專利名稱：一種液晶顯示面板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶面板的制造方法。
背景技術(shù)：
對液晶面板節(jié)能、精細化、大型化以及低成本一直是各家公司追求的方向，而具有優(yōu)良開關(guān)特性的TFT就是解決問題的一個關(guān)鍵點。LTPS-TFT IXD (Low Temperature Poly-silicon,低溫多晶娃薄膜晶體管液晶顯示器)具有高分辨率、反應(yīng)速度快、高亮度、高開口率等優(yōu)點成為實現(xiàn)節(jié)能、精細化、大型化的熱門選擇，但是P-Si TFT目前存在兩個問題，一是TFT的關(guān)態(tài)電流(即漏電流)較大；二是高遷移率P-Si材料低溫大面積制備較困難，工藝上存在一定的難度。IGZO (indium gallium zinc oxide,銦鎵鋅氧化物)是一種含有銦、鎵和鋅的非晶氧化物，載流子遷移率是非晶硅的2(Γ30倍，可以大大提高TFT對像素電極的充放電速率，提高像素的響應(yīng)速度，實現(xiàn)更快的刷新率，同時更快的響應(yīng)也大大提高了像素的行掃描速率，使得超高分辨率在TFT-LCD中成為可能。另外，由于晶體管數(shù)量減少和提高了每個像素的透光率，IGZO顯示器具有更高的能效水平，而且效率更高。但目前的IGZO-TFT技術(shù)仍然采用傳統(tǒng)的TFT制造工藝，比如共面型TFT或底柵結(jié)構(gòu)TFT。為了保護IGZ0，使得在后續(xù)的刻蝕中不會造成對IGZO特性的影響，有時還需要形成一層阻擋層來保護IGZO層，如此一般5到7mask成為主流，但是這樣就造成成本的上升。而且現(xiàn)有的共面型TFT或底柵結(jié)構(gòu)TFT等技術(shù)由于寄生電容Cgd比較大。圖1所示為共面型TFT，其結(jié)構(gòu)為都是襯底基板21、位于襯底基板21上相應(yīng)的柵極22以及覆蓋相應(yīng)的柵極22的柵極絕緣層23，該共面型TFT需要進行3次光刻工藝處理，分別形成柵極22、源極24和漏極25、氧化物半導(dǎo)體層26共三層的圖案，一般考慮在形成源漏極的光刻工藝過程中，需要柵極22與源漏極24、25交疊區(qū)寬度d做的稍大一點，以此保證交疊區(qū)面積，保證TFT特性。但Cgd較大就需要形成存儲電容來平衡Cgd造成的關(guān)態(tài)回踢電壓，減小Cgd成為解決問題的一種最直接也最有效的方法
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種減小回踢電壓、減小存儲電容，提高開口率的液晶顯示面板及其制造方法。本發(fā)明提供一種液晶顯不面板，包括:位于襯底基板上的IGZO層、位于IGZO層上的源、漏極和像素電極、位于源極和漏極之上且位于源極和漏極之間的柵極絕緣層、位于柵極絕緣層之上的柵極和與柵極連接的掃描線、位于柵極上的Al2O3絕緣層、位于Al2O3絕緣層之上的絕緣膜、以及位于最頂層的數(shù)據(jù)線。本發(fā)明又提供一種液晶顯示面板的制造方法，包括如下步驟:在襯底基板上形成IGZO層；在形成上述圖案的基礎(chǔ)上，先在IGZO層覆蓋柵極絕緣層，再在柵極絕緣層上形成柵極，然后通過光刻工藝形成柵極絕緣層和柵極的疊層圖案；在形成上述圖案的基礎(chǔ)上，覆蓋一層Al膜層，然后氧氣環(huán)境中高溫退火，形成Al2O3絕緣層、源極、漏極、和像素電極；在形成上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，覆蓋絕緣膜層，然后開設(shè)接觸孔；在形成上述圖案的基礎(chǔ)上，形成數(shù)據(jù)線。本發(fā)明采用自對齊頂柵結(jié)構(gòu)的IGZ0-TFT，并在形成IGZO-TFT的過程中，通過鋪設(shè)Al膜層，經(jīng)過在氧氣環(huán)境中的高溫反應(yīng)使部分IGZO層反應(yīng)形成源極和漏極，并同時將Al膜層反應(yīng)成Al2O3絕緣層，一方面使液晶面板的寄生電容Cgd只有常規(guī)面板的1/5左右，減小回踢電壓，以此減小存儲電容，提高開口率；另一方面，將TFT面板的光罩數(shù)降低至4張，節(jié)約了成本。


圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)的液晶顯示面板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2所示為本發(fā)明液晶顯示面板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2A所示為圖2在A-A'方向的剖視圖；圖3所示為圖2所示液晶顯示面板的制造步驟之一的示意圖；圖3A所示為圖3在A-A'方向的剖視圖；圖4所示為圖2所示液晶顯示面板的制造步驟之二的示意圖；圖4A所示為圖4在A-A'方向的剖視圖；圖5A所示為圖2所示液晶顯示面板的制造步驟之三的示意圖；圖5B所示為圖2所示液晶顯示面板的制造步驟之三的另一示意圖；圖6所示為圖2所示液晶顯示面板的制造步驟之四的示意圖；圖6A所示為圖6在A-A'方向的剖視圖；圖7所示為圖2所示液晶顯示面板的制造步驟之五的示意圖；圖7A所示為圖7在A-A'方向的剖視圖；圖8所示為本發(fā)明液晶顯示面板第二實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9所示為本發(fā)明液晶顯示面板第三實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10所示為本發(fā)明液晶顯示面板第四實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11所示為本發(fā)明液晶顯示面板第五實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例，進一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。本發(fā)明揭示一種液晶顯示面板，本液晶顯示面板為IGZ0-TFT，本發(fā)明為頂柵結(jié)構(gòu)的TFT，通過自對齊頂柵結(jié)構(gòu)TFT和Al反應(yīng)的應(yīng)用，減少光罩數(shù)(4mask)，提高開口率。如圖2和圖2A，本液晶顯示面板由下至上依序包括位于襯底基板10上的IGZO層20、位于IGZO層20上的源極61和漏極62、位于源極61和漏極62之上且位于源極61和漏極62之間的柵極絕緣層30、位于柵極絕緣層30之上的柵極40和與柵極40連接的掃描線41、位于柵極40上的Al2O3絕緣層50、位于Al2O3絕緣層50之上的絕緣膜70、以及位于最頂層的數(shù)據(jù)線80。
本發(fā)明通過Al膜層在氧氣環(huán)境中高溫(溫度為200400°C)中退火，使得Al膜層50的Al與氧反應(yīng)形成Al2O3絕緣層50，IGZO層的上半部分形成源極61和漏極62。以下為本發(fā)明液晶面板的制造方法，步驟如下第一步如圖3和圖3A，通過光刻等工藝在襯底基板10上形成一 IGZO層20，IGZO層膜厚為40-60nm,最好為50nm。第二步如圖4和圖4A，在形成上述圖案的基礎(chǔ)上，先在IGZO層20上覆蓋形成柵極絕緣層30，再在柵極絕緣層30上形成柵極40、以及與柵極40連接的掃描線41，然后通過光刻等工藝形成柵極絕緣層30與柵極40的疊層圖案，由于同時刻蝕金屬和絕緣層，故只能用干刻法同時刻蝕形成柵極絕緣層30與柵極40的疊層圖案。其中，柵極絕緣層30由SiO2M料形成，其厚度為250-350nm;柵極40由Mo/Al、或Ti/Al疊層金屬組成，其厚度為350-450nm。第三步如圖4A，在形成上述圖案的基礎(chǔ)上，覆蓋一層厚度為4_6nm的Al膜層50，該Al膜層50覆蓋在柵極50和IGZO層40上；然后氧氣壞境中高溫(溫度為200_400°C )中退火一小時左右，形成Al2O3絕緣層、源極61和漏極62。由于氧氣中的氧原子(O)與Al膜層50的Al反應(yīng)形成Al2O3絕緣層50 ；IGZ0層20與Al膜層50接觸經(jīng)過高溫反應(yīng)形成源極61和漏極62、以及像素電極，而由柵極50和柵極絕緣層30阻擋的位置則為溝道區(qū)(圖未示)。