专利名称：Tft lcd阵列基板结构及非保形绝缘薄膜形成方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种TFT LCD阵列基板结构及其制造方法，尤其涉及一种绝缘薄膜为非保形的TFT LCD阵列基板结构及非保形绝缘薄膜形成方法和应用。
背景技术：
显示器件为了实现高清晰度和大容量显示，一般使用有源矩阵(ActiveMatrix)的开关器件控制每个像素。薄膜晶体管作为单个控制元件，通过栅电极信号控制源电极和漏电极之间的导通。漏电极和透明像素电极连接，源电极的数据信号可以输送到单个像素。在液晶显示器件中，像素电压调节液晶分子的扭曲或者转向，导致光透过率的变化。通过控制每个像素的透过率，实现图像显示。每一个像素控制开关的薄膜晶体管特性，直接影响画面显示品质。
薄膜晶体管(TFT)和集成电路的半导体器件结构类似，每一层图案在一定位置精准布罩于另一层图案上。每一层图案由不同或者相同的材料组成，如金属、绝缘介质等，其厚度一般从数十纳米至数微米。由于每一层图案之上还有新的一层图案形成，有必要实现每一层图案结构的表面平坦化，以减少陡峭台阶对形成新一层图案的危害。尤其是在半导体结构的绝缘介质上面沉积金属材料，形成连线或者电极的步骤。金属层通常是由溅射方法制备，由于溅射技术本身的非保形沉积特性，在台阶表面的金属厚度要大于陡峭侧壁的金属厚度。导致台阶棱缘处的金属横截面变小，其电流密度大大增加，金属导线容易发生老化。由于薄膜台阶的不完全覆盖，会导致陡峭边缘出现金属连线的断开。
在薄膜晶体管液晶显示器(TFT LCD)形成每一层图案的过程和集成电路的制作类似，首先在衬底表面形成一层薄膜；其次在薄膜表面形成一层和最终图案相同的光敏感材料的图案；最后把光敏感材料的图案转移形成薄膜的图案。形成薄膜的方法有物理气相沉积和化学气相沉积，金属薄膜通常由物理气相沉积如磁控溅射制备，绝缘薄膜和半导体薄膜通常由化学气相沉积制备。光敏感材料图案通过光刻方法形成。薄膜图案的形成有液体腐蚀和气体腐蚀两种方法。由于难以找到和金属形成易挥发副产物的腐蚀气体，金属薄膜的腐蚀一般由刻蚀液完成。对于一定的薄膜材料，在特定工艺条件下液体腐蚀和气体腐蚀会形成如前所述的陡峭侧壁和垂直台阶。比如酸性腐蚀液对于金属钼的腐蚀速度比金属铝慢，在光敏感材料的图案之下不容易形成倒凹的金属形状，更加倾向形成垂直陡峭的形貌。化学气相沉积是一种保形的薄膜形成方法，它所沉积的薄膜具有和下一层相同的图案。当在金属图案之上形成一层绝缘薄膜的时候，此绝缘薄膜也具有相同垂直陡峭的台阶形状。如果继续在绝缘薄膜之上由磁控溅射沉积一层很薄的导电薄膜，由于溅射的非保形特性和绝缘薄膜的垂直台阶，在台阶侧壁较难沉积导电薄膜，容易发生导电薄膜的断线。如上所述，绝缘薄膜图案之上的金属断线是由于化学气相沉积的保形特性引起，其本质和集成电路器件制作中的化学气相沉积的填空缝隙是一样的。美国专利6,794,299说明了各种化学气相沉积方法共有的内在附有特征。由于化学气相沉积的保形特性，在半导体器件表面淀积的绝缘薄膜，倾向于形成垂直台阶，导致后续工艺形成不理想的薄膜形状。
