CN103199094B - Tft-lcd阵列基板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种TFT-LCD阵列基板，包括形成在基板上的扫描线和数据线，所述扫描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，所述的薄膜晶体管包括与扫描线相连接的栅极、与数据线相连接的源极、与像素电极相连接的漏极以及源电极和漏电极之间形成的薄膜晶体管的半导体层；所述像素区域内还形成有与所述像素电极一起构成存储电容的存储电极，所述的存储电极和所述的薄膜晶体管的半导体层为透明材质的IGZO。其中，对所述的存储电极和所述的薄膜晶体管的半导体层进行离子注入处理，并在同一制程中完成。通过本发明方案，在不增加光罩制程以及材料的情况下，达成利用IGZO作为透明存储电极的目标，大幅提升像素的开口率，符合产业针对画质的需求。

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（ThinFilmTransistorLiquidCrystalDisplay，简称TFT-LCD）具有体积小、功耗低、无辐射等特点，近年来得到了迅速的发展。

随着顾客对显示品质的要求越来越高，液晶显示器之分辨率持续提升，但环保节能的需求亦提升，为了符合当前的趋势，需要提升显示器的开口率。而2010年9月1日公开的CN101819361A的技术方案是通过在像素区域内形成由透明导电薄膜构成的存储电极，形成存储电容在透明的存储电极上的结构，即存储电极为透明的ITO材质。通过使用透明的ITO材质，既可以保证充足的存储电容余量，又不会遮挡像素区域，有效提高显示器的像素的开口率和显示亮度，从整体上提高了TFT-LCD的显示质量。但TFT-LCD阵列基板的制程中额外地增加了一道透明电极的制程，制作工艺复杂需要增加光罩数量与耗用材料。成本较高。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种TFT-LCD阵列基板及其制造方法，在达到提升显示器的像素的开口率和显示亮度的同时，还具有制程简单和成本降低优点。

技术方案：为了达到上述目的，本发明提供了一种TFT-LCD阵列基板，包括形成在基板上的扫描线和数据线，所述扫描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，所述的薄膜晶体管包括与扫描线相连接的栅极、与数据线相连接的源极、与像素电极相连接的漏极以及源极和漏极之间形成的薄膜晶体管的半导体层；所述像素区域内还形成有与所述像素电极一起构成存储电容的存储电极，所述的存储电极和所述的薄膜晶体管的半导体层为透明材质的IGZO。

进一步，对所述的存储电极和所述的薄膜晶体管的半导体层进行离子注入处理；

进一步，所述的存储电极和所述的薄膜晶体管的半导体层在同一制程中完成；

进一步，所述的像素区域还设有使相邻像素区域内的存储电极相互连接的连接电极。

本发明还给出了一种TFT-LCD阵列基板的制造方法，包括如下步骤：

步骤1、在基板上形成栅极和扫描线,栅极与扫描线相连接；并在经过上述处理的基板上沉积绝缘层;

步骤2、在经过所述步骤1处理的所述基板上，制作半导体层和存储电极以及连接电极，各像素间的存储电极通过连接电极相连接；

步骤3、在经过所述步骤2处理的所述基板上，在半导体层和存储电极上分别形成保护层，并利用离子注入或真空退火制程让无保护层处的半导体层和存储电极具备导体特性；

步骤4、在经过所述步骤3处理的所述基板上，形成源极、漏极和数据线；

步骤5、在经过所述步骤4处理的所述基板上，沉积保护层，保护层形成在数据线、源极、漏极、保护层以及存储电极上并覆盖整个基板；并在漏极的上方开保护层过孔；

步骤6、在经过所述步骤5处理的所述基板上，形成像素电极，像素电极通过保护层过孔与漏极相连接。

本发明还给出了另一种TFT-LCD阵列基板的制造方法，包括如下步骤：

步骤1、在基板上制作半导体层和存储电极以及连接电极，各像素间的存储电极通过连接电极相连接；

步骤2、在经过所述步骤1处理的所述基板上，在半导体层上形成绝缘层，并利用例子注入或真空退火制程让无保护层处的半导体层和存储电极具备导体特性；使半导体层形成了TFT的半导体层、TFT的源极和TFT的漏极；

步骤3、在经过所述步骤2处理的所述基板上，形成栅极和扫描线,栅极与扫描线相连接；

步骤4、在经过所述步骤3处理的所述基板上，沉积保护层并覆盖整个基板，并在保护层上制作数据线；

步骤5、在经过所述步骤4处理的所述基板上，沉积保护层，保护层形成在数据线上，并覆盖整个基板；并在数据线的上方开保护层过孔、源极的上方开保护层过孔、漏极的上方开保护层过孔；

