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CN106024706A - 阵列基板及其制作方法 - Google Patents

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CN106024706A
CN106024706A CN201610459122.6A CN201610459122A CN106024706A CN 106024706 A CN106024706 A CN 106024706A CN 201610459122 A CN201610459122 A CN 201610459122A CN 106024706 A CN106024706 A CN 106024706A
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Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种阵列基板及其制作方法，该方法在氧化物半导体层薄膜上覆盖还原金属层，通过一道光罩制程图案化氧化物半导体层薄膜和还原金属层，同时形成源极图案、漏极图案、像素电极图案、及氧化物半导体层，再利用镭射退火将源极图案、漏极图案、与像素电极图案还原成导体，同时形成源极、漏极、与像素电极，整个制作过程最多仅需要三次光罩制程，相比现有技术，能够有效减少光罩制程的数量，简化制作工艺，降低生产成本，提升TFT的性能，增大阵列基板的开口率。

Description

阵列基板及其制作方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种阵列基板及其制作方法。
背景技术
随着显示技术的发展，薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor LiquidCrystal Display，TFT-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。
现有市场上的液晶显示装置大部分为背光型液晶显示器，其包括液晶显示面板及背光模组(backlight module)。液晶显示面板的工作原理是在两片平行的玻璃基板当中放置液晶分子，两片玻璃基板中间有许多垂直和水平的细小电线，通过通电与否来控制液晶分子改变方向，将背光模组的光线折射出来产生画面。
按照液晶的取向方式不同，目前主流市场上的液晶显示面板可以分为以下几种类型分别是扭曲向列(Twisted Nematic，TN)或超扭曲向列(SuperTwisted Nematic，STN)型，面内转换(In-Plane Switching，IPS)型、边缘场开关(Fringe Field Switching，FFS)型、及垂直配向(Vertical Alignment，VA)型。其中IPS型和FFS型液晶显示面板以其观看视角广以及开口率高等特点受到广大用户的喜爱。
请参阅图1，图1为一种现有的适用于小尺寸显示产品的IPS型阵列基板的结构图，该IPS型液晶显示面板包括：基板100、设于所述基板100上的第一金属层200、设于所述第一金属层200上的栅极绝缘层300、设于所述栅极绝缘层300上的有源层400、设于所述有源层400、及栅极绝缘层300上的第二金属层600及像素电极500、设于所述第二金属层600、像素电极500、及栅极绝缘层300上的层间绝缘层700、以及设于所述层间绝缘层700上的公共电极800；其中第一金属层200包括：TFT的栅极及公共电极连接线，第二金属层600包括：数据线、TFT的源极、及TFT的漏极，所述像素电极500与所述TFT的漏极相接触，所述公共电极800通过贯穿所述层间绝缘层700和栅极绝缘层300的过孔与所述公共电极连接线相接触，其中所述公共电极800为图案化的电极，包括多个平行间隔排列的条状电极，而所述像素电极500为一整块的平面电极。