CN113871401A - 薄膜晶体管、显示面板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种薄膜晶体管、显示面板及其制备方法,其中,薄膜晶体管包括:栅极、栅极绝缘层、有源层、第一电极、层间绝缘层以及第二电极;第一电极设置在有源层远离栅极的一侧;层间绝缘层设置在第一电极与有源层之间,层间绝缘层上开设有贯穿层间绝缘层并延伸至第一电极表面的第一过孔,有源层通过第一过孔与第一电极连接,层间绝缘层的厚度大于栅极绝缘层的厚度;第二电极与有源层连接。本申请实现了栅极绝缘层的厚度与层间绝缘层的厚度可分别独立调整,在减薄栅极绝缘层的厚度的同时通过增大层间绝缘层的厚度来增大栅极和第一电极之间的耐压特性并降低栅极和第一电极之间的电容,提升薄膜晶体管的综合电性能。
Description
技术领域
本申请涉及显示技术领域,具体涉及一种薄膜晶体管、显示面板及其制备方法。
背景技术
现有的背沟道蚀刻型(BCE)薄膜晶体管中,为提高电性能需要尽量降低Vgs电压,具体可通过减薄栅极绝缘层的厚度来实现,但栅极绝缘层厚度的降低不仅会造成栅极与漏极之间的耐压性下降,还会增大栅极和源漏极之间的电容,影响薄膜晶体管的综合电性能。
发明内容
本申请实施例提供一种薄膜晶体管、显示面板及其制备方法,能有效改善薄膜晶体管综合电性能。
本申请实施例提供一种薄膜晶体管,包括:栅极;栅极绝缘层,设置在所述栅极的一侧;有源层,设置在所述栅极绝缘层远离所述栅极的一侧,所述有源层与所述栅极相对设置;第一电极,设置在所述有源层远离所述栅极的一侧;层间绝缘层,设置在所述第一电极与所述有源层之间使所述第一电极和所述有源层绝缘,所述层间绝缘层上开设有贯穿所述层间绝缘层并延伸至所述第一电极表面的第一过孔,所述有源层通过所述第一过孔与所述第一电极连接,所述层间绝缘层的厚度大于所述栅极绝缘层的厚度;以及第二电极,与所述有源层连接,所述第二电极与所述有源层位于同一层。
可选的,在本申请的一些具体实施例中,薄膜晶体管还包括:辅助电极,与所述有源层相对设置,所述层间绝缘层设置在所述辅助电极与所述有源层之间。
可选的,在本申请的一些具体实施例中,所述第一电极与所述辅助电极位于同一层,所述有源层通过所述第一过孔与所述第一电极连接。
可选的,在本申请的一些具体实施例中,所述有源层包括半导体部分和第一电极接触部分,所述第一电极接触部分的导电能力小于所述第一电极的导电能力,所述第一电极接触部分的导电能力大于所述半导体部分的导电能力;所述第一电极接触部分通过所述第一过孔与所述第一电极连接。
本申请实施例还提供一种显示面板,包括:第一电极,位于第一金属层;层间绝缘层,设置在所述第一电极上,所述层间绝缘层上开设有贯穿所述层间绝缘层并延伸至所述第一电极表面的第一过孔;有源层,设置在所述层间绝缘层上,所述有源层通过所述第一过孔与所述第一电极连接;第二电极,与所述有源层连接;栅极绝缘层,设置在所述有源层上;以及栅极,位于设置在所述栅极绝缘层上的第二金属层,与所述有源层相对设置;所述层间绝缘层的厚度大于所述栅极绝缘层的厚度。
可选的,在本申请的一些具体实施例中,显示面板还包括:辅助电极,与所述有源层相对设置,所述层间绝缘层设置在所述辅助电极与所述有源层之间;所述第一电极为漏极,所述第二电极为源极;和/或,所述第一电极为源极,所述第二电极为漏极。
可选的,在本申请的一些具体实施例中,所述辅助电极位于所述第一金属层,所述层间绝缘层覆盖所述第一电极和所述辅助电极。
可选的,在本申请的一些具体实施例中,所述有源层包括半导体部分和第一电极接触部分,所述第一电极接触部分的导电能力小于所述第一电极的导电能力,所述第一电极接触部分的导电能力大于所述半导体部分的导电能力;所述第一电极接触部分通过所述第一过孔与所述第一电极连接。
