CN106601668A - 平板显示设备、薄膜晶体管基板及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种薄膜晶体管基板制作方法，包括：在衬底上依次形成第一金属电极层、第一金属电极绝缘层以及金属氧化物半导体层；在预设的金属氧化物沟道区域以及第二金属电极沟道区域形成孔状自堆积的过渡层；在金属氧化物半导体层以及所述过渡层上形成第二金属电极层；剥离所述过渡层及其上的所述第二金属电极层；形成第二金属电极绝缘层以及像素电极层。通过实施本发明，能够在保持原有简单的工艺流程的基础上增加过渡层，从而对金属氧化物半导体形成保护，减少了后续蚀刻工艺对金属氧化物半导体层的损伤。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别是涉及平板显示设备、薄膜晶体管基板及其制作方法。
背景技术
目前金属铟镓锌氧化物薄膜晶体管(即IGZO TFT)是当前薄膜晶体管领域的研究热点，其最常见的结构有蚀刻阻挡型(ESL)、背沟道蚀刻型(BCE)。其中，背沟道蚀刻型(BCE)结构是目前研发制造的主流结构，制作工艺简单，成品率高，且成本低。
但是，在工业制程当中，背沟道蚀刻型结构中的金属氧化物IGZO层没有保护层，在形成源漏金属电极时蚀刻药液很容易对金属氧化物IGZO层造成破坏，从而会损坏金属氧化物IGZO的特性。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种薄膜晶体管基板制作方法、薄膜晶体管基板以及薄膜晶体管，能够对金属氧化物半导体层形成保护，减少后续蚀刻工艺对金属氧化物半导体层的损伤。
为解决上述技术问题，本发明采用的一种技术方案是：提供一种薄膜晶体管基板制作方法，包括：在衬底上依次形成第一金属电极层、第一金属电极绝缘层以及金属氧化物半导体层；在预设的金属氧化物沟道区域以及第二金属电极沟道区域形成孔状自堆积的过渡层；在金属氧化物半导体层以及所述过渡层上形成第二金属电极层；剥离所述过渡层及其上的所述第二金属电极层；形成第二金属电极绝缘层以及像素电极层。
其中，所述在预设的金属氧化物沟道区域以及第二金属电极沟道区域形成孔状自堆积的过渡层包括：在所述金属氧化物半导体层及暴露的所述第一金属电极绝缘层形成光阻层；将对应第二金属电极走线区域及所述金属氧化物半导体与所述第二金属电极接触区域的光阻去除；对对应金属氧化物沟道区域以及第二金属电极沟道区域的剩余光阻进行灰化处理，形成孔状自堆积的碳氧化合物层。
具体地，所述灰化处理利用干法蚀刻设备，对所述预设的金属氧化物沟道区域以及第二金属电极沟道区域的光阻进行离子轰击，及氧化处理。
具体地，所述离子轰击使用氧气、氩气、四氟化碳等中的一种或几种的组合。
进一步地，所述第一金属电极层、金属氧化物半导体层均通过金属溅射沉积、黄光蚀刻工艺形成。
同时，所述第一金属电极绝缘层通过化学气相沉积、黄光蚀刻工艺形成。
其中，所述碳氧化合物层厚度为直径约间距约
其中，所述光阻层厚度为
为解决上述技术问题，本发明采用的又一种技术方案是：提供一种薄膜晶体管基板，所述薄膜晶体管基板由上述方法中的任一项制成。
为解决上述技术问题，本发明采用的再一种技术方案是：提供一种平板显示设备，包括上述的薄膜晶体管基板。
本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明通过在对原有的第二金属电极沟道区域形成孔状自堆积的过渡层的工艺中，对预设的金属氧化物沟道区域也形成相应的过渡层，使得在进一步对形成的第二金属电极层进行蚀刻时，阻挡了蚀刻液流入金属氧化物半导体层，进而减少了金属氧化物半导体层受到蚀刻液的损伤，在不增加额外工艺的基础上有效得保护了金属氧化物半导体层。
附图说明
图1是本发明薄膜晶体管基板制作方法一实施例的流程示意图；
图2是本发明薄膜晶体管基板制作方法一实施例中步骤S120的流程示意图；
图3至图9是本发明薄膜晶体管基板制作方法的制程示意图；
图10是本发明薄膜晶体管基板一实施例剖面结构示意图；
图11是本发明平板显示设备一实施例结构示意图。
具体实施方式
请参阅图1至图9，本发明薄膜晶体管基板制作方法一实施例，包括：
S110，在衬底21上依次形成第一金属电极层22、第一金属电极绝缘层23以及金属氧化物半导体层24；
其中，衬底21可以为透明材质，具体可以是玻璃或者透明塑料等。
第一金属电极即栅极，具体地，在衬底21上通过金属溅射沉积形成第一金属层，再进行光刻胶涂覆、曝光、显影、蚀刻以及光刻胶剥离等工艺以形成预定图案的第一金属电极，即栅极。第一金属电极层22具体可以为单金属层或复合金属层，如Cr、Mo、Mo/Al、MoTi、Cu等。
