本發(fā)明涉及顯示設(shè)備領(lǐng)域,具體地,涉及一種薄膜晶體管、包括該薄膜晶體管的陣列基板、該陣列基板的制造方法和包括所述陣列基板的顯示面板。
背景技術(shù):
顯示面板的陣列基板上包括位于不同層的多個(gè)導(dǎo)電圖形層,例如,柵線圖形層、源漏圖形層等。為了確保導(dǎo)電圖形具有良好的導(dǎo)電性能,通常利用電阻率低的材料制成所述導(dǎo)電圖形層。由于電阻率較高的導(dǎo)電材料通常具有較高的活潑性,為了避免導(dǎo)電材料被氧化,還會(huì)在電阻率較低的導(dǎo)電材料上方沉積一層防護(hù)層。
具體地,制成導(dǎo)電圖形層的步驟包括:沉積形成電阻率較低的金屬材料層;沉積形成防護(hù)層;在防護(hù)層上設(shè)置光刻膠;對(duì)光刻膠進(jìn)行曝光顯影;刻蝕形成導(dǎo)電圖形層;剝離光刻膠。
但是,防護(hù)層與光刻膠的粘結(jié)性能不好,在刻蝕過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生剝離,從而會(huì)導(dǎo)致刻蝕星辰的導(dǎo)電圖形層形狀不準(zhǔn)確,產(chǎn)生不良。
因此,如何防止刻蝕過(guò)程中光刻膠剝落成為本領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種薄膜晶體管、一種包括該薄膜晶體管的陣列基板、該陣列基板的制造方法和包括所述陣列基板的顯示面板。在制造所述陣列基板的過(guò)程中,光刻膠不容易剝落,從而可以在陣列基板中獲得形狀精確的導(dǎo)電圖形層,提高產(chǎn)品良率。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,作為本發(fā)明的一個(gè)方面,提供一種薄膜晶體管,所述薄膜晶體管包括柵電極、源電極和漏電極,其中,所述柵電極、所述源電極和所述漏電極中的至少一者包括從上至下依次層疊的輔助電極層、第一防護(hù)電極層和主電極層,制成所述輔助電極層的材料的活潑性大于制成所述第一防護(hù)電極層的材料的活潑性。
優(yōu)選地,所述輔助電極層的材料與所述主電極層的材料相同。
優(yōu)選地,所述第一防護(hù)電極層的材料包括鉬鈮合金,所述主電極層的材料包括銅。
優(yōu)選地,所述薄膜晶體管包括氧化物半導(dǎo)體材料制成的有源層,包括所述輔助電極層、所述第一防護(hù)電極層和所述主電極層的電極圖形為所述源電極和所述漏電極,所述源電極和所述漏電極位于所述有源層上方。
優(yōu)選地,所述輔助電極層的厚度小于主電極層的厚度。
優(yōu)選地,包括所述輔助電極層、所述第一防護(hù)電極層和所述主電極層的電極還包括第二防護(hù)電極層,所述第二防護(hù)電極層設(shè)置在所述主電極層下方。
作為本發(fā)明的第二個(gè)方面,提供一種陣列基板,所述陣列基板包括多個(gè)薄膜晶體管,其中,所述薄膜晶體管為本發(fā)明所提供的上述薄膜晶體管,所述陣列基板還包括多組電極線,多組電極線包括與所述柵電極同層設(shè)置的柵線和與所述源電極和所述漏電極同層設(shè)置的數(shù)據(jù)線,至少一組所述電極線包括從上至下依次層疊的輔助電極線層、第一防護(hù)電極線層和主電極線層,制成所述輔助電極線層的材料的活潑性大于制成所述第一防護(hù)電極線層的材料的活潑性,所述第一防護(hù)電極線層與同層設(shè)置的第一防護(hù)電極層材料相同,所述主電極線層與同層設(shè)置的主電極層材料相同。
作為本發(fā)明的第三個(gè)方面,提供一種顯示面板,所述顯示面板包括陣列基板,其中,所述陣列基板為本發(fā)明所提供的上述陣列基板。
作為本發(fā)明的第四個(gè)方面,提供一種陣列基板的制造方法,所述陣列基板包括多條柵線和多條數(shù)據(jù)線,多條柵線和多條數(shù)據(jù)線相交錯(cuò)將所述陣列基板劃分為多個(gè)像素單元,每個(gè)像素單元內(nèi)均設(shè)置有薄膜晶體管,其中,所述制造方法包括形成第一圖形的步驟和形成第二圖形的步驟,所述第一圖形包括所述柵線和所述薄膜晶體管的柵電極,所述第二圖形包括所述數(shù)據(jù)線和所述薄膜晶體管的源電極和漏電極的圖形,形成所述第一圖形和所述第二圖形中的至少一者包括:
形成導(dǎo)電材料層,包括:依次形成主導(dǎo)電材料層、第一防護(hù)導(dǎo)電材料層和輔助導(dǎo)電材料層,其中,所述輔助導(dǎo)電材料層的材料的活潑性大于所述第一防護(hù)導(dǎo)電材料層的材料;
在所述輔助導(dǎo)電材料層上涂敷光刻膠層;
對(duì)光刻膠層進(jìn)行曝光顯影,以在所述輔助導(dǎo)電材料層的上表面上形成遮擋圖形;
對(duì)形成有遮擋圖形的導(dǎo)電材料層進(jìn)行刻蝕。
優(yōu)選地,所述第二圖形包括所述主導(dǎo)電圖形層、防護(hù)導(dǎo)電圖形層和輔助導(dǎo)電圖形層,所述制造方法還包括在形成主導(dǎo)電材料層之前進(jìn)行的:
形成有源材料層,所述有源材料層由氧化物半導(dǎo)體材料制成;
在光刻膠層進(jìn)行曝光顯影的步驟包括:
利用半色調(diào)掩膜板對(duì)所述光刻膠層進(jìn)行曝光顯影獲得所述遮擋圖形,所述遮擋圖形包括中間遮擋圖形,所述中間遮擋圖形覆蓋的區(qū)域與有源圖形一致,且所述中間遮擋圖形包括源極區(qū)、漏極區(qū)和位于所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)之間的間隔區(qū),所述間隔區(qū)的厚度小于所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)的厚度;
對(duì)形成有遮擋圖形的導(dǎo)電材料層進(jìn)行刻蝕的步驟包括:
對(duì)所述導(dǎo)電材料層和所述有源材料層進(jìn)行濕刻,以獲得中間功能圖形,所述中間功能圖形包括有源層和覆蓋在所述有源層上的中間導(dǎo)電圖形;
對(duì)所述遮擋圖形進(jìn)行灰化,以刻蝕所述間隔區(qū),并進(jìn)一步刻蝕所述中間導(dǎo)電圖形,使得中間導(dǎo)電圖形在對(duì)應(yīng)于所述間隔區(qū)的位置斷開(kāi),以獲得源電極和漏電極;
向工藝腔內(nèi)通入一氧化二氮工藝氣體,并對(duì)所述一氧化二氮工藝氣體進(jìn)行等離子化;
所述制造方法還包括:
在所述第二圖形上形成鈍化層;
在所述鈍化層上形成過(guò)孔,所述過(guò)孔對(duì)應(yīng)于所述漏電極,所述過(guò)孔貫穿所述鈍化層和所述漏電極上由所述輔助導(dǎo)電材料形成的部分;
形成包括像素電極的圖形。
在本發(fā)明中,光刻膠涂敷在輔助導(dǎo)電材料層上。由于形成輔助導(dǎo)電材料層的金屬活潑性較高,因此,材料原子外層的電子非常容易失去,使得所述輔助導(dǎo)電材料層能夠牢固地吸附光刻膠層。并且,在刻蝕的過(guò)程中,遮擋圖形也不容易剝離,從而可以獲得更加精確的電極圖形,提高制造薄膜晶體管的良率。
附圖說(shuō)明
附圖是用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解,并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分,與下面的具體實(shí)施方式一起用于解釋本發(fā)明,但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中:
圖1是本發(fā)明所提供的薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2a是導(dǎo)電材料層的示意圖;
圖2b是形成有光刻膠層的導(dǎo)電材料層的示意圖;
圖2c是導(dǎo)電材料層上形成有遮擋圖形的示意圖;
圖2d是展示像素電極與漏電極的連接關(guān)系的示意圖。
附圖標(biāo)記說(shuō)明
10:有源材料層 20:第二防護(hù)導(dǎo)電材料層
30:主導(dǎo)電材料層 40:第一防護(hù)導(dǎo)電材料層
50:輔助導(dǎo)電材料層 60:光刻膠層
61:遮擋圖形 70:像素電極
80:鈍化層 110:漏電極
