CN101807585A - Tft-lcd阵列基板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种TFT-LCD阵列基板及其制造方法。阵列基板包括形成在基板上的栅线和数据线，栅线和数据线限定的像素区域内形成像素电极和薄膜晶体管，栅线与数据线之间形成有消除段差的第一有机绝缘层。第一有机绝缘层上形成有用于改善与半导体层界面特性的无机绝缘层，数据线形成在无机绝缘层上。本发明一方面通过增加栅线和数据线厚度降低信号线电阻，减小大尺寸、高分辨率TFT-LCD的信号延迟，另一方面形成两层绝缘层，其中较厚的第一有机绝缘层涂敷在栅线上并形成平坦的表面，以消除段差，避免后续沉积的薄膜发生断线，较薄的无机绝缘层沉积在第一有机绝缘层上，可以有效改善绝缘层与半导体层的界面特性，提高TFT的性能。

Description

TFT-LCD阵列基板及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种薄膜晶体管液晶显示器结构及其制造方法，尤其是一种TFT-LCD阵列基板及其制造方法。

背景技术

薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，简称TFT-LCD)具有体积小、功耗低、无辐射等特点，在当前的平板显示器市场中占据了主导地位。近年来，随着大尺寸、高分辨率液晶电视的迅速发展，高频率驱动电路的采用暴露出严重的信号延迟问题。目前，信号延迟成为制约大尺寸、高分辨率TFT-LCD显示效果的关键因素之一。

研究表明，TFT-LCD信号延迟主要由T＝RC决定，其中R为信号线电阻，C为相关电容。在薄膜晶体管打开时，像素电极开始充电，由于信号延迟，使某些像素电极得不到充分充电，因此造成亮度不均匀，对比度下降，严重影响了图像的显示质量。当TFT-LCD尺寸较小时，虽然也存在信号延迟，但由于延迟比较小，对TFT-LCD显示效果影响不明显。当TFT-LCD尺寸较大时，栅线和数据线的长度随之增大，信号延迟时间也随之增大，因此严重的信号延迟导致某些像素电极充电不充分，影响图像的显示质量。

目前，现在技术TFT-LCD中栅线和数据线一般采用化学性质比较稳定但电阻率比较高的Ta、Cr、Mo等金属或其合金材料。为了降低信号延迟，现有技术提出了一种采用低电阻率材料(如Al、Cu等)的技术方案，但仍存在相应的技术缺陷。用金属Al制作栅线或数据线时，由于Al薄膜材料熔点低，热稳定性差，与接触层物质的热膨胀系数不同，因此在制备TFT的高温过程中，Al薄膜材料会因热应力释放形成小丘，出现小丘一方面会造成Al薄膜的附着性变差，容易脱落，另一方面会造成绝缘层击穿，引起栅极与源电极或漏电极之间短路，致使TFT失效。用金属Cu制作栅线或数据线时，由于Cu薄膜材料与玻璃基板或SiO₂等材料的黏附性差，因此在这些材料上沉积Cu金属薄膜比较困难，而且Cu薄膜材料还存在刻蚀困难等缺陷。

此外，现有技术还提出了一种增加栅线和数据线厚度的技术方案。虽然通过增加栅线和数据线的厚度可以有效降低电阻，从而减小信号延迟，但厚度较大的栅线和数据线会导致段差过大，使后续沉积的薄膜容易发生断线，严重地降低了产品的成品率。

发明内容

本发明的目的是提供一种TFT-LCD阵列基板及其制造方法，有效解决大尺寸、高分辨率TFT-LCD的信号延迟问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种TFT-LCD阵列基板，包括形成在基板上的栅线和数据线，所述栅线和数据线限定的像素区域内形成像素电极和薄膜晶体管，所述栅线与数据线之间形成有消除段差的第一有机绝缘层。

所述栅线的厚度为

所述第一有机绝缘层为以旋涂方式涂敷的厚度为

的苯并环丁烯。

所述第一有机绝缘层上形成有用于改善与半导体层界面特性的无机绝缘层，所述数据线形成在所述无机绝缘层上。进一步地，所述无机绝缘层的厚度为

所述无机绝缘层采用等离子体增强化学气相沉积方法沉积，工艺参数为：功率2500W～4500W，气压1000mT～3000mT，SiH₄流量500sccm～900sccm，NH₃流量2000sccm～4000sccm，N₂流量15000sccm～35000sccm。

在上述技术方案基础上，所述数据线的厚度为

所述数据线上形成有具有绝缘性和感光性且具有平坦表面的第二有机绝缘层，所述第二有机绝缘层上形成有使薄膜晶体管的漏电极与像素电极连接的连接过孔。进一步地，所述第二有机绝缘层的厚度为

为了实现上述目的，本发明还提供了一种TFT-LCD阵列基板制造方法，包括：

步骤1、在基板上沉积栅金属薄膜，通过构图工艺形成包括栅线和栅电极的图形；

步骤2、在完成步骤1的基板上涂敷具有平坦表面的第一有机绝缘层，之后沉积无机绝缘层、半导体薄膜、掺杂半导体薄膜和源漏金属薄膜，通过构图工艺形成包括有源层、数据线、源电极、漏电极和TFT沟道区域的图形；

