阵列基板及液晶显示面板的制作方法

本实用新型涉及液晶显示技术领域，尤其涉及一种阵列基板及液晶显示面板。

背景技术：

随着显示技术的发展，液晶显示器(liquidcrystaldisplay，简称lcd)等平面显示装置因具有高画质、省电、机身薄、无辐射等优点，而被广泛的应用于手机、电视、个人数字助理、笔记本电脑等各种消费性电子产品中，成为显示装置中的主流。液晶显示面板一般由相对设置的阵列基板、彩膜基板以及夹持在阵列基板和彩膜基板之间的液晶分子层组成。通过在阵列基板和彩膜基板之间施加驱动电压，可控制液晶分子旋转，从而使背光模组的光线折射出来产生画面。

现有技术提供的阵列基板的制造过程中，采用金属氧化物半导体层作为有源层，金属氧化物tft(薄膜晶体管)特性对h敏感，甚至会使金属氧化物tft失去特性，因此一般使用氧化硅而非氮化硅作为金属氧化物tft的保护层。

然而，阵列基板经常采用金属铜作为源漏极金属层，在沉积含氧化硅的金属氧化物tft的保护层时，金属铜暴露在氧等离子中，严重被氧化，甚至发生剥落。

技术实现要素：

本实用新型提供一种阵列基板及液晶显示面板，可防止保护层对源极、漏极及数据线的金属铜造成氧化。

本实用新型一方面提供一种阵列基板，包括：衬底基板、设置在所述衬底基板上的像素区以及位于像素区内的薄膜晶体管；

所述薄膜晶体管包括依次设置在所述衬底基板上的栅极、栅极绝缘层、半导体层、源漏金属层、彩色滤光片色阻层、保护层和像素电极，所述源漏金属层包括源极和漏极，所述源极和所述漏极之间具有沟道区域；

交叉设置的扫描线和数据线围设成所述像素区，所述像素电极覆盖在所述像素区的表面，所述数据线和所述衬底基板之间设置有所述栅极绝缘层，所述数据线的上方覆盖有所述彩色滤光片色阻层和所述保护层。

如上所述的阵列基板，所述源漏金属层和所述数据线均包括铜阻挡层和覆盖在所述铜阻挡层上的金属铜层。

如上所述的阵列基板，所述源漏金属层还包括覆盖在所述金属铜层上方的铜保护层。

如上所述的阵列基板，所述铜阻挡层包括铬、钨、钽、钼、或钛。

如上所述的阵列基板，所述铜阻挡层的厚度为所述金属铜层的1/20-1/10。

如上所述的阵列基板，所述栅极包括附着层和覆盖在所述附着层上的金属铜层。

如上所述的阵列基板，所述半导体层包括第一金属氧化物半导体层和覆盖在所述第一金属氧化物半导体层上方的第二金属氧化物半导体层，所述第一金属氧化物半导体层的导电率低于所述第二金属氧化物半导体层的导电率。

如上所述的阵列基板，所述保护层包括硅的氧化物、氮化物或氮氧化物。

如上所述的阵列基板，位于所述漏极上方的所述保护层和所述彩色滤光片色阻层上开设有导电过孔，所述导电过孔用于连通所述像素电极和所述漏极。

本实用新型另一方面提供一种液晶显示面板，包括如上所述的阵列基板、与所述阵列基板相对设置的彩膜基板以及夹持在所述阵列基板和所述彩膜基板之间的液晶分子层。

本实用新型实施例提供的阵列基板及液晶显示面板，采用金属氧化物薄膜晶体管结构，在源极、漏极和数据线的上方，增加涂覆彩色滤光片色阻层，以隔开金属铜和保护层，使得薄膜晶体管处的彩色滤光片色阻层可以吸收光，从而提高了薄膜晶体管的光照稳定性，同时，数据线上方的彩色滤光片色阻层，可保护数据线中的金属铜层在形成保护层时不被氧化。且本实施例中，数据线及源极、漏极，均采用双层结构，底层为阻挡层，上层为金属铜层，阻挡层可防止铜扩散到半导体层中，并增加金属铜层的附着力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的阵列基板的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的阵列基板沿ab方向的截面图；

