CN104637950A - 薄膜晶体管驱动背板及其制造方法 - Google Patents

薄膜晶体管驱动背板及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了薄膜晶体管驱动背板及其制造方法，在一透光绝缘基板上形成若干不透光的栅电极，在透光绝缘基板上形成一栅极绝缘膜，覆盖栅电极；在栅极绝缘膜上形成一图案化的光导半导体层，光导半导体层包含与栅电极沿透光绝缘基板方向重叠区域和超出区域，通过电磁辐射转化超出区域为导体，分别为薄膜晶体管的源极区域和漏极区域；形成一图形化的保护层，覆盖光导半导体层，保护层上形成有露出漏极区域的像素电极接触孔；形成像素电极，通过像素电极接触孔耦接漏极区域；以及形成一绝缘层，覆盖在保护层上，露出部分像素电极，本发明通过局部转化光导半导体材料，一步形成源极区域、漏极区域和沟道，制造工序简单，提高设备稼动率。

Description

薄膜晶体管驱动背板及其制造方法
技术领域
本发明涉及薄膜晶体管驱动背板制造领域，特别是一种通过局部转化光导半导体材料，一步形成源极区域、漏极区域以及沟道的薄膜晶体管驱动背板及其制造方法。
背景技术
薄膜晶体管（TFT，Thin Film Transistor）目前主要应用于驱动液晶显示器（LCD，Liquid Crystal Display）和有机发光二极管（OLED，OrganicLight-Emitting Diode）显示器的子像素。采用薄膜晶体管阵列制成的驱动背板，是显示屏能实现更高的像素密度、开口率和提升亮度的关键部件。目前TFT-LCD普遍采用基于非晶硅作为有源层的TFT背板。但是由于非晶硅（a-Si）迁移率过低，不能满足OLED显示屏、高清TFT-LCD以及3D显示的要求。而金属氧化半导体作为薄膜晶体管的有源层材料，由于其高迁移率，低沉积温度以及透明的光学特性被视为下一代的显示背板技术。目前吸引了世界范围内研究者得关注。高迁移率的特点使其能够满足未来显示技术对于高刷新频率、大电流薄膜晶体管的要求。而低于100℃的工艺温度，使得利用金属氧化制备柔性显示器件成为可能。
目前的薄膜晶体管驱动背板分为非晶硅（a-Si）薄膜晶体管驱动背板与多晶硅（Poly-Si）薄膜晶体管驱动背板二种。
非晶硅（a-Si）薄膜晶体管驱动背板的制作工艺主要包括以下步骤：
栅极（Gate）及扫描线形成，包括栅极层金属溅射成膜，栅极光刻。
栅极绝缘层及非晶硅小岛（Island）形成，包括：PECVD三层连续成膜，小岛光刻，小岛干刻等工艺制程，在玻璃基板上形成TFT用非晶硅小岛。
源、漏电极（S/D）、数据电极和沟道（Channel）形成，包括：S/D金属层溅射成膜，S/D光刻，S/D湿刻，沟道干刻等工艺制程，最终在玻璃基板上形成TFT的源、漏电极、沟道及数据线。到此，TFT已制作完成。
保护绝缘层（Passivition）及过孔（Via）形成，包括：PECVD成膜，光刻，过孔干刻等工艺制程。经过这些工艺，最终在玻璃基板上形成TFT沟道保护绝缘层及导通过孔。
透明象素电极ITO（Indium tin oxide，氧化铟锡）的形成，包括：ITO透明电极层的溅射成膜，ITO光刻，ITO湿刻等工艺制程，在玻璃基板上形成透明象素电极。至此，整个数组工序制作完成。
而低温多晶硅（Low Temperature Poly-Silicon；LTPS）是新一代薄膜晶体管液晶显示器制造流程，所谓低温多晶硅（LTPS）技术主要是通过激光退火制程（Laser Anneal）将a-Si的薄膜转变为多晶硅（Poly-Si）薄膜层。多晶硅的晶体管电子移动速度较非晶硅提高百倍，具有显示画面反映速度快、高亮度和高分辨率等优点；此外，由于电子移动速度快，Poly-Si可作为驱动电路，因此可将周边驱动电路制作在玻璃基板上，以减轻其重量，达到轻薄化的要求。再者，由于LTPS TFT将驱动IC整合在LCD面板内，因此可降低IC成本，而且可减少IC后段加工所产生的不良率，因此亦可提升良率。
在现有技术一中，总共使用了八道光罩来制作出周边驱动电路的CMOSTFT组件，其中N-TFT具有LDD结构。
首先在一绝缘基板（例如玻璃基板）上，依序沉积一缓冲层和一非晶硅膜层，该缓冲层的作用是在避免该玻璃基板内的杂质因后续的高温制程而扩散出来。接着，使用准分子激光技术（Excimer Laser；EL）扫瞄该非晶硅膜层，使该非晶硅结晶变成多晶硅而形成一多晶硅膜层。之后，进行微影蚀刻制程，通过一第一光阻图案（使用第一道光罩），将在该玻璃基板上的多晶硅膜层图案化，以形成欲作为N-TFT和P-TFT的一多晶硅岛状物（polyisland），并接着沉积一栅极绝缘层。
