CN101393388A - 薄膜晶体管液晶显示器阵列基板的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种薄膜晶体管液晶显示器阵列基板的制造方法，其主要包括玻璃基板，栅极扫描线，与栅极扫描线电气连接的栅电极层，第一绝缘层，有源层，掺杂层，第二绝缘层，数据线层，晶体管源漏电极、像素电极层，且通过三张掩模版完成薄膜晶体管液晶显示器阵列基板的制造。与传统工艺相比，本发明方法减少了工艺步骤从而节约了生产时间，且降低了掩模版对位上的偏差，提高了产品质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种薄膜晶体管液晶显示器阵列基板的制造方法，特别涉及利用三张掩模版制造薄膜晶体管液晶显示器阵列基板方法。
背景技术
传统的阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)显示器依靠阴极射线管发射电子撞击屏幕上的磷光粉来显示图像，而液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)的原理与CRT显示器完全不同，通常，液晶显示装置具有上基板和下基板，彼此有一定间隔和互相正对，形成在两个基板上的多个电极相互正对，液晶夹在上基板和下基饭之间，电压通过基板上的电极施加到液晶上，然后根据所作用的电压改变液晶分子的排列从而显示图像。但是如上所述的液晶显示装置本身自己不发射光，它需要额外的光源来显示图像，因此，液晶显示装置具有位于液晶面板后面的背光源，根据液晶分子的排列控制从背光源入射的光量从而显示图像。一般液晶显示装置的结构如下：在两块偏光片之间夹有玻璃基板、彩色滤光片、电极、液晶层和晶体管薄膜，液晶分子是具有折射率及介电常数各向异性的物质。背光源发出的光线经过下偏光片，成为具有一定偏振方向的偏振光。晶体管控制电极之间所加电压，而该电压作用于液晶来控制偏振光的偏振方向，偏振光透过相应的彩膜色层后形成单色偏振光，如果偏振光能够穿透上层偏光片，则显示出相应的颜色；根据电场强度不同，液晶分子的偏转角度也不同，透过的光强不一样，显示的亮度也不同，通过红绿蓝三种颜色的滤光片形成不同光强的组合来显示五颜六色的图像。
目前在现有薄膜晶体管液晶显示器阵列基板的制造方法中，阵列工艺一般使用四张光掩模版的方法，其中，四张光掩模版主要采用灰色调(Gray Tone)掩模版的技术对薄膜晶体管液晶显示器的沟道部分的漏源金属电极和有源部分进行蚀刻。
常规四张掩模版制造薄膜晶体管液晶显示器阵列基板的工艺顺序如下：
首先，利用常规的栅工艺形成栅层，然后沉积栅绝缘层。
接着，沉积半导体有源层、掺杂层和源漏金属层，利用灰色调(Gray Tone)掩模版形成薄膜晶体管的小岛，进行灰化工艺，暴露沟道部分，蚀刻沟道部分的金属层，蚀刻沟道部分的掺杂层、有源层。在此步工艺中由于需要对有源层、金属层，还有掺杂层的蚀刻，所以在光刻工艺中需要对灰色调(Gray Tone)沟道部分的光刻胶的控制相当严格，另外蚀刻的选择比和均匀性均有很高的要求，所以对于工艺的容差要求非常高。
目前液晶显示器阵列侧采用了4张或以上掩模版工艺进行。工艺过程中，多一张掩模版表示多一道曝光工艺。如前所述，曝光之后需要进行显影、蚀刻、清洗等工艺，一方面增加了工艺步骤，工艺节拍受影响，每一工艺过程也可能会给最终产品带来影响，另一方面每张掩模版曝光都存在着对位上的偏差，多次叠加的结果是工艺窗口的变窄，影响到产品的设计，并且也会影响到最终的显示质量。
发明内容
本发明的主要目的在于提供针对现有技术的缺陷，提出一种薄膜晶体管液晶显示器阵列基板的制造方法，其能减少工艺步骤且提高产品质量。
为达到上述目的，本发明提供一种薄膜晶体管液晶显示器阵列基板的制造方法，包括以下步骤：
步骤1，在洁净玻璃基板上沉积栅极导线层，并在栅极导线层上涂布第一层光刻胶，利用第一掩模版进行曝光、显影及蚀刻形成栅极配线及栅电极；
