CN103984171A - 一种阵列基板及其制造方法、液晶显示器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种阵列基板及其制造方法和液晶显示器。所述阵列基板，包括一基板、形成于所述基板上的多条数据线和多个TFT，所述TFT包括源极/漏极和氧化物半导体有源层，所述数据线由第一导电层和形成于所述第一导电层上的第二导电层形成，所述源极/漏极由第一导电层形成，所述氧化物半导体有源层形成于所述源极/漏极之间，并搭接在所述源极/漏极上，所述第一导电层的材料为透明金属氧化物。采用上述阵列基板，可以在氧化物半导体的TFT在短沟道的前提下，避免刻蚀残留污染造成的失效率上升的问题。
Description
技术领域
本发明涉及平板显示技术领域，特别涉及一种阵列基板及其制造方法和液晶显示器。
背景技术
随着对信息显示的关注和对便携式信息介质的需求的增加，对平板显示技术的研究正在蓬勃展开。其中，薄膜晶体管液晶显示（Thin Film TransistorLiquid Crystal Display,简称TFT-LCD）由于具有微功耗、低工作电压、无X射线辐射、高清晰度、小体积等优点，目前广泛应用于手机、掌上电脑（PersonalDigital Assistant,PDA）等便携式电子产品中。随着显示屏的尺寸、分辨率以及显示颜色种类的不断增加，实现低功耗和高亮度显示是目前TFT-LCD的主要发展方向，这就对TFT的结构和制造工艺提出了更高的要求。通常，薄膜晶体管液晶显示器包括彩膜基板、阵列基板以及填充于所述彩膜基板和阵列基板之间的液晶。其中，在阵列板上设置有多个薄膜晶体管（TFT）。
如图1所示，TFT100包括：栅极101、形成于所述栅极101上的栅极绝缘层102、形成于所述栅极绝缘层102上的半导体有源层103、形成于所述栅极绝缘层102和部分半导体有源层103上的源极/漏极104、形成于半导体有源层103上并在所述源极/漏极104之间的刻蚀阻挡层105。为了提高TFT 100的电子迁移率，半导体有源层103可以选用氧化物半导体材料。源极/漏极104搭接在部分半导体有源层103上，并与所述刻蚀阻挡层105覆盖保护半导体有源层103。
在所述TFT 100的制造过程中，通常先经过第一次光刻形成刻蚀阻挡层105，并暴露出部分半导体有源层103；然后在经过第二次光刻形成源极/漏极104，并使源极/漏极104搭接在暴露出的部分半导体有源层103上。如图1所示，为了保证将所述半导体有源层103全部覆盖，所述源极/漏极104要覆盖部分刻蚀阻挡层105。可见，TFT 100的沟道的长度是由刻蚀阻挡层105的长度决定的。限于光刻工艺的最小工艺特征尺寸，第一次光刻工艺的最小工艺特征尺寸会与第二次光刻工艺的最小工艺特征尺寸相互叠加，从而使刻蚀阻挡层105的长度不可能做太短，否则会引起源极和漏极的短接。也就是说，TFT 100的沟道长度不可能做太短，从而影响到TFT 100的开口率、开关态电流以及开关跳变电压。
为此，提出了如图2所示的TFT 200，TFT 200包括栅极201、形成于所述栅极201上的栅极绝缘层202、形成所述栅极绝缘层202上的源极/漏极203、形成于所述源极/漏极203之间的栅极绝缘层202上的半导体有源层204，其中，半导体有源层204搭接在部分源极/漏极203上。在TFT 200中，沟道的长度直接取决于源极/漏极203之间的长度，沟道的长度仅受到形成源极/漏极203一道光刻工艺的最小工艺特征尺寸的限制。但是，在TFT 200的制造过程中，在刻蚀形成源极/漏极203刻蚀过程中，残留在源极/漏极203之间的金属或者刻蚀液会污染作为半导体有源层202的氧化物半导体，从而使源极/漏极203发生短路，导致TFT 200失效。
