一种薄膜晶体管面板结构及制作方法与流程

本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种薄膜晶体管面板结构及制作方法。

背景技术：

平板显示器的薄膜晶体管面阵列驱动面板或X射线传感器的薄膜晶体管面阵列传感器面板可统称为TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管)面板。在半导体TFT面板工艺中，不同物质的薄膜被沉积在玻璃或者其他材质的平板表面，并被图形化成各种电路以实现各种功能，例如液晶显示面板的驱动、有机发光二极管显示面板的驱动、X射线平板探测器面板的传感功能等。TFT面板的功能的基本单元是像素，而每个像素都包含一条扫描线、一条数据线、薄膜晶体管开关器件(下文统称TFT器件)。扫描线用于控制TFT器件的开关，连接TFT器件的栅极，数据线用于像素电荷的读取(探测器的TFT面板)或像素的驱动(平板显示器的TFT面板)，连接TFT器件的源漏极。

扫描线和数据线之间的交叠电容、TFT器件中栅极和源漏极之间的交叠电容、扫描线和像素电极的平行电容、扫描线和公共电极的平行或交叠电容等与像素功能实现无关的电容，一起构成了像素的寄生电容。当扫描线控制TFT器件打开和关闭的瞬间，扫描线的电位会发生显著的变化，由于寄生电容的耦合效应，在探测器TFT面板中，扫描线电位的变化会引起源漏极、公共电极、像素电极等的电荷变化，造成像素电荷读取时的额外噪声，影响探测器性能；在平板显示TFT面板中，扫描线电位的变化会引起像素电位的波动，影响平板显示器的显示效果。

因此，如何减小TFT面板上的像素寄生电容以提高面板性能已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术，本发明的目的在于提供一种薄膜晶体管面板结构及制作方法，用于解决现有技术中TFT面板上像素寄生电容较大的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种薄膜晶体管面板结构，包括：

第一金属层，图形化作为扫描线；

第一钝化层，位于所述第一金属层之上；

有机膜层，位于所述第一钝化层之上；

第二钝化层，位于所述有机膜层之上；

过孔，穿过所述第一钝化层、有机膜层及第二钝化层，露出所述第一金属层；

第二金属层，位于所述第二钝化层之上，图形化作为栅极，并通过所述过孔与所述第一金属层接触；

第三钝化层，位于所述第二钝化层之上，并包括覆盖所述第二金属层表面的部分；

半导体有源层，位于覆盖所述第二金属层表面的第三钝化层之上；

第三金属层，位于所述第三钝化层之上，图形化作为数据线、源极、漏极和像素电极，所述源极和所述漏极分别位于所述半导体有源层上且互不接触，所述数据线与所述漏极连接，所述像素电极与所述源极连接。

优选地，所述扫描线与所述数据线相垂直。

优选地，所述第一钝化层和所述第二钝化层的材料选自氮化硅、氧化硅、氮氧化硅中的一种或多种。

优选地，所述有机膜层的材料选自聚酰亚胺、四氟乙烯—全氟烷氧基乙烯基醚共聚物中的一种或多种。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种薄膜晶体管面板结构的制作方法，包括以下步骤：

提供一基底，在所述基底上形成第一金属层，并图形化作为扫描线；

在所述第一金属层之上形成第一钝化层；

在所述第一钝化层之上形成有机膜层；

在所述有机膜层之上形成第二钝化层；

制作过孔，使所述过孔穿过所述第一钝化层、有机膜层及第二钝化层，露出所述第一金属层；

在所述第二钝化层之上形成第二金属层，并图形化作为栅极，所述第二金属层通过所述过孔与所述第一金属层接触；

所述第二钝化层之上形成第三钝化层，并使所述第三钝化层覆盖所述第二金属层表面；

在覆盖所述第二金属层表面的所述第三钝化层之上形成半导体有源层；

在所述第三钝化层之上形成第三金属层，并图形化作为数据线、源极、漏极和像素电极，使所述源极和所述漏极分别位于所述半导体有源层上且互不接触，所述数据线与所述漏极连接，所述像素电极与所述源极连接。

优选地，所述基底的材料为玻璃、聚酰亚胺或聚对苯二甲酸乙二醇酯。

优选地，图形化所述第一金属层、第二金属层以及第三金属层的方法为光刻。

优选地，制作过孔的方法为光刻。

优选地，制作所述第一钝化层和所述第二钝化层的材料选自氮化硅、氧化硅、氮氧化硅中的一种或多种。

优选地，制作所述有机膜层的材料选自聚酰亚胺、四氟乙烯—全氟烷氧基乙烯基醚共聚物中的一种或多种。

如上所述，本发明的薄膜晶体管面板结构及制作方法，具有以下有益效果：

本发明的薄膜晶体管面板结构将扫描线金属层与栅极金属层分开成膜，使扫描线与数据线之间的平板电容的电极间距被大大增大，同时扫描线与像素电极之间的平行电容的电极间距也被大大增大。像素的寄生电容由于扫描线和像素其他部分之间的电极间距显著增大而大大降低，有效降低了扫描线开关时引起的电容耦合效应，降低了像素电荷读取时的噪声，有利于探测器性能的提升。

