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)明涉及一種液晶顯示器及其制造方法，尤其是一種TFT-LCD陣列基板及其 制造方法。
背景技術(shù)：
目前，制造薄膜晶體管液晶顯示器(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display, 簡稱TFT-LCD)陣列基板是通過一組構(gòu)圖工藝形成構(gòu)圖來完成，一次構(gòu)圖工藝形成一層 構(gòu)圖，構(gòu)圖工藝的次數(shù)可以衡量制造TFT-LCD陣列基板的繁簡程度，減少構(gòu)圖工藝的次 數(shù)就意味著制造成本的降低?，F(xiàn)在技術(shù)的五次構(gòu)圖工藝包括柵線和柵電極構(gòu)圖、有源 層構(gòu)圖、源電極/漏電極構(gòu)圖、鈍化層過孔構(gòu)圖和像素電極構(gòu)圖，每一次構(gòu)圖工藝中又 分別包括薄膜沉積、掩膜曝光和刻蝕工藝，其中刻蝕工藝包括干法刻蝕和濕法刻蝕。
現(xiàn)在技術(shù)采用的四次構(gòu)圖工藝技術(shù)是在五次構(gòu)圖工藝基礎(chǔ)上，利用半色調(diào)(Half Tone)或灰色調(diào)(GrayTone)掩模板技術(shù)，將有源層構(gòu)圖與源電極/漏電極構(gòu)圖合并成一 個構(gòu)圖工藝，通過一次構(gòu)圖工藝完成有源層、數(shù)據(jù)線、源電極、漏電極和TFT溝道區(qū)域 圖形的制作，其工藝過程主要包括通過采用普通掩模板的第一次構(gòu)圖工藝形成柵線和 柵電極圖形；通過采用半色調(diào)或灰色調(diào)掩模板的第二次構(gòu)圖工藝形成有源層、數(shù)據(jù)線、 源電極、漏電極和TFT溝道區(qū)域圖形；通過采用普通掩模板的第三次構(gòu)圖工藝形成鈍化 層過孔、柵線接口過孔和數(shù)據(jù)線接口過孔圖形；通過采用普通掩模板的第四次構(gòu)圖工藝 形成像素電極圖形，像素電極通過鈍化層過孔與漏電極連接。
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，因此現(xiàn)有技術(shù)五次構(gòu)圖工藝存在工藝復雜、生 產(chǎn)周期長和使用掩模板數(shù)量多等缺陷，同時較長的工藝周期增加了不良發(fā)生率，造成良 品率降低、成本增加。而現(xiàn)有技術(shù)四次構(gòu)圖工藝中，由于TFT溝道區(qū)域圖形是采用部分 曝光和多步刻蝕工藝形成，導致TFT溝道區(qū)域圖形刻蝕均勻性較差，薄膜晶體管的性能 不穩(wěn)定。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，采用三次構(gòu)圖工藝 實現(xiàn)TFT-LCD陣列基板的制造，不僅工藝簡化，而且薄膜晶體管的性能穩(wěn)定。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種TFT-LCD陣列基板，包括數(shù)條柵線和 數(shù)據(jù)線，所述柵線和數(shù)據(jù)線限定的每個像素區(qū)域內(nèi)形成有像素電極和薄膜晶體管，所述 薄膜晶體管的源電極和漏電極分別通過半導體層表面形成的摻雜半導體層與半導體層連 接。
所述摻雜半導體層為使用磷烷或氨氣電離后離子注入到半導體層表面后形成。
所述柵線上形成有覆蓋整個基板的柵絕緣層；所述薄膜晶體管的半導體層形成 在所述柵絕緣層上，并位于所述薄膜晶體管的柵電極的上方；鈍化層形成在上述構(gòu)圖上，在所述半導體層所在位置開設有源電極過孔和漏電極過孔；所述摻雜半導體層形成 在源電極過孔和漏電極過孔內(nèi)的半導體層表面上。
所述源電極通過其下方的透明導電薄膜和源電極過孔內(nèi)的摻雜半導體層與半導 體層連接，所述漏電極通過其下方的透明導電薄膜和漏電極過孔內(nèi)的摻雜半導體層與半 導體層連接，所述源電極與漏電極之間形成TFT溝道區(qū)域。
所述源電極通過其下方的透明導電薄膜和源電極過孔內(nèi)的摻雜半導體層與半導 體層連接，所述漏電極為與像素電極相互連接成一體結(jié)構(gòu)的透明漏電極，所述透明漏電 極通過漏電極過孔內(nèi)的摻雜半導體層與半導體層連接，所述源電極與透明漏電極之間形 成TFT溝道區(qū)域。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種TFT-LCD陣列基板制造方法，包 括
步驟1、在基板上形成包括柵線和準半導體層的圖形，所述準半導體層位于柵線 的上方；
步驟2、在完成前述步驟的基板上通過構(gòu)圖工藝形成半導體層圖形，在所述半導 體層所在位置形成包括源電極過孔和漏電極過孔的圖形，且在所述源電極過孔和漏電極 過孔內(nèi)的半導體層表面形成摻雜半導體層；
步驟3、在完成前述步驟的基板上通過構(gòu)圖工藝形成包括像素電極、數(shù)據(jù)線、源 電極和漏電極的圖形，所述源電極通過所述源電極過孔內(nèi)的摻雜半導體層與半導體層連 接，所述漏電極通過所述漏電極過孔內(nèi)的摻雜半導體層與半導體層連接，所述源電極與 漏電極之間形成TFT溝道區(qū)域圖形。
