專利名稱：一種tft lcd陣列基板及制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種TFT LCD陣列基板及其制造方法，尤其涉及一種能夠有效減小數(shù)據(jù)線電阻的TFT LCD陣列基板及該基板的制造方法。
背景技術(shù)：
薄膜晶體管液晶顯示(Thin Film Transistor Liquid CrystalDisplay，簡稱TFT LCD)為代表的液晶顯示已經(jīng)成為了一種重要的平板顯示方式。
TFT LCD陣列基板的制造技術(shù)經(jīng)歷了從7次光刻技術(shù)(7Mask)到目前的5次光刻技術(shù)(5Mask)的發(fā)展過程，5Mask技術(shù)成為現(xiàn)在的TFT LCD陣列基板的主要制造方法，包括柵電極光刻(Gate Mask)，有源層光刻(ActiveMask)，源漏電極光刻(S/D Mask)，過孔光刻(Via Hole Mask)及像素電極層光刻(Pixel Mask)。在每一個Mask工藝步驟中又分別包括一次或多次薄膜沉積(Thin Film Deposition)工藝和刻蝕工藝(包括干法刻蝕Dry Etch和濕法刻蝕Wet Etch)工藝，形成了5次薄膜沉積→光刻→刻蝕的循環(huán)過程。
灰色調(diào)光刻(Gray Tone Mask)技術(shù)是在Mask上使用帶有條狀(Slit)的圖形，通過光線的干涉和衍射效應(yīng)，在Mask上形成半透明的圖形區(qū)域。在曝光過程中，光線只能部分透過半透明區(qū)域。通過控制曝光量，可以使光線通過Mask上的Gray Tone區(qū)域后照射到光刻膠上，使光刻膠只能部分曝光，而其他部分可以充分曝光。顯影后，完全曝光區(qū)域沒有光刻膠，未充分曝光的區(qū)域光刻膠的厚度就會小于完全未曝光的區(qū)域，從而在光刻膠上形成三維立體結(jié)構(gòu)。通過控制Gray Tone區(qū)域的透過率，即線條區(qū)域與空白區(qū)域的“占空比”，可以控制光刻膠的厚度。這種在光刻掩膜板上使用半透明圖形從而在光刻膠上形成厚度不同的三維圖案的方法被統(tǒng)稱為Gray Tone Mask技術(shù)。經(jīng)過以上的5Mask工藝流程所得到的TFT LCD陣列基板的典型像素單元如圖2所示。
在上述工藝中，通常的情況下的柵金屬層層都是采用AlNd復合膜層，而源漏電極層一般都采用單一的Mo(或Cr)金屬膜。隨著社會的進步，人們對大屏幕TFT LCD顯示屏的需求變得越來越強烈，這就要求TFT LCD廠商提供越來越多的大屏幕TFT LCD陣列基板。由于基板的不斷增大，柵線(Gate)和數(shù)據(jù)線(Data)就會變得越來越長，Gate線和Data線電阻就會越來越大，由于信號延遲等原因造成的顯示質(zhì)量問題就會顯現(xiàn)。解決線電阻增大的問題通?？梢酝ㄟ^采用電阻率更低的金屬，采用復合膜增加膜厚或線寬等方法得到解決。但是采用復合膜，增加膜厚和線寬的方法往往又會帶來成本增加，開口率降低等弊端。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種TFT LCD陣列基板及制造方法。Data線的主要部分和Gate線及Gate電極在同一Mask即GateMask下形成，即Data線的主要部分采用Gate層金屬；Data線采用分段式制作，通過過孔在S/D Mask進行連接，這種方法跟通常的5Mask工藝相比，能有效減小Data線電阻，減輕或消除Data信號RC延遲帶來的不利影響。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種TFT LCD陣列基板，包括玻璃基板，形成于玻璃基板上的柵線和柵電極，形成于柵電極上的絕緣介質(zhì)層、半導體層和歐姆接觸層，透明像素電極，源漏電極及數(shù)據(jù)線，鈍化層，所述數(shù)據(jù)線呈分段式結(jié)構(gòu)，分為數(shù)據(jù)線主要部分和數(shù)據(jù)線連接部分，數(shù)據(jù)線主要部分為位于相鄰的柵線之間的數(shù)據(jù)線部分；數(shù)據(jù)線連接部分為跨過柵線連接相鄰的數(shù)據(jù)線主要部分的數(shù)據(jù)線部分。
