专利名称：Tft-lcd阵列基板及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种薄膜晶体管液晶显示器及其制造方法，尤其是一种TFT-IXD阵列 基板及其制造方法。
背景技术：
薄膜晶体管液晶显示器(ThinFilm Transistor Liquid CrystalDisplay，简称 TFT-IXD)技术在近十年有了飞速地发展，在当前的平板显示器市场中占据了主导地位。随 着TFT-LCD生产的不断扩大，各生产商在不断提高产品性能的同时，也在不断努力降低产 品的生产成本，从而提高市场的竞争力。
TFT-IXD的主体结构包括对盒在一起并将液晶夹设其间的TFT-IXD阵列基板和彩 膜基板，TFT-LCD阵列基板是通过一组构图工艺制作完成，现在技术通常采用的四次构图工 艺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。
在TFT-IXD阵列基板制备过程中，形成过孔是非常重要的一步工序，它使得像素 电极与薄膜晶体管的漏电极连接，以及使得栅线接口过孔和数据线接口过孔处与连接电极 连接。图1 图17b为现有技术TFT-IXD阵列基板制造方法中制备过孔的示意图，制备 过程说明如下。
图1 和图1 为现有技术TFT-IXD阵列基板制造方法中涂敷感光树脂层后的结 构示意图，其中图15a为薄膜晶体管所在位置的剖面图，图1 为栅线接口区域所在位置 的剖面图。在完成栅线11、栅电极2、栅绝缘层3、有源层(包括半导体层4和掺杂半导体 层5)、数据线、源电极6和漏电极7图形后，在上述构图上均勻涂敷一层感光树脂层8，如图 15a和图15b所示。
图16a和图16b为现有技术TFT-IXD阵列基板制造方法中曝光显影后的结构示意 图，其中图16a为薄膜晶体管所在位置的剖面图，图16b为栅线接口区域所在位置的剖面 图。采用普通掩模板对感光树脂层8进行曝光处理，显影后形成第一过孔21和第三过孔23 的图形，其中第一过孔21位于栅线接口区域中栅线11的上方，暴露出栅绝缘层3，第三过孔 23位于薄膜晶体管中漏电极7的上方，暴露出漏电极7的表面，如图16a和图16b所示。
图17a和图17b为现有技术TFT-IXD阵列基板制造方法中刻蚀工艺后的结构示意 图，其中图17a为薄膜晶体管所在位置的剖面图，图17b为栅线接口区域所在位置的剖面 图。通过刻蚀工艺将第一过孔21内的栅绝缘层3刻蚀掉，暴露出栅线11的表面，如图17a 和图17b所示。
由于现有技术上述流程需要采用刻蚀工序，基板需要经过不同设备的处理，工艺 路线较长，花费时间较多，因此现有技术流程存在生产效率较低、制作成本较高等缺陷。发明内容
本发明的目的是提供一种TFT-IXD阵列基板及其制造方法，有效提高生产效率， 降低制作成本。
为了实现上述目的，本发明提供了一种TFT-IXD阵列基板制造方法，包括
在基板上通过构图工艺形成包括栅线和栅电极的图形；
在完成前述步骤的基板上通过构图工艺形成包括有源层、数据线、源电极和漏电 极的图形，同时去除上述图形以外区域的栅绝缘层；
在完成前述步骤的基板上通过曝光显影在感光树脂层上形成包括第一过孔、第二 过孔和第三过孔的图形，所述第一过孔位于栅线接口区域所在位置，所述第二过孔位于数 据线接口区域所在位置，所述第三过孔位于漏电极所在位置；
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、第一连接电极和第二 连接电极的图形，所述第一连接电极通过第一过孔与栅线连接，所述第二连接电极通过第 二过孔与数据线连接，所述像素电极通过第三过孔与漏电极连接。
其中，在完成前述步骤的基板上通过构图工艺形成包括有源层、数据线、源电极和 漏电极的图形，同时去除上述图形以外区域的栅绝缘层包括
连续沉积栅绝缘层、半导体薄膜和掺杂半导体薄膜；
沉积源漏金属薄膜；
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 保留区域、光刻胶完全去除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、源电极和漏电极图形所在区域，光刻胶部分保留区域对应于源电极和漏电极之间 TFT沟道区域图形所在区域，光刻胶完全去除区域对应于上述图形以外的区域；
