Tft-lcd阵列基板及其制造方法

专利名称：Tft-lcd阵列基板及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种薄膜晶体管液晶显示器及其制造方法，尤其是一种TFT-LCD阵 列基板及其制造方法。
背景技术：
薄膜晶体管液晶显示器(ThinFilm Transistor Liquid Crystal Display,简称 TFT-LCD)具有体积小、功耗低、无辐射等特点，在当前的平板显示器市场中占据了主 导地位。目前，现有技术制造TFT-LCD阵列基板主要采用五次或四次构图工艺。五次构 图工艺主要包括栅线和栅电极构图、有源层构图、源/漏电极构图、过孔构图和像素 电极构图。四次构图工艺是在五次构图工艺基础上，利用半色调或灰色调掩模板技术， 将有源层构图与源/漏电极构图合并成一个构图工艺。现有技术的半色调或灰色调掩模板设置有完全透光区域、部分透光区域和不透 光区域，不透光区域对应于源电极和漏电极图形所在区域，部分透光区域对应于TFT沟 道区域图形所在区域，完全透光区域对应于上述图形以外区域。实际应用中，为了避免 紫外线穿过完全透光区域进入TFT沟道区域，现有技术通常采用增加漏电极宽度的方法 来保证TFT沟道区域的刻蚀质量。但由于该方法增加了薄膜晶体管中漏电极的尺寸，因 此存在有效透光区域小、开口率低的技术缺陷。

发明内容
本发明的目的是提供一种TFT-LCD阵列基板及其制造方法，有效克服现有技术 有效透光区域小、开口率低的技术缺陷。为了实现上述目的，本发明提供了一种TFT-LCD阵列基板，包括栅线和数据 线，所述栅线和数据线限定的像素区域内形成像素电极和薄膜晶体管，所述薄膜晶体管 包括栅电极、源电极和透明漏电极。所述透明漏电极与像素电极同层设置，并在同一次构图工艺中形成。所述透明漏电极与像素电极为一体结构。在上述技术方案基础上，所述栅电极形成在基板上，其上形成有栅绝缘层，包 括半导体层和掺杂半导体层的有源层形成在栅绝缘层上并位于栅电极的上方，其上形成 TFT沟道区域，所述源电极形成在有源层上，钝化层形成在上述构图上并开设有钝化层 过孔，所述透明漏电极通过钝化层过孔与有源层的掺杂半导体层连接。所述薄膜晶体管还包括金属漏电极，所述金属漏电极形成在有源层上并位于 TFT沟道区域的一侧，与位于TFT沟道区域另一侧的源电极相对设置。所述透明漏电极位于金属漏电极的外侧。所述金属漏电极与源电极同层设置，并在同一次构图工艺中形成，所述金属漏 电极上覆盖有钝化层。为了实现上述目的，本发明还提供了一种TFT-LCD阵列基板制造方法，包括步骤1、在基板上沉积栅金属薄膜，通过构图工艺形成包括栅线和栅电极的图 形；步骤2、在完成前述步骤的基板上，通过构图工艺形成包括有源层、数据线、源 电极和钝化层过孔的图形，所述钝化层过孔内暴露出有源层的掺杂半导体层表面；步骤3、在完成前述步骤的基板上沉积透明导电薄膜，通过构图工艺形成包括一 体结构且相互连接的透明漏电极和像素电极的图形。其中，所述步骤2可以包括步骤201、在完成前述步骤的基板上沉积栅绝缘层、半导体薄膜、掺杂半导体薄 膜和源漏金属薄膜，采用三调掩模板通过构图工艺形成包括有源层、数据线和源电极的 图形；
步骤202、在完成前述步骤的基板上沉积钝化层，通过构图工艺形成包括钝化层 过孔的图形，所述钝化层过孔包含了部分或全部漏电极区域。其中，所述步骤2也可以包括步骤211、在完成前述步骤的基板上沉积栅绝缘层、半导体薄膜、掺杂半导体 薄膜和源漏金属薄膜，采用半色调或灰色调掩模板通过构图工艺形成包括有源层、数据 线、源电极和金属漏电极的图形；步骤212、在完成前述步骤的基板上沉积钝化层，通过构图工艺形成包括钝化层 过孔的图形，所述钝化层过孔内的金属漏电极被刻蚀掉，暴露出有源层的掺杂半导体层表面。本发明提供了一种TFT-LCD阵列基板及其制造方法，通过第一次构图工艺形成 栅线和栅电极，通过第二次构图工艺形成数据线和源电极，通过第三次构图工艺形成钝 化层过孔，通过第四次构图工艺形成一体结构的透明漏电极和像素电极。由于本发明采 用透光的透明漏电极，因此有效增加了像素区域的透光面积，提高了开口率。开口率的 提高不仅可以增加亮度，而且可以降低背光板的亮度，从而节省能耗和制造成本。