图3为本实用新型实施例提供的阵列基板的制作方法的流程图；

图4为本实用新型实施例提供的阵列基板完成第一次光刻工艺后的沿ab方向的截面图；

图5为本实用新型实施例提供的阵列基板完成第二次光刻工艺中的曝光显影后的沿ab方向的截面图；

图6为本实用新型实施例提供的阵列基板完成第二次光刻工艺中的第一次刻蚀后的沿ab方向的截面图；

图7为本实用新型实施例提供的阵列基板完成第二次光刻工艺中的灰化后的沿ab方向的截面图；

图8为本实用新型实施例提供的阵列基板完成第二次光刻工艺后的沿ab方向的截面图；

图9为本实用新型实施例提供的阵列基板完成涂覆彩色滤光片色阻层后的沿ab方向的截面图；

图10为本实用新型实施例提供的阵列基板完成涂覆彩色滤光片色阻层后的在数据线处的截面图；

图11为本实用新型实施例提供的阵列基板完成第三次光刻工艺后的沿ab方向的截面图；

图12为本实用新型实施例提供的阵列基板完成第四次光刻工艺后的数据线处的截面图。

附图标记：

10-衬底基板；11-栅极；111-附着层；12-扫描线；13-栅极绝缘层；14-半导体层；15-源漏金属层；151-铜阻挡层；152-金属铜层；17-源极；18-漏极；19-数据线；20-沟道区域；21-彩色滤光片色阻层；22-保护层；23-导电过孔；24-像素电极；25-光刻胶；251-完全透光区域；252-部分透光区域；253-不透光区域。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要理解的是，传统的液晶显示面板是由一片薄膜晶体管阵列基板(thinfilmtransistorarraysubstrate，简称tftarraysubstrate)和一片彩膜基板(colorfiltersubstrate，简称cfsubstrate)贴合而成，分别在阵列基板和彩膜基板上形成像素电极和公共电极，并在阵列基板和彩膜基板之间灌入液晶，其工作原理是通过在像素电极与公共电极之间施加驱动电压，利用像素电极与公共点极之间形成的电场来控制液晶层内的液晶分子的旋转，将背光模组的光线折射出来产生画面。

掩膜版(mask)，也称为光罩(photomask)，是光刻工艺所使用的图形母版，是由不透光的遮光薄膜(金属铬)在透明衬底基板上形成掩膜图形，通过光刻工艺(photolithography)将图形转印到玻璃衬底基板的薄膜上。曝光(exposure)过程，就是紫外线(ultraviolet)通过掩膜版照射光刻胶(photoresist)，使掩膜版上的图形转印到光刻胶上的过程。在阵列工程中，光刻胶起到掩膜的作用，通过曝光形成的光刻胶图形，在刻蚀工艺中，光刻胶图形对应的基板上的薄膜层被保留下来，其他区域被刻蚀掉，最后去除光刻胶，掩膜版上的图形就转移到了基板上，这个过程称为光刻(photolithography)，每一个光刻工艺过程都经过薄膜沉积、光刻胶涂布、曝光、显影、刻蚀和光刻胶剥离这几个工艺步骤。

可以理解的是，光刻工艺步骤的次数，既影响面板的产能，又影响着面板的制造成本，因此光刻工艺的次数越少越好。

现有技术提供的阵列基板的制造过程中，采用金属氧化物半导体层作为有源层，金属氧化物tft(薄膜晶体管)特性对h敏感，甚至会使金属氧化物tft失去特性，因此一般使用氧化硅而非氮化硅作为金属氧化物tft的保护层。然而，阵列基板经常采用金属铜作为源漏极金属层，在沉积含氧化硅的金属氧化物tft的保护层时，金属铜暴露在氧等离子中，严重被氧化，甚至发生剥落。