图1所示的是一个薄膜晶体管的横截面图。此种背沟道腐蚀底栅结构的阵列基板主要由薄膜晶体管器件、透明像素电极10、栅线1以及数据线5组成。薄膜晶体管器件由栅电极2、栅极绝缘层4、半导体有源层3和源、漏电极6、7组成。薄膜晶体管器件的漏极7通过钝化绝缘薄膜的过孔9与像素电极10连接。薄膜晶体管的数据线和源、漏电极一般由金属钼组成。图1所示的栅极绝缘层4是1000至8000埃的氮化硅，漏电极7是2000埃至4000埃的金属钼，钝化保护膜3是1000至4000埃的氮化硅，像素电极10是100至700埃的透明氧化铟锡薄膜。依照前述的薄膜图案制作流程，在栅电极2之上形成一层栅极绝缘薄膜4和半导体有源层3，在栅电极绝缘薄膜4之上形成薄膜晶体管的漏电极7。如前所述，构成薄膜晶体管漏电极的材料一般是金属钼。使用硝酸、磷酸和醋酸的混合溶液腐蚀金属钼形成薄膜晶体管漏电极，由于金属钼的低腐蚀速率和较稳定的电化学性能，导致薄膜晶体管漏电极形成陡坡台阶形状。使用等离子增强化学气相沉积方法在薄膜晶体管漏电极之上淀积一层绝缘薄膜，依照前述的图案制作流程形成钝化保护膜8。由于化学气相沉积的保形性，钝化保护膜也形成如图2所示的陡坡台阶形状。透明像素电极一般是溅射氧化铟锡薄膜制成，离子溅射镀膜一般较难在垂直基板的侧面淀积薄膜，因此形成如图2所示的断线像素电极10(图二中所示的像素电极断线部分11)。像素电极由透明材料组成，在阵列基板制作完成后不能被检测出来。此类不可视缺陷造成薄膜晶体管器件的失效和液晶显示器件的坏点。
发明内容
为了克服上述技术中的缺陷，本发明提供TFT LCD阵列基板结构及非保形绝缘薄膜形成方法和应用。本发明的一个目的是提供一种薄膜晶体管器件结构和一种改善薄膜形貌的工艺方法，从而克服前述传统化学气相沉积方法的缺点。相对于化学气相沉积保形的垂直台阶形状，本发明提供的工艺方法形成坡度平缓的台阶形状。特别地，本发明的一个目的是改善金属电极上面的绝缘薄膜的表面形貌，使得淀积在绝缘薄膜之上的源漏电极或透明导电薄膜形成连续平坦的结构。本发明的根本目的是消除源漏电极和像素电极断线引起的薄膜晶体管器件不可视缺陷，减少液晶显示器检测出现的坏点，提高生产成品率和优良品比例。
为了实现上述目的，本发明提供一种TFT LCD阵列基板结构，包括基板、栅线、栅电极、栅极绝缘薄膜、有源层孤岛、数据线、源电极、漏电极及透明导电薄膜，其中所述栅极绝缘薄膜为非保形结构。
上述方案中，所述结构还包括钝化绝缘薄膜，钝化绝缘薄膜为非保形结构，形成在所述的源电极、漏电极和部分栅极绝缘薄膜之上。
为了实现上述目的，本发明同时提供另一种TFT LCD阵列基板结构，包括基板、栅线、栅电极、栅极绝缘薄膜、有源层孤岛、数据线、源电极、漏电极、钝化绝缘薄膜及透明导电薄膜，其中所述钝化绝缘薄膜为非保形结构。
为了实现上述目的，本发明同时提供第一种非保形的绝缘薄膜的形成方法，包括步骤1，提供一个基板；步骤2，在化学气相沉积设备里放置阵列基板，向反应腔通入反应气体和惰性气体，在薄膜沉积的同时进行薄膜刻蚀，形成非保形的绝缘薄膜。
上述第一种非保形的绝缘薄膜的形成方法中，所述步骤2中薄膜刻蚀和薄膜沉积的速率之比是0.01至0.1之间。所述步骤2中通入反应气体和惰性气体时硅烷流量在400至3000sccm之间、氨气流量1000至10000sccm之间、氮气流量在5000至30000sccm之间和氩气流量在1000至10000sccm之间；反应腔真空度在1毫托至100毫托之间；等离子体功率在0.07至0.7watt/cm2之间。所述步骤2通入反应气体和惰性气体时硅烷流量在400至3000sccm之间、氨气流量1000至10000sccm之间、氮气流量在5000至30000sccm之间和氦气流量在1000至10000sccm之间；反应腔真空度在1毫托至100毫托之间；等离子体功率在0.07至0.7watt/cm2之间。
