CN103985713B - Tft阵列基板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了TFT阵列基板及其制造方法。所述TFT阵列基板，包括多个像素结构，所述像素结构包括TFT和像素电极，所述TFT包括半导体有源层；所述半导体有源层和像素电极由同一半导体层形成，所述半导体层为透明金属氧化物半导体，所述像素电极的方块电阻小于所述半导体有源层的方块电阻。因为半导体有源层和像素电极由同一半导体层形成，可以采用一次光刻形成，总工艺减少了一次光刻，缩短了工艺流程，缩短了生产周期，从而降低了生产成本。另外，所述TFT的半导体有源层材料为透明金属氧化物半导体，可以有效提高TFT的电子迁移率。
Description
技术领域
本发明涉及一种平板显示器，特别涉及一种TFT阵列基板、液晶显示器及TFT阵列基板的制造方法。
背景技术
通常，液晶显示器包括彩膜基板、阵列基板以及填充于所述彩膜基板和阵列基板之间的液晶。在彩膜基板上和/或阵列基板上包括有公共电极和像素电极，通过公共电极和像素电极产生的电场可以驱动液晶分子进行旋转，同时利用液晶的光学各向异性和偏振特点，以此显示图像信息。根据公共电极和像素电极产生的电场的方向，液晶显示器可以分为垂直电场模式和水平电场模式。相对而言，水平电场模式的视角要优于垂直电场模式。水平电场模式主要包括超精细TFT（super-fine TFT，SFT）模式和边缘场开关（Fringe Field Switching，FFS）模式。其中，SFT模式是在传统TFT的基础上改良的，可以有效增大了可视角度。
如图1和图2所示，SFT模式液晶显示器的阵列基板上包括复数个像素结构100，所述像素结构100包括：一像素101、一数据线102和一扫描线103。其中，所述像素101包括一TFT1011、一像素电极1012和一公共电极1013，所述TFT1011包括一栅极10111、栅极绝缘层10112、源极/漏极10113与半导体有源层10114（图1中未示出半导体有源层）。所述像素电极1012与所述源极/漏极10113的一端电连接，所述数据线102与所述源极/漏极10113的另一端电连接，所述扫描线103与所述栅极10111连接。所述TFT1011像素电极1012、数据线102以及栅极绝缘层1012上形成有钝化层104，所述公共电极1013形成在所述钝化层104上。在所述像素101内，所述公共电极1013分裂为多条公共电极线。所述扫描线103还连接一换线结构200，所述换线结构200用于完成扫描线103与数据线102的换线，以便外围驱动电路的栅极驱动信号经由数据线102和换线结构200传送给扫描线103。
如图2所示，为了完成上述像素结构100和换线结构200，需要使用6套光罩才可以完成。具体来说，使用第一光罩定义栅极10111和扫描线103；使用第二光罩定义有源层10114；使用第三光罩定义公共电极1013；使用第四光罩定义源极/漏极10113和数据线102；使用第五光罩完成深孔和浅孔的定义；最后使用第六光罩定义公共电极1013。
综上所述，为了完成如图1和图2所示SFT模式液晶显示器的阵列基板。需要使用6套光罩，工艺复杂，生产周期冗长，从而使生产成本上升。
另外，随着对液晶显示器的分辨率和开口率需求的提高，其中TFT的尺寸也需要相应缩小。随着TFT的缩小，常规的非晶硅的迁移率已经不能满足开关电流的需求。因此有必要开发一种高迁移率的TFT，以满足高分辨率高开口率的液晶显示器的需求。
发明内容
本发明提供TFT阵列基板及其制造方法，以解决现有技术中的工艺过程冗长、迁移率低的问题，简化工艺流程并提高迁移率，从而实现降低生产成本、提高显示品质的目的。
为解决上述技术为题，本发明提供一种TFT阵列基板，包括多个像素结构，所述像素结构包括TFT和像素电极，所述TFT包括半导体有源层；所述半导体有源层和像素电极由同一半导体层形成，所述半导体层为透明金属氧化物半导体，所述像素电极的方块电阻小于所述半导体有源层的方块电阻。
可选的，在所述TFT阵列基板上，所述半导体有源层的方块电阻是像素电极的方块电阻的103～105倍，且所述像素电极具备导电性。
可选的，在所述TFT阵列基板上，所述半导体层的厚度为
可选的，在所述TFT阵列基板上，所述TFT还包括：栅极、源极/漏极和栅极绝缘层，所述栅极绝缘层形成于所述栅极上，所述源极/漏极形成于所述栅极绝缘层上并与部分所述半导体有源层搭接。
