CN101582430A - 阵列基板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阵列基板及其制造方法，该阵列基板包括一玻璃基板以及依次位于该玻璃基板上的第一金属层图形、第一绝缘层、非晶层图形、氮离子非晶层、第二金属层图形、第二绝缘层和氧化物导电层图形，该第一金属层图形作为一存储电容的第一电极，其特征在于，该非晶层图形通过一接触孔连接该氧化物导电层图形作为存储电容的第二电极。本发明阵列基板及其制造方法减小了存储电容的第二电极和透光区的段差，解决在工艺制造中带来的摩擦工艺不良以及信赖性问题，并提升对比度。

Description

阵列基板及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种阵列基板，特别是涉及一种提升对比度的阵列基板及其制造方法。

背景技术

液晶显示装置(LCD)是一种被动的显示装置，它不能发光，只能使用周围环境的光，它显示图案或字符只需很小能量。正因为低功耗和小型化使LCD成为较佳的显示方式。液晶显示所用的液晶材料是一种兼有液态和固体双重性质的有机物，它的棒状结构在液晶盒内排列，但在电场作用下能改变其排列方向。

如图1所示，液晶显示面板包括第一玻璃基板100(又称薄膜晶体管阵列基板的玻璃基板)和第二玻璃基板2000(又称色层基板的玻璃基板)，一液晶层夹于第一玻璃基板100和第二玻璃基板2000之间，第一玻璃基板100和第二玻璃基板2000通过框胶贴合。框胶用于固定第一玻璃基板100和第二玻璃基板2000，并且将液晶和外界隔离。第一玻璃基板100上通过栅极扫描线线、第二金属信号线、源极以及有源层构成控制像素工作的晶体管开关。栅极扫描线为第一金属层图形，信号线和源极为第二金属层图形。第二玻璃基板2000上通过色层显示不同的颜色，通过黑色矩阵2001阻挡不被利用的光。

在面板的制造工艺通常可以通过五次光罩完成，步骤如下：

第一步，在玻璃基板上溅射第一金属层，通过第一次光罩形成第一金属层图形，随后在第一金属成图形上淀积第一绝缘层；

第二步，在第一绝缘层上淀积非晶层，氮离子(n+)非晶层，通过第二次光罩形成非晶以及n+非晶层图形；

第三步，在非晶层以及n+非晶层图形上溅射第二金属层，通过第三次光罩形成第二金属层图形；

第四步，在第二金属层图形上淀积第二绝缘层，通过第四次光罩形成接触孔；

第五步，在第二绝缘层上溅射氧化物导电层，通过第五次曝光形成氧化物导导电层图形；

由于工艺通过五次光罩制造完成，工艺生产时间长，成本高，产量低。由此可以通过四次光罩制造节省成本，提高产量。

如图2所示，第一玻璃基板100上包括第一金属层图形——第一栅极扫描线201和第二栅极扫描线202，第一非晶层401，第二金属层图形——第一数据线601，第一接触孔701和第二接触孔702，第一氧化物导电层901和第二氧化物导电层902；

四次光罩制造步骤如下：

第一步，在玻璃基板上溅射第一金属层，通过第一次光罩形成第一金属层图形，随后在第一金属成图形上淀积第一绝缘层；

第二步，在第一绝缘层上淀积非晶层以及n+非晶层，接着溅射第二金属层，通过第二次光罩，形成完全曝光，完全未曝光，半曝光的光刻胶，首先刻蚀形成数据线及晶体管岛；其次灰化剩余光刻胶，暴露出半曝光光刻胶下的第二金属层，并残留部分光刻胶在完全未曝光的图形上，刻蚀形成源极，漏极以及沟道，从而形成晶体管结构；

第三步，在第二金属层图形上淀积第二绝缘层，通过第三次光罩形成接触孔；

第四步，在第二绝缘层上溅射氧化物导电层，通过第四次曝光形成氧化物导电层图形；

四次光罩和五次光罩工艺技术中，存储电容如图3一般由第二栅极扫描线202作为第一电极，第二氧化物导电层图形902作为第二电极，以第一绝缘层300和第二绝缘层800作为介质形成。

四次光罩和五次光罩工艺技术中，存储电容一般由公共电极作为第一电极，氧化物导电层形作为第二电极，以第一绝缘层和第二绝缘层作为介质形成。但为了保证足够的存储电容大小通常需要足够大的公共电极面积，从而限制了开口率的提升。