图1为本发明TFT-LCD阵列基板的平面图；图2为图1中Al-Al向的剖面图；图3为本发明TFT-LCD阵列基板第一次构图工艺后的平面图；图4为图3中A2-A2向的剖面图；图5为本发明TFT-LCD阵列基板第二次构图工艺后的平面图；图6为图5中A3-A3向的剖面图；图7为本发明TFT-LCD阵列基板第二次构图工艺中沉积各层薄膜后A3-A3向的 剖面图；图8为本发明TFT-LCD阵列基板第二次构图工艺中曝光显影后A3-A3向的剖面 图；图9为本发明TFT-LCD阵列基板第二次构图工艺中第一次刻蚀工艺后A3-A3向 的剖面图10为本发明TFT-LCD阵列基板第二次构图工艺中灰化工艺后A3-A3向的剖 面图；图11为本发明TFT-LCD阵列基板第二次构图工艺中第二次刻蚀工艺后A3-A3 向的剖面图；图12为本 发明TFT-LCD阵列基板第三次构图工艺后的平面图；图13为图12中A4-A4向的剖面图；图14a 图14g为本发明TFT-LCD阵列基板另一种制造过程的示意图；图15 图18为本发明TFT-LCD阵列基板再一种制造过程的示意图；图19为本发明TFT-LCD阵列基板制造方法第一实施例的流程图；图20为本发明TFT-LCD阵列基板制造方法第二实施例的流程图。附图标记说明1-基板；2-栅电极；3-栅绝缘层；4-半导体层； 5-掺杂半导体层；6-源电极；7-透明漏电极；7a_金属漏电极； 8-钝化层；9-钝化层过孔；11-栅线；12-数据线；13-像素电极；21-半导体薄膜；22-掺杂半导体薄膜；23-源漏金属薄膜；30-光刻胶。
具体实施例方式下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。附图中各 层薄膜厚度和区域大小形状不反映TFT-LCD阵列基板的真实比例，目的只是示意说明本 发明内容。图1为本发明TFT-LCD阵列基板的平面图，所反映的是一个像素区域的结构， 图2为图1中Al-Al向的剖面图。如图1和图2所示，本发明TFT-LCD阵列基板的主 体结构包括形成在基板上的栅线11、数据线12、像素电极13和薄膜晶体管，相互垂直的 栅线11与数据线12定义了以矩阵方式排列的数个像素区域，每个像素区域内形成有薄膜 晶体管和像素电极13，栅线用于向薄膜晶体管提供开启或关断信号，薄膜晶体管用于控 制数据线12用于向像素电极13提供数据电压。具体地，本发明薄膜晶体管包括栅电极 2、有源层、源电极6和透明漏电极7，栅线11和栅电极2形成在基板1上，栅电极2与 栅线11连接。栅绝缘层3形成在栅线11和栅电极2上并覆盖整个基板1。有源层(包 括半导体层4和掺杂半导体层5)形成在栅绝缘层3上并位于栅电极2的上方，在栅电极2 一侧形成源电极区域，在栅电极2另一侧形成漏电极区域。源电极6位于源电极区域内， 透明漏电极7位于漏电极区域内，源电极区域与漏电极区域之间形成TFT沟道区域，TFT 沟道区域的掺杂半导体层5被完全刻蚀掉，并刻蚀掉部分厚度的半导体层4，使TFT沟道 区域的半导体层4暴露出来。钝化层8形成在上述构图上，在显示区域内开设有钝化层 过孔9，钝化层过孔9包含了部分或全部漏电极区域，使部分或全部漏电极区域暴露出有 源层中掺杂半导体层的表面。透明导电薄膜形成在钝化层过孔9内，位于显示区域的部 分形成像素电极13，位于漏电极区域的部分形成透明漏电极7，透明漏电极7与有源层中 的掺杂半导体层连接，且一体结构的像素电极13和透明漏电极7相互连接。本发明通过采用透光的透明漏电极，增加了像素区域的透光面积，提高了开口率。图3 图13为本发明TFT-LCD阵列基板制造过程的示意图，可以进一步说明 本发明的技术方案，在以下说明中，本发明所称的构图工艺包括光刻胶涂覆、掩模、曝 光、刻蚀和光刻胶剥离等工艺，光刻胶采用正性光刻胶。图3为本发明TFT-LCD阵列基板第一次构图工艺后的平面图，所反映的是一 个像素单元的结构，图4为图3中A2-A2向的剖面图。首先采用磁控溅射或热蒸发的 方法，在基板1(如玻璃基板或石英基板)上沉积一层栅金属薄膜，栅金属薄膜可以采用 铬、铜、铝、铝合金、钼或铬的单层薄膜，也可以采用由上述单层薄膜构成的多层复合 薄膜。采用普通掩模板对栅金属薄膜进行构图，在基板1上形成包括栅电极2和栅线11 的图形，栅电极2与栅线11连接，如图3和图4所示。图5为本发明TFT-LCD阵列基板第二次构图工艺后的平面图，所反映的是一个 像素单元的结构，图6为图5中A3-A3向的剖面图。在完成图3所示构图的基板上，首 先沉积栅绝缘层、半导体薄膜、掺杂半导体薄膜和源漏金属薄膜，然后通过采用三调掩 模板的构图工艺形成包括有源层、数据线12和源电极6的图形，如图5和图6所示。本 发明第二次构图工艺是一种采用多步刻蚀方法的构图工艺，具体过程说明如下。图7为本发明TFT-LCD阵列基板第二次构图工艺中沉积各层薄膜后A3-A3向 的剖面图。