CN101995711A - Tft-lcd阵列基板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种TFT-LCD阵列基板及其制造方法。制造方法包括：在基板上沉积栅金属薄膜，形成包括栅电极、栅线和栅极引线的图形；沉积栅绝缘层、半导体薄膜、掺杂半导体薄膜、透明导电薄膜和源漏金属薄膜，形成包括有源层、数据线、数据引线、源电极、漏电极和像素电极的图形。本发明首先通过第一次工艺形成包括栅线和栅电极的图形，然后采用第二次工艺形成包括有源层、数据线、源电极、漏电极和像素电极的图形，通过二次工艺实现TFT-LCD阵列基板的制备，有效缩短了生产周期，降低了生产成本，不仅可提高产能，而且提高了生产质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种液晶显示器及其制造方法，尤其是一种TFT-LCD阵列基板及其制造方法。
背景技术
目前，制造薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor LiquidCrystal Display，简称TFT-LCD)阵列基板是通过一组构图工艺制备完成。为了有效地降低TFT-LCD的价格和提高成品率，TFT-LCD阵列基板的制造工艺逐步得到简化，从开始的七次或六次构图工艺已经发展到目前普遍采用的五次构图工艺。现在技术五次构图工艺包括：栅线和栅电极构图、有源层构图、源电极/漏电极构图、钝化层过孔构图和像素电极构图。
四次构图工艺技术是在五次构图工艺基础上，利用半透(Half Tone)或衍射(Gray Tone)掩模板技术，将有源层构图与源电极/漏电极构图合并成一个构图工艺，通过一次构图工艺完成有源层、数据线、源电极、漏电极和TFT沟道区域图形的制作，其工艺过程主要包括：首先沉积栅金属薄膜，由采用普通掩模板的第一次构图工艺形成栅线和栅电极图形；接着连续沉积栅绝缘层、半导体薄膜、掺杂半导体薄膜和源漏金属薄膜，通过采用半透或衍射掩模板的第二次构图工艺形成有源层、数据线、源电极、漏电极和TFT沟道区域图形；然后沉积一层钝化层，通过采用普通掩模板的第三次构图工艺形成钝化层过孔、栅线接口过孔和数据线接口过孔图形；最后沉积一层透明导电薄膜，通过采用普通掩模板的第四次构图工艺形成像素电极图形，像素电极通过钝化层过孔与漏电极连接。
由于每次构图工艺均需要把掩模板的图形转移到薄膜图形上，而每一层薄膜图形都需要精确地罩在另一层薄膜图形上，因此现有技术五次构图工艺存在工艺复杂、生产周期长和使用掩模板数量多等缺陷，同时较长的工艺周期增加了不良发生率，造成良品率降低、生产成本增加。虽然四次构图工艺技术减少了一次构图工艺，但仍存在生产周期长、生产成本高等不足。
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，采用二次构图工艺实现TFT-LCD阵列基板的制造，有效缩短生产周期和降低生产成本。
为了实现上述目的，本发明提供了一种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，形成包括栅电极、栅线和栅极引线的图形；
步骤2、在完成步骤1的基板上沉积栅绝缘层、半导体薄膜、掺杂半导体薄膜、透明导电薄膜和源漏金属薄膜，形成包括有源层、数据线、数据引线、源电极、漏电极和像素电极的图形。
所述步骤1可以包括：采用磁控溅射或热蒸发方法，在基板上沉积栅金属薄膜，采用普通掩模板通过构图工艺，在显示区域形成包括栅电极和栅线的图形，在栅线接口区域形成包括栅极引线的图形。
所述步骤1也可以包括：采用磁控溅射或热蒸发方法，在基板上沉积栅金属薄膜；在栅金属薄膜上涂覆一层光刻胶；采用压制模具对光刻胶进行压制，使光刻胶形成第五区域和第六区域，其中，第五区域对应于栅电极、栅线和栅极引线图形所在区域，第六区域对应于上述图形以外区域，第五区域光刻胶的厚度大于第六区域光刻胶的厚度；通过次灰化工艺，完全去除第六区域的光刻胶，暴露出该区域的栅金属薄膜；通过刻蚀工艺刻蚀掉第六区域的栅金属薄膜，剥离剩余的光刻胶，在显示区域形成包括栅电极和栅线的图形，在栅线接口区域形成包括栅极引线的图形。
在上述技术方案基础上，所述步骤2可以包括：
在基板上的显示区域连续沉积栅绝缘层、半导体薄膜和掺杂半导体薄膜；在基板上的显示区域和数据线接口区域沉积透明导电薄膜和源漏金属薄膜；
在所述源漏金属薄膜上涂覆一层光刻胶；采用三调掩模板对光刻胶进行曝光，显影处理后，使光刻胶形成第一区域、第二区域、第三区域和第四区域；所述第一区域对应于数据线、数据引线、源电极和漏电极图形所在区域，所述第二区域对应于像素电极图形所在区域，所述第三区域对应于TFT沟道区域图形所在区域，所述第四区域对应于上述图形以外区域；所述第一区域光刻胶的厚度大于第二区域光刻胶的厚度，所述第二区域光刻胶的厚度大于第三区域光刻胶的厚度，所述第四区域没有光刻胶；
