CN103489827A - 一种薄膜晶体管驱动背板及其制作方法、显示面板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种薄膜晶体管驱动背板及其制作方法、显示面板。该制作方法包括制作设有多个有源器件结构的背板基体；在所述背板基体上设置电极层；通过一次构图工艺将所述电极层制成源极、漏极以及与漏极呈一体设置的像素电极。本发明的制作方法采用通过一次构图工艺将电极层制成多个源极、漏极以及与漏极呈一体设置的像素电极的设计；使源极、漏极和像素电极同处于同一电极层；将现有方法中需要通过两次构图工艺形成的源极、漏极和像素电极，简化为只需一次构图工艺即可完成；大大降低了薄膜晶体管驱动背板的厚度，简化了制作步骤，节约了制作成本。

Description

一种薄膜晶体管驱动背板及其制作方法、显示面板
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种薄膜晶体管驱动背板及其制作方法、显示面板。
背景技术
随着人们生活水平的提高，人们对显示质量的要求也越来越高，液晶显示器（LCD）已经非常成熟，手机、相机、电脑、电视等都可见LCD的身影。人们对显示产品的大量需求，客观上推动了显示技术的发展，新的显示技术不断出现。有源矩阵有机发光二极体面板（AMOLED）被称为下一代显示技术，包括三星电子、LG、飞利浦都十分重视这项新的显示技术。目前除了三星电子与LG、飞利浦以发展大尺寸有源矩阵有机发光二极体面板产品为主要方向外，三星SDI、友达等都是以中小尺寸为发展方向。因为有源矩阵有机发光二极体面板不管在画质、效能及成本上，先天表现都较TFT LCD优势很多。但是现有的有源矩阵有机发光二极体面板，特别是用于驱动面板显像的薄膜晶体管驱动背板，其制作工艺主要是通过构图工艺在其内的各薄膜层上形成如薄膜晶体管等器件所需的图形，这就需要进行多次构图工艺，通常需要七次以上构图工艺才能制作完成，而每次构图工艺所需的资金很昂贵；因此对于薄膜晶体管驱动背板的制作而言，减少构图工艺的次数是制约其发展的难题。
因此，针对上述问题本发明提出一种新的薄膜晶体管驱动背板及其制作方法、显示面板。
发明内容
本发明的目的是提供一种薄膜晶体管驱动背板及其制作方法、显示面板；该制作方法通过一次构图工艺将电极层制成多个源极、漏极以及与漏极呈一体设置的像素电极的设计实现简化制作步骤，节约制作成本的目的。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种薄膜晶体管驱动背板的制作方法，包括如下步骤：
制作设有多个有源器件结构的背板基体；
在所述背板基体上设置电极层；
通过一次构图工艺将所述电极层制成源极、漏极以及与漏极呈一体设置的像素电极。
进一步地，还包括如下步骤：
在所述电极层上设置复合层，并通过构图工艺一次形成像素定义层和隔离柱。
进一步地，所述电极层材料为金属材料或氧化物透明电极材料中任意一种。
进一步地，制作所述背板基体包括如下步骤：
在所述衬底基板上设置半导体层；
通过掩膜光刻工艺将所述半导体层制成有源通道；
在所述半导体层上设置栅绝缘层；
在所述栅绝缘层上设置栅极层；
通过掩膜光刻工艺将所述栅极层制成栅极；
在所述栅极层上设置隔离保护层；
在所述隔离保护层上设置层间电介质层；
通过掩膜光刻工艺在所述隔离保护层和层间电介质层内形成接触孔。
进一步地，所述栅极层上设置隔离保护层的步骤包括：
在所述栅极层上设置一层金属薄膜；
通过氧化工艺将所述金属薄膜氧化为隔离保护层。
进一步地，所述衬底基板上设置半导体层的步骤包括：
在所述衬底基板上设置缓冲层；
在所述缓冲层上设置非晶硅薄膜；
对所述非晶硅薄膜进行脱氢处理；
对所述非晶硅薄膜进行准分子激光退火处理，使所述非晶硅薄膜转变多晶硅薄膜，该多晶硅薄膜即为所述的半导体层。
进一步地，通过掩膜光刻工艺将所述半导体层制成有源通道的步骤包括：
所述有源通道包括源极接触区、漏极接触区以及设置在所述源极接触区与漏极接触区之间的沟道连接区；