综上所述，在采用氧化物半导体材料作为半导体有源层的TFT中，在将沟道做短的前提下，无法避免刻蚀残留对半导体有源层的污染问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阵列基板及其制造方法和液晶显示器，以解决现有技术中氧化物半导体的TFT在短沟道的前提下，刻蚀残留污染造成的失效率上升的问题，从而实现在提高显示品质的同时提高良率的目的。
为解决上述技术问题，本发明提供一种阵列基板，包括一基板、形成于所述基板上的多条数据线和多个TFT，所述TFT包括源极/漏极和氧化物半导体有源层，所述数据线由第一导电层和形成于所述第一导电层上的第二导电层形成，所述源极/漏极由第一导电层形成，所述氧化物半导体有源层形成于所述源极/漏极之间，并搭接在所述源极/漏极上，所述第一导电层的材料为透明金属氧化物。
可选的，在所述阵列基板上，所述透明金属氧化物为氧化铟锡或氧化铟锑。
可选的，在所述阵列基板上，所述透明金属氧化物的厚度为
可选的，在所述阵列基板上，所述TFT还包括：
形成于所述基板上的栅极；以及
形成于所述栅极上的栅极绝缘层；
其中，所述源极/漏极和氧化物半导体有源层形成于所述栅极绝缘层上。
可选的，在所述阵列基板上，所述栅极的材料为Cr、Mo、Al、Ti、Nb、Cu中一种或者几种金属的合金。
可选的，在所述阵列基板上，所述栅极的厚度为
可选的，在所述阵列基板上，还包括形成于所述栅极绝缘层上的像素电极，所述像素电极与所述源极/漏极中的一端连接，所述像素电极和所述源极/漏极由同一层材料形成。
可选的，在所述阵列基板上，所述氧化物半导体有源层的材料为铟镓锌氧化物、铟铝锌氧化物、铟钛锌氧化物或铟锌氧化物中的一种。
可选的，在所述阵列基板上，氧化物半导体有源层的厚度为
可选的，在所述阵列基板上，所述第二导电层的材料为Cr、Mo、Al、Ti、Nb、Cu中的一种或者几种金属的合金。
可选的，在所述阵列基板上，所述第二导电层的厚度为
另外，本发明还提供一种液晶显示器，包括：
所述阵列基板；
与所述阵列基板相对设置的彩膜基板，以及
设置于所述阵列基板和彩膜基板之间的液晶层。
相应的，本发明还提供一种阵列基板的制造方法，包括：
步骤一：提供一基板；
步骤二：在所述基板上依次形成第一导电层和第二导电层；
步骤三：对所述第二导电层进行光刻，形成数据线并暴露出部分第一导电层；
步骤四：对暴露出的所述第一导电层进行光刻，形成源极/漏极；
步骤五：在所述源极/漏极之间形成氧化物半导体有源层，所述氧化物半导体有源层搭接在所述源极/漏极上；
其中，所述第一导电层的材料为透明金属氧化物。
可选的，在所述阵列基板的制造方法中，所述透明金属氧化物的材料为氧化铟锡或氧化铟锑。
可选的，在所述阵列基板的制造方法中，所述透明金属氧化物的厚度为
可选的，在所述阵列基板的制造方法中，在所述步骤一之后和步骤二之前还包括：
在所述基板上形成栅极材料层；
对所述栅极材料层进行光刻，形成栅极；以及
在所述栅极和基板上形成栅极绝缘层；
其中，所述源极/漏极和氧化物半导体有源层形成于所述栅极绝缘层上。
可选的，在所述阵列基板的制造方法中，所述栅极的材料为Cr、Mo、Al、Ti、Nb、Cu中一种或者几种金属的合金。
可选的，在所述阵列基板的制造方法中，所述栅极厚度为
可选的，在所述阵列基板的制造方法中，在所述步骤四中，同时形成像素电极，所述像素电极与所述源极/漏极中的一端连接。
可选的，在所述阵列基板的制造方法中，在步骤四之后和步骤五之前还包括：对所述源极/漏极和像素电极进行退火处理。
可选的，在所述阵列基板的制造方法中，所述步骤五包括：
在所述数据线、源极/漏极、像素电极和栅极绝缘层上形成氧化物半导体材料层；
对所述氧化物半导体材料层进行光刻，在所述栅极绝缘层上形成所述氧化物半导体有源层。
可选的，在所述阵列基板的制造方法中，所述氧化物半导体有源层的材料为铟镓锌氧化物、铟铝锌氧化物、铟钛锌氧化物或铟锌氧化物中的一种。
