陣列基板及其制造方法、顯示裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種陣列基板及其制造方法、顯示裝置，其中所述陣列基板的制造方法包括三道掩膜工序，其中第一道掩膜工序用于形成所述陣列基板中薄膜晶體管的源極、漏極、有源層及像素電極，其中所述有源層和所述像素電極同層設(shè)置于基板上方，所述源極和漏極位于所述有源層上方。
【專利說明】陣列基板及其制造方法、顯示裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及顯示【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種陣列基板及其制造方法、顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]液晶顯示裝置由于體積小、功耗低、輻射低等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于電視、顯示器、筆記本電腦、平板電腦等設(shè)備上。
[0003]目前，在制造扭曲向列(TN，Twisted Nematic)型陣列基板時(shí)，通常需要進(jìn)行六道掩膜工序，依次為對柵極、柵極絕緣層、蝕刻停止層、源漏金屬層、鈍化層和像素電極層進(jìn)行構(gòu)圖。由于對于每一道掩膜工序而言，需要制造成本高昂的掩膜板，還需要執(zhí)行曝光、顯影、蝕刻、灰化等工藝步驟，從而使得現(xiàn)有陣列基板制造工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本高。因此，亟需一種能夠減少掩膜工序的制造方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有陣列基板制造工藝復(fù)雜的問題。
[0005]為此目的，本發(fā)明提出了一種陣列基板的制造方法，包括:第一道掩膜工序，所述第一道掩膜工序用于形成所述陣列基板中薄膜晶體管的源極、漏極、有源層及像素電極，其中所述有源層和所述像素電極同層設(shè)置于基板上方，所述源極和漏極位于所述有源層上方；第二道掩膜工序，在所述第二道掩膜工序中，形成覆蓋所述薄膜晶體管的源極、漏極、有源層及所述像素電極的絕緣層，并在所述絕緣層上形成開口，所述開口位于所述漏極與所述像素電極交界處上方；第三道掩膜工序，在所述第三道掩膜工序中，形成位于所述源極和漏極之間的、所述絕緣層上方的柵極，并在所述開口中形成接觸電極，用于使所述漏極與所述像素電極電連接。
[0006]優(yōu)選地，所述第一道掩膜工序采用由三種色調(diào)構(gòu)成的灰度掩膜板，所述灰度掩膜板在待形成像素電極的區(qū)域具有第一灰度，在待形成薄膜晶體管溝道的區(qū)域具有第二灰度，在待形成源極和漏極的區(qū)域具有第三灰度，其中第一灰度小于第二灰度，第二灰度小于
第三灰度。
[0007]優(yōu)選地，所述有源層和所述像素電極由同一金屬氧化物層形成。
[0008]優(yōu)選地，所述金屬氧化物為IGZO或ITZO或兩者的混合物。
[0009]優(yōu)選地，所述第一道掩膜工序包括:在基板上依次形成金屬氧化物層和源漏金屬層；在所述源漏金屬層上形成第一光刻膠層；采用所述灰度掩膜板對所述第一光刻膠層進(jìn)行曝光、顯影后的第一光刻膠層在待形成像素電極的區(qū)域具有第一厚度，在待形成薄膜晶體管溝道的區(qū)域具有第二厚度，在待形成源極和漏極的區(qū)域具有第三厚度，其中第一厚度小于第二厚度，第二厚度小于第三厚度；蝕刻掉未覆蓋有第一光刻膠層的金屬氧化物層和源漏金屬層；將曝光顯影后的第一光刻膠層整體上去除第一厚度的厚度，暴露出待形成像素電極的區(qū)域；蝕刻掉待形成像素電極的區(qū)域內(nèi)的源漏金屬層，以暴露出其下方的金屬氧化物層；對暴露出的金屬氧化物層進(jìn)行等離子處理，以形成像素電極；再將第一光刻膠層整體上去除第二厚度減去第一厚度的厚度，以暴露出待形成薄膜晶體管溝道的區(qū)域；蝕刻掉暴露出的源漏金屬層，從而形成薄膜晶體管的源極和漏極；去除剩余的第一光刻膠層。
