專利名稱：一種tft lcd陣列基板結(jié)構(gòu)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及薄膜晶體管液晶顯示器(TFT LCD)，尤其涉及薄膜晶體管液晶顯示器陣列基板結(jié)構(gòu)及其制造方法。
背景技術(shù)：
在平板顯示技術(shù)中，TFT LCD具有功耗低、制造成本相對(duì)較低、和無(wú)輻射的特點(diǎn)，因此在平板顯示器市場(chǎng)占據(jù)了主導(dǎo)地位。TFT LCD器件是由陣列玻璃基板和彩膜玻璃基板對(duì)盒而形成的。如圖1所示，是目前主流的非晶硅TFT(薄膜晶體管)結(jié)構(gòu)截面示意圖和單一像素俯視圖。它是采用背溝道腐蝕的底柵結(jié)構(gòu)。如圖所示，該陣列結(jié)構(gòu)包括一組柵極掃描線1和與之垂直的一組數(shù)據(jù)掃描線5，相鄰的柵極掃描線和數(shù)據(jù)掃描線定義了像素區(qū)域。每一個(gè)像素包含有一個(gè)TFT開關(guān)器件、透明像素電極10和部分公共電極13。TFT器件由柵電極2、柵電極絕緣層4、半導(dǎo)體有源層3、以及源極6和漏極7組成，如圖1b。鈍化層8覆蓋在上述各部分上，并在漏電極7上方形成過鈍化層過孔9。透明像素電極10通過鈍化層的過孔9與TFT的漏極7相連接。公共電極的一部分11(像素重疊的凸起部)和像素電極一起形成存儲(chǔ)電容。為了進(jìn)一步降低對(duì)盒后像素里的漏光，在像素平行于數(shù)據(jù)線的兩側(cè)形成擋光條12。此種TFT器件可以減低溝道中的光致漏電流。擋光條使用和柵極同一材料，在同一Mask工序中完成制作。
如圖2所示的5-Mask(光刻)工藝是目前制作TFT的典型工藝技術(shù)。其主要工藝步驟分為五步1、形成柵極及其引線；
2、形成柵電極絕緣層和非晶硅半導(dǎo)體層；3、形成源電極、漏電極及數(shù)據(jù)引線；4、形成鈍化保護(hù)層；5、形成像素電極。
每一步驟都包括薄膜沉積、曝光和圖案形成、以及腐蝕三個(gè)主要工藝。如上所述的是一種典型的5-Mask技術(shù)。通過改變Mask設(shè)計(jì)和工藝流程，也有其它的5-Mask工藝技術(shù)。由于漏電極總是處于像素區(qū)，這樣始終會(huì)犧牲一部分開口率，致使開口率降低，通常為了提高開口率辦法是壓縮其他部分的面積來(lái)增大開口率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種TFT LCD陣列基板結(jié)構(gòu)及其制造方法，目的之一是將像素結(jié)構(gòu)中漏電極的一部分及鈍化層過孔置于公共電極上面，減小TFT器件所的占用像素面積，增大開口率；目的之二是利用閉合型的擋光條來(lái)提高存儲(chǔ)電容的面積，從而降低跳變電壓，公共電極和擋光條呈一體結(jié)構(gòu)增加工公共電極的信號(hào)穩(wěn)定性；目的之三是給出一個(gè)比較簡(jiǎn)單的像素亮點(diǎn)的維修方式。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種TFT LCD陣列基板結(jié)構(gòu)，包括一基板；一柵極掃描線，形成在所述基板之上；一擋光條，形成在所述基板之上；一柵電極絕緣層，形成在所述柵極掃描線及擋光條和基板之上；一數(shù)據(jù)掃描線，形成在所述柵電極絕緣層之上；一薄膜晶體管，形成在所述柵極掃描線之上；一鈍化層，形成在所述柵電極絕緣層、數(shù)據(jù)掃描線及薄膜晶體管之上，并在所述薄膜晶體管的漏電極之上形成鈍化層過孔或溝槽；