为了实现上述目的，本发明同时还提供一种利用前述形成方法形成非保形的绝缘薄膜用于形成TFT LCD阵列基板结构TFT器件的栅极绝缘薄膜和/或钝化绝缘薄膜。
为了实现上述目的，本发明同时提供第二种非保形的绝缘薄膜的形成方法，包括
步骤1，提供一基板；步骤2，在化学气相沉积设备里放置所述基板，向反应腔通入反应气体形成第一层绝缘薄膜；步骤3，向化学气相沉积设备通入惰性气体，离子轰击刻蚀第一层绝缘薄膜；步骤4，向反应腔通入反应气体形成第二层绝缘薄膜。
上述第二种非保形的绝缘薄膜的形成方法中，所述步骤2和步骤4中通入反应气体时硅烷流量在400至3000sccm之间、氨气流量1000至10000sccm之间、氮气流量在5000至30000sccm之间，反应腔的真空度在500毫托至3000毫托之间，等离子体功率在0.07至0.7watt/cm2之间。所述步骤2形成的第一层钝化绝缘薄膜，厚度在1000至5000埃之间。所述步骤4中形成的第二层钝化绝缘薄膜厚度在1000至5000埃之间。所述步骤3中通入惰性气体是氦气、氩气、或者氦气和氢气的混和气体。所述步骤3中离子轰击刻蚀时，惰性气体流量在1000至20000sccm之间，反应腔的真空度在100毫托以下，等离子体功率在0.07至0.7watt/cm2之间。所述步骤3中离子轰击刻蚀时刻蚀第一层钝化绝缘薄膜厚度一半以上。所述步骤2至步骤4可重复进行多次，即多步镀膜和多步刻蚀，多次重复进行镀膜和刻蚀。
为了实现上述目的，本发明同时还提供一种利用前述形成方法形成非保形的绝缘薄膜用于形成TFT LCD阵列基板结构TFT器件的栅极绝缘薄膜和/或钝化绝缘薄膜。
相对于现有技术，本发明在阵列基板的栅线和栅电极之上，使用等离子增强化学气相沉积形成栅极绝缘层，通过本发明的工艺方法形成非保形的平缓台阶，在具有改善台阶形状的栅极绝缘层之上，通过等离子增强化学气相沉积形成半导体有源层。光刻形成半导体有源层的孤岛具有平缓过渡的台阶，有利于在其上形成连续的源漏电极。本发明提供的栅极绝缘层和半导体有源层的沉积方法，有利于放松对于栅电极台阶形状的依赖，可以减少栅电极刻蚀液的开发费用和使用成本。
本发明在漏电极之上形成具有圆滑台阶的绝缘薄膜；在绝缘薄膜之上的连续的透明导电薄膜。漏电极台阶转角处绝缘薄膜的厚度要小于平坦表面绝缘薄膜的厚度，因此形成了一种具有连续透明导电薄膜的薄膜晶体管器件，降低了像素电极断线的发生几率，减少了不可视缺陷和显示器坏点。
下面结合附图和具体实施例对本发明进行进一步更为详细地说明。
图1是现有技术中发生不可视缺陷的阵列基板结构横截面图；图2是现有技术中薄膜沉积方法所引起的薄膜断线示意图；图3是本发明的沉积和刻蚀同时进行形成非保形绝缘薄膜的示意图；图4a是本发明的第一步等离子增强化学沉积法(PECVD)形成保形(Conformal)绝缘薄膜的示意图；图4b是本发明的溅射刻蚀后绝缘薄膜形貌的示意图；图4c是本发明的PECVD形成第二层绝缘薄膜或者半导体薄膜的示意图；图4d是由本发明的工艺方法形成连续导电薄膜的示意图；图5是由本发明制造阵列基板结构形成像素电极后的横截面图；图6是由本发明制造阵列基板结构形成金属栅电极后的横截面图；图7a是由本发明制造阵列基板结构形成栅极绝缘层后的横截面图；图7b是由本发明制造阵列基板结构溅射刻蚀形成平坦台阶栅极绝缘层后的横截面图；图7c是由本发明制造阵列基板结构形成有源层硅岛后的横截面图；图8是由本发明制造阵列基板结构形成源漏电极和导电沟道后的横截面图；图9a是由本发明制造阵列基板结构形成钝化保护膜后的横截面图；图9b是由本发明制造阵列基板结构形成平坦台阶钝化保护膜后的横截面图；图9c是由本发明制造阵列基板结构形成钝化保护膜过孔后的横截面图。