[0010]優(yōu)選地，所述等離子處理的工藝與所述將第一光刻膠層整體上去除第二厚度減去第一厚度的厚度的工藝同時(shí)進(jìn)行。
[0011]優(yōu)選地，所述第二道掩膜工序包括:形成覆蓋所述薄膜晶體管的源極、漏極、有源層及所述像素電極的絕緣層；在所述絕緣層上形成第二光刻膠層；采用單色調(diào)掩膜板對所述第二光刻膠層進(jìn)行曝光，以去除所述漏極與所述像素電極交界處上方的第二光刻膠層；對暴露出的所述絕緣層進(jìn)行蝕刻，以暴露出其下方的漏極和像素電極的一部分，從而在所述絕緣層上形成位于所述漏極與所述像素電極交界處上方的開口 ；去除剩余的第二光刻膠層。
[0012]優(yōu)選地，所述第三道掩膜工序包括:在整個(gè)基板上形成柵極金屬層，以覆蓋所述絕緣層并填充所述開口 ；在所述柵極金屬層上形成第三光刻膠層；采用單色調(diào)掩膜板對所述第三光刻膠層進(jìn)行曝光，以僅保留待形成柵極的區(qū)域及所述開口之上的第三光刻膠層；對暴露出的所述柵極金屬層進(jìn)行蝕刻，并去除剩余的第三光刻膠層，以形成柵極及電連接所述漏極和所述像素電極的接觸電極。
[0013]本發(fā)明還提出了一種陣列基板，包括:基板；形成在所述基板上方的有源層和像素電極，所述有源層和所述像素電極同層設(shè)置；形成在所述有源層上方的源極和漏極；覆蓋所述基板、源極、漏極、有源層和像素電極的絕緣層，所述絕緣層在所述漏極和所述像素電極交界處上方具有開口 ；形成在所述源極和漏極之間的、所述絕緣層上方的柵極；形成在所述開口內(nèi)以電連接所述漏極和所述像素電極的接觸電極。
[0014]優(yōu)選地，所述有源層和所述像素電極由同一金屬氧化物層形成。
[0015]優(yōu)選地，所述金屬氧化物為IGZO或ITZO或兩者的混合物。
[0016]本發(fā)明進(jìn)一步提出了一種顯示裝置，包括上述陣列基板。
[0017]通過采用本發(fā)明所公開的陣列基板制造方法，極大減少了陣列基板的制造工藝步驟，降低了陣列基板的制造成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]通過參考附圖會更加清楚的理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖是示意性的而不應(yīng)理解為對本發(fā)明進(jìn)行任何限制，在附圖中:
[0019]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的陣列基板制造方法的大體流程圖；
[0020]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的陣列基板制造方法的具體流程圖；
[0021]圖3-18示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的陣列基板制造方法各步驟的示意圖，其中圖18示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的陣列基板的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0023]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的陣列基板制造方法的大體流程圖。如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的陣列基板制造方法共采用了三道掩膜工序，比現(xiàn)有制造扭曲向列型陣列基板所需的六道掩膜工藝減少了三道，大大減小了陣列基板的制造工藝步驟，降低了陣列基板的制造成本。
[0024]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的陣列基板的制造方法包括:
[0025]第一道掩膜工序P1，所述第一道掩膜工序Pl用于形成所述陣列基板中薄膜晶體管的源極、漏極、有源層及像素電極，其中所述有源層和所述像素電極同層設(shè)置于基板上方，所述源極和漏極位于所述有源層上方；
