CN109638034A - 显示面板的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种显示面板的制造方法，通过设置钛层在半导体氧化物层上作为蚀刻阻挡层，并且在蚀刻后再通过离子布植将氧离子掺杂到钛层中，以使位在半导体氧化物层上的钛层形成电性绝缘的二氧化钛层，进而形成多个薄膜晶体管。

Description

显示面板的制造方法

技术领域

本发明是有关于显示器领域，特别是有关于一种显示面板的制造方法。

背景技术

使用半导体氧化物来制造晶体管的技术已受到注目，且所述晶体管具有迁移率高、均一性好、透明、工艺简单等优点。然而，在具有背沟道蚀刻型(back channel etch；BCE)结构的晶体管中，由于半导体氧化物没有蚀刻阻挡层(etch stop layer；ESL)的保护，蚀刻液会对半导体氧化物造成损伤，从而影响半导体层的器件特性。

故，有必要提供一种显示面板的制造方法，以解决现有技术所存在的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种显示面板的制造方法，以解决现有技术所存在的蚀刻液会对半导体氧化物造成损伤，从而影响半导体层的器件特性问题。

本发明的一目的在于提供一种显示面板的制造方法，其可以通过设置钛层在半导体氧化物层上作为蚀刻阻挡层，并且在蚀刻后再通过离子布植将氧离子掺杂到钛层中，以使位在半导体氧化物层上的钛层形成电性绝缘的二氧化钛层。

为达成本发明的前述目的，本发明一实施例提供一种显示面板的制造方法，其中所述显示面板的制造方法包含步骤：提供一基板；形成一栅极图案层于所述基板上；覆盖一栅极绝缘层于所述栅极图案层及所述基板上；形成一半导体氧化物层于所述栅极绝缘层上，其中所述半导体氧化物层的一位置对应所述栅极图案层的一位置；形成多个金属层于所述半导体氧化物层及所述栅极绝缘层上，其中所述多个金属层包含依序形成在所述半导体氧化物层及所述栅极绝缘层上的一钛层、一钼层及一铜层；及对所述多个金属层进行一灰阶掩膜工艺以形成多个薄膜晶体管，其中所述灰阶掩膜工艺包含：图案化所述多个金属层；移除位在所述半导体氧化物层上的所述铜层及所述钼层，以暴露位在所述半导体氧化物层上的所述钛层；及对位在所述半导体氧化物层上的所述钛层掺杂氧离子，其中所述钛层形成一二氧化钛层。

在本发明的一实施例中，所述显示面板的制造方法更包含步骤：覆盖一钝化层于所述多个薄膜晶体管及所述栅极绝缘层上。

在本发明的一实施例中，所述显示面板的制造方法更包含步骤：形成一像素电极层于所述钝化层上，其中所述像素电极层穿过所述钝化层的一孔洞并与电性连接所述多个薄膜晶体管。

在本发明的一实施例中，所述灰阶掩膜工艺是选自于由一半色调光掩膜工艺及一灰色调光掩膜工艺所组成的一族群。

在本发明的一实施例中，所述灰阶掩膜工艺包含：形成一光刻胶图案层于所述铜层上，所述光刻胶图案层定义所述多个薄膜晶体管的多个位置。

在本发明的一实施例中，所述光刻胶图案层具有一第一部分及一第二部分，所述光刻胶图案层的第一部分对应所述多个薄膜晶体管的一源/漏极区，以及所述光刻胶图案层的第二部分对应所述半导体氧化物层，其中所述第一部分及所述第二部分分别具有一第一厚度及一第二厚度，所述第二厚度小于所述第一厚度。

在本发明的一实施例中，所述图案化所述多个金属层的步骤包含：通过含氟成分的过氧化氢来图案化所述多个金属层。

在本发明的一实施例中，在所述图案化所述多个金属层的步骤之后以及所述移除位在所述半导体氧化物层上的所述铜层及所述钼层的步骤之前，更包含步骤：移除所述光刻胶图案层的第二部分。

在本发明的一实施例中，所述移除位在所述半导体氧化物层上的所述铜层及所述钼层的步骤包含：通过不含氟成分的过氧化氢来移除位在所述半导体氧化物层上的所述铜层及所述钼层。

