專利名稱：薄膜晶體管陣列基板的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種晶體管陣列基板，特別是涉及一種薄膜晶體管陣列基板。
背景技術：
薄膜晶體管液晶顯示器(thin film transistor liquid crystal display, TFT-LCD)是目前最被廣泛使用的一種平面顯示器，它具有低功率、薄形質輕、以 及低電壓驅動等優(yōu)點。薄膜晶體管液晶顯示器主要由薄膜晶體管陣列基板，彩色 濾光陣列基板和液晶層組成。請同時結合圖1和圖2所示。如圖1為現(xiàn)有技術的 液晶顯示裝置的像素結構圖，圖2為相應的A-A'截面圖。在基板IO上形成柵極 引線ll,源極引線14，開關元件(TFT) 13，存儲電容電極112和像素電極16。 在彩膜(CF)基板20上，具有黑色矩陣21，色阻層22，分別為紅、綠、藍三色素， 平坦化層23，公共電極26。 TFT 13包括柵極110、源極40、漏極142和溝道132， 其中柵極與柵極引線ll相連，用來提供掃描信號，從而可以將柵極信號輸入到柵 極，控制TFT 13的開關。TFT 13的源極140與源極引線14相連，用來提供數(shù)據(jù) 信號；TFT13的漏極142與像素電極16通過接觸孔152電性連接。當TFT 13打開 時，可以通過TFT將數(shù)據(jù)信號輸入到相應的像素電極16。柵極引線ll和源極引線 14在靠近像素電極16的地方穿行，排列成矩陣，相互交叉在一起。TFT 13的漏 極與像素電極16和存儲電容電極112，液晶電容分別相連。存儲電容和液晶電容 的另一極與公共電極相連。存儲電容與液晶電容并聯(lián)，液晶電容包括介于一基板 上的像素電極16和另一基板上的公共電極26之間的液晶層24。由于半導體非晶 硅的特性，當其受到外界的光照時，如圖2所示，漏電流會成倍地增加。因此， 常在TFT的上側設置有黑色矩陣21，可以遮擋來自垂直照射的光線。但具有一定 角度的斜線光，依然可以照射到TFT上，造成TFT的漏電流的增大，從而影響面 板的性能。
柵極線與數(shù)據(jù)線是用來提供視頻信號以驅動像素電極，但是由于制作時，基 板表面的高低起伏、熱處理、蝕刻工藝等影響，柵極線與數(shù)據(jù)線很容易發(fā)生斷線， 進而導致斷路缺陷的現(xiàn)象發(fā)生。而且，隨著LCD面板的面積增大，分辨率的提高，需要制作數(shù)量更多的柵極線與數(shù)據(jù)線，使線寬變得更窄，導致工藝困難度的提高， 更容易發(fā)生斷線現(xiàn)象。當數(shù)據(jù)線存在斷路部分時，具有斷路的后半部分線路控制 的像素便不能正常發(fā)光，使液晶顯示器變?yōu)椴涣籍a品，降低產品良率。因此，為 了提高產品良率，常在面板上設計有修復線，但由于受到空間的限制，修復線的 條數(shù)一般為兩條，因此只能修復有限的斷線。在目前的修復線設計中，只有修復 數(shù)據(jù)線斷線的設計，而沒有修復柵極線斷路的設計。因此，如果面板內部發(fā)生柵 極線的斷路，造成無法修復，只能廢棄該面板，影響產品的良率。
發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種薄膜晶體管陣列基板，增加驅動能力， 提高產品良率。
本發(fā)明為解決上述技術問題而釆用的技術方案是提供一種薄膜晶體管陣列基 板，包括一基板，該基板上依次沉積有第一金屬層、柵絕緣層、非晶硅層、歐姆 接觸層、第二金屬層和透明導電層；所述第一金屬層上形成有柵極，第一柵極線； 所述柵絕緣層、非晶硅層和歐姆接觸層上形成有溝道；所述第二金屬層上形成有 第一源極，第一漏極和數(shù)據(jù)線；所述透明導電層上形成有像素電極；其中，所述 透明導電層上形成有一層不透光的第三金屬層，所述第三金屬層上形成有第二柵 極和第二柵極線，所述第二柵極位于所述第一柵極上方，所述第二柵極線位于所 述第一柵極線上方。