通过湿刻工艺完全刻蚀掉光刻胶完全去除区域的源漏金属薄膜；
通过干刻工艺完全刻蚀掉光刻胶完全去除区域的掺杂半导体薄膜和半导体薄膜， 并刻蚀掉部分厚度的栅绝缘层；
通过灰化工艺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和掺杂半导体层， 并刻蚀掉部分厚度的半导体层，同时刻蚀掉光刻胶完全去除区域的栅绝缘层；
剥离剩余的光刻胶。
其中，通过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和掺杂半导 体层，并刻蚀掉部分厚度的半导体层，同时刻蚀掉光刻胶完全去除区域的栅绝缘层可以包 括
通过第一阶段干刻工艺，在光刻胶部分保留区域完全刻蚀掉源漏金属薄膜，在光 刻胶完全去除区域刻蚀掉部分厚度的栅绝缘层；
通过第二阶段干刻工艺，在光刻胶部分保留区域完全刻蚀掉掺杂半导体层和部分 厚度的半导体层，在光刻胶完全去除区域刻蚀掉部分厚度的栅绝缘层；
通过第三阶段干刻工艺，在光刻胶完全去除区域刻蚀掉剩余厚度的栅绝缘层，暴 露出栅线，在光刻胶部分保留区域进行刻蚀修整，形成TFT沟道区域图形。
进一步地，所述第一阶段干刻工艺与第二阶段干刻工艺之间还包括通过灰化工 艺，减小光刻胶的厚度并缩小光刻胶的覆盖区域。
其中，通过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和掺杂半导 体层，并刻蚀掉部分厚度的半导体层，同时刻蚀掉光刻胶完全去除区域的栅绝缘层可以包 括
通过第一阶段湿刻工艺，在光刻胶部分保留区域完全刻蚀掉源漏金属薄膜；
通过灰化工艺，减小光刻胶的厚度并缩小光刻胶的覆盖区域；
通过第二阶段干刻工艺，在光刻胶部分保留区域完全刻蚀掉掺杂半导体层和部分 厚度的半导体层，在光刻胶完全去除区域刻蚀掉部分厚度的栅绝缘层；
通过第三阶段干刻工艺，在光刻胶完全去除区域刻蚀掉剩余厚度的栅绝缘层，暴 露出栅线，在光刻胶部分保留区域进行刻蚀修整，形成TFT沟道区域图形。
为了实现上述目的，本发明还提供了一种TFT-IXD阵列基板，包括栅线、数据线、 像素电极和薄膜晶体管，栅线与数据线之间形成有栅绝缘层，所述栅绝缘层位于数据线下 方和薄膜晶体管所在区域。
所述薄膜晶体管包括栅电极、有源层、源电极和漏电极；所述栅电极和栅线形成在 基板上，其上形成栅绝缘层，所述栅绝缘层位于数据线下方和薄-膜晶体管所在区域；包括 半导体层和掺杂半导体层的有源层形成在栅绝缘层上并位于栅电极的上方；所述源电极和 漏电极形成在有源层上，源电极与漏电极之间形成TFT沟道区域。
所述源电极的一端位于栅电极的上方，另一端与数据线连接，所述漏电极的一端 位于栅电极的上方，另一端与像素电极连接，所述TFT沟道区域的掺杂半导体层被完全刻 蚀掉，并刻蚀掉部分厚度的半导体层，使TFT沟道区域的半导体层暴露出来。
所述数据线、源电极、漏电极和TFT沟道区域上覆盖有感光树脂层，栅线接口区域 的感光树脂层形成有第一过孔，数据线接口区域的感光树脂层形成有第二过孔，漏电极所 在位置的感光树脂层形成有第三过孔。
所述感光树脂层上形成有第一连接电极、第二连接电极和所述像素电极，所述第 一连接电极通过第一过孔与栅线连接，所述第二连接电极通过第二过孔与数据线连接，所 述像素电极通过第三过孔与漏电极连接。
本发明提供了一种TFT-IXD阵列基板及其制造方法，在现有四次构图工艺基础 上，通过在第二次构图工艺中刻蚀掉有源层、数据线、源电极和漏电极图形以外区域的栅绝 缘层，使得第三次构图工艺中不需要刻蚀工序即可形成过孔，简化了工艺，有效提高了生产 效率，降低了制作成本，同时进一步提高了制作质量。