通过第一次刻蚀工艺，在第四区域连续刻蚀掉源漏金属薄膜、透明导电薄膜、掺杂半导体薄膜和半导体薄膜，在显示区域形成包括数据线的图形，在数据线接口区域形成包括数据引线的图形；
通过第一次灰化工艺，完全去除第三区域的光刻胶，暴露出该区域的源漏金属薄膜；
通过第二次刻蚀工艺，在第三区域连续刻蚀掉源漏金属薄膜、透明导电薄膜和掺杂半导体薄膜，并刻蚀掉部分厚度的半导体薄膜，形成包括TFT沟道区域的图形；
通过第二次灰化工艺，完全去除第二区域的光刻胶，暴露出该区域的源漏金属薄膜；
通过第三次刻蚀工艺，在第二区域刻蚀掉源漏金属薄膜，形成包括像素电极的图形；
剥离剩余的光刻胶。
在上述技术方案基础上，所述步骤2也可以包括：
在基板上的显示区域连续沉积栅绝缘层、半导体薄膜和掺杂半导体薄膜；在基板上的显示区域和数据线接口区域沉积透明导电薄膜和源漏金属薄膜；
在所述源漏金属薄膜上涂覆一层光刻胶；采用压制模具对光刻胶进行压制，使光刻胶形成第一区域、第二区域、第三区域和第四区域；所述第一区域对应于数据线、数据引线、源电极和漏电极图形所在区域，所述第二区域对应于像素电极图形所在区域，所述第三区域对应于TFT沟道区域图形所在区域，所述第四区域对应于上述图形以外区域；所述第一区域光刻胶的厚度大于第二区域光刻胶的厚度，所述第二区域光刻胶的厚度大于第三区域光刻胶的厚度，所述第三区域光刻胶的厚度大于第四区域光刻胶的厚度；
通过第一次灰化工艺，完全去除第四区域的光刻胶，暴露出该区域的源漏金属薄膜；
通过第一次刻蚀工艺，在第四区域连续刻蚀掉源漏金属薄膜、透明导电薄膜、掺杂半导体薄膜和半导体薄膜，在显示区域形成包括数据线的图形，在数据线接口区域形成包括数据引线的图形；
通过第二次灰化工艺，完全去除第三区域的光刻胶，暴露出该区域的源漏金属薄膜；
通过第二次刻蚀工艺，在第三区域连续刻蚀掉源漏金属薄膜、透明导电薄膜和掺杂半导体薄膜，并刻蚀掉部分厚度的半导体薄膜，形成包括TFT沟道区域的图形；
通过第三次灰化工艺，完全去除第二区域的光刻胶，暴露出该区域的源漏金属薄膜；
通过第三次刻蚀工艺，在第二区域刻蚀掉源漏金属薄膜，形成包括像素电极的图形；
剥离剩余的光刻胶。
在上述技术方案基础上，所述步骤2还可以包括：
在基板上的显示区域连续沉积栅绝缘层、半导体薄膜和掺杂半导体薄膜；在基板上的显示区域和数据线接口区域沉积透明导电薄膜和源漏金属薄膜；
在所述源漏金属薄膜上涂覆一层光刻胶；采用压制模具对光刻胶进行压制，使光刻胶形成第一区域、第二区域、第三区域和第四区域；所述第一区域对应于数据线、数据引线、源电极和漏电极图形所在区域，所述第二区域对应于像素电极图形所在区域，所述第三区域对应于TFT沟道区域图形所在区域，第四区域对应于上述图形以外区域；所述第一区域光刻胶的厚度大于第二区域光刻胶的厚度，所述第二区域光刻胶的厚度大于第三区域光刻胶的厚度，所述第三区域光刻胶的厚度大于第四区域光刻胶的厚度；
采用普通掩模板将第四区域的光刻胶完全曝光，显影处理后，使第四区域的光刻胶完全去除，暴露出该区域的源漏金属薄膜；
通过第一次刻蚀工艺，在第四区域连续刻蚀掉源漏金属薄膜、透明导电薄膜、掺杂半导体薄膜和半导体薄膜，在显示区域形成包括数据线的图形，在数据线接口区域形成包括数据引线的图形；
通过第一次灰化工艺，完全去除第三区域的光刻胶，暴露出该区域的源漏金属薄膜；
通过第二次刻蚀工艺，在第三区域连续刻蚀掉源漏金属薄膜、透明导电薄膜和掺杂半导体薄膜，并刻蚀掉部分厚度的半导体薄膜，形成包括TFT沟道区域的图形；
通过第二次灰化工艺，完全去除第二区域的光刻胶，暴露出该区域的源漏金属薄膜；
通过第三次刻蚀工艺，在第二区域刻蚀掉源漏金属薄膜，形成包括像素电极的图形，剥离剩余的光刻胶。
为了实现上述目的，本发明还提供了一种TFT-LCD阵列基板，包括栅线和数据线，所述栅线和数据线限定的像素区域内形成有像素电极和薄膜晶体管，栅线接口区域形成有栅极引线，数据线接口区域形成有数据引线，所述薄膜晶体管包括栅电极、有源层、源电极和漏电极，与栅线连接的栅电极形成在基板上，其上形成有覆盖显示区域的栅绝缘层，包括半导体层和掺杂半导体层的有源层形成在栅绝缘层上，源电极和漏电极形成在有源层上，源电极的一端位于栅电极的上方，另一端与数据线连接，漏电极的一端位于栅电极的上方，另一端与像素电极连接，源电极与漏电极之间形成TFT沟道区域。
本发明提供了一种TFT-LCD阵列基板及其制造方法，首先通过第一次工艺形成包括栅线和栅电极的图形，然后采用第二次工艺形成包括有源层、数据线、源电极、漏电极和像素电极的图形。本发明通过二次工艺实现TFT-LCD阵列基板的制备，有效缩短了生产周期，降低了生产成本，不仅可提高产能，而且提高了生产质量。
