CN109148539A - 一种tft阵列基板及制备方法、显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种TFT阵列基板，包括：基板和依次设置于基板上的遮光层、缓冲层、有源层、栅极绝缘层、栅极层、层间绝缘层、源极、漏极、钝化层；当栅极层的材质为铜，层间绝缘层的材质为氧化物时，栅极层的表面还设有第一保护层；和/或，当源极、漏极的材质为铜，钝化层的材质为氧化物时，源极、漏极的表面还设有第二保护层，第一保护层和第二保护层是通过溅射法制备而成的。本发明通过溅射法制备的第一保护层和第二保护层不需要经历高温，在室温下即可完成，解决了以化学气相沉积法制得的石墨烯为常规保护层时，TFT阵列基板在高温下易损坏、性能不稳定的问题，而且还使得栅极层、源极、漏极在制备ILD和PV时免受氧化的危害。
Description
技术领域
本发明属于显示技术领域，具体涉及一种TFT阵列基板及制备方法、显示装置。
背景技术
当TFT阵列基板中栅极层(GATE)的材质为铜，层间绝缘层(ILD)的材质为氧化物时；和/或，当源极(S)、漏极(D)的材质为铜，钝化层(PV)的材质为氧化物时。此时通过化学气相沉积法在ILD和PV的成膜过程中由于氧元素的存在很容易将铜氧化，从而影响TFT阵列基板的性能。目前，有人在GATE、S和D的表面生长石墨烯，以此来充当GATE、S和D的保护层，避免了GATE、S和D与水汽和氧气的接触。但生长石墨烯的工序复杂，而且TFT阵列基板要至于高温中。高温势必对TFT阵列基板的性能产生了很严重的影响。因此，上述方案仍然不能满足工艺上的要求。
发明内容
鉴于此，本发明提供了一种TFT阵列基板及制备方法、显示装置，利用TFT阵列基板常用的有源层材质来充当GATE、S和D的保护层。这不仅可以避免高温对TFT阵列基板带来的不利影响，还可以更好地保护GATE、S和D不被水汽和氧气氧化。
本发明第一方面提供了一种TFT阵列基板，包括：
基板和依次设置于所述基板上的遮光层、缓冲层、有源层、栅极绝缘层、栅极层、层间绝缘层，所述层间绝缘层上开设有两个第一通孔，使所述有源层的相对两侧部分暴露；
以及包括设置于所述层间绝缘层之上的源极、漏极和设置于所述源极、所述漏极上的钝化层，所述源极、所述漏极分别通过两个所述第一通孔与所述有源层的相对两侧连接；
当所述栅极层的材质为铜，所述层间绝缘层的材质为氧化物时，所述栅极层的表面还设有第一保护层，所述第一保护层夹设于所述栅极层和所述层间绝缘层之间；和/或，当所述源极、所述漏极的材质为铜，所述钝化层的材质为氧化物时，所述源极、所述漏极的表面还设有第二保护层，所述第二保护层夹设于所述源极、所述漏极和所述钝化层之间，所述第一保护层和所述第二保护层是通过溅射法制备而成的。
其中，所述第一保护层和所述第二保护层的材质包括氧化铟锡、氧化铟锌、铟镓锌氧化物或铟镓锌氧化物。
其中，所述第一保护层和所述第二保护层的厚度为
其中，所述栅极绝缘层和所述栅极层之间还设有第一过渡层，所述第一过渡层的材质包括钼、钛或钼钛合金。
其中，所述源极和所述漏极朝向所述基体的一侧的表面还设有第二过渡层，所述第二过渡层的材质包括钼、钛或钼钛合金。
其中，所述层间绝缘层和所述钝化层的材质为硅氧化合物。
其中，所述缓冲层为单层结构的氮化硅层、氧化硅层或双层结构的氮化硅层和氧化硅层。
其中，所述TFT阵列基板还包括：
平坦层，所述平坦层设于所述钝化层之上，所述钝化层和所述平坦层开设有第二通孔，使所述漏极或覆盖所述漏极的所述第二保护层部分暴露；
