CN102466937B - Tft-lcd、驱动器件及其制造方法 - Google Patents

Tft-lcd、驱动器件及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种TFT-LCD、驱动器件及其制造方法,其中驱动器件包括:形成在阵列基板上至少一个第一薄膜晶体管和至少一个第二薄膜晶体管,所述第一薄膜晶体管的负载大于第二薄膜晶体管的负载,所述第一薄膜晶体管具有顶栅结构,所述第二薄膜晶体管具有底栅结构。本发明提供的TFT-LCD及其驱动器件中,第一薄膜晶体管设置成了顶栅结构,第一薄膜晶体管的非晶硅层接受背光源的照射,光照可以提高薄膜晶体管的开启电流,这样在相同的开启电流要求下所述第一薄膜晶体管的宽长比可以减小。因此本发明提供的驱动器件实现了既能减小尺寸又能保证驱动能力的目的。

Description

TFT-LCD、驱动器件及其制造方法
技术领域
本发明涉及平板显示器技术领域,尤其涉及一种薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display,简称TFT-LCD)、驱动器件及其制造方法。
背景技术
TFT-LCD中的驱动器件大多是由硅集成电路(Silicon IntegratedCircuit,简称IC)实现的。近几年,随着薄膜晶体管工艺的不断提高,逐渐出现了将薄膜晶体管集成在TFT-LCD的阵列基板上形成驱动器件的技术。例如,可以在阵列基板上形成由非晶硅薄膜晶体管构成的栅线驱动装置、数据线驱动装置等。
采用非晶硅薄膜晶体管形成驱动器件时,一些薄膜晶体管需要具有较强的驱动能力。为了实现较强的驱动能力,往往将薄膜晶体管沟道的宽长比做得很大,这样非晶硅薄膜晶体管的尺寸也就较大,会在阵列基板上占用较多的面积,限制了TFT-LCD的小型化。
发明内容
本发明提供一种TFT-LCD、驱动器件及其制造方法,用以解决现有技术中驱动器件尺寸大的问题,能够在保证驱动器件驱动能力的同时减小驱动器件在阵列基板上占用的面积。
本发明提供了一种TFT-LCD驱动器件,包括形成在阵列基板上至少一个第一薄膜晶体管和至少一个第二薄膜晶体管,所述第一薄膜晶体管的负载大于第二薄膜晶体管的负载,所述第一薄膜晶体管具有顶栅结构,所述第二薄膜晶体管具有底栅结构。
本发明还提供了一种TFT-LCD驱动器件的制造方法,包括:
步骤11、通过一次构图工艺,在基板上形成第一薄膜晶体管的源极、漏极和第一掺杂非晶硅层,并形成第二薄膜晶体管的栅极;
步骤12、通过一次构图工艺,在经过步骤11的基板上形成绝缘薄膜,刻蚀掉第一薄膜晶体管的源极、漏极和沟道区域上方的绝缘薄膜,并保留第二薄膜晶体管的栅极上方的绝缘薄膜,形成第二薄膜晶体管的第一绝缘层;
步骤13、在经过步骤12的基板上形成第一薄膜晶体管的非晶硅层、第二绝缘层、栅极和第二绝缘层,并形成第二薄膜晶体管的非晶硅层、第二掺杂非晶硅层、源极、漏极和沟道。
本发明还提供了一种TFT-LCD,包括背光源与如前所述的TFT-LCD驱动器件,所述驱动器件的第一薄膜晶体管的非晶硅层接受背光源的照射。
本发明提供的TFT-LCD、驱动器件及其制造方法中,第一薄膜晶体管设置成了顶栅结构,第一薄膜晶体管的非晶硅层接受背光源的照射,光照可以提高薄膜晶体管的开启电流,这样在相同的开启电流要求下所述第一薄膜晶体管的宽长比可以减小。因此本发明提供的驱动器件实现了既能减小尺寸又能保证驱动能力的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1所示为本发明TFT-LCD驱动器件第一实施例的结构示意图;
图2所示为本发明TFT-LCD驱动器件第二实施例的结构示意图;
图3所示为本发明TFT-LCD驱动器件中的第一薄膜晶体管的一种结构示意图;
图4所示为本发明TFT-LCD驱动器件中的第二薄膜晶体管的一种结构示意图;
图5a为图3所示的第一薄膜晶体管第一种制造工艺第一次构图工艺之后的截面图;
图5b为图4所示的第二薄膜晶体管第一种制造工艺第一次构图工艺之后的截面图;
图6a为图3所示的第一薄膜晶体管第一种制造工艺第二次构图工艺之后的截面图;
图6b为图4所示的第二薄膜晶体管第一种制造工艺第二次构图工艺之后的截面图;
图7a为图3所示的第一薄膜晶体管第一种制造工艺第三次构图工艺之后的截面图;
图7b为图4所示的第二薄膜晶体管第一种制造工艺第三次构图工艺之后的截面图;
