專利名稱：一種薄膜晶體管及其制造方法、陣列基板、顯示器件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及顯示器件制造領域，尤其涉及ー種薄膜晶體管及其制造方法、陣列基板、顯不器件。
背景技術：
21世紀在顯示領域是平板顯示的時代。薄膜晶體管液晶顯示器(Thin FilmTransistor Liquid Crystal Display,簡稱TFT-IXD)具有體積小、功耗低、無福射等特點，在當前的平板顯示器市場占據(jù)了主導地位。對于TFT-IXD來說，陣列基板以及制造エ藝決定了其產(chǎn)品性能、成品率和價格。 隨著液晶面板向大型化、高精細化、高頻率、3D及有機發(fā)光二極體面板(ActiveMatrix/Organic Light Emitting Diode,簡寫為AMOLED)等方向的發(fā)展,具有較高的載流子遷移率的氧化物作為半導體成為業(yè)界發(fā)展的趨勢，而且氧化物作為半導體吋，不需要對設備等進行改造，與現(xiàn)有設備匹配性非常好，所以氧化物作為半導體材料在量產(chǎn)方面具有巨大的優(yōu)勢。當氧化物作為半導體，金屬作為源漏電極吋，由于金屬的刻蝕液對氧化物半導體會產(chǎn)生一定的損傷，以至于會破壞溝道區(qū)域的氧化物半導體，使得薄膜晶體管性能下降。為了改善氧化物薄膜晶體管的的穩(wěn)定性，通常采用mask(掩模光刻)エ藝逐層制備，且在半導體有源層上方形成刻蝕阻擋層以確保薄膜晶體管的性能。因此需要在現(xiàn)有エ藝的基礎上增加一次Maskエ藝。但現(xiàn)有技術中，maskエ藝的成本和復雜度都很高，應用次數(shù)越多其制造成本就會越高，且產(chǎn)品質量越難保證。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供的薄膜晶體管及其制造方法、陣列基板、顯示器件，用以簡化制造エ藝，降低制造成本，提聞廣品良率。為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案一方面，提供ー種薄膜晶體管的制造方法，包括在基板上通過構圖エ藝形成柵極；在所述柵極和所述基板上形成柵絕緣層；在所述柵絕緣層上通過構圖エ藝形成氧化物半導體有源層、刻蝕阻擋層以及源/漏電極；其中，所述刻蝕阻擋層通過氧化處理得到。一方面，提供ー種利用上述方法制得的薄膜晶體管。一方面，提供一種陣列基板及顯示器件，包括上述方法所制得的薄膜晶體管。本發(fā)明提供的薄膜晶體管及其制造方法、陣列基板、顯示器件，在薄膜晶體管制備的過程中，刻蝕阻擋層是通過氧化處理方法制得的，該刻蝕阻擋層可以與半導體有源層通過一次maskエ藝實現(xiàn)，刻蝕阻擋層也可以與源/漏電極通過一次maskエ藝實現(xiàn)，無需因刻蝕阻擋層的制備而增加一次maskエ藝,相對現(xiàn)有技術中通過一次maskエ藝制得刻蝕阻擋層而言，能夠在TFT陣列基板的制作過程中減少maskエ藝次數(shù),簡化了制造エ藝，降低制造成本，提聞廣品的良品率。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖I為本發(fā)明實施例提供的薄膜晶體管的制造方法的流程示意圖；圖2 圖9為本發(fā)明實施例提供的ー種薄膜晶體管的制造方法過程中的結構示意圖；圖10 圖16為本發(fā)明實施例提供的另ー種薄膜晶體管的制造方法過程中的結構示意圖；圖17 圖19為本發(fā)明實施例提供的又ー種薄膜晶體管的制造方法過程中的結構示意圖；圖20為本發(fā)明實施例提供的ー種薄膜晶體管的結構示意圖。