一像素電極層，形成在所述鈍化層上，并通過所述鈍化層過孔或溝槽與所述薄膜晶體管的漏電極連接；其中，所述的擋光條位于像素電極的周邊。
上述結(jié)構(gòu)還可包括一與柵電極同時(shí)形成的公共電極，形成在所述基板之上柵電極絕緣層之下。
上述方案中，所述公共電極和擋光條連接并呈一體結(jié)構(gòu)。所述公共電極可與平行于柵極掃描線的擋光條一邊重合并呈一體結(jié)構(gòu)。所述薄膜晶體管的有源層、源電極和部分漏電極形成在柵極掃描線上。所述薄膜晶體管的漏電極部分形成在公共電極的上方。所述像素電極一部分鋪在柵極掃描線上的鈍化層上，形成熔接處。所述像素電極一部分鋪在下一柵極掃描線上的鈍化層上，形成存儲(chǔ)電容。所述柵極掃描線、數(shù)據(jù)掃描線、薄膜晶體管的源電極和漏電極、公共電極及擋光條為鋁、鉻、鎢、鉭、鈦、鉬及鋁鎳之一或任意組合構(gòu)成的單層或復(fù)合層結(jié)構(gòu)。所述柵極掃描線、公共電極和擋光條為在同一鍍膜、掩模光刻和化學(xué)腐蝕工藝中完成制作的相同材料部分。所述柵電極絕緣層的材料為氮化硅或氧化鋁。所述像素電極的材料為氧化銦錫、氧化銦鋅或氧化鋁鋅。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明同時(shí)還提供一種TFT LCD陣列基板結(jié)構(gòu)的制造方法，包括步驟1，在基板上沉積金屬薄膜，通過光刻工藝和化學(xué)腐蝕工藝，形成柵極掃描線、柵電極、公共電極和擋光條；步驟2，在完成步驟1的基板上連續(xù)淀積柵電極絕緣層薄膜和非晶硅薄膜，通過光刻工藝和化學(xué)腐蝕工藝，在所述柵電極上形成有源層及其上方的溝道；步驟3，在完成步驟2的基板上淀積金屬薄膜，通過光刻工藝和化學(xué)腐蝕工藝，形成數(shù)據(jù)掃描線、源電極和漏電極，其中部分源電極和部分漏電極搭接在所述的有源層上；
步驟4，在完成步驟3的基板上沉積鈍化層薄膜，通過光刻工藝和化學(xué)腐蝕工藝，形成漏電極部分的鈍化層過孔；步驟5，在完成步驟4的基板上沉積像素電極層，通過光刻工藝和化學(xué)腐蝕工藝，形成像素電極，并形成像素電極和漏電極的連接。
上述方案中，所述步驟1中形成的擋光條位于像素電極的周邊。所述步驟1中形成的柵電極為所述柵極掃描線的一部分。所述步驟3中形成的漏電極部分形成在所述步驟1中形成的公共電極上。所述步驟1中形成的公共電極和擋光條為一體結(jié)構(gòu)。所述步驟1中形成的公共電極與擋關(guān)條平行于柵線的一邊重合并呈一體結(jié)構(gòu)。所述步驟5中形成的像素電極部分鋪在所述的柵極掃描線上的鈍化層上，形成熔接處。所述步驟5中形成的像素電極一部分鋪在下一柵極掃描線上的柵電極鈍化層上，形成部分存儲(chǔ)電容。
與現(xiàn)有專利技術(shù)相比，本發(fā)明與將TFT的源極和漏極一部分做在了柵極掃描線上，并將漏電極的一部分和鈍化層過孔作在了公共電極上使過孔不占用像素面積，增大了開口率。
另外，本發(fā)明增加了擋光條的數(shù)量，并使原來(lái)分離的擋光條連接起來(lái)與公共電極一起組成了更大的公共電極，從而增加存儲(chǔ)電容的信號(hào)穩(wěn)定性，降低跳變電壓，而且使公共電極信號(hào)被破壞的幾率變得更小。