图8为图3所示的第一薄膜晶体管第一种制造工艺第四次构图工艺之后的截面图;
图9a为图3所示的第一薄膜晶体管第一种制造工艺第五次构图工艺的曝光示意图;
图9b为图4所示的第二薄膜晶体管第一种制造工艺第五次构图工艺的曝光示意图;
图10a为图3所示的第一薄膜晶体管第一种制造工艺第五次构图工艺中经过第一次刻蚀后的示意图;
图10b为图4所示的第二薄膜晶体管第一种制造工艺第五次构图工艺中经过第一次刻蚀后的示意图;
图11a为图3所示的第一薄膜晶体管第一种制造工艺第五次构图工艺中经过灰化工艺后的示意图;
图11b为图4所示的第二薄膜晶体管第一种制造工艺第五次构图工艺中经过灰化工艺后的示意图;
图12a为图3所示的第一薄膜晶体管第一种制造工艺第五次构图工艺后的截面图;
图12b为图4所示的第二薄膜晶体管第一种制造工艺第五次构图工艺后的截面图;
图13a为图3所示的第一薄膜晶体管第二种制造工艺第三次构图工艺的曝光示意图;
图13b为图4所示的第二薄膜晶体管第二种制造工艺第三次构图工艺的曝光示意图;
图14a为图3所示的第一薄膜晶体管第二种制造工艺第三次构图工艺经过第一次刻蚀后的示意图;
图14b为图4所示的第二薄膜晶体管第二种制造工艺第三次构图工艺经过第一次刻蚀后的示意图;
图15a为图3所示的第一薄膜晶体管第二种制造工艺第三次构图工艺后的截面图;
图15b为图4所示的第二薄膜晶体管第二种制造工艺第三次构图工艺后的截面图;
图16a为图3所示的第一薄膜晶体管第二种制造工艺第四次构图工艺后的截面图;
图16b为图4所示的第二薄膜晶体管第二种制造工艺第四次构图工艺后的截面图;
图17所示为本发明TFT-LCD驱动器件制造方法流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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作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。
如图1所示为本发明TFT-LCD驱动器件第一实施例的结构示意图,包括形成在阵列基板上的至少一个第一薄膜晶体管101和至少一个第二薄膜晶体管102,第一薄膜晶体管101的负载大于第二薄膜晶体管102的负载,第一薄膜晶体管101具有顶栅结构,第二薄膜晶体管102具有底栅结构。第一薄膜晶体管101的源极或漏极可以作为TFT-LCD驱动器件的驱动信号输出端。第一薄膜晶体管101除了作为驱动信号输出端的源极或漏极之外的另一个电极可以与时钟信号输入端等控制信号输入端104连接,第二薄膜晶体管102的源极或漏极中的一个与第一薄膜晶体管的驱动信号输出端连接,另一个与接地端105连接。
图1中简要示出了第一薄膜晶体管101和第二薄膜晶体管102的一种连接方式,实际应用中,第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管的连接方式不限于如图1所示的方式。
本发明的各实施例中,顶栅结构是指栅极位于源极和漏极之上的薄膜晶体管的结构,底栅结构是指栅极位于源极和漏极之下的薄膜晶体管的结构。
在由非晶硅薄膜晶体管构成的驱动器件中,一些薄膜晶体管的开启电流要求比较大(如连接时钟信号输入端与栅极的薄膜晶体管),为了在不增加宽长比的前提下使这些薄膜晶体管能够提供较大的开启电流,可以将这些薄膜晶体管中的一个或多个设置成顶栅结构,这样薄膜晶体管的非晶硅层接受背光源的照射,从而开启电流得到大幅提升。
下面详细解释本发明提供的驱动器件的工作原理。
Ion(开启电流)是薄膜晶体管的一个重要的参数,它是指薄膜晶体管在一定栅源电压和一定漏源电压条件下的漏极电流值。
本发明提供的驱动器件中,第一薄膜晶体管设置成顶栅结构。液晶显示器的背光源设置在阵列基板的下方,这样第一薄膜晶体管的非晶硅层就可以接受背光源的照射,而光照可以使提高薄膜晶体管的Ion值,从而第一薄膜晶体管的驱动能力得到提升。
与现有技术相比,本发明提供的驱动器件中,由于第一薄膜晶体管的非晶硅层接受背光源的照射,Ion值大幅提升,所以在同样的Ion值要求下第一薄膜晶体管的宽长比不用做得非常大,从而减小了驱动器件的尺寸。
下面通过具体的实施例说明本发明驱动器件的实现方式。
在TFT-LCD中,很多驱动器件可以由薄膜晶体管构成。例如,栅线驱动装置可以由多个移位寄存器单元构成,每个移位寄存器单元可以由四个薄膜晶体管和一个电容构成。