首 先采用等离子体增强化学气相沉积(简称PECVD)方法，依次沉积栅绝缘 层3、半导体薄膜21和掺杂半导体薄膜22，然后采用磁控溅射或热蒸发的方法，沉积一 层源漏金属薄膜23，如图7所示。栅绝缘层3可以采用氧化物、氮化物或氧氮化合物， 源漏金属薄膜23可以采用铬、铜、铝、铝合金、钼或铬的单层薄膜，也可以采用由上述 单层薄膜构成的多层复合薄膜。图8为本发明TFT-LCD阵列基板第二次构图工艺中曝光显影后A3-A3向的剖 面图。首先在源漏金属薄膜23上涂覆一层厚度为25000A~ 30000A的光刻胶30，然后 采用三调掩模板对光刻胶30进行曝光，显影后使光刻胶30形成未曝光区域A(光刻胶完 全保留区域)、完全曝光区域B (光刻胶完全去除区域)、第一部分曝光区域C (第一光刻 胶部分保留区域)和第二部分曝光区域D (第二光刻胶部分保留区域)，如图8所示。其 中未曝光区域A的光刻胶的厚度为25000A~ 30000A,对应于数据线和源电极图形所在 区域，第一部分曝光区域C的光刻胶的厚度为3000A~ 6000A,对应于TFT沟道区域图形 所在区域，第二部分曝光区域D的光刻胶的厚度为12000A~ 18000A,对应于漏电极区 域，完全曝光区域B的光刻胶被完全去除，暴露出源漏金属薄膜23，对应于上述图形以 外的区域。图9为本发明TFT-LCD阵列基板第二次构图工艺中第一次刻蚀工艺后A3-A3向 的剖面图。在完全曝光区域B，首先通过湿法刻蚀工艺刻蚀掉源漏金属薄膜23，然后通 过干法刻蚀工艺刻蚀掉掺杂半导体薄膜22和半导体薄膜21，形成数据线和有源层图形， 有源层包括半导体层4和掺杂半导体层5，如图9所示。图10为本发明TFT-LCD阵列基板第二次构图工艺中灰化工艺后A3-A3向的剖 面图。通过灰化工艺，去除第一部分曝光区域C的光刻胶，暴露出该区域的源漏金属薄 膜23，如图10所示。由于灰化工艺，未曝光区域A和第二部分曝光区域D光刻胶的厚 度相应减小，但仍覆盖有光刻胶30。
图11为本发明TFT-LCD阵列基板第二次构图工艺中第二次刻蚀工艺后A3-A3 向的剖面图。通过第二次干法刻蚀工艺完全刻蚀掉第一部分曝光区域C的源漏金属薄膜 23和掺杂半导体层5，并刻蚀掉部分厚度的半导体层4，暴露出半导体层4，同时完全刻 蚀掉第二部分曝光区域D的源漏金属薄膜23，使漏电极区域暴露出掺杂半导体层，形成 源电极、漏电极和TFT沟道区域图形，如图11所示。本次刻蚀工艺开始时，虽然第二 部分曝光区域D上覆盖有光刻胶，但随着第一部分曝光区域C的刻蚀，第二部分曝光区 域D光刻胶的厚度不断减小，直到被完全去除。此时，第一部分曝光区域C和第二部分 曝光区域D被同时刻蚀，最终使第一部分曝光区域C暴露出半导体层4，第二部分曝光 区域D暴露出掺杂半导体层5。例如，假设在第二次刻蚀工艺前，第二部分曝光区域D 光刻胶的厚度为8000A左右，源漏金属薄膜的厚度为2000A左右，掺杂半导体层的厚度 为500A,半导体层的厚度为2500A,刻蚀源漏金属薄膜的刻蚀率为2000Α/ΓΤ1左右，掺杂半 导体层和半导体层的刻蚀率为2000A/m左右，光刻胶的刻蚀率为8000A/m左右，则将第 一部分曝光区域C的源漏金属薄膜被完全刻蚀时，第二部分曝光区域D的光刻胶正好被 完全去除，暴露出第二部分曝光区域D的源漏金属薄膜；接着对第一部分曝光区域C的 掺杂半导体层和半导体层进行刻蚀时，第二部分曝光区域D的源漏金属薄膜也同时被刻 蚀，当第二部分曝光区域D的源漏金属薄膜被完全刻蚀并暴露出该区域的掺杂半导体层 时，第一部分曝光区域C的掺杂半导体层被完全刻蚀掉，并刻蚀掉部分厚度的半导体薄 膜，使沟道区域半导体薄膜的厚度为1000A左右。最后剥离剩余的光刻胶，完成本发明TFT-LCD阵列基板第二次构图工艺。本次 构图工艺后，栅线11和数据线12限定了像素区域，有源层(包括半导体层4和掺杂半导 体层5)形成在栅电极2的上方，在栅电极2 —侧形成源电极区域，在栅电极2另一侧形成 漏电极区域，源电极6位于源电极区域内，漏电极区域暴露出有源层的掺杂半导体层5， 源电极区域与漏电极区域之间形成TFT沟道区域，TFT沟道区域的掺杂半导体层5被完 全刻蚀掉，并刻蚀掉部分厚度的半导体层4，使TFT沟道区域的半导体层4暴露出来，如 图5和图6所示。