图1为本发明TFT-IXD阵列基板制造方法的流程图2为本发明TFT-IXD阵列基板制造方法所制备的TFT-IXD阵列基板的平面图3a和图北为本发明TFT-IXD阵列基板制造方法第一次构图工艺后的结构示意 图4a、图4b和图如为本发明TFT-IXD阵列基板制造方法第二次构图工艺后的结 构示意图5a、图恥和图5c为本发明TFT-IXD阵列基板制造方法第二次构图工艺中光刻 胶曝光显影后的结构示意图6a、图6b和图6c为本发明TFT-IXD阵列基板制造方法第二次构图工艺中第一 次刻蚀工艺第一刻蚀阶段后的结构示意图7a、图7b和图7c为本发明TFT-IXD阵列基板制造方法第二次构图工艺中第一 次刻蚀工艺第二刻蚀阶段后的结构示意图8a、图8b和图8c为本发明TFT-IXD阵列基板制造方法第二次构图工艺中灰化 工艺后的结构示意图9a、图9b和图9c为本发明TFT-IXD阵列基板制造方法第二次构图工艺中第二 次刻蚀工艺后的结构示意图10a、图IOb和图IOc为本发明TFT-IXD阵列基板制造方法第三次构图工艺后的 结构示意图11a、图lib和图Ilc为本发明TFT-IXD阵列基板制造方法第四次构图工艺后的 结构示意图12为本发明TFT-IXD阵列基板制造方法第一实施例的流程图13为本发明TFT-IXD阵列基板制造方法第二实施例的流程图14为本发明TFT-IXD阵列基板制造方法第三实施例的流程图1 和图1 为现有技术TFT-IXD阵列基板制造方法中涂敷感光树脂层后的结 构示意图16a和图16b为现有技术TFT-IXD阵列基板制造方法中曝光显影后的结构示意 图17a和图17b为现有技术TFT-IXD阵列基板制造方法中刻蚀工艺后的结构示意 图。
附图标记说明
1-基板；2-栅电极；3-栅绝缘层；
4-半导体层；5-掺杂半导体层；6-源电极；
7-漏电极；8-感光树脂层；11-栅线；
12-数据线；13-像素电极；14-第一连接电极
15-第二连接电极；21-第一过孔；22-第二过孔；
23-第三过孔;30-光刻胶；31-半导体薄膜；
32-掺杂半导体薄膜； 33-源漏金属薄膜。
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-IXD阵列基板制造方法的流程图，包括
步骤1、在基板上通过构图工艺形成包括栅线和栅电极的图形；
步骤2、在完成前述步骤的基板上通过构图工艺形成包括有源层、数据线、源电极 和漏电极的图形，同时去除上述图形以外区域的栅绝缘层；
步骤3、在完成前述步骤的基板上通过曝光显影在感光树脂层上形成包括第一过孔、第二过孔和第三过孔的图形，所述第一过孔位于栅线接口区域所在位置，所述第二过孔 位于数据线接口区域所在位置，所述第三过孔位于漏电极所在位置；
步骤4、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、第一连接电极 和第二连接电极的图形，所述第一连接电极通过第一过孔与栅线连接，所述第二连接电极 通过第二过孔与数据线连接，所述像素电极通过第三过孔与漏电极连接。
本发明提供了一种TFT-IXD阵列基板制造方法，在现有四次构图工艺基础上，通 过在第二次构图工艺中刻蚀掉有源层、数据线、源电极和漏电极图形以外区域的栅绝缘层， 使得第三次构图工艺中不需要刻蚀工序即可形成过孔，简化了工艺，有效提高了生产效率， 降低了制作成本，同时进一步提高了制作质量。
图2为本发明TFT-IXD阵列基板制造方法所制备的TFT-IXD阵列基板的平面图， 所反映的是一个像素单元的结构。TFT-LCD阵列基板的主体结构包括形成在基板上的栅线 11、数据线12、像素电极13和薄膜晶体管，相互垂直的栅线11和数据线12定义了像素区 域，薄膜晶体管和像素电极13形成在像素区域内，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。
图3a 图Ilc为本发明TFT-IXD阵列基板制造方法制作过程的示意图，可以进一 步说明本发明的技术方案，在以下说明中，本发明所称的构图工艺包括光刻胶涂覆、掩模、 曝光、刻蚀和光刻胶剥离等工艺，光刻胶以正性光刻胶为例。
图3a和图北为本发明TFT-IXD阵列基板制造方法第一次构图工艺后的结构示意 图，其中图3a为图2中A-A向的剖视图，图北为本发明TFT-LCD阵列基板结构中栅线接口 区域所在位置的剖面图。首先采用磁控溅射或热蒸发的方法，在基板1(如玻璃基板或石英 基板)上沉积一层栅金属薄膜，栅金属薄膜可以采用钼、铝、铝镍合金、钼钨合金、铬或铜等 金属的单层薄膜，也可以采用由上述单层薄膜构成的多层复合薄膜。采用普通掩模板对栅 金属薄膜进行构图，在基板1上形成包括栅电极2和栅线11的图形，如图3a和图北所示。
