CN103295962A - 阵列基板及其制作方法，显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及显示技术领域，公开了一种阵列基板制作方法，包括步骤：在基板上同一层形成包括驱动薄膜晶体管的有源层、开关薄膜晶体管的有源层及像素电极的图形；形成包括栅绝缘层、驱动薄膜晶体管的栅极及开关薄膜晶体管的栅极的图形；对驱动薄膜晶体管的有源层进行掺杂；形成包括绝缘间隔层、位于所述绝缘间隔层上的过孔及像素电极凹槽的图形，所述像素电极凹槽使像素电极图形暴露出来；形成包括驱动薄膜晶体管的源极、漏极的图形，及开关薄膜晶体管的源极、漏极的图形，使驱动薄膜晶体管的漏极连接所述像素电极；形成包括像素电极定义层的图形。本发明减少了制作过程的中的Mask工序，节省了工艺流程和制作成本。

Description

阵列基板及其制作方法,显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种阵列基板及其制作方法，显示装置。
背景技术
互补金属氧化物半导体（CMOS，Complementary Metal OxideSemiconductor）由P型沟道金属氧化物半导体（PMOS，Positive channelMetal Oxide Semiconductor）和N型沟道金属氧化物半导体（NMOS，Negative channel-Metal-Oxide-Semiconductor）共同构成。
目前一般都采用低温多晶硅（LTPS，Low TemperaturePoly-silicon）技术制备CMOS电路中PMOS区域和NMOS区域的半导体层，如图1所示，为了形成PMOS和NMOS电路的阵列基板，该阵列基板由下至上依次包括：基板101、有源层（PMOS管有源层102和NMOS管有源层102′）、栅绝缘层103、栅极（PMOS管的栅极104和NMOS管的栅极104′）、绝缘间隔层105（包括其上的过孔）、源漏电极（PMOS管的源漏极106和NMOS管的源漏极106′）、钝化层107、平坦层108、像素电极109及像素电极定义层110。利用低温多晶硅工艺制作该阵列基板需要使用5次以上的涂布工序及11个光掩膜板（Mask），11个光掩膜板的工序如下：
1)有源层Mask；
2)栅极（栅线）Mask；
3)P+掺杂Mask；
4)N+掺杂Mask；
5)LDD（Lightly dopped drain）掺杂Mask；
6)过孔Mask；
7)源漏电极Mask；
8)钝化层Mask；
9)平坦层Mask；
10)像素电极（阳极）Mask；
11)像素定义层（Pixel Define Layer，PDL）Mask；
上述制作过程存在工序复杂，设备投资费用及制造费用高的缺点。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：如何实现工序简单的内置COMS电路的阵列基板。
（二）技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供了一种阵列基板制作方法，包括步骤：
S1：在基板上同一层形成包括驱动薄膜晶体管的有源层的图形、开关薄膜晶体管的有源层的图形及像素电极的图形；
S2:在完成S1步骤的基板上形成包括栅绝缘层的图形、驱动薄膜晶体管的栅极的图形及开关薄膜晶体管的栅极的图形；
S3：在完成S2步骤的基板上对驱动薄膜晶体管的有源层进行掺杂；