为了解决上述问题，本实施例中，在源极、漏极和数据线刻蚀形成后，增加设置彩色滤光层色阻层，以隔开金属铜和含氧化硅的保护层，防止金属铜被氧化。

下面参考附图并结合具体的实施例来描述本实用新型实施例提供的阵列基板。

图1为本实用新型实施例提供的阵列基板的结构示意图，图2为本实用新型实施例提供的阵列基板沿ab方向的截面图，参考图1和图2所示，本实用新型实施例提供的阵列基板，包括：衬底基板10、设置在衬底基板10上的像素区以及位于像素区内的薄膜晶体管；薄膜晶体管包括依次设置在衬底基板10上的栅极11、栅极绝缘层13、半导体层14、源漏金属层15、彩色滤光片色阻层21、保护层22和像素电极24，源漏金属层15包括源极17和漏极18，源极17和漏极18之间具有沟道区域20。

交叉设置的扫描线12和数据线19围设成像素区，像素电极24覆盖在像素区的表面，数据线19和衬底基板10之间设置有栅极绝缘层13，数据线19的上方覆盖有彩色滤光片色阻层21和保护层22。

其中，阵列基板上排布有多个像素区，每个像素区的表面均覆盖有像素电极24，薄膜晶体管位于像素区的边缘，栅极11和扫描线12连接，源极17和数据线19连接，漏极18和像素电极24通过导电过孔23连接。

下面参考附图并通过说明阵列基板的制作方法，来具体说明本实用新型实施例提供的阵列基板的具体结构。

图3为本实用新型实施例提供的阵列基板的制作方法的流程图，参考图3所示，本实用新型实施例提供的阵列基板的制作方法，包括：

s101、在衬底基板10上沉积栅金属层，通过第一次光刻工艺，使栅金属层形成栅极11和扫描线12。

具体地，在衬底基板10上采用溅射或热蒸发的方法沉积厚度约为的栅金属层，栅金属层可以选用cr、w、ti、ta、mo、al、cu等金属或合金，由多层金属组成的栅金属层也能满足需要。

图4为本实用新型实施例提供的阵列基板完成第一次光刻工艺后的沿ab方向的截面图，参考图4所示，经过第一次光刻工艺后，栅金属层最终形成栅极11，以及如图1中的扫描线12。在一种可能的实施方式中，栅金属层包括附着层111和覆盖在附着层111上的金属铜层。附着层111可以选用cr、w、ti、ti合金、ta、mo、mo合金等，附着层111的厚度约为金属铜层的厚度约为设置附着层111主要用于增加金属铜层在衬底基板10上的附着力，以提高栅极11和扫描线12的可靠性。

s102、依次沉积栅极绝缘层13、半导体层14和源漏金属层15，通过第二次光刻工艺，使半导体层14形成有源岛，同时源漏金属层15形成源极17、漏极18和数据线19，源极17和漏极18之间形成沟道区域20。

图5为本实用新型实施例提供的阵列基板完成第二次光刻工艺中的曝光显影后的沿ab方向的截面图，参考图5所示，在s102中，首先，在完成s101的衬底基板10上通过等离子体增强化学气相沉积(pecvd)方法连续沉积厚度为的栅极绝缘层13，栅极绝缘层13可以选用氧化物、氮化物或者氧氮化合物，对应的反应气体可以为sih4，nh3，n2或sih2cl2，nh3，n2。

然后，通过溅射方法沉积半导体层14。半导体层14可以是非晶氧化物半导体，也可以是多晶氧化物半导体，例如非晶铟镓锌氧化物a-igzo、hizo、izo、a-inzno、zno:f、in2o3:sn、in2o3:mo、cd2sno4、zno:al、tio2:nb、cd-sn-o或其他金属氧化物，可以是单层也可以是多层。

在一种可能的实施方式中，半导体层14包括第一金属氧化物半导体层和覆盖在第一金属氧化物半导体层上方的第二金属氧化物半导体层，第一金属氧化物半导体层的导电率低于第二金属氧化物半导体层的导电率。

