专利名称：薄膜晶体管液晶显示器阵列基板结构及制造方法
技术领域：
本发明涉及薄膜晶体管液晶显示器技术领域，特别涉及一种薄膜晶体管液 晶显示器阵列基板结构及制造方法。
背景技术：
目前，随着科技的发展，在平板显示技术中，薄膜晶体管型液晶显示器
(TFT-LCD)以其显示品质优良、制造成本相对4交^(氐、功^/f氐和无辐射的特点， 已经成为信息显示的主流产品，其显示品质也随着制造工艺技术的进步而得到 不断的提高。
TFT-LCD是由阵列基板和彩膜基板对盒而形成的，目前，主流的非晶硅 TFT-LCD阵列基板结构通常采用背沟道腐蚀的底栅结构。如图l、图la所示，所 述阵列基板结构包括 一组栅极扫描线1和与之垂直的一组数据扫描线5，相邻 的栅极扫描线和数据扫描线交叉定义了像素区域，其中，每一个像素包含有一 个TFT开关器件、像素电极10和公共电极引线11。所述TFT开关器件由栅电极2、 栅极绝缘层4、半导体层3、源电极6、漏电极7以及欧姆接触层13组成。钝化层8 覆盖在上述各部分之上，并在漏电极7上方形成钝化层过孔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。其中，像素电极10与栅极扫描线1之间、 像素电极10与公共电极引线11之间一起形成存储电容。为了进一步降低对盒后 像素里的漏光，在像素区域平行于数据扫描线5的两侧形成挡光条12。
目前，制造薄膜晶体管液晶显示器阵列基板通常采用5-Mask (光刻)工艺， 如图2所示，5-Mask工艺步骤分为五步
201、在所述基板上，通过沉积金属薄膜、曝光、刻蚀等构图工艺，形成栅电极和4册才及扫描线；
202、 在完成步骤201的基板上，通过沉积非金属薄膜、曝光、刻蚀等构图 工艺，形成栅极绝缘层、半导体层和欧姆接触层；
203、 在完成步骤202的基板上，通过连续沉积金属薄膜、曝光、刻蚀等构 图工艺，形成源电极、漏电极及数据扫描线；
204、 在完成步骤203的基板上，通过沉积钝化层薄膜、曝光、刻蚀等构图 工艺，形成钝化层及其上的过孔；
205、 在完成步骤204的基板上，通过沉积金属薄膜、曝光、刻蚀等构图工 艺，形成像素电极。
其中，每一步骤都包括薄膜沉积、曝光、刻蚀等构图工艺。上面所述的是 一种典型的5-Mask工艺。通过改变Maski殳计和工艺流程，也有其它的5-Mask 工艺技术。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题由于 像素电极10与栅极扫描线1、像素电极10与公共电极引线11之间形成存储电容， 如图lb所示，像素电极10与栅极扫描线1 (图中未示出)、公共电极引线ll之间 存在栅极绝缘层4和钝化层8两层结构，导致像素电极10与栅极扫描线1、像素电 极10与》共电极引线之间的间距较大，存储电容小，跳变电压较低，进而影响 了薄膜晶体管液晶显示器的显示品质；另外，所述5-Mask工艺需要进行五步曝 光工艺，工艺周期过长，生产效率较低，生产成本较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种薄膜晶体管液晶显示器阵列基板结 构，采用该结构能够提升薄膜晶体管液晶显示器的显示品质。
6为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为
一种薄膜晶体管液晶显示器阵列基板结构，包括形成在基板上的栅极扫 描线和数据扫描线，相邻的栅极扫描线和数据扫描线所限定的像素区域内形成 像素电极，并在交叉处形成薄膜晶体管，其特征在于
所述薄膜晶体管的组成结构从下到上依次为栅电极、栅极绝缘层、透明 导电层、源电极和漏电极、欧姆接触层、半导体层、钝化层；