可选的，在所述TFT阵列基板上，所述半导体层为复合半导体层，所述复合半导体层包括第一半导体层以及形成于所述第一半导体层上的第二半导体层，所述半导体有源层由第一半导体层形成，所述像素电极由上述复合半导体层形成，所述第二半导体层的电阻率小于所述第一半导体层的电阻率。
可选的，在所述TFT阵列基板上，所述第一半导体层和第二半导体层均为非氢化的透明金属氧化物半导体，所述第二半导体层的离子氧化物的浓度高于所述第一半导体层的离子氧化物的浓度。
可选的，在所述TFT阵列基板上，所述第一半导体层的厚度为 所述第二半导体层的厚度为
可选的，在所述TFT阵列基板上，所述第一半导体层为非氢化的透明金属氧化物半导体，所述第二半导体层为氢化的透明金属氧化物半导体。
可选的，在所述TFT阵列基板上，还包括形成于所述半导体有源层的厚度小于所述像素电极的厚度。
可选的，在所述TFT阵列基板上，所述像素电极的厚度等于所述半导体层的厚度，所述像素电极表面保留有形成所述半导体层时溅射的金属残留离子。
可选的，在所述TFT阵列基板上，所述栅极的材料为Cr、Mo、Al、Ti、Cu中一种或者几种金属的合金。
可选的，在所述TFT阵列基板上，所述源极/漏极的材料为Cr、Mo、Al、Ti、Cu中一种或者几种金属的合金。
可选的，在所述TFT阵列基板上，所述像素结构还包括公共电极，所述公共电极形成于所述钝化层上，所述跨桥与所述公共电极由同一层材料形成。
可选的，在所述TFT阵列基板上，所述TFT阵列基板还包括一换线结构，所述换线结构包括：
形成于所述基板上的第一导电层，所述第一导电层与所述栅极由同一层材料形成；
形成于所述第一导电层上的第一介质层，所述第一介质层与所述栅极绝缘层由同一层材料形成；
形成于所述第一介质层上的第二导电层，所述第二导电层与所述源极/漏极由同一层材料形成；
形成于所述第一介质层和第二导电层上的第二介质层，所述第二介质层与所述钝化层由同一层材料形成；
第一通孔和第二通孔，所述第一通孔暴露出所述第一导电层，所述第二通孔暴露出所述第二导电层；以及
形成于所述第二介质层上和第一通孔和第二通孔中的跨桥，所述跨桥与所述公共电极由同一层材料形成，所述第一导电层和第二导电层通过所述跨桥电连接。
可选的，在所述TFT阵列基板上，所述公共电极的材料为透明金属导电材料。
可选的，在所述TFT阵列基板上，所述透明金属氧化物半导体为铟镓锌氧化物、铟铝锌氧化物、铟钛锌氧化物或铟锌氧化物中的一种或几种。
另外，本发明还提供一种液晶显示器，包括：
所述TFT阵列基板；
与所述TFT阵列基板相对设置的彩膜基板，以及
设置于所述TFT阵列基板和彩膜基板之间的液晶层。
相应的，本发明还提供一种TFT阵列基板的制造方法，包括：
步骤一：提供一基板；
步骤二：在所述基板上形成一半导体层；
步骤三：对所述半导体层进行光刻，形成半导体有源层和像素电极；
其中，所述半导体层为透明金属氧化物半导体，所述像素电极的方块电阻小于所述半导体有源层的方块电阻。
可选的，在所述TFT阵列基板的制造方法中，所述半导体有源层的方块电阻是像素电极的方块电阻的103～105倍，且所述像素电极具备导电性。
可选的，在所述TFT阵列基板的制造方法中，所述半导体层的厚度为
可选的，在所述TFT阵列基板的制造方法中，在所述步骤一和步骤二之间还包括：
在所述基板上形成栅极材料层；
对所述栅极材料层进行光刻，形成所述TFT的栅极和第一导电层；以及
在所述基板、栅极和第一导电层上形成栅极绝缘层，形成于所述第一导电层上的栅极绝缘层作为第一介质层，所述半导体层形成于所述栅极绝缘层上。
可选的，在所述TFT阵列基板的制造方法中，所述步骤三包括：
对所述半导体层进行光刻，形成半导体有源材料层和像素电极材料层；
在所述半导体有源材料层、像素电极材料层和栅极绝缘层上形成源极/漏极材料层；
在所述源极/漏极材料层上形成光刻胶；
采用半透光罩对所述光刻胶进行曝光；
剥离去除一部分所述光刻胶，暴露出部分所述源极/漏极材料层，剥离去除部分厚度的另一部分所述光刻胶；以及
对所述源极/漏极材料层和光刻胶进行干刻，形成所述像素电极、第二导电层、半导体有源层和源极/漏极。
可选的，在所述TFT阵列基板的制造方法中，所述半导体层为复合半导体层形成，所述复合半导体层包括第一半导体层以及形成于所述第一半导体层上的第二半导体层，所述第二半导体层的电阻率小于所述第一半导体层的电阻率。