为了提高开口率从而提出了新的存储电容结构，由于工艺通过五次光罩技术完成，工艺生产时间长，成本高，产量低。由此可以通过四次光罩技术节省成本，提高产量。

四次光罩技术中，如图4第一玻璃基板100上包括第一金属层图形——第一栅极扫描线201和第二栅极扫描线202，非晶层图形401，第二金属层图形——第一数据线601和第二数据线602，第一接触孔701和第二接触孔702，第一氧化物导电层901和第二氧化物导电层902；为了保证存储电容大小的同时提升开口率，使第二数据线602，n+非晶层502，第二非晶层402，氧化物导电层图形902共同作为存储电容第二电极。形成过程如图5所示，通过第二次光罩在公共电极202上形成第二金属层图形601的同时形成非晶层图形402，n+非晶层图形502，第二数据线602，然后通过第三次光罩在第第二数据线602上的第二绝缘层中形成接触孔，在工艺完成后第二数据线602通过接触孔连接了氧化物导电层902，使非晶层图形402，n+非晶层图形502，第二数据线602和氧化物导电层902作为存储电容的第二电极，第一金属层图形202作为存储电容的第一电极，通过介质第一绝缘层300形成存储电容。由于电极间距减小，存储电容得到了提升，所以公共电极面积可以减小，开口率可以提升。

但随着产品的特性的不断提升，在上述存储电容构造中由于非晶层图形402，n+非晶层图形502，第二数据线602和氧化物导电层902作为存储电容的第二电极，从而和透光区相比存在非常大的段差，在工艺制造中会带来对摩擦工艺的不良以及信赖性问题，并影响对比度的提升。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中第二电极和透光区相比存在非常大的段差而带来对摩擦工艺的不良、信赖性问题并影响对比度的提升的缺陷，提供一种薄膜晶体管阵列基板及其制造方法，其减小了存储电容的第二电极和透光区的段差，从而解决了在工艺制造中带来的摩擦工艺不良以及信赖性问题，并提升了对比度。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种阵列基板，其包括一玻璃基板以及依次位于该玻璃基板上的第一金属层图形、第一绝缘层、非晶层图形、氮离子非晶层、第二金属层图形、第二绝缘层和氧化物导电层图形，该第一金属层图形作为一存储电容的第一电极，其特征在于，该非晶层图形通过一接触孔连接该氧化物导电层图形作为存储电容的第二电极。

其中，所述第一金属层图形所用材料为AlNd、Al、Cu、MO、MoW和Cr的一种或者任意二种组合所构成的复合。

其中，所述第一、第二绝缘层所用材料为二氧化硅和氮化硅中的一种或二种组合所构成的复合。

本发明的另一技术方案为：一种阵列基板的制造方法，其包括以下步骤：

步骤1：在一玻璃基板上溅射第一金属层，通过第一次光罩形成第一金属层图形；

步骤2：接着淀积第一绝缘层；

步骤3：然后淀积非晶层和氮离子非晶层，溅射第二金属层，涂覆光刻胶；

步骤4：通过第二次光罩使光刻胶分为完全曝光、半曝光和完全未曝光三部分，再通过显影和刻蚀工艺形成非晶层图形、第二金属层图形和晶体管岛的形状；

步骤5：接着灰化剩余光刻胶，刻蚀晶体管岛形成沟道；

步骤6：淀积第二绝缘层，通过第三次光罩形成第一接触孔和第二接触孔，接着溅射氧化物导电层，通过第四次光罩形成氧化物导电层图形。

其中，所述半曝光部分采用灰色调掩膜或半色调掩膜。

本发明的又一技术方案为：一种阵列基板的制造方法，其包括以下步骤：

步骤1：在一玻璃基板上淀积第一金属层，通过第一次光罩形成第一金属层图形；

步骤2：接着淀积第一绝缘层；

步骤3：然后淀积非晶层和氮离子非晶层，使用第二次光罩形成非晶层图形；

步骤4：溅射第二金属层，使用第三次光罩形成第二金属层图形；

步骤5：淀积第二绝缘层，使用第四次光罩形成一第一接触孔和第二接触孔；

步骤6：溅射氧化物导电层，使用第五次光罩形成氧化物导电层图形。

本发明的积极进步效果在于：本发明薄膜晶体管阵列基板及其制造方法减小了存储电容的第二电极和透光区的段差，解决在工艺制造中带来的摩擦工艺不良以及信赖性问题，并提升对比度。

