CN111370311B - 显示面板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种显示面板及其制备方法，所述显示面板的制备方法包括以下步骤：栅极层制备步骤、有源层制备步骤、刻蚀阻挡层制备步骤以及源漏极层制备步骤，所述有源层制备步骤包括半导体层制备步骤以及第一图案化处理步骤。本发明的技术效果在于，通过重复使用源漏极光罩，搭配Lift off技术，实现具有蚀刻阻挡层器件的制备，降低掩膜板成本。
Description
技术领域
本发明涉及显示领域，特别涉及一种显示面板及其制备方法。
背景技术
金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)根据栅极位置不同可以分为底栅结构和顶栅结构两大类，顶栅结构的特点是栅极在顶部，虽然这种结构的源漏电极可以采用光刻工艺制备高精度的沟道，但不利于形成栅极的拓展结构，且栅极结构的弯曲可能会引起电极与拓展部位的接触区域的错位；底栅结构的特点是栅极直接沉积于衬底上，可实现电极与拓展结构的良好接触，且底栅结构薄膜晶体管可先制备绝缘层，再根据接触类型按顺序制备有源层和源漏电极，制备过程中对绝缘层进行处理可有效提高绝缘层的平整度，使其与有源层形成良好的接触，优化器件的性能。
传统的薄膜晶体管中采用的金等金属电极通常通过蒸镀或电子束蒸发的方法制备，工艺复杂，成本高；采用的氧化铝等金属氧化物类绝缘层通常通过溅射或原子层沉积等方法制备，工艺复杂，成本高，且金属氧化物类绝缘层材料易碎，限制了其广泛应用。随着柔性可穿戴设备、柔性传感器等柔性器件的快速发展，对半导体技术中的基础元件——晶体管也提出了更高的要求，因此，若能制得柔性的薄膜晶体管，对实现器件的阵列化、集成化，以及拓宽柔性薄膜晶体管的应用范围具有积极的意义。
柔性电子是将有机、无机材料电子器件制作在柔性、可延性塑料或薄金属基板上的新兴电子科技，在信息、能源、医疗、国防等领域都具有广泛应用。如印刷射频识别标签(RFID)、电子用表面粘贴、有机发光二极管OLED、柔性电子显示器等。与传统集成电路(IC)技术一样，柔性电子技术发展的主要驱动力是制造工艺和装备。在更大幅面的基板上以更低的成本制造出特征尺寸更小的柔性电子器件成为了制造的关键。
常见的具备蚀刻阻挡层(ESL：Etch Stop Layer)IGZO器件结构，一般执行至源/漏极(Source/Drain)图案化需要4张光罩(Mask)，工艺制程多且成本相对较高。
发明内容
本发明的目的在于，解决现有技术中制备显示面板时光罩使用成本较高的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供一种显示面板的制备方法，包括以下步骤：栅极层制备步骤，在一基板的上表面依次制备出栅极层及栅极绝缘层；有源层制备步骤，在所述栅极绝缘层的上表面制备出有源层；所述有源层制备步骤包括半导体层制备步骤以及第一图案化处理步骤；刻蚀阻挡层制备步骤，在所述有源层的上表面制备出刻蚀阻挡层；以及源漏极层制备步骤，在所述刻蚀阻挡层的上表面制备出源漏极层。
进一步地，在所述半导体层制备步骤中，在所述栅极绝缘层的上表面涂布一层半导体材料，形成半导体层。
进一步地，所述第一图案化处理步骤包括：光刻胶涂布步骤，在所述半导体层的上表面涂布光刻胶；第一曝光步骤，曝光及显影处理所述光刻胶，形成光阻层；第一刻蚀步骤，刻蚀处理所述半导体层，形成有源层；以及第一灰化步骤，灰化处理所述光阻层。
进一步地，在所述第一曝光步骤中，曝光及显影处理后形成的所述光阻层与所述栅极层相对设置。
进一步地，在所述第一刻蚀步骤中，采用湿刻方式，去除未被所述光阻层覆盖处的半导体层，刻蚀后剩下的半导体层形成有源层。
进一步地，在所述第一灰化步骤中，灰化处理后的光阻层设于所述有源层的边缘处。
进一步地，所述刻蚀阻挡层制备步骤包括：第一沉积步骤，在所述栅极绝缘层、所述有源层及所述光阻层的上表面沉积一层第一金属材料；以及剥离步骤，剥离所述光阻层以及所述光阻层上方的第一金属材料。
进一步地，所述第一金属材料包括钛、二氧化钛、氧化铝、氧化硅中的一种。