S4：在完成S3步骤的基板上形成包括绝缘间隔层、位于所述绝缘间隔层上的过孔及像素电极凹槽的图形，所述像素电极凹槽使像素电极图形暴露出来；
S5：在完成步骤S4的基板上形成包括驱动薄膜晶体管的源极、漏极的图形，及开关薄膜晶体管的源极、漏极的图形，使驱动薄膜晶体管的漏极连接所述像素电极；
S6：在完成步骤S5的基板上形成包括像素电极定义层的图形。
其中，所述在基板上同一层形成包括驱动薄膜晶体管的有源层、开关薄膜晶体管的有源层及像素电极的图形的步骤具体包括：
形成非晶硅薄膜，并对所述非晶硅薄膜进行结晶化，使形成多晶硅薄膜；
对所述多晶硅薄膜通过构图工艺形成所述驱动薄膜晶体管的有源层的图形；
形成透明导电薄膜，通过构图工艺形成所述像素电极的图形；
形成金属氧化物半导体薄膜，通过构图工艺形成所述开关薄膜晶体管的有源层的图形，且使得驱动薄膜晶体管的有源层、开关薄膜晶体管的有源层及像素电极位于同一层。
其中，所述在基板上同一层形成包括驱动薄膜晶体管的有源层、开关薄膜晶体管的有源层及像素电极的图形的步骤具体包括：
形成非晶硅薄膜，并对所述非晶硅薄膜进行结晶化，使形成多晶硅薄膜；
对所述多晶硅薄膜通过构图工艺形成所述驱动薄膜晶体管的有源层的图形；
形成金属氧化物半导体薄膜，通过构图工艺形成所述开关薄膜晶体管的有源层及像素电极的图形，且使得驱动薄膜晶体管的有源层、开关薄膜晶体管的有源层及像素电极位于同一层。
其中，所述半导体薄膜为IGZO、ZnO、IZO、ITZO或HIZO薄膜。
其中，形成包括栅绝缘层、驱动薄膜晶体管的栅极及开关薄膜晶体管的栅极的图形的步骤具体包括：
形成栅绝缘薄膜作为所述栅绝缘层；
在所述栅绝缘层上形成栅金属薄膜，通过构图工艺在对应驱动薄膜晶体管的有源层图形和开关薄膜晶体管的有源层图形的区域分别形成所述驱动薄膜晶体管的栅极的图形及开关薄膜晶体管的栅极的图形。
其中，对驱动薄膜晶体管的有源层进行掺杂的步骤具体包括：
涂覆光刻胶，通过掩膜板对所述光刻胶曝光显影，使保留开关薄膜晶体管的有源层图形区域和像素电极图形区域的光刻胶，显影掉驱动薄膜晶体管的有源层图形区域的光刻胶，暴露出驱动薄膜晶体管的有源层图形；
对驱动薄膜晶体管的有源层进行掺杂处理，掺杂完成后剥离保留的光刻胶。
其中，形成包括绝缘间隔层、位于所述绝缘间隔层上的过孔及像素电极凹槽的图形，所述像素电极凹槽使像素电极图形暴露出来的步骤包括：
形成绝缘薄膜，以形成绝缘间隔层；
通过构图工艺在驱动薄膜晶体管的有源层图形与待形成的驱动薄膜晶体管的源极连接的区域形成穿过所述绝缘间隔层和栅绝缘层的第一过孔；在驱动薄膜晶体管的有源层图形与待形成的驱动薄膜晶体管的漏极连接的区域形成穿过所述绝缘间隔层和栅绝缘层的第二过孔；在开关薄膜晶体管的有源层图形与待形成的开关薄膜晶体管的源极连接的区域形成穿过所述绝缘间隔层和栅绝缘层的第三过孔；在开关薄膜晶体管的有源层图形与待形成的开关薄膜晶体管的漏极连接的区域形成穿过所述绝缘间隔层和栅绝缘层的第四过孔；在像素电极的图形区域形成穿过所述绝缘间隔层和栅绝缘层的像素电极凹槽。
其中，形成包括驱动薄膜晶体管的源极、漏极的图形，及开关薄膜晶体管的源极、漏极的图形，使驱动薄膜晶体管的漏极连接所述像素电极的步骤具体包括：
形成源漏金属薄膜，通过构图工艺形成驱动薄膜晶体管的源极、漏极的图形，及开关薄膜晶体管的源极、漏极的图形，且使驱动薄膜晶体管的漏极连接所述像素电极。
其中，形成包括像素电极定义层的图形的步骤具体包括：
形成绝缘薄膜，通过构图工艺形成像素电极定义层的图形，使其覆盖除暴露出的像素电极图形区域以外的区域。