实际应用中，可以采用多种结构形式的三调掩模板，例如可以采用带有 狭缝的半透过掩模板，其上四个透过率分别为100%、40% 50%、10% 20%和0，因 此曝光显影后，未曝光区域A(透过率=0)的光刻胶厚度为25000A~30000A,厚度基本 没有变化，完全曝光区域B(透过率=100%)没有光刻胶，第一部分曝光区域C(透过率 =40% 50%)的光刻胶厚度为3000八~ 6000A,第二部分曝光区域D(透过率=10% 20% )的光刻胶厚度12000A~ 18000A。图12为本发明TFT-LCD阵列基板第三次构图工艺后的平面图，所反映的是一 个像素单元的结构，图13为图12中A4-A4向的剖面图。在完成上述构图的基板上，采 用PECVD方法沉积一层钝化层8。钝化层8可以采用氧化物、氮化物或氧氮化合物。 采用普通掩模板对钝化层进行构图，形成钝化层过孔9，钝化层过孔9位于显示区域内， 包含了部分或全部漏电极区域，使部分或全部漏电极区域暴露出有源层中掺杂半导体层 的表面，如图12和图13所示。本构图工艺中，还同时形成有栅线接口区域(栅线PAD) 的栅线接口过孔和数据线接口区域(数据线PAD)的数据线接口过孔等图形，通过构图工 艺形成栅线接口过孔和数据线接口过孔图形的工艺已广泛应用于目前的构图工艺中，这 里不再赘述。
最后，在完成上述构图的基板上，采用磁控溅射或热蒸发的方法，沉积透明导 电薄膜，透明导电薄膜可以采用氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)或氧化铝锌等材料。采 用普通掩模板通过构图工艺在钝化层过孔9内形成一体结构且相互连接的透明漏电极7和 像素电极13图形，其中像素电极13位于显示区域内，透明漏电极7位于漏电极区域内， 透明漏电极7与有源层中的掺杂半导体层连接，如图1和图2所示。本发明提供了一种TFT-LCD阵列基板，采用透光的透明漏电极，有效增加了像 素区域的透光面积，提高了开口率。开口率的提高不仅可以增加亮度，而且可以降低背 光板的亮度，从而节省能耗和制造成本。需要说明的是，上述说明的TFT-LCD阵列基板的制备过程以及所形成的结构 仅仅是一种实现方式，实际应用中，本领域技术人员可以通过改变工艺流程形成相近的 结构。例如，本发明第二次构图工艺可以分成二个构图工艺，即通过一次采用普通掩 模板的构图工艺形成包括有源层的图形，通过另一次采用半色调或灰色调掩模板的构图 工艺形成包括数据线和源电极的图形。又如，在本发明TFT-LCD阵列基板第二次构图 工艺中，可以在第二部分曝光区域D靠近源电极的位置保留部分源漏金属薄膜，形成金 属薄膜材料的金属漏电极图形，也就是说，金属漏电极形成在有源层上，位于TFT沟道 区域的一侧，与位于TFT沟道区域另一侧的源电极相对设置，金属漏电极和透明漏电极 均位于TFT沟道区域的同侧，且透明漏电极位于金属漏电极的外侧。再如，在本发明 TFT-LCD阵列基板第三次构图工艺中，钝化层过孔9可以只开设在漏电极区域，暴露出 部分或全部漏电极区域。图14a 图14g为本发明TFT-LCD阵列基板另一种制造过程的示意图，为图5 中A3-A3向的剖面图。本制造过程中，第一次构图工艺、第三次构图工艺和第四次构图 工艺与前述图3 图13所示制造过程相同，不再赘述，第二次构图工艺具体为首先采 用PECVD方法依次沉积栅绝缘层3、半导体薄膜21和掺杂半导体薄膜22，然后采用磁 控溅射或热蒸发的方法，沉积一层源漏金属薄膜23，如图14a所示。然后在源漏金属薄 膜23上涂覆一层光刻胶30，采用三调掩模板对光刻胶30进行曝光，显影后使光刻胶30 形成未曝光区域A(光刻胶完全保留区域)、完全曝光区域B (光刻胶完全去除区域)、第 一部分曝光区域C(第一光刻胶部分保留区域)和第二部分曝光区域D(第二光刻胶部分 保留区域)，如图14b所示。其中未曝光区域A对应于数据线和源电极图形所在区域， 第一部分曝光区域C对应于TFT沟道区域图形所在区域，第二部分曝光区域D对应于漏 电极区域，完全曝光区域B对应于上述图形以外的区域，未曝光区域A光刻胶的厚度大 于第二部分曝光区域D光刻胶的厚度，第二部分曝光区域D光刻胶的厚度大于第一部分 曝光区域C光刻胶的厚度。在完全曝光区域B，首先通过湿法刻蚀工艺刻蚀掉源漏金属 薄膜23，然后通过干法刻蚀工艺刻蚀掉掺杂半导体薄膜22和半导体薄膜21，形成数据线 和有源层图形，有源层包括半导体层4和掺杂半导体层5，如图14c所示。通过第一次 灰化工艺，去除第一部分曝光区域C的光刻胶，暴露出该区域的源漏金属薄膜23，如图 14d所示。通过第二次干法刻蚀工艺完全刻蚀掉第一部分曝光区域C的源漏金属薄膜23 和掺杂半导体层5，并刻蚀掉部分厚度的半导体层4，暴露出半导体层4，如图14e所示。 