步骤2，在完成步骤1基板上依次沉积第一绝缘层、有源层、有源掺杂层、数据导线层、第二绝缘层，然后涂布第二层光刻胶；采用第二块掩模版，该掩模版具有5种曝光等级，经显影后形成5种厚度的光刻胶，通过蚀刻工艺在栅极导线层上的需形成接触孔部分处将第二绝缘层，数据导线层，有源层进行蚀刻。完成蚀刻后，对其它区域进行第一次灰化将其它区域上的光刻胶去除；接下来，将其它区域上的第二绝缘层，数据导线层蚀刻掉；利用栅极区域和其它区域中保留下来的有源层作为掩模对栅极导电层之上接触孔部分的第一绝缘层进行蚀刻；对数据导线区域进行第二次灰化过程，蚀刻第二绝缘层形成数据导线层上的接触孔；进行第三次灰化去除其他区域中的光刻胶，保留晶体管区域部分源漏及导线走线部分的光刻胶；
步骤3，在完成步骤2基板上沉积像素电极层，并在像素电极层上涂布第三层光刻胶，利用第三块掩模版进行第三次曝光、显影将基板上特定区域的光刻胶去除，显影后对晶体管区域进行蚀刻形成像素电极层；在未进行光刻胶剥离的条件下进行沟道蚀刻，将晶体管区域中间第二绝缘层保留形成晶体管；再通过第四次灰化过程将剩余的光刻胶去除。
本发明由于采用了上述的技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：由于本发明采用了三张掩模版进行制作，减少了工艺步骤从而节约了生产时间，且降低了掩模版对位上的偏差，提高了产品质量。
附图说明
图1a为本发明玻璃基板上沉积栅极导线层和涂布第一层光刻胶示意图；
图1b为对本发明采用第一掩模版光刻后的示意图；
图2a为在图1b基础上沉积第一绝缘层，有源层，有源掺杂层，数据导线层，第二绝缘层，然后涂布第二层光刻胶后的示意图；
图2b为本发明采用第二掩模版进行曝光、显影后的示意图；
图2c为本发明栅极区域A蚀刻后的示意图；
图2d为本发明对其它区域C进行灰化后的示意图；
图2e为本发明对其它区域C进行蚀刻后的示意图；
图2f为本发明栅极区域A和其它区域C中保留下来的有源层进行蚀刻后的示意图；
图2g为本发明对数据线区域B进行光刻后的示意图；
图2h为本发明对数据线区域B灰化后的示意图；
图3a为本发明在图2h基础上沉积像素电极层和涂布第三层光刻胶后的示意图；
图3b为本发明采用第三掩模版进行光刻后的的示意图；
图3c为本发明对晶体管区域D进行蚀刻后的示意图；
图3d为本发明进行灰化后的示意图；
具体实施方式
以下将结合附图对本发明薄膜晶体管液晶显示器阵列基板的制造方法作进一步的详细描述。
本发明提供一种薄膜晶体管液晶显示器阵列基板结构，包括：玻璃基板，栅极扫描线，与栅极扫描线电气连接的栅电极层，第一绝缘层，有源层，掺杂层，第二绝缘层，数据线层，晶体管源漏电极、像素电极层。
其中，本发明所述栅电极层所用材料可以为AlNd，AI，Cu，MO，MoW或Cr的单层膜或者为AlNd，AI，Cu，MO，MoW或Cr之一或任意组合所构成的复合膜；所述第一绝缘层、第二绝缘层可以为SiO2，SiNx或SiOxNy材料之一或任意组合所构成的复合膜。所述数据导线层为Mo，MoW或Cr的的单层膜或者为Mo，MoW或Cr之一或任意组合所构成的复合膜。
首先，如图1a所示，在洁净玻璃基板101上沉积栅极导线层102(AlNd，AI，Cu等)，并在栅极导线层102上涂布第一层光刻胶201。如图1b所示，利用第一掩模版进行曝光、显影及蚀刻形成栅极配线及栅电极。
然后，参考图2a，在完成上述工艺步骤之后的基板上依次且连续沉积第一绝缘层103(SiNx)，该第一绝缘层103也可称为栅极绝缘层、有源层104、有源掺杂层(有源层表面一薄层)、数据导线层105(Mo，MoW或Cr等)、第二绝缘层106(SiNx)，然后涂布第二层光刻胶202。如图2b所示，采用第二块掩模版，该掩模版具有5种曝光等级，经显影后形成5种厚度的光刻胶。其中，区域A为栅极区域，区域B为数据线区域，区域C为其它区域，区域D为晶体管区域。如图2c所示，通过蚀刻工艺在栅极导线层102上的需形成接触孔部分处(区域A)将第二绝缘层106、数据导线层105、有源层进104行蚀刻。如图2d所示，对区域C进行第一次灰化将区域C上的光刻胶去除。接下来，如图2e所示，将区域C上的第二绝缘层106、数据导线层105蚀刻掉。如图2f所示，利用区域A和区域C中保留下来的有源层作为掩模对栅极导电层之上接触孔部分的第一绝缘层进行蚀刻。如图2g，2h所示，对区域B进行第二次灰化过程，蚀刻第二绝缘层106形成数据导线层105上的接触孔。进行第三次灰化去除其他区域中的光刻胶，保留晶体管区域D部分源漏极走线部分的光刻胶。其中，栅电极层接触孔蚀刻过程中保留第一绝缘层，灰化过程按照曝光级别进行。
