[发明专利]TFT-LCD阵列基板结构及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种薄膜晶体管液晶显示器，尤其是一种薄膜晶体管液晶显示器阵列基板结构及其制造方法。

背景技术

薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor Liquid CrystalDisplay，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。对于TFT-LCD来说，阵列基板结构以及制造工艺决定了其产品性能、成品率和价格。

为了有效地降低TFT-LCD的价格、提高成品率，TFT-LCD阵列基板结构(有源驱动TFT阵列)的制造工艺逐步得到简化，从开始的七次掩模(7mask)工艺已经发展到目前基于狭缝光刻技术的4次掩模(4mask)工艺。4次掩模工艺的核心是采用狭缝光刻工艺代替传统5次掩模工艺中的第二次掩模(有源层光刻)和第三次掩模(源漏电极光刻)。其工艺过程具体为：首先，通过第一次掩模形成栅电极；随后在栅电极上连续沉积栅绝缘层、半导体层、掺杂半导体层(欧姆接触层)和源漏金属层；接着进行第二次掩模，通过湿法刻蚀、多步刻蚀(半导体层刻蚀→灰化→干法刻蚀→掺杂半导体层刻蚀)形成数据线、有源层、源漏电极和TFT沟道图形；然后沉积钝化层，由第三次掩模在钝化层上形成过孔；最后沉积透明导电层，通过第四次掩模形成像素电极。其中，第二次掩模中需要采用狭缝光刻工艺形成有源层、源漏电极和TFT沟道图形。狭缝光刻工艺的原理是在掩模板上设置特定尺寸的狭缝，通过产生光学衍射来控制光的透过率，从而有选择地控制光刻胶的厚度，而光刻胶的厚度将直接决定TFT的宽长比，即TFT的电学特性。

实际生产表明，现有技术的4次掩模工艺仍存在一些缺陷，例如：

(1)4次掩模工艺的生产周期较长，生产成本较高；

(2)由于带有狭缝结构掩模板的制作精度有一定的局限性，导致不同区域的透过率有一定差别，而这些差别会导致沟道区域发生各种不良，降低了整个基板上TFT电学特性的均匀性，影响了TFT-LCD的显示品质，甚至还可能导致各种像素不良的发生，在一定程度上降低了成品率和产品质量；

(3)多步刻蚀工艺是狭缝光刻工艺的核心工艺之一，其目的是在第二次掩模中既形成有源层和源漏电极图形，同时还要形成TFT沟道，主要流程包括半导体层的刻蚀、沟道处光刻胶的灰化、沟道处源漏电极的刻蚀以及掺杂半导体层的刻蚀，这些刻蚀工艺都在同一设备中连续完成，工艺复杂，工艺开发难度大，对设备的要求很高，使成品率和产品质量不能得到有效保障。

发明内容

本发明的目的是提供一种TFT-LCD阵列基板结构及其制造方法，有效解决现有4次掩模工艺技术在成品率、产品质量、生产周期和生产成本等方面存在的技术缺陷。

为了实现上述目的，本发明提供了一种TFT-LCD阵列基板结构，包括栅线和数据线，栅线和数据线限定了像素区域，并在交叉处形成薄膜晶体管，薄膜晶体管与形成在像素区域内的像素电极连接，所述薄膜晶体管的源漏电极上形成有第一钝化层，所述第一钝化层上形成有第一钝化层沟道窗口和使所述源漏电极的漏电极与所述像素电极连接的第一钝化层过孔，像素电极以外区域上形成有第二钝化层。

所述第一钝化层的厚度为700～2000

所述第二钝化层的厚度为700～2000

为了实现上述目的，本发明还提供了一种TFT-LCD阵列基板结构的制造方法，包括：

步骤1、在基板上沉积栅金属层，通过第一次掩模工艺形成栅电极和栅线；

步骤2、在完成步骤1的基板上连续沉积栅绝缘层、有源层、源漏金属层和第一钝化层，通过第二次掩模工艺形成第一钝化层、源漏电极、数据线和有源层图形，并形成第一钝化层过孔和第一钝化层沟道窗口；

步骤3、在完成步骤2的基板上沉积透明导电层，通过第三次掩模工艺形成像素电极，且像素电极通过所述第一钝化层过孔与所述源漏电极连接，保留所述像素电极上的光刻胶；

步骤4、在完成步骤3的基板上进行源漏电极和有源层中掺杂半导体层刻蚀，形成TFT沟道；

步骤5、在完成步骤4的基板上沉积第二钝化层，通过像素电极上保留的所述光刻胶剥离，去除光刻胶上面的第二钝化层。

所述步骤1具体为：采用溅射或热蒸发的方法，在基板上沉积一层厚度为500～4000的栅金属层，通过第一次掩模工艺在所述基板上形成栅电极和栅线。

所述步骤2具体为：

步骤21、在完成步骤1的基板上通过PECVD方法连续沉积厚度为1000～4000的栅绝缘层和厚度为1000～3500的有源层；