步骤3、在完成步骤2的基板上形成包括连接过孔和像素电极的图形，所述像素电极通过所述连接过孔与漏电极连接。

所述栅线的厚度为

所述数据线的厚度为 所述第一有机绝缘层的厚度为

所述无机绝缘层的厚度为

所述步骤2包括：

在完成步骤1的基板上，采用旋涂方式涂敷一层具有平坦表面的第一有机绝缘层；

在完成上述步骤的基板上，采用等离子体增强化学气相沉积方法，连续沉积无机绝缘层、半导体薄膜和掺杂半导体薄膜；

在完成上述步骤的基板上，采用磁控溅射或热蒸发的方法，沉积源漏金属薄膜；

在源漏金属薄膜上涂覆一层光刻胶，采用半色调或灰色调掩模板曝光，使光刻胶形成光刻胶完全去除区域、光刻胶完全保留区域和光刻胶半保留区域；光刻胶完全保留区域对应于数据线、源电极和漏电极图形所在区域，光刻胶半保留区域对应于TFT沟道区域图形所在区域，光刻胶完全去除区域对应于上述图形以外的区域；显影处理后，光刻胶完全保留区域的光刻胶厚度没有变化，光刻胶完全去除区域的光刻胶被完全去除，光刻胶半保留区域的光刻胶厚度减少；

通过第一次刻蚀工艺完全刻蚀掉光刻胶完全去除区域的源漏金属薄膜、掺杂半导体薄膜和半导体薄膜，形成有源层和数据线图形；

通过灰化工艺去除掉光刻胶半保留区域的光刻胶，暴露出该区域的源漏金属薄膜；

通过第二次刻蚀工艺完全刻蚀掉光刻胶半保留区域的源漏金属薄膜和掺杂半导体薄膜，并刻蚀掉部分厚度的半导体薄膜，使该区域的半导体薄膜暴露出来，形成源电极、漏电极和TFT沟道区域图形；

剥离剩余的光刻胶。

采用等离子体增强化学气相沉积方法沉积无机绝缘层的工艺参数为：功率2500W～4500W，气压1000mT～3000mT，SiH₄流量500sccm～900sccm，NH₃流量2000sccm～4000sccm，N₂流量15000sccm～35000sccm。

在上述技术方案基础上，所述步骤3可以包括：

采用旋涂方式涂敷一层具有绝缘性和感光性且具有平坦表面的第二有机绝缘层，采用普通掩模板对第二有机绝缘层进行曝光显影处理，形成包括连接过孔的图形，所述连接过孔位于所述漏电极的上方；

在完成上述步骤的基板上沉积透明导电薄膜，采用普通掩模板通过构图工艺形成包括像素电极的图形，所述像素电极通过连接过孔与漏电极连接。

所述第二有机绝缘层的厚度为

在上述技术方案基础上，所述步骤3也可以包括：

采用等离子体增强化学气相沉积方法沉积钝化层，采用普通掩模板通过构图工艺形成包括连接过孔的图形，所述连接过孔位于所述漏电极的上方；

在完成上述步骤的基板上沉积透明导电薄膜，采用普通掩模板通过构图工艺形成包括像素电极的图形，所述像素电极通过连接过孔与漏电极连接。

本发明提供了一种TFT-LCD阵列基板及其制造方法，一方面通过增加栅线和数据线厚度降低信号线电阻，减小大尺寸、高分辨率TFT-LCD的信号延迟，另一方面通过形成两层绝缘层有效解决较厚的栅线和数据线导致的断线缺陷。其中较厚的第一有机绝缘层以旋涂方式涂敷在栅线和栅电极上并形成平坦的表面，以消除较厚的栅线形成的较大段差，避免后续沉积的薄膜发生断线，较薄的无机绝缘层采用PECVD方法沉积在第一有机绝缘层上，可以有效改善绝缘层与半导体层的界面特性，提高TFT的性能。进一步地，本发明通过采用第二有机绝缘层作为钝化层，利用其绝缘性和感光性，既作为构图工艺中的光刻胶，又作为构图工艺后的钝化层，节约了生产成本，提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明TFT-LCD阵列基板的平面图；