其中，所述透明导电层与漏电极相接触的部分为像素电极，所述源电极与 所述数据扫描线连接。
本发明薄膜晶体管液晶显示器阵列基板的结构，像素电极与栅极扫描线、 公共电极引线之间只存在有栅极绝缘层，与现有技术相比，像素电极与栅极扫 描线、像素电极与公共电极引线之间的间距减小，存储电容增大，跳变电压减 小，从而能够有效改善薄膜晶体管液晶显示器的显示品质。
本发明还提供一种薄膜晶体管液晶显示器阵列基板制造方法，使用该方法 能够缩短制考工艺周期，提高生产效率。
本发明所釆用的技术方案为
一种薄膜晶体管液晶显示器阵列基板制造方法，包括如下步骤 采用构图工艺，在所述阵列基板上形成栅电极、栅极扫描线、公共电极引 线和挡光条；
在所述姆电极上沉积栅极绝缘层；
采用构图工艺，在所述栅极绝缘层上形成像素电极、数据扫描线、源电极、 漏电极和欧姆接触层；
采用构图工艺，在所述欧姆接触层上形成半导体层；采用构图工艺，在所述半导体层上形成钝化层。
在本发明中，基于所述薄膜晶体管液晶显示器阵列基板的结构上的改变， 所述形成栅极绝缘层的过程不需要进行光刻工艺，可以将所述形成栅极绝缘层 的步骤与所述形成像素电极、数据扫描线、源电极、漏电极和欧姆接触层的步
骤合为一步；而在形成像素电极、数据扫描线、源电极、漏电极和欧姆接触层 的过程中，则可以釆用全曝光和半曝光相结合的工艺完成。与现有技术相比， 本发明薄膜晶体管液晶显示器阵列基板的制造方法为4-Mask工艺，节省了一步 曝光工艺，缩短了工艺周期，增大了存储电容，提高了生产效率。
图1为现有技术中TFT-LCD阵列基板上的单一像素俯视图； 图la为图l中A-A部分横截面图； 图lb为图.l中B-B部分存储电容截面示意图； 图2为现有技术中TFT-LCD阵列基板制造方法流程示意图； 图3为本发明中TFT-LCD阵列基板上的单一像素俯视图； 图3a为图3中C-C部分;f黄截面图； 图3b为图3中D-D部分存储电容截面示意图； 图4为本发明中TFT-LCD阵列基板制造方法流程示意图； 图5是本发明中数据扫描线、源电极、漏电极和欧姆接触层完成第一次刻蚀 后的单一像素俯视图6是图5中E-E部分横截面图6a是图6中E-E部分完成光刻胶灰化的横截面图6b是图6中E-E部分完成欧姆接触层刻蚀的横截面图；图6c是图6中E-E部分完成漏电极刻蚀的横截面图。
图中标记1、栅极扫描线；2、栅电极；3、半导体层；4、栅极绝缘层；5、 数据扫描线；6、源电极；7、漏电极；8、钝化层；9、钝化层过孔；10、像素 电极；11、公共电极引线；12、挡光条；13、欧姆接触层；14、光刻胶。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
为了解决现有技术中液晶显示器面板显示品质不好的问题，本发明提供了 一种薄膜晶体管液晶显示器阵列基板结构。如图3、图3a所示，所述阵列基板结 构包括形成在基板上的栅极扫描线1和数据扫描线5，相邻的栅极扫描线l和数 据扫描线5所限定的像素区域内形成像素电极10,并在交叉处形成薄膜晶体管； 所述薄膜晶体管的组成结构从下到上依次为栅电极2、栅极绝缘层4、透明导电 层(图中未标示)、源电极6和漏电极7、欧姆接触层13、半导体层3、钝化层8。 下面对所述阵列基板结构进行详细描述
所述阵列基板位于最底层(图中未示出)，在所述阵列基板之上为栅电极2， 巧述栅电极2与所述栅极扫描线1处于同一层，且垂直于所述栅极扫描线l;栅极 绝缘层4位于所述栅电极2及栅极扫描线1之上；所述透明导电层与漏电极7相接 触的部分为像素电极IO，像素电极10位于所述栅极绝缘层4之上，数据扫描线5 位于所述像素电极10之上，与栅极扫描线l垂直；所述数据扫描线5下方与栅极 绝缘层4之间有一层与像素电极10材料相同的薄膜；在所述像素电极10之上为源 电极6和漏电极7;欧姆接触层13位于所述数据扫描线5、源电极6和漏电极7之上。