其中，第一金属氧化物半导体层的厚度为第二金属氧化物半导体层的厚度为在沉积金属氧化物半导体层时，通过控制金属氧化物半导体薄膜中氧的含量可以有效地控制金属氧化物半导体的导电性，沉积的金属氧化物半导体层薄膜中氧的含量越高，该金属氧化物半导体薄膜的导电性就越好，接近导体，沉积金属氧化物半导体层薄膜中氧的含量越低，该金属氧化物半导体薄膜的导电性就越差，接近半导体。

本实施例中，导电率较低的第一金属氧化物半导体层直接与栅极绝缘层13接触，形成薄膜晶体管的沟道，使得薄膜晶体管的性能更加稳定。而导电率较高的第二金属氧化物半导体层与源极17和漏极18接触，以减少半导体层14与源极17和漏极18的接触电阻，提升薄膜晶体管的开态电流。

接着，通过溅射或热蒸发沉积厚度为的源漏金属层15，源漏金属层15可以选用cr、w、ti、ta、mo等金属和合金，可以是单层也可以是多层。在一种可能的实施方式中，源漏金属层15包括铜阻挡层151和覆盖在铜阻挡层151上的金属铜层152。铜阻挡层151可以为cr、w、ti、ta、mo、mo合金、ti合金等，铜阻挡层151用作金属铜层152的阻挡层，可以阻止金属铜层152扩散到半导体层14中，同时又可以增加金属铜层152的附着力。其中，铜阻挡层151的厚度为金属铜层152的1/20-1/10，具体地，铜阻挡层151的厚度约为金属铜层152的厚度约为

可选地，源漏金属层15还可以包括覆盖在金属铜层152上方的铜保护层(图中未示出)，铜保护层可以为cr、w、ti、ta、mo、mo合金、ti合金等，可设置为与铜阻挡层151的材料一致。设置铜保护层，可起到保护金属铜层152的作用，防止后续步骤中形成的彩色滤光片色阻层和含氧化硅的保护层，影响到金属铜层152的性能。

具体地，第二次光刻通过半色调掩膜版工艺或者一次灰色调掩膜版工艺进行。其中，半色调掩膜版(half-tonemask，简称htm)，是利用掩膜版上的半透膜，将光阻不完全曝光的工艺。灰色调掩膜版(gray-tonemask),是利用掩膜版上的灰阶区域挡光条，将光阻不完全曝光的工艺。

继续参考图4所示，通过掩膜版曝光显影后，阵列基板被分成完全透光区域251、部分透光区域252和不透光区域253，不透光区域253设置有较厚的光刻胶25，部分透光区域252设置有较薄的光刻胶25，完全透光区域251处未设置光刻胶25。不透光区域253对应于源极17、漏极18和数据线19所在的区域，部分透光区域252对应于沟道区域20，完全透光区域251对应于除不透光区域253和部分透光区域252之外的区域。

图6为本实用新型实施例提供的阵列基板完成第二次光刻工艺中的第一次刻蚀后的沿ab方向的截面图，参考图6所示，在图5的基础上，进行第一次刻蚀，刻蚀掉完全透光区域251对应的源漏金属层15、半导体层14，使得完全透光区域251仅保留栅极绝缘层13及其以下的部分。第一次刻蚀完成后，半导体层14形成了有源岛，有源岛上方的源漏金属层15保留，有源岛以外的半导体层14、源漏金属层15和均被刻蚀掉。

图7为本实用新型实施例提供的阵列基板完成第二次光刻工艺中的灰化后的沿ab方向的截面图，参考图7所示，在图6的基础上，进行一次光刻灰化工艺，去除掉部分透光区域252的光刻胶25，同时不透光区域251处的光刻胶25厚度变薄。

图7为本实用新型实施例提供的阵列基板完成第二次光刻工艺后的沿ab方向的截面图，参考图7所示，在图6的基础上，进行第二次刻蚀，刻蚀掉部分透光区域252内的源漏金属层15，以形成沟道区域20；同时，不透光区域253对应的源漏金属层15保留，形成了源极17、漏极18、数据线19。

在第二次光刻工艺中使用一次半色调或灰色调掩膜版同时形成金属氧化物半导体层图案、源漏金属电极、数据扫描线以及源漏极之间的沟道区域，节省了2次光刻工艺，提升了生产效率。

