專利名稱：一種薄膜晶體管及其制作方法、陣列基板和顯示裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及顯示技術(shù)領域，尤其涉及一種薄膜晶體管及其制作方法、陣列基板和顯示裝置。
背景技術(shù)：
在顯示技術(shù)領域,平板顯示裝置,如液晶顯示器(Liquid Crystal Display, IXD)和有機電致發(fā)光顯示器(Organic Light Emitting Display, 0LED),因其具有輕、薄、低功耗、高亮度，以及高畫質(zhì)等優(yōu)點，在平板顯示領域占據(jù)重要的地位。尤其是大尺寸、高分辨率，以及高畫質(zhì)的平板顯示裝置，如液晶電視，在當前的平板顯示器市場已經(jīng)占據(jù)了主導地位。目前，圖像信號的延遲成為制約大尺寸、高分辨率及高畫質(zhì)平板顯示裝置的關鍵 因素之一。具體地，圖像信號的延遲主要由基板上的柵極、柵極線，或數(shù)據(jù)線等信號電阻R和相關電容C決定。隨著顯示裝置尺寸的不斷增大，分辨率不斷提高，驅(qū)動電路施加的信號頻率也不斷提高，圖像信號的延遲越來越嚴重。在圖像顯示階段，柵極線打開，像素充電，由于圖像信號的延遲，某些像素充電不充分，導致圖像顯示畫面的亮度不均勻，嚴重影響圖像的顯示質(zhì)量。降低柵極、柵極線，數(shù)據(jù)線等的電阻可以減小圖像信號的延遲，改善圖像的畫質(zhì)。目前，降低柵極線和數(shù)據(jù)線的電阻的方法為采用電阻較低的金屬Cu制作柵極線和數(shù)據(jù)線。但是存在以下缺點Cu金屬易擴散，很容易擴散到柵極保護層、半導體層、或鈍化層中，嚴重影響了薄膜晶體管(Thin Film Transistor, TFT)的性能?，F(xiàn)有在沉積Cu金屬作為柵極線或數(shù)據(jù)線之前或之后，沉積一層阻擋層，阻止Cu離子向柵極絕緣層和半導體層擴散，但在后續(xù)加熱工藝中，Cu離子的活性增加，可以穿越絕緣阻擋層滲透到半導體層，嚴重影響TFT性能，使得圖像的畫質(zhì)更差，甚至破壞TFT的正常工作。現(xiàn)有基板上的TFT以及制作方法會引起TFT性能下降，圖像畫質(zhì)較差的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例提供一種薄膜晶體管及其制作方法、陣列基板和顯示裝置，用以提高TFT的性能，提高圖像的畫質(zhì)。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例提供的薄膜晶體管，包括基板、形成在所述基板上的柵極、源漏極、半導體層；以及形成在所述基板上位于所述柵極和半導體層之間的柵極絕緣層、位于半導體層與源漏極之間的刻蝕阻擋層，以及位于所述源漏極與柵極絕緣層之間的第一金屬阻擋層；其中，所述第一金屬阻擋層與所述半導體層同層絕緣設置。本發(fā)明實施例還提供一種薄膜晶體管的制作方法，包括形成包括柵極、源漏極和半導體層的圖形；以及形成包括柵極絕緣層、刻蝕阻擋層，以及第一金屬阻擋層的圖形；所述柵極絕緣層位于所述柵極和半導體層之間，所述刻蝕阻擋層位于所述半導體層與源漏極之間，所述第一金屬阻擋層位于所述源漏極與柵極絕緣層之間，其中，所述第一金屬阻擋層與所述半導體層同層絕緣設置。本發(fā)明實施例還提供一種陣列基板，包括上述薄膜晶體管。本發(fā)明實施例還提供一種顯示裝置，包括上述陣列基板。本發(fā)明實施例提供的薄膜晶體管，在源漏極與柵極絕緣層之間設置有第一金屬阻擋層，該第一金屬阻擋層有效阻止源漏極金屬離子向柵極絕緣層和柵極擴散。提高TFT的性能，提聞圖像的畫質(zhì)。