可选的,在本申请的一些具体实施例中,还包括像素电极,所述像素电极与所述有源层同层设置,所述像素电极与所述有源层电连接,所述有源层包括金属氧化物半导体。
可选的,在本申请的一些具体实施例中,显示面板还包括:基板,所述第一金属层设置在所述基板上,所述第一金属层还包括数据线;扫描线,位于所述第二金属层,所述扫描线与所述数据线交叉以限定多个子像素单元,所述栅极、所述第二电极、所述第一电极、所述有源层组成的薄膜晶体管和与所述薄膜晶体管连接的所述像素电极均位于所述子像素单元内;钝化层,设置在所述第二金属层上,覆盖所述栅极和所述像素电极;公共电极,设置在所述钝化层上,所述公共电极与所述像素电极相对设置。
可选的,在本申请的一些具体实施例中,所述栅极、所述栅极绝缘层以及所述有源层的半导体部分的侧边缘齐平。
可选的,在本申请的一些具体实施例中,所述层间绝缘层的厚度大于或等于所述栅极绝缘层的厚度的两倍。
可选的,在本申请的一些具体实施例中,所述第一金属层还包括触控信号线;所述显示面板还包括:第一触控电极,所述第一触控电极与所述有源层同层设置,所述第一触控电极与所述有源层连接;以及第二触控电极,所述第二触控电极与所述第一触控电极绝缘且相对设置。
本申请实施例还提供一种显示面板的制备方法,包括:
B1、提供一基板;
B2、在所述基板上形成第一金属层,图案化所述第一金属层以形成第一电极;
B3、在所述第一金属层上设置层间绝缘层,图案化所述层间绝缘层以形成第一过孔;
B4、在所述层间绝缘层上设置图案化的有源层,所述有源层通过所述第一过孔与所述第一电极连接,所述有源层包括金属氧化物半导体;
B5、在所述有源层上形成栅极绝缘层和第二金属层,所述层间绝缘层的厚度大于或等于所述栅极绝缘层的厚度的两倍;图案化所述第二金属层以形成栅极,使所述栅极与所述有源层相对设置;以图案化后的所述栅极作为掩模板图案化所述栅极绝缘层以裸露出位于所述第一电极上方的所述有源层;以图案化后的所述栅极作为掩模板对裸露出的所述有源层进行金属化处理以形成与所述有源层连接的第二电极和第一电极接触部分,所述第一电极接触部分通过所述第一过孔与所述第一电极连接。
本申请的有益效果:将薄膜晶体管的第一电极与栅极设置在有源层的两侧,通过将栅极和有源层之间的栅极绝缘层与第一电极和有源层之间的层间绝缘层独立设置,实现了栅极和有源层之间的栅极绝缘层的厚度与第一电极和有源层之间的层间绝缘层的厚度可分别独立调整,在减薄栅极绝缘层的厚度以减小Vgs的同时可通过增大层间绝缘层的厚度来增大栅极和漏极(第一电极)之间的耐压特性,且层件绝缘层厚度的增加还可以降低栅极和漏极(第一电极)之间的电容,能显著提升薄膜晶体管的各项电性能。
此外,本申请在显示面板的制备方法中,通过栅极自对准工艺完成栅极绝缘层的图案化以及有源层的金属化处理,减少了两道光罩,降低了生产成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请提供的薄膜晶体管一具体实施例的剖面示意图;
图2是本申请提供的第一实施例中显示面板的显示区的剖面示意图;
图3是本申请提供的第二实施例中显示面板的显示区的剖面示意图;
图4A至图4G示出了图2中的显示面板在制备过程中的结构示意图。
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。
本申请提供了一种薄膜晶体管,包括栅极、栅极绝缘层、有源层、辅助电极、层间绝缘层、第一电极以及第二电极。栅极绝缘层设置在栅极的一侧。有源层设置在栅极绝缘层远离栅极的一侧。有源层与栅极相对设置。辅助电极与有源层相对设置。层间绝缘层设置在辅助电极与有源层之间使辅助电极和有源层绝缘。层间绝缘层的厚度大于栅极绝缘层的厚度。第一电极与辅助电极位于同一层。层间绝缘层上开设有贯穿层间绝缘层并延伸至第一电极表面的第一过孔。有源层通过第一过孔与第一电极连接。第二电极与有源层连接。第二电极与有源层位于同一层。