具體實施例方式下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。本發(fā)明實施例提供的薄膜晶體管的制造方法，如圖I所示，其步驟包括SI I、在基板上通過構圖エ藝形成柵極。S12、在形成有柵極的基板上形成柵絕緣層。S13、在所述柵絕緣層上通過構圖エ藝形成氧化物半導體有源層、刻蝕阻擋層以及源/漏電極；其中，所述刻蝕阻擋層通過氧化處理得到。需要說明的是，本發(fā)明實施例中“源/漏電極”表示“源極和漏扱”。其中，步驟S13可以有以下三種具體制造方法一，參照圖2 圖9進行說明，具體可以包括S131、在柵絕緣層21上形成第一薄膜層，經(jīng)過氧化處理后得到第一絕緣層22。示例性的，可以在由SiNx構成的柵絕緣層21上，在溫度為300 400度的條件下，形成厚度為200 500 A的非晶硅薄膜層，之后經(jīng)過氧氣(O2)等離子體處理形成富氧的第一絕緣層22，如圖2所示。S132、在第一絕緣層22上形成氧化物半導體層23，如圖3所示。S133、在氧化物半導體層23上形成第二薄膜層經(jīng)過氧化處理后得到富氧的第二絕緣層24。示例性的，可以在氧化物半導體層23上，在溫度為150 200度的條件下，形成厚度為400 1000A的非晶硅薄膜層，之后經(jīng)過氧氣(O2)等離子體處理形成第二絕緣層24，如圖4所示。
S134、在第二絕緣層24上涂覆光刻膠25，利用灰度掩膜板或半透掩膜板進行曝光，顯影后在第二絕緣層24上形成對應刻蝕阻擋層區(qū)域的光刻膠完全保留區(qū)域251、對應半導體有源層區(qū)域的光刻膠半保留區(qū)域252，以及露出其余第二絕緣層24區(qū)域的光刻膠完全去除區(qū)域，如圖5所示。S135、通過刻蝕エ藝去除掉光刻膠完全去除區(qū)域的第二絕緣層24、氧化物半導體層23和第一絕緣層22，得到半導體有源層23和第一絕緣層22，形成硅島，如圖6所示。S136、通過灰化工藝去除光刻膠半保留區(qū)域252的光刻膠，露出部分第二絕緣層24，如圖7所示。S137、通過刻蝕エ藝去除上述部分第二絕緣層24，剝離掉光刻膠后，得到由第二絕 緣層24構成的刻蝕阻擋層24，如圖8所示。之后，與現(xiàn)有技術相同，在氧化物半導體層23和刻蝕阻擋層24上通過構圖エ藝制得源極26、漏極27,如圖9所示。需要說明的是，在本實施例中第一薄膜層和第二薄膜層采用的材料是非晶硅，本發(fā)明實施例并不限于此，其他材料如三氧化ニ鋁等也可以。如果實際制作的薄膜晶體管中不需要設置第一絕緣層22，那么在本實施例中可以將步驟S131省略，在完成步驟S12之后直接在柵絕緣層21上形成氧化物半導體層23，并執(zhí)行步驟S133及后續(xù)流程。本發(fā)明實施例提供的薄膜晶體管制造方法，一方面，刻蝕阻擋層是通過氧化處理而得，刻蝕阻擋層與氧化物半導體層利用灰色調(diào)掩膜版通過一次光刻エ藝形成，無需進行單獨的maskエ藝處理,因此能夠減少一次maskエ藝，降低了制造成本。另ー方面，由于在氧化物半導體有源層的上下兩側兩層分別設有兩個經(jīng)氧化處理得到富氧的絕緣層，其富氧，因此能夠防止氧化物半導體有源層中的氧向其它層擴散造成薄膜晶體管特性異常，同時也能防止柵絕緣層SiNx中的氫原子擴散到氧化物半導體有源層中，保證了 TFT較好的性能。第三，柵絕緣層采用SiNx制備，形成厚度約為2000 4000A,第一絕緣層由經(jīng)過氧化處理的SiOx制備，形成厚度約200 500A,與現(xiàn)有技術相比刻蝕速率比較快(現(xiàn)有技術中薄膜晶體管中的柵絕緣層大多采用SiOx制備，刻蝕速率非常慢)，這樣在之后進行的過孔刻蝕時，要比單純采用SiOx作為柵絕緣層進行刻蝕的時間短，因此設備產(chǎn)能高，易于大規(guī)模量產(chǎn)。第四，刻蝕阻擋層(即第二絕緣層)由于經(jīng)過氧化處理，也是富氧材料，其阻擋性較好，保證了薄膜晶體管特性的穩(wěn)定。方法ニ，步驟S13參照圖10 圖17進行說明，具體可以包括S13P、在柵絕緣層21上形成氧化物半導體層23，如圖10所示。示例性的，該柵絕緣層21的材料可以是SiNx。