可选的，在所述TFT阵列基板的制造方法中，所述步骤二包括：
采用第一靶材在所述基板上沉积形成第一半导体层；以及
采用第二靶材在所述第一半导体层上沉积形成第二半导体层；
其中，第一靶材和第二靶材均为透明金属氧化物靶材，所述第二靶材的离子氧化物的浓度高于所述第一靶材。
可选的，在所述TFT阵列基板的制造方法中，所述第一半导体层的厚度为所述第二半导体层的厚度为
可选的，在所述TFT阵列基板的制造方法中，所述步骤二包括：
在所述基板上沉积形成一半导体层；以及
对所述半导体层进行氢离子注入，使所述半导体层成为所述复合半导体层，未注入氢离子的半导体层作为所述第一半导体层，注入氢离子的半导体层作为所述第二半导体层。
可选的，在所述TFT阵列基板的制造方法中，所述步骤三之后还包括：
对所述像素电极进行加热处理，以活化所述第二半导体层中的氢离子。
可选的，在所述TFT阵列基板的制造方法中，所述加热处理的温度为300℃～350℃，加热时间为50分钟～70分钟。
可选的，在所述TFT阵列基板的制造方法中，所述步骤二包括：采用物理气相沉积法在所述栅极绝缘层上溅射形成所述半导体层，所述半导体层为单层，所述半导体层表面附着有溅射时的残留金属离子。
可选的，在所述TFT阵列基板的制造方法中，所述半导体有源层的厚度小于所述像素电极的厚度。
可选的，在所述TFT阵列基板的制造方法中，所述像素电极的厚度等于所述半导体层的厚度。
可选的，在所述TFT阵列基板的制造方法中，所述栅极材料层的材料为Cr、Mo、Al、Ti、Cu中一种或者几种金属的合金。
可选的，在所述TFT阵列基板的制造方法中，所述源极/漏极材料层的材料为Cr、Mo、Al、Ti、Cu中一种或者几种金属的合金。
可选的，在所述TFT阵列基板的制造方法中，所述步骤三后还包括：
在所述半导体有源层、源极/漏极、像素电极、栅极绝缘层和第二导电层上形成钝化层，形成于所述第二导电层上的钝化层作为第二介质层；
对所述钝化层进行光刻，形成第一通孔和第二通孔，所述第一通孔暴露出第一导电层，所述第二通孔暴露出第二导电层；
在所述钝化层上、第一通孔和第二通孔内形成公共电极材料层；
对所述公共电极材料层进行第五次光刻，形成公共电极和跨桥，所述第一导电层与所述第二导电层通过所述跨桥电连接。
可选的，在所述TFT阵列基板的制造方法中，所述透明金属氧化物半导体为铟镓锌氧化物、铟铝锌氧化物、铟钛锌氧化物或铟锌氧化物中的一种或几种。
在本发明的TFT阵列基板上，包括多个像素结构，所述像素结构包括TFT和像素电极，所述TFT包括半导体有源层；所述半导体有源层和像素电极由同一半导体层形成，所述半导体层为透明金属氧化物半导体，所述像素电极的方块电阻小于所述半导体有源层的方块电阻。因为所述半导体有源层和像素电极由同一半导体层形成的，因此半导体有源层和像素电极可以使用同一次光刻形成，而在现有技术中，形成半导体有源层和像素电极的需要两次不同的光刻。也就是说，相对于现有技术而言，要完成所述TFT阵列基板，减少了一次光刻，缩短了工艺流程，缩短了生产周期，从而降低了生产成本。
另一方面，在本发明的TFT阵列基板上，TFT的半导体有源层材料为透明金属氧化物半导体，因此本发明的TFT的迁移率要远高于非晶硅制成的TFT。而高迁移率的TFT允许将尺寸做的更小，以满足高分辨率、高开口率的液晶显示器的需要，以实现提高显示品质的目的。
附图说明
图1为现有技术中TFT阵列基板的俯视图；
图2为图1中沿I-I'向的剖面图；
图3为本发明实施例一的TFT阵列基板的俯视图；
图4至图15为本发明实施例一的TFT阵列基板的制造方法各步骤中的器件的剖面图；
图12A至图12C为本发明实施例一的步骤三中的各步骤中的器件的剖面图；
图16至图23为本发明实施例三的TFT阵列基板的制造方法各步骤中的器件的剖面图。
具体实施方式
为了使本发明的目的，技术方案和优点更加清楚，下面结合附图来进一步做详细说明。
实施例一
图3为本实施例的TFT阵列基板的俯视图。如图3所示，本实施例的TFT阵列基板200包括一基板201，所述基板201上包括多个像素结构202和换线结构203。所述像素结构202包括TFT2021、扫描线2022和数据线2023。