圖I為本發(fā)明第一實施例提供的底柵型陣列基板結(jié)構(gòu)俯視示意圖；圖2為圖I所示的TFT在結(jié)構(gòu)在A-B向的截面示意圖；圖3為圖2所示的具有第一金屬阻擋層的TFT結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖2所示的具有第一金屬阻擋層的TFT結(jié)構(gòu)俯視示意圖；圖5為圖2所示的具有第二金屬阻擋層的TFT結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明第二實施例提供的頂柵型陣列基板結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明實第一實施例所示的底柵型TFT的制作方法流程示意圖；圖8為本發(fā)明第二實施例提供的頂柵型TFT的制作方法流程示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明實施例提供了一種薄膜晶體管及其制作方法、陣列基板和顯示裝置，用以提聞TFT的性能，提聞圖像的畫質(zhì)。本發(fā)明實施例提供的薄膜晶體管包括基板、形成在所述基板上的柵極、源漏極、半導體層；以及形成在所述基板上位于所述柵極和半導體層之間的柵極絕緣層、位于半導體層與源漏極之間的刻蝕阻擋層，以及位于所述源漏極與柵極絕緣層之間的第一金屬阻擋層；其中，所述第一金屬阻擋層與所述半導體層同層絕緣設置。所述源極和漏極由銅金屬制作而成，為了避免銅金屬離子擴散到柵極絕緣層、柵極，對柵極和柵極絕緣層造成污染，導致TFT性能下降，本發(fā)明在源漏極和柵極絕緣層之間形成第一金屬阻擋層，阻擋源漏極金屬離子擴散。為了防止源漏極金屬銅離子擴散到半導體層，在半導體層和源漏極層之間設置第二金屬阻擋層，該第二金屬阻擋層不僅可以阻擋金屬銅離子擴散到半導體層，還可以進一步阻擋金屬銅離子擴散到柵極絕緣層和柵極。本發(fā)明實施例提供的薄膜晶體管TFT可以是底柵型或頂柵型結(jié)構(gòu)，下面通過附圖具體說明本發(fā)明實施例提供的底柵型或頂柵型TFT。實施例一底柵型TFT。圖I為TFT俯視示意圖，圖2為圖I所示的TFT在A-B向的截面圖。該實施實例一提供的TFT，包括柵極2 (如圖I中的虛線內(nèi)所示的結(jié)構(gòu))和與柵極2相連的柵極線21、源極8、漏極9，與源極8相連的數(shù)據(jù)線81，以及半導體層4。源極8和漏極9可以稱為源漏極，源漏極所在TFT的膜層稱為SD層。參見圖2，本發(fā)明實施例提供的TFT，包括基板I、形成在基板I上的柵極2 ；形成在基板I上位于柵極2上的柵極絕緣層3 ；形成在基板I上位于柵極絕緣層3上的半導體層4和第一金屬阻擋層5，半導體層4和第一金屬阻擋層5位于同一層；形成在基板I上位于半導體層4和第一金屬阻擋層5上的刻蝕阻擋層6，刻蝕阻擋層6位于半導體層4的上方； 形成在基板I上位于刻蝕阻擋層6上的源極8和漏極9。較佳地，第一金屬阻擋層5位于與源漏極(即源極8和漏極9)相對應的位置。SP，源漏極的垂直投影位于第一金屬阻擋層5內(nèi)以及半導體層4內(nèi)，以保證源漏極金屬離子不會擴散到位于第一金屬阻擋層下方的柵極絕緣層和柵極中。較佳地，第一金屬阻擋層5由與半導體層4相同的材料制作而成。在具體實施過程中，半導體層4和第一金屬阻擋層5通過同一膜層，同一次構(gòu)圖工藝制作而成，相對于現(xiàn)有制作TFT，沒有增加工藝流程。半導體層4和第一金屬阻擋層5相絕緣，同層形成的半導體層與第一阻擋層可以通過構(gòu)圖工藝使其之間存在一定的間隙，當然只要可以使兩者保持絕緣即可，并不限定具體的形成方法。所述半導體層可以是金屬氧化物，例如可以是銦鎵鋅氧化物IGZ0、鉿銦鋅氧化物ΗΙΖ0、銦鋅氧化物ΙΖ0、非晶銦鋅氧化物a-InZnO、非晶氧化鋅摻雜氟氧化物ZnO: F、氧化銦摻雜錫氧化物In2O3:Sn、非晶氧化銦摻雜鑰氧化物In2O3:Mo、鉻錫氧化物Cd2SnO4、非晶氧化鋅摻雜鋁氧化物ZnO:Al、非晶氧化鈦摻雜鈮氧化物TiO2:Nb、鉻錫氧化物Cd-Sn-O或其他