本發(fā)明提供了一種TFT-LCD陣列基板及其制造方法，首先采用包括自對準光刻 工藝的第一次工藝形成包括柵線和準半導體層的圖形，然后采用半色調(diào)或灰色調(diào)掩模板 的第二次工藝形成半導體層、源電極過孔、漏電極過孔、柵線接口過孔和摻雜半導體層 的圖形，最后采用半色調(diào)或灰色調(diào)掩模板的第三次工藝形成包括像素電極、數(shù)據(jù)線、源 電極、漏電極和TFT溝道區(qū)域的圖形。本發(fā)明通過三次工藝即可實現(xiàn)TFT-LCD陣列基 板的制備，由于采用自對準光刻工藝，相比現(xiàn)有技術(shù)普遍采用的掩模板光刻技術(shù)，不存 在對位等問題，曝光速度快，工藝相對簡單，可最大限度地縮短工藝時間，提高生產(chǎn)效 率，降低生產(chǎn)成本。此外，本發(fā)明TFT溝道區(qū)域是直接形成的，不同于現(xiàn)有技術(shù)的多步 刻蝕形成，因此避免了現(xiàn)有技術(shù)刻蝕均勻性較差的缺陷，最大限度地地保證了薄膜晶體 管性能的穩(wěn)定，在減少工藝步驟的同時提高了產(chǎn)品質(zhì)量。


圖1為本發(fā)明TFT-LCD陣列基板第一實施例的平面圖2為圖1中Al-Al向的剖面圖3為圖1中Bl-Bl向的剖面圖4為圖1中Cl-Cl向的剖面圖5為圖1中柵線接口區(qū)域的剖面圖6為本發(fā)明TFT-LCD陣列基板第一實施例第一次工藝后的平面圖7為圖6中A2-A2向剖面圖8為本發(fā)明TFT-LCD陣列基板第一實施例第一次工藝中形成柵線圖形后 A2-A2向的剖面圖9為本發(fā)明TFT-LCD陣列基板第一實施例第一次工藝中形成半導體層圖形后 A2-A2向的剖面圖10為本發(fā)明TFT-LCD陣列基板第一實施例第二次工藝后的平面圖11為圖10中A3-A3向剖面圖；
圖12為圖10中B3-B3向剖面圖13為圖10中C3-C3向剖面圖14為本發(fā)明TFT-LCD陣列基板第一實施例第二次工藝中光刻膠曝光顯影后 A3-A3向的剖面圖15為本發(fā)明TFT-LCD陣列基板第一實施例第二次工藝中光刻膠曝光顯影后 B3-B3向的剖面圖16為本發(fā)明TFT-LCD陣列基板第一實施例第二次工藝中光刻膠曝光顯影后 C3-C3向的剖面圖17為本發(fā)明TFT-LCD陣列基板第一實施例第二次工藝中第一次刻蝕工藝后 B3-B3向的剖面圖18為本發(fā)明TFT-LCD陣列基板第一實施例第二次工藝中灰化工藝后A3-A3 向的剖面圖19為本發(fā)明TFT-LCD陣列基板第一實施例第二次工藝中第二次刻蝕工藝后 A3-A3向的剖面圖20為本發(fā)明TFT-LCD陣列基板第一實施例第二次工藝中形成摻雜半導體層 后A3-A3向的剖面圖21 圖M為本發(fā)明TFT-LCD陣列基板第一實施例第三次工藝中光刻膠曝光 顯影后的結(jié)構(gòu)示意圖25 圖27為本發(fā)明TFT-LCD陣列基板第一實施例第三次工藝中第一次刻蝕 工藝后的結(jié)構(gòu)示意圖觀和圖四為本發(fā)明TFT-LCD陣列基板第一實施例第三次工藝中灰化工藝后 的結(jié)構(gòu)示意圖30和圖31為本發(fā)明TFT-LCD陣列基板第一實施例第三次工藝中第二次刻蝕 工藝后的結(jié)構(gòu)示意圖32為本發(fā)明TFT-LCD陣列基板第二實施例的平面圖33為圖32中Dl-Dl向的剖面圖34為本發(fā)明TFT-LCD陣列基板制造方法的流程圖35為本發(fā)明TFT-LCD陣列基板制造方法中形成柵線和半導體層圖形的流程 圖36為本發(fā)明TFT-LCD陣列基板制造方法中形成源電極過孔、漏電極過孔、 柵線接口過孔和摻雜半導體層圖形的流程圖37為本發(fā)明TFT-LCD陣列基板制造方法中形成像素電極、數(shù)據(jù)線、源電 極、漏電極和TFT溝道區(qū)域圖形的流程圖。
附圖標記說明
1-基板；2-準半導體層；3--柵絕緣層；
4-半導體層；5-鈍化層；6--摻雜半導體層;
7-源電極；8-漏電極；9-透明漏電極；
11-柵線；12-數(shù)據(jù)線；13--像素電極；
21-透明導電薄j摸；22-源漏金屬薄IlI ； 30-光刻膠
51-源電極過孔；52-漏電極過孔。
具體實施方式
下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。
圖1為本發(fā)明TFT-LCD陣列基板第一實施例的平面圖，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Bl-Bl向的剖面圖，圖4為 圖1中Cl-Cl向的剖面圖，圖5為圖1中柵線接口區(qū)域的剖面圖。如圖1 圖5所示， 本實施例TFT-LCD陣列基板的主體結(jié)構(gòu)包括柵線11、數(shù)據(jù)線12、像素電極13和薄膜晶 體管，相互垂直的數(shù)條柵線11和數(shù)條數(shù)據(jù)線12定義了數(shù)個像素區(qū)域，每個像素區(qū)域內(nèi)形 成有像素電極13和薄膜晶體管，柵線11用于向薄膜晶體管提供開啟或關(guān)斷信號，數(shù)據(jù)線 12用于向像素電極13提供數(shù)據(jù)信號。