CN113451412B - 一种tft及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种TFT及其制作方法。方法包括步骤：在基板上形成栅极铜；对形成有栅极铜的基板依次进行预热、氮气等离子体清洗和抽真空处理；在所述基板和所述栅极铜上形成栅极绝缘层。本发明在氮气等离子体清洗后，通过增加抽真空处理的步骤，可以将活化的等离子气体与残留有机物反应生成产物及时抽走，避免生成产物附着在栅极线上造成腐蚀。进一步地，本发明还通过缩短预热时间，可以有效避免基板过度预热导致的剥离药液残留的有机物活化，活化有机物借由高温提供的能量与栅极铜反应产生Cu腐蚀。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种TFT及其制作方法。
背景技术
背板制备其实就是在基板上做TFT（Thin Film Transistor，薄膜晶体管）器件开关，主要通过多次重复光刻工艺来完成的。当然，由于每次光刻所用的光刻掩膜版不同，因此每次光刻后可以得到不同的图案，最终构成所需图形。信息显示行业所采用的光刻工艺与微电子行业是类似的（但是，精确度比微电子行业低得多），一个整的光刻工艺一般包括光刻胶涂布、曝光、显影、蚀刻、剥离五大步骤。
以底栅型a-Si TFT为例，介绍其制备工艺流程。首先，在玻璃基板溅射栅极（gate）金属膜，并经第一道光刻制备出栅极线，然后，通过等离子增强化学气相沉积（PlasmaEnhanced Chemical Vapor Deposition，简写为PECVD）在栅极上沉积绝缘层SiNx和a-Si薄膜，随后，通过第二道光刻制备有源层（active layer）形成有源层硅岛，之后再溅射源漏极（source／drain）金属，再经过第三道光刻工序制备源漏电极线，源漏极制备完成后，在其上覆盖SiNx作为保护层，并通过第四道光刻工序在保护层的漏极位置制备出接触孔（viahole），以使漏极与随后制备的ITO（Indium Tin Oxides，氧化铟锡）相连；最后，溅射ITO薄膜并经第五道光刻制备出ITO层。
发明人研究发现，相比Al、Mo等栅极常用金属，Cu由于具有更低的电阻率，同样尺寸下的驱动电流更大，驱动力更强，但是Cu又存在易腐蚀的问题。如图1所示，在TFT制作过程中，在玻璃基板10沉积金属铜层后，金属铜层经曝光显影刻蚀形成栅极Cu11后，还需要通过剥离（Strip）设备将残余PR（光刻）胶12剥离才能得到所需图案，再由CVD（ChemicalVapor Deposition，化学气相沉积）沉积栅极绝缘层GI13，这一过程后在测试发现玻璃一侧长边有严重的Cu腐蚀，见图2所示。栅极腐蚀一方面会造成栅极断线影响栅极驱动信号传输，另一方面腐蚀的产物可能会刺破栅极绝缘层，造成Gate线和Date线的短路，导致TFT器件失效。
如图3所示，在剥离过程中，玻璃倾斜且沿长边方向行进，剥离药液通过上方喷嘴（nozzle）喷洒，药液在玻璃低侧处覆盖量更大，停留时间更长，易导致该处有机物残留；接着，在CVD沉积GI层前，CVD腔体会对玻璃进行预热（20s左右），以提高膜层质量，然后使用氮气等离子体（N2 Plasma）清理界面有机物（8s左右），以保证良好的界面接触。在对玻璃沉积栅极绝缘层的过程中，过度预热导致的剥离药液残留的有机物活化，活化有机物借由高温提供的能量与栅极Cu反应产生Cu腐蚀；此外，在使用氮气等离子体（N2 Plasma）清理界面有机物时，N2 Plasma通过活化的等离子气体与界面有机物反应来除去有机物，之后，可能会有生成产物附着在栅极线上造成二次腐蚀。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种TFT及其制作方法，旨在解决现有等离子气体与残留有机物反应生成产物附着在栅极铜线上造成腐蚀的问题。
本发明的技术方案如下：