金屬氧化物。本發(fā)明所述第一金屬阻擋層為金屬氧化物膜層，該金屬氧化物膜層可有效阻擋金屬離子，提高了 TFT的性能。圖I和圖2所示的TFT，通過在源漏極層(SD層)以及柵極絕緣層3之間設置有第一金屬阻擋層5，阻擋源漏極層的金屬離子進入柵極絕緣層和柵極層。同理，也阻擋柵極層的金屬離子進入半導體層和源漏極層，提高了 TFT性能。較佳地，參見圖3，本發(fā)明實施例提供的TFT，還包括第二金屬阻擋層7 ;位于源漏極層和第一金屬阻擋層5之間。較佳地，第二金屬阻擋層7，位于與源漏極相對應的位置，位于第一金屬阻擋層5和源漏極之間。較佳地，第一金屬阻擋層5和第二金屬阻擋層7在垂直方向的投影可以重疊。圖3所示的TFT，第二金屬阻擋層位于源漏極層和第一金屬阻擋層5之間，更進一步阻擋了 SD層的金屬離子向柵極絕緣層或柵極擴散，也阻擋了柵極的金屬離子向半導體層和SD層擴散，更進一步提高了 TFT的性能。在具體實施過程中，第二金屬阻擋層和SD層在同一次構(gòu)圖工藝中制作而成。較佳地，第二金屬阻擋層7為氧化銅CuO、氮化銅CuN，或氮氧化銅CuNO等。氧化銅CuO、氮化銅CuN，或氮氧化銅CuNO可以與半導體層和第一金屬阻擋層5形成穩(wěn)定的界面，在同時對源漏極、數(shù)據(jù)線以及位于其下方的第一金屬阻擋層進行濕法刻蝕時，由于二者之間存在第二金屬阻擋層(氧化銅CuO、氮化銅CuN，或氮氧化銅CuNO)，解決了金屬銅直接與第一金屬阻擋層結(jié)合濕法刻蝕比較難得問題，或者濕法刻蝕出的截面形貌不理想的問題。較佳地，為了提高氧化物TFT的性能，柵極絕緣層可設計為兩層，第一層為SiNx，與柵極相接觸，第二層為SiOx直接與半導體層和第一金屬阻擋層接觸。較佳地，為了提高半導體層的導電性能，所述TFT還包括位于半導體層的上下兩側(cè)的第一歐姆接觸層和第二歐姆接觸層。第一歐姆接觸層位于柵極絕緣層和半導體層之間，第二歐姆接觸層位于半導體層和源極漏極之間。該第一歐姆接觸層和第二歐姆接觸層可以是導電性能更好的摻雜半導體層。較佳地，本發(fā)明實施例提供的基板可以是玻璃基板、石英，或者柔性塑料。 需要說明的是，本發(fā)明中例舉的結(jié)構(gòu)沒有具體闡明顯示區(qū)域周邊的引線區(qū)域的結(jié)構(gòu)，各個膜層都是在進行顯示區(qū)域制作時同時在周邊形成的。而顯示區(qū)域的膜層順序可以有很多種變化，只要制作出面板驅(qū)動必要的元素(比如柵極、源極、漏極和像素電極等)，確保面板正常驅(qū)動即可。所以周邊的膜層結(jié)構(gòu)也相應的有很多變化，比如柵極不一定就直接制作在基板上，有可能在其下方有別的膜層，為了提高基板與基板上金屬膜層的附著性，還可以在基板與柵極之間設置緩沖層，所述緩沖層可以為銦錫氧化物ITO膜層或銦鋅氧化物IZO膜層；比如絕緣層也不一定必須有2層，柵極和半導體層之間也有可能不止一層絕緣層。本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)中，只要確保各金屬層彼此絕緣，且具有連接到外部的可導電部件(比如ITO材料制作的連接電極)即可。需要說明的是，所述構(gòu)圖工藝指制作圖形的掩膜、曝光、顯影、光刻，刻蝕等過程。形成膜層的方式通常有沉積、涂敷、濺射等多種方式，下面均以其中的一種或幾種方式舉例進行說明。舉例來說，采用構(gòu)圖工藝在基板上形成包括柵極的圖形，具體為首先在基板上沉積柵極膜層，然后涂布光刻膠，利用掩膜板對光刻膠進行曝光和顯影處理來形成光刻膠圖案，接著利用該光刻膠圖案作為蝕刻掩模，通過刻蝕等工藝去除相應的膜層，并且去除剩余的光刻膠，最終在基板上形成柵極圖形。下面具體介紹與本發(fā)明實施例一提供的TFT相對應的陣列基板。圖I為本發(fā)明實施例提供的陣列基板。其中，包括圖3所示的TFT。還包括與TFT中柵極2相連的柵極線21，以及與源極8相連的數(shù)據(jù)線81。參見圖4，本發(fā)明實施例提供的TFT，第一金屬阻擋層還可以設置在與柵極線和數(shù)據(jù)線相對應的區(qū)域。對于底柵型TFT，可以設置在柵極線上方和/或數(shù)據(jù)線下方。圖4中所示的TFT，在柵極線和數(shù)據(jù)線對應的區(qū)域都設置有第一阻擋層。也就是說，第一金屬阻擋層和/或第二金屬阻擋層在垂直方向的投影，與數(shù)據(jù)線、源極和漏極在基板上的投影重疊。在形成柵極線之后，形成半導體層的同時，形成與柵極線區(qū)域?qū)牡谝蛔钃鯇印Ｓ捎跀?shù)據(jù)線和源極在同一次構(gòu)圖工藝中制作而成，材料相同。在形成數(shù)據(jù)線之前，形成半導體層的同時，形成第一阻擋層。