阳极，所述阳极设于所述平坦层之上并通过所述第二通孔与所述漏极或所述第二保护层相连；
像素限定层，所述像素限定层覆盖所述阳极并延伸至所述平坦层上，所述像素限定层开设有第三通孔，使所述阳极部分暴露，所述第三通孔用于沉积OLED。
本发明第一方面提供的一种TFT阵列基板，通过溅射法在栅极层上制备而成的第一保护层和在源极、漏极上制备而成的第二保护层时不需要经历高温，在室温下即可完成，解决了TFT阵列基板在以化学气相沉积法制得的石墨烯为常规保护层时，TFT阵列基板在高温下易损坏、性能不稳定的问题，而且还使得栅极层、源极、漏极在制备ILD和PV时免受氧化的危害。本发明不仅有效地保护了栅极层、源极和漏极，而且也有效保护了TFT阵列基板。
本发明第二方面提供了一种TFT阵列基板的制备方法，包括以下步骤：
提供基板，在所述基板上依次沉积遮光层、缓冲层、有源层、栅极绝缘层、栅极层，使所述有源层的相对两侧部分暴露，再对部分暴露的所述有源层进行处理，形成N+区域，再在所述栅极层上沉积层间绝缘层，在所述层间绝缘层上刻蚀出两个第一通孔，使所述有源层的相对两侧部分暴露；
在两个所述第一通孔上依次沉积源极、漏极，使所述源极、所述漏极设于所述层间绝缘层之上并与所述有源层的相对两侧分别连接；
在所述源极、所述漏极上沉积钝化层，使所述钝化层覆盖所述第二保护层并延伸至所述层间绝缘层上，得到TFT阵列基板；
当所述栅极层的材质为铜，所述层间绝缘层的材质为氧化物时，所述栅极层的表面还沉积有第一保护层，所述第一保护层夹设于所述栅极层和所述层间绝缘层之间；和/或，当所述源极、所述漏极的材质为铜，所述钝化层的材质为氧化物时，所述源极、所述漏极的表面还沉积有第二保护层，所述第二保护层夹设于所述源极、所述漏极和所述钝化层之间，所述第一保护层和所述第二保护层是通过溅射法制备而成的。
本发明第二方面提供的一种TFT阵列基板的制备方法，工艺简单，成本低廉，通过简单的溅射法即可在栅极层的表面制备出第一保护层，在源极、漏极的表面制备出第二保护层。本发明提供的制备方法不仅有效地保护了栅极层、源极和漏极，而且也有效保护了TFT阵列基板。
本发明第三方面提供了一种显示装置，包括如本发明第一方面提供的TFT阵列基板。
本发明第三方面提供的一种显示装置，通过利用本发明第一方面提供的TFT阵列基板，保护了栅极层、源极、漏极不被氧化，保护了TFT阵列基板在高温下易损坏、性能不稳定的问题，有效地提高了显示装置的稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图进行说明。
图1为本发明实施例中TFT阵列基板的结构示意图；
图2为本发明另一实施例中TFT阵列基板的结构示意图；
图3为本发明另一实施例中TFT阵列基板的结构示意图；
图4a-图4e为本发明实施例中TFT阵列基板的制备方法流程图。
具体实施方式
以下是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
请参阅图1，本发明第一方面提供了一种TFT阵列基板，包括：
基板1和依次设置于所述基板1上的遮光层2、缓冲层3、有源层4、栅极绝缘层5、栅极层6、层间绝缘层8，所述层间绝缘层8上开设有两个第一通孔93，使所述有源层4的相对两侧部分暴露；
以及设置于所述层间绝缘层8之上的源极91、漏极92，所述源极91、所述漏极92设于所述层间绝缘层8之上并分别通过两个所述第一通孔93与所述有源层4的相对两侧连接；以及设置于所述源极91、所述漏极92上的钝化层11；