其中，所述薄膜晶体管的源电极6和数据扫描线5相连接。
其中，在所述基板之上，平行于所述数据扫描线5的位置，设置有挡光条12,所述挡光条12能够避免产生阵列基板与彩膜基板对盒后像素里的漏光现象。
进一步，在所述欧姆接触层13之上，还铺设有半导体层3，由于半导体层 3被金属线遮挡，不会使背光源照到半导体介质上，避免了光电效应的发生。
在所述半导体层3之上，还铺设有钝化层8，所述钝化层8位于最上层。所述 像素电极10直接与漏电极7相连接，而不需要通过钝化层8上的过孔相连接，取 消了过孔工艺，由于漏电极7与像素电极10连接处为金属材料，现有技术中，经 过过孔的光线将会被阻挡，与现有技术相比，本发明能够减小漏电极7与像素电 极10的接触面积，增大了像素电极10的开口率。如图3b所示，所述阵列基板结 构还包括公共电极引线ll，与所述栅极扫描线l处于同一层，且平行于所述栅极 扫描线l。像素电极10与公共电极引线11之间仅存在栅极绝缘层4，因此像素电 极10与公共电极引线11之间的间距减小，存储电容增大；由于公共电极引线ll 与栅极扫描线l处于同一层(图中未示出)，同样地，像素电极10与栅极扫描线1 之间的间距减小，存储电容增大。
其中，所述栅极扫描线l、栅电极2、数据扫描线5、薄膜晶体管的源电极6 和漏电极7、公共电极引线11和挡光条12为铝、铬、鵠、钽、钛、钼及铝镍之一 或任意組合构成的单层或复合层结构；
所述栅极扫描线l、栅电极2、公共电极引线11和挡光条12为在同一构图工 艺中完成制作的相同材料部分；
所述栅极绝缘层4的材料为氮化硅、二氧化硅或氧化铝；
所述像素电极lO的材料为氧化铟锡、氧化铟锌或氧化铝锌。
本发明薄膜晶体管液晶显示器阵列基板的结构，像素电极直接与漏电极相 连接，取消了钝化层上的过孔，由于漏电极与像素电极连接处为金属材料，现 有技术中，经过过孔的光线将会被阻挡，与现有技术相比，本发明能够减小漏电极与像素电极的接触面积，增大了像素电极的开口率；同时，将钝化层置于 最上层，像素电极与栅极扫描线、像素电极与公共电极引线之间只存在有栅极 绝缘层，因此，像素电极与栅极扫描线、像素电极与公共电极引线之间的间距 减小，存储电容增大，跳变电压减小，从而能够有效改善薄膜晶体管液晶显示 器的显示品质。
与所述薄膜晶体管液晶显示器阵列基板的结构相对应，本发明还提供一种 薄膜晶体管液晶显示器阵列基板制造方法。如图4所示，所述方法包括如下步
骤
401、采用构图工艺，在所述阵列基板上形成栅电极2、栅极扫描线1、公 共电极引线11和挡光条12;
使用-兹控濺射的方法，在所述阵列基板上铺设一层厚度在IOOOA至7000A 之间的金属薄膜。其中，所述金属薄膜的材料可以采用钼、铝、铝镍合金、钼 鴒合金、铬或铜等金属，也可以采用上述几种材料的组合。接着，采用栅电极 掩模版，通过曝光和刻蚀等构图工艺，在所述阵列基板的一定区域上形成栅极 扫描线l、栅电极2、公共电极引线11和挡光条12。
402a、在所述栅电极上连续沉积非晶硅薄膜，形成栅极绝缘层4;
利用化学汽相沉积法，在所述完成步骤401的阵列基板上，连续沉积厚度 在1000A至,6000A之间的栅极绝缘层薄膜4。其中，所述栅极绝缘层薄膜的材 料为氮化硅，也可以使用氧化硅和氮氧化硅等。
402b、采用构图工艺，在所述栅极绝缘层上形成像素电极10、数据扫描线 5、源电极6、漏电极7和欧姆接触层13;