第一金属电极绝缘层23即栅绝缘层，具体地，在形成的第一金属电极上进一步通过化学气相沉积以及黄光蚀刻工艺形成。其中，栅绝缘层主要由氮化硅、氧化硅等其中至少一种组成，所形成的栅绝缘层厚度约为比如更具体地可以是或等，当然在其它应用场景中也可以由其它绝缘物质组成，该层的厚度也可以为其它数值。
第一金属电极绝缘层23形成之后，进一步形成金属氧化物半导体层24，其形成方法与第一金属电极层22相似。该层主要含有铟氧化物、锌氧化物、锡氧化物、镓氧化物中的至少一种，在本实施例中为铟镓锌氧化物半导体层。
容易理解地，在其它应用场景中，第一金属电极层22、第一金属电极绝缘层23以及金属氧化物半导体层24也可以采用其它形成方法，例如通过喷涂的方式等，所采用的原材料也可以是其它物质，此处不做限定。
S120，在预设的金属氧化物沟道区域以及第二金属电极沟道区域形成孔状自堆积的过渡层25；
预设的金属氧化物沟道区域即上述金属氧化物半导体层24的沟道区域，预设的第二金属电极沟道区域是源漏电极沟道区域，二者上均不需要在接下来的第二金属电极层26中沉积第二金属原子，因此需要涂覆保护层，避免在形成第二金属电极的金属层时，相应的金属原子沉积在其上。
其中，在本实施例中，上述过渡层25的形成通过黄光制程进行。所谓黄光制程，是通过对涂覆在玻璃表面的光敏性物质(又称光刻胶或光阻)，经曝光、显影后留下的部分对底层起保护作用，然后进行蚀刻脱膜并最终获得永久性图形的过程。
其中，孔状自堆积的过渡层25的作用主要在接下来形成第二金属层时，利用过渡层25的孔状自堆积的特点，使得在该处的金属原子因过渡层25的表面积大而使得金属原子覆盖在其表面而不会沉积在底部，进而与金属氧化物半导体层24分隔开来，进而保证在光阻剥离时能顺利将金属原子去除。
可选地，进一步参阅图2及图4至图6，步骤S120进一步包括：
S121，在金属氧化物半导体层24及暴露的第一金属电极绝缘层23形成光阻层；
首先，在金属氧化物半导体层24以及暴露的第一金属电极绝缘层23均匀地涂布一层感光物质，即光阻层。在一个应用场景中，光阻层的厚度为特别是具体地可以是 或等，但并不限定于这些数值。
光阻是利用材料光化学反应进行图形转移的媒体，有正性光阻和负性光阻之分。正性光阻经过紫外曝光后，被曝光的区域发生光分解或降解反应，使性质发生变化优先溶于正性显影液，未曝光的部分则被保留形成正性图形。负性光阻的性质正好与之相反，是未被曝光的部分溶于负性显影液中。
S122，将对应第二金属电极走线区域及金属氧化物半导体与第二金属电极接触区域的光阻去除；
通常，在进行光阻去除前，需要先通过一定形状的掩膜板或半掩膜板对光阻层进行遮盖，然后在紫外线下曝光，通过曝光，使受到紫外线照射的部分光阻层在显影液中的溶解速度异于未曝光的那部分光阻，从而达到转移掩膜板上图形的过程。
然后进行显影。在显影液当中，(正性)光阻中的被曝光的部分光阻能够快速溶解于显影液中(负性光阻正好与之相反，是未曝光的部分溶于显影液中)，而未曝光的那部分光阻溶解速度缓慢，从而通过控制显影时间，可以显现出掩膜板上的图形。
常用的正性显影液是四甲基氢氧化铵(TMAH)(标准当量浓度为0.26，温度15～25℃)，是一种有机弱酸。在I线光阻曝光中会生成羧酸，TMAH显影液中的碱与酸中和使曝光的光阻溶解于显影液，而未曝光的光刻胶没有影响；在化学放大光刻胶中包含的酚醛树脂以PHS形式存在。CAR中的PAG产生的酸会去除PHS中的保护基团(t-BOC)，从而使PHS快速溶解于TMAH显影液中。整个显影过程中，TMAH没有同PHS发生反应。常见的负性显影液为二甲苯。
容易理解地，在接下来形成第二金属电极时，需要在相应的第二金属电极走线的区域及金属氧化物半导体与第二金属电极接触区域形成第二金属层，因此需要将此处的光阻去除。
S123，对对应金属氧化物沟道区域以及第二金属电极沟道区域的剩余光阻进行灰化处理，形成孔状自堆积的碳氧化合物层。
灰化是在供给能量的前提下直接利用氧以氧化分解样品中有机物的方法。
本实施例中，灰化处理利用干法蚀刻设备，对预设的金属氧化物沟道区域以及第二金属电极沟道区域的光阻进行离子轰击及氧化处理，其中，离子轰击使用氧气、氩气、四氟化碳等中的一种或几种的组合。
在一个应用场景中，所形成的孔状自堆积碳氧化合物高约具体地，可以是更具体地可以是 同时，该孔状自堆积碳氧化合物的直径约具体可以是特别是等；且该过渡层的间距约具体地为更具体为 等。当然，在其它应用场景中也可以为其它数值，此处不做限定。