其中，所述Data線連接部分可與源漏電極的源電極為一體結(jié)構(gòu)；所述柵線、柵電極和數(shù)據(jù)線主要部分可為由AlNd、Al、Cu、Mo、MoW或Cr沉積的單層膜，或者由AlNd、Al、Cu、Mo、MoW或Cr之一或任意組合的沉積層所構(gòu)成的復合膜。所述的絕緣介質(zhì)層可為由SiNx、SiOx或SiOxNy沉積的單層膜，或者由SiNx、SiOx及SiOxNy之一或任意組合的沉積層所構(gòu)成的復合膜。所述的源漏電極、數(shù)據(jù)線連接部分為由Mo、MoW或Cr沉積的單層膜；或者由Mo、MoW或Cr之一或任意組合的沉積層所構(gòu)成的復合膜。
本發(fā)明還提供了一種TFT LCD陣列基板的制造方法，包括以下步驟步驟一、采用磁控濺射工藝在基板上沉積一個柵極金屬層，然后進行掩膜和刻蝕，得到柵線、柵電極以及數(shù)據(jù)線主要部分；步驟二、采用化學氣相沉積法在完成步驟一的基板上依次沉積一個絕緣介質(zhì)層、一個有源層及一個歐姆接觸層，然后采用灰色調(diào)掩膜板進行掩膜和刻蝕，形成薄膜晶體管部分與數(shù)據(jù)線主要部分上的過孔部分；步驟三、采用磁控濺射工藝在完成步驟二的基板上沉積一個源漏金屬層，進行源漏層掩膜和刻蝕，并進行歐姆接觸層刻蝕，形成源漏電極，薄膜晶體管部分溝道部分以及與源電極一體的數(shù)據(jù)線連接部分；并使數(shù)據(jù)線連接部分通過步驟二形成的過孔與數(shù)據(jù)線主要部分連接；步驟四、采用化學氣相沉積法在完成步驟三的基板上沉積一個鈍化層，進行鈍化層及掩膜和刻蝕，形成鈍化層過孔并對溝道形成保護；步驟五、采用磁控濺射法在完成步驟四的基板上沉積一個透明像素電極層，進行透明像素電極層掩膜和刻蝕，形成透明像素電極。
其中，所述步驟二中采用灰色調(diào)掩膜板進行有源層掩膜時，使過孔部分掩膜板為完全透光部分，有源層部分掩膜板為完全不透光部分，其它部分掩膜板為半透光部分。步驟一中所述的柵極金屬層采用AlNd、Al、Cu、Mo、MoW或Cr進行沉積；或者采用AlNd、Al、Cu、Mo、MoW或Cr之一或任意組合層進行沉積。步驟二中所述的沉積一個絕緣層可具體為沉積SiNx、SiOx或SiOxNy的單層膜；或者為沉積SiNx、SiOx或SiOxNy之一或任意組合的復合膜。步驟三中所述的源漏金屬層采用Mo、MoW或Cr進行沉積；或者采用Mo、MoW或Cr之一或任意組合層進行沉積。
本發(fā)明的TFT LCD陣列基板的Data線的主要部分和Gate線及Gate電極在同一Mask即Gate Mask下形成，即Data線的主要部分采用Gate層金屬；Data線采用分段式制作，通過過孔在S/D Mask進行連接，這種方法跟通常的5Mask工藝相比，能有效減小Data線電阻，減輕或消除Data信號RC延遲帶來的不利影響。


圖1為現(xiàn)有的TFT LCD陣列基板的五次光刻制造方法流程圖；圖2為TFT LCD陣列基板的典型像素單元平面圖；圖3為本發(fā)明的TFT LCD陣列基板制造方法流程圖；圖4為經(jīng)過Gate Mask后得到的基板的平面圖；圖5為圖4的A-A截面圖；圖6為經(jīng)過Act.Mask后得到的基板的平面圖；圖7為圖6的A-A截面圖；圖8為經(jīng)過S/D Mask后得到的平面圖；圖9為圖8的A-A截面圖；圖10為經(jīng)過Via Hole Mask后所得到的平面11為經(jīng)過ITO Mask后所得到的平面12為圖11的A-A截面圖；圖13為圖11的B-B截面圖。