如图2所示为本发明TFT-LCD驱动器件第二实施例的结构示意图,该驱动器件是栅线驱动装置中的一个移位寄存器单元,该移位寄存器单元包括四个薄膜晶体管,分别是:薄膜晶体管T1、薄膜晶体管T2、薄膜晶体管T3和薄膜晶体管T4。
薄膜晶体管T1的漏极和栅极均与第一信号输入端(INPUT)连接,由于图2所示的是一个移位寄存器单元,第一信号输入端(INPUT)由相邻的上一个移位寄存器单元的输出信号提供。
薄膜晶体管T2的漏极与薄膜晶体管T1的源极连接,薄膜晶体管T2的栅极与复位信号输入端(RESETIN)连接,该复位信号由相邻的下一个移位寄存器单元的输出信号提供,相邻的下一个移位寄存器单元的输出信号作为如图2所示的移位寄存器单元的复位信号。薄膜晶体管T2的源极与低电平信号输入端(VOFFIN)连接,低电平信号输入端(VOFFIN)用于输入低电平信号。
薄膜晶体管T3的栅极与薄膜晶体管T1的源极连接,薄膜晶体管T3的源极连接,具体到如图2所示的实施例中,薄膜晶体管T3的源极作为驱动信号输出端,输出栅线驱动信号。
薄膜晶体管T4的漏极与薄膜晶体管T3的源极连接,薄膜晶体管T4的栅极与复位信号输入端(RESETIN)连接,薄膜晶体管T4的源极与低电平信号输入端(VOFFIN)连接。
图2中,电容C1的两端分别与薄膜晶体管T3的栅极和源极,薄膜晶体管T1的源极也与电容C1的一端连接。
对于如图2所示的移位寄存器单元,薄膜晶体管T3的源极需要输出栅线驱动信号,因此薄膜晶体管T3与其他的薄膜晶体管相比较,需要具备较强的驱动能力,因此薄膜晶体管T3可以看作是具有顶栅结构的第一薄膜晶体管,其他的各个薄膜晶体管可以看作是具有底栅结构的第二薄膜晶体管。
当TFT-LCD工作时,背光源开启,薄膜晶体管T3的非晶硅层接受背光源的照射,即使薄膜晶体管T3的尺寸较小,依然可以具备较强的驱动能力。
如图3所示为本发明TFT-LCD驱动器件中的第一薄膜晶体管的一种结构示意图,该第一薄膜晶体管的结构如下:源极2a和漏极2b形成在基板1上。第一掺杂非晶硅层3a形成在源极2a和漏极2b上,除了源极2a和漏极2b之外的其他位置可以不形成第一掺杂非晶硅层3a。非晶硅层5a形成在第一掺杂非晶硅层3a以及沟道对应的区域上。第二绝缘层7a形成在非晶硅层5a上,栅极8a形成在第二绝缘层7a上。
如图3所示的第一薄膜晶体管还可以包括钝化层9a。钝化层9a可以形成在整个第一薄膜晶体管上,起到保护第一薄膜晶体管的作用。
如图4所示为本发明TFT-LCD驱动器件中的第二薄膜晶体管的一种结构示意图,该第二薄膜晶体管的结构如下:栅极2c形成在基板1上。第一绝缘层4b形成在栅极2c上。栅极2c和第一绝缘层4b之间还可以形成有第一掺杂非晶硅层3b。非晶硅层5b形成在第一绝缘层4b上。第二掺杂非晶硅层6b形成在非晶硅层5b上。源极8b和漏极8c形成在第二掺杂非晶硅层6b上,源极8b和漏极8c之间形成沟道。
如图4所示的第二薄膜晶体管还可以包括钝化层9b。钝化层9b可以形成在整个第二薄膜晶体管上,起到保护第二薄膜晶体管的作用。
下面详细介绍第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管的两种制造工艺,在各种制造工艺中,如图3所示的第一薄膜晶体管和如图4所示的第二薄膜晶体管均可以同时形成。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、刻蚀等工艺。
第一种制造工艺
图5a为图3所示的第一薄膜晶体管第一种制造工艺第一次构图工艺之后的截面图,图5b为图4所示的第二薄膜晶体管第一种制造工艺第一次构图工艺之后的截面图。首先,采用溅射或热蒸发的方法,在基板1(如玻璃基板或石英基板)上沉积一层金属薄膜,再沉积一层掺杂非晶硅薄膜。该金属薄膜可以使用Cr、W、Ti、Ta、Mo、Al、Cu等金属及其合金,该金属薄膜也可以由多层金属薄膜组成。采用普通掩模板,通过第一次构图工艺对金属薄膜进行刻蚀,在基板1上形成第一薄膜晶体管的源极2a、漏极2b以及第一掺杂非晶硅层3a的图形,并形成具有第二薄膜晶体管的栅极2c和第一掺杂非晶硅层3b的图形。
