專利名稱：Tft液晶顯示器array板的制備方法
技術領域：
本發明涉及液晶顯示器制造技術領域，具體涉及一種TFT液晶顯示器ARRAY板的制備方法。
背景技術：
隨著智能手機、平板電腦 等產品的不斷發展，薄膜晶體管(Thin FilmTransistor, TFT)的廣視角液晶顯示器得到越來越廣泛的應用。iphone、ipad產品效應,使橫向電場廣視角液晶顯示器成為小尺寸平板顯示技術中的明星，各個廠商都在積極的進行產品的研發與制造。液晶顯示器主要包括上基板組件、下基板組件、液晶、驅動電路單元、背光燈模組和其他附件等幾部分，其中下基板組件主要包括玻璃基板和TFT陣列(ARRAY)板，其中ARRAY板的透過率對液晶顯示器的亮度有重要影響，而ARRAY板的透過率主要依賴于ARRAY板的結構和制造方法。傳統工藝中，ARRAY板的制造方法包括以下步驟提供玻璃基板，在玻璃基板上依次形成柵極絕緣層、像素電極以及源漏電極等。采用上述傳統工藝制造的ARRAY板的廣視角液晶顯示器的透過率比較低。目前，主要通過改變掩膜版的設計圖案的方式提高廣視角液晶顯示器的透過率。但是，改變掩膜版的設計圖案來提升透過率的方式，對于加工設備的精度提出了更高的要求，這樣生產控制的冗余量會變小，導致良率低下。
發明內容
有鑒于此，本發明的目的在于提供一種無須改變掩膜版的設計圖案即可提高透過率的TFT液晶顯示器ARRAY板的制備方法。為實現上述目的，本發明的一個實施例提供一種TFT液晶顯示器ARRAY板的制備方法，所述方法包括在玻璃基板上依次形成柵極、柵極絕緣層、像素電極、源漏電極以及保護絕緣層；其中，形成所述保護絕緣層包括形成第一薄層氮化硅；在所述第一薄層氮化硅之上形成第二層氮化硅；其中，所述第一薄層氮化硅的厚度小于所述第二層氮化硅的厚度。優選地，所述方法還包括在所述保護絕緣層上形成過孔和/或公共電極。優選地，所述形成第一薄層氮化硅時硅烷氣體的流量小于所述形成第二層氮化硅時硅烷氣體的流量。優選地，所述第一薄層氮化硅的厚度為10(Γ200埃，所述第二層氮化硅的厚度為2400 5800 埃。優選地，所述形成第一薄層氮化硅包括采用化學氣相沉積方法在所述源漏電極之上形成第一薄層氮化硅，其中氨氣流量為70(T800sccm，硅烷氣體流量為4(T60sccm，腔室壓強為140(Tl600Pa，電源功率為60(T800W，沉積時間為10 15s。優選地，所述第二層氮化硅包括第一分層氮化硅、第二分層氮化硅以及第三分層氮化硅，所述在所述第一薄層氮化硅之上形成第二層氮化硅，包括步驟A :在所述第一薄層氮化硅上形成第一分層氮化硅；步驟B :在所述第一分層氮化硅之上形成第二分層氮化硅；步驟C :在所述第二分層氮化硅之上形成第三分 層氮化硅；其中，所述步驟A中的腔室壓強小于所述步驟B中的腔室壓強，所述步驟B中的腔室壓強小于所述步驟C的腔室壓強，且執行所述步驟A的時間大于執行所述步驟B的時間，執行所述步驟B的時間大于執行所述步驟C的時間。優選地，所述步驟A、步驟B和步驟C中的所述硅烷氣體的流量相同，且所述步驟A、步驟B和步驟C中的所述氨氣的流量相同。優選地，形成所述源漏電極前，還包括對所述像素電極執行退火操作。優選地，所述對所述像素電極執行退火操作包括將形成所述像素電極后的所述玻璃基板置于退火爐中，在氮氣氣氛中溫度在200 250 °C范圍內退火30 60mins。根據本發明實施例，通過在源漏電極上形成一層很薄的第一薄層氮化硅，然后再在該第一薄層氮化硅之上形成較厚的第二層氮化硅，從而提高了 ARRAY板的透過率。與現有技術中直接在源漏電極上形成一層較厚的保護絕緣層的方式相比，本發明實施例提供的ARRAY板的制備方法能夠在不改變掩膜版設計圖案的情況下提高ARRAY板的透過率。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，圖中相同的標記表示相同的部件，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。在全部附圖中相同的附圖標記指示相同的部分。并未刻意按實際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點在于示出本發明的主