上述薄膜晶體管陣列基板，所述第三金屬層為鋁、鉻或其合金材料。 本發(fā)明對比現(xiàn)有技術有如下的有益效果本發(fā)明提供的薄膜晶體管陣列基板， 利用第二柵極增加驅動能力，降低漏電流，利用第二柵極線降低電阻，降低RC延 遲并實現(xiàn)柵極斷線自修復，提高產品良率。
圖1為現(xiàn)有技術的陣列基板的結構示意圖； 圖2為沿圖1中A-A'線的截面示意圖； 圖3為本發(fā)明的陣列基板的結構示意圖4為沿圖3中B—B'線的截面，陣列基板制造流程示意4圖5為沿圖3中C一C'線的截面示意圖6為本發(fā)明的陣列基板上TFT位置的面板截面示意圖7為本發(fā)明的陣列基板修復數(shù)據(jù)線斷線的示意圖； 圖8為本發(fā)明的陣列基板修復柵極線斷線的示意圖一； 圖9為本發(fā)明的陣列基板修復柵極線斷線的示意圖二； 圖IO為本發(fā)明的陣列基板修復柵極線斷線的示意圖三。
圖中
10基板11柵極引線12柵絕緣層
13非晶硅半導體層14源極引線15鈍化層
16像素電極20彩膜基板21黑色矩陣
22色阻層23平坦化層24液晶層
26公共電極
30陣列基板31第一柵極線32柵極絕緣層
33 TFT34數(shù)據(jù)線35鈍化層
36像素電極37第二柵極40彩膜基板
42色阻層43平坦化層
44液晶層46公共電極
110柵極112存儲電容電極132溝道
140源極142漏極
310第一柵極312存儲電容電極
331非晶硅層332歐姆接觸層
333溝道342源極344漏極
352接觸孔361透明導電層362浮接透明導電層
363第二柵極線371第三金屬層372浮接第三金屬層
373第二柵極線
411第一透光區(qū)412第二透光區(qū)413第三透光區(qū)
421、 431、 432光刻膠圖案
510、 520、 530、 540、 550斷線處511、 512、 541、 542、 551、 552修復點
具體實施例方式
下面結合附圖及典型實施例對本發(fā)明作進一步說明。
圖3為本發(fā)明的像素結構示意圖。圖4為圖3的B-B'截面圖的陣列基板制造 流程。請同時結合圖3和圖4完成整個陣列基板的制造流程。如圖4a所示，首先 在玻璃基板30沉積第一金屬層(圖未示)，材料為鋁(Al)或鋁合金(AlNd)，或多 層金屬膜(AlNd/MoNb)作為柵極材料。然后采用一道光罩(圖未示)對該金屬材料 進行曝光、顯影和刻蝕，形成第一柵極線31,第一柵極310和存儲電容電極312。
如圖4b所示，在該絕緣基板30上采用化學氣相沉積的方法，繼續(xù)沉積一覆 蓋該掃描線和電容線的柵極絕緣層32,在該柵極絕緣層的表面沉積一非晶硅層331 和歐姆接觸層332。然后在半導體層上涂覆一層光刻膠(圖未示)后，采用一道光 罩(圖未示)對非晶硅層和歐姆接觸層進行曝光、顯影和刻蝕，去除沒有光刻膠 保護的非晶硅層和歐姆接觸層，保留第一柵極310區(qū)域上非晶硅層和歐姆接觸層。
如圖4c所示，其后在半導體層上物理沉積第二金屬層(圖未示)，材料可以 為鋁、鉻等及其合金材料。然后在金屬層上涂覆一層光刻膠(圖未示)后，采用 一道光罩對其進行曝光、顯影和刻蝕，形成數(shù)據(jù)線34， TFT 33的源極342、漏極 344和溝道333。
如圖4d所示，通過化學氣相沉積在絕緣層32和源極342、漏極344上沉積一 鈍化層35，然后在鈍化層上涂覆一層光刻膠(圖未示)后，采用一道光罩對其進 行曝光、顯影和刻蝕，形成接觸孔352。
如圖4e所示，在鈍化層35和接觸孔352上連續(xù)沉積一透明導電層361，材料 為ITO (氧化銦錫)或IZO (氧化銦鋅)和第三金屬層371，材料可以為鋁、鉻等 及其合金材料。