第一阻擋層可以阻擋數(shù)據(jù)線金屬離子擴散到TFT的柵極或柵極線或其他膜層結(jié)構(gòu)，同時也可以阻擋柵極線或數(shù)據(jù)線的金屬離子擴散到半導體層，進一步提高TFT的性能，更進一步提高了顯示裝置的圖像顯示效果。同理，第二阻擋層也可以設置在與柵極線和數(shù)據(jù)線相對應的區(qū)域，這里不再贅述。較佳地，該陣列基板還包括位于柵極線和第一阻擋層與基板之間的緩沖層，提高柵極線和第一阻擋層與基板的附著力。參見圖5，本發(fā)明實施例提供的陣列基板還包括位于TFT源漏極層上的鈍化層10，以及與TFT的漏極相連的像素電極11。像素電極11與漏極9通過過孔連接，這屬于現(xiàn)有技術(shù)，不再贅述。較佳地，本發(fā)明實施例提供的鈍化層，由有機樹脂材料制作而成。有機樹脂可以是 苯并環(huán)丁烯(BCB)，也可以是其他有機感光材料。有機樹脂相比較無機材料硬度較小，更有利于對陣列基板最外層起到平坦作用，有利于彩膜基板和陣列基板之間的液晶分子的理想排列。本發(fā)明實施例提供的TFT以及陣列基板，源漏極以及數(shù)據(jù)線可以但不限于由金屬銅Cu制作而成。本發(fā)明實施例提供的柵極可以是金屬膜層，例如可以為金屬鉻Cr、金屬鶴W、金屬鈦Ti、金屬鉭Ta、金屬鑰Mo等,或者是上述至少兩種金屬的合金。實施例二 頂柵型TFT。與上述底柵型TFT結(jié)構(gòu)類似，不同之處在于，柵極和半導體層所處的位置不同，參見圖6，所述TFT包括基板I、形成在基板I上的源極8和漏極9 ；形成在基板I上位于源極8和漏極9上的刻蝕阻擋層6 ；形成在基板I上位于刻蝕阻擋層6上的半導體層4和第一金屬阻擋層5 ；形成在基板I上位于半導體層4和第一金屬阻擋層5上的柵極絕緣層3 ；形成在基板I上位于柵極絕緣層3上的柵極2。所述刻蝕阻擋層實際上是保護源極和漏極不受刻蝕的影響。較佳地，所述TFT還包括形成在第一金屬阻擋層5和源極8和漏極9之間的第二金屬阻擋層7。較佳地，所述TFT還包括形成在柵極2上覆蓋整個TFT的鈍化層10。與實施例一類似，包括所述頂柵型TFT的陣列基板還包括像素電極11。像素電極11通過過孔與TFT的漏極9相連。其他結(jié)構(gòu)與底柵型TFT的陣列基板結(jié)構(gòu)類似，這里不再贅述。下面從工藝流程方面說明本發(fā)明實施例提供的陣列基板的制作方法。本發(fā)明實施例提供的陣列基板的制作方法整體包括形成包括柵極、源漏極和半導體層的圖形；以及形成包括柵極絕緣層、刻蝕阻擋層，以及第一金屬阻擋層的圖形；所述柵極絕緣層位于所述柵極和半導體層之間，所述刻蝕阻擋層位于所述半導體層與源漏極之間，所述第一金屬阻擋層位于所述源漏極與柵極絕緣層之間，其中，所述第一金屬阻擋層與所述半導體層同層絕緣設置。
參見圖7，制作底柵型TFT的陣列基板的方法具體包括以下步驟SI I、采用構(gòu)圖工藝在基板上形成包括柵極的圖形；S12、采用 構(gòu)圖工藝在形成有所述柵極圖形的基板上形成包括柵極絕緣層的圖形；S13、采用同一次構(gòu)圖工藝在形成有所述柵極絕緣層圖形的基板上形成包括半導體層和第一金屬阻擋層的圖形；S14、采用構(gòu)圖工藝在形成有半導體層和第一金屬阻擋層圖形的基板上形成包括刻蝕阻擋層的圖形；S15、采用同一次構(gòu)圖工藝在形成有刻蝕阻擋層圖形的基板上依次形成包括源漏極以及第二金屬阻擋層的圖形。參見圖8，制作頂柵型TFT的陣列基板的方法具體包括以下步驟S21、采用同一次構(gòu)圖工藝在基板上依次形成包括源漏極，以及第二金屬阻擋層的圖形；S22、采用構(gòu)圖工藝在形成有所述源漏極和第二金屬阻擋層圖形的基板上形成包括刻蝕阻擋層的圖形；S23、采用同一次構(gòu)圖工藝在形成有所述刻蝕阻擋層圖形的基板上形成包括半導體層和第一金屬阻擋層的圖形；S24、采用構(gòu)圖工藝在形成有所述半導體層和第一金屬阻擋層圖形的基板上形成包括柵極絕緣層的圖形；S25、采用構(gòu)圖工藝在形成有所述柵極絕緣層圖形的基板上形成包括柵極的圖形。