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陣列基板、薄膜晶體管及制作方法、顯示裝置的制造方法_3

文檔序號(hào):8363217閱讀:來(lái)源:國(guó)知局
等工藝。其中,曝 光工藝需要使用掩膜板控制光刻膠在不同區(qū)域的曝光度。在陣列基板的整個(gè)制作過(guò)程中, 通常將使用掩膜板的個(gè)數(shù)作為構(gòu)圖工藝的次數(shù);也就是說(shuō),進(jìn)行一次構(gòu)圖工藝即為使用一 次掩膜板完成構(gòu)圖。如圖9-1,該方法通過(guò)一次構(gòu)圖工藝,形成了有源層、像素電極區(qū)域、源 電極區(qū)域、漏電極區(qū)域、柵極絕緣層和柵極圖形。
[0090] S103、將所述位于像素電極區(qū)域、源電極區(qū)域和漏電極區(qū)域的圖形進(jìn)行導(dǎo)體化,形 成像素電極、源電極和漏電極。
[0091] 如圖9-2,通過(guò)導(dǎo)體化,將像素電極區(qū)域、源電極區(qū)域、漏電極區(qū)域的金屬氧化物薄 膜分別形成了像素電極、源電極、漏電極。圖9-2中的箭頭表示導(dǎo)體化,導(dǎo)體化可以降低數(shù) 據(jù)線(xiàn)與源電極之間的接觸電阻,也可以使半導(dǎo)體金屬氧化物充當(dāng)像素電極,同時(shí),因?yàn)橹粚?duì) 像素電極區(qū)域、源電極區(qū)域、漏電極區(qū)域?qū)?yīng)的半導(dǎo)體金屬氧化物薄膜進(jìn)行導(dǎo)體化,所以并 不影響有源層對(duì)應(yīng)的半導(dǎo)體金屬氧化物薄膜的特性。
[0092] 本發(fā)明實(shí)施例提供的陣列基板的制作方法中,通過(guò)層疊成膜和一次構(gòu)圖工藝及導(dǎo) 體化步驟,制得的有源層、源電極、漏電極、像素電極在同一層,柵極絕緣層位于有源層上, 柵極位于柵極絕緣層上,該方法減少了陣列基板的掩膜工藝次數(shù),縮短了陣列基板的制作 時(shí)間,提高了陣列基板的制作效率,降低了陣列基板的生產(chǎn)成本。
[0093] 較佳地實(shí)施例中,如圖11所示的陣列基板的制作方法中,所述形成像素電極、源 電極和漏電極之后還包括:
[0094] S201、制作覆蓋所述像素電極、源電極、漏電極、柵極的層間介質(zhì)薄膜,通過(guò)一次構(gòu) 圖工藝將所述層間介質(zhì)薄膜形成包含過(guò)孔的層間介質(zhì),所述過(guò)孔對(duì)應(yīng)所述源電極。
[0095] 層間介質(zhì)是一種絕緣結(jié)構(gòu),可以使像素電極、源電極、漏電極、柵極與其他部分進(jìn) 行絕緣。層間介質(zhì)的厚度可以是5000/1-6000A,成膜方法可以是PECVD,具體材料可以是 硅的氮化物和二氧化硅(Si02)的復(fù)合薄膜,或者二氧化硅和氮氧化硅(SiON)的復(fù)合薄膜, 或者二氧化硅、氮氧化硅和硅的氮化物的復(fù)合薄膜。
[0096] 過(guò)孔的橫截面可以是V型、T型或U型結(jié)構(gòu)或其他具有相同作用的結(jié)構(gòu)。
[0097] S202、制作覆蓋所述過(guò)孔的數(shù)據(jù)線(xiàn)薄膜,通過(guò)一次構(gòu)圖工藝將所述數(shù)據(jù)線(xiàn)薄膜形 成包含數(shù)據(jù)線(xiàn)的圖形,所述數(shù)據(jù)線(xiàn)通過(guò)所述過(guò)孔與所述源電極連接。
[0098] 優(yōu)選的是,如圖12所示的陣列基板的制作方法,所述通過(guò)一次構(gòu)圖工藝將所述數(shù) 據(jù)線(xiàn)薄膜形成包含數(shù)據(jù)線(xiàn)的圖形之后還包括:
[0099] S301、制作覆蓋所述數(shù)據(jù)線(xiàn)和所述層間介質(zhì)的鈍化層薄膜,通過(guò)一次構(gòu)圖工藝將 所述鈍化層薄膜形成鈍化層。