通过离子注入工艺对所述有源通道进行掺杂剂注入；在注入过程中，通过所述栅极作为掩模；将掺杂剂分别注入所述源极接触区和漏极接触区；
通过活化工艺将所述掺杂剂活化。
一种薄膜晶体管驱动背板，由如上述中任一所述薄膜晶体管驱动背板的制作方法制成，包括设有多个有源器件结构的背板基体和设置在该背板基体上的电极层；该电极层上形成有源极、漏极以及与漏极呈一体设置的像素电极。
进一步地，所述背板基体包括衬底基板，在该衬底基板上依次设置具有多个有源通道的半导体层、栅绝缘层、具有多个栅极的栅极层、隔离保护层和层间电介质层；在所述隔离保护层和层间电介质层内设有多个接触孔。
一种显示面板，包括如上述中任一所述的薄膜晶体管驱动背板。
本发明与现有技术相比具有以下的优点：
1、本发明的制作方法采用通过一次构图工艺将电极层制成多个源极、漏极以及与漏极呈一体设置的像素电极的设计；使源极、漏极和像素电极同处于同一电极层；将现有方法中需要通过两次构图工艺形成的源极、漏极和像素电极，简化为只需一次构图工艺即可完成；大大降低了薄膜晶体管驱动背板的厚度，简化了制作步骤，节约了制作成本。
2、本发明的薄膜晶体管驱动背板采用源极、漏极以及与漏极呈一体设置的像素电极同处于同一电极层的设计，所述漏极和像素电极一体形成，可使其结构的可靠度更高；且将源极、漏极和像素电极通过一次构图工艺即可同时形成；可有效减少构图工艺次数，简化制作步骤，节约制作成本。
附图说明
以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明中所述的制作方法的步骤框图；
图2是本发明中所述制作方法的步骤示意图一（主剖视图）；
图3是本发明中所述制作方法的步骤示意图二（主剖视图）；
图4是本发明中所述制作方法的步骤示意图三（主剖视图）；
图5是本发明中所述制作方法的步骤示意图四（主剖视图）；
图6是本发明中所述制作方法的步骤示意图五（主剖视图）；
图7是本发明中所述制作方法的步骤示意图六（主剖视图）。
具体实施方式
实施例一：
参见图1所示，本实施例提供一种薄膜晶体管驱动背板的制作方法，包括如下步骤：
步骤1、制作设有多个有源器件结构的背板基体；其中，所述背板基体包括衬底基板、半导体层、栅绝缘层、栅极层、隔离保护层、层间电介质层和接触孔；所述半导体层具有多个有源通道，所述栅极层具有多个栅极；每一个所述有源通道和与其位置相对应的所述栅极组成了所述有源器件结构。
具体的制作所述背板基体具体包括如下步骤：
参见图2所示，对所述衬底基板101进行清洗处理，通过等离子体增强化学气相沉积法在所述衬底基板上设置缓冲层102；其中，所述衬底基板由玻璃、透明塑料等透光率好的透明材料构成；所述缓冲层由氧化硅材料层和氮化硅材料层依次设置而成，或氧化硅材料层和氮化硅材料层的复合层制成，氧化硅材料层厚度为50-100纳米，氮化硅材料层厚度为100-300纳米；所述氧化硅材料层和氮化硅材料层的复合层是指通过一次制造工艺制作出的同时具有氧化硅材料层和氮化硅材料层这两种材料层的复合型材料层。
通过等离子体增强化学气相沉积法在所述缓冲层上设置非晶硅薄膜；其中，所述非晶硅薄膜厚度为40-50纳米；将所述衬底基板送入高温反应炉中，对所述非晶硅薄膜进行脱氢处理；以达到减少非晶硅薄膜中氢含量的目的，一般将氢的含量控制在2%以内；对所述非晶硅薄膜进行准分子激光退火处理，使所述非晶硅薄膜转变多晶硅薄膜，该多晶硅薄膜即为所述的半导体层。
参见图3所示，通过掩膜光刻工艺的这种构图工艺将所述半导体层制成多个有源通道103；所述有源通道包括源极接触区104、漏极接触区105以及设置在所述源极接触区与漏极接触区之间的沟道连接区106。本发明中所述掩膜光刻工艺包括光刻胶涂布、掩膜板设置、曝光、显影、刻蚀、光刻胶剥离等工序。
参见图3所示，通过等离子体增强化学气相沉积法在所述半导体层上设置所述栅绝缘层107；该栅绝缘层为氧化硅材料层和氮化硅材料层的复合层，其中，氧化硅材料层厚度为50-100纳米，氮化硅材料层厚度为40-80纳米；该栅绝缘层用于阻隔各薄膜晶体管结构中的栅极与有源通道，使两者在工作时不会发生电信号串扰。