接下来，进行N-TFT的N+离子注入步骤，形成一第二光阻图案（使用第二道光罩）于该栅极绝缘层上，其中该第二光阻图案将位于N-TFT的LDD结构和栅极区域的该多晶硅岛状物部份罩住以及将位于整个P-TFT区域的该多晶硅岛状物部份罩住，并接着对该多晶硅岛状物进行N+离子注入，形成N-TFT的S/D区域。
然后，剥除该第二光阻图案，并沉积一栅极金属层，再进行微影蚀刻制程，通过一第三光阻图案（使用第三道光罩），将该栅极金属层图案化，以形成N-TFT和P-TFT的栅极金属。之后，直接以该栅极金属作为罩幕进行离子注入步骤，形成N-TFT的LDD结构。
然后，形成一第四光阻图案（使用第四道光罩）以覆罩整个N-TFT区域，并对P-TFT区域进行P+离子注入步骤，以形成P-TFT的S/D区域。进行至此，N-TFT和P-TFT的主要结构已大致完成。
接下来，剥除该第四光阻图案，并沉积一介电层于该玻璃基板上，并覆盖住该栅极金属，然后对该介电层和该栅极绝缘层进行微影蚀刻制程，通过一光阻图案（使用第五道光罩），形成N-TFT和P-TFT的第一介层洞，以裸露出N-TFT和P-TFT的S/D。接着，沉积一金属层并填充该第一介层洞，然后对该金属层进行微影蚀刻制程，通过一光阻图案（使用第六道光罩），形成N-TFT和P-TFT的S/D金属电极，可作为数据线（dataline），与该LCD面板上的像素区域和该面板外部的电路作连接。
接下来，沉积一保护层于玻璃基板上，并覆盖住该S/D金属电极，对该保护层进行微影蚀刻制程，通过一光阻图案（使用第七道光罩），形成N-TFT和P-TFT的第二介层洞，以裸露出部份的S/D金属电极。接着，沉积一氧化铟锡层（ITO）并填充该第二介层洞，然后对该氧化铟锡层进行微影蚀刻制程，通过一光阻图案（使用第八道光罩），形成ITO连接电极，可与该LCD面板外部的电路作连接。
可见，现有技术的驱动背板的制造繁多，整体流程周期很长，需要大量金属材料，非常耗费人力以及影响设备稼动率。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供了薄膜晶体管驱动背板及其制造方法，克服了现有技术的困难，通过局部转化光导半导体材料，一步形成源极区域、漏极区域以及沟道，制造工序简单，整体流程周期短，不需要大量金属材料，减少了人力，提高了设备稼动率。
根据本发明的一个方面，提供一种薄膜晶体管，包括
一透光绝缘基板；
若干不透光的栅电极，形成于透光绝缘基板上；
一栅极绝缘膜，形成于透光绝缘基板上，覆盖栅电极；以及
一图案化的光导半导体层，形成于栅极绝缘膜上，光导半导体层包含与栅电极沿透光绝缘基板方向重叠区域和超出区域，超出区域通过电磁辐射转化为导体，分别为薄膜晶体管的源极区域和漏极区域。
优选地，超出区域通过一紫外线照射转化为导体。
优选地，重叠区域被遮盖，未被光线照射，仍为半导体。
优选地，光导半导体层包含铟、镓和锌氧化物。
优选地，光导半导体层从两个相对的方向超出栅电极。
优选地，透光绝缘基板的材料是玻璃或柔性介电材料。
根据本发明的另一个方面，还提供一种薄膜晶体管的制造方法，至少包括以下步骤：
在一透光绝缘基板上形成若干不透光的栅电极，在透光绝缘基板上形成一栅极绝缘膜，覆盖栅电极；以及
在栅极绝缘膜上形成一图案化的光导半导体层，光导半导体层包含与栅电极沿透光绝缘基板方向重叠区域和超出区域，通过电磁辐射转化超出区域为导体，分别为薄膜晶体管的源极区域和漏极区域。
优选地，电磁辐射转化步骤中，提供一紫外线，穿透透光绝缘基板，仅照射到光导半导体层超出栅电极的部分。
优选地，重叠区域被遮盖，未被光线照射，仍为半导体。
优选地，光导半导体层包含铟、镓和锌氧化物。
优选地，光导半导体层从两个相对的方向超出栅电极。
优选地，透光绝缘基板的材料是玻璃或柔性介电材料。
根据本发明的另一个方面，还提供一种薄膜晶体管驱动背板，包括
一透光绝缘基板；
若干不透光的栅电极，形成于透光绝缘基板上；
一栅极绝缘膜，形成于透光绝缘基板上，覆盖栅电极；
一图案化的光导半导体层，形成于栅极绝缘膜上，光导半导体层包含与栅电极沿透光绝缘基板方向重叠区域和超出区域，通过电磁辐射转化超出区域为导体，分别为薄膜晶体管的源极区域和漏极区域；以及
一图形化的保护层，覆盖光导半导体层，保护层上形成有露出漏极区域的像素电极接触孔；
像素电极，通过像素电极接触孔耦接漏极区域；以及
一绝缘层，形成于保护层上，露出部分像素电极。
优选地，超出区域通过一紫外线照射转化为导体。
优选地，重叠区域被遮盖，未被光线照射，仍为半导体。
优选地，光导半导体层包含铟、镓和锌氧化物。