像素電極與漏極62連接一起，故圖中未標注像素電極的編號，且像素電極與漏極同時形成且呈平面結(jié)構(gòu)，在本實施例中，像素電極與漏極結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有液晶顯示面板的像素電極和漏極不同，現(xiàn)有液晶顯示面板的漏極與像素電極是通過接觸孔連接，且不是同層形成的。本實施例通過將像素電極與漏極同時形成，可以節(jié)約一次光刻工藝步驟，節(jié)約成本。第四步如圖6和圖6A，在形成上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，覆蓋厚度為250nm-350nm的絕緣膜層70，然后在源極61上方開設(shè)接觸孔71。其中，絕緣膜層70由SiO2或SiNx材質(zhì)制成。第五步如圖7和圖7A，在形成上述圖案的基礎(chǔ)上，形成與接觸孔71連接的數(shù)據(jù)線80，該數(shù)據(jù)線80由Mo、Al、或Ti金屬制成的，其膜厚為250-350nm。本發(fā)明揭示一種頂柵結(jié)構(gòu)的液晶顯示面板,本液晶顯示面板為IGZ0-TFT,通過自對齊頂柵結(jié)構(gòu)TFT和Al反應(yīng)的應(yīng)用，本發(fā)明為4次光刻工藝(形成IGZO層、形成柵極與柵極絕緣層疊層圖案、形成絕緣孔、形成數(shù)據(jù)線)，本發(fā)明減少光罩數(shù)次數(shù)，提高開口率。圖8為本發(fā)明液晶顯示面板的第二實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，與上述第一實施例不同的是在形成數(shù)據(jù)線80的同時，還形成與數(shù)據(jù)線80平行的公共電極線90。公共電極線90具有與柵極線同時形成具有相同的技術(shù)效果，因為公共電極線與數(shù)據(jù)線同時形成，可以將公共電極的電壓經(jīng)由源極側(cè)引入。公共電極與像素電極形成存儲電容，以此平衡漏電流和回踢電壓。圖9為本發(fā)明液晶顯示面板的第三實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，與上述第二實施例不同的是在形成柵極絕緣層30和柵極40的疊層圖案同時形成掃描線41，掃描線41覆蓋上一像素單元的IGZO層，以此使得公共電極線90與上一像素單元的掃描線41共用，以此提高開口率。圖10為本發(fā)明液晶顯示面板的第四實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，與上述第一實施例不同的是在形成絕緣孔71的過程中，同時將IGZO層20上方覆蓋的絕緣膜層70挖開，從而將IGZO為主材料做成的透明電極露出來，以提高面板堆液晶的驅(qū)動力。圖11為本發(fā)明液晶顯示面板的第五實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，與上述第一實施例不同的是由于第一實施例的光刻次數(shù)較少，為了防止柵極不能很好的與柵極驅(qū)動器(圖未示)進行電性連接，本第五實施例需增加一與柵極驅(qū)動器連接的邊緣接頭100，在第一實施例的步驟四的過程中，同時形成與該邊緣接頭100連接的接觸孔，使得被絕緣層遮蓋的邊緣接頭100的接觸孔露出表面。本發(fā)明采用自對齊頂柵結(jié)構(gòu)的IGZ0-TFT，并在形成IGZO-TFT的過程中，通過鋪設(shè)Al膜層，經(jīng)過在氧氣環(huán)境中的高溫反應(yīng)使部分IGZO層反應(yīng)形成源極和漏極，并同時將Al膜層反應(yīng)成Al2O3絕緣層，一方面使液晶面板的寄生電容Cgd只有常規(guī)面板的1/5左右，減小回踢電壓，以此減小存儲電容，提高開口率；另一方面，將TFT面板的光罩數(shù)降低至4張，節(jié)約了成本。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯不面板,其特征在于,包括:位于襯底基板上的IGZO層、位于IGZO層上的源、漏極和像素電極、位于源極和漏極之上且位于源極和漏極之間的柵極絕緣層、位于柵極絕緣層之上的柵極和與柵極連接的掃描線、位于柵極上的Al2O3絕緣層、位于Al2O3絕緣層之上的絕緣膜、以及位于最頂層的數(shù)據(jù)線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示面板的制造方法，其特征在于:像素電極與漏極同時形成且呈平面結(jié)構(gòu)。