通过磁控溅射工艺在所述栅绝缘层上设置所述栅极层；该栅极层由钼、钨、钛、铬等中一种金属制成，或者由上述各元素中任意组合形成合金制成。
通过掩膜光刻工艺的这种构图工艺将所述栅极层制成多个所述栅极108；至此包括所述有源通道及所述栅极的多个完整的所述有源器件结构已形成于所述衬底基板之上；
通过离子注入工艺对所述有源通道进行掺杂剂注入；在注入过程中，通过位于所述沟道连接区上方的所述栅极作为掩模，实现自对准；将所述掺杂剂分别注入位于所述源极接触区和漏极接触区处的所述半导体层中；形成具有所述掺杂剂的所述源极接触区和漏极接触区。
通过活化工艺将所述源极接触区和漏极接触区中的所述掺杂剂活化；以使活化后的离子形态的所述掺杂剂具有更高的移动能力，使之在位于所述源极接触区和漏极接触区的所述半导体层中自动填补到合适的位置，用以修复其内的晶格缺陷。所述掺杂剂根据其成分不同可分为P型掺杂剂和N型掺杂剂；对应不同的所述掺杂剂可使所述有源通道具有不同的特性，也就是说，本发明的薄膜晶体管驱动背板中可包括N型薄膜晶体管和/或P型薄膜晶体管这两种薄膜晶体管，每种所述薄膜晶体管均包括所述有源通道、栅极、连接在所述源极接触区上的源极以及连接在所述漏极接触区上的漏极。
参见图4所示，在所述栅极层上设置所述隔离保护层109；具体地说：
通过磁控溅射工艺在所述栅极层上设置一层金属薄膜；该金属薄膜采用易于氧化的金属材料制成，例如铝；以下以材料为铝的金属薄膜的举例说明；
通过氧化工艺将材料为铝的所述金属薄膜氧化为氧化铝金属薄膜的这种非金属薄膜，该非金属薄膜即为所述隔离保护层；以起到对所述背板基体中各薄膜晶体管结构的所述栅极进行隔离保护的作用，以提高各薄膜晶体管结构的稳定性；所述氧化工艺可选用高温氧气炉氧化处理或氧气等离子体氧化处理两种氧化工艺中的一种；其中，所述高温氧气炉氧化处理的反应温度为260摄氏度至320摄氏度之间；优选为300摄氏度。
参见图5所示，通过等离子体增强化学气相沉积法在所述隔离保护层上设置层间电介质层110；该层间电介质层为氧化硅材料层和氮化硅材料层的复合层；
通过掩膜光刻工艺的这种构图工艺在所述层间电介质层内形成多个所述接触孔111；该接触孔贯穿所述层间电介质层和所述隔离保护层，直至所述有源通道的所述源极接触区和所述漏极接触区；至此，所述背板基体制作完成。
对所述背板基体进行高温退火处理，由于所述背板基体中所述缓冲层、栅绝缘层以及层间电介质层均由氮化硅材料层制成，因此，高温退火处理可使这三层中的氢扩散（氢化），以起到修复氮化硅材料层中氢悬挂键的作用。
步骤2、在所述背板基体上设置电极层；
通过磁控溅射工艺在所述背板基体的所述层间电介质层上设置电极层；所述电极层材料为铝、钛、银等金属材料或氧化物透明电极材料中任意一种，或上述中所述铝、钛、银任意几种金属组成的合金制成；其中，所述氧化物透明电极材料可以是氧化铟锡、氧化铟锌、氧化铟镓锌等材料。本发明中当所述薄膜晶体管驱动背板用作制造底发射式显示面板时，则所述电极层可选用氧化物透明电极材料，使光线经由金属材料制成的显示面板阴极向下反射，并透过由氧化物透明电极材料制成的电极层，从显示面板底面发射出去；反之，当所述薄膜晶体管驱动背板用作制造顶发射式显示面板时，则所述电极层可选用金属材料，使光线经所述电极层向上反射，并透过由氧化物透明电极材料制成的显示面板阴极，从显示面板顶面发射出去；不论是顶发射式显示面板还是底发射式显示面板，其工作原理及构造均属于现有技术，此处不再过多赘述。
