【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種金屬導(dǎo)線、薄膜晶體管及制作方法、陣列基板和顯示裝置。

背景技術(shù)：

隨著液晶顯示技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對于高分辨率，高色彩度以及高清晰度的顯示屏需求愈發(fā)強(qiáng)烈。在提高顯示面板的響應(yīng)時間以及降低功耗方面，在制作tft陣列基板時，金屬層多采用電阻率較小的銅、銀等金屬制成。

但是，現(xiàn)有技術(shù)中，如果采用銅作為金屬膜層，則存在銅耐氧化能力弱的問題；如果考慮采用三層結(jié)構(gòu)解決銅的耐氧化能力弱的問題，則存在刻蝕不穩(wěn)定以及最上層膜層與光刻膠粘附的問題，其中，三層結(jié)構(gòu)一般為上下層均采用mo制成而中間層采用導(dǎo)電率較高的金屬制成；同時，如果考慮采用合金作為金屬膜層解決上述問題，則存在導(dǎo)電性過低而無法保證正常工作的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的旨在提供一種金屬導(dǎo)線、薄膜晶體管及制作方法、陣列基板和顯示裝置。所述金屬導(dǎo)線中，包括銅合金，銅合金中包含鉻和鋯，其中由于鉻、鋯具有較高的腐蝕電位，加入銅后提高了銅的金屬電位，從而提高了銅的耐氧化能力。

為實現(xiàn)該目的，本發(fā)明提供了一種金屬導(dǎo)線，應(yīng)用于薄膜晶體管，包括含有鉻、鋯元素的銅合金。

具體地，所述銅合金中鉻含量為0.20-0.50％wt，鋯含量為0.20-0.30％wt。

進(jìn)一步地，所述金屬導(dǎo)線包括導(dǎo)電層以及由導(dǎo)電層析出析出物于上表面形成的析出物層；所述導(dǎo)電層包括銅合金，所述析出物層包括鉻、鋯元素。

進(jìn)一步地，所述導(dǎo)電層厚度為

更進(jìn)一步地，所述金屬導(dǎo)線還包括貼合所述導(dǎo)電層下表面的底層，所述底層包括含鋯元素的鉬合金。

具體地，所述鉬合金中鋯含量為0.25-0.35％wt。

進(jìn)一步地，所述底層厚度為

還提供另一種薄膜晶體管，包括如上任一技術(shù)方案所述的金屬導(dǎo)線。

具體地，所述薄膜晶體管包括柵極、柵極絕緣層、有源層、源極以及漏極，其中，所述柵極、源極以及漏極采用雙層結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，所述薄膜晶體管中的源極與漏極皆采用所述金屬導(dǎo)線充當(dāng)導(dǎo)電電極。

進(jìn)一步地，所述柵極絕緣層為貼合所述柵極的上層膜層，具體為二氧化硅薄膜、氮化硅薄膜、氮氧化硅薄膜、氧化鋁薄膜、氧化鈦薄膜中的至少一種。

進(jìn)一步地，所述有源層采用銦鎵鋅氧化物沉積而成。

還提供另一種薄膜晶體管的制作方法，應(yīng)用于如上所述的薄膜晶體管，包括采用含鉻、鋯元素的銅合金形成所述薄膜晶體管中導(dǎo)電層后，在所述導(dǎo)電層上表面形成析出物層的步驟：

固溶，將承載所述導(dǎo)電層的基板在溫度為280-350℃下固溶處理20min～40min；

時效，將承載所述導(dǎo)電層的基板隨爐冷卻到150-200℃時，進(jìn)行時效處理20min～40min；

冷卻，將承載所述導(dǎo)電層的基板以10-15℃/min的速度快速冷卻。

還提供一種陣列基板，包括如上任一技術(shù)方案所述的薄膜晶體管。

還提供一種顯示裝置，包括如上任一技術(shù)方案所述的陣列基板。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具備如下優(yōu)點：