本发明还提供了一种阵列基板，包括：位于基板上的驱动薄膜晶体管、开关薄膜晶体管及像素电极，所述开关薄膜晶体管的漏极连接所述驱动薄膜晶体管的源极，所述驱动薄膜晶体管的漏极连接所述像素电极，所述像素电极与所述驱动薄膜晶体管的有源层和开关薄膜晶体管的有源层均位于同一层。
其中，所述驱动薄膜晶体管为多晶硅薄膜晶体管。
其中，所述开关薄膜晶体管为金属氧化物薄膜晶体管。
其中，所述开关薄膜晶体管为金属氧化物薄膜晶体管，所述像素电极与所述金属氧化物薄膜晶体管的有源层为同种材料制成。
本发明还提供了一种显示装置，包括上述任一项所述的阵列基板。
（三）有益效果
本发明的阵列基板制作方法中，使像素电极与驱动薄膜晶体管和开关薄膜晶体管的有源层同层形成，从而减少了制作过程的中的Mask工序，节省了工艺流程和制作成本。
附图说明
图1是现有技术中的一种阵列基板的结构示意图；
图2是本发明实施例的阵列基板制作方法中在基板上形成驱动薄膜晶体管的有源层的结构示意图；
图3是本发明实施例的阵列基板制作方法中在基板上形成驱动薄膜晶体管的有源层、开关薄膜晶体管的有源层及像素电极图形的结构示意图；
图4是本发明实施例的阵列基板制作方法中在基板上形成栅绝缘层及栅极图形的结构示意图；
图5是本发明实施例的阵列基板制作方法中对驱动薄膜晶体管的有源层进行掺杂的示意图；
图6是本发明实施例的阵列基板制作方法中在基板上形成绝缘间隔层、过孔及像素电极凹槽的图形的结构示意图；
图7是本发明实施例的阵列基板制作方法中在基板上形成驱动薄膜晶体管的源漏极和开关薄膜晶体管的源漏极的图形的结构示意图；
图8是本发明实施例的阵列基板制作方法制作的阵列基板的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
为节省阵列基板的制作工序，本实施例的阵列基板制作方法如下，包括：
步骤一：在基板201上同一层形成包括驱动薄膜晶体管的有源层102、开关薄膜晶体管的有源层及像素电极的图形，该步骤具体包括：
如图2所示，在基板201上形成（可采用沉积、涂敷、溅射等多种方式形成）非晶硅（a-Si）薄膜，并采用u-结晶化（u-crystallization）、激光退火（Laser Annealing）、金属诱导晶化（metalinducedcrystallization，MIC）、金属诱导横向结晶或连续粒状结晶硅等方式对a-Si薄膜进行结晶化，使形成多晶硅薄膜。对多晶硅薄膜通过构图工艺（光刻胶涂敷、曝光、显影、刻蚀、光刻胶剥离等工艺）形成驱动薄膜晶体管的有源层202的图形，即驱动薄膜晶体管有源层202为多晶硅材料。其中，驱动薄膜晶体管可以是PMOS管。
如图3所示，接下来在驱动薄膜晶体管的有源层202的同一层形成开关薄膜晶体管的有源层203和像素电极204。形成开关薄膜晶体管的有源层203和像素电极204可以有两种方式：
方式1、形成透明导电薄膜，通过构图工艺形成像素电极204的图形。形成金属氧化物半导体薄膜，通过构图工艺形成开关薄膜晶体管的有源层203的图形，且使得驱动薄膜晶体管的有源层202、开关薄膜晶体管的有源层203及像素电极204位于同一层。
方式2、形成金属氧化物半导体薄膜（如：IGZO、ZnO、IZO、ITZO及HIZO薄膜），通过构图工艺形成开关薄膜晶体管的有源层203及像素电极204的图形，即像素电极204和开关薄膜晶体管的有源层203采用同种材料制作。且使得驱动薄膜晶体管的有源层202、开关薄膜晶体管的有源层203及像素电极204位于同一层。方式2相对于方式1减少一次Mask的使用，更加节省工序。其中，开关薄膜晶体管可以是NMOS管。