如图4所示，所述TFT2021包括栅极20211、栅极绝缘层20212、半导体有源层20213和源极/漏极20214。此外，像素202还包括像素电极2022、钝化层2023和公共电极2024。所述栅极20211形成于所述基板201上，所述栅极绝缘层20212形成于所述栅极20211上，所述半导体有源层20213形成于所述栅极绝缘层20212上，所述源极/漏极20214形成于所述栅极绝缘层20212上并与部分所述半导体有源层20213搭接，所述像素电极2022形成于所述栅极绝缘层20212上，所述钝化层2023形成于所述栅极绝缘层20212、半导体有源层20213、源极/漏极20214和像素电极2022上，所述公共电极2024形成于所述钝化层2023上。
其中，所述半导体有源层20213和像素电极2022由同一半导体层20218形成，所述半导体层20218可以为透明金属氧化物半导体，例如：铟镓锌氧化物、铟铝锌氧化物、铟钛锌氧化物或铟锌氧化物中的一种或几种。
继续参考图4，为了保证像素电极2022的导电性以及半导体有源层20213的半导体性能，要求所述像素电极2022的方块电阻要远小于所述半导体有源层20213的方块电阻，优选的，所述半导体有源层20213的方块电阻是像素电极2022方块电阻的103～105倍。
具体来说，在本实施例中，所述半导体层20218为复合半导体层，所述复合半导体层包括第一半导体层20218a以及形成于所述第一半导体层20218a上的第二半导体层20218b。其中，所述像素电极2022由第一半导体层20218a和第二半导体层20218b组成，而半导体有源层20213仅由第一半导体层20218a组成，并且所述第二半导体层20218b的电阻率小于所述第一半导体层20218a的电阻率。
因为经过氢化处理的透明金属氧化物半导体的电阻率会明显下降，为了降低像素电极2022的方块电阻而保持半导体有源层20213方块电阻，在本实施例中，所述第二半导体层20218b可以采用氢化的透明金属氧化物半导体，而所述第一半导体层20218a则采用非氢化的透明金属氧化物半导体。
另外，对于透明金属氧化物半导体而言，其中离子氧化物的浓度对其电阻率也有显著的影响。具体来说，透明金属氧化物半导体中的离子氧化物的浓度越高，其电阻率则越低。因此，在另一实施例中，所述第一半导体层20218a和第二半导体层20218b也可以都采用非氢化的透明金属氧化物半导体，而只要所述第二半导体层20218b的离子氧化物的浓度高于所述第一半导体层20218a的离子氧化物的浓度，亦可实现所述像素电极2022的方块电阻要小于所述半导体有源层20213的方块电阻的目的。
继续参考图4，所述换线结构203包括第一导电层2031、第一介质层2032、第二导电层2033、第二介质层2034和跨桥2035。所述第一导电层2031形成于所述基板201上，所述第一介质层2032形成于所述第一导电层2031上，所述第二导电层2033形成于所述第一介质层2032上，所述第二介质层2034形成于第一介质层2032和第二导电层2033。所述第二介质层2034具有第一通孔20341和第二通孔20342，所述第一通孔20341暴露出部分所述第一导电层2031，所述第二通孔20342暴露出部分所述第二导电层2032。所述跨桥2035形成于第二介质层2034上，并形成于所述第一通孔20341和第二通孔20342中，所述第一导电层2031和第二导电层2033通过所述跨桥2035电连接。
下面结合附图4至附图15详细说明本实施例TFT阵列基板的制造方法。
步骤一：如图5所示，提供一基板201；
接着，如图6所示，在所述基板201上形成栅极材料层；对所述栅极材料层进行第一次光刻，形成栅极20211和第一导电层2031。也就是说，所述第一导电层2031与所述栅极20211由同一栅极材料层形成。所述栅极材料层可以选择电阻率较低的导电材料，例如，Cr、Mo、Al、Ti、Cu中一种或者几种金属的合金。
接着，如图7所示，在所述基板201、栅极20211和第一导电层2031上形成栅极绝缘层20212，其中位于第一导电层2031上的栅极绝缘层作为第一介质层2032。优选的，所述栅极绝缘层20212可以为氮化硅。
步骤二：如图8所示，在所述基板201上形成一半导体层20218；