一种TFT的制作方法，其中，包括步骤：
在基板上形成栅极铜；
对形成有栅极铜的基板依次进行预热、氮气等离子体清洗和抽真空处理；
在所述基板和所述栅极铜上形成栅极绝缘层。
进一步地，所述预热的时间范围为8~15s。
进一步地，所述氮气等离子体清洗的时间范围为8~10s。
进一步地，所述抽真空的时间范围为20~40s。
进一步地，所述在基板上形成栅极铜的步骤，包括：
在基板上沉积金属铜层；
在所述金属铜层上依次进行光刻胶的涂覆、曝光、显影和蚀刻，得到带有光刻胶的栅极铜；
使用药液将所述光刻胶进行剥离，得到所述栅极铜。
进一步地，通过气相沉积方法在所述基板和所述栅极铜上形成栅极绝缘层。
进一步地，所述栅极绝缘层的材料包括氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。
进一步地，所述基板包括玻璃基板、石英基板或塑胶基板。
进一步地，在所述基板和所述栅极铜上形成栅极绝缘层之后，还包括步骤：
在栅极绝缘层上沉积有源层，并刻蚀为岛状；
在岛状有源层上形成漏极和源极，漏极线和源极线在岛上通过沟道连接；
在源漏极上形成非金属绝缘层，并通过曝光、显影、刻蚀、剥离后在漏极上形成过孔，使接下来沉积的电极金属材料与漏极连接；
在非金属绝缘层上沉积电极金属材料，TFT制作完成。
一种TFT，其中，采用本发明所述的方法制作得到。
有益效果：本发明通过在氮气等离子体清洗后，增加抽真空处理的步骤，可以将活化的等离子气体与残留有机物反应生成产物及时抽走，避免生成产物附着在栅极铜线上造成腐蚀。进一步地，本发明还可以通过缩短预热时间，可以有效避免基板过度预热导致的剥离药液残留的有机物活化，活化有机物借由高温提供的能量与栅极铜反应产生Cu腐蚀。
附图说明
图1为现有技术制作TFT的栅极和栅极绝缘层的流程示意图。
图2为现有技术制作过程中铜腐蚀示意图。
图3为现有技术使用药液剥离光刻胶的示意图。
图4为本发明实施例提供的一种TFT的制作方法的流程示意图。
图5为本发明实施例制作TFT的栅极Cu的流程示意图。
图6为本发明实施例使用药液剥离光刻胶的示意图。
图7为本发明实施例制作的TFT的栅极绝缘层的结构示意图。
图8为本发明实施例和对比例实施结果之对比图。
具体实施方式
本发明提供一种TFT及其制作方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图4，图4为本发明实施例提供的一种TFT的制作方法的流程示意图，如图4所示，包括步骤：
S10、在基板上形成栅极铜；
S20、对形成有栅极铜的基板依次进行预热、氮气等离子体清洗和抽真空处理；
S30、在所述基板和所述栅极铜上形成栅极绝缘层。
本实施例在氮气等离子体清洗后，通过增加抽真空处理的步骤，可以将活化的等离子气体与残留有机物反应生成产物及时抽走，避免生成产物附着在栅极铜线上造成腐蚀。
步骤S10中，在一种实施方式中，在基板上形成栅极铜，包括：
S11、如图5所示，在基板20上沉积金属铜层21；
S12、在所述金属铜层21上依次进行光刻胶22的涂覆、曝光、显影和蚀刻，得到带有光刻胶的栅极铜23；
S13、如图6所示，使用药液24将所述光刻胶22进行剥离，得到所述栅极铜。
本实施例中，在基板上沉积金属铜层后，金属铜层经正性光刻胶涂布、曝光、显影、刻蚀后，还需要使用药液将残余光刻胶剥离才能得到所需的栅极铜和栅极铜线。
在一种实施方式中，所述基板包括玻璃基板、石英基板或塑胶基板等，但不限于此。
在一种实施方式中，在步骤S11中，在基板20上沉积金属铜层21之前，还包括将基板清洗干净的步骤。
步骤S20包括：对形成有栅极铜的基板进行预热，使用氮气等离子体对所述基板进行清洗，对所述基板所在环境进行抽真空处理。
在一种实施方式中，所述预热的时间范围为8~15s，例如可以为8s、9s、10s、12s或15s等。本实施例通过缩短预热时间，可以有效避免基板过度预热导致残留的有机物（使用剥离药液时残留的有机物）活化，活化有机物借由高温提供的能量与栅极铜反应产生Cu腐蚀。进一步地，所述预热的时间范围为8~10s。