匕
曰ο圖I是本發明實施例提供的TFT液晶顯示器ARRAY板的制備方法的流程圖；圖2是本發明實施例一的TFT液晶顯示器ARRAY板的制備方法的流程圖；圖3-11是本發明實施例一的ARRAY板制備過程中的各個階段的結構示意圖；附圖標記I玻璃基板，2柵極，3柵極絕緣層，4半導體島狀結構，5像素電極，6源漏電極，7第一薄層氮化硅，8第二層氮化硅，9溝道，10公共電極。
具體實施例方式為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。為不改變掩膜版設計圖案即可提高TFT液晶顯示器ARRAY板的透過率，本發明實施例提供一種TFT液晶顯示器ARRAY板的制備方法，如圖I所示，為該制備方法的流程圖，該方法包括以下步驟步驟SlOl :提供玻璃基板；通常，該玻璃基板需要具有高的透明度、較低的反射率、較好的熱穩定性和抗腐蝕性、較高的機械強度和較好的機械加工特性，另外，玻璃基板需要具有良好的電絕緣性。本發明實施例中的玻璃基板優選為不含堿離子的硼硅酸鹽玻璃、無堿硅酸鋁玻璃 坐寸ο步驟S102 :在玻璃基板上形成柵極； 本發明實施例中在玻璃基板上形成柵極的過程可以采用本領域技術人員熟知的形成柵極的步驟，如先在玻璃基板上形成金屬膜，然后對金屬膜進行光刻和濕法刻蝕等操作最終在玻璃基板上形成柵極。在此不再對在玻璃基板上形成柵極的過程進行詳述。另外，可以采用磁控濺射等成膜方法在玻璃基板上形成金屬膜，金屬膜的材料可以是鉻、鉭、鋁、銅、鑰等的一種或者其合金，或者是幾種金屬膜層的疊加，如鑰鉭(MoTa)、鑰鎢(MoW)、Mo、Mo-Al-Mo、Mo-AlNcU Mo-AlNd-Mo 等。當然，金屬膜的材料也不限于此，本發明實施例中的柵極金屬膜可以采用本領域技術人員熟知的具有相同作用的各類金屬及其合金，在此不再贅述。步驟S103 :在柵極之上覆蓋柵極絕緣層；具體地,可以采用化學氣相沉積(Chemical Vapour Deposition,CVD)或者等離子體增強化學氣相沉積(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition,PECVD)等在柵極之上形成柵極絕緣層。該柵極絕緣層可以覆蓋柵極和整個玻璃基板。具體地,該柵極絕緣層可以僅有一層,如SiNx,也可以有多層,如SiNx、Si0x等,此處X的值可以依設計需求具體而定，例如X可以是2。本發明實施例中的柵極絕緣層可以依設計要求而具有多種結構，同時本領域技術人員也可以對這些結構進行變形。另外，本發明實施例中還可以在柵極絕緣層中位于柵極正上方的位置形成島狀半導體結構，該島狀半導體結構可以通過對柵極絕緣層進行光刻及干刻蝕形成。步驟S104 :在柵極絕緣層之上形成像素電極；具體地，可以采用磁控濺射或者其他成膜方式在柵極絕緣層之上形成像素電極，像素電極的材料可以是氧化銦錫(ΙΤ0)、氧化銦鋅(IZO)等本領域常用的像素電極材料。步驟S105 :形成源漏電極；具體地，可以采用磁控濺射等常用的成膜方式在像素電極之上金屬膜，然后對金屬膜進行光刻及濕法刻蝕等操作形成源漏電極，具體步驟可以參見形成柵極的步驟。其中，源漏電極可以分別形成在柵極正上方的兩側，源端電極可以與像素電極相連。源漏電極的材料可以是本領域常用的源漏電極材料。該材料可以是鉻、鉭、鋁、銅、鑰等的一種或者其合金，或者是幾種金屬膜層的疊加，如鑰鉭(MoTa)、鑰鎢(MoW)、Mo、Mo-Al-Mo、Mo-AlNcUMo-AlNd-Mo 等。
步驟S106 :形成第一薄層氮化硅；其中，第一薄層氮化硅覆蓋源漏電極和像素電極，具體地，可以采用CVD或者PECVD等在源漏電極之上形成第一薄層氮化硅，第一薄層氮化硅的厚度可以在10(Γ200埃之間。步驟S107 :在第一薄層氮化硅之上形成第二層氮化硅；其中，第二層氮化娃完全覆蓋第一薄層氮化娃，第二層氮化娃的厚度遠大于第一薄層氮化硅的厚度，本發明的一個優選實施例中，第二層氮化硅的厚度可以是第一薄層氮化硅的厚度的20 30倍。本發明實施例中，還可以在形成第二層氮化硅之后形成過孔和/或公共電極。
