专利名称：一种液晶显示面板及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶面板的制造方法。
背景技术：
对液晶面板节能、精细化、大型化以及低成本一直是各家公司追求的方向，而具有优良开关特性的TFT就是解决问题的一个关键点。LTPS-TFT IXD (Low Temperature Poly-silicon,低温多晶娃薄膜晶体管液晶显示器)具有高分辨率、反应速度快、高亮度、高开口率等优点成为实现节能、精细化、大型化的热门选择，但是P-Si TFT目前存在两个问题，一是TFT的关态电流(即漏电流)较大；二是高迁移率P-Si材料低温大面积制备较困难，工艺上存在一定的难度。IGZO (indium gallium zinc oxide,铟镓锌氧化物)是一种含有铟、镓和锌的非晶氧化物，载流子迁移率是非晶硅的2(Γ30倍，可以大大提高TFT对像素电极的充放电速率，提高像素的响应速度，实现更快的刷新率，同时更快的响应也大大提高了像素的行扫描速率，使得超高分辨率在TFT-LCD中成为可能。另外，由于晶体管数量减少和提高了每个像素的透光率，IGZO显示器具有更高的能效水平，而且效率更高。但目前的IGZO-TFT技术仍然采用传统的TFT制造工艺，比如共面型TFT或底栅结构TFT。为了保护IGZ0，使得在后续的刻蚀中不会造成对IGZO特性的影响，有时还需要形成一层阻挡层来保护IGZO层，如此一般5到7mask成为主流，但是这样就造成成本的上升。而且现有的共面型TFT或底栅结构TFT等技术由于寄生电容Cgd比较大。图1所示为共面型TFT，其结构为都是衬底基板21、位于衬底基板21上相应的栅极22以及覆盖相应的栅极22的栅极绝缘层23，该共面型TFT需要进行3次光刻工艺处理，分别形成栅极22、源极24和漏极25、氧化物半导体层26共三层的图案，一般考虑在形成源漏极的光刻工艺过程中，需要栅极22与源漏极24、25交叠区宽度d做的稍大一点，以此保证交叠区面积，保证TFT特性。但Cgd较大就需要形成存储电容来平衡Cgd造成的关态回踢电压，减小Cgd成为解决问题的一种最直接也最有效的方法
发明内容
本发明的目的在于提供一种减小回踢电压、减小存储电容，提高开口率的液晶显示面板及其制造方法。本发明提供一种液晶显不面板，包括:位于衬底基板上的IGZO层、位于IGZO层上的源、漏极和像素电极、位于源极和漏极之上且位于源极和漏极之间的栅极绝缘层、位于栅极绝缘层之上的栅极和与栅极连接的扫描线、位于栅极上的Al2O3绝缘层、位于Al2O3绝缘层之上的绝缘膜、以及位于最顶层的数据线。本发明又提供一种液晶显示面板的制造方法，包括如下步骤:在衬底基板上形成IGZO层；在形成上述图案的基础上，先在IGZO层覆盖栅极绝缘层，再在栅极绝缘层上形成栅极，然后通过光刻工艺形成栅极绝缘层和栅极的叠层图案；在形成上述图案的基础上，覆盖一层Al膜层，然后氧气环境中高温退火，形成Al2O3绝缘层、源极、漏极、和像素电极；在形成上述结构的基础上，覆盖绝缘膜层，然后开设接触孔；在形成上述图案的基础上，形成数据线。本发明采用自对齐顶栅结构的IGZ0-TFT，并在形成IGZO-TFT的过程中，通过铺设Al膜层，经过在氧气环境中的高温反应使部分IGZO层反应形成源极和漏极，并同时将Al膜层反应成Al2O3绝缘层，一方面使液晶面板的寄生电容Cgd只有常规面板的1/5左右，减小回踢电压，以此减小存储电容，提高开口率；另一方面，将TFT面板的光罩数降低至4张，节约了成本。
图1所示为现有技术的液晶显示面板的结构示意图；图2所示为本发明液晶显示面板的结构示意图；图2A所示为图2在A-A'方向的剖视图；图3所示为图2所示液晶显示面板的制造步骤之一的示意图；图3A所示为图3在A-A'方向的剖视图；图4所示为图2所示液晶显示面板的制造步骤之二的示意图；图4A所示为图4在A-A'方向的剖视图；图5A所示为图2所示液晶显示面板的制造步骤之三的示意图；图5B所示为图2所示液晶显示面板的制造步骤之三的另一示意图；图6所示为图2所示液晶显示面板的制造步骤之四的示意图；图6A所示为图6在A-A'方向的剖视图；图7所示为图2所示液晶显示面板的制造步骤之五的示意图；图7A所示为图7在A-A'方向的剖视图；图8所示为本发明液晶显示面板第二实施例的结构示意图；图9所示为本发明液晶显示面板第三实施例的结构示意图；图10所示为本发明液晶显示面板第四实施例的结构示意图；图11所示为本发明液晶显示面板第五实施例的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。