可选的，在所述阵列基板的制造方法中，所述氧化物半导体有源层的厚度为
可选的，在所述阵列基板的制造方法中，所述第二导电层的材料为Cr、Mo、Al、Ti、Nb、Cu中一种或者几种金属的合金。
可选的，在所述阵列基板的制造方法中，所述第二导电层的厚度为
在本发明所提供的阵列基板上，所述数据线由第一导电层和形成于所述第一导电层上的第二导电层形成，所述源极/漏极由第一导电层形成，所述氧化物半导体有源层形成于所述源极/漏极之间，并搭接在所述源极/漏极上，所述第一导电层的材料为透明金属氧化物。即，所述氧化物半导体有源层是形成于透明金属氧化物之间，即使在刻蚀形成源极/漏极时发生了透明金属氧化物刻蚀残留，对于氧化物半导体有源层而言，残留的透明金属氧化物因为也属于氧化物而不会对氧化物半导体有源层造成污染，从而避免了源极/漏极被氧化物半导体有源层所短路。
另外，因为所述氧化物半导体有源层形成于所述源极/漏极之间，因此沟道长度就直接取决于源极/漏极之间的长度，即沟道的长度仅受形成源极/漏极一道光刻工艺的最小工艺特征尺寸的限制。也就是说，采用上述阵列基板可以将沟道做的比较短。
综上所述，采用上述阵列基板，可以在氧化物半导体的TFT在短沟道的前提下，避免刻蚀残留污染造成的失效率上升的问题，从而实现在提高显示品质的同时提高良率的目的。
附图说明
图1是现有技术中一TFT的剖面结构图；
图2为现有技术中另一TFT的剖面结构图；
图3为本发明一实施例的阵列基板的俯视图；
图4至图12为本发明一实施例的阵列基板的制造方法中各步骤的阵列基板的剖面图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的阵列基板及其制造方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
图3为本发明一实施例的阵列基板的俯视图,如图3所示，本发明一实施例的阵列基板300包括一基板301、形成于所述基板301上的多条数据线302、栅极线303和多个TFT304。
图4至图12为本发明一实施例的阵列基板的制造方法中各步骤的阵列基板的剖面图,如图4所示，所述TFT304包括栅极305、源极/漏极306、栅极绝缘层307和氧化物半导体有源层308。其中，所述氧化物半导体有源层308形成于所述源极/漏极306之间，并搭接在所述源极/漏极306上，所述数据线302与所述源极/漏极306的一端电连接，所述源极/漏极306的另一端连接一像素电极309。所述数据线302由第一导电层3021和形成于所述第一导电层3021上的第二导电层3022形成，所述第一导电层3021延伸形成所述源极/漏极306，并且所述第一导电层3021的材料为透明金属氧化物。
下面结合附图4至附图12详细说明本发明一实施例阵列基板的制造方法。
步骤一：如图5所示，提供一基板301；所述基板301可选为透明玻璃基板。
步骤二：如图6所示，在所述基板301上形成栅极材料层303a。所述栅极材料层303a的材料可以选用电阻率较低的导电材料，例如，Cr、Mo、Al、Ti、Nb、Cu中一种或者几种金属的合金，优选的，所述栅极材料层303a厚度为
接着，如图7所示，对所述栅极材料层303a进行第一次光刻（即栅极光刻），形成栅极305和栅极线303。
接着，如图8所示，在所述栅极305、栅极线303和基板301上形成栅极绝缘层307。所述栅极绝缘层307通常选用氧化硅，所述栅极绝缘层307的厚度为
步骤三：如图9所示，在所述栅极绝缘层307上依次形成第一导电层3021和第二导电层3022。通常，所述第一导电层3021的厚度为第二导电层3022的厚度为
接着，如图10所示，对所述第二导电层3022进行第二次光刻（数据线光刻），形成数据线302，并暴露出部分第一导电层3021。
