CN104037060B - 多晶金属氧化物图形的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多晶金属氧化物图形的制备方法，对非晶金属氧化物膜层上的预定区域进行激光退火处理，使所述预定区域内的非晶金属氧化物转化为多晶金属氧化物；对所述预定区域外的所述非晶金属氧化物进行刻蚀处理，以去除所述预定区域外的所述非晶金属氧化物，本发明提供的技术方通过先激光退火处理以使预定区域内的非晶金属氧化物转化为多晶金属氧化物，然后再对预定区域外的非晶金属氧化物进行刻蚀，从而得到多晶金属氧化物图形，该制备方法生产工序简单，可有效的缩短生产周期，节约生产成本。

Description

多晶金属氧化物图形的制备方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别涉及多晶金属氧化物图形的制备方法。
背景技术
氧化铟锡(ITO)薄膜因为具有良好的导电性,对可见光透明,对红外光反射性强等特性,被广泛用于平面显示技术领域。
目前主流的氧化铟锡(ITO)图案的制备，主要有成膜、曝光、刻蚀、剥离和退火等工艺过程，图1为现有技术中多晶ITO图案的制备方法的流程图，如图1所示，该制备方法包括：
步骤101：在衬底基板上沉积一层非晶ITO膜层；
图2为在衬底基板上沉积非晶ITO膜层的示意图，如图2所示，通过物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，简称PVD)物理气相沉积在衬底基板1上形成有一层厚度均匀的非晶ITO膜层2。
步骤102：对非晶ITO膜层进行构图工艺。
图3a为在非晶ITO膜层上涂布光刻胶并进行曝光和显影后的示意图，图3b为对非晶ITO进行湿法刻蚀的示意图，图3c为光刻胶剥离后的示意图，如图3a、3b和3c所示，在步骤102中，通过构图工艺完成对非晶ITO膜层2的刻蚀，使得非晶ITO膜层2上的非晶ITO形成预定图形，然后利用剥离液使得非晶ITO上的光刻胶3剥离。
步骤103：对具有预定图形的非晶ITO膜层进行加热退火处理，使得非晶ITO转化为多晶ITO。
图4为将图3c中的非晶ITO进行加热退火处理形成多晶ITO的示意图，如图4所示，通过将图3c中的非晶ITO进行加热退火处理，使得非晶ITO图形转化为多晶ITO图形4，其中加热退火处理一般是指在200～300℃条件下加热20～30分钟，然后再冷却4～10分钟，此时非晶ITO将转化为多晶ITO。
从上述的内容可以看出，现有技术的这种多晶ITO图案的制备方法，生产工序较多，生产周期比较长，而且在构图工艺中使用的光刻胶、稀释剂、显影液、剥离液等材料都是有机材料，有一定的毒性，处理困难，同时，上述制备过程所消耗的成本较高。
发明内容
本发明提供一种多晶金属氧化物图形的制备方法，可有效的缩短生产周期，减少生产成本。
为实现上述目的，本发明提供一种多晶金属氧化物图形的制备方法，包括：
对非晶金属氧化物膜层上的预定区域进行激光退火处理，使所述预定区域内的非晶金属氧化物转化为多晶金属氧化物；
对所述预定区域外的所述非晶金属氧化物进行刻蚀处理，以去除所述预定区域外的所述非晶金属氧化物。
可选地，所述对非晶金属氧化物膜层上的预定区域进行激光退火处理的步骤包括：
激光光源照射所述非晶金属氧化物膜层上的预定区域。
可选地，所述激光光源为激光点光源，
所述激光光源照射所述非晶金属氧化物膜层上的预定区域的步骤包括：
所述激光点光源产生的激光扫过所述非晶金属氧化物膜层上的预定区域。
可选地，所述激光光源包括若干个激光点光源，
所述激光光源照射所述非晶金属氧化物膜层上的预定区域的步骤包括：
光学系统将每个所述激光点光源产生的激光进行处理，使得每个所述激光点光源投影在所述非晶金属氧化物膜层上的形成有预定形状，全部所述激光点光源投影在所述非晶金属氧化物膜层上的所构成的形状与所述预定区域的形状相同。
可选地，所述激光光源为激光线光源或激光面光源，所述激光光源与所述非晶金属氧化物膜层之间设置有掩模板；
所述激光光源照射所述非晶金属氧化物膜层上的预定区域的步骤包括：
所述激光光源在所述掩模板上相对的两侧之间作往复运动，所述激光光源产生的激光通过所述掩模板照射至所述非晶金属氧化物膜层上的预定区域。
可选地，所述往复运动采用匀速运动或步进式运动。
可选地，所述激光光源为紫外准分子激光光源。
可选地，所述刻蚀处理为湿法刻蚀。
可选地，所述对非晶金属氧化物膜层上的预定区域进行激光退火处理的步骤之前还包括：