具体来说，采用物理气相沉积方法，溅射一氧化物半导体靶材，在所述栅极绝缘层20212上沉积形成一半导体层20218。为了提高TFT的迁移率，所述半导体层20218要选用比非晶硅迁移率高的透明金属氧化物半导体，例如铟镓锌氧化物、铟铝锌氧化物、铟钛锌氧化物或铟锌氧化物中的一种或几种。优选的，所述半导体层20218的厚度为
接着，如图9所示，对所述半导体层20218进行氢离子注入，使所述半导体层20218成为所述复合半导体层，靠近基板201一侧的半导体层20218未接受到注入氢离子成为电阻率较高的第一半导体层20218a，远离基板201一侧的半导体层20218接受到注入的氢离子成为电阻率较低的第二半导体层20218b。
步骤三：对所述半导体层20218进行光刻，形成半导体有源层和像素电极；
具体来说，步骤三包括：
首先，如图10所示，对所述半导体层20218进行第二次光刻，形成半导体有源材料层20213a和像素电极材料层2022a；
接着，如图11所示，在所述半导体有源材料层20213a、像素电极材料层2022a和栅极绝缘层20212上形成源极/漏极材料层20214a；所述源极/漏极材料层20214a可以选择电阻率较低的导电材料，例如Cr、Mo、Al、Ti、Cu中一个种或者几种金属的合金；
接着，如图12所示，所述源极/漏极材料层20214a进行第三次光刻，形成半导体有源层20213、源极/漏极20214和第二导电层2033；
第三次光刻具体如下：
首先，如图12A所示，在所述源极/漏极材料层20214a上形成光刻胶20214b；
接着，如图12B所示，采用半透光罩（half-tone mask）M对所述光刻胶20214b进行曝光，对一部分光刻胶20214c进行完全曝光，对另一部分光刻胶20214d进行部分曝光，而对再一部分光刻胶20214e不进行曝光；
接着，如图12C所示，剥离去除所述一部分光刻胶20214c，暴露出部分所述源极/漏极材料层20214a，剥离去除另一部分光刻胶20214d的部分厚度；
接着，继续参考图12C和图12，对所述源极/漏极材料层20214a和光刻胶20214b进行干刻，去除一部分源极/漏极材料层20214a和部分厚度的半导体有源材料层20213a形成半导体有源层20213和源极/漏极20214，所述源极/漏极20214部分搭接在半导体有源层20213，优选的，去除的部分厚度的半导体有源材料层20213a的厚度大于等于第二半导体层20218b的厚度，即所述半导体有源层20213仅保留第一半导体层20218a；同时，去除另一部分厚度的另一部分所述光刻胶20214d，形成像素电极2022和第二导电层2033，可见，所述第二导电层2033和所述源极/漏极20214都是由同一层源极/漏极材料层20214a形成；
为了保证像素电极2022的导电性以及半导体有源层20213的半导体性能，要求所述像素电极2022的方块电阻要远小于所述半导体有源层20213。优选的，所述半导体有源层20213的方块电阻是像素电极2022方块电阻的103～105倍。为了进一步降低像素电极2022的方块电阻，可以对所述像素电极2022氢化后进行加热处理，以活化所述第二半导体层20218b中的氢离子。优选的，所述加热处理的温度为300℃～350℃，加热时间为50分钟～70分钟。
步骤四：如图13所示，在所述半导体有源层20213、源极/漏极20214、像素电极2022、栅极绝缘层20212上形成钝化层2023，同时在第二导电层2033上形成第二介质层2034；所述钝化层2023和第二介质层2034由同一层材料形成，所述钝化层2023和第二介质层2034可以选择氮化硅；
接着，如图14所示，对所述第二介质层2034进行第四次光刻，形成第一通孔20341和第二通孔20342，所述第一通孔20341暴露出第一导电层2031，所述第二通孔20342暴露出第二导电层2033；
接着，如图15所示，在所述第二介质层2034上、第一通孔20341和第二通孔20342内形成公共电极材料层2024a；
接着，如图4所示，对所述公共电极材料层2024a进行第五次光刻，形成公共电极2024和跨桥2035，所述第一导电层2031与所述第二导电层2033通过所述跨桥2035电连接。可见，所述跨桥2035和所述公共电极2024是由同一层公共电极材料层2024a形成的，所述公共电极材料层2024a通常选用透明的导电材料，例如氧化铟锡或者氧化铟锑。
至此，形成了如图4所示的TFT2021和换线结构203。