具体的,如图1所示,薄膜晶体管设置在基板1上。
基板1为阵列基板。基板1是刚性基板。刚性的基板1可采用玻璃制得。可以理解的是,基板1也可以是柔性基板。柔性的基板1可采用能隔离水汽、氧气的聚酰亚胺(Polyimide,PI)和/或聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate,PET)等的有机绝缘材料制得,这里不作具体限定。
第一金属层2设置在基板1上。第一金属层2通过图案化工艺形成薄膜晶体管的第一电极21和辅助电极22。第一金属层2可采用Mo、Al、Ti以及Cu等常见导电金属或合金中的一种或几种制得。第一金属层2可以是单一金属构成的单层导电层结构,也可以是多种金属构成的多层导电层结构,这里不作具体限定。第一电极21为源极或漏极。在本实施例中,第一电极21为连接数据线的漏极。
层间绝缘层3设置在第一金属层2上。层间绝缘层3覆盖第一电极21和辅助电极22。层间绝缘层3上开设有贯穿层间绝缘层3并延伸至第一电极21表面的第一过孔31。层间绝缘层3一般采用能隔离水汽、氧气的SiNx、SiOx、Al2O3等常见的无机材料中的一种或几种沉积或溅射形成。层间绝缘层3也可以采用有机绝缘层制备以获得平坦的表面。
有源层4设置在层间绝缘层3上。有源层4可以采用金属氧化物、非晶硅及多晶硅等常见半导体材料。有源层4的中间区域与辅助电极22对应设置。有源层4包括半导体部分41和第一电极接触部分42。第一电极接触部分42的导电能力小于第一电极21的导电能力。第一电极接触部分42的导电能力大于半导体部分41的导电能力。第一电极接触部分42通过第一过孔31与第一电极21连接。
第二电极5与有源层4连接。第二电极5与半导体部分41连接。第二电极5为漏极或源极。在本实施例中,第二电极5为连接像素电极或其他电路的源极。第二电极5与有源层4位于同一层。第二电极5和第一电极接触部分42分别设置在半导体部分41的两侧。
栅极绝缘层6设置在有源层4上。栅极绝缘层6覆盖半导体部分41。栅极绝缘层6一般采用能隔离水汽、氧气的SiNx、SiOx、Al2O3等常见的无机材料中的一种或几种沉积或溅射形成。通常情况下单层的绝缘层即可满足显示面板的良率要求,但在采用多晶硅或金属氧化物作为有源层的显示面板中,为提升良率,也会采用多层绝缘层重叠设置的结构来确保对水汽、氧气的有效隔离,本实施例中栅极绝缘层6为单层SiO2或单层SiNx结构。
栅极71设置在栅极绝缘层6上。栅极71与半导体部分41相对设置。栅极71可采用Mo、Al、Ti以及Cu等常见导电金属或合金中的一种或几种制得。栅极71可以是单一金属构成的单层导电层结构,也可以是多种金属构成的多层导电层结构,这里不作具体限定。
辅助电极22为辅助栅极和/或遮光电极。辅助电极22与半导体部分41相对设置。辅助电极22作为辅助栅极时,辅助电极22可采用金属或ITO等导电材料制成,辅助电极22与半导体部分41相对可有效提升薄膜晶体管的电性能。辅助电极22采用金属或其他不透光材料时可作为遮光电极,辅助电极22与半导体部分41相对可防止光线照射半导体部分41影响薄膜晶体管的电性能。
本实施例提供的薄膜晶体管将第一电极21与栅极71设置在有源层4的两侧,第一电极21与有源层4之间通过层间绝缘层3绝缘,栅极71与有源层4之间通过栅极绝缘层6绝缘。通过将栅极71和有源层4之间的绝缘层与源漏极和有源层4之间的绝缘层独立设置,实现了栅极71和有源层4之间的栅极绝缘层6的厚度以及源漏极和有源层4之间的层间绝缘层3的厚度可分别独立调整,可避免现有技术中栅极和源漏极均设置在有源层的同侧时减薄栅极绝缘层厚度以减小Vgs的同时会降低薄膜晶体管的其他电性能。
