CN106298646B - Tft基板的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种TFT基板的制作方法，该方法通过半色调光罩或灰阶光罩图案化钝化层，进而通过一道光罩就可以制得像素电极过孔和沟槽图案化的钝化层，接着在沟槽图案化的钝化层上直接顺势沉积透明导电材料，即可制得像素电极，该像素电极无需光罩进行图案化，整个TFT基板的制作只需要3道光罩即可完成，且不需要采用氧化铟锡剥离技术，制作难度低，效率高。

Description

TFT基板的制作方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种TFT基板的制作方法。
背景技术
随着显示技术的发展，液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)等平面显示装置因具有高画质、省电、机身薄及应用范围广等优点，而被广泛的应用于手机、电视、个人数字助理、数字相机、笔记本电脑、台式计算机等各种消费性电子产品，成为显示装置中的主流。
通常液晶显示面板由彩膜基板(CF，Color Filter)、薄膜晶体管基板(TFT，ThinFilm Transistor)、夹于彩膜基板与薄膜晶体管基板之间的液晶(LC，Liquid Crystal)及密封胶框(Sealant)组成，其成型工艺一般包括：前段阵列(Array)制程(薄膜、黄光、蚀刻及剥膜)、中段成盒(Cell)制程(TFT基板与CF基板贴合)及后段模组组装制程(驱动IC与印刷电路板压合)。其中，前段Array制程主要是形成TFT基板，以便于控制液晶分子的运动；中段Cell制程主要是在TFT基板与CF基板之间添加液晶；后段模组组装制程主要是驱动IC压合与印刷电路板的整合，进而驱动液晶分子转动，显示图像。
现有的TFT基板的制作方法已从最初的7光罩(7Mask)技术发展逐渐发展到的4光罩(4Mask)技术，4个光罩分别用于形成：图案化的栅极、图案化的有源层和源/漏极、像素电极过孔、及图案化的像素电极，与此同时，为了进一步减化TFT基板的制作工艺，缩短生产时间，提升生产效率，3光罩技术(3Mask)也已经开始在部分产品上开始使用，相比于4光罩技术，3光罩技术能够再节省一道光罩，制程时间较短，优势明显，然而，目前所采用的3光罩技术较于4光罩技术制程难度较大，因为目前在3光罩技术中广泛采用的氧化铟锡剥离(ITOLift Off)技术的制程难度很大，进而导致了3光罩技术制程难度也很大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种TFT基板的制作方法，能够减少TFT基板制作过程中的光罩数目，提升TFT基板的制作效率。
为实现上述目的，本发明提供了一种TFT基板的制作方法，包括如下步骤：
步骤1、提供一基板，在所述基板上沉积第一金属层并通过一道光罩图案化所述第一金属层，形成栅极以及与所述栅极电性连接的栅极线；
步骤2、在所述基板、栅极、及栅极线上沉积栅极绝缘层；
步骤3、在所述栅极绝缘层上沉积半导体层及第二金属层并通过一道光罩同时图案化所述半导体层及第二金属层，形成位于所述栅极上的栅极绝缘层上的有源层、分别与所述有源层的两端接触的源极和漏极、以及与所述源极电性连接的数据线；
步骤4、在所述源极、漏极、数据线、有源层、以及栅极绝缘层上沉积钝化层；
步骤5、在所述钝化层上涂布光阻，形成光阻层，通过一道光罩图案化所述光阻层，完全去除对应于一部分漏极上方以及待形成像素电极的区域边缘的光阻层，暴露出该部分漏极上方以及待形成像素电极的区域边缘的钝化层，同时减薄待形成像素电极的区域内部分光阻层的厚度，形成向多个不同方向延伸的光阻沟槽；