进一步地，所述源漏极制备步骤包括：第二沉积步骤，在所述刻蚀阻挡层及所述有源层的上表面沉积一层第二金属材料；第二图案化处理步骤，图案化处理所述第二金属材料，形成源漏极层。
为实现上述目的，本发明还提供一种显示面板，由前文所述的显示面板的制备方法制备而成。
本发明的技术效果在于，通过重复使用源漏极光罩，搭配Lift off技术，实现具有蚀刻阻挡层器件的制备，可降低生产成本，短通道刻蚀阻挡层使得光阻的剥离对显示面板的伤害更小，提高显示面板的可靠性。
附图说明
下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。
图1为本发明实施例所述显示面板的制备方法的流程图；
图2为本发明实施例所述栅极层制备步骤之后的示意图；
图3为本发明实施例所述有源层制备步骤之后的示意图；
图4为本发明实施例所述第一沉积步骤之后的示意图；
图5为本发明实施例剥离步骤之后的示意图；
图6为本发明实施例所述第二沉积步骤之后的示意图；
图7为本发明实施例所述显示面板的结构示意图。
部分组件标识如下：
1、基板；2、栅极层；3、栅极绝缘层；4、有源层；5、光阻层；6、刻蚀阻挡层；7、源漏极层；71、第二金属材料。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
具体的，请参阅图1至图7，本申请实施例提供一种显示面板的制备方法，图1为显示面板的制备方法的流程图，包括步骤S1～S4。
S1栅极层制备步骤，在基板1的上表面制备出栅极层2及栅极绝缘层3(参见图2)，具体地，在基板1的上表面沉积一栅极材料，可为钼(Mo)、铝(Al)、铜(Cu)、钛(Ti)等，或者是合金，或者是多层薄膜结构，经图案化处理后形成栅极层2。在基板1以及栅极层2的上表面沉积一层无机层，所述无机材料包括硅的氧化物或硅的氮化物或是多层薄膜结构，图案化处理后，形成栅极绝缘层3，起到绝缘作用，防止栅极层2与其他金属层之间形成电连接导致短路。
S2有源层制备步骤，在栅极绝缘层3的上表面制备出有源层4(参见图3)，具体地，所述有源层制备步骤包括半导体层制备步骤以及第一图案化处理步骤。在所述半导体层制备步骤中，在栅极绝缘层3的上表面涂布一层半导体材料，形成整面的半导体层。
所述第一图案化处理步骤包括以下步骤：光刻胶涂布步骤，在所述半导体层的上表面涂布一层光刻胶。第一曝光步骤，采用半色阶光罩(Half Tone Mask)曝光及显影处理所述光刻胶，形成光阻层5，光阻层5与栅极层2相对设置。第一刻蚀步骤，采用湿刻方式刻蚀处理所述半导体层，去除未被所述光阻层覆盖处的半导体层，刻蚀后剩下的半导体层与栅极层2相对设置，形成有源层。第一灰化步骤，灰化处理光阻层5，去除光阻层5中间处的光刻胶，使得剩下的光阻层设于有源层4的边缘处，为后续源漏极层的制备提供通道。
S3刻蚀阻挡层制备步骤，在有源层4的上表面制备出刻蚀阻挡层6(参见图4、图5)，具体地，所述刻蚀阻挡层制备步骤包括以下步骤：第一沉积步骤，在栅极绝缘层3、有源层4及光阻层5的上表面沉积一层第一金属材料(参见图4)，所述第一金属材料包括钛、二氧化钛、氧化铝、氧化硅中的一种。剥离步骤，剥离(Lift off)光阻层5以及光阻层5上方的第一金属材料(参见图5)，形成两个通孔，所述通孔为后续源漏极层的制备提供通道。用此方法也准确的制备出短通道(short channel)刻蚀阻挡层，而且若采用负性光阻作为光刻胶，会使得剥离步骤对显示面板的伤害更小，提高显示面板的可靠性。
在本实施例中所述第一金属材料优选为钛(Ti)，因为钛的氧化灰化处理还可挥发掉光阻层的残留，可防止光阻残留物对后续膜层的制备产生影响。
在本实施例中，刻蚀阻挡层6在光阻层5已经被图案化处理后再制备，可保证刻后续第二金属材料71可填充满剥离光阻层5后形成的通孔，使得源漏极层7不被额外刻蚀掉，保证源漏极层7的完整性，进一步提高显示面板的可靠性。
