专利名称：Tft液晶显示器array板的制备方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示器制造技术领域，具体涉及一种TFT液晶显示器ARRAY板的制备方法。
背景技术：
随着智能手机、平板电脑 等产品的不断发展，薄膜晶体管(Thin FilmTransistor, TFT)的广视角液晶显示器得到越来越广泛的应用。iphone、ipad产品效应,使横向电场广视角液晶显示器成为小尺寸平板显示技术中的明星，各个厂商都在积极的进行产品的研发与制造。液晶显示器主要包括上基板组件、下基板组件、液晶、驱动电路单元、背光灯模组和其他附件等几部分，其中下基板组件主要包括玻璃基板和TFT阵列(ARRAY)板，其中ARRAY板的透过率对液晶显示器的亮度有重要影响，而ARRAY板的透过率主要依赖于ARRAY板的结构和制造方法。传统工艺中，ARRAY板的制造方法包括以下步骤提供玻璃基板，在玻璃基板上依次形成栅极绝缘层、像素电极以及源漏电极等。采用上述传统工艺制造的ARRAY板的广视角液晶显示器的透过率比较低。目前，主要通过改变掩膜版的设计图案的方式提高广视角液晶显示器的透过率。但是，改变掩膜版的设计图案来提升透过率的方式，对于加工设备的精度提出了更高的要求，这样生产控制的冗余量会变小，导致良率低下。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种无须改变掩膜版的设计图案即可提高透过率的TFT液晶显示器ARRAY板的制备方法。为实现上述目的，本发明的一个实施例提供一种TFT液晶显示器ARRAY板的制备方法，所述方法包括在玻璃基板上依次形成栅极、栅极绝缘层、像素电极、源漏电极以及保护绝缘层；其中，形成所述保护绝缘层包括形成第一薄层氮化硅；在所述第一薄层氮化硅之上形成第二层氮化硅；其中，所述第一薄层氮化硅的厚度小于所述第二层氮化硅的厚度。优选地，所述方法还包括在所述保护绝缘层上形成过孔和/或公共电极。优选地，所述形成第一薄层氮化硅时硅烷气体的流量小于所述形成第二层氮化硅时硅烷气体的流量。优选地，所述第一薄层氮化硅的厚度为10(Γ200埃，所述第二层氮化硅的厚度为2400 5800 埃。优选地，所述形成第一薄层氮化硅包括采用化学气相沉积方法在所述源漏电极之上形成第一薄层氮化硅，其中氨气流量为70(T800sccm，硅烷气体流量为4(T60sccm，腔室压强为140(Tl600Pa，电源功率为60(T800W，沉积时间为10 15s。优选地，所述第二层氮化硅包括第一分层氮化硅、第二分层氮化硅以及第三分层氮化硅，所述在所述第一薄层氮化硅之上形成第二层氮化硅，包括步骤A :在所述第一薄层氮化硅上形成第一分层氮化硅；步骤B :在所述第一分层氮化硅之上形成第二分层氮化硅；步骤C :在所述第二分层氮化硅之上形成第三分 层氮化硅；其中，所述步骤A中的腔室压强小于所述步骤B中的腔室压强，所述步骤B中的腔室压强小于所述步骤C的腔室压强，且执行所述步骤A的时间大于执行所述步骤B的时间，执行所述步骤B的时间大于执行所述步骤C的时间。优选地，所述步骤A、步骤B和步骤C中的所述硅烷气体的流量相同，且所述步骤A、步骤B和步骤C中的所述氨气的流量相同。优选地，形成所述源漏电极前，还包括对所述像素电极执行退火操作。优选地，所述对所述像素电极执行退火操作包括将形成所述像素电极后的所述玻璃基板置于退火炉中，在氮气气氛中温度在200 250 °C范围内退火30 60mins。根据本发明实施例，通过在源漏电极上形成一层很薄的第一薄层氮化硅，然后再在该第一薄层氮化硅之上形成较厚的第二层氮化硅，从而提高了 ARRAY板的透过率。与现有技术中直接在源漏电极上形成一层较厚的保护绝缘层的方式相比，本发明实施例提供的ARRAY板的制备方法能够在不改变掩膜版设计图案的情况下提高ARRAY板的透过率。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，图中相同的标记表示相同的部件，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主
