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：
目前，制造薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display, 简称TFT-LCD)阵列基板是通过一组构图工艺形成构图来完成，一次构图工艺形成一层 构图，构图工艺的次数可以衡量制造TFT-LCD阵列基板的繁简程度，减少构图工艺的次 数就意味着制造成本的降低。现在技术的五次构图工艺包括栅线和栅电极构图、有源 层构图、源电极/漏电极构图、钝化层过孔构图和像素电极构图，每一次构图工艺中又 分别包括薄膜沉积、掩膜曝光和刻蚀工艺，其中刻蚀工艺包括干法刻蚀和湿法刻蚀。
现在技术采用的四次构图工艺技术是在五次构图工艺基础上，利用半色调(Half Tone)或灰色调(GrayTone)掩模板技术，将有源层构图与源电极/漏电极构图合并成一 个构图工艺，通过一次构图工艺完成有源层、数据线、源电极、漏电极和TFT沟道区域 图形的制作，其工艺过程主要包括通过采用普通掩模板的第一次构图工艺形成栅线和 栅电极图形；通过采用半色调或灰色调掩模板的第二次构图工艺形成有源层、数据线、 源电极、漏电极和TFT沟道区域图形；通过采用普通掩模板的第三次构图工艺形成钝化 层过孔、栅线接口过孔和数据线接口过孔图形；通过采用普通掩模板的第四次构图工艺 形成像素电极图形，像素电极通过钝化层过孔与漏电极连接。
由于每次构图工艺均需要把掩模板的图形转移到薄膜图形上，而每一层薄膜图 形都需要精确地罩在另一层薄膜图形上，因此现有技术五次构图工艺存在工艺复杂、生 产周期长和使用掩模板数量多等缺陷，同时较长的工艺周期增加了不良发生率，造成良 品率降低、成本增加。而现有技术四次构图工艺中，由于TFT沟道区域图形是采用部分 曝光和多步刻蚀工艺形成，导致TFT沟道区域图形刻蚀均勻性较差，薄膜晶体管的性能 不稳定。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，采用三次构图工艺 实现TFT-LCD阵列基板的制造，不仅工艺简化，而且薄膜晶体管的性能稳定。
为了实现上述目的，本发明提供了一种TFT-LCD阵列基板，包括数条栅线和 数据线，所述栅线和数据线限定的每个像素区域内形成有像素电极和薄膜晶体管，所述 薄膜晶体管的源电极和漏电极分别通过半导体层表面形成的掺杂半导体层与半导体层连 接。
所述掺杂半导体层为使用磷烷或氨气电离后离子注入到半导体层表面后形成。
所述栅线上形成有覆盖整个基板的栅绝缘层；所述薄膜晶体管的半导体层形成 在所述栅绝缘层上，并位于所述薄膜晶体管的栅电极的上方；钝化层形成在上述构图上，在所述半导体层所在位置开设有源电极过孔和漏电极过孔；所述掺杂半导体层形成 在源电极过孔和漏电极过孔内的半导体层表面上。
所述源电极通过其下方的透明导电薄膜和源电极过孔内的掺杂半导体层与半导 体层连接，所述漏电极通过其下方的透明导电薄膜和漏电极过孔内的掺杂半导体层与半 导体层连接，所述源电极与漏电极之间形成TFT沟道区域。
所述源电极通过其下方的透明导电薄膜和源电极过孔内的掺杂半导体层与半导 体层连接，所述漏电极为与像素电极相互连接成一体结构的透明漏电极，所述透明漏电 极通过漏电极过孔内的掺杂半导体层与半导体层连接，所述源电极与透明漏电极之间形 成TFT沟道区域。
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、在基板上形成包括栅线和准半导体层的图形，所述准半导体层位于栅线 的上方；
步骤2、在完成前述步骤的基板上通过构图工艺形成半导体层图形，在所述半导 体层所在位置形成包括源电极过孔和漏电极过孔的图形，且在所述源电极过孔和漏电极 过孔内的半导体层表面形成掺杂半导体层；
步骤3、在完成前述步骤的基板上通过构图工艺形成包括像素电极、数据线、源 电极和漏电极的图形，所述源电极通过所述源电极过孔内的掺杂半导体层与半导体层连 接，所述漏电极通过所述漏电极过孔内的掺杂半导体层与半导体层连接，所述源电极与 漏电极之间形成TFT沟道区域图形。