S4源漏极层制备步骤，在刻蚀阻挡层6的上表面制备出源漏极层7(参见图6、图7)。所述源漏极制备步骤包括以下步骤：第二沉积步骤，在刻蚀阻挡层6及有源层4的上表面沉积一层第二金属材料71。第二图案化处理步骤，图案化处理第二金属材料71，形成源漏极层7，源漏极层7通过所述通孔电连接至有源层4。
本实施例所述显示面板的制备方法的技术效果在于，通过重复使用源漏极光罩，搭配Lift off技术，实现具有蚀刻阻挡层器件的制备，可降低生产成本，短通道刻蚀阻挡层使得光阻的剥离对显示面板的伤害更小，提高显示面板的可靠性。
如图7所示，本实施例还提供一种显示面板，由前文所述的显示面板的制备方法制备而成，包括基板1、栅极层2、栅极绝缘层3、有源层4、刻蚀阻挡层6以及源漏极层7。
基板1为硬质基板，一般为玻璃基板，起到支撑作用及衬底作用。
栅极层2设于基板1的上表面，可实现电极与拓展结构的良好接触。栅极层2的材质为金属材料，所述金属材料包括钼(Mo)、铝(Al)、铜(Cu)、钛(Ti)等，或者是合金，或者是多层薄膜结构。
栅极绝缘层3设于栅极层2的上表面，栅极绝缘层3的材质为无机材料，所述无机材料包括硅的氧化物或硅的氮化物或是多层薄膜结构。栅极绝缘层3起到绝缘作用，在底栅结构中薄膜晶体管可先制备栅极绝缘层，再根据接触类型按顺序制备有源层和源漏电极，制备过程中对栅极绝缘层进行处理可有效提高栅极绝缘层的平整度，使其与有源层形成良好的接触，优化器件的性能。
有源层4设于栅极绝缘层3的上表面，且与栅极层2相对设置。
刻蚀阻挡层6设于有源层4及栅极绝缘层3的上表面。
源漏极层7设于刻蚀阻挡层6的上表面，且穿过刻蚀阻挡层6，电连接至有源层4。
本实施例所述显示面板的技术效果在于，采用前文所述显示面板的制备方法制备而成的显示面板，可靠性更高。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上对本申请实施例所提供的一种电子装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例的技术方案的范围。
Claims (6)
1.一种显示面板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
栅极层制备步骤，在一基板的上表面依次制备出栅极层及栅极绝缘层；
有源层制备步骤，在所述栅极绝缘层的上表面制备出有源层；所述有源层制备步骤包括半导体层制备步骤以及第一图案化处理步骤；
刻蚀阻挡层制备步骤，在所述有源层的上表面制备出刻蚀阻挡层；以及
源漏极层制备步骤，在所述刻蚀阻挡层的上表面制备出源漏极层；
所述第一图案化处理步骤包括：
光刻胶涂布步骤，在所述半导体层的上表面涂布光刻胶；
第一曝光步骤，曝光及显影处理所述光刻胶，形成光阻层；
第一刻蚀步骤，刻蚀处理所述半导体层，形成有源层；以及
第一灰化步骤，灰化处理所述光阻层；灰化处理后的光阻层设于所述有源层的边缘处；
所述刻蚀阻挡层制备步骤包括：第一沉积步骤，在所述栅极绝缘层、所述有源层及所述光阻层的上表面沉积一层第一金属材料；以及剥离步骤，剥离所述光阻层以及所述光阻层上方的第一金属材料；
所述源漏极制备步骤包括：第二沉积步骤，在所述刻蚀阻挡层及所述有源层的上表面沉积一层第二金属材料；第二图案化处理步骤，采用刻蚀所述光阻层的光罩图案化处理所述第二金属材料，形成源漏极层。
2.如权利要求1所述的显示面板的制备方法，其特征在于，
在所述半导体层制备步骤中，在所述栅极绝缘层的上表面涂布一层半导体材料，形成半导体层。
3.如权利要求1所述的显示面板的制备方法，其特征在于，
在所述第一曝光步骤中，曝光及显影处理后形成的所述光阻层与所述栅极层相对设置。
4.如权利要求1所述的显示面板的制备方法，其特征在于，
在所述第一刻蚀步骤中，采用湿刻方式，去除未被所述光阻层覆盖处的半导体层，刻蚀后剩下的半导体层形成有源层。
5.如权利要求1所述的显示面板的制备方法，其特征在于，
所述第一金属材料包括钛、二氧化钛、氧化铝、氧化硅中的一种。
6.一种显示面板，其特征在于，由如权利要求1～5中任一项所述的显示面板的制备方法制备而成。
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