优选地，光导半导体层从两个相对的方向超出栅电极。
优选地，像素电极的材料包括氧化铟锡。
根据本发明的另一个方面，还提供一种薄膜晶体管驱动背板的制造方法，至少包括以下步骤：
在一透光绝缘基板上形成若干不透光的栅电极，在透光绝缘基板上形成一栅极绝缘膜，覆盖栅电极；
在栅极绝缘膜上形成一图案化的光导半导体层，光导半导体层包含与栅电极沿透光绝缘基板方向重叠区域和超出区域，通过电磁辐射转化超出区域为导体，分别为薄膜晶体管的源极区域和漏极区域；
形成一图形化的保护层，覆盖光导半导体层，保护层上形成有露出漏极区域的像素电极接触孔；
形成像素电极，通过像素电极接触孔耦接漏极区域；以及
形成一绝缘层，覆盖在保护层上，露出部分像素电极。
优选地，电磁辐射转化步骤中，提供一紫外线，穿透透光绝缘基板，仅照射到光导半导体层超出栅电极的部分。
优选地，重叠区域被遮盖，未被光线照射，仍为半导体。
优选地，光导半导体层包含铟、镓和锌氧化物。
优选地，光导半导体层从两个相对的方向超出栅电极。
优选地，像素电极的材料包括氧化铟锡。
与现有技术相比，由于使用了以上技术，本发明的薄膜晶体管驱动背板及其制造方法通过局部转化光导半导体材料，一步形成源极区域、漏极区域以及沟道，制造工序简单，不需要多次使用光阻图案，整体流程周期短，不需要大量金属材料，减少了人力，提高了设备稼动率。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1示出根据本发明的第一实施例的，本发明的薄膜晶体管的制造方法的流程图；
图2A至图2B示出根据本发明的第一实施例的，本发明的薄膜晶体管在制造过程的中的结构变化示意图；
图3示出根据本发明的第二实施例的，本发明的薄膜晶体管驱动背板的制造方法的流程图；以及
图4A至图4E示出根据本发明的第二实施例的，本发明的薄膜晶体管驱动背板在制造过程的中的结构变化示意图。
图5示出根据本发明的第三实施例的，本发明的第一种薄膜晶体管显示装置的制造方法的流程图；
图6示出根据本发明的第三实施例的，本发明的第一种薄膜晶体管显示装置的结构示意图；
图7示出根据本发明的第四实施例的，本发明的第二种薄膜晶体管显示装置的制造方法的流程图；以及
图8示出根据本发明的第四实施例的，本发明的第二种薄膜晶体管显示装置的结构示意图。
附图标记
1     透光绝缘基板
2     栅电极
3     栅极绝缘膜
4     光导半导体层
41    源极区域
42    漏极区域
5     保护层
51    像素电极接触孔
6     像素电极
7     绝缘层
8     有机发光二极管显示面板的像素点
9     液晶显示面板的像素点
具体实施方式
本领域技术人员理解，本领域技术人员结合现有技术以及上述实施例可以实现所述变化例，在此不予赘述。这样的变化例并不影响本发明的实质内容，在此不予赘述。
第一实施例
图1示出根据本发明的第一实施例的，本发明的薄膜晶体管的制造方法的流程图。如图1所示，本发明的薄膜晶体管的制造方法，包括以下步骤：
首先，步骤S101在一透光绝缘基板上形成若干不透光的栅电极，在透光绝缘基板上形成一栅极绝缘膜，覆盖栅电极。
然后，步骤S102，在栅极绝缘膜上形成一图案化的光导半导体层，光导半导体层包含与栅电极沿透光绝缘基板方向重叠区域和超出区域，通过电磁辐射转化超出区域为导体，分别为薄膜晶体管的源极区域和漏极区域。
本发明的薄膜晶体管及其制造方法通过局部转化光导半导体材料，一步形成源极区域、漏极区域以及沟道。
在光导半导体层的两端上分别形成源极区域和漏极区域，实现源极和漏极的功能，省去了用金属刻蚀源极和漏极的步骤，节约了材料，也所减少了工序，缩短了制造周期。
在步骤S101中，光导半导体层包含铟、镓和锌氧化物。透光绝缘基板的材料是玻璃或柔性介电材料。像素电极的材料包括氧化铟锡。
在步骤S102中，电磁辐射转化步骤中，提供一光线，穿透透光绝缘基板，仅照射到光导半导体层超出栅电极的超出区域。重叠区域被遮盖，未被光线照射，仍为半导体。光线为紫外线。且光导半导体层从两个相对的方向超出栅电极。
图2A至图2B示出根据本发明的第一实施例的，本发明的薄膜晶体管在制造过程的中的结构变化示意图。
在图1的步骤S101，参考附图2A，薄膜晶体管的起始材料是透光绝缘基板1。透光绝缘基板1可以是玻璃或柔性介电材料。透光绝缘基板1可以为已知的或是以后会研发出来的任何一种透明的绝缘材料。透光绝缘基板1优选的是由透光的柔性介电材料形成。在其最大可处理温度或其附近退火来改善后面的处理步骤中的大小的稳定性。本实施例中，透光绝缘基板1由形成。