本发明提供了一种TFT-LCD阵列基板及其制造方法，首先采用包括自对准光刻 工艺的第一次工艺形成包括栅线和准半导体层的图形，然后采用半色调或灰色调掩模板 的第二次工艺形成半导体层、源电极过孔、漏电极过孔、栅线接口过孔和掺杂半导体层 的图形，最后采用半色调或灰色调掩模板的第三次工艺形成包括像素电极、数据线、源 电极、漏电极和TFT沟道区域的图形。本发明通过三次工艺即可实现TFT-LCD阵列基 板的制备，由于采用自对准光刻工艺，相比现有技术普遍采用的掩模板光刻技术，不存 在对位等问题，曝光速度快，工艺相对简单，可最大限度地缩短工艺时间，提高生产效 率，降低生产成本。此外，本发明TFT沟道区域是直接形成的，不同于现有技术的多步 刻蚀形成，因此避免了现有技术刻蚀均勻性较差的缺陷，最大限度地地保证了薄膜晶体 管性能的稳定，在减少工艺步骤的同时提高了产品质量。
图1为本发明TFT-LCD阵列基板第一实施例的平面图2为图1中Al-Al向的剖面图3为图1中Bl-Bl向的剖面图4为图1中Cl-Cl向的剖面图5为图1中栅线接口区域的剖面图6为本发明TFT-LCD阵列基板第一实施例第一次工艺后的平面图7为图6中A2-A2向剖面图8为本发明TFT-LCD阵列基板第一实施例第一次工艺中形成栅线图形后 A2-A2向的剖面图9为本发明TFT-LCD阵列基板第一实施例第一次工艺中形成半导体层图形后 A2-A2向的剖面图10为本发明TFT-LCD阵列基板第一实施例第二次工艺后的平面图11为图10中A3-A3向剖面图；
图12为图10中B3-B3向剖面图13为图10中C3-C3向剖面图14为本发明TFT-LCD阵列基板第一实施例第二次工艺中光刻胶曝光显影后 A3-A3向的剖面图15为本发明TFT-LCD阵列基板第一实施例第二次工艺中光刻胶曝光显影后 B3-B3向的剖面图16为本发明TFT-LCD阵列基板第一实施例第二次工艺中光刻胶曝光显影后 C3-C3向的剖面图17为本发明TFT-LCD阵列基板第一实施例第二次工艺中第一次刻蚀工艺后 B3-B3向的剖面图18为本发明TFT-LCD阵列基板第一实施例第二次工艺中灰化工艺后A3-A3 向的剖面图19为本发明TFT-LCD阵列基板第一实施例第二次工艺中第二次刻蚀工艺后 A3-A3向的剖面图20为本发明TFT-LCD阵列基板第一实施例第二次工艺中形成掺杂半导体层 后A3-A3向的剖面图21 图M为本发明TFT-LCD阵列基板第一实施例第三次工艺中光刻胶曝光 显影后的结构示意图25 图27为本发明TFT-LCD阵列基板第一实施例第三次工艺中第一次刻蚀 工艺后的结构示意图观和图四为本发明TFT-LCD阵列基板第一实施例第三次工艺中灰化工艺后 的结构示意图30和图31为本发明TFT-LCD阵列基板第一实施例第三次工艺中第二次刻蚀 工艺后的结构示意图32为本发明TFT-LCD阵列基板第二实施例的平面图33为图32中Dl-Dl向的剖面图34为本发明TFT-LCD阵列基板制造方法的流程图35为本发明TFT-LCD阵列基板制造方法中形成栅线和半导体层图形的流程 图36为本发明TFT-LCD阵列基板制造方法中形成源电极过孔、漏电极过孔、 栅线接口过孔和掺杂半导体层图形的流程图37为本发明TFT-LCD阵列基板制造方法中形成像素电极、数据线、源电 极、漏电极和TFT沟道区域图形的流程图。
附图标记说明
1-基板；2-准半导体层；3--栅绝缘层；
4-半导体层；5-钝化层；6--掺杂半导体层;
7-源电极；8-漏电极；9-透明漏电极；
11-栅线；12-数据线；13--像素电极；
21-透明导电薄j摸；22-源漏金属薄IlI ； 30-光刻胶
51-源电极过孔；52-漏电极过孔。
具体实施方式
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。
图1为本发明TFT-LCD阵列基板第一实施例的平面图，所反映的是一个像素单 元的结构，图2为图1中Al-Al向的剖面图，图3为图1中Bl-Bl向的剖面图，图4为 图1中Cl-Cl向的剖面图，图5为图1中栅线接口区域的剖面图。如图1 图5所示， 本实施例TFT-LCD阵列基板的主体结构包括栅线11、数据线12、像素电极13和薄膜晶 体管，相互垂直的数条栅线11和数条数据线12定义了数个像素区域，每个像素区域内形 成有像素电极13和薄膜晶体管，栅线11用于向薄膜晶体管提供开启或关断信号，数据线 12用于向像素电极13提供数据信号。具体地，本发明TFT-LCD阵列基板包括形成在基 板1上的栅线11 ；栅绝缘层3形成在栅线11上并覆盖整个基板1 ；半导体层4形成在栅 绝缘层3上，并位于作为栅电极的栅线11的上方；钝化层5形成在上述构图上，在半导 体层4所在位置开设有源电极过孔51和漏电极过孔52，在栅线接口区域开设有栅线接口 过孔，且源电极过孔51和漏电极过孔52内的半导体层4表面形成有掺杂半导体层6 ；像 素电极13、源电极7、漏电极8和数据线12形成在钝化层5上，源电极7和漏电极8相 对的一端位于半导体层4的上方，源电极7通过源电极过孔51内的掺杂半导体层6与半 导体层4连接，漏电极8通过漏电极过孔52内的掺杂半导体层6与半导体层4连接，使 源电极7与漏电极8之间构成TFT沟道区域，同时源电极7与数据线12连接，漏电极8 与像素电极13直接连接。