附图说明
图1为本发明TFT-LCD阵列基板制造方法的流程图；
图2为本发明TFT-LCD阵列基板制造方法第一实施例的流程图；
图3为本发明TFT-LCD阵列基板制造方法第一实施例第一次工艺后的平面图；
图4为图3中A1-A1向剖面图；
图5为本发明TFT-LCD阵列基板制造方法第一实施例第二次工艺后的平面图；
图6为图5中A2-A2向剖面图；
图7为本发明TFT-LCD阵列基板第二次工艺中各层沉积后A2-A2向的剖面图；
图8为本发明TFT-LCD阵列基板第二次工艺中光刻胶曝光显影后A2-A2向的剖面图；
图9为本发明TFT-LCD阵列基板第二次工艺中第一次刻蚀工艺后A2-A2向的剖面图；
图10为本发明TFT-LCD阵列基板第二次工艺中第一次灰化工艺后A2-A2向的剖面图；
图11为本发明TFT-LCD阵列基板第二次工艺中第二次刻蚀工艺后A2-A2向的剖面图；
图12为本发明TFT-LCD阵列基板第二次工艺中第二次灰化工艺后A2-A2向的剖面图；
图13为本发明TFT-LCD阵列基板第二次工艺中第三次刻蚀工艺后A2-A2向的剖面图；
图14为本发明TFT-LCD阵列基板制造方法第二实施例的流程图；
图15为本发明压制模具的剖面图；
图16为本发明TFT-LCD阵列基板制造方法第三实施例的流程图。
附图标记说明：
1-基板； 2-栅电极； 3-栅绝缘层；
4-半导体层； 5-掺杂半导体层； 6-源电极；
7-漏电极； 11-栅线； 12-数据线；
13-像素电极； 14-存储电极； 15-遮挡条；
21-半导体薄膜； 22-掺杂半导体薄膜； 23-透明导电薄膜；
24-源漏金属薄膜； 30-光刻胶； 41-模板；
42-通孔。
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阵列基板制造方法的流程图，包括：
步骤1、在基板上沉积栅金属薄膜，形成包括栅电极、栅线和栅极引线的图形；
步骤2、在完成步骤1的基板上沉积栅绝缘层、半导体薄膜、掺杂半导体薄膜、透明导电薄膜和源漏金属薄膜，形成包括有源层、数据线、数据引线、源电极、漏电极和像素电极的图形。
在本发明上述技术方案中，步骤1中还可以同时形成存储电极和遮挡条的图形，存储电极也可以与遮挡条连接。
本发明提供了一种TFT-LCD阵列基板制造方法，首先通过第一次工艺形成包括栅线和栅电极的图形，然后采用第二次工艺形成包括有源层、数据线、源电极、漏电极和像素电极的图形。本发明通过二次工艺即可实现TFT-LCD阵列基板的制备，有效缩短了生产周期，降低了生产成本，并可提高产能。
图2为本发明TFT-LCD阵列基板制造方法第一实施例的流程图，包括：
步骤11、采用磁控溅射或热蒸发方法，在基板上沉积栅金属薄膜，采用普通掩模板通过构图工艺，在显示区域形成包括栅电极和栅线的图形，在栅线接口区域形成包括栅极引线的图形；
步骤12、采用等离子体增强化学气相沉积方法，在基板上的显示区域连续沉积栅绝缘层、半导体薄膜和掺杂半导体薄膜；采用磁控溅射或热蒸发方法，在基板上的显示区域和数据线接口区域沉积透明导电薄膜和源漏金属薄膜；
步骤13、在所述源漏金属薄膜上涂覆一层光刻胶；采用三调掩模板对光刻胶进行曝光，显影处理后，使光刻胶形成第一区域、第二区域、第三区域和第四区域；其中，第一区域对应于数据线、数据引线、源电极和漏电极图形所在区域，第二区域对应于像素电极图形所在区域，第三区域对应于TFT沟道区域图形所在区域，第四区域对应于上述图形以外区域；第一区域光刻胶的厚度大于第二区域光刻胶的厚度，第二区域光刻胶的厚度大于第三区域光刻胶的厚度，第四区域没有光刻胶；
步骤14、通过第一次刻蚀工艺，在第四区域连续刻蚀掉源漏金属薄膜、透明导电薄膜、掺杂半导体薄膜和半导体薄膜，在显示区域形成包括有源层和数据线的图形，在数据线接口区域形成包括数据引线的图形，有源层包括半导体层和掺杂半导体层；
步骤15、通过第一次灰化工艺，完全去除第三区域的光刻胶，暴露出该区域的源漏金属薄膜；
步骤16、通过第二次刻蚀工艺，在第三区域连续刻蚀掉源漏金属薄膜、透明导电薄膜和掺杂半导体层，并刻蚀掉部分厚度的半导体层，形成包括TFT沟道区域的图形；
步骤17、通过第二次灰化工艺，完全去除第二区域的光刻胶，暴露出该区域的源漏金属薄膜；
步骤18、通过第三次刻蚀工艺，在第二区域刻蚀掉源漏金属薄膜，形成包括像素电极的图形，剥离剩余的光刻胶。
图3～图13为本发明TFT-LCD阵列基板制造方法第一实施例的制造过程示意图，可进一步说明本发明的技术方案。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、光刻胶剥离等工艺，光刻胶可以是正性光刻胶或负性光刻胶。本发明所称的基板包括显示区域和位于显示区域外围的周边区域，周边区域包括栅线接口区域和数据线接口区域。