[0026]第二道掩膜工序P2，在所述第二道掩膜工序中，形成覆蓋所述薄膜晶體管的源極、漏極、有源層及所述像素電極的絕緣層，并在所述絕緣層上形成開口，所述開口位于所述漏極與所述像素電極交界處上方；
[0027]第三道掩膜工序P3，在所述第三道掩膜工序中，形成位于所述源極和漏極之間的、所述絕緣層上方的柵極，并在所述開口中形成接觸電極，用于使所述漏極與所述像素電極電連接。
[0028]接下來，將會結(jié)合圖3至18，來詳細(xì)說明圖2所示的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的陣列基板制造方法的具體流程圖。
[0029]首先，在步驟SI中，在基板I上依次形成金屬氧化層物2和源漏金屬層3，如圖3所示。金屬氧化物層可以由IGZO、ITZO或其它具有半導(dǎo)體性質(zhì)的金屬氧化物構(gòu)成，源漏金屬層可以由銅、鋁、鑰等金屬構(gòu)成?？梢圆捎弥T如沉積等方式來形成金屬氧化物層2和源漏金屬層3。
[0030]接著，在步驟S2中，首先在源漏金屬層3上涂覆一層第一光刻膠層，然后采用由三種色調(diào)構(gòu)成的灰度掩膜板來對該光刻膠層進(jìn)行曝光。該灰度掩膜板在待形成像素電極的區(qū)域具有第一灰度，在待形成薄膜晶體管溝道的區(qū)域具有第二灰度，在待形成源極和漏極的區(qū)域具有第三灰度，其中第一灰度小于第二灰度，第二灰度小于第三灰度。優(yōu)選地，第三灰度為全色調(diào)。圖4中示出了經(jīng)該灰度掩膜板曝光顯影后的第一光刻膠層4，第一光刻膠層4在待形成像素電極的區(qū)域具有第一厚度，在待形成薄膜晶體管溝道的區(qū)域具有第二厚度，在待形成源極和漏極的區(qū)域具有第三厚度，其中第一厚度小于第二厚度，第二厚度小于第三厚度。
[0031]接著，在步驟S3中，進(jìn)行第一次蝕刻工藝，蝕刻掉未覆蓋有第一光刻膠層的、像素區(qū)域外的金屬氧化物層2和源漏金屬層3。圖5示出了在該次蝕刻工藝完成后的示意圖。
[0032]接著，在步驟S4中，例如通過灰化等工藝，去除掉部分光刻膠層。圖6示出了該次灰化工藝完成后的示意圖，第一光刻膠層在整體上被去除了第一厚度的厚度，從而暴露出待形成像素電極的區(qū)域。
[0033]接著，在步驟S5中，進(jìn)行第二次蝕刻工藝，蝕刻掉暴露出的源漏金屬層3，即蝕刻掉待形成像素電極的區(qū)域內(nèi)的源漏金屬層，從而暴露出其下方的金屬氧化物層2。圖7示出了該次蝕刻工藝完成后的示意圖。
[0034]接著，在步驟S6中，對暴露出的金屬氧化物層進(jìn)行等離子處理，使該部分金屬氧化物層具有導(dǎo)電性，從而使該部分金屬氧化物層用作為像素電極5。對于IGZO、ITZO等金屬氧化物來說，由于其本身是透明的，因此，這樣制造的像素電極也是透明的。圖8示出了形成像素電極后的示意圖。
[0035]接著，在步驟S7中，再次通過灰化等工藝，再去除掉部分第一光刻膠層。圖9示出了該次灰化工藝完成后的示意圖，第一光刻膠層在整體上被去除了第二厚度減去第一厚度的厚度，即經(jīng)過此次灰化工藝后，原來具有第二厚度的第一光刻膠層部分被完全去除，即暴露出待形成薄膜晶體管溝道的區(qū)域。優(yōu)選地，步驟S7中的灰化工藝與步驟S6中的等離子處理工藝在干燥裝置內(nèi)同時(shí)進(jìn)行。
[0036]接著，在步驟S8中，進(jìn)行第三次蝕刻工藝，蝕刻掉暴露出的源漏金屬層3，從而形成源極6和漏極7，源極6和漏極7下方的金屬氧化物層即為薄膜晶體管的有源層8。優(yōu)選地，源漏金屬層是銅且金屬氧化物層是IGZ0，此時(shí)對源漏金屬層進(jìn)行蝕刻不會對其下方的金屬氧化物層產(chǎn)生影響。當(dāng)源漏金屬層是鋁或鑰時(shí)，應(yīng)當(dāng)選用不受對鋁或鑰的蝕刻影響的金屬氧化物層，以免損害有源層的性能。圖10示出了該次蝕刻工藝完成后的示意圖。
[0037]然后，在步驟S9中，去除掉剩余的第一光刻膠層，如圖11所示。至此完成了第一道掩膜工序。