在一种实施方式中，所述氮气等离子体清洗的时间范围为8~10s，例如可以为8s、9s或10s等。
在一种实施方式中，所述抽真空的时间范围为20~40s，例如可以为20s、25s、30s、35s或40s等。
步骤S30中，在一种实施方式中，如图7所示，通过气相沉积方法在所述基板和所述栅极铜上形成栅极绝缘层25。
在一种实施方式中，所述栅极绝缘层的材料包括氧化硅、氮化硅或氮氧化硅等，但不限于此。
在一种实施方式中，步骤S30之后，还包括步骤：
S40、在栅极绝缘层上沉积有源层，并刻蚀为岛状；
S50、在岛状有源层上形成漏极和源极，漏极线和源极线在岛上通过沟道连接；
S60、在源漏极上形成非金属绝缘层，并通过曝光、显影、刻蚀、剥离后在漏极上形成过孔，使接下来沉积的电极材料与漏极金属连接；
S70、在非金属绝缘层上沉积电极金属材料，电极金属材料通过刻蚀孔与漏极金属连接，TFT制作完成。
步骤S50中，所述有源层两端具有漏极和源极及位于中间的沟道，漏极线和源极线通过沟道连接。
在一种实施方式中，步骤S40中，所述有源层可以为低温多晶硅半导体层。
在一种实施方式中，步骤S70中，可以采用气相沉积法在非金属绝缘层上沉积电极金属材料。其中所述电极金属材料可以为铝材料、银材料等不限于此。
本发明实施例提供一种TFT，其中，采用如上所述的方法制作得到。
下面通过具体的实施例对本发明作进一步地说明。
同一批产品在同样的设备上分别采用改善前后的工艺条件（表1为改善前的工艺条件，表2为改善后的工艺条件）跑相同的量，测试栅极腐蚀不良发生率，以及栅极腐蚀导致的Gate & Date 短路发生率，改善后的工艺条件在这两个指标上的发生率均有下降，见图8所示。
表1、预热、N2等离子体清理以及沉积栅极绝缘层的时间
| 项目 | 预热 | N2等离子体 | 栅极绝缘层 |
| 时间（s） | 20 | 8 | 110 |
表2、预热、N2等离子体清理、抽真空以及沉积栅极绝缘层的时间
| 项目 | 预热 | N2等离子体 | 抽真空 | 栅极绝缘层 |
| 时间（s） | 10 | 8 | 20 | 110 |
综上所述，本发明提供的一种TFT及其制作方法，本发明通过在氮气等离子体清洗后，增加抽真空处理的步骤，可以将反应生成产物及时抽走，避免生成产物附着在栅极线上造成腐蚀。进一步地，本发明还通过缩短预热时间，可以有效避免基板过度预热导致的剥离药液残留的有机物活化，活化有机物借由高温提供的能量与栅极铜反应产生Cu腐蚀。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (2)
1.一种TFT的制作方法，其特征在于，包括步骤：
将基板清洗干净；
在基板上沉积金属铜层；
在所述金属铜层上依次进行光刻胶的涂覆、曝光、显影和蚀刻，得到带有光刻胶的栅极铜；
使用药液将所述光刻胶进行剥离，得到所述栅极铜；
对形成有栅极铜的基板依次进行预热、氮气等离子体清洗和抽真空处理；
通过气相沉积方法在所述基板和所述栅极铜上形成栅极绝缘层；
在栅极绝缘层上沉积有源层，并刻蚀为岛状；
在岛状有源层上形成漏极和源极，漏极线和源极线在岛上通过沟道连接；
在源漏极上形成非金属绝缘层，并通过曝光、显影、刻蚀、剥离后在漏极上形成过孔，使接下来沉积的电极金属材料与漏极连接；
在非金属绝缘层上沉积电极金属材料，TFT制作完成；
所述预热的时间范围为8～15s；所述抽真空的时间范围为20～40s；所述氮气等离子体清洗的时间范围为8～10s；所述栅极绝缘层的材料包括氧化硅、氮化硅或氮氧化硅；所述基板包括玻璃基板、石英基板或塑胶基板。
2.一种TFT，其特征在于，采用权利要求1所述的方法制作得到。
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