專利名稱：低溫多晶硅薄膜晶體管陣列基板及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及薄膜晶體管(TFT)陣列基板的制作技術(shù)，尤其涉及一種低溫多晶硅薄膜晶體管(LTPS TFT)陣列基板及其制作方法。
背景技術(shù)：
由于非晶硅(a-Si)本身的缺陷問題，如，缺陷態(tài)多導(dǎo)致的開態(tài)電流低、遷移率低、穩(wěn)定性差，使得非晶硅在很多領(lǐng)域的應(yīng)用受到限制。為了彌補(bǔ)非晶硅本身的缺陷，擴(kuò)大相關(guān)產(chǎn)品在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用，低溫多晶硅(LTPS，簡稱p-Si)技術(shù)應(yīng)運而生。圖I為現(xiàn)有技術(shù)中LTPS TFT陣列基板的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖I所示，LTPSTFT陣列基板包括基板I、緩沖層2、有源層3、柵絕緣層(GI)4、柵電極5、第一絕緣層6、源漏電極7、第二絕緣層8、像素電極9、保護(hù)層10。為了制作此LTPS TFT陣列基板，需要利用七張掩模板進(jìn)行七次構(gòu)圖工藝，分別是I、利用有源層掩模板(a-Si Mask)通過構(gòu)圖工藝形成有源層3 ；2、利用柵電極掩模板(Gate Mask)通過構(gòu)圖工藝形成柵電極5 ；3、利用接觸孔掩模板(Contact Mask)通過構(gòu)圖工藝形成用于連接源漏電極7與有源層3的接觸孔；4、利用源漏電極掩模板(S/D Mask)通過構(gòu)圖工藝形成源漏電極7 ；5、利用過孔掩模板(VIA Hole Mask)通過構(gòu)圖工藝形成像素電極9與源漏電極7之間的橋接過孔；6、利用像素電極掩模板(ΙΤ0 Mask)通過構(gòu)圖工藝形成像素電極9 ；7、利用保護(hù)層掩模板(Resin Mask)通過構(gòu)圖工藝形成保護(hù)層10 ;其中，保護(hù)層的材料一般為樹脂，該道工序主要應(yīng)用于有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)器件中形成平坦化層。可以看出，現(xiàn)有技術(shù)中這種LTPS TFT陣列基板的制作工藝比較復(fù)雜，制作流程繁多，制作成本高，因此難以與非晶硅TFT產(chǎn)品進(jìn)行競爭，從而使LTPS技術(shù)發(fā)展緩慢。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種LTPS TFT陣列基板及其制作方法，簡化LTPS TFT陣列基板的制作流程。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的一種LTPS TFT陣列基板，包括基板、有源層、源漏電極、柵絕緣層、柵電極、像素電極和保護(hù)層；其中，所述LTPS TFT為頂柵型TFT ;所述有源層和其上方的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)是通過半色調(diào)或灰色調(diào)一次構(gòu)圖工藝形成的。其中，所述有源層上方的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)為源漏電極。其中，所述有源層上方的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)為所述陣列基板的周邊區(qū)域中的數(shù)據(jù)線金屬層測試線，所述數(shù)據(jù)線金屬層測試線與所述周邊區(qū)域中的柵電極金屬層測試線相接觸或不接觸。
其中，所述有源層上方的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)為所述陣列基板的周邊區(qū)域中的數(shù)據(jù)線引線，所述數(shù)據(jù)線金屬層測試線與所述周邊區(qū)域中的柵電極金屬層測試線不接觸。其中，所述柵電極金屬層測試線上方具有透明導(dǎo)電層。其中，所述陣列基板還包括緩沖層，所述緩沖層位于基板的上方、有源層和柵絕緣層的下方。一種LTPS TFT陣列基板的制作方法，制作出基板、有源層、源漏電極、柵絕緣層、柵電極、像素電極和保護(hù)層；其中，所述LTPS TFT為頂柵型TFT，所述方法包括通過半色調(diào)或灰色調(diào)一次構(gòu)圖工藝形成所述有源層和其上方的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。其中，所述有源層上方的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)為源漏電極。