具體地，本發(fā)明TFT-LCD陣列基板包括形成在基 板1上的柵線11 ；柵絕緣層3形成在柵線11上并覆蓋整個基板1 ；半導體層4形成在柵 絕緣層3上，并位于作為柵電極的柵線11的上方；鈍化層5形成在上述構(gòu)圖上，在半導 體層4所在位置開設有源電極過孔51和漏電極過孔52，在柵線接口區(qū)域開設有柵線接口 過孔，且源電極過孔51和漏電極過孔52內(nèi)的半導體層4表面形成有摻雜半導體層6 ；像 素電極13、源電極7、漏電極8和數(shù)據(jù)線12形成在鈍化層5上，源電極7和漏電極8相 對的一端位于半導體層4的上方，源電極7通過源電極過孔51內(nèi)的摻雜半導體層6與半 導體層4連接，漏電極8通過漏電極過孔52內(nèi)的摻雜半導體層6與半導體層4連接，使 源電極7與漏電極8之間構(gòu)成TFT溝道區(qū)域，同時源電極7與數(shù)據(jù)線12連接，漏電極8 與像素電極13直接連接。
圖6 圖31為本發(fā)明TFT-LCD陣列基板第一實施例制造過程的示意圖，可說 明本發(fā)明的技術(shù)方案，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、光刻膠剝離等工藝，光刻膠以正性光刻膠為例。
圖6為本發(fā)明TFT-LCD陣列基板第一實施例第一次工藝后的平面圖，所反映的 是一個像素單元的結(jié)構(gòu)，圖7為圖6中A2-A2向剖面圖。本次工藝中，首先形成包括柵 線11的圖形，然后采用自對準光刻工藝形成包括準半導體層2的圖形，且準半導體層2 位于柵線11的上方，如圖6和圖7所示。本次工藝過程具體說明如下。
圖8為本發(fā)明TFT-LCD陣列基板第一實施例第一次工藝中形成柵線圖形后 A2-A2向的剖面圖。首先采用磁控濺射、熱蒸發(fā)或其它成膜方法，在基板1(如玻璃基板 或石英基板)上沉積一層柵金屬薄膜，柵金屬薄膜可以是AlNd的單層薄膜或多層薄膜。 采用普通掩模板通過構(gòu)圖工藝形成包括柵線11的圖形，如圖8所示。
圖9為本發(fā)明TFT-LCD陣列基板第一實施例第一次工藝中形成半導體層圖形 后A2-A2向的剖面圖。在完成圖8所示構(gòu)圖的基板上，采用等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)或其它成膜方法，依次沉積柵絕緣層3和半導體薄膜；之后在半導體薄膜上涂 覆一層光刻膠30，采用自對準光刻工藝曝光顯影處理，僅在柵線11的上方保留有光刻膠 30；隨后采用干刻工藝刻蝕掉光刻膠30以外區(qū)域的半導體薄膜，使保留下來的半導體薄 膜形成準半導體層2圖形，如圖9所示。自對準光刻工藝是一種不需要掩模板的曝光處 理過程，利用玻璃基板已形成的不透明圖形(柵線)作為掩模，進行光刻膠的曝光。自 對準光刻工藝的優(yōu)點在于刻蝕后形成的圖形與原不透明的圖形完全重合，不會產(chǎn)生對位 錯位的問題。
最后，剝離剩余的光刻膠，在基板上形成包括柵線11、柵絕緣層3和準半導體 層2的圖形，如圖6和圖7所示。第一次工藝后，柵線11形成在基板1上，柵絕緣層3 形成在柵線11上并覆蓋整個基板1，準半導體層2形成在柵絕緣層3上并位于柵線11的 上方。
圖10為本發(fā)明TFT-LCD陣列基板第一實施例第二次工藝后的平面圖，所反映 的是一個像素單元的結(jié)構(gòu)，圖11為圖10中A3-A3向剖面圖，圖12為圖10中B3-B3向剖 面圖，圖13為圖10中C3-C3向剖面圖。本次工藝中，在完成圖6所示構(gòu)圖的基板上， 首先沉積鈍化層5，然后采用半色調(diào)或灰色調(diào)掩模板通過構(gòu)圖工藝形成包括半導體層4、 源電極過孔51、漏電極過孔52和柵線接口過孔的圖形，源電極過孔51和漏電極過孔52 開設在半導體層4的所在位置，且在源電極過孔51和漏電極過孔52內(nèi)的半導體層4表面 形成摻雜半導體層6圖形，如圖10 圖13所示。本次工藝過程具體說明如下。
圖14為本發(fā)明TFT-LCD陣列基板第一實施例第二次工藝中光刻膠曝光顯影后 A3-A3向的剖面圖，圖15為本發(fā)明TFT-LCD陣列基板第一實施例第二次工藝中光刻膠 曝光顯影后B3-B3向的剖面圖，圖16為本發(fā)明TFT-LCD陣列基板第一實施例第二次工 藝中光刻膠曝光顯影后C3-C3向的剖面圖。首先采用PECVD或其它成膜方法沉積一層 鈍化層5;之后在鈍化層5上涂覆一層光刻膠30 ；采用半色調(diào)或灰色調(diào)掩模板對光刻膠 30進行曝光，使光刻膠30形成完全曝光區(qū)域A、未曝光區(qū)域B和部分曝光區(qū)域C;其 中，完全曝光區(qū)域A對應于柵線圖形所在區(qū)域，但薄膜晶體管所在位置和數(shù)據(jù)線所在位 置的柵線區(qū)域除外，部分曝光區(qū)域C對應于源電極過孔和漏電極過孔圖形所在區(qū)域，未 曝光區(qū)域B對應于上述圖形以外區(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，部分曝光區(qū)域C的光刻膠厚度變薄，形成光刻膠部分保留區(qū)域，如圖14 圖 16所示。實際上，完全曝光區(qū)域A所對應的區(qū)域中已經(jīng)包含了柵線接口過孔圖形的所在 區(qū)域。