采用和制备栅极扫描线类似的方法，在所述完成步骤402a的阵列基板上，沉积一层透明导电层，所述透明导电层厚度在iooA至ioooA之间，材料为ito
(Indium Tin Oxides,氧4匕4因锡)或IZO (Indium Zinc Oxides,氧4匕4因4辛)；之 后，在所述像素电极层上再沉积一层厚度在IOOOA到7000A之间，与所述栅 极扫描线类似的金属薄膜；最后，在所述金属薄膜上沉积一层厚度在lOOQA至 6000A之间的欧姆4矣触层。
在进行曝光工艺时，采用全曝光和半曝光相结合的工艺。其中，所述数据 扫描线、源电极和漏电极、欧姆接触层为光刻胶覆盖区域，为未曝光区域，像 素电极区域为半曝光区域，其他区域为全曝光区域。对所述全曝光区域和半曝 光区域分别进行相应的曝光显影后，首先，用物理或化学腐蚀方法去掉全曝光 区域的欧姆接触层、金属薄膜和透明导电层，完成第一次刻蚀。如图5所示为本 发明中数据扫描线、源电极、漏电极和欧姆接触层完成第一次刻蚀后的单一像 素俯视图，图6是图5中E-E部分横截面图。
然后，对半曝光区域进行灰化处理，去掉表面的光刻胶；接下来，用物理 或化学腐蚀方法去掉金属薄膜和透明导电层中的金属薄膜层；最后，形成数据 扫描线5、源电极6、漏电极7和像素电极10。其中，所述透明导电层与漏电极 7.相接触的部分为像素电极10，所述漏电极和像素电极直接相连接。如图6a、 图6b、图6c所示为完成各步刻蚀操作后的E-E部分的横截面图。
403、 采用构图工艺，在所述欧姆接触层上形成半导体层3; 在所述完成步骤402b的阵列基板上，所述欧姆接触层之上，沉积非晶硅层
薄膜，使用掩模版，通过曝光和刻蚀等构图工艺，最终在TFT沟道处形成半导体 厚3。由于半导体层纟皮金属线遮挡，不会使背光源照到半导体介质上，避免了光 电效应的发生。
404、 采用构图工艺，在所述半导体层上形成^/f匕层8。在所述完成步骤403的阵列基板上，采用与所述制备栅极绝缘层类似的方 法，在所述半导体层上沉积一层钝化层，使用掩模版，通过曝光和刻蚀等构图 工艺，形成钝化层8，厚度在IOOOA至6000A之间。
在本发明中，基于所述薄膜晶体管液晶显示器阵列基板的结构上的改变， 所述步骤402a中，形成栅极绝缘层的过程不需要进行曝光工艺，可以将步骤 402a与步骤402b合为一步进行；而所述步骤402b中，在形成像素电极、数据 扫描线、源电极、漏电极和欧姆接触层的过程中，则可以采用全曝光和半曝光 相结合的工艺完成。与现有技术相比，本发明薄膜晶体管液晶显示器阵列基板 的制造方法为4-Mask工艺，节省了一步曝光工艺，缩短了工艺周期，增大了存 储电容，提高了生产效率。
以上所述为本发明的一种实施例，也可以通过增加或减少曝光次数，以及 选择不同的材料或材料组合来实现本发明，TFT开关器件的结构也可以有各种修 改和变化。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于 此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到 变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内 因此，本发明的保护范围应 该以权利要求所界定的保护范围为准。
权利要求
1、一种薄膜晶体管液晶显示器阵列基板结构，包括形成在基板上的栅极扫描线和数据扫描线，相邻的栅极扫描线和数据扫描线所限定的像素区域内形成像素电极，并在交叉处形成薄膜晶体管，其特征在于所述薄膜晶体管的组成结构从下到上依次为栅电极、栅极绝缘层、透明导电层、源电极和漏电极、欧姆接触层、半导体层、钝化层；其中，所述透明导电层与漏电极相接触的部分为像素电极，所述源电极与所述数据扫描线连接。