其中，所述有源層上方的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)為所述陣列基板的周邊區(qū)域中的數(shù)據(jù)線金屬層 測試線，所述數(shù)據(jù)線金屬層測試線與所述周邊區(qū)域中的柵電極金屬層測試線相接觸或不接觸。其中，所述有源層上方的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)為所述陣列基板的周邊區(qū)域中的數(shù)據(jù)線引線，所述數(shù)據(jù)線金屬層測試線與所述周邊區(qū)域中的柵電極金屬層測試線不接觸。其中，所述柵電極金屬層測試線上方具有透明導(dǎo)電層。所述方法還包括制作緩沖層，所述緩沖層位于基板的上方、有源層和柵絕緣層的下方。由以上技術(shù)方案可以看出，由于有源層和和其上方的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)是利用同一張掩模板通過同一次構(gòu)圖工藝制作出來的，這樣，本發(fā)明LTPS TFT陣列基板的制作只利用了五張掩模板并只進(jìn)行了五次構(gòu)圖工藝，因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明簡化了 LTPS TFT陣列基板的制作流程，節(jié)省了 LTPS TFT陣列基板的生產(chǎn)時間，降低了 LTPS TFT陣列基板的制作成本，提高了 LTPS TFT陣列基板的質(zhì)量。


圖I為現(xiàn)有技術(shù)中LTPS TFT陣列基板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實施例一 LTPS TFT陣列基板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實施例一利用第一張掩模板形成有源層、源漏電極和數(shù)據(jù)線金屬層測試線的示意圖；圖4為本發(fā)明實施例一利用第二張掩模板形成柵絕緣層接觸孔的示意圖；圖5為本發(fā)明實施例一利用第三張掩模板形成柵電極和柵電極金屬層測試線的示意圖；圖6為本發(fā)明實施例一利用第四張掩模板形成像素電極的示意圖；圖7為本發(fā)明實施例二 LTPS TFT陣列基板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本發(fā)明實施例三LTPS TFT陣列基板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為本發(fā)明實施例四LTPS TFT陣列基板的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明的基本思想是為了減少掩模板數(shù)量，提高有源層與源漏電極的對合精度，利用灰色調(diào)掩模板(GTM, Gray Tone Mask)、或半色調(diào)掩模板(HTM, Half Tone Mask)通過一次構(gòu)圖工藝直接制作出有源層和源漏電極。本發(fā)明LTPS TFT為頂柵型TFT，本發(fā)明LTPS TFT陣列基板包括基板、有源層、源漏電極、柵絕緣層、柵電極、像素電極和保護(hù)層；其中所述有源層和其上方的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)是通過半色調(diào)或灰色調(diào)一次構(gòu)圖工藝形成的。其中，所述有源層上方的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)為源漏電極。其中，所述有源層上方的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)為所述陣列基板的周邊區(qū)域中的數(shù)據(jù)線金屬層測試線。所述數(shù)據(jù)線金屬層測試線與所述周邊區(qū)域中的柵電極金屬層測試線相接觸。所述柵電極金屬層測試線上方還可具有透明導(dǎo)電層，透明導(dǎo)電層一方面可以保護(hù)柵電極金屬層測試線，另一方面也可以與柵電極金屬層測試線形成并聯(lián)電阻，降低柵電極金屬層測試線的阻值。 所述數(shù)據(jù)線金屬層測試線與所述周邊區(qū)域中的柵電極金屬層測試線不接觸。所述柵電極金屬層測試線上方還可具有透明導(dǎo)電層，通過透明導(dǎo)電層連接數(shù)據(jù)線金屬層測試線與柵電極金屬層測試線以實現(xiàn)兩者的導(dǎo)通。其中，所述有源層上方的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)為所述陣列基板的周邊區(qū)域中的數(shù)據(jù)線引線，所述數(shù)據(jù)線金屬層測試線與所述周邊區(qū)域中的柵電極金屬層測試線不接觸。