将层间绝缘层3的厚度设置为大于栅极绝缘层6的厚度。根据薄膜晶体管的Vgs目标设定值来减薄栅极绝缘层6的厚度,由于层间绝缘层3的厚度可以同时不变或增大,不仅能确保栅极71和漏极(第一电极21)之间的耐压特性不受栅极绝缘层6厚度减薄的影响,还能通过适当增大层间绝缘层3的厚度来降低栅极71和漏极(第一电极21)之间的电容。通过上述设计,薄膜晶体管的各项电性能都能得到较大提升。
可选的,层间绝缘层3的厚度大于或等于栅极绝缘层6的厚度的两倍。栅极绝缘层6的厚度为层间绝缘层3的厚度的三分之一时,薄膜晶体管的整体电性能较佳。
可选的,栅极71、栅极绝缘层6以及有源层4中的半导体部分41的侧边缘齐平。该结构可以减少薄膜晶体管的光罩数量。具体的,有源层4包括金属氧化物半导体,比如IGZO或IGZTO等。以图案化后的栅极71作为掩模板图案化栅极绝缘层6以裸露出位于第一电极21上方的有源层4。以图案化后的栅极71作为掩模板对裸露出的有源层4进行金属化处理以形成与有源层4连接的第二电极5和第一电极接触部分42。第一电极接触部分42通过第一过孔31与第一电极21连接。通过栅极71自对准工艺完成栅极绝缘层6的图案化以及有源层4的金属化处理,减少了两道光罩,降低了生产成本。
如图2所示,本申请还提供了显示面板的第一实施例。显示面板包括基板1和设置在基板1上的第一金属层2、层间绝缘层3、有源层4、第二电极5、栅极绝缘层6、第二金属层7、像素电极8、钝化层9以及公共电极层10。
基板1为阵列基板。基板1是刚性基板。刚性的基板1可采用玻璃制得。可以理解的是,基板1也可以是柔性基板。柔性的基板1可采用能隔离水汽、氧气的聚酰亚胺和/或聚对苯二甲酸乙二醇酯等的有机绝缘材料制得,这里不作具体限定。
第一金属层2设置在基板1上。第一金属层2通过图案化工艺形成数据线(图中未示出)、薄膜晶体管的第一电极21和辅助电极22以及公共电极线23。第一金属层2可采用Mo、Al、Ti以及Cu等常见导电金属或合金中的一种或几种制得。第一金属层2可以是单一金属构成的单层导电层结构,也可以是多种金属构成的多层导电层结构,这里不作具体限定。第一电极21为源极或漏极。在本实施例中,第一电极21为连接数据线的漏极。
辅助电极22为辅助栅极和/或遮光电极。辅助电极22与半导体部分41相对设置。辅助电极22作为辅助栅极时,辅助电极22可采用金属或ITO等导电材料制成,辅助电极22与半导体部分41相对可有效提升薄膜晶体管的电性能。辅助电极22采用金属或其他不透光材料时可作为遮光电极,辅助电极22与半导体部分41相对可防止光线照射半导体部分41影响薄膜晶体管的电性能。
层间绝缘层3设置在第一金属层2上。层间绝缘层3覆盖数据线、第一电极21、辅助电极22和公共电极线23。层间绝缘层3上开设有贯穿层间绝缘层3并延伸至第一电极21表面的第一过孔31。层间绝缘层3一般采用能隔离水汽、氧气的SiNx、SiOx、Al2O3等常见的无机材料中的一种或几种沉积或溅射形成。通常情况下单层的绝缘层即可满足显示面板的良率要求,但在采用多晶硅或金属氧化物作为有源层的显示面板中,为提升良率,也会采用多层绝缘层重叠设置的结构来确保对水汽、氧气的有效隔离,本实施例中层间绝缘层3为单层SiO2或单层SiNx结构。
有源层4设置在层间绝缘层3上。有源层4可以采用金属氧化物、非晶硅及多晶硅等常见半导体材料。在本实施例中,有源层4采用金属氧化物半导体制备。有源层4的中间区域与辅助电极22对应设置。有源层4包括半导体部分41和第一电极接触部分42。第一电极接触部分42的导电能力小于第一电极21的导电能力。第一电极接触部分42的导电能力大于半导体部分41的导电能力。第一电极接触部分42通过第一过孔31与第一电极21连接。
第二电极5与有源层4连接。第二电极5与半导体部分41连接。第二电极5为漏极或源极。第二电极5与有源层4位于同一层。第二电极5和第一电极接触部分42分别设置在半导体部分41的两侧。