图2为图1中A1-A1向的剖面图；

图3为本发明TFT-LCD阵列基板第一次构图工艺后的平面图；

图4为图3中A2-A2向的剖面图；

图5为本发明TFT-LCD阵列基板第二次构图工艺后的平面图；

图6为本发明TFT-LCD阵列基板第二次构图工艺中形成各层后的A3-A3向的剖面图；

图7为本发明TFT-LCD阵列基板第二次构图工艺中曝光显影后的A3-A3向的剖面图；

图8为本发明TFT-LCD阵列基板第二次构图工艺中第一次刻蚀工艺后A3-A3向的剖面图；

图9为本发明TFT-LCD阵列基板第二次构图工艺中灰化工艺后A3-A3向的剖面图；

图10为本发明TFT-LCD阵列基板第二次构图工艺中第二次刻蚀工艺后A3-A3向的剖面图；

图11为本发明TFT-LCD阵列基板第二次构图工艺后A3-A3向的剖面图；

图12为本发明TFT-LCD阵列基板形成连接过孔图形后的平面图；

图13为图12中A4-A4向的剖面图；

图14为本发明TFT-LCD阵列基板另一种第二次构图工艺中形成有源层图形后的平面图；

图15为图14中A5-A5向的剖面图；

图16为本发明TFT-LCD阵列基板另一种第二次构图工艺中形成数据线、源电极、漏电极和TFT沟道区域图形后的平面图；

图17为图16中A6-A6向的剖面图；

图18为本发明TFT-LCD阵列基板另一种第三次构图工艺形成钝化层后的示意图；

图19为本发明TFT-LCD阵列基板制造方法的流程图；

图20为本发明TFT-LCD阵列基板制造方法第一实施例的流程图；

图21为本发明TFT-LCD阵列基板制造方法第二实施例的流程图；

图22为本发明TFT-LCD阵列基板制造方法第三实施例的流程图；

图23为本发明TFT-LCD阵列基板制造方法第四实施例的流程图。

附图标记说明：

1-基板；            2-栅电极；            3-第一有机绝缘层；

4-无机绝缘层；      5-半导体层；          6-掺杂半导体层；

7-源电极；          8-漏电极；            9-第二有机绝缘层；

10-像素电极；       11-栅线；             12-数据线；

14-连接过孔；       15-钝化层；           21-源漏金属薄膜；

22-半导体薄膜；     23-掺杂半导体薄膜；   30-光刻胶。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

图1为本发明TFT-LCD阵列基板的平面图，所反映的是一个像素单元的结构，图2为图1中A1-A1向的剖面图。如图1和图2所示，本实施例TFT-LCD阵列基板的主体结构包括形成在基板1上的栅线11、数据线12、像素电极10和薄膜晶体管，相互垂直的栅线11和数据线12定义了像素区域，薄膜晶体管和像素电极10形成在像素区域内，栅线11用于向薄膜晶体管提供开启信号，数据线12用于向像素电极10提供数据信号。具体地，本发明TFT-LCD阵列基板包括形成在基板1上的栅电极2和栅线11，栅电极2与栅线11连接；第一有机绝缘层3形成在栅电极2和栅线11上并覆盖整个基板1，且第一有机绝缘层3具有平坦的表面；无机绝缘层4形成在第一有机绝缘层3上；有源层(半导体层5和掺杂半导体层6)形成在无机绝缘层4上并位于栅电极2的上方；源电极7和漏电极8形成在有源层上，源电极7的一端位于栅电极2的上方，另一端与数据线12连接，漏电极8的一端位于栅电极2的上方，与源电极7相对设置，源电极7和漏电极8之间形成TFT沟道区域，TFT沟道区域的掺杂半导体层6被完全刻蚀掉，并刻蚀掉部分厚度的半导体层5使TFT沟道区域的半导体层5暴露出来；第二有机绝缘层9形成在数据线12、源电极7、漏电极8和TFT沟道区域上，形成平坦的表面，并在漏电极8上方形成连接过孔14；像素电极10形成在第二有机绝缘层9上，通过连接过孔14与漏电极8连接。

上述技术方案中，为了满足大尺寸、高分辨率TFT-LCD的需求，即通过降低信号线电阻以减小信号延迟，本发明采用了增加栅线和数据线厚度的技术方案，同时为了有效解决较厚的栅线和数据线出现的断线缺陷，本发明提出了一种两层绝缘层的解决方案。本发明栅线和数据线仍采用高电阻率的金属材料，如Cr、W、Ti、Ta、Mo等金属或合金，栅线和数据线的厚度为

厚度为小尺寸TFT-LCD中栅线和数据线厚度的2倍以上，可以有效降低电阻，减小信号延迟。两层绝缘层包括较厚的第一有机绝缘层3和较薄的无机绝缘层4，第一有机绝缘层3可以采用厚度为

的苯并环丁烯(BCB)，可以采用旋涂方式涂敷在栅线11和栅电极2上并形成平坦的表面，以消除较厚的栅线、栅电极形成的较大段差，避免后续沉积的薄膜发生断线。无机绝缘层4可以采用厚度为的氮化硅(SiNx)，可以采用等离子体增强化学气相沉积方法(以下简称PECVD方法)沉积在第一有机绝缘层3上，可以有效改善绝缘层与半导体层的界面特性，提高TFT的性能。例如，无机绝缘层4可以采用低速沉积的氮化硅。采用PECVD方法低速沉积氮化硅的工艺参数可以采用：功率为2500W～4500W，气压为1000mT～3000mT，SiH₄、NH₃和N₂的流量分别为500sccm～900sccm、2000sccm～4000sccm和15000sccm～35000sccm。此外，本发明还提出了一种采用第二有机绝缘层作为钝化层的技术方案。由于厚度为

的第二有机绝缘层9不仅具有很好的绝缘性，还具有很好的感光性，因此第二有机绝缘层9既可以作为构图工艺中的光刻胶，又可以作为构图工艺后表面平坦的钝化层，且只需要曝光显影处理。与现有技术形成钝化层及钝化层过孔图形的过程相比，本发明较现有技术节省了钝化层材料，节省了刻蚀工艺和光刻胶剥离工艺，节约了生产成本，提高了生产效率。

图3～图17为本发明TFT-LCD阵列基板制造过程的示意图，可以进一步说明本发明的技术方案，在以下说明中，本发明所称的构图工艺包括光刻胶涂覆、掩模、曝光、刻蚀和光刻胶剥离等工艺，光刻胶以正性光刻胶为例。