通过第二次灰化工艺，去除第二部分曝光区域D的光刻胶，暴露出该区域的源漏金属薄 膜23，如图14f所示。通过第三次湿法刻蚀工艺完全刻蚀掉第二部分曝光区域D的源漏金属薄膜23，暴露出漏电极区域的掺杂半导体层，如图14g所示。最后剥离剩余的光刻 胶，完成本发明TFT-LCD阵列基板第二次构图工艺。与图3 图13所示制造过程相比，本制造过程通过一次干法刻蚀形成TFT沟道 区域，通过一次湿法刻蚀去除漏电极区域的源漏金属薄膜。图15 图18为本发明TFT-LCD阵列基板再一种制造过程的示意图。本制造 过程是一种在形成钝化层过孔时刻蚀金属漏电极的制造方案。该制造方案中，第一次构 图工艺和第四次构图工艺与前述图3 图13所示制造过程相同，不再赘述，第二次构图 工艺采用半色调或灰色调掩模板通过构图工艺形成有源层、数据线、源电极和金属漏电 极图形，第三次构图工艺在形成钝化层过孔时，刻蚀掉部分或全部金属漏电极，暴露出 漏电极区域的掺杂半导体层。该制造方案的第二次构图工艺具体为首先依次沉积栅 绝缘层、半导体薄膜和掺杂半导体薄膜，接着沉积源漏金属薄膜。在源漏金属薄膜上涂 覆一层光刻胶。采用半色调或灰色调掩模板曝光，显影处理后使光刻胶形成完全曝光区 域(光刻胶完全去除区域)、未曝光区域(光刻胶完全保留区域)和部分曝光区域(光刻 胶部分保留区域)；未曝光区域对应于数据线、源电极和金属漏电极图形所在区域，部 分曝光区域对应于TFT沟道区域图形所在区域，完全曝光区域对应于上述图形以外的区 域。在光刻胶完全去除区域，首先通过湿法刻蚀工艺刻蚀掉源漏金属薄膜，然后通过干 法刻蚀工艺刻蚀掉掺杂半导体薄膜和半导体薄膜，形成包括有源层和数据线的图形。通 过灰化工艺去除光刻胶部分保留区域的光刻胶，暴露出该区域的源漏金属薄膜。通过第 二次刻蚀工艺完全刻蚀掉源漏金属薄膜和掺杂半导体薄膜，并刻蚀掉部分厚度的半导体 薄膜，形成包括源电极、金属漏电极和TFT沟道区域的图形。最后剥离剩余的光刻胶， 完成本次构图工艺。本次构图工艺后，有源层(包括半导体层4和掺杂半导体层5)形成 在栅绝缘层3上并位于栅电极2的上方，源电极6和金属漏电极7a形成在有源层上，源 电极6的一端位于栅电极2的上方，另一端与数据线12连接，金属漏电极7a的一端位于 栅电极2的上方，与源电极6相对设置，源电极6与金属漏电极7a之间形成TFT沟道区 域，TFT沟道区域的掺杂半导体层5被完全刻蚀掉，并刻蚀掉部分厚度的半导体层4，使 TFT沟道区域的半导体层4暴露出来，如图15和图16所示。该制造方案的第三次构图工艺具体为首先采用PECVD方法沉积一层钝化层 8，然后在钝化层8上涂覆一层光刻胶。采用半色调或灰色调掩模板曝光，显影处理后使 光刻胶形成完全曝光区域(光刻胶完全去除区域)、未曝光区域(光刻胶完全保留区域) 和部分曝光区域(光刻胶部分保留区域)；完全曝光区域对应于钝化层过孔图形所在区 域，部分曝光区域对应于栅线接口过孔和数据线接口过孔图形所在区域，未曝光区域对 应于对应于上述图形以外的区域。首先进行第一次刻蚀工艺，完全刻蚀掉完全曝光区域 的钝化层8，形成钝化层过孔9图形，随后继续刻蚀钝化层过孔9内的金属漏电极7a，使 钝化层过孔9内暴露出有源层的掺杂半导体层5表面。之后进行灰化工艺，通过灰化工 艺去除部分曝光区域的光刻胶，暴露出该区域的钝化层8。之后进行第二次刻蚀工艺，在 栅线接口区域形成栅线接口过孔图形，在数据线接口区域形成数据线接口过孔图形。最 后剥离剩余的光刻胶，完成本次构图工艺，如图17和图18所示。由于金属漏电极与源 电极同层设置，并在同一次构图工艺中形成，因此金属漏电极上覆盖有钝化层。图19为本发明TFT-LCD阵列基板制造方法第一实施例的流程图，包括
步骤11、在基板上沉积栅金属薄膜，通过构图工艺形成包括栅线和栅电极的图 形；步骤12、在完成前述步骤的基板上沉积栅绝缘层、半导体薄膜、掺杂半导体薄 膜和源漏金属薄膜，采用三调掩模板通过构图工艺形成包括有源层、数据线和源电极的 图形；步骤13、在完成前述步骤的基板上沉积钝化层，通过构图工艺形成包括钝化层 过孔的图形，所述钝化层过孔包含了部分或全部漏电极区域；步骤14、在完成前述步骤的基板上沉积透明导电薄膜，通过构图工艺形成包括 一体结构且相互连接的透明漏电极和像素电极的图形。在图19所示技术方案中，所述步骤12可以包括采用等离子体增强化学气相沉积方法，依次沉积栅绝缘层、半导体薄膜和掺杂 半导体薄膜；采用磁控溅射或热蒸发的方法，沉积源漏金属薄膜；在所述源漏金属薄膜上涂覆一层光刻胶；采用三调掩模板对光刻胶曝光，显影后使光刻胶形成光刻胶完全保留区域、光 刻胶完全去除区域、第一光刻胶部分保留区域和第二光刻胶部分保留区域，其中，光刻 胶完全保留区域对应于数据线和源电极图形所在区域，第一光刻胶部分保留区域对应于 TFT沟道区域图形所在区域，第二光刻胶部分保留区域对应于漏电极区域，光刻胶完全 去除区域对应于上述图形以外区域；在光刻胶完全去除区域，首先通过湿法刻蚀工艺刻蚀掉源漏金属薄膜，然后通 过干法刻蚀工艺刻蚀掉掺杂半导体薄膜和半导体薄膜；通过灰化工艺去除第一光刻胶部分保留区域的光刻胶，暴露出该区域的源漏金