所述構(gòu)圖工藝指制作圖形的掩膜、曝光、顯影、光刻，刻蝕等過程。上面已經(jīng)說明，這里不再贅述。較佳地，圖7所示的TFT的陣列基板的制作方法，所述形成包括源漏極，以及第二金屬阻擋層的圖形，具體為在形成有刻蝕阻擋層的基板上形成一層金屬膜層；采用一次構(gòu)圖工藝形成包括源漏極，以及第二金屬阻擋層的圖形；其中，在形成金屬膜層的初始時間段內(nèi)，向腔體內(nèi)通入預設比例的氧氣02和/或氮氣N2O更進一步的，可以通過濺射或熱蒸發(fā)的方法在形成有刻蝕阻擋層的基板上沉積一層金屬膜層，沉積金屬膜層的初始時間段內(nèi)，向濺射或熱蒸發(fā)腔體內(nèi)通入預設比例的氧氣
O2和/或氮氣N2O較佳地，圖8所示的TFT的陣列基板的制作方法，所述形成包括源漏極，以及第二金屬阻擋層的圖形，具體為在基板上形成一層金屬膜層；采用一次構(gòu)圖工藝形成包括源漏極，以及第二金屬阻擋層圖形；其中，在形成金屬膜層的結(jié)束時間段內(nèi)，向腔體內(nèi)通入預設比例的氧氣02和/或氮氣N20更進一步的，可以通過濺射或熱蒸發(fā)的方法在形成有刻蝕阻擋層的基板上沉積一層金屬膜層，沉積金屬膜層的結(jié)束時間段內(nèi)，向濺射或熱蒸發(fā)腔體內(nèi)通入預設比例的氧氣O2和/或氮氣N2O需要說明的是，本發(fā)明實施例提供的TFT可以是非晶硅TFT也可以是金屬氧化物TFT。下面以制作圖5所示的陣列基板為例，說明制作TFT或陣列基板的具體工藝流程;本發(fā)明實施例所示的陣列基板制作方法包括步驟一柵極和柵極線圖形的形成過程。在基板上采用濺射或熱蒸發(fā)的方法，沉積厚度為4000A ~ 15000A的柵極金屬膜層。通過一次曝光顯影、光刻和刻蝕工藝形成柵極和柵極線圖形。形成的柵極和柵極線的圖形和位置與現(xiàn)有技術(shù)相同這里不再贅述。 所述形成柵極和柵極線圖形的金屬膜層可以為金屬鉻Cr、金屬鎢W、金屬鈦Ti、金屬鉭Ta、金屬鑰Mo等，或者是上述至少兩種金屬的合金。步驟二 柵極絕緣層圖形的形成過程。在完成步驟一的基板上通過化學氣相沉積法(PECVD)連續(xù)沉積厚度為2000A~ 5000人的絕緣層，該絕緣層為待形成柵極絕緣層圖形的絕緣層；具體地，該絕緣層可以為氧化硅或者氮化硅層。氧化硅或者氮化硅層可以是氧化物、氮化物或者氧氮化合物與反應氣體通過化學氣相沉積法形成。所述反應氣體可以是硅烷SiH4，氨氣NH3，氮氣N2的混合物，或者為二氯化硅SiH2Cl2，氨氣NH3,和氮氣N2的混合物。為了提高氧化物TFT的性能，柵極絕緣層圖形可通過兩層材料不同的絕緣層形成，第一層為SiNx，第二層為SiOx，第一層SiNx層形成的柵極絕緣層直接與柵極相接觸，第二層SiOx層直接與半導體層和第一金屬阻擋層接觸。雙層柵極絕緣層圖形是由雙層絕緣層通過一次曝光顯影、光刻和刻蝕工藝形成。步驟三半導體層和第一金屬阻擋層圖形的形成過程。在形成有柵極絕緣層的基板上，通過濺射方法連續(xù)沉積厚度為50 ~ 1000人金屬氧化物膜層，通過一次曝光顯影光刻刻蝕工藝形成相絕緣的半導體層和第一金屬阻擋層的圖形。所述金屬氧化物可以是銦鎵鋅氧化物IGZ0、鉿銦鋅氧化物ΗΙΖ0、銦鋅氧化物ΙΖ0、非晶銦鋅氧化物a-InZnO、非晶氧化鋅摻雜氟氧化物ZnO:F、氧化銦摻雜錫氧化物In2O3:Sn、非晶氧化銦摻雜鑰氧化物In2O3:Mo、鉻錫氧化物Cd2SnO4、非晶氧化鋅摻雜鋁氧化物ZnO:Al、非晶氧化鈦摻雜鈮氧化物TiO2:Nb、鉻錫氧化物Cd-Sn-O或其他金屬氧化物。第一金屬阻擋層位于與待形成源漏極和數(shù)據(jù)線相對應的位置，以及與柵極線相對應的位置。半導體層和第一金屬阻擋層同層絕緣設置，沒有增加工藝流程。該步驟通過一次圖形化工藝形成第一金屬阻擋層圖形，相對于現(xiàn)有技術(shù)沒有增加工藝流程，但實現(xiàn)了源漏極和數(shù)據(jù)線的金屬離子的隔離功能，該結(jié)構(gòu)可以很好地阻止金屬離子的擴散，尤其是高溫工藝下金屬離子的擴散，提高了 TFT的性能。