图3为本发明TFT-LCD阵列基板制造方法第一实施例第一次工艺后的平面图，所反映的是一个像素单元的结构，图4为图3中A1-A1向剖面图。首先采用磁控溅射、热蒸发或其它成膜方法，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，栅金属薄膜可以选用Cr、W、Ti、Ta、Mo、Al、Cu等金属或合金，也可以是由上述金属组成的多层薄膜。采用普通掩模板通过构图工艺，在显示区域形成包括栅电极2、栅线11、存储电极14和遮挡条15的图形，如图3和图4所示，同时在栅线接口区域形成包括栅极引线(未示出)的图形。其中，栅电极2与栅线11连接，存储电极14与栅线11平行，且存储电极14与遮挡条15连接。本次工艺中，沉积在基板上的栅金属薄膜既可以只沉积在基板的显示区域和栅线接口区域，也可以沉积在整个基板上，无论如何沉积栅金属薄膜，通过构图工艺后，栅电极2与栅线11只形成在基板的显示区域，同时只有栅线接口区域形成有栅极引线。
图5为本发明TFT-LCD阵列基板制造方法第一实施例第二次工艺后的平面图，所反映的是一个像素单元的结构，图6为图5中A2-A2向剖面图。在完成图3所示构图基础上，沉积栅绝缘层、半导体薄膜、掺杂半导体薄膜、透明导电薄膜和源漏金属薄膜，并采用多步刻蚀方法形成包括有源层、数据线、源电极、漏电极和像素电极的图形。本次工艺过程具体说明如下。
图7为本发明TFT-LCD阵列基板第二次工艺中各层沉积后A2-A2向的剖面图。在完成图3所示构图的基板上，首先采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)或其它成膜方法，在基板的显示区域连续沉积厚度为
的栅绝缘层3、厚度为
的半导体薄膜21和掺杂半导体薄膜22，然后采用磁控溅射、热蒸发或其它成膜方法，在基板的显示区域和数据线接口区域连续沉积厚度为
的透明导电薄膜23和厚度为
的源漏金属薄膜24，如图7所示。栅绝缘层3可以选用氧化物、氮化物或者氧氮化合物，半导体薄膜对应的反应气体可以是SiH4、H2、PH3的混合气体或SiH2Cl2、H2、PH3的混合气体，透明导电薄膜23可以选用氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)或由In2O3与Sn2O3组成的金属氧化物等材料，源漏金属薄膜24可以选用Cr、W、Ti、Ta、Mo、Al、Cu等金属或合金，也可以是由上述金属组成的多层薄膜。本次沉积过程中，可以通过网格形隔框对每个面板显示区域以外的区域进行遮挡，以达到只在显示区域沉积栅绝缘层、半导体薄膜和掺杂半导体薄膜的目的。同样可以实现在显示区域和数据线接口区域沉积透明导电薄膜和源漏金属薄膜。
图8为本发明TFT-LCD阵列基板第二次工艺中光刻胶曝光显影后A2-A2向的剖面图。在源漏金属薄膜24上涂覆一层厚度为
的光刻胶30，涂覆方式可以是旋涂方式，也可以是直接涂覆方式。采用三调掩模板对光刻胶30进行曝光，并经过显影处理后，使光刻胶30形成第一区域A、第二区域B、第三区域C和第四区域D，第一区域A作为光刻胶完全保留区域，光刻胶厚度没有变化，第二区域B和第三区域C的光刻胶厚度变薄，且第二区域B的光刻胶厚度大于第三区域C的光刻胶厚度，第四区域D作为光刻胶完全去除区域，光刻胶被完全去除，如图8所示。其中，第一区域A对应于数据线、数据引线、源电极和漏电极图形所在区域，第二区域B对应于像素电极图形所在区域，第三区域C对应于TFT沟道区域图形所在区域，第四区域D对应于上述图形以外区域。本次工艺所采用的掩模板是一种具有四个透过率(包括不透光区域)的三调掩模板，可以形成四个曝光区域。实际应用中，可以采用多种结构形式的三调掩模板，例如可以采用带有狭缝的半透掩模板，其上四个透过率分别为100％、65％、30％和0，因此曝光显影后，第一区域A(透过率＝0)的光刻胶厚度为
厚度基本没有变化，第二区域B(透过率＝30％)的光刻胶厚度为
第三区域C(透过率＝65％)的光刻胶厚度
第四区域D(透过率＝100％)没有光刻胶。
图9为本发明TFT-LCD阵列基板第二次工艺中第一次刻蚀工艺后A2-A2向的剖面图。通过第一次刻蚀工艺在第四区域D连续刻蚀掉源漏金属薄膜24、透明导电薄膜23、掺杂半导体薄膜22和半导体薄膜21，在显示区域形成包括有源层和数据线12的图形，有源层包括半导体层4和掺杂半导体层5，如图9所示，同时在数据线接口区域形成包括数据引线(未示出)的图形。