本發(fā)明提供的金屬導(dǎo)線中，包括銅合金，銅合金中包含鉻和鋯，其中由于鉻、鋯具有較高的腐蝕電位，加入銅后提高了銅的金屬電位從而提高了銅的耐氧化能力。所述銅合金形成金屬導(dǎo)線中的導(dǎo)電層，所述導(dǎo)電層在其上表面析出析出物形成析出物層，由于析出物層的形成，使得金屬導(dǎo)線與氧氣的反應(yīng)過程中，由于先接觸的是析出物層，給導(dǎo)電層帶來較強(qiáng)的保護(hù)作用。同時，由于導(dǎo)電層中鉻、鋯元素的析出形成析出物層，降低了導(dǎo)電層物質(zhì)的摻雜，提高了導(dǎo)電層的導(dǎo)電率。進(jìn)一步地，所述金屬導(dǎo)線還包括底層，其中底層的形成材料為鉬合金，而鉬合金中包括鋯元素，由于鋯存在較高的韌性，且能降低合金的堆垛層錯能，亦即軟化金屬使其具有更高的韌性，金屬導(dǎo)線獲得更優(yōu)的性能。

進(jìn)一步地，本發(fā)明提供的薄膜晶體管中，采用上述的金屬導(dǎo)線，自然繼承了所述金屬導(dǎo)線的全部優(yōu)點。具體地，提供的薄膜晶體管中，源極以及漏極采用所述金屬導(dǎo)線構(gòu)成，其具體為雙層結(jié)構(gòu)，提高了刻蝕的穩(wěn)定性，以及生產(chǎn)的效率。

同時，本發(fā)明提供的金屬導(dǎo)線中形成所述導(dǎo)電層后，在所述導(dǎo)電層的表面形成析出物層的步驟中，通過將承載所述導(dǎo)電層的基板固溶時效處理，由銅合金作為靶材形成的導(dǎo)電層析出析出物，經(jīng)過冷卻形成固化的析出物層；由于經(jīng)過該方法固溶、時效的處理，內(nèi)部顆粒的減少，提高了銅合金的導(dǎo)電性；由于冷卻的處理，析出物很快地在銅合金形成的膜層表面固化，加強(qiáng)了對薄膜晶體管的保護(hù)作用。

同時，本發(fā)明提供的陣列基板是采用上述的薄膜晶體管而成，因此，所述陣列自然繼承了所述薄膜晶體管的全部優(yōu)點。

相應(yīng)地，本發(fā)明提供的顯示裝置可為顯示面板，所述顯示面板為采用上述陣列基板制作而成；另外，顯示裝置還可為帶有顯示面板的裝置。

綜上，本發(fā)明不僅可在一定程度上實現(xiàn)高導(dǎo)電性、高韌性，更有效地降低功耗提高顯示面板的響應(yīng)時間，確保顯示效果與顯示穩(wěn)定性，同時簡化金屬膜結(jié)構(gòu)、降低相應(yīng)裝置或系統(tǒng)整體制造的復(fù)雜性及有效地節(jié)約成本。

【附圖說明】

圖1為本發(fā)明中一種薄膜晶體管的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明中一種金屬導(dǎo)線的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，具體為導(dǎo)電層以及析出物層的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明中一種金屬導(dǎo)線的另一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，具體為導(dǎo)電層、析出物層以及底層的結(jié)構(gòu)意圖。

圖4為本發(fā)明中一種薄膜晶體管的制作方法流程圖。

【具體實施方式】

下面結(jié)合附圖和示例性實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步地描述，其中附圖中相同的標(biāo)號全部指的是相同的部件。此外，如果已知技術(shù)的詳細(xì)描述對于示出本發(fā)明的特征是不必要的，則將其省略。

高質(zhì)量的平板顯示器的核心是薄膜晶體管(thinfilmtransistor,tft)，tft基板制作的工序一般包括：清洗、成膜、pr涂布、曝光、顯影、刻蝕、pr剝離。其中，成膜分金屬膜和非金屬膜。金屬膜采用pvd，即物理氣相淀積的方式成膜，又叫濺射。非金屬膜采用cvd，即化學(xué)氣相淀積的方式成膜，與半導(dǎo)體工藝相同，主要采取等離子cvd即pecvd的方式成膜，pecvd成膜膜種包括：g-sinx(柵極開關(guān))、l-asi(電子溝道)、h-asi(降低光電流)、n+asi(信號線傳輸)、pa-sinx(保護(hù)層，抗腐蝕)。在金屬膜的成膜過程中，其包括對柵極、源極、漏極等金屬電極的沉積。而對其膜層的沉積，形成了tft金屬導(dǎo)線。