步骤6、利用剩余的光阻层做遮挡进行第一次蚀刻，完全去除所述漏极上方的未被光阻层遮挡的钝化层，暴露出漏极的一部分，同时部分去除待形成像素电极的区域边缘的钝化层，减薄待形成像素电极的区域边缘的部分钝化层的厚度，接着进行第一次光阻灰化，完全去除各个光阻沟槽内的光阻层，减薄各个光阻沟槽两侧的光阻层的厚度；
步骤7、利用剩余的光阻层做遮挡进行第二次蚀刻，减薄各个光阻沟槽内的钝化层的厚度，形成向多个不同方向延伸的钝化层沟槽，同时部分去除或完全去除待形成像素电极的区域边缘的剩余的钝化层，形成位于待形成像素电极的区域边缘的像素间隔槽；
步骤8、完全去除剩余的光阻层，在所述钝化层、以及暴露的漏极上沉积透明导电层，所述透明导电层在沉积时在所述像素间隔槽处断开，形成与所述漏极接触的像素电极，所述像素电极顺着所述钝化层沟槽形成有凹凸不平的图案。
所述步骤3具体包括：
步骤31、在所述第二金属层上涂布光阻，提供一灰阶光罩或半色调光罩对所述光阻进行图案化，去除所述待形成薄膜晶体管的沟道区的位置上的部分光阻，去除待形成薄膜晶体管和数据线的区域以外的全部光阻，保留待形成薄膜晶体管源极及漏极、以及数据线的区域的全部光阻；
步骤32、进行第一次蚀刻，去除没有光阻覆盖的第二金属层和半导体层；
步骤33、对待形成薄膜晶体管的沟道区上的光阻进行灰化处理去除待形成薄膜晶体管的沟道区上的全部光阻；
步骤34、接着进行第二次蚀刻，去除待形成薄膜晶体管的沟道区上的第二金属层，形成有源层、分别与所述有源层的两端接触的源极和漏极、以及与所述源极电性连接的数据线。
所述步骤5中对光阻层进行曝光的光罩为灰阶光罩或半色调光罩。
所述有源层的材料为非晶硅、多晶硅、或氧化物半导体。
所述像素间隔槽中位于所述漏极上方的部分靠近源极一侧的钝化层的锥度角大于90度，远离源极一侧的钝化层的锥度角小于90度；所述像素间隔槽位于所述漏极上方的以外的部分两侧的钝化层的锥度角大于90度。
所述步骤8中的透明导电层的材料为ITO。
所述第一金属层与第二金属层的材料为铝、钼、与铜中的一种或多种的组合。
所述栅极绝缘层与钝化层的材料为氧化硅与氮化硅中的一种或多种的组合。
所述基板为透明的玻璃基板、或透明的塑料基板。
本发明的有益效果：本发明提供了一种TFT基板的制作方法，该方法通过半色调光罩或灰阶光罩图案化钝化层，进而通过一道光罩就可以制得像素电极过孔和沟槽图案化的钝化层，接着在沟槽图案化的钝化层上直接顺势沉积透明导电材料，即可制得像素电极，该像素电极无需光罩进行图案化，整个TFT基板的制作只需要3道光罩即可完成，且不需要采用氧化铟锡剥离技术，制作难度低，效率高。
附图说明
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图中，
图1为本发明的TFT基板的制作方法的步骤1的剖视图；
图2为本发明的TFT基板的制作方法的步骤2的剖视图；
图3为本发明的TFT基板的制作方法的步骤3的剖视图；
图4为本发明的TFT基板的制作方法的步骤4的剖视图；
图5为本发明的TFT基板的制作方法的步骤5的剖视图；
图6为本发明的TFT基板的制作方法的步骤6的剖视图；
图7为本发明的TFT基板的制作方法的步骤7的俯视图；
图8为本发明的TFT基板的制作方法的步骤8的俯视图；
图9为本发明的TFT基板的制作方法的步骤1的俯视图；
图10为本发明的TFT基板的制作方法的步骤3的俯视图；
图11为本发明的TFT基板的制作方法的步骤8的俯视图；
图12为本发明的TFT基板的制作方法的流程图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
请参阅图12，本发明提供一种TFT基板的制作方法，包括如下步骤：
步骤1、请参阅图1及图9，提供一基板1，在所述基板1上沉积第一金属层并通过一道光罩图案化所述第一金属层，形成栅极21以及与所述栅极21电性连接的栅极线22。