图10为本发明TFT-LCD阵列基板第二次工艺中第一次灰化工艺后A2-A2向的剖面图。通过第一次灰化工艺，完全去除第三区域C的光刻胶30，暴露出该区域的源漏金属薄膜24，如图10所示。由于第一区域A和第二区域B的光刻胶厚度均大于第三区域C的光刻胶厚度，因此第一次灰化工艺后，第一区域A和第二区域B还保留一定厚度的光刻胶30，且第一区域A的光刻胶厚度(厚度约为)大于第二区域B的光刻胶厚度(厚度约为
)。
图11为本发明TFT-LCD阵列基板第二次工艺中第二次刻蚀工艺后A2-A2向的剖面图。通过第二次刻蚀工艺在第三区域C连续刻蚀掉源漏金属薄膜24、透明导电薄膜23和掺杂半导体层5，并刻蚀掉部分厚度的半导体成4，形成包括TFT沟道区域的图形，如图11所示。
图12为本发明TFT-LCD阵列基板第二次工艺中第二次灰化工艺后A2-A2向的剖面图。通过第二次灰化工艺，完全去除第二区域B的光刻胶30，暴露出该区域的源漏金属薄膜24，如图12所示。由于第一区域A的光刻胶厚度大于第二区域B的光刻胶厚度，因此第二次灰化工艺后，第一区域A还保留一定厚度(厚度约为
)的光刻胶30。
图13为本发明TFT-LCD阵列基板第二次工艺中第三次刻蚀工艺后A2-A2向的剖面图。通过第三次刻蚀工艺在第二区域B刻蚀掉源漏金属薄膜24，形成包括像素电极13的图形，如图13所示。
最后，剥离剩余的光刻胶，完成本发明TFT-LCD阵列基板第二次工艺过程，如图5和图6所示。本实施例二次工艺后，栅电极2、栅线11和栅极引线形成在基板1上，栅绝缘层3形成在栅线11上并覆盖基板1的显示区域，包括半导体层4和掺杂半导体层5的有源层形成在栅绝缘层3上，源电极6和漏电极7形成在有源层上，源电极6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7一端位于栅电极2的上方，另一端与像素电极13连接，源电极6与漏电极7之间构成TFT沟道区域，TFT沟道区域的掺杂半导体层5被完全刻蚀掉，并刻蚀掉部分厚度的半导体层4。由于栅线接口区域只沉积了栅金属薄膜，因此第一次工艺在该区域所形成的栅极引线可以直接引线，由于数据线接口区域只沉积了透明导电薄膜和栅金属薄膜，因此第二次工艺在该区域所形成的数据引线可以直接引线。此外，由于有源层、数据线与像素电极在同一次工艺中形成，因此像素电极下方保留有掺杂半导体层和半导体层，数据线下方保留有透明导电薄膜、掺杂半导体层和半导体层。
图14为本发明TFT-LCD阵列基板制造方法第二实施例的流程图，包括：
步骤21、采用磁控溅射或热蒸发方法，在基板上沉积栅金属薄膜，采用普通掩模板通过构图工艺，在显示区域形成包括栅电极和栅线的图形，在栅线接口区域形成包括栅极引线的图形；
步骤22、采用等离子体增强化学气相沉积方法，在基板上的显示区域连续沉积栅绝缘层、半导体薄膜和掺杂半导体薄膜；采用磁控溅射或热蒸发方法，在基板上的显示区域和数据线接口区域沉积透明导电薄膜和源漏金属薄膜；
步骤23、在所述源漏金属薄膜上涂覆一层光刻胶；采用压制模具对光刻胶进行压制，使光刻胶形成第一区域、第二区域、第三区域和第四区域；其中，第一区域对应于数据线、数据引线、源电极和漏电极图形所在区域，第二区域对应于像素电极图形所在区域，第三区域对应于TFT沟道区域图形所在区域，第四区域对应于上述图形以外区域；第一区域光刻胶的厚度大于第二区域光刻胶的厚度，第二区域光刻胶的厚度大于第三区域光刻胶的厚度，第三区域光刻胶的厚度大于第四区域光刻胶的厚度；
步骤24、通过第一次灰化工艺，完全去除第四区域的光刻胶，暴露出该区域的源漏金属薄膜；
步骤25、通过第一次刻蚀工艺，在第四区域连续刻蚀掉源漏金属薄膜、透明导电薄膜、掺杂半导体薄膜和半导体薄膜，在显示区域形成包括有源层和数据线的图形，在数据线接口区域形成包括数据引线的图形，有源层包括半导体层和掺杂半导体层；
步骤26、通过第二次灰化工艺，完全去除第三区域的光刻胶，暴露出该区域的源漏金属薄膜；
步骤27、通过第二次刻蚀工艺，在第三区域连续刻蚀掉源漏金属薄膜、透明导电薄膜和掺杂半导体层，并刻蚀掉部分厚度的半导体层，形成包括TFT沟道区域的图形；
步骤28、通过第三次灰化工艺，完全去除第二区域的光刻胶，暴露出该区域的源漏金属薄膜；
步骤29、通过第三次刻蚀工艺，在第二区域刻蚀掉源漏金属薄膜，形成包括像素电极的图形，剥离剩余的光刻胶。
本实施例的基本流程与前述第一实施例相同，所不同的是，本实施例采用压制模具方式使光刻胶形成第一区域～第四区域，同时增加了一次灰化工艺，用于去除第四区域的光刻胶。由于本实施例采用压制模具形成各光刻胶图形，因此可以保证每个光刻胶图形的厚度均一，有效保证了后续刻蚀工艺的刻蚀均匀度和刻蚀质量，在一定程度上消除了现有四次构图工艺中刻蚀TFT沟道区域时存在的质量缺陷。