为达成本发明的前述目的，本发明另一实施例提供一种显示面板的制造方法，其中所述显示面板的制造方法包含步骤：提供一基板；形成一栅极图案层于所述基板上；覆盖一栅极绝缘层于所述栅极图案层及所述基板上；形成一半导体氧化物层于所述栅极绝缘层上，所述半导体氧化物层的一位置对应所述栅极图案层的一位置，其中所述半导体氧化物层选自于由铟锌氧化物、铟镓锌氧化物及铟镓锌钖氧化物所组成的一族群；形成多个金属层于所述半导体氧化物层及所述栅极绝缘层上，其中所述多个金属层包含依序形成在所述半导体氧化物层及所述栅极绝缘层上的一钛层、一钼层及一铜层；及对所述多个金属层进行一灰阶掩膜工艺以形成多个薄膜晶体管，其中所述灰阶掩膜工艺包含：图案化所述多个金属层；移除位在所述半导体氧化物层上的所述铜层及所述钼层，以暴露位在所述半导体氧化物层上的所述钛层；及对位在所述半导体氧化物层上的所述钛层掺杂氧离子，其中所述钛层形成一二氧化钛层。

与现有技术相比较，本发明的显示面板的制造方法是通过设置钛层在半导体氧化物层上作为蚀刻阻挡层，并且在蚀刻后再通过离子布植将氧离子掺杂到钛层中，以使位在半导体氧化物层上的钛层形成电性绝缘的二氧化钛层，进而形成多个薄膜晶体管。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

附图说明

图1是本发明实施例的显示面板的制造方法的流程示意图。

图2A至2G是本发明实施例的显示面板的制造方法的各个制造步骤的剖面示意图。

图3A至3E是本发明实施例的显示面板的制造方法的灰阶掩膜工艺的各个步骤的剖面示意图。

具体实施方式

以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。再者，本发明所提到的方向用语，例如上、下、顶、底、前、后、左、右、内、外、侧面、周围、中央、水平、横向、垂直、纵向、轴向、径向、最上层或最下层等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。

请参照图1及2A至2G，本发明一实施例的显示面板的制造方法10包含下列步骤11至16：提供一基板(步骤11)；形成一栅极图案层于所述基板上(步骤12)；覆盖一栅极绝缘层于所述栅极图案层及所述基板上(步骤13)；形成一半导体氧化物层于所述栅极绝缘层上，其中所述半导体氧化物层的一位置对应所述栅极图案层的一位置(步骤14)；形成多个金属层于所述半导体氧化物层及所述栅极绝缘层上，其中所述多个金属层包含依序形成在所述半导体氧化物层及所述栅极绝缘层上的一钛层、一钼层及一铜层(步骤15)；及对所述多个金属层进行一灰阶掩膜工艺以形成多个薄膜晶体管，其中所述灰阶掩膜工艺包含：图案化所述多个金属层；移除位在所述半导体氧化物层上的所述铜层及所述钼层，以暴露位在所述半导体氧化物层上的所述钛层；及对位在所述半导体氧化物层上的所述钛层掺杂氧离子，其中所述钛层形成一二氧化钛层(步骤16)。本发明将于下文详细说明实施例的各步骤的实施细节及其原理。

请一并参考图1及2A，本发明一实施例的显示面板的制造方法10首先是步骤11：提供一基板21。在本步骤11中，所述基板21例如是一衬底基板，可用于承载显示面板的各个构件。在一实施例中，所述基板21例如是一柔性基板、一透光基板或者一柔性透光基板。

请一并参考图1及2B，本发明一实施例的显示面板的制造方法10接着是步骤12：形成一栅极图案层22于所述基板21上。在本步骤12中，所述栅极图案层22例如是包含有钼与铜的一复合层。在一实施例中，所述栅极图案层22可通过一般半导体工艺的方式(例如微影蚀刻法)制作。在另一实施例中，所述栅极图案层22的厚度可根据需求来调整，故在此不做限制。

请一并参考图1及2C，本发明一实施例的显示面板的制造方法10接着是步骤13：覆盖一栅极绝缘层23于所述栅极图案层22及所述基板21上。在本步骤13中，所述栅极绝缘层23可使所述栅极图案层22电性绝缘于后面所形成的源/漏极区。在一实施例中，所述栅极绝缘层23可通过一般半导体工艺的方式(例如沉积或溅镀等方式)制作。在另一实施例中，所述栅极绝缘层23的厚度可根据需求来调整，故在此不做限制。