所述柵電極金屬層測試線上方還可具有透明導(dǎo)電層，以保護(hù)柵電極金屬層測試線。為得到上述LTPS TFT陣列基板，本發(fā)明相應(yīng)提供一種LTPS TFT陣列基板的制作方法，所述方法包括通過半色調(diào)或灰色調(diào)一次構(gòu)圖工藝形成所述有源層和其上方的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。以下結(jié)合附圖通過幾個實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。在此之前需要說明的是，本申請所有附圖中虛線右邊所示的區(qū)域為LTPS TFT陣列基板的周邊區(qū)域，與虛線左邊所示的像素區(qū)域并不是通過剖切同一個平面得到的；但是這里為了說明通過刻蝕同一層能同時得到兩個區(qū)域相應(yīng)層的圖形，所以將兩者畫在一起。實施例一如圖2虛線的左邊區(qū)域所示，本發(fā)明實施例一的LTPS TFT為頂柵型TFT，實施例一的LTPS TFT陣列基板包括基板I、有源層3、源漏電極7、柵絕緣層4、柵電極5、像素電極9和保護(hù)層10 ；其中，有源層3位于基板I的上方；源漏電極7位于有源層3的上方；柵絕緣層4位于有源層3、源漏電極7及基板I的上方；柵電極5位于柵絕緣層4的上方；像素電極9位于柵絕緣層4和源漏電極7的上方；保護(hù)層10位于柵絕緣層4、柵電極5及部分像素電極9的上方。其中，有源層3和源漏電極7是通過半色調(diào)或灰色調(diào)一次構(gòu)圖工藝形成的。LTPS TFT陣列基板還可以包括緩沖(Buffer)層2，位于基板I的上方、有源層3和柵絕緣層4的下方。如圖2虛線的右邊區(qū)域所示，本發(fā)明LTPS TFT陣列基板還具有周邊區(qū)域，該周邊區(qū)域包括基板I、有源層3、數(shù)據(jù)線金屬層測試線7’、柵絕緣層4、柵電極金屬層測試線5’和保護(hù)層10。其中，周邊區(qū)域中的有源層3和數(shù)據(jù)線金屬層測試線7’與像素區(qū)域中的有源層3和源漏電極7是通過半色調(diào)或灰色調(diào)一次構(gòu)圖工藝形成的。從圖2可以看出，數(shù)據(jù)線金屬層測試線V和柵電極金屬層測試線5’相接觸，這是因為在某些產(chǎn)品中，或者是同一種產(chǎn)品的不同區(qū)域中，陣列基板的周邊電路中有些地方，如存在兩條柵電極金屬層測試線相交的地方，可能會需要將柵電極金屬層測試線與數(shù)據(jù)線金屬層測試線連接在一起，形成通路。本發(fā)明實施例一的LTPS TFT陣列基板的制作方法包括以下步驟步驟101，依次在基板I上沉積緩沖層2和a-Si層，并利用結(jié)晶化方法使a_Si結(jié)晶形成P-Si ;接著進(jìn)行P-Si摻雜，以便決定TFT溝道區(qū)(Channel)的類型；再在經(jīng)過前述處理的基板I上沉積用于形成源漏電極和數(shù)據(jù)線金屬層測試線的數(shù)據(jù)線金屬層；最后利用HTM或GTM對p-Si層和數(shù)據(jù)線金屬層進(jìn)行一次構(gòu)圖工藝，得到有源層3、源漏電極7和數(shù)據(jù)線金屬層測試線7’，如圖3所示。這里，所述HTM或GTM即為第一張掩模板；利用HTM或GTM直接制作出了源漏電極7與有源層3，且源漏電極7位于有源層3的上方，因此實現(xiàn)了源漏電極7與有源層3的連接，這樣也就省去了背景技術(shù)中提到的接觸孔掩模板。且利用HTM或GTM直接制作出源漏 電極7與有源層3可以提高有源層3和源漏電極7的對合精度，進(jìn)而提高了 LTPS TFT陣列基板的質(zhì)量?？蛇x地，為了節(jié)省作業(yè)時間(Tact Time)，可以不沉積緩沖層2。其中，所述結(jié)晶化方法有準(zhǔn)分子激光退火(ELA)、固相結(jié)晶化(SPC)等。另外，如何利用HTM或GTM進(jìn)行光刻為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。步驟102，在經(jīng)過步驟101處理的基板2沉積柵絕緣層4，并利用過孔掩模板對柵絕緣層進(jìn)行光刻，在需要源漏電極7與像素電極9相接觸的地方形成第一柵絕緣層接觸孔(GI Contact Hole) 11、在需要數(shù)據(jù)線金屬層測試線7’與柵電極金屬層測試線5’相接觸的地方形成第二柵絕緣層接觸孔11’ ；然后進(jìn)行TFT溝道區(qū)摻雜，以便使TFT溝道區(qū)與源漏電極區(qū)形成P-N結(jié)，從而使TFT構(gòu)成金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)開關(guān)結(jié)構(gòu)，如圖4所示。這里，所述過孔掩模板即為第二張掩模板。