CN105511176B - 一种阵列基板的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阵列基板的制备方法，涉及显示技术领域，特别涉及阵列基板的制备方法，以解决现有技术在ITO薄膜图案化的过程中，在对ITO薄膜图案进行刻蚀时，ITO薄膜容易发生残留，从而影响液晶显示面板的显示特性的问题。本发明提供一种阵列基板的制备方法，在衬底基板上形成ITO薄膜图形的步骤包括：在ITO薄膜上形成预定的光刻胶图案；采用等离子处理工艺对裸露的ITO薄膜表面进行处理，使ITO薄膜表面析出金属In；对ITO薄膜进行刻蚀，以形成ITO图形。由于本发明在对ITO薄膜进行刻蚀之前，使ITO薄膜析出金属In，金属In刻蚀速率更高，因此能加快ITO薄膜的刻蚀速率，减少了ITO薄膜刻蚀的残留物。

Description

一种阵列基板的制备方法

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别涉及阵列基板的制备方法。

背景技术

薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，简称TFT-LCD)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占据了主导地位。高级超维场转换技术(ADvanced Super Dimension Switch，简称ADS)通过同一平面内像素间电极产生边缘电场，使电极间以及电极正上方的取向液晶分子都能在平面方向(平行于基板)产生旋转转换，在增大视角的同时提高液晶层的透光效率。

ITO(Indium Tin Oxide，铟锡氧化物半导体)薄膜是液晶显示器中重要的组成部分，在液晶显示器面板的制备工艺中，多采用透明导电薄膜ITO来作为公共电极和像素电极来提高液晶面板的透过率。

如图1所示，现有技术中在ITO薄膜图案化的过程中，对在光刻胶图案下的ITO薄膜图案进行刻蚀，光刻胶两侧的ITO容易发生ITO残留，从而影响液晶显示面板的显示特性。

发明内容

本发明提供一种阵列基板的制备方法，用以解决现有技术中在ITO薄膜图案化的过程中，对在光刻胶图案下的ITO薄膜图案进行刻蚀时，光刻胶两侧的ITO薄膜容易发生残留，从而影响液晶显示面板的显示特性的问题。

本发明实施例提供一种阵列基板的制备方法，在衬底基板上形成ITO薄膜图形的步骤包括：

在铟锡氧化物半导体ITO薄膜上形成预定的光刻胶图案；

采用等离子处理工艺对裸露的所述ITO薄膜表面进行处理，使所述ITO薄膜表面析出金属In；

对所述ITO薄膜进行刻蚀，以形成ITO图形。

由于本发明实施例在对ITO薄膜进行刻蚀之前，使ITO薄膜析出金属In，金属In刻蚀速率更高，因此能加快ITO薄膜的刻蚀速率，减少了ITO薄膜刻蚀的残留物。

可选的，在铟锡氧化物ITO薄膜上形成预定的光刻胶图案，包括：

在衬底基板上依次形成金属层和所述ITO薄膜；

在所述ITO薄膜上形成光刻胶层；

利用半灰阶掩膜版，通过一次构图工艺形成所述光刻胶层的完全去除区，部分保留区和完全保留区。

现有技术中采用一次灰阶掩膜工艺来同时制备公共电极和栅极时存在ITO tail较大的问题，即栅线下会有部分ITO向栅线两侧突出，从而导致相邻的两条栅线之间的距离不能太近以避免短路现象的发生，但是这样会造成阵列基板的开口率降低，增加整个显示面板的功耗。本发明实施例采用一次构图工艺可以改善液晶面板的长期信赖性，并且可以缩小阵列基板相邻电极之间的距离，从而提高显示面板的开口率，降低功耗。

