CN112071864A - 一种阵列基板及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阵列基板及其制作方法，包括以下步骤：在玻璃基板上形成IGZO薄膜晶体管；在所述IGZO薄膜晶体管上形成钝化层；所述钝化层使用了化学修饰进行疏水化处理，在所述钝化层的内部和表面形成疏水有机基团，所述疏水有机基团起到化学性阻挡水汽的作用；其中所述钝化层为单层结构。本发明提供的阵列基板及其制作方法，通过采用化学修饰的方法使得钝化层薄膜的内部和表面修饰了一些疏水基团，使得钝化层的物理阻挡变成化学阻挡。
Description
技术领域
本申请涉及一种显示器技术领域，尤其涉及一种阵列基板及其制作方法。
背景技术
目前现有技术中的BCE(Back Channel Etched，背沟道刻蚀型)类型的IGZO(indiumgallium zinc oxide，铟镓锌氧化物)薄膜晶体管(TFT，Thin Film Transistor)，IGZO薄膜晶体管包括位于基板上的栅极、栅极绝缘层、IGZO薄膜、源极和漏极；IGZO薄膜晶体管对环境的中水特别敏感。如果IGZO薄膜晶体管的背沟道受到水汽的渗入，阈值电压Vth会严重偏负，导致IGZO薄膜晶体管失效。为了解决该问题，目前采用的方法是在薄膜晶体管上面加入钝化层。钝化层一般为SiOx/SiNx的双层结构，其中，SiO2起到隔绝SiNx制程中的H离子的作用，防止过量的H离子进入IGZO薄膜中，造成导通；而SiNx起到隔绝水汽的作用。但是由于制程工艺限制，钝化层的膜质疏松，缺陷较多，这种物理性的阻挡水汽效果不好，不能完全排除水汽对IGZO薄膜的影响。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本申请实施例提供一种阵列基板及其制作方法，通过采用化学修饰的方法使得钝化层薄膜的内部和表面修饰了一些疏水基团，使得钝化层的物理阻挡变成化学阻挡。
本发明实施例提供了一种阵列基板的制作方法，包括以下步骤：
在玻璃基板上形成IGZO薄膜晶体管；
在所述IGZO薄膜晶体管上沉积氧化硅/氮化硅材料，构成氧化硅/氮化硅骨架，对所述氧化硅/氮化硅骨架进行化学修饰，得到钝化层，所述钝化层具有疏水有机基团；其中，所述钝化层的内部和表面具有疏水有机基团，所述疏水有机基团起到化学性阻挡水汽的作用；
其中所述钝化层为单层结构。
根据本发明实施例所提供的阵列基板的制作方法，在所述玻璃基板上形成IGZO薄膜晶体管，包括以下步骤：
在所述玻璃基板上形成栅极；
在所述玻璃基板上形成栅极绝缘层，而且所述栅极绝缘层完全覆盖所述栅极；
在所述栅极绝缘层上形成IGZO薄膜、源极以及漏极，所述源极和所述漏极与所述IGZO薄膜部分重叠。
根据本发明实施例所提供的阵列基板的制作方法，所述钝化层使用了化学修饰进行疏水化处理，包括：
采用带有疏水基团的有机硅烷热解法对所述钝化层进行疏水化处理；
其中，所述带有疏水基团的有机硅烷为任意带有有机基团并能在Si骨架表面修饰的物质，所述疏水基团包括甲基和乙基。
根据本发明实施例所提供的阵列基板的制作方法，采用带有疏水基团的有机硅烷热解法对所述钝化层进行疏水化处理，包括以下步骤：
使用化学气相沉积将甲基三乙氧基硅烷制成钝化层，所述钝化层的厚度为100A到2000A之间。
