CN109920729B

CN109920729B - 一种显示基板的制备方法、显示装置

Info

Publication number: CN109920729B
Application number: CN201910237592.1A
Authority: CN
Inventors: 林亮; 邹志翔; 万云海; 罗标; 陈彦波
Original assignee: BOE Technology Group Co Ltd; Hefei Xinsheng Optoelectronics Technology Co Ltd
Current assignee: BOE Technology Group Co Ltd; Hefei Xinsheng Optoelectronics Technology Co Ltd
Priority date: 2019-03-27
Filing date: 2019-03-27
Publication date: 2022-12-02
Anticipated expiration: 2039-03-27
Also published as: CN109920729A

Abstract

本发明提供一种显示基板的制备方法、显示装置，属于显示技术领域，其可解决现有的金属层易鼓泡降低产品良率的问题。本发明的显示基板的制备方法中，利用光刻工艺形成图案化的金属层后，再利用等离子轰击金属表面残留的光刻胶，需要说明的是，在现有工艺中，这些残留的光刻胶肉眼并不可见，本实施例中的等离子轰击其表面，一方面利用物理力冲击残留的光刻胶，另一方面等离子体可与残留的光刻胶的基团发生化学反应并以气体方式挥发，从而将残留光刻胶彻底去除，防止非金属结构层产生鼓泡。

Description

一种显示基板的制备方法、显示装置

技术领域

本发明属于显示技术领域，具体涉及一种显示基板的制备方法、显示装置。

背景技术

Cu导线因其优良的导电性能广泛应用于电子器件，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：随着8K高分辨率、120Hz以上高刷新率等产品规格的不断提高，在厚Cu工艺中GI鼓包的现象高发，这些鼓包在后工艺会发生破裂，在栅极边缘发生时造成栅极Cu金属腐蚀，造成断线；在栅极与源漏极交叠处发生时造成二者直连，形成短路；对产品良率产生极大负面影响。

发明内容

本发明针对现有的金属层易鼓泡降低产品良率的问题，提供一种显示基板的制备方法、显示装置。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是：

一种显示基板的制备方法，包括：

采用光刻工艺在衬底的一侧形成图案化的金属层的步骤；

在所述图案化的金属层背离衬底的一侧形成非金属结构层的步骤；

其中，在形成图案化的金属层之后，形成所述非金属结构层之前，还包括：

采用等离子轰击图案化的金属层背离衬底一侧的表面以去除残留的光刻胶的步骤。

可选的是，所述等离子轰击包括采用N₂、NH₃、H₂中的任意一种或几种的混合气体进行轰击。

可选的是，在采用等离子轰击图案化的金属层背离衬底一侧的表面之后，形成所述非金属结构层之前，还包括：

形成内应力缓冲层的步骤；其中，所述图案化的金属层与内应力缓冲层的内应力差值小于200Mpa；所述内应力缓冲层与非金属结构层的内应力差值小于200Mpa。

可选的是，所述内应力缓冲层采用绝缘材料形成；所述内应力缓冲层的内应力范围为0-200Mpa。

可选的是，所述图案化的金属层包括栅极，所述非金属结构层包括栅极绝缘层。

可选的是，所述栅极采用铜金属形成，所述铜金属的厚度大于4500埃。

可选的是，所述栅极绝缘层采用SiO/SiN形成。

可选的是，所述图案化的金属层包括源漏极。

可选的是，所述源漏极采用含铜的金属沉积形成。

本发明还提供一种显示装置，包括上述的方法制备的显示基板。

附图说明

图1为本发明的实施例1的显示基板的制备方法流程示意图；

图2为本发明的实施例2的显示基板的制备方法流程示意图；

图3为本发明的实施例3的显示基板的结构示意图；

其中，附图标记为：1、衬底；2、图案化的金属层；3、非金属结构层；4、内应力缓冲层；51、栅极；52、栅极绝缘层；53、有源层；54、源漏极；55、低温钝化层；56、高温钝化层；57、电极。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

实施例1：

本实施例提供一种显示基板的制备方法，包括以下制备步骤：

S1、采用光刻工艺在衬底1的一侧形成图案化的金属层2；

S2、采用等离子轰击图案化的金属层2背离衬底1一侧的表面以去除残留的光刻胶；

S3、在所述图案化的金属层2背离衬底1的一侧形成非金属结构层3。

本实施例的显示基板的制备方法中，利用光刻工艺形成图案化的金属层2后，再利用等离子轰击金属表面残留的光刻胶，需要说明的是，在现有工艺中，这些残留的光刻胶肉眼并不可见，本实施例中的等离子轰击其表面，一方面利用物理力冲击残留的光刻胶，另一方面等离子体可与残留的光刻胶的基团发生化学反应并以气体方式挥发，从而将残留光刻胶彻底去除，防止非金属结构层3产生鼓泡。