请参阅图2，图2为一种现有的适用于大尺寸显示产品的IPS型阵列基板的结构图，该IPS型液晶显示面板包括：基板100’、设于所述基板100’上的公共电极800’、设于所述基板100’和公共电极800’上的第一金属层200’、设于所述第一金属层200’上的栅极绝缘层300’、设于所述栅极绝缘层300’上的有源层400’、设于所述有源层400’及栅极绝缘层300’上的第二金属层600’、设于所述第二金属层600’和栅极绝缘层300’上的层间绝缘层700’、以及设于所述层间绝缘层700’上的像素电极500’；其中，所述第一金属层200’包括：设于所述公共电极800’上的公共电极连接线、以及设于所述基板100’上的TFT的栅极，所述第二金属层600’包括：数据线、TFT的源极、以及TFT的漏极，所述像素电极500’通过贯穿所述层间绝缘层700’的过孔与所述TFT的漏极相接触；所述像素电极500’为图案化的电极，包括多个平行间隔排列的条状电极，而所述公共电极800’为一整块的平面电极。上述两种IPS型阵列基板在制作时均包括第一金属层的图案化、有源层的图案化、第二金属层的图案化、像素电极或公共电极的图案化、及层间绝缘层及栅极绝缘层的图案化等5至6道光罩制程，制造工艺复杂，生产成本高，生产效率低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阵列基板的制作方法，能够简化阵列基板的制作工艺，减少光罩数量，提高TFT性能，增加开口率。
本发明的目的还在于提供一种阵列基板，能够提升阵列基板的性能和开口率。
为实现上述目的，本发明提供一种阵列基板的制作方法，包括如下步骤：
步骤1、提供一基板，在所述基板上沉积公共电极薄膜，在所述公共电极薄膜上沉积第一金属层；
步骤2、通过第一次光罩制程图案化所述公共电极薄膜及第一金属层，形成公共电极、及位于所述公共电极上的栅极和公共电极连接线；
步骤3、在所述基板、公共电极、栅极、及公共电极连接线上自下而上依次沉积栅极绝缘层、氧化物半导体层薄膜、以及还原金属层；
步骤4、通过第二次光罩制程图案化所述氧化物半导体层薄膜及还原金属层，形成待还原的源极图案、漏极图案、像素电极图案、及氧化物半导体层；
所述氧化物半导体层位于所述栅极的上方，所述源极图案与漏极图案间隔分布于所述氧化物半导体层的两端并与所述氧化物半导体层相接触，所述漏极图案与所述像素电极图案相接触，所述待还原的源极图案、漏极图案、及像素电极图案均包括自下而上层叠设置的氧化物半导体层薄膜、及还原金属层；
步骤5、对所述待还原的源极图案、漏极图案、及像素电极图案进行镭射退火，将所述源极图案、漏极图案、及像素电极图案还原成导体，形成源极、漏极、以及像素电极；
步骤6、在所述源极、漏极、像素电极、氧化物半导体层、及栅极绝缘层上沉积钝化层，完成阵列基板的制作。
所述还原金属层的材料为锰、或铝。
所述还原金属层的厚度小于
所述氧化物半导体层薄膜的材料为IGZO。
所述步骤1中第一次光罩制程与所述步骤4中第二次光罩制程均采用半色调掩膜板。
所述阵列基板的制作方法应用于制作IPS型阵列基板、或FFS型阵列基板。
所述步骤5还包括：在所述源极、漏极、像素电极、氧化物半导体层、及栅极绝缘层上沉积第二金属层；
并通过第三次光罩制程图案化所述第二金属层，形成位于所述源极上的源极辅助金属；
且在所述步骤6中钝化层覆盖所述源极辅助金属。
本发明还提供一种阵列基板，包括：基板、设于所述基板上的公共电极、设于所述公共电极上的栅极和公共电极连接线、覆盖于所述基板、公共电极、栅极、及公共电极连接线上的栅极绝缘层、设于所述栅极上的栅极绝缘层上的氧化物半导体层、设于所述栅极绝缘层上的源极、漏极与像素电极、以及设于所述源极、漏极、像素电极、氧化物半导体层、及栅极绝缘层上的钝化层；
所述源极与漏极间隔分布于所述氧化物半导体层的两端并与所述氧化物半导体层相接触，所述漏极与所述像素电极相接触。
还包括设于所述源极上的源极辅助金属，所述钝化层覆盖所述源极辅助金属。
所述源极、漏极、及像素电极通过还原金属还原氧化物半导体材料制得。