图4a、图4b和图如为本发明TFT-IXD阵列基板制造方法第二次构图工艺后的结 构示意图，其中图如为图2中A-A向的剖视图，图4b为本发明TFT-LCD阵列基板结构中栅 线接口区域所在位置的剖面图，图4c为本发明TFT-LCD阵列基板结构中数据线接口区域所 在位置的剖面图。在完成图3a和图北所示构图的基板上，首先采用等离子体增强化学气 相沉积(简称PECVD)方法，连续沉积栅绝缘层、半导体薄膜和掺杂半导体薄膜，然后采用磁 控溅射或热蒸发的方法，沉积源漏金属薄膜。栅绝缘层3可以采用氧化硅、氮化硅或氮氧化 硅等，源漏金属薄膜可以采用钼、铝、铝镍合金、钼钨合金、铬或铜等金属的单层薄膜，也可 以采用由上述单层薄膜构成的多层复合薄膜。采用半色调或灰色调掩模板通过第二次构图 工艺形成包括有源层、数据线12、源电极6和漏电极7的图形，同时去除有源层、数据线12、 源电极6和漏电极7图形以外区域的栅绝缘层，如图4a、图4b和图如所示。本次构图工艺 是一种采用多步刻蚀方法的构图工艺，工艺过程具体说明如下。
图5a、图恥和图5c为本发明TFT-IXD阵列基板制造方法第二次构图工艺中光刻 胶曝光显影后的结构示意图，其中图fe为图2中A-A向的剖视图，图恥为本发明TFT-LCD 阵列基板结构中栅线接口区域所在位置的剖面图，图5c为本发明TFT-LCD阵列基板结构中 数据线接口区域所在位置的剖面图。首先依次沉积栅绝缘层3、半导体薄膜31和掺杂半导 体薄膜32，然后沉积源漏金属薄膜33，随后在源漏金属薄膜33上涂覆一层光刻胶30，采用8半色调或灰色调掩模板对光刻胶30进行曝光，显影后使光刻胶30形成未曝光区域A (光刻 胶完全保留区域)、完全曝光区域B(光刻胶完全去除区域)和部分曝光区域C(光刻胶部 分保留区域)，其中未曝光区域A对应于数据线、源电极和漏电极图形所在区域，部分曝光 区域C对应于源电极和漏电极之间TFT沟道区域图形所在区域，完全曝光区域B对应于上 述图形以外的区域，如图5^图恥和图5c所示。图恥所示的栅线接口区域为完全曝光区 域，图5c所示的数据线接口区域为未曝光区域。
图6a、图6b和图6c为本发明TFT-IXD阵列基板制造方法第二次构图工艺中第一 次刻蚀工艺第一刻蚀阶段后的结构示意图，其中图6a为图2中A-A向的剖视图，图6b为本 发明TFT-LCD阵列基板结构中栅线接口区域所在位置的剖面图，图6c为本发明TFT-LCD阵 列基板结构中数据线接口区域所在位置的剖面图。通过湿刻工艺完全刻蚀掉完全曝光区域 的源漏金属薄膜，形成数据线12的图形，如图6a、图6b和图6c所示。
图7a、图7b和图7c为本发明TFT-IXD阵列基板制造方法第二次构图工艺中第一 次刻蚀工艺第二刻蚀阶段后的结构示意图，其中图7a为图2中A-A向的剖视图，图7b为本 发明TFT-LCD阵列基板结构中栅线接口区域所在位置的剖面图，图7c为本发明TFT-LCD阵 列基板结构中数据线接口区域所在位置的剖面图。通过干刻工艺完全刻蚀掉完全曝光区域 的掺杂半导体薄膜32和半导体薄膜31，并刻蚀掉部分厚度的栅绝缘层3，形成有源层的图 形，如图7a、图7b和图7c所示。
图8a、图8b和图8c为本发明TFT-IXD阵列基板制造方法第二次构图工艺中灰化 工艺后的结构示意图，其中图8a为图2中A-A向的剖视图，图8b为本发明TFT-LCD阵列基 板结构中栅线接口区域所在位置的剖面图，图8c为本发明TFT-LCD阵列基板结构中数据线 接口区域所在位置的剖面图。通过灰化工艺，将光刻胶减薄，去除部分曝光区域的光刻胶， 暴露出该区域的源漏金属薄膜，如图8a、图8b和图8c所示。
图9a、图9b和图9c为本发明TFT-IXD阵列基板制造方法第二次构图工艺中第二 次刻蚀工艺后的结构示意图，其中图9a为图2中A-A向的剖视图，图9b为本发明TFT-LCD 阵列基板结构中栅线接口区域所在位置的剖面图，图9c为本发明TFT-LCD阵列基板结构中 数据线接口区域所在位置的剖面图。通过刻蚀工艺完全刻蚀掉部分曝光区域的源漏金属薄 膜33和掺杂半导体层5，并刻蚀掉部分厚度的半导体层4，形成源电极6、漏电极7和TFT沟 道区域的图形，同时刻蚀掉完全曝光区域剩余厚度的栅绝缘层3，暴露出栅线11，如图9a、 图9b和图9c所示。