為了便于理解，下面詳細解釋一下這種方法可提升透過率的原理。以像素電極采用ITO材料為例，在氮化硅薄膜沉積的過程中，混合氣體的等離子體中有分子、原子、離子和自由基同時存在，如 SiH4, SiH3 *，SiH2 *，H *，NH2 *，NH* 等(其中 SiH3 *，SiH2 *，H*，NH2 *，NH*分別表示SiH3自由基，SiH2自由基，H自由基，NH2自由基，NH自由基)。H自由基的濃度在正常制備氮化硅薄膜工藝時濃度非常高，這樣在高溫下用PECVD設備來沉積氮化硅薄膜時，H自由基能量足夠大，便可以俘獲下層ITO薄膜中的氧，則ITO薄膜中的氧的濃度就會降低。而對于ITO薄膜來說，氧濃度的降低就意味著氧空穴的增加。ITO薄膜在可見光區具有高透過率，同時在紅外區具有高反射率，這是相互關聯的兩個方面。且ITO薄膜在短波長的透光范圍由能隙(Energy Gap)決定，在長波長的透光范圍由等離子頻率ωρ (Plasma Frequence)決定。等離子頻率的公式如下所示ωρ2 = nq2/ ε m*，其中，n是載流子濃度，q是電子電荷，ε為介電常數，m*為有效質量。對于ITO薄膜來說，對頻率低于ωρ的電磁波表現為強反射，對頻率高于ωρ的電磁波表現為透射。因此，ωρ決定了 ITO薄膜透射區的頻率和紅外反射區的頻率界限。而氧空穴的增加會導致ITO薄膜中載流子濃度的增加，由上式可見等離子頻率也變大，這就意味著ITO薄膜對光的透射區的界限會移向可見光區域,最終導致ITO薄膜在可見光區域的透過率下降。對于硅烷、氨氣和氮氣的等離子體，H *自由基主要來自硅烷，降低硅烷的流量可以使H *自由基的濃度保持在一個較低水平。當含H自由基比較少的一層氮化硅薄膜(即第一薄層氮化硅)覆蓋在ITO薄膜之上時，再繼續用正常工藝沉積剩余的較厚氮化硅薄膜(即第二層氮化硅)，此時即使H*自由基濃度比較高，ITO薄膜已經被保護起來了，即不再受到影響；因此，相對于現有技術中傳統的ARRAY板的制造工藝來說，本發明實施例提供的ARRAY板的制備方法能夠提高ARRAY在可見光的透過率，即能夠提高ARRAY板的透過率。本發明實施例提供的TFT液晶顯示器ARRAY板的制備方法，通過在源漏電極上形成一層很薄的第一薄層氮化硅，然后再在該第一薄層氮化硅之上形成較厚的第二層氮化硅，從而提高了 ARRAY板的透過率。與現有技術中直接在源漏電極上形成一層較厚的保護絕緣層的方式相比，本發明實施例提供的ARRAY板的制備方法能夠在不改變掩膜版設計圖案的情況下提高ARRAY板的透過率。本發明實施例中的TFT液晶顯示器ARRAY板的制備方法可以有多種方式，為使本發明實施例的技術方案更加清晰，以下對這些方式進行說明，需要說明的是，下述實例僅是對本發明實施例技術方案的解釋，并不用于限定本發明技術方案，本領域普通技術人員能夠在本發明技術方案的基礎上容易想到其他類似或者等同的替代方案，在本發明思路的基礎上無需創造性勞動得到的能夠實現本發明目的的類似技術方案都在本發明的保護范圍內。實施例一本發明實施例一提供ー種TFT 液晶顯不器ARRAY板的制備方法,如圖2所不,該方法包括以下步驟步驟S201 :提供玻璃基板1，本發明實施例一中的玻璃基板可以為不含堿離子的硼硅酸鹽玻璃、無堿硅酸鋁玻璃等。步驟S202 :在玻璃基板I上形成柵極2 (如圖3所示)。可以采用磁控濺射或者PECVD以及其他常用的成膜方式在玻璃基板I上形成柵極2。