另外，包括上述TFT阵列基板的液晶显示器也属于本发明的保护范围。所述液晶显示器包括所述TFT阵列基板、与所述TFT阵列基板相对设置的彩膜基板以及设置于所述TFT阵列基板和彩膜基板之间的液晶层。
实施例二
本实施例与实施一的不同之处在于，作为半导体层的复合半导体层是通过两次溅射沉积形成，而不是通过氢离子注入形成的。
具体来说，复合半导体层的形成过程如下：
采用物理气相沉积方法，溅射第一靶材在所述基板上沉积形成第一半导体层；接着，溅射第二靶材在所述第一半导体层上沉积形成第二半导体层。其中，第一靶材和第二靶材均为透明金属氧化物靶材，所述第二靶材的离子氧化物的浓度高于所述第一靶材。优选的，所述半导体层的厚度为第一半导体层的厚度为第二半导体层的厚度为500
采用本实施例的TFT阵列基板的制造方法，能够精确控制第一半导体层和第二半导体层的厚度，从而更加灵活的控制的半导体有源层和像素电极的方块电阻。
实施例三
本实施例与实施一的不同之处在于，所述半导体层为单层半导体层，不同于实施例一和实施例二中的复合半导体层。
如图16所示，所述TFT2021包括栅极20211、栅极绝缘层20212、半导体有源层20213、源极/漏极20214、像素电极2022、钝化层2023和公共电极2024。其中，所述半导体有源层20213和像素电极2022由同一半导体层20218形成，并且所述半导体层20218为单层半导体层。为了保证像素电极2022的导电性以及半导体有源层20213的半导体性能，可以使半导体有源层20213的厚度小于像素电极2022的厚度，并且使像素电极2022表面溅射残留的金属离子暴露出来，以提高半导体有源层20213的方块电阻并降低像素电极2022的方块电阻。
下面结合附图16至附图23详细说明本实施例的TFT阵列基板的制造方法。
步骤一：如图17所示，提供一基板201，并在所述基板201上形成栅极材料层；接着，对所述栅极材料层进行第一次光刻，形成栅极20211和第一导电层2031；接着，在所述基板201、栅极20211和第一导电层2031上形成栅极绝缘层20212；
步骤二：如图18所示，在所述基板201上形成一半导体层20218；
具体来说，采用物理气相沉积方法，溅射一氧化物半导体靶材，在所述栅极绝缘层20212上沉积形成一半导体层20218，在溅射形成半导体层20218后，因为在半导体层20218上没有隔离层，因此在半导体层20218表面会因为溅射形成一层溅射残留的金属离子；
步骤三：对所述半导体层20218进行光刻，形成半导体有源层20213和像素电极2022；
具体来说，步骤三包括：
首先，如图19所示，对所述半导体层20218进行第二次光刻，形成半导体有源材料层20213a和像素电极材料层2022a；
接着，如图20所示，在所述半导体有源材料层20213a、像素电极材料层2022a和栅极绝缘层20212上形成源极/漏极材料层20214a；
接着，如图21所示，所述源极/漏极材料层20214a进行第三次光刻，形成半导体有源层20213、源极/漏极20214、像素电极2022和第二导电层2033；
具体来说，在第三次光刻中，即在采用半透光罩光刻工艺中，通过控制刻蚀速率和光刻胶的厚度，完成对所述半导体有源材料层20213a的过刻，并恰好暴露出像素电极材料层2022a的表面，以使半导体有源层20213的厚度小于像素电极2022的厚度。因为像素电极材料层2022a的表面附有刻蚀残留的金属离子，而且其厚度也大于半导体有源层20213的厚度，从而实现所述像素电极2022的方块电阻要远小于所述半导体有源层20213的目的。
步骤四：如图22所示，在所述半导体有源层20213、源极/漏极20214、像素电极2022和栅极绝缘层20212形成钝化层2023，同时在所述第二导电层2033上形成第二介质层2034；
接着，如图23所示，对所述第二介质层2034进行第四次光刻，形成第一通孔20341和第二通孔20342；
接着，如图16所示，在所述第二介质层2034上、第一通孔20341和第二通孔20342内形成公共电极材料层；接着，对所述公共电极材料层进行第五次光刻，形成公共电极2024和跨桥2035，所述第一导电层2031与所述第二导电层2033通过所述跨桥2035电连接。
至此，形成了如图16所示的TFT2021和换线结构203。