属薄膜；通过第二次干法刻蚀工艺完全刻蚀掉第一光刻胶部分保留区域的源漏金属薄膜 和掺杂半导体薄膜，并刻蚀掉部分厚度的半导体薄膜，暴露出半导体薄膜，同时完全刻 蚀掉第二光刻胶部分保留区域的源漏金属薄膜，暴露出掺杂半导体薄膜；剥离剩余的光刻胶。其中，所述光刻胶完全保留区域光刻胶的厚度为25000A~ 30000A,所述第一 光刻胶部分保留区域光刻胶的厚度为3000A - 6000A,所述第二光刻胶部分保留区域光刻 胶的厚度为12000A ~ 18000A。上述流程已在前述图3 图13中详细说明，这里不再赘 述。在图19所示技术方案中，所述步骤12也可以包括采用等离子体增强化学气相沉积方法，依次沉积栅绝缘层、半导体薄膜和掺杂 半导体薄膜；采用磁控溅射或热蒸发的方法，沉积源漏金属薄膜；在所述源漏金属薄膜上涂覆一层光刻胶；采用三调掩模板对光刻胶曝光，显影后使光刻胶形成光刻胶完全保留区域、光 刻胶完全去除区域、第一光刻胶部分保留区域和第二光刻胶部分保留区域，其中，光刻 胶完全保留区域对应于数据线和源电极图形所在区域，第一光刻胶部分保留区域对应于TFT沟道区域图形所在区域，第二光刻胶部分保留区域对应于漏电极区域，光刻胶完全 去除区域对应于上述图形以外区域；在光刻胶完全去除区域，首先通过湿法刻蚀工艺刻蚀掉源漏金属薄膜，然后通 过干法刻蚀工艺刻蚀掉掺杂半导体薄膜和半导体薄膜；通过第一次灰化工艺去除第一光刻胶部分保留区域的光刻胶，暴露出该区域的 源漏金属薄膜；通过第二次干法刻蚀工艺完全刻蚀掉第一光刻胶部分保留区域的源漏金属薄膜 和掺杂半导体薄膜，并刻蚀掉部分厚度的半导体薄膜，暴露出半导体薄膜；通过第二次灰化工艺去除第二光刻胶部分保留区域的光刻胶，暴露出该区域的 源漏金属薄膜；通过第三次湿法刻蚀工艺完全刻蚀掉第二光刻胶部分保留区域的源漏金属薄 膜，暴露出掺杂半导体薄膜；剥离剩余的光刻胶。上述流程已在前述图14a 图14g中详细说明。图20为本发明TFT-LCD阵列基板制造方法第二实施例的流程图，包括步骤21、在基板上沉积栅金属薄膜，通过构图工艺形成包括栅线和栅电极的图 形；步骤22、在完成前述步骤的基板上沉积栅绝缘层、半导体薄膜、掺杂半导体 薄膜和源漏金属薄膜，采用半色调或灰色调掩模板通过构图工艺形成包括有源层、数据 线、源电极和金属漏电极的图形；步骤23、在完成前述步骤的基板上沉积钝化层，通过构图工艺形成包括钝化层 过孔的图形，所述钝化层过孔内的金属漏电极被刻蚀掉，暴露出有源层的掺杂半导体层 表面；步骤24、在完成前述步骤的基板上沉积透明导电薄膜，通过构图工艺形成包括 一体结构且相互连接的透明漏电极和像素电极的图形。在图20所示技术方案中，所述步骤22包括采用等离子体增强化学气相沉积方法，依次沉积栅绝缘层、半导体薄膜和掺杂 半导体薄膜；采用磁控溅射或热蒸发的方法，沉积源漏金属薄膜；在所述源漏金属薄膜上涂覆一层光刻胶；采用半色调或灰色调掩模板对光刻胶曝光，显影后使光刻胶形成光刻胶完全保 留区域、光刻胶完全去除区域和光刻胶部分保留区域，其中，光刻胶完全保留区域对应 于数据线、源电极和金属漏电极图形所在区域，光刻胶部分保留区域对应于TFT沟道区 域图形所在区域，光刻胶完全去除区域对应于上述图形以外区域；在光刻胶完全去除区域，首先通过湿法刻蚀工艺刻蚀掉源漏金属薄膜，然后通 过干法刻蚀工艺刻蚀掉掺杂半导体薄膜和半导体薄膜；通过灰化工艺去除光刻胶部分保留区域的光刻胶，暴露出该区域的源漏金属薄 膜；通过第二次刻蚀工艺完全刻蚀掉光刻胶部分保留区域的源漏金属薄膜和掺杂半导体薄膜，并刻蚀掉部分厚度的半导体薄膜，暴露出半导体薄膜；剥离剩余的光刻胶。