接着参考图10，所述数据线302是由第一导电层3021和第二导电层3022所组成的复合层形成的。所述第二导电层3022可以选用电阻率较低的导电材料，例如，Cr、Mo、Al、Ti、Nb、Cu中一种或者几种金属的合金。
步骤四：如图11所示，对暴露出的所述第一导电层3021进行第三次光刻（源极/漏极光刻），形成源极/漏极306和像素电极309，并暴露出源极/漏极306之间的栅极绝缘层307，其中，所述像素电极309与所述源极/漏极306中的一端连接。
步骤五：如图12所示，在所述数据线302、源极/漏极306、栅极绝缘层307、像素电极309和基板301上形成氧化物半导体材料层308a。
接着，如图4所示，对所述氧化物半导体材料层308a进行第四次光刻（有源光刻），在所述源极/漏极306之间的栅极绝缘层307上形成氧化物半导体有源层308，所述氧化物半导体有源层308部分搭接在所述源极/漏极306上。
本发明中，所述氧化物半导体有源层308的材料要选用迁移率较高的材料，例如，铟镓锌氧化物、铟铝锌氧化物、铟钛锌氧化物或铟锌氧化物中的一种。优选的，所述述氧化物半导体有源层308的厚度为
为了避免源极/漏极光刻中可能出现的第一导电层3021残留造成对氧化物半导体有源层308的污染，所述第一导电层3021也要选用氧化物。同时，因为像素电极309也是由第一导电层3021形成的。为了保证像素电极309导电性和透过率第一导电层3021应该选用导电性能好的透明材料。综上，所述第一导电层3021的材料则要选用透明的金属氧化物，例如氧化铟锡或氧化铟锑。
为了提高像素电极309和源极/漏极306的导电性能，在本发明的其他实施例中，还可以在步骤四和步骤五之间，增加对所述源极/漏极和像素电极的退火处理。
至此，形成了如图4所示的阵列基板300。
另外，本发明还提供一种液晶显示器包括上述阵列基板、与上述阵列基板相对设置的彩膜基板以及设置于所述阵列基板和彩膜基板之间的液晶层。
综上所述，因为所述氧化物半导体有源层是形成于透明金属氧化物之间，即使在刻蚀形成源极/漏极时发生了透明金属氧化物刻蚀残留，对于氧化物半导体有源层而言，残留的透明金属氧化物因为也属于氧化物而不会对氧化物半导体有源层造成污染，从而避免了源极/漏极被氧化物半导体有源层所短路。
另外，因为所述氧化物半导体有源层形成于所述源极/漏极之间，因此沟道长度就直接取决于源极/漏极之间的长度，即沟道的长度仅受形成源极/漏极一道光刻工艺的最小工艺特征尺寸的限制。也就是说，采用上述阵列基板可以将沟道做的比较短。
综上所述，采用上述阵列基板，可以在氧化物半导体的TFT在短沟道的前提下，避免刻蚀残留污染造成的失效率上升的问题，从而实现在提高显示品质的同时提高良率的目的。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
Claims (25)
1.一种阵列基板，包括一基板、形成于所述基板上的多条数据线和多个TFT，所述TFT包括源极/漏极和氧化物半导体有源层，其特征在于，所述数据线由第一导电层和形成于所述第一导电层上的第二导电层形成，所述源极/漏极由第一导电层形成，所述氧化物半导体有源层形成于所述源极/漏极之间，并搭接在所述源极/漏极上，所述第一导电层的材料为透明金属氧化物。
2.如权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述透明金属氧化物为氧化铟锡或氧化铟锑。
3.如权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述透明金属氧化物的厚度为
4.如权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述TFT还包括：
形成于所述基板上的栅极；以及
形成于所述栅极上的栅极绝缘层；
其中，所述源极/漏极和氧化物半导体有源层形成于所述栅极绝缘层上。
