CN104766859B - Tft基板的制作方法及其结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种TFT基板的制作方法及其结构。该TFT基板的制作方法通过在第一道干蚀刻制程中将非晶硅层(5)位于非TFT区域的部分保留一定的厚度，在第二道干蚀刻制程中形成背沟道(51)的同时，蚀刻掉在非TFT区域保留下来的非晶硅层(5)，从而防止栅极绝缘层(4)在第二道干蚀刻制程中受到损伤，提高了TFT基板的品质，减少了品质问题发生的风险，并且由于减少了第一道干蚀刻制程的蚀刻量，从而减少了干蚀刻制程时间，减短了生产周期，提高了工厂产能。本发明提供的一种TFT基板结构，其结构简单，栅极绝缘层完整无损伤，可提高液晶显示器的显示品质。

Description

TFT基板的制作方法及其结构

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种TFT基板的制作方法及其结构。

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。

通常液晶显示面板由彩膜(Color Filter，CF)基板、薄膜晶体管阵列基板(ThinFilm Transistor Array Substrate，TFT Array Substrate)、夹于CF基板与TFT基板之间的液晶(Liquid Crystal，LC)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。

如图1-8所示，现有的一种TFT基板的制作方法包括如下步骤：

步骤1、如图1所示，提供一基板100，所述基板100上设有TFT区域与非TFT区域，所谓TFT区域是指最终制得的TFT在基板上对应所处的区域；在所述基板100上沉积第一金属层，并通过一道光刻制程图案化该第一金属层，形成位于TFT区域中部的栅极300；

步骤2、如图2所示，在所述栅极300、及基板100上依次沉积栅极绝缘层400、非晶硅层500、N型重掺杂非晶硅层600、及第二金属层700；

步骤3、如图3所示，在所述第二金属层700上涂布一光阻层，并通过一道半色调光罩制程对该光阻层进行曝光、显影，得到对应TFT区域覆盖于第二金属层700上的蚀刻阻挡层800，所述蚀刻阻挡层800包括薄层区域810、及分布于薄层区域810两侧的厚层区域820，所述薄层区域810位于欲形成TFT背沟道的位置；

步骤4、如图4所示，以所述蚀刻阻挡层800为遮挡，采用第一道湿蚀刻制程对所述第二金属层700进行蚀刻，未被所述蚀刻阻挡层800遮挡的第二金属层700完全被蚀刻掉，而保留该第二金属层700位于TFT区域的部分；

步骤5、如图5所示，采用第一道干蚀刻制程对非晶硅层500、N型重掺杂非晶硅层600、及蚀刻阻挡层800进行蚀刻，使得所述非晶硅层500、及N型重掺杂非晶硅层600位于非TFT区域的部分被完全蚀刻掉，同时使所述蚀刻阻挡层800的薄层区域810被完全蚀刻掉，暴露出部分第二金属层700；

步骤6、如图6所示，以所述蚀刻阻挡层800的厚层区域820为遮挡，采用第二道湿蚀刻制程对第二金属层700进行蚀刻，去除第二金属层700被暴露出来的部分，形成源/漏极710；

步骤7、如图7所示，以所述蚀刻阻挡层800的厚层区域820、及源/漏极710为遮挡，采用第二道干蚀刻制程对所述非晶硅层500与N型重掺杂非晶硅层600进行蚀刻，去除掉所述N型重掺杂非晶硅层600未被所述源/漏极710遮挡的部分，并降低所述非晶硅层500未被所述源/漏极710遮挡的部分的厚度，形成背沟道区510；

在该第二道干蚀刻制程中，由于所述栅极绝缘层400位于非TFT区域的部分上方没有遮挡，往往会被蚀刻掉一部分，从而使所述栅极绝缘层400位于非TFT区域的部分的厚度降低。

步骤8、如图8所示，去除蚀刻阻挡层8的厚层区域82得到一TFT基板。

上述现有的TFT基板的制作方法，由于在进行步骤5的第一道干蚀刻制程时，已经将位于非TFT区域的非晶硅层500与N型重掺杂非晶硅层600完全蚀刻掉(如图5所示)，当进行步骤7的第二道干蚀刻制程时，会造成栅极绝缘层400位于非TFT区域的部分的损伤(如图7所示)，根据实际经验，第二道干蚀刻制程的蚀刻量为通常会造成栅极绝缘层400减薄这样会造成实际的液晶电容以及存储电容(MII电容)偏离模拟结果，造成图像闪烁(Flicker)、以及耦合电压(Vft)、响应时间、与充电率等参数的偏离。