最后剥离剩余的光刻胶，完成本发明TFT-LCD阵列基板制造方法第二次构图工 艺。本次构图工艺后，有源层(包括半导体层4和掺杂半导体层幻形成在栅绝缘层3上并 位于栅电极2的上方；源电极6和漏电极7形成在有源层上，源电极6的一端位于栅电极2 的上方，另一端与数据线12连接，漏电极7的一端位于栅电极2的上方，与源电极6相对设 置，源电极6和漏电极7之间形成TFT沟道区域，TFT沟道区域的掺杂半导体层5被完全刻 蚀掉，并刻蚀掉部分厚度的半导体层4，使TFT沟道区域的半导体层4暴露出来，除了有源层 和数据线12 (包括栅线11与数据线12的交叠区域)所在区域，其它区域的栅绝缘层3都 被刻蚀掉，栅线接口区域暴露出栅线11，数据线接口区域暴露出数据线12，数据线12下方 保留有掺杂半导体薄膜32和半导体薄膜31，如图4a、图4b和图如所示。
图10a、图IOb和图IOc为本发明TFT-IXD阵列基板制造方法第三次构图工艺后的结构示意图，其中图IOa为图2中A-A向的剖视图，图IOb为本发明TFT-LCD阵列基板结构 中栅线接口区域所在位置的剖面图，图IOc为本发明TFT-LCD阵列基板结构中数据线接口 区域所在位置的剖面图。在完成图4a、图4b和图如构图的基板上，采用旋涂或其它方法， 涂敷一层感光树脂层8，采用普通掩模板对感光树脂层8通过曝光，显影后形成包括第一过 孔21、第二过孔22和第三过孔23的图形，第一过孔21位于栅线接口区域所在位置，第一过 孔21内暴露出栅线11的表面，第二过孔22位于数据线接口区域所在位置，第二过孔22内 暴露出数据线12的表面，第三过孔23位于漏电极7所在位置，第三过孔23内暴露出漏电极 7的表面，如图10a、图IOb和图IOc所示。由于感光树脂层是涂覆在基板上的，因此感光树 脂层具有平整的表面。与现有技术采用介电常数为6. 5左右、厚度为0. 5 μ m 0. 8 μ m的钝 化层(如SiNx)相比，本发明感光树脂层的厚度可以为1. 5 μ m 5 μ m，介电常数为2. 4 4.0，因此提高了介电能力，提高了产品的抗干扰特性和亮度均勻性。
图11a、图lib和图Ilc为本发明TFT-IXD阵列基板制造方法第四次构图工艺后 的结构示意图，其中图Ila为图2中A-A向的剖视图，图lib为本发明TFT-LCD阵列基板结 构中栅线接口区域所在位置的剖面图，图Ilc为本发明TFT-LCD阵列基板结构中数据线接 口区域所在位置的剖面图。在完成图10a、图IOb和图IOc所示构图的基板上，采用磁控溅 射或热蒸发的方法，沉积透明导电薄膜，透明导电薄膜可以采用氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌 (IZO)或氧化铝锌等材料，也可以采用其它金属及金属氧化物。采用普通掩模板通过构图 工艺形成包括像素电极13、第一连接电极14和第二连接电极15的图形，第一连接电极14 覆盖在第一过孔21上，通过第一过孔21与栅线11连接，第二连接电极15覆盖在第二过孔 22上，通过第二过孔22与数据线12连接，像素电极13形成在像素区域内，通过第三过孔 23与漏电极7连接，如图11a、图lib和图Ilc所示。
在本发明上述技术方案中，第二次构图工艺中的第二次刻蚀工艺可以采用多种刻 蚀方法完成，下面通过具体实施例一一说明。
图12为本发明TFT-IXD阵列基板制造方法第一实施例的流程图，是一种采用干法 刻蚀方法的技术方案，本发明第二次构图工艺中的第二次刻蚀工艺包括
步骤11、通过第一阶段干刻工艺，在光刻胶部分保留区域完全刻蚀掉源漏金属薄 膜，在光刻胶完全去除区域刻蚀掉部分厚度的栅绝缘层；
步骤12、通过第二阶段干刻工艺，在光刻胶部分保留区域完全刻蚀掉掺杂半导体 层和部分厚度的半导体层，在光刻胶完全去除区域刻蚀掉部分厚度的栅绝缘层；
步骤13、通过第三阶段干刻工艺，在光刻胶完全去除区域刻蚀掉剩余厚度的栅绝 缘层，暴露出栅线，在光刻胶部分保留区域进行刻蚀修整，形成TFT沟道区域图形；