匕
曰ο图I是本发明实施例提供的TFT液晶显示器ARRAY板的制备方法的流程图；图2是本发明实施例一的TFT液晶显示器ARRAY板的制备方法的流程图；图3-11是本发明实施例一的ARRAY板制备过程中的各个阶段的结构示意图；附图标记I玻璃基板，2栅极，3栅极绝缘层，4半导体岛状结构，5像素电极，6源漏电极，7第一薄层氮化硅，8第二层氮化硅，9沟道，10公共电极。
具体实施例方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。为不改变掩膜版设计图案即可提高TFT液晶显示器ARRAY板的透过率，本发明实施例提供一种TFT液晶显示器ARRAY板的制备方法，如图I所示，为该制备方法的流程图，该方法包括以下步骤步骤SlOl :提供玻璃基板；通常，该玻璃基板需要具有高的透明度、较低的反射率、较好的热稳定性和抗腐蚀性、较高的机械强度和较好的机械加工特性，另外，玻璃基板需要具有良好的电绝缘性。本发明实施例中的玻璃基板优选为不含碱离子的硼硅酸盐玻璃、无碱硅酸铝玻璃 坐寸ο步骤S102 :在玻璃基板上形成栅极； 本发明实施例中在玻璃基板上形成栅极的过程可以采用本领域技术人员熟知的形成栅极的步骤，如先在玻璃基板上形成金属膜，然后对金属膜进行光刻和湿法刻蚀等操作最终在玻璃基板上形成栅极。在此不再对在玻璃基板上形成栅极的过程进行详述。另外，可以采用磁控溅射等成膜方法在玻璃基板上形成金属膜，金属膜的材料可以是铬、钽、铝、铜、钥等的一种或者其合金，或者是几种金属膜层的叠加，如钥钽(MoTa)、钥钨(MoW)、Mo、Mo-Al-Mo、Mo-AlNcU Mo-AlNd-Mo 等。当然，金属膜的材料也不限于此，本发明实施例中的栅极金属膜可以采用本领域技术人员熟知的具有相同作用的各类金属及其合金，在此不再赘述。步骤S103 :在栅极之上覆盖栅极绝缘层；具体地,可以采用化学气相沉积(Chemical Vapour Deposition,CVD)或者等离子体增强化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition,PECVD)等在栅极之上形成栅极绝缘层。该栅极绝缘层可以覆盖栅极和整个玻璃基板。具体地,该栅极绝缘层可以仅有一层,如SiNx,也可以有多层,如SiNx、Si0x等,此处X的值可以依设计需求具体而定，例如X可以是2。本发明实施例中的栅极绝缘层可以依设计要求而具有多种结构，同时本领域技术人员也可以对这些结构进行变形。另外，本发明实施例中还可以在栅极绝缘层中位于栅极正上方的位置形成岛状半导体结构，该岛状半导体结构可以通过对栅极绝缘层进行光刻及干刻蚀形成。步骤S104 :在栅极绝缘层之上形成像素电极；具体地，可以采用磁控溅射或者其他成膜方式在栅极绝缘层之上形成像素电极，像素电极的材料可以是氧化铟锡(ΙΤ0)、氧化铟锌(IZO)等本领域常用的像素电极材料。步骤S105 :形成源漏电极；具体地，可以采用磁控溅射等常用的成膜方式在像素电极之上金属膜，然后对金属膜进行光刻及湿法刻蚀等操作形成源漏电极，具体步骤可以参见形成栅极的步骤。其中，源漏电极可以分别形成在栅极正上方的两侧，源端电极可以与像素电极相连。源漏电极的材料可以是本领域常用的源漏电极材料。该材料可以是铬、钽、铝、铜、钥等的一种或者其合金，或者是几种金属膜层的叠加，如钥钽(MoTa)、钥钨(MoW)、Mo、Mo-Al-Mo、Mo-AlNcUMo-AlNd-Mo 等。
步骤S106 :形成第一薄层氮化硅；其中，第一薄层氮化硅覆盖源漏电极和像素电极，具体地，可以采用CVD或者PECVD等在源漏电极之上形成第一薄层氮化硅，第一薄层氮化硅的厚度可以在10(Γ200埃之间。步骤S107 :在第一薄层氮化硅之上形成第二层氮化硅；其中，第二层氮化娃完全覆盖第一薄层氮化娃，第二层氮化娃的厚度远大于第一薄层氮化硅的厚度，本发明的一个优选实施例中，第二层氮化硅的厚度可以是第一薄层氮化硅的厚度的20 30倍。本发明实施例中，还可以在形成第二层氮化硅之后形成过孔和/或公共电极。