步骤二：如图4所示，形成包括栅绝缘层205、驱动薄膜晶体管的栅极206及开关薄膜晶体管的栅极207的图形。该步骤具体包括：
形成栅绝缘薄膜作为所述栅绝缘层205。在栅绝缘层205上形成栅金属薄膜，通过构图工艺在对应驱动薄膜晶体管的有源层202图形和开关薄膜晶体管的有源层203图形的区域分别形成驱动薄膜晶体管的栅极206及开关薄膜晶体管的栅极207的图形。
步骤三：对驱动薄膜晶体管的有源层202进行掺杂，该步骤具体包括：
涂覆光刻胶300，通过掩膜板对光刻胶300曝光显影，使保留开关薄膜晶体管的有源层203的图形区域和像素电极204的图形区域的光刻胶300，显影掉驱动薄膜晶体管的有源层202的图形区域的光刻胶300，暴露出驱动薄膜晶体管的有源层202的图形。如图5所示，采用光刻胶300挡住开关薄膜晶体管的有源层203图形区域和像素电极204的图形区域，且有源层202上方的栅极206阻挡一部分有源层202的区域。掺杂时，对驱动薄膜晶体管的有源层202未被栅极206阻挡的区域进行掺杂处理，掺杂完成后剥离保留的光刻胶300。形成掺杂后的驱动薄膜晶体管的有源层202。若驱动薄膜晶体管为PMOS管，则进行P+掺杂处理。
步骤四：形成包括绝缘间隔层208、位于该绝缘间隔层208上的过孔及像素电极凹槽800的图形，像素电极凹槽800使像素电极204的图形暴露出来。该步骤处理完成后的基板如图6所示，具体包括：
形成绝缘薄膜，以形成绝缘间隔层208。通过构图工艺在驱动薄膜晶体管的有源层202的图形与待形成的驱动薄膜晶体管的源极连接的区域形成穿过绝缘间隔层208和栅绝缘层205的第一过孔400；在驱动薄膜晶体管的有源层202的图形与待形成的驱动薄膜晶体管的漏极连接的区域形成穿过绝缘间隔层208和栅绝缘层205的第二过孔500；在开关薄膜晶体管的有源层203的图形与待形成的开关薄膜晶体管的源极连接的区域形成穿过绝缘间隔层208和栅绝缘层205的第三过孔600；在开关薄膜晶体管的有源层203的图形与待形成的开关薄膜晶体管的漏极连接的区域形成穿过所述绝缘间隔层208和栅绝缘层205的第四过孔700；在像素电极204的图形区域形成穿过绝缘间隔层208和栅绝缘层205的像素电极凹槽800。
步骤五：形成包括驱动薄膜晶体管的源极209、漏极209′的图形，及开关薄膜晶体管的源极210、漏极210′的图形，使驱动薄膜晶体管的漏极209′连接像素电极204。如图7所示，形成源漏金属薄膜，通过构图工艺形成驱动薄膜晶体管的源极209、漏极209′的图形，及开关薄膜晶体管的源极210、漏极210′的图形，且使驱动薄膜晶体管的漏极209′连接像素电极204。
步骤六：形成包括像素电极定义层211的图形。该步骤具体包括：形成绝缘薄膜，该绝缘薄膜可以为树脂。如图8所示，通过构图工艺形成像素电极定义层211的图形，使其覆盖除暴露出的像素电极204的图形区域A以外的区域。暴露出的像素电极204可作为后续形成的OLED的阳极。
上述阵列基板的制作方法将像素电极制作在与驱动薄膜晶体和开关薄膜晶体管的有源层的同一层，只需要8次Mask工艺，进一步地，像素电极可以和开关薄膜晶体管的有源层采用同种材料且同时制作，其制作工序可减少到7次Mask。从而减少了制作过程的中的Mask工序，节省了工艺流程和制作成本。