步驟103，在經(jīng)過步驟102處理的基板2沉積柵電極金屬層，并利用柵電極掩模板對柵電極金屬層進(jìn)行光刻，得到柵電極5和柵電極金屬層測試線5’。其中，柵電極金屬層測試線5’位于第二柵絕緣層接觸孔11’處及第二柵絕緣層接觸孔11’相連的柵絕緣層4的上方；由于柵電極金屬層測試線5’和數(shù)據(jù)線金屬層測試線V相接觸，所以實現(xiàn)了兩者的導(dǎo)通，可以用來進(jìn)行測試如圖5所示。這里，所述柵電極掩模板即為第三張掩模板。步驟104，在經(jīng)過步驟103處理的基板I上沉積透明導(dǎo)電層，并利用像素電極掩模板對透明導(dǎo)電層進(jìn)行構(gòu)圖工藝，得到像素電極9。其中，像素電極9位于第一柵絕緣層接觸孔11處及第一柵絕緣層接觸孔11相連的柵絕緣層4的上方，如圖6所示。其中，透明導(dǎo)電層的材質(zhì)可以為氧化銦錫(ITO)。這里，所述像素電極掩模板即為第四張掩模板。步驟105，在經(jīng)過步驟104處理的基板I上沉積保護(hù)層10，沉積保護(hù)層10后，利用保護(hù)層掩模板對保護(hù)層10進(jìn)行光刻，在像素電極9需要開孔處形成保護(hù)層過孔12，這樣像素電極9作為OLED器件的陽極或陰極，便可直接接觸OLED器件材料，如圖2所示。
其中，所沉積的保護(hù)層10用來保護(hù)外露的柵電極5、柵電極金屬層測試線5’和柵線引線(圖中未示出)，還用來防護(hù)ITO邊緣的不規(guī)則以防止其對OLED器件造成損傷；所述保護(hù)層的材質(zhì)為樹脂等絕緣材料。這里，所述保護(hù)層掩模板即為第五張掩模板。實施例二 如圖7所示，實施例二的LTPS TFT陣列基板與實施例一的LTPS TFT陣列基板的區(qū)別在于柵電極金屬層測試線5’僅位于柵絕緣線4的上方，柵電極金屬層測試線5’與數(shù)據(jù)線金屬層測試線V不接觸，因為在某些產(chǎn)品中，不需要柵電極金屬層測試線5’和數(shù)據(jù)線金屬層測試線7’導(dǎo)通。制作實施例二的LTPS TFT陣列基板與制作實施例一的LTPS TFT陣列基板的區(qū)別在于在步驟102中，僅在需要源漏電極7與像素電極9相接觸的地方形成第一柵絕緣層接觸孔11，不形成用于使數(shù)據(jù)線金屬層測試線V與柵電極金屬層測試線5’相接觸的第二柵絕緣層接觸孔11。另外，在該實施例中，附圖標(biāo)記5’也可表示柵線引線，附圖標(biāo)記V也可表示數(shù)據(jù)線引線。應(yīng)當(dāng)理解，柵線引線和數(shù)據(jù)線引線不導(dǎo)通。實施例三如圖8所示，實施例三的LTPS TFT陣列基板與實施例一的LTPS TFT陣列基板區(qū)別僅在于透明導(dǎo)電層9還位于柵電極金屬層測試線5’上方。制作實施例三的LTPS TFT陣列基板與制作實施例一的LTPS TFT陣列基板的區(qū)別僅在于在步驟104中，在進(jìn)行構(gòu)圖工藝時可以保留部分柵電極金屬層測試線5’上的透明導(dǎo)電層，一方面可以保護(hù)柵電極金屬層測試線5’，另一方面透明導(dǎo)電層也可以與柵電極金屬層測試線5’形成并聯(lián)電阻，降低柵電極金屬層測試線5’的阻值。實施例四如圖9所示，實施例四的LTPS TFT陣列基板與實施例三的LTPS TFT陣列基板的區(qū)別在于柵電極金屬層測試線5’僅位于柵絕緣線4的上方，柵電極金屬層測試線5’與數(shù)據(jù)線金屬層測試線7’不接觸。制作實施例四的LTPS TFT陣列基板與制作實施例三的LTPS TFT陣列基板的區(qū)別在于在步驟102中，僅在需要源漏電極7與像素電極9相接觸的地方形成第一柵絕緣層接觸孔11，不形成用于使數(shù)據(jù)線金屬層測試線V與柵電極金屬層測試線5’相接觸的第二柵絕緣層接觸孔11。本實施例中，可以通過透明導(dǎo)電層9連接數(shù)據(jù)線金屬層測試線7’與柵電極金屬層測試線5’以實現(xiàn)兩者的導(dǎo)通。另外，在該實施例中，附圖標(biāo)記5’也可表示柵線引線，附圖標(biāo)記7’也可表示數(shù)據(jù)線引線。應(yīng)當(dāng)理解，柵線引線和數(shù)據(jù)線引線不導(dǎo)通。本發(fā)明制作的LTPS TFT陣列基板可以應(yīng)用于液晶顯示器(IXD)、OLED等相關(guān)領(lǐng)域。以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種低溫多晶硅薄膜晶體管LTPS TFT陣列基板，所述陣列基板包括基板、有源層、源漏電極、柵絕緣層、柵電極、像素電極和保護(hù)層；其中，所述LTPS TFT為頂柵型TFT ;其特征在于，所述有源層和其上方的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)是通過半色調(diào)或灰色調(diào)一次構(gòu)圖工藝形成的。