为了便于理解，下面详细解释一下这种方法可提升透过率的原理。以像素电极采用ITO材料为例，在氮化硅薄膜沉积的过程中，混合气体的等离子体中有分子、原子、离子和自由基同时存在，如 SiH4, SiH3 *，SiH2 *，H *，NH2 *，NH* 等(其中 SiH3 *，SiH2 *，H*，NH2 *，NH*分别表示SiH3自由基，SiH2自由基，H自由基，NH2自由基，NH自由基)。H自由基的浓度在正常制备氮化硅薄膜工艺时浓度非常高，这样在高温下用PECVD设备来沉积氮化硅薄膜时，H自由基能量足够大，便可以俘获下层ITO薄膜中的氧，则ITO薄膜中的氧的浓度就会降低。而对于ITO薄膜来说，氧浓度的降低就意味着氧空穴的增加。ITO薄膜在可见光区具有高透过率，同时在红外区具有高反射率，这是相互关联的两个方面。且ITO薄膜在短波长的透光范围由能隙(Energy Gap)决定，在长波长的透光范围由等离子频率ωρ (Plasma Frequence)决定。等离子频率的公式如下所示ωρ2 = nq2/ ε m*，其中，n是载流子浓度，q是电子电荷，ε为介电常数，m*为有效质量。对于ITO薄膜来说，对频率低于ωρ的电磁波表现为强反射，对频率高于ωρ的电磁波表现为透射。因此，ωρ决定了 ITO薄膜透射区的频率和红外反射区的频率界限。而氧空穴的增加会导致ITO薄膜中载流子浓度的增加，由上式可见等离子频率也变大，这就意味着ITO薄膜对光的透射区的界限会移向可见光区域,最终导致ITO薄膜在可见光区域的透过率下降。对于硅烷、氨气和氮气的等离子体，H *自由基主要来自硅烷，降低硅烷的流量可以使H *自由基的浓度保持在一个较低水平。当含H自由基比较少的一层氮化硅薄膜(即第一薄层氮化硅)覆盖在ITO薄膜之上时，再继续用正常工艺沉积剩余的较厚氮化硅薄膜(即第二层氮化硅)，此时即使H*自由基浓度比较高，ITO薄膜已经被保护起来了，即不再受到影响；因此，相对于现有技术中传统的ARRAY板的制造工艺来说，本发明实施例提供的ARRAY板的制备方法能够提高ARRAY在可见光的透过率，即能够提高ARRAY板的透过率。本发明实施例提供的TFT液晶显示器ARRAY板的制备方法，通过在源漏电极上形成一层很薄的第一薄层氮化硅，然后再在该第一薄层氮化硅之上形成较厚的第二层氮化硅，从而提高了 ARRAY板的透过率。与现有技术中直接在源漏电极上形成一层较厚的保护绝缘层的方式相比，本发明实施例提供的ARRAY板的制备方法能够在不改变掩膜版设计图案的情况下提高ARRAY板的透过率。本发明实施例中的TFT液晶显示器ARRAY板的制备方法可以有多种方式，为使本发明实施例的技术方案更加清晰，以下对这些方式进行说明，需要说明的是，下述实例仅是对本发明实施例技术方案的解释，并不用于限定本发明技术方案，本领域普通技术人员能够在本发明技术方案的基础上容易想到其他类似或者等同的替代方案，在本发明思路的基础上无需创造性劳动得到的能够实现本发明目的的类似技术方案都在本发明的保护范围内。实施例一本发明实施例一提供ー种TFT 液晶显不器ARRAY板的制备方法,如图2所不,该方法包括以下步骤步骤S201 :提供玻璃基板1，本发明实施例一中的玻璃基板可以为不含碱离子的硼硅酸盐玻璃、无碱硅酸铝玻璃等。步骤S202 :在玻璃基板I上形成栅极2 (如图3所示)。可以采用磁控溅射或者PECVD以及其他常用的成膜方式在玻璃基板I上形成栅极2。