当所述栅极层6的材质为铜，所述层间绝缘层8的材质为氧化物时，所述栅极层6的表面还设有第一保护层7，所述第一保护层7夹设于所述栅极层6和所述层间绝缘层8之间；和/或，当所述源极91、所述漏极92的材质为铜，所述钝化层11的材质为氧化物时，所述源极91、所述漏极92的表面还设有第二保护层10，所述第二保护层10夹设于所述源极91、所述漏极92和所述钝化层11之间，所述第一保护层7和所述第二保护层10是通过溅射法制备而成的。
本发明实施例存在着三种情况，下面具体说明。第一种情况：当所述栅极层6的材质为铜，所述层间绝缘层8的材质为氧化物时，所述栅极层6的表面还设有第一保护层7；第二种情况：当所述源极91、所述漏极92的材质为铜，所述钝化层11的材质为氧化物时，所述源极91、所述漏极92的表面还设有第二保护层10；第三种情况，当所述栅极层6、所述源极91、所述漏极的材质为铜，所述层间绝缘层8和所述钝化层11的材质为氧化物时，所述栅极层6的表面还设有第一保护层7，所述源极91、所述漏极92的表面还设有第二保护层10。
本发明实施例中所提到的溅射法为物理气相沉积法。而溅射法的沉积温度可达到室温温度，因此对TFT阵列基板的影响较小。而现有技术中常用过的方法为通过化学气相沉积法在栅极层6、源极91、漏极92表面沉积石墨烯。通常沉积石墨烯时的温度为300-700℃，属于高温，而高温对TFT阵列基板有着不可逆的伤害，会严重影响TFT阵列基板的性能。
本发明实施例提供的一种TFT阵列基板，通过溅射法在栅极层6上制备而成的第一保护层7和在源极91、漏极92上制备而成的第二保护层10时不需要经历高温，在室温下即可完成，解决了TFT阵列基板在以化学气相沉积法制得的石墨烯为常规保护层时，TFT阵列基板在高温下易损坏、性能不稳定的问题，而且还使得栅极层6、源极91、漏极92在制备ILD和PV时免受氧化的危害。本发明不仅有效地保护了栅极层6、源极91和漏极92，而且也有效保护了TFT阵列基板。
请参阅图2，本发明实施方式中，所述TFT阵列基板还包括：
平坦层12，所述平坦层12设于所述钝化层11之上，所述钝化层11和所述平坦层12开设有第二通孔111，使所述漏极92或覆盖所述漏极92的所述第二保护层10部分暴露；
阳极13，所述阳极13设于所述平坦层12之上并通过所述第二通孔111与所述漏极92或所述第二保护层10相连；
像素限定层14，所述像素限定层14覆盖所述阳极13并延伸至所述平坦层12上，所述像素限定层14开设有第三通孔141，使所述阳极13部分暴露，所述第三通孔141用于沉积OLED。
本发明实施方式中，所述第一保护层7和所述第二保护层10的材质包括氧化铟锡、氧化铟锌、铟镓锌氧化物或铟镓锡氧化物。本实施例可以利用一道光罩工艺直接对栅极绝缘层5、栅极层6和金属保护层进行光罩处理；还可以用一道光罩工艺直接对源极91、漏极92、第二保护层10进行光罩处理。所以，本实施例虽然增加了第一保护层7和第二保护层10，但并没有增加光罩工艺的次数，极大地降低了工艺的时间。
本发明实施方式中，遮光层2的材质包括钼、铝、铜或钛，遮光层2的厚度为优选地，遮光层2的厚度为
本发明实施方式中，有源层4的材质包括铟镓锌氧化物、铟镓锡氧化物或铟镓锌锡氧化物，有源层4的厚度为优选地，有源层4的厚度为更优选地，有源层4的厚度为