可选的，在对所述ITO薄膜表面进行刻蚀，以形成ITO图形后，还包括：

灰化工艺去除所述部分保留区中的光刻胶，并减薄所述完全保留区中的光刻胶的厚度；

对所述金属层进行第二次刻蚀以形成栅极图形。

可选的，采用等离子处理工艺对裸露的所述ITO薄膜表面进行处理，包括：

用等离子混合气体对裸露的所述ITO薄膜表面进行处理。

本发明实施例用等离子气体对ITO薄膜表面进行处理，因而可以使ITO薄膜发生雾化，析出更多的金属In，增加ITO刻蚀液对TIO薄膜的刻蚀速率。

可选的，用等离子混合气体对裸露的所述ITO薄膜表面进行处理之前，还包括：

对所述ITO薄膜表面上的金属层进行第一次刻蚀。

可选的，所述等离子混合气体，包括：

氢气、氩气和氦气的等离子混合气体。

本发明实施例提供的等离子气体中包含的气体的种类可以使ITO薄膜析出更多的金属In，能加快ITO薄膜的刻蚀速率。

可选的，用于生成所述等离子混合气体的氢气的流量为300～10000标况毫升/分钟，氩气的流量为300～10000标况毫升/分钟，氦气的流量为30～1000标况毫升/分钟。

由于本发明实施例提供了用于生成等离子混合气体的气体的流量，因此生成的等离子气体的各种气体的比例适合使ITO薄膜析出更多的金属In，能加快ITO薄膜的刻蚀速率。

可选的，用等离子气体对所述ITO薄膜表面进行处理的条件为：

处理所述ITO薄膜表面时的温度为25度；

所述等离子混合气体的间距为900～1200密位，所述等离子混合气体的压力为100～3000毫托。

本发明实施例提供了用等离子混合气体对ITO薄膜表面进行处理的更适宜的条件，因此可以使ITO薄膜表面析出更多的金属In，因此在对ITO薄膜表面处理后，能加快ITO薄膜的刻蚀速率。

附图说明

图1为现有技术阵列基板的ITO刻蚀方法的效果示意图；

图2为本发明实施例提供的一种阵列基板的制备方法示意图；

图3为本发明实施例阵列基板的制备涉及的阵列基板结构的示意图；

图4为本发明实施例阵列基板的ITO刻蚀方法的效果示意图；

图5为本发明实施例提供一种阵列基板的制备方法的完整流程示意图；

图6为本发明实施例提供一种阵列基板的制备方法效果示意图。

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。

本发明实施例提供一种阵列基板的制备方法，在衬底基板上形成ITO薄膜图形的步骤包括：在铟锡氧化物半导体ITO薄膜上形成预定的光刻胶图案；采用等离子处理工艺对裸露的所述ITO薄膜表面进行处理，使所述ITO薄膜表面析出金属In；对所述ITO薄膜表面进行刻蚀，以形成ITO图形。由于本发明实施例在对ITO薄膜进行刻蚀之前，使ITO薄膜析出金属In，金属In刻蚀速率更高，因此能加快ITO薄膜的刻蚀速率，减少了ITO薄膜刻蚀的残留物。

如图2所示，本发明实施例提供一种阵列基板的制备方法，在衬底基板上形成ITO薄膜图形的步骤包括：

步骤201，在铟锡氧化物半导体ITO薄膜上形成预定的光刻胶图案；

步骤202，采用等离子处理工艺对裸露的所述ITO薄膜表面进行处理，使所述ITO薄膜表面析出金属In；

步骤203，对所述ITO薄膜表面进行刻蚀，以形成ITO图形。

本发明实施例用于刻蚀阵列基板的ITO(Indium Tin Oxide，铟锡氧化物半导体)薄膜。如图3所示，本发明实施例刻蚀ITO薄膜3涉及阵列基板的四部分结构：光刻胶图案1、金属层2、ITO薄膜3和玻璃基板4。