图6 图31为本发明TFT-LCD阵列基板第一实施例制造过程的示意图，可说 明本发明的技术方案，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、光刻胶剥离等工艺，光刻胶以正性光刻胶为例。
图6为本发明TFT-LCD阵列基板第一实施例第一次工艺后的平面图，所反映的 是一个像素单元的结构，图7为图6中A2-A2向剖面图。本次工艺中，首先形成包括栅 线11的图形，然后采用自对准光刻工艺形成包括准半导体层2的图形，且准半导体层2 位于栅线11的上方，如图6和图7所示。本次工艺过程具体说明如下。
图8为本发明TFT-LCD阵列基板第一实施例第一次工艺中形成栅线图形后 A2-A2向的剖面图。首先采用磁控溅射、热蒸发或其它成膜方法，在基板1(如玻璃基板 或石英基板)上沉积一层栅金属薄膜，栅金属薄膜可以是AlNd的单层薄膜或多层薄膜。 采用普通掩模板通过构图工艺形成包括栅线11的图形，如图8所示。
图9为本发明TFT-LCD阵列基板第一实施例第一次工艺中形成半导体层图形 后A2-A2向的剖面图。在完成图8所示构图的基板上，采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)或其它成膜方法，依次沉积栅绝缘层3和半导体薄膜；之后在半导体薄膜上涂 覆一层光刻胶30，采用自对准光刻工艺曝光显影处理，仅在栅线11的上方保留有光刻胶 30；随后采用干刻工艺刻蚀掉光刻胶30以外区域的半导体薄膜，使保留下来的半导体薄 膜形成准半导体层2图形，如图9所示。自对准光刻工艺是一种不需要掩模板的曝光处 理过程，利用玻璃基板已形成的不透明图形(栅线)作为掩模，进行光刻胶的曝光。自 对准光刻工艺的优点在于刻蚀后形成的图形与原不透明的图形完全重合，不会产生对位 错位的问题。
最后，剥离剩余的光刻胶，在基板上形成包括栅线11、栅绝缘层3和准半导体 层2的图形，如图6和图7所示。第一次工艺后，栅线11形成在基板1上，栅绝缘层3 形成在栅线11上并覆盖整个基板1，准半导体层2形成在栅绝缘层3上并位于栅线11的 上方。
图10为本发明TFT-LCD阵列基板第一实施例第二次工艺后的平面图，所反映 的是一个像素单元的结构，图11为图10中A3-A3向剖面图，图12为图10中B3-B3向剖 面图，图13为图10中C3-C3向剖面图。本次工艺中，在完成图6所示构图的基板上， 首先沉积钝化层5，然后采用半色调或灰色调掩模板通过构图工艺形成包括半导体层4、 源电极过孔51、漏电极过孔52和栅线接口过孔的图形，源电极过孔51和漏电极过孔52 开设在半导体层4的所在位置，且在源电极过孔51和漏电极过孔52内的半导体层4表面 形成掺杂半导体层6图形，如图10 图13所示。本次工艺过程具体说明如下。
图14为本发明TFT-LCD阵列基板第一实施例第二次工艺中光刻胶曝光显影后 A3-A3向的剖面图，图15为本发明TFT-LCD阵列基板第一实施例第二次工艺中光刻胶 曝光显影后B3-B3向的剖面图，图16为本发明TFT-LCD阵列基板第一实施例第二次工 艺中光刻胶曝光显影后C3-C3向的剖面图。首先采用PECVD或其它成膜方法沉积一层 钝化层5;之后在钝化层5上涂覆一层光刻胶30 ；采用半色调或灰色调掩模板对光刻胶 30进行曝光，使光刻胶30形成完全曝光区域A、未曝光区域B和部分曝光区域C;其 中，完全曝光区域A对应于栅线图形所在区域，但薄膜晶体管所在位置和数据线所在位 置的栅线区域除外，部分曝光区域C对应于源电极过孔和漏电极过孔图形所在区域，未 曝光区域B对应于上述图形以外区域；显影处理后，未曝光区域B的光刻胶厚度没有变 化，形成光刻胶完全保留区域，完全曝光区域A的光刻胶被完全去除，形成光刻胶完全 去除区域，部分曝光区域C的光刻胶厚度变薄，形成光刻胶部分保留区域，如图14 图 16所示。实际上，完全曝光区域A所对应的区域中已经包含了栅线接口过孔图形的所在 区域。