图15为本发明压制模具的剖面图。如图15所示，本发明TFT-LCD阵列基板制造方法中所采用的压制模具是一种具有不同厚度花样图形的模板41，模板41的上表面光滑平整，下表面光滑并依据阵列结构设置有不同厚度的花样图形，且模板41上开设有通孔42，通孔42通常设置在模板41的最薄位置(即形成最厚光刻胶图形的对应位置)。通过将压制模具扣设在涂覆有光刻胶的基板上压制光刻胶，使光刻胶形成光刻胶厚度为
的第一区域A、光刻胶厚度为
的第二区域B、光刻胶厚度为
的第三区域C和光刻胶厚度为
的第四区域D。实际应用中，压制模具可以由1-辛烯、含氟烯烃和三氯硅烷为原料，以氯铂酸为催化剂合成的高抗粘性材料全氟己基三氯硅烷(FHTS)或全氟辛基三氯硅烷(FOTS)。压制作业中，在模板41接触到光刻胶后，压制速度减缓至1×10-3mm/s～5×10-3mm/s，压制过程中多余的光刻胶由通孔42和模板41周围区域流出，并由除胶装置刮除。压制完成后，在模板41抬离光刻胶的同时，可以在模板41上方以0.01MPa～0.2MPa的气体压力均匀吹入N2或其他惰性气体，气体从通孔42进入并充满模板41与光刻胶之间，可使模板41的抬离更加顺畅。
图16为本发明TFT-LCD阵列基板制造方法第三实施例的流程图，包括：
步骤31、采用磁控溅射或热蒸发方法，在基板上沉积栅金属薄膜，采用普通掩模板通过构图工艺，在显示区域形成包括栅电极和栅线的图形，在栅线接口区域形成包括栅极引线的图形；
步骤32、采用等离子体增强化学气相沉积方法，在基板上的显示区域连续沉积栅绝缘层、半导体薄膜和掺杂半导体薄膜；采用磁控溅射或热蒸发方法，在基板上的显示区域和数据线接口区域沉积透明导电薄膜和源漏金属薄膜；
步骤33、在所述源漏金属薄膜上涂覆一层光刻胶；采用压制模具对光刻胶进行压制，使光刻胶形成第一区域、第二区域、第三区域和第四区域；其中，第一区域对应于数据线、数据引线、源电极和漏电极图形所在区域，第二区域对应于像素电极图形所在区域，第三区域对应于TFT沟道区域图形所在区域，第四区域对应于上述图形以外区域；第一区域光刻胶的厚度大于第二区域光刻胶的厚度，第二区域光刻胶的厚度大于第三区域光刻胶的厚度，第三区域光刻胶的厚度大于第四区域光刻胶的厚度；
步骤34、采用普通掩模板将第四区域的光刻胶完全曝光，显影处理后，使第四区域的光刻胶完全去除，暴露出该区域的源漏金属薄膜；
步骤35、通过第一次刻蚀工艺，在第四区域连续刻蚀掉源漏金属薄膜、透明导电薄膜、掺杂半导体薄膜和半导体薄膜，在显示区域形成包括有源层和数据线的图形，在数据线接口区域形成包括数据引线的图形，有源层包括半导体层和掺杂半导体层；
步骤36、通过第一次灰化工艺，完全去除第三区域的光刻胶，暴露出该区域的源漏金属薄膜；
步骤37、通过第二次刻蚀工艺，在第三区域连续刻蚀掉源漏金属薄膜、透明导电薄膜和掺杂半导体层，并刻蚀掉部分厚度的半导体层，形成包括TFT沟道区域的图形；
步骤38、通过第二次灰化工艺，完全去除第二区域的光刻胶，暴露出该区域的源漏金属薄膜；
步骤39、通过第三次刻蚀工艺，在第二区域刻蚀掉源漏金属薄膜，形成包括像素电极的图形，剥离剩余的光刻胶。
本实施例的基本流程与前述第二实施例相同，所不同的是，本实施例采用曝光显影方式去除第四区域的光刻胶，同样可以保证每个光刻胶图形的厚度均一，有效保证了后续刻蚀工艺的刻蚀均匀度和刻蚀质量。
在前述实施例中，虽然只说明了一种形成栅电极、栅线和栅极引线图形的工艺，但实际应用中，本发明步骤1还可以采用其它工艺完成。例如，可以同样采用压制模具工艺完成，具体包括：首先采用磁控溅射或热蒸发方法，在基板上的显示区域和栅线接口区域沉积栅金属薄膜；在栅金属薄膜上涂覆一层光刻胶；采用压制模具对光刻胶进行压制，使光刻胶形成第五区域和第六区域，其中，第五区域对应于栅电极、栅线和栅极引线图形所在区域，第六区域对应于上述图形以外区域，第五区域光刻胶的厚度大于第六区域光刻胶的厚度；通过次灰化工艺，完全去除第六区域的光刻胶，暴露出该区域的栅金属薄膜；通过刻蚀工艺刻蚀掉第六区域的栅金属薄膜，剥离剩余的光刻胶，在显示区域形成包括栅电极和栅线的图形，在栅线接口区域形成包括栅极引线的图形。同样地，去除第六区域光刻胶的过程也可以采用掩模曝光工艺，这里不再赘述。