请一并参考图1及2D，本发明一实施例的显示面板的制造方法10接着是步骤14：形成一半导体氧化物层24于所述栅极绝缘层23上，其中所述半导体氧化物层24的一位置对应所述栅极图案层22的一位置。在一实施例中，所述半导体氧化物层选自于由铟锌氧化物、铟镓锌氧化物及铟镓锌钖氧化物所组成的一族群。在另一实施例中，所述半导体氧化物层可通过一般半导体工艺的方式(例如沉积或溅镀等方式)制作。要提到的是，所述半导体氧化物层24主要作为后续所形成的薄膜晶体管的沟道。

请一并参考图1及2E，本发明一实施例的显示面板的制造方法10接着是步骤15：形成多个金属层25于所述半导体氧化物层24及所述栅极绝缘层23上，其中所述多个金属层25包含依序形成在所述半导体氧化物层24及所述栅极绝缘层23上的一钛层251、一钼层252及一铜层253。在一实施例中，所述钛层251例如是通过沉积或溅镀等方式制作。在一范例中，所述钛层251的厚度介于1纳米至10纳米之间。在另一实施例中，所述钼层252例如是通过沉积或溅镀等方式制作。在一范例中，所述钼层252的厚度介于10纳米至50纳米之间。在又一实施例中，所述铜层253例如是通过沉积或溅镀等方式制作。在一范例中，所述铜层253的厚度介于200纳米至1000纳米之间。值得一提的是，所述钼层252可作为所述铜层253的扩散阻障层(diffusion barrier layer)，所述铜层253作为则是作为导电层。

请一并参考图1及2F，本发明一实施例的显示面板的制造方法10最后是步骤16：对所述多个金属层25进行一灰阶掩膜工艺以形成多个薄膜晶体管26，其中所述灰阶掩膜工艺包含：图案化所述多个金属层25；移除位在所述半导体氧化物层24上的所述铜层253及所述钼层252，以暴露位在所述半导体氧化物层24上的所述钛层251；及对位在所述半导体氧化物层上的所述钛层掺杂氧离子，其中所述钛层形成一二氧化钛层。在本步骤16中，可仅通过一次的灰阶掩膜工艺来使所述多个金属层25形成多个薄膜晶体管26，故可节省使用光掩膜的成本。在一实施例中，所述灰阶掩膜工艺是选自于由一半色调光掩膜工艺及一灰色调光掩膜工艺所组成的一族群。

具体而言，请参考图3A，所述灰阶掩膜工艺可包含：形成一光刻胶图案层27于所述铜层上，所述光刻胶图案层27定义所述多个薄膜晶体管26的多个位置。另外，所述光刻胶图案层27具有一第一部分27A及一第二部分27B，所述光刻胶图案层27的第一部分27A对应所述多个薄膜晶体管26的一源/漏极区(包含源极区与漏极区)，以及所述光刻胶图案层27的第二部分27B对应所述半导体氧化物层24，其中所述第一部分27A及所述第二部分27B分别具有一第一厚度及一第二厚度，所述第二厚度小于所述第一厚度。

续言之，请参考图3B，在完成上述的光刻胶图案层27后，可通过选择蚀刻剂的种类来对所述多个金属层25进行蚀刻。首先，所述图案化所述多个金属层25的步骤包含：通过含氟成分的过氧化氢来图案化所述多个金属层25。在此步骤中，若是所述多个金属层25的上方没有光刻胶图案层27，就会被含氟成分的过氧化氢所蚀刻，进而图案化所述所述多个金属层25。这边要提到的是，含氟成分的过氧化氢作为蚀刻剂可一并蚀刻所述多个金属层25的钛层251、钼层252及铜层253，进而暴露出栅极绝缘层23。