图中标记1、栅线；2、栅电极；3、半导体有源层；4、栅极绝缘层；5、数据线；6、源电极；7、漏电极；8、钝化绝缘薄膜；9、钝化绝缘薄膜过孔；10、像素电极；11、像素电极断线部分；12、衬底；13、导电薄膜；14、绝缘薄膜；14a、第一层绝缘薄膜；14b、第二层绝缘薄膜；15、第二层导电薄膜。
具体实施例方式
使用于显示器的半导体结构主要是薄膜晶体管，其作用是向每一个像素提供必需的工作电压，实现图像显示。非晶硅是构成薄膜晶体管的主要材料，现在也有开发和量产用的多晶硅。氮化硅则是一种主要的绝缘介质，使用于薄膜晶体管器件。薄膜晶体管的制作依赖于和半导体集成电路类似的一系列技术。这包括在整个基板表面生效的单元工艺所组成的制造次序，通过适当的光刻掩蔽层，以指定的方式局部地改造半导体及其绝缘介质的图案和形状。下述工艺步骤被普遍采用于玻璃基板之上的薄膜晶体管器件制作。首先在玻璃基板上面形成一层薄膜，可以是金属材料或者绝缘介质，也可以是透明导电的金属氧化物。在薄膜之上涂敷一层感光保护膜，然后通过光刻掩模曝光，每一个光刻掩模是薄膜晶体管器件一层平面设计的结构。显影之后曝光的感光保护膜被去除，剩下的感光保护膜作为刻蚀掩模层，进行下面薄膜材料的腐蚀。完成薄膜腐蚀之后，感光保护膜被去除。重复上述工艺步骤数次，每次使用不同薄膜材料，可以按照指定方式制成一定图案的器件结构。
构成薄膜晶体管器件结构的每一层薄膜厚度在数百至数千埃之间，在制作薄膜晶体管结构的过程中会形成陡坡台阶。有必要平坦化明显陡坡的表面形貌，使得薄膜晶体管器件的每一层薄膜精确地在指定位置叠加于另一层薄膜之上，这对于金属薄膜或者导电薄膜的形成尤其重要。金属薄膜或者导电薄膜一般由物理气相沉积方法如溅射制备。因为溅射镀膜时离子沉积方向性导致薄膜的有限保形，使得台阶侧面的薄膜厚度小于台阶表面的薄膜厚度。台阶侧面金属薄膜或者导电薄膜横截面的减少，导致区域电流密度的增大，引起导线的老化失效。更为严重的是溅射镀膜时，可能造成台阶侧面完全没有薄膜沉积，致使金属薄膜或者导电薄膜断开，薄膜晶体管器件不能正常工作而产生显示器的坏点。由此可见，在沉积金属薄膜或者导电薄膜之前，它们下面的薄膜表面形态平坦化是非常必要的。
如图5所示，本发明公开了一种绝缘薄膜为非保形的TFT LCD阵列基板结构，包括薄膜晶体管器件、透明像素电极10、栅线1以及数据线5、钝化绝缘薄膜8组成。薄膜晶体管器件由栅电极2、栅极绝缘层4、半导体有源层3和源、漏电极6、7组成。薄膜晶体管器件的漏极7通过钝化绝缘薄膜的过孔9与像素电极10连接。本发明的特征在于该阵列基板结构的绝缘薄膜为非保形，如栅极绝缘层4和钝化绝缘薄膜8可以均为非保形的结构，也可以是栅极绝缘成4和钝化绝缘薄膜8之一为非保形结构。图6所示为本发明制造阵列基板结构形成像素电极制作后的横截面图，该结构中栅极绝缘层4和钝化绝缘薄膜8这两个绝缘薄膜均为非保形的结构。
图3至图4d示意了非保形绝缘薄膜的形成方法及在非保形绝缘薄膜上形成连续不断线的像素电极或金属电极。
实施例一首先，如图3所示，提供一个已经形成导电薄膜13(可为栅电极薄膜或者源漏电极薄膜等)的衬底12。