具体地，可以采用如下步骤形成栅极2:步骤(I):采用磁控溅射或者PECVD以及其他常用的成膜方式在玻璃基板I上形成金属膜，该金属膜可以是铬、钽、铝、铜、钥等的一种或者其合金，或者是几种金属膜层的叠カロ，如钥钽(MoTa)、钥钨(MoW)、Mo、Mo-Al-Mo、Mo-AlNcU Mo-AlNd-Mo 等；步骤(2):用涂胶机在金属膜上涂敷紫外(UV)感光的光刻胶；步骤(3):高温烘焙，固化光刻胶；步骤(4):紫外线(UV)通过具有栅极图形的光刻掩膜版(掩膜版要保留)照射光刻胶，本步骤中可以采用正性光刻胶，栅极图形的部分紫外光被挡住，被紫外光照射，进行显影处理；步骤(5):对经显影处理的玻璃基板进行高温烘焙；步骤(6):对高温烘焙后的金属膜进行刻蚀处理，去除不需要的金属膜，此步骤可以采用湿法刻蚀或者干法刻蚀；步骤(7):剥离去除形成图形时使用的光刻胶，可以采用湿法剥离或者干法剥离；其中湿法剥离是用剥离液除去形成图形时使用的光刻胶，干法剥离是在真空条件下用氧气放电的方式光刻胶氧化形成气体状态而除去，或用臭氧和UV照射使光刻胶氧化形成挥发态气体除去，这个エ序也叫氧气灰化工艺；至此，栅极2已经形成。步骤S203 :在栅极2之上覆盖栅极绝缘层3 (如图4所示)。具体地,可以采用化学气相沉积(Chemical Vapour Deposition,CVD)或者等离子体增强化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD)等在栅极 2之上形成栅极绝缘层3。该栅极绝缘层3可以覆盖栅极2和整个玻璃基板I。具体地,该栅极绝缘层可以仅有ー层，如SiNx,也可以有多层,如SiNx、Si0x等。本发明实施例中的栅极绝缘层可以依设计要求而具有多种结构，同时本领域技术人员也可以对这些结构进行变形。步骤S204 :在栅极绝缘层3上形成岛状半导体结构4 (如图5所示)。具体地，岛状半导体结构4可以通过在栅极绝缘层3之上形成半导体层，然后通过光刻、刻蚀等步骤最终形成岛状半导体结构4，具体步骤可以參考步骤S202中的步骤(I) 步骤(7)。该岛状半导体结构4可以为形成有源区图形提供基础。步骤S205 :在栅极绝缘层3之上形成像素电极5 (如图6所示)。在栅极绝缘层3之上溅射ITO等常用的透明导电材料形成透明导电薄膜，然后再通过光刻、刻蚀等步骤最终形成像素电极5，具体步骤可以參考步骤S202中的步骤(I广步骤(7);需要说明的是，本发明实施例中的像素电极的位置并不局限于本发明实施例一中所示的位置，本领域普通技术人员可以依照设计要求改变像素电极的形状和位置。
步骤S206 :形成源漏电极6 (如图7所示)。可以采用磁控溅射等常用的成膜方式溅射铬、钽、铝、铜、钥等的一种或者几种、及其合金形成金属膜，或者是几种金属膜层的叠加，如钥钽(MoTa)、钥钨(MoW)、Mo、Mo-Al-Mo、Mo-AlNd-Mo 等；然后对金属膜进行光刻及湿法刻蚀等操作形成源漏电极，具体步骤可以參考步骤S202中的步骤(I) 步骤(7)。步骤S207 :在岛状半导体结构4之上形成沟道9 (如图8所示)；具体地，可以采用本法领域常用的制作沟道方法形成该沟道9，在此不做详细介绍。步骤S208 :形成第一薄层氮化硅7 (如图9所示)。具体地，本发明实施例一中可以采用化学气相沉积方法沉积第一薄层氮化硅7，其中，氨气流量可以为70(T800SCCm，硅烷气体流量可以为4(T60sCCm，腔室压强可以为140(Tl600Pa，电源功率可以为60(T800W，沉积时间可以为l(Tl5s。经过该化学气相沉积步骤，形成厚度为10(Γ200埃的第一薄层氮化硅7。步骤S209 :在第一薄层氮化硅7之上形成第二层氮化硅8 (如图10所示)。具体地，可以采用CVD或者PECVD方法在第一薄层氮化硅7之上形成厚度为2400^5800埃的第二层氮化硅8。其中，形成第一薄层氮化娃7时娃烧气体的流量小于形成第二层氮化娃8时娃烧气体的流量。具体地，本发明实施例一中的第二层氮化硅8可以包括三层(图中未示出)，分别为第一分层氮化娃、第二分层氮化娃以及第三分层氮化娃，即，在第一薄层氮化娃7之上形成第二层氮化硅8的过程可以包括三个步骤在第一薄层氮化硅7上形成第一分层氮化硅(步骤A);在第一分层氮化硅之上形成第二分层氮化硅(步骤B);在第二分层氮化硅之上形成第三分层氮化硅(步骤C)。本发明的一个示例中，步骤A中的腔室压强可以小于步骤B中的腔室压强，步骤B中的腔室压强可以小于步骤C中的腔室压强，执行步骤A的时间可以大于执行步骤B的时间，执行步骤B的时间可以大于执行步骤C的时间。另外，步骤Α、步骤B和步骤C中硅烷气体的流量可以相同，并且步骤Α、步骤B和步骤C中氨气的流量也可以相同。例如，本发明实施例一的ー个具体示例中，步骤S208和步骤S209 (包括步骤Α、步骤B和步骤C)中的各參数可以如下表所示