本实施例中，将第二次刻蚀工艺划分为三个阶段的目的是针对不同的刻蚀对象采 用相应的工艺参数，并保证刻蚀质量。在第一阶段干刻工艺中，由于是以刻蚀源漏金属薄膜 为主，所以在该阶段完全曝光区域的栅绝缘层被刻蚀的厚度较薄。此外，为了提高刻蚀均勻 性，也可以增加少量的惰性气体。在第二阶段干刻工艺中，虽然是以刻蚀掺杂半导体层和半 导体层为主，但由于刻蚀方式相近，所以在该阶段完全曝光区域的栅绝缘层被刻蚀的厚度 较厚，将栅绝缘层减薄很大一部分。在第三阶段干刻工艺中，虽然是以刻蚀剩余厚度的栅绝 缘层为主，但由于刻蚀方式相近，所以在该阶段部分曝光区域(即TFT沟道区域)的半导体 层被刻蚀修整，形成最终的TFT沟道区域图形。
下面以一个具体事例进一步说明本发明第二次构图工艺的刻蚀过程，其中，栅绝 缘层的厚度为3600A~ 4400A,半导体薄膜厚度为1500A~ 2100A，掺杂半导体薄膜厚度 为400八~ 600八,源漏金属薄膜的厚度为2000八~ 2400八。在第一次刻蚀工艺第一刻蚀阶 段中，由于采用的是湿刻工艺，因此只有光刻胶完全去除区域的源漏金属薄膜被完全刻蚀 掉。在第一次刻蚀工艺第二刻蚀阶段中，光刻胶完全去除区域的掺杂半导体薄膜和半导体 薄膜被完全刻蚀掉，并刻蚀掉厚度为2100A~ 2200A的栅绝缘层。第二次刻蚀工艺第一阶 段干刻工艺中，由于采用干刻工艺，因此在完全刻蚀掉光刻胶部分保留区域的源漏金属薄 膜过程中，光刻胶完全去除区域的栅绝缘层被一同刻蚀，刻蚀厚度约为IOOA~ 300A。第二 次刻蚀工艺第二阶段干刻工艺中，由于刻蚀方式相近，所以在光刻胶部分保留区域厚度为 400八~ 600A的掺杂半导体薄膜和厚度为800A ~ 1000A的半导体薄膜被刻蚀掉时，光 刻胶完全去除区域厚度为1200A~ 1600A的栅绝缘层也被刻蚀掉。这样一来，光刻胶完全 去除区域栅绝缘层的厚度仅为200A ~ 300A。最后第二次刻蚀工艺第三阶段干刻工艺中， 剩余厚度为200A ~ 300A的栅绝缘层被完全刻蚀掉，同时TFT沟道区域半导体层被刻蚀修離IF. ο
从本实施例技术方案可以看出，本实施例从第一次刻蚀工艺第二刻蚀阶段开始， 直到第二次刻蚀工艺的第三阶段干刻工艺，都是采用干法刻蚀，因此所有蚀掉过程可以在 同一台设备中连续完成。
图13为本发明TFT-IXD阵列基板制造方法第二实施例的流程图，是一种带有灰化 工艺的技术方案，本发明第二次构图工艺中的第二次刻蚀工艺包括
步骤21、通过第一阶段干刻工艺，在光刻胶部分保留区域完全刻蚀掉源漏金属薄 膜，在光刻胶完全去除区域刻蚀掉部分厚度的栅绝缘层；
步骤22、通过灰化工艺，减小光刻胶的厚度并缩小光刻胶的覆盖区域；
步骤23、通过第二阶段干刻工艺，在光刻胶部分保留区域完全刻蚀掉掺杂半导体 层和部分厚度的半导体层，在光刻胶完全去除区域刻蚀掉部分厚度的栅绝缘层；
步骤M、通过第三阶段干刻工艺，在光刻胶完全去除区域刻蚀掉剩余厚度的栅绝 缘层，暴露出栅线，在光刻胶部分保留区域进行刻蚀修整，形成TFT沟道区域图形。
本实施例的主体流程和相关工艺参数与前述第一实施例相同，所不同的是，本实 施例在第一阶段干刻工艺与第一阶段干刻工艺之间增加了光刻胶灰化工艺，通过减小光刻 胶的厚度并缩小光刻胶的覆盖区域，使沟道区域的掺杂半导体层完全暴露出来，可以保证 后续刻蚀中沟道区域不会产生掺杂半导体层残留，提高了 TFT沟道区域图形的刻蚀质量。
图14为本发明TFT-IXD阵列基板制造方法第三实施例的流程图，是一种采用湿法 和干法刻蚀方法的技术方案，本发明第二次构图工艺中的第二次刻蚀工艺包括
步骤31、通过第一阶段湿刻工艺，在光刻胶部分保留区域完全刻蚀掉源漏金属薄 膜；
步骤32、通过灰化工艺，减小光刻胶的厚度并缩小光刻胶的覆盖区域；
步骤33、通过第二阶段干刻工艺，在光刻胶部分保留区域完全刻蚀掉掺杂半导体 层和部分厚度的半导体层，在光刻胶完全去除区域刻蚀掉部分厚度的栅绝缘层；
步骤34、通过第三阶段干刻工艺，在光刻胶完全去除区域刻蚀掉剩余厚度的栅绝 缘层，暴露出栅线，在光刻胶部分保留区域进行刻蚀修整，形成TFT沟道区域图形。
