一种阵列基板及其制造方法与流程

1.本发明属于显示技术领域，具体涉及一种阵列基板及其制造方法。


背景技术：

2.目前市场主流的tft
‑
lcd设计以mid
‑
com in cell技术为主，这种设计方案仅需十道光罩就可以完成阵列制程，通过将触摸面板功能嵌入到液晶像素中，使屏幕变得更加轻薄化。但是目前为止，这种触控屏技术的门槛仍然相当高，在实际量产过程中发现，膜层的增加也意味着制程风险的提高，从而影响到产品良率的高低表现。
3.如图1所示，现有的tft阵列基板的metal
ꢀⅰ
金属层2、metal
ꢀⅱ
金属层6和metal
ꢀⅲ
触控金属层10多以复合结构的堆叠膜层为主，如mo/al/mo或ti/al/ti等，中间的al作为金属线的实际导电层，两侧的mo或ti主要为buffer层，起到保护中间al不被氧化、腐蚀和降低接触电阻等作用，并且buffer层还对提高金属层与无机层的界面接触特性有一定作用。已知的无机绝缘层11主要以siox和sinx为主，为了给像素充电，往往会在金属层上方的无机层进行开孔便于ito与金属的搭接。通常来说，无机层的刻蚀多为干蚀刻方式，siox和sinx分别用的是cf4、sf6、o2、cl2等混合气体蚀刻，通常刻蚀的气体对下方的金属表面刻蚀作用并不大，但是干蚀刻是一种兼具物理性和化学性蚀刻的技术，实际上仍然会对下方金属表面造成损伤，损伤程度轻微一些则表现出为mo或ti表面粗糙化和出现倒刺，损伤程度严重一些则表现出为buffer层mo/ti及部分al被蚀刻掉，增加了ito与金属层之间的搭接电阻，并且大板存在阻抗不均性，影响com电极与像素电极之间的充电效率，从而造成画面显示不均和不良。
4.如图1所示，现有技术的tft阵列基板的制造工艺可以通过以下九次光罩完成，步骤如下：第一步，在array侧基板玻璃1上溅射metal
ꢀⅰ
金属层2，通过第一次光罩形成第一金属层图形，随后在第一金属层图形上沉淀栅极绝缘层3；第二步，在栅极绝缘层3上沉淀有缘层4以及刻蚀阻挡层5，经过第二次光罩形成第一绝缘层图形；第三步，在第一绝缘层图形上溅射metal
ꢀⅱ
金属层6，通过第三次光罩形成第二金属层图形，随后在第二金属层图形上沉淀绝缘层ⅰ8；第四步，在绝缘层ⅰ8上沉淀有机平坦层9，经过第四次光罩形成第二绝缘层图形；第五步，在第二绝缘层图形上溅射metal
ꢀⅲ
触控金属层10，通过第五次光罩形成第三金属层图形，随后在第三金属层图形上沉淀绝缘层ⅱ11；第六步，在绝缘层ⅱ11上通过第六次光罩形成va孔；第七步，在绝缘层ⅱ11上溅射公共电极层ito12，通过第七次光罩形成导电层图形，随后在导电层图形上沉淀绝缘层ⅲ13；第八步，在绝缘层ⅲ13上通过第八次光罩形成ch孔；第九步，在绝缘层ⅲ13上溅射像素电极层ito14，通过第九次光罩形成氧化物导导
电层图形。
5.传统tft阵列基板的制造工艺通过九次光罩制造完成，会因干刻蚀而造成无机层下面金属表面出现过刻的问题，使得metal
ꢀⅱ
金属层6出现被过刻的现象，而metal
ꢀⅲ
触控金属层10也出现过刻的现象。
6.为此，我们提出一种于现有mid
‑
com in cell阵列基板的设计基础上，增加一道光罩，两道制程工艺，在metal
ꢀⅱ
金属层和metal
ꢀⅲ
触控金属层表面分别形成保护层ito，不仅可避免因干刻蚀而造成无机层下面金属表面出现过刻的问题，又不影响像素电极/公共电极与下层金属的正常搭接，从而保证液晶显示器的显示效果和产品高良率的一种阵列基板及其制造方法来解决上述问题。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种阵列基板及其制造方法，基于现有mid
‑
