、進(jìn)行顯影處理，光刻膠未保留區(qū)域的光刻膠被完全去除，光刻膠部分保留區(qū)域的光刻膠厚度變薄，光刻膠保留區(qū)域的光刻膠厚度保持不變；步驟405、通過刻蝕工藝完全刻蝕掉光刻膠未保留區(qū)域的鈍化層、源漏層和透明導(dǎo)電層，形成透明導(dǎo)電層的圖形；步驟406、通過灰化工藝完全去除光刻膠部分保留區(qū)域的光刻膠，保留光刻膠保留區(qū)域的光刻膠；步驟407、通過刻蝕工藝完全刻蝕掉光刻膠部分保留區(qū)域的鈍化層和源漏層，形成像素電極的圖形；步驟408、剝離剩余的光刻膠。本發(fā)明實(shí)施例還提供一種薄膜晶體管液晶顯示器，包括
彩膜基板；接合于所述彩膜基板的薄膜晶體管陣列基板；夾設(shè)于所述彩膜基板和所述薄膜晶體管陣列基板之間的液晶層；所述薄膜晶體管陣列基板包括包括柵線和數(shù)據(jù)線，以及形成在柵線和數(shù)據(jù)線限定的像素區(qū)域內(nèi)的像素電極和薄膜晶體管，其特征在于，所述薄膜晶體管包括形成在基板上的柵電極；形成在柵電極上方的半導(dǎo)體層，柵電極和半導(dǎo)體層通過柵絕緣層隔離；形成在半導(dǎo)體層上的溝道和透明導(dǎo)電層；形成在透明導(dǎo)電層上的源電極和漏電極，與漏電極電連接的透明導(dǎo)電層構(gòu)成所述像素電極；形成在源電極、漏電極和溝道上的鈍化層。優(yōu)先地，所述半導(dǎo)體層的材料為金屬氧化物。綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例通過光刻膠剝離的方式來形成溝通，這樣，無需形成刻蝕阻擋層，采用三次構(gòu)圖工藝就能完成TFT-LCD陣列基板的制備，能夠縮短生產(chǎn)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。進(jìn)一步，通過采用金屬氧化物薄膜作為有源層，能夠顯著提高薄膜晶體管的遷移率，同時(shí)能夠提高器件的開口率，改善器件的性能。 最后應(yīng)當(dāng)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，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)方案的精神范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種薄膜晶體管液晶顯示器陣列基板的制造方法，其特征在于，包括如下步驟 步驟I、在基板上沉積柵金屬薄膜，通過第一次構(gòu)圖工藝形成柵線和柵電極的圖形； 步驟2、在完成步驟I的基板上依次沉積柵絕緣層和半導(dǎo)體層，通過第二次構(gòu)圖工藝形成半導(dǎo)體層的圖形，且半導(dǎo)體層上的溝道區(qū)域保留有光刻膠； 步驟3、在完成步驟2的基板上依次沉積透明導(dǎo)電層和源漏層，剝離掉半導(dǎo)體層上保留的光刻膠，形成溝道區(qū)域的圖形； 步驟4、在完成步驟3的基板上沉積鈍化層，通過第三次構(gòu)圖工藝形成像素電極、源電極、漏電極、數(shù)據(jù)線和鈍化層的圖形。
2.如權(quán)利要求I所述的制造方法，其特征在于，所述步驟I包括 步驟11、提供一基板； 步驟12、在基板上沉積柵金屬薄膜； 步驟13、在柵金屬薄膜上涂敷一層光刻膠； 步驟14、采用掩膜板對光刻膠進(jìn)行曝光，使光刻膠形成光刻膠未保留區(qū)域和光刻膠保留區(qū)域，其中，光刻膠保留區(qū)域?qū)?yīng)于柵線和柵電極的圖形所在區(qū)域，光刻膠未保留區(qū)域?qū)?yīng)于上述圖形以外的區(qū)域； 步驟15、進(jìn)行顯影處理，光刻膠未保留區(qū)域的光刻膠被完全去除，光刻膠保留區(qū)域的光刻膠厚度保持不變； 步驟16、通過刻蝕工藝完全刻蝕掉光刻膠未保留區(qū)域的柵金屬薄膜，形成柵線和柵電極的圖形； 步驟17、剝離剩余的光刻膠。
3.如權(quán)利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述步驟2包括 步驟21、在完成步驟I的基板上依次沉積柵絕緣層和半導(dǎo)體層； 步驟22、在半導(dǎo)體層上涂敷一層光刻膠； 步驟23、采用灰色調(diào)或半色調(diào)掩模板對光刻膠進(jìn)行曝光，使光刻膠形成光刻膠未保留區(qū)域、光刻膠部分保留區(qū)域和光刻膠保留區(qū)域，其中，光刻膠保留區(qū)域?qū)?yīng)于溝道區(qū)域的圖形所在區(qū)域，光刻膠部分保留區(qū)域?qū)?yīng)于半導(dǎo)體層的圖形所在區(qū)域，光刻膠未保留區(qū)域?qū)?yīng)于上述圖形以外的區(qū)域； 步驟24、進(jìn)行顯影處理，光刻膠未保留區(qū)域的光刻膠被完全去除，光刻膠部分保留區(qū)域的光刻膠厚度變薄，光刻膠保留區(qū)域的光刻膠厚度保持不變； 步驟25、通過刻蝕工藝完全刻蝕掉光刻膠未保留區(qū)域的半導(dǎo)體層，形成半導(dǎo)體層的圖形； 步驟26、通過灰化工藝完全去除光刻膠部分保留區(qū)域的光刻膠，保留光刻膠保留區(qū)域的光刻膠。
