CN102692771B - 一种液晶显示器、薄膜晶体管阵列基板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种液晶显示器、薄膜晶体管阵列基板及其制造方法。其中所述薄膜晶体管阵列基板包括半导体层和形成在所述半导体层上的源电极、漏电极，所述源电极和漏电极之间形成薄膜晶体管沟道区域；所述半导体层与漏电极之间、以及半导体层与源电极之间还形成有欧姆接触层，其特征在于所述半导体层的材料为氧化锌，所述欧姆接触层的材料为GaxZn1-xO。其中0≤x≤1。本发明能够提升液晶显示器的产品性能。
Description
技术领域
本发明涉及液晶显示器(TFT-LCD)技术领域，尤其涉及一种液晶显示器、薄膜晶体管阵列基板及其制造方法。
背景技术
簿膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD，Thin Film Transistor Liquid CrystalDisplay)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。对于TFT-LCD来说，阵列基板以及制造工艺决定了其产品性能、成品率和价格。因此，如何进一步提升液晶显示器的性能成为业内重点研究的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种液晶显示器、薄膜晶体管阵列基板及其制造方法，用以提高液晶显示器的产品性能。
为解决上述技术问题，本发明提供方案如下：
一种薄膜晶体管阵列基板，包括：半导体层和形成在所述半导体层上的源电极、漏电极，所述源电极和漏电极之间形成薄膜晶体管沟道区域；所述半导体层与漏电极之间、以及半导体层与源电极之间还形成有欧姆接触层，所述半导体层的材料为氧化锌，所述欧姆接触层的材料为GaxZn1-xO。其中0≤x≤1。
优选地，上述的薄膜晶体管阵列基板中，还包括栅线和栅电极，和用于隔离栅极、栅电极与半导体层的栅绝缘层；所述栅绝缘层的材料为聚甲基丙烯酸甲酯。
优选地，上述的薄膜晶体管阵列基板中还包括
基板；
所述的栅线和栅电极形成在基板上；
所述栅绝缘层形成在栅线和栅电极上并覆盖整个基板；
所述半导体位于层栅电极上方、且形成在所述栅绝缘层上；
在所述源电极、漏电极、裸露的栅绝缘层和半导体层上形成有钝化层；
在所述栅线和数据线限定的像素区域内设有像素电极，且所述像素电极形成在所述钝化层上，并与所述漏电极连接。
优选地，上述的薄膜晶体管阵列基板中
所述钝化层上设置有过孔，所述像素电极通过所述过孔，与所述漏电极连接。
本发明还提供了一种薄膜晶体管阵列基板的制造方法，包括：
在基板上沉积栅金属层，通过第一次构图工艺形成包括栅电极和栅线的图形；
在经过所述第一次构图工艺处理的基板上形成栅绝缘层；
在形成有所述栅绝缘层的基板上依次沉积半导体层和欧姆接触层，通过第二次构图工艺形成包括半导体层和欧姆接触层的图形，其中，所述欧姆接触层的图形位于半导体层的图形之上，所述半导体层的材料为氧化锌；
在经过所述第二次构图工艺处理的基板上沉积源、漏金属薄膜，通过第三次构图工艺形成包括数据线、源电极、漏电极、薄膜晶体管沟道区域的图形，其中，所述源电极、漏电极位于所述欧姆接触层之上；
在经过所述第三次构图工艺处理的基板上沉积形成钝化层，通过第四次构图工艺形成钝化层图形；
在经过所述第四次构图工艺处理的基板上沉积形成透明导电金属薄膜，通过第五次构图工艺形成像素电极的图形，所述像素电极位于所述栅线和数据线限定的像素区域内，且与所述漏电极连接。
优选地，上述的制造方法中，
所述欧姆接触层的材料为GaxZn1-xO，其中0≤x≤1。
优选地，上述的制造方法中，
所述在经过所述第一次构图工艺处理的基板上形成栅绝缘层包括：
将溶解有聚甲基丙烯酸甲酯的氯仿溶液，在经过所述第一次构图工艺处理的基板上旋涂成膜；