本发明实施方式中，所述第一保护层7和所述第二保护层10的厚度为优选地，所述第一保护层7和所述第二保护层10的厚度为更优选地，所述第一保护层7和所述第二保护层10的厚度为
本发明实施方式中，栅极绝缘层5的厚度为优选地，栅极绝缘层5的厚度为更优选地，栅极绝缘层5的厚度为
本发明实施方式中，栅极层6的厚度为优选地，栅极层6的厚度为优选地，栅极层6的厚度为
本发明实施方式中，层间绝缘层8的厚度为优选地，层间绝缘层8的厚度为更优选地，层间绝缘层8的厚度为
本发明实施方式中，源极91与漏极92的厚度为优选地，源极91与漏极92的厚度为更优选地，源极91与漏极92的厚度为
本发明实施方式中，钝化层11的厚度为优选地，钝化层11的厚度为更优选地，钝化层11的厚度为
本发明实施方式中，平坦层12的厚度为优选地，平坦层12的厚度为更优选地，平坦层12的厚度为
本发明实施方式中，阳极13的厚度为优选地，阳极13的厚度为更优选地，阳极13的厚度为
本发明实施方式中，像素限定层14的厚度为优选地，像素限定层14的厚度为更优选地，像素限定层14的厚度为
请参阅图3，本发明实施方式中，所述栅极绝缘层5和所述栅极层6之间还设有第一过渡层51，所述第一过渡层51的材质包括钼、钛或钼钛合金。第一过渡层51的设置可极大地提高栅极绝缘层5和栅极层6之间的结合力。
请参阅图3，本发明实施方式中，所述源极91和所述漏极92朝向所述基体1的一侧的表面还设有第二过渡层94，所述第二过渡层94的材质包括钼、钛或钼钛合金。第二过渡层94的图案与源极91和漏极92相同，并且是由同一到光罩工艺制备而成的。因此不管源极91，漏极92设置于何处(例如：有源层4和/或栅极绝缘层5之上)，第二过渡层94均设置于源极91，漏极92的下表面。第二过渡层94的设置可极大地提高源极91、漏极92和有源层4之间的结合力。
本发明实施方式中，所述层间绝缘层8和所述钝化层11的材质为硅氧化合物。优选地，硅氧化合物为二氧化硅。
本发明实施方式中，基板1的材质为玻璃。
本发明实施方式中，所述缓冲层3为单层结构的氮化硅层、氧化硅层或双层结构的氮化硅层和氧化硅层。缓冲层3可以为氮化硅层、氧化硅层、在基板1表面依次形成的氮化硅层和氧化硅层或者在基板1表面依次形成的氧化硅层和氮化硅层。
请参阅图4a-图4d，本发明实施例提供的一种TFT阵列基板的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：提供基板1，在所述基板1上依次沉积遮光层2、缓冲层3、有源层4、栅极绝缘层5、栅极层6，使所述有源层4的相对两侧部分暴露，再对部分暴露的所述有源层4进行处理，形成N+区域，再在所述栅极层6上沉积层间绝缘层8，在所述层间绝缘层8上刻蚀出两个第一通孔93，使所述有源层4的相对两侧部分暴露；
步骤2：在两个所述第一通孔93上依次沉积源极91、漏极92，使所述源极91、所述漏极92设于所述层间绝缘层8之上并与所述有源层4的相对两侧分别连接；
步骤3：在所述源极91、所述漏极92上沉积钝化层11，使所述钝化层11覆盖所述第二保护层10并延伸至所述层间绝缘层8上，得到TFT阵列基板；
当所述栅极层6的材质为铜，所述层间绝缘层8的材质为氧化物时，所述栅极层6的表面还沉积有第一保护层7，所述第一保护层7夹设于所述栅极层6和所述层间绝缘层8之间；和/或，当所述源极91、所述漏极92的材质为铜，所述钝化层11的材质为氧化物时，所述源极91、所述漏极92的表面还沉积有第二保护层10，所述第二保护层10夹设于所述源极91、所述漏极92和所述钝化层11之间，所述第一保护层7和所述第二保护层10是通过溅射法制备而成的。