权利要求
1.ー种TFT液晶显示器ARRAY板的制备方法，所述方法包括 在玻璃基板上依次形成栅极、栅极绝缘层、像素电极、源漏电极以及保护绝缘层； 其特征在于，形成所述保护绝缘层包括 形成第一薄层氮化娃; 在所述第一薄层氮化硅之上形成第二层氮化硅； 其中，所述第一薄层氮化硅的厚度小于所述第二层氮化硅的厚度。
2.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于，所述方法还包括 在所述保护绝缘层上形成过孔和/或公共电极。
3.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于，所述形成第一薄层氮化硅时硅烷气体的流量小于所述形成第二层氮化硅时硅烷气体的流量。
4.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在干，所述第一薄层氮化硅的厚度为100^200埃，所述第二层氮化硅的厚度为2400 5800埃。
5.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于，所述形成第一薄层氮化硅包括 采用化学气相沉积方法在所述源漏电极之上形成第一薄层氮化硅，其中氨气流量为70(T800sccm，硅烷气体流量为4(T60sccm，腔室压强为140(Tl600Pa，电源功率为60(T800W，沉积时间为10 15s。
6.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于，所述第二层氮化硅包括第一分层氮化硅、第二分层氮化硅以及第三分层氮化硅，所述在所述第一薄层氮化硅之上形成第二层氮化硅，包括 步骤A :在所述第一薄层氮化硅上形成第一分层氮化硅； 步骤B :在所述第一分层氮化硅之上形成第二分层氮化硅； 步骤C :在所述第二分层氮化硅之上形成第三分层氮化硅； 其中，所述步骤A中的腔室压强小于所述步骤B中的腔室压强，所述步骤B中的腔室压强小于所述步骤C的腔室压强，且执行所述步骤A的时间大于执行所述步骤B的时间，执行所述步骤B的时间大于执行所述步骤C的时间。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在干， 所述步骤A、步骤B和步骤C中的所述硅烷气体的流量相同，且所述步骤A、步骤B和步骤C中的所述氨气的流量相同。
8.根据权利要求1-7任一项所述的制备方法，其特征在于，形成所述源漏电极前，还包括 对所述像素电极执行退火操作。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述对所述像素电极执行退火操作包括 将形成所述像素电极后的所述玻璃基板置于退火炉中，在氮气气氛中温度在200 250 °C范围内退火3(T60mins。
全文摘要
本发明实施例提供一种TFT液晶显示器ARRAY板的制备方法，所述方法包括在玻璃基板上依次形成栅极、栅极绝缘层、像素电极、源漏电极以及保护绝缘层；其中，形成所述保护绝缘层包括形成第一薄层氮化硅；在所述第一薄层氮化硅之上形成第二层氮化硅；其中，所述第一薄层氮化硅的厚度小于所述第二层氮化硅的厚度。本发明实施例提供的ARRAY板的制备方法能够在不更改掩膜版设计图案的情况下提高ARRAY板的透过率。
文档编号H01L21/77GK102738081SQ201210255899
公开日2012年10月17日 申请日期2012年7月23日 优先权日2012年7月23日
发明者于春崎, 任思雨, 何基强, 洪胜宝, 胡君文, 谢凡, 郝付泼, 阮文中 申请人:信利半导体有限公司