栅极绝缘层6设置在有源层4上。栅极绝缘层6覆盖半导体部分41。栅极绝缘层6一般采用能隔离水汽、氧气的SiNx、SiOx、Al2O3等常见的无机材料中的一种或几种沉积或溅射形成。通常情况下单层的绝缘层即可满足显示面板的良率要求,但在采用多晶硅或金属氧化物作为有源层的显示面板中,为提升良率,也会采用多层绝缘层重叠设置的结构来确保对水汽、氧气的有效隔离,本实施例中栅极绝缘层6为单层SiO2或单层SiNx结构。
第二金属层7设置在栅极绝缘层6上。第二金属层7通过图案化工艺形成薄膜晶体管的栅极71和扫描线(图中未示出)。栅极71与半导体部分41相对设置。第二金属层7可采用Mo、Al、Ti以及Cu等常见导电金属或合金中的一种或几种制得。第二金属层7可以是单一金属构成的单层导电层结构,也可以是多种金属构成的多层导电层结构,这里不作具体限定。
像素电极8设置在层间绝缘层3上。像素电极8与有源层4和第二电极5同层设置。像素电极8和第二电极5是通过有源层4进行金属掺杂处理形成。像素电极8和第二电极5一体成形。第二电极5的一端与半导体部分41连接。第二电极5的另一端与像素电极8连接。像素电极8和第二电极5都是通过对氧化物半导体层金属掺杂获得。在一些具体实施例中,第二电极5可省略或可视为像素电极8的一部分,具体根据像素电极8的图案确定。
钝化层9设置在第二金属层7上。钝化层9覆盖栅极71、扫描线、第一电极接触部分42、第二电极5以及像素电极8。钝化层9上开设有贯穿钝化层9和层间绝缘层3并延伸至公共电极线23表面的第二过孔91。钝化层9一般采用能隔离水汽、氧气的SiNx、SiOx、Al2O3等常见的无机材料中的一种或几种沉积或溅射形成。通常情况下单层的绝缘层即可满足显示面板的良率要求,但在采用多晶硅或金属氧化物作为有源层的显示面板中,为提升良率,也会采用多层绝缘层重叠设置的结构来确保对水汽、氧气的有效隔离。
公共电极10设置在钝化层9上。公共电极10可采用透明ITO材料制成。公共电极10通过第二过孔91与公共电极线23连接。本实施例中的显示面板为FFS显示面板,通过面状铺设的像素电极8和图案化的公共电极10上下叠置以产生水平边缘电场驱动液晶偏转。为确保显示质量,需要将像素电极8下方的层间绝缘层3设置为有机绝缘的平坦层,以保证像素电极8尽量在同一水平面形成。公共电极10和像素电极8相对设置,产生水平电场以驱动液晶。可以理解的是,公共电极10可以是“米”形、梳形等其他图案,这里不作具体限定。
第一配向层(图中未示出)设置在公共电极10上以调整液晶的偏转角度。
显示面板还包括衬底11和设置在彩膜基板11上的彩膜层12、遮光层13以及第二配向层(图中未示出)。
衬底11与基板1相对设置。衬底11的材料与基板1相同,这里不再赘述。
彩膜层12包括多个滤光片121。每一子像素区内设置有一滤光片121。滤光片121与像素电极8相对设置。
遮光层13设置在相邻两个滤光片121之间以避免混色。遮光层13一般采用黑色树脂材料制成。
第二配向层覆盖彩膜层12和遮光层13以调整液晶的偏转角度。
显示面板还包括设置在基板1和衬底11之间的液晶层(图中未示出)和间隔件(图中未示出)。
显示面板的显示区设置有多条沿第一方向延伸的扫描线和多条大致沿第二方向延伸的数据线。扫描线与数据线交叉限定出多个阵列排布的子像素区域。栅极71、第二电极5、第一电极21、有源层4组成的薄膜晶体管和与所述薄膜晶体管连接的像素电极8均位于子像素单元内。
辅助电极22为辅助栅极和/或遮光电极。辅助电极22与半导体部分41相对设置。辅助电极22作为辅助栅极时,辅助电极22可采用金属或ITO等导电材料制成,辅助电极22与半导体部分41相对可有效提升薄膜晶体管的电性能。辅助电极22采用金属或其他不透光材料时可作为遮光电极,辅助电极22与半导体部分41相对可防止光线照射半导体部分41影响薄膜晶体管的电性能。