实施例2：

S01、采用光刻工艺在衬底1的一侧形成图案化的金属层2；具体的，衬底1可以采用玻璃等透明材料制成、且经过预先清洗。金属层可以采用钼、钼铌合金、铝、铝钕合金、钛或铜中的至少一种形成。

S02、采用等离子轰击图案化的金属层2背离衬底1一侧的表面以去除残留的光刻胶；

作为本实施例中的一种可选实施方案，所述等离子轰击包括采用N₂、NH₃、H₂中的任意一种或几种的混合气体进行轰击。

S03、形成内应力缓冲层4；其中，所述图案化的金属层2与内应力缓冲层4的内应力差值小于200Mpa；所述内应力缓冲层4与非金属结构层3的内应力差值小于200Mpa。

由于金属与非金属的力学性能不同，在后续的工艺中，二者的受内应力形变量不同，也会造成鼓泡现象，本实施例中增加了内应力缓冲层4以缓冲二者内应力，防止这种内应力不同步引起的鼓泡造成的不良。

可选的是，所述内应力缓冲层4采用绝缘材料形成；所述内应力缓冲层4的内应力范围为0-200Mpa。

S04、在所述图案化的金属层2背离衬底1的一侧形成非金属结构层3。具体的，可以采用等离子体增强化学气相沉积方式、低压化学气相沉积方式、大气压化学气相沉积方式或电子回旋谐振化学气相沉积方式或溅射方式形成非金属结构层3。

实施例3：

本实施例提供一种显示基板的制备方法，其与实施例2的方法类似，其与实施例2的区别在于，本实施例的显示基板上包括薄膜晶体管，所述图案化的金属层2包括栅极51，所述非金属结构层3包括栅极绝缘层52。具体的包括以下步骤：

S11、采用铜(Cu)金属或者铜金属的与其它金属的合金形成栅金属层，其中，铜金属形成的栅金属层的厚度大于4500埃，经检测该栅金属层的内应力约在200～400Mpa。然后利用光刻工艺将栅金属层图案化得到栅极51。具体的，光刻工艺可以先在铜金属层上形成一层光刻胶，然后对光刻胶进行曝光和显影，然后对铜金属层进行干法刻蚀，以形成包括栅极51的图形。

S12、在栅极51铜金属表面，采用高能等离子进行表面轰击，可以选用的气体包括但不限于N₂、NH₃、H₂等。

本步骤处理的目的在于：使用高能基团反应活化表面残留的光刻胶基团及水汽，避免成膜中该类杂质气化产生鼓包。

S13、沉积内应力缓冲层4，也就是说，在栅极51上方沉积一层透明绝缘膜层，可以但不限于通过控制成膜的压力、极板间距、气体流量等以控制该透明绝缘膜层的内应力范围在0～200Mpa之间。

内应力缓冲层4的作用是：与金属铜形成的栅极51膜层内应力相互匹配，使二者作为相邻膜层的内应力的差异在200Mpa内，避免内应力失配类鼓包。

S14、沉积栅极绝缘层52，该层可由一层或多层透明Si系化合物例如SiO/SiN组成，起主要栅绝缘作用。具体的，可以采用等离子体增强化学气相沉积方式、低压化学气相沉积方式、大气压化学气相沉积方式或电子回旋谐振化学气相沉积方式或溅射方式沉积栅极绝缘层52。

S15、形成图案化的有源层53：以IGZO为例，有源层53的膜层厚度可以是在300～1000埃范围内，气体中O₂的比例在5％～40％之间；此外，该步骤形成后须有高温退火工序，退火的工艺温度>280℃。

S16、形成源漏极54及数据线，其可以采用金属、金属合金，如：钼、钼铌合金、铝、铝钕合金、钛或铜等导电材料形成。也可以采用三层结构的金属导线，例如铜钼铌等金属构成的三层结构，其中铜金属可以设于钼铌等金属之间，即钼铌等金属起缓冲作用，即防止Cu向有源层53内部扩散，也防止后续的PVX保护层沉积时造成Cu氧化。