根据本发明实施例所提供的阵列基板的制作方法，使用化学气相沉积将甲基三乙氧基硅烷制成钝化层，所述甲基三乙氧基硅烷在压力为15Pa到100Pa，温度为150℃到400℃的条件下会生成带甲基基团的SiOx薄膜结构。
根据本发明实施例所提供的阵列基板的制作方法，采用带有疏水基团的有机硅烷热解法对所述钝化层进行疏水化处理，包括以下步骤：
使用化学气相沉积将乙基三甲氧基硅烷制成钝化层，所述钝化层的厚度为100A到2000A之间。
根据本发明实施例所提供的阵列基板的制作方法，使用化学气相沉积将乙基三甲氧基硅烷制成钝化层，所述乙基三甲氧基硅烷在压力为15Pa到100Pa，温度为150℃到400℃的条件下会生成带乙基基团的SiOx薄膜结构。
本发明实施例还提供了一种阵列基板，所述阵列基板包括：
玻璃基板；
栅极，所述栅极设置在所述玻璃基板上方；
栅极绝缘层，所述栅极绝缘层设置在所述玻璃基板上方，所述栅极绝缘层完全覆盖所述栅极；
IGZO薄膜，所述IGZO薄膜设置在所述栅极绝缘层上方；
源极和漏极，所述源极和所述漏极设置在所述IGZO薄膜两侧，且所述源极和所述漏极与所述IGZO薄膜部分重叠；
钝化层，所述钝化层设置在所述源极和所述漏极的上方，所述钝化层完全覆盖所述源极、所述IGZO薄膜以及所述漏极；
其中，所述钝化层的内部和表面具有疏水有机基团，所述疏水有机基团起到化学性阻挡水汽的作用；
所述钝化层使用带有疏水基团的有机硅烷热解法进行疏水化处理，且所述带有疏水基团的有机硅烷为任意带有有机基团并能在Si骨架表面修饰的物质，所述疏水基团包括甲基和乙基。
根据本发明实施例所提供的阵列基板，所述钝化层为甲基三乙氧基硅烷所制成，所述钝化层的厚度为100A到2000A之间，且所述钝化层的内部和表面具有甲基疏水基团。
根据本发明实施例所提供的阵列基板，所述钝化层为乙基三甲氧基硅烷所制成，所述钝化层的厚度为100A到2000A之间，且所述钝化层的内部和表面具有乙基疏水基团。
本发明的有益效果为：本发明实施例所提供的一种阵列基板及其制作方法，通过使用传统的化学气相沉积法制备一层具有化学阻挡水汽功能的钝化层薄膜，所述钝化层薄膜含有大量的疏水基团，能够起到化学性阻挡水汽的作用。而且本实施例中的所述钝化层的主体材料仍然为SiOx/SiNx骨架，通过使用带有疏水基团的有机硅烷热解法使得所述钝化层薄膜的内部和表面修饰了大量的疏水有机基团，使得所述钝化层从原来的物理性阻挡水汽变成了化学性阻挡水汽。而且本实施例中的所述钝化层为单层结构，比现有技术中的多层钝化层结构的制程更简单更方便。而且所述钝化层的阻挡水汽的能力从物理性阻挡变成化学性阻挡，阻挡水汽的能力大大提高。
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为本发明实施例提供的阵列基板的结构示意图。
图2为使用甲基三乙氧基硅烷的阵列基板的结构示意图。
图3为使用乙基三甲氧基硅烷的阵列基板的结构示意图。
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。
如图1所示为本发明实施例所提供的阵列基板的结构示意图。由图1所示，本发明实施例所提供的一种阵列基板的制作方法，包括以下步骤：
在玻璃基板1上形成IGZO薄膜晶体管20；
在所述IGZO薄膜晶体管20上沉积氧化硅/氮化硅材料，构成氧化硅/氮化硅骨架，对所述氧化硅/氮化硅骨架进行化学修饰，得到钝化层7，所述钝化层7具有疏水有机基团R1；
其中，所述钝化层7的内部和表面具有大量的疏水有机基团R1，所述疏水有机基团R1起到化学性阻挡水汽的作用；其中，所述钝化层7为单层薄膜结构。
