氧化物薄膜電晶體及其製作方法、陣列基板、顯示裝置製造方法
2023-04-30 00:36:11 1
氧化物薄膜電晶體及其製作方法、陣列基板、顯示裝置製造方法
【專利摘要】本發明提供一種氧化物薄膜電晶體及其製作方法、陣列基板、顯示裝置，涉及液晶顯示【技術領域】，包括：在基板上依次形成柵極、柵絕緣層和氧化物半導體薄膜；在氧化物半導體薄膜的有源層區域形成第一光刻膠，溝道區域厚於非溝道區域；保留溝道區域的第一光刻膠；在有源層圖案的上方形成源漏金屬薄膜，保留源漏金屬薄膜上的第二光刻膠，溝道區域的第一光刻膠的邊緣被源漏金屬薄膜覆蓋；得到源極和漏極圖案。本發明通過提供一種氧化物薄膜電晶體及其製作方法、陣列基板、顯示裝置，在形成源漏極初步圖案時利用光刻膠代替保護層對有源層進行保護，通過光刻膠剝離工藝形成最終源漏極圖案，從而縮短了氧化物薄膜電晶體的溝道長度。
【專利說明】氧化物薄膜電晶體及其製作方法、陣列基板、顯示裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及液晶顯示【技術領域】，特別涉及一種氧化物薄膜電晶體及其製作方法、陣列基板、顯示裝置。
【背景技術】
[0002]在液晶顯不技術中，ADS (Advanced Super Dimension Switch,高級超維場轉換技術)模式以透過率高、寬視角、響應速度快和功耗低的優點逐漸取代TN (Twisted Nematic)液晶模式，成為液晶顯示領域的重要技術之一。
[0003]在ADS模式中，氧化物薄膜電晶體在形成溝道的IGZO (indium gallium zincoxide，銦鎵鋅氧化物)層上形成保護層13，如圖1、圖2所示分別為現有的氧化物薄膜電晶體剖視圖和俯視圖，其中，通過過孔連接源極2、漏極3，在形成過孔時，為了防止源極2和漏極3的短路，源極2和漏極3間留有一定間隔，該間隔即該氧化物薄膜電晶體的溝道12，如圖2中的L，因此，在氧化物薄膜電晶體的結構中，該溝道的長度一般為9.5?IOum之間。
[0004]然而，現有的氧化物薄膜電晶體的溝道長度相對較長，對於400PPI?500PPI等超高清產品，以及在像素間距為21um以下的像素結構中，現有的氧化物薄膜電晶體應用於超高清產品較困難。
【發明內容】
[0005](一)解決的技術問題
[0006]本發明解決的技術問題是:如何提供一種氧化物薄膜電晶體及其製作方法、陣列基板、顯示裝置，從而縮短氧化物薄膜電晶體的溝道長度。
[0007](二)技術方案
[0008]為解決上述技術問題，本發明實施例提供了一種氧化物薄膜電晶體製作方法，包括:
[0009]110:在基板上依次形成柵極和柵絕緣層；
[0010]120:在所述柵絕緣層上形成氧化物半導體薄膜，在有源層區域形成第一光刻膠，並且使溝道區域的第一光刻膠的厚度大於非溝道區域的第一光刻膠；
[0011]130:去除非有源層區域的氧化物半導體薄膜，形成有源層的圖案，去除非溝道區域的第一光刻膠，保留溝道區域的第一光刻膠；
[0012]140:在所述有源層的圖案上方依次形成源漏金屬薄膜和第二光刻膠，去除保留的第一光刻膠區域對應的部分源漏金屬薄膜及保留的第一光刻膠區域對應的第二光刻膠，使所述溝道區域的第一光刻膠的邊緣被所述源漏金屬薄膜覆蓋；
[0013]150:剝離所述第二光刻膠、所述溝道區域的第一光刻膠、以及覆蓋住所述第一光刻膠邊緣的源漏金屬薄膜，形成源極和漏極的圖案。
[0014]其中，所述步驟120包括:
[0015]在所述氧化物半導體薄膜上形成第一光刻膠，利用半色調掩膜板對非有源層區域的第一光刻膠進行全透光曝光顯影、對有源層區域非溝道區域的第一光刻膠進行半透光曝光顯影以及對溝道區域的第一光刻膠進行不透光曝光顯影，形成有源層區域的光刻膠。
[0016]其中，所述步驟130包括:
[0017]根據構圖工藝去除非有源層區域的氧化物半導體薄膜，得到有源層圖案；
[0018]利用灰化工藝去除非溝道區域的光刻膠，保留溝道區域的第一光刻膠。
[0019]其中，所述氧化層薄膜電晶體中溝道的長度為5?7um。
[0020]其中，所述氧化層薄膜電晶體中溝道的長度為5?6um。
[0021]其中，所述方法還包括利用構圖工藝在源極和漏極圖案上方形成樹脂層，以及在所述樹脂層上方形成鈍化層。
[0022]本發明還提供了一種氧化物薄膜電晶體，包括:柵極、所述柵極的一側形成有柵絕緣層、所述柵絕緣層遠離所述柵極的一側形成有有源層，所述有源層遠離柵絕緣層的一側形成有源極和漏極，所述源極和所述漏極均直接與所述有源層連接，所述有源層為氧化物半導體材料。
[0023]其中，所述源極和所述漏極之間的溝道長度為5?7um。
[0024]其中，所述源極和所述漏極之間的溝道長度為5?6um。
[0025]其中，所述氧化物薄膜電晶體還包括:樹脂層和鈍化層；
[0026]所述樹脂層覆蓋所述源極、所述漏極以及溝道；
[0027]所述鈍化層位於所述樹脂層遠離所述源極和所述漏極的一側。
[0028]本發明還提供了一種陣列基板，包括上述任一項所述的氧化物薄膜電晶體。
[0029]本發明還提供了一種顯示裝置，包括上述的陣列基板。
[0030](三)有益效果
[0031]本發明通過提供一種氧化物薄膜電晶體及其製作方法、陣列基板、顯示裝置，在形成源漏極初步圖案時利用光刻膠代替保護層對有源層進行保護，並通過光刻膠剝離工藝形成最終的源漏極圖案，從而縮短了氧化物薄膜電晶體的溝道長度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0032]圖1是現有的氧化物薄膜電晶體剖視圖；
[0033]圖2是現有的氧化物薄膜電晶體半導體層的俯視圖；
[0034]圖3是本發明提供的氧化物薄膜電晶體剖視圖；
[0035]圖4是本發明提供的氧化物薄膜電晶體俯視圖；
[0036]圖5a?5e是本發明提供的氧化物薄膜電晶體製作方法工藝流程圖；
[0037]其中，1-柵極；2_源極；3_漏極；4_柵絕緣層；5_有源層；6_樹脂層；7_純化層；8-像素電極；9_公共電極線；10_氧化物半導體薄膜；I Ia-第一光刻膠；I Ib-第二光刻膠；12-溝道；13-保護層；14_基板。
【具體實施方式】
[0038]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，附圖的尺寸僅為示例性的，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0039]實施例1:
[0040]為解決上述技術問題，本發明實施例提供了一種氧化物薄膜電晶體的製作方法，其中，包括:
[0041]110:在基板上依次形成柵極和柵絕緣層。
[0042]120:在所述柵絕緣層上形成氧化物半導體薄膜，在有源層區域形成第一光刻膠，並且使溝道區域的第一光刻膠的厚度大於非溝道區域的第一光刻膠；
[0043]130:去除非有源層區域的氧化物半導體薄膜，形成有源層的圖案，去除非溝道區域的第一光刻膠，保留溝道區域的第一光刻膠；
[0044]140:在所述有源層的圖案上方依次形成源漏金屬薄膜和第二光刻膠，去除保留的第一光刻膠區域對應的部分源漏金屬薄膜及保留的第一光刻膠區域對應的第二光刻膠，使所述溝道區域的第一光刻膠的邊緣被所述源漏金屬薄膜覆蓋；
