CN104716197B - 一种氧化物薄膜晶体管及制作方法和阵列基板、显示装置 - Google Patents

一种氧化物薄膜晶体管及制作方法和阵列基板、显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种氧化物薄膜晶体管TFT及制作方法和阵列基板、显示装置，用以防止侧漏光或曝光反射光或外界光等光线在源极层、漏极层界面发生反射，进而减小光线对氧化物有源层的影响，提高氧化物TFT的性能和信赖性。所述氧化物薄膜晶体管TFT，包括：基板、依次形成在所述基板上的栅极、栅极绝缘层、源极层、漏极层，其特征在于，在所述栅极绝缘层和所述源极层之间，以及在所述栅极绝缘层和所述漏极层之间，还包括：遮光层。

Description

一种氧化物薄膜晶体管及制作方法和阵列基板、显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种氧化物薄膜晶体管TFT及制作方法和阵列基板、显示装置。
背景技术
目前，平板显示器已经占据了显示器市场的主导地位，并且朝着大尺寸，高分辨率的方向发展。为了满足大尺寸，高分辨率的要求，需要提高显示器中薄膜晶体管TFT的迁移率以提高显示效果，但是现有技术中非晶硅(a-Si)薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)的迁移率较低，已经成为提高显示效果的制约因素，氧化物TFT由于其比a-Si TFT高的迁移率，应用前途越来越广。
但是，现有的氧化物TFT，如图1所示，包括：基板102，依次形成在基板102上的栅极104、栅极绝缘层106、漏极层108、源极层110、氧化物有源层112、刻蚀阻挡层114，从图1中可以看出，氧化物有源层112处于漏极层108和源极层110之间，在氧化物TFT的制作及使用过程中，其它工艺(例如：曝光、显影)的侧漏光或曝光反射光或外界光等光线能够在源极层110、漏极层108界面发生反射，也即在源极层110和栅极104、漏极层108和栅极104之间发生反射，当反射光照射到氧化物有源层112时，由于氧化物有源层112采用的铟镓锌氧化物(Indium Gallium Zinc Oxide，IGZO)不太稳定，受外界光照射时容易造成氧化物有源层的漏电流增加，使得氧化物TFT的信赖性降低，影响显示质量。
综上所述，现有技术中侧漏光或曝光反射光或外界光等非垂直入射光能够在源极层和栅极、漏极层和栅极之间反射，当反射光照射到氧化物有源层时，容易造成氧化物有源层的漏电流增加，使得氧化物TFT的信赖性降低，影响显示质量。
发明内容
本发明实施例提供了一种氧化物薄膜晶体管TFT及制作方法和阵列基板、显示装置，用以防止侧漏光或曝光反射光或外界光等光线在源极层、漏极层界面发生反射，进而减小光线对氧化物有源层的影响，提高氧化物TFT的性能和信赖性。
本发明实施例提供的一种氧化物薄膜晶体管TFT，包括：基板、依次形成在所述基板上的栅极、栅极绝缘层、源极层、漏极层，在所述栅极绝缘层和所述源极层之间，以及在所述栅极绝缘层和所述漏极层之间，还包括：遮光层。
本发明实施例提供的上述氧化物TFT中，通过在氧化物薄膜晶体管TFT的栅极绝缘层和源极层之间以及栅极绝缘层和漏极层之间形成遮光层，该遮光层与源极层、漏极层紧密接触，且当光照射到该遮光层时不会发生反射，从而能够防止其他工艺(例如：曝光、显影)的侧漏光或曝光反射光或外界光等光线在源极层和漏极层界面发生反射，从而防止反射光照射到氧化物有源层，与现有技术中源极层和漏极层界面的反射光能够照射到氧化物有源层相比，在栅极绝缘层和源极层之间以及栅极绝缘层和漏极层之间形成遮光层，当侧漏光或曝光反射光或外界光照射到遮光层时，不会发生反射，防止反射光照射到氧化物有源层，从而减小对氧化物有源层的影响，提高氧化物TFT的性能和信赖性。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述氧化物TFT中，所述遮光层为不透光的金属层。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述氧化物TFT中，所述遮光层为包含炭黑的组合物。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述氧化物TFT中，所述包含炭黑的组合物的组成成分包括：感光树脂5％～20％、光引发剂0.1％～5％、炭黑分散溶液10％～50％、溶剂30％～50％、添加剂0.1％～1％。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述氧化物TFT中，所述包含炭黑的组合物中炭黑的粒径大于或等于20埃米，且小于或等于1000埃米。