再者，本發(fā)明由于增加了熔接部分，可以比較簡(jiǎn)單對(duì)像素亮點(diǎn)進(jìn)行維修。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)TFT LCD陣列基板結(jié)構(gòu)俯視圖；圖1a是圖1中A-A部分橫截面圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)中的一種典型5-Mask工藝流程示意圖；圖3是本發(fā)明TFT LCD陣列基板結(jié)構(gòu)俯視圖；圖3a是圖3中B-B部分橫截面圖；
圖3b是圖3中C-C部分橫截面圖；圖3c是圖3中D-D部分橫截面圖。
圖中標(biāo)記1、柵極掃描線；2、柵電極；3、有源層；4、柵電極絕緣層；5、數(shù)據(jù)掃描線；6、源電極；7、漏電極；8、鈍化層；9、漏電極部分的鈍化層過孔；10、像素電極；11、柵極凸出部；12、擋光條；13、公共電極；14、存儲(chǔ)電容；15、切線；16、熔接處。
具體實(shí)施例方式
圖3所示為本發(fā)明TFT LCD陣列基板結(jié)構(gòu)一具體實(shí)施例的俯視圖。如圖3所示，本TFT LCD的陣列基板上有一組柵極掃描線1和與之平行的公共電極13，以及與之垂直的一組數(shù)據(jù)掃描線5。相鄰的柵極掃描線1和數(shù)據(jù)掃描線5定義了像素區(qū)域。每一個(gè)像素包含有一個(gè)TFT開關(guān)器件、透明像素電極10和部分公共電極13。如圖3a所示，TFT器件由柵電極2柵電極絕緣層4、有源層3、以及源電極6和漏電極7組成。透明像素電極10通過鈍化層過孔9與TFT的漏電極7相連接。以上部分與一種傳統(tǒng)的TFT像素結(jié)構(gòu)相同。本發(fā)明的TFT LCD像素結(jié)構(gòu)不同之處在于，本發(fā)明共有四條擋光條，四條擋光條12互相連接起來(lái)組成一個(gè)閉合的擋光條，形成在像素電極10的周邊，并且這個(gè)閉合的擋光條和公共電極13連接起來(lái)組成一個(gè)更大的公共電極(如圖3所示)；其次本實(shí)施例中，如圖3和3a所示TFT器件的源電極6和一部分漏電極7做在了柵極掃描線1上面，即柵電極2為柵極掃描線的一部分，如圖3和3b所示TFT器件的一部分漏電極7和鈍化層過孔9做在了公共電極13上面(也可以不做在公共電極的上面)，漏電極7通過鈍化層過孔9與像素電極10相連接；將一部分透明像素電極10鋪在了下一條柵極掃描線上面，形成了一部分存儲(chǔ)電容14，同樣將一部分透明像素電極10鋪在擋光條12上面形成一部分存儲(chǔ)電容；另外一部分透明像素電極10鋪在柵極掃描線上面形成熔接處16。圖3也可看到不良像素維修時(shí)所需要的切線15和熔接處16。其中存儲(chǔ)電容14和熔接處16在同一掩模版工藝過程中實(shí)現(xiàn)的。鈍化層是在完成數(shù)據(jù)線圖案之后，ITO像素電極沉積之前進(jìn)行鍍膜和光刻工藝。
本實(shí)施例中公共電極13和擋關(guān)條12盡管為一體結(jié)構(gòu)，但是并未重合，實(shí)際上公共電極13可以與平行于柵極掃描線1的擋光條中的一條重合為一體結(jié)構(gòu)，這樣可以進(jìn)一步提高像素電極的開口率。除此之外，公共電極13不僅僅可以平行與柵電極掃描線1，還可以與柵電極掃描線1成一定的角度.