步驟四刻蝕阻擋層圖形的形成過程。在完成步驟三的基板上通過PECVD方法連續(xù)沉積厚度為1000 ~ 3000人的絕緣層，絕緣層為刻蝕阻擋層，刻蝕阻擋層可以選用氧化物、氮化物或者氧氮化合物，對應的反應氣體可以為SiH4, NH3, N2或SiH2Cl2, NH3, N2,與形成柵極絕緣層類似，為了提高氧化物TFT的性能，刻蝕阻擋層可設計為兩層，第一層為SiNx，第二層為SiOx，SiOx層直接與金屬氧化物接觸。雙層刻蝕阻擋層圖形是由雙層絕緣層通過一次曝光顯影、光刻和刻蝕工藝形成。步驟五第二金屬阻擋層圖形和源漏極圖形的形成過程。通過濺射或熱蒸發(fā)的方法，在基板上沉積厚度約為1000A ~6000A的金屬銅薄膜。以形成銅Cu金屬膜層為例具體地，在沉積金屬Cu膜層的初始時間At內(nèi)，向濺射或熱蒸發(fā)腔體內(nèi)通入預設比例的氧氣 O2、氮氣N2，或者二者的混合氣體，形成一層厚度約為10人~ 400人的氮化銅CuN (通過氮氣N9的情況)、CuO (通過氮氣O2的情況)，或CuNO(通過O2和N2的混合氣體)。該厚度約為IO人~ 400A的CuN、CuO或CuNO為第二金屬阻擋層。所述初始時間At可以根據(jù)經(jīng)驗值設置。CuN、CuO或CuNO很穩(wěn)定，與氧化物半導體層可以形成穩(wěn)定的界面，該物質(zhì)具有阻止Cu離子的擴散能力，其下的金屬氧化物半導體層具有進一步阻止Cu離子的擴散能力，可以有效地阻止穿透氮化銅薄膜的Cu離子，這種設計可以有效地阻止Cu離子的擴散，同時還簡化了生產(chǎn)工藝，同時解決了 Cu和阻擋層金屬結(jié)合刻蝕工藝難的問題。在t_ At時間段內(nèi)，停止向腔體內(nèi)通入預設比例的氧氣O2、氮氣N2，或者二者的混合氣體。此階段形成的金屬膜層為Cu金屬膜層，也即源極和漏極，以及數(shù)據(jù)線。通過一次曝光顯影光刻刻蝕工藝形成第二金屬阻擋層、源漏極，以及數(shù)據(jù)線的圖形。較佳地，第二金屬阻擋層的圖形與源極和漏極，以及數(shù)據(jù)線的圖形相同，且二者重疊。步驟六鈍化層圖形的形成過程。在完成步驟五的基板上通過PECVD方法沉積厚度為2000 ~ 10000人的鈍化層，鈍化層可以選用氧化物、氮化物或者氧氮化合物，硅的氧化對應的反應氣體可以為SiH4, N2O ；氮化物或者氧氮化合物對應反應氣體是SiH4, NH3, N2或SiH2Cl2, NH3, N2 ;鈍化層可以使用Al2O3膜層，或者雙層或多層的阻擋結(jié)構(gòu)。此外，在該過程中還可以通過曝光顯影、光刻刻蝕工藝形成柵極焊接區(qū)域GatePAD和源漏極焊接區(qū)域SD PAD區(qū)域，便于后續(xù)電路板與柵極線和數(shù)據(jù)線相連。具體地，鈍化層的形成過程為通過在形成有源漏極，以及數(shù)據(jù)線圖形的基板上涂覆一層厚度約為4000 ~ 30000人的有機樹脂，有機樹脂可以是苯并環(huán)丁烯(BCB)，也可以是其他的有機感光材料，涂覆一層厚度約為4000 ~ 30000A的有機樹脂，通過一次曝光顯影，以及光刻刻蝕工藝后，形成陣列基板上外圍區(qū)域的Gate PAD和SD PAD。步驟七像素電極圖形的形成過程。在完成步驟六的基板上通過濺射或熱蒸發(fā)的方法沉積上厚度約力300 -1500A的透明導電層膜層。通過一次曝光顯影，以及光刻刻蝕工藝后形成像素電極。所述像素電極可以是ITO或者ΙΖ0，或者其他的透明金屬氧化物。形成頂柵型金屬氧化物TFT的陣列基板工藝流程和上述步驟一至步驟七形成底柵型金屬氧化物TFT的陣列基板工藝流程類似，這里不再贅述。但是形成第二金屬阻擋層和源極漏極的過程有所不同，這是因為，第二金屬阻擋層是后形成在源漏極上方的，形成過程如下通過濺射或熱蒸發(fā)的方法在基板上沉積一層金屬膜層；其中，在沉積金屬膜層的結(jié)束時間段內(nèi)，向濺射或熱蒸發(fā)腔體內(nèi)通入預設比例的