具体地，所述栅极21和栅极线22的数量均为多个，所述多个栅极21呈阵列式分布，所述多条栅极线22均沿水平方向延伸并且相互平行间隔分布，每一条栅极线22对应电性连接一行栅极21，优选地，所述第一金属层的材料为铝(Al)、钼(Mo)、与铜(Cu)等金属材料中的一种或多种的组合。优选地，所述基板1为透明的玻璃基板、或透明的塑料基板。
步骤2、请参阅图2，在所述基板1、栅极21、及栅极线22上沉积栅极绝缘层3。
具体地，所述栅极绝缘层3的材料为氧化硅(SiOx)与氮化硅(SiNx)中的一种或多种的组合。
步骤3、请参阅图3及图10，在所述栅极绝缘层3上沉积半导体层及第二金属层并通过一道光罩同时图案化所述半导体层及第二金属层，形成位于所述栅极21上的栅极绝缘层3上的有源层4、分别与所述有源层4的两端接触的源极51和漏极52、以及与所述源极51电性连接的数据线53。
具体地，所述步骤3包括：
步骤31、在所述第二金属层上涂布光阻，提供一灰阶光罩(Gray Tone Mask，GTM)或半色调光罩(Half Tone Mask，HTM)对所述光阻进行图案化，去除所述待形成薄膜晶体管的沟道区的位置上的部分光阻，去除待形成薄膜晶体管和数据线的区域以外的全部光阻，保留待形成薄膜晶体管源极及漏极、以及数据线的区域的全部光阻；
步骤32、进行第一次蚀刻，去除没有光阻覆盖的第二金属层和半导体层；
步骤33、对待形成薄膜晶体管的沟道区上的光阻进行灰化处理去除待形成薄膜晶体管的沟道区上的全部光阻；
步骤34、接着进行第二次蚀刻，去除待形成薄膜晶体管的沟道区上的第二金属层，形成有源层4、分别与所述有源层4的两端接触的源极51和漏极52、以及与所述源极51电性连接的数据线53。
具体地，所述源极51和漏极52的数量与栅极21的数量一一对应，也呈阵列式分布，所述数据线53的数量也为多条，所述多条数据线53沿均竖直方向延伸且相互平行间隔分布，每一条数据线53电性连接一列源极51，优选地，所述有源层4的材料为非晶硅、多晶硅、或氧化物半导体，所述第二金属层的材料为铝、钼、与铜等金属材料中的一种或多种的组合。
步骤4、请参阅图4，在所述源极51、漏极52、数据线53、有源层4、以及栅极绝缘层3上沉积钝化层6；
具体地，所述钝化层6的材料为氧化硅与氮化硅中的一种或多种的组合。
步骤5、请参阅图5，在所述钝化层6上涂布光阻，形成光阻层7，通过一道光罩图案化所述光阻层7，完全去除对应于一部分漏极52上方以及待形成像素电极的区域边缘的光阻层7，暴露出该部分漏极52上方以及待形成像素电极的区域边缘的钝化层6，同时减薄待形成像素电极的区域内部分光阻层7的厚度，形成向多个不同方向延伸的光阻沟槽71；
具体地，所述步骤5中采用半色调光罩或灰阶光罩对光阻层7进行曝光，所述半色调光罩或灰阶光罩包括：半透光区域、不透光区域、以及完全透光区域，所述半透光区域对应光阻层7上待形成光阻沟槽71的区域，所述完全透光区域对应一部分漏极52上方以及待形成像素电极的区域边缘的光阻层7设置，除了半透光区域和完全透光区域以外的区域都是不透光区域，利用半透光区域减薄对应位置的光阻层7的厚度，利用完全透光区域完全去除对应位置光阻层7，而不透光区域对应位置的光阻层7将被全部保留下来。可以理解的是，根据光阻的正负性质的不同，不透光区域和完全透光区域对应的位置可以互换。
优选地，所述向多个不同方向延伸的光阻沟槽71呈“米”字型分布，包括分别向相对水平方向偏转45°、135°、225°、及315°方向延伸的多个光阻沟槽71。
步骤6、请参阅图6，利用剩余的光阻层7做遮挡进行第一次蚀刻，完全去除所述漏极52上方的未被光阻层7遮挡的钝化层6，暴露出漏极52的一部分，同时部分去除待形成像素电极的区域边缘的钝化层6，减薄待形成像素电极的区域边缘的部分钝化层6的厚度，接着进行第一次光阻灰化，完全去除各个光阻沟槽71内的光阻层7，减薄各个光阻沟槽71两侧的光阻层7的厚度。