[0038]接下來將詳細(xì)說明第二道掩膜工序。在步驟SlO中，在基板I上采用諸如沉積等工藝形成絕緣層9，以覆蓋基板1、源極6、漏極7、有源層8和像素電極5，如圖12所示。
[0039]接著，在步驟Sll中，在絕緣層9上涂覆第二光刻膠層10，并采用單色調(diào)掩膜板對第二光刻膠層10進(jìn)行曝光，以去除掉漏極7與像素電極5交界處上方的第二光刻膠層。圖13示出了曝光顯影完成后的第二光刻膠層10。
[0040]接著，在步驟S12中，對暴露出的絕緣層9進(jìn)行蝕刻，以暴露出其下方的漏極7和像素電極5的一部分，從而在絕緣層9上形成位于漏極7與像素電極5交界處上方的開口，如圖14所示。
[0041]接著，在步驟S13中，去除掉剩余的第二光刻膠層，如圖15所示。至此完成了第二道掩膜工序。
[0042]接著，在步驟S14中，采用沉積的方法，在基板I上形成柵極金屬層11，以覆蓋絕緣層9，并填充步驟S13中所形成的開口，如圖16所示。
[0043]接著，在步驟S15中，在柵極金屬層11上涂覆第三光刻膠層12，并采用單色調(diào)掩膜板對第三光刻膠層12進(jìn)行曝光，以僅保留待形成柵極的區(qū)域、以及該開口之上的第三光刻膠層12。圖17示出了曝光顯影完成后的光刻膠層12。
[0044]最后，在步驟S16中，對柵極金屬層11進(jìn)行蝕刻，并去除剩余的第三光刻膠層，以形成柵極13和接觸電極14，接觸電極14用于使漏極7與像素電極5電連接。至此完成了整個(gè)陣列基板的制造工藝。圖18示出了最終形成的陣列基板。
[0045]如圖18所示，根據(jù)本發(fā)明的陣列基板包括:基板I ;形成在基板I上方的有源層8和像素電極5，有源層8和像素電極5同層設(shè)置，是由同一金屬氧化物層形成，有源層8中的金屬氧化物層具有半導(dǎo)體性質(zhì)，像素電極5中的金屬氧化物層經(jīng)受等離子處理而具有導(dǎo)體性質(zhì)，金屬氧化物層可以是IGZO或ITZ0。在有源層8上方形成有源極6和漏極7，源極6、漏極7和有源層8通過其上的絕緣層9與柵極13電絕緣，從而構(gòu)成薄膜晶體管。絕緣層9覆蓋基板1、源極6、漏極7、有源層8和像素電極5，并且在漏極7和像素電極5交界處上方具有開口，接觸電極14形成在該開口內(nèi)，以電連接漏極7和像素電極5。
[0046]通過采用本發(fā)明所公開的陣列基板制造方法，極大減少了陣列基板的制造工藝步驟，降低了陣列基板的制造成本。
[0047]雖然結(jié)合附圖描述了本發(fā)明的實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下作出各種修改和變型，這樣的修改和變型均落入由所附權(quán)利要求所限定的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種陣列基板的制造方法，包括: 第一道掩膜工序，所述第一道掩膜工序用于形成所述陣列基板中薄膜晶體管的源極、漏極、有源層及像素電極，其中所述有源層和所述像素電極同層設(shè)置于基板上方，所述源極和漏極位于所述有源層上方； 第二道掩膜工序，在所述第二道掩膜工序中，形成覆蓋所述薄膜晶體管的源極、漏極、有源層及所述像素電極的絕緣層，并在所述絕緣層上形成開口，所述開口位于所述漏極與所述像素電極交界處上方； 第三道掩膜工序，在所述第三道掩膜工序中，形成位于所述源極和漏極之間的、所述絕緣層上方的柵極，并在所述開口中形成接觸電極，用于使所述漏極與所述像素電極電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其中所述第一道掩膜工序采用由三種色調(diào)構(gòu)成的灰度掩膜板，所述灰度掩膜板在待形成像素電極的區(qū)域具有第一灰度，在待形成薄膜晶體管溝道的區(qū)域具有第二灰度，在待形成源極和漏極的區(qū)域具有第三灰度，其中第一灰度小于第二灰度，第二灰度小于第三灰度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其中所述有源層和所述像素電極由同一金屬氧化物層形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述方法，其中所述金屬氧化物為IGZO或ITZO或兩者的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述方法，其中所述第一道掩膜工序包括: 