[发明专利]薄膜晶体管液晶显示器像素结构及制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD，Thin Film Transistor-LiquidCrystal Display)技术，尤其涉及一种薄膜晶体管液晶显示器的像素结构及其制作方法。 

背景技术

近年来，TFT-LCD因其体积小、重量轻、功耗低且无辐射等优点，在当前的平板显示器市场占据了主导地位。TFT-LCD显示屏是由阵列玻璃基板和彩膜玻璃基板对盒，其间抽真空后封灌液晶材料。TFT-LCD显示屏形成几十万到上百万的像素阵列，每个像素通过TFT的控制来显示图像。 

图1为现有薄膜晶体管液晶显示器像素结构的放大示意图，如图1所示，现有薄膜晶体管液晶显示器像素结构包括栅线10和数据线11，栅线10和数据线11交叉定义一个像素单元，每一像素单元包括一像素电极和一薄膜晶体管，每一薄膜晶体管包括栅极、有源层12、源极和漏极；其中有源层12形成在栅极上，源漏电极形成在有源层12上；栅极与栅线一体连接，源极与数据线一体连接，漏极通过过孔110与像素电极13连接，上述结构源、漏极之间的有源层12区域形成图示的TFT沟道。栅极打开后，源漏极通过沟道向像素电极层13提供电流，电流的强度与TFT沟道的宽长比有着密切关系，宽长比越高，TFT沟道的电流强度就越大，像素电极13的充电效率越高，显示效果就越好。如图1所示，TFT沟道的宽W＝a+b+c，TFT沟道的长L＝d。虽然图示TFT沟道的电流强度可满足目前液晶显示器的显示要求，但显示效果仍有较大的提升空间，由于结构的限制，目前TFT沟道的宽长比基本已达到极限值。另外，现有的TFT沟道构图工艺采用的是传统的4mask技术中的狭缝构图工艺，因此TFT沟 道部分容易产生残留短路现象，或者导致过刻断路，一旦出现短路或断路，相应的TFT-LCD像素即失效，这将严重影响TFT-LCD的显示品质。 

以下介绍现有TFT-LCD像素结构的4mask(在像素结构的制造过程中，掩膜曝光工艺所需的成本最高，因此业内将像素结构制造完成所需要的掩膜次数，视为工艺的复杂程度，需要几次掩膜工艺，则称为几mask工艺)制作工艺。 

为了提高产能，TFT-LCD制作工艺已由原来的五次掩膜(5mask)改进为四次掩膜(4mask)设计工艺，目前4mask普遍的设计工艺过程如下： 

步骤1：在衬底基板上进行栅金属层沉积，进行光刻胶涂敷、掩膜、曝光、刻蚀等构图工艺形成事先设计的栅线和栅极等图形； 

步骤2：多层膜沉积，进行光刻胶涂敷、掩膜、曝光、刻蚀等构图工艺形成事先设计的有源层、数据线、源漏极和沟道等图形；该步骤构图工艺中掩膜工艺为灰色调掩膜(GTM，Gray Tone Mask)工艺或半色调掩膜(HTM，Half ToneMask)工艺； 

步骤3：钝化层沉积，进行光刻胶涂敷、掩膜、曝光、刻蚀等构图工艺，形成事先设计的钝化层图形，并在漏极需要与像素电极连接的部位等部分形成过孔； 

步骤4：像素电极层沉积，进行光刻胶涂敷、掩膜、曝光、刻蚀等构图工艺，形成事先设计的像素电极图形。 

目前TFT-LCD像素结构的4mask设计工艺虽然提高了TFT-LCD的产能，但仍不能满足日益增长的市场需求。现有的源漏平面沟道结构，利用第2次掩膜工艺中的灰色调掩膜工艺或半色调掩膜工艺而形成的，由于该工艺目前生产条件的不稳定，非常容易在TFT沟道内形成残留短路和过刻断路，严重影响良品率。并且，现有TFT沟道的宽长比基本达到设计极限，基本没有提升TFT-LCD显示效果的空间。 

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种侧栅极TFT结构且是3次mask 的薄膜晶体管液晶显示器的像素结构及制作方法，能显著改善像素的显示效果、提高产品生产效率。 

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的： 

一种薄膜晶体管液晶显示器的像素结构，包括有栅线和数据线，栅线和数据线交叉形成像素区域，所述像素区域包括至少一薄膜晶体管和一像素电极，所述薄膜晶体管的源极形成在最底层，所述源极上依次为有源层和漏极，所述源极与数据线连接、漏极与像素电极连接；所述栅极形成在有源层的侧面，并与栅线连接；所述有源层的侧面、与有源层的侧面相对的栅极部分构成垂直向的电流沟道，即形成侧栅极沟道。 

优选地，所述有源层为三层结构，由上至下依次为：掺杂半导体层、半导体层、掺杂半导体层； 

所述像素电极连接于有源层的上掺杂半导体层，所述源极与有源层的下掺杂半导体层连接。