具體地，可以采用如下步驟形成柵極2:步驟(I):采用磁控濺射或者PECVD以及其他常用的成膜方式在玻璃基板I上形成金屬膜，該金屬膜可以是鉻、鉭、鋁、銅、鑰等的一種或者其合金，或者是幾種金屬膜層的疊カロ，如鑰鉭(MoTa)、鑰鎢(MoW)、Mo、Mo-Al-Mo、Mo-AlNcU Mo-AlNd-Mo 等；步驟(2):用涂膠機在金屬膜上涂敷紫外(UV)感光的光刻膠；步驟(3):高溫烘焙，固化光刻膠；步驟(4):紫外線(UV)通過具有柵極圖形的光刻掩膜版(掩膜版要保留)照射光刻膠，本步驟中可以采用正性光刻膠，柵極圖形的部分紫外光被擋住，被紫外光照射，進行顯影處理；步驟(5):對經顯影處理的玻璃基板進行高溫烘焙；步驟(6):對高溫烘焙后的金屬膜進行刻蝕處理，去除不需要的金屬膜，此步驟可以采用濕法刻蝕或者干法刻蝕；步驟(7):剝離去除形成圖形時使用的光刻膠，可以采用濕法剝離或者干法剝離；其中濕法剝離是用剝離液除去形成圖形時使用的光刻膠，干法剝離是在真空條件下用氧氣放電的方式光刻膠氧化形成氣體狀態而除去，或用臭氧和UV照射使光刻膠氧化形成揮發態氣體除去，這個エ序也叫氧氣灰化工藝；至此，柵極2已經形成。步驟S203 :在柵極2之上覆蓋柵極絕緣層3 (如圖4所示)。具體地,可以采用化學氣相沉積(Chemical Vapour Deposition,CVD)或者等離子體增強化學氣相沉積(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD)等在柵極 2之上形成柵極絕緣層3。該柵極絕緣層3可以覆蓋柵極2和整個玻璃基板I。具體地,該柵極絕緣層可以僅有ー層，如SiNx,也可以有多層,如SiNx、Si0x等。本發明實施例中的柵極絕緣層可以依設計要求而具有多種結構，同時本領域技術人員也可以對這些結構進行變形。步驟S204 :在柵極絕緣層3上形成島狀半導體結構4 (如圖5所示)。具體地，島狀半導體結構4可以通過在柵極絕緣層3之上形成半導體層，然后通過光刻、刻蝕等步驟最終形成島狀半導體結構4，具體步驟可以參考步驟S202中的步驟(I) 步驟(7)。該島狀半導體結構4可以為形成有源區圖形提供基礎。步驟S205 :在柵極絕緣層3之上形成像素電極5 (如圖6所示)。在柵極絕緣層3之上濺射ITO等常用的透明導電材料形成透明導電薄膜，然后再通過光刻、刻蝕等步驟最終形成像素電極5，具體步驟可以參考步驟S202中的步驟(I廣步驟(7);需要說明的是，本發明實施例中的像素電極的位置并不局限于本發明實施例一中所示的位置，本領域普通技術人員可以依照設計要求改變像素電極的形狀和位置。
步驟S206 :形成源漏電極6 (如圖7所示)。可以采用磁控濺射等常用的成膜方式濺射鉻、鉭、鋁、銅、鑰等的一種或者幾種、及其合金形成金屬膜，或者是幾種金屬膜層的疊加，如鑰鉭(MoTa)、鑰鎢(MoW)、Mo、Mo-Al-Mo、Mo-AlNd-Mo 等；然后對金屬膜進行光刻及濕法刻蝕等操作形成源漏電極，具體步驟可以參考步驟S202中的步驟(I) 步驟(7)。步驟S207 :在島狀半導體結構4之上形成溝道9 (如圖8所示)；具體地，可以采用本法領域常用的制作溝道方法形成該溝道9，在此不做詳細介紹。步驟S208 :形成第一薄層氮化硅7 (如圖9所示)。具體地，本發明實施例一中可以采用化學氣相沉積方法沉積第一薄層氮化硅7，其中，氨氣流量可以為70(T800SCCm，硅烷氣體流量可以為4(T60sCCm，腔室壓強可以為140(Tl600Pa，電源功率可以為60(T800W，沉積時間可以為l(Tl5s。經過該化學氣相沉積步驟，形成厚度為10(Γ200埃的第一薄層氮化硅7。步驟S209 :在第一薄層氮化硅7之上形成第二層氮化硅8 (如圖10所示)。具體地，可以采用CVD或者PECVD方法在第一薄層氮化硅7之上形成厚度為2400^5800埃的第二層氮化硅8。其中，形成第一薄層氮化娃7時娃燒氣體的流量小于形成第二層氮化娃8時娃燒氣體的流量。具體地，本發明實施例一中的第二層氮化硅8可以包括三層(圖中未示出)，分別為第一分層氮化娃、第二分層氮化娃以及第三分層氮化娃，即，在第一薄層氮化娃7之上形成第二層氮化硅8的過程可以包括三個步驟在第一薄層氮化硅7上形成第一分層氮化硅(步驟A);在第一分層氮化硅之上形成第二分層氮化硅(步驟B);在第二分層氮化硅之上形成第三分層氮化硅(步驟C)。本發明的一個示例中，步驟A中的腔室壓強可以小于步驟B中的腔室壓強，步驟B中的腔室壓強可以小于步驟C中的腔室壓強，執行步驟A的時間可以大于執行步驟B的時間，執行步驟B的時間可以大于執行步驟C的時間。另外，步驟Α、步驟B和步驟C中硅烷氣體的流量可以相同，并且步驟Α、步驟B和步驟C中氨氣的流量也可以相同。例如，本發明實施例一的ー個具體示例中，步驟S208和步驟S209 (包括步驟Α、步驟B和步驟C)中的各參數可以如下表所示