更具体地，在所述玻璃基板1上形成所述IGZO薄膜晶体管20包括以下步骤：
在所述玻璃基板1上形成栅极2；
在所述玻璃基板上1形成栅极绝缘层3，而且所述栅极绝缘层3完全覆盖所述栅极2；
在所述栅极绝缘层3上形成IGZO薄膜4、源极5以及漏极6，所述源极5和所述漏极6与所述IGZO薄膜4部分重叠。在重叠部分，所述源极5和所述漏极6均位于所述IGZO薄膜4的上方。
具体地，本实施例所提供的阵列基板的制作方法中，所述钝化层7使用了化学修饰进行疏水化处理，包括：
采用带有疏水基团R1的有机硅烷热解法对所述钝化层7进行疏水化处理；
其中，所述带有疏水基团R1的有机硅烷为任意带有有机基团并能在Si骨架表面修饰的物质，所述疏水基团R1包括甲基和乙基。所述带有疏水基团R1的有机硅烷包含甲基三乙氧基硅烷，乙基三甲氧基硅烷等含有有机基团的氧基硅烷或其混合物，但不仅仅局限于以上所述的几种，任何带有有机基团并能在Si骨架表面修饰的物质均在本专利的保护范围内。所述带有疏水基团R1的有机硅烷的反应式为：
如上述反应式所示，所述带有疏水基团R1的有机硅烷在一定温度和一定压力的条件下，会分解成带有R1基团的R1-SiOx，以及带有R2基团的R2-H气体，以及水，且水会被热解成水蒸气而挥发，其中所述R1基团和R2基团代表甲基基团和/或乙基基团。由于羟基基团具有亲水性，而有机基团具有疏水性，因此本实施例中的所述钝化层进行了表面烷基化，所述钝化层7具有了化学性的疏水作用。
进一步更具体地，如图2所示，所述钝化层7采用带有疏水基团R1的有机硅烷热解法进行了疏水化处理，其中，所述带有疏水基团R1的有机硅烷为甲基三乙氧基硅烷；具体方法为：
使用化学气相沉积法将所述甲基三乙氧基硅烷制备在所述IGZO薄膜晶体管20上形成所述钝化层7，其中所述钝化层7的厚度可以根据具体的制程需求来调节，一般的膜层厚度为100A到2000A之间。所述甲基三乙氧基硅烷在压力为15Pa到100Pa，温度为150℃到400℃的条件下会生成带甲基基团的SiOx薄膜结构。
其中，具体的反应式为：
所述甲基三乙氧基硅烷是一种用于橡胶、医药业等行业的有机硅高分子原料，所述甲基三乙氧基硅烷还是生产硅树脂、苯甲基硅油以及防水剂的重要原料。所述甲基三乙氧基硅烷易水解，能够与碱金属氢氧化物生产碱金属硅醇盐，并且还可以用于室温硫化硅橡胶的交联剂。因此，使用所述甲基三乙氧基硅烷得到的钝化层7的表面会存在大量的甲基基团，使得所述钝化层7膜层具备良好的疏水性，从而可以大大提升器件的隔水性能。
或者，进一步更具体地，如图3所示，所述钝化层7采用带有疏水基团R1的有机硅烷热解法进行了疏水化处理，其中，所述带有疏水基团R1的有机硅烷为乙基三甲氧基硅烷；具体方法为：
使用化学气相沉积法将所述乙基三甲氧基硅烷制备在所述IGZO薄膜晶体管20上形成所述钝化层7，其中所述钝化层7的厚度可以根据具体的制程需求来调节，一般的膜层厚度为100A到2000A之间。所述乙基三甲氧基硅烷在压力为15Pa到100Pa，温度为150℃到400℃的条件下会生成带乙基基团的SiOx薄膜结构。
其中，具体的反应式为：
所述乙基三甲氧基硅烷在发生热解反应后，所形成的带乙基基团的SiOx薄膜结构中的Si-O键会形成所述钝化层7的主要骨架，同时还有一部分的乙基基团留在Si-O键骨架上，从而使得所述钝化层7具有疏水性能。因此，使用所述乙基三甲氧基硅烷得到的钝化层7的表面会存在大量的乙基基团，使得所述钝化层7膜层具备良好的疏水性，从而可以大大提升器件的隔水性能。