步骤7、请参阅图7，利用剩余的光阻层7做遮挡进行第二次蚀刻，减薄各个光阻沟槽71内的钝化层6的厚度，形成向多个不同方向延伸的钝化层沟槽61，同时部分去除或完全去除待形成像素电极的区域边缘的剩余的钝化层6，形成位于待形成像素电极的区域边缘的像素间隔槽62。
具体地，所述钝化层沟槽61的图案对应所述光阻沟槽71的图案，也呈“米”字型分布，包括分别向相对水平方向偏转45°、135°、225°、及315°方向延伸的钝化层沟槽61，并且所述像素间隔槽62中位于所述漏极52上方的部分靠近源极51一侧的钝化层6的锥度(Taper)角大于90度，远离源极51一侧的钝化层6的锥度角小于90度；所述像素间隔槽62位于所述漏极52上方的以外的部分两侧的钝化层的锥度角大于90度。
进一步地，所述第二次蚀刻去除的待形成像素电极的区域边缘的剩余的钝化层6的多少根据所设计的钝化层沟槽61深度相应变化，最多可以完全去除，完全去除时所述钝化层沟槽61的深度大于或等于所述待形成像素电极的区域边缘的剩余的钝化层6的厚度，当然若所述钝化层沟槽61的深度小于所述待形成像素电极的区域边缘的剩余的钝化层6的厚度，所述待形成像素电极的区域边缘的剩余的钝化层6也就不会被完全去除。
步骤8、请参阅图8及图11，完全去除剩余的光阻层7，在所述钝化层6、以及暴露的漏极52上沉积透明导电层，所述透明导电层在沉积时在所述像素间隔槽62处断开，形成与所述漏极52接触的像素电极81，所述像素电极81顺着所述钝化层沟槽61形成有凹凸不平的图案。
具体地，所述像素电极81沿着钝化层沟槽61顺势形成，其为一个整面的像素电极，并且其表面具有与钝化层沟槽61相同的“米”字型分布的凹凸图案，可以达成与多畴垂直配向(vertical alignment，VA)型液晶显示面板中采用“米”字型狭缝(Silt)像素电极相同的控制效果，而由于所述像素间隔槽62至少一侧的钝化层的Taper角较大，透明导电层在沉积时会在像素间隔槽62的位置自然断开，从而使得位于数据线53、栅极线22、栅极21、以及源极51上方的透明导电层与像素电极81分隔开，避免对像素电极81的正常工作产生影响。
进一步地，在步骤8中像素电极81在形成时不需要光罩进行图案化，也不需要材料ITO Lift Off技术，节省一道光罩的同时，避免了制程难度的增加，同时保证制得的像素电极81的显示效果与曝光制得的像素电极的显示效果相同。
优选地，所述步骤8中的透明导电层的材料为氧化铟锡(Indium Tin Oxides，ITO)。
综上所述，本发明提供了一种TFT基板的制作方法，该方法通过半色调光罩或灰阶光罩图案化钝化层，进而通过一道光罩就可以制得像素电极过孔和沟槽图案化的钝化层，接着在沟槽图案化的钝化层上直接顺势沉积透明导电材料，即可制得像素电极，该像素电极无需光罩进行图案化，整个TFT基板的制作只需要3道光罩即可完成，且不需要采用氧化铟锡剥离技术，制作难度低，效率高。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种TFT基板的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、提供一基板（1），在所述基板（1）上沉积第一金属层并通过一道光罩图案化所述第一金属层，形成栅极（21）以及与所述栅极（21）电性连接的栅极线（22）；
步骤2、在所述基板（1）、栅极（21）、及栅极线（22）上沉积栅极绝缘层（3）；
步骤3、在所述栅极绝缘层（3）上沉积半导体层及第二金属层并通过一道光罩同时图案化所述半导体层及第二金属层，形成位于所述栅极（21）上的栅极绝缘层（3）上的有源层（4）、分别与所述有源层（4）的两端接触的源极（51）和漏极（52）、以及与所述源极（51）电性连接的数据线（53）；