附圖標記說明
1基板 2柵極金屬電極3數(shù)據(jù)線主要部分31數(shù)據(jù)線主要部分過孔 32數(shù)據(jù)線連接部分4絕緣介質(zhì)層5有源層 6源漏金屬電極7鈍化層8像素電極具體實施方式
如圖3所示，為本發(fā)明的流程圖包括如下步驟步驟一、首先在干凈的玻璃基板(Bare Glass)上通過濺射方法沉積Gate金屬，Gate金屬為由AlNd、Al、Cu、Mo、MoW或Cr之一或任意組合的沉積層所構(gòu)成的復合膜，例如Mo/AlNd/Mo復合膜、AlNd/Mo復合膜；然后，進行Gate光刻，經(jīng)過刻蝕工藝，得到如圖4所示的結(jié)構(gòu)，沿A-A截面如圖5所示，即得到柵線及柵電極2，以及數(shù)據(jù)線主要部分3。
步驟二、采用化學氣相(PECVD)在步驟一形成的基板上沉積多層(MultiLayer)，依次包括一層或多層SiNx，SiOx，SiOxNy等絕緣介質(zhì)層，以及a-Si有源層和歐姆接觸層，采用灰色調(diào)(Gray Tone)技術(shù)進行灰色調(diào)有源層掩膜(G/T Act.Mask)，TFT的有源層部分為全色調(diào)(Full Tone)完全遮擋，Data線主要部分的過孔部分為完全曝光，其余部分為灰色調(diào)(Gray Tone)部分曝光，然后經(jīng)過刻蝕工藝，得到如圖6和圖7所示的結(jié)構(gòu)，即得到薄膜晶體管有源層5與Data線主要部分上的過孔31；步驟三、在步驟二的基礎(chǔ)上采用磁控濺射工藝沉積S/D金屬(如由Mo，MoW或Cr等沉積而成的單層膜，或其中任意組合的沉積層構(gòu)成的復合膜)，進行S/D電極光刻，經(jīng)過刻蝕工藝，形成源漏電極6，薄膜晶體管部分溝道部分以及與源電極一體的Data線連接部分32；S/D金屬通過過孔與Data線主要部分連接，形成完整的Data線和S/D電極，并完成歐姆接觸層刻蝕，得到結(jié)構(gòu)如圖8和圖9所示，圖中歐姆接觸層未進行明示；步驟四、在步驟三形成的基板上沉積鈍化(Passivation)保護層，進行過孔(Via Hole)光刻，并完成過孔(Via Hole)刻蝕，為S/D電極與ITO像素電極連接做準備，得到的結(jié)構(gòu)如圖10所示；步驟五、在步驟四的基礎(chǔ)上進行像素電極(ITO)沉積，并通過ITO光刻和ITO刻蝕工藝，最終形成Pixel電極，并與S/D金屬電極通過過孔連接，形成完整的TFT像素單元，如圖11、圖12和圖13。
由于Gate線2和Data線的主要部分3在同一Mask形成，得到的Data線的主要部分3為Gate金屬，于是Data線就由兩部分連接構(gòu)成，分別為圖中的Data線主要部分3和Data線連接部分32。與傳統(tǒng)的Data線完全采用Mo或Cr等金屬相比，所得到的Data線采用主要以Gate金屬為主，這樣能就能大大降低Data線的線電阻，減少或消除信號RC延遲對顯示品質(zhì)造成的不利影響。
本發(fā)明的TFT LCD陣列基板的Gate線和Data線的主要部分在同一Mask形成，使得Data線的主要部分與Gate線采用金屬相同。由于Gate線通常采用AlNd的復合結(jié)構(gòu)，電阻率遠遠小于Mo或Cr，所以這種分段式Data線能大大降低Data線的電阻；本發(fā)明的TFT LCD陣列基板的制造方法，為TFT LCD制造提供了更多的選擇。
以下，參照附圖來詳細說明本發(fā)明的一具體實施例。
