[發明專利]電極結構及制備方法、陣列基板及制備方法

有效

• 申請號: 201010156378.2
• 申請日: 2010-04-22
• 公開（公告）號: CN102237397A
• 公開（公告）日: 2011-11-09
• 發明（設計）人: 張金中;張文余
• 申請（專利權）人: 北京京東方光電科技有限公司
• 主分類號: H01L29/43
• 分類號: H01L29/43;H01L27/12;H01L21/77;H01L21/00
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 劉芳

技術領域

本發明涉及液晶顯示技術，尤其一種電極結構及制備方法、陣列基板及制備方法。

背景技術

目前，平板顯示技術是液晶顯示器采用的主流技術，其中薄膜晶體管液晶顯示器(Thin?Film?Transistor?Liquid?Crystal?Display，簡稱：TFT-LCD)因其具有體積小、功耗少、輻射小及分辨率高等優點，成為目前最重要的平板顯示設備。TFT-LCD面板包括陣列基板和彩色濾光膜基板、封存在兩塊基板之間的液晶、及起驅動作用的印刷電路板(Printed?Circuit?Board，簡稱：PCB)等部件。其中陣列基板包括襯底基板以及在襯底基板上形成的導電圖案和絕緣層，導電圖案包括柵極結構、數據線、源漏電極、有源層和像素電極，絕緣層包括柵極絕緣層和鈍化層。TFT-LCD通過控制薄膜晶體管(Thin?FilmTransistor，簡稱：TFT)的連通或斷開，驅動液晶分子排列變化，從而實現顯示功能。

液晶顯示技術正朝著大屏幕、高分辨率方向發展，隨著顯示面積的不斷增加，顯示數量的不斷擴大，需要具有更低電阻率的電極材料。以柵極材料為例，鉭(Ta)、鉻(Cr)等柵極材料雖然具有熔點高、穩定性好的優點，但由于其薄膜的電阻率較高(＞20μΩ*cm)，無法滿足TFT陣列柵極信號延遲的要求。具有較低電阻率的鋁(Al)、銅(Cu)等金屬成為柵極材料的首選。Cu薄膜的電阻率約為2.0μΩ*cm，基本可以滿足未來可預見的任意尺寸的屏幕的需要，但是Cu會與氮化硅(SiNx)、氫化非晶硅(a-Si:H)等材料中的硅(Si)原子發生強烈反應，形成極不穩定的硅化合物。Al薄膜的電阻率約為3.3μΩ*cm，也可以滿足大尺寸液晶屏幕的需要，但是若采用純Al作為柵極材料，在經過等離子增強的化學蒸發沉積(Plasma?Enhanced?ChemicalVapor?Deposition，簡稱：PECVD)柵極隔離層和非晶硅有源層時，溫度上升到350度，Al薄膜表面會出現小丘。

在薄膜表面形成小丘的機理與薄膜中晶粒生長和析出過程相似，都是應力釋放的結果。有兩種應力釋放模型可以用于解釋小丘的生成，第一種模型認為壓縮應力的釋放只局限于小丘附近，而在小丘之間的壓縮應力則主要以晶粒生長和析出過程來加以釋放，第二種模型則認為小丘的形成是薄膜內壓縮應力橫向擴散的結果。

為解決Al薄膜經加熱處理后出現小丘的問題，現有技術提供了三種方法用于抑制小丘生長。其中，第一種方法是使用稀土金屬或過渡金屬摻雜的Al合金靶材，如鋁鉭合金(AlTa)、鋁釹合金(AlNd)、鋁銦合金(AlIn)等，利用其他元素對Al晶格的釘扎作用，避免小丘生成；但該方法的缺點是加入其他元素后薄膜電阻率升高，同時也提高了成本。第二種方法是采用刻蝕工藝在純Al薄膜層上層形成覆蓋層，在下層形成緩沖層；該方法尚不能完全消除小丘，且由于增加刻蝕的步驟，增加了工藝成本。第三種方法是利用陽極氧化在Al薄膜表面形成氧化層；該方法需要額外增加陽極氧化步驟，增加了工藝成本。

發明內容

本發明提供一種電極結構及制備方法、陣列基板及制備方法，避免小丘生成，節省工藝成本。

本發明提供一種電極結構，包括：采用射頻磁控濺射法制備的第一鋁層，采用直流磁控濺射法制備的第二鋁層，及采用直流磁控濺射法制備的金屬層；所述金屬層位于所述第一鋁層和所述第二鋁層的上方；

其中，所述第一鋁層的晶粒小于所述第二鋁層的晶粒。

本發明提供一種陣列基板，包括：襯底基板以及在所述襯底基板上形成的導電圖案和絕緣層，其中，所述導電圖案至少包括上述電極結構。

本發明提供一種電極結構制備方法，包括：

在襯底基板上采用第一工藝沉積第一鋁薄膜；

在沉積所述第一鋁薄膜的襯底基板上，采用第二工藝沉積第二鋁薄膜；

在沉積所述第一鋁薄膜和第二鋁薄膜的襯底基板上，采用直流磁控濺射法沉積金屬薄膜；

通過構圖工藝刻蝕所述第一鋁薄膜、第二鋁薄膜和金屬薄膜，形成電極結構；

所述第一工藝為射頻磁控濺射法，所述第二工藝為直流磁控濺射法，所述第一鋁薄膜的晶粒小于所述第二鋁薄膜的晶粒；或者，所述第一工藝為直流磁控濺射法，所述第二工藝為射頻磁控濺射法，所述第一鋁薄膜的晶粒大于所述第二鋁薄膜的晶粒。

本發明提供一種陣列基板制備方法，包括：

采用上述電極結構制備方法，在襯底基板上形成電極結構；

在形成電極結構的襯底基板上，形成柵極絕緣層、有源層、源漏電極、鈍化層和像素電極。