[0045]150:剝離所述第二光刻膠、所述溝道區域的第一光刻膠、以及覆蓋住所述第一光刻膠邊緣的源漏金屬薄膜，形成源極和漏極的圖案。
[0046]本發明實施例通過提供一種氧化物薄膜電晶體的製作方法，利用光刻膠代替現有方案中的保護層對有源層進行保護，在有源層的上方形成源極和漏極時，保證源極和漏極與有源層直接相連，而不需要利用過孔與有源層連接。通過光刻膠剝離工藝形成最終的源漏極圖案，從而縮短了氧化物薄膜電晶體的溝道的長度。
[0047]由此，根據上述氧化物薄膜電晶體的製作方法，本發明實施例提供一種氧化物薄膜電晶體的製作方法的具體工藝流程，其中，圖5a?5e是本發明提供的氧化物薄膜電晶體製作方法工藝流程圖，方法流程如下:
[0048]步驟一:利用構圖工藝在基板14上依次形成柵極I和柵絕緣層4，並在柵絕緣層4上形成氧化物半導體薄膜10 (包含In (銦)、Ga (鎵)、Zn (鋅)、0 (氧)、Sn (錫)、等元素的薄膜製成，其中薄膜中包含氧元素和其他兩種或兩種以上的元素，如IGZO (氧化銦鎵鋅)、IZO(氧化銦鋅)、InSnO (氧化銦錫)、InGaSnO (氧化銦鎵錫)等)。參見圖5a，其中本步驟中的構圖工藝均為現有技術的方案，在此不作贅述。
[0049]步驟二:利用光刻膠工藝在氧化物半導體薄膜10上形成第一光刻膠11a，並利用半色調掩膜板對第一光刻膠Ila進行曝光顯影；
[0050]參見圖5a、圖5b，其中，半色調掩膜板對應非有源層區域為全透光，對應有源層區域內的非溝道區域半透光，對應溝道區域為不透光，通過該半色調掩膜板對第一光刻膠IIa進行曝光顯影后，得到圖5b中的有源層區域的第一光刻膠11a，其中，有源層區域的第一光刻膠Ila中，溝道區域的第一光刻膠Ila的厚度大於非溝道區域的第一光刻膠Ila的厚度。
[0051]步驟三:對氧化物半導體薄膜10進行蝕刻，得到有源層5，以及對有源層區域的第一光刻膠Ila進行灰化工藝處理，保留溝道區域的第一光刻膠Ila ；
[0052]在對氧化物半導體薄膜10進行蝕刻過程中，有源層區域的第一光刻膠Ila對有源層5起到保護作用；
[0053]對氧化物半導體薄膜10的非有源層區域進行蝕刻處理，得到如圖5c所示的有源層5，在對該氧化物半導體薄膜10的非有源層區域進行蝕刻處理過程的之後，對有源層區域的第一光刻膠Ila進行灰化工藝處理，得到如圖5c所示的溝道區域的第一光刻膠11a，此時溝道區域的光刻膠的長度即為氧化薄膜電晶體的溝道12長度。
[0054]其中對有源層區域的光刻膠進行灰化工藝處理後，有源層區域的光刻膠的厚度小於灰化工藝之前有源層區域的光刻膠。
[0055]步驟四:在有源層5的上方形成源漏金屬薄膜，所述溝道區域的第一光刻膠Ila被源漏金屬薄膜全部覆蓋；
[0056]步驟五:在源漏金屬薄膜上方形成第二光刻膠Ilb ；
[0057]步驟六:去除保留的溝道區域的第一光刻膠Ila區域對應的部分源漏金屬薄膜及保留的溝道區域的第一光刻膠Ila區域對應的第二光刻膠11b，使所述溝道區域的第一光刻膠Ila的邊緣被所述源漏金屬薄膜10覆蓋；
[0058]如圖5d所示，所述源極2和所述漏極3之間的間隔區為氧化物薄膜電晶體的溝道12 ;在目前的精度允許的情況，其中，所述源極2和所述漏極3之間的間隔區的距離為3 μ m,且所述源極2在溝道區域的寬度為I?1.5 μ m，所述漏極3在溝道區域的寬度為I?L 5 μ m0