2、 根据权利要求1所述的薄膜晶体管液晶显示器阵列基板结构，其特征在 于，还包括公共电极引线，与所述栅极扫描线处于同一层，且平行于所述栅极扫描线。
3、 根据权利要求2所述的薄膜晶体管液晶显示器阵列基板结构，其特征在 于，还包括挡光条，位于所述基板之上，平行于所述数据扫描线。
4、 根据权利要求3所述的薄膜晶体管液晶显示器阵列基板结构，其特征在 于所述数据扫描线位于所述像素电极之上，与所述栅极扫描线垂直。
5、 根据权利要求4所述的薄膜晶体管液晶显示器阵列基板结构，其特征在 于所述像素电极与所述栅极扫描线以及公共电极引线之间一起形成存储电容。
6、 根据权利要求3至5中任一项所述的薄膜晶体管液晶显示器阵列基板结 构，其特征在于所述栅极扫描线、栅电极、数据扫描线、薄膜晶体管的源电 极和漏电极、公共电极引线和挡光条为铝、铬、钨、钽、钛、钼及铝镍之一或 任意组合构成的单层或复合层结构。
7、 根据权利要求3至5中任一项所述的薄膜晶体管液晶显示器阵列基板结构，其特征在于所述栅极扫描线、栅电极、公共电极引线和挡光条为在同一 构图工艺中完成制作的相同材料部分。
8、 根据权利要求3至5中任一项所述的薄膜晶体管液晶显示器阵列基板结 构，其特征在于所述栅极绝缘层的材料为氮化硅、二氧化硅或氧化铝。
9、 根据权利要求3至5中任一项所述的薄膜晶体管液晶显示器阵列基板结 构，其特征在于所述^^素电极的材料为氧化铟锡、氧化铟锌或氧化铝锌。
10、 一种薄膜晶体管液晶显示器阵列基板制造方法，其特征在于，包括如 下步骤' 采用构图工艺，在所述阵列基板上形成栅电极、栅极扫描线、公共电极引 线和挡光条；在所述栅电极上沉积棚-极绝缘层；采用构图工艺，在所述栅极绝缘层上形成像素电极、数据扫描线、源电极、 漏电极和欧姆接触层；采用构图工艺，在所述欧姆接触层上形成半导体层； 采用构图工艺，在所述半导体层上形成钝化层。
11 根据权利要求10所述的薄膜晶体管液晶显示器阵列基板制造方法，其 特征在于，所述采用构图工艺，在所述栅极绝缘层上形成像素电极、数据扫描 线、源电极、漏电极和欧姆接触层的步骤具体为在所述栅极绝缘层上先后沉积透明导电层薄膜、金属薄膜和欧姆接触层薄膜；采用全曝光和半曝光相结合的工艺，对全曝光区域和半曝光区域分别进行 相应的曝光显影；采用刻蚀工艺，去掉全曝光区域的欧姆接触层、金属薄膜和透明导电层； 对半曝光区域进行灰化处理，去掉表面的光刻胶；采用刻蚀工艺，去掉金属薄膜和透明导电层中的金属薄膜层，最终形成数 据扫描线、源电极、漏电极和像素电极结构；其中，所述数据扫描线、源电极和漏电极、欧姆接触层为光刻胶覆盖区域， 为未曝光区域，像素电极区域为半曝光区域，其他区域为全曝光区域。
全文摘要
本发明公开了一种薄膜晶体管液晶显示器阵列基板结构及制造方法，涉及薄膜晶体管液晶显示器技术领域，为解决现有技术中薄膜晶体管液晶显示器显示品质不好的问题而发明。本发明提供的薄膜晶体管液晶显示器阵列基板结构包括形成在基板上的栅极扫描线和数据扫描线，相邻的栅极扫描线和数据扫描线所限定的像素区域内形成像素电极，并在交叉处形成薄膜晶体管，所述薄膜晶体管的组成结构从下到上依次为栅电极、栅极绝缘层、栅极绝缘层、透明导电层、源电极和漏电极、欧姆接触层、半导体层、钝化层；其中，所述透明导电层与漏电极接触的部分为像素电极，所述源电极与所述数据扫描线连接。本发明可适用于提高薄膜晶体管液晶显示器的显示品质。
文档编号H01L21/84GK101561604SQ200810104358
公开日2009年10月21日 申请日期2008年4月17日 优先权日2008年4月17日
发明者弥 张 申请人:北京京东方光电科技有限公司