本发明实施例还提供了一种阵列基板，如图1所示，所述阵列基板包括：
玻璃基板1；
设置在所述玻璃基板1上的栅极2；
设置在所述玻璃基板1上的栅极绝缘层3，所述栅极绝缘层3完全覆盖所述栅极2；
设置在所述栅极绝缘层3上的IGZO薄膜4、源极5以及漏极6，所述源极5和所述漏极6与所述IGZO薄膜4部分重叠；以及
设置在所述IGZO薄膜4、所述源极5和所述漏极6上的钝化层7，所述钝化层7完全覆盖所述IGZO薄膜4、所述源极5和所述漏极6。
其中，所述钝化层7的内部和表面形成大量的疏水有机基团R1，所述疏水有机基团R1起到化学性阻挡水汽的作用；
所述钝化层7使用带有疏水基团R1的有机硅烷热解法进行疏水化处理，且所述带有疏水基团R1的有机硅烷为任意带有有机基团并能在Si骨架表面修饰的物质，所述疏水基团R1包括甲基和乙基。
具体地，如图2所示，所述钝化层7使用了化学气相沉积将甲基三乙氧基硅烷制成钝化层7，所述钝化层7的厚度为100A到2000A之间；其中，所述甲基三乙氧基硅烷在压力为15Pa到100Pa，温度为150℃到400℃的条件下会生成带甲基基团的SiOx薄膜结构。所述甲基三乙氧基硅烷是一种用于橡胶、医药业等行业的有机硅高分子原料，所述甲基三乙氧基硅烷还是生产硅树脂、苯甲基硅油以及防水剂的重要原料。所述甲基三乙氧基硅烷易水解，能够与碱金属氢氧化物生产碱金属硅醇盐，并且还可以用于室温硫化硅橡胶的交联剂。因此，使用所述甲基三乙氧基硅烷得到的钝化层7的表面会存在大量的甲基基团，使得所述钝化层7膜层具备良好的疏水性，从而可以大大提升器件的隔水性能。
或者具体地，如图3所示，所述钝化层7使用了化学气相沉积将乙基三甲氧基硅烷制成钝化层7，所述钝化层7的厚度为100A到2000A之间；其中，所述乙基三甲氧基硅烷在压力为15Pa到100Pa，温度为150℃到400℃的条件下会生成带乙基基团的SiOx薄膜结构。所述乙基三甲氧基硅烷在发生热解反应后，所形成的带乙基基团的SiOx薄膜结构中的Si-O键会形成所述钝化层7的主要骨架，同时还有一部分的乙基基团留在Si-O键骨架上，从而使得所述钝化层7具有疏水性能。因此，使用所述乙基三甲氧基硅烷得到的钝化层7的表面会存在大量的乙基基团，使得所述钝化层7膜层具备良好的疏水性，从而可以大大提升器件的隔水性能。
本发明实施例所提供的一种阵列基板及其制作方法，通过使用传统的化学气相沉积法制备一层具有化学阻挡水汽功能的钝化层薄膜，所述钝化层薄膜含有大量的疏水基团，能够起到化学性阻挡水汽的作用。而且本实施例中的所述钝化层的主体材料仍然为SiOx/SiNx骨架，通过使用带有疏水基团的有机硅烷热解法使得所述钝化层薄膜的内部和表面修饰了大量的疏水有机基团，使得所述钝化层从原来的物理性阻挡水汽变成了化学性阻挡水汽。而且本实施例中的所述钝化层为单层结构，比现有技术中的多层钝化层结构的制程更简单更方便。而且所述钝化层的阻挡水汽的能力从物理性阻挡变成化学性阻挡，阻挡水汽的能力大大提高。
以上对本申请实施例所提供的一种阵列基板及其制作方法进行了详细介绍，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 (10)
1.一种阵列基板的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
