CN108417583A - 一种阵列基板的制造方法和阵列基板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阵列基板的制造方法和阵列基板，该方法包括：提供一基板；在基板上形成栅极、栅极绝缘层、半导体层、源漏电极层和光刻胶层；对光刻胶层进行图案化，以形成图案化的光刻胶层；利用图案化的光刻胶层掩膜，对源漏电极层进行至少一次湿法刻蚀，对半导体层进行至少一次干法刻蚀；还包括执行至少一次光刻胶灰化步骤，光刻胶灰化步骤设置在湿法刻蚀和干法刻蚀的步骤之间；光刻胶灰化步骤中横向刻蚀速率与纵向刻蚀速率的比值的取值范围为1:0.9～1:1.5。本发明通过在湿法刻蚀和干法刻蚀步骤中设置光刻胶灰化步骤，并控制光刻胶灰化步骤中刻蚀速率，可以降低主动开关的漏电流以及提高主动开关的稳定性。

Description

一种阵列基板的制造方法和阵列基板
技术领域
本发明实施例涉及主动开关技术，尤其涉及一种阵列基板的制造方法和阵列基板。
背景技术
主动开关是显示面板的关键器件，对显示面板的工作性能具有十分重要的作用，而随着电子设备的快速发展，人们要求电子设备的功耗越低越好，续航能力越高越好，因此也要求电子设备中的显示面板的低功耗。
显示面板中设置有主动开关阵列基板，然而现有主动开关阵列基板的主动开关的漏电流相对较大，而当光线照射到主动开关上时还会产生光生载流子，进一步增大主动开关的漏电流，导致显示面板的功耗较大，还导致主动开关的稳定性能差。
发明内容
本发明实施例提供一种阵列基板的制造方法和阵列基板，以降低阵列基板上主动开关的漏电流以及提高主动开关的稳定性。
本发明实施例提供了一种阵列基板的制造方法，该阵列基板包括多个主动开关，该阵列基板的制造方法包括：
提供一基板；
在所述基板上形成栅极、栅极绝缘层、半导体层、源漏电极层和光刻胶层；
对所述光刻胶层进行图案化，以形成图案化的光刻胶层；
利用所述图案化的光刻胶层掩膜，对所述源漏电极层进行至少一次湿法刻蚀，以形成所述主动开关的源极和漏极，对所述半导体层进行至少一次干法刻蚀，以形成所述主动开关的沟道区；
还包括执行至少一次光刻胶灰化步骤，所述光刻胶灰化步骤设置在所述湿法刻蚀和所述干法刻蚀的步骤之间；
所述光刻胶灰化步骤中横向刻蚀速率与纵向刻蚀速率的比值的取值范围为1:0.9～1:1.5。
进一步地，所述制造方法包括两次湿法刻蚀和两次干法刻蚀，且所述湿法刻蚀和所述干法刻蚀交替进行。
进一步地，所述制造方法包括执行三次光刻胶灰化步骤，且每次所述光刻胶灰化步骤设置于相邻所述湿法刻蚀与所述干法刻蚀步骤之间。
进一步地，所述光刻胶灰化步骤中，刻蚀气体包括六氟化硫和氧气。
进一步地，所述横向刻蚀速率与纵向刻蚀速率的比值为1:0.9时，所述刻蚀气体为氧气。
进一步地，所述横向刻蚀速率与纵向刻蚀速率的比值为1:1.5时，所述刻蚀气体为六氟化硫和氧气，且六氟化硫与氧气的流量比的取值范围为0.02-0.1。
进一步地，六氟化硫的流量取值范围为200-800sccm。
进一步地，氧气的流量取值范围为8000-10000sccm。
进一步地，所述图案化的光刻胶层包括第一区域和第二区域，以及位于所述第一区域和所述第二区域之间的第三区域，所述第三区域的厚度的取值范围为0.2-0.8微米。
进一步地，所述对光刻胶层进行图案化采用半色调掩膜工艺，且对应曝光所述第三区域所需的光照能量取值范围为37-48毫焦耳。
进一步地，所述光刻胶层的保留厚度大于或等于0.4微米时，所述光刻胶层的保留厚度每减少0.1微米，所需曝光能量为1.5毫焦耳。
进一步地，所述光刻胶层的保留厚度小于0.4微米，且大于或等于0.2微米时，所述光刻胶层的保留厚度每减少0.1微米，所需曝光能量为2.5毫焦耳。
进一步地，所述光刻胶层第一区域的保留厚度为1.8-2.2微米，以及所述光刻胶层第二区域的保留厚度为1.8-2.2微米。
进一步地，所述光刻胶层的第三区域表面形成凹坑，所述凹坑表面的倾斜角度的取值范围为28-32°。
进一步地，所述光刻胶层的第三区域保留厚度均一性的取值范围为25％-55％。
进一步地，干法刻蚀过刻10％。
进一步地，过刻时间为76秒。
进一步地，光刻胶层每侧的特征尺寸损失为0.94微米。
本发明实施例还提供了一种阵列基板，该阵列基板采用上述提供的制造方法形成，该阵列基板包括：
基板；
形成在所述基板上的半导体层、源极和漏极；
所述源极和漏极位于所述半导体层远离所述基板的一侧；
其中，所述半导体层在所述基板上的投影轮廓与所述源极或所述漏极在所述基板上的投影轮廓的间距小于1.2微米；所述掺杂层在所述基板上的投影轮廓与所述源极和所述漏极在所述基板上的投影轮廓的间距小于0.8微米。
本发明实施例还提供了一种阵列基板的制造方法，其特征在于，该阵列基板包括多个主动开关，该阵列基板的制造方法包括：
