專利名稱：陣列基板和其制造方法以及顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種陣列基板和其制造方法以及顯示裝置。
背景技術(shù)：
在液晶顯示領(lǐng)域中，薄膜晶體管的有源層一直使用穩(wěn)定性、加工性等性能均表現(xiàn)優(yōu)異的硅系材料，硅系材料主要分為非晶硅和多晶硅，其中非晶硅材料遷移率很低，而多晶硅材料雖然有較高的遷移率，但用其制造的器件均勻性較差、良率低、單價(jià)高。所以近年來，將透明氧化物半導(dǎo)體膜用于溝道形成區(qū)塊來制造薄膜晶體管(TFT，Thin Film Transistor)等器件的半導(dǎo)體有源物，并應(yīng)用于電子器件及光器件的技術(shù)受到廣泛關(guān)注。其中，利用以銦、嫁、鋒、氧為構(gòu)成兀素的非晶質(zhì)In-Ga-Zn-O系材料(a_IGZ0)的場效應(yīng)型晶體管因其具有較高遷移率，較大開關(guān)比，而得到了最多的關(guān)注?，F(xiàn)有氧化物TFT技術(shù)其頂柵結(jié)構(gòu)截面如圖I所示?；?01上首先沉積氧化物層102，柵極104位于氧化物層上且與氧化物層間由第一絕緣層103隔開，第一絕緣層103覆蓋整個基板表面。源漏電極106均由電阻較小的金屬材料組成，直接設(shè)置在柵絕緣層(GI，Gate Insulation) 105上并通過柵絕緣層中的過孔與氧化物層連接。像素電極108設(shè)置在保護(hù)層(PVX，又稱鈍化層)107上，且保護(hù)層上開有過孔，使像素電極與漏極金屬(包括數(shù)據(jù)線)相連。由于現(xiàn)有技術(shù)中像素電極與數(shù)據(jù)線間隔保護(hù)層設(shè)置，為保證兩者的連接，需在保護(hù)層上設(shè)置多個過孔，エ藝難度大。若采用先沉積像素電極的導(dǎo)電膜，如IT0(Indium TinOxides，氧化銦錫)等，然后在其上直接沉積源漏金屬層令兩者直接連接，該方式可以省略在保護(hù)層上設(shè)置多個過孔的エ藝，但對ITO濕刻時使用的刻蝕液會對有源層IGZO產(chǎn)生不良影響。此外，現(xiàn)有的氧化物TFT陣列基板的制造エ藝需進(jìn)行6次掩膜(mask)曝光,分別為形成氧化物層(IGZO)、柵極(Gate)、柵極絕緣層(GI)和第一絕緣層的過孔設(shè)置、數(shù)據(jù)線和源漏極(S/D)、鈍化層(PVX)、以及透明像素電極(ITO)的過程。多次的構(gòu)圖エ藝處理加大了エ藝的難度，容易出現(xiàn)由于對位精度不足引起的不良，產(chǎn)品良率下降。

發(fā)明內(nèi)容
(一 )要解決的技術(shù)問題針對現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中陣列基板エ藝復(fù)雜、性能不佳的問題，提供了一種陣列基板和其制造方法以及顯示裝置。( ニ )技術(shù)方案為此解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明具體采用如下方案進(jìn)行首先，本發(fā)明提供一種陣列基板，所述陣列基板包括在基板的一面上依次設(shè)置的有源層、第一絕緣層、柵極、柵極絕緣層、像素電極和源漏扱；其中，所述第一絕緣層僅僅設(shè)置在所述有源層的圖案上，所述像素電極與漏極直接電連接。