在透光绝缘基板1的表面上通过溅射形成不透光的栅电极2。栅电极2可以是。栅电极2可以为已知的或是以后会研发出来的任何一种导电材料。栅电极2优选的是由低阻金属形成。可以使用例如掩膜光刻等传统的光学光刻技术图形化并刻蚀沉积。实际制成过程中，还可以在透光绝缘基板1的表面上形成栅极总线、数据总线、栅极驱动电路、数据驱动电路等等。
一旦在透光绝缘基板1的表面上形成了栅电极2之后，接着就在透光绝缘基板上形成一栅极绝缘膜3。栅极绝缘膜3可以包括多种介电材料中的任何一种，可以形成（或沉积）到不同厚度。栅极绝缘膜3可以使用多种已知的形成或是沉积工艺中的任何一种形成。本实施例中，栅极绝缘膜3由SiNX形成。并采用等离子体增强化学气相沉积法（PECVD）来沉积栅极绝缘膜3。使栅极绝缘膜3完全覆盖栅电极2。
在图1的步骤S102，参考附图2B。在栅极绝缘膜3形成之后，在栅极绝缘膜3上形成一图案化的光导半导体层4，光导半导体层4可以为已知的或是以后会研发出来的任何一种光导半导体材料。本实施例中，光导半导体层4是铟镓锌氧化物（IGZO），由In2O3：Ga2O3：ZnO=1：1：1的靶材，通过溅射法进行成膜。光导半导体层4在位置上与栅电极2重叠，且范围上超出栅电极2。光导半导体层4的中部被栅电极2遮盖。光导半导体层4的两端分别从两个方向上超出栅电极2。光导半导体层4的两端不被栅电极2遮盖。
很多半导体材料对光十分敏感，无光照时，不易导电。受到光照时，就变的容易导电了。例如，常用的硫化镉半导体光敏电阻，在无光照时电阻高达几十兆欧，受到光照时电阻会减小到几十千欧。半导体受光照后电阻明显变小的现象称为“光导电”。铟镓锌氧化物（IGZO）也属于光电半导体的一种，其在可见光区域稳定，但在紫外光的照射下，阻抗会大幅减小，转化为导体。
而且，铟镓锌氧化物（IGZO）是一种透明非晶氧化物半导体（TAOS），具有迁移率高、均一性好、透明等优点，作为TFT的核心部分，有助于提高有源层的成膜质量、厚度等因素等直接影响到薄膜晶体管的器件性能。铟镓锌氧化物薄膜稳定于可见光区，其光学带隙大约为3.69eV，接近紫外光的区域。
所以，通过紫外线平行光穿过透光绝缘基板1照射光导半导体层4。光导半导体层4与栅电极2的重叠区域被遮盖，光线B不能穿过栅电极2，所以光导半导体层4的中部未被光线B照射，仍为半导体。
光导半导体层4两端的超出栅电极的超出区域，未被栅电极2遮盖，分别被紫外光线的A部分和C部分照射，两端都转变为导体。将这两个端所在的区域分别为薄膜晶体管的源极区域41和漏极区域42。光导半导体层4两端的超出栅电极的区域的长度分别为S和D，则源极区域41的宽度为S，漏极区域42的宽度为D。由于光导半导体层4的中部仍为半导体。
利用铟镓锌氧化物技术可以使显示屏功耗接近OLED，但成本更低，厚度也只比OLED只高出25%，且分辨率可以达到全高清（Full HD）乃至超高清（Ultra Definition，分辨率4k*2k）级别程度。
铟镓锌氧化物载流子迁移率是非晶硅的20至30倍，可以大大提高TFT对像素电极的充放电速率，提高像素的响应速度，实现更快的刷新率，同时更快的响应也大大提高了像素的行扫描速率，使得超高分辨率在TFT-LCD中成为可能。另外，由于晶体管数量减少和提高了每个像素的透光率，铟镓锌氧化物显示器具有更高的能效水平，而且效率更高。
在本发明中，可以通过控制栅电极2的宽度L直接形成光导半导体层4的沟道的长度L。栅电极2阻挡的B部分的光线，就在光导半导体层4上保留了等同于B部分宽度L的半导体区域，作为沟道。所以，沟道的宽度也等于L。这种方式能够简单有效地提高开口率，也有利于增大薄膜晶体管的亮度。同样地，也可以通过控制光导半导体层4两端分别的超出栅电极的区域的长度S和D，就能根据制成工艺的具体需要，有效地分别形成源极区域41和漏极区域42的长度。
继续参考附图2B，本发明的薄膜晶体管，包括：一透光绝缘基板1、若干不透光的栅电极2、一栅极绝缘膜3、一图案化的光导半导体层4、一图形化的保护层、若干像素电极6以及一绝缘层7。
栅电极2形成于透光绝缘基板1上。栅极绝缘膜3，形成于透光绝缘基板1上，覆盖栅电极2。图案化的光导半导体层4形成于栅极绝缘膜上3，光导半导体层4与栅电极2重叠，且超出栅电极2，通过电磁辐射转化光导半导体层4超出栅电极2的超出区域为导体，分别为薄膜晶体管的源极区域41和漏极区域42。保护层覆盖光导半导体层，保护层上形成有露出漏极区域42的像素电极接触孔51。像素电极6通过像素电极接触孔51耦接漏极区域42。绝缘层7形成于保护层上，露出部分像素电极6。