图17为本发明TFT-LCD阵列基板第一实施例第二次工艺中第一次刻蚀工艺后 B3-B3向的剖面图。通过干刻工艺完全刻蚀掉完全曝光区域A的钝化层5、准半导体层 2和栅绝缘层3，使该区域的栅线11暴露出来，如图17所示。本次工艺中，栅线11上 方的栅绝缘层3、准半导体层2和钝化层5被完全刻蚀掉，但由于薄膜晶体管所在位置和 数据线所在位置的钝化层5上覆盖有光刻胶30，因此在薄膜晶体管所在位置形成半导体 层图形，半导体层位于栅绝缘层上，钝化层位于半导体层上。实际上，图17所示结构也 就是栅线接口区域的栅线接口过孔结构。
图18为本发明TFT-LCD阵列基板第一实施例第二次工艺中灰化工艺后A3-A3向的剖面图。通过灰化工艺，完全去除部分曝光区域C的光刻胶30，暴露出该区域的钝 化层5，如图18所示。
图19为本发明TFT-LCD阵列基板第一实施例第二次工艺中第二次刻蚀工艺后 A3-A3向的剖面图。通过干刻工艺完全刻蚀掉部分曝光区域C的钝化层5，在半导体层 4所在位置形成包括源电极过孔51和漏电极过孔52的图形，源电极过孔51和漏电极过孔 52内暴露出半导体层4表面，如图19所示。
图20为本发明TFT-LCD阵列基板第一实施例第二次工艺中形成掺杂半导体层 后A3-A3向的剖面图。采用离子注入方式，使用磷烷或氨气电离后离子注入到源电极过 孔51和漏电极过孔52内，使暴露出来的半导体层4表面形成一层厚度为20埃至1000埃 的掺杂半导体层6，如图20所示。
最后，剥离剩余的光刻胶，完成本发明TFT-LCD阵列基板第一实施例第二次工 艺过程，如图10 图13所示。第二次工艺后，除了薄膜晶体管和数据线所在位置，栅 线11上方的栅绝缘层、半导体层和钝化层被完全刻蚀掉，暴露出栅线11;在薄膜晶体管 所在位置，即在作为栅电极的栅线11所在位置，分别形成有用于设置源电极的源电极过 孔51和用于设置漏电极的漏电极过孔52，源电极过孔51和漏电极过孔52内半导体层4 的表面形成有掺杂半导体层6。
本次工艺中，数据线所在位置的栅线上仍保留有栅绝缘层、半导体层和钝化 层，在该位置形成宽度为3微米至10微米的数据线与栅线的隔离层，该隔离层不仅可以 起数据线与栅线的隔离作用，同时还可以降低栅线与数据线之间形成的寄生电容，因此 可以提高TFT-LCD的显示品质。本次工艺中还同时在栅线接口区域(栅线PAD区域) 形成栅线接口过孔图形，栅线接口过孔内暴露出栅线表面，其结构形式与图12所示结构 相同，不再赘述。此外，本次工艺中的两次刻蚀工艺也可以采用如下方式进行第一次 刻蚀工艺中，通过干刻工艺先刻蚀掉完全曝光区域的钝化层的全部或大部分，然后在第 二次刻蚀工艺中，在通过干刻工艺刻蚀掉部分曝光区域的钝化层的同时，把完全曝光区 域的剩余钝化层、半导体层和栅绝缘层刻蚀掉，使完全曝光区域的栅线暴露出来。
在制备本发明TFT-LCD阵列基板第一实施例第三次工艺中，在完成图10所示 构图的基板上，首先沉积透明导电薄膜和源漏金属薄膜，然后采用半色调或灰色调掩模 板通过构图工艺形成包括像素电极13、数据线12、源电极7、漏电极8和TFT沟道区域 的图形，如图1 图5所示。本次工艺过程具体说明如下。
图21 图M为本发明TFT-LCD阵列基板第一实施例第三次工艺中光刻胶曝光 显影后的结构示意图，其中图21为图1中Al-Al向的剖面图，图22为图1中Bl-Bl向 的剖面图，图23为图1中Cl-Cl向的剖面图，图M为图1中栅线接口区域的剖面图。 首先采用磁控溅射、热蒸发或其它成膜方法，依次沉积透明导电薄膜21和源漏金属薄膜 22，透明导电薄膜21可采用氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)或氧化铝锌等材料，源漏 金属薄膜22可以是Mo的单层薄膜或多层薄膜；之后在源漏金属薄膜22上涂覆一层光刻 胶30;采用半色调或灰色调掩模板对光刻胶30进行曝光，使光刻胶30形成完全曝光区 域A、未曝光区域B和部分曝光区域C，其中，未曝光区域B对应于数据线、源电极、漏 电极和栅线接口过孔图形所在区域，部分曝光区域C对应于像素电极图形所在区域，完 全曝光区域A对应于上述图形以外区域；显影处理后，未曝光区域B的光刻胶厚度没有变化，形成光刻胶完全保留区域，完全曝光区域A的光刻胶被完全去除，形成光刻胶完 全去除区域，部分曝光区域C的光刻胶厚度变薄，形成光刻胶部分保留区域，如图21 图&所示。