如圖1所示，本發(fā)明提供了一種薄膜晶體管，所述薄膜晶體管中包括一種金屬導(dǎo)線。具體地，所述金屬導(dǎo)線可用于柵極1、源極2以及漏極3，優(yōu)選地，在本實施例中，所述金屬導(dǎo)線用于源極2以及漏極3。所述金屬導(dǎo)線包括含有鉻cr、鋯zr元素的銅cu合金。本領(lǐng)域技術(shù)人員可知，在金屬中加入或摻雜其他物質(zhì)時，會影響其金屬本來的特性。在本實施例中，當(dāng)采用到導(dǎo)電率高的銅金屬作為金屬導(dǎo)線靶材時，由于考慮到銅的耐氧化能力較弱，當(dāng)想提高其耐氧化能力時，卻又面臨金屬導(dǎo)電率降低的問題，所以本申請發(fā)明人選擇往銅中加入總含量小于1％的其他物質(zhì)，優(yōu)選地，所述其他物質(zhì)為鉻、鋯。其中，所述銅合金中鉻含量為0.20-0.50％wt，鋯含量為0.20-0.30％wt。由于合金鉻、鋯均具有較高的腐蝕電位，所以往銅中加入鉻、鋯可有效地提高銅金屬電位從而提高耐氧化能力；同時，由于鉻、鋯容易鈍化，在金屬表面形成均勻致密的保護(hù)膜層，能更好地提高金屬的耐氧化能力。

進(jìn)一步地，如圖2所示，區(qū)別于上述實施例，本發(fā)明還提供另一種實施例，具體為采用所述銅合金(包含鉻、鋯元素，以下提及銅合金時均為含有鉻、鋯元素的銅合金，另有說明的除外)作為金屬靶材，形成金屬導(dǎo)線中的導(dǎo)電層11(此時導(dǎo)電層11的導(dǎo)電率決定于銅合金)。所述導(dǎo)電層11的厚度為當(dāng)形成所述導(dǎo)電層11后，經(jīng)過處理后，會在導(dǎo)電層11的表面(包括上、下表面，在本實施中優(yōu)選上表面)形成一層均勻的富含鉻、鋯的析出物層111保護(hù)導(dǎo)電層11不受外界氧的影響，且提高了表面的粗糙度。所述析出物層111主要由導(dǎo)電層11中析出析出物形成，具體地，所述析出物層111包括crcu2(zr)，并伴有少量cu5cr。由于所述析出物層111中包括鉻、鋯，證明著導(dǎo)電層11中原來所含有的鉻、鋯含量減少，且析出物的析出還伴有導(dǎo)電層11內(nèi)部顆粒的減少，其使得銅合金的導(dǎo)電率得到提高(當(dāng)加入其他合金時會降低銅的導(dǎo)電率，當(dāng)銅合金中的部分其他物質(zhì)析出時，將使得銅合金的導(dǎo)電率恢復(fù))，在本實施例中，通過測試得出當(dāng)析出析出物時，銅合金的導(dǎo)電性可以恢復(fù)到92％iacs(純銅為大于98％iacs)。

更進(jìn)一步地，如圖3所示，區(qū)別于上述實施例，本發(fā)明還提供另一種實施例，具體為所述金屬導(dǎo)線還包括含鋯元素的鉬mo合金，優(yōu)選地，所述鉬合金(包含鋯元素，以下提及鉬合金時均為含有鋯元素的鉬合金，另有說明的除外)中鋯含量為0.25-0.35％wt。所述鉬合金作為金屬靶材，形成金屬導(dǎo)線中貼合所述導(dǎo)電層11下表面的底層12(所述底層12厚度為)。進(jìn)一步地，由于所述底層12中少量鋯的存在可以降低合金的堆垛層錯能(即軟化金屬使其具有更高的韌性)，其有利于導(dǎo)電層11與底層12在跨線處更好地接觸。

優(yōu)選地，通過上述實施例的說明可見，所述金屬導(dǎo)線包括如下膜層：

導(dǎo)電層11，由含鉻、鋯元素的銅合金構(gòu)成；

底層12，貼合在所述導(dǎo)電層11的下表面，由含鋯元素的鉬合金構(gòu)成。

進(jìn)一步地，還包括形成在所述導(dǎo)電層11上表面的析出物層111，所述析出物層111由導(dǎo)電層11的析出物構(gòu)成。由于在本實施例中，導(dǎo)電層11的上表面存有析出物層111，能很好地保護(hù)導(dǎo)電層11不受外界氧的影響，所以在本實施例中，選用雙層結(jié)構(gòu)足以防止銅表面氧化問題的發(fā)生，同時采用雙層結(jié)構(gòu)還提高了刻蝕的穩(wěn)定性，且由于膜層的表面為析出物層111，更好地解決了現(xiàn)有技術(shù)中上層膜層與光刻膠粘附力的問題。