權利要求
1.ー種TFT液晶顯示器ARRAY板的制備方法，所述方法包括 在玻璃基板上依次形成柵極、柵極絕緣層、像素電極、源漏電極以及保護絕緣層； 其特征在于，形成所述保護絕緣層包括 形成第一薄層氮化娃; 在所述第一薄層氮化硅之上形成第二層氮化硅； 其中，所述第一薄層氮化硅的厚度小于所述第二層氮化硅的厚度。
2.根據權利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述方法還包括 在所述保護絕緣層上形成過孔和/或公共電極。
3.根據權利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述形成第一薄層氮化硅時硅烷氣體的流量小于所述形成第二層氮化硅時硅烷氣體的流量。
4.根據權利要求I所述的制備方法，其特征在干，所述第一薄層氮化硅的厚度為100^200埃，所述第二層氮化硅的厚度為2400 5800埃。
5.根據權利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述形成第一薄層氮化硅包括 采用化學氣相沉積方法在所述源漏電極之上形成第一薄層氮化硅，其中氨氣流量為70(T800sccm，硅烷氣體流量為4(T60sccm，腔室壓強為140(Tl600Pa，電源功率為60(T800W，沉積時間為10 15s。
6.根據權利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述第二層氮化硅包括第一分層氮化硅、第二分層氮化硅以及第三分層氮化硅，所述在所述第一薄層氮化硅之上形成第二層氮化硅，包括 步驟A :在所述第一薄層氮化硅上形成第一分層氮化硅； 步驟B :在所述第一分層氮化硅之上形成第二分層氮化硅； 步驟C :在所述第二分層氮化硅之上形成第三分層氮化硅； 其中，所述步驟A中的腔室壓強小于所述步驟B中的腔室壓強，所述步驟B中的腔室壓強小于所述步驟C的腔室壓強，且執行所述步驟A的時間大于執行所述步驟B的時間，執行所述步驟B的時間大于執行所述步驟C的時間。
7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在干， 所述步驟A、步驟B和步驟C中的所述硅烷氣體的流量相同，且所述步驟A、步驟B和步驟C中的所述氨氣的流量相同。
8.根據權利要求1-7任一項所述的制備方法，其特征在于，形成所述源漏電極前，還包括 對所述像素電極執行退火操作。
9.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述對所述像素電極執行退火操作包括 將形成所述像素電極后的所述玻璃基板置于退火爐中，在氮氣氣氛中溫度在200 250 °C范圍內退火3(T60mins。
全文摘要
本發明實施例提供一種TFT液晶顯示器ARRAY板的制備方法，所述方法包括在玻璃基板上依次形成柵極、柵極絕緣層、像素電極、源漏電極以及保護絕緣層；其中，形成所述保護絕緣層包括形成第一薄層氮化硅；在所述第一薄層氮化硅之上形成第二層氮化硅；其中，所述第一薄層氮化硅的厚度小于所述第二層氮化硅的厚度。本發明實施例提供的ARRAY板的制備方法能夠在不更改掩膜版設計圖案的情況下提高ARRAY板的透過率。
文檔編號H01L21/77GK102738081SQ201210255899
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月23日 優先權日2012年7月23日
發明者于春崎, 任思雨, 何基強, 洪勝寶, 胡君文, 謝凡, 郝付潑, 阮文中 申請人:信利半導體有限公司