在衬底基板上形成所述非晶金属氧化物膜层。
可选地，所述多晶金属氧化物为氧化锡、氧化铟锡、氧化铟锡锌和氧化铟镓锌中的任一种。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供了一种多晶金属氧化物图形的制备方法，首先对非晶金属氧化物膜层上的预定区域进行激光退火处理，使预定区域内的非晶金属氧化物转化为多晶金属氧化物，然后对预定区域外的非晶金属氧化物进行刻蚀处理，形成多晶金属氧化物图形，本发明提供的多晶金属氧化物制备方法其生产工序简单，可有效的缩短生产周期，节约生产成本。
附图说明
图1为现有技术中多晶ITO图案的制备方法的流程图
图2为在衬底基板上沉积非晶ITO膜层的示意图
图3a为在非晶ITO膜层上涂布光刻胶并进行曝光和显影后的示意图；
图3b为对非晶ITO进行湿法刻蚀的示意图；
图3c为光刻胶剥离后的示意图；
图4为加热退火处理使得非晶ITO图形转化为多晶ITO图形的示意图；
图5为本发明实施例一提供多晶金属氧化物图形的制备方法的流程图；
图6为利用激光线光源实现激光退火处理的示意图；
图7为本发明实施例二提供的多晶ITO图形的制备方法的流程图；
图8为预定区域内的非晶ITO转化为多晶ITO的示意图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的多晶金属氧化物图形的制备方法进行详细描述。
图5为本发明实施例一提供多晶金属氧化物图形的制备方法的流程图，如图5所示，该制备方法包括：
步骤201：对非晶金属氧化物膜层上的预定区域进行激光退火处理，使预定区域内的非晶金属氧化物转化为多晶金属氧化物。
其中，步骤201具体包括：
步骤2011：激光光源照射非晶金属氧化物膜层上的预定区域。
通过步骤2011可使得非晶金属氧化物膜层上的预定区域内的非晶金属氧化物转化为多晶金属氧化物。需要说明的是，本发明中的预定区域是根据对最终的多晶金属氧化物图形进行设定的。
其中，实现步骤2011过程有多种，作为一种可选的方案，激光光源为激光点光源，激光点光源产生的激光扫过非晶金属氧化物膜层上的预定区域。由于激光电光源投影在非晶金属氧化物膜层的亮点的面积较小，因此可以通过扫描的方式完成对预定区域内非晶金属氧化物的激光退火处理。采用这种点光源的扫描方式来进行激光退火处理，可精准的控制形成多晶金属氧化物形成的区域，提高了加工工艺的精度。
作为另一种可选的方案，激光光源包括若干个激光点光源，光学系统将每个激光点光源产生的激光进行处理，使得每个激光点光源投影在非晶金属氧化物膜层上的形成有预定形状，全部激光点光源投影在非晶金属氧化物膜层上的所构成的形状与预定区域的形状相同，此时激光点光源无需进行扫描即可完成对预定区域的激光退火处理。
作为另一种可选的方案，激光光源还可以为激光线光源或激光面光源，激光线光源或激光面光源与非晶金属氧化物膜层之间设置有掩模板。图6为利用激光线光源实现激光退火处理的示意图，如图6所示，以激光光源为激光线光源为例，激光线光源5在掩模板6上相对的两侧之间作往复运动，激光线光源5产生的激光通过掩模板6照射至非晶金属氧化物膜层7上的预定区域。其中掩模板6为透明材质(一般为石英)，在透明材质上部分区域覆盖有遮光膜层，遮光膜层用于吸收和遮挡激光线光源5产生的激光，而透明材质上没有覆盖遮光膜层的区域则有激光透过以照射至非晶金属氧化物膜层7上的预定区域，同时，激光线光源5作往复运动可以对非晶金属氧化物膜层7上的整个预定区域进行激光退火处理。可选地，激光线光源5在作往复运动时可采用匀速运动或步进式运动，从而可保证激光退火处理的均匀性。
需要说明的是，激光光源为激光面光源时的退火处理方式与激光光源为激光线光源的退火处理方式类似，此处不再赘述。
在上述三种激光退火处理的方案中，激光光源具体可以为紫外准分子激光光源，用以产生紫外准分子激光，紫外准分子激光属于冷激光，无热效应，从而有效的避免激光退火处理过程中对显示装置上其他部件的影响。同时紫外准分子激光方向性强、波长纯度高、输出功率大，从使得激光退火够工艺的精度得到提高，而且能有效的缩短退火处理的时间。
需要说明的是，本实施例在激光退火处理工艺中使用的激光为紫外准分子激光的技术手段并不对本发明的技术方案产生限制，本发明在进行激光退火处理工艺时使用的激光还可以为其他的脉冲激光或连续激光。
此外，在步骤201中，激光退火处理的工艺时间极短(约为普通热退火的百万分之一)，可避免长时间加热对TFT器件和其他结构特性的影响。