本发明实施例提供的一种TFT阵列基板的制备方法，工艺简单，成本低廉，通过简单的溅射法即可在栅极层6的表面制备出第一保护层7，在源极91、漏极92的表面制备出第二保护层10。本发明提供的制备方法不仅有效地保护了栅极层6、源极91和漏极92，而且也有效保护了TFT阵列基板。
具体地，请参阅图4a-图4e，当所述栅极层6的材质为铜，所述层间绝缘层8的材质为氧化物时，且当所述源极91、所述漏极92的材质为铜，所述钝化层11的材质为氧化物时，所述栅极层6的表面还沉积有第一保护层7，所述源极91、所述漏极92的表面还沉积有第二保护层10。此时，本发明实施例提供了一种TFT阵列基板的具体制备方法，包括以下步骤：
步骤1：提供一玻璃基板1，将玻璃基板1进行清洗；在玻璃基板1上沉积遮光层2，并定义出TFT的遮光区域。
在遮光层2上沉积缓冲层3，使缓冲层3覆盖遮光层2并延伸至基板1上。
在缓冲层3上沉积有源层4，并使有源层4的相对两侧露出，定义出主动区。
在有源层4上依次沉积栅极绝缘层5、栅极层6和氧化铟锡层，在栅极绝缘层5和栅极层6之间还沉积有钼层，利用一道光罩工艺，定义出栅极绝缘层5、栅极层6和氧化铟锡层区域，然后采用湿刻法依次蚀刻氧化铟锡层和栅极层6，再利用氧化铟锡层提醒为自对准，蚀刻栅极绝缘层5。
采用等离子法对没有栅极绝缘层5保护的有源层4(即有源层4的相对两侧)进行导体化处理，形成N+导体区域，用于与后续的源极91、漏极92进行接触，而有源层4的中心则作为TFT沟道区。
在氧化铟锡层上继续沉积层间绝缘层8，层间绝缘层8覆盖氧化铟锡层和有源层4且层间绝缘层8延伸至缓冲层3上，层间绝缘层8上开设有两个第一通孔93，使有源层4的相对两侧部分暴露。
步骤2：在层间绝缘层8上沉积源极91、漏极92，源极91、漏极92沉积于层间绝缘层8之上并通过两个第一通孔93与有源层4的相对两侧分别连接。
在源极91、漏极92表面沉积氧化铟锌层，并通过一道光罩工艺来定义出源极91、漏极92和氧化铟锌层的区域。
步骤3：在氧化铟锌层上继续沉积钝化层11，钝化层11覆盖氧化铟锌层并延伸至层间绝缘层8上。
步骤4：在钝化层11上沉积平坦层12，平坦层12的材质为DL1001C，在钝化层11和平坦层12上蚀刻出第二通孔111，使覆盖漏极92的氧化铟锌层部分暴露。
在平坦层12上继续沉积阳极13，使阳极13通过第二通孔111与氧化铟锌层相连。
在阳极13上再沉积像素限定层14，使像素限定层14覆盖阳极13并延伸至平坦层12上，在像素限定层14上蚀刻出第三通孔141，使阳极13部分暴露，第三通孔141用于沉积OLED，最后得到TFT阵列基板。
本发明实施例提供的一种显示装置，包括如本发明实施例提供的TFT阵列基板。
本发明实施例提供的一种显示装置，通过利用本发明实施例提供的TFT阵列基板，保护了栅极层6、源极91、漏极92不被氧化，保护了TFT阵列基板在高温下易损坏、性能不稳定的问题，有效地提高了显示装置的稳定性。
以上对本发明实施方式所提供的内容进行了详细介绍，本文对本发明的原理及实施方式进行了阐述与说明，以上说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种TFT阵列基板，其特征在于，包括：
基板和依次设置于所述基板上的遮光层、缓冲层、有源层、栅极绝缘层、栅极层、层间绝缘层，所述层间绝缘层上开设有两个第一通孔，使所述有源层的相对两侧部分暴露；