在图20所示技术方案中，所述步骤23包括采用等离子体增强化学气相沉积方法，沉积钝化层；在钝化层上涂覆一层光刻胶；采用半色调或灰色调掩模板对光刻胶曝光，显影后使光刻胶形成光刻胶完全保 留区域、光刻胶完全去除区域和光刻胶部分保留区域，其中，光刻胶完全去除区域对应 于钝化层过孔图形所在区域，光刻胶部分保留区域对应于栅线接口过孔和数据线接口过 孔图形所在区域，光刻胶完全保留区域对应于上述图形以外的区域；通过第一次刻蚀工艺形成钝化层过孔图形，同时刻蚀掉钝化层过孔内的金属漏 电极，使钝化层过孔内暴露出有源层的掺杂半导体层表面；通过灰化工艺去除光刻胶部分保留区域的光刻胶，暴露出该区域的钝化层；通过第二次刻蚀工艺在栅线接口区域形成栅线接口过孔图形，在数据线接口区 域形成数据线接口过孔图形；剥离剩余的光刻胶。上述流程是一种在形成钝化层过孔时刻蚀金属漏电极的制造方案。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参 照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发 明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
权利要求
1.一种TFT-LCD阵列基板，包括栅线和数据线，所述栅线和数据线限定的像素区域 内形成像素电极和薄膜晶体管，其特征在于，所述薄膜晶体管包括栅电极、源电极和透 明漏电极。
2.根据权利要求1所述的TFT-LCD阵列基板，其特征在于，所述透明漏电极与像素 电极同层设置，并在同一次构图工艺中形成。
3.根据权利要求1所述的TFT-LCD阵列基板，其特征在于，所述透明漏电极与像素 电极为一体结构。
4.根据权利要求1 3中任一权利要求所述的TFT-LCD阵列基板，其特征在于，所 述栅电极形成在基板上，其上形成有栅绝缘层，包括半导体层和掺杂半导体层的有源层 形成在栅绝缘层上并位于栅电极的上方，其上形成TFT沟道区域，所述源电极形成在有 源层上，钝化层形成在上述构图上并开设有钝化层过孔，所述透明漏电极通过钝化层过 孔与有源层的掺杂半导体层连接。
5.根据权利要求4所述的TFT-LCD阵列基板，其特征在于，所述薄膜晶体管还包括 金属漏电极，所述金属漏电极形成在有源层上并位于TFT沟道区域的一侧，与位于TFT 沟道区域另一侧的源电极相对设置。
6.根据权利要求5所述的TFT-LCD阵列基板，其特征在于，所述透明漏电极位于金 属漏电极的外侧。
7.根据权利要求5所述的TFT-LCD阵列基板，其特征在于，所述金属漏电极与源电 极同层设置，并在同一次构图工艺中形成，所述金属漏电极上覆盖有钝化层。
8.—种TFT-LCD阵列基板制造方法，其特征在于，包括步骤1、在基板上沉积栅金属薄膜，通过构图工艺形成包括栅线和栅电极的图形；步骤2、在完成前述步骤的基板上，通过构图工艺形成包括有源层、数据线、源电极 和钝化层过孔的图形，所述钝化层过孔内暴露出有源层的掺杂半导体层表面；步骤3、在完成前述步骤的基板上沉积透明导电薄膜，通过构图工艺形成包括一体结 构且相互连接的透明漏电极和像素电极的图形。
9.根据权利要求8所述的TFT-LCD阵列基板制造方法，其特征在于，所述步骤2包括步骤201、在完成前述步骤的基板上沉积栅绝缘层、半导体薄膜、掺杂半导体薄膜 和源漏金属薄膜，采用三调掩模板通过构图工艺形成包括有源层、数据线和源电极的图 形；步骤202、在完成前述步骤的基板上沉积钝化层，通过构图工艺形成包括钝化层过孔 的图形，所述钝化层过孔包含了部分或全部漏电极区域。
10.根据权利要求9所述的TFT-LCD阵列基板制造方法，其特征在于，所述步骤201 包括采用等离子体增强化学气相沉积方法，依次沉积栅绝缘层、半导体薄膜和掺杂半导 体薄膜；采用磁控溅射或热蒸发的方法，沉积源漏金属薄膜；在所述源漏金属薄膜上涂覆一层光刻胶；采用三调掩模板对光刻胶曝光，显影后使光刻胶形成光刻胶完全保留区域、光刻胶完全去除区域、第一光刻胶部分保留区域和第二光刻胶部分保留区域，其中，光刻胶完 全保留区域对应于数据线和源电极图形所在区域，第一光刻胶部分保留区域对应于TFT 沟道区域图形所在区域，第二光刻胶部分保留区域对应于漏电极区域，光刻胶完全去除 区域对应于上述图形以外区域；在光刻胶完全去除区域，首先通过湿法刻蚀工艺刻蚀掉源漏金属薄膜，然后通过干 法刻蚀工艺刻蚀掉掺杂半导体薄膜和半导体薄膜；通过灰化和刻蚀工艺形成包括TFT沟道区域的图形。
11.根据权利要求10所述的TFT-LCD阵列基板制造方法，其特征在于，所述通过灰 化和刻蚀工艺形成包括TFT沟道区域的图形包括通过灰化工艺去除第一光刻胶部分保留区域的光刻胶，暴露出该区域的源漏金属薄膜；通过第二次干法刻蚀工艺完全刻蚀掉第一光刻胶部分保留区域的源漏金属薄膜和掺 杂半导体薄膜，并刻蚀掉部分厚度的半导体薄膜，暴露出半导体薄膜，同时完全刻蚀掉 第二光刻胶部分保留区域的源漏金属薄膜，暴露出掺杂半导体薄膜； 剥离剩余的光刻胶。