圖17為本發(fā)明TFT-LCD陣列基板第一實施例第二次工藝中第一次刻蝕工藝后 B3-B3向的剖面圖。通過干刻工藝完全刻蝕掉完全曝光區(qū)域A的鈍化層5、準半導體層 2和柵絕緣層3，使該區(qū)域的柵線11暴露出來，如圖17所示。本次工藝中，柵線11上 方的柵絕緣層3、準半導體層2和鈍化層5被完全刻蝕掉，但由于薄膜晶體管所在位置和 數(shù)據(jù)線所在位置的鈍化層5上覆蓋有光刻膠30，因此在薄膜晶體管所在位置形成半導體 層圖形，半導體層位于柵絕緣層上，鈍化層位于半導體層上。實際上，圖17所示結(jié)構(gòu)也 就是柵線接口區(qū)域的柵線接口過孔結(jié)構(gòu)。
圖18為本發(fā)明TFT-LCD陣列基板第一實施例第二次工藝中灰化工藝后A3-A3向的剖面圖。通過灰化工藝，完全去除部分曝光區(qū)域C的光刻膠30，暴露出該區(qū)域的鈍 化層5，如圖18所示。
圖19為本發(fā)明TFT-LCD陣列基板第一實施例第二次工藝中第二次刻蝕工藝后 A3-A3向的剖面圖。通過干刻工藝完全刻蝕掉部分曝光區(qū)域C的鈍化層5，在半導體層 4所在位置形成包括源電極過孔51和漏電極過孔52的圖形，源電極過孔51和漏電極過孔 52內(nèi)暴露出半導體層4表面，如圖19所示。
圖20為本發(fā)明TFT-LCD陣列基板第一實施例第二次工藝中形成摻雜半導體層 后A3-A3向的剖面圖。采用離子注入方式，使用磷烷或氨氣電離后離子注入到源電極過 孔51和漏電極過孔52內(nèi)，使暴露出來的半導體層4表面形成一層厚度為20埃至1000埃 的摻雜半導體層6，如圖20所示。
最后，剝離剩余的光刻膠，完成本發(fā)明TFT-LCD陣列基板第一實施例第二次工 藝過程，如圖10 圖13所示。第二次工藝后，除了薄膜晶體管和數(shù)據(jù)線所在位置，柵 線11上方的柵絕緣層、半導體層和鈍化層被完全刻蝕掉，暴露出柵線11;在薄膜晶體管 所在位置，即在作為柵電極的柵線11所在位置，分別形成有用于設置源電極的源電極過 孔51和用于設置漏電極的漏電極過孔52，源電極過孔51和漏電極過孔52內(nèi)半導體層4 的表面形成有摻雜半導體層6。
本次工藝中，數(shù)據(jù)線所在位置的柵線上仍保留有柵絕緣層、半導體層和鈍化 層，在該位置形成寬度為3微米至10微米的數(shù)據(jù)線與柵線的隔離層，該隔離層不僅可以 起數(shù)據(jù)線與柵線的隔離作用，同時還可以降低柵線與數(shù)據(jù)線之間形成的寄生電容，因此 可以提高TFT-LCD的顯示品質(zhì)。本次工藝中還同時在柵線接口區(qū)域(柵線PAD區(qū)域) 形成柵線接口過孔圖形，柵線接口過孔內(nèi)暴露出柵線表面，其結(jié)構(gòu)形式與圖12所示結(jié)構(gòu) 相同，不再贅述。此外，本次工藝中的兩次刻蝕工藝也可以采用如下方式進行第一次 刻蝕工藝中，通過干刻工藝先刻蝕掉完全曝光區(qū)域的鈍化層的全部或大部分，然后在第 二次刻蝕工藝中，在通過干刻工藝刻蝕掉部分曝光區(qū)域的鈍化層的同時，把完全曝光區(qū) 域的剩余鈍化層、半導體層和柵絕緣層刻蝕掉，使完全曝光區(qū)域的柵線暴露出來。
在制備本發(fā)明TFT-LCD陣列基板第一實施例第三次工藝中，在完成圖10所示 構(gòu)圖的基板上，首先沉積透明導電薄膜和源漏金屬薄膜，然后采用半色調(diào)或灰色調(diào)掩模 板通過構(gòu)圖工藝形成包括像素電極13、數(shù)據(jù)線12、源電極7、漏電極8和TFT溝道區(qū)域 的圖形，如圖1 圖5所示。本次工藝過程具體說明如下。
圖21 圖M為本發(fā)明TFT-LCD陣列基板第一實施例第三次工藝中光刻膠曝光 顯影后的結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖21為圖1中Al-Al向的剖面圖，圖22為圖1中Bl-Bl向 的剖面圖，圖23為圖1中Cl-Cl向的剖面圖，圖M為圖1中柵線接口區(qū)域的剖面圖。 首先采用磁控濺射、熱蒸發(fā)或其它成膜方法，依次沉積透明導電薄膜21和源漏金屬薄膜 22，透明導電薄膜21可采用氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)或氧化鋁鋅等材料，源漏 金屬薄膜22可以是Mo的單層薄膜或多層薄膜；之后在源漏金屬薄膜22上涂覆一層光刻 膠30;采用半色調(diào)或灰色調(diào)掩模板對光刻膠30進行曝光，使光刻膠30形成完全曝光區(qū) 域A、未曝光區(qū)域B和部分曝光區(qū)域C，其中，未曝光區(qū)域B對應于數(shù)據(jù)線、源電極、漏 電極和柵線接口過孔圖形所在區(qū)域，部分曝光區(qū)域C對應于像素電極圖形所在區(qū)域，完 全曝光區(qū)域A對應于上述圖形以外區(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，部分曝光區(qū)域C的光刻膠厚度變薄，形成光刻膠部分保留區(qū)域，如圖21 圖&所示。