com in cell阵列基板的设计基础上，增加光罩，两道制程工艺，在metal
ꢀⅱ
金属层和metal
ꢀⅲ
触控金属层表面分别形成保护层ito，不仅可避免因干刻蚀而造成无机层下面金属表面出现过刻的问题，又不影响像素电极/公共电极与下层金属的正常搭接，从而保证液晶显示器的显示效果和产品高良率。以解决上述背景技术中提出的问题。
8.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种阵列基板，包括array侧基板玻璃，array侧基板玻璃作为显示器件的基本部件，在所述array侧基板玻璃上依次设有metal
ꢀⅰ
金属层、栅极绝缘层、有缘层、刻蚀阻挡层、metal
ꢀⅱ
金属层，所述metal
ꢀⅱ
金属层上沉积有第一保护层ito，所述第一保护层ito上依次设有绝缘层ⅰ、有机平坦层、metal
ꢀⅲ
触控金属层，所述有机平坦层以及metal
ꢀⅲ
触控金属层沉积有第二保护层ito，所述第二保护层ito上依次设有带有va孔的绝缘层ⅱ、公共电极层ito、带有ch孔的绝缘层ⅲ以及像素电极层ito，所述公共电极层ito通过va孔与metal
ꢀⅲ
触控金属层搭接，所述像素电极层ito通过ch孔与metal
ꢀⅱ
金属层搭接。
9.对于本技术方案的进一步优化，所述metal
ꢀⅰ
金属层为mo/al/mo或ti/al/ti，所述metal
ꢀⅱ
金属层为mo/al/mo或ti/al/ti，所述metal
ꢀⅲ
触控金属层为mo/al/mo，中间的al作为金属线的实际导电层，两侧的mo或ti主要为缓冲层，起到保护中间al不被氧化、腐蚀和降低接触电阻，并且缓冲层用于提高金属层与无机层的界面接触。
10.对于本技术方案的进一步优化，所述栅极绝缘层由siox材料制得，所述刻蚀阻挡层由siox材料制得，所述绝缘层ⅰ由siox材料制得。
11.对于本技术方案的进一步优化，所述有缘层为tft器件半导体层，且有缘层为a
‑
si，mox和ltps中的一种，该有缘层由igzo材料制得。
12.对于本技术方案的进一步优化，所述绝缘层ⅱ11由siox或sinx材料制得，用于给像素充电，所述绝缘层ⅲ也由siox或sinx材料制得，siox和sinx分别用的是cf4、sf6、o2、cl2等混合气体蚀刻。
13.对于本技术方案的进一步优化，所述有机平坦层由有机材料制得。
14.一种阵列基板的制造方法，包括如下步骤：步骤1：在array侧基板玻璃上溅射metal
ꢀⅰ
金属层，通过光罩形成第一金属层图形，随后在第一金属层图形上沉淀栅极绝缘层；在栅极绝缘层上沉淀有缘层以及刻蚀阻挡
层，经过光罩形成绝缘层图形，绝缘层图形上溅射metal
ꢀⅱ
金属层，再次通过光罩形成第二金属层图形；步骤2：在metal
ꢀⅱ
金属层上采用pvd方法沉积一层第一保护层ito；步骤3：在第一保护层ito上进行光罩，对第一保护层ito进行曝光/显影等制程，经显影制程之后，在所需pattern处的ito处留下光阻pr；步骤4：在步骤3的基础上，进行湿蚀刻制程，蚀刻液选择的是草酸，其酸性比al酸弱，仅蚀刻未被光阻pr保护的底部ito；步骤5：在步骤4的基础上，进行剥膜制程，采用dmso：mea混合的无色剥膜液体对光阻进行剥膜洗净，留下所需的第一保护层ito；步骤6：在步骤5形成的第一保护层ito上沉淀形成绝缘层ⅰ和有机平坦层9，经过光罩形成绝缘层图形；步骤7：在步骤6的形成绝缘层图形上溅射metal
ꢀⅲ
触控金属层，通过光罩形成第三金属层图形；步骤8：在有机平坦层和metal
ꢀⅲ