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述氧化物TFT中，所述包含炭黑的组合物中炭黑的粒径大于或等于20埃米，且小于或等于500埃米。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述氧化物TFT中，所述遮光层的厚度大于或等于100埃米，且小于或等于5000埃米。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述氧化物TFT中，所述遮光层的厚度大于或等于100埃米，且小于或等于1000埃米。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述氧化物TFT中，所述TFT还包括：依次形成在所述栅极绝缘层上的氧化物有源层、刻蚀阻挡层；其中，所述氧化物有源层和所述刻蚀阻挡层位于所述源极层和所述漏极层之间。
本发明实施例提供的一种阵列基板，所述阵列基板中的薄膜晶体管TFT为本发明上述实施例中所述的氧化物TFT。
本发明实施例提供的一种显示装置，所述显示装置包括本发明上述实施例所述的阵列基板。
本发明实施例提供的上述显示装置中，显示装置的阵列基板中的氧化物薄膜晶体管TFT的栅极绝缘层和源极层之间以及栅极绝缘层和漏极层之间形成遮光层，该遮光层与源极层、漏极层紧密接触，且当光照射到该遮光层时不会发生反射，从而能够防止其他工艺(例如：曝光、显影)的侧漏光或曝光反射光或外界光等光线在源极层和漏极层界面发生反射，从而防止反射光照射到氧化物有源层，与现有技术中源极层和漏极层界面的反射光能够照射到氧化物有源层相比，在栅极绝缘层和源极层之间以及栅极绝缘层和漏极层之间形成遮光层，当侧漏光或曝光反射光或外界光照射到遮光层时，不会发生反射，防止反射光照射到氧化物有源层，从而减小对氧化物有源层的影响，提高氧化物TFT的性能和信赖性，提高显示质量。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述显示装置中，所述显示装置为液晶显示装置。
本发明实施例提供的一种如上述实施例中所述的氧化物TFT的制作方法，包括：在基板上依次形成栅极、栅极绝缘层；在所述栅极绝缘层上制备遮光层；在所述遮光层上制备源极层和漏极层，其中，所述遮光层位于所述栅极绝缘层和所述源极层以及所述栅极绝缘层和所述漏极层之间。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述方法中，在所述栅极绝缘层上制备遮光层，具体为：在所述栅极绝缘层上涂布遮光物质，对所述遮光物质进行曝光、显影、后烘工艺，形成遮光层。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述方法中，在所述栅极绝缘层上制备遮光层，具体为：在所述栅极绝缘层上利用转印法将图案化的遮光层转印到所述栅极绝缘层上，对所述图案化的遮光层进行后烘工艺，形成遮光层。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述方法中，该方法还包括：在所述栅极绝缘层上依次形成氧化物有源层、刻蚀阻挡层，所述氧化物有源层和所述刻蚀阻挡层位于所述源极层和所述漏极层之间。
附图说明
图1为现有技术中氧化物薄膜晶体管TFT的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的氧化物薄膜晶体管TFT的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明实施例提供的一种氧化物薄膜晶体管TFT及制作方法和阵列基板、显示装置的具体实施方式进行详细地说明。
本发明实施例提供的一种氧化物薄膜晶体管TFT，如图2所示，包括：基板202、依次形成在基板202上的栅极204、栅极绝缘层206、源极层208、漏极层210，在栅极绝缘层206和源极层208之间，以及在栅极绝缘层206和漏极层210之间，还包括：遮光层212。
本发明实施例提供的氧化物TFT中，通过在氧化物薄膜晶体管TFT的栅极绝缘层和源极层之间以及栅极绝缘层和漏极层之间形成遮光层，该遮光层与源极层、漏极层紧密接触，且当光照射到该遮光层时不会发生反射，从而能够防止其他工艺(例如：曝光、显影)的侧漏光或曝光反射光或外界光等光线在源极层和漏极层界面发生反射，从而防止反射光照射到氧化物有源层，与现有技术中源极层和漏极层界面的反射光能够照射到氧化物有源层相比，在栅极绝缘层和源极层之间以及栅极绝缘层和漏极层之间形成遮光层，当侧漏光或曝光反射光或外界光照射到遮光层时，不会发生反射，防止反射光照射到氧化物有源层，从而减小对氧化物有源层的影响，提高氧化物TFT的性能和信赖性。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的氧化物TFT中，遮光层为不透光的金属层，其中，金属可以是铜或铝等。