另外，开关薄膜晶体管采用金属氧化物半导体材料制作，即开关薄膜晶体管为氧化物薄膜晶体管。在制造CMOS阵列的显示面板时，在基板的显示区域利用金属氧化物半导体形成开关薄膜晶体管，栅极驱动移位寄存器（GOA）以及等周边区域的薄膜晶体管利用低温多晶硅（LTPS）工艺形成CMOS，因此在利用LTPS工艺形成的驱动薄膜晶体管的情况下，仅仅存在于周边区域。用于制备驱动薄膜晶体管而使用的激光退火（Laser annealing）工艺仅需要结晶化栅极驱动移位寄存器（GOA）区域以及周边区域，而非阵列基板的全部区域，因此能够减少结晶化时的工艺节拍时间（Tact Time），能够延长激光（LaserTube）的寿命，从而具有减少制造费用的效果。
本发明还提供了一种采用上述方法制作的阵列基板，如图8所示，由下至上包括：基板201、驱动薄膜晶体管有源层202、开关薄膜晶体管有源层203、像素电极204、栅绝缘层205、栅极（驱动薄膜晶体管的栅极206和开关薄膜晶体管的栅极207）、绝缘间隔层208（包括其上的过孔）、源漏电极（驱动薄膜晶体管的源极209、漏极209′和开关薄膜晶体管的源极210、漏极210′）及像素电极定义层211。开关薄膜晶体管的漏极210′连接驱动薄膜晶体管的源极209，驱动薄膜晶体管的漏极209′连接像素电极204。像素电极204与驱动薄膜晶体管的有源层202及开关薄膜晶体管的有源层203均位于同一层。
其中，PMOS管为LTPS薄膜晶体管，NMOS管为氧化物薄膜晶体管。像素电极204与氧化物薄膜晶体管的有源层为同种材料制成。
本发明还提供了一种显示装置，包括上述任一项所述的阵列基板。该显示装置可以为：液晶面板、电子纸、OLED面板、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (14)

1.一种阵列基板制作方法，其特征在于，包括步骤：
S1：在基板上同一层形成包括驱动薄膜晶体管的有源层的图形、开关薄膜晶体管的有源层的图形及像素电极的图形；
S2:在完成S1步骤的基板上形成包括栅绝缘层的图形、驱动薄膜晶体管的栅极的图形及开关薄膜晶体管的栅极的图形；
S3：在完成S2步骤的基板上对驱动薄膜晶体管的有源层进行掺杂；
S4：在完成S3步骤的基板上形成包括绝缘间隔层、位于所述绝缘间隔层上的过孔及像素电极凹槽的图形，所述像素电极凹槽使像素电极图形暴露出来；
S5：在完成步骤S4的基板上形成包括驱动薄膜晶体管的源极、漏极的图形，及开关薄膜晶体管的源极、漏极的图形，使驱动薄膜晶体管的漏极连接所述像素电极；
S6：在完成步骤S5的基板上形成包括像素电极定义层的图形。
2.如权利要求1所述的阵列基板制作方法，其特征在于，所述在基板上同一层形成包括驱动薄膜晶体管的有源层、开关薄膜晶体管的有源层及像素电极的图形的步骤具体包括：
形成非晶硅薄膜，并对所述非晶硅薄膜进行结晶化，使形成多晶硅薄膜；
对所述多晶硅薄膜通过构图工艺形成所述驱动薄膜晶体管的有源层的图形；
形成透明导电薄膜，通过构图工艺形成所述像素电极的图形；
形成金属氧化物半导体薄膜，通过构图工艺形成所述开关薄膜晶体管的有源层的图形，且使得驱动薄膜晶体管的有源层、开关薄膜晶体管的有源层及像素电极位于同一层。
3.如权利要求1所述的阵列基板制作方法，其特征在于，所述在基板上同一层形成包括驱动薄膜晶体管的有源层、开关薄膜晶体管的有源层及像素电极的图形的步骤具体包括：
形成非晶硅薄膜，并对所述非晶硅薄膜进行结晶化，使形成多晶硅薄膜；
对所述多晶硅薄膜通过构图工艺形成所述驱动薄膜晶体管的有源层的图形；
形成金属氧化物半导体薄膜，通过构图工艺形成所述开关薄膜晶体管的有源层及像素电极的图形，且使得驱动薄膜晶体管的有源层、开关薄膜晶体管的有源层及像素电极位于同一层。