图25 图27为本发明TFT-LCD阵列基板第一实施例第三次工艺中第一次刻蚀 工艺后的结构示意图，其中图25为图1中Al-Al向的剖面图，图沈为图1中Bl-Bl向 的剖面图，图27为图1中栅线接口区域的剖面图。通过湿刻工艺完全刻蚀掉完全曝光区 域A的透明导电薄膜21和源漏金属薄膜22，如图25 图27所示。本次湿刻工艺时，可 以通过控制刻蚀时间，只刻蚀掉完全曝光区域A的透明导电薄膜21和源漏金属薄膜22， 而不会对栅线11产生腐蚀破坏。
图观和图四为本发明TFT-LCD阵列基板第一实施例第三次工艺中灰化工艺后 的结构示意图，其中图观为图1中Al-Al向的剖面图，图四为图1中Bl-Bl向的剖面 图。通过灰化工艺，完全去除部分曝光区域C的光刻胶30，暴露出该区域的源漏金属薄 膜22，如图观和图四所示。由于未曝光区域B的光刻胶厚度大于部分曝光区域C的光 刻胶厚度，因此灰化工艺后，未曝光区域B还保留有一定厚度的光刻胶30。
图30和图31为本发明TFT-LCD阵列基板第一实施例第三次工艺中第二次刻蚀 工艺后的结构示意图，其中图30为图1中Al-Al向的剖面图，图31为图1中Bl-Bl向 的剖面图。通过湿刻工艺完全刻蚀掉部分曝光区域C的源漏金属薄膜，使暴露出的透明 导电薄膜形成像素电极13图形，如图30和图31所示。本次刻蚀工艺中，由于本实施 例栅金属薄膜和源漏金属薄膜采用了不同的金属，在相同刻蚀条件下具有不同的刻蚀速 率，栅金属薄膜采用具有第一刻蚀速率的金属薄膜材料，源漏金属薄膜采用具有第二刻 蚀速率的金属薄膜材料，且第二刻蚀速率大于第一刻蚀速率，即在相同刻蚀条件下，源 漏金属薄膜的刻蚀速率大于栅金属薄膜的刻蚀速率，因此可以保证在刻蚀源漏金属薄膜 时不会对栅金属薄膜产生腐蚀破坏。例如栅金属薄膜采用金属AINd，而源漏金属薄膜采 用金属Mo，由于这两种金属在一定的刻蚀条件下，金属Mo的刻蚀速率远大于金属AlNd 和透明导电薄膜的刻蚀速率，这样在湿刻工艺中可以把部分曝光区域的源漏金属薄膜完 全刻蚀掉，但不会对透明导电薄膜和金属AlNd产生腐蚀破坏。进一步地说，虽然在刻蚀 源漏金属薄膜会对栅金属薄膜有一定的刻蚀影响，但可以调整刻蚀液成分，通过调整这 两种金属薄膜的刻蚀选择比，将对栅金属薄膜的影响降低至最小。
最后，剥离剩余的光刻胶，完成本发明TFT-LCD阵列基板第一实施例第三次工 艺，如图1 图5所示。第三次构图工艺后，源电极7与数据线12连接，漏电极8与像 素电极13直接连接，源电极7和漏电极8相对的一端位于半导体层4的上方，源电极7 通过源电极过孔51内的掺杂半导体层6与半导体层4连接，漏电极8通过漏电极过孔52 内的掺杂半导体层6与半导体层4连接，使源电极7与漏电极8之间构成TFT沟道区域。 此外，由于源电极7、漏电极8、数据线12和像素电极13是在同一次构图工艺中形成， 因此源电极7、漏电极8和数据线12的下方均保留有透明导电薄膜21。由于漏电极下方 的透明导电薄膜与像素电极为一体结构，因此漏电极与像素电极直接连接。栅线接口区 域的栅线接口过孔上覆盖有透明导电薄膜和源漏金属薄膜，而由于数据线位于最上层， 因此在数据线接口区域(数据线PAD区域)可以直接引线。
本实施例提供了一种TFT-LCD阵列基板，首先采用包括自对准工艺的第一次工艺形成包括栅线和准半导体层的图形，然后采用半色调或灰色调掩模板的第二次工艺形 成半导体层、源电极过孔、漏电极过孔、栅线接口过孔和掺杂半导体层的图形，最后采 用半色调或灰色调掩模板的第三次工艺形成包括像素电极、数据线、源电极、漏电极和 TFT沟道区域的图形。本实施例通过三次工艺即可实现TFT-LCD阵列基板的制备，由于 采用自对准光刻工艺，相比现有技术普遍采用的掩模板光刻技术，不存在对位等问题， 曝光速度快，工艺相对简单，可最大限度地缩短工艺时间，提高生产效率，降低生产成 本。此外，本实施例TFT沟道区域是直接形成的，不同于现有技术的多步刻蚀形成，因 此避免了现有技术因刻蚀均勻性较差存在的缺陷，最大限度地地保证了薄膜晶体管性能 的稳定，在减少工艺步骤的同时提高了产品质量。进一步地，本实施例像素电极与漏电 极直接接触，形成了更稳定的电连接，有效提高了良品率。
以上所说明的工艺仅仅是制备本发明TFT-LCD阵列基板的一种实现方法，实际 使用中还可以通过工艺调整、选择不同的材料或材料组合来实现本发明。例如，在本发 明第二次工艺中，可以通过刻蚀钝化层在数据线所在区域形成数据线凹槽，并在第三次 工艺中，将数据线形成在数据线凹槽中。