图3为本发明TFT-LCD阵列基板第一次构图工艺后的平面图，所反映的是一个像素单元的结构，图4为图3中A2-A2向的剖面图。首先采用磁控溅射或热蒸发的方法，在基板1(如玻璃基板或石英基板)上沉积一层厚度为

的栅金属薄膜，栅金属薄膜可以采用Cr、W、Ti、Ta、Mo等金属或合金，也可以采用由多层金属薄膜构成的复合薄膜。采用普通掩模板通过构图工艺形成包括栅电极2和栅线11的图形，如图3、图4所示。本次构图工艺中，也可以同时形成公共电极线和挡光条图形。

图5为本发明TFT-LCD阵列基板第二次构图工艺后的平面图，所反映的是一个像素单元的结构，图6为本发明TFT-LCD阵列基板第二次构图工艺中形成各层后的A3-A3向的剖面图。在完成上述结构图形的基板上，采用旋涂方式涂敷一层厚度为的第一有机绝缘层3，且覆盖栅电极2和栅线11的第一有机绝缘层3具有平坦的表面；接着采用PECVD方法，连续沉积厚度为

的无机绝缘层4、厚度为

的半导体薄膜22和厚度为

的掺杂半导体薄膜23；接着采用磁控溅射或热蒸发的方法，沉积厚度为

的源漏金属薄膜21，如图6所示。本构图工艺中，第一有机绝缘层3可以采用苯并环丁烯(BCB)；无机绝缘层4可以选用氧化物、氮化物或氧氮化合物，对应的反应气体可以为SiH₄、NH₃、N₂的混合气体或SiH₂Cl₂、NH₃、N₂的混合气体；半导体薄膜22对应的反应气体可以为SiH₄、H₂的混合气体或SiH₂Cl₂、H₂的混合气体；掺杂半导体薄膜23对应的反应气体可以为SiH₄、PH₃、H₂的混合气体或SiH₂Cl₂、PH₃、H₂的混合气体；源漏金属薄膜21可以采用Cr、W、Ti、Ta、Mo等金属或合金，也可以采用由多层金属薄膜构成的复合薄膜。本发明第二次构图工艺中，涂敷第一有机绝缘层3是为了获得平坦的表面，以消除较厚的栅线或栅电极形成的较大段差，避免后续沉积的薄膜发生断线。在第一有机绝缘层3上再沉积一层厚度较薄的无机绝缘层4是为了改善绝缘层与半导体薄膜的界面特性，提高TFT的性能。例如，无机绝缘层4可以采用低速沉积的氮化硅。采用PECVD方法低速沉积氮化硅的工艺参数可以采用：功率为2500W～4500W，气压为1000mT～3000mT，SiH₄、NH₃和N₂的流量分别为500sccm～900sccm、2000sccm～4000sccm和15000sccm～35000sccm。

图7为本发明TFT-LCD阵列基板第二次构图工艺中曝光显影后的A3-A3向的剖面图。在源漏金属薄膜21上涂覆一层光刻胶30，采用半色调或灰色调掩模板曝光，使光刻胶形成完全曝光区域A、未曝光区域B和半曝光区域C。未曝光区域B对应于数据线、源电极和漏电极图形所在区域，半曝光区域C对应于TFT沟道区域图形所在区域，完全曝光区域A对应于上述图形以外的区域。显影处理后，未曝光区域B的光刻胶厚度没有变化，形成光刻胶完全保留区域，完全曝光区域A的光刻胶被完全去除，形成光刻胶完全去除区域，半曝光区域C的光刻胶厚度减少一半，形成光刻胶半保留区域，如图7所示。

图8为本发明TFT-LCD阵列基板第二次构图工艺中第一次刻蚀工艺后A3-A3向的剖面图。通过第一次刻蚀工艺完全刻蚀掉完全曝光区域A的源漏金属薄膜21、掺杂半导体薄膜和半导体薄膜，形成包括有源层和数据线的图形，有源层由半导体层5和掺杂半导体层6组成，如图8所示。

图9为本发明TFT-LCD阵列基板第二次构图工艺中灰化工艺后A3-A3向的剖面图。通过灰化工艺，去除掉半曝光区域C的光刻胶30，暴露出该区域的源漏金属薄膜21，如图9所示。由于未曝光区域B光刻胶的厚度大于半曝光区域C光刻胶的厚度，因此灰化工艺后，未曝光区域B仍涂覆有一定厚度的光刻胶30。

图10为本发明TFT-LCD阵列基板第二次构图工艺中第二次刻蚀工艺后A3-A3向的剖面图。通过第二次刻蚀工艺完全刻蚀掉半曝光区域C的源漏金属薄膜21和掺杂半导体层6，并刻蚀掉部分厚度的半导体层5，使该区域的半导体层5暴露出来，形成源电极7、漏电极8和TFT沟道区域图形，如图10所示。

图11为本发明TFT-LCD阵列基板第二次构图工艺后A3-A3向的剖面图。剥离剩余的光刻胶，完成本发明TFT-LCD阵列基板第二次构图工艺，形成数据线12、源电极7、漏电极8和TFT沟道区域图形，其中源电极7和漏电极8形成在掺杂半导体层6上，源电极7的一端位于栅电极2上，另一端与数据线12连接，漏电极8的一端位于栅电极2上，与源电极7相对设置，源电极7与漏电极8之间形成TFT沟道区域，TFT沟道区域的掺杂半导体层6被完全刻蚀掉，并刻蚀掉部分厚度的半导体层5，使TFT沟道区域的半导体层5暴露出来，如图5和图11所示。