附图说明

图1为现有技术中液晶显示面板的示意图。

图2为现有技术中阵列基板一实施例的示意图。

图3为沿图2的A-A’方向的截面图。

图4为现有技术中阵列基板另一实施例的示意图。

图5为沿图4的B-B’方向的截面图。

图6为本发明阵列基板一实施例的示意图。

图7A～7F为制造如图6的阵列基板的各个步骤的示意图，图7F为沿图6的C-C’方向的截面图。

图8A～8F制造阵列基板另一实施例的各个阶段的示意图。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

实施例1

在如图6本发明的第一实施例中，采用四次光罩技术制造阵列基板。该阵列基板包括：一第一玻璃基板100，依次位于第一玻璃基板100上的第一金属层图形——第一栅极扫描线201和第二栅极扫描线202、第一绝缘层300、非晶层图形400——第一非晶层401和第二非晶层402、氮离子(n+)非晶层图形502、第二金属层图形602、第二绝缘层800、氧化物导电层图形——第一氧化物导电层901和第二氧化物导电层902，其中位于第二非晶层402上的n+非晶层图形502和第二金属层图形602被去除，第二栅极扫描线202作为存储电容的第一电极，第二非晶层402通过第二接触孔702连接第二氧化物导电层902作为存储电容的第二电极。

本发明中所述第一金属层所用材料可以为AlNd、Al、Cu、Mo、MoW或Cr的一种或者任意二种组合所构成的复合。所述第一、第二绝缘层所用材料可以为二氧化硅(SiO₂)和氮化硅的一种或二种组合所构成的复合。所述第二金属层金属为Mo、MoW或Cr的一种或者为Mo、MoW或Cr之一或任意组合所构成的复合，所述氧化物导电层为透明导电层，比如为铟锡氧化物或铟锌氧化物。

本发明提供了该阵列基板的制造方法，包括以下步骤：

步骤1：如图7A所示，在第一玻璃基板100上溅射第一金属层，通过第一次光罩形成第一金属层图形——第一栅极扫描线201和第二栅极扫描线202；

步骤2：如图7B所示，接着淀积第一绝缘层300；

步骤3：如图7C所示，然后淀积非晶层400，n+非晶层502，溅射第二金属层602，涂覆光刻胶1002；

步骤4：如图7D所示，通过第二次光罩使光刻胶1002分为完全曝光B1、半曝光B3和完全未曝光B2三部分，再通过显影和刻蚀工艺首先形成——第一非晶层图形401、402、第二金属层图形602和晶体管岛的形状，其中半曝光B3采用灰色调掩膜(Gray Tone Mask，GTM)或半色调掩膜(Half ToneMask，HTM)技术；

步骤5：接着灰化剩余光刻胶1002，并去除位于第二非晶层402上的n+非晶层502和第二金属层图形602，刻蚀晶体管岛形成沟道；

步骤6：淀积第二绝缘层800，通过第三次光罩形成第一接触孔701和第二接触孔702，接着溅射氧化物导电层，通过第四次光罩形成氧化物导电层图形——第一氧化物导电层901和第二氧化物导电层902。

本发明如图7A～7F所示，通过第二次光罩在第二栅极扫描线202上形成第二金属层602的同时形成第二非晶层图形402和n+非晶层图形502，再使用光刻胶灰化技术，在形成晶体管沟道的同时去除n+非晶层图形502和第二金属层602，暴露出第二非晶层图形402；通过第三次光罩在第二非晶层402上的第二绝缘层800中形成第二接触孔702，在工艺完成后第二非晶层402通过第二接触孔702连接了第二氧化物导电层902，使第二非晶层图形402和第二氧化物导电层902作为存储电容的第二电极，第二栅极扫描线202作为存储电容的第一电极，通过第一绝缘层300形成存储电容。由于去除了n+非晶层502和第二金属层602，减小了存储电容的第二电极和透光区的段差，从而解决了在工艺制造中带来的摩擦工艺不良以及信赖性问题，并提升了对比度。

实施例2

在本发明的第二实施例中，采用五次光罩技术制造阵列基板。该阵列基板包括：一第一玻璃基板100，依次位于第一玻璃基板100上的第一金属层图形——第一栅极扫描线201和第二栅极扫描线202、第一绝缘层300、非晶层图形400——第一非晶层401和第二非晶层402、氮离子(n+)非晶层图形502、第二金属层图形602、第二绝缘层800、氧化物导电层图形——第一氧化物导电层901和第二氧化物导电层902，其中位于第二非晶层402上的n+非晶层图形502和第二金属层图形602被去除，第二栅极扫描线202作为存储电容的第一电极，第二非晶层402通过第二接触孔702连接第二氧化物导电层902作为存储电容的第二电极。