另外，上述實(shí)施例中，所述柵極掃描線1、數(shù)據(jù)掃描線5、薄膜晶體管的源電極6和漏電極7、公共電極13及擋光條12材料可以為鋁、鉻、鎢、鉭、鈦、鉬及鋁鎳之一或任意組合，結(jié)構(gòu)可以為單層或復(fù)合層結(jié)構(gòu)。所述柵極掃描線1、公共電極13和擋光條12為在同一鍍膜、掩模光刻和化學(xué)腐蝕工藝中完成制作的相同材料部分。柵電極絕緣層4材料為氮化硅或氧化鋁等。所述像素電極10材料可以氧化銦錫、氧化銦鋅或氧化鋁鋅等。
上述結(jié)構(gòu)的TFT LCD可以通過下面的方法制造首先，使用磁控濺射方法，在玻璃基板上制備一層厚度在1000至7000的柵金屬薄膜。柵金屬材料通常使用鉬、鋁、鋁鎳合金、鉬鎢合金、鉻、或銅等金屬。也可以使用上述幾種材料薄膜的組合。用柵極掩模版通過曝光工藝和化學(xué)腐蝕工藝，在玻璃基板的一定區(qū)域上形成柵極掃描線1、公共電極13和擋光條12的圖案，柵極掃描線1、公共電極13和擋光條12具有相同的厚度和腐蝕后的坡度角。
然后，利用化學(xué)汽相沉積的方法在陣列基板上連續(xù)淀積1000到6000的柵電極絕緣層薄膜4和1000到6000的非晶硅薄膜。柵電極絕緣層材料通常是氮化硅，也可以使用氧化硅和氮氧化硅等。用有源層的掩模版進(jìn)行曝光后對(duì)非晶硅進(jìn)行刻蝕，形成硅島。而柵金屬和非晶硅之間的絕緣層起到阻擋刻蝕的作用。
隨后，采用和柵金屬類似的制備方法，在陣列基板上淀積一層類似于柵金屬的厚度在1000到7000金屬薄膜。通過源漏極的掩模版在一定區(qū)域形成數(shù)據(jù)掃描線5和源電極6、漏電極7。源電極5和漏電極6分別與有源層3的兩端相接觸。
接下來(lái)，用和制備柵電極絕緣層以及有源層相類似的方法，在整個(gè)Array基板上沉積一層厚度在1000到6000的鈍化層8，其材料通常是氮化硅或氧化鋁等。此時(shí)公共電極13、擋光條12、和柵極掃描線1上面覆蓋相同厚度的柵電極絕緣層4和鈍化層8。通過鈍化層的掩模版，利用曝光和刻蝕工藝形成漏電極部分的鈍化層過孔9(也可變化為槽或其他結(jié)構(gòu))，如圖3b所示。
最后，使用透明像素電極的掩模版，通過上述相同的工藝步驟，形成像素電極10的存儲(chǔ)電容14(如圖3c所示)和熔接處16，并通過鈍化層過孔9和擋光條部分的鈍化層過孔使像素電極10和漏電極7連接。常用的透明像素電極的材料為氧化銦錫、氧化銦鋅或氧化鋁鋅等，厚度在100至1000之間。
以上所提出實(shí)施例為一種具體實(shí)現(xiàn)方法，也可以有其它的實(shí)現(xiàn)方法，如采用4次光刻技術(shù)或3次光刻技；還可以通過選擇不同的材料或材料組合完成；另外，在具有閉合型擋光條且擋光條與公共電極相連形成在陣列基板上面，TFT器件結(jié)構(gòu)顯然可以有各種修改和變化。
最后應(yīng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)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(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)按照需要可使用不同材料和設(shè)備實(shí)現(xiàn)之，即可以對(duì)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
1.一種TFT LCD陣列基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括一基板；一柵極掃描線，形成在所述基板之上；一擋光條，形成在所述基板之上；一柵電極絕緣層，形成在所述柵極掃描線及擋光條和基板之上；一數(shù)據(jù)掃描線，形成在所述柵電極絕緣層之上；一薄膜晶體管，形成在所述柵極掃描線之上；一鈍化層，形成在所述柵電極絕緣層、數(shù)據(jù)掃描線及薄膜晶體管之上，并在所述薄膜晶體管漏電極之上形成鈍化層過孔或溝槽；一像素電極，形成在所述鈍化層上，并通過所述鈍化層過孔或溝槽與所述薄膜晶體管的漏電極連接；其中，所述的擋光條位于像素電極的周邊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列基板結(jié)構(gòu)，其特征在于還包括一與柵電極同時(shí)形成的公共電極，形成在所述基板之上柵電極絕緣層之下。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的陣列基板結(jié)構(gòu)，其特征在于所述薄膜晶體管的漏電極部分形成在公共電極的上方。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的陣列基板結(jié)構(gòu)，其特征在于所述公共電極和擋光條連接并呈一體結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的陣列基板結(jié)構(gòu)，其特征在于所述公共電極與平行于柵極掃描線的擋光條一邊重合并呈一體結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一所述的陣列基板結(jié)構(gòu)，其特征在于所述薄膜晶體管的有源層、源電極和部分漏電極形成在柵極掃描線上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一所述的陣列基板結(jié)構(gòu)，其特征在于所述像素電極一部分鋪在柵極掃描線上的鈍化層上。