提供一基板；
在所述基板上形成栅极、栅极绝缘层、半导体层、源漏电极层和光刻胶层；
对所述光刻胶层进行图案化，以形成图案化的光刻胶层，所述图案化的光刻胶层包括第一区域和第二区域，以及位于所述第一区域和所述第二区域之间的第三区域，所述第三区域的厚度的取值范围为0.2-0.8微米；
利用所述图案化的光刻胶层掩膜，对所述源漏电极层进行至少一次湿法刻蚀，以在所述第一区域覆盖的部分形成所述主动开关的源极，在所述第二区域覆盖的部分形成所述主动开关的漏极，对所述半导体层进行至少一次干法刻蚀，以在所述第三区域覆盖的部分形成所述主动开关的沟道区；
还包括执行至少一次光刻胶灰化步骤，所述光刻胶灰化步骤设置在所述湿法刻蚀和所述干法刻蚀的步骤之间；
所述光刻胶灰化步骤中横向刻蚀速率与纵向刻蚀速率的比值的取值范围为1:0.9～1:1.5，刻蚀气体包括六氟化硫和氧气。
本发明实施例提供的阵列基板的制造方法，与范例技术相比，通过在湿法刻蚀和干法刻蚀步骤中设置光刻胶灰化步骤，并控制横向刻蚀速率与纵向刻蚀速率的比值的取值范围为1:0.9～1:1.5，可使光刻胶层覆超出源漏电极层的长度变小，同时，未被光刻胶层遮挡的各功能层部分在干法刻蚀的过程中被去除掉，从而使得半导体层超出源极和漏极的长度变小，可以降低阵列基板上主动开关的漏电流以及提高主动开关的稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或范例技术中的技术方案，下面将对实施例或范例技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是范例技术提供的一种阵列基板上主动开关的示意图；
图2是本发明实施例提供的一种阵列基板的制造方法的流程示意图；
图3是本发明实施例提供的阵列基板的制造方法中光刻胶层灰化前后的膜层结构对比示意图；
图4是本发明实施例提供的阵列基板的制造方法中光刻胶层刻蚀方向示意图；
图5是本发明实施例提供的阵列基板的制造方法中沉积光刻胶层后的膜层结构示意图；
图6是本发明实施例提供的阵列基板的制造方法中图案化光刻胶层后的膜层结构示意图；
图7是本发明实施例提供的阵列基板的制造方法中第一次湿法刻蚀后的膜层结构示意图；
图8是本发明实施例提供的阵列基板的制造方法中第一次光刻胶灰化后的膜层结构示意图；
图9是本发明实施例提供的阵列基板的制造方法中第一次干法刻蚀后的膜层结构示意图；
图10是本发明实施例提供的阵列基板的制造方法中第二次光刻胶灰化后的膜层结构示意图；
图11是本发明实施例提供的阵列基板的制造方法中第二次湿法刻蚀后的膜层结构示意图；
图12是本发明实施例提供的阵列基板的制造方法中第三次光刻胶灰化后的膜层结构示意图；
图13是本发明实施例提供的阵列基板的制造方法中第二次干法刻蚀后的膜层结构示意图；
图14是本发明实施里提供的一种图案化光刻胶层的原理示意图；
图15是本发明实施例提供的光刻胶层曝光能量与保留厚度的关系示意图；
图16是本发明实施例提供的图案化光刻胶层后的俯视图；
图17是图16俯视图中沿剖面线B-B’的剖面结构示意图
图18是本发明实施例提供的6个不同样品的光刻胶层第三区域保留厚度示意图；
图19是本发明实施例提供的一种阵列基板的结构示意图；
图20是本发明实施例提供的阵列基板上主动开关的结构示意图；
图21是本发明实施例提供的一种液晶显示装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本发明实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本发明的技术方案，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1是范例技术提供的一种阵列基板上主动开关的结构示图。参见图1，该主动开关包括：基板11、栅极12、栅极绝缘层13、有源层14(通常采用非晶硅材料形成，所以也可以称为非晶硅层14)、掺杂层15和源漏电极16，源漏电极16示例性的包括源极161和漏极162。主动开关的栅极12和源极161、栅极12和漏极162之间均采用栅极绝缘层13隔离，因此主动开关实际上是一种绝缘栅型场效应管，主动开关可以分为N型和P型。
在此以N型主动开关为例，对主动开关的工作原理进行说明。当给栅极12施加大于N型主动开关的导通电压的正电压时，栅极12和有源层14之间会产生一个电场，在这个电场的作用下，有源层14中形成了导电沟道使源极161和漏极162之间形成导通状态，在栅极12上所施加的电压越大则导通沟道越大，此时，给源极161和漏极162之间加上电压就会有载流子通过导电沟道；而给栅极12施加低于N型主动开关的导通电压的负电压时，有源层14中不会形成电子沟道，则源极161和漏极162之间形成关闭状态。掺杂层15形成在有源层14和源极161、有源层14和漏极162之间，用于减少有源层14和源漏电极16信号的电阻。本领域的技术人员可以理解，本发明实施力提供的主动开关的衬底11、栅极12、栅极绝缘层13、有源层14、掺杂层15和源漏电极16等结构的功能与范例技术类似，在此不再赘述。