S132/、在氧化物半導體層23上形成金屬薄膜層28，如圖11所示。具體的，該金屬薄膜層可由單層金屬薄膜構成，也可以是多層金屬薄膜構成。S133'、在金屬薄膜層28上涂覆光刻膠25，利用灰度掩膜板或半透掩膜板進行曝光，顯影后在金屬薄膜層28上形成對應源/漏電極區(qū)域的光刻膠完全保留區(qū)域251，對應溝道區(qū)域的光刻膠半保留區(qū)域252，以及露出其余金屬薄膜層28的光刻膠完全去除區(qū)域，如圖12所示。S134'、通過刻蝕エ藝去除光刻膠完全去除區(qū)域的金屬薄膜層28、氧化物半導體層23，得到覆蓋面積相同的金屬薄膜層28和半導體有源層23，如圖13所示。S135'、通過灰化工藝去除掉光刻膠半保留區(qū)域252的光刻膠，露出部分金屬薄膜層281，如圖14所示。S136,、對露出部分該金屬薄膜層281進行氧化處理，以使得露出部分該金屬薄膜完全轉化為富氧的絕緣薄膜構成刻蝕阻擋層，如圖15所示。示例性的， 可以對露出部分該金屬薄膜進行氧氣(O2)等離子體轟擊，控制轟擊時間，使得該露出部分的金屬薄膜完全轉化為絕緣薄膜以形成刻蝕阻擋層。S137'、剝離掉光刻膠完全保留區(qū)域251后，得到源極26、漏極27以及刻蝕阻擋層，如圖16所示。方法三，步驟S13參照圖10 圖14以及圖17 圖19進行說明，具體可以包括S131"、在柵絕緣層21上形成氧化物半導體層23，如圖10所示。示例性的，該柵絕緣層21的材料可以是SiNx。S132"、在氧化物半導體層23上形成金屬薄膜層28，如圖11所示。S133"、在金屬薄膜層28上涂覆光刻膠25，利用灰度掩膜板或半透掩膜板進行曝光，顯影后在金屬薄膜層28上形成對應源/漏電極區(qū)域的光刻膠完全保留區(qū)域251，對應溝道區(qū)域的光刻膠半保留區(qū)域252，以及露出其余金屬薄膜層28的光刻膠完全去除區(qū)域，如圖12所示。S134"、通過刻蝕エ藝去除光刻膠完全去除區(qū)域的金屬薄膜層28、氧化物半導體層23，得到覆蓋面積相同的金屬薄膜層28和半導體有源層23，如圖13所示。S135"、通過灰化工藝去除掉光刻膠半保留區(qū)域252的光刻膠，露出部分金屬薄膜層281，如圖14所示。S136"、通過刻蝕エ藝去除部分露出的金屬薄膜層281，如圖17所示。示例性的，可以通過控制刻蝕時間，刻蝕掉溝道區(qū)域大部分的金屬薄膜，使金屬薄膜少部分保留。進ー步的，金屬膜層可以由單層金屬薄膜構成，也可以是由多層金屬薄膜構成，如果采用多層金屬薄膜構成的金屬薄膜層，可以刻蝕掉最上層的金屬薄膜，或者保留最底層的金屬薄膜。S137"、對刻蝕后剩余的該金屬薄膜281進行氧化處理，使該處金屬薄膜完全轉化為富氧的絕緣薄膜構成刻蝕阻擋層，如圖18所示。示例性的，可以對保留部分的金屬薄膜281進行氧氣(O2)等離子體轟擊，控制轟擊時間，使得該保留部分的金屬薄膜完全轉化為絕緣薄膜以構成刻蝕阻擋層。S138"、剝離光刻膠完全保留區(qū)域281后，得到源極26、漏極27以及刻蝕阻擋層，如圖19所示。本發(fā)明實施例提供的薄膜晶體管的制造方法，其刻蝕阻擋層是通過氧化處理而得，刻蝕阻擋層和源/漏電極利用灰色調(diào)掩膜版通過一次maskエ藝形成，無需進行単獨的maskエ藝處理，因此能夠減少一次maskエ藝，降低了制造成本，并且，該刻蝕阻擋層經(jīng)過氧化處理，也是富氧材料，其阻擋性較好，保證了優(yōu)良的薄膜晶體管特性的穩(wěn)定。此外，在上述步驟S131'和S131"形成氧化物半導體層24之前，還可以在柵絕緣層21上形成第一薄膜層22，如圖20所示。具體可以是在溫度為300 400度的條件下，形成厚度為200 500A的非晶硅薄膜層22，之后經(jīng)過氧氣(O2)等離子體處理形成富氧的第一絕緣層22。當然，本實施例中，第一薄膜層22并不限于非晶硅材料，也可以是其他材料，如三