在第一次构图工艺中,也可以采用灰色调或半色调掩模板,形成第二薄膜晶体管的栅极2c,而不形成第一掺杂非晶硅层3b。具体地,采用灰色调或半色调掩模板进行曝光,使得第二薄膜晶体管的栅极2c的图形对应的区域形成部分曝光区域,第一薄膜晶体管的源极2a、漏极2b以及第一掺杂非晶硅层3a的图形对应的区域形成未曝光区域,其余部分形成完全曝光区域。经过第一次刻蚀,去除完全曝光区域的金属薄膜和掺杂非晶硅薄膜。然后进行光刻胶灰化,去除部分曝光区域的光刻胶,进行第二次刻蚀,去除曝光区域的掺杂非晶硅薄膜,形成第一薄膜晶体管的源极2a、漏极2b以及第一掺杂非晶硅层3a的图形,并形成第二薄膜晶体管的栅极2c的图形。
图6a为图3所示的第一薄膜晶体管第一种制造工艺第二次构图工艺之后的截面图,图6b为图4所示的第二薄膜晶体管第一种制造工艺第二次构图工艺之后的截面图。在形成有如图5a和5b所示图形的基板上沉积一层绝缘薄膜4,该绝缘薄膜4可以是SiNx。采用普通掩模板,通过第二次构图工艺,形成第二薄膜晶体管的第一绝缘层4b的图形,第一薄膜晶体管中,沟道上方的绝缘薄膜4被刻蚀掉,暴露出源极2a和漏极2b上方的第一掺杂非晶硅层3a。第二薄膜晶体管中,栅极2c上方形成有第一绝缘层4b。
图7a为图3所示的第一薄膜晶体管第一种制造工艺第三次构图工艺之后的截面图,图7b为图4所示的第二薄膜晶体管第一种制造工艺第三次构图工艺之后的截面图。在形成有如图6a和图6b所示图形的基板上连续沉积非晶硅薄膜5和掺杂非晶硅薄膜6,采用普通掩模板,通过第三次构图工艺,刻蚀掉第一薄膜晶体管的沟道上方的掺杂非晶硅薄膜6,形成第一薄膜晶体管的非晶硅层5a,并形成第二薄膜晶体管的非晶硅层5b和第二掺杂非晶硅层6b。
图8为图3所示的第一薄膜晶体管第一种制造工艺第四次构图工艺之后的截面图,第二薄膜晶体管第一种制造工艺第四次构图工艺之后的截面图与图7b相同。在形成有如图7a和7b所示的图形的基板上沉积一层绝缘薄膜,该绝缘薄膜可以是SiNx,采用普通掩模板,通过第四次构图工艺,保留第一薄膜晶体管的源极2a和漏极2b上方的绝缘薄膜,刻蚀掉基板上其余部分的绝缘薄膜,形成第一薄膜晶体管的第二绝缘层7a的图形。
在经过第四次构图工艺之后的基板上沉积一层金属薄膜,采用第五次构图工艺,形成第一薄膜晶体管的栅极8a的图形,并形成第二薄膜晶体管的源极8b、漏极8c以及沟道的图形。
第五次构图工艺中可以采用半色调或灰色调掩模板,图9a为图3所示的第一薄膜晶体管第一种制造工艺第五次构图工艺的曝光示意图,图9b为图4所示的第二薄膜晶体管第一种制造工艺第五次构图工艺的曝光示意图。具体地,在经过第四次构图工艺之后的基板上沉积一层金属薄膜8,在金属薄膜8上形成光刻胶10,采半色调或灰色调掩模板进行曝光。第一薄膜晶体管的栅极8a、第二薄膜晶体管的源极8b和漏极8c对应于未曝光区域NP(未曝光区域的光刻胶完全保留),第二薄膜晶体管的沟道的图形对应于部分曝光区域HP(部分曝光区域的光刻胶部分保留),基板上的其余部分对应于完全曝光区域WP(完全曝光区域的光刻胶全部去除)。
曝光之后,经过第一次刻蚀,将完全曝光区域的金属薄膜8、掺杂非晶硅薄膜6和非晶硅薄膜5去除。图10a为图3所示的第一薄膜晶体管第一种制造工艺第五次构图工艺中经过第一次刻蚀后的示意图,图10b为图4所示的第二薄膜晶体管第一种制造工艺第五次构图工艺中经过第一次刻蚀后的示意图。经过第一次刻蚀后,形成了第一薄膜晶体管的栅极8a。
通过灰化工艺,将部分曝光区域HP的光刻胶去掉,图11a为图3所示的第一薄膜晶体管第一种制造工艺第五次构图工艺中经过灰化工艺后的示意图,图11b为图4所示的第二薄膜晶体管第一种制造工艺第五次构图工艺中经过灰化工艺后的示意图。
灰化之后,通过第二次刻蚀,刻蚀掉沟道处的掺杂非晶硅薄膜6,并刻蚀掉部分非晶硅薄膜5,形成第二薄膜晶体管的沟道部分的图形,去除掉未曝光区域NP的光刻胶。图12a为图3所示的第一薄膜晶体管第一种制造工艺第五次构图工艺后的截面图,图12b为图4所示的第二薄膜晶体管第一种制造工艺第五次构图工艺后的截面图。
经过第五次构图工艺后,形成了第一薄膜晶体管的栅极8a和非晶硅层5a的图形,并形成了第二薄膜晶体管的源极8b、漏极8c、非晶硅层5b、第二掺杂非晶硅层6b以及沟道的图形。
在经过第五次构图工艺之后的基板上还可以沉积一层钝化层薄膜,形成第一薄膜晶体管的钝化层9a和第二薄膜晶体管的钝化层9b。钝化层9a和钝化层9b分别起到保护第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管的作用。