将所述基板进行真空烘烤干燥处理，去除氯仿后形成所述栅绝缘层。
优选地，上述的制造方法中，
所述通过第四次构图工艺形成钝化层图形包括：在所述钝化层上通过光刻、刻蚀形成用于连接所述像素电极和漏电极的过孔。
本发明还提供了一种液晶显示器，包括：
彩膜基板；
接合于所述彩膜基板的薄膜晶体管阵列基板；
夹设于所述彩膜基板和所述薄膜晶体管阵列基板之间的液晶层；
其中，所述薄膜晶体管阵列基板包括：
半导体层和形成在所述半导体层上的源电极、漏电极，所述源电极和漏电极之间形成薄膜晶体管沟道区域；所述半导体层与漏电极之间、以及半导体层与源电极之间还形成有欧姆接触层，其特征在于所述半导体层的材料为氧化锌，所述欧姆接触层的材料为GaxZn1-xO。
优选地，上述的液晶显示器中，所述薄膜晶体管阵列基板包括栅线和栅电极，和用于隔离栅极、栅电极与半导体层的栅绝缘层；所述栅绝缘层的材料为聚甲基丙烯酸甲酯。
从以上所述可以看出，本发明提供的液晶显示器、薄膜晶体管阵列基板及其制造方法，采用ZnO作为半导体层，GaxZn1-xO作为欧姆接触层的结构能够获得较高的载流子迁移率，因此本发明可以采用宽长比更小的薄膜晶体管，以减少薄膜晶体管产生的寄生电容和负载，并且可以采用更细的栅线和数据线，从而可以提高像素的开口率，使得液晶显示器的产品性能得以提高。本发明在制造过程中，通过PMMA旋涂成膜的方式形成栅极绝缘层，相比于现有技术，具有工艺流程简单，所需设备成本较低的优点。
附图说明
图1为本发明实施例提供的薄膜晶体管阵列基板的俯视图；
图2为图1中A1-A1向的剖面图。
具体实施方式
下面结合附图，通过具体实施例对本发明做进一步的说明。
请参考图1和图2，其中，图1为本发明实施例提供的一种薄膜晶体管阵列基板的俯视图，图2是图1中A1-A1向的剖面图。如图1和图2所示，本实施例的薄膜晶体管阵列基板包括：
透明的基板9；
形成在所述基板9上的栅线11和栅电极12，其中，栅电极12与栅线11连接；
形成在所述栅线11和栅电极12上并覆盖整个基板9的栅绝缘层2；
位于所述栅电极12上方、且形成在所述栅绝缘层2上的半导体层3；
形成在所述半导体层3上的源电极51、漏电极52和数据线5，所述源电极51和漏电极52之间形成薄膜晶体管沟道区域；
在所述源电极51、漏电极52、裸露的栅绝缘层2和裸露的半导体层3上形成有钝化层6；
在所述栅线11和数据线5限定的像素区域内设有像素电极8，且所述像素电极8形成在所述钝化层6上，并与所述漏电极52连接。
其中，所述半导体层3的材料为氧化锌(ZnO)，所述半导体层3与漏电极52之间、以及半导体层3与源电极51之间还形成有欧姆接触层4。
优选地，所述欧姆接触层4的材料为GaxZn1-xO，其中0≤x≤1。
优选地，所述钝化层6上设置有过孔7(via hole)，所述像素电极8通过所述过孔7，与所述漏电极52连接。
优选地，本实施例中，所述栅绝缘层2的材料为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，具体可以是将溶有PMMA的氯仿溶液在基板上旋涂成膜，然后在真空烘箱中干燥，除去氯仿后得到所述栅绝缘层2。
优选地，所述栅线11、栅电极12、源电极51、漏电极52或数据线5为A1Nd、Al、Cu、Mo或Cr等材料的单层膜；所述栅线11、栅电极12、源电极51、漏电极52或数据线5还可以是两层以上的复合膜，每层膜由A1Nd、Al、Cu、Mo或Cr等材料形成，不同层之间的材料可以相同，也可以不同。
所述源电极51、漏电极52或数据线5可以是Mo、MoW和Cr等材料的单层膜，或者两层以上的复合膜，每层膜由由Mo、MoW或Cr等材料形成，其中不同层之间的材料可以相同，也可以不同。
所述钝化层6为二氧化硅或氮化硅等材料的单层膜，或者是两层以上的复合膜，每层膜由二氧化硅或氮化硅等材料形成，不同层之间的材料可以相同，也可以不同。