本发明提供了该阵列基板的制造方法，其包括以下步骤：

步骤1：如图8A所示，在第一玻璃基板100上淀积第一金属层，通过第一次光罩形成第一金属层图形——第一栅极扫描线201和第二栅极扫描线202；

步骤2：如图8B所示，接着淀积第一绝缘层300；

步骤3：如图8C所示，然后淀积非晶层和n+非晶层，使用第二次光罩形成非晶层图形——第一非晶层401和第二非晶层402和n+非晶层图形501、502；

步骤4：如图8D所示，溅射第二金属层，使用第三次光罩形成第二金属层图形602；

步骤5：如图8E所示，淀积第二绝缘层800，使用第四次光罩形成一第一接触孔701和第二接触孔702；

步骤6：如图8F所示，溅射氧化物导电层，使用第五次光罩形成氧化物导电层图形——第一氧化物导电层901和第二氧化物导电层902。

五次光罩制作中，存储电容一般由第一金属层图形作为第一电极，第二金属层图形602通过一第二接触孔702连接氧化物导电层图形——第二氧化物导电层902作为第二电极，以第一绝缘层300作为介质形成。而本发明所以如图8A～8F所示通过第二次光罩在形成非晶层图形401，n+非晶层图形501、502的同时形成非晶层图形；通过第三次光罩后，刻蚀沟道n+非晶层图形的同时刻蚀n+非晶层图形502，通过第四次光罩在非晶层图形上的第二绝缘层800中形成第二接触孔702，在工艺完成后非晶层图形通过接触孔702连接了氧化物导电层902，使非晶层图形和第二氧化物导电层902作为存储电容的第二电极，第一金属层图形作为存储电容的第一电极，通过介质第一绝缘层形成存储电容。由于使用非晶层代替现有第二金属层图形602，减小了存储电容的第二电极和透光区的段差，从而解决了在工艺制造中带来的摩擦工艺不良以及信赖性问题，并提升了对比度。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改。因此，本发明的保护范围由所附权利要求书限定。

Claims (6)

1、一种阵列基板，其包括一玻璃基板以及依次位于该玻璃基板上的第一金属层图形、第一绝缘层、非晶层图形、氮离子非晶层、第二金属层图形、第二绝缘层和氧化物导电层图形，该第一金属层图形作为一存储电容的第一电极，其特征在于，该非晶层图形通过一接触孔连接该氧化物导电层图形作为存储电容的第二电极。

2、如权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述第一金属层图形所用材料为AlNd、Al、Cu、Mo、MoW和Cr中的一种或者任意二种组合所构成的复合。

3、如权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述第一、第二绝缘层所用材料为二氧化硅和氮化硅中的一种或二种组合所构成的复合。

4、一种制造如权利要求1所述的阵列基板的方法，其特征在于，其包括以下步骤：

步骤1：在一玻璃基板上溅射第一金属层，通过第一次光罩形成第一金属层图形；

步骤2：接着淀积第一绝缘层；

步骤3：然后淀积非晶层和氮离子非晶层，溅射第二金属层，涂覆光刻胶；

步骤4：通过第二次光罩使光刻胶分为完全曝光、半曝光和完全未曝光三部分，再通过显影和刻蚀工艺形成非晶层图形、第二金属层图形和晶体管岛的形状；

步骤5：接着灰化剩余光刻胶，刻蚀晶体管岛形成沟道；

步骤6：淀积第二绝缘层，通过第三次光罩形成第一接触孔和第二接触孔，接着溅射氧化物导电层，通过第四次光罩形成氧化物导电层图形。

5、如权利要求4所述的阵列基板的制造方法，其特征在于，所述半曝光部分采用灰色调掩膜或半色调掩膜。

6、一种制造如权利要求1所述的阵列基板的方法，其特征在于，其包括以下步骤：

步骤1：在一玻璃基板上淀积第一金属层，通过第一次光罩形成第一金属层图形；

步骤2：接着淀积第一绝缘层；

步骤3：然后淀积非晶层和氮离子非晶层，使用第二次光罩形成非晶层图形；

步骤4：溅射第二金属层，使用第三次光罩形成第二金属层图形；

步骤5：淀积第二绝缘层，使用第四次光罩形成一第一接触孔和第二接触孔；

步骤6：溅射氧化物导电层，使用第五次光罩形成氧化物导电层图形。

Images