[0059]步驟七:剝離所述溝道區域的第一光刻膠11a、所述第二光刻膠11b，以及所述溝道區域的第一光刻膠Ila邊緣的源漏金屬薄膜，形成源極和漏極圖案。如圖5e所示。其中，剝離溝道區域的第一光刻膠Ila的方式為離地剝離(lift-off)方式，連同覆蓋在第一光刻膠Ila之上的部分一起剝尚掉。
[0060]步驟八:利用構圖工藝在源極2和漏極3上方形成樹脂層6，以及在樹脂層6上方形成鈍化層7。
[0061]在形成樹脂層6和鈍化層7之後，再形成像素電極8和公共電極線9，如圖3所示，為本發明實施例提供的氧化物薄膜電晶體。
[0062]利用本發明實施例提供的氧化物薄膜電晶體製作方法，得到的氧化物薄膜電晶體，如圖4所示，其溝道長度S可精確地達到5?6um。如果精度變得更小的話，可以得到溝道長度更小的氧化物薄膜電晶體。
[0063]在步驟107的剝離過程中，剝離掉覆蓋在所述溝道區域的第一光刻膠Ila邊緣的源漏金屬薄膜時，可能會多剝離一些源漏金屬薄膜，使得在得到源極和漏極圖案之後，圖4中的溝道長度S為5?7 μ m。而如圖2所示，現有技術中的氧化物薄膜電晶體的溝道長度為9.5?IOum之間，甚至是大於lOum。因此，本發明實施例提供的氧化物薄膜電晶體，利用光刻膠代替保護層對有源層進行保護，在氧化物薄膜電晶體製作的最後一步中，將光刻膠剝離，從而使得源極和漏極與有源層直接相連，縮短了氧化物薄膜電晶體的溝道長度。溝道長度的減小可以使薄I旲電晶體做得更小，從而在一些聞PPI的廣品中提聞開口率。
[0064]實施例2:
[0065]本發明實施例還提供一種氧化物薄膜電晶體，如圖3、圖4所示，包括:
[0066]從基板14的一側依次形成有柵極1、在柵極I遠離基板14的一側形成有柵絕緣層
4、在柵絕緣層4遠離柵極I的一側形成有有源層5。
[0067]在所述有源層5遠離柵絕緣層4的一側形成有源極2和漏極3，所述源極2和所述漏極3均直接與所述有源層5連接，所述有源層5為氧化物半導體材料，如IGZ0。
[0068]所述源極2和所述漏極3之間的溝道12長度S為5?6um。具體地，在目前的精度允許的情況，其中，所述源極2和所述漏極3之間的間隔區的距離為3 μ m,且所述源極2在溝道區域的寬度為I?1.5 μ m，所述漏極3在溝道區域的寬度為I?1.5 μ m。所述源極2和所述漏極3之間的溝道長度S為5?6um。
[0069]剝離過程中，剝離掉覆蓋在所述溝道區域的第一光刻膠Ila邊緣的源漏金屬薄膜時，可能會多剝離一些源漏金屬薄膜，使得在得到源極和漏極圖案之後，所述源極2和所述漏極3之間的溝道12長度S為5?7um。
[0070]所述氧化物薄膜電晶體還包括:樹脂層6和鈍化層7 ；
[0071]所述樹脂層6覆蓋所述源極2、所述漏極3以及溝道12 ；
[0072]所述鈍化層7位於所述樹脂層6遠離所述源極2和所述漏極3的一側。
[0073]所示氧化物薄膜電晶體還包括:位於鈍化層7上方以及與漏極3相連的像素電極8，位於鈍化層7內部且與樹脂層6緊貼的公共電極線9。
[0074]本發明實施例通過提供一種氧化物薄膜電晶體，在沒有使用有源層的情況下，利用源/漏工藝在有源層兩端形成源極和漏極，保證源極和漏極與有源層直接相連，而不需要利用過孔與有源層連接，從而縮短了氧化物薄膜電晶體的溝道的長度。
[0075]實施例3
[0076]本發明實施例還提供了一種陣列基板，包括上述實施例2中所述的氧化物薄膜電晶體。
[0077]實施例4
[0078]本發明實施例還提供了一種顯示裝置，包括上述實施例3中所述的陣列基板。該顯示裝置可以為:手機、平板電腦、電視機、顯示器、筆記本電腦、數碼相框、導航儀等任何具有顯示功能的產品或部件。該顯示裝置的實施可以參見上述實施例，重複之處不再贅述。