圖25 圖27為本發(fā)明TFT-LCD陣列基板第一實施例第三次工藝中第一次刻蝕 工藝后的結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖25為圖1中Al-Al向的剖面圖，圖沈為圖1中Bl-Bl向 的剖面圖，圖27為圖1中柵線接口區(qū)域的剖面圖。通過濕刻工藝完全刻蝕掉完全曝光區(qū) 域A的透明導電薄膜21和源漏金屬薄膜22，如圖25 圖27所示。本次濕刻工藝時，可 以通過控制刻蝕時間，只刻蝕掉完全曝光區(qū)域A的透明導電薄膜21和源漏金屬薄膜22， 而不會對柵線11產(chǎn)生腐蝕破壞。
圖觀和圖四為本發(fā)明TFT-LCD陣列基板第一實施例第三次工藝中灰化工藝后 的結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖觀為圖1中Al-Al向的剖面圖，圖四為圖1中Bl-Bl向的剖面 圖。通過灰化工藝，完全去除部分曝光區(qū)域C的光刻膠30，暴露出該區(qū)域的源漏金屬薄 膜22，如圖觀和圖四所示。由于未曝光區(qū)域B的光刻膠厚度大于部分曝光區(qū)域C的光 刻膠厚度，因此灰化工藝后，未曝光區(qū)域B還保留有一定厚度的光刻膠30。
圖30和圖31為本發(fā)明TFT-LCD陣列基板第一實施例第三次工藝中第二次刻蝕 工藝后的結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖30為圖1中Al-Al向的剖面圖，圖31為圖1中Bl-Bl向 的剖面圖。通過濕刻工藝完全刻蝕掉部分曝光區(qū)域C的源漏金屬薄膜，使暴露出的透明 導電薄膜形成像素電極13圖形，如圖30和圖31所示。本次刻蝕工藝中，由于本實施 例柵金屬薄膜和源漏金屬薄膜采用了不同的金屬，在相同刻蝕條件下具有不同的刻蝕速 率，柵金屬薄膜采用具有第一刻蝕速率的金屬薄膜材料，源漏金屬薄膜采用具有第二刻 蝕速率的金屬薄膜材料，且第二刻蝕速率大于第一刻蝕速率，即在相同刻蝕條件下，源 漏金屬薄膜的刻蝕速率大于柵金屬薄膜的刻蝕速率，因此可以保證在刻蝕源漏金屬薄膜 時不會對柵金屬薄膜產(chǎn)生腐蝕破壞。例如柵金屬薄膜采用金屬AINd，而源漏金屬薄膜采 用金屬Mo，由于這兩種金屬在一定的刻蝕條件下，金屬Mo的刻蝕速率遠大于金屬AlNd 和透明導電薄膜的刻蝕速率，這樣在濕刻工藝中可以把部分曝光區(qū)域的源漏金屬薄膜完 全刻蝕掉，但不會對透明導電薄膜和金屬AlNd產(chǎn)生腐蝕破壞。進一步地說，雖然在刻蝕 源漏金屬薄膜會對柵金屬薄膜有一定的刻蝕影響，但可以調(diào)整刻蝕液成分，通過調(diào)整這 兩種金屬薄膜的刻蝕選擇比，將對柵金屬薄膜的影響降低至最小。
最后，剝離剩余的光刻膠，完成本發(fā)明TFT-LCD陣列基板第一實施例第三次工 藝，如圖1 圖5所示。第三次構(gòu)圖工藝后，源電極7與數(shù)據(jù)線12連接，漏電極8與像 素電極13直接連接，源電極7和漏電極8相對的一端位于半導體層4的上方，源電極7 通過源電極過孔51內(nèi)的摻雜半導體層6與半導體層4連接，漏電極8通過漏電極過孔52 內(nèi)的摻雜半導體層6與半導體層4連接，使源電極7與漏電極8之間構(gòu)成TFT溝道區(qū)域。 此外，由于源電極7、漏電極8、數(shù)據(jù)線12和像素電極13是在同一次構(gòu)圖工藝中形成， 因此源電極7、漏電極8和數(shù)據(jù)線12的下方均保留有透明導電薄膜21。由于漏電極下方 的透明導電薄膜與像素電極為一體結(jié)構(gòu)，因此漏電極與像素電極直接連接。柵線接口區(qū) 域的柵線接口過孔上覆蓋有透明導電薄膜和源漏金屬薄膜，而由于數(shù)據(jù)線位于最上層， 因此在數(shù)據(jù)線接口區(qū)域(數(shù)據(jù)線PAD區(qū)域)可以直接引線。
本實施例提供了一種TFT-LCD陣列基板，首先采用包括自對準工藝的第一次工藝形成包括柵線和準半導體層的圖形，然后采用半色調(diào)或灰色調(diào)掩模板的第二次工藝形 成半導體層、源電極過孔、漏電極過孔、柵線接口過孔和摻雜半導體層的圖形，最后采 用半色調(diào)或灰色調(diào)掩模板的第三次工藝形成包括像素電極、數(shù)據(jù)線、源電極、漏電極和 TFT溝道區(qū)域的圖形。本實施例通過三次工藝即可實現(xiàn)TFT-LCD陣列基板的制備，由于 采用自對準光刻工藝，相比現(xiàn)有技術(shù)普遍采用的掩模板光刻技術(shù)，不存在對位等問題， 曝光速度快，工藝相對簡單，可最大限度地縮短工藝時間，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成 本。此外，本實施例TFT溝道區(qū)域是直接形成的，不同于現(xiàn)有技術(shù)的多步刻蝕形成，因 此避免了現(xiàn)有技術(shù)因刻蝕均勻性較差存在的缺陷，最大限度地地保證了薄膜晶體管性能 的穩(wěn)定，在減少工藝步驟的同時提高了產(chǎn)品質(zhì)量。進一步地，本實施例像素電極與漏電 極直接接觸，形成了更穩(wěn)定的電連接，有效提高了良品率。
以上所說明的工藝僅僅是制備本發(fā)明TFT-LCD陣列基板的一種實現(xiàn)方法，實際 使用中還可以通過工藝調(diào)整、選擇不同的材料或材料組合來實現(xiàn)本發(fā)明。例如，在本發(fā) 明第二次工藝中，可以通過刻蝕鈍化層在數(shù)據(jù)線所在區(qū)域形成數(shù)據(jù)線凹槽，并在第三次 工藝中，將數(shù)據(jù)線形成在數(shù)據(jù)線凹槽中。