本发明揭示一种液晶显示面板，本液晶显示面板为IGZ0-TFT，本发明为顶栅结构的TFT，通过自对齐顶栅结构TFT和Al反应的应用，减少光罩数(4mask)，提高开口率。如图2和图2A，本液晶显示面板由下至上依序包括位于衬底基板10上的IGZO层20、位于IGZO层20上的源极61和漏极62、位于源极61和漏极62之上且位于源极61和漏极62之间的栅极绝缘层30、位于栅极绝缘层30之上的栅极40和与栅极40连接的扫描线41、位于栅极40上的Al2O3绝缘层50、位于Al2O3绝缘层50之上的绝缘膜70、以及位于最顶层的数据线80。
本发明通过Al膜层在氧气环境中高温(温度为200400°C)中退火，使得Al膜层50的Al与氧反应形成Al2O3绝缘层50，IGZO层的上半部分形成源极61和漏极62。以下为本发明液晶面板的制造方法，步骤如下第一步如图3和图3A，通过光刻等工艺在衬底基板10上形成一 IGZO层20，IGZO层膜厚为40-60nm,最好为50nm。第二步如图4和图4A，在形成上述图案的基础上，先在IGZO层20上覆盖形成栅极绝缘层30，再在栅极绝缘层30上形成栅极40、以及与栅极40连接的扫描线41，然后通过光刻等工艺形成栅极绝缘层30与栅极40的叠层图案，由于同时刻蚀金属和绝缘层，故只能用干刻法同时刻蚀形成栅极绝缘层30与栅极40的叠层图案。其中，栅极绝缘层30由SiO2M料形成，其厚度为250-350nm;栅极40由Mo/Al、或Ti/Al叠层金属组成，其厚度为350-450nm。第三步如图4A，在形成上述图案的基础上，覆盖一层厚度为4_6nm的Al膜层50，该Al膜层50覆盖在栅极50和IGZO层40上；然后氧气坏境中高温(温度为200_400°C )中退火一小时左右，形成Al2O3绝缘层、源极61和漏极62。由于氧气中的氧原子(O)与Al膜层50的Al反应形成Al2O3绝缘层50 ；IGZ0层20与Al膜层50接触经过高温反应形成源极61和漏极62、以及像素电极，而由栅极50和栅极绝缘层30阻挡的位置则为沟道区(图未示)。像素电极与漏极62连接一起，故图中未标注像素电极的编号，且像素电极与漏极同时形成且呈平面结构，在本实施例中，像素电极与漏极结构与现有液晶显示面板的像素电极和漏极不同，现有液晶显示面板的漏极与像素电极是通过接触孔连接，且不是同层形成的。本实施例通过将像素电极与漏极同时形成，可以节约一次光刻工艺步骤，节约成本。第四步如图6和图6A，在形成上述结构的基础上，覆盖厚度为250nm-350nm的绝缘膜层70，然后在源极61上方开设接触孔71。其中，绝缘膜层70由SiO2或SiNx材质制成。第五步如图7和图7A，在形成上述图案的基础上，形成与接触孔71连接的数据线80，该数据线80由Mo、Al、或Ti金属制成的，其膜厚为250-350nm。本发明揭示一种顶栅结构的液晶显示面板,本液晶显示面板为IGZ0-TFT,通过自对齐顶栅结构TFT和Al反应的应用，本发明为4次光刻工艺(形成IGZO层、形成栅极与栅极绝缘层叠层图案、形成绝缘孔、形成数据线)，本发明减少光罩数次数，提高开口率。图8为本发明液晶显示面板的第二实施例的结构示意图，与上述第一实施例不同的是在形成数据线80的同时，还形成与数据线80平行的公共电极线90。公共电极线90具有与栅极线同时形成具有相同的技术效果，因为公共电极线与数据线同时形成，可以将公共电极的电压经由源极侧引入。公共电极与像素电极形成存储电容，以此平衡漏电流和回踢电压。图9为本发明液晶显示面板的第三实施例的结构示意图，与上述第二实施例不同的是在形成栅极绝缘层30和栅极40的叠层图案同时形成扫描线41，扫描线41覆盖上一像素单元的IGZO层，以此使得公共电极线90与上一像素单元的扫描线41共用，以此提高开口率。