因此有必要提供一种改进的TFT基板的制作方法，以克服上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种TFT基板的制作方法，能够防止栅极绝缘层在第二道干蚀刻制程中受到损伤，提高TFT基板的品质，并缩短生产周期，提升工厂产能。

本发明的目的还在于提供一种TFT基板结构，其结构简单，栅极绝缘层完整，可以提高液晶显示器的显示品质。

为实现上述目的，本发明首先提供一种TFT基板的制作方法，包括如下步骤：

步骤1、提供一基板，所述基板上设有TFT区域与非TFT区域，在所述基板上沉积第一金属层，并通过一道光刻制程图案化该第一金属层，形成位于TFT区域中部的栅极；

步骤2、在所述栅极、及基板上依次沉积栅极绝缘层、非晶硅层、N型重掺杂非晶硅层、及第二金属层；

步骤3、在所述第二金属层上涂布一光阻层，并通过一道半色调光罩制程对该光阻层进行曝光、显影，得到对应TFT区域覆盖于第二金属层上的蚀刻阻挡层；

所述蚀刻阻挡层包括薄层区域、及分布于薄层区域两侧的厚层区域，所述薄层区域位于欲形成TFT背沟道的位置；

步骤4、以所述蚀刻阻挡层为遮挡，采用第一道湿蚀刻制程对所述第二金属层进行蚀刻，保留该第二金属层位于TFT区域的部分；

步骤5、采用第一道干蚀刻制程对非晶硅层、N型重掺杂非晶硅层、及蚀刻阻挡层进行蚀刻，使得所述N型重掺杂非晶硅层位于非TFT区域的部分被完全蚀刻掉，而所述非晶硅层位于非TFT区域的部分未被完全蚀刻掉，从而保留一定的厚度，同时使得所述蚀刻阻挡层的薄层区域被完全蚀刻掉，暴露出部分所述第二金属层；

步骤6、以所述蚀刻阻挡层的厚层区域为遮挡，采用第二道湿蚀刻制程对第二金属层进行蚀刻，去除第二金属层被暴露出来的部分，形成源/漏极；

步骤7、以所述蚀刻阻挡层的厚层区域、及源/漏极为遮挡，采用第二道干蚀刻制程对所述非晶硅层与N型重掺杂非晶硅层进行蚀刻，去除掉所述N型重掺杂非晶硅层未被所述源/漏极遮挡的部分，并降低所述非晶硅层未被所述源/漏极遮挡的部分的厚度，形成背沟道区；