提供一具有三種不同光穿透率的多灰階光罩，采用紫外線對光刻膠(未示出) 進行曝光顯影。在每一像素中，此實施例的光罩具有多個第一透光區(qū)411,第二透 光區(qū)412，和第三透光區(qū)413，其透光性依次減弱。
顯影后所產生的一圖案化后光刻膠層具有兩種不同厚度，請同時參考圖4e:
(l)在對應于第一透光區(qū)411處的光刻膠完全去除；
6(2) 在對應于第二透光區(qū)412處的的光刻膠圖案421具有第一厚度
(3) 在對應于第三透光區(qū)413處的光刻膠圖案431具有第二厚度d2。 且該第一厚度dl小于第二厚度d2。
之后，如圖4f所示，依次蝕刻無光刻膠區(qū)的第三金屬層371及一透明電極361。 然后，對光刻膠圖案421、 431進行灰化處理，灰化后光刻膠圖案421被完全去除， 光刻膠圖案431被減薄，得到光刻膠圖案432。
接著，如圖4g所示，對未受光刻膠保護的第三金屬層371進行刻蝕，直到像 素電極36完全暴露出來。最后，將光刻膠圖案432完全去除，暴露出第二柵極37。 這樣就完成整個陣列基板的制造過程。熟悉陣列基板制造流程的專業(yè)人員很清楚， 制造半導體層與源、漏極時可以釆用一道GTM (Gray tone mask)或HTM (Half tone mask)來完成。這樣就可以減少一道光罩完成整個陣列基板的制造過程。本說明 亦可以采用類似的方法來完成。
從圖3和圖4g可知，本發(fā)明提供的TFT具有兩個柵極，分別為第一柵極310 和第二柵極37，與溝道333、源極342和漏極344形成雙柵極TFT，因此可以提高 TFT的充電能力，從而可以降低像素的TFT大小，提高像素的開口率。同時，該結 構具有兩條柵極線，可同時進行柵極信號的傳輸，有效降低信號線的電阻，從而 降低柵極線的RC延遲，增加像素的充電時間。
如圖5所示，數(shù)據(jù)線34的上面具有浮接金屬層，361為透明金屬層，371為 第三金屬層。該結構的制造過程是伴隨著圖4e-圖4g完成的。
通過上述制造方法，即獲得本發(fā)明的雙柵極的TFT結構示意圖。請繼續(xù)參見 圖6，陣列基板30上具有第一柵極310，第二柵極37，源極342，漏極344，半導 體層溝道333和像素電極36;彩膜基板40上具有色阻層22、平坦化層43和公共 電極46;像素電極36和公共電極46間夾有液晶分子層44。從圖中可以看出，TFT 33的溝道333、源極342和漏極344被外面的各層金屬層所包圍，因此，從外界 進來的光線無法進入半導體層，從而TFT的漏電流可有效地得到控制。這樣，TFT 的上方，彩膜基板上就可以不必配制黑矩陣(BM)圖形，而由色阻層42覆蓋，這 樣就可以提高像素的穿透率，從而提高面板的亮度和品質，可以有效地控制背光 源的成本。
圖7a為本發(fā)明的陣列基板修復數(shù)據(jù)線斷線的示意圖，圖7b為沿圖7a的D-D'的截面圖。
請參見圖7a和7b,當數(shù)據(jù)線34在斷線處510發(fā)生斷路，此時信號就無法到 達斷路下面的像素，因此造成不正常的顯示，降低產品良率。本發(fā)明的陣列基板 可有效解決斷路的問題。如圖所示，在修復點511和512兩處采用激光修復的方 法，將數(shù)據(jù)線34與浮接透明導電層362和浮接第三金屬層372連接起來。這樣， 數(shù)據(jù)信號就可以正常到達斷路下面的像素，使面板正常顯示。由于浮接透明導電 層362和浮接第三金屬層372位于每一根數(shù)據(jù)線34的上方，因此在發(fā)生斷路的位 置均可以采用上述的方法進行修復，這樣修復斷路的根數(shù)就不會受到設計的修復 線的根數(shù)限制，從而提高產品的良率。
圖8a為本發(fā)明的陣列基板修復柵極線斷線的示意圖一，圖8b為沿圖8a的 E-E'的截面圖。
