专利名称：一种薄膜晶体管阵列基板及其制作方法
ー种薄膜晶体管阵列基板及其制作方法
技术领域：
本发明涉及液晶生产技术领域，特别涉及ー种薄膜晶体管阵列基板及其制作方法。
背景技木随着液晶显示器的不断推广和普及，对液晶显示器的显示性能提出了很高的要求。边界电场切換技术(Fringe FieldSwitching,FFS)由于具有高穿透性以及大视角的特征，被越来越多地应用在液晶显示领域。在液晶显示器的薄膜晶体管(Thin Film Transistor,TFT)阵列基板制程中，需使用多道光罩来进行光刻制程(Photo-litho graphy)，然而，光罩相当昂贵，光罩次数越多则薄膜晶体管制程所需的成本越高，且增加制程时间及复杂度。同样地，现有技术中通过多道光罩(譬如四道光罩)形成FFS型液晶显示器的薄膜晶体管阵列基板的エ艺制程较为复杂，制作难度和制作成本较高，増加了液晶显示器的生产难度。故，有必要提供ー种薄膜晶体管阵列基板及其制造方法，以解决现有技术所存在的问题。
发明内容本发明的ー个目的在于提供ー种薄膜晶体管阵列基板的制作方法，以解决现有技术中通过多道光罩(譬如四道光罩)形成FFS型液晶显示器的薄膜晶体管阵列基板的エ艺制程较为复杂，制作难度和制作成本较高，増加了液晶显示器的生产难度的技术问题。为解决上述问题，本发明提供了ー种薄膜晶体管阵列基板的制作方法，所述方法包括以下步骤提供基板；在所述基板上依次沉积第一透明导电层和第一金属层，利用第一多段式调整光罩对所述第一透明导电层和第一金属层进行图案化，形成栅极和共通电极，所述栅极由第一透明导电层和第一金属层组合形成，所述共通电极由第一透明导电层形成；在所述基板上继续沉积栅绝缘层和半导体层，利用第一光罩对所述半导体层进行图案化，保留位于所述栅极上方的半导体层；在所述基板上继续沉积第二透明导电层和第二金属层，利用第二多段式调整光罩来图案化第二透明导电层和第二金属层，在半导体层上形成包括第二透明导电层和第二金属层的源极和漏扱，在所述共通电极对应的栅绝缘层上由所述第二透明导电层形成像素电扱。在本发明的薄膜晶体管阵列基板的制作方法中，在形成所述源极、漏极和像素电极后，所述方法还包括以下步骤在所述像素电极、以及构成薄膜晶体管的所述源极、漏极和半导体层上沉积一平坦化层，所述平坦化层由透明绝缘材质形成。在本发明的薄膜晶体管阵列基板的制作方法中，所述第一多段式调整光罩和所述第二多段式调整光罩采用灰阶色调光罩、堆栈图层光罩或半色调光罩。在本发明的薄膜晶体管阵列基板的制作方法中，所述第一透明导电层和所述第一金属层通过溅射法依次沉积形成。在本发明的薄膜晶体管阵列基板的制作方法中，所述栅绝缘层和所述半导体层通过化学气相沉积法依次沉积形成。在本发明的薄膜晶体管阵列基板的制作方法中，所述第二透明导电层和所述第二金属层通过溅射法依次沉积形成。在本发明的薄膜晶体管阵列基板的制作方法中，所述第一金属层依次由第一铝金属层和第一钼金属层组合形成，所述第二金属层依次由第二钼金属层、第二铝金属层以及第三钼金属层组合形成。在本发明的薄膜晶体管阵列基板的制作方法中，利用所述第一多段式调整光罩形成栅极及共通电极的过程中，使用硝酸、磷酸以及醋酸的混合液对所述第一金属层进行湿法刻蚀，使用草酸对所述第一透明导电层进行湿法刻蚀。在本发明的薄膜晶体管阵列基板的制作方法中，利用所述第二多段式调整光罩在半导体层上形成源极、漏极以及像素电极的过程中，使用硝酸、磷酸以及醋酸的混合液对所述第二金属层进行湿法刻蚀，使用草酸对所述第二透明导电层进行湿法刻蚀。本发明的另ー个目的在于提供ー种薄膜晶体管阵列基板，以解决现有技术中通过多道光罩(譬如四道光罩)形成FFS型液晶显示器的薄膜晶体管阵列基板的エ艺制程较为复杂，制作难度和制作成本较高，増加了液晶显示器的生产难度的技术问题。为解决上述问题，本发明提供了ー种薄膜晶体管阵列基板，所述薄膜晶体管阵列基板包括基板；多个薄膜晶体管，设置于所述基板上，其中每一所述薄膜晶体管包括栅极、栅绝缘层、半导体层、源极及漏扱，所述栅极、所述栅绝缘层、所述半导体层、所述源极及漏极是依序形成于所述基板上；所述栅极包括第一透明导电层和第一金属层，所述源极及所述漏极包括第二透明导电层和第二金属层；共通电极，由所述基板上的第一透明导电层形成；多个像素电极，由所述栅绝缘层上的第二透明导电层形成，并与所述薄膜晶体管的所述漏极连接。本发明相对于现有技木，通过基板上依次沉积第一透明导电层和第一金属层后进行第一多段式调整光罩制程，在基板上继续沉积栅绝缘层和半导体层后进行第一光罩制程，在基板上继续沉积第二透明导电层和第二金属层后进行第二多段式调整光罩制程形成薄膜晶体管阵列基板。显然，本发明通过三道光罩制程制作FFS型液晶显示器的薄膜晶体管阵列基板，简化了エ艺制程，降低了制作难度以及制作成本，提高了液晶显示器的产量。为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下