触控金属层上采用pvd方法沉积一层第二保护层ito；步骤9：在第二保护层ito 上进行光罩，对第二保护层ito 进行曝光/显影等制程，经显影制程之后，在所需pattern处的ito处留下光阻pr；步骤10：在步骤9的基础上，进行湿蚀刻制程，蚀刻液选择的是草酸，其酸性远较al酸弱，仅蚀刻未被光阻pr保护的底部ito；步骤11：在步骤10的基础上，进行剥膜制程，采用dmso：mea混合的无色剥膜液体对光阻进行剥膜洗净，留下所需的第二保护层ito；步骤12：在第二保护层ito 上沉淀形成绝缘层ⅱ，并在绝缘层ⅱ上通过光罩形成va孔；步骤13：在绝缘层ⅱ上溅射公共电极层ito，并通过va孔与metal
ꢀⅲ
触控金属层搭接；步骤14：在公共电极层ito上沉淀形成绝缘层ⅲ，并在绝缘层ⅲ上通过光罩形成ch孔；步骤15：在绝缘层ⅲ上溅射形成像素电极层ito，并通过ch孔与metal
ꢀⅱ
金属层搭接。
15.本发明的技术效果和优点：该阵列基板及其制造方法，相比于传统tft阵列基板的制备技术，增加光罩工序，两道制程，多做了两次ito的成膜、曝光、显影、湿蚀刻以及剥膜，即多做了第一保护层ito以及第二保护层ito的成膜、曝光、显影、湿蚀刻以及剥膜，以达到改善/克服相应制程问题点，在metal
ꢀⅱ
金属层和metal
ꢀⅲ
触控金属层表面分别形成保护层ito，保护层ito可作为下层金属的保护层，不仅可避免因干刻蚀而造成无机层下面金属表面出现过刻的问题，又不影响像素电极/公共电极与下层金属的正常搭接，从而保证液晶显示器的显示效果和产品高良率。
附图说明
16.图1为现有技术tft阵列基板的结构示意图；
图2为本发明阵列基板的结构示意图；图3为本发明阵列基板制造过程中步骤1的结构示意图；图4为本发明阵列基板制造过程中步骤2的结构示意图；图5为本发明阵列基板制造过程中步骤3的结构示意图；图6为本发明阵列基板制造过程中步骤4的结构示意图；图7为本发明阵列基板制造过程中步骤5的结构示意图；图8为本发明阵列基板制造过程中步骤6的结构示意图；图9为本发明阵列基板制造过程中步骤7的结构示意图；图10为本发明阵列基板制造过程中步骤8的结构示意图；图11为本发明阵列基板制造过程中步骤9的结构示意图；图12为本发明阵列基板制造过程中步骤10的结构示意图；图13为本发明阵列基板制造过程中步骤11的结构示意图；图14为本发明阵列基板制造过程中步骤12的结构示意图；图15为本发明阵列基板制造过程中步骤13的结构示意图；图16为本发明阵列基板制造过程中步骤14的结构示意图；图17为本发明阵列基板制造过程中步骤15的结构示意图。
17.图中：1、array侧基板玻璃；2、metal
ꢀⅰ
金属层；3、栅极绝缘层；4、有缘层；5、刻蚀阻挡层；6、metal
ꢀⅱ
金属层；7、第一保护层ito；8、绝缘层ⅰ；9、有机平坦层；10、metal
ꢀⅲ
触控金属层；11、绝缘层ⅱ；12、公共电极层ito；13、绝缘层ⅲ；14、像素电极层ito；15、第二保护层ito；16、va孔；17、ch孔。
具体实施方式
18.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，所描述的实施例仅仅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。
19.请参阅说明书附图1，传统tft阵列基板的制造工艺通过多个光罩制造完成，会因干刻蚀而造成无机层下面金属表面出现过刻的问题，使得metal
ꢀⅱ
金属层6出现被过刻的现象，而metal
ꢀⅲ
触控金属层10也出现过刻的现象。
20.本发明提供了如图2所示的一种阵列基板，包括array侧基板玻璃1，array侧基板玻璃1作为显示器件的基本部件，在所述array侧基板玻璃1上依次设有metal
ꢀⅰ
金属层2、栅极绝缘层3、有缘层4、刻蚀阻挡层5、metal
ꢀⅱ
金属层6，metal