图32为本发明TFT-LCD阵列基板第二实施例的平面图，所反映的是一个像素 单元的结构，图33为图32中Dl-Dl向的剖面图。如图32和图33所示，本实施例是前 述第一实施例的一种结构变形，主体结构与本发明TFT-LCD阵列基板第一实施例的主体 结构基本相同，所不同的是，本实施例漏电极为由透明导电薄膜形成的透明漏电极9，透 明漏电极9通过漏电极过孔52内的掺杂半导体层6与半导体层4连接，源电极7与透明 漏电极9之间形成TFT沟道区域，透明漏电极9与像素电极13为相互连接的一体结构。 或者说，与前述第一实施例的区别在于，本实施例将位于漏电极过孔内的透明导电薄膜 直接作为漏电极。本实施例的制备流程与前述第一实施例基本相同，只是在第三次工艺 中将漏电极过孔上方的源漏金属薄膜刻蚀掉，这里不再赘述。
图34为本发明TFT-LCD阵列基板制造方法的流程图，包括
步骤1、在基板上形成包括栅线和准半导体层的图形，所述准半导体层位于栅线 的上方；
步骤2、在完成前述步骤的基板上通过构图工艺形成半导体层图形，在所述半导 体层所在位置形成包括源电极过孔和漏电极过孔的图形，且在所述源电极过孔和漏电极 过孔内的半导体层表面形成掺杂半导体层；
步骤3、在完成前述步骤的基板上通过构图工艺形成包括像素电极、数据线、源 电极和漏电极的图形，所述源电极通过所述源电极过孔内的掺杂半导体层与半导体层连 接，所述漏电极通过所述漏电极过孔内的掺杂半导体层与半导体层连接，所述源电极与 漏电极之间形成TFT沟道区域图形。
本发明提供了一种TFT-LCD阵列基板制造方法，通过三次工艺即可实现 TFT-LCD阵列基板的制备，不仅工艺相对简单，可最大限度地缩短工艺时间，提高生产 效率，降低生产成本，而且可以最大限度地保证薄膜晶体管性能的稳定，在减少工艺步 骤的同时提高了产品质量。
图35为本发明TFT-LCD阵列基板制造方法中形成栅线和半导体层图形的流程 图。在图34所示技术方案中，所述步骤1包括
步骤11、在基板上沉积栅金属薄膜；
步骤12、采用普通掩模板通过构图工艺形成包括栅线的图形；
步骤13、依次沉积栅绝缘层和半导体薄膜；
步骤14、采用自对准光刻工艺形成包括准半导体层的图形，所述准半导体层位 于栅线的上方。
上述工艺流程已在前述图6 图9所示技术方案中详细介绍。
图36为本发明TFT-LCD阵列基板制造方法中形成半导体层、源电极过孔、漏 电极过孔、栅线接口过孔和掺杂半导体层图形的流程图。在图34所示技术方案中，所述 步骤2包括
步骤21、在完成步骤1的基板上沉积钝化层；
步骤22、在钝化层上涂敷一层光刻胶；
步骤23、采用半色调或灰色调掩模板对光刻胶进行曝光，显影后使光刻胶形成 光刻胶完全去除区域、光刻胶完全保留区域和光刻胶部分保留区域，其中光刻胶完全去 除区域对应于除薄膜晶体管和数据线所在位置以外的栅线图形所在区域，光刻胶部分保 留区域对应于源电极过孔和漏电极过孔图形所在区域，光刻胶完全保留区域对应于上述 图形以外区域；
步骤M、通过第一次刻蚀工艺完全刻蚀掉光刻胶完全去除区域的钝化层、准半 导体层和栅绝缘层，形成包括半导体层的图形；
步骤25、通过灰化工艺完全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；
步骤沈、通过第二次刻蚀工艺完全刻蚀掉光刻胶部分保留区域的钝化层，在半 导体层所在位置形成包括源电极过孔和漏电极过孔的图形；
步骤27、使用磷烷或氨气电离后离子注入到源电极过孔和漏电极过孔内，使暴 露出来的半导体层表面形成掺杂半导体层；
步骤观、剥离剩余的光刻胶。
上述工艺流程已在前述图10 图20所示技术方案中详细介绍。
图37为本发明TFT-LCD阵列基板制造方法中形成像素电极、数据线、源电 极、漏电极和TFT沟道区域图形的流程图。在图34所示技术方案中，所述步骤3包括
步骤31、在完成步骤2的基板上，依次沉积透明导电薄膜和源漏金属薄膜；
步骤32、在源漏金属薄膜上涂敷一层光刻胶；
步骤33、采用半色调或灰色调掩模板对光刻胶进行曝光，显影后使光刻胶形成 光刻胶完全去除区域、光刻胶完全保留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、漏电极和栅线接口过孔图形所在区域，光刻胶部分保 留区域对应于像素电极图形所在区域，光刻胶完全去除区域对应于上述图形以外区域；