最后，参考图3a，在完成上述工艺步骤之后的基板上沉积像素电极层107，并在像素电极层107上涂布第三层光刻胶203，利用第三块掩模版进行第三次曝光、显影将区域A、B、C、D中特定区域的光刻胶去除掉，如图3b所示，在保留晶体管区域源漏电极之上光刻胶的状态下，显影后对区域D进行蚀刻形成像素电极层。如图3c所示，在未进行光刻胶剥离的条件下进行沟道蚀刻，将区域D中间第二绝缘层106保留形成晶体管。如图3d所示进行第四次灰化工艺去除所有阵列基板上残留光刻胶，也就是说，晶体管区域D之光刻胶与像素电极层光刻胶同时进行剥离，从而完成阵列基板的制造。
本发明与现有技术相比，由于采用了三张掩模版进行制作，从而减少了工艺步骤且约了生产时间，降低了掩模版对位上的偏差从而提高了产品质量。
以上介绍的仅仅是基于本发明的较佳实施例，并不能以此来限定本发明的范围。任何对本发明的测量装置作本技术领域内熟知的步骤的替换、组合、分立，以及对本发明实施步骤作本技术领域内熟知的等同改变或替换均不超出本发明的揭露以及保护范围。
Claims (9)
1.一种薄膜晶体管液晶显示器阵列基板的制造方法，其特征在于，它包括以下步骤:
步骤1，在洁净玻璃基板上沉积栅极导线层，并在栅极导线层上涂布第一层光刻胶，利用第一掩模版进行曝光、显影及蚀刻形成栅极配线及栅电极；
步骤2，在完成步骤1的基板上依次沉积第一绝缘层、有源层、有源掺杂层、数据导线层、第二绝缘层，然后涂布第二层光刻胶；采用第二块掩模版，该掩模版具有5种曝光等级，经显影后形成5种厚度的光刻胶，通过蚀刻工艺在栅极导线层上的需形成接触孔部分处将第二绝缘层，数据导线层、有源层进行蚀刻；完成蚀刻后，对其它区域进行第一次灰化将其它区域上的光刻胶去除；接下来，将其它区域上的第二绝缘层、数据导线层蚀刻掉；利用栅极区域和其它区域中保留下来的有源层作为掩模对栅极导电层上接触孔部分的第一绝缘层进行蚀刻；对数据导线区域进行第二次灰化过程，蚀刻第二绝缘层形成数据导线层上的接触孔；进行第三次灰化去除其他区域中的光刻胶，保留晶体管区域部分源漏及导线走线部分的光刻胶；
步骤3，在完成步骤2的基板上沉积像素电极层，并在像素电极层上涂布第三层光刻胶，利用第三块掩模版进行第三次曝光、显影将基板上特定区域的光刻胶去除，显影后对晶体管区域进行蚀刻形成像素电极层；在未进行光刻胶剥离的条件下进行沟道蚀刻，将晶体管区域中间第二绝缘层保留形成晶体管；再通过第四次灰化过程将剩余的光刻胶去除。
2.如权利要求1所述薄膜晶体管液晶显示器阵列基板的制造方法，其特征在于：所述栅电导线层所用材料为AlNd，AI，Cu，MO，MoW或Cr的单层膜，或者为AlNd，AI，Cu，MO，MoW或Cr之一或任意组合所构成的复合膜。
3.如权利要求1所述薄膜晶体管液晶显示器阵列基板的制造方法，其特征在于：所述第一绝缘层和第二绝缘层为SiO2，SiNx或SiOxNy材料之一或任意组合所构成的复合膜。
4.如权利要求1所述薄膜晶体管液晶显示器阵列基板的制造方法，其特征在于：所述数据导线层为Mo，MoW或Cr的的单层膜，或者为Mo，MoW或Cr之一或任意组合所构成的复合膜。
5.如权利要求1所述薄膜晶体管液晶显示器阵列基板的制造方法，其特征在于：
所述步骤2中第一绝缘膜、有源层、有源掺杂层、数据导线层、第二绝缘层连续沉积。
6.如权利要求1所述薄膜晶体管液晶显示器阵列基板的制造方法，其特征在于：
所述栅电极层接触孔蚀刻过程中保留第一绝缘层。
7.如权利要求1所述薄膜晶体管液晶显示器阵列基板的制造方法，其特征在于：所述灰化过程按照曝光级别进行。
8.如权利要求1所述薄膜晶体管液晶显示器阵列基板的制造方法，其特征在于：所述像素电极层在保留晶体管区域光刻胶的状态下制作完成的。
9.如权利要求1所述薄膜晶体管液晶显示器阵列基板的制造方法，其特征在于：所述晶体管区域上的光刻胶层与像素电极层光刻胶同时进行剥离。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20090325 |