需要注意的是，在第二次刻蚀时，沟道区域20内的第二金属氧化物半导体层可被刻蚀掉，沟道区域20内的第一金属氧化物半导体层保留，低导电率的第一金属氧化物半导体层，可使薄膜晶体管的性能更加稳定。

进一步地，为了提升薄膜晶体管的性能，可以对沟道区域20内的第一金属氧化物半导体层的表面进行一次处理，如使用一氧化二氮处理，以修复刻蚀时对第一金属氧化物半导体层的损伤和污染。

s103、通过悬涂工艺涂覆彩色滤光片色阻层21，并进行曝光显影。

图9为本实用新型实施例提供的阵列基板完成涂覆彩色滤光片色阻层后的沿ab方向的截面图，参考图9所示，在图8的基础上，通过悬涂的工艺，涂覆彩色滤光片色阻材料，然后通过曝光显影工艺，形成如图8中的彩色滤光片色阻层21。其中，位于薄膜晶体管处的彩色滤光片色阻层21可以吸收光，提升薄膜晶体管光照的稳定性。

图10为本实用新型实施例提供的阵列基板完成涂覆彩色滤光片色阻层后的在数据线处的截面图，参考图10所示，在数据线19的上方覆盖彩色滤光片色阻层21，可防止数据线19的金属铜层，被后续步骤中形成的含氧化硅的保护层氧化。

s104、沉积保护层22，通过第三次光刻工艺，在漏极18上方的保护层22和彩色滤光片色阻层21上形成导电过孔23。

图11为本实用新型实施例提供的阵列基板完成第三次光刻工艺后的沿ab方向的截面图，参考图11所示，具体地，在图9的基础上通过等离子体增强化学气相沉积方法连续沉积厚度为的保护层22，保护层22可以选用氧化物、氮化物或者氧氮化合物，可以是单层也可以是多层。硅的氧化物对应的反应气体可以为sih4、n2o，氮化物或者氮氧化合物对应的反应气体可以为sih4，nh3，n2或sih2cl2，nh3，n2。

在沉积保护层之后，还需通过第三次光刻工艺，在保护层22和彩色滤光片色阻层21上对应形成导电过孔23，导电过孔23位于漏极18的上方，用于连通漏极18和像素电极24。

s105、沉积透明导电层，通过第四次光刻工艺，使透明导电层形成像素电极24并使像素电极24与漏极18通过导电过孔23连通。

继续参考图2所示，具体地，在完成s104的基础上，通过溅射或热蒸发的方法连续沉积上厚度约为的透明导电层，透明导电层可以是氧化铟锡ito或氧化铟锌izo，或者其他的透明金属氧化物。通过第四次光刻工艺，使透明导电层形成像素电极24，并使像素电极24与漏极18通过导电过孔23连通。

图12为本实用新型实施例提供的阵列基板完成第四次光刻工艺后的数据线处的截面图，参考图12所示，在数据线19的上方，具有彩色滤光片色阻层21和保护层22，不具有像素电极24彩色滤光片色阻层21起到保护数据线19的金属铜层，防止铜在形成保护层22时被氧化的作用。

本实用新型实施例提供的阵列基板及液晶显示面板，采用金属氧化物薄膜晶体管结构，在源极、漏极和数据线的上方，增加涂覆彩色滤光片色阻层，以隔开金属铜和保护层，使得薄膜晶体管处的彩色滤光片色阻层可以吸收光，从而提高了薄膜晶体管的光照稳定性，同时，数据线上方的彩色滤光片色阻层，可保护数据线中的金属铜层在形成保护层时不被氧化。且本实施例中，数据线及源极、漏极，均采用双层结构，底层为阻挡层，上层为金属铜层，阻挡层可防止铜扩散到半导体层中，并增加金属铜层的附着力。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，所使用的术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“顶端”、“底端”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”“轴向”、“周向”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或原件必须具有特定的方位、以特定的构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成为一体；可以是机械连接，也可以是电连接或者可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以使两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。