氧氣O2和/或氮氣N2。其中，本發(fā)明所述的通入預設比例的氣體與形成膜層的厚度以及各工藝參數(shù)相關，在此并不做限定。本發(fā)明實施例還提供一種顯示裝置，包括上述陣列基板，該顯示裝置可以為液晶 面板、液晶顯示器、液晶電視、OLED面板、OLED顯示器、OLED電視或電子紙等顯示裝置。該顯示裝置的一個示例為液晶顯示裝置，其中，陣列基板與對置基板彼此對置以形成液晶盒，在液晶盒中填充有液晶材料。該對置基板例如為彩膜基板。陣列基板的每個像素單元的像素電極用于施加電場對液晶材料的旋轉(zhuǎn)的程度進行控制從而進行顯示操作。在一些示例中，該液晶顯示器還包括為陣列基板提供背光的背光源。該顯示裝置的另一個示例為有機電致發(fā)光(OLED)顯示裝置，其中，陣列基板的每個像素單元的薄膜晶體管連接有機電致發(fā)光裝置的陽極或陰極，用于驅(qū)動有機發(fā)光材料發(fā)光以進行顯示操作。綜上所述，本發(fā)明實施例提供了一種薄膜晶體管，在源漏極與柵極絕緣層之間設置有第一金屬阻擋層，該第一金屬阻擋層有效阻止源漏極金屬離子向柵極絕緣層和柵極擴散。提高TFT的性能，提高圖像的畫質(zhì)。此外，所述薄膜晶體管在源漏極以及第一金屬阻擋層之間還設置了第二金屬阻擋層，更進一步阻止源漏極金屬離子向柵極絕緣層和柵極擴散。提高TFT的性能，提高圖像的畫質(zhì)。顯然，本領域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種薄膜晶體管，其特征在于，包括 基板、形成在所述基板上的柵極、源漏極、半導體層；以及 形成在所述基板上位于所述柵極和半導體層之間的柵極絕緣層、位于半導體層與源漏極之間的刻蝕阻擋層，以及位于所述源漏極與柵極絕緣層之間的第一金屬阻擋層；其中，所述第一金屬阻擋層與所述半導體層同層絕緣設置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述第一金屬阻擋層位于與所述源漏極相對應的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述第一金屬阻擋層由與所述半導體層相同的材料制作而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述薄膜晶體管還包括第二金屬阻擋層，所述第二金屬阻擋層位于所述第一金屬阻擋層與所述源漏極之間與所述源漏極相對應的位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述源漏極由金屬銅制作而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述第二金屬阻擋層為氧化銅、氮化銅，或氮氧化銅。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的薄膜晶體管，其特征在于， 所述柵極位于所述基板上； 所述柵極絕緣層位于所述柵極上； 所述半導體層和第一金屬阻擋層位于所述柵極絕緣層上； 所述刻蝕阻擋層位于所述半導體層上； 所述第二金屬阻擋層位于所述半導體層和第一金屬阻擋層上； 所述源漏極位于所述第二金屬阻擋層上。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的薄膜晶體管，其特征在于， 所述源漏極位于所述基板上； 所述第二金屬阻擋層位于所述源漏極上； 所述刻蝕阻擋層位于所述第二金屬阻擋層上； 所述半導體層和第一金屬阻擋層位于所述刻蝕阻擋層上； 所述柵極絕緣層位于所述半導體層上； 所述柵極位于所述柵極絕緣層上。
9.一種陣列基板，其特征在于，包括權(quán)利要求1-8任一權(quán)利要求所述的薄膜晶體管。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的陣列基板，其特征在于，所述陣列基板還包括數(shù)據(jù)線，所述數(shù)據(jù)線與薄膜晶體管的源極相連； 所述第一金屬阻擋層位于與所述源漏極，以及數(shù)據(jù)線相對應的位置；和/或 所述第二金屬阻擋層位于與所述源漏極，以及數(shù)據(jù)線相對應的位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的陣列基板，其特征在于，所述陣列基板還包括柵極線，所述柵極線與薄膜晶體管的柵極相連； 所述第一金屬阻擋層位于與所述柵極，以及柵極線相對應的位置；和/或 所述第二金屬阻擋層位于與所述柵極，以及柵極線相對應的位置。