主动开关的实际制造过程中，形成的非晶硅层14的边缘超出源漏电极16的边缘，即形成了非晶硅尾巴L2，形成的掺杂层15的边缘超出源漏电极16的边缘，即形成了掺杂层沟道外尾巴L1和掺杂层沟道内尾巴L3，则主动开关应用在液晶显示面板中时，上述3种类型的尾巴，尤其是非晶硅尾巴L2的存在会直接接触或吸收到液晶显示面板的背光模组发出的可见光线。而非晶硅层14会与可见光发生反应导致产生光漏电流，由此进一步增大主动开关的漏电流，导致显示面板的功耗较大，还导致主动开关的电性能不稳定。
为了解决这一问题，本发明实施例提供了一种阵列基板的制造方法，该阵列基板包括多个主动开关，参见图2，图2是本发明实施例提供的一种阵列基板的制造方法的流程示意图。示例性的包括：
S10、提供一基板。
本实施例中可选该基板为玻璃衬底或聚酰亚胺(PI)等柔性衬底。本领域技术人员可以理解，阵列基板上主动开关的应用产品及应用场景不同，则选用的阵列基板的衬底材料不同，显然衬底材料包括但不限于玻璃衬底和柔性衬底，任意一种可以作为阵列基板的衬底的材料均落入本发明的保护范围。
S20、在基板上形成栅极、栅极绝缘层、半导体层、源漏电极层和光刻胶层。
本实施例中可选栅极的组成材料为铝(Al)或钼(Mo)，栅极绝缘层的组成材料为氮化硅(SiN)，半导体层可包括有源层和掺杂层，其中，有源层的组成材料为非晶硅(a-Si)，掺杂层的组成材料为重掺杂非晶硅，示例性的可包括N型非晶硅或P型非晶硅，源漏电极层的组成材料为依次层叠设置的氮化钼、铝和氮化钼(MoN/Al/MoN)光刻胶层的组成材料包括树脂、感光剂、溶剂和添加剂，其中，感光剂是光刻胶层内的光敏成分，对光形式的辐射能(特别是紫外区)会发生光化学反应。光刻胶从应用特性上可分为正胶和负胶，对于正胶而言，被紫外线照射的部分会因化学性质变化而被去除掉，负胶则相反，被紫外线照射的部分会因化学性质变化而保留下来，本实施例中示例性的以正胶为例进行说明。本领域技术人员可以理解，阵列基板的各膜层的组成材料包括但不限于以上示例，任意一种阵列基板的膜层结构的组成材料均落入本发明的保护范围；以及本发明中也不具体各膜层结构的制造工艺，任意一种阵列基板的膜层结构的组成材料均落入本发明的保护范围。
S30、对光刻胶层进行图案化，以形成图案化的光刻胶层。
本实施例中对光刻胶层进行图案化可包括利用曝光显影技术将较平整的光刻胶层表面去掉不同的厚度，从而形成图案化(凹凸不平)的光刻胶层。在后续湿法刻蚀和干法刻蚀的步骤中，被光刻胶层覆盖的部分不会被刻蚀掉；未被光刻胶层覆盖的部分，即裸露的部分会被刻蚀掉。
S40、利用图案化的光刻胶层掩膜，对源漏电极层进行至少一次湿法刻蚀，以形成主动开关的源极和漏极；对半导体层进行至少一次干法刻蚀，以形成主动开关的沟道区；还包括执行一次光刻胶灰化步骤，光刻胶灰化步骤设置在湿法刻蚀和干法刻蚀的步骤之间；光刻胶灰化步骤中横向刻蚀速率与纵向刻蚀速率的比值的取值范围为1:0.9～1:1.5。
本实施例中，湿法刻蚀可包括利用磷酸(H3PO4)、醋酸(CH3COOH)和硝酸(HNO3)的混合溶液刻蚀源漏电极层，利用真空等离子体刻蚀半导体层(包括有源层和掺杂层)，刻蚀气体可包括六氟化硫(SF6)和氯气(Cl2)的混合气体，或者刻蚀气体可包括六氟化硫(SF6)、氧气(O2)和氦气(He)的混合气体。
其中，在湿法刻蚀步骤中，因为湿法刻蚀具有各向同性的特点，即横向刻蚀速率与纵向刻蚀速率相当，也就是，源漏电极层横向刻蚀的宽度接近于其纵向刻蚀的深度，这样一来，光刻胶层图案与源漏电极层的图案就会有一定的偏差，即源漏电极层的金属材料相比于光刻胶层会缩进一段距离，示例性的为1.5～3微米，而干法刻蚀半导体层(包括有源层和掺杂层)趋向于垂直方向刻蚀，这样，被光刻胶层遮盖的部分几乎不会被刻蚀掉，亦即，相比于待形成的源极和漏极，以及覆盖的光刻胶来说，半导体层(包括有源层和掺杂层)几乎不会缩进。
本发明实施例提供的阵列基板的制造方法中，通过设置再执行至少一次光刻胶层灰化步骤，并控制光刻胶灰化步骤中横向刻蚀速率与纵向刻蚀速率的比值的取值范围为1:0.9～1:1.5，可以减少光刻胶层超出源漏电极层的部分，使光刻胶层的图案与源漏电极层的图案的偏差减小甚至消除，这样，后续刻蚀过程中，由于半导体层(包括有源层和掺杂层)的图案与光刻胶层的图案相当，这样，半导体层(包括有源层和掺杂层)超出源极和漏极的部分减少，即非晶硅尾巴、掺杂层沟道外尾巴和掺杂层沟道内尾巴军变小，从而减少半导体层(包括有源层和掺杂层)与可见光反应产生漏电流的几率，即降低了阵列基板上主动开关的漏电流，使主动开关的电性能稳定。