[0100] 鈍化層可以為二氧化硅單層薄膜,或者二氧化硅和氮氧化硅的復(fù)合薄膜,鈍化層 的厚度可以是2000A -3000A,成膜方法可以是PECVD。鈍化層可以保護(hù)源電極、漏電極、 像素電極、柵極、數(shù)據(jù)線(xiàn)等,避免它們受到氧化腐蝕作用。
[0101] S302、在所述鈍化層上制作公共電極薄膜,通過(guò)一次構(gòu)圖工藝將所述公共電極薄 膜形成包含公共電極的圖形。公共電極的厚度可以為400A-700A,成膜方法可以是磁控 濺射法。
[0102] 如圖13所示,所述通過(guò)一次構(gòu)圖工藝將所述鈍化層薄膜形成鈍化層包括:
[0103] S401、制作覆蓋所述鈍化層薄膜的有機(jī)樹(shù)脂薄膜。
[0104] S402、將所述有機(jī)樹(shù)脂薄膜在鈍化層區(qū)域的有機(jī)樹(shù)脂保留,其他區(qū)域的有機(jī)樹(shù)脂 去除,形成有機(jī)樹(shù)脂層。有機(jī)樹(shù)脂層的設(shè)置,可以降低公共電極和數(shù)據(jù)線(xiàn)之間的寄生電容, 從而降低陣列基板的功耗,也可以使陣列基板的表面平板化。
[0105] S403、將暴露出的鈍化層薄膜去除,形成鈍化層。
[0106] S404、所述在所述鈍化層上制作公共電極薄膜具體為:在所述有機(jī)樹(shù)脂層上制作 公共電極薄膜。
[0107] 該步驟,通過(guò)一次構(gòu)圖工藝形成了鈍化層和有機(jī)樹(shù)脂層,制作工藝簡(jiǎn)便,生產(chǎn)成本 較低。
[0108] 優(yōu)選的實(shí)施例中,在所述通過(guò)一次構(gòu)圖工藝將所述公共電極薄膜形成包含公共電 極的圖形之后,對(duì)陣列基板進(jìn)行退火處理,所述退火溫度為200°C _250°C。退火處理是為了 提高氧化物陣列基板的穩(wěn)定性,同時(shí)降低像素電極的電阻率;退火處理的溫度不應(yīng)高于有 機(jī)樹(shù)脂層的后烘溫度,避免對(duì)有機(jī)樹(shù)脂層造成影響。
[0109] 本發(fā)明另一實(shí)施例中,如圖1、6、7、8、9-1、9-2、14所示,所述通過(guò)一次構(gòu)圖工藝, 將所述半導(dǎo)體金屬氧化物薄膜形成包含有源層以及位于像素電極區(qū)域、源電極區(qū)域、漏電 極區(qū)域的圖形,將所述柵極絕緣薄膜形成包含柵極絕緣層的圖形,將所述柵極薄膜形成包 含柵極的圖形,包括以下步驟:
[0110] S501、在所述柵極薄膜上涂覆光刻膠17 ;通過(guò)半色調(diào)掩膜板對(duì)光刻膠17進(jìn)行一次 曝光、顯影,使得光刻膠形成半保留光刻膠區(qū)域19、全保留光刻膠區(qū)域18和全去除光刻膠 區(qū)域20,半保留光刻膠區(qū)域19包括源電極區(qū)域、漏電極區(qū)域和像素電極區(qū)域,全保留光刻 膠區(qū)域18包括柵極區(qū)域,除半保留光刻膠區(qū)域、全保留光刻膠區(qū)域之外的區(qū)域?yàn)槿コ?刻膠區(qū)域20。
[0111] S502、刻蝕掉全去除光刻膠區(qū)域20對(duì)應(yīng)的柵極薄膜、柵極絕緣薄膜和半導(dǎo)體金屬 氧化物薄膜。
[0112] 刻蝕掉全去除光刻膠區(qū)域20對(duì)應(yīng)的柵極薄膜可以使用SF6和02的混合氣或者 C12和02的混合氣進(jìn)行干法刻蝕,刻蝕掉全去除光刻膠區(qū)域20對(duì)應(yīng)的柵極絕緣薄膜可以使 用CF4和02的混合氣進(jìn)行干法刻蝕,刻蝕掉全去除光刻膠區(qū)域20對(duì)應(yīng)的半導(dǎo)體金屬氧化 物薄膜可以利用濕法刻蝕。
[0113] S503、通過(guò)第一次灰化工藝,去除半保留光刻膠區(qū)域19的光刻膠,且去除全保留 光刻膠區(qū)域18的部分光刻膠。
[0114] S504、刻蝕掉半保留光刻膠區(qū)域19對(duì)應(yīng)的柵極薄膜和柵極絕緣薄膜,以便由所述 柵極薄膜形成包含柵極的圖形,由所述柵極絕緣薄膜形成包含柵極絕緣層的圖形。