图12为本发明TFT-LCD阵列基板形成连接过孔图形后的平面图，所反映的是一个像素单元的结构，图13为图12中A4-A4向的剖面图。在完成上述结构图形的基板上，采用旋涂方式涂敷一层厚度为的第二有机绝缘层9，第二有机绝缘层9可以采用苯并环丁烯(BCB)。采用普通掩模板对第二有机绝缘层9进行曝光显影处理，形成包括连接过孔14的图形，如12和图13所示。由于第二有机绝缘层9不仅具有很好的绝缘性，还具有很好的感光性，因此在本次工艺中，第二有机绝缘层9既作为构图工艺中的光刻胶，又作为构图工艺后的钝化层，只需要曝光显影处理，形成连接过孔14图形且表面平坦。由此可见，本次工艺实际上完成了现有技术形成钝化层及钝化层过孔图形的构图工艺过程，但较现有技术节省了钝化层材料，节省了刻蚀工艺和光刻胶剥离工艺，节约了成本，提高了生产效率。

最后，采用磁控溅射或热蒸发的方法，沉积厚度为的透明导电薄膜。透明导电薄膜可以采用氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)或氧化铝锌等材料，也可以采用其它金属及金属氧化物。采用普通掩模板通过构图工艺在像素区域内形成包括像素电极10的图形，且像素电极10通过连接过孔14与漏电极8连接，如图1、图2所示。

以上所说明的四次构图工艺仅仅是制备本发明TFT-LCD阵列基板的一种实现方法，实际使用中还可以通过增加或减少构图工艺次数、选择不同的材料或材料组合来实现本发明。例如，本发明TFT-LCD阵列基板第二次构图工艺可以由二次构图工艺完成，即通过一次采用普通掩模板的构图工艺形成有源层图形，通过另一次采用普通掩模板的构图工艺形成数据线、源电极、漏电极和TFT沟道区域图形。

图14为本发明TFT-LCD阵列基板另一种第二次构图工艺中形成有源层图形后的平面图，所反映的是一个像素单元的结构，图15为图14中A5-A5向的剖面图。在完成栅电极和栅线图形的基板上，采用旋涂方式涂敷一层厚度为

的第一有机绝缘层3，且覆盖栅电极2和栅线11的第一有机绝缘层3具有平坦的表面；接着采用PECVD方法，连续沉积厚度为

的无机绝缘层4、厚度为

的半导体薄膜和厚度为

的掺杂半导体薄膜。上述各层材料、作用和工艺参数同前所述。之后在掺杂半导体薄膜上涂覆一层光刻胶，采用普通掩模板曝光，使光刻胶形成完全曝光区域和未曝光区域，未曝光区域对应于有源层图形所在区域，完全曝光区域对应于有源层图形以外区域。显影处理后，未曝光区域的光刻胶厚度没有变化，形成光刻胶完全保留区域，完全曝光区域的光刻胶被完全去除，形成光刻胶完全去除区域。通过刻蚀工艺完全刻蚀掉完全曝光区域的掺杂半导体薄膜和半导体薄膜，形成有源层图形，有源层位于栅电极2的上方，包括半导体层5和掺杂半导体层6，如图14和图15所示。

图16为本发明TFT-LCD阵列基板另一种第二次构图工艺中形成数据线、源电极、漏电极和TFT沟道区域图形后的平面图，所反映的是一个像素单元的结构，图17为图16中A6-A6向的剖面图。在完成上述结构图形的基板上，采用磁控溅射或热蒸发的方法，沉积厚度为

源漏金属薄膜，源漏金属薄膜可以采用Cr、W、Ti、Ta、Mo等金属或合金，也可以采用由多层金属薄膜构成的复合薄膜。之后在源漏金属薄膜上涂覆一层光刻胶，采用普通掩模板曝光，使光刻胶形成完全曝光区域和未曝光区域，未曝光区域对应于数据线、源电极和漏电极图形所在区域，完全曝光区域对应于上述图形以外的区域。显影处理后，未曝光区域的光刻胶厚度没有变化，形成光刻胶完全保留区域，完全曝光区域的光刻胶被完全去除，形成光刻胶完全去除区域。通过刻蚀工艺完全刻蚀掉完全曝光区域的源漏金属薄膜，形成数据线12、源电极7、漏电极8和TFT沟道区域图形，其中源电极7的一端位于有源层上，另一端与数据线12连接，漏电极8的一端位于有源层上，与源电极7相对设置，源电极7与漏电极8之间形成TFT沟道区域，TFT沟道区域的掺杂半导体层6被完全刻蚀掉，并刻蚀掉部分厚度的半导体层5，使TFT沟道区域的半导体层5暴露出来，如图16和图17所示。

上述技术方案中，形成连接过孔图形工艺也可以采用沉积钝化层的技术方案。图18为本发明TFT-LCD阵列基板另一种第三次构图工艺形成钝化层后的示意图，为图12中A4-A4向的剖面图。在完成数据线等结构图形的基板上，采用PECVD方法沉积一层钝化层15，钝化层15可以采用氮化硅。采用普通掩模板通过构图工艺形成包括连接过孔14的图形，如图18所示。