示例性的，图3是本发明实施例提供的阵列基板的制造方法中光刻胶层灰化前后的膜层结构对比示意图。参见图3，以在阵列基板上形成底栅型主动开关为例，在基板100上依次沉积栅极110、栅极绝缘层120、半导体层(包括有源层130和掺杂层140)、源漏电极层150和光刻胶层160。其中，原光刻胶层1601代表未执行光刻胶层灰化步骤之前的光刻胶层，W1代表未执行光刻胶灰化步骤之前的光刻胶层160的宽度，A点代表未执行光刻胶灰化步骤时对应的掺杂层140的一边界点；W2代表执行光刻胶层灰化步骤后光刻胶层160的宽度，B点代表执行光刻胶灰化步骤后掺杂层140对应的一边界点；W0代表源漏电极层150的宽度，O点代表源漏电极层150的一边界点。如图3所示，执行光刻胶灰化步骤，使原光刻胶层1601变小为光刻胶层160，光刻胶层160的宽度由W1变小为W2，即向接近于源漏电极层150的宽度W0的趋势变化，对应的掺杂层140的边界由A点变为B点，即向接近于源漏电极层150的边界点O点的趋势变化，由于主动开关漏电流增大的一方面原因是吸收可见光造成的，因此本发明实施例提供的阵列基板的制造方法减少了半导体层(包括有源层130和掺杂层140)超出源漏电极层150的部分，从而，可减少阵列基板上主动开关的漏电流。
示例性的，图4是本发明实施例提供的阵列基板的制造方法中光刻胶层刻蚀方向示意图。参见图4，在基板411上形成功能层413(可包括栅极、栅极绝缘层、半导体层和源漏电极层，图4中并未具体划分，均以413示出)和图案化的光刻胶层414。在光刻胶灰化步骤中，横向(图4中S方向)刻蚀速率与纵向(图4中T方向)刻蚀速率的比值的取值范围为1:0.9～1:1.5。示例性的，H4所在的位置对应主动开关的源区或漏区，H5所在的位置对应主动开关的沟道区。由于光刻胶层414灰化过程中存在微岛效应，图中MLE所示，即在光刻胶层414的H5对应的位置的邻近位置，光刻胶层414的厚度较薄，由此，在灰化过程中合理控制刻蚀速率，可确保光刻胶层414的图案与源漏电极层(参见图3中源漏电极层150)图案相近的前提下，将对应主动开关沟道区的光刻胶层414完全去除干净。
可选的，制造方法包括两次湿法刻蚀和两次干法刻蚀，且湿法刻蚀和干法刻蚀交替进行。具体可包括：第一次湿法刻蚀，图形化源漏电极层，形成源区、漏区和有源区的金属导线结构；第一次干法刻蚀，形成半导体层(包括有源层和掺杂层)岛状结构，也就是图形化半导体层(包括有源层和掺杂层)；第二次湿法刻蚀，图形化源漏电极层，在源区形成源极，在漏区形成漏极；第二次干法刻蚀，刻蚀半导体层(包括有源层和掺杂层)，也就是刻蚀开半导体层(包括有源层和掺杂层)，形成阵列基板上主动开关结构。
可选的，制造方法包括执行三次光刻胶灰化步骤，且每次光刻胶灰化步骤设置于相邻湿法刻蚀与干法刻蚀步骤之间。具体可包括在每次湿法刻蚀和每次干法刻蚀之间执行一次光刻胶灰化步骤，即包括图案化光刻胶层、两次湿法刻蚀、两次干法刻蚀和执行三次光刻胶灰化步骤的整体流程为：图案化光刻胶层、第一次湿法刻蚀、第一次光刻胶层灰化、第一次干法刻蚀、第二次光刻胶层灰化、第二次湿法刻蚀、第三次光刻胶灰化和第二次干法刻蚀。结合图3，每次执行光刻胶灰化步骤，都可以在与之相邻的刻蚀步骤的基础上减少光刻胶层160的宽度，使光刻胶层160的图案与源漏电极层150的图案相差较小或二者图案相同，从而后续刻蚀过程中可减少半导体层超出源漏电极层150(形成主动开关后，源漏电极层150形成源极和漏极)的长度，从而降低阵列基板上主动开关的漏电流。
示例性的，图5-图13示出了本发明实施例提供的基于两次湿法刻蚀、两次干法刻蚀和三次光刻胶灰化步骤的阵列基板的制造方法中每个步骤之后形成的膜层结构示意图。以在阵列基板上形成底栅型主动开关为例，附图标记在图5-图13中延用。具体的，图5是本发明实施例提供的阵列基板的制造方法中沉积光刻胶层后的膜层结构示意图。参见图5，具体结构可包括：提供基板100，并在基板100上依次形成的栅极110、栅极绝缘层120、半导体层(包括有源层130和掺杂层140)、源漏电极层150和光刻胶层160，其中，源漏电极层150可以包括依次叠层设置的氮化钼层、铝层和氮化钼层。图6是本发明实施例提供的阵列基板的制造方法中图案化光刻胶层后的膜层结构示意图。参见图6，图案化的光刻胶层160对应可分为裸露区Z11、Z12、Z13和Z14，对应形成的阵列基板上的主动开关中，出绝缘层120外，其它层完全被去除掉的区域；第一厚度区Z21，对应主动开关的沟道区；第二厚度区Z31和Z32，对应主动开关的源区和漏区；第三厚度区Z41和Z51，对应金属导线结构。