5.如权利要求4所述的阵列基板，其特征在于，所述栅极的材料为Cr、Mo、Al、Ti、Nb、Cu中一种或者几种金属的合金。
6.如权利要求4所述的阵列基板，其特征在于，所述栅极的厚度为
7.如权利要求4所述的阵列基板，其特征在于，还包括形成于所述栅极绝缘层上的像素电极，所述像素电极与所述源极/漏极中的一端连接，所述像素电极和所述源极/漏极由同一层材料形成。
8.如权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述氧化物半导体有源层的材料为铟镓锌氧化物、铟铝锌氧化物、铟钛锌氧化物或铟锌氧化物中的一种。
9.如权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述氧化物半导体有源层的厚度为
10.如权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述第二导电层的材料为Cr、Mo、Al、Ti、Nb、Cu中的一种或者几种金属的合金。
11.如权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述第二导电层的厚度为
12.一种液晶显示器，包括：
如权利要求1至11中任一项所述的阵列基板；
与所述阵列基板相对设置的彩膜基板，以及
设置于所述阵列基板和彩膜基板之间的液晶层。
13.一种阵列基板的制造方法，包括：
步骤一：提供一基板；
步骤二：在所述基板上依次形成第一导电层和第二导电层；
步骤三：对所述第二导电层进行光刻，形成数据线并暴露出部分第一导电层；
步骤四：对暴露出的所述第一导电层进行光刻，形成源极/漏极；
步骤五：在所述源极/漏极之间形成氧化物半导体有源层，所述氧化物半导体有源层搭接在所述源极/漏极上；
其中，所述第一导电层的材料为透明金属氧化物。
14.如权利要求13所述的阵列基板的制造方法，其特征在于，所述透明金属氧化物的材料为氧化铟锡或氧化铟锑。
15.如权利要求13所述的阵列基板的制造方法，其特征在于，所述透明金属氧化物的厚度为
16.如权利要求13所述的阵列基板的制造方法，其特征在于，在所述步骤一之后和步骤二之前还包括：
在所述基板上形成栅极材料层；
对所述栅极材料层进行光刻，形成栅极；以及
在所述栅极和基板上形成栅极绝缘层；
其中，所述源极/漏极和氧化物半导体有源层形成于所述栅极绝缘层上。
17.如权利要求16所述的阵列基板的制造方法，其特征在于，所述栅极的材料为Cr、Mo、Al、Ti、Nb、Cu中一种或者几种金属的合金。
18.如权利要求16所述的阵列基板的制造方法，其特征在于，所述栅极厚度为
19.如权利要求16所述的阵列基板的制造方法，其特征在于，在所述步骤四中，同时形成像素电极，所述像素电极与所述源极/漏极中的一端连接。
20.如权利要求19所述的阵列基板的制造方法，其特征在于，在步骤四之后和步骤五之前还包括：对所述源极/漏极和像素电极进行退火处理。
21.如权利要求19所述的阵列基板的制造方法，其特征在于，所述步骤五包括：
在所述数据线、源极/漏极、像素电极和栅极绝缘层上形成氧化物半导体材料层；
对所述氧化物半导体材料层进行光刻，在所述栅极绝缘层上形成所述氧化物半导体有源层。
22.如权利要求13所述的阵列基板的制造方法，其特征在于，所述氧化物半导体有源层的材料为铟镓锌氧化物、铟铝锌氧化物、铟钛锌氧化物或铟锌氧化物中的一种。
23.如权利要求13所述的阵列基板的制造方法，其特征在于，所述氧化物半导体有源层的厚度为
24.如权利要求13所述的阵列基板的制造方法，其特征在于，所述第二导电层的材料为Cr、Mo、Al、Ti、Nb、Cu中一种或者几种金属的合金。
25.如权利要求13所述的阵列基板的制造方法，其特征在于，所述第二导电层的厚度为
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