本发明提供了一种TFT-LCD阵列基板，一方面通过增加栅线和数据线厚度降低信号线电阻，减小大尺寸、高分辨率TFT-LCD的信号延迟，另一方面通过形成两层绝缘层有效解决较厚的栅线和数据线导致的断线缺陷。其中较厚的第一有机绝缘层以旋涂方式涂敷在栅线和栅电极上并形成平坦的表面，以消除较厚的栅线或栅电极形成的较大段差，避免后续沉积的薄膜发生断线，较薄的无机绝缘层采用PECVD方法沉积在第一有机绝缘层上，可以有效改善绝缘层与半导体层的界面特性，提高TFT的性能。进一步地，本发明通过采用第二有机绝缘层作为钝化层，利用其绝缘性和感光性，既作为构图工艺中的光刻胶，又作为构图工艺后的钝化层，节约了生产成本，提高了生产效率。

需要说明的是，上述技术方案仅仅示意了本发明TFT-LCD阵列基板一个优选的技术方案，由于本发明第一有机绝缘层用于形成平坦的表面，无机绝缘层用于改善绝缘层与半导体层的界面特性，第二有机绝缘层用于节省钝化层材料，因此实际应用中，本发明第一有机绝缘层、无机绝缘层和第二有机绝缘层可以通过组合形成多个技术方案。例如，只包括第一有机绝缘层的方案；又如，只包括第二有机绝缘层的方案；再如，只包括第一有机绝缘层和无机绝缘层的方案。上述组合方案的结构形式和制备方案可参见前述内容，这里不再赘述。

图19为本发明TFT-LCD阵列基板制造方法的流程图，包括：

步骤1、在基板上沉积栅金属薄膜，通过构图工艺形成包括栅线和栅电极的图形；

步骤2、在完成步骤1的基板上涂敷具有平坦表面的第一有机绝缘层，之后沉积无机绝缘层、半导体薄膜、掺杂半导体薄膜和源漏金属薄膜，通过构图工艺形成包括数据线、源电极、漏电极和TFT沟道区域的图形；

步骤3、在完成步骤2的基板上形成包括连接过孔和像素电极的图形，所述像素电极通过所述连接过孔与漏电极连接。

其中，栅线的厚度可以为

数据线的厚度可以为

第一有机绝缘层的厚度可以为

无机绝缘层的厚度可以为

图20为本发明TFT-LCD阵列基板制造方法第一实施例的流程图，在图19所示技术方案中，所述步骤2包括：

步骤201、在完成步骤1的基板上，采用旋涂方式涂敷一层具有平坦表面的第一有机绝缘层；

步骤202、在完成步骤201的基板上，采用等离子体增强化学气相沉积方法，连续沉积无机绝缘层、半导体薄膜和掺杂半导体薄膜；

步骤203、在完成步骤202的基板上，采用磁控溅射或热蒸发的方法，沉积源漏金属薄膜；

步骤204、在源漏金属薄膜上涂覆一层光刻胶，采用半色调或灰色调掩模板曝光，使光刻胶形成光刻胶完全去除区域、光刻胶完全保留区域和光刻胶半保留区域；光刻胶完全保留区域对应于数据线、源电极和漏电极图形所在区域，光刻胶半保留区域对应于TFT沟道区域图形所在区域，光刻胶完全去除区域对应于上述图形以外的区域；显影处理后，光刻胶完全保留区域的光刻胶厚度没有变化，光刻胶完全去除区域的光刻胶被完全去除，光刻胶半保留区域的光刻胶厚度减少；

步骤205、通过第一次刻蚀工艺完全刻蚀掉光刻胶完全去除区域的源漏金属薄膜、掺杂半导体薄膜和半导体薄膜，形成包括有源层和数据线的图形；

步骤206、通过灰化工艺去除掉光刻胶半保留区域的光刻胶，暴露出该区域的源漏金属薄膜；

步骤207、通过第二次刻蚀工艺完全刻蚀掉光刻胶半保留区域的源漏金属薄膜和掺杂半导体薄膜，并刻蚀掉部分厚度的半导体薄膜，使该区域的半导体薄膜暴露出来，形成源电极、漏电极和TFT沟道区域图形；

步骤208、剥离剩余的光刻胶。

本实施例是一种采用多步刻蚀方法在同一次构图工艺中形成有源层、数据线、源电极、漏电极和TFT沟道区域图形的技术方案，其制备过程已在前述图5～图11所示技术方案中详细介绍，这里不再赘述。

图21为本发明TFT-LCD阵列基板制造方法第二实施例的流程图，在图19所示技术方案中，所述步骤2包括：

步骤211、在完成步骤1的基板上，采用旋涂方式涂敷一层具有平坦表面的第一有机绝缘层；

步骤212、在完成步骤211的基板上，采用等离子体增强化学气相沉积方法，连续沉积无机绝缘层、半导体薄膜和掺杂半导体薄膜；

步骤213、采用普通掩模板通过构图工艺形成包括有源层的图形；

步骤214、在完成步骤213的基板上，采用磁控溅射或热蒸发的方法，沉积源漏金属薄膜；

步骤215、采用普通掩模板通过构图工艺形成包括数据线、源电极、漏电极和TFT沟道区域的图形。

本实施例是一种采用普通掩模板通过二次构图工艺分别形成有源层、数据线、源电极、漏电极和TFT沟道区域图形的技术方案，其制备过程已在前述图14～图17所示技术方案中详细介绍，这里不再赘述。