然后，在等离子体增强化学气相沉积设备里放置前述衬底12，除了向沉积绝缘薄膜的等离子增强化学气相沉积设备通入硅烷、氨气和氮气等反应气体外，还通入惰性气体氩气、或氦气、或氦气与氢气的混和气体，在薄膜沉积的同时进行薄膜刻蚀，形成非保形的绝缘薄膜14。如向等离子体通入惰性气体氩气，生成的氩离子在电场作用下被加速到基板表面，轰击表面薄膜，导致沉积薄膜的同时发生薄膜刻蚀。如图3所示，由于台阶突出尖角部的优先刻蚀特性，导电薄膜13之上的绝缘薄膜14形成非保形的平缓台阶。
实施例二图4a至图4d给出了该实施例的具体制作流程。
首先，提供一个已经形成导电薄膜13(可能为栅线及栅电极或者源漏电极等)的衬底12。
随后，在等离子体增强化学气相沉积设备里放置所述衬底12，向反应腔通入硅烷、氨气和氮气等反应气体，一定时间以后，沉积一定厚度的第一层绝缘薄膜14a，停止反应气体的通入。由于等离子增强化学气相沉积的内在保形特性，第一层绝缘薄膜14a形成图4a所示的垂直台阶。
接着，向等离子体增强化学气相沉积设备通入惰性气体，在一定的功率和气压下，产生惰性气体等离子体，惰性气体离子轰击基板表面，发生离子溅射腐蚀。绝缘薄膜的台阶拐角发生择优溅射，导致比平面的薄膜刻蚀更多，形成如图4b所示的平缓过渡台阶。向反应腔通入反应气体，沉积预定厚度的绝缘薄膜，形成如图4c所示的第二层绝缘薄膜14b。
最后，在第二层绝缘薄膜14b之上，通过溅射形成第二层导电薄膜15，即漏电极或像素电极，即形成连续导电薄膜，如图4d所示。
上述说明是一种两步镀膜和一步刻蚀的方法，为了达成优化的节拍时间和非保形薄膜，可以实施多步镀膜和多步刻蚀的方法，即重复依次进行镀膜和刻蚀。
在上述具体实施例里，使用第一种方法同时进行沉积薄膜和刻蚀薄膜时，为了维持离子轰击刻蚀效果，真空度保持在1毫托至100毫托之间是必需的。第二种方法单独依次沉积和刻蚀薄膜，进行薄膜沉积时的真空度可以维持在托量级。由此导致第二种方法的沉积速率要高于第一种方法的沉积速率。但是第二种方法采用多步沉积、刻蚀、沉积的重复工艺，所以两种方法消耗相近的时间沉积相同厚度的绝缘薄膜。使用上述两种方法均可以形成圆滑的绝缘薄膜台阶，在此绝缘薄膜之上溅射沉积一层厚度为100埃至5000埃的透明导电薄膜或者金属薄膜，可以形成如图4d所示的连续不断线的第二层导电薄膜15，从而由于像素电极10断线引起的不可视缺陷被显著减少，导致显示器坏点显著减少。
图6至图9c示意使用本发明的方法制作一种TFT LCD阵列基板。
首先，在玻璃衬底上使用溅射设备沉积第一层金属薄膜如铝钕合金、铝、钼等，维持衬底温度在10℃至200℃之间，真空度在50毫托以下，沉积厚度在1000埃至6000埃之间的栅金属薄膜，通过光刻工艺形成如图6所示的栅电极2。
接着，使用AKT公司或者JEL公司提供的等离子体增强化学气相沉积设备，在栅电极2上沉积栅极绝缘层4。维持摆放基板的底座温度在200℃至400℃之间，向反应腔同时通入400至3000sccm的硅烷、1000至10000sccm的氨气、10000至30000sccm的氮气、和1000至10000sccm的氩气，利用真空泵和真空计的反馈电路控制反应腔的真空度在1毫托至100毫托之间，在1000至10000瓦之间(对应0.07至0.7watt/cm2)优化选择反应腔的等离子体功率，通过上述工艺条件控制绝缘薄膜的刻蚀速率和沉积速率之比在0.01和0.1之间。刻蚀速率和沉积速率之比影响薄膜形貌和节拍时间，过小的刻蚀沉积速率之比导致无法形成非保形的绝缘薄膜台阶，过大的刻蚀沉积速率之比导致绝缘薄膜的沉积时间加长。使用优化的反应腔工艺条件，在栅极2上实现图7b所示栅极绝缘层4的平缓过渡台阶。在此具体实施例里，可以使用不同于氩气的其它惰性气体，如氦气或者氦气和氢气的混和气体，同形成绝缘薄膜的反应气体硅烷、氨气及氮气一起，向反应腔通入1000至10000sccm的氦气，也可以实现图7b所示的绝缘薄膜形貌。本步骤中的栅极绝缘薄膜采用实施例一的形成方法制备而成。