步骤34、通过第一次刻蚀工艺完全刻蚀掉光刻胶完全去除区域的透明导电薄膜 和源漏金属薄膜；
步骤35、通过灰化工艺完全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；
步骤36、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；
步骤37、剥离剩余的光刻胶。
此外，通过将漏电极过孔上方的源漏金属薄膜刻蚀掉还可以形成新的技术方 案。在图34所示技术方案中，所述步骤3也可以包括
步骤41、在完成步骤2的基板上，依次沉积透明导电薄膜和源漏金属薄膜；
步骤42、在源漏金属薄膜上涂敷一层光刻胶；
步骤43、采用半色调或灰色调掩模板对光刻胶进行曝光，显影后使光刻胶形成 光刻胶完全去除区域、光刻胶完全保留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、源电极和栅线接口过孔图形所在区域，光刻胶部分保留区域对 应于像素电极和漏电极过孔图形所在区域，光刻胶完全去除区域对应于上述图形以外区 域；
步骤44、通过第一次刻蚀工艺完全刻蚀掉光刻胶完全去除区域的透明导电薄膜 和源漏金属薄膜；
步骤45、通过灰化工艺完全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；
步骤46、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；
步骤47、剥离剩余的光刻胶。
本发明上述技术方案中，栅金属薄膜和源漏金属薄膜采用了不同的金属材料， 在相同刻蚀条件下具有不同的刻蚀速率，栅金属薄膜采用具有第一刻蚀速率的金属薄膜 材料，源漏金属薄膜采用具有第二刻蚀速率的金属薄膜材料，且第二刻蚀速率大于第一 刻蚀速率，即在相同刻蚀条件下，源漏金属薄膜的刻蚀速率大于栅金属薄膜的刻蚀速 率，因此可以保证在刻蚀源漏金属薄膜时不会对栅金属薄膜产生腐蚀破坏。例如栅金属 薄膜采用金属AINd，而源漏金属薄膜采用金属Mo，由于这两种金属在一定的刻蚀条件 下，金属Mo的刻蚀速率远大于金属AlNd和透明导电薄膜的刻蚀速率，这样在湿刻工艺 中可以把部分曝光区域的源漏金属薄膜完全刻蚀掉，但不会对透明导电薄膜和金属AlNd 产生腐蚀破坏。上述工艺流程已在前述图21 图31所示技术方案中详细介绍，这里不 再赘述。
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，包括数条栅线和数据线，所述栅线和数据线限定的每个 像素区域内形成有像素电极和薄膜晶体管，其特征在于，所述薄膜晶体管的源电极和漏 电极分别通过半导体层表面形成的掺杂半导体层与半导体层连接。
2.根据权利要求1所述的TFT-LCD阵列基板，其特征在于，所述掺杂半导体层为使 用磷烷或氨气电离后离子注入到半导体层表面后形成。
3.根据权利要求1或2所述的TFT-LCD阵列基板，其特征在于，所述栅线上形成有 覆盖整个基板的栅绝缘层；所述薄膜晶体管的半导体层形成在所述栅绝缘层上，并位于 所述薄膜晶体管的栅电极的上方；钝化层形成在上述构图上，在所述半导体层所在位置 开设有源电极过孔和漏电极过孔；所述掺杂半导体层形成在源电极过孔和漏电极过孔内 的半导体层表面上。
4.根据权利要求3所述的TFT-LCD阵列基板，其特征在于，所述源电极通过其下方 的透明导电薄膜和源电极过孔内的掺杂半导体层与半导体层连接，所述漏电极通过其下 方的透明导电薄膜和漏电极过孔内的掺杂半导体层与半导体层连接，所述源电极与漏电 极之间形成TFT沟道区域。
5.根据权利要求3所述的TFT-LCD阵列基板，其特征在于，所述源电极通过其下方 的透明导电薄膜和源电极过孔内的掺杂半导体层与半导体层连接，所述漏电极为与像素 电极相互连接成一体结构的透明漏电极，所述透明漏电极通过漏电极过孔内的掺杂半导 体层与半导体层连接，所述源电极与透明漏电极之间形成TFT沟道区域。
6.—种TFT-LCD阵列基板制造方法，其特征在于，包括步骤1、在基板上形成包括栅线和准半导体层的图形，所述准半导体层位于栅线的上方；步骤2、在完成前述步骤的基板上通过构图工艺形成半导体层图形，在所述半导体层 所在位置形成包括源电极过孔和漏电极过孔的图形，且在所述源电极过孔和漏电极过孔 内的半导体层表面形成掺杂半导体层；步骤3、在完成前述步骤的基板上通过构图工艺形成包括像素电极、数据线、源电极 和漏电极的图形，所述源电极通过所述源电极过孔内的掺杂半导体层与半导体层连接， 所述漏电极通过所述漏电极过孔内的掺杂半导体层与半导体层连接，所述源电极与漏电 极之间形成TFT沟道区域图形。