形成第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管之后,还可以在钝化层9a或者9b上通过构图工艺形成过孔,使得第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管与子像素区域的其他的器件相连接。
第二种制造工艺
第二种制造工艺与第一种制造工艺的前两次构图工艺均相同,不再赘述。
如图13a为图3所示的第一薄膜晶体管第二种制造工艺第三次构图工艺的曝光示意图,图13b为图4所示的第二薄膜晶体管第二种制造工艺第三次构图工艺的曝光示意图。在经过第二次构图工艺之后的基板上,形成非晶硅薄膜5、掺杂非晶硅薄膜6和金属薄膜8,在金属薄膜上形成光刻胶10。采用半色调或灰色调掩模板进行曝光,第二薄膜晶体管的源极和漏极对应于未曝光区域NP,第一薄膜晶体管的源极、漏极和沟道,以及第二薄膜晶体管的沟道对应于部分曝光区域HP,其余区域对应于完全曝光区域WP。
经过第一次刻蚀,将完全曝光区域的非晶硅薄膜5、掺杂非晶硅薄膜6和金属薄膜8去掉,如图14a为图3所示的第一薄膜晶体管第二种制造工艺第三次构图工艺经过第一次刻蚀后的示意图,图14b为图4所示的第二薄膜晶体管第二种制造工艺第三次构图工艺经过第一次刻蚀后的示意图。
对光刻胶进行灰化,去掉第一薄膜晶体管的栅极区域的金属薄膜和非晶硅薄膜,形成第一薄膜晶体管的非晶硅层5a;去掉第二薄膜晶体管的沟道区域的掺杂非晶硅薄膜,去掉部分非晶硅薄膜,形成第二薄膜晶体管的非晶硅层5b、第二掺杂非晶硅层6b、源极8b、漏极8c和沟道。图15a为图3所示的第一薄膜晶体管第二种制造工艺第三次构图工艺后的截面图,图15b为图4所示的第二薄膜晶体管第二种制造工艺第三次构图工艺后的截面图。
如图16a为图3所示的第一薄膜晶体管第二种制造工艺第四次构图工艺后的截面图,图16b为图4所示的第二薄膜晶体管第二种制造工艺第四次构图工艺后的截面图。在经过第三次构图工艺后的基板上形成绝缘薄膜,并形成ITO薄膜或金属薄膜(图16a中以ITO薄膜为例介绍),采用普通掩模板,通过一次构图工艺,保留第一薄膜晶体管的源极、漏极和沟道上方的ITO薄膜或金属薄膜,去掉其他区域的金属薄膜或ITO薄膜,形成第一薄膜晶体管的第二绝缘层7a和栅极8a。第四次构图工艺中形成的绝缘薄膜,可以作为第二薄膜晶体管的钝化层9b。
如图17所示为本发明驱动器件制造方法流程图,包括:
步骤11、通过一次构图工艺,在基板上形成第一薄膜晶体管的源极、漏极和第一掺杂非晶硅层,并形成第二薄膜晶体管的栅极。
在步骤11中,也可以一并形成第二薄膜晶体管的第一掺杂非晶硅层。或者,可以采用灰色调或半色调掩模板,将第二薄膜晶体管的栅极上方的掺杂非晶硅薄膜去除,即在步骤11中可以不形成第二薄膜晶体管的第一掺杂非晶硅层。
步骤12、通过一次构图工艺,在经过步骤11的基板上形成绝缘薄膜,刻蚀掉第一薄膜晶体管的沟道区域上方的绝缘薄膜,并保留第二薄膜晶体管的栅极上方的绝缘薄膜,形成第二薄膜晶体管的第一绝缘层。
步骤13、在经过步骤12的基板上形成第一薄膜晶体管的非晶硅层、栅极和第二绝缘层,并形成第二薄膜晶体管的非晶硅层、第二掺杂非晶硅层、源极、漏极和沟道。
其中,步骤13可以包括:
步骤131、在经过步骤12的基板上形成非晶硅薄膜和掺杂非晶硅薄膜,采用普通掩模板,通过一次构图工艺,去掉第一薄膜晶体管的源极、漏极和沟道上方的掺杂非晶硅薄膜,形成第一薄膜晶体管的非晶硅层,并形成第二薄膜晶体管的非晶硅层和第二掺杂非晶硅层。
步骤132、在经过步骤131的基板上形成绝缘薄膜,采用普通掩模板,通过一次构图工艺,保留第一薄膜晶体管的源极、漏极和沟道区域上方的绝缘薄膜,并去掉其他区域的绝缘薄膜,形成第一薄膜晶体管的第二绝缘层。
步骤133、在经过步骤132的基板上形成金属薄膜,采用灰色调或半色调掩模板,通过一次构图工艺,形成第一薄膜晶体管的栅极,并形成第二薄膜晶体管的源极、漏极和沟道。
步骤133具体可以包括:
步骤133a、在经过步骤132的基板上形成金属薄膜,在金属薄膜上形成光刻胶,采用灰色调或半色调掩模板,通过一次构图工艺进行曝光,第一薄膜晶体管的栅极以及第二薄膜晶体管的源极和漏极对应于非曝光区域,第二薄膜晶体管的沟道对应于部分曝光区域,其余区域对应于完全曝光区域。
步骤133b、将完全曝光区域的非晶硅薄膜、掺杂非晶硅薄膜和金属薄膜去掉,形成第一薄膜晶体管的栅极。