12.根据权利要求11所述的TFT-LCD阵列基板制造方法，其特征在于，所述 光刻胶完全保留区域光刻胶的厚度为25000A~ 30000A，所述第一光刻胶部分保留 区域光刻胶的厚度为3000A~ 6000A，所述第二光刻胶部分保留区域光刻胶的厚度为12000Α~ 18000Α。
13.根据权利要求10所述的TFT-LCD阵列基板制造方法，其特征在于，所述通过灰 化和刻蚀工艺形成包括TFT沟道区域的图形包括通过第一次灰化工艺去除第一光刻胶部分保留区域的光刻胶，暴露出该区域的源漏 金属薄膜；通过第二次干法刻蚀工艺完全刻蚀掉第一光刻胶部分保留区域的源漏金属薄膜和掺 杂半导体薄膜，并刻蚀掉部分厚度的半导体薄膜，暴露出半导体薄膜；通过第二次灰化工艺去除第二光刻胶部分保留区域的光刻胶，暴露出该区域的源漏 金属薄膜；通过第三次湿法刻蚀工艺完全刻蚀掉第二光刻胶部分保留区域的源漏金属薄膜，暴 露出掺杂半导体薄膜； 剥离剩余的光刻胶。
14.根据权利要求8所述的TFT-LCD阵列基板制造方法，其特征在于，所述步骤2包括步骤211、在完成前述步骤的基板上沉积栅绝缘层、半导体薄膜、掺杂半导体薄膜和 源漏金属薄膜，采用半色调或灰色调掩模板通过构图工艺形成包括有源层、数据线、源 电极和金属漏电极的图形；步骤212、在完成前述步骤的基板上沉积钝化层，通过构图工艺形成包括钝化层过 孔的图形，所述钝化层过孔内的金属漏电极被刻蚀掉，暴露出有源层的掺杂半导体层表 面。
15.根据权利要求14所述的TFT-LCD阵列基板制造方法，其特征在于，所述步骤211包括采用等离子体增强化学气相沉积方法，依次沉积栅绝缘层、半导体薄膜和掺杂半导 体薄膜；采用磁控溅射或热蒸发的方法，沉积源漏金属薄膜； 在所述源漏金属薄膜上涂覆一层光刻胶；采用半色调或灰色调掩模板对光刻胶曝光，显影后使光刻胶形成光刻胶完全保留区 域、光刻胶完全去除区域和光刻胶部分保留区域，其中，光刻胶完全保留区域对应于数 据线、源电极和金属漏电极图形所在区域，光刻胶部分保留区域对应于TFT沟道区域图 形所在区域，光刻胶完全去除区域对应于上述图形以外区域；在光刻胶完全去除区域，首先通过湿法刻蚀工艺刻蚀掉源漏金属薄膜，然后通过干 法刻蚀工艺刻蚀掉掺杂半导体薄膜和半导体薄膜；通过灰化工艺去除光刻胶部分保留区域的光刻胶，暴露出该区域的源漏金属薄膜； 通过第二次刻蚀工艺完全刻蚀掉光刻胶部分保留区域的源漏金属薄膜和掺杂半导体 薄膜，并刻蚀掉部分厚度的半导体薄膜，暴露出半导体薄膜； 剥离剩余的光刻胶。
16.根据权利要求14所述的TFT-LCD阵列基板制造方法，其特征在于，所述步骤 212包括采用等离子体增强化学气相沉积方法，沉积钝化层； 在钝化层上涂覆一层光刻胶；采用半色调或灰色调掩模板对光刻胶曝光，显影后使光刻胶形成光刻胶完全保留区 域、光刻胶完全去除区域和光刻胶部分保留区域，其中，光刻胶完全去除区域对应于钝 化层过孔图形所在区域，光刻胶部分保留区域对应于栅线接口过孔和数据线接口过孔图 形所在区域，光刻胶完全保留区域对应于上述图形以外的区域；通过第一次刻蚀工艺形成钝化层过孔图形，同时刻蚀掉钝化层过孔内的金属漏电 极，使钝化层过孔内暴露出有源层的掺杂半导体层表面；通过灰化工艺去除光刻胶部分保留区域的光刻胶，暴露出该区域的钝化层； 通过第二次刻蚀工艺在栅线接口区域形成栅线接口过孔图形，在数据线接口区域形 成数据线接口过孔图形； 剥离剩余的光刻胶。
全文摘要
本发明涉及一种TFT-LCD阵列基板及其制造方法。TFT-LCD阵列基板包括栅线和数据线，所述栅线和数据线限定的像素区域内形成像素电极和薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括栅电极、源电极和透明漏电极。透明漏电极与像素电极同层设置，并在同一次构图工艺中形成。透明漏电极与像素电极为一体结构。本发明通过第一次构图工艺形成栅线和栅电极，通过第二次构图工艺形成数据线和源电极，通过第三次构图工艺形成钝化层过孔，通过第四次构图工艺形成透明漏电极和像素电极。由于本发明采用透明漏电极，因此有效增加了像素区域的透光面积，提高了开口率。开口率的提高不仅可以增加亮度，而且可以降低背光板的亮度，从而节省能耗和制造成本。
文档编号G02F1/1362GK102023433SQ20091009338
公开日2011年4月20日 申请日期2009年9月18日 优先权日2009年9月18日
发明者李伟, 李正勲 申请人:北京京东方光电科技有限公司