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LTPSTFT陣列基板，其特征在于，所述有源層上方的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)為源漏電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LTPSTFT陣列基板，其特征在于，所述有源層上方的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)為所述陣列基板的周邊區(qū)域中的數(shù)據(jù)線金屬層測試線，所述數(shù)據(jù)線金屬層測試線與所述周邊區(qū)域中的柵電極金屬層測試線相接觸或不接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LTPSTFT陣列基板，其特征在于，所述有源層上方的導(dǎo)電結(jié) 構(gòu)為所述陣列基板的周邊區(qū)域中的數(shù)據(jù)線引線，所述數(shù)據(jù)線金屬層測試線與所述周邊區(qū)域中的柵電極金屬層測試線不接觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的LTPSTFT陣列基板，其特征在于，所述柵電極金屬層測試線上方具有透明導(dǎo)電層。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LTPSTFT陣列基板，其特征在于，所述陣列基板還包括緩沖層，所述緩沖層位于基板的上方、有源層和柵絕緣層的下方。
7.—種LTPS TFT陣列基板的制作方法，制作出基板、有源層、源漏電極、柵絕緣層、柵電極、像素電極和保護(hù)層；其中，所述LTPS TFT為頂柵型TFT，其特征在于，所述方法包括 通過半色調(diào)或灰色調(diào)一次構(gòu)圖工藝形成所述有源層和其上方的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的LTPSTFT陣列基板的制作方法，其特征在于，所述有源層上方的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)為源漏電極。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的LTPSTFT陣列基板的制作方法，其特征在于，所述有源層上方的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)為所述陣列基板的周邊區(qū)域中的數(shù)據(jù)線金屬層測試線，所述數(shù)據(jù)線金屬層測試線與所述周邊區(qū)域中的柵電極金屬層測試線相接觸或不接觸。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的LTPSTFT陣列基板的制作方法，其特征在于，所述有源層上方的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)為所述陣列基板的周邊區(qū)域中的數(shù)據(jù)線引線，所述數(shù)據(jù)線金屬層測試線與所述周邊區(qū)域中的柵電極金屬層測試線不接觸。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的LTPSTFT陣列基板的制作方法，其特征在于，所述柵電極金屬層測試線上方具有透明導(dǎo)電層。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的LTPSTFT陣列基板的制作方法，其特征在于，所述方法還包括制作緩沖層，所述緩沖層位于基板的上方、有源層和柵絕緣層的下方。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低溫多晶硅薄膜晶體管(LTPS TFT)陣列基板及其制作方法，所述陣列基板包括基板、有源層、源漏電極、柵絕緣層、柵電極、像素電極和保護(hù)層；其中，所述LTPS TFT為頂柵型TFT，所述有源層和其上方的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)是通過半色調(diào)或灰色調(diào)一次構(gòu)圖工藝形成的。采用本發(fā)明能夠簡化LTPS TFT陣列基板的制作流程。
文檔編號H01L27/02GK102709283SQ20111014028
公開日2012年10月3日 申請日期2011年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月27日
發(fā)明者馬占潔 申請人:京東方科技集團(tuán)股份有限公司