专利名称：一种有源驱动tft矩阵结构及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示器(LCD)结构及其制造方法，尤其涉及液晶显 示器中一种有源驱动薄膜晶体管(TFT)矩阵结构及其制造方法。
背景技术：
近年来，随着数字化电视的普及，传统的CRT显示由于其数字化困难， 以及体积大、重量大和有辐射等缺点，已经出现了被新一代显示技术替代的 趋势，代表性的新显示技术有PDP、 0LED、 LCD等。其中，LCD由于具有重量 轻，体积薄、无辐射、耗电量小及显示分辨率高等优点，已开始大量普及， 开始成为主流产品。
LCD显示技术的阵列工艺普遍采用BCE (背沟道刻蚀)结构与ES (刻蚀 阻断)结构；其中BCE结构由于其能减少掩膜(Mask)工艺次数，能减少沟
道长度等优点，在现阶段被普遍采用。
但是已有的LCD技术仍然有待提高。现有的TFT大多为n型，当施加正 极性的栅电极电压脉冲Vg时为导通状态，施加于漏电极的电压Vs写入到由 存储电容Cs以及液晶层电容Clc组成的负载电容之中；当栅电极电压为0 V 时，TFT成为断开状态，写入于负载电容的电荷一皮^昧持，对液晶层继续施加 电压Vlc=Vp-Vcom.其中Vp为负载电容的电，Vcom为夹液晶层的公共电极的 偏压，这种状态一直保持到下一次TFT变为导通状态，下一次写入工作开始
不一致，产生差值」P-Vpo-Vp,这是由于各种寄生电容产生电荷重新分配造 成的，的漂移量最好预先用信号电压的驱动电路进行修正，但一般简便 的方法是在设计时使JP非常小，并通过调整Vcom电压，以补偿平均漂移量，
当补偿不够充分时，液晶层有直流分量施加，因液晶层中的可移动离子等的
影响产生V-Block Mura(竖直带状显示不均匀区域)现像，严重影响画面显示 品质。
图la所示是现有技术阵列平面结构一个像素单元的示意图；图lb是其 A-A区域的截面示意图。如图la和图lb所示，该阵列结构包括 一组栅线1 和与之垂直的一组数据线5,相邻的栅线和数据线定义了像素区域。每一个 像素包含有一个TFT开关器件和像素电极IO。 TFT器件由栅电极2、 栅电极 绝缘层4、半导体有源层3、以及源电极6和漏电极7组成。钝化层8覆盖在 上述各部分上，并在漏电极7上方形成过钝化层的过孔9。像素电极10通过 钝化层的过孔9与TFT的漏电极7相连接。像素电极10 —部分和栅线突出部 分11 一起形成存储电容。
图lb中标示的像素电极10和数据线5之间由于栅电极绝缘层4形成寄 生电容Cpd, Cpd的大小与像素电极10和数据线之间的高度差Tl密切相关， 由于Cpd过大，造成负载的电压漂移」P过大，从而造成V-Block Mura,严 重"f》响画面n^质。
上述结构可通过如下工艺制作方法制备。
首先在玻璃基板上沉积栅金属，然后通过栅线掩膜(GateMask)和栅线 刻蚀(Gate Etch)工艺形成栅线1，栅线突出部分11用作后续形成存储电 容，栅电才及2，如图2所示；然后沉积栅电极绝缘层4，非晶硅层和N+珪层， 通过有源层掩膜(Active Mask)和有源层刻蚀(Active Etch)形成半导体 有源层3，如图3a和3b所示；之后沉积源漏(SD)金属层，通过源漏电极 掩膜(SD Mask)和源漏电极刻蚀(SD Etch)形成数据线5和源电极7及漏 电极6，如图4a和4b所示；接着沉积钝化层(PVX) 8,通过钝化层掩膜(PVX Mask)和4屯化层刻蚀(PVXEtch)形成过孔9;最后沉积像素电极(IT0)层， 通过像素电极掩膜(ITO Mask)和像素电极刻蚀(ITO Etch)形成像素电极 10并通过过孔使像素电极10与源电极7接触导通，如图5a和5b所示。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的缺陷，提供一种有源驱动TFT矩阵 结构，通过在栅电极绝缘层上形成栅电极绝缘层过孔，来增大像素电极和数 据线之间的间距，从而有效减少像素电极和数据线两者之间的寄生电容。