作为较为优选的实施例，遮光层为不透光的非金属层，优选地，该遮光层为包含炭黑的组合物。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的氧化物TFT中，包含炭黑的组合物的组成成分包括：感光树脂5％～20％、光引发剂0.1％～5％、炭黑分散溶液10％～50％、溶剂30％～50％、添加剂0.1％～1％。
其中，包含炭黑的组合物中还可以包含单体，以聚合小分子和大分子；溶剂和添加剂包括多种使得包含炭黑的组合物表面平整的有机溶剂和添加剂，例如：有机溶剂可以是乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、丙二醇乙醚、丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇乙醚醋酸酯、四氢呋喃、环已酮、乙基溶纤剂醋酸酯、丁基溶纤剂醋酸酯、1-甲氧基-2-丙基乙酸酯、二乙二醇二甲基醚、乙苯、二甲苯、甲醇或异丙酮等中的一种或两种以上。添加剂包含消泡剂、润湿剂和流平剂中的一种或两种以上。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的氧化物TFT中，包含炭黑的组合物中炭黑的粒径大于或等于20埃米，且小于或等于1000埃米。更为优选地，包含炭黑的组合物中炭黑的粒径大于或等于20埃米，且小于或等于500埃米。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的氧化物TFT中，遮光层的厚度大于或等于100埃米，且小于或等于5000埃米。更为优选地，遮光层的厚度大于或等于100埃米，且小于或等于1000埃米。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的氧化物TFT中，TFT还包括：依次形成在栅极绝缘层206上的氧化物有源层214、刻蚀阻挡层216；其中，氧化物有源层214和刻蚀阻挡层216位于源极层208和漏极层210之间。
本发明实施例提供的一种阵列基板，该阵列基板中的薄膜晶体管TFT为本发明实施例中的氧化物TFT。
本发明实施例提供的阵列基板中，通过在阵列基板中的氧化物薄膜晶体管TFT的栅极绝缘层和源极层之间以及栅极绝缘层和漏极层之间形成遮光层，该遮光层与源极层、漏极层紧密接触，且当光照射到该遮光层时不会发生反射，从而能够防止其他工艺(例如：曝光、显影)的侧漏光或曝光反射光或外界光等光线在源极层和漏极层界面发生反射，从而防止反射光照射到氧化物有源层，与现有技术中源极层和漏极层界面的反射光能够照射到氧化物有源层相比，在栅极绝缘层和源极层之间以及栅极绝缘层和漏极层之间形成遮光层，当侧漏光或曝光反射光或外界光照射到遮光层时，不会发生反射，防止反射光照射到氧化物有源层，从而减小对氧化物有源层的影响，提高氧化物TFT的性能和信赖性，提高显示质量。
本发明实施例提供的一种显示装置，显示装置包括本发明实施例中的阵列基板。
本发明实施例提供的显示装置中，显示装置的阵列基板中的氧化物薄膜晶体管TFT的栅极绝缘层和源极层之间以及栅极绝缘层和漏极层之间形成遮光层，该遮光层与源极层、漏极层紧密接触，且当光照射到该遮光层时不会发生反射，从而能够防止其他工艺(例如：曝光、显影)的侧漏光或曝光反射光或外界光等光线在源极层和漏极层界面发生反射，从而防止反射光照射到氧化物有源层，与现有技术中源极层和漏极层界面的反射光能够照射到氧化物有源层相比，在栅极绝缘层和源极层之间以及栅极绝缘层和漏极层之间形成遮光层，当侧漏光或曝光反射光或外界光照射到遮光层时，不会发生反射，防止反射光照射到氧化物有源层，从而减小对氧化物有源层的影响，提高氧化物TFT的性能和信赖性，提高显示质量。
具体来说，显示装置可以为：显示面板、电子纸、有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)面板、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的显示装置中，显示装置为液晶显示装置。
本发明实施例提供的一种如实施例中的氧化物TFT的制作方法，包括：在基板上依次形成栅极、栅极绝缘层；在栅极绝缘层上制备遮光层；在遮光层上制备源极层和漏极层，其中，遮光层位于栅极绝缘层和源极层以及栅极绝缘层和漏极层之间。
具体实施时，在栅极绝缘层上制备遮光层，可以采用如下两种方式：