透光绝缘基板1的材料是玻璃或柔性介电材料。光导半导体层4包含铟、镓和锌氧化物。像素电极6的材料包括氧化铟锡。光导半导体层4从两个相对的方向超出栅电极2。光导半导体层4的超出栅电极2的部分通过一光线照射转化为导体。光导半导体层4与栅电极2的重叠区域被遮盖，未被光线照射，仍为半导体。光线为紫外线。
第二实施例
图3示出根据本发明的第二实施例的，本发明的薄膜晶体管驱动背板的制造方法的流程图。如图3所示，本发明的薄膜晶体管驱动背板的制造方法，包括以下步骤：
首先，步骤S201，在一透光绝缘基板上形成若干不透光的栅电极，在透光绝缘基板上形成一栅极绝缘膜，覆盖栅电极。
然后，步骤S202在栅极绝缘膜上形成一图案化的光导半导体层，光导半导体层包含与栅电极沿透光绝缘基板方向重叠区域和超出区域，通过电磁辐射转化超出区域为导体，分别为薄膜晶体管的源极区域和漏极区域。
接着，步骤S203，形成一图形化的保护层，覆盖光导半导体层，保护层上形成有露出漏极区域的像素电极接触孔。
随后，步骤S204，形成像素电极，通过像素电极接触孔耦接漏极区域。
最后，步骤S205，形成一绝缘层，覆盖在保护层上，露出部分像素电极。
本发明的薄膜晶体管驱动背板及其制造方法通过局部转化光导半导体材料，一步形成源极区域、漏极区域以及沟道。
在光导半导体层的两端上分别形成源极区域和漏极区域，实现源极和漏极的功能，省去了用金属刻蚀源极和漏极的步骤，节约了材料，也所减少了工序，缩短了制造周期。
在步骤S201中，光导半导体层包含铟、镓和锌氧化物。透光绝缘基板的材料是玻璃或柔性介电材料。像素电极的材料包括氧化铟锡。
在步骤S202中，电磁辐射转化步骤中，提供一光线，穿透透光绝缘基板，仅照射到光导半导体层超出栅电极的超出区域。重叠区域被遮盖，未被光线照射，仍为半导体。光线为紫外线。且光导半导体层从两个相对的方向超出栅电极。
图4A至图4E示出根据本发明的第二实施例的，本发明的薄膜晶体管驱动背板在制造过程的中的结构变化示意图。
在图3的步骤S201，参考附图4A，薄膜晶体管驱动背板的起始材料是透光绝缘基板1。透光绝缘基板1可以是玻璃或柔性介电材料。透光绝缘基板1可以为已知的或是以后会研发出来的任何一种透明的绝缘材料。透光绝缘基板1优选的是由透光的柔性介电材料形成。在其最大可处理温度或其附近退火来改善后面的处理步骤中的大小的稳定性。
在透光绝缘基板1的表面上通过溅射形成不透光的栅电极2。栅电极2可以为已知的或是以后会研发出来的任何一种导电材料。栅电极2优选的是由低阻金属形成。可以使用例如掩膜光刻等传统的光学光刻技术图形化并刻蚀沉积。实际制成过程中，还可以在透光绝缘基板1的表面上形成栅极总线、数据总线、栅极驱动电路、数据驱动电路等等。
一旦在透光绝缘基板1的表面上形成了栅电极2之后，接着就在透光绝缘基板上形成一栅极绝缘膜3。栅极绝缘膜3可以包括多种介电材料中的任何一种，可以形成（或沉积）到不同厚度。栅极绝缘膜3可以使用多种已知的形成或是沉积工艺中的任何一种形成。本实施例中，栅极绝缘膜3由SiNX形成。并采用等离子体增强化学气相沉积法（PECVD）来沉积栅极绝缘膜3。使栅极绝缘膜3完全覆盖栅电极2。
在图3的步骤S202，参考附图4B。在栅极绝缘膜3形成之后，在栅极绝缘膜3上形成一图案化的光导半导体层4，光导半导体层4可以为已知的或是以后会研发出来的任何一种光导半导体材料。本实施例中，光导半导体层4是铟镓锌氧化物（IGZO），由In2O3：Ga2O3：ZnO=1：1：1的靶材，通过溅射法进行成膜。光导半导体层4在位置上与栅电极2重叠，且范围上超出栅电极2。光导半导体层4的中部被栅电极2遮盖。光导半导体层4的两端分别从两个方向上超出栅电极2。光导半导体层4的两端不被栅电极2遮盖。
在本发明中，可以通过控制栅电极2的宽度L直接形成光导半导体层4的沟道的长度L。栅电极2阻挡的B部分的光线，就在光导半导体层4上保留了等同于B部分宽度L的半导体区域，作为沟道。所以，沟道的宽度也等于L。这种方式能够简单有效地提高开口率，也有利于增大薄膜晶体管驱动背板的亮度。同样地，也可以通过控制光导半导体层4两端分别的超出栅电极的区域的长度S和D，就能根据制成工艺的具体需要，有效地分别形成源极区域41和漏极区域42的长度。
在图3的步骤S203，参考附图4C。在光导半导体层4上形成源极区域41和漏极区域42之后，制作一图形化的保护层5。保护层5形成后，在栅极绝缘膜3和光导半导体层4上延伸。采用等离子体增强化学气相沉积法（PECVD）来沉积保护层5。保护层5可以包含多种介电材料中的任何一种，可以形成（或沉积）到不同厚度。也可以使用多种已知的或是以后会研发出来的材料沉积方法或是光学光刻技术中的任何一种。本实施例中，保护层5由SiNX形成。此外，保护层5的图案中，包括了像素电极接触孔51。像素电极接触孔51位于光导半导体层4中漏极区域42的上方，且露出部分漏极区域42。
