[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及其制造方法，尤其是一种薄膜晶体管液晶显示器阵列基板制造方法。

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。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次构图工艺的核心是采用狭缝光刻工艺代替传统5次构图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；接着进行采用狭缝光刻技术的第二次掩模，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次构图工艺存在两个明显的缺点。由于带有狭缝结构掩模板的制作精度有一定的局限性，同时受狭缝光刻板透过率的分布均匀性和光刻胶灰化工艺均匀性的影响，导致不同区域的透过率有一定差别，而这些差别会导致TFT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。由于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，容易发生由狭缝光刻工艺引起的各种像素不良，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阵列基板制造方法，有效解决现有采用狭缝光刻技术的4次构图工艺在产品成品率、产品质量、TFT沟道均匀性和TFT电学特性均匀性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阵列基板结构制造方法，包括：

步骤1、在基板上沉积栅金属层，通过第一次构图工艺在显示区域形成栅电极和栅线图形，在栅线PAD区域形成栅连接线图形；

步骤2、在完成步骤1的基板上连续沉积栅绝缘层、半导体层和掺杂半导体层，通过第二次构图工艺在显示区域的栅线和栅电极上形成栅绝缘层、半导体层和掺杂半导体层图形；

步骤3、在完成步骤2的基板上沉积透明导电层，通过第三次构图工艺 形成像素电极图形；

步骤4、在完成步骤3的基板上连续沉积源漏金属层和钝化层，通过第四次构图工艺，在显示区域形成漏电极、源电极、数据线和TFT沟道图形，在数据线PAD区域形成数据连接线，且使漏电极与像素电极搭接，在栅线PAD区域暴露出栅连接线，在数据线PAD区域暴露出数据连接线。

本发明提出了一种TFT-LCD阵列基板结构及其制造方法，虽也是四次构图工艺，但与现有技术采用半色调或灰色调工艺的四次构图工艺不同。本发明首先通过第一次构图工艺形成栅线和栅电极图形，通过第二次构图工艺形成有源层图形，通过第三次构图工艺形成像素电极，通过采用半色调或灰色调技术的第四次构图工艺形成源电极、漏电极、数据线图形以及TFT沟道。具体地，本发明采用半色调或灰色调是为了形成数据线PAD区域的结构，而TFT沟道则是采用常规的光刻和刻蚀工艺，因此可有效地减少采用半色调或灰色调技术的传统四次构图工艺中出现的像素不良，保证了TFT-LCD阵列基板结构的产品成品率和产品质量；同时，由于采用常规光刻工艺形成TFT沟道，因此显著提高了TFT沟道长度的均匀性，使TFT电学特性的均匀性得到有效保证。本发明TFT-LCD阵列基板结构制造方法工艺简单、稳定，容易实现工艺开发，降低了设备配置要求，不仅缩短了生产周期，而且降低了生产成本。