本实施例提供的显示面板中,将薄膜晶体管的第一电极21与栅极71设置在有源层4的两侧,第一电极21与有源层4之间通过层间绝缘层3绝缘,栅极71与有源层4之间通过栅极绝缘层6绝缘。通过将栅极71和有源层4之间的绝缘层与源漏极和有源层4之间的绝缘层独立设置,实现了栅极71和有源层4之间的栅极绝缘层6的厚度以及源漏极和有源层4之间的层间绝缘层3的厚度可分别独立调整,可避免现有技术中栅极和源漏极均设置在有源层的同侧时减薄栅极绝缘层厚度以减小Vgs的同时会降低薄膜晶体管的其他电性能。
将层间绝缘层3的厚度设置为大于栅极绝缘层6的厚度。根据薄膜晶体管的Vgs目标设定值来减薄栅极绝缘层6的厚度,由于层间绝缘层3的厚度可以同时不变或增大,不仅能确保栅极71和漏极(第一电极21)之间的耐压特性不受栅极绝缘层6厚度减薄的影响,还能通过适当增大层间绝缘层3的厚度来降低栅极71和漏极(第一电极21)之间的电容。通过上述设计,薄膜晶体管的各项电性能都能得到较大提升。
可选的,层间绝缘层3的厚度大于或等于栅极绝缘层6的厚度的两倍。栅极绝缘层6的厚度为层间绝缘层3的厚度的三分之一时,薄膜晶体管的整体电性能较佳。
可选的,栅极71、栅极绝缘层6以及有源层4中的半导体部分41的侧边缘齐平。该结构可以减少薄膜晶体管的光罩数量。具体的,以图案化后的栅极71作为掩模板图案化栅极绝缘层6以裸露出位于第一电极21上方的有源层4。以图案化后的栅极71作为掩模板对裸露出的有源层4进行金属化处理以形成与有源层4连接的第二电极5和第一电极接触部分42。第一电极接触部分42通过第一过孔31与第一电极21连接。通过栅极71自对准工艺完成栅极绝缘层6的图案化以及有源层4的金属化处理,减少了两道光罩,降低了生产成本。
如图3所示,本申请还提供了显示面板的第二实施例。本实施例与第一实施例的区别包括:
第一金属层2还包括触控信号线。第一金属层2通过图案化工艺形成第一电极21、辅助电极22、公共电极线23和触控信号线24。
钝化层9上开设有贯穿钝化层9和层间绝缘层3并延伸至公共电极线23表面的第二过孔91以及贯穿钝化层9和层间绝缘层3并延伸至触控信号线24表面的第三过孔92。
显示面板为互电容触控结构时,还包括第一触控电极14和第二触控电极15。第一触控电极14与有源层4同层设置。第一触控电极14与有源层4连接。第二触控电极15与第一触控电极14绝缘且相对设置。第二触控电极15与公共电极10位于同一层。第二触控电极15通过第三过孔92与触控信号线24连接。
显示面板为自电容触控结构时仅包括一层与公共电极位于同一层的第二触控电极15。第二触控电极15通过第三过孔92与触控信号线24连接。
本实施例的其他结构与实施例一相同,这里不再赘述。
如图4A至图4G所示,本申请还提供了显示面板的制备方法的具体实施例。显示面板的制备方法包括:
B1、提供一基板1。
B2、如图4A所示,在基板1上形成第一金属层2。图案化第一金属层2以形成第一电极21。
可选的,步骤B2包括在基板1上形成第一金属层2。图案化第一金属层2以形成第一电极21、辅助电极22、公共电极线23以及数据线(图中未示出)。
B3、如图4B所示,在第一金属层2上设置层间绝缘层3。图案化层间绝缘层3以形成第一过孔31。第一过孔31贯穿层间绝缘层3并延伸至第一电极21的表面。
B4、如图4C所示,在层间绝缘层3上设置图案化的有源层4。有源层4通过第一过孔31与第一电极21连接。有源层4为氧化物半导体层。
B5、如图4D所示,在有源层4上形成栅极绝缘层6和第二金属层7。层间绝缘层3的厚度大于或等于栅极绝缘层6的厚度的两倍。图案化第二金属层7以形成栅极71和扫描线(图中未示出),使栅极71与有源层4相对设置。可选的,栅极71与辅助电极22相对设置。
以图案化后的栅极71作为掩模板图案化栅极绝缘层6以裸露出位于第一电极21上方的有源层4,使栅极71和栅极绝缘层6的侧边缘齐平。利用栅极71作为掩模版图案化栅极绝缘层6可以节省一道光罩。