步骤4、在所述源极（51）、漏极（52）、数据线（53）、有源层（4）、以及栅极绝缘层（3）上沉积钝化层（6）；
步骤5、在所述钝化层（6）上涂布光阻，形成光阻层（7），通过一道光罩图案化所述光阻层（7），完全去除对应于一部分漏极（52）上方以及待形成像素电极的区域边缘的光阻层（7），暴露出该部分漏极（52）上方以及待形成像素电极的区域边缘的钝化层（6），同时减薄待形成像素电极的区域内部分光阻层（7）的厚度，形成向多个不同方向延伸的光阻沟槽（71）；
步骤6、利用剩余的光阻层（7）做遮挡进行第一次蚀刻，完全去除所述漏极（52）上方的未被光阻层（7）遮挡的钝化层（6），暴露出漏极（52）的一部分，同时部分去除待形成像素电极的区域边缘的钝化层（6），减薄待形成像素电极的区域边缘的部分钝化层（6）的厚度，接着进行第一次光阻灰化，完全去除各个光阻沟槽（71）内的光阻层（7），减薄各个光阻沟槽（71）两侧的光阻层（7）的厚度；
暴露出漏极（52）的槽中靠近源极（51）一侧的钝化层（6）的锥度角和远离源极（51）一侧的钝化层（6）的锥度角均小于或等于90度；
步骤7、利用剩余的光阻层（7）做遮挡进行第二次蚀刻，减薄各个光阻沟槽（71）内的钝化层（6）的厚度，形成向多个不同方向延伸的钝化层沟槽（61），同时部分去除或完全去除待形成像素电极的区域边缘的剩余的钝化层（6），形成位于待形成像素电极的区域边缘的像素间隔槽（62）；
所述像素间隔槽（62）中位于所述漏极（52）上方的部分靠近源极（51）一侧的钝化层（6）的锥度角大于90度，远离源极（51）一侧的钝化层（6）的锥度角小于90度；
步骤8、完全去除剩余的光阻层（7），在所述钝化层（6）、以及暴露的漏极（52）上沉积透明导电层，所述透明导电层在沉积时在所述像素间隔槽（62）处断开，形成与所述漏极（52）接触的像素电极（81），所述像素电极（81）顺着所述钝化层沟槽（61）形成有凹凸不平的图案。
2.如权利要求1所述的TFT基板的制作方法，其特征在于，所述步骤3具体包括：
步骤31、在所述第二金属层上涂布光阻，提供一灰阶光罩或半色调光罩对所述光阻进行图案化，去除所述待形成薄膜晶体管的沟道区的位置上的部分光阻，去除待形成薄膜晶体管和数据线的区域以外的全部光阻，保留待形成薄膜晶体管源极及漏极、以及数据线的区域的全部光阻；
步骤32、进行第一次蚀刻，去除没有光阻覆盖的第二金属层和半导体层；
步骤33、对待形成薄膜晶体管的沟道区上的光阻进行灰化处理去除待形成薄膜晶体管的沟道区上的全部光阻；
步骤34、接着进行第二次蚀刻，去除待形成薄膜晶体管的沟道区上的第二金属层，形成有源层（4）、分别与所述有源层（4）的两端接触的源极（51）和漏极（52）、以及与所述源极（51）电性连接的数据线（53）。
3.如权利要求1所述的TFT基板的制作方法，其特征在于，所述步骤5中对光阻层（7）进行曝光的光罩为灰阶光罩或半色调光罩。
4.如权利要求1所述的TFT基板的制作方法，其特征在于，所述有源层（4）的材料为非晶硅、多晶硅、或氧化物半导体。
5.如权利要求1所述的TFT基板的制作方法，其特征在于，所述像素间隔槽（62）位于所述漏极（52）上方的以外的部分两侧的钝化层（6）的锥度角大于90度。
6.如权利要求1所述的TFT基板的制作方法，其特征在于，所述步骤8中的透明导电层的材料为ITO。
7.如权利要求1所述的TFT基板的制作方法，其特征在于，所述第一金属层与第二金属层的材料为铝、钼、与铜中的一种或多种的组合。
8.如权利要求1所述的TFT基板的制作方法，其特征在于，所述栅极绝缘层（3）与钝化层（6）的材料为氧化硅与氮化硅中的一种或多种的组合。
9.如权利要求1所述的TFT基板的制作方法，其特征在于，所述基板（1）为透明的玻璃基板、或透明的塑料基板。
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