步骤3、参见图6所示，通过一次构图工艺将所述电极层制成多个源极112、漏极113以及与漏极呈一体设置的像素电极114；本发明中所述源极、漏极以及像素电极共用同一层结构；所述构图工艺为掩膜光刻工艺，该掩膜光刻工艺包括曝光、显影、刻蚀和剥离等步骤；具体地说，按照预先设计好的各所述源极、漏极和像素电极的布设图，在所述电极层上对应刻蚀出所述源极、漏极和像素电极；又由于在现有的薄膜晶体管驱动背板中像素电极是与漏极连接的，因此需要将所述像素电极和所述漏极刻制成为一体。本实施例中所述源极和漏极均通过接触孔与所述背板基体中各所述有源器件结构中的所述有源通道连接；本实施例中各所述有源器件结构包括所述栅极和所述有源通道；所述栅极对应设置在所述有源通道的上方，并与所述有源通道中的所述沟道连接区位置相对应。
步骤4、参见图7所示，在所述电极层上通过构图工艺依次形成像素定义层115和位于像素定义层115上的隔离柱116；至此，本发明的薄膜晶体管驱动背板制作完成；本实施例中所述像素定义层和隔离柱的结构及制作过程均属于现有技术，此处不再过多赘述。
本发明中所述的掩膜光刻工艺、热退火工艺、等离子体增强化学气相沉积法、活化工艺、离子注入工艺、高温退火处理、准分子激光退火处理、磁控溅射工艺、脱氢处理和氧化工艺均是常规工艺；因此，本发明不再对上述各工艺进行具体赘述。
本发明的制作方法采用通过一次构图工艺将所述电极层制成多个所述源极、漏极以及与漏极呈一体设置的像素电极的设计；使所述源极、漏极和像素电极同处于同一电极层；将现有方法中需要通过两次构图工艺形成的源极、漏极和像素电极，简化为只需一次构图工艺即可完成；大大降低了薄膜晶体管驱动背板的厚度，简化了制作步骤，节约了制作成本。
需要说明的是，本发明实施例中的所有源极和漏极不做区分，也就是说，源极也可以叫漏极，相应地，此时漏极也可以叫源极。
实施例二:
本实施例中的薄膜晶体管驱动背板是由实施例一中所述的制作方法制成的，因此，实施例一中公开的技术内容不重复描述，实施例一公开的内容也属于本实施例公开的内容。
参见图7所示，本实施例提供一种薄膜晶体管驱动背板，由如上述中所述薄膜晶体管驱动背板的制作方法制成；该薄膜晶体管驱动背板包括设有多个有源器件结构的背板基体和设置在该背板基体上的电极层；该电极层上形成有多个源极、漏极以及与漏极呈一体设置的像素电极。
本实施例中所述背板基体包括衬底基板，在该衬底基板上依次设置具有多个有源通道的半导体层、栅绝缘层、具有多个栅极的栅极层、隔离保护层和层间电介质层；在所述层间电介质层和隔离保护层内设有多个接触孔。本实施例中通过一次构图工艺将所述电极层制成具有所述源极、漏极和像素电极的图案；所述像素电极设置在所述层间电介质层上，该像素电极一侧与所述漏极上端连为一体。
本实施例中各所述有源器件结构均包括其中一个所述有源通道以及设置在该有源通道上方的所述栅极。
本实施例中所述有源通道包括源极接触区、漏极接触区和设置在所述源极接触区与漏极接触区之间的沟道连接区，其中，所述栅极对应设置在所述沟道连接区上。
本实施例中各所述源极接触区和各所述漏极接触区上均设有所述接触孔，该接触孔贯穿所述层间电介质层和所述隔离保护层。
本实施例中所述漏极下端伸入所述接触孔并与所述漏极接触区连接；所述源极下端伸入所述接触孔并与所述源极接触区连接。
本实施例中所述衬底基板与所述半导体层之间还设有缓冲层；所述电极层上设有像素定义层；该像素定义层上设有与所述像素电极相对应的槽口117；以便于像素电极与有源矩阵有机发光二极体面板（AMOLED，Active Matrix/Organic Light Emitting Diode）的有机电致发光层导通；本实施例中所述像素定义层上设有隔离柱。
本发明对图7中的图示比例不作限定，也就是说图7中所展示的薄膜晶体管驱动背板仅仅用作示意，而不用做限定其具体的规格尺寸及比例等参数。
实施例三：
本实施例中的显示面板是在实施例二中所述薄膜晶体管驱动背板的基础上改进的，因此，实施例二中公开的技术内容不重复描述，实施例二公开的内容也属于本实施例公开的内容。
本实施例提供一种显示面板，包括如上述中所述的薄膜晶体管驱动背板。
本实施例中所述显示面板可以是有源矩阵有机发光二极体面板，也可以是主动式矩阵液晶显示器；且该显示面板为顶发射式显示面板；所述的顶发射式显示面板是指：薄膜晶体管驱动背板通过采用金属材料制成的电极层将形成图像的光线向上反射，并通过显示面板的顶面射出；本实施例中所述的顶发射式显示面板，其具体结构和原理属于现有技术，此处不再过多赘述。