需要说明的是，本实施例中的源漏极54也可以采用形成栅极51的方式，在形成金属层后经过等离子轰击其表面，一方面利用物理力冲击残留的光刻胶，另一方面等离子体可与残留的光刻胶的基团发生化学反应并以气体方式挥发，从而将残留光刻胶彻底去除，防止非金属结构层3产生鼓泡。

S17、采用硅氧化物、硅氮化物、铪氧化物或铝氧化物沉积形成钝化层；钝化层包括低温钝化层55和高温钝化层56两层；低温钝化层55采用SiO膜层，温度170～250℃，成膜功率<13kW，N₂O与SiH₄的比例大于或等于90:1，确保有源层53背沟道界面有足够的易激发空穴-电子对；高温钝化层56280～340℃，成膜功率>15kW，采用SiO/SiON或SiO/SiN复合膜层，其中，SiN中Si-H含量<10％，主要起保护层作用。具体的，可采用等离子体增强化学气相沉积方式、低压化学气相沉积方式、大气压化学气相沉积方式或电子回旋谐振化学气相沉积方式沉积形成钝化层。

S18、形成过孔和电极57。具体的，可以采用溅射方式、热蒸发方式或等离子体增强化学气相沉积方式、低压化学气相沉积方式、大气压化学气相沉积方式或电子回旋谐振化学气相沉积方式沉积导电金属膜，然后将其图案化得到包括电极57的图形。该步骤中电极57也可以采用双层膜或三层膜结构：比如ITO(氧化铟锡)/Ag(银)/ITO(氧化铟锡)或者Ag(银)/ITO(氧化铟锡)结构；或者，把上述结构中的ITO换成IZO(氧化铟锌)、IGZO(氧化铟镓锌)或InGaSnO(氧化铟镓锡)。

在本实施例对应的附图中，显示了附图所示各结构层的大小、厚度等仅为示意。在工艺实现中，各结构层在衬底上的投影面积可以相同，也可以不同，可以通过刻蚀工艺实现所需的各结构层投影面积；同时，附图所示结构也不限定各结构层的几何形状，例如可以是附图所示的矩形，还可以是梯形，或其它刻蚀所形成的形状，同样可通过刻蚀实现。

实施例4：

本实施例提供了一种显示装置，其包括上述任意一种方法制备的显示基板。所述显示装置可以为：液晶显示面板、电子纸、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。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种显示基板的制备方法，其特征在于，包括：

采用光刻工艺在衬底的一侧形成图案化的金属层的步骤；

采用等离子轰击图案化的金属层背离衬底一侧的表面以去除残留的光刻胶的步骤；

形成所述非金属结构层之后，还包括：

形成图案化的有源层；

形成源漏极；

沉积形成钝化层，所述钝化层包括低温钝化层和高温钝化层，所述高温钝化层位于所述低温钝化层背离所述有源层的一侧，所述低温钝化层采用SiO膜层，沉积所述低温钝化层的过程中的温度在170～250℃之间，成膜功率小于13kW，采用的气体包括：N₂O与SiH₄，N₂O与SiH₄的比例大于或等于90:1，以保证所述有源层的背沟道界面有足够的易激发空穴-电子对；所述高温钝化层采用SiO与SiON的复合膜层或SiO与SiN复合膜层。

2.根据权利要求1所述的显示基板的制备方法，其特征在于，在采用等离子轰击图案化的金属层背离衬底一侧的表面之后，形成所述非金属结构层之前，还包括：

3.根据权利要求1所述的显示基板的制备方法，其特征在于，所述等离子轰击包括采用N₂、NH₃、H₂中的任意一种或几种的混合气体进行轰击。

4.根据权利要求2所述的显示基板的制备方法，其特征在于，所述内应力缓冲层采用绝缘材料形成；所述内应力缓冲层的内应力范围为0-200Mpa。

5.根据权利要求1所述的显示基板的制备方法，其特征在于，所述图案化的金属层包括栅极，所述非金属结构层包括栅极绝缘层。

6.根据权利要求5所述的显示基板的制备方法，其特征在于，所述栅极采用铜金属形成，所述铜金属的厚度大于4500埃。

7.根据权利要求5所述的显示基板的制备方法，其特征在于，所述栅极绝缘层采用SiO/SiN形成。

8.根据权利要求1所述的显示基板的制备方法，其特征在于，所述源漏极采用含铜的金属沉积形成。

9.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的方法制备的显示基板。