本步骤中的栅极绝缘薄膜也可使用实施例二的形成方法制备。使用AKT公司或者JEL公司提供的等离子体增强化学气相沉积设备，沉积作为栅极绝缘层4的第一层绝缘薄膜。维持摆放基板的底座温度在300℃至400℃之间，向反应腔通入400至5000sccm的硅烷、1000至10000sccm的氨气和10000至30000sccm的氮气，利用真空泵和真空计的反馈电路控制反应腔的真空度在500毫托至3000毫托之间，在1000至10000瓦之间(对应0.07至0.7watt/cm2)优化选择反应腔的等离子体功率，高速沉积厚度在1000埃至10000埃之间的第一层栅极绝缘层4，形成如图7a所示的结构。停止硅烷、氨气和氮气的通入，代之以惰性气体如1000至20000sccm的氩气或者氦气，利用真空泵和真空计的反馈电路控制反应腔的真空度在100毫托以下，在1000至10000瓦之间(对应0.07至0.7watt/cm2)优化选择反应腔的等离子体功率，利用离子轰击效应刻蚀第一层栅极绝缘层4，使其厚度降至初始厚度一半。停止惰性气体的通入，再向反应腔通入400至5000sccm的硅烷、1000至10000sccm的氨气和10000至30000sccm的氮气，控制反应腔的真空度在500毫托至2000毫托之间，在1000至10000瓦之间(对应0.07至0.7watt/cm2)优化选择反应腔的等离子体功率，高速沉积厚度在1000埃至10000埃之间的第二层栅极绝缘层4，形成如图7b所示的结构。
使用AKT公司或者JEL公司提供的等离子体增强化学气相沉积设备，维持摆放基板的底座温度在200℃至400℃之间，向反应腔同时通入500至3000sccm的硅烷和5000至30000sccm的氢气，保持反应腔的真空度在1000毫托至5000毫托之间，选择等离子体功率在500瓦至5000瓦之间(对应0.07至0.35watt/cm2)，在栅极绝缘层4之上沉积厚度在1000埃至5000埃之间的半导体有源层3，通过光刻工艺形成如图7c所示的有源层孤岛。
随后，在衬底上使用溅射设备沉积第二层金属薄膜如铝钕合金、铝、钼等，维持衬底温度在10℃至200℃之间，真空度在50毫托以下，沉积厚度在1000埃至6000埃之间的源漏金属薄膜，通过光刻工艺形成如图8所示的源电极6和漏电极7。
再后，使用AKT公司或者JEL公司提供的等离子体增强化学气相沉积设备，在源漏电极6、7之上沉积钝化绝缘薄膜8。维持摆放基板的底座温度在200℃至400℃之间，向反应腔同时通入400至3000sccm的硅烷、1000至10000sccm的氨气、5000至30000sccm的氮气和1000至10000sccm的氩气，利用真空泵和真空计的反馈电路控制反应腔的真空度在1毫托至100毫托之间，在1000至10000瓦之间(对应0.07至0.7watt/cm2)优化选择反应腔的等离子体功率，控制绝缘薄膜的刻蚀速率和沉积速率之比在0.01和0.1之间。刻蚀速率和沉积速率之比影响薄膜形貌和节拍时间，过小的刻蚀沉积速率之比导致无法形成非保形的绝缘薄膜台阶，过大的刻蚀沉积速率之比导致绝缘薄膜的沉积时间增长。通过适当的反应腔工艺条件，实现图9b所示的平缓过渡的绝缘薄膜台阶。在此具体实施例里，可以使用不同于氩气的其它惰性气体，如氦气或者氦气和氢气的混和气体，同形成绝缘薄膜的反应气体硅烷、氨气及氮气一起，向反应腔通入1000至10000sccm的氦气，也可以实现图9b所示的绝缘薄膜形貌。本步骤中的钝化绝缘薄膜的非保形结构采用实施例一的形成方法制备而成。