優(yōu)選地，所述有源層為透明氧化物半導(dǎo)體膜。優(yōu)選地，所述透明氧化物為銦鎵鋅氧化物。優(yōu)選地，所述源漏極通過所述柵極絕緣層和所述第一絕緣層中的過孔與所述有源層電連接。另ー方面，本發(fā)明還同時提供一種陣列基板的制造方法，所述方法包括步驟在基板上依次形成有源層、第一絕緣層和柵極層；進(jìn)行第一次構(gòu)圖エ藝處理，得到有源層、第一絕緣層以及柵極的圖案；在經(jīng)上述處理后的基板上依次形成柵極絕緣層和像素電極層，進(jìn)行第二次構(gòu)圖エ藝處理，得到像素電極和過孔的圖案；形成源漏極層，進(jìn)行第三次構(gòu)圖エ藝處理，得到源漏極圖案。 優(yōu)選地，第一次及第二次構(gòu)圖エ藝處理時，采用半透膜或灰度掩膜進(jìn)行構(gòu)圖。優(yōu)選地，第一次構(gòu)圖エ藝處理時，在對光刻膠進(jìn)行曝光顯影后，進(jìn)行柵極層的第一次刻蝕、第一絕緣層的刻蝕和有源層的刻蝕形成有源層和第一絕緣層的圖案；隨后灰化光刻膠，進(jìn)行柵極層的第二次刻蝕形成柵極的圖案。優(yōu)選地，第二次構(gòu)圖エ藝處理時，在對光刻膠進(jìn)行曝光顯影后，進(jìn)行像素電極層的第一次刻蝕和柵極絕緣層的刻蝕，得到柵極絕緣層中的過孔；隨后灰化光刻膠，進(jìn)行像素電極層的第二次刻蝕和第一絕緣層的刻蝕，得到像素電極的圖案和第一絕緣層中的過孔。優(yōu)選地，形成所述柵極絕緣層和所述第一絕緣層的方法均為采用等離子化學(xué)氣相沉積法沉積氧化硅，所使用的反應(yīng)氣體中包括硅烷，并且形成所述柵極絕緣層時所使用的硅烷的流量大于形成所述第一絕緣層時所使用的硅烷流量。更進(jìn)一歩地，本發(fā)明還同時提供一種顯示裝置，所述顯示裝置包括如上所述的陣列基板。(三)有益效果本發(fā)明提供了ー種新的氧化物TFT陣列基板頂柵結(jié)構(gòu)及其制造方法。本發(fā)明中通過采用半曝光エ藝，使得氧化物層、第一絕緣層以及柵極僅通過一次構(gòu)圖エ藝處理制得，而像素電極和柵絕緣層的過孔設(shè)置也通過一次構(gòu)圖エ藝處理制得，最終整個陣列基板通過3-mask完成，簡化了生產(chǎn)エ藝。同時采用該エ藝可以使漏極與像素電極直接電連接，避免了保護(hù)層多個過孔的設(shè)置，節(jié)約了生產(chǎn)成本并提高了產(chǎn)品良率。


圖I為現(xiàn)有技術(shù)中頂柵結(jié)構(gòu)的陣列基板的截面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的實(shí)施例中頂柵結(jié)構(gòu)的陣列基板的截面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3-圖11為本發(fā)明的實(shí)施例中頂柵結(jié)構(gòu)的陣列基板的制造過程中的各中間狀態(tài)的截面結(jié)構(gòu)示意圖；其中，101、201 :基板;102、202 :有源層圖案；202a :有源層;103、203a :第一絕緣層；203 :第一絕緣層圖案;104、204 :柵極;204a、204b :制備過程中的柵極層;105、205 :柵極絕緣層；106 :源漏極層；206-1 :源極；206-2 :漏極；107 :保護(hù)層；108、208 :像素電極；208a :像素電極層；PR :光刻膠。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明中的構(gòu)圖エ藝，指光刻エ藝，包括涂膠、曝光、顯影、刻蝕等エ藝過程。因涂膠(涂布光刻膠)等エ藝為本領(lǐng)域的常規(guī)技術(shù)手段，本發(fā)明在描述具體構(gòu)圖エ藝處理過程時，并不對涂布光刻膠等過程進(jìn)行具體描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，未描述相關(guān)過程，并不意味著本發(fā)明各實(shí)施例不存在或省略了相關(guān)步驟。