步骤6、在经过所述步骤5处理的所述基板上，形成像素电极；像素电极通过保护层过孔与漏极连接、数据线与源极相连接。

有益效果：本发明的方案是利用IGZO氧化物半导体制程的控制，可以分别形成可作为TFT半导体层以及作为透明存储电极的IGZO层，在不增加光罩制程以及材料的情况下，达成利用IGZO作为透明存储电极的目标，大幅提升像素的开口率，符合产业针对画质以及节能省电的需求。

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阵列基板制作方法第一实施中的步骤1的平面图；

图4为图3中A1-A1向的剖面图；

图5为本发明TFT-LCD阵列基板制作方法第一实施中的步骤2的平面图；

图6为图5中A1-A1向的剖面图；

图7为本发明TFT-LCD阵列基板制作方法第一实施中的步骤3的平面图；

图8为图7中A1-A1向的剖面图；

图9为本发明TFT-LCD阵列基板制作方法第一实施中的步骤4的平面图；

图10为图9中A1-A1向的剖面图；

图11为本发明TFT-LCD阵列基板制作方法第一实施中的步骤5的平面图；

图12为图11中A1-A1向的剖面图；

图13为本发明TFT-LCD阵列基板制作方法第二实施中的步骤1的平面图；

图14为图13中B1-B1向的剖面图；

图15为本发明TFT-LCD阵列基板制作方法第二实施中的步骤2的平面图；

图16为图15中B1-B1向的剖面图；

图17为本发明TFT-LCD阵列基板制作方法第二实施中的步骤3的平面图；

图18为图17中B1-B1向的剖面图；

图19为本发明TFT-LCD阵列基板制作方法第二实施中的步骤4的平面图；

图20为图19中B1-B1向的剖面图；

图21为本发明TFT-LCD阵列基板制作方法第二实施中的步骤5的平面图；

图22为图21中B1-B1向的剖面图；

图23为本发明TFT-LCD阵列基板制作方法第二实施中的步骤6的平面图；

图24为图23中B1-B1向的剖面图；

图中100、基板，10、扫描线，20、数据线，4、像素电极，8、存储电极，1、栅极，2、源极，3、漏极，81、连接电极，6、601、半导体层，5、栅绝缘层，7、71、保护层，31、21、201、保护层过孔，4、像素电极，9、保护层。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

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～图2所示，本发明TFT-LCD阵列基板的主要结构包括形成在基板100上的扫描线10、数据线20、像素电极4、TFT(薄膜晶体管)和存储电极8。相互交叉的扫描线10和数据线20定义了像素区域，薄膜晶体管和像素电极4形成在像素区域内。其中，TFT包括栅极1、源极2、漏极3和透明材质的半导体层。栅极1与扫描线10相电性连接，源极2与数据线电性连接，漏极3与像素电极4相连接，源极和漏极之间形成的薄膜晶体管的半导体层。扫描线10用于向薄膜晶体管开启信号，数据线20用于向像素电极提供数据信号，透明材质的存储电极8和像素电极4一起构成存储电容。其中透明材质的存储电极8和TFT的半导体层采用透明的IGZO，形成在像素区域内，相邻的存储电极8通过连接电极81连接。

具体地，本发明TFT-LCD阵列基板包括形成在基板100上的扫描线10和栅极1，栅绝缘层5形成在栅极1和扫描线10上并覆盖整个基板100，半导体层6形成在栅绝缘层5上并位于栅极1的上方；同时在栅绝缘层5上形成存储电极8和连接电极81；在半导体层6上和存储电极8形成保护层7和保护层71，并进行离子注入，使未被保护层7保护的半导体层6、存储电极8和连接电极81更具有导体特性；源极2和漏极3形成在半导体层6上，同时数据线20形成在保护层71上；源极2的一端位于栅极1的上方，另一端与数据线20相连接；漏极3的一端位于栅极1的上方，另一端通过保护层9上开设的保护层过孔31与像素电极4连接。保护层9形成在数据线20、源极2、漏极3、保护层7、保护层71以及存储电极8上并覆盖整个基板100。在漏极3的位置开设有使漏与像素电极4连接的保护层过孔31，像素电极4形成在保护层9上。