本步骤中的钝化绝缘薄膜也可使用实施例二的形成方法制备。使用AKT公司或者JEL公司提供的等离子体增强化学气相沉积设备，沉积作为钝化绝缘薄膜8的第一层绝缘薄膜。维持摆放基板的底座温度在300℃至400℃之间，向反应腔通入400至5000sccm的硅烷、1000至10000sccm的氨气和5000至30000sccm的氮气，利用真空泵和真空计的反馈电路控制反应腔的真空度在500毫托至5000毫托之间，在1000至10000瓦之间(对应0.07至0.7watt/cm2)优化选择反应腔的等离子体功率，高速沉积厚度在1000埃至5000埃之间的第一层钝化保护膜5，形成如图9a所示的结构。停止硅烷、氨气和氮气的通入，代之以惰性气体如1000至20000sccm的氩气或者氦气，利用真空泵和真空计的反馈电路控制反应腔的真空度在100毫托以下，在1000至10000瓦之间(对应0.07至0.7watt/cm2)优化选择反应腔的等离子体功率，利用离子轰击效应刻蚀第一层钝化保护膜5，使其厚度降至初始厚度一半。停止惰性气体的通入，再向反应腔通入400至5000sccm的硅烷、1000至10000sccm的氨气和5000至30000sccm的氮气，控制反应腔的真空度在500毫托至2000毫托之间，在1000至10000瓦之间(对应0.07至0.7watt/cm2)优化选择反应腔的等离子体功率，高速沉积厚度在1000埃至5000埃之间的第二层钝化绝缘薄膜8，形成如图9b所示的平缓过渡的钝化保护膜台阶。
最后，通过光刻工艺形成如图9c所示的钝化绝缘薄膜过孔9，并在衬底上使用溅射设备沉积一层透明导电薄膜如氧化铟锡、氧化铟锌等，维持衬底温度在10℃至300℃之间，真空度在50毫托以下，沉积厚度在100埃至1000埃之间的透明导电薄膜，通过光刻工艺形成如图5所示的像素电极10。
上述仅给出了较佳的实施方案，其可进行各种形式的变通，如仅仅在栅极绝缘层上采用本发明的形成方法制备，也可仅仅在钝化绝缘层上采用本发明的形成方法制备。
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按照需要可使用不同材料和设备实现之，即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阵列基板结构，包括基板、栅线、栅电极、栅极绝缘薄膜、有源层孤岛、数据线、源电极、漏电极及透明导电薄膜，其特征在于所述栅极绝缘薄膜为非保形结构。
2.根据权利要求1所述的阵列基板结构，其特征在于所述结构还包括钝化绝缘薄膜，钝化绝缘薄膜为非保形结构，形成在所述的源电极、漏电极和部分栅极绝缘薄膜之上。
3.一种TFT LCD阵列基板结构，包括基板、栅线、栅电极、栅极绝缘薄膜、有源层孤岛、数据线、源电极、漏电极、钝化绝缘薄膜及透明导电薄膜，其特征在于所述钝化绝缘薄膜为非保形结构。
4.一种非保形的绝缘薄膜的形成方法，其特征在于，包括步骤1，提供一个基板；步骤2，在化学气相沉积设备里放置阵列基板，向反应腔通入反应气体和惰性气体，在薄膜沉积的同时进行薄膜刻蚀，形成非保形的绝缘薄膜。
5.根据权利要求4所述的形成方法，其特征在于所述步骤2中薄膜刻蚀和薄膜沉积的速率之比是0.01至0.1之间。