图10为本发明液晶显示面板的第四实施例的结构示意图，与上述第一实施例不同的是在形成绝缘孔71的过程中，同时将IGZO层20上方覆盖的绝缘膜层70挖开，从而将IGZO为主材料做成的透明电极露出来，以提高面板堆液晶的驱动力。图11为本发明液晶显示面板的第五实施例的结构示意图，与上述第一实施例不同的是由于第一实施例的光刻次数较少，为了防止栅极不能很好的与栅极驱动器(图未示)进行电性连接，本第五实施例需增加一与栅极驱动器连接的边缘接头100，在第一实施例的步骤四的过程中，同时形成与该边缘接头100连接的接触孔，使得被绝缘层遮盖的边缘接头100的接触孔露出表面。本发明采用自对齐顶栅结构的IGZ0-TFT，并在形成IGZO-TFT的过程中，通过铺设Al膜层，经过在氧气环境中的高温反应使部分IGZO层反应形成源极和漏极，并同时将Al膜层反应成Al2O3绝缘层，一方面使液晶面板的寄生电容Cgd只有常规面板的1/5左右，减小回踢电压，以此减小存储电容，提高开口率；另一方面，将TFT面板的光罩数降低至4张，节约了成本。
权利要求
1.一种液晶显不面板,其特征在于,包括:位于衬底基板上的IGZO层、位于IGZO层上的源、漏极和像素电极、位于源极和漏极之上且位于源极和漏极之间的栅极绝缘层、位于栅极绝缘层之上的栅极和与栅极连接的扫描线、位于栅极上的Al2O3绝缘层、位于Al2O3绝缘层之上的绝缘膜、以及位于最顶层的数据线。
2.根据权利要求1所述的液晶显示面板的制造方法，其特征在于:像素电极与漏极同时形成且呈平面结构。
3.一种液晶显示面板的制造方法，其特征在于，包括如下步骤: 在衬底基板上形成IGZO层； 在形成上述图案的基础上，先在IGZO层覆盖栅极绝缘层，再在栅极绝缘层上形成栅极，然后通过光刻工艺形成栅极绝缘层和栅极的叠层图案； 在形成上述图案的基础上，覆盖一层Al膜层，然后氧气环境中高温退火，形成Al2O3绝缘层、源极、漏极、和像素电极； 在形成上述结构的基础上，覆盖绝缘膜层，然后开设接触孔； 在形成上述图案的基础上，形成数据线。
4.根据权利要求3所述的液晶显示面板的制造方法，其特征在于:像素电极与漏极同时形成且呈平面结构。
源极和漏极是Al膜层与IGZO层接触后反应形成的。
5.根据权利要求3所述的液晶显示面板的制造方法，其特征在于=Al2O3绝缘层由氧气中的氧原子与Al膜层的Al反应形成。
6.根据权利要求3所述的液晶显示面板的制造方法，其特征在于:形成栅极绝缘层和栅极的叠层图案的光刻工艺为干刻工艺。
7.根据权利要求3所述的液晶显示面板的制造方法，其特征在于:在形成数据线的同时，形成与数据线平行的公共电极线。
8.根据权利要求3所述的液晶显示面板的制造方法，其特征在于:在形成栅极绝缘层和栅极的叠层图案同时形成扫描线，扫描线覆盖上一像素单元的IGZO层。
9.根据权利要求3所述的液晶显示面板的制造方法，其特征在于:在开设接触孔的同时，挖开IGZO层上方的绝缘膜层。
10.根据权利要求3所述的液晶显示面板的制造方法，其特征在于:还包括一边缘接头，在开设接触孔的同时形成与该边缘接头连接的接触孔。
全文摘要
本发明提供一种液晶显示面板及其制造方法，包括位于衬底基板上的IGZO层、位于IGZO层上的源、漏极和像素电极、、位于源极和漏极之上且位于源极和漏极之间的栅极绝缘层、位于栅极绝缘层之上的栅极和与栅极连接的扫描线、位于栅极上的Al2O3绝缘层、位于Al2O3绝缘层之上的绝缘膜、以及位于最顶层的数据线。本发明采用自对齐顶栅结构的IGZO-TFT，并在形成IGZO-TFT的过程中，通过铺设Al膜层，经过在氧气环境中的高温反应使部分IGZO层反应形成源极和漏极，并同时将Al膜层反应成Al2O3绝缘层，一方面使液晶面板的寄生电容Cgd只有常规面板的1/5左右，减小回踢电压，以此减小存储电容，提高开口率；另一方面，将TFT面板的光罩数降低至4张，节约了成本。
文档编号G02F1/1333GK103076703SQ20121058623
公开日2013年5月1日 申请日期2012年12月28日 优先权日2012年12月28日
发明者吴剑龙, 洪孟逸 申请人:南京中电熊猫液晶显示科技有限公司