图1为本发明的一较佳实施例的显示面板与背光模块的剖面示意图；图2A-图2E为本发明的一较佳实施例的显示面板的薄膜晶体管阵列基板的制程剖面示意图。
具体实施方式以下各实施例的说明是參考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是參考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。在图中，结构相似的単元是以相同标号表示。请參照图1，其显示依照本发明的一实施例的显示面板与背光模块的剖面示意图。 本实施例的薄膜晶体管(TFT)阵列基板的制造方法可应用于显示面板10 (例如液晶显示面板)的制造过程中，以制造晶体管的保护层。当应用本实施例的显示面板10来制造一液晶显示装置吋，可设置液晶显示面板10于背光模块20上，因而形成液晶显示装置。此显示面板10可包括第一基板11、第二基板12、液晶层13、第一偏光片14及第ニ偏光片15。第一基板11和第二基板12的基板材料可为玻璃基板或可挠性塑料基板，在本实施例中，第一基板11可例如为薄膜晶体管阵列基板，而第二基板12可例如为彩色滤光片(Color Filter, CF)基板。值得注意的是，在一些实施例中，彩色滤光片和TFT矩阵亦可配置在同一基板上。如图1所示，液晶层13是形成于第一基板11与第二基板12之间。第一偏光片14 是设置第一基板11的一侧，并相对于液晶层13 (即第一基板11的入光侧)，第二偏光片15 是设置第二基板12的一侧，并相对于液晶层13 (即第二基板12的出光侧)。图2A-2E为本发明的一较佳实施例的显示面板的薄膜晶体管阵列基板的制程剖面示意图。在图2A中，提供基板110，在所述基板110上依次沉积第一透明导电层120和第一金属层130。在本实施例中，所述第一透明导电层120优选使用透明导电金属形成，该透明导电金属譬如铜锡氧化物(ΙΤ0)、锡氧化物(TO)、铜锌氧化物(IZO)以及铜锡锌氧化物 (ITZO)。所述第一金属层130优选由第一铝金属层和第一钼金属层组合构成，当然也可以使用其它材料，譬如银(Ag)、铜(Cu)、铬(Cr)、钨(W)、钽(Ta)、钛(Ti)、氮化金属或上述任意組合的合金，亦可为具有耐热金属薄膜和低电阻率薄膜的多层结构。在图2B中，利用第一多段式调整光罩对图2A所示的第一透明导电层120和第一金属层130进行图案化处理形成栅极140和共通电极121，其中，所述栅极140包括第一透明导电层120和第一金属层130，所述共通电极121由第一透明导电层120形成。在具体实施过程中，优选采用溅射法在基板110依次形成所述第一透明导电层 120和第一金属层130。之后通过第一多段式调整光罩的光刻程序和蚀刻程序由所述第一透明导电层120和第一金属层130形成所述栅极140，同时由所述第一透明导电层120形成共通电极121，当然也可以是其它的沉积方法形成所述第一透明导电层120和所述第一金属层130，此处不一一列挙。其中，通过第一多段式调整光罩在所述第一透明导电层120和所述第一金属层 130形成所述栅极140及共通电极121的过程中，优选使用硝酸、磷酸以及醋酸的混合液对所述第一金属层130进行湿法刻蚀，使用草酸对所述第一透明导电层120进行湿法刻蚀，形成图2B的形状。在具体实施过程中，所述第一多段式调整光罩优选采用灰阶色调光罩(Gray Tone Mask, GTM)、堆栈图层光罩(Macked Layer Mask, SLM)或半色调光罩(Half Tone Mask, HTM)等。所述第一多段式调整光罩可包括曝光区域、部分曝光区域以及未曝光区域等，籍以使所述第一透明导电层120和第一金属层130形成所述栅极140，同时使所述第一透明导电层120形成所述共通电极121。请參阅图2C，继续在所述基板110上依次沉积栅绝缘层150和半导体层160。利用第一光罩对所述半导体层160进行图案化，保留位于所述栅极140上方的半导体层160， 形成图2C所示的结构。