在图3的步骤S204，参考附图4D。在保护层5形成之后，形成像素电极6。像素电极6灌入像素电极接触孔51，并耦接漏极区域42。像素电极6可以包含多种透明导电材料中的任何一种，可以形成（或沉积）到不同厚度。像素电极6可以使用多种已知的或是以后会研发出来的材料沉积方法或是光学光刻技术中的任何一种。本实施例中，像素电极6的材料选用氧化铟锡（ITO，或者掺锡氧化铟）。氧化铟锡主要的特性是其电学传导和光学透明的组合。然而，薄膜沉积中需要作出妥协，因为高浓度电荷载流子将会增加材料的电导率，但会降低它的透明度。氧化铟锡薄膜最通常是物理气相沉积、或者一些溅射沉积技术的方法沉积到表面。氧化铟锡是一种铟氧化物（In2O3）and锡氧化物（SnO2）的混合物，通常质量比为90%In2O3，10%SnO2。氧化铟锡薄膜还是一种重掺杂、高简并n型半导体材料，其禁带宽度接近3eV，导电率高、可见光透过率高、机械硬度强，而且化学稳定性好。
在图3的步骤S205，参考附图4E。形成像素电极6之后，形成一绝缘层7，覆盖在保护层5上，露出部分像素电极6。绝缘层7可以包含多种介电材料中的任何一种，可以形成（或沉积）到不同厚度。
继续参考附图4E，本发明的薄膜晶体管驱动背板，包括：一透光绝缘基板1、若干不透光的栅电极2、一栅极绝缘膜3、一图案化的光导半导体层4、一图形化的保护层、若干像素电极6以及一绝缘层7。
栅电极2形成于透光绝缘基板1上。栅极绝缘膜3，形成于透光绝缘基板1上，覆盖栅电极2。图案化的光导半导体层4形成于栅极绝缘膜上3，光导半导体层4与栅电极2重叠，且超出栅电极2，通过电磁辐射转化光导半导体层4超出栅电极2的超出区域为导体，分别为薄膜晶体管的源极区域41和漏极区域42。保护层覆盖光导半导体层，保护层上形成有露出漏极区域42的像素电极接触孔51。像素电极6通过像素电极接触孔51耦接漏极区域42。绝缘层7形成于保护层上，露出部分像素电极6。
透光绝缘基板1的材料是玻璃或柔性介电材料。光导半导体层4包含铟、镓和锌氧化物。像素电极6的材料包括氧化铟锡。光导半导体层4从两个相对的方向超出栅电极2。光导半导体层4的超出栅电极2的部分通过一光线照射转化为导体。光导半导体层4与栅电极2的重叠区域被遮盖，未被光线照射，仍为半导体。光线为紫外线。
第三实施例
图5示出根据本发明的第三实施例的，本发明的第一种薄膜晶体管显示装置的制造方法的流程图。如图5所示，本发明的第一种薄膜晶体管显示装置的制造方法，包括以下步骤：
首先，步骤S301，在一透光绝缘基板上形成若干不透光的栅电极，在透光绝缘基板上形成一栅极绝缘膜，覆盖栅电极。
然后，步骤S302，在栅极绝缘膜上形成一图案化的光导半导体层，光导半导体层包含与栅电极沿透光绝缘基板方向重叠区域和超出区域，通过电磁辐射转化超出区域为导体，分别为薄膜晶体管的源极区域和漏极区域。
之后，步骤S303，形成一图形化的保护层，覆盖光导半导体层，保护层上形成有露出漏极区域的像素电极接触孔。
接着，步骤S304，形成像素电极，通过像素电极接触孔耦接漏极区域。
随后，步骤S305，形成一绝缘层，覆盖在保护层上，露出部分像素电极。
最后，步骤S306，提供一有机发光二极管显示面板，将薄膜晶体管驱动背板上的像素电极耦接到有机发光二极管显示面板的像素点。
其中步骤S301至步骤S305均与第二实施例中的步骤S201至步骤S205相同，此处不再赘述。
显然，步骤S306是将通过本发明制成的薄膜晶体管驱动背板与有机发光二极管显示面板相结合。有机发光二极管显示面板可以为已知的或是以后会研发出来的任何一种有机发光二极管显示面板。
图6示出根据本发明的第三实施例的，本发明的第一种薄膜晶体管显示装置的结构示意图。如图6所示，本发明的第一种薄膜晶体管显示装置包括：一透光绝缘基板1、若干不透光的栅电极2、一栅极绝缘膜3、一图案化的光导半导体层4、一图形化的保护层、若干像素电极6、一绝缘层7以及有机发光二极管显示面板的像素点8。
栅电极2形成于透光绝缘基板1上。栅极绝缘膜3，形成于透光绝缘基板1上，覆盖栅电极2。图案化的光导半导体层4形成于栅极绝缘膜上3，光导半导体层4与栅电极2重叠，且超出栅电极2，通过电磁辐射转化光导半导体层4超出栅电极2的超出区域为导体，分别为薄膜晶体管的源极区域41和漏极区域42。保护层覆盖光导半导体层，保护层上形成有露出漏极区域42的像素电极接触孔（参见图4C中的附图标记51）。像素电极6通过像素电极接触孔耦接漏极区域42。绝缘层7形成于保护层上，露出部分像素电极6。薄膜晶体管驱动背板上的像素电极6耦接到有机发光二极管显示面板的像素点8。