S130，在金属氧化物半导体层24以及过渡层25上形成第二金属电极层26；
其中，首先在金属氧化物半导体层24以及过渡层25上涂覆第二金属电极层26所对应的第二金属，通过金属溅射沉积的方式进行。其中，溅射沉积具体是用高能粒子轰击靶材，使靶材中的原子溅射出来，沉积在基底表面形成薄膜的方法。
S140，剥离过渡层25及其上的第二金属电极层26；
为了将涂覆的第二金属电极层26形成预定的金属走线，需要对不需要的金属原子进行去除。
在进行第二金属电极层26的涂覆时，由于在过渡层25处有孔状自堆积的碳化物形成保护层，表面积大，金属原子会覆盖在过渡层25的表面而不会沉积在底部。因此，将过渡层25进行光阻剥离即可将覆盖在其表面的金属原子去除，进而形成预定的金属走线。
通常进行光阻剥离只需将整个基板浸泡在相应的光阻剥离液中一定的时间即可。
S150，形成第二金属电极绝缘层27以及像素电极层28。
第二金属电极绝缘层27即源漏电极绝缘层，形成方法与栅极绝缘层的形成方法类似，此处不在赘述。
像素电极层28可由ITO制成，通常利用磁控溅射的方法镀上一层氧化铟锡膜。当然，在其它应用场景中也可以由其它物质制成。
通过上述方法，在形成第二金属电极层26之前，在金属氧化物沟道区域形成过渡层25，进而使得在对第二金属电极层26进行蚀刻时，减少了蚀刻液对金属氧化物半导体层24的损伤，进而提高了金属氧化物半导体的使用性能。
请参阅图10，本发明薄膜晶体管基板一实施例，由上述本发明薄膜晶体管基板制作方法一实施例中的方法制成，具体方法如上，此处不再赘述。由于在制作过程中采用过渡层对金属氧化物半导体层进行了保护，降低了在对第二金属电极层进行蚀刻时，蚀刻液对其的损伤。因此，所制成的基板中金属氧化物半导体层具有较好的使用性能。
请参阅图11，本发明平板显示设备一实施例，包括上述薄膜晶体管基板一实施例中的基板。其中，本发明平板显示设备包括电视机、电子计算机、平板电脑、手机、MP3、MP4等具有显示器的电子设备。类似地，该平板显示设备中薄膜晶体管基板具有上述实施例中的良好使用性能。
以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种薄膜晶体管基板制作方法，其特征在于，包括：
在衬底上依次形成第一金属电极层、第一金属电极绝缘层以及金属氧化物半导体层；
在预设的金属氧化物沟道区域以及第二金属电极沟道区域形成孔状自堆积的过渡层；
在金属氧化物半导体层以及所述过渡层上形成第二金属电极层；
剥离所述过渡层及其上的所述第二金属电极层；
形成第二金属电极绝缘层以及像素电极层。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述在预设的金属氧化物沟道区域以及第二金属电极沟道区域形成孔状自堆积的过渡层包括：
在所述金属氧化物半导体层及暴露的所述第一金属电极绝缘层形成光阻层；
将对应第二金属电极走线区域及所述金属氧化物半导体与所述第二金属电极接触区域的光阻去除；
对对应金属氧化物沟道区域以及第二金属电极沟道区域的剩余光阻进行灰化处理，形成孔状自堆积的碳氧化合物层。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述灰化处理利用干法蚀刻设备，对所述预设的金属氧化物沟道区域以及第二金属电极沟道区域的光阻进行离子轰击，及氧化处理。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
所述离子轰击使用氧气、氩气、四氟化碳等中的一种或几种的组合。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述第一金属电极层、金属氧化物半导体层均通过金属溅射沉积、黄光蚀刻工艺形成。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述第一金属电极绝缘层通过化学气相沉积、黄光蚀刻工艺形成。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述碳氧化合物层厚度为直径约间距约
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述光阻层厚度为
9.一种薄膜晶体管基板，其特征在于，由权利要求1-8任一项所述的方法制成。
10.一平板显示设备，其特征在于，包括如权利要求9所述的基板。
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