在一实施例中，请参考图3C，在通过含氟成分的过氧化氢来图案化所述多个金属层25的步骤之后，并且在所述移除位在所述半导体氧化物层24上的所述铜层253及所述钼层252的步骤之前，更包含步骤：移除所述光刻胶图案层27的第二部分27B。在本步骤中，主要是为了露出位在所述半导体氧化物层24上的多个金属层25，以便于后续的步骤的进行。值得一提的是，在移除所述光刻胶图案层27的第二部分27B的同时，也可使所述光刻胶图案层27的第一部分27A的厚度减少(即第一厚度减少)。举例而言，例如通过氧电浆灰化方式来移除所述光刻胶图案层27的第二部分27B时，由于所述氧电浆灰化方式是整体性的对所述光刻胶图案层27产生影响，故所述光刻胶图案层27的第一部分27A也会受到所述氧电浆灰化方式而减少厚度。然而，由于所述第二部分27B的第二厚度小于所述第一部分27A的第一厚度，故可通过控制所述氧电浆灰化方式的参数，进而可在完整移除所述第二部分27B的前提下，保留厚度减少的所述第一部分27A。

在一实施例中，请参考图3D，所述移除位在所述半导体氧化物层24上的所述铜层253及所述钼层252的步骤包含：通过不含氟成分的过氧化氢来移除位在所述半导体氧化物层24上的所述铜层253及所述钼层252。在此步骤中，因为所述光刻胶图案层27的第二部分已被移除，因此所述半导体氧化物层24上的所述铜层253及所述钼层252会通过不含氟成分的过氧化氢而被蚀刻。这边要提到的是，不含氟成分的过氧化氢作为蚀刻剂可一并蚀刻所述多个金属层25的钼层252及铜层253，但是对钛层251不产生蚀刻效果。换言之，位在所述半导体氧化物层24上的钛层251是作为蚀刻阻挡层，以避免蚀刻液对半导体氧化物层24造成损伤。

请参考图2F及3E，由于位在所述半导体氧化物层24上的钛层251是具备导电性的，故可对位在所述半导体氧化物层上的所述钛层掺杂氧离子261，以使所述钛层251形成基本上是电性绝缘的二氧化钛层28。在所述二氧化钛层28(如图2F)形成时，经过上述步骤处理的所述多个金属层25、所述半导体氧化物层24与所述栅极图案层22会形成所述多个薄膜晶体管26。具体而言，由于所述二氧化钛层28基本上是电性绝缘的，所以位在所述半导体氧化物层24的两侧的钛层可作为所述多个薄膜晶体管26的源/漏极区。另一方面，所述半导体氧化物层24则作为所述多个薄膜晶体管26的沟道，以及所述栅极图案层22则作为所述多个薄膜晶体管26的栅极。在一实施例中，在掺杂氧离子261的步骤后，可将所述光刻胶图案层27的第一部分27A移除。

在一实施例中，对位在所述半导体氧化物层24上的所述钛层251掺杂氧离子261以形成所述二氧化钛层的步骤后，可对掺杂氧离子261的所述钛层251进行退火处理，其中所述退火处理的退火温度介于200至400℃之间，以及退火时间介于30至120分之间。通过上述的退火处理，所述钛层251的缺陷可被修补，并且形成绝缘且致密性高的二氧化钛层28。

在一实施例中，请参考图2G，所述显示面板的制造方法更包含步骤：覆盖一钝化层29于所述多个薄膜晶体管26及所述栅极绝缘层23上。所述钝化层29可用于避免所述多个薄膜晶体管26的氧化。在一实施例中，所述钝化层29例如可使用一般半导体工艺所使用的材质及步骤制成，故在此不再赘述。

在一实施例中，请参考图2G，所述显示面板的制造方法更包含步骤：形成一像素电极层30于所述钝化层29上，其中所述像素电极层30穿过所述钝化层29的一孔洞291并与电性连接所述多个薄膜晶体管26。在一实施例中，所述像素电极层30例如可使用一般半导体工艺所使用的材质及步骤制成，故在此不再赘述。

由上可知，本发明的显示面板的制造方法是通过设置钛层在半导体氧化物层上作为蚀刻阻挡层，并且在蚀刻后再通过离子布植将氧离子掺杂到钛层中，以使位在半导体氧化物层上的钛层形成电性绝缘的二氧化钛层，进而形成多个薄膜晶体管。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已公开的实施例并未限制本发明的范围。相反地，包含于权利要求书的精神及范围的修改及均等设置均包括于本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种显示面板的制造方法，其特征在于：所述显示面板的制造方法包含步骤：