透光绝缘基板1的材料是玻璃或柔性介电材料。光导半导体层4包含铟、镓和锌氧化物。像素电极6的材料包括氧化铟锡。光导半导体层4从两个相对的方向超出栅电极2。光导半导体层4的超出栅电极2的部分通过一光线照射转化为导体。光导半导体层4与栅电极2的重叠区域被遮盖，未被光线照射，仍为半导体。光线为紫外线。
本发明制成的薄膜晶体管驱动背板可以最大限度地与各种有机发光二极管显示面板相结合形成显示装置。
第四实施例
图7示出根据本发明的第四实施例的，本发明的第二种薄膜晶体管显示装置的制造方法的流程图。如图7所示，本发明的第二种薄膜晶体管显示装置的制造方法，包括以下步骤：
首先，步骤S401，在一透光绝缘基板上形成若干不透光的栅电极，在透光绝缘基板上形成一栅极绝缘膜，覆盖栅电极。
然后，步骤S402，在栅极绝缘膜上形成一图案化的光导半导体层，光导半导体层包含与栅电极沿透光绝缘基板方向重叠区域和超出区域，通过电磁辐射转化超出区域为导体，分别为薄膜晶体管的源极区域和漏极区域。
之后，步骤S403，形成一图形化的保护层，覆盖光导半导体层，保护层上形成有露出漏极区域的像素电极接触孔。
接着，步骤S404，形成像素电极，通过像素电极接触孔耦接漏极区域。
随后，步骤S405，形成一绝缘层，覆盖在保护层上，露出部分像素电极。
最后，步骤S406，提供一液晶显示面板，将薄膜晶体管驱动背板上的像素电极耦接到液晶显示面板的像素点。
其中步骤S401至步骤S405均与第二实施例中的步骤S201至步骤S205相同，此处不再赘述。
显然，步骤S406是将通过本发明制成的薄膜晶体管驱动背板与液晶显示面板相结合。液晶显示面板可以为已知的或是以后会研发出来的任何一种液晶显示面板。
图8示出根据本发明的第四实施例的，本发明的第二种薄膜晶体管显示装置的结构示意图。如图8所示，本发明的第二种薄膜晶体管显示装置包括：一透光绝缘基板1、若干不透光的栅电极2、一栅极绝缘膜3、一图案化的光导半导体层4、一图形化的保护层、若干像素电极6、一绝缘层7以及液晶显示面板的像素点9。
栅电极2形成于透光绝缘基板1上。栅极绝缘膜3，形成于透光绝缘基板1上，覆盖栅电极2。图案化的光导半导体层4形成于栅极绝缘膜上3，光导半导体层4与栅电极2重叠，且超出栅电极2，通过电磁辐射转化光导半导体层4超出栅电极2的超出区域为导体，分别为薄膜晶体管的源极区域41和漏极区域42。保护层覆盖光导半导体层，保护层上形成有露出漏极区域42的像素电极接触孔（参见图4C中的附图标记51）。像素电极6通过像素电极接触孔耦接漏极区域42。绝缘层7形成于保护层上，露出部分像素电极6。薄膜晶体管驱动背板上的像素电极6耦接到液晶显示面板的像素点9。
透光绝缘基板1的材料是玻璃或柔性介电材料。光导半导体层4包含铟、镓和锌氧化物。像素电极6的材料包括氧化铟锡。光导半导体层4从两个相对的方向超出栅电极2。光导半导体层4的超出栅电极2的部分通过一光线照射转化为导体。光导半导体层4与栅电极2的重叠区域被遮盖，未被光线照射，仍为半导体。光线为紫外线。
本发明制成的薄膜晶体管驱动背板可以最大限度地与各种液晶显示面板相结合形成显示装置。
综上可知，本发明的薄膜晶体管驱动背板及其制造方法通过局部转化光导半导体材料，一步形成源极区域、漏极区域以及沟道，制造工序简单，不需要多次使用光阻图案，整体流程周期短，不需要大量金属材料，减少了人力，提高了设备稼动率。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (24)

1.一种薄膜晶体管，其特征在于，包括：
一透光绝缘基板；
若干不透光的栅电极，形成于所述透光绝缘基板上；
一栅极绝缘膜，形成于所述透光绝缘基板上，覆盖所述栅电极；以及
一图案化的光导半导体层，形成于所述栅极绝缘膜上，所述光导半导体层包含与所述栅电极沿所述透光绝缘基板方向重叠区域和超出区域，所述超出区域通过电磁辐射转化为导体，分别为所述薄膜晶体管的源极区域和漏极区域。
2.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于：所述超出区域通过一紫外线照射转化为导体。
3.如权利要求2所述的薄膜晶体管，其特征在于：所述重叠区域被遮盖，未被光线照射，仍为半导体。
4.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于：所述光导半导体层包含铟、镓和锌氧化物。
5.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于：所述光导半导体层从两个相对的方向超出所述栅电极。