氧化ニ鋁等。這樣ー來，在柵絕緣層21與氧化物半導體有源層24之間設有經(jīng)氧化處理所得的第一絕緣層22，可以防止柵絕緣層SiNx中的氫原子擴散到氧化物半導體有源層24中，保證了 TFT較好的性能，而且柵絕緣層21采用SiNx和第一絕緣層23構成，刻蝕速率比較快，這樣在之后進行的過孔刻蝕時，要比單純采用SiOx作為柵絕緣層進行刻蝕的時間短，因此設備產(chǎn)能高，易于大規(guī)模量產(chǎn)。
本發(fā)明實施例提供了ー種薄膜晶體管，該薄膜晶體管是通過上述方法實施例中所描述的薄膜晶體管的制造方法制作得到。圖9所示為本發(fā)明實施例提供的ー種薄膜晶體管示例，該薄膜晶體管包括基板20、柵極201和柵絕緣層21 ;形成在該柵絕緣層21上的第一絕緣層22 ;形成在第一絕緣層22上的氧化物半導體有源層23 ;形成在氧化物半導體有源層23上的第二絕緣層24 ;形成在氧化物半導體有源層23上，且位于所述第二絕緣層24兩側的源極26和漏極27 ;其中，第一絕緣層22可以由非晶硅或三氧化ニ鋁經(jīng)氧化處理后得到。需要說明的是，本發(fā)明實施例提供的薄膜晶體管的結構中，源/漏電極的金屬膜層可以是單層金屬制備，也可以是多層金屬構成，該刻蝕阻擋層可以是多層金屬膜層中的部分膜層或底層經(jīng)過氧化處理得到。進ー步的，刻蝕阻擋層還可以由對應溝道區(qū)域的整體的金屬薄膜經(jīng)過氧化處理后得到，如圖20所示，即溝道區(qū)域的金屬薄膜281不進行刻蝕エ藝的處理，直接氧化處理得到刻蝕阻擋層281，此時刻蝕阻擋層281與源極26和漏極27的上表面處于同一平面。本發(fā)明實施例提供的薄膜晶體管，由于在氧化物半導體有源層的上下兩側分別設有兩個絕緣層，因此能夠防止氧化物半導體有源層中的氧向其它層擴散造成薄膜晶體管特性異常，同時也能防止柵絕緣層SiNx中的氫原子擴散到氧化物半導體有源層中，保證了薄膜晶體管較好的性能，并且，在溝道區(qū)域形成富氧的刻蝕阻擋層，可以阻擋對溝道區(qū)域的氧化物半導體有源層的破壞，保證了優(yōu)良的薄膜晶體管特性的穩(wěn)定。本發(fā)明實施例提供了一種陣列基板，該陣列基板包含上述薄膜晶體管。同時，本發(fā)明實施例還提供了一種顯示器件，該顯示器件包含上述陣列基板。所述顯示器件可以是但不限于液晶面板、有機發(fā)光二極管(Organic Light-Emitting Diode,簡寫為0LED)面板、電泳顯示面板、手機、監(jiān)視器、平板電腦等顯示器件。本發(fā)明實施例提供的陣列基板和顯示器件，由于在薄膜晶體管中的氧化物半導體有源層的上下兩側分別設有兩個絕緣層，因此能夠防止氧化物半導體有源層中的氧向其它層擴散造成陣列基板特性異常，同時也能防止柵絕緣層SiNx中的氫原子擴散到氧化物半導體有源層中，保證了陣列基板較好的性能，并且，在氧化物半導體有源層上，源漏電極層下，形成有第二絕緣層，其可以阻擋對溝道區(qū)域的氧化物半導體有源層的破壞，保證了優(yōu)良的陣列基板特性的穩(wěn)定。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi) 。因此，本發(fā)明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。
權利要求
1.ー種薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，包括 在基板上通過構圖エ藝形成柵極； 在形成有所述柵極的基板上形成柵絕緣層； 在所述柵絕緣層上通過構圖エ藝形成氧化物半導體有源層、刻蝕阻擋層以及源/漏電極；其中，所述刻蝕阻擋層通過氧化處理得到。