方式一、在栅极绝缘层上涂布遮光物质，对遮光物质进行曝光、显影、后烘工艺，形成遮光层。该遮光物质为不透光的金属层或不透光的非金属层，优选为不透光的非金属层，更为优选地为包含炭黑的组合物。
方式二、在栅极绝缘层上利用转印法将图案化的遮光层转印到栅极绝缘层上，对图案化的遮光层进行后烘工艺，形成遮光层。
在栅极绝缘层上制备遮光层，该遮光层由溶液法制得，仅需要涂布、图案化、后烘等步骤，不需要使用溅射(sputter)或等离子体增强化学气相沉积法(Plasma EnhancedChemical Vapor Deposition，PEVCD)以及刻蚀设备，工艺简单。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的方法中，该方法还包括：在栅极绝缘层上依次形成氧化物有源层、刻蚀阻挡层，氧化物有源层和刻蚀阻挡层位于源极层和漏极层之间。
本发明实施例提供了一种氧化物薄膜晶体管TFT及制作方法和阵列基板、显示装置，通过在氧化物薄膜晶体管TFT的栅极绝缘层和源极层之间以及栅极绝缘层和漏极层之间形成遮光层，该遮光层与源极层、漏极层紧密接触，且当光照射到该遮光层时不会发生反射，从而能够防止侧漏光或曝光反射光或外界光等光线在源极层和漏极层界面发生反射，从而防止反射光照射到氧化物有源层，减小对氧化物有源层的影响，提高氧化物TFT的性能和信赖性。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (13)

1.一种氧化物薄膜晶体管TFT，包括：基板、依次形成在所述基板上的栅极、栅极绝缘层、源极层、漏极层，其特征在于，在所述栅极绝缘层和所述源极层之间，以及在所述栅极绝缘层和所述漏极层之间，还包括：遮光层；所述遮光层的厚度大于或等于100埃米，且小于或等于5000埃米，并且，所述TFT还包括：依次形成在所述栅极绝缘层上的氧化物有源层、刻蚀阻挡层；其中，所述氧化物有源层和所述刻蚀阻挡层位于所述源极层和所述漏极层之间，所述遮光层与所述氧化物有源层同层设置且相接触。
2.根据权利要求1所述的TFT，其特征在于，所述遮光层为不透光的金属层。
3.根据权利要求1所述的TFT，其特征在于，所述遮光层为包含炭黑的组合物。
4.根据权利要求3所述的TFT，其特征在于，所述包含炭黑的组合物的组成成分包括：感光树脂5％～20％、光引发剂0.1％～5％、炭黑分散溶液10％～50％、溶剂30％～50％、添加剂0.1％～1％。
5.根据权利要求3所述的TFT，其特征在于，所述包含炭黑的组合物中炭黑的粒径大于或等于20埃米，且小于或等于1000埃米。
6.根据权利要求3所述的TFT，其特征在于，所述包含炭黑的组合物中炭黑的粒径大于或等于20埃米，且小于或等于500埃米。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的TFT，其特征在于，所述遮光层的厚度大于或等于100埃米，且小于或等于1000埃米。
8.一种阵列基板，其特征在于，所述阵列基板中的薄膜晶体管TFT为权利要求1-7中任一项所述的氧化物TFT。
9.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括权利要求8所述的阵列基板。
10.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置为液晶显示装置。
11.一种如权利要求1-7中任一项所述的氧化物TFT的制作方法，其特征在于，包括：
在基板上依次形成栅极、栅极绝缘层；
在所述栅极绝缘层上制备遮光层；所述遮光层的厚度大于或等于100埃米，且小于或等于5000埃米；
在所述遮光层上制备源极层和漏极层，其中，所述遮光层位于所述栅极绝缘层和所述源极层以及所述栅极绝缘层和所述漏极层之间；
该方法还包括：
在所述栅极绝缘层上依次形成氧化物有源层、刻蚀阻挡层，所述氧化物有源层和所述刻蚀阻挡层位于所述源极层和所述漏极层之间，所述遮光层与所述氧化物有源层同层设置且相接触。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在所述栅极绝缘层上制备遮光层，具体为：
在所述栅极绝缘层上涂布遮光物质，对所述遮光物质进行曝光、显影、后烘工艺，形成遮光层。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在所述栅极绝缘层上制备遮光层，具体为：
在所述栅极绝缘层上利用转印法将图案化的遮光层转印到所述栅极绝缘层上，对所述图案化的遮光层进行后烘工艺，形成遮光层。
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