在玻璃基板上形成IGZO薄膜晶体管；
在所述IGZO薄膜晶体管上沉积氧化硅/氮化硅材料，构成氧化硅/氮化硅骨架，对所述氧化硅/氮化硅骨架进行化学修饰，得到钝化层，所述钝化层具有疏水有机基团；
其中，所述钝化层的内部和表面具有疏水有机基团，所述疏水有机基团起到化学性阻挡水汽的作用；
其中所述钝化层为单层结构。
2.根据权利要求1所述的阵列基板的制作方法，其特征在于，在所述玻璃基板上形成IGZO薄膜晶体管，包括以下步骤：
在所述玻璃基板上形成栅极；
在所述玻璃基板上形成栅极绝缘层，而且所述栅极绝缘层完全覆盖所述栅极；
在所述栅极绝缘层上形成IGZO薄膜、源极以及漏极，所述源极和所述漏极与所述IGZO薄膜部分重叠。
3.根据权利要求1所述的阵列基板的制作方法，其特征在于，所述钝化层使用了化学修饰进行疏水化处理，包括：
采用带有疏水基团的有机硅烷热解法对所述钝化层进行疏水化处理；
其中，所述带有疏水基团的有机硅烷为任意带有有机基团并能在Si骨架表面修饰的物质，所述疏水基团包括甲基和乙基。
4.根据权利要求3所述的阵列基板的制作方法，其特征在于，采用带有疏水基团的有机硅烷热解法对所述钝化层进行疏水化处理，包括以下步骤：
使用化学气相沉积将甲基三乙氧基硅烷制成钝化层，所述钝化层的厚度为100A到2000A之间。
5.根据权利要求4所述的阵列基板的制作方法，其特征在于，使用化学气相沉积将甲基三乙氧基硅烷制成钝化层，所述甲基三乙氧基硅烷在压力为15Pa到100Pa，温度为150℃到400℃的条件下会生成带甲基基团的SiOx薄膜结构。
6.根据权利要求3所述的阵列基板的制作方法，其特征在于，采用带有疏水基团的有机硅烷热解法对所述钝化层进行疏水化处理，包括以下步骤：
使用化学气相沉积将乙基三甲氧基硅烷制成钝化层，所述钝化层的厚度为100A到2000A之间。
7.根据权利要求6所述的阵列基板的制作方法，其特征在于，使用化学气相沉积将乙基三甲氧基硅烷制成钝化层，所述乙基三甲氧基硅烷在压力为15Pa到100Pa，温度为150℃到400℃的条件下会生成带乙基基团的SiOx薄膜结构。
8.一种阵列基板，其特征在于，所述阵列基板包括：
玻璃基板；
栅极，所述栅极设置在所述玻璃基板上方；
栅极绝缘层，所述栅极绝缘层设置在所述玻璃基板上方，所述栅极绝缘层完全覆盖所述栅极；
IGZO薄膜，所述IGZO薄膜设置在所述栅极绝缘层上方；
源极和漏极，所述源极和所述漏极设置在所述IGZO薄膜两侧，且所述源极和所述漏极与所述IGZO薄膜部分重叠；
钝化层，所述钝化层设置在所述源极和所述漏极的上方，所述钝化层完全覆盖所述源极、所述IGZO薄膜以及所述漏极；
其中，所述钝化层的内部和表面具有疏水有机基团，所述疏水有机基团起到化学性阻挡水汽的作用；
所述钝化层使用带有疏水基团的有机硅烷热解法进行疏水化处理，且所述带有疏水基团的有机硅烷为任意带有有机基团并能在Si骨架表面修饰的物质，所述疏水基团包括甲基和乙基。
9.根据权利要求8所述的阵列基板，其特征在于，所述钝化层为甲基三乙氧基硅烷所制成，所述钝化层的厚度为100A到2000A之间，且所述钝化层的内部和表面具有甲基疏水基团。
10.根据权利要求8所述的阵列基板，其特征在于，所述钝化层为乙基三甲氧基硅烷所制成，所述钝化层的厚度为100A到2000A之间，且所述钝化层的内部和表面具有乙基疏水基团。
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