以图案化后的栅极71作为掩模板对裸露出的有源层4进行金属化掺杂处理以形成像素电极8、与半导体部分41连接的第二电极5和第一电极接触部分42,使栅极71、栅极绝缘层6和半导体部分41的侧边缘齐平。第一电极接触部分42通过第一过孔31与第一电极21连接。
第二电极5与有源层4连接。第二电极5与半导体部分41连接。第二电极5为漏极或源极。第二电极5与半导体部分41位于同一层。第二电极5和第一电极接触部分42分别设置在半导体部分41的两侧。
第二电极5和像素电极8具有相同的材料。像素电极8的图案为平面状。第二电极5和像素电极8一体成型。像素电极8和第二电极5都是通过对氧化物半导体层金属掺杂获得。在一些具体实施例中,第二电极5可省略或可视为像素电极8的一部分,具体根据像素电极8的图案确定。
B6、如图4E所示,在第二金属层7上形成钝化层9。钝化层9覆盖栅极71、扫描线、第一电极接触部分42、第二电极5以及像素电极8。图案化钝化层9以在钝化层9上开设贯穿钝化层9和层间绝缘层3并延伸至公共电极线23表面的第二过孔91。
B7、如图4F所示,在钝化层9上形成公共电极层。图案化公共电极层以形成公共电极10。公共电极10可采用透明ITO材料制成。公共电极10为梳状图案。面状铺设的像素电极8和图案化的公共电极10上下叠置以产生水平边缘电场驱动液晶偏转。公共电极10通过第二过孔91与公共电极线23连接。
B8、如图4G所示,在公共电极10上方盖设彩膜基板11,将液晶密封在公共电极10与彩膜基板11上的滤光片121之间。
本申请提出将薄膜晶体管的第一电极21与栅极71设置在有源层4的两侧,通过将栅极71和有源层4之间的栅极绝缘层6与第一电极21和有源层4之间的层间绝缘层3独立设置,实现了栅极71和有源层4之间的栅极绝缘层6的厚度与第一电极21和有源层4之间的层间绝缘层3的厚度可分别独立调整,在减薄栅极绝缘层6的厚度以减小Vgs的同时可通过增大层间绝缘层3的厚度来增大栅极71和漏极(第一电极21)之间的耐压特性,且层件绝缘层3厚度的增加还可以降低栅极71和漏极(第一电极21)之间的电容,能显著提升薄膜晶体管的各项电性能。
此外,本申请在显示面板的制备方法中,通过栅极71自对准工艺完成栅极绝缘层6的图案化以及有源层4的金属化处理,减少了两道光罩,降低了生产成本。
以上对本申请实施例所提供的一种薄膜晶体管、显示面板及其制备方法进行了详细的介绍,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方法及其核心思想;同时,对于本领域的技术人员,依据本申请的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (14)
1.一种薄膜晶体管,其特征在于,包括:
栅极;
栅极绝缘层,设置在所述栅极的一侧;
有源层,设置在所述栅极绝缘层远离所述栅极的一侧,所述有源层与所述栅极相对设置;
第一电极,设置在所述有源层远离所述栅极的一侧;
层间绝缘层,设置在所述第一电极与所述有源层之间使所述第一电极和所述有源层绝缘,所述层间绝缘层上开设有贯穿所述层间绝缘层并延伸至所述第一电极表面的第一过孔,所述有源层通过所述第一过孔与所述第一电极连接,所述层间绝缘层的厚度大于所述栅极绝缘层的厚度;以及
第二电极,与所述有源层连接,所述第二电极与所述有源层位于同一层。
2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管,其特征在于,还包括:
辅助电极,与所述有源层相对设置,所述层间绝缘层设置在所述辅助电极与所述有源层之间。
3.根据权利要求2所述的薄膜晶体管,其特征在于,所述第一电极与所述辅助电极位于同一层,所述有源层通过所述第一过孔与所述第一电极连接。