采用本实施例的TFT阵列基板的制造方法，减少了溅射沉积步骤或者氢离子注入步骤，简化了工艺，缩短了生产周期，降低了生产成本。
综上所述，采用本发明的TFT阵列基板的制造方法，所述半导体有源层和像素电极由同一半导体层形成，所述半导体层为透明金属氧化物半导体，所述像素电极的方块电阻小于所述半导体有源层。因为所述半导体有源层和像素电极由同一半导体层形成的，因此半导体有源层和像素电极可以使用同一次光刻形成，即采用本发明的TFT阵列基板的制造方法只需要5次光刻，就可以完成TFT阵列基板的制造。也就是说，相对于现有技术而言，减少了一次光刻，缩短了工艺流程，缩短了生产周期，从而降低了生产成本。
另一方面，在本发明的TFT阵列基板上，TFT的半导体有源层材料为透明金属氧化物半导体，因此本发明的TFT的迁移率要远高于非晶硅制成的TFT。而高迁移率的TFT允许将尺寸做的更小，以满足高分率高开口率的液晶显示器的需要，以实现提高显示品质的目的。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。
Claims (30)
1.一种TFT阵列基板，包括多个像素结构，所述像素结构包括TFT和像素电极，所述TFT包括半导体有源层；
其特征在于，所述半导体有源层和像素电极由同一半导体层形成，所述半导体层为透明金属氧化物半导体，所述像素电极的方块电阻小于所述半导体有源层的方块电阻，其中，所述半导体层为复合半导体层，所述复合半导体层包括第一半导体层以及形成于所述第一半导体层上的第二半导体层，所述半导体有源层由第一半导体层形成，所述像素电极由上述复合半导体层形成，所述第二半导体层的电阻率小于所述第一半导体层的电阻率。
2.如权利要求1所述的TFT阵列基板，其特征在于，所述半导体有源层的方块电阻是像素电极的方块电阻的103～105倍。
3.如权利要求1所述的TFT阵列基板，其特征在于：所述像素电极具备导电性。
4.如权利要求1所述的TFT阵列基板，其特征在于，所述半导体层的厚度为
5.如权利要求1所述的TFT阵列基板，其特征在于，所述TFT还包括：栅极、源极/漏极和栅极绝缘层，所述栅极绝缘层形成于所述栅极上，所述源极/漏极形成于所述栅极绝缘层上并与部分所述半导体有源层搭接。
6.如权利要求1所述的TFT阵列基板，其特征在于，所述第一半导体层和第二半导体层均为非氢化的透明金属氧化物半导体，所述第二半导体层的离子氧化物的浓度高于所述第一半导体层的离子氧化物的浓度。
7.如权利要求6所述的TFT阵列基板，其特征在于，所述第一半导体层的厚度为所述第二半导体层的厚度为
8.如权利要求1所述的TFT阵列基板，其特征在于，所述第一半导体层为非氢化的透明金属氧化物半导体，所述第二半导体层为氢化的透明金属氧化物半导体。
9.如权利要求1所述的TFT阵列基板，其特征在于，所述半导体有源层的厚度小于所述像素电极的厚度。
10.如权利要求9所述的TFT阵列基板，其特征在于，所述像素电极的厚度等于所述半导体层的厚度，所述像素电极表面保留有形成所述半导体层时溅射的金属残留离子。
11.如权利要求1所述的TFT阵列基板，其特征在于，所述TFT阵列基板还包括一换线结构，所述换线结构包括：
形成于所述基板上的第一导电层，所述第一导电层与栅极由同一层材料形成；
形成于所述第一导电层上的第一介质层，所述第一介质层与栅极绝缘层由同一层材料形成；
形成于所述第一介质层上的第二导电层，所述第二导电层与源极/漏极由同一层材料形成；
形成于所述第一介质层和第二导电层上的第二介质层，所述第二介质层与钝化层由同一层材料形成；
第一通孔和第二通孔，所述第一通孔暴露出所述第一导电层，所述第二通孔暴露出所述第二导电层；以及
形成于所述第二介质层上和第一通孔和第二通孔中的跨桥，所述跨桥与公共电极由同一层材料形成，所述第一导电层和第二导电层通过所述跨桥电连接。
12.如权利要求11所述的TFT阵列基板，其特征在于，所述像素结构还包括公共电极，所述公共电极形成于所述钝化层上，所述跨桥与所述公共电极由同一层材料形成。
13.如权利要求12所述的TFT阵列基板，其特征在于，所述公共电极的材料为透明金属导电材料。
14.如权利要求1至13任一项所述的TFT阵列基板，其特征在于，所述透明金属氧化物半导体为铟镓锌氧化物、铟铝锌氧化物、铟钛锌氧化物或铟锌氧化物中的一种或几种。
15.一种如权利要求1所述的TFT阵列基板的制造方法，包括：