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金属层2为栅极，所述metal
ꢀⅰ
金属层2为mo/al/mo或ti/al/ti，中间的al作为金属线的实际导电层，两侧的mo或ti主要为buffer层，起到保护中间al不被氧化、腐蚀和降低接触电阻等作用，并且buffer层还对提高金属层与无机层的界面接触特性有一定作用；栅极绝缘层3具有较大介电常数的绝缘层，可选siox，有缘层4为tft器件半导体层，如a
‑
si，mox和ltps等，可选igzo，igzo(indium gallium zinc oxide)为铟镓锌氧化物的缩写，非晶igzo材料是用于新一代薄膜晶体管技术中的沟道层材料，是金属氧化物(oxide)面板技术的一种；
低温多晶硅ltps是low
ꢁ
temperature
ꢁ
ploy
ꢁ
silicon的缩写，一般情况下低温多晶硅的制程温度应低于摄氏600度，尤其对ltps区别于a
‑
si制造的制造程序“激光照射”（laser
ꢁ
anneal）要求更是如此。与a
‑
si相比，ltps的电子移动速度要比a
‑
si快100倍，这个特点可以解释两个问题：首先，每个ltps
ꢁ
panel
ꢁ
都比a
‑
si
ꢁ
panel反应速度快；其次，ltps
ꢁ
panel
ꢁ
外观尺寸都比a
‑
si
ꢁ
panel小。
21.ltps与a
‑
si
ꢁ
相比所持有的显著优点如下：把驱动ic的外围电路集成到面板基板上的可行性更强；反应速度更快，外观尺寸更小，联结和组件更少；面板系统设计更简单；面板的稳定性更强；解析度更高。
22.在所述metal
ꢀⅱ
金属层6上沉积有第一保护层ito7，第一保护层ito7保护金属表面不被过刻，相比于传统技术，多做了ito的成膜、曝光、显影、湿蚀刻以及剥膜，以达到改善/克服相应制程问题点，保护层ito厚度依实际需求为主，可参考现有金属线表面损伤程度设计规划；在所述第一保护层ito7上依次设有绝缘层ⅰ8、有机平坦层9、metal
ꢀⅲ
触控金属层10，绝缘层ⅰ8具有较大介电常数的绝缘层，可选siox，主要用于阻隔水、氧，避免其对tft器件稳定性造成影响；有机平坦层9主要为有机材料，覆盖于绝缘层，用于平坦化tft器件表面；metal
ꢀⅲ
触控金属层10可选mo/al/mo，中间的al作为金属线的实际导电层，两侧的mo主要为buffer层，起到保护中间al不被氧化、腐蚀和降低接触电阻等作用，并且buffer层还对提高金属层与无机层的界面接触特性有一定作用；所述有机平坦层9以及metal
ꢀⅲ
触控金属层10沉积有第二保护层ito15，第二保护层ito15保护金属表面不被过刻，相比于传统技术，多做了ito的成膜、曝光、显影、湿蚀刻以及剥膜，以达到改善/克服相应制程问题点，保护层ito厚度依实际需求为主，可参考现有金属线表面损伤程度设计规划；所述第二保护层ito15上依次设有带有va孔16的绝缘层ⅱ11、公共电极层ito12、带有ch孔17的绝缘层ⅲ13以及像素电极层ito14，绝缘层ⅱ11具有较大介电常数的绝缘层，绝缘层ⅱ11由siox或sinx材料制得，用于给像素充电，干刻出va孔16，便于公共电极层ito12与metal
ꢀⅲ
触控金属层10；绝缘层ⅲ13具有较大介电常数的绝缘层，可选siox和sinx，siox和sinx分别用的是cf4、sf6、o2、cl2等混合气体蚀刻，便于像素电极层ito14与metal
ꢀⅱ
金属层6相连；所述公共电极层ito12通过va孔16与metal
ꢀⅲ
触控金属层10搭接，所述像素电极层ito14通过ch孔17与metal
ꢀⅱ
金属层6搭接。
23.对于本技术方案的进一步优化，所述metal
ꢀⅰ