本发明的有益效果：本发明提供的阵列基板的制作方法，在氧化物半导体层薄膜上覆盖还原金属层，通过一道光罩制程图案化氧化物半导体层薄膜和还原金属层，同时形成源极图案、漏极图案、像素电极图案、及氧化物半导体层，再利用镭射退火将源极图案、漏极图案、与像素电极图案还原成导体，同时形成源极、漏极、与像素电极，整个制作过程最多仅需要三次光罩制程，相比现有技术，能够有效减少光罩制程的数量，简化制作工艺，降低生产成本，提升TFT的性能，增大阵列基板的开口率。本发明还提供一种阵列基板，具有高性能和高开口率。
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为一种现有的适用于小尺寸显示产品的IPS型阵列基板的结构示意图；
图2为一种现有的适用于大尺寸显示产品的IPS型阵列基板的结构示意图；
图3为本发明的阵列基板的制作方法的步骤1的示意图；
图4为本发明的阵列基板的制作方法的步骤2的示意图；
图5为本发明的阵列基板的制作方法的步骤3的示意图；
图6为本发明的阵列基板的制作方法的步骤4的示意图；
图7为本发明的阵列基板的制作方法的步骤5的示意图；
图8为本发明的阵列基板的制作方法的步骤6的示意图；
图9为本发明的阵列基板的制作方法的步骤7的示意图；
图10为本发明的阵列基板的制作方法的步骤8的示意图暨本发明的阵列基板的结构图；
图11为本发明的阵列基板的制作方法的优选实施例的流程图；
图12为本发明的阵列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11，本发明提供一种阵列基板的制作方法，该制作方法主要应用于IPS型阵列基板、或FFS型阵列基板的制作，以简化IPS型阵列基板、或FFS型阵列基板的制作工艺，包括如下步骤：
步骤1、请参阅图3，提供一基板1，在所述基板1上沉积公共电极薄膜2’，在所述公共电极薄膜2’上沉积第一金属层3’。
具体地，所述基板1为透明基板，优选玻璃基板，所述公共电极薄膜2’的材料为透明导电氧化物(Transparent conductive oxide，TCO)材料，所述第一金属层3’的材料为钼(Mo)。
步骤2、请参阅图4，通过第一次光罩制程图案化所述公共电极薄膜2’及第一金属层3’，形成公共电极2、及位于所述公共电极2上的栅极31和公共电极连接线32。
具体地，所述步骤2中采用半色调(Half Tone)掩膜板进行第一次光罩制程，从而在一部分区域去除全部的公共电极薄膜2’及第一金属层3’，另一部分区域仅去除第一金属层3’，所述公共电极2为一整块的平面电极，所述设于公共电极2上的公共电极连接线32能够增强阵列基板的导电性，提升阵列基板的信号传输速度。
步骤3、请参阅图5，在所述基板1、公共电极2、栅极31、及公共电极连接线32上自下而上依次沉积栅极绝缘层4、氧化物半导体层薄膜5’、以及还原金属层6’。
具体地，所述栅极绝缘层4的材料为氧化硅(SiOX)与氮化硅(SiNX)中的一种或多种的堆栈组合，所述氧化物半导体层薄膜5’的材料为透明材料，优选铟镓锌氧化物(Indium Gallium Zinc Oxide，IGZO)，所述还原金属层6’的材料为具有强还原性的金属材料，优选铝(Al)、或锰(Mn)。
步骤4、请参阅图6，通过第二次光罩制程图案化所述氧化物半导体层薄膜5’及还原金属层6’，形成待还原的源极图案61’、漏极图案62’、像素电极图案63’、及氧化物半导体层5；
所述氧化物半导体层5位于所述栅极31的上方，所述源极图案61’与漏极图案62’间隔分布于所述氧化物半导体层5的两端并与所述氧化物半导体层5相接触，所述漏极图案62’与所述像素电极图案63’相接触，所述待还原的源极图案61’、漏极图案62’、及像素电极图案63’均包括自下而上层叠设置的氧化物半导体层薄膜5’、及还原金属层6’。