本实施例的主体流程与前述第二实施例相同，所不同的是，本实施例在第一阶段 采用湿法刻蚀工艺，当源漏金属薄膜采用不容易干刻的金属材料(如Al或AlNd等)时，可 以应用本实施例实现源漏金属薄膜的刻蚀。
本发明还提供了一种TFT-IXD阵列基板，由本发明TFT-IXD阵列基板制造方法制 备而成。如图2、图11a、图lib和图Ilc所示，本发明TFT-IXD阵列基板的主体结构包括形 成在基板1上的栅线11、数据线12、像素电极13和薄膜晶体管，相互垂直的栅线11和数据 线12定义了像素区域，薄膜晶体管和像素电极13形成在像素区域内，栅线11用于向薄膜 晶体管提供开启和关断信号，数据线12用于向像素电极13提供数据信号。具体地，薄膜晶 体管包括栅电极2、有源层、源电极6和漏电极7 ；栅电极2和栅线11形成在基板1上，栅电 极2与栅线11连接；栅绝缘层3形成在栅电极2所在区域和栅线11与数据线12的交叠区 域，有源层(半导体层4和掺杂半导体层幻形成在栅绝缘层3上并位于栅电极2的上方； 源电极6和漏电极7形成在有源层上，源电极6的一端位于栅电极2的上方，另一端与数据 线12连接，漏电极7的一端位于栅电极2的上方，另一端与像素电极13连接，源电极6与 漏电极7之间形成TFT沟道区域，TFT沟道区域的掺杂半导体层5被完全刻蚀掉，并刻蚀掉 部分厚度的半导体层4，使TFT沟道区域的半导体层4暴露出来；感光树脂层8形成在数据 线12、源电极6和漏电极7上并覆盖整个基板1，在栅线接口区域形成第一过孔21，在数据 线接口区域形成第二过孔22，在漏电极7所在位置形成第三过孔23 ；像素电极13、第一连 接电极14和第二连接电极15形成在感光树脂层8上，第一连接电极14覆盖在第一过孔21 上，通过第一过孔21与栅线11连接，第二连接电极15覆盖在第二过孔22上，通过第二过孔 22与数据线12连接，像素电极13形成在像素区域内，通过第三过孔23与漏电极7连接。
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-IXD阵列基板制造方法，其特征在于，包括 在基板上通过构图工艺形成包括栅线和栅电极的图形；在完成前述步骤的基板上通过构图工艺形成包括有源层、数据线、源电极和漏电极的 图形，同时去除上述图形以外区域的栅绝缘层；在完成前述步骤的基板上通过曝光显影在感光树脂层上形成包括第一过孔、第二过孔 和第三过孔的图形，所述第一过孔位于栅线接口区域所在位置，所述第二过孔位于数据线 接口区域所在位置，所述第三过孔位于漏电极所在位置；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、第一连接电极和第二连接 电极的图形，所述第一连接电极通过第一过孔与栅线连接，所述第二连接电极通过第二过 孔与数据线连接，所述像素电极通过第三过孔与漏电极连接。
2.根据权利要求1所述的TFT-LCD阵列基板制造方法，其特征在于，在完成前述步骤的 基板上通过构图工艺形成包括有源层、数据线、源电极和漏电极的图形，同时去除上述图形 以外区域的栅绝缘层包括连续沉积栅绝缘层、半导体薄膜和掺杂半导体薄膜； 沉积源漏金属薄膜；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保留 区域、光刻胶完全去除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、源电极和漏电极图形所在区域，光刻胶部分保留区域对应于源电极和漏电极之间TFT 沟道区域图形所在区域，光刻胶完全去除区域对应于上述图形以外的区域； 通过湿刻工艺完全刻蚀掉光刻胶完全去除区域的源漏金属薄膜； 通过干刻工艺完全刻蚀掉光刻胶完全去除区域的掺杂半导体薄膜和半导体薄膜，并刻 蚀掉部分厚度的栅绝缘层；通过灰化工艺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和掺杂半导体层，并刻 蚀掉部分厚度的半导体层，同时刻蚀掉光刻胶完全去除区域的栅绝缘层； 剥离剩余的光刻胶。