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述所述的陣列基板結(jié)構(gòu)，其特征在于所述像素電極一部分鋪在柵極掃描線上的鈍化層上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一所述的陣列基板結(jié)構(gòu)，其特征在于所述像素電極一部分鋪在下一柵極掃描線上的鈍化層上。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述所述的陣列基板結(jié)構(gòu)，其特征在于其特征在于所述像素電極一部分鋪在下一柵極掃描線上的鈍化層上。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的陣列基板結(jié)構(gòu)，其特征在于所述柵極掃描線、數(shù)據(jù)掃描線、薄膜晶體管的源電極和漏電極、公共電極及擋光條為鋁、鉻、鎢、鉭、鈦、鉬及鋁鎳之一或任意組合構(gòu)成的單層或復(fù)合層結(jié)構(gòu)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的陣列基板結(jié)構(gòu)，其特征在于所述柵極掃描線、公共電極和擋光條為在同一鍍膜、掩模光刻和化學(xué)腐蝕工藝中完成制作的相同材料部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的陣列基板結(jié)構(gòu)，其特征在于所述柵電極絕緣層的材料為氮化硅或氧化鋁。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的陣列基板結(jié)構(gòu)，其特征在于所述像素電極的材料為氧化銦錫、氧化銦鋅或氧化鋁鋅。
15.一種TFT LCD陣列基板結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，包括步驟1，在基板上沉積金屬薄膜，通過光刻工藝和化學(xué)腐蝕工藝，形成柵極掃描線、柵電極、公共電極和擋光條；步驟2，在完成步驟1的基板上連續(xù)淀積柵電極絕緣層薄膜和非晶硅薄膜，通過光刻工藝和化學(xué)腐蝕工藝，在所述柵電極上形成有源層及其上方的溝道；步驟3，在完成步驟2的基板上淀積金屬薄膜，通過光刻工藝和化學(xué)腐蝕工藝，形成數(shù)據(jù)掃描線、源電極和漏電極，其中部分源電極和部分漏電極搭接在所述的有源層上；步驟4，在完成步驟3的基板上沉積鈍化層薄膜，通過光刻工藝和化學(xué)腐蝕工藝，形成漏電極部分的鈍化層過孔；步驟5，在完成步驟4的基板上沉積像素電極層，通過光刻工藝和化學(xué)腐蝕工藝，形成像素電極，并形成像素電極和漏電極的連接。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的制造方法，其特征在于所述步驟1中形成的擋光條位于像素電極的周邊。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的制造方法，其特征在于所述步驟1中形成的柵電極為所述柵極掃描線的一部分。
18.根據(jù)權(quán)利要球17所述的制造方法，其特征在于所述步驟3中形成的漏電極部分形成在所述步驟1中形成的公共電極上。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的制造方法，其特征在于所述步驟1中形成的公共電極和擋光條為一體結(jié)構(gòu)。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的制造方法，其特征在于所述步驟1中形成的公共電極與擋關(guān)條平行于柵線的一邊重合并呈一體結(jié)構(gòu)。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的制造方法，其特征在于所述步驟5中形成的像素電極部分鋪在所述的柵極掃描線上的鈍化層上，形成熔接處。
22.根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的制造方法，其特征在于所述步驟5中形成的像素電極一部分鋪在下一柵極掃描線上的柵電極鈍化層上，形成部分存儲(chǔ)電容。
全文摘要
本發(fā)明提供一種TFT LCD陣列基板結(jié)構(gòu)，包括基板；柵極掃描線；擋光條；柵電極絕緣層；數(shù)據(jù)掃描線；薄膜晶體管；鈍化層及薄膜晶體管的漏電極之上形成鈍化層過孔或溝槽；像素電極，形成在鈍化層上，并通過鈍化層過孔或溝槽與薄膜晶體管的漏電極連接；其中，擋光條位于像素電極的周邊。本發(fā)明同時(shí)提供一種TFT LCD陣列基板結(jié)構(gòu)的制造方法，其在形成柵極掃描線的同時(shí)，在像素電極周邊形成閉合型擋關(guān)條。本發(fā)明能夠增大像素電極的開口率；提高存儲(chǔ)電容的面積，降低跳變電壓和給出一個(gè)比較簡(jiǎn)單的像素亮點(diǎn)的維修方式。
文檔編號(hào)H01L21/768GK1945840SQ20061014988
公開日2007年4月11日 申請(qǐng)日期2006年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月27日
發(fā)明者明星, 張彌 申請(qǐng)人:京東方科技集團(tuán)股份有限公司