在基板上依次形成金屬氧化物層和源漏金屬層； 在所述源漏金屬層上形成第一光刻膠層；` 采用所述灰度掩膜板對所述第一光刻膠層進(jìn)行曝光、顯影后的第一光刻膠層在待形成像素電極的區(qū)域具有第一厚度，在待形成薄膜晶體管溝道的區(qū)域具有第二厚度，在待形成源極和漏極的區(qū)域具有第三厚度，其中第一厚度小于第二厚度，第二厚度小于第三厚度；蝕刻掉未覆蓋有第一光刻膠層的金屬氧化物層和源漏金屬層； 將曝光顯影后的第一光刻膠層整體上去除第一厚度的厚度，暴露出待形成像素電極的區(qū)域； 蝕刻掉待形成像素電極的區(qū)域內(nèi)的源漏金屬層，以暴露出其下方的金屬氧化物層； 對暴露出的金屬氧化物層進(jìn)行等離子處理，以形成像素電極； 再將第一光刻膠層整體上去除第二厚度減去第一厚度的厚度，以暴露出待形成薄膜晶體管溝道的區(qū)域； 蝕刻掉暴露出的源漏金屬層，從而形成薄膜晶體管的源極和漏極； 去除剩余的第一光刻膠層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述方法，其中所述等離子處理的工藝與所述將第一光刻膠層整體上去除第二厚度減去第一厚度的厚度的工藝同時(shí)進(jìn)行。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其中所述第二道掩膜工序包括: 形成覆蓋所述薄膜晶體管的源極、漏極、有源層及所述像素電極的絕緣層； 在所述絕緣層上形成第二光刻膠層； 采用單色調(diào)掩膜板對所述第二光刻膠層進(jìn)行曝光，以去除所述漏極與所述像素電極交界處上方的第二光刻膠層； 對暴露出的所述絕緣層進(jìn)行蝕刻，以暴露出其下方的漏極和像素電極的一部分，從而在所述絕緣層上形成位于所述漏極與所述像素電極交界處上方的開口； 去除剩余的第二光刻膠層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其中所述第三道掩膜工序包括: 在整個(gè)基板上形成柵極金屬層，以覆蓋所述絕緣層并填充所述開口 ； 在所述柵極金屬層上形成第三光刻膠層； 采用單色調(diào)掩膜板對所述第三光刻膠層進(jìn)行曝光，以僅保留待形成柵極的區(qū)域及所述開口之上的第三光刻膠層； 對暴露出的所述柵極金屬層進(jìn)行蝕刻，并去除剩余的第三光刻膠層，以形成柵極及電連接所述漏極和所述像素電極的接觸電極。
9.一種陣列基板,包括； 基板； 形成在所述基板上方的有源層和像素電極，所述有源層和所述像素電極同層設(shè)置； 形成在所述有源層上方的源極和漏極； 覆蓋所述基板、源極、漏極、有源層和像素電極的絕緣層，所述絕緣層在所述漏極和所述像素電極交界處上方具有開口； 形成在所述源極和漏極之間的、所述絕緣層上方的柵極； 形成在所述開口內(nèi)以電連接`所述漏極和所述像素電極的接觸電極。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的陣列基板，其中所述有源層和所述像素電極由同一金屬氧化物層形成。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述方法，其中所述金屬氧化物為IGZO或ITZO或兩者的混合物。
12.—種顯示裝置，包括權(quán)利要求9至11中任一項(xiàng)所述的陣列基板。
【文檔編號】H01L27/12GK103681489SQ201310718064
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月23日
【發(fā)明者】崔承鎮(zhèn), 金熙哲, 宋泳錫, 劉圣烈 申請人:京東方科技集團(tuán)股份有限公司