[0079]以上實施方式僅用於說明本發明，而並非對本發明的限制，有關【技術領域】的普通技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術方案也屬於本發明的範疇，本發明的專利保護範圍應由權利要求限定。
【權利要求】
1.一種氧化物薄膜電晶體製作方法，其特徵在於，包括: 110:在基板上依次形成柵極和柵絕緣層； 120:在所述柵絕緣層上形成氧化物半導體薄膜，在有源層區域形成第一光刻膠，並且使溝道區域的第一光刻膠的厚度大於非溝道區域的第一光刻膠； 130:去除非有源層區域的氧化物半導體薄膜，形成有源層的圖案，去除非溝道區域的第一光刻膠，保留溝道區域的第一光刻膠； 140:在所述有源層的圖案上方依次形成源漏金屬薄膜和第二光刻膠，去除保留的第一光刻膠區域對應的部分源漏金屬薄膜及保留的第一光刻膠區域對應的第二光刻膠，使所述溝道區域的第一光刻膠的邊緣被所述源漏金屬薄膜覆蓋； 150:剝離所述第二光刻膠、所述溝道區域的第一光刻膠、以及覆蓋住所述第一光刻膠邊緣的源漏金屬薄膜，形成源極和漏極的圖案。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述步驟120包括: 在所述氧化物半導體薄膜上形成第一光刻膠，利用半色調掩膜板對非有源層區域的第一光刻膠進行全透光曝光顯影、對有源層區域非溝道區域的第一光刻膠進行半透光曝光顯影以及對溝道區域的第一光刻膠進行不透光曝光顯影，形成有源層區域的光刻膠。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述步驟130包括: 根據構圖工藝去除非有源層區域的氧化物半導體薄膜，得到有源層圖案； 利用灰化工藝去除非溝道區域的光刻膠，保留溝道區域的第一光刻膠。
4.根據權利要求1?3中任一項所述的方法，其特徵在於，所述氧化層薄膜電晶體中溝道的長度為5?7um。
5.根據權利要求4中任一項所述的方法，其特徵在於，所述氧化層薄膜電晶體中溝道的長度為5?6um。
6.根據權利要求1?3中任一項所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括利用構圖工藝在源極和漏極圖案上方形成樹脂層，以及在所述樹脂層上方形成鈍化層。
7.一種氧化物薄膜電晶體，包括:柵極、所述柵極的一側形成有柵絕緣層、所述柵絕緣層遠離所述柵極的一側形成有有源層，其特徵在於，所述有源層遠離柵絕緣層的一側形成有源極和漏極，所述源極和所述漏極均直接與所述有源層連接，所述有源層為氧化物半導體材料。
8.根據權利要求7所述的氧化物薄膜電晶體，其特徵在於，所述源極和所述漏極之間的溝道長度為5?7um。
9.根據權利要求8所述的氧化物薄膜電晶體，其特徵在於，所述源極和所述漏極之間的溝道長度為5?6um。
10.根據權利要求7?9中任一項所述的氧化物薄膜電晶體，其特徵在於，所述氧化物薄膜電晶體還包括:樹脂層和鈍化層； 所述樹脂層覆蓋所述源極、所述漏極以及溝道； 所述鈍化層位於所述樹脂層遠離所述源極和所述漏極的一側。
11.一種陣列基板，其特徵在於，包括上述權利要求7?10中任一項所述的氧化物薄膜電晶體。
12.—種顯示裝置，其特徵在於，包括上述權利要求11所述的陣列基板。
【文檔編號】H01L29/786GK103545378SQ201310542201
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年11月5日 優先權日:2013年11月5日
【發明者】崔賢植, 林允植 申請人:京東方科技集團股份有限公司