4.根据权利要求1所述的薄膜晶体管,其特征在于,所述有源层包括半导体部分和第一电极接触部分,所述第一电极接触部分的导电能力小于所述第一电极的导电能力,所述第一电极接触部分的导电能力大于所述半导体部分的导电能力;所述第一电极接触部分通过所述第一过孔与所述第一电极连接。
5.一种显示面板,其特征在于,包括:
第一电极,位于第一金属层;
层间绝缘层,设置在所述第一电极上,所述层间绝缘层上开设有贯穿所述层间绝缘层并延伸至所述第一电极表面的第一过孔;
有源层,设置在所述层间绝缘层上,所述有源层通过所述第一过孔与所述第一电极连接;
第二电极,与所述有源层连接;
栅极绝缘层,设置在所述有源层上;以及
栅极,位于设置在所述栅极绝缘层上的第二金属层,与所述有源层相对设置;
所述层间绝缘层的厚度大于所述栅极绝缘层的厚度。
6.根据权利要求5所述的显示面板,其特征在于,还包括:
辅助电极,与所述有源层相对设置,所述层间绝缘层设置在所述辅助电极与所述有源层之间;
所述第一电极为漏极,所述第二电极为源极;和/或,所述第一电极为源极,所述第二电极为漏极。
7.根据权利要求6所述的显示面板,其特征在于,所述辅助电极位于所述第一金属层,所述层间绝缘层覆盖所述第一电极和所述辅助电极。
8.根据权利要求5所述的显示面板,其特征在于,所述有源层包括半导体部分和第一电极接触部分,所述第一电极接触部分的导电能力小于所述第一电极的导电能力,所述第一电极接触部分的导电能力大于所述半导体部分的导电能力;所述第一电极接触部分通过所述第一过孔与所述第一电极连接。
9.根据权利要求5所述的显示面板,其特征在于,还包括像素电极,所述像素电极与所述有源层同层设置,所述像素电极与所述有源层电连接,所述有源层包括金属氧化物半导体。
10.根据权利要求9所述的显示面板,其特征在于,还包括:
基板,所述第一金属层设置在所述基板上,所述第一金属层还包括数据线;
扫描线,位于所述第二金属层,所述扫描线与所述数据线交叉以限定多个子像素单元,所述栅极、所述第二电极、所述第一电极、所述有源层组成的薄膜晶体管和与所述薄膜晶体管连接的所述像素电极均位于所述子像素单元内;
钝化层,设置在所述第二金属层上,覆盖所述栅极和所述像素电极;以及
公共电极,设置在所述钝化层上,所述公共电极与所述像素电极相对设置。
11.根据权利要求5至10中任一项所述的显示面板,其特征在于,所述栅极、所述栅极绝缘层以及所述有源层的半导体部分的侧边缘齐平。
12.根据权利要求5至10中任一项所述的显示面板,其特征在于,所述层间绝缘层的厚度大于或等于所述栅极绝缘层的厚度的两倍。
13.根据权利要求5所述的显示面板,其特征在于,所述第一金属层还包括触控信号线;所述显示面板还包括:
第一触控电极,所述第一触控电极与所述有源层同层设置,所述第一触控电极与所述有源层连接;以及
第二触控电极,所述第二触控电极与所述第一触控电极绝缘且相对设置。
14.一种显示面板的制备方法,其特征在于,包括:
B1、提供一基板;
B2、在所述基板上形成第一金属层,图案化所述第一金属层以形成第一电极;
B3、在所述第一金属层上设置层间绝缘层,图案化所述层间绝缘层以形成第一过孔;
B4、在所述层间绝缘层上设置图案化的有源层,所述有源层通过所述第一过孔与所述第一电极连接,所述有源层包括金属氧化物半导体;
B5、在所述有源层上形成栅极绝缘层和第二金属层,所述层间绝缘层的厚度大于或等于所述栅极绝缘层的厚度的两倍;
图案化所述第二金属层以形成栅极,使所述栅极与所述有源层相对设置;
以图案化后的所述栅极作为掩模板图案化所述栅极绝缘层以裸露出位于所述第一电极上方的所述有源层;
以图案化后的所述栅极作为掩模板对裸露出的所述有源层进行金属化处理以形成与所述有源层连接的第二电极和第一电极接触部分,所述第一电极接触部分通过所述第一过孔与所述第一电极连接。
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