附图说明

图1显示为本发明实施例提供的一种薄膜晶体管面板结构的示意图。

图2显示为本发明实施例提供的一种薄膜晶体管面板结构的俯视示意图。

图3a-图3g显示为本发明实施例提供的一种薄膜晶体管面板结构制作方法的示意图。

元件标号说明

100 基底

201 第一金属层

202 第二金属层

203 第三金属层

2011 扫描线

2021 栅极

301 第一钝化层

302 第二钝化层

303 第三钝化层

400 有机膜层

500 半导体有源层

600 过孔

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

现有技术中已有的典型的像素设计方案是用第一层金属图形化作为扫描线和栅极，在第一层金属层上覆盖钝化层和图形化的半导体层，半导体层上覆盖图形化的第二层金属作为数据线、源漏极和像素电极。由于扫描线和数据线相互垂直，其交点处必然存在一个平板电容，其电介质为钝化层，其电极间距为钝化层厚度。由于TFT器件的结构特点，栅极和源漏极之间存在二维方向上的交叠，即构成平板电容，其电介质为钝化层和半导体层，其电极间距为钝化层和半导体层的厚度之和。扫描线和像素电极之间虽然并不一定存在交叠，但也存在平行电容。

为了在不影响像素基本结构和性能的前提下，减小像素的寄生电容，本发明提出了一种新的TFT面板像素设计方案，将扫描线金属层与栅极金属层分开成膜，在两层之间设置较厚的钝化层或有机膜层，扫描线金属和栅极金属之间的电性连接用过孔来实现。这种方案可以使像素中的平板寄生电容和平行寄生电容的两极间距增大，减小寄生电容，减小像素噪声，提高像素性能。

请参阅图1，本发明实施例提供一种薄膜晶体管面板结构，包括：

第一金属层201，图形化作为扫描线；

第一钝化层301，位于所述第一金属层201之上；

有机膜层400，位于所述第一钝化层301之上；

第二钝化层302，位于所述有机膜层400之上；

过孔，穿过所述第一钝化层301、有机膜层400及第二钝化层302，露出所述第一金属层201；

第二金属层202，位于所述第二钝化层302之上，图形化作为栅极，并通过所述过孔与所述第一金属层201接触；

第三钝化层303，位于所述第二钝化层302之上，并包括覆盖所述第二金属层202表面的部分；

半导体有源层500，位于覆盖所述第二金属层202表面的第三钝化层303之上；

第三金属层203，位于所述第三钝化层303之上，图形化作为数据线、源极、漏极和像素电极；

其中，如图2所示，所述源极2031和所述漏极2032分别位于所述半导体有源层500上且互不接触，所述数据线2033与所述漏极2032连接，所述像素电极2034与所述源极2031连接。扫描线2011和栅极2021通过过孔600连接。

在本发明的一些实施例中，如图2所示，所述扫描线2011与所述数据线2033相垂直。

具体地，所述第一钝化层301和所述第二钝化层302的材料可以选自氮化硅、氧化硅、氮氧化硅中的一种或多种。

具体地，所述有机膜层400的材料选自PI(聚酰亚胺)、PFA(四氟乙烯—全氟烷氧基乙烯基醚共聚物)中的一种或多种。

其中，所述第三钝化层303覆盖所述第二金属层202表面的部分作为栅极钝化层，位于其上的半导体有源层500可以为岛状图形，或其他适合的形状。本发明对半导体有源层、栅极、栅极钝化层、源极、漏极的材料和形状不作限制，在实际应用中可以根据TFT器件的设计来选取。

需要说明的是，图1和图2显示的是薄膜晶体管面板的局部结构，薄膜晶体管面板是由多个TFT器件组成的面阵列，即包括多个组成TFT器件的源漏极、栅极和连通栅极和扫描线的过孔，面阵列结构为本领域习知，故在此不作赘述。

请参阅图3a-3g，本发明实施例还提供制作上述薄膜晶体管面板结构的方法，包括如下步骤：

S1提供一基底100，在所述基底100上形成第一金属层201，并图形化作为扫描线，如图3a所示；

S2在所述第一金属层201之上形成第一钝化层301；

S3在所述第一钝化层301之上形成有机膜层400；

S4在所述有机膜层400之上形成第二钝化层302，如图3b所示；

S5制作过孔，使所述过孔穿过所述第一钝化层301、有机膜层400及第二钝化层302，露出所述第一金属层201，如图3c所示；

S6在所述第二钝化层302之上形成第二金属层202，并图形化作为栅极，所述第二金属层202通过所述过孔与所述第一金属层201接触，如图3d所示；

S7所述第二钝化层302之上形成第三钝化层303，并使所述第三钝化层303覆盖所述第二金属层202表面作为栅极钝化层，如图3e所示；

S8在覆盖所述第二金属层202表面的所述第三钝化层303之上，即在栅极钝化层上形成半导体有源层500，如图3f所示；

S9在所述第三钝化层303之上形成第三金属层203，并图形化作为数据线、源极、漏极和像素电极，使所述源极和所述漏极分别位于所述半导体有源层上且互不接触，所述数据线与所述漏极连接，所述像素电极与所述源极连接，如图3g所示。

具体地，所述基底100可以是玻璃、PI(聚酰亚胺)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)或其他适合的材料。

具体地，图形化所述第一金属层201、第二金属层202以及第三金属层203的方法为光刻或其他适合的方法。

具体地，制作过孔的方法为光刻或其他适合的方法。

具体地，半导体有源层500可以光刻成岛状图形或其他适合的形状。

具体地，制作所述第一钝化层301和所述第二钝化层302的材料选自氮化硅、氧化硅、氮氧化硅中的一种或多种。

具体地，制作所述有机膜层400的材料选自PI(聚酰亚胺)、PFA(四氟乙烯—全氟烷氧基乙烯基醚共聚物)中的一种或多种。

综上所述，本发明的薄膜晶体管面板结构将扫描线金属层与栅极金属层分开成膜，使扫描线与数据线之间的平板电容的电极间距被大大增大，同时扫描线与像素电极之间的平行电容的电极间距也被大大增大。像素的寄生电容由于扫描线和像素其他部分之间的电极间距显著增大而大大降低，有效降低了扫描线开关时引起的电容耦合效应，降低了像素电荷读取时的噪声，有利于探测器性能的提升。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。