在本发明TFT-LCD阵列基板制造方法前述实施例技术方案基础上，本发明还提供了一种采用该方法制备的TFT-LCD阵列基板。参见图5和图6所示，本发明TFT-LCD阵列基板的主体结构包括形成在基板显示区域内的栅线11、数据线12、像素电极13和薄膜晶体管，栅线接口区域形成有栅极引线，数据线接口区域形成有数据引线，相互垂直的数条栅线11和数条数据线12定义了数个像素区域，每个像素区域内形成有像素电极13和薄膜晶体管，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13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；栅绝缘层3形成在栅线11上并覆盖显示区域；半导体层4和掺杂半导体层5形成在栅绝缘层3上；源电极6和漏电极7形成在掺杂半导体层5上，源电极6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7一端位于栅电极2的上方，另一端与像素电极13连接，源电极6与漏电极7之间构成TFT沟道区域，TFT沟道区域的掺杂半导体层5被完全刻蚀掉，并刻蚀掉部分厚度的半导体层4。此外，在基板显示区域以外的外围区域中，栅线接口区域形成可以直接引线的栅极引线，数据线接口区域形成可以直接引线的数据引线。数据线、源电极和漏电极的下方保留有透明导电薄膜、掺杂半导体层和半导体层，漏电极下方的透明导电薄膜与像素电极为一体结构，像素电极的下方保留有掺杂半导体层和半导体层。进一步地，本发明TFT-LCD阵列基板还包括形成在基板1上的存储电极14和遮挡条15图形，所述存储电极14与栅线11平行，且存储电极14与遮挡条15连接。
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，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 (10)
1.一种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，形成包括栅电极、栅线和栅极引线的图形；
步骤2、在完成步骤1的基板上沉积栅绝缘层、半导体薄膜、掺杂半导体薄膜、透明导电薄膜和源漏金属薄膜，形成包括有源层、数据线、数据引线、源电极、漏电极和像素电极的图形。
2.根据权利要求1所述的TFT-LCD阵列基板制造方法，其特征在于，所述步骤1包括：采用磁控溅射或热蒸发方法，在基板上沉积栅金属薄膜，采用普通掩模板通过构图工艺，在显示区域形成包括栅电极和栅线的图形，在栅线接口区域形成包括栅极引线的图形。
3.根据权利要求1所述的TFT-LCD阵列基板制造方法，其特征在于，所述步骤1包括：采用磁控溅射或热蒸发方法，在基板上沉积栅金属薄膜；在栅金属薄膜上涂覆一层光刻胶；采用压制模具对光刻胶进行压制，使光刻胶形成第五区域和第六区域，其中，第五区域对应于栅电极、栅线和栅极引线图形所在区域，第六区域对应于上述图形以外区域，第五区域光刻胶的厚度大于第六区域光刻胶的厚度；通过次灰化工艺，完全去除第六区域的光刻胶，暴露出该区域的栅金属薄膜；通过刻蚀工艺刻蚀掉第六区域的栅金属薄膜，剥离剩余的光刻胶，在显示区域形成包括栅电极和栅线的图形，在栅线接口区域形成包括栅极引线的图形。
4.根据权利要求1～3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2包括：
在基板上的显示区域连续沉积栅绝缘层、半导体薄膜和掺杂半导体薄膜；在基板上的显示区域和数据线接口区域沉积透明导电薄膜和源漏金属薄膜；
在所述源漏金属薄膜上涂覆一层光刻胶；采用三调掩模板对光刻胶进行曝光，显影处理后，使光刻胶形成第一区域、第二区域、第三区域和第四区域；所述第一区域对应于数据线、数据引线、源电极和漏电极图形所在区域，所述第二区域对应于像素电极图形所在区域，所述第三区域对应于TFT沟道区域图形所在区域，所述第四区域对应于上述图形以外区域；所述第一区域光刻胶的厚度大于第二区域光刻胶的厚度，所述第二区域光刻胶的厚度大于第三区域光刻胶的厚度，所述第四区域没有光刻胶；
通过第一次刻蚀工艺，在第四区域连续刻蚀掉源漏金属薄膜、透明导电薄膜、掺杂半导体薄膜和半导体薄膜，在显示区域形成包括数据线的图形，在数据线接口区域形成包括数据引线的图形；
通过第一次灰化工艺，完全去除第三区域的光刻胶，暴露出该区域的源漏金属薄膜；
通过第二次刻蚀工艺，在第三区域连续刻蚀掉源漏金属薄膜、透明导电薄膜和掺杂半导体薄膜，并刻蚀掉部分厚度的半导体薄膜，形成包括TFT沟道区域的图形；
通过第二次灰化工艺，完全去除第二区域的光刻胶，暴露出该区域的源漏金属薄膜；
通过第三次刻蚀工艺，在第二区域刻蚀掉源漏金属薄膜，形成包括像素电极的图形；
剥离剩余的光刻胶。
5.根据权利要求1～3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2包括：
在基板上的显示区域连续沉积栅绝缘层、半导体薄膜和掺杂半导体薄膜；在基板上的显示区域和数据线接口区域沉积透明导电薄膜和源漏金属薄膜；