具体地，所述步骤4中采用半色调掩膜板进行第二次光罩制程，从而在一部分区域去除全部的氧化物半导体层薄膜5’及还原金属层6’，以形成所述源极图案61’、漏极图案62’、像素电极图案63’，在另一部分区域仅去除还原金属层6’以形成氧化物半导体层5，相比于现有技术，该步骤4中将源极、漏极、和像素电极的光罩制程合并在一起，从而减小光罩数量，简化制程工艺。
特别地，所述还原金属层6’的厚度极小(小于)，不形成薄膜，不会影响阵列基板的透光性，并能够在经过处理后将与其接触的氧化物半导体薄膜5’还原成导体。
步骤5、请参阅图7，对所述待还原的源极图案61’、漏极图案62’、及像素电极图63’进行镭射退火，将所述源极图案61’、漏极图案62’、及像素电极图案63’还原成导体，形成源极61、漏极62、以及像素电极63。
具体地，所述像素电极63为图案化的电极，包括多个平行间隔分布的条状电极，从而与所述公共电极2配合形成横向电场，所述源极61、与漏极62直接由氧化物半导体层薄膜5’还原得到，能够提升TFT的性能，增大阵列基板的开口率。
步骤6、请参阅图8，在所述源极61、漏极62、像素电极63、氧化物半导体层5、及栅极绝缘层4上沉积第二金属层7’；
具体地，所述第二金属层7’的材料为钼，所述第二金属层7’可通过物理气相沉积工艺制备。
步骤7、请参阅图9，通过第三次光罩制程图案化所述第二金属层7’，形成位于所述源极61上的源极辅助金属7。
具体地，该源极辅助金属7用于降低源极61的电阻，提升源极61的导电性能，以便于信号的长距离传输，在大尺寸的显示面板中其作用尤为突出。
步骤8、请参阅图10，在所述源极61、漏极62、像素电极63、氧化物半导体层5、源极辅助金属7、及栅极绝缘层4上沉积钝化层8，完成阵列基板的制作。
具体地，所述钝化层8的材料为氧化硅与氮化硅中的一种或多种的堆栈组合。
可以理解的是，请参阅图12，在本发明的其他实施方式中，还可以不包括上述步骤6与步骤7，也即不形成源极辅助金属，本发明的前述实施方式为优选实施方式，并不用于限制本发明。
此外，请参阅图10，基于上述阵列基板的制作方法，本发明还提供一种阵列基板，包括：基板1、设于所述基板1上的公共电极2、设于所述公共电极2上的栅极31和公共电极连接线32、覆盖所述基板1、公共电极2、栅极31、及公共电极连接线32的栅极绝缘层4、设于所述栅极31上方的栅极绝缘层4上的氧化物半导体层5、设于所述栅极绝缘层4上的源极62、漏极63与像素电极63、以及覆盖所述源极61、漏极62、像素电极63、氧化物半导体层5、及栅极绝缘层4上的钝化层8；
所述源极61与漏极62间隔分布于所述氧化物半导体层5的两端并与所述氧化物半导体层5相接触，所述漏极62与所述像素电极63相接触。
进一步地，所述阵列基板还包括设于所述源极61上的源极辅助金属7，所述钝化层8覆盖所述源极辅助金属7。该源极辅助金属7用于降低源极61的电阻，提升源极61的导电性能，以便于信号的长距离传输，在大尺寸的显示面板中其作用尤为突出
需要说明的是，所述源极61、漏极62、及像素电极63通过还原金属还原氧化物半导体材料制得，能够提升TFT的性能，增大阵列基板的开口率。而且所述像素电极63为图案化的电极，包括多个平行间隔分布的条状电极，可以与所述公共电极2配合形成横向电场。也即上述阵列基板可以为IPS型阵列基板、或FFS型阵列基板。
所述氧化物半导体层的材料、以及用于还原形成源极61、漏极62、及像素电极63的氧化物半导体材料均可选择IGZO。
综上所述，本发明的阵列基板的制作方法，在氧化物半导体层薄膜上覆盖还原金属层，通过一道光罩制程图案化氧化物半导体层薄膜和还原金属层，同时形成源极图案、漏极图案、像素电极图案、及氧化物半导体层，再利用镭射退火将源极图案、漏极图案、与像素电极图案还原成导体，同时形成源极、漏极、与像素电极，整个制作过程最多仅需要三次光罩制程，相比现有技术，能够有效减少光罩制程的数量，简化制作工艺，降低生产成本，提升TFT的性能，增大阵列基板的开口率。本发明还提供一种阵列基板，具有高性能和高开口率。
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 (10)