为了实现上述目的，本发明提供一种有源驱动TFT矩阵结构，包括
一基板；
一栅线和栅电极，形成在所述基板之上；
一栅电极绝缘层，形成在所述栅线及栅电极和基板之上，并在所述相邻 的栅线之间形成有栅电极绝缘层过孔；
一数据线，部分形成在所述栅电极绝缘层之上，部分形成在所述相邻的 栅线之间栅电极绝缘层过孔中，并和栅线交叉定义一像素单元；
其中每一像素单元至少包括以薄膜晶体管器件和一像素电极。
上述方案中，所述栅线进一步包括一栅线突出部分，所述像素电极部分 形成在该栅线突出部分的上方，与栅线突出部分共同构成存储电容。所述栅 线和栅电极可以为AlNd、 Al、 Cu、 Mo、 MoW或Cr等的单层膜，或者为AlNd、 Al、 Cu、 Mo、 MoW或Cr等之一或任意组合所构成的复合膜。所述栅电极绝缘 层可以为SiNx、 SiOx或SiOxNy等的单层膜，或者为SiNx、 SiOx或SiOxNy 等之一或任意组合所构成的复合膜所述源漏电极可以为Mo、 MoW或Cr等的单 层膜，或者为Mo、 MoW或Cr等之一或任意组合所构成复合膜。
为了实现上述目的，本发明同时提供一种有源驱动TFT矩阵结构的制造 方法，包括
步骤1，在基板上沉积栅金属层，通过掩膜和刻蚀工艺，形成栅线和栅
电极；
步骤2，在完成步骤1的基板上沉积栅电极绝缘层，通过掩膜和刻蚀工 艺，在后续形成数据线的下方部位形成栅电极绝缘层过孔；
步骤3，在完成步骤2的基板上沉积半导体层和4参杂半导体层，通过掩 膜和刻^i:i工艺，形成半导体有源层；
步骤4，在完成步骤3的基板上沉积源漏全属层，通过掩膜和刻蚀工艺， 形成数才居线和源漏电极，其中栅电极绝缘层上方的数据线内嵌于栅电极绝缘 层过孔中；
步骤5，在完成步骤4的基板上沉积钝化层，通过掩膜和刻蚀工艺，形 成过孔和对沟道的保护；
步骤6,在完成步骤5的基板上沉积像素电极层，通过掩膜和刻蚀工艺， 形成像素电极，并通过过孔使像素电极与源电极接触导通。
上述方案中，所述步骤1种形成栅线时可以进一步形成栅线突出部分， 步骤6形成的像素电极部分位于栅线突出部分的上方，共同形成存储电容。 所述步骤1中沉积得到的栅金属层可以为AlNd、 Al、 Cu、 Mo、 MoW或Cr等 的单层膜，或者可以为A1IW、 Al、 Cu、 Mo、 MoW或Cr等之一或任意组合所 构成的复合膜。所述步骤2中沉积得到的柵电极绝缘层可以为SiNx, S;Ox或 Si0xNy等的单层膜或者SiNx、 Si0x或SiOxNy等之一或任意组合所构成的 复合膜。所述步骤4中沉积得到源漏金属层为Mo、 MoW或Cr等的单层膜或 Mo、 MoW或Cr等之一或任意组合所构成的复合膜。
本发明相对于现有技术来说，由于在数据线下方形成栅电极绝缘层过孔， 有效的减小了像素电极与数据线之间的寄生电容，增大了工艺自由度，减少 了竖直带状Mura的画面品质不良现象，提高了成品率。
图la为现有技术阵列平面结构一个像素单元的示意图； 图lb为图la中A-A区域的截面图； 图2是现有技术中形成栅线和栅电极后的平面示意图； 图3a是现有4支术中形成半导体有源层后的平面示意图； 图3b是图3a中B-B区域的截面图4a是现有技术中形成数据线和源漏电极后的平面示意图4b是图4a中C-C区域的截面图5a是现有技术中形成过孔后的平面示意图5b是图6a中D-D区域的截面图6a是本发明的阵列平面结构一个像素单元的示意图6b是图6a中E-E区域的截面图7是本发明中形成栅线和栅电极后的平面示意图8a是本发明中形成栅电极绝缘层过孔后的平面示意图8b是图8a中F-F区域的截面图9a是本发明中形成半导体有源层后的平面示意图9b是图9a中G-G区域的截面图10a是本发明中形成数据线和源漏电极后的平面示意图10b是图10a中H-H区域的截面图lla是本发明中形成过孔后的平面示意图llb是图lla中I-1区域的截面图。
图中标记1、栅线；2、栅电极；3、半导体有源层；4、栅电极绝缘层； 5、凄t据线；6、漏电极；7、源电极；8、钝化层；9、过孔；10、像素电极； 11、栅线突出部分；12、栅电极绝缘层过孔。