本技術(shù)采用像素電極與柵極絕緣層一次構(gòu)圖エ藝處理制備的エ藝，使像素電極與漏極直接接觸，避免在保護(hù)層上設(shè)置多個過孔。同時采用半曝光エ藝，使有源層、第一絕緣層以及柵極結(jié)構(gòu)通過一次構(gòu)圖エ藝處理制備完成。本發(fā)明的技術(shù)方案使得整個陣列基板的制備エ藝由原來的6-mask減為3_mask,降低了エ藝的復(fù)雜度,減少了由于對位不準(zhǔn)引起的廣品不良。參照附圖2，對本發(fā)明的實(shí)施例中陣列基板的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖2為本發(fā)明的實(shí)施例中陣列基板上薄膜晶體管局部剖面圖，由該截面圖可知，本發(fā)明的陣列基板中，TFT為頂柵結(jié)構(gòu)，在基板201的一面上(圖2中自下而上)，依次形成有源層圖案202、第一絕緣層圖案203、柵極204，之上是柵極絕緣(GI)層205、像素電極208和源漏極(包括源極206-1和漏極206-2)。其中，基板201可以為透明基板或者不透明基板；在陣列基板用于制造液晶顯示面板時，需要為透明基板，在用于制造OLED面板時，可以使用不透明基板。區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明實(shí)施例中第一絕緣層并未覆蓋全部基板，僅僅形成在有源層圖案202上，同時像素電極208與漏極206-2直接電連接。本發(fā)明實(shí)施例的有源層優(yōu)選為氧化物半導(dǎo)體，比如IGZ0。上述結(jié)構(gòu)不需要在陣列基板上設(shè)置保護(hù)層PVX，在進(jìn)行Cellエ藝(陣列基板與彩膜基板間形成液晶盒的エ藝)時直接涂液晶取向?qū)拥腜I液(PI液是用來制作液晶取向?qū)拥幕瘜W(xué)液體，印刷在導(dǎo)電玻璃上經(jīng)過烘烤后成為取向?qū)樱梢越o液晶分子提供一個預(yù)傾角，使得液晶分子的旋轉(zhuǎn)方向一致性更好)，進(jìn)行后續(xù)エ段即可。以下進(jìn)ー步結(jié)合圖3-圖11介紹上述陣列基板結(jié)構(gòu)的制造エ藝。首先參見圖3，透明基板201上依次形成(比如沉積)有源層202a的薄膜(比如氧化物IGZO薄膜，此處以IGZO為例進(jìn)行說明)、第一絕緣層203a的薄膜和柵極層204a的金屬，涂覆光刻膠PR后(圖3)，對其進(jìn)行半曝光，可采用半透膜Half Tone或者灰度掩膜Gray Tone技術(shù)，顯影后進(jìn)行柵極層的濕刻、第一絕緣層薄膜的干刻、有源層的干刻，其形成的截面結(jié)構(gòu)如圖4所示(基板201上形成刻蝕后的有源層圖案202、第一絕緣層圖案203和柵極層204b，以及半刻蝕的光刻膠PR)。隨后灰化光刻膠PR(即刻蝕掉一定厚度的光刻膠)，暴露出部分柵極層204b (圖5)，然后進(jìn)行第二次柵極層濕刻形成包括柵極的圖案。進(jìn)一歩地，可以將公共電極線設(shè)置在柵極的同一層，在形成包括柵極的圖案的同時形成公共電極線。上述過程為本發(fā)明制造方法中的第一次構(gòu)圖エ藝處理，通過該過程得到了有源層202、第一絕緣層203以及柵極204的圖案，截面圖見圖6。其中，第一絕緣層材料可使用氧化硅；柵極層的材料可以為鑰(Mo)、鈦(Ti)、鉻(Cr)、鋁(Al)、鋁釹(AlNd)或其組合(即兩種以上上述金屬的合金)。 隨后，在經(jīng)上述處理后的基板上依次形成(比如沉積)柵極絕緣層205、像素電極層208a的透明導(dǎo)電膜(其可以為ITO、IZO等任何適于做像素電極的材料，此處以ITO為例進(jìn)行說明)以及光刻膠PR(圖7)，然后進(jìn)行第二次構(gòu)圖エ藝處理工藝。