光刻胶图案1的作用是，保护光刻胶图案1下面与光刻胶图案1的形状相同的金属层2和ITO薄膜3在进行光刻蚀时不被刻蚀掉。

其中，本发明实施例可以通过以下方法形成光刻胶图案1。

可选的，在铟锡氧化物ITO薄膜上形成预定的光刻胶图案1，包括：

在衬底基板上依次形成金属层和所述ITO薄膜；

在所述ITO薄膜上形成光刻胶层；

利用半灰阶掩膜版，通过一次构图工艺形成所述光刻胶层的完全去除区，部分保留区和完全保留区。

铟锡氧化物物半导体ITO薄膜3上形成光刻胶图案1后，去除完全去除区的光刻胶，对光刻胶图案1下的金属层2进行第一次刻蚀。金属层2与光刻胶图案1不同的部位会被刻蚀掉，金属层2下的ITO薄膜3与光刻胶图案1不同的部分裸露出来。

用等离子混合气体对ITO薄膜3表面裸露的部分进行处理，使ITO薄膜3发生雾化，析出金属In。其中，等离子混合气体可以包括但不限于下列气体：氢气、氩气和氦气的等离子混合气体。用等离子混合气体对ITO薄膜3表面裸露的部分进行处理的方法可以是：

将所述等离子氢气、所述等离子氩气和所述等离子氦气同时通向裸露的所述ITO薄膜3表面。

生成等离子混合气体的方法可以包括但不限于下列两种方法：

方式一、将氢气、氩气和氦气混合，再充入等离子发生器。

可以将氢气、氩气和氦气同时通向同一个用于生成等离子气体的装置(如等离子发生器)，再将等离子发生器生成的等离子混合气体通向ITO薄膜3表面裸露的部分。

方式二、将氢气、氩气和氦气分别充入不同的等离子发生器。

将氢气通向等离子发生器A，氩气通向等离子发生器B，氦气通向等离子发生器C，将等离子发生器A、等离子发生器B和等离子发生器C生成的等离子氢气、等离子氩气和等离子氦气通向ITO薄膜3表面裸露的部分。

其中，用于生成等离子混合气体的等离子体发生器的功率可以为500～7000瓦特。当用等离子体发生器生成的混合等离子气体对ITO薄膜3表面进行处理时，充入等离子体发生器的氢气、氩气和氦气的流量可以符合下列条件中的一种或多种：

所述氢气的流量为300～10000标况毫升/分钟；

所述氩气的流量为300～10000标况毫升/分钟；

所述氦气的流量为30～1000标况毫升/分钟。

用等离子气体对所述ITO薄膜3表面进行处理的条件可以为：

处理所述ITO薄膜3表面时的温度为25度；

所述等离子混合气体的间距为900～1200密位，所述等离子混合气体的压力为100～3000毫托。

本发明实施例在ITO薄膜3表面析出金属In后对ITO薄膜3进行刻蚀，由于金属In的刻蚀速率大于ITO的刻蚀速率，因此ITO表面的金属In会被迅速的刻蚀掉，从而增加ITO薄膜3的刻蚀表面积和刻蚀速率，最终减少ITO残留和ITO Tail(尾部)。本发明实施例提供的刻蚀ITO薄膜方法的效果示意图如图4所示，在向裸露的ITO薄膜3的表面通混合等离子气体后，裸露的ITO薄膜3析出金属In；对ITO薄膜3进行刻蚀效率更高，减少了ITO的残留。