2.根據(jù)權利要求I所述的方法，其特征在于，通過構圖エ藝在所述柵絕緣層上形成氧化物半導體有源層和刻蝕阻擋層的過程，包括 在所述柵絕緣層上形成氧化物半導體層； 在所述氧化物半導體層上形成第二薄膜層，并對所述第二薄膜層進行氧化處理得到第ニ絕緣層； 在所述第二絕緣層上涂覆光刻膠，利用灰度掩膜板或半透掩膜板進行曝光、顯影，在所述第二絕緣層上形成對應刻蝕阻擋層區(qū)域的光刻膠完全保留區(qū)域、對應半導體有源層區(qū)域的光刻膠半保留區(qū)域，以及露出其余所述第二絕緣層區(qū)域的光刻膠完全去除區(qū)域； 通過刻蝕エ藝去除所述光刻膠完全去除區(qū)域的所述第二絕緣層、氧化物半導體層，得到氧化物半導體有源層； 通過灰化工藝去除所述光刻膠半保留區(qū)域的光刻膠，露出部分第二絕緣層； 通過刻蝕エ藝去除所述部分第二絕緣層，并剝離掉剩余的光刻膠得到由所述第二絕緣層構成的刻蝕阻擋層。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二薄膜層的材料為非晶硅或三氧化ニ鋁。
4.根據(jù)權利要求I所述的方法，其特征在于，通過構圖エ藝在所述柵絕緣層上形成氧化物半導體有源層、刻蝕阻擋層以及源/漏電極的過程，包括 在形成有所述柵絕緣層的基板上形成氧化物半導體層； 在所述氧化物半導體層上形成金屬薄膜層； 在所述金屬薄膜層上涂覆光刻膠，利用灰度掩膜板或半透膜掩膜板進行曝光、顯影，在所述金屬薄膜層上形成對應源/漏電極區(qū)域的光刻膠完全保留區(qū)域、對應溝道區(qū)域的光刻膠半保留區(qū)域，以及露出其余所述金屬薄膜層的光刻膠完全去除區(qū)域； 通過刻蝕エ藝去除光刻膠完全去除區(qū)域的所述金屬薄膜層、氧化物半導體層，得到覆蓋面積相同的金屬薄膜層和所述氧化物半導體有源層； 通過灰化工藝去除所述光刻膠半保留區(qū)域的光刻膠，露出部分金屬薄膜層； 對露出部分所述金屬薄膜層進行氧化處理，以使得露出部分所述金屬薄膜完全轉化為富氧的絕緣薄膜構成刻蝕阻擋層； 剝離掉剩余的光刻膠，得到源/漏電極和刻蝕阻擋層。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，在所述通過灰化工藝去除所述光刻膠半保留區(qū)域的光刻膠露出部分金屬薄膜層之后，且在所述對露出部分所述金屬薄膜層進行氧化處理之前,還包括 通過刻蝕エ藝對露出部分的所述金屬薄膜層進行部分刻蝕； 所述對露出部分所述金屬薄膜層進行氧化處理，以使得露出部分所述金屬薄膜完全轉化為富氧的絕緣薄膜構成刻蝕阻擋層，為對部分刻蝕后剩余的金屬薄膜進行氧化處理以使其完全轉化為富氧的絕緣薄膜形成刻蝕阻擋層。
6.根據(jù)權利要求4或5所述的方法，其特征在干，所述金屬薄膜層由多層金屬薄膜構成，所述刻蝕阻擋層由所述多層金屬薄膜的底層或部分多層金屬薄膜經(jīng)氧化處理得到。
7.根據(jù)權利要求I所述的方法，其特征在于，在所述柵絕緣層上形成氧化物半導體有源層之前，所述方法還包括 在所述柵絕緣層上形成第一薄膜層，并對所述第一薄膜層進行氧化處理得到第一絕緣層；則， 所述在柵絕緣層上形成氧化物半導體有源層為在所述第一絕緣層上形成氧化物半導體有源層。
8.—種通過權利要求I至7中任一項所述的薄膜晶體管的制造方法制作得到的薄膜晶體管。
9.一種陣列基板，其特征在于，所述陣列基板包含權利要求8所述的薄膜晶體管。
10.一種顯示器件，其特征在于，所述顯示器件包含權利要求9所述的陣列基板。
全文摘要
本發(fā)明實施例提供一種薄膜晶體管及其制造方法、陣列基板、顯示器件，涉及顯示技術制造領域，相對現(xiàn)有mask工藝而言可減少mask工藝次數(shù)，降低制造成本，提高產(chǎn)品良品率，該方法包括，在基板上通過構圖工藝形成柵極；在所述柵極和所述基板上形成柵絕緣層；通過構圖工藝處理在所述柵絕緣層上形成半導體有源層、刻蝕阻擋層以及源/漏電極；其中，所述刻蝕阻擋層通過氧化處理得到；本發(fā)明實施例用于制造顯示器件。
文檔編號H01L21/336GK102651322SQ20121004793
公開日2012年8月29日 申請日期2012年2月27日 優(yōu)先權日2012年2月27日
發(fā)明者張學輝, 曹占鋒 申請人:京東方科技集團股份有限公司