在该第二道干蚀刻制程中，所述非晶硅层位于非TFT区域的部分被完全蚀刻掉；

步骤8、去除蚀刻阻挡层的厚层区域，得到一TFT基板。

所述步骤1中，采用物理气相沉积法沉积所述第一金属层，所述第一金属层的材料为铜、铝、或钼。

所述步骤2中，采用化学气相沉积法依次沉积所述栅极绝缘层、非晶硅层、及N型重掺杂非晶硅层，所述栅极绝缘层的材料为氧化硅或氮化硅。

所述步骤2中，采用物理气相沉积法沉积所述该第二金属层，所述第二金属层的材料为铜、铝、或钼。

所述步骤7中第二道干蚀刻制程的蚀刻量大于所述步骤5进行完第一道干蚀刻制程后所述非晶硅层在非TFT区域保留下来的厚度。

本发明还提供一种TFT基板结构，包括：

基板，所述基板上设有TFT区域与非TFT区域；

栅极，所述栅极于所述TFT区域中部设于所述基板上；

栅极绝缘层，所述栅极绝缘层覆盖所述栅极与基板；

以及对应于所述TFT区域从下到上依次层叠设置于所述栅极绝缘层上的非晶硅层、N型重掺杂非晶硅层、及源/漏极；

其中，所述N型重掺杂非晶硅层与源/漏极在非晶硅层上分布的位置与尺寸相同，所述非晶硅层中部形成有背沟道区，所述非晶硅层在该背沟道区的厚度小于其它区域的厚度；

所述非晶硅层与N型重掺杂非晶硅层共同构成半导体层。

所述基板为玻璃基板。

所述栅极的材料为铜、铝、或钼。

所述栅极绝缘层的材料为氧化硅或氮化硅。

所述源/漏极的材料为铜、铝、或钼。

本发明的有益效果：本发明提供的一种TFT基板的制作方法，通过在第一道干蚀刻制程中将非晶硅层位于非TFT区域的部分保留一定的厚度，在第二道干蚀刻制程中形成背沟道的同时，蚀刻掉在非TFT区域保留下来的非晶硅层，从而防止栅极绝缘层在第二道干蚀刻制程中受到损伤，提高了TFT基板的品质，减少了品质问题发生的风险，并且由于减少了第一道干蚀刻制程的蚀刻量，从而减少了干蚀刻制程时间，缩短了生产周期，提升了工厂产能。本发明提供的一种TFT基板结构，其结构简单，栅极绝缘层完整无损伤，可提高液晶显示器的显示品质。

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。

附图说明

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。

附图中，

图1为现有的一种TFT基板的制作方法步骤1的示意图；

图2为现有的一种TFT基板的制作方法步骤2的示意图；

图3为现有的一种TFT基板的制作方法步骤3的示意图；

图4为现有的一种TFT基板的制作方法步骤4的示意图；

图5为现有的一种TFT基板的制作方法步骤5的示意图；

图6为现有的一种TFT基板的制作方法步骤6的示意图；

图7为现有的一种TFT基板的制作方法步骤7的示意图；

图8为现有的一种TFT基板的制作方法步骤8的示意图；

图9为本发明的TFT基板的制作方法的流程图；

图10为本发明的TFT基板的制作方法步骤1的示意图；

图11为本发明的TFT基板的制作方法步骤2的示意图；

图12为本发明的TFT基板的制作方法步骤3的示意图；

图13为本发明的TFT基板的制作方法步骤4的示意图；

图14为本发明的TFT基板的制作方法步骤5的示意图；

图15为本发明的TFT基板的制作方法步骤6的示意图；

图16为本发明的TFT基板的制作方法步骤7的示意图；

图17为本发明的TFT基板的制作方法步骤8的示意图暨本发明的TFT基板结构的示意图。

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9，本发明首先提供一种TFT基板的制作方法，包括如下步骤：

步骤1、如图10所示，提供一基板1，所述基板1上设有TFT区域与非TFT区域，所谓TFT区域是指最终制得的TFT在基板1上对应所处的区域；在所述基板1上沉积第一金属层，并通过一道光刻制程图案化该第一金属层，形成位于TFT区域中部的栅极3。

具体地，该步骤1采用物理气相沉积法沉积所述第一金属层，所述第一金属层的材料为铜、铝、或钼。

步骤2、如图11所示，在所述栅极3、及基板1上依次沉积栅极绝缘层4、非晶硅层5、N型重掺杂非晶硅层6、及第二金属层7。

具体地，该步骤2采用化学气相沉积法依次沉积所述栅极绝缘层4、非晶硅层5、及N型重掺杂非晶硅层6，再采用物理气相沉积法沉积所述第二金属层7。

所述栅极绝缘层4的材料为氧化硅或氮化硅。

所述第二金属层7的材料为铜、铝、或钼。

步骤3、如图12所示，在所述第二金属层7上涂布一光阻层，并通过一道半色调光罩制程对该光阻层进行曝光、显影，得到对应TFT区域覆盖于第二金属层7上的蚀刻阻挡层8。

所述蚀刻阻挡层8包括薄层区域81、及分布于薄层区域81两侧的厚层区域82，所述薄层区域81位于欲形成TFT背沟道的位置。

步骤4、如图13所示，以所述蚀刻阻挡层8为遮挡，采用第一道湿蚀刻制程对所述第二金属层7进行蚀刻，保留该第二金属层7位于TFT区域的部分。

步骤5、如图14所示，采用第一道干蚀刻制程对非晶硅层5、N型重掺杂非晶硅层6、及蚀刻阻挡层8进行蚀刻，使得所述N型重掺杂非晶硅层6位于非TFT区域的部分被完全蚀刻掉，而所述非晶硅层5位于非TFT区域的部分未被完全蚀刻掉，从而保留一定的厚度，同时使得所述蚀刻阻挡层8的薄层区域81被完全蚀刻掉，暴露出部分第二金属层7。