步骤一：提供一基板；
步骤二：在所述基板上形成一半导体层；
步骤三：对所述半导体层进行光刻，形成半导体有源层和像素电极；
其中，所述半导体层为透明金属氧化物半导体，所述像素电极的方块电阻小于所述半导体有源层的方块电阻，所述半导体层为复合半导体层形成，所述复合半导体层包括第一半导体层以及形成于所述第一半导体层上的第二半导体层，所述第二半导体层的电阻率小于所述第一半导体层的电阻率。
16.如权利要求15所述的TFT阵列基板的制造方法，其特征在于，所述半导体有源层的方块电阻是像素电极的方块电阻的103～105倍。
17.如权利要求15所述的TFT阵列基板的制造方法，其特征在于，所述半导体有源层具备导电性。
18.如权利要求15所述的TFT阵列基板的制造方法，其特征在于，所述半导体层的厚度为
19.如权利要求15所述的TFT阵列基板的制造方法，其特征在于，在所述步骤一和步骤二之间还包括：
在所述基板上形成栅极材料层；
对所述栅极材料层进行光刻，形成所述TFT的栅极和第一导电层；以及
在所述基板、栅极和第一导电层上形成栅极绝缘层，形成于所述第一导电层上的栅极绝缘层作为第一介质层，所述半导体层形成于所述栅极绝缘层上。
20.如权利要求19所述的TFT阵列基板的制造方法，其特征在于，所述步骤三包括：
对所述半导体层进行光刻，形成半导体有源材料层和像素电极材料层；
在所述半导体有源材料层、像素电极材料层和栅极绝缘层上形成源极/漏极材料层；
在所述源极/漏极材料层上形成光刻胶；
采用半透光罩对所述光刻胶进行曝光；
剥离去除一部分所述光刻胶，暴露出部分所述源极/漏极材料层，剥离去除部分厚度的另一部分所述光刻胶；以及
对所述源极/漏极材料层和光刻胶进行干刻，形成所述像素电极、第二导电层、半导体有源层和源极/漏极。
21.如权利要求15所述的TFT阵列基板的制造方法，其特征在于，所述步骤二包括：
采用第一靶材在所述基板上沉积形成第一半导体层；以及
采用第二靶材在所述第一半导体层上沉积形成第二半导体层；
其中，第一靶材和第二靶材均为透明金属氧化物靶材，所述第二靶材的离子氧化物的浓度高于所述第一靶材。
22.如权利要求21所述的TFT阵列基板的制造方法，其特征在于，所述第一半导体层的厚度为所述第二半导体层的厚度为
23.如权利要求15所述的TFT阵列基板的制造方法，其特征在于，所述步骤二包括：
在所述基板上沉积形成一半导体层；以及
对所述半导体层进行氢离子注入，使所述半导体层成为所述复合半导体层，未注入氢离子的半导体层作为所述第一半导体层，注入氢离子的半导体层作为所述第二半导体层。
24.如权利要求23所述的TFT阵列基板的制造方法，其特征在于，所述步骤三之后还包括：
对所述像素电极进行加热处理，以活化所述第二半导体层中的氢离子。
25.如权利要求24所述的TFT阵列基板的制造方法，其特征在于，所述加热处理的温度为300℃～350℃，加热时间为50分钟～70分钟。
26.如权利要求20所述的TFT阵列基板的制造方法，其特征在于，所述步骤二包括：采用物理气相沉积法在所述栅极绝缘层上溅射形成所述半导体层，所述半导体层为单层，所述半导体层表面附着有溅射时的残留金属离子。
27.如权利要求26所述的TFT阵列基板的制造方法，其特征在于，所述半导体有源层的厚度小于所述像素电极的厚度。
28.如权利要求27所述的TFT阵列基板的制造方法，其特征在于，所述像素电极的厚度等于所述半导体层的厚度。
29.如权利要求20所述的TFT阵列基板的制造方法，其特征在于，所述步骤三后还包括：
在所述半导体有源层、源极/漏极、像素电极、栅极绝缘层和第二导电层上形成钝化层，形成于所述第二导电层上的钝化层作为第二介质层；
对所述钝化层进行光刻，形成第一通孔和第二通孔，所述第一通孔暴露出第一导电层，所述第二通孔暴露出第二导电层；
在所述钝化层上、第一通孔和第二通孔内形成公共电极材料层；
对所述公共电极材料层进行第五次光刻，形成公共电极和跨桥，所述第一导电层与所述第二导电层通过所述跨桥电连接。
30.如权利要求15至29中任一项所述的TFT阵列基板的制造方法，其特征在于，所述透明金属氧化物半导体为铟镓锌氧化物、铟铝锌氧化物、铟钛锌氧化物或铟锌氧化物中的一种或几种。
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