1.采用磁控濺射方法，依次濺射沉積金屬層Mo/AlNd/Mo，厚度分別為400/4000/600，然后進行Gate Mask，并進行濕法刻蝕，形成Gate線和Gate電極2以及Data線的主要部分3，如圖4和圖5所示；2.用PECVD方法，依次沉積SiNx/a-Si/n+a-Si，厚度分別為5000/2000/400。采用Gray Tone技術(shù)進行G/T Act.Mask，TFT的有緣層部分為Full Tone完全遮擋，Data線連接過孔部分為完全曝光，其余部分為Gray Tone部分曝光，然后經(jīng)過刻蝕工藝，并用反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)(RIE)干法腐蝕的方法形成SiNx/a-Si/n+a-Si的TFT部分和Data線主要部分3的過孔部分31，如圖6和圖7；
3.采用磁控濺射方法，沉積金屬Mo或Cr，厚度為3000，并進行S/D Mask和濕法刻蝕及歐姆接觸層刻蝕，形成Data線連接部分32，并形成TFT的S/D電極和TFT溝道；Data線連接部分32跨接Data線主要部分3，通過過孔與Data線主要部分3連接，如圖8和圖9(圖中溝道部分的歐姆接觸層未明示)；4.采用PECVD進行鈍化層沉積，沉積SiNx，厚度為2600，并進行Via Hole Mask和過孔干法刻蝕，形成過孔并對溝道形成保護，如圖10所示；5.通過磁控濺射方法，沉積透明導電膜ITO，厚度500，并進行ITOMask和ITO Etch，最終形成Pixel電極，如圖11、圖12和圖13所示。
通過以上有別于現(xiàn)有5Mask工藝的制造方法，得到了完整的TFT陣列基板，降低Data線電阻的同時，也提供了一種有別于現(xiàn)有5Mask工藝的TFT LCD陣列基板制造方法。
最后應(yīng)當說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，依然可以對本發(fā)明的具體實施方式
進行修改或者對部分技術(shù)特征進行等同替換；而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明請求保護的技術(shù)方案范圍當中。
權(quán)利要求
1.一種TFT LCD陣列基板，包括玻璃基板，形成于玻璃基板上的柵線和柵電極，形成于柵電極上的絕緣介質(zhì)層、半導體層和歐姆接觸層，透明像素電極，源漏電極及數(shù)據(jù)線，鈍化層，其特征在于，所述數(shù)據(jù)線呈分段式結(jié)構(gòu)，分為數(shù)據(jù)線主要部分和數(shù)據(jù)線連接部分，數(shù)據(jù)線主要部分為位于相鄰的柵線之間的數(shù)據(jù)線部分；數(shù)據(jù)線連接部分為跨過柵線連接相鄰的數(shù)據(jù)線主要部分的數(shù)據(jù)線部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板，其特征在于，所述數(shù)據(jù)線連接部分與源漏電極的源電極為一體結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基板，其特征在于，所述柵線、柵電極和數(shù)據(jù)線主要部分為由AlNd、Al、Cu、Mo、MoW或Cr沉積的單層膜，或者由AlNd、Al、Cu、Mo、MoW或Cr之一或任意組合的沉積層所構(gòu)成的復合膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基板，其特征在于，所述的絕緣介質(zhì)層為由SiNx、SiOx或SiOxNy沉積的單層膜，或者由SiNx、SiOx及SiOxNy之一或任意組合的沉積層所構(gòu)成的復合膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基板，其特征在于，所述的源漏電極、數(shù)據(jù)線連接部分為由Mo、MoW或Cr沉積的單層膜；或者由Mo、MoW或Cr之一或任意組合的沉積層所構(gòu)成的復合膜。