111、121:第二防護(hù)電極層 112、122:主電極層
113、123:第一防護(hù)電極層 114、124:輔助電極層
120:源電極 200:有源層
300:柵電極
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是,此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明,并不用于限制本發(fā)明。
在本發(fā)明中,用到的方位詞“上、下”是指附圖中的“上、下”方向。
作為本發(fā)明的一個(gè)方面,提供一種薄膜晶體管,所述薄膜晶體管包括柵電極、源電極和漏電極,其中,所述柵電極、源電極和漏電極中的至少一者包括從上至下依次層疊的輔助電極層、第一防護(hù)電極層和主電極層,制成所述輔助電極層的材料的活潑性大于制成所述第一防護(hù)電極層的材料的活潑性。
在制造所述薄膜晶體管時(shí),通過(guò)構(gòu)圖工藝形成導(dǎo)電圖形包括以下步驟:
依次形成主導(dǎo)電材料層、防護(hù)導(dǎo)電材料層和輔助導(dǎo)電材料層;
在輔助導(dǎo)電材料層上涂敷光刻膠;
對(duì)光刻膠進(jìn)行曝光顯影,獲得遮擋圖形;
對(duì)設(shè)置有遮擋圖形的主導(dǎo)電材料層、防護(hù)導(dǎo)電材料層和輔助導(dǎo)電材料層進(jìn)行刻蝕,以獲得所述導(dǎo)電圖形;
剝離所述遮擋圖形。
在本發(fā)明中,光刻膠涂敷在輔助導(dǎo)電材料層上。由于形成輔助導(dǎo)電材料層的金屬活潑性較高,因此,材料原子外層的電子非常容易失去,使得所述輔助導(dǎo)電材料層能夠牢固地吸附光刻膠層。并且,在刻蝕的過(guò)程中,遮擋圖形也不容易剝離,從而可以獲得更加精確的電極圖形,提高制造薄膜晶體管的良率。
主電極層通常使用電阻率較的材料制成,例如,可以利用銅制成主電極層。相應(yīng)地,可以利用活潑性較低的金屬材料制成第一防護(hù)電極層,例如,可以利用鉬鈮合金制成第一防護(hù)電極層。
在本發(fā)明中,對(duì)制成輔助電極層的材料并沒(méi)有特殊的限制,只要其活潑性高于第一防護(hù)電極層的活潑性即可。例如,可以利用與主電極層相同的材料制成輔助電極層。具體地,可以利用銅制成輔助電極層。
具有輔助電極層的電極可以是柵電極,也可以是源電極和/或漏電極。
當(dāng)薄膜晶體管為背溝道刻蝕形成的氧化物薄膜晶體管時(shí),上述包括輔助電極層、第一防護(hù)電極層和主電極層的電極形可以是源電極和漏電極。
如圖1所示,有源層200由氧化物半導(dǎo)體材料制成,源電極120包括主電極層122、第一防護(hù)電極層123和輔助電極層124。相應(yīng)地,漏極110包括主電極層112、第一防護(hù)電極層113和輔助電極層114。
相應(yīng)地,薄膜晶體管還包括與有源層200絕緣間隔設(shè)置的柵電極300。在本發(fā)明中,對(duì)柵電極300的具體結(jié)構(gòu)并沒(méi)有特殊的限制。柵電極300也可以包括主電極層、第一防護(hù)電極層和輔助電極層,或者,柵電極300可以只包括主電極層和第一防護(hù)電極層。
在本發(fā)明中,可以利用背溝道刻蝕的方法制成所述薄膜晶體管,下文中將詳細(xì)介紹背溝道刻蝕的方法,這里先不贅述。
為了節(jié)約成本,優(yōu)選地,所述輔助電極層的厚度小于所述主電極層的厚度。
如上文中所述,所述薄膜晶體管可以為氧化物薄膜晶體管,為了防止氧化物中的氧原子擴(kuò)散至主電極層,優(yōu)選地,包括輔助電極層的所述電極還包括第二防護(hù)電極層,所述第二防護(hù)電極層設(shè)置在所述主電極層下方。
在圖1中所示的實(shí)施方式中,漏極110包括第二防護(hù)電極層111,漏電極極120包括第二防護(hù)電極層121。
在本發(fā)明中,可以利用鉬鈮合金制成所述第二防護(hù)電極層。