图案化光刻胶层是为了后续形成阵列基板上的主动开关划分不同的功能区域。图7是本发明实施例提供的阵列基板的制造方法中第一次湿法刻蚀后的膜层结构示意图。结合图6和图7，光刻胶层160裸露区Z11、Z12、Z13和Z14对应的源漏电极层150被去除掉，形成源区、漏区和有源区域的金属导线结构。图8是本发明实施例提供的阵列基板的制造方法中第一次光刻胶灰化后的膜层结构示意图。参见图8，第一次光刻胶灰化后光刻胶层160的宽度相对于第一次光刻胶灰化前光刻胶层的宽度变窄(可参见图8中虚线与实现轮廓的对比，虚线代表第一次光刻胶灰化前的光刻胶层160，实线代表第一次光刻胶灰化后的光刻胶层160)，这样，后续第一次干法刻蚀步骤中，可以相应的刻蚀掉没有被光刻胶层160遮盖的半导体层(包括有源层130和掺杂层140)，使半导体层(包括有源层130和掺杂层140)超出源漏电极层150的部分变少，减少漏电流。图9是本发明实施例提供的阵列基板的制造方法中第一次干法刻蚀后的膜层结构示意图。参见图9，第一次干法刻蚀，将未被光刻胶层160遮盖的半导体层(包括有源层130和掺杂层140)去除掉，形成半导体层(包括有源层130和掺杂层140)岛状结构，即图形化半导体层(包括有源层130和掺杂层140)。图10是本发明实施例提供的阵列基板的制造方法中第二次光刻胶灰化后的膜层结构示意图。结合图6和图10，第二次光刻胶灰化步骤中，光刻胶层160第一厚度区Z21对应的光刻胶被完全去除掉以露出沟道区域的源漏电极层150，同时，其他部分的光刻胶均相对于第二次光刻胶灰化步骤之前的宽度变窄，这样，后续第二次湿法刻蚀的步骤中，源漏电极层150相对于光刻胶层160的缩进量相对于范例技术变少，进而，在后续刻蚀半导体层(包括有源层130和掺杂层140)的步骤中，未被光刻胶层160遮盖的半导体层(包括有源层130和掺杂层140)部分被刻蚀掉，也就是，半导体层(包括有源层130和掺杂层140)超出源漏电极层150的部分进一步减少，从而进一步减少了漏电流。图11是本发明实施例提供的阵列基板的制造方法中第二次湿法刻蚀后的膜层结构示意图。结合图6和图11，第二次湿法刻蚀图形化源漏电极层150，在源区(光刻胶层160的第二厚度区Z31对应的区域)形成主动开关的源极15a，在漏区(光刻胶层第二厚度区Z32对应的区域)形成主动开关的漏极15b。图12是本发明实施例提供的阵列基板的制造方法中第三次光刻胶灰化后的膜层结构示意图。参见图12，第三次光刻胶灰化步骤之后光刻胶层160的宽度相对于第三次光刻胶灰化步骤之前光刻胶的宽度变窄(可参见图12中虚线与实现轮廓的对比，虚线代表第三次光刻胶灰化前的光刻胶层160，实线代表第三次光刻胶灰化后的光刻胶层160)，这样，后续第二次干法刻蚀步骤中，可以相应的刻蚀掉没有被光刻胶层160遮盖的半导体层(包括有源层130和掺杂层140)，使半导体层(包括有源层130和掺杂层140)超出源漏电极层150的部分进一步变少，进一步减少漏电流。图13是本发明实施例提供的阵列基板的制造方法中第二次干法刻蚀后的膜层结构示意图。参见图13，第二次干法刻蚀后，刻蚀开半导体层(包括有源层130和掺杂层140)，至此形成主动开关结构。需要说明的是，图5-图13示出了阵列基板的形成流程，尤其是阵列基板上主动开关的形成流程，其中，后一幅图相对于前一幅图减少的部分即为对应步骤中去除掉的部分。
通过增加光刻胶灰化的步骤，减少了光刻胶层160对半导体层(包括有源层130和掺杂层140)的遮盖，使得干法刻蚀步骤中，能被刻蚀掉的半导体层(包括有源层130和掺杂层140)增多，即最终形成的阵列基板上的主动开关中，半导体层(包括有源层130和掺杂层140)超出源漏电极层150的部分减少(包括有源层130超出源极15a和漏极15b的部分减少，以及掺杂层140超出源极15a和漏极15b的部分减少)，减少了主动开关中半导体层的吸收光并产生光生载流子的几率，降低了主动开关的漏电流，相应的提高主动开关的稳定性。
可选的，光刻胶灰化步骤中，刻蚀气体包括六氟化硫和氧气。
其中，光刻胶灰化步骤中，利用真空环境中，气体在射频电源的作用下产生等离子体，该等离子体高能轰击光刻胶层表面或与光刻胶层表面反应，使光刻胶层灰化，即光刻胶层变薄或被去除。
可选的，横向刻蚀速率与纵向刻蚀速率的比值为1:0.9时，刻蚀气体为氧气；横向刻蚀速率与纵向刻蚀速率的比值为1:1.5时，刻蚀气体为六氟化硫和氧气，且六氟化硫与氧气的流量比的取值范围为0.02-0.1。
其中，刻蚀气体为氧气时，横向刻蚀速率较快，通过增加六氟化硫气体，可以加快光刻胶层的纵向刻蚀速率，由此，通过控制气体的种类和流量，可控制光刻胶层横向刻蚀速率与纵向刻蚀速率的比值范围在1:0.9～1:1.5范围内变化。