6.根据权利要求4所述的形成方法，其特征在于所述步骤2中通入反应气体和惰性气体时硅烷流量在400至3000sccm之间、氨气流量1000至10000sccm之间、氮气流量在5000至30000sccm之间和氩气流量在1000至10000sccm之间；反应腔真空度在1毫托至100毫托之间；等离子体功率在0.07至0.7watt/cm2之间。
7.根据权利要求4所述的形成方法，其特征在于所述步骤2通入反应气体和惰性气体时硅烷流量在400至3000sccm之间、氨气流量1000至10000sccm之间、氮气流量在5000至30000sccm之间和氦气流量在1000至10000sccm之间；反应腔真空度在1毫托至100毫托之间；等离子体功率在0.07至0.7watt/cm2之间。
8.一种由权利要求4至7任一所述形成方法形成非保形的绝缘薄膜用于形成TFT LCD阵列基板结构TFT器件的栅极绝缘薄膜和/或钝化绝缘薄膜。
9.一种非保形的绝缘薄膜的形成方法，其特征在于，包括步骤1，提供一基板；步骤2，在化学气相沉积设备里放置所述基板，向反应腔通入反应气体形成第一层绝缘薄膜；步骤3，向化学气相沉积设备通入惰性气体，离子轰击刻蚀第一层绝缘薄膜；步骤4，向反应腔通入反应气体形成第二层绝缘薄膜。
10.根据权利要求9所述的形成方法，其特征在于所述步骤2和步骤4中通入反应气体时硅烷流量在400至3000sccm之间、氨气流量1000至10000sccm之间、氮气流量在5000至30000sccm之间，反应腔的真空度在500毫托至3000毫托之间，等离子体功率在0.07至0.7watt/cm2之间。
11.根据权利要求9所述的形成方法，其特征在于所述步骤2形成的第一层钝化绝缘薄膜，厚度在1000至5000埃之间。
12.根据权利要求9所述的形成方法，其特征在于所述步骤4中形成的第二层钝化绝缘薄膜厚度在1000至5000埃之间。
13.根据权利要求9所述的形成方法，其特征在于所述步骤3中通入惰性气体是氦气、氩气、或者氦气和氢气的混和气体。
14.根据权利要求9所述的形成方法，其特征在于所述步骤3中离子轰击刻蚀时，惰性气体流量在1000至20000sccm之间，反应腔的真空度在100毫托以下，等离子体功率在0.07至0.7watt/cm2之间。
15.根据权利要求9所述的形成方法，其特征在于所述步骤3中离子轰击刻蚀时刻蚀第一层钝化绝缘薄膜厚度一半以上。
16.根据权利要求9所述的形成方法，其特征在于所述步骤2至步骤4可重复进行多次，即多步镀膜和多步刻蚀，多次重复进行镀膜和刻蚀。
17.一种由权利要求9至16任一所述形成方法形成非保形的绝缘薄膜用于形成TFT LCD阵列基板结构TFT器件的栅极绝缘薄膜和/或钝化绝缘薄膜。
全文摘要
本发明公开了一种TFT LCD阵列基板结构，包括基板、栅线、栅电极、栅极绝缘薄膜、有源层孤岛、数据线、源电极、漏电极、透明导电薄膜及钝化绝缘薄膜等部分，其中栅极绝缘薄膜为非保形结构或钝化绝缘薄膜为非保形结构，或栅极绝缘薄膜和钝化绝缘薄膜同时为非保形结构。本发明同时公开了两种非保形绝缘薄膜的形成方法及利用该形成方法制造的TFT LCD阵列基板结构。本发明能够消除源漏电极和像素电极断线引起的薄膜晶体管器件不可视缺陷，减少液晶显示器检测出现的坏点及提高生产成品率和优良品比例。
文档编号H01L21/311GK1945841SQ20061014988
公开日2007年4月11日 申请日期2006年10月27日 优先权日2006年10月27日
发明者龙春平 申请人:京东方科技集团股份有限公司