以及包括设置于所述层间绝缘层之上的源极、漏极和设置于所述源极、所述漏极上的钝化层，所述源极、所述漏极分别通过两个所述第一通孔与所述有源层的相对两侧连接；
当所述栅极层的材质为铜，所述层间绝缘层的材质为氧化物时，所述栅极层的表面还设有第一保护层，所述第一保护层夹设于所述栅极层和所述层间绝缘层之间；和/或，当所述源极、所述漏极的材质为铜，所述钝化层的材质为氧化物时，所述源极、所述漏极的表面还设有第二保护层，所述第二保护层夹设于所述源极、所述漏极和所述钝化层之间，所述第一保护层和所述第二保护层是通过溅射法制备而成的。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一保护层和所述第二保护层的材质包括氧化铟锡、氧化铟锌、铟镓锌氧化物或铟镓锌氧化物。
3.如权利要求1所述的TFT阵列基板，其特征在于，所述第一保护层和所述第二保护层的厚度为
4.如权利要求1所述的TFT阵列基板，其特征在于，所述栅极绝缘层和所述栅极层之间还设有第一过渡层，所述第一过渡层的材质包括钼、钛或钼钛合金。
5.如权利要求1所述的TFT阵列基板，其特征在于，所述源极和所述漏极朝向所述基体的一侧的表面还设有第二过渡层，所述第二过渡层的材质包括钼、钛或钼钛合金。
6.如权利要求1所述的TFT阵列基板，其特征在于，所述层间绝缘层和所述钝化层的材质为硅氧化合物。
7.如权利要求1所述的TFT阵列基板，其特征在于，所述缓冲层为单层结构的氮化硅层、氧化硅层或双层结构的氮化硅层和氧化硅层。
8.如权利要求1所述的TFT阵列基板，其特征在于，所述TFT阵列基板还包括：
平坦层，所述平坦层设于所述钝化层之上，所述钝化层和所述平坦层开设有第二通孔，使所述漏极或覆盖所述漏极的所述第二保护层部分暴露；
阳极，所述阳极设于所述平坦层之上并通过所述第二通孔与所述漏极或所述第二保护层相连；
像素限定层，所述像素限定层覆盖所述阳极并延伸至所述平坦层上，所述像素限定层开设有第三通孔，使所述阳极部分暴露，所述第三通孔用于沉积OLED。
9.一种TFT阵列基板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供基板，在所述基板上依次沉积遮光层、缓冲层、有源层、栅极绝缘层、栅极层，使所述有源层的相对两侧部分暴露，再对部分暴露的所述有源层进行处理，形成N+区域，再在所述栅极层上沉积层间绝缘层，在所述层间绝缘层上刻蚀出两个第一通孔，使所述有源层的相对两侧部分暴露；
在两个所述第一通孔上依次沉积源极、漏极，使所述源极、所述漏极设于所述层间绝缘层之上并与所述有源层的相对两侧分别连接；
在所述源极、所述漏极上沉积钝化层，使所述钝化层覆盖所述第二保护层并延伸至所述层间绝缘层上，得到TFT阵列基板；
当所述栅极层的材质为铜，所述层间绝缘层的材质为氧化物时，所述栅极层的表面还沉积有第一保护层，所述第一保护层夹设于所述栅极层和所述层间绝缘层之间；和/或，当所述源极、所述漏极的材质为铜，所述钝化层的材质为氧化物时，所述源极、所述漏极的表面还沉积有第二保护层，所述第二保护层夹设于所述源极、所述漏极和所述钝化层之间，所述第一保护层和所述第二保护层是通过溅射法制备而成的。
10.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的TFT阵列基板。
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