1.一种阵列基板的制作方法，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)上沉积公共电极薄膜(2’)，在所述公共电极薄膜(2’)上沉积第一金属层(3’)；
步骤2、通过第一次光罩制程图案化所述公共电极薄膜(2’)及第一金属层(3’)，形成公共电极(2)、及位于所述公共电极(2)上的栅极(31)和公共电极连接线(32)；
步骤3、在所述基板(1)、公共电极(2)、栅极(31)、及公共电极连接线(32)上自下而上依次沉积栅极绝缘层(4)、氧化物半导体层薄膜(5’)、以及还原金属层(6’)；
步骤4、通过第二次光罩制程图案化所述氧化物半导体层薄膜(5’)及还原金属层(6’)，形成待还原的源极图案(61’)、漏极图案(62’)、像素电极图案(63’)、及氧化物半导体层(5)；
所述氧化物半导体层(5)位于所述栅极(31)的上方，所述源极图案(61’)与漏极图案(62’)间隔分布于所述氧化物半导体层(5)的两端并与所述氧化物半导体层(5)相接触，所述漏极图案(62’)与所述像素电极图案(63’)相接触，所述待还原的源极图案(61’)、漏极图案(62’)、及像素电极图案(63’)均包括自下而上层叠设置的氧化物半导体层薄膜(5’)和还原金属层(6’)；
步骤5、对所述待还原的源极图案(61’)、漏极图案(62’)、及像素电极图案(63’)进行镭射退火，将所述源极图案(61’)、漏极图案(62’)、及像素电极图案(63’)还原成导体，形成源极(61)、漏极(62)、以及像素电极(63)；
步骤6、在所述源极(61)、漏极(62)、像素电极(63)、氧化物半导体层(5)、及栅极绝缘层(4)上沉积钝化层(8)，完成阵列基板的制作。
2.如权利要求1所述的阵列基板的制作方法，其特征在于，所述还原金属层(6’)的材料为锰、或铝。
3.如权利要求1所述的阵列基板的制作方法，其特征在于，所述还原金属层(6’)的厚度小于
4.如权利要求1所述的阵列基板的制作方法，其特征在于，所述氧化物半导体层薄膜(5’)的材料为IGZO。
5.如权利要求1所述的阵列基板的制作方法，其特征在于，所述步骤1中第一次光罩制程与所述步骤4中第二次光罩制程均采用半色调掩膜板。
6.如权利要求1所述的阵列基板的制作方法，其特征在于，所述阵列基板的制作方法应用于制作IPS型阵列基板、或FFS型阵列基板。
7.如权利要求1所述的阵列基板的制作方法，其特征在于，所述步骤5还包括：在所述源极(61)、漏极(62)、像素电极(63)、氧化物半导体层(5)、及栅极绝缘层(4)上沉积第二金属层(7’)；
并通过第三次光罩制程图案化所述第二金属层(7’)，形成位于所述源极(61)上的源极辅助金属(7)；
且在所述步骤6中钝化层(8)覆盖所述源极辅助金属(7)。
8.一种阵列基板，其特征在于，包括：基板(1)、设于所述基板(1)上的公共电极(2)、设于所述公共电极(2)上的栅极(31)和公共电极连接线(32)、覆盖所述基板(1)、公共电极(2)、栅极(31)、及公共电极连接线(32)的栅极绝缘层(4)、设于所述栅极(31)上方的栅极绝缘层(4)上的氧化物半导体层(5)、设于所述栅极绝缘层(4)上的源极(62)、漏极(63)与像素电极(63)、以及覆盖所述源极(61)、漏极(62)、像素电极(63)、氧化物半导体层(5)、及栅极绝缘层(4)上的钝化层(8)；
所述源极(61)与漏极(62)间隔分布于所述氧化物半导体层(5)的两端并与所述氧化物半导体层(5)相接触，所述漏极(62)与所述像素电极(63)相接触。
9.如权利要求8所述的阵列基板，其特征在于，还包括设于所述源极(61)上的源极辅助金属(7)，所述钝化层(8)覆盖所述源极辅助金属(7)。
10.如权利要求8所述的阵列基板，其特征在于，所述源极(61)、漏极(62)、及像素电极(63)通过还原金属还原氧化物半导体材料制得。
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