步骤6、如图15所示，以所述蚀刻阻挡层8的厚层区域82为遮挡，采用第二道湿蚀刻制程对第二金属层7进行蚀刻，去除第二金属层7被暴露出来的部分，形成源/漏极71。

步骤7、如图16所示，以所述蚀刻阻挡层8的厚层区域82、及源/漏极71为遮挡，采用第二道干蚀刻制程对所述非晶硅层5与N型重掺杂非晶硅层6进行蚀刻，去除掉所述N型重掺杂非晶硅层6未被所述源/漏极71遮挡的部分，并降低所述非晶硅层5未被所述源/漏极71遮挡的部分的厚度，形成背沟道区51；

与此同时，在该第二道干蚀刻制程中，所述非晶硅层5位于非TFT区域的部分被完全蚀刻掉。

值得一提的是，理论上，该步骤7中的第二道干蚀刻制程的蚀刻量应与所述步骤5进行完第一道干蚀刻制程后所述非晶硅层5在非TFT区域保留下来的厚度相等，但考虑到蚀刻制程均一性的问题，该步骤7中的第二道干蚀刻制程的蚀刻量应略大于所述步骤5进行完第一道干蚀刻制程后所述非晶硅层5在非TFT区域保留下来的厚度，以保证第二道干蚀刻制程既能将非晶硅层5在非TFT区域保留下来的厚度完全蚀刻掉，又不对栅极绝缘层4造成明显的损伤。

进行完该步骤7后，所述非晶硅层5与N型重掺杂非晶硅层6共同构成半导体层。

步骤8、如图17所示，去除位于源/漏极71上方的蚀刻阻挡层8的厚层区域82，得到一TFT基板。

上述TFT基板的制作方法对第一道干蚀刻制程与第二道干蚀刻制程进行了改善，通过在第一道干蚀刻制程中将非晶硅层5位于非TFT区域的部分保留一定的厚度，在第二道干蚀刻制程中形成背沟道51的同时，蚀刻掉在非TFT区域保留下来的非晶硅层5，从而防止栅极绝缘层4在第二道干蚀刻制程中受到损伤，提高了TFT基板的品质，减少品质问题发生的风险，并且由于减少了第一道干蚀刻制程的蚀刻量，从而减少了干蚀刻制程时间，缩短了生产周期，提升了工厂产能。

请参阅图17，本发明还提供一种由上述制作方法制备的TFT基板结构，包括：

基板1，所述基板1上设有TFT区域与非TFT区域；

栅极3，所述栅极3于所述TFT区域中部设于所述基板1上；

栅极绝缘层4，所述栅极绝缘层4覆盖所述栅极3与基板1；

以及对应于所述TFT区域从下到上依次层叠设置于所述栅极绝缘层4上的非晶硅层5、N型重掺杂非晶硅层6、及源/漏极71。

其中，所述N型重掺杂非晶硅层6与源/漏极71在非晶硅层5上分布的位置与尺寸相同，所述非晶硅层5中部形成有背沟道区51，所述非晶硅层5在该背沟道区51的厚度小于其它区域的厚度。所述非晶硅层5与N型重掺杂非晶硅层6共同构成半导体层。

优选地，所述基板1为玻璃基板。

所述栅极3的材料为铜、铝、或钼。

所述栅极绝缘层4的材料为氧化硅或氮化硅。

所述源/漏极71的材料为铜、铝、或钼。

综上所述，本发明的TFT基板的制作方法，通过在第一道干蚀刻制程中将非晶硅层位于非TFT区域的部分保留一定的厚度，在第二道干蚀刻制程中形成背沟道的同时，蚀刻掉在非TFT区域保留下来的非晶硅层，从而防止栅极绝缘层在第二道干蚀刻制程中受到损伤，提高了TFT基板的品质，减少了品质问题发生的风险，并且由于减少了第一道干蚀刻制程的蚀刻量，从而减少了干蚀刻制程时间，减短了生产周期，提高了工厂产能。本发明的TFT基板结构，其结构简单，栅极绝缘层完整无损伤，可提高液晶显示器的显示品质。

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)，所述基板(1)上设有TFT区域与非TFT区域，在所述基板(1)上沉积第一金属层，并通过一道光刻制程图案化该第一金属层，形成位于TFT区域中部的栅极(3)；