3.根据权利要求2所述的TFT-LCD阵列基板制造方法，其特征在于，通过刻蚀工艺完全 刻蚀掉光刻胶部分保留区域的源漏金属薄膜和掺杂半导体层，并刻蚀掉部分厚度的半导体 层，同时刻蚀掉光刻胶完全去除区域的栅绝缘层包括通过第一阶段干刻工艺，在光刻胶部分保留区域完全刻蚀掉源漏金属薄膜，在光刻胶 完全去除区域刻蚀掉部分厚度的栅绝缘层；通过第二阶段干刻工艺，在光刻胶部分保留区域完全刻蚀掉掺杂半导体层和部分厚度 的半导体层，在光刻胶完全去除区域刻蚀掉部分厚度的栅绝缘层；通过第三阶段干刻工艺，在光刻胶完全去除区域刻蚀掉剩余厚度的栅绝缘层，暴露出 栅线，在光刻胶部分保留区域进行刻蚀修整，形成TFT沟道区域图形。
4.根据权利要求3所述的TFT-LCD阵列基板制造方法，其特征在于，所述第一阶段干刻 工艺与第二阶段干刻工艺之间还包括通过灰化工艺，减小光刻胶的厚度并缩小光刻胶的 覆盖区域。
5.根据权利要求2所述的TFT-LCD阵列基板制造方法，其特征在于，通过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和掺杂半导体层，并刻蚀掉部分厚度的半导体 层，同时刻蚀掉光刻胶完全去除区域的栅绝缘层包括通过第一阶段湿刻工艺，在光刻胶部分保留区域完全刻蚀掉源漏金属薄膜；通过灰化工艺，减小光刻胶的厚度并缩小光刻胶的覆盖区域；通过第二阶段干刻工艺，在光刻胶部分保留区域完全刻蚀掉掺杂半导体层和部分厚度 的半导体层，在光刻胶完全去除区域刻蚀掉部分厚度的栅绝缘层；通过第三阶段干刻工艺，在光刻胶完全去除区域刻蚀掉剩余厚度的栅绝缘层，暴露出 栅线，在光刻胶部分保留区域进行刻蚀修整，形成TFT沟道区域图形。
6.一种采用权利要求1 5中任一所述TFT-IXD阵列基板制造方法制备的TFT-IXD阵 列基板，其特征在于，包括栅线、数据线、像素电极和薄膜晶体管，栅线与数据线之间形成有 栅绝缘层，所述栅绝缘层位于数据线下方和薄膜晶体管所在区域。
7.根据权利要求6所述的TFT-LCD阵列基板，其特征在于，所述薄膜晶体管包括栅电 极、有源层、源电极和漏电极；所述栅电极和栅线形成在基板上，其上形成栅绝缘层，所述栅 绝缘层位于数据线下方和薄膜晶体管所在区域；包括半导体层和掺杂半导体层的有源层形 成在栅绝缘层上并位于栅电极的上方；所述源电极和漏电极形成在有源层上，源电极与漏 电极之间形成TFT沟道区域。
8.根据权利要求7所述的TFT-LCD阵列基板，其特征在于，所述源电极的一端位于栅电 极的上方，另一端与数据线连接，所述漏电极的一端位于栅电极的上方，另一端与像素电极 连接，所述TFT沟道区域的掺杂半导体层被完全刻蚀掉，并刻蚀掉部分厚度的半导体层，使 TFT沟道区域的半导体层暴露出来。
9.根据权利要求7所述的TFT-LCD阵列基板，其特征在于，所述数据线、源电极、漏电 极和TFT沟道区域上覆盖有感光树脂层，栅线接口区域的感光树脂层形成有第一过孔，数 据线接口区域的感光树脂层形成有第二过孔，漏电极所在位置的感光树脂层形成有第三过 孔。
10.根据权利要求9所述的TFT-LCD阵列基板，其特征在于，所述感光树脂层上形成有 第一连接电极、第二连接电极和所述像素电极，所述第一连接电极通过第一过孔与栅线连 接，所述第二连接电极通过第二过孔与数据线连接，所述像素电极通过第三过孔与漏电极 连接。
全文摘要
本发明涉及一种TFT-LCD阵列基板及其制造方法。制造方法包括形成包括栅线和栅电极的图形；形成包括有源层、数据线、源电极和漏电极的图形，同时去除上述图形以外区域的栅绝缘层；通过曝光显影在感光树脂层上形成包括第一过孔、第二过孔和第三过孔的图形；形成包括像素电极、第一连接电极和第二连接电极的图形，像素电极通过第三过孔与漏电极连接。本发明在现有四次构图工艺基础上，通过在第二次构图工艺中刻蚀掉有源层、数据线、源电极和漏电极图形以外区域的栅绝缘层，使得第三次构图工艺中不需要刻蚀工序即可形成过孔，简化了工艺，有效提高了生产效率，降低了制作成本，同时进一步提高了制作质量。
文档编号H01L21/768GK102034751SQ20091009348
公开日2011年4月27日 申请日期2009年9月24日 优先权日2009年9月24日
发明者周伟峰, 明星, 谢振宇, 赵鑫, 郭建 申请人:北京京东方光电科技有限公司