可选的，六氟化硫的流量取值范围为200-800sccm，氧气的流量取值范围为8000-10000sccm，从而控制光刻胶层160的横向刻蚀速率与纵向刻蚀速率的比值的取值范围为1:0.9～1:1.5。
可选的，继续参见图6，图案化的光刻胶层160包括第一区域Z31，第二区域Z32，以及位于第一区域Z31和第二区域Z32之间的第三区域Z21，第三区域Z21的厚度的取值范围为0.2-0.8微米。其中，第一区域Z31覆盖的部分也可称为主动开关的源极形成区，用于在后续刻蚀步骤之后形成主动开关的源极；第二区域Z32覆盖的部分也可称为主动开关的漏极形成区，用于在后续刻蚀步骤之后形成主动开关的漏极；第三区域Z21覆盖的部分也可称为主动开关的沟道形成区，用于在后续刻蚀步骤之后形成主动开关的沟道区。
可选的，对光刻胶层160进行图案化采用半色调掩膜工艺，且对应曝光第三区域Z21所需的光照能量取值范围为37-48毫焦耳。
示例性的，图14是本发明实施里提供的一种图案化光刻胶层的原理示意图。参见图14，被曝光样品示例性的包括光刻胶层24、源漏电极层23、其他功能层22(可包括半导体层、栅极绝缘层和栅极层，在图14中概括性的以22示出)和基板21。半色调掩膜板25示例性的可包括三个区域，第一区域251对应被曝光样品的源极形成区，第二区域252对应被曝光样品的漏极形成区，第三区域253位于第一区域251和第二区域252之间，对应被曝光样品的沟道形成区。由于半色调眼膜板25第一区域251、第二区域252和第三区域253对光的透过率不同，使入射光线透过半色调掩膜板25后对光刻胶层24的曝光程度不同，从而形成图案化的光刻胶层24。图14中，X-Y坐标系下，X代表被曝光样品(主要指光刻胶层24)对应半色调掩膜板的不同位置(单位为纳米或微米，根据主动开关的实际需求设定，在此不作限定)，Y代表曝光能量(单位为毫焦耳)，折线26代表对应于不同位置曝光能量大小变化趋势。光刻胶层24对应于半色调掩膜板25的第一区域251和第二区域252的位置，由于透过半色调掩膜板25的光较少，对应曝光能量较小，光刻胶层24被除去的部分较少，对应保留的厚度较厚；光刻胶层24对应于半色调掩膜板25的第三区域253的位置，由于透过半色调掩膜板25的光较多，对应曝光能量较大，光刻胶层24被除去的部分较多，对应保留的厚度较薄(图14中以H0示出光刻胶层24的保留厚度)。光刻胶层24对应不同位置薄厚不同，形成图案化的光刻胶层24。
示例性的，图15是本发明实施例提供的光刻胶层曝光能量与保留厚度的关系示意图。结合图14和图15，横轴为曝光能量Dose，单位为毫焦耳(mJ)，纵轴为光刻胶层24保留厚度Thic.，单位为埃米折线31代表光刻胶层24保留厚度Thic.与曝光能量Dose的对应关系。控制曝光能量Dose取值在37-48毫焦耳范围内，可使光刻胶层24保留厚度Thic.为2000-8000埃米，即0.2-0.8微米，此厚度范围可保证后续刻蚀光刻胶的过程中，第三区域的光刻胶被完全刻蚀掉，即第三区域对应的主动开关完全裸露时，第一区域和第二区域的保留厚度和横向尺寸保证其对应的主动开关结构能被有效覆盖。
可选的，光刻胶层的保留厚度大于或等于0.4微米时，光刻胶层的保留厚度每减少0.1微米，所需曝光能量为1.5毫焦耳。
可选的，光刻胶层的保留厚度小于0.4微米，且大于或等于0.2微米时，光刻胶层的保留厚度Thic.每减少0.1微米，所需曝光能量为2.5毫焦耳。
可选的，干法刻蚀过刻10％。
可选的，过刻时间为76秒。
可选的，光刻胶层每侧的特征尺寸损失为0.94微米。
示例性的，图16是本发明实施例提供的图案化光刻胶层后的俯视图。参见图16，图16中示例性的以34示出光刻胶层的第一区域和第二区域，以33示出光刻胶层的第三区域；以A1、A2和B1点示例性的示出了光刻胶层24的第三区域中保留厚度最小的位置。具体的，图17是图16俯视图中沿剖面线B-B’的剖面结构示意图。参见图17，在基板401上形成多层功能层403(可包括栅极、栅极绝缘层、半导体层和源漏电极层，图17中并未具体划分，均以403示出)和光刻胶层404。结合图16和图17，以光刻胶层404的第三区域中保留厚度最小的位置(即图16中A1、A2和B1标示的位置，也即图17中H2标示的位置)为中点，向光刻胶层404的第一区域和第二区域延伸，可得到一个凹坑状的截面，如图17所示。
可选的，光刻胶层第一区域的保留厚度为1.8-2.2微米，以及光刻胶层第二区域的保留厚度为1.8-2.2微米。
可选的，光刻胶层的第三区域表面形成凹坑，凹坑表面的倾斜角度α的取值范围为28-32°。
示例性的，光刻胶层24的第一区域和第二区域的保留厚度H1为2.174微米，第三区域的保留厚度最小值H2为0.54微米，凹坑表面与光刻胶层404与多层功能层403的界面之间的夹角α的值为30.69°。