本发明优选使用化学气相沉积法沉积所述栅绝缘层150和所述半导体层160，譬如等离子体增强化学气相沉积(PlasmaEnhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD)方式，当然还可以通过其它方式沉积所述栅绝缘层150和所述半导体层160，此处不一一列举。所述栅绝缘层150的材料例如为氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)，所述半导体层 160的材料优选为多晶硅(Poly-Silicon)。在本实施例中，所述半导体层160可先沉积ー 非晶硅(a-Si)层，接着，对该非晶硅层进行快速热退火(Rapid thermal annealing, RTA)
步骤，藉以使该非晶硅层再结晶成ー多晶硅层。请參阅图2D，继续在所述基板110上通过溅射法依次沉积形成第二透明导电层 170和第二金属层180。所述第二透明导电层170的厚度优选是等于或小于100微米(μ m)，优选使用透明导电金属形成，譬如铜锡氧化物(ITO)、锡氧化物(T0)、铜锌氧化物(IZO)以及铜锡锌氧化物(ITZO)。优选的，所述第二金属层180依次由第二钼金属层、第二铝金属层以及第三钼金属层组合形成，当然也可以使用其它材料，譬如银(Ag)、铜(Cu)、铬(Cr)、钨(W)、钽(Ta)、 钛(Ti)、氮化金属或上述任意組合的合金，亦可为具有耐热金属薄膜和低电阻率薄膜的多层结构。请參阅图2E，利用第二多段式调整光罩对所述第二透明导电层170和第二金属层 180进行图案化，在半导体层160上形成包括所述第二透明导电层170和第二金属层180的源极191及漏极192，在栅绝缘层150上由所述第二透明导电层170形成像素电极171。在具体实施过程中，所述第二多段式调整光罩优选采用灰阶色调光罩(Gray Tone Mask, GTM)、堆栈图层光罩(Macked Layer Mask, SLM)或半色调光罩(Half Tone Mask, HTM)等。所述第二多段式调整光罩可包括曝光区域、部分曝光区域以及未曝光区域等，籍以使所述第二透明导电层170和第二金属层180形成所述源极191和漏极192，使所述第二透明导电层170形成所述像素电极171。其中，所述像素电极171连接所述漏极192，所述共通电极121通过所述栅绝缘层150与所述像素电极171隔开。
其中，利用第二多段式调整光罩在半导体层160上形成包括所述第二透明导电层 170和第二金属层180的源极191和漏极192、以及在栅绝缘层150上由所述第二透明导电层170形成像素电极171的过程中，优选使用硝酸、磷酸以及醋酸的混合液对所述第二金属层180进行湿法刻蚀，使用草酸对所述第二透明导电层170进行湿法刻蚀。在一实施例中，在形成图2E所示结构后，可在像素电极171、构成薄膜晶体管的源极191、漏极192和半导体层160上沉积一平坦化层(图未示出)，以达到平坦化及保护组件的功效。优选的，所述平坦化层由透明绝缘材质形成，当然也可以为其它材质，此处不一一列挙。本发明还提供ー种薄膜晶体管阵列基板，所述薄膜晶体管阵列基板包括基板110 以及设置在所述基板110上的共通电极121和多个薄膜晶体管。所述薄膜晶体管包括栅极140、栅绝缘层150、半导体层160、源极191及漏极192。 其中，所述栅极140、所述栅绝缘层150、所述半导体层160、所述源极191及漏极192是依序形成于所述基板110上；所述栅极140包括第一透明导电层120和第一金属层130，所述源极191及所述漏极192包括第二透明导电层170和第二金属层180。其中，所述共通电极121由所述基板110上的第一透明导电层120形成。所述薄膜晶体管阵列基板还包括像素电极171，所述像素电极171由所述共通电极121对应的栅绝缘层150上的第二透明导电层170形成，并与所述薄膜晶体管的所述漏极192连接，所述像素电极171包含多个电极区块。相较于一般传统技术是依照制备半导体层、制备薄膜晶体管的源极与漏极以及制备像素电极的順序来重复进行光罩エ序，制作薄膜晶体管阵列基板，本发明的薄膜晶体管阵列基板及显示面板的制造方法主要是在基板上依次沉积第一透明导电层和第一金属层后，通过第一多段式调整光罩形成栅极(由第一透明导电层和第一金属层形成)和共通电极(由第一透明导电层形成)，在通过第一光罩制备半导体层的步骤完成之后，直接先行沉积第二透明导电层和第二金属层，再利用第二多段式调整光罩ー并形成薄膜晶体管的源极、漏极(皆由第二透明导电层和第二金属层组成)以及像素电极(由第二透明导电层形成)，因此，整体制程仅需三道光罩来完成FFS型液晶显示器的薄膜晶体管阵列基板，因而可减少制程所需的光罩数，进而减少制程成本及时间。综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。