6.一種TFT LCD陣列基板的制造方法，其特征在于，該制造方法包括以下步驟步驟一、采用磁控濺射工藝在基板上沉積一個柵極金屬層，然后進行掩膜和刻蝕，得到柵線、柵電極以及數(shù)據(jù)線主要部分；步驟二、采用化學氣相沉積法在完成步驟一的基板上依次沉積一個絕緣介質(zhì)層、一個有源層及一個歐姆接觸層，然后采用灰色調(diào)掩膜板進行掩膜和刻蝕，形成薄膜晶體管部分與數(shù)據(jù)線主要部分上的過孔部分；步驟三、采用磁控濺射工藝在完成步驟二的基板上沉積一個源漏金屬層，進行源漏層掩膜和刻蝕，并進行歐姆接觸層刻蝕，形成源漏電極，薄膜晶體管部分溝道部分以及與源電極一體的數(shù)據(jù)線連接部分；并使數(shù)據(jù)線連接部分通過步驟二形成的過孔與數(shù)據(jù)線主要部分連接；步驟四、采用化學氣相沉積法在完成步驟三的基板上沉積一個鈍化層，進行鈍化層及掩膜和刻蝕，形成鈍化層過孔并對溝道形成保護；步驟五、采用磁控濺射法在完成步驟四的基板上沉積一個透明像素電極層，進行透明像素電極層掩膜和刻蝕，形成透明像素電極。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制造方法，其特征在于所述步驟二中采用灰色調(diào)掩膜板進行有源層掩膜具體為，使過孔部分掩膜板為完全透光部分，有源層部分掩膜板為完全不透光部分，其它部分掩膜板為半透光部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的制造方法，其特征在于步驟一中所述的柵極金屬層采用AlNd、Al、Cu、Mo、MoW或Cr進行沉積；或者采用AlNd、Al、Cu、Mo、MoW或Cr之一或任意組合層進行沉積。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的制造方法，其特征在于所述步驟二中的沉積一個絕緣層具體為沉積SiNx、SiOx或SiOxNy的單層膜；或者為沉積SiNx、SiOx或SiOxNy之一或任意組合的復合膜。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的制造方法，其特征在于步驟三中所述的源漏金屬層采用Mo、MoW或Cr進行沉積；或者采用Mo、MoW或Cr之一或任意組合層進行沉積。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種TFT LCD陣列基板，包括玻璃基板，形成于玻璃基板上的柵線和柵電極，形成于柵電極上的絕緣介質(zhì)層、半導體層和歐姆接觸層，透明像素電極，源漏電極及數(shù)據(jù)線，鈍化層，所述數(shù)據(jù)線呈分段式結(jié)構(gòu)，分為數(shù)據(jù)線主要部分和數(shù)據(jù)線連接部分，數(shù)據(jù)線主要部分為位于相鄰的柵線之間的數(shù)據(jù)線部分；數(shù)據(jù)線連接部分為跨過柵線連接相鄰的數(shù)據(jù)線主要部分的數(shù)據(jù)線部分。還涉及該基板的制造方法，基板的數(shù)據(jù)線的主要部分與柵極線和柵極電極在同一光刻下形成，數(shù)據(jù)線的主要部分采用柵電極層金屬，通過過孔在源漏電極掩膜光刻進行連接，這種方法跟通常的5Mask工藝相比，能有效減小數(shù)據(jù)線電阻，減輕或消除數(shù)據(jù)信號RC延遲帶來的不利影響。
文檔編號H01L21/768GK101060124SQ200610074458
公開日2007年10月24日 申請日期2006年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月21日
發(fā)明者鄧朝勇, 林承武 申請人:京東方科技集團股份有限公司