在薄膜晶體管成膜過程中，形成的源極2、漏極3由于容易接觸空氣，優(yōu)選形成所述金屬導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)。在沉積柵極1時，由于柵極1的上層膜層通常為柵極絕緣層，不涉及氧氣氧化的問題，所以所述柵極1可選用常規(guī)金屬膜層沉積形成。在本實施例中，由于考慮到所述柵極絕緣層的存在，所以所述柵極1選用雙層結(jié)構(gòu)。所述柵極1中的導(dǎo)電層可采用常規(guī)金屬靶材形成(也可選用本發(fā)明提供的合金靶材形成)，底層選用上述實施例中金屬導(dǎo)線的底層12。所述柵極絕緣層為二氧化硅薄膜、氮化硅薄膜、氮氧化硅薄膜、氧化鋁薄膜、氧化鈦薄膜中的至少一種。貼近所述柵極絕緣層的為有源層，所述有源層采用銦鎵鋅氧化物沉積而成。

在沉積源極2、漏極3時，選用上述實施例所述金屬導(dǎo)線中的膜層結(jié)構(gòu)，即源極2、漏極3的導(dǎo)電層選用上述實施例中的導(dǎo)電層11，導(dǎo)電層11的上表面包括析出物層111；源極2、漏極3的底層選用上述實施例所述金屬導(dǎo)線中的底層12。

如圖4所示，本發(fā)明還提供一種薄膜晶體管的制作方法，主要應(yīng)用于上述實施例中任一技術(shù)方案所述的薄膜晶體管中，其具體包括采用含鉻、鋯元素的銅合金形成所述薄膜晶體管中導(dǎo)電層11后，在所述導(dǎo)電層11上表面形成析出物層111的步驟：

s101固溶，將承載所述導(dǎo)電層11的基板在溫度為280-350℃下固溶處理20min～40min。優(yōu)選地，其固溶處理30min。

s102時效，將承載所述導(dǎo)電層11的基板隨爐冷卻到150-200℃時，進(jìn)行時效處理20min～40min。優(yōu)選地，其時效處理30min。

s103冷卻，將承載所述導(dǎo)電層11的基板以10-15℃/min的速度快速冷卻。

所述固溶、時效的步驟使得導(dǎo)電層11經(jīng)過一定的處理后在表面形成析出物，所述冷卻的步驟使得析出物快速固化形成析出物層111。通過本實施例所提供的制作方法后，使得導(dǎo)電層11析出析出物以構(gòu)成析出物層111，在保證了導(dǎo)電層11的導(dǎo)電率的同時由于析出物層111的存在使得導(dǎo)電層11得到較好的保護(hù)。

在另一實施例中，還提供一種陣列基板，包括如上述實施例中任一技術(shù)方案所述的薄膜晶體管，其具體為一種合金化高導(dǎo)電性、高韌性的tft。

在另一實施例中，還提供一種顯示裝置，包括如上述實施例中任一技術(shù)方案所述的陣列基板。所述顯示裝置指人通過視感覺而獲得信息的裝置，具體地，所述顯示裝置自然繼承了所述陣列基板的全部優(yōu)點，其可為單一的顯示面板，如用于安裝在電腦的屏幕的顯示面板；進(jìn)一步地，所述顯示裝置可以為電子紙、oled面板、手機(jī)、平板電腦、電視機(jī)、顯示器、筆記本電腦、數(shù)碼相框、導(dǎo)航儀等任何具有顯示功能的產(chǎn)品或部件。

綜上，本發(fā)明通過采用銅合金形成導(dǎo)電層，經(jīng)過一定處理工藝后再上表面形成析出物層，采用鉬合金形成底層，不僅可在一定程度上實現(xiàn)高導(dǎo)電性、高韌性，更有效地降低功耗提高顯示面板的響應(yīng)時間，確保顯示效果與顯示穩(wěn)定性，同時簡化金屬膜結(jié)構(gòu)、降低相應(yīng)裝置或系統(tǒng)整體制造的復(fù)雜性及有效地節(jié)約成本。

雖然上面已經(jīng)示出了本發(fā)明的一些示例性實施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，在不脫離本發(fā)明的原理或精神的情況下，可以對這些示例性實施例做出改變，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。