金属层2为mo/al/mo或ti/al/ti，所述metal
ꢀⅱ
金属层6为mo/al/mo或ti/al/ti，所述metal
ꢀⅲ
触控金属层10为mo/al/mo，中间的al作为金属线的实际导电层，两侧的mo或ti主要为缓冲层，起到保护中间al不被氧化、腐蚀和降低接触电阻，并且缓冲层用于提高金属层与无机层的界面接触。
24.对于本技术方案的进一步优化，所述有机平坦层9由有机材料制得。
25.请参阅附图3
‑
附图17，一种阵列基板的制造方法，包括如下步骤：步骤1：在array侧基板玻璃1上溅射metal
ꢀⅰ
金属层2，通过光罩形成第一金属层图
形，随后在第一金属层图形上沉淀栅极绝缘层3；在栅极绝缘层3上沉淀有缘层4以及刻蚀阻挡层5，经过光罩形成绝缘层图形，绝缘层图形上溅射metal
ꢀⅱ
金属层6，再次通过光罩形成第二金属层图形，如附图3；步骤2：在metal
ꢀⅱ
金属层6上采用pvd方法沉积一层第一保护层ito 7，如附图4；步骤3：在第一保护层ito 7上进行光罩，对第一保护层ito 7进行曝光/显影等制程，经显影制程之后，在所需pattern处的ito处留下光阻pr，如附图5；步骤4：在步骤3的基础上，进行湿蚀刻制程，蚀刻液选择的是草酸，其酸性比al酸弱，仅蚀刻未被光阻pr保护的底部ito，如附图6；步骤5：在步骤4的基础上，进行剥膜制程，采用dmso：mea混合的无色剥膜液体对光阻进行剥膜洗净，留下所需的第一保护层ito 7，如附图7；步骤6：在步骤5形成的第一保护层ito 7上沉淀形成绝缘层ⅰ8和有机平坦层9，经过光罩形成绝缘层图形，如附图8；步骤7：在步骤6的形成绝缘层图形上溅射metal
ꢀⅲ
触控金属层10，通过光罩形成第三金属层图形，如附图9；步骤8：在有机平坦层9和metal
ꢀⅲ
触控金属层10上采用pvd方法沉积一层第二保护层ito 15，如附图10；步骤9：在第二保护层ito 15上进行光罩，对第二保护层ito 15进行曝光/显影等制程，经显影制程之后，在所需pattern处的ito处留下光阻pr，如附图11；步骤10：在步骤9的基础上，进行湿蚀刻制程，蚀刻液选择的是草酸，其酸性远较al酸弱，仅蚀刻未被光阻pr保护的底部ito，如附图12；步骤11：在步骤10的基础上，进行剥膜制程，采用dmso：mea混合的无色剥膜液体对光阻进行剥膜洗净，留下所需的第二保护层ito 15，如附图13；步骤12：在第二保护层ito 15上沉淀形成绝缘层ⅱ11，并在绝缘层ⅱ11上通过光罩形成va孔16，如附图14；步骤13：在绝缘层ⅱ11上溅射公共电极层ito12，并通过va孔16与metal
ꢀⅲ
触控金属层10搭接，如附图15；步骤14：在公共电极层ito12上沉淀形成绝缘层ⅲ13，并在绝缘层ⅲ13上通过光罩形成ch孔17，如附图16；步骤15：在绝缘层ⅲ13上溅射形成像素电极层ito14，并通过ch孔17与metal
ꢀⅱ
金属层6搭接，如附图17。
26.本发明设计增加光罩，两道制程，多做了两次ito的成膜、曝光、显影、湿蚀刻以及剥膜，即多做了第一保护层ito7以及第二保护层ito15的成膜、曝光、显影、湿蚀刻以及剥膜，以达到改善/克服相应制程问题点，在metal
ꢀⅱ
金属层和metal
ꢀⅲ
触控金属层表面分别形成保护层ito，可作为下层金属的保护层，不仅可避免因干刻蚀而造成无机层下面金属表面出现过刻的问题，又不影响像素电极/公共电极与下层金属的正常搭接，从而保证液晶显示器的显示效果和产品高良率。
27.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，
凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。