可选的，光刻胶层的第三区域保留厚度均一性的取值范围为25％-55％。
其中，均一性表征了第三区域保留厚度的平整度，示例性的，均一性的数值计算方式可采用下式：
其中，Hmax代表第三区域保留厚度的最大值，Hmin代表第三区域保留厚度的最小值。均一性U％的值越小，表明光刻胶层第三区域保留厚度的均一性越好。
示例性的，图18是本发明实施例提供的6个不同样品的光刻胶层第三区域保留厚度示意图。结合图14和图18，横轴代表不同的样品编号，Sam.1-Sam.6代表6个不同尺寸的样品，两个纵轴分别代表光刻胶层24的保留厚度Thic.和保留厚度均一性U％，光刻胶层24的保留厚度Thic.的单位为埃米直线501代表光刻胶层24的保留目标厚度平均值，示例性的可以为0.5微米，直线502代表光刻胶层24的保留目标厚度最大值，示例性的可以为0.65微米，直线503代表光刻胶层24的保留目标厚度最小值，示例性的可以为0.35微米；折线51上的点代表光刻胶层24的实际保留厚度最小值，示例性的取值范围为0.3-0.36微米，折线53上的点代表光刻胶层24的实际保留厚度最大值，示例性的取值范围为0.54-0.69微米，折线52上的点代表光刻胶层24的实际保留厚度的平均值，示例性的取值范围为0.4-0.47微米；折线54上的点代表光刻胶层24的实际保留厚度的均一性，示例性的取值范围为25.95％-40.95％。
本发明实施例提供的阵列基板的制造方法，通过增加光刻胶灰化的步骤，减少了光刻胶层160对半导体层(包括有源层130和掺杂层140)的遮盖，使得干法刻蚀步骤中，能被刻蚀掉的半导体层(包括有源层130和掺杂层140)增多，即最终形成的主动开关中，半导体层(包括有源层130和掺杂层140)超出源漏电极层150的部分减少(包括有源层130超出源极15a和漏极15b的部分减少，以及掺杂层140超出源极15a和漏极15b的部分减少)，减少了主动开关中半导体层的吸收光并产生光生载流子的几率，降低了阵列基板上主动开关的漏电流，相应的提高主动开关的稳定性。
图19是本发明实施例提供的一种阵列基板的结构示意图。参见图19，阵列基板30上形成有多个主动开关20，主动开关采用上述实施方式提供的制造方法形成。图20是本发明实施例提供的阵列基板上主动开关的结构示意图，参见图20，主动开关20包括：基板200；形成在基板200上的栅极210、栅极绝缘层220、半导体层(包括有源层230和掺杂层240)、源极251和漏极252(源漏电极250)；其中，有源层230在基板200上的投影轮廓与源极251或漏极252在基板200上的投影轮廓的间距小于1.2微米；掺杂层240在基板200上的投影轮廓与源极251或漏极252在基板200上的投影轮廓的间距小于0.8微米。
需要说明的是，图19中示例性的示出了6行6列的主动开关，但并非对本发明中阵列基板的限定，可根据阵列基板的实际需求设计主动开关的数量和排列方式。图20中示例性的示出了有源层230在基板200上的投影轮廓与源极251或漏极252在基板200上的投影轮廓的间距等于0；掺杂层240在基板200上的投影轮廓与源极251或漏极252在基板200上的投影轮廓的间距等于0。
本发明实施例提供的阵列基板采用上述方法制成，该阵列基板的制造方法中通过增加光刻胶灰化的步骤，减少了光刻胶层160对半导体层(包括有源层130和掺杂层140)的遮盖，使得干法刻蚀步骤中，能被刻蚀掉的半导体层(包括有源层130和掺杂层140)增多，即最终形成的主动开关中，半导体层(包括有源层130和掺杂层140)超出源漏电极层150的部分减少(包括有源层130超出源极15a和漏极15b的部分减少，以及掺杂层140超出源极15a和漏极15b的部分减少)，减少了主动开关中半导体层的吸收光并产生光生载流子的几率，降低了阵列基板上主动开关的漏电流，相应的提高主动开关的稳定性。
本发明实施例还提供一种液晶显示装置，图21是本发明实施例提供的一种液晶显示装置的结构示意图。参见图21，该显示装置包括显示面板300和背光模组360，显示面板300包括上述提供的阵列基板310，背光模组360设置在显示面板300的一侧，图21中仅示例性的示出了背光模组360设置在显示面板300的下方。
示例性的，显示面板300包括阵列基板310、像素电极320、封装层330、液晶分子层340和公共电极350，通过在像素电极320和公共电极350之间施加电场控制液晶分子层340中的液晶分子转动，从而实现显示。