步骤2、在所述栅极(3)、及基板(1)上依次沉积栅极绝缘层(4)、非晶硅层(5)、N型重掺杂非晶硅层(6)、及第二金属层(7)；

步骤3、在所述第二金属层(7)上涂布一光阻层，并通过一道半色调光罩制程对该光阻层进行曝光、显影，得到对应TFT区域覆盖于第二金属层(7)上的蚀刻阻挡层(8)；

所述蚀刻阻挡层(8)包括薄层区域(81)、及分布于薄层区域(81)两侧的厚层区域(82)，所述薄层区域(81)位于欲形成TFT背沟道的位置；

步骤4、以所述蚀刻阻挡层(8)为遮挡，采用第一道湿蚀刻制程对所述第二金属层(7)进行蚀刻，保留该第二金属层(7)位于TFT区域的部分；

步骤5、采用第一道干蚀刻制程对非晶硅层(5)、N型重掺杂非晶硅层(6)、及蚀刻阻挡层(8)进行蚀刻，使得所述N型重掺杂非晶硅层(6)位于非TFT区域的部分被完全蚀刻掉，而所述非晶硅层(5)位于非TFT区域的部分未被完全蚀刻掉，从而保留一定的厚度，同时使得所述蚀刻阻挡层(8)的薄层区域(81)被完全蚀刻掉，暴露出部分第二金属层(7)；

步骤6、以所述蚀刻阻挡层(8)的厚层区域(82)为遮挡，采用第二道湿蚀刻制程对第二金属层(7)进行蚀刻，去除第二金属层(7)被暴露出来的部分，形成源/漏极(71)；

步骤7、以所述蚀刻阻挡层(8)的厚层区域(82)、及源/漏极(71)为遮挡，采用第二道干蚀刻制程对所述非晶硅层(5)与N型重掺杂非晶硅层(6)进行蚀刻，去除掉所述N型重掺杂非晶硅层(6)未被所述源/漏极(71)遮挡的部分，并降低所述非晶硅层(5)未被所述源/漏极(71)遮挡的部分的厚度，形成背沟道区(51)；

在该第二道干蚀刻制程中，所述非晶硅层(5)位于非TFT区域的部分被完全蚀刻掉；

步骤8、去除蚀刻阻挡层(8)的厚层区域(82)，得到一TFT基板。

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1中，采用物理气相沉积法沉积所述第一金属层，所述第一金属层的材料为铜、铝、或钼。

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2中，采用化学气相沉积法依次沉积所述栅极绝缘层(4)、非晶硅层(5)、及N型重掺杂非晶硅层(6)，所述栅极绝缘层(4)的材料为氧化硅或氮化硅。

4.如权利要求1所述的TFT基板的制作方法，其特征在于，所述步骤2中，采用物理气相沉积法沉积所述第二金属层(7)，所述第二金属层(7)的材料为铜、铝、或钼。

5.如权利要求1所述的TFT基板的制作方法，其特征在于，所述步骤7中第二道干蚀刻制程的蚀刻量大于所述步骤5进行完第一道干蚀刻制程后所述非晶硅层(5)在非TFT区域保留下来的厚度。

6.一种如权利要求1所述的TFT基板的制作方法制作的TFT基板结构，其特征在于，包括：

基板(1)，所述基板(1)上设有TFT区域与非TFT区域；

栅极(3)，所述栅极(3)于所述TFT区域中部设于所述基板(1)上；

栅极绝缘层(4)，所述栅极绝缘层(4)覆盖所述栅极(3)与基板(1)；

以及对应于所述TFT区域从下到上依次层叠设置于所述栅极绝缘层(4)上的非晶硅层(5)、N型重掺杂非晶硅层(6)、及源/漏极(71)；

其中，所述N型重掺杂非晶硅层(6)与源/漏极(71)在非晶硅层(5)上分布的位置与尺寸相同，所述非晶硅层(5)中部形成有背沟道区(51)，所述非晶硅层(5)在该背沟道区(51)的厚度小于其它区域的厚度；

所述非晶硅层(5)与N型重掺杂非晶硅层(6)共同构成半导体层。

7.如权利要求6所述的TFT基板结构，其特征在于，所述基板(1)为玻璃基板。

8.如权利要求6所述的TFT基板结构，其特征在于，所述栅极(3)的材料为铜、铝、或钼。

9.如权利要求6所述的TFT基板结构，其特征在于，所述栅极绝缘层(4)的材料为氧化硅或氮化硅。

10.如权利要求6所述的TFT基板结构，其特征在于，所述源/漏极(71)的材料为铜、铝、或钼。