12.—種顯示裝置，其特征在于，包括權(quán)利要求9-11任一權(quán)利要求所述的陣列基板。
13.一種薄膜晶體管的制作方法，其特征在于，包括形成包括柵極、源漏極和半導體層的圖形；以及形成包括柵極絕緣層、刻蝕阻擋層，以 及第一金屬阻擋層的圖形；所述柵極絕緣層位于所述柵極和半導體層之間，所述刻蝕阻擋層位于所述半導體層與 源漏極之間，所述第一金屬阻擋層位于所述源漏極與柵極絕緣層之間，其中，所述第一金屬 阻擋層與所述半導體層同層絕緣設置。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述形成包括柵極、源漏極和半導體層 的圖形；以及形成包括柵極絕緣層、刻蝕阻擋層，以及第一金屬阻擋層的圖形，具體為采用構(gòu)圖工藝在基板上形成包括柵極的圖形；采用構(gòu)圖工藝在形成有所述柵極圖形的基板上形成包括柵極絕緣層的圖形；采用同一次構(gòu)圖工藝在形成有所述柵極絕緣層圖形的基板上形成包括半導體層和第 一金屬阻擋層的圖形；采用構(gòu)圖工藝在形成有半導體層和第一金屬阻擋層圖形的基板上形成包括刻蝕阻擋 層的圖形；采用同一次構(gòu)圖工藝在形成有刻蝕阻擋層圖形的基板上依次形成包括源漏極以及第 二金屬阻擋層的圖形。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述形成包括柵極、源漏極和半導體層 的圖形；以及形成包括柵極絕緣層、刻蝕阻擋層，以及第一金屬阻擋層的圖形，具體為采用同一次構(gòu)圖工藝在基板上依次形成包括源漏極，以及第二金屬阻擋層的圖形； 采用構(gòu)圖工藝在形成有所述源漏極和第二金屬阻擋層圖形的基板上形成包括刻蝕阻 擋層的圖形；采用同一次構(gòu)圖工藝在形成有所述刻蝕阻擋層圖形的基板上形成包括半導體層和第 一金屬阻擋層的圖形；采用構(gòu)圖工藝在形成有所述半導體層和第一金屬阻擋層圖形的基板上形成包括柵極 絕緣層的圖形；采用構(gòu)圖工藝在形成有所述柵極絕緣層圖形的基板上形成包括柵極的圖形。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述形成包括源漏極，以及第二金屬阻 擋層的圖形，具體為在形成有刻蝕阻擋層的基板上形成一層金屬膜層；采用一次構(gòu)圖工藝形成所述包括源漏極，以及第二金屬阻擋層的圖形；其中，在形成金屬膜層的初始時間段內(nèi)，向腔體內(nèi)通入預設比例的氧氣和/或氮氣。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述形成包括源漏極，以及第二金屬阻 擋層的圖形，具體為在基板上形成一層金屬膜層；采用一次構(gòu)圖工藝形成所述包括源漏極，以及第二金屬阻擋層的圖形；其中，在形成金屬臘層的結(jié)束時間段內(nèi)，向脖體內(nèi)通入預設比例的氣氣和/或氮氣。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種薄膜晶體管及其制作方法、陣列基板和顯示裝置，用以提高薄膜晶體管的電學性能，提高顯示裝置顯示圖像的畫質(zhì)。本發(fā)明提供的薄膜晶體管包括基板、形成在所述基板上的柵極、源漏極、半導體層；以及形成在所述基板上位于所述柵極和半導體層之間的柵極絕緣層、位于半導體層與源漏極之間的刻蝕阻擋層，以及位于所述源漏極與柵極絕緣層之間的第一金屬阻擋層；其中，所述第一金屬阻擋層與所述半導體層同層絕緣設置。
文檔編號H01L27/12GK102956715SQ20121043491
公開日2013年3月6日 申請日期2012年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月2日
發(fā)明者劉翔, 王剛 申請人:京東方科技集團股份有限公司