需要说明的是，如图20所示主动开关通过绝缘层260与像素电极270(图21中像素电极320)过孔电连接，以此在导通时将数据线信号传输至相应的像素电极270(图21中像素电极320)，在此不再具体示出液晶显示装置的其他结构。与范例技术相比，该主动开关的制造方法中通过增加光刻胶灰化的步骤，减少了光刻胶层160对半导体层(包括有源层130和掺杂层140)的遮盖，使得干法刻蚀步骤中，能被刻蚀掉的半导体层(包括有源层130和掺杂层140)增多，即最终形成的主动开关中，半导体层(包括有源层130和掺杂层140)超出源漏电极层150的部分减少(包括有源层130超出源极15a和漏极15b的部分减少，以及掺杂层140超出源极15a和漏极15b的部分减少)，减少了主动开关中半导体层的吸收光并产生光生载流子的几率，降低了主动开关的漏电流，相应的提高主动开关的稳定性。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种阵列基板的制造方法，其特征在于，所述阵列基板包括多个主动开关，所述阵列基板的制造方法包括：
提供一基板；
在所述基板上形成栅极、栅极绝缘层、半导体层、源漏电极层和光刻胶层；
对所述光刻胶层进行图案化，以形成图案化的光刻胶层；
利用所述图案化的光刻胶层掩膜，对所述源漏电极层进行至少一次湿法刻蚀，以形成所述主动开关的源极和漏极，对所述半导体层进行至少一次干法刻蚀，以形成所述主动开关的沟道区；
还包括执行至少一次光刻胶灰化步骤，所述光刻胶灰化步骤设置在所述湿法刻蚀和所述干法刻蚀的步骤之间；
所述光刻胶灰化步骤中横向刻蚀速率与纵向刻蚀速率的比值的取值范围为1:0.9～1:1.5。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括两次湿法刻蚀和两次干法刻蚀，且所述湿法刻蚀和所述干法刻蚀交替进行。
3.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括执行三次光刻胶灰化步骤，且每次所述光刻胶灰化步骤设置于相邻所述湿法刻蚀与所述干法刻蚀步骤之间。
4.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述光刻胶灰化步骤中，刻蚀气体包括六氟化硫和氧气。
5.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，所述横向刻蚀速率与纵向刻蚀速率的比值为1:0.9时，所述刻蚀气体为氧气。
6.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，所述横向刻蚀速率与纵向刻蚀速率的比值为1:1.5时，所述刻蚀气体为六氟化硫和氧气，且六氟化硫与氧气的流量比的取值范围为0.02-0.1。
7.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，六氟化硫的流量取值范围为200-800sccm。
8.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，氧气的流量取值范围为8000-10000sccm。
9.一种阵列基板，其特征在于，所述阵列基板采用权利要求1-8任一项所述的制造方法形成，其特征在于，包括：
基板；
形成在所述基板上的半导体层、源极和漏极；
所述源极和漏极位于所述半导体层远离所述基板的一侧；
其中，所述半导体层在所述基板上的投影轮廓与所述源极或所述漏极在所述基板上的投影轮廓的间距小于1.2微米；所述掺杂层在所述基板上的投影轮廓与所述源极和所述漏极在所述基板上的投影轮廓的间距小于0.8微米。
10.一种阵列基板的制造方法，其特征在于，所述阵列基板包括多个主动开关，所述阵列基板的制造方法包括：
提供一基板；
在所述基板上形成栅极、栅极绝缘层、半导体层、源漏电极层和光刻胶层；
对所述光刻胶层进行图案化，以形成图案化的光刻胶层，所述图案化的光刻胶层包括第一区域和第二区域，以及位于所述第一区域和所述第二区域之间的第三区域，所述第三区域的厚度的取值范围为0.2-0.8微米；
利用所述图案化的光刻胶层掩膜，对所述源漏电极层进行至少一次湿法刻蚀，以在所述第一区域覆盖的部分形成所述主动开关的源极，在所述第二区域覆盖的部分形成所述主动开关的漏极，对所述半导体层进行至少一次干法刻蚀，以在所述第三区域覆盖的部分形成所述主动开关的沟道区；
还包括执行至少一次光刻胶灰化步骤，所述光刻胶灰化步骤设置在所述湿法刻蚀和所述干法刻蚀的步骤之间；
所述光刻胶灰化步骤中横向刻蚀速率与纵向刻蚀速率的比值的取值范围为1:0.9～1:1.5，刻蚀气体包括六氟化硫和氧气。
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GR01 Patent grant
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