[0115] 刻蝕掉半保留光刻膠區(qū)域19對(duì)應(yīng)的柵極薄膜也可以使用SF6和02的混合氣或者 C12和02的混合氣進(jìn)行干法刻蝕,刻蝕掉半保留光刻膠區(qū)域19對(duì)應(yīng)的柵極絕緣薄膜也可以 使用CF4和02的混合氣進(jìn)行干法刻蝕。
[0116] S505、通過(guò)光刻膠剝離工藝,去除全保留光刻膠區(qū)域18的光刻膠。
[0117] 該方法經(jīng)過(guò)一次構(gòu)圖工藝,在所述基板上分別形成有源層以及位于像素電極區(qū) 域、源電極區(qū)域、漏電極區(qū)域的圖形,也形成了柵極絕緣層和柵極,操作簡(jiǎn)單,方便快捷,也 降低了生產(chǎn)成本。
[0118] 進(jìn)一步優(yōu)選的是,所述半導(dǎo)體金屬氧化物薄膜是IGZ0(Indium Gallium Zinc Oxide,銦鎵鋅氧化物)薄膜。所述IGZO薄膜可以使用濺射方法成膜,所述濺射方法成膜時(shí), 通入Ar和O 2,所述O2占總氣體的體積百分比是15% -30%。
[0119] 源電極、漏電極由IGZO薄膜層形成,代替了現(xiàn)有技術(shù)不透明的金屬薄膜,該方法 直接增大了陣列基板的透過(guò)率,進(jìn)而提升了顯示器的整體開(kāi)口率。IGZO是一種含有銦、鎵和 鋅的非晶氧化物,載流子迀移率是非晶硅的20~30倍,由IGZO薄膜形成的有源層,可以大 大提高TFT對(duì)像素電極的充放電速率,提高像素的響應(yīng)速度,實(shí)現(xiàn)更快的刷新率,同時(shí)更快 的響應(yīng)也大大提高了像素的行掃描速率;因?yàn)檩d流子迀移率較高,降低了顯示器的耗電量, 且相同電流流過(guò)的TFT面積就可以減小,布線(xiàn)也可以減細(xì),不透光部分的面積減小,能夠獲 得很大的開(kāi)口率。
[0120] 另外,IGZO薄膜進(jìn)行導(dǎo)體化時(shí),可以使用干刻設(shè)備,利用SF6和He的組合氣體或 者只使用He對(duì)IGZO薄膜進(jìn)行離子化(Plasma)處理,離子化時(shí)長(zhǎng)一般為20s-60s ;或者使 用CF4和02的組合氣體在干刻設(shè)備中對(duì)IGZO薄膜進(jìn)行離子化處理,時(shí)長(zhǎng)可以為20s-60s。 導(dǎo)體化能夠提高IGZO薄膜的載流子迀移率,進(jìn)一步降低功耗。
[0121] 較佳地,所述層間介質(zhì)薄膜的材料為硅的氮化物(SiNx)。硅的氮化物薄膜是由硅 烷(SiH4)和氨氣(NH3)生成,且硅的氮化物(SiNx)中含有氫⑶。氫⑶經(jīng)過(guò)擴(kuò)散作用, 可以與像素電極圖形、源電極圖形和漏電極圖形對(duì)應(yīng)的IGZO薄膜層中的氧(0)結(jié)合,從而 使像素電極區(qū)域、源電極區(qū)域和漏電極區(qū)域?qū)?yīng)的IGZO薄膜層進(jìn)行導(dǎo)體化。制作層間介質(zhì) 薄膜時(shí),使用硅的氮化物(SiNx)使得暴露出的IGZO薄膜進(jìn)行導(dǎo)體化,省去了單獨(dú)對(duì)暴露出 的IGZO薄膜進(jìn)行導(dǎo)體化的步驟,從而提高了生產(chǎn)效率,降低了生產(chǎn)成本。
[0122] 本發(fā)明另一實(shí)施例中提供一種薄膜晶體管,包括:基板;在所述基板上同層設(shè)置 的有源層、源電極、漏電極;位于所述有源層上的柵極絕緣層;位于所述柵極絕緣層上的柵 極;所述有源層、源電極、漏電極、柵極絕緣層和柵極通過(guò)一次構(gòu)圖工藝形成,所述源電極通 過(guò)所述有源層與所述漏電極連接。
[0123] 本發(fā)明實(shí)施例提供
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