作為本發(fā)明的另一個(gè)方面,提供一種陣列基板,所述陣列基板包括多個(gè)薄膜晶體管,其中,所述薄膜晶體管為本發(fā)明所提供的上述薄膜晶體管,所述陣列基板還包括多組電極線,多組電極線包括與所述柵電極同層設(shè)置的柵線和與所述源電極和所述漏電極同層設(shè)置的數(shù)據(jù)線,至少一組所述電極線包括從上至下依次層疊的輔助電極線層、第一防護(hù)電極線層和主電極線層,制成所述輔助電極線層的材料的活潑性大于制成所述第一防護(hù)電極線層的材料的活潑性,所述第一防護(hù)電極線層與同層設(shè)置的第一防護(hù)電極層材料相同,所述主電極線層與同層設(shè)置的主電極層材料相同。
如上文中所述,所述薄膜晶體管的至少一個(gè)電極的最上一層為活潑性較高的導(dǎo)電材料制成的輔助電極層,因此,在利用光刻構(gòu)圖工藝制成薄膜晶體管時(shí),薄膜晶體管的至少一個(gè)電極形狀精確,良率較高。同樣地,利用光刻構(gòu)圖工藝制成包括輔助電極線層的電極線時(shí),輔助電極線層與光刻膠之間的粘結(jié)強(qiáng)度較大,可以獲得形狀精確的電極線。因此,所述陣列基板可以具有較高的良率。
如圖2d中所示,陣列基板還包括設(shè)置與所述源電極和所述漏電極所在層上方的鈍化層80以及設(shè)置在鈍化層80上的像素電極層。像素電極層包括多個(gè)像素電極70,像素電極70通過(guò)過(guò)孔與相應(yīng)的漏電極電連接。
在制作氧化物薄膜晶體管時(shí),通常需要用一氧化二氮(N2O)等離子體對(duì)有源層進(jìn)行增強(qiáng)處理,以提高有源層的性能。此過(guò)程中,會(huì)對(duì)輔助電極層造成氧化。優(yōu)選地,所述數(shù)據(jù)線層包括所述輔助電極線層、第一防護(hù)電極線層和主電極線層,所述源電極和所述漏電極均包括所述輔助電極層、所述第一防護(hù)電極層和所述主電極層,從而可以防止一氧化二氮等離子體對(duì)形成數(shù)據(jù)線和源漏電極的遮擋圖形造成玻璃。優(yōu)選地,為了提高像素電極70與漏電極之間的導(dǎo)電性能,優(yōu)選地,過(guò)孔應(yīng)當(dāng)貫穿鈍化層80和所述漏電極的輔助電極層,直接于漏電極的第一防護(hù)電極層電連接。
由于有源層由氧化物半導(dǎo)體制成,為了防止氧原子擴(kuò)散至主電極線層,優(yōu)選地,所述數(shù)據(jù)線層包括設(shè)置在所述主電極線層下方的第二防護(hù)電極線層。優(yōu)選地,第二防護(hù)電極線層的材料與第一防護(hù)電極線層的材料相同。
作為本發(fā)明的第三個(gè)方面,提供一種顯示面板,所述顯示面板包括陣列基板,其中,所述陣列基板為本發(fā)明所提供的上述陣列基板。
作為本發(fā)明的第四個(gè)方面,提供一種陣列基板的制造方法,所述陣列基板包括多條柵線和多條數(shù)據(jù)線,多條柵線和多條數(shù)據(jù)線相交錯(cuò)將所述陣列基板劃分為多個(gè)像素單元,每個(gè)像素單元內(nèi)均設(shè)置有薄膜晶體管,其特征在于,所述制造方法包括形成第一圖形的步驟和形成第二圖形的步驟,所述第一圖形包括所述柵線和所述薄膜晶體管的柵電極,所述第二圖形包括所述數(shù)據(jù)線和所述薄膜晶體管的源電極和漏電極的圖形,形成所述第一圖形和所述第二圖形中的至少一者包括:
形成導(dǎo)電材料層,如圖2a所示,包括:依次形成主導(dǎo)電材料層30、防護(hù)導(dǎo)電材料層40和輔助導(dǎo)電材料層50,其中,輔助導(dǎo)電材料層50的材料的活潑性大于防護(hù)導(dǎo)電材料層40的材料;
如圖2b所示,在輔助導(dǎo)電材料層50上涂敷光刻膠層60;
如圖2c所示,對(duì)光刻膠層60進(jìn)行曝光顯影,以在輔助導(dǎo)電材料層50的上表面上形成遮擋圖形61;
對(duì)形成有遮擋圖形61的導(dǎo)電材料層進(jìn)行刻蝕。
對(duì)形成有遮擋圖形61的導(dǎo)電材料層進(jìn)行刻蝕后獲得的是第一圖形還是第二圖形則根據(jù)廠家的需求進(jìn)行決定。
其中,輔助導(dǎo)電材料層50的材料的活潑性較高,因此,輔助導(dǎo)電材料層50與光刻膠層60之間結(jié)合的較為牢固,最后形成的遮擋圖形61也能牢固地粘結(jié)在輔助導(dǎo)電材料層50的表面,在后續(xù)的刻蝕過(guò)程中,遮擋圖形61不容易剝落,從而可以形成形狀精確的導(dǎo)電圖形,提高陣列基板的良率。