本实施例给出的TFT-LCD阵列基板为顶栅结构的阵列基板，无论TFT-LCD阵列基板是顶栅结构还是底栅结构，都被保护在本专利的范围内。

在本发明的实施例中还提供了一种制造上述TFT-LCD阵列基板的制造方法。下面结合图3～图12来详细介绍TFT阵列基板的制造方法。该制造方法，包括：

步骤1、在基板上沉积栅金属层，在所述栅金属层上通过光刻工艺形成栅极1和扫描线10,栅极1与扫描线10相连接；并在经过上述处理的基板上沉积绝缘层5;

步骤2、在经过所述步骤1处理的所述基板上，制作半导体层6和存储电极8以及连接电极81，各像素间的存储电极8通过连接电极81相连接。其中，半导体层6、存储电极8以及连接电极81为IGZO；

步骤3、在经过所述步骤2处理的所述基板上，在半导体层6和存储电极8上分别形成保护层7和保护层71，并利用离子注入或真空退火制程让无保护层处的半导体层和存储电极8具备导体特性；

步骤4、在经过所述步骤3处理的所述基板上，沉积源电极层和漏电极层，在所述源电极层和所述漏电极层分别通过光刻工艺形成源极2、漏极3和数据线20；其中，源极和漏极的材料可以选用Cr、W、Ti、Ta、Mo、Al、Cu等金属中的任意一种或多种；

步骤5、在经过所述步骤4处理的所述基板上，沉积保护层9，保护层9形成在数据线20、源极2、漏极3、保护层7、保护层71以及存储电极8上并覆盖整个基板；并在漏极3的上方开保护层过孔31；

步骤6、在经过所述步骤5处理的所述基板上，沉积像素电极导电层，过光刻工艺形成像素电极4，像素电极4通过保护层过孔31与漏极3相连接，最终形成的平面图如图1～图2所示。

通过以上步骤的实施，透明材质IGZO的存储电极8与像素电极4一起构成了存储电容，因存储电容为透明材质，有效的大幅提升像素的开口率。

在本发明的实施例中还提供了另一种制造上述TFT-LCD阵列基板的制造方法。下面结合图13～图24来详细介绍TFT阵列基板的制造方法。该制造方法，包括：

步骤1、在基板100上制作半导体层6和存储电极8以及连接电极81，各像素间的存储电极8通过连接电极81相连接，其中，半导体层6、存储电极8以及连接电极81为IGZO；

步骤2、在经过所述步骤1处理的所述基板上，在半导体层6上形成绝缘层5，并利用例子注入或真空退火制程让无保护层处的半导体层和存储电极8具备导体特性；使半导体层6形成了TFT的半导体层601、TFT的源极2和TFT的漏极3；

步骤3、在经过所述步骤2处理的所述基板上，沉积栅金属层，在所述栅金属层上通过光刻工艺形成栅极1和扫描线10,栅极1与扫描线10相连接；

步骤4、在经过所述步骤3处理的所述基板上，沉积保护层7并覆盖整个基板，并在保护层7上制作数据线20；

步骤5、在经过所述步骤4处理的所述基板上，沉积保护层9，保护层9形成在数据线20上，并覆盖整个基板；并在数据线20的上方开保护层过孔201、源极2的上方开保护层过孔21、漏极3的上方开保护层过孔31；

步骤6、在经过所述步骤5处理的所述基板上，沉积像素电极导电层，通过光刻工艺形成像素电极4；使像素电极4通过保护层过孔31与漏极相连接；数据线20通过保护层过孔201和保护层过孔21与源极2相连接。

通过本实施例的实施，也同样达到了提升像素的开口率的目的。

Claims (1)

1.一种TFT-LCD阵列基板的制造方法，其特征在于：包括，

步骤1、在基板上制作半导体层和存储电极以及连接电极，各像素间的存储电极通过连接电极相连接；半导体层、存储电极以及连接电极为IGZO；

步骤2、在经过所述步骤1处理的所述基板上，在半导体层上形成绝缘层，并利用离子注入制程让无绝缘层处的半导体层和存储电极具备导体特性；使半导体层形成了TFT的半导体层、TFT的源极和TFT的漏极；

步骤3、在经过所述步骤2处理的所述基板上，形成栅极和扫描线,栅极与扫描线相连接；

步骤4、在经过所述步骤3处理的所述基板上，沉积保护层并覆盖整个基板，并在保护层上制作数据线；

步骤5、在经过所述步骤4处理的所述基板上，沉积保护层，保护层形成在数据线上，并覆盖整个基板；并在数据线的上方开保护层过孔、源极的上方开保护层过孔、漏极的上方开保护层过孔；

步骤6、在经过所述步骤5处理的所述基板上，形成像素电极；像素电极通过保护层过孔与漏极连接、数据线与源极相连接。