4.如权利要求3所述的阵列基板制作方法，其特征在于，所述半导体薄膜为IGZO、ZnO、IZO、ITZO或HIZO薄膜。
5.如权利要求1所述的阵列基板制作方法，其特征在于，形成包括栅绝缘层、驱动薄膜晶体管的栅极及开关薄膜晶体管的栅极的图形的步骤具体包括：
形成栅绝缘薄膜作为所述栅绝缘层；
在所述栅绝缘层上形成栅金属薄膜，通过构图工艺在对应驱动薄膜晶体管的有源层图形和开关薄膜晶体管的有源层图形的区域分别形成所述驱动薄膜晶体管的栅极的图形及开关薄膜晶体管的栅极的图形。
6.如权利要求1所述的阵列基板制作方法，其特征在于，对驱动薄膜晶体管的有源层进行掺杂的步骤具体包括：
涂覆光刻胶，通过掩膜板对所述光刻胶曝光显影，使保留开关薄膜晶体管的有源层图形区域和像素电极图形区域的光刻胶，显影掉驱动薄膜晶体管的有源层图形区域的光刻胶，暴露出驱动薄膜晶体管的有源层图形；
对驱动薄膜晶体管的有源层进行掺杂处理，掺杂完成后剥离保留的光刻胶。
7.如权利要求1所述的阵列基板制作方法，其特征在于，形成包括绝缘间隔层、位于所述绝缘间隔层上的过孔及像素电极凹槽的图形，所述像素电极凹槽使像素电极图形暴露出来的步骤包括：
形成绝缘薄膜，以形成绝缘间隔层；
通过构图工艺在驱动薄膜晶体管的有源层图形与待形成的驱动薄膜晶体管的源极连接的区域形成穿过所述绝缘间隔层和栅绝缘层的第一过孔；在驱动薄膜晶体管的有源层图形与待形成的驱动薄膜晶体管的漏极连接的区域形成穿过所述绝缘间隔层和栅绝缘层的第二过孔；在开关薄膜晶体管的有源层图形与待形成的开关薄膜晶体管的源极连接的区域形成穿过所述绝缘间隔层和栅绝缘层的第三过孔；在开关薄膜晶体管的有源层图形与待形成的开关薄膜晶体管的漏极连接的区域形成穿过所述绝缘间隔层和栅绝缘层的第四过孔；在像素电极的图形区域形成穿过所述绝缘间隔层和栅绝缘层的像素电极凹槽。
8.如权利要求1所述的阵列基板制作方法，其特征在于，形成包括驱动薄膜晶体管的源极、漏极的图形，及开关薄膜晶体管的源极、漏极的图形，使驱动薄膜晶体管的漏极连接所述像素电极的步骤具体包括：
形成源漏金属薄膜，通过构图工艺形成驱动薄膜晶体管的源极、漏极的图形，及开关薄膜晶体管的源极、漏极的图形，且使驱动薄膜晶体管的漏极连接所述像素电极。
9.如权利要求1所述的阵列基板制作方法，其特征在于，形成包括像素电极定义层的图形的步骤具体包括：
形成绝缘薄膜，通过构图工艺形成像素电极定义层的图形，使其覆盖除暴露出的像素电极图形区域以外的区域。
10.一种阵列基板，包括：位于基板上的驱动薄膜晶体管、开关薄膜晶体管及像素电极，所述开关薄膜晶体管的漏极连接所述驱动薄膜晶体管的源极，所述驱动薄膜晶体管的漏极连接所述像素电极，其特征在于，所述像素电极与所述驱动薄膜晶体管的有源层和开关薄膜晶体管的有源层均位于同一层。
11.如权利要求10所述的阵列基板，其特征在于，所述驱动薄膜晶体管为多晶硅薄膜晶体管。
12.如权利要求10或11所述的阵列基板，其特征在于，所述开关薄膜晶体管为金属氧化物薄膜晶体管。
13.如权利要求10或11所述的阵列基板，其特征在于，所述开关薄膜晶体管为金属氧化物薄膜晶体管，所述像素电极与所述金属氧化物薄膜晶体管的有源层为同种材料制成。
14.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求10～13中任一项所述的阵列基板。
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