4.如權(quán)利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述步驟4包括 步驟41、在完成步驟3的基板上沉積鈍化層； 步驟42、在鈍化層上涂敷一層光刻膠； 步驟43、采用灰色調(diào)或半色調(diào)掩模板對光刻膠進(jìn)行曝光，使光刻膠形成光刻膠未保留區(qū)域、光刻膠部分保留區(qū)域和光刻膠保留區(qū)域，其中，光刻膠保留區(qū)域?qū)?yīng)于數(shù)據(jù)線、源電極、漏電極和鈍化層的圖形所在區(qū)域，光刻膠部分保留區(qū)域?qū)?yīng)于像素電極的圖形所在區(qū)域，光刻膠未保留區(qū)域?qū)?yīng)于上述圖形以外的區(qū)域； 步驟44、進(jìn)行顯影處理，光刻膠未保留區(qū)域的光刻膠被完全去除，光刻膠部分保留區(qū)域的光刻膠厚度變薄，光刻膠保留區(qū)域的光刻膠厚度保持不變； 步驟45、通過刻蝕工藝完全刻蝕掉光刻膠未保留區(qū)域的鈍化層、源漏層和透明導(dǎo)電層，形成透明導(dǎo)電層的圖形； 步驟46、通過灰化工藝完全去除光刻膠部分保留區(qū)域的光刻膠，保留光刻膠保留區(qū)域的光刻膠； 步驟47、通過刻蝕工藝完全刻蝕掉光刻膠部分保留區(qū)域的鈍化層和源漏層，形成像素電極的圖形； 步驟48、剝離剩余的光刻膠。
5.如權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的制造方法，其特征在于 所述半導(dǎo)體層的材料為金屬氧化物。
6.如權(quán)利要求5所述的制造方法，其特征在于 步驟3中，剝離半導(dǎo)體層上保留的光刻膠時(shí)采用無水的剝離液。
7.一種薄膜晶體管液晶顯示器陣列基板，包括柵線和數(shù)據(jù)線，以及形成在柵線和數(shù)據(jù)線限定的像素區(qū)域內(nèi)的像素電極和薄膜晶體管，其特征在于，所述薄膜晶體管包括 形成在基板上的柵電極； 形成在柵電極上方的半導(dǎo)體層，柵電極和半導(dǎo)體層通過柵絕緣層隔離； 形成在半導(dǎo)體層上的溝道和透明導(dǎo)電層； 形成在透明導(dǎo)電層上的源電極和漏電極，與漏電極電連接的透明導(dǎo)電層構(gòu)成所述像素電極； 形成在源電極、漏電極和溝道上的鈍化層。
8.如權(quán)利要求7所述的薄膜晶體管液晶顯示器陣列基板，其特征在于 所述半導(dǎo)體層的材料為金屬氧化物。
9.一種薄膜晶體管液晶顯示器，其特征在于，所述薄膜晶體管液晶顯示器中設(shè)置有如權(quán)利要求7或8所述的薄膜晶體管液晶顯示器陣列基板。
全文摘要
本發(fā)明提供一種薄膜晶體管液晶顯示器、陣列基板及其制造方法，制造方法包括步驟1、在基板上沉積柵金屬薄膜，通過第一次構(gòu)圖工藝形成柵線和柵電極的圖形；步驟2、在完成步驟1的基板上依次沉積柵絕緣層和半導(dǎo)體層，通過第二次構(gòu)圖工藝形成半導(dǎo)體層的圖形，且半導(dǎo)體層上的溝道區(qū)域保留有光刻膠；步驟3、在完成步驟2的基板上依次沉積透明導(dǎo)電層和源漏層，剝離掉半導(dǎo)體層上保留的光刻膠，形成溝道區(qū)域的圖形；步驟4、在完成步驟3的基板上沉積鈍化層，通過第三次構(gòu)圖工藝形成像素電極、源電極、漏電極、數(shù)據(jù)線和鈍化層的圖形。本發(fā)明采用三次構(gòu)圖工藝實(shí)現(xiàn)陣列基板的制造，能夠縮短生產(chǎn)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。
文檔編號H01L21/84GK102637648SQ201110199769
公開日2012年8月15日 申請日期2011年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月15日
發(fā)明者劉志勇, 寧策, 戴天明, 楊靜 申請人:京東方科技集團(tuán)股份有限公司