6.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于：所述透光绝缘基板的材料是玻璃或柔性介电材料。
7.一种薄膜晶体管的制造方法，其特征在于：至少包括以下步骤：
在一透光绝缘基板上形成若干不透光的栅电极，在所述透光绝缘基板上形成一栅极绝缘膜，覆盖所述栅电极；以及
在所述栅极绝缘膜上形成一图案化的光导半导体层，所述光导半导体层包含与所述栅电极沿所述透光绝缘基板方向重叠区域和超出区域，通过电磁辐射转化所述超出区域为导体，分别为所述薄膜晶体管的源极区域和漏极区域。
8.如权利要求7所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于：所述电磁辐射转化步骤中，提供一紫外线，穿透所述透光绝缘基板，仅照射到所述光导半导体层超出所述栅电极的超出区域。
9.如权利要求8所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于：所述重叠区域被遮盖，未被光线照射，仍为半导体。
10.如权利要求7所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于：所述光导半导体层包含铟、镓和锌氧化物。
11.如权利要求7所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于：所述光导半导体层从两个相对的方向超出所述栅电极。
12.如权利要求7所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于：所述透光绝缘基板的材料是玻璃或柔性介电材料。
13.一种薄膜晶体管驱动背板，其特征在于，包括：
一透光绝缘基板；
若干不透光的栅电极，形成于所述透光绝缘基板上；
一栅极绝缘膜，形成于所述透光绝缘基板上，覆盖所述栅电极；
一图案化的光导半导体层，形成于所述栅极绝缘膜上，所述光导半导体层包含与所述栅电极沿所述透光绝缘基板方向重叠区域和超出区域，通过电磁辐射转化所述超出区域为导体，分别为所述薄膜晶体管的源极区域和漏极区域；以及
一图形化的保护层，覆盖所述光导半导体层，所述保护层上形成有露出所述漏极区域的像素电极接触孔；
像素电极，通过所述像素电极接触孔耦接所述漏极区域；以及
一绝缘层，形成于所述保护层上，露出部分所述像素电极。
14.如权利要求13所述的薄膜晶体管驱动背板，其特征在于：所述超出区域通过一紫外线照射转化为导体。
15.如权利要求14所述的薄膜晶体管驱动背板，其特征在于：所述重叠区域被遮盖，未被光线照射，仍为半导体。
16.如权利要求13所述的薄膜晶体管驱动背板，其特征在于：所述光导半导体层包含铟、镓和锌氧化物。
17.如权利要求13所述的薄膜晶体管驱动背板，其特征在于：所述光导半导体层从两个相对的方向超出所述栅电极。
18.如权利要求13所述的薄膜晶体管驱动背板，其特征在于：所述像素电极的材料包括氧化铟锡。
19.一种薄膜晶体管驱动背板的制造方法，其特征在于，至少包括以下步骤：
在一透光绝缘基板上形成若干不透光的栅电极，在所述透光绝缘基板上形成一栅极绝缘膜，覆盖所述栅电极；
在所述栅极绝缘膜上形成一图案化的光导半导体层，所述光导半导体层包含与所述栅电极沿所述透光绝缘基板方向重叠区域和超出区域，通过电磁辐射转化所述超出区域为导体，分别为所述薄膜晶体管的源极区域和漏极区域；
形成一图形化的保护层，覆盖所述光导半导体层，所述保护层上形成有露出所述漏极区域的像素电极接触孔；
形成像素电极，通过所述像素电极接触孔耦接所述漏极区域；以及
形成一绝缘层，覆盖在所述保护层上，露出部分所述像素电极。
20.如权利要求19所述的薄膜晶体管驱动背板的制造方法，其特征在于：所述电磁辐射转化步骤中，提供一紫外线，穿透所述透光绝缘基板，仅照射到所述光导半导体层超出所述栅电极的超出区域。
21.如权利要求20所述的薄膜晶体管驱动背板的制造方法，其特征在于：所述重叠区域被遮盖，未被光线照射，仍为半导体。
22.如权利要求19所述的薄膜晶体管驱动背板的制造方法，其特征在于：所述光导半导体层包含铟、镓和锌氧化物。
23.如权利要求19所述的薄膜晶体管驱动背板的制造方法，其特征在于：所述光导半导体层从两个相对的方向超出所述栅电极。
24.如权利要求19所述的薄膜晶体管驱动背板的制造方法，其特征在于：所述像素电极的材料包括氧化铟锡。
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