具体实施例方式
下面结合
和首选具体实施例，对本发明进行进一步详细地说明。 图6a所示是本发明阵列平面结构一个像素单元的示意图；图6b是其E-E 部位的截面示意图。如图6a和图6b所示，该阵列结构包括 一组栅线1和 与之垂直的一组数据线5,相邻的栅线和数据线定义了一像素单元，每一像 素单元包含有一TFT开关器件和像素电极IO。 TFT器件由栅电极2、 栅电极
绝缘层4、半导体有源层3、以及源电极7和漏电极6组成。钝化层8覆盖在 上述各部分上，并在漏电极7上方形成过钝化层的过孔9。像素电极10通过 #/(匕层的过孔9与TFT的源电极7相连接。像紊电极10 —部分和栅线突出部 分ll一起形成存储电容，上述结构同现有技术中的相同。本发明区别于现有 技术的特征在于栅电极绝缘层4在形成数据线的位置形成有栅电极绝缘层 过孔12,在栅电极绝缘层过孔12位置处，数据线5直接形成在该栅电极绝 缘层过孔12中。
如图6b所示，由于数据线5直接形成在栅电极绝缘层过孔12中，增大 了像素电极10和数据线5之间距离，如图中T2所示，因此本发明能有效的 减小像素电极10与数据线5之间的寄生电容，能增大工艺自由度，减少竖直 带状Mura和画面品质不良现象，提高了产品良率。
本发明的栅线和栅电极可进一步为AlNd、 Al、 Cu、 Mo、 MoW或Cr的单 层膜，或者为AlNd、 Al、 Cu、 Mo、 MoW或Cr之一或任意组合所构成的复合膜。 栅电极绝缘层可进一步为SiNx、 SiOx或SiOxNy的单层膜，或者为SiNx、 SiOx 或SiOxNy之一或^f壬意组合所构成的复合膜。源漏电极可进一步为Mo、 MoW或 Cr的单层膜，或者为Mo、 MoW或Cr之一或任意组合所构成复合膜。
为了实现上述目的，本发明同时提供了一种有源驱动TFT矩阵结构的制 造方法，包才舌
首先，在玻璃基板上沉积棚-金属，然后通过栅线掩膜(GateMask)和栅 线刻蚀(Gate Etch)工艺形成栅线1,包括栅线突出部分11 (用作后续形成 存储电容)，栅电极2，如图7所示；
接着，沉积栅电极绝缘层4,通过绝缘层掩膜和刻蚀工艺，在数据线下 方形成^"电极绝缘层过孔12，如图8a和8b所示；
然后，沉积非晶硅层和N+硅层，通过有源层掩膜(Active Mask)和有 源层刻蚀(Active Etch)形成半导体有源层3，如图9a和9b所示；
之后，沉积源漏(SD)金属层，通过源漏电极掩膜(SDMask)和源漏电
极刻蚀(SD Etch)形成数据线5和源电极7及漏电极6，其中栅电极绝缘层 4上方的数据线5内嵌于栅电极绝缘层过孔12中，如图10a和10b所示；
再后，沉积钝化层(PVX)8，通过钝化层掩膜(PVX Mask)和钝化层刻蚀 (PVX Etch)形成过孔9，如图lla和图llb所示；
最后，沉积像素电极(IT0)层，通过像素电极掩膜(IT0Mask)和像素 电极刻蚀(IT0 Etch)形成像素电极10并通过过孔使像素电极10与源电极 7接触导通，并完成有源驱动TFT矩阵结构的制作，最终形成的图形如图6a 和6b所示。
上述制造方法中由于形成了栅电极绝缘层过孔，数据线沉积在该栅电极 绝缘层过孔中，增大了像素电极和数据线之间的间距，有效减少了两者之间 的寄生电容。
上述制造方法中，沉积得到的栅金属层可进一步为AlNd、 Al、 Cu、 Mo、 MoW或Cr的单层膜，或者为AlNd、 Al、 Cu、 Mo、 MoW或Cr之一或任意组 合所构成的复合膜。沉积得到的栅电极绝缘层可进一步为SiNx、 Si0x或 Si0xNy的单层膜或者SiNx、 Si0x或Si0xNy之一或任意组合所构成的复合 膜。沉积得到源漏金属层可进一步为Mo、 MoW或Cr的单层膜或Mo、 MoW或 Cr之一或任意组合所构成的复合膜。