图22为本发明TFT-LCD阵列基板制造方法第三实施例的流程图，在图19所示技术方案中，所述步骤3包括：

步骤311、在完成步骤2的基板上，采用旋涂方式涂敷一层具有绝缘性和感光性且具有平坦表面的第二有机绝缘层；

步骤312、采用普通掩模板对第二有机绝缘层进行曝光显影处理，形成包括连接过孔的图形，所述连接过孔位于所述漏电极的上方；

步骤313、在完成步骤312的基板上沉积透明导电薄膜；

步骤314、采用普通掩模板通过构图工艺形成包括像素电极的图形，所述像素电极通过连接过孔与漏电极连接。

本实施例中，首先采用旋涂方式涂敷一层厚度为

的第二有机绝缘层，第二有机绝缘层可以采用苯并环丁烯(BCB)。采用普通掩模板对第二有机绝缘层进行曝光显影处理，形成包括连接过孔的图形，连接过孔位于漏电极的上方。之后，采用磁控溅射或热蒸发的方法，沉积厚度为

的透明导电薄膜。采用普通掩模板通过构图工艺形成包括像素电极的图形，且像素电极通过连接过孔与漏电极连接。由于第二有机绝缘层具有很好的绝缘性和感光性，因此既作为构图工艺中的光刻胶，又作为构图工艺后的钝化层，只需要曝光显影处理，形成连接过孔图形，而且表面平坦。由此可见，本实施例节省了钝化层材料，节省了刻蚀工艺和光刻胶剥离工艺，节约了成本，提高了生产效率。

图23为本发明TFT-LCD阵列基板制造方法第四实施例的流程图，在图19所示技术方案中，所述步骤3包括：

步骤321、在完成步骤2的基板上，采用等离子体增强化学气相沉积方法沉积钝化层；

步骤322、采用普通掩模板通过构图工艺形成包括连接过孔的图形，所述连接过孔位于所述漏电极的上方；

步骤323、在完成步骤322的基板上沉积透明导电薄膜；

步骤324、采用普通掩模板通过构图工艺形成包括像素电极的图形，所述像素电极通过连接过孔与漏电极连接。

本实施例是采用PECVD方法沉积一层钝化层，采用普通掩模板通过构图工艺形成包括连接过孔的图形，连接过孔位于漏电极的上方。之后，采用磁控溅射或热蒸发的方法，沉积厚度为

的透明导电薄膜。采用普通掩模板通过构图工艺形成包括像素电极的图形，且像素电极通过连接过孔与漏电极连接。

本发明步骤1中，采用磁控溅射或热蒸发的方法，在基板(如玻璃基板或石英基板)上沉积一层栅金属薄膜，采用普通掩模板通过构图工艺形成包括栅电极和栅线的图形。本步骤中也可以同时形成公共电极线和挡光条图形。

本发明提供了一种TFT-LCD阵列基板制造方法，一方面通过增加栅线和数据线厚度降低信号线电阻，减小大尺寸、高分辨率TFT-LCD的信号延迟，另一方面通过形成两层绝缘层有效解决较厚的栅线和数据线导致的断线缺陷。其中较厚的第一有机绝缘层以旋涂方式涂敷在栅线和栅电极上并形成平坦的表面，以消除较厚的栅线或栅电极形成的较大段差，避免后续沉积的薄膜发生断线，较薄的无机绝缘层采用PECVD方法沉积在第一有机绝缘层上，可以有效改善绝缘层与半导体层的界面特性，提高TFT的性能。进一步地，本发明通过采用第二有机绝缘层作为钝化层，利用其绝缘性和感光性，既作为构图工艺中的光刻胶，又作为构图工艺后的钝化层，节约了生产成本，提高了生产效率。

由于本发明第一有机绝缘层用于形成平坦的表面，无机绝缘层用于改善绝缘层与半导体层的界面特性，第二有机绝缘层用于节省钝化层材料，因此实际应用中，本发明TFT-LCD阵列基板制造方法上述实施例可以组合形成多个技术方案。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尤其是有机绝缘层和有机钝化层可以选择不同的材料，都不脱离本发明专利的技术范围，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (17)

1.一种TFT-LCD阵列基板，包括形成在基板上的栅线和数据线，所述栅线和数据线限定的像素区域内形成像素电极和薄膜晶体管，其特征在于，所述栅线与数据线之间形成有消除段差的第一有机绝缘层。

2.根据权利要求1所述的TFT-LCD阵列基板，其特征在于，所述栅线的厚度为

所述第一有机绝缘层为以旋涂方式涂敷的厚度为

的苯并环丁烯。

3.根据权利要求1所述的TFT-LCD阵列基板，其特征在于，所述第一有机绝缘层上形成有用于改善与半导体层界面特性的无机绝缘层，所述数据线形成在所述无机绝缘层上。

4.根据权利要求3所述的TFT-LCD阵列基板，其特征在于，所述无机绝缘层的厚度为

5.根据权利要求3所述的TFT-LCD阵列基板，其特征在于，所述无机绝缘层采用等离子体增强化学气相沉积方法沉积，工艺参数为：功率2500W～4500W，气压1000mT～3000mT，SiH₄流量500sccm～900sccm，NH₃流量2000sccm～4000sccm，N₂流量15000sccm～35000sccm。