步骤133c、对光刻胶进行灰化,去掉第二薄膜晶体管的沟道区域的光刻胶。
步骤133d、去掉第二薄膜晶体管的沟道区域的金属薄膜和掺杂非晶硅薄膜,并去除部分非晶硅薄膜,形成第二薄膜晶体管的源极、漏极和沟道。
或者,步骤13可以包括:
步骤134、在经过步骤12的基板上形成非晶硅薄膜、掺杂非晶硅薄膜和金属薄膜,采用灰色调或半色调掩模板,通过一次构图工艺形成第一薄膜晶体管的非晶硅层,并形成第二薄膜晶体管的非晶硅层、第二掺杂非晶硅层、源极、漏极和沟道。
步骤135、在经过步骤134的基板上形成绝缘薄膜,并形成金属薄膜或ITO薄膜,采用普通掩模板,通过一次构图工艺,保留第一薄膜晶体管的源极、漏极和沟道上方的金属薄膜或ITO,去掉其他区域的金属薄膜或ITO,形成第一薄膜晶体管的第二绝缘层和栅极。
其中,步骤134包括:
步骤134a、在经过步骤12的基板上形成非晶硅薄膜、掺杂非晶硅薄膜和金属薄膜,在金属薄膜上形成光刻胶,采用灰色调或半色调掩模板,通过一次构图工艺进行曝光,第二薄膜晶体管的源极和漏极对应于未曝光区域,第一薄膜晶体管的源极、漏极和沟道,以及第二薄膜晶体管的沟道对应于部分曝光区域,其余区域对应于完全曝光区域。
步骤134b、将完全曝光区域的非晶硅薄膜、掺杂非晶硅薄膜和金属薄膜去掉。
步骤134c、对光刻胶进行灰化,去掉第一薄膜晶体管的栅极区域的金属薄膜和非晶硅薄膜,形成第一薄膜晶体管的非晶硅层;去掉第二薄膜晶体管的沟道区域的掺杂非晶硅薄膜,去掉部分非晶硅薄膜,形成第二薄膜晶体管的非晶硅层、第二掺杂非晶硅层、源极、漏极和沟道。
步骤135具体可以包括:在经过步骤134的基板上形成绝缘薄膜,并形成金属薄膜或ITO薄膜,采用普通掩模板,通过一次构图工艺,保留第一薄膜晶体管的源极、漏极和沟道上方的金属薄膜或ITO,去掉其他区域的金属薄膜或ITO,形成第一薄膜晶体管的第二绝缘层和栅极。
驱动器件的具体制造方法可以参见对于图3和图4所示的第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管的两种制造工艺的介绍。
在本发明的技术方案中,在每一次构图工艺中都同时形成第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管的组成部分,这样就无需分别形成第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管的结构,可以减少所需的构图工艺的次数,流程简便,节省成本。
本发明还提供一种TFT-LCD,包括背光源和如前所述的TFT-LCD驱动器件,这些驱动器件中的第一薄膜晶体管的非晶硅层可以接受背光源的照射,这样驱动器件中的第一薄膜晶体管就能够在保证驱动能力的前提下尽可能具有较小的尺寸。而且由于第一薄膜晶体管采用顶栅结构,在第一薄膜晶体管关闭时,也会受到光照的影响,所以可以给栅极输入较大的关闭电压,使之顺利关闭。
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,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解: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;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (13)

1.一种TFT-LCD驱动器件,其特征在于,包括形成在阵列基板上至少一个第一薄膜晶体管和至少一个第二薄膜晶体管,所述第一薄膜晶体管的负载大于第二薄膜晶体管的负载,所述第一薄膜晶体管具有顶栅结构,所述第二薄膜晶体管具有底栅结构;
所述第一薄膜晶体管包括:
源极和漏极,形成在基板上;
第一掺杂非晶硅层,形成在所述源极和漏极上;
非晶硅层,形成在所述第一掺杂非晶硅层以及第一薄膜晶体管的沟道对应的区域上,所述非晶硅层在所述沟道对应的区域上直接形成在所述基板上,所述非晶硅层用于接收背光源的照射;
第二绝缘层,形成在所述非晶硅层上;
栅极,形成在所述第二绝缘层上。
2.根据权利要求1所述的TFT-LCD驱动器件,其特征在于,所述第一薄膜晶体管的源极或漏极作为TFT-LCD驱动器件的驱动信号输出端。
3.根据权利要求1所述的TFT-LCD驱动器件,其特征在于,所述第二薄膜晶体管包括:
栅极,形成在基板上;
第一绝缘层,形成在所述栅极上;