圖32為本發(fā)明TFT-LCD陣列基板第二實施例的平面圖，所反映的是一個像素 單元的結(jié)構(gòu)，圖33為圖32中Dl-Dl向的剖面圖。如圖32和圖33所示，本實施例是前 述第一實施例的一種結(jié)構(gòu)變形，主體結(jié)構(gòu)與本發(fā)明TFT-LCD陣列基板第一實施例的主體 結(jié)構(gòu)基本相同，所不同的是，本實施例漏電極為由透明導電薄膜形成的透明漏電極9，透 明漏電極9通過漏電極過孔52內(nèi)的摻雜半導體層6與半導體層4連接，源電極7與透明 漏電極9之間形成TFT溝道區(qū)域，透明漏電極9與像素電極13為相互連接的一體結(jié)構(gòu)。 或者說，與前述第一實施例的區(qū)別在于，本實施例將位于漏電極過孔內(nèi)的透明導電薄膜 直接作為漏電極。本實施例的制備流程與前述第一實施例基本相同，只是在第三次工藝 中將漏電極過孔上方的源漏金屬薄膜刻蝕掉，這里不再贅述。
圖34為本發(fā)明TFT-LCD陣列基板制造方法的流程圖，包括
步驟1、在基板上形成包括柵線和準半導體層的圖形，所述準半導體層位于柵線 的上方；
步驟2、在完成前述步驟的基板上通過構(gòu)圖工藝形成半導體層圖形，在所述半導 體層所在位置形成包括源電極過孔和漏電極過孔的圖形，且在所述源電極過孔和漏電極 過孔內(nèi)的半導體層表面形成摻雜半導體層；
步驟3、在完成前述步驟的基板上通過構(gòu)圖工藝形成包括像素電極、數(shù)據(jù)線、源 電極和漏電極的圖形，所述源電極通過所述源電極過孔內(nèi)的摻雜半導體層與半導體層連 接，所述漏電極通過所述漏電極過孔內(nèi)的摻雜半導體層與半導體層連接，所述源電極與 漏電極之間形成TFT溝道區(qū)域圖形。
本發(fā)明提供了一種TFT-LCD陣列基板制造方法，通過三次工藝即可實現(xiàn) TFT-LCD陣列基板的制備，不僅工藝相對簡單，可最大限度地縮短工藝時間，提高生產(chǎn) 效率，降低生產(chǎn)成本，而且可以最大限度地保證薄膜晶體管性能的穩(wěn)定，在減少工藝步 驟的同時提高了產(chǎn)品質(zhì)量。
圖35為本發(fā)明TFT-LCD陣列基板制造方法中形成柵線和半導體層圖形的流程 圖。在圖34所示技術(shù)方案中，所述步驟1包括
步驟11、在基板上沉積柵金屬薄膜；
步驟12、采用普通掩模板通過構(gòu)圖工藝形成包括柵線的圖形；
步驟13、依次沉積柵絕緣層和半導體薄膜；
步驟14、采用自對準光刻工藝形成包括準半導體層的圖形，所述準半導體層位 于柵線的上方。
上述工藝流程已在前述圖6 圖9所示技術(shù)方案中詳細介紹。
圖36為本發(fā)明TFT-LCD陣列基板制造方法中形成半導體層、源電極過孔、漏 電極過孔、柵線接口過孔和摻雜半導體層圖形的流程圖。在圖34所示技術(shù)方案中，所述 步驟2包括
步驟21、在完成步驟1的基板上沉積鈍化層；
步驟22、在鈍化層上涂敷一層光刻膠；
步驟23、采用半色調(diào)或灰色調(diào)掩模板對光刻膠進行曝光，顯影后使光刻膠形成 光刻膠完全去除區(qū)域、光刻膠完全保留區(qū)域和光刻膠部分保留區(qū)域，其中光刻膠完全去 除區(qū)域?qū)诔∧ぞw管和數(shù)據(jù)線所在位置以外的柵線圖形所在區(qū)域，光刻膠部分保 留區(qū)域?qū)谠措姌O過孔和漏電極過孔圖形所在區(qū)域，光刻膠完全保留區(qū)域?qū)谏鲜?圖形以外區(qū)域；
步驟M、通過第一次刻蝕工藝完全刻蝕掉光刻膠完全去除區(qū)域的鈍化層、準半 導體層和柵絕緣層，形成包括半導體層的圖形；
步驟25、通過灰化工藝完全去除光刻膠部分保留區(qū)域的光刻膠，暴露出該區(qū)域 的鈍化層；
步驟沈、通過第二次刻蝕工藝完全刻蝕掉光刻膠部分保留區(qū)域的鈍化層，在半 導體層所在位置形成包括源電極過孔和漏電極過孔的圖形；
步驟27、使用磷烷或氨氣電離后離子注入到源電極過孔和漏電極過孔內(nèi)，使暴 露出來的半導體層表面形成摻雜半導體層；
步驟觀、剝離剩余的光刻膠。
上述工藝流程已在前述圖10 圖20所示技術(shù)方案中詳細介紹。
圖37為本發(fā)明TFT-LCD陣列基板制造方法中形成像素電極、數(shù)據(jù)線、源電 極、漏電極和TFT溝道區(qū)域圖形的流程圖。在圖34所示技術(shù)方案中，所述步驟3包括
步驟31、在完成步驟2的基板上，依次沉積透明導電薄膜和源漏金屬薄膜；
步驟32、在源漏金屬薄膜上涂敷一層光刻膠；
步驟33、采用半色調(diào)或灰色調(diào)掩模板對光刻膠進行曝光，顯影后使光刻膠形成 光刻膠完全去除區(qū)域、光刻膠完全保留區(qū)域和光刻膠部分保留區(qū)域，其中，光刻膠完全 保留區(qū)域?qū)跀?shù)據(jù)線、源電極、漏電極和柵線接口過孔圖形所在區(qū)域，光刻膠部分保 留區(qū)域?qū)谙袼仉姌O圖形所在區(qū)域，光刻膠完全去除區(qū)域?qū)谏鲜鰣D形以外區(qū)域；
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)域的透明導電薄膜 和源漏金屬薄膜；