6.根据权利要求1～5中任一权利要求所述的TFT-LCD阵列基板，其特征在于，所述数据线的厚度为

所述数据线上形成有具有绝缘性和感光性且具有平坦表面的第二有机绝缘层，所述第二有机绝缘层上形成有使薄膜晶体管的漏电极与像素电极连接的连接过孔。

7.根据权利要求6所述的TFT-LCD阵列基板，其特征在于，所述第二有机绝缘层的厚度为

8.一种TFT-LCD阵列基板制造方法，其特征在于，包括：

步骤1、在基板上沉积栅金属薄膜，通过构图工艺形成包括栅线和栅电极的图形；

步骤2、在完成步骤1的基板上涂敷具有平坦表面的第一有机绝缘层，之后沉积无机绝缘层、半导体薄膜、掺杂半导体薄膜和源漏金属薄膜，通过构图工艺形成包括有源层、数据线、源电极、漏电极和TFT沟道区域的图形；

步骤3、在完成步骤2的基板上形成包括连接过孔和像素电极的图形，所述像素电极通过所述连接过孔与漏电极连接。

9.根据权利要求8所述的TFT-LCD阵列基板制造方法，其特征在于，所述栅线的厚度为

10.根据权利要求8所述的TFT-LCD阵列基板制造方法，其特征在于，所述数据线的厚度为

11.根据权利要求8所述的TFT-LCD阵列基板制造方法，其特征在于，所述第一有机绝缘层的厚度为

12.根据权利要求8所述的TFT-LCD阵列基板制造方法，其特征在于，所述无机绝缘层的厚度为

13.根据权利要求8所述的TFT-LCD阵列基板制造方法，其特征在于，所述步骤2包括：

在完成步骤1的基板上，采用旋涂方式涂敷一层具有平坦表面的第一有机绝缘层；

在完成上述步骤的基板上，采用等离子体增强化学气相沉积方法，连续沉积无机绝缘层、半导体薄膜和掺杂半导体薄膜；

在完成上述步骤的基板上，采用磁控溅射或热蒸发的方法，沉积源漏金属薄膜；

在源漏金属薄膜上涂覆一层光刻胶，采用半色调或灰色调掩模板曝光，使光刻胶形成光刻胶完全去除区域、光刻胶完全保留区域和光刻胶半保留区域；光刻胶完全保留区域对应于数据线、源电极和漏电极图形所在区域，光刻胶半保留区域对应于TFT沟道区域图形所在区域，光刻胶完全去除区域对应于上述图形以外的区域；显影处理后，光刻胶完全保留区域的光刻胶厚度没有变化，光刻胶完全去除区域的光刻胶被完全去除，光刻胶半保留区域的光刻胶厚度减少；

通过第一次刻蚀工艺完全刻蚀掉光刻胶完全去除区域的源漏金属薄膜、掺杂半导体薄膜和半导体薄膜，形成有源层和数据线图形；

通过灰化工艺去除掉光刻胶半保留区域的光刻胶，暴露出该区域的源漏金属薄膜；

通过第二次刻蚀工艺完全刻蚀掉光刻胶半保留区域的源漏金属薄膜和掺杂半导体薄膜，并刻蚀掉部分厚度的半导体薄膜，使该区域的半导体薄膜暴露出来，形成源电极、漏电极和TFT沟道区域图形；

剥离剩余的光刻胶。

14.根据权利要求13所述的TFT-LCD阵列基板制造方法，其特征在于，采用等离子体增强化学气相沉积方法沉积无机绝缘层的工艺参数为：功率2500W～4500W，气压1000mT～3000mT，SiH₄流量500sccm～900sccm，NH₃流量2000sccm～4000sccm，N₂流量15000sccm～35000sccm。

15.根据权利要求8～14中任一权利要求所述的TFT-LCD阵列基板制造方法，其特征在于，所述步骤3包括：

采用旋涂方式涂敷一层具有绝缘性和感光性且具有平坦表面的第二有机绝缘层，采用普通掩模板对第二有机绝缘层进行曝光显影处理，形成包括连接过孔的图形，所述连接过孔位于所述漏电极的上方；

在完成上述步骤的基板上沉积透明导电薄膜，采用普通掩模板通过构图工艺形成包括像素电极的图形，所述像素电极通过连接过孔与漏电极连接。

16.根据权利要求15所述的TFT-LCD阵列基板制造方法，其特征在于，所述第二有机绝缘层的厚度为

17.根据权利要求8～14中任一权利要求所述的TFT-LCD阵列基板制造方法，其特征在于，所述步骤3包括：

采用等离子体增强化学气相沉积方法沉积钝化层，采用普通掩模板通过构图工艺形成包括连接过孔的图形，所述连接过孔位于所述漏电极的上方；

在完成上述步骤的基板上沉积透明导电薄膜，采用普通掩模板通过构图工艺形成包括像素电极的图形，所述像素电极通过连接过孔与漏电极连接。

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