权利要求
1.ー种薄膜晶体管阵列基板的制作方法，其特征在干，所述方法包括以下步骤提供基板；在所述基板上依次沉积第一透明导电层和第一金属层，利用第一多段式调整光罩对所述第一透明导电层和第一金属层进行图案化，形成栅极和共通电极，所述栅极包括第一透明导电层和第一金属层，所述共通电极由第一透明导电层形成；在所述基板上继续沉积栅绝缘层和半导体层，利用第一光罩对所述半导体层进行图案化，保留位于所述栅极上方的半导体层；在所述基板上继续沉积第二透明导电层和第二金属层，利用第二多段式调整光罩来图案化第二透明导电层和第二金属层，在半导体层上形成包括第二透明导电层和第二金属层的源极和漏扱，在所述共通电极对应的栅绝缘层上由所述第二透明导电层形成像素电极。
2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管阵列基板的制作方法，其特征在干，在形成所述源极、漏极和像素电极后，所述方法还包括以下步骤在所述素电扱、以及构成薄膜晶体管的所述源极、漏极和半导体层上沉积ー平坦化层， 所述平坦化层由透明绝缘材质形成。
3.根据权利要求1所述的薄膜晶体管阵列基板的制作方法，其特征在干，所述第一多段式调整光罩和所述第二多段式调整光罩采用灰阶色调光罩、堆栈图层光罩或半色调光罩。
4.根据权利要求1所述的薄膜晶体管阵列基板的制作方法，其特征在干，所述第一透明导电层和所述第一金属层通过溅射法依次沉积形成。
5.根据权利要求1所述的薄膜晶体管阵列基板的制作方法，其特征在干，所述栅绝缘层和所述半导体层通过化学气相沉积法依次沉积形成。
6.根据权利要求1所述的薄膜晶体管阵列基板的制作方法，其特征在干，所述第二透明导电层和所述第二金属层通过溅射法依次沉积形成。
7.根据权利要求1所述的薄膜晶体管阵列基板的制作方法，其特征在干，所述第一金属层依次由第一铝金属层和第一钼金属层组合形成，所述第二金属层依次由第二钼金属层、第二铝金属层以及第三钼金属层组合形成。
8.根据权利要求1所述的薄膜晶体管阵列基板的制作方法，其特征在干，利用所述第一多段式调整光罩形成栅极及共通电极的过程中，使用硝酸、磷酸以及醋酸的混合液对所述第一金属层进行湿法刻蚀，使用草酸对所述第一透明导电层进行湿法刻蚀。
9.根据权利要求1所述的薄膜晶体管阵列基板的制作方法，其特征在干，利用所述第 ニ多段式调整光罩在半导体层上形成源极、漏极以及像素电极的过程中，使用硝酸、磷酸以及醋酸的混合液对所述第二金属层进行湿法刻蚀，使用草酸对所述第二透明导电层进行湿法刻蚀。
10.ー种薄膜晶体管阵列基板，其特征在干，所述薄膜晶体管阵列基板包括基板；多个薄膜晶体管，设置于所述基板上，其中每一所述薄膜晶体管包括栅极、栅绝缘层、 半导体层、源极及漏扱，所述栅极、所述栅绝缘层、所述半导体层、所述源极及漏极是依序形成于所述基板上；所述栅极包括第一透明导电层和第一金属层，所述源极及所述漏极包括第二透明导电层和第二金属层；CN 102544029 A 共通电极，由所述基板上的第一透明导电层形成；多个像素电极，由所述栅绝缘层上的第二透明导电层形成，并与所述薄膜晶体管的所述漏极连接。
全文摘要
本发明公开了一种薄膜晶体管阵列基板及其制作方法，所述方法包括在基板上依次沉积第一透明导电层和第一金属层，利用第一多段式调整光罩形成栅极和共通电极，栅极包括第一透明导电层和第一金属层，共通电极由第一透明导电层形成；在基板上继续沉积栅绝缘层和半导体层，利用第一光罩保留位于栅极上方的半导体层；在基板上继续沉积第二透明导电层和第二金属层，利用第二多段式调整光罩来图案化第二透明导电层和第二金属层，在半导体层上形成包括第二透明导电层和第二金属层的源极和漏极，在所述共通电极对应的栅绝缘层上由第二透明导电层形成像素电极。本发明简化了工艺制程。
文档编号H01L21/77GK102544029SQ20121002586
公开日2012年7月4日 申请日期2012年2月7日 优先权日2012年2月7日
发明者杨流洋, 贾沛 申请人:深圳市华星光电技术有限公司