本次構(gòu)圖エ藝處理仍采用半曝光技術(shù)，曝光后進(jìn)行第一次ITO濕刻后的截面圖為圖8。然后進(jìn)行柵極絕緣層的干刻，本次干刻相對于現(xiàn)有技術(shù)的區(qū)別在于對過孔的刻蝕僅停留在柵極絕緣層，并不將第一絕緣層同時刻蝕棹。由于ITO刻蝕液中的水會影響IGZO的性能，同時ITO刻蝕液對IGZO的刻蝕速率也很高，若ITO刻蝕液接觸到有源層的IGZO會嚴(yán)重影響IGZO的性能和圖案。為避免后續(xù)的ITO刻蝕エ藝引起產(chǎn)品不良，必須保證IGZO不暴露在刻蝕液中，因而通過有源層之上的第一絕緣層對有源層的IGZO形成保護(hù)。上述過程完成后的截面圖為圖9。柵極絕緣層干刻完成后，進(jìn)行光刻膠PR的灰化和ITO的第二次濕刻，得到圖10的結(jié)構(gòu)。隨后再對第一絕緣層203進(jìn)行干刻，使得過孔位置處的IGZO暴露出來；第一絕緣層 干刻的同吋，暴露在外的柵極絕緣層也同時會被刻掉一部分，因而最終未被ITO覆蓋柵極絕緣層的厚度略低于ITO覆蓋區(qū)域下的柵極絕緣厚度，結(jié)構(gòu)如圖11所示。本發(fā)明實(shí)施例中，第一絕緣層和柵極絕緣層可以均采用氧化硅材料，制備方法可以利用等離子化學(xué)氣相沉積(PECVD)技術(shù)進(jìn)行沉積，比如在一定壓力、較高溫度的條件下，由氣體SiH4和N2O按一定比例共同沉積而成。為使被刻蝕掉的柵極絕緣層厚度較小，即被ITO覆蓋區(qū)域和未被ITO覆蓋區(qū)域的柵極絕緣層高度差較小，從而達(dá)到不影響產(chǎn)品性能的目的，在沉積柵極絕緣層時，使用的SiH4 (硅烷)的流量大于第一絕緣層沉積時SiH4流量，使得成膜后柵極絕緣層膜的刻蝕速率低于第一絕緣層的刻蝕速率。然后濺射源漏極層的金屬，通過第三次溝通エ藝后，得到源漏極圖案，最后得到圖2的結(jié)構(gòu)。其中，源漏極層的的材料也可以為鑰(Mo)、鈦(Ti)、鉻(Cr)、鋁(Al)、鋁釹(AlNd)或其組合(即兩種以上上述金屬的合金)。至此，氧化物TFT陣列基板制備完成，全部エ藝共經(jīng)歷了三次構(gòu)圖エ藝處理，相較于原有技術(shù)中的六次，大大縮減了エ藝段，降低了難度，簡化了生產(chǎn)過程。本發(fā)明更進(jìn)ー步地提供一種顯示裝置，包括如上所述的陣列基板。所述顯示裝置可以為液晶面板、電子紙、OLED面板、液晶電視、液晶顯示器、數(shù)碼相框、手機(jī)、平板電腦等任何具有顯示功能的產(chǎn)品或部件。本發(fā)明提供了ー種新的氧化物TFT陣列基板頂柵結(jié)構(gòu)及其制造方法。本發(fā)明中通過采用半曝光エ藝，使得氧化物層、第一絕緣層以及柵極僅通過一次構(gòu)圖エ藝處理制得，而像素電極和柵絕緣層的過孔設(shè)置也通過一次構(gòu)圖エ藝處理制得，最終整個陣列基板通過3-mask完成，簡化了生產(chǎn)エ藝。同時采用該エ藝可以使漏極與像素電極直接電連接，避免了保護(hù)層多個過孔的設(shè)置，節(jié)約了生產(chǎn)成本并提高了產(chǎn)品良率。以上實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的實(shí)際保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種陣列基板，其特征在于，所述陣列基板包括 在基板的一面上依次設(shè)置的有源層、第一絕緣層、柵極、柵極絕緣層、像素電極和源漏扱；其中，所述第一絕緣層僅僅設(shè)置在所述有源層的圖案上，所述像素電極與漏極直接電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的陣列基板，其特征在于，所述有源層為透明氧化物半導(dǎo)體膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的陣列基板，其特征在于，所述透明氧化物為銦鎵鋅氧化物。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的陣列基板，其特征在于，所述源漏極通過所述柵極絕緣層和所述第一絕緣層中的過孔與所述有源層電連 接。