請參見圖8a和8b，當?shù)诙艠O線363和373在斷線處520發(fā)生斷路，而第一 柵極線31未發(fā)生斷路，雖然柵極信號無法通過第二柵極線363和373進行驅動TFT， 但第一柵極線31保持通路，因此，仍然可以通過第一柵極線31正常驅動TFT，從 而提高產品的良率。
圖9為本發(fā)明的陣列基板修復柵極線斷線的示意圖二，圖9b為沿圖9a的F-F' 的截面圖。
請參見圖9a和9b，當?shù)谝粬艠O線31在斷線處530發(fā)生斷路，而第二柵極線 363和373未發(fā)生斷路，雖然柵極信號無法通過第一柵極線31進行驅動TFT，但 第二柵極線363和373保持通路，因此，仍然可以通過第二柵極線363和373正 常驅動TFT，從而提高產品的良率。
圖10為本發(fā)明的陣列基板修復柵極線斷線的示意圖三，圖10b為沿圖10a的 G-G'的截面圖。
請參見圖10a和10b，當?shù)谝粬艠O線和第二柵極線在斷線處540、 550同時發(fā) 生斷路時，信號就無法正常到達斷路后面的像素，因而造成面板無法正常顯示。 在修復點541、 542和543三處采用激光修復的方法，將第二柵極線363和373 和第一柵極線31分別采用激光修復的方法進行連接起來。這樣，柵極信號就可以 正常到達斷路下面的像素，使面板正常顯示，從而提高產品的良率。
綜上所述，當柵極線只發(fā)生第一柵極線或第二柵極線發(fā)生斷路時，不用進行
8修復，則可以正常驅動TFT,這樣就可以加快生產節(jié)拍，降低制造成本；只有當?shù)?一柵極線和第二柵極線同時發(fā)生斷路時，才需要進行修復，而且經修復后可以正 常驅動TFT。本發(fā)明提供的陣列基板，可以修復多處柵極線發(fā)生斷路的情況，可有 效提高面板的良率。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領 域技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，當可作些許的修改和完善，因此 本發(fā)明的保護范圍當以權利要求書所界定的為準。
權利要求
1、一種薄膜晶體管陣列基板，包括一基板，該基板上依次沉積有第一金屬層、柵絕緣層、非晶硅層、歐姆接觸層、第二金屬層和透明導電層；所述第一金屬層上形成有柵極，第一柵極線；所述柵絕緣層、非晶硅層和歐姆接觸層上形成有溝道；所述第二金屬層上形成有第一源極，第一漏極和數(shù)據(jù)線；所述透明導電層上形成有像素電極；其特征在于，所述透明導電層上形成有一層不透光的第三金屬層，所述第三金屬層上形成有第二柵極和第二柵極線，所述第二柵極位于所述第一柵極上方，所述第二柵極線位于所述第一柵極線上方。
2、 根據(jù)權利要求1所述的薄膜晶體管陣列基板，其特征在于，所述第三金 屬層為鋁、鉻或其合金材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種薄膜晶體管陣列基板，包括一基板，該基板上依次沉積有第一金屬層、柵絕緣層、非晶硅層、歐姆接觸層、第二金屬層和透明導電層；所述第一金屬層上形成有柵極，第一柵極線；所述柵絕緣層、非晶硅層和歐姆接觸層上形成有溝道；所述第二金屬層上形成有第一源極，第一漏極和數(shù)據(jù)線；所述透明導電層上形成有像素電極；其中，所述透明導電層上形成有一層不透光的第三金屬層，所述第三金屬層上形成有第二柵極和第二柵極線，所述第二柵極位于所述第一柵極上方，所述第二柵極線位于所述第一柵極線上方。本發(fā)明提供的薄膜晶體管陣列基板，利用第二柵極增加驅動能力，降低漏電流，利用第二柵極線降低電阻，提高產品良率。
文檔編號G02F1/13GK101644866SQ200910195080
公開日2010年2月10日 申請日期2009年9月3日 優(yōu)先權日2009年9月3日
發(fā)明者高孝裕 申請人:上海廣電光電子有限公司