7.根据权利要求6所述的TFT-LCD阵列基板制造方法，其特征在于，所述步骤1包括在基板上沉积栅金属薄膜；采用普通掩模板通过构图工艺形成包括栅线的图形； 依次沉积栅绝缘层和半导体薄膜；采用自对准光刻工艺形成包括准半导体层的图形，所述准半导体层位于栅线的上方。
8.根据权利要求6所述的TFT-LCD阵列基板制造方法，其特征在于，所述步骤2包括在完成步骤1的基板上沉积钝化层； 在钝化层上涂敷一层光刻胶；采用半色调或灰色调掩模板对光刻胶进行曝光，显影后使光刻胶形成光刻胶完全 去除区域、光刻胶完全保留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 于除薄膜晶体管和数据线所在位置以外的栅线图形所在区域，光刻胶部分保留区域对应 于源电极过孔和漏电极过孔图形所在区域，光刻胶完全保留区域对应于上述图形以外区 域；通过第一次刻蚀工艺完全刻蚀掉光刻胶完全去除区域的钝化层、准半导体层和栅绝 缘层，形成包括半导体层的图形；通过灰化工艺完全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完全刻蚀掉光刻胶部分保留区域的钝化层，在半导体层所在位 置形成包括源电极过孔和漏电极过孔的图形；使用磷烷或氨气电离后离子注入到源电极过孔和漏电极过孔内，使暴露出来的半导 体层表面形成掺杂半导体层； 剥离剩余的光刻胶。
9.根据权利要求6所述的TFT-LCD阵列基板制造方法，其特征在于，所述步骤3包括在完成步骤2的基板上，依次沉积透明导电薄膜和源漏金属薄膜； 在源漏金属薄膜上涂敷一层光刻胶；采用半色调或灰色调掩模板对光刻胶进行曝光，显影后使光刻胶形成光刻胶完全去 除区域、光刻胶完全保留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、漏电极和栅线接口过孔图形所在区域，光刻胶部分保留区域对应于 像素电极图形所在区域，光刻胶完全去除区域对应于上述图形以外区域；通过第一次刻蚀工艺完全刻蚀掉光刻胶完全去除区域的透明导电薄膜和源漏金属薄膜；通过灰化工艺完全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； 剥离剩余的光刻胶。
10.根据权利要求6所述的TFT-LCD阵列基板制造方法，其特征在于，所述步骤3包括在完成步骤2的基板上，依次沉积透明导电薄膜和源漏金属薄膜； 在源漏金属薄膜上涂敷一层光刻胶；采用半色调或灰色调掩模板对光刻胶进行曝光，显影后使光刻胶形成光刻胶完全去 除区域、光刻胶完全保留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、源电极和栅线接口过孔图形所在区域，光刻胶部分保留区域对应于像素电极 和漏电极过孔图形所在区域，光刻胶完全去除区域对应于上述图形以外区域；通过第一次刻蚀工艺完全刻蚀掉光刻胶完全去除区域的透明导电薄膜和源漏金属薄膜；通过灰化工艺完全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； 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。制造方法包括沉积栅金属薄膜、栅绝缘层和半导体薄膜，形成包括栅线和准半导体层的图形；沉积钝化层，形成半导体层图形，在半导体层所在位置形成包括源电极过孔和漏电极过孔的图形，且在源电极过孔和漏电极过孔内的半导体层表面形成掺杂半导体层；沉积透明导电薄膜和源漏金属薄膜，形成包括像素电极、数据线、源电极和漏电极的图形，源电极通过源电极过孔内的掺杂半导体层与半导体层连接，漏电极通过漏电极过孔内的掺杂半导体层与半导体层连接。本发明通过三次工艺即可实现TFT-LCD阵列基板的制备，工艺相对简单，可最大限度地缩短工艺时间，提高生产效率，降低生产成本。
文档编号H01L27/02GK102023431SQ200910093380
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
发明者谢振宇 申请人:北京京东方光电科技有限公司