所述像素电极8为铟锡氧化物半导体透明导电膜(ITO)。
从以上结构可以看出，本实施例的薄膜晶体管阵列基板中，采用氧化锌(ZnO)作为半导体层，GaxZn1-xO作为欧姆接触层的结构。相对于现有技术中的非晶硅导体层，本实施例的半导体层能够获得较高的载流子迁移率，大约为非晶硅半导体层的10倍以上，所以在采用上述结构后，薄膜晶体管的宽长比可以进一步做得更小，因此本实施例中由薄膜晶体管产生的寄生电容和负载也会相应减少；并且，本实施例中可以采用更细的栅线和数据线，从而可以提高像素的开口率。
本实施例还提供了一种薄膜晶体管阵列基板的制造方法，该制造方法包括以下步骤：
步骤31，在基板上沉积栅金属层，通过第一次构图工艺形成包括栅电极和栅线的图形。
这里，可以采用溅射工艺在基板上沉积栅金属层，通过光刻、刻蚀得到栅电极和栅线的图形。
步骤32，在经过所述第一次构图工艺处理的基板上形成栅绝缘层。
这里，可以将PMMA溶于氯仿溶液中，然后将溶有PMMA的氯仿溶液在经过所述第一次构图工艺处理的基板上旋涂成膜，然后放入真空烘箱中干燥，除去氯仿后得到栅绝缘层。现有技术中在形成栅极绝缘层通常是采用氮化硅材料，其工艺复杂并且所需设备成本高。通过比较可以看出，步骤32中所采用的旋涂成膜的工艺，其流程简单且所需设备成本较低，能够简化制造流程并降低生成成本。
步骤33，在形成有所述栅绝缘层的基板上依次沉积半导体层和欧姆接触层，通过第二次构图工艺形成包括半导体层和欧姆接触层的图形，其中，所述欧姆接触层的图形位于半导体层的图形之上，所述半导体层的材料为氧化锌。
这里，可以通过溅射或化学气象沉积方法沉积分别形成半导体层的ZnO薄膜和欧姆接触层的GaxZn1-xO薄膜，然后通过光刻、刻蚀得到半导体层和欧姆接触层的图形。
步骤34，在经过所述第二次构图工艺处理的基板上沉积源、漏金属薄膜，通过第三次构图工艺形成包括数据线、源电极、漏电极、薄膜晶体管沟道区域的图形，其中，所述源电极、漏电极位于所述欧姆接触层之上。
这里，通过溅射工艺沉积源、漏电极和数据线，然后通过光刻、刻蚀得到数据线、源电极、漏电极、薄膜晶体管沟道区域的图形。
步骤35，在经过所述第三次构图工艺处理的基板上沉积形成钝化层，通过第四次构图工艺形成钝化层图形。
这里，可以通过化学气象沉积形成钝化层，然后，通过光刻、刻蚀做出用于连接所述像素电极和漏电极的过孔。
步骤36，在经过所述第四次构图工艺处理的基板上沉积形成透明导电金属薄膜，通过第五次构图工艺形成像素电极的图形，所述像素电极位于所述栅线和数据线限定的像素区域内，且与所述漏电极连接。
这里，可以通过溅射工艺沉积像素电极，然后，通过光刻、刻蚀得到需要像素电极的图形，像素电极通过钝化层的过孔与漏极连接。
通过以上步骤，本实施例形成了图1和图2所示的薄膜晶体管阵列基板。并且，上述步骤32中是通过PMMA旋涂成膜的方式形成栅极绝缘层，相比于现有技术采用氮化硅材料的工艺流程，本实施例具有工艺流程简单，所需设备成本较低的优点。
最后，本发明还提供了一种液晶显示器，该液晶显示器，包括：
彩膜基板；
接合于所述彩膜基板的薄膜晶体管阵列基板；
夹设于所述彩膜基板和所述薄膜晶体管阵列基板之间的液晶层；
其中，所述薄膜晶体管阵列基板具体包括：
基板；
形成在所述基板上的栅线和栅电极；
形成在所述栅线和栅电极上并覆盖整个基板的栅绝缘层；
位于所述栅电极上方、且形成在所述栅绝缘层上的半导体层；
形成在所述半导体层上的源电极、漏电极和数据线，所述源电极和漏电极之间形成薄膜晶体管沟道区域；
在所述源电极、漏电极、裸露的栅绝缘层和半导体层上形成有钝化层；
在所述栅线和数据线限定的像素区域内设有像素电极，且所述像素电极形成在所述钝化层上，并与所述漏电极连接；
其中，所述半导体层的材料为氧化锌，所述半导体层与漏电极之间、以及半导体层与源电极之间还形成有欧姆接触层。