步骤202：对预定区域外的非晶金属氧化物进行刻蚀处理，以去除预定区域外的非晶金属氧化物。
在步骤202中，优选地，在刻蚀处理过程中采用湿法刻蚀，选取的刻蚀液为硫酸。在湿法刻蚀中，刻蚀液仅与非晶金属氧化物产生反应，而与多晶金属氧化物不发生反应，因此在湿法刻蚀结束后，仅剩下多晶金属氧化物图形。
需要说明的是，在步骤202中还可以采用现有技术中存在的其他的刻蚀方法以去除非晶金属氧化物而保留多晶金属氧化物，此处不再赘述。
本发明实施例一提供了一种多晶金属氧化物图形的制备方法，首先对非晶金属氧化物膜层上的预定区域进行激光退火处理，使预定区域内的非晶金属氧化物转化为多晶金属氧化物，然后对预定区域外的非晶金属氧化物进行刻蚀处理，形成多晶金属氧化物图形，本发明提供的多晶金属氧化物制备方法其生产工序简单，可有效的缩短生产周期，节约生产成本。
实施例二
上述实施例一中的多晶金属氧化物可以为氧化锡(TO)、氧化铟锡(ITO)、氧化铟锡锌(ITZO)和氧化铟镓锌(IGZO)中的任一种。在本实施例中，以制备多晶ITO图形为例来描述本发明的技术方案。
图7为本发明实施例二提供的多晶ITO图形的制备方法的流程图，如图7所示，该制备方法包括：
步骤301：在衬底基板上形成非晶ITO膜层；
通过PVD技术在衬底基板1上形成有一层厚度均匀的非晶ITO膜层。需要说明的是，本实施例中的非晶ITO膜层的形成还可采用现有的其他技术手段以实现。在衬底基板上形成非晶ITO膜层的示意图可参见图2所示。
步骤302：对非晶ITO膜层上的预定区域进行激光退火处理，使得预定区域内的非晶ITO转化为多晶ITO。
图8为预定区域内的非晶ITO转化为多晶ITO的示意图，如图8所示，通过激光光源产生的激光以照射非晶ITO膜层上的预定区域，从而使得预定区域内的非晶ITO膜层2转化为多晶ITO膜层4。
其中，步骤302中的激光退火处理的具体过程可参照上述实施例一中的步骤201的描述，此处不再赘述。
步骤303：对预定区域外的非晶ITO进行湿法刻蚀处理以去除预定区域外的非晶ITO。
在步骤303中通过湿法刻蚀以刻蚀掉衬底基板上的非晶ITO，此时衬底基板1上仅剩下多晶ITO图形(即多晶ITO膜层4)，再将衬底基板1进行清洗以去除残留在衬底基板上的刻蚀液，流程结束。其中，本实施例中经过步骤303处理后的示意图可参见图4所示。
本发明实施例二提供了一种多晶ITO图形的制备方法，首先对非晶ITO膜层上的预定区域进行激光退火处理，使预定区域内的非晶ITO转化为多晶ITO，然后对预定区域外的非晶ITO进行刻蚀处理，此时在衬底基板上仅剩下所需要要的多晶ITO，本发明提供的多晶ITO的制备方法与现有技术相比，其生产工序简单，可有效的缩短生产周期，节约生产成本，同时在利用本发明提供的技术方案制备多晶ITO的过程中无需使用有机溶剂，进一步的保证了生产人员的安全性。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种多晶金属氧化物图形的制备方法，其特征在于，包括：
对非晶金属氧化物膜层上的预定区域进行激光退火处理，使所述预定区域内的非晶金属氧化物转化为多晶金属氧化物；
对所述预定区域外的所述非晶金属氧化物进行刻蚀处理，以去除所述预定区域外的所述非晶金属氧化物；
所述对非晶金属氧化物膜层上的预定区域进行激光退火处理的步骤包括：
利用激光光源照射所述非晶金属氧化物膜层上的预定区域；
所述激光光源包括若干个激光点光源，所述利用激光光源照射所述非晶金属氧化物膜层上的预定区域的步骤包括：
利用光学系统将每个所述激光点光源产生的激光进行处理，使得每个所述激光点光源投影在所述非晶金属氧化物膜层上的形成有预定形状，全部所述激光点光源投影在所述非晶金属氧化物膜层上的所构成的形状与所述预定区域的形状相同。
2.根据权利要求1所述的多晶金属氧化物图形的制备方法，其特征在于，所述激光光源为紫外准分子激光光源。
3.根据权利要求1所述的多晶金属氧化物图形的制备方法，其特征在于，所述刻蚀处理为湿法刻蚀。
4.根据权利要求1所述的多晶金属氧化物图形的制备方法，其特征在于，所述对非晶金属氧化物膜层上的预定区域进行激光退火处理的步骤之前还包括：
在衬底基板上形成所述非晶金属氧化物膜层。
5.根据权利要求1所述的多晶金属氧化物图形的制备方法，其特征在于，所述多晶金属氧化物为氧化锡、氧化铟锡、氧化铟锡锌和氧化铟镓锌中的任一种。
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