步驟35、通過灰化工藝完全去除光刻膠部分保留區(qū)域的光刻膠，暴露出該區(qū)域 的源漏金屬薄膜；
步驟36、通過第二次刻蝕工藝完全刻蝕掉光刻膠部分保留區(qū)域的源漏金屬薄膜；
步驟37、剝離剩余的光刻膠。
此外，通過將漏電極過孔上方的源漏金屬薄膜刻蝕掉還可以形成新的技術(shù)方 案。在圖34所示技術(shù)方案中，所述步驟3也可以包括
步驟41、在完成步驟2的基板上，依次沉積透明導電薄膜和源漏金屬薄膜；
步驟42、在源漏金屬薄膜上涂敷一層光刻膠；
步驟43、采用半色調(diào)或灰色調(diào)掩模板對光刻膠進行曝光，顯影后使光刻膠形成 光刻膠完全去除區(qū)域、光刻膠完全保留區(qū)域和光刻膠部分保留區(qū)域，其中，光刻膠完全 保留區(qū)域?qū)跀?shù)據(jù)線、源電極和柵線接口過孔圖形所在區(qū)域，光刻膠部分保留區(qū)域?qū)?應于像素電極和漏電極過孔圖形所在區(qū)域，光刻膠完全去除區(qū)域?qū)谏鲜鰣D形以外區(qū) 域；
步驟44、通過第一次刻蝕工藝完全刻蝕掉光刻膠完全去除區(qū)域的透明導電薄膜 和源漏金屬薄膜；
步驟45、通過灰化工藝完全去除光刻膠部分保留區(qū)域的光刻膠，暴露出該區(qū)域 的源漏金屬薄膜；
步驟46、通過第二次刻蝕工藝完全刻蝕掉光刻膠部分保留區(qū)域的源漏金屬薄 膜；
步驟47、剝離剩余的光刻膠。
本發(fā)明上述技術(shù)方案中，柵金屬薄膜和源漏金屬薄膜采用了不同的金屬材料， 在相同刻蝕條件下具有不同的刻蝕速率，柵金屬薄膜采用具有第一刻蝕速率的金屬薄膜 材料，源漏金屬薄膜采用具有第二刻蝕速率的金屬薄膜材料，且第二刻蝕速率大于第一 刻蝕速率，即在相同刻蝕條件下，源漏金屬薄膜的刻蝕速率大于柵金屬薄膜的刻蝕速 率，因此可以保證在刻蝕源漏金屬薄膜時不會對柵金屬薄膜產(chǎn)生腐蝕破壞。例如柵金屬 薄膜采用金屬AINd，而源漏金屬薄膜采用金屬Mo，由于這兩種金屬在一定的刻蝕條件 下，金屬Mo的刻蝕速率遠大于金屬AlNd和透明導電薄膜的刻蝕速率，這樣在濕刻工藝 中可以把部分曝光區(qū)域的源漏金屬薄膜完全刻蝕掉，但不會對透明導電薄膜和金屬AlNd 產(chǎn)生腐蝕破壞。上述工藝流程已在前述圖21 圖31所示技術(shù)方案中詳細介紹，這里不 再贅述。
最后應說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參 照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應當理解，可以對本發(fā) 明的技術(shù)方案進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，包括數(shù)條柵線和數(shù)據(jù)線，所述柵線和數(shù)據(jù)線限定的每個 像素區(qū)域內(nèi)形成有像素電極和薄膜晶體管，其特征在于，所述薄膜晶體管的源電極和漏 電極分別通過半導體層表面形成的摻雜半導體層與半導體層連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TFT-LCD陣列基板，其特征在于，所述摻雜半導體層為使 用磷烷或氨氣電離后離子注入到半導體層表面后形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的TFT-LCD陣列基板，其特征在于，所述柵線上形成有 覆蓋整個基板的柵絕緣層；所述薄膜晶體管的半導體層形成在所述柵絕緣層上，并位于 所述薄膜晶體管的柵電極的上方；鈍化層形成在上述構(gòu)圖上，在所述半導體層所在位置 開設有源電極過孔和漏電極過孔；所述摻雜半導體層形成在源電極過孔和漏電極過孔內(nèi) 的半導體層表面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的TFT-LCD陣列基板，其特征在于，所述源電極通過其下方 的透明導電薄膜和源電極過孔內(nèi)的摻雜半導體層與半導體層連接，所述漏電極通過其下 方的透明導電薄膜和漏電極過孔內(nèi)的摻雜半導體層與半導體層連接，所述源電極與漏電 極之間形成TFT溝道區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的TFT-LCD陣列基板，其特征在于，所述源電極通過其下方 的透明導電薄膜和源電極過孔內(nèi)的摻雜半導體層與半導體層連接，所述漏電極為與像素 電極相互連接成一體結(jié)構(gòu)的透明漏電極，所述透明漏電極通過漏電極過孔內(nèi)的摻雜半導 體層與半導體層連接，所述源電極與透明漏電極之間形成TFT溝道區(qū)域。