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，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、一种有源驱动TFT矩阵结构，其特征在于，包括一基板；一栅线和栅电极，形成在所述基板之上；一栅电极绝缘层，形成在所述栅线及栅电极和基板之上，并在所述相邻的栅线之间形成有栅电极绝缘层过孔；一数据线，一部分形成在所述栅电极绝缘层之上，另一部分形成在所述相邻的栅线之间栅电极绝缘层过孔中，并和栅线交叉定义一像素单元；其中每一像素单元至少包括以薄膜晶体管器件和一像素电极。
2、 根据权利要求1所述的矩阵结构，其特征在于所述栅线包括一栅线 突出部分，所述像素电极部分形成在该栅线突出部分的上方，与栅线突出部 分共同构成存储电容。
3、 根据权利要求1或2所述的矩阵结构，其特征在于所述栅线和栅电 极为AlNd、 Al、 Cu、 Mo、 MoW或Cr的单层膜，或者为AlNd、 Al、 Cu、 Mo、 MoW或Cr之一或任意组合所构成的复合膜。
4、 根据权利要求1或2所述的矩阵结构，其特征在于所述栅电极绝缘 层为SiNx、 Si0x或Si0xNy的单层膜，或者为SiNx、 Si0x或Si0xNy之一或 任意组合所构成的复合膜。
5、 根据权利要求1或2所述的矩阵结构，其特征在于所述源漏电极为 Mo、 MoW或Cr的单层膜，或者为Mo、 MoW或Cr之一或任意组合所构成复合 膜。
6、 一种有源驱动TFT矩阵结构的制造方法，其特征在于，包括步骤1，在基板上沉积栅金属层，通过掩膜和刻蚀工艺，形成栅线和栅电极；步骤2,在完成步骤1的基板上沉积栅电极绝缘层，通过掩膜和刻蚀工 艺，在后续形成数据线的下方部位形成栅电极绝缘层过孔；步骤3，在完成步骤2的基板上沉积半导体层和掺杂半导体层，通过掩 膜和刻蚀工艺，形成半导体有源层；步骤4,在完成步骤3的基板上沉积源漏金属层，通过掩膜和刻蚀工艺， 形成数据线和源漏电极，其中栅电极绝缘层上方的数据线内嵌于栅电极绝缘 层过孔中；步骤5,在完成步骤4的基板上沉积钝化层，通过掩膜和刻蚀工艺，形 成过孔和对沟道的保护；步骤6，在完成步骤5的基板上沉积像素电极层，通过掩膜和刻蚀工艺， 形成像素电极，并通过过孔使像素电极与源电极接触导通。
7、 根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于所述步骤1种形成 栅线时形成栅线突出部分，步骤6形成的像素电极部分位于栅线突出部分的 上方，共同形成存储电容。
8、 根据权利要求6或7所述的制造方法，其特征在于所述步骤l中沉 积得到的栅金属层为AlNd、 Al、 Cu、 Mo、 MoW或Cr的单层膜，或者为AlNd、 Al、 Cu、 Mo、 MoW或Cr之一或任意组合所构成的复合膜。
9、 根据权利要求6或7所述的制造方法，其特征在于所述步骤2中沉 积得到的栅电极绝缘层为SiNx、 Si0x或Si0xNy的单层膜或者SiNx、 Si0x 或Si0xNy之一或任意组合所构成的复合膜。
10、 根据权利要求6或7所述的制造方法，其特征在于所述步骤4中 沉积得到源漏金属层为Mo、 MoW或Cr的单层膜或Mo、 MoW或Cr之一或任意 组合所构成的复合膜。
全文摘要
本发明公开了一种有源驱动TFT矩阵结构，包括一基板；一栅线和栅电极，形成在基板之上；一栅电极绝缘层，形成在栅线及栅电极和基板之上，并在相邻的栅线之间形成有栅电极绝缘层过孔；一数据线，一部分形成在栅电极绝缘层之上，另一部分形成在相邻的栅线之间栅电极绝缘层过孔中，并和栅线交叉定义一像素单元；其中每一像素单元至少包括以薄膜晶体管器件和一像素电极。本发明同时公开了一种有源驱动TFT矩阵结构的制造方法。本发明通过在栅电极绝缘层上形成栅电极绝缘层过孔，来增大像素电极和数据线之间的间距，从而有效减少像素电极和数据线两者之间的寄生电容。
文档编号H01L23/522GK101359670SQ20071011978
公开日2009年2月4日 申请日期2007年7月31日 优先权日2007年7月31日
发明者林承武, 闵泰烨, 旭 陈 申请人:北京京东方光电科技有限公司