本發(fā)明所提供的制作方法尤其適用于制作包括背溝道刻蝕的氧化物薄膜晶體管的陣列基板。
優(yōu)選地,包括主導(dǎo)電圖形層、防護(hù)導(dǎo)電圖形層和輔助導(dǎo)電圖形層的導(dǎo)電圖形層為源漏圖形層,所述制造方法還包括在形成主導(dǎo)電材料層之前進(jìn)行的:
如圖2a所示,形成有源材料層10,所述有源材料層由氧化物制成;
在光刻膠層60進(jìn)行曝光顯影的步驟包括:
利用半色調(diào)掩膜板對(duì)所述光刻膠層進(jìn)行曝光顯影獲得所述遮擋圖形,所述遮擋圖形包括中間遮擋圖形,所述中間遮擋圖形覆蓋的區(qū)域與有源圖形一致,且所述中間遮擋圖形包括源極區(qū)、漏極區(qū)和位于所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)之間的間隔區(qū),所述間隔區(qū)的厚度小于所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)的厚度;
對(duì)形成有遮擋圖形的導(dǎo)電材料層進(jìn)行刻蝕的步驟包括:
對(duì)所述導(dǎo)電材料層和所述有源材料層進(jìn)行濕刻,以獲得中間功能圖形,所述中間功能圖形包括有源層和覆蓋在所述有源層上的中間導(dǎo)電圖形;
對(duì)所述遮擋圖形進(jìn)行灰化,以刻蝕所述間隔區(qū),并進(jìn)一步刻蝕所述中間導(dǎo)電圖形,使得中間導(dǎo)電圖形在對(duì)應(yīng)于所述間隔區(qū)的位置斷開(kāi),以獲得源極和漏極。
容易理解的是,所述遮擋圖形還包括形狀與數(shù)據(jù)線相同的圖形。
在灰化的過(guò)程中,遮擋圖形牢固地粘附在導(dǎo)電材料襯的上表面上,獲得形狀精確的源極和漏極。
為了增強(qiáng)有源層的性能,優(yōu)選地,所述制造方法還包括在獲得所述源漏極圖形后進(jìn)行的:
向工藝腔內(nèi)通入一氧化二氮工藝氣體,并對(duì)所述一氧化二氮工藝氣體進(jìn)行等離子化。
在上述過(guò)程中,會(huì)對(duì)輔助導(dǎo)電圖形造成氧化,優(yōu)選地,所述制造方法還包括:
在所述第二圖形上形成鈍化層;
在所述鈍化層上形成過(guò)孔,所述過(guò)孔對(duì)應(yīng)于所述漏電極,所述過(guò)孔貫穿所述鈍化層和所述漏電極上由所述輔助導(dǎo)電材料形成的部分;
形成包括像素電極70的圖形。
像素電極70直接與漏極上有所述輔助導(dǎo)電材料形成的部分接觸,從而提高了像素電極70與漏極之間的導(dǎo)電性能,有利于提高包括所述陣列基板的顯示面板的顯示效果。
優(yōu)選地,所述輔助導(dǎo)電材料層的厚度小于所述主導(dǎo)電材料層的厚度,從而可以在保證刻蝕工藝中牢固地粘附光刻膠層,又可以節(jié)約成本。
優(yōu)選地,所述主導(dǎo)電材料層的和所述輔助導(dǎo)電材料層的材料均包括銅,所述第一防護(hù)導(dǎo)電層的材料包括鉬鈮合金。
如上文中所述,為了防止氧化物向主導(dǎo)電材料層擴(kuò)散,優(yōu)選地,形成導(dǎo)電材料層的步驟還包括在形成主導(dǎo)電材料層的步驟之前進(jìn)行的:
形成第二防護(hù)導(dǎo)電材料層20。
在本發(fā)明中,第二防護(hù)導(dǎo)電材料層的材料可以與第一防護(hù)導(dǎo)電層的材料相同,均為鉬鈮合金。
可以理解的是,以上實(shí)施方式僅僅是為了說(shuō)明本發(fā)明的原理而采用的示例性實(shí)施方式,然而本發(fā)明并不局限于此。對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言,在不脫離本發(fā)明的精神和實(shí)質(zhì)的情況下,可以做出各種變型和改進(jìn),這些變型和改進(jìn)也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。