6.—種TFT-LCD陣列基板制造方法，其特征在于，包括步驟1、在基板上形成包括柵線和準半導體層的圖形，所述準半導體層位于柵線的上方；步驟2、在完成前述步驟的基板上通過構(gòu)圖工藝形成半導體層圖形，在所述半導體層 所在位置形成包括源電極過孔和漏電極過孔的圖形，且在所述源電極過孔和漏電極過孔 內(nèi)的半導體層表面形成摻雜半導體層；步驟3、在完成前述步驟的基板上通過構(gòu)圖工藝形成包括像素電極、數(shù)據(jù)線、源電極 和漏電極的圖形，所述源電極通過所述源電極過孔內(nèi)的摻雜半導體層與半導體層連接， 所述漏電極通過所述漏電極過孔內(nèi)的摻雜半導體層與半導體層連接，所述源電極與漏電 極之間形成TFT溝道區(qū)域圖形。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的TFT-LCD陣列基板制造方法，其特征在于，所述步驟1包括在基板上沉積柵金屬薄膜；采用普通掩模板通過構(gòu)圖工藝形成包括柵線的圖形； 依次沉積柵絕緣層和半導體薄膜；采用自對準光刻工藝形成包括準半導體層的圖形，所述準半導體層位于柵線的上方。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的TFT-LCD陣列基板制造方法，其特征在于，所述步驟2包括在完成步驟1的基板上沉積鈍化層； 在鈍化層上涂敷一層光刻膠；采用半色調(diào)或灰色調(diào)掩模板對光刻膠進行曝光，顯影后使光刻膠形成光刻膠完全 去除區(qū)域、光刻膠完全保留區(qū)域和光刻膠部分保留區(qū)域，其中光刻膠完全去除區(qū)域?qū)?于除薄膜晶體管和數(shù)據(jù)線所在位置以外的柵線圖形所在區(qū)域，光刻膠部分保留區(qū)域?qū)?于源電極過孔和漏電極過孔圖形所在區(qū)域，光刻膠完全保留區(qū)域?qū)谏鲜鰣D形以外區(qū) 域；通過第一次刻蝕工藝完全刻蝕掉光刻膠完全去除區(qū)域的鈍化層、準半導體層和柵絕 緣層，形成包括半導體層的圖形；通過灰化工藝完全去除光刻膠部分保留區(qū)域的光刻膠，暴露出該區(qū)域的鈍化層； 通過第二次刻蝕工藝完全刻蝕掉光刻膠部分保留區(qū)域的鈍化層，在半導體層所在位 置形成包括源電極過孔和漏電極過孔的圖形；使用磷烷或氨氣電離后離子注入到源電極過孔和漏電極過孔內(nèi)，使暴露出來的半導 體層表面形成摻雜半導體層； 剝離剩余的光刻膠。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的TFT-LCD陣列基板制造方法，其特征在于，所述步驟3包括在完成步驟2的基板上，依次沉積透明導電薄膜和源漏金屬薄膜； 在源漏金屬薄膜上涂敷一層光刻膠；采用半色調(diào)或灰色調(diào)掩模板對光刻膠進行曝光，顯影后使光刻膠形成光刻膠完全去 除區(qū)域、光刻膠完全保留區(qū)域和光刻膠部分保留區(qū)域，其中，光刻膠完全保留區(qū)域?qū)?于數(shù)據(jù)線、源電極、漏電極和柵線接口過孔圖形所在區(qū)域，光刻膠部分保留區(qū)域?qū)?像素電極圖形所在區(qū)域，光刻膠完全去除區(qū)域?qū)谏鲜鰣D形以外區(qū)域；通過第一次刻蝕工藝完全刻蝕掉光刻膠完全去除區(qū)域的透明導電薄膜和源漏金屬薄膜；通過灰化工藝完全去除光刻膠部分保留區(qū)域的光刻膠，暴露出該區(qū)域的源漏金屬薄膜；通過第二次刻蝕工藝完全刻蝕掉光刻膠部分保留區(qū)域的源漏金屬薄膜； 剝離剩余的光刻膠。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的TFT-LCD陣列基板制造方法，其特征在于，所述步驟3包括在完成步驟2的基板上，依次沉積透明導電薄膜和源漏金屬薄膜； 在源漏金屬薄膜上涂敷一層光刻膠；采用半色調(diào)或灰色調(diào)掩模板對光刻膠進行曝光，顯影后使光刻膠形成光刻膠完全去 除區(qū)域、光刻膠完全保留區(qū)域和光刻膠部分保留區(qū)域，其中，光刻膠完全保留區(qū)域?qū)?于數(shù)據(jù)線、源電極和柵線接口過孔圖形所在區(qū)域，光刻膠部分保留區(qū)域?qū)谙袼仉姌O 和漏電極過孔圖形所在區(qū)域，光刻膠完全去除區(qū)域?qū)谏鲜鰣D形以外區(qū)域；通過第一次刻蝕工藝完全刻蝕掉光刻膠完全去除區(qū)域的透明導電薄膜和源漏金屬薄膜；通過灰化工藝完全去除光刻膠部分保留區(qū)域的光刻膠，暴露出該區(qū)域的源漏金屬薄膜；通過第二次刻 蝕工藝完全刻蝕掉光刻膠部分保留區(qū)域的源漏金屬薄膜； 剝離剩余的光刻膠。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種TFT-LCD陣列基板及其制造方法。制造方法包括沉積柵金屬薄膜、柵絕緣層和半導體薄膜，形成包括柵線和準半導體層的圖形；沉積鈍化層，形成半導體層圖形，在半導體層所在位置形成包括源電極過孔和漏電極過孔的圖形，且在源電極過孔和漏電極過孔內(nèi)的半導體層表面形成摻雜半導體層；沉積透明導電薄膜和源漏金屬薄膜，形成包括像素電極、數(shù)據(jù)線、源電極和漏電極的圖形，源電極通過源電極過孔內(nèi)的摻雜半導體層與半導體層連接，漏電極通過漏電極過孔內(nèi)的摻雜半導體層與半導體層連接。本發(fā)明通過三次工藝即可實現(xiàn)TFT-LCD陣列基板的制備，工藝相對簡單，可最大限度地縮短工藝時間，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。
文檔編號H01L27/02GK102023431SQ200910093380
公開日2011年4月20日 申請日期2009年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月18日
發(fā)明者謝振宇 申請人:北京京東方光電科技有限公司