在所述源漏金属薄膜上涂覆一层光刻胶；采用压制模具对光刻胶进行压制，使光刻胶形成第一区域、第二区域、第三区域和第四区域；所述第一区域对应于数据线、数据引线、源电极和漏电极图形所在区域，所述第二区域对应于像素电极图形所在区域，所述第三区域对应于TFT沟道区域图形所在区域，所述第四区域对应于上述图形以外区域；所述第一区域光刻胶的厚度大于第二区域光刻胶的厚度，所述第二区域光刻胶的厚度大于第三区域光刻胶的厚度，所述第三区域光刻胶的厚度大于第四区域光刻胶的厚度；
通过第一次灰化工艺，完全去除第四区域的光刻胶，暴露出该区域的源漏金属薄膜；
通过第一次刻蚀工艺，在第四区域连续刻蚀掉源漏金属薄膜、透明导电薄膜、掺杂半导体薄膜和半导体薄膜，在显示区域形成包括数据线的图形，在数据线接口区域形成包括数据引线的图形；
通过第二次灰化工艺，完全去除第三区域的光刻胶，暴露出该区域的源漏金属薄膜；
通过第二次刻蚀工艺，在第三区域连续刻蚀掉源漏金属薄膜、透明导电薄膜和掺杂半导体薄膜，并刻蚀掉部分厚度的半导体薄膜，形成包括TFT沟道区域的图形；
通过第三次灰化工艺，完全去除第二区域的光刻胶，暴露出该区域的源漏金属薄膜；
通过第三次刻蚀工艺，在第二区域刻蚀掉源漏金属薄膜，形成包括像素电极的图形；
剥离剩余的光刻胶。
6.根据权利要求1～3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2包括：
在基板上的显示区域连续沉积栅绝缘层、半导体薄膜和掺杂半导体薄膜；在基板上的显示区域和数据线接口区域沉积透明导电薄膜和源漏金属薄膜；
在所述源漏金属薄膜上涂覆一层光刻胶；采用压制模具对光刻胶进行压制，使光刻胶形成第一区域、第二区域、第三区域和第四区域；所述第一区域对应于数据线、数据引线、源电极和漏电极图形所在区域，所述第二区域对应于像素电极图形所在区域，所述第三区域对应于TFT沟道区域图形所在区域，第四区域对应于上述图形以外区域；所述第一区域光刻胶的厚度大于第二区域光刻胶的厚度，所述第二区域光刻胶的厚度大于第三区域光刻胶的厚度，所述第三区域光刻胶的厚度大于第四区域光刻胶的厚度；
采用普通掩模板将第四区域的光刻胶完全曝光，显影处理后，使第四区域的光刻胶完全去除，暴露出该区域的源漏金属薄膜；
通过第一次刻蚀工艺，在第四区域连续刻蚀掉源漏金属薄膜、透明导电薄膜、掺杂半导体薄膜和半导体薄膜，在显示区域形成包括数据线的图形，在数据线接口区域形成包括数据引线的图形；
通过第一次灰化工艺，完全去除第三区域的光刻胶，暴露出该区域的源漏金属薄膜；
通过第二次刻蚀工艺，在第三区域连续刻蚀掉源漏金属薄膜、透明导电薄膜和掺杂半导体薄膜，并刻蚀掉部分厚度的半导体薄膜，形成包括TFT沟道区域的图形；
通过第二次灰化工艺，完全去除第二区域的光刻胶，暴露出该区域的源漏金属薄膜；
通过第三次刻蚀工艺，在第二区域刻蚀掉源漏金属薄膜，形成包括像素电极的图形，剥离剩余的光刻胶。
7.根据权利要求5所述的TFT-LCD阵列基板制造方法，其特征在于，所述采用压制模具对光刻胶进行压制包括：
压制模具以1×10-3mm/s～5×10-3mm/s的压制速度接近光刻胶；
压制模具压制光刻胶，使多余的光刻胶由压制模具上的通孔流出，并由除胶装置刮除；
在压制模具抬离光刻胶的同时，在压制模具上方以0.01MPa～0.2MPa的气体压力均匀吹入气体，使气体从通孔进入压制模具与光刻胶之间。
8.根据权利要求6所述的TFT-LCD阵列基板制造方法，其特征在于，所述采用压制模具对光刻胶进行压制包括：
压制模具以1×10-3mm/s～5×10-3mm/s的压制速度接近光刻胶；
压制模具压制光刻胶，使多余的光刻胶由压制模具上的通孔流出，并由除胶装置刮除；
在压制模具抬离光刻胶的同时，在压制模具上方以0.01MPa～0.2MPa的气体压力均匀吹入气体，使气体从通孔进入压制模具与光刻胶之间。
9.一种由权利要求1～8中任一权利要求所述TFT-LCD阵列基板制造方法制备的TFT-LCD阵列基板，其特征在于，包括栅线和数据线，所述栅线和数据线限定的像素区域内形成有像素电极和薄膜晶体管，栅线接口区域形成有栅极引线，数据线接口区域形成有数据引线，所述薄膜晶体管包括栅电极、有源层、源电极和漏电极，与栅线连接的栅电极形成在基板上，其上形成有覆盖显示区域的栅绝缘层，包括半导体层和掺杂半导体层的有源层形成在栅绝缘层上，源电极和漏电极形成在有源层上，源电极的一端位于栅电极的上方，另一端与数据线连接，漏电极的一端位于栅电极的上方，另一端与像素电极连接，源电极与漏电极之间形成TFT沟道区域。
10.根据权利要求9所述的TFT-LCD阵列基板，其特征在于，所述数据线、源电极和漏电极的下方保留有透明导电薄膜、掺杂半导体层和半导体层，所述漏电极下方的透明导电薄膜与像素电极为一体结构，所述像素电极的下方保留有掺杂半导体层和半导体层。
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