具体地说，因为薄膜晶体管驱动背板只需提供反射光线所需的高反射率，不需要其具有高透过率，对其开口率也没有要求；因此，薄膜晶体管驱动背板上的像素电极也可以采用与源极和漏极同样的金属材质或氧化物透明电极材料制成；这就为一次形成处于同一电极层的像素电极、源极和漏极提供了前提条件；而现有的薄膜晶体管驱动背板中往往采用源极和漏极通过一次构图工艺形成一层金属电极层；再在该金属电极层上通过第二次构图工艺设置具有像素电极的一层透明电极层；这不仅增加了薄膜晶体管驱动背板厚度，而且需要两次构图工艺分别制成，使得制作步骤复杂，且增加了制作成本；因此，本发明的薄膜晶体管驱动背板以及显示面板均采用源极、漏极以及与漏极呈一体设置的像素电极同处于同一电极层的设计，所述漏极和像素电极一体形成，可使其结构的可靠度更高；且将源极、漏极和像素电极通过一次构图工艺即可同时形成；可有效减少构图工艺次数，简化制作步骤，节约制作成本。

Claims (10)

1.一种薄膜晶体管驱动背板的制作方法，其特征在于：包括如下步骤：
制作设有多个有源器件结构的背板基体；
在所述背板基体上设置电极层；
通过一次构图工艺将所述电极层制成源极、漏极以及与漏极呈一体设置的像素电极。
2.如权利要求1所述薄膜晶体管驱动背板的制作方法，其特征在于：还包括如下步骤：
在所述电极层上设置复合层，并通过构图工艺一次形成像素定义层和隔离柱。
3.如权利要求2所述薄膜晶体管驱动背板的制作方法，其特征在于：
所述电极层材料为金属材料或氧化物透明电极材料中任意一种。
4.如权利要求3所述薄膜晶体管驱动背板的制作方法，其特征在于：
制作所述背板基体包括如下步骤：
在所述衬底基板上设置半导体层；
通过掩膜光刻工艺将所述半导体层制成有源通道；
在所述半导体层上设置栅绝缘层；
在所述栅绝缘层上设置栅极层；
通过掩膜光刻工艺将所述栅极层制成栅极；
在所述栅极层上设置隔离保护层；
在所述隔离保护层上设置层间电介质层；
通过掩膜光刻工艺在所述隔离保护层和层间电介质层内形成接触孔。
5.如权利要求4所述薄膜晶体管驱动背板的制作方法，其特征在于：所述在所述栅极层上设置隔离保护层的步骤包括：
在所述栅极层上设置一层金属薄膜；
通过氧化工艺将所述金属薄膜氧化为隔离保护层。
6.如权利要求4所述薄膜晶体管驱动背板的制作方法，其特征在于：
所述在所述衬底基板上设置半导体层的步骤包括：
在所述衬底基板上设置缓冲层；
在所述缓冲层上设置非晶硅薄膜；
对所述非晶硅薄膜进行脱氢处理；
对所述非晶硅薄膜进行准分子激光退火处理，使所述非晶硅薄膜转变多晶硅薄膜，该多晶硅薄膜即为所述的半导体层。
7.如权利要求4所述薄膜晶体管驱动背板的制作方法，其特征在于：
所述通过掩膜光刻工艺将所述半导体层制成有源通道的步骤包括：
所述有源通道包括源极接触区、漏极接触区以及设置在所述源极接触区与漏极接触区之间的沟道连接区；
通过离子注入工艺对所述有源通道进行掺杂剂注入；在注入过程中，通过所述栅极作为掩模；将掺杂剂分别注入所述源极接触区和漏极接触区；
通过活化工艺将所述掺杂剂活化。
8.一种薄膜晶体管驱动背板，其特征在于，由如权利要求1-7中任一所述薄膜晶体管驱动背板的制作方法制成；
所述薄膜晶体管驱动背板包括设有多个有源器件结构的背板基体和设置在该背板基体上的电极层；该电极层上形成有源极、漏极以及与漏极呈一体设置的像素电极。
9.如权利要求8所述薄膜晶体管驱动背板，其特征在于：所述背板基体包括衬底基板，在该衬底基板上依次设置具有多个有源通道的半导体层、栅绝缘层、具有多个栅极的栅极层、隔离保护层和层间电介质层；在所述隔离保护层和层间电介质层内设有多个接触孔。
10.一种显示面板，其特征在于：包括如权利要求8-9中任一所述的薄膜晶体管驱动背板。
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