非晶硅层,形成在所述第一绝缘层上;
第二掺杂非晶硅层,形成在所述非晶硅层上;
源极和漏极,形成在所述第二掺杂非晶硅层上,所述源极和漏极之间形成沟道。
4.根据权利要求2所述的TFT-LCD驱动器件,其特征在于,所述第一薄膜晶体管的栅极的材料是金属或者ITO。
5.根据权利要求2或3所述的TFT-LCD驱动器件,其特征在于,所述第一薄膜晶体管的源极、漏极和第一掺杂非晶硅层,以及第二薄膜晶体管的栅极和第一掺杂非晶硅层,是在同一次构图工艺中形成的。
6.根据权利要求2或3所述的TFT-LCD驱动器件,其特征在于,所述第一薄膜晶体管的非晶硅层、第二薄膜晶体管的非晶硅层和第二掺杂非晶硅层,是在同一次构图工艺中形成的;
所述第一薄膜晶体管的栅极,以及第二薄膜晶体管的源极、漏极和沟道,是在同一次构图工艺中形成的。
7.根据权利要求2或3所述的TFT-LCD驱动器件,其特征在于,所述第一薄膜晶体管的非晶硅层,以及第二薄膜晶体管的非晶硅层、第二掺杂非晶硅层、源极、漏极和沟道,是在同一次构图工艺中形成的。
8.一种TFT-LCD驱动器件的制造方法,其特征在于,包括:
步骤11、通过一次构图工艺,在基板上形成第一薄膜晶体管的源极、漏极和第一掺杂非晶硅层,并形成第二薄膜晶体管的栅极;
步骤12、通过一次构图工艺,在经过步骤11的基板上形成绝缘薄膜,刻蚀掉第一薄膜晶体管的沟道区域上方的绝缘薄膜,并保留第二薄膜晶体管的栅极上方的绝缘薄膜,形成第二薄膜晶体管的第一绝缘层;
步骤13、在经过步骤12的基板上形成第一薄膜晶体管的非晶硅层、栅极和第二绝缘层,并形成第二薄膜晶体管的非晶硅层、第二掺杂非晶硅层、源极、漏极和沟道。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,步骤13包括:
步骤131、在经过步骤12的基板上形成非晶硅薄膜和掺杂非晶硅薄膜,采用普通掩模板,通过一次构图工艺,去掉第一薄膜晶体管的源极、漏极和沟道上方的掺杂非晶硅薄膜,形成第一薄膜晶体管的非晶硅层,并形成第二薄膜晶体管的非晶硅层和第二掺杂非晶硅层;
步骤132、在经过步骤131的基板上形成绝缘薄膜,采用普通掩模板,通过一次构图工艺,保留第一薄膜晶体管的源极、漏极和沟道区域上方的绝缘薄膜,并去掉其他区域的绝缘薄膜,形成第一薄膜晶体管的第二绝缘层;
步骤133、在经过步骤132的基板上形成金属薄膜,采用灰色调或半色调掩模板,通过一次构图工艺,形成第一薄膜晶体管的栅极,并形成第二薄膜晶体管的源极、漏极和沟道。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,步骤133具体包括:
步骤133a、在经过步骤132的基板上形成金属薄膜,在金属薄膜上形成光刻胶,采用灰色调或半色调掩模板,通过一次构图工艺进行曝光,第一薄膜晶体管的栅极以及第二薄膜晶体管的源极和漏极对应于非曝光区域,第二薄膜晶体管的沟道对应于部分曝光区域,其余区域对应于完全曝光区域;
步骤133b、将完全曝光区域的非晶硅薄膜、掺杂非晶硅薄膜和金属薄膜去掉,形成第一薄膜晶体管的栅极;
步骤133c、对光刻胶进行灰化,去掉第二薄膜晶体管的沟道区域的光刻胶;
步骤133d、去掉第二薄膜晶体管的沟道区域的金属薄膜和掺杂非晶硅薄膜,并去除部分非晶硅薄膜,形成第二薄膜晶体管的源极、漏极和沟道。
11.根据权利要求8所述的方法,步骤13包括:
步骤134、在经过步骤12的基板上形成非晶硅薄膜、掺杂非晶硅薄膜和金属薄膜,采用灰色调或半色调掩模板,通过一次构图工艺形成第一薄膜晶体管的非晶硅层,并形成第二薄膜晶体管的非晶硅层、第二掺杂非晶硅层、源极、漏极和沟道;
步骤135、在经过步骤134的基板上形成绝缘薄膜,并形成金属薄膜或ITO薄膜,采用普通掩模板,通过一次构图工艺,保留第一薄膜晶体管的源极、漏极和沟道上方的金属薄膜或ITO,去掉其他区域的金属薄膜或ITO,形成第一薄膜晶体管的第二绝缘层和栅极。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,步骤134包括:
步骤134a、在经过步骤12的基板上形成非晶硅薄膜、掺杂非晶硅薄膜和金属薄膜,在金属薄膜上形成光刻胶,采用灰色调或半色调掩模板,通过一次构图工艺进行曝光,第二薄膜晶体管的源极和漏极对应于未曝光区域,第一薄膜晶体管的源极、漏极和沟道,以及第二薄膜晶体管的沟道对应于部分曝光区域,其余区域对应于完全曝光区域;