3.一種液晶顯示面板的制造方法，其特征在于，包括如下步驟: 在襯底基板上形成IGZO層； 在形成上述圖案的基礎(chǔ)上，先在IGZO層覆蓋柵極絕緣層，再在柵極絕緣層上形成柵極，然后通過光刻工藝形成柵極絕緣層和柵極的疊層圖案； 在形成上述圖案的基礎(chǔ)上，覆蓋一層Al膜層，然后氧氣環(huán)境中高溫退火，形成Al2O3絕緣層、源極、漏極、和像素電極； 在形成上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，覆蓋絕緣膜層，然后開設(shè)接觸孔； 在形成上述圖案的基礎(chǔ)上，形成數(shù)據(jù)線。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液晶顯示面板的制造方法，其特征在于:像素電極與漏極同時形成且呈平面結(jié)構(gòu)。
源極和漏極是Al膜層與IGZO層接觸后反應(yīng)形成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液晶顯示面板的制造方法，其特征在于=Al2O3絕緣層由氧氣中的氧原子與Al膜層的Al反應(yīng)形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液晶顯示面板的制造方法，其特征在于:形成柵極絕緣層和柵極的疊層圖案的光刻工藝為干刻工藝。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液晶顯示面板的制造方法，其特征在于:在形成數(shù)據(jù)線的同時，形成與數(shù)據(jù)線平行的公共電極線。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液晶顯示面板的制造方法，其特征在于:在形成柵極絕緣層和柵極的疊層圖案同時形成掃描線，掃描線覆蓋上一像素單元的IGZO層。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液晶顯示面板的制造方法，其特征在于:在開設(shè)接觸孔的同時，挖開IGZO層上方的絕緣膜層。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液晶顯示面板的制造方法，其特征在于:還包括一邊緣接頭，在開設(shè)接觸孔的同時形成與該邊緣接頭連接的接觸孔。
全文摘要
本發(fā)明提供一種液晶顯示面板及其制造方法，包括位于襯底基板上的IGZO層、位于IGZO層上的源、漏極和像素電極、、位于源極和漏極之上且位于源極和漏極之間的柵極絕緣層、位于柵極絕緣層之上的柵極和與柵極連接的掃描線、位于柵極上的Al2O3絕緣層、位于Al2O3絕緣層之上的絕緣膜、以及位于最頂層的數(shù)據(jù)線。本發(fā)明采用自對齊頂柵結(jié)構(gòu)的IGZO-TFT，并在形成IGZO-TFT的過程中，通過鋪設(shè)Al膜層，經(jīng)過在氧氣環(huán)境中的高溫反應(yīng)使部分IGZO層反應(yīng)形成源極和漏極，并同時將Al膜層反應(yīng)成Al2O3絕緣層，一方面使液晶面板的寄生電容Cgd只有常規(guī)面板的1/5左右，減小回踢電壓，以此減小存儲電容，提高開口率；另一方面，將TFT面板的光罩數(shù)降低至4張，節(jié)約了成本。
文檔編號G02F1/1333GK103076703SQ20121058623
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者吳劍龍, 洪孟逸 申請人:南京中電熊貓液晶顯示科技有限公司