本发明实施例在对ITO图形进行刻蚀，形成ITO图形后，对金属层进行第二次刻蚀，以形成栅极。

可选的，在对所述ITO薄膜表面进行刻蚀，以形成ITO图形后，还包括：

灰化工艺去除所述部分保留区中的光刻胶，并减薄所述完全保留区中的光刻胶的厚度；

对所述金属层进行第二次刻蚀以形成栅极图形。

本发明实施例对于ADS模式的液晶显示装置能增大开口率。

如图5所示，本发明实施例提供一种阵列基板的制备方法的完整流程图，包括：

步骤501，光刻胶图案化；

步骤502，对阵列基板进行第一次金属刻蚀；

步骤503，对裸露的ITO薄膜表面通包含H2、Ar、He的等离子混合气体，使裸露的ITO薄膜表面析出金属In；

步骤504，对阵列基板进行ITO刻蚀；

步骤505，对阵列基板进行灰化处理，去掉光刻胶部分保留区域，使将要被刻蚀掉的公共电极区域的金属裸露出来；

步骤506，对阵列基板进行第二次金属刻蚀；

步骤507，剥离光刻胶；

步骤508，完成栅极绝缘层、有源层、源漏极、钝化层、像素电极等的制备。

图6为图5的制备方法完整流程中的一些关键加工步骤的效果示意图。其中，“半色调掩膜处理”显示步骤501的加工效果，“第一次金属刻蚀”显示步骤502的加工效果，“通H2+Ar+He等离子混合气体”显示步骤503的加工效果，“ITO薄膜刻蚀”显示步骤504的加工效果，“灰化处理”显示步骤505的加工效果，“第二次金属刻蚀”显示了步骤506的加工效果。

从上述内容可以看出：本发明实施例提供一种阵列基板的制备方法，在衬底基板上形成ITO薄膜图形的步骤包括：在铟锡氧化物半导体ITO薄膜上形成预定的光刻胶图案1；采用等离子处理工艺对裸露的所述ITO薄膜表面进行处理，使所述ITO薄膜表面析出金属In；对所述ITO薄膜表面进行刻蚀，以形成ITO图形。由于本发明实施例在对ITO薄膜进行刻蚀之前，使ITO薄膜析出金属In，金属In刻蚀速率更高，因此能加快ITO薄膜的刻蚀速率，减少了ITO薄膜刻蚀的残留物。

显然，本领域的技术人员可以对本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，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种阵列基板的制备方法，其特征在于，在衬底基板上形成铟锡氧化物ITO薄膜图形的步骤包括：

在铟锡氧化物ITO薄膜上形成预定的光刻胶图案；

采用等离子混合气体对裸露的所述铟锡氧化物ITO薄膜表面进行处理，使所述铟锡氧化物ITO薄膜发生雾化后表面析出金属铟In，金属铟In刻蚀速率高，加快铟锡氧化物ITO薄膜的刻蚀速率；

对所述铟锡氧化物ITO薄膜表面进行刻蚀，以形成铟锡氧化物ITO图形；

其中，在铟锡氧化物ITO薄膜上形成预定的光刻胶图案，包括：

在衬底基板上依次形成所述铟锡氧化物ITO薄膜和金属层；

在所述金属层上形成光刻胶层；

利用半灰阶掩膜版，通过一次构图工艺形成所述光刻胶层的完全去除区，部分保留区和完全保留区；

用等离子混合气体对裸露的所述铟锡氧化物ITO薄膜表面进行处理之前，还包括：

对所述铟锡氧化物ITO薄膜表面上的金属层进行第一次刻蚀；

在对所述铟锡氧化物ITO薄膜表面进行刻蚀，以形成铟锡氧化物ITO图形后，还包括：

灰化工艺去除所述部分保留区中的光刻胶，并减薄所述完全保留区中的光刻胶的厚度；

对所述金属层进行第二次刻蚀以形成栅极图形。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述等离子混合气体包括：

氢气、氩气和氦气的等离子混合气体。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，

用于生成所述等离子混合气体的氢气的流量为300～10000标况毫升/分钟，氩气的流量为300～10000标况毫升/分钟，氦气的流量为30～1000标况毫升/分钟。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，用等离子气体对所述铟锡氧化物ITO薄膜表面进行处理的条件为：

处理所述铟锡氧化物ITO薄膜表面时的温度为25度；

所述等离子混合气体的间距为900～1200密位，所述等离子混合气体的压力为100～3000毫托。