5.一種陣列基板的制造方法，其特征在于，所述方法包括步驟 在基板上依次形成有源層、第一絕緣層和柵極層；進(jìn)行第一次構(gòu)圖エ藝處理，得到包括有源層、第一絕緣層以及柵極的圖案； 在經(jīng)上述處理后的基板上依次形成柵極絕緣層和像素電極層，進(jìn)行第二次構(gòu)圖エ藝處理，得到像素電極和過孔的圖案； 形成源漏極層，進(jìn)行第三次構(gòu)圖エ藝處理，得到源漏極圖案。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，第一次及第二次構(gòu)圖エ藝處理時，采用半透膜或灰度掩膜進(jìn)行構(gòu)圖。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，第一次構(gòu)圖エ藝處理時，在對涂布的光刻膠進(jìn)行曝光顯影后，進(jìn)行柵極層的第一次刻蝕、第一絕緣層的刻蝕和有源層的刻蝕形成有源層和第一絕緣層的圖案； 隨后灰化光刻膠，進(jìn)行柵極層的第二次刻蝕形成包括柵極的圖案。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，第二次構(gòu)圖エ藝處理時，在對涂布的光刻膠進(jìn)行曝光顯影后，進(jìn)行像素電極層的第一次刻蝕和柵極絕緣層的刻蝕，得到柵極絕緣層中的過孔； 隨后灰化光刻膠，進(jìn)行像素電極層的第二次刻蝕和第一絕緣層的刻蝕，得到像素電極的圖案和第一絕緣層中的過孔。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，形成所述柵極絕緣層和所述第一絕緣層的方法均為采用等離子化學(xué)氣相沉積法沉積氧化硅，所使用的反應(yīng)氣體中包括硅烷，并且形成所述柵極絕緣層時所使用的硅烷的流量大于形成所述第一絕緣層時所使用的硅烷流量。
10.一種顯示裝置，其特征在于，所述顯示裝置包括如權(quán)利要求1-4中任ー項(xiàng)所述的陣列基板。
全文摘要
本發(fā)明涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種陣列基板和其制造方法以及顯示裝置。該陣列基板包括在基板的一面上依次設(shè)置的有源層、第一絕緣層、柵極、柵極絕緣層、像素電極和源漏極；其中，所述第一絕緣層僅僅設(shè)置在所述有源層的圖案上，所述像素電極與漏極直接電連接。本發(fā)明中通過采用半曝光工藝，使得有源層、第一絕緣層以及柵極僅通過一次構(gòu)圖工藝處理制得，而像素電極和柵絕緣層的過孔設(shè)置也通過一次構(gòu)圖工藝處理制得，最終整個陣列基板通過3-mask完成，簡化了生產(chǎn)工藝。同時采用該工藝可以使漏極與像素電極直接電連接，避免了保護(hù)層多個過孔的設(shè)置，節(jié)約了生產(chǎn)成本并提高了產(chǎn)品良率。
文檔編號H01L21/77GK102646717SQ20121005016
公開日2012年8月22日 申請日期2012年2月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月29日
發(fā)明者劉圣烈, 牛菁 申請人:京東方科技集團(tuán)股份有限公司