步骤134b、将完全曝光区域的非晶硅薄膜、掺杂非晶硅薄膜和金属薄膜去掉;
步骤134c、对光刻胶进行灰化,去掉第一薄膜晶体管的栅极区域的金属薄膜和非晶硅薄膜,形成第一薄膜晶体管的非晶硅层;去掉第二薄膜晶体管的沟道区域的掺杂非晶硅薄膜,去掉部分非晶硅薄膜,形成第二薄膜晶体管的非晶硅层、第二掺杂非晶硅层、源极、漏极和沟道。
13.一种TFT-LCD,其特征在于,包括背光源与如权利要求1-8中任一权利要求所述的TFT-LCD驱动器件,所述驱动器件的第一薄膜晶体管的非晶硅层接受背光源的照射。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103794633B (zh) * 2014-01-27 2016-06-15 京东方科技集团股份有限公司 一种阵列基板及其制作方法、显示装置
US9484396B2 (en) 2014-01-27 2016-11-01 Boe Technology Group Co., Ltd. Array substrate, method for manufacturing the same, display device and electronic product
CN107516661B (zh) * 2017-07-28 2020-03-10 上海天马有机发光显示技术有限公司 显示基板、显示装置及显示基板的制作方法
CN110729197A (zh) * 2018-06-29 2020-01-24 中华映管股份有限公司 一种半导体薄膜晶体管的制造方法及显示面板
CN117377995A (zh) * 2021-06-07 2024-01-09 华为技术有限公司 数字硅基液晶显示器的驱动与编码

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0270323B1 (en) * 1986-11-29 1999-11-03 Sharp Kabushiki Kaisha Method of manufacture of a thin-film transistor
US4951113A (en) * 1988-11-07 1990-08-21 Xerox Corporation Simultaneously deposited thin film CMOS TFTs and their method of fabrication
TW564429B (en) * 2002-08-08 2003-12-01 Au Optronics Corp Shift register circuit
TWI354976B (en) * 2006-04-19 2011-12-21 Au Optronics Corp Voltage level shifter
US8354674B2 (en) 2007-06-29 2013-01-15 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device wherein a property of a first semiconductor layer is different from a property of a second semiconductor layer
CN101681931B (zh) * 2007-08-09 2011-09-14 夏普株式会社 电路基板和显示装置
CN101398582B (zh) * 2007-09-28 2011-09-28 群康科技(深圳)有限公司 液晶显示装置
TWI500160B (zh) 2008-08-08 2015-09-11 Semiconductor Energy Lab 半導體裝置及其製造方法
US8902210B2 (en) * 2008-10-10 2014-12-02 Lg Display Co., Ltd. Liquid crystal display device
KR102034254B1 (ko) * 2013-04-04 2019-10-21 삼성디스플레이 주식회사 박막 트랜지스터 어레이 기판, 이를 포함하는 유기 발광 표시 장치 및 유기 발광 표시 장치의 제조 방법

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