提供一基板；

形成一栅极图案层于所述基板上；

覆盖一栅极绝缘层于所述栅极图案层及所述基板上；

形成一半导体氧化物层于所述栅极绝缘层上，其中所述半导体氧化物层的一位置对应所述栅极图案层的一位置；

形成多个金属层于所述半导体氧化物层及所述栅极绝缘层上，其中所述多个金属层包含依序形成在所述半导体氧化物层及所述栅极绝缘层上的一钛层、一钼层及一铜层；及

对所述多个金属层进行一灰阶掩膜工艺以形成多个薄膜晶体管，其中所述灰阶掩膜工艺包含：

图案化所述多个金属层；

移除位在所述半导体氧化物层上的所述铜层及所述钼层，以暴露位在所述半导体氧化物层上的所述钛层；及

对位在所述半导体氧化物层上的所述钛层掺杂氧离子，其中所述钛层形成一二氧化钛层。

2.如权利要求1所述的显示面板的制造方法，其特征在于：所述显示面板的制造方法更包含步骤：覆盖一钝化层于所述多个薄膜晶体管及所述栅极绝缘层上。

3.如权利要求2所述的显示面板的制造方法，其特征在于：所述显示面板的制造方法更包含步骤：形成一像素电极层于所述钝化层上，其中所述像素电极层穿过所述钝化层的一孔洞并与电性连接所述多个薄膜晶体管。

4.如权利要求1所述的显示面板的制造方法，其特征在于：所述灰阶掩膜工艺是选自于由一半色调光掩膜工艺及一灰色调光掩膜工艺所组成的一族群。

5.如权利要求1所述的显示面板的制造方法，其特征在于：所述灰阶掩膜工艺包含：形成一光刻胶图案层于所述铜层上，所述光刻胶图案层定义所述多个薄膜晶体管的多个位置。

6.如权利要求5所述的显示面板的制造方法，其特征在于：所述光刻胶图案层具有一第一部分及一第二部分，所述光刻胶图案层的第一部分对应所述多个薄膜晶体管的一源/漏极区，以及所述光刻胶图案层的第二部分对应所述半导体氧化物层，其中所述第一部分及所述第二部分分别具有一第一厚度及一第二厚度，所述第二厚度小于所述第一厚度。

7.如权利要求6所述的显示面板的制造方法，其特征在于：所述图案化所述多个金属层的步骤包含：通过含氟成分的过氧化氢来图案化所述多个金属层。

8.如权利要求7所述的显示面板的制造方法，其特征在于：在所述图案化所述多个金属层的步骤之后以及所述移除位在所述半导体氧化物层上的所述铜层及所述钼层的步骤之前，更包含步骤：移除所述光刻胶图案层的第二部分。

9.如权利要求8所述的显示面板的制造方法，其特征在于：所述移除位在所述半导体氧化物层上的所述铜层及所述钼层的步骤包含：通过不含氟成分的过氧化氢来移除位在所述半导体氧化物层上的所述铜层及所述钼层。

10.一种显示面板的制造方法，其特征在于：所述显示面板的制造方法包含步骤：

提供一基板；

形成一栅极图案层于所述基板上；

覆盖一栅极绝缘层于所述栅极图案层及所述基板上；

形成一半导体氧化物层于所述栅极绝缘层上，所述半导体氧化物层的一位置对应所述栅极图案层的一位置，其中所述半导体氧化物层选自于由铟锌氧化物、铟镓锌氧化物及铟镓锌钖氧化物所组成的一族群；

形成多个金属层于所述半导体氧化物层及所述栅极绝缘层上，其中所述多个金属层包含依序形成在所述半导体氧化物层及所述栅极绝缘层上的一钛层、一钼层及一铜层；及

对所述多个金属层进行一灰阶掩膜工艺以形成多个薄膜晶体管，其中所述灰阶掩膜工艺包含：

图案化所述多个金属层；

移除位在所述半导体氧化物层上的所述铜层及所述钼层，以暴露位在所述半导体氧化物层上的所述钛层；及

对位在所述半导体氧化物层上的所述钛层掺杂氧离子，其中所述钛层形成一二氧化钛层。