本发明的液晶显示器中，所述钝化层上设置有过孔，所述像素电极通过所述过孔，与所述漏电极连接。
本发明的液晶显示器中，所述栅绝缘层的材料为聚甲基丙烯酸甲酯，所述欧姆接触层的材料为GaxZn1-xO，其中0≤x≤1。
以上所述仅是本发明的实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种薄膜晶体管阵列基板，包括：半导体层和形成在所述半导体层上的源电极、漏电极，所述源电极和漏电极之间形成薄膜晶体管沟道区域；所述半导体层与漏电极之间、以及半导体层与源电极之间还形成有欧姆接触层，其特征在于所述半导体层的材料为氧化锌，所述欧姆接触层的材料为GaxZn1-xO。其中0≤x≤1。
2.如权利要求1所述的薄膜晶体管阵列基板，其特征在于，还包括栅线和栅电极，和用于隔离栅线、栅电极与半导体层的栅绝缘层；所述栅绝缘层的材料为聚甲基丙烯酸甲酯。
3.如权利要求2所述的薄膜晶体管阵列基板，其特征在于，还包括
基板；
所述的栅线和栅电极形成在基板上；
所述栅绝缘层形成在栅线和栅电极上并覆盖整个基板；
所述半导体层位于栅电极上方、且形成在所述栅绝缘层上；
在所述源电极、漏电极、裸露的栅绝缘层和半导体层上形成有钝化层；
在所述栅线和数据线限定的像素区域内设有像素电极，且所述像素电极形成在所述钝化层上，并与所述漏电极连接。
4.如权利要求3所述的薄膜晶体管阵列基板，其特征在于，
所述钝化层上设置有过孔，所述像素电极通过所述过孔，与所述漏电极连接。
5.一种薄膜晶体管阵列基板的制造方法，其特征在于，包括：
在基板上沉积栅金属层，通过第一次构图工艺形成包括栅电极和栅线的图形；
在经过所述第一次构图工艺处理的基板上形成栅绝缘层；
在形成有所述栅绝缘层的基板上依次沉积半导体层和欧姆接触层，通过第二次构图工艺形成包括半导体层和欧姆接触层的图形，其中，所述欧姆接触层的图形位于半导体层的图形之上，所述半导体层的材料为氧化锌，所述欧姆接触层的材料为GaxZn1-xO，其中0≤x≤1；
在经过所述第二次构图工艺处理的基板上沉积源、漏金属薄膜，通过第三次构图工艺形成包括数据线、源电极、漏电极、薄膜晶体管沟道区域的图形，其中，所述源电极、漏电极位于所述欧姆接触层之上；
在经过所述第三次构图工艺处理的基板上沉积形成钝化层，通过第四次构图工艺形成钝化层图形；
在经过所述第四次构图工艺处理的基板上沉积形成透明导电金属薄膜，通过第五次构图工艺形成像素电极的图形，所述像素电极位于所述栅线和数据线限定的像素区域内，且与所述漏电极连接。
6.如权利要求5所述的制造方法，其特征在于，
所述在经过所述第一次构图工艺处理的基板上形成栅绝缘层包括：
将溶解有聚甲基丙烯酸甲酯的氯仿溶液，在经过所述第一次构图工艺处理的基板上旋涂成膜；
将所述基板进行真空烘烤干燥处理，去除氯仿后形成所述栅绝缘层。
7.如权利要求5所述的制造方法，其特征在于，
所述通过第四次构图工艺形成钝化层图形包括：在所述钝化层上通过光刻、刻蚀形成用于连接所述像素电极和漏电极的过孔。
8.一种液晶显示器，包括：
彩膜基板；
接合于所述彩膜基板的薄膜晶体管阵列基板；
夹设于所述彩膜基板和所述薄膜晶体管阵列基板之间的液晶层；
其特征在于，所述薄膜晶体管阵列基板包括：
半导体层和形成在所述半导体层上的源电极、漏电极，所述源电极和漏电极之间形成薄膜晶体管沟道区域；所述半导体层与漏电极之间、以及半导体层与源电极之间还形成有欧姆接触层，其特征在于所述半导体层的材料为氧化锌，所述欧姆接触层的材料为GaxZn1-xO。
9.如权利要求8所述的液晶显示器，其特征在于，所述薄膜晶体管阵列基板包括栅线和栅电极，和用于隔离栅线、栅电极与半导体层的栅绝缘层；所述栅绝缘层的材料为聚甲基丙烯酸甲酯。
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