CN104409510A - 薄膜晶体管及制备方法、阵列基板及制备方法、显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种薄膜晶体管及其制备方法、阵列基板及其制备方法、显示装置，属于显示技术领域，其可解决现有的薄膜晶体管尺寸较大造成阵列基板开口率降低以及显示面板分辨率低的问题。本发明的薄膜晶体管，包括基底，设置在基底上方的栅极、源极、漏极和有源层，以及设置在基底上的凸起结构，所述栅极和有源层覆盖在所述凸起结构上方。

Description

薄膜晶体管及制备方法、阵列基板及制备方法、显示装置

技术领域

本发明属于显示技术领域，具体涉及一种薄膜晶体管及其制备方法、阵列基板及其制备方法、显示装置。

背景技术

随着显示技术的发展，人们对显示画质的需求日益增长，高画质、高分辨率和高开口率的平板显示装置的需求越来越普遍，也越来越得到显示面板厂家的重视。其中，提高分辨率和开口率的主要方法就是减小显示面板上的不透光区域的尺寸。而薄膜晶体管(Thin Film Transistor，简称TFT)是平板显示面板的主要驱动器件，直接关系到高性能平板显示装置的发展方向。

发明人发现现有技术中至少存在如下问题：由于薄膜晶体管的尺寸较大，使得显示面板的不透光区域的尺寸较大，从而影响了显示装置的分辨率和开口率的提高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题包括，针对现有的薄膜晶体管存在的上述的问题，提供一种尺寸较小的薄膜晶体管及其制备方法，以及应用该薄膜晶体管的阵列基板及阵列基板的制备方法和显示装置。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种薄膜晶体管，包括基底，设置在基底上方的栅极、源极、漏极和有源层，其特征在于，以及设置在基底上的凸起结构，所述栅极和有源层覆盖在所述凸起结构上方。

优选的是，在所述凸起结构上覆盖有绝缘保护层，所述栅极设置在所述绝缘保护层上，所述有源层设置在栅极上方且与所述栅极电学绝缘。

优选的是，在所述凸起结构上覆盖有绝缘保护层，所述有源层设置在所述绝缘保护层上，所述栅极设置在所述有源层上方且与所述有源层电学绝缘。

进一步优选的是，所述绝缘保护层的材料为氮化硅、氧化硅或两者的组合。

优选的是，所述凸起结构的厚度在2um至3um之间。

优选的是，所述凸起结构的材料为树脂。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种薄膜晶体管的制备方法，包括在基底上方形成栅极、源极、漏极和有源层的步骤，以及在基底上形成凸起结构的步骤，其中，所述栅极和有源层覆盖在所述凸起结构上方。

优选的是，所述制备方法还包括：在形成所述凸起结构的基底上形成绝缘保护层的步骤，其中所述绝缘保护层覆盖在所述凸起结构上。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种阵列基板，其包括上述薄膜晶体管。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种阵列基板的制备方法，其包括上述薄膜晶体管的制备方法。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种显示装置，其包括上述阵列基板。

本发明的薄膜晶体管的栅极和有源层是覆盖在凸起结构上方的，由于凸起结构存在一定的厚度，故栅极和有源层在基底上的投影的尺寸小于栅极和有源层的实际长度尺寸，从而使得薄膜晶体管的尺寸较现有技术中采用同样尺寸的栅极和有源层的薄膜晶体管而言，本发明的薄膜晶体管的尺寸相对减小，由于薄膜晶体管不透光，其尺寸之间影响阵列基板的开口率，同时薄膜晶体管的尺寸大小也直接影响显示面板中像素的个数，也就是显示面板的分辨率，因此当将本发明的薄膜晶体管应用到阵列基板中，由于其尺寸较小，故其可以有效的提高阵列基板的开口率，以及显示面板的分辨率。

附图说明

图1为本发明实施例1的薄膜晶体管的示意图；

图2为本发明的实施例1的阵列基板的示意图；

其中附图标记为：1、基底；2、栅极；3、栅极绝缘层；4、有源层；5-1、源极；5-2、漏极；6、凸起结构；7、绝缘保护层；8、钝化层；9、像素电极。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

一种薄膜晶体管，包括基底，设置在基底上方的栅极、源极、漏极和有源层，以及所述薄膜晶体管还包括设置在基底上的凸起结构，所述栅极和有源层设置在所述凸起结构上方。

一种阵列基板，包括上述薄膜晶体管。

一种显示装置，包括上述阵列基板。

一种薄膜晶体管的制备方法，包括在基底上方形成栅极、源极、漏极和有源层的步骤，以及在基底上形成凸起结构的步骤，其中，所述栅极和有源层覆盖在所述凸起结构上方。

一种阵列基板的制备方法，包括上述制备薄膜晶体管的步骤。

需要说明的是，在下述实施例中，所述的某某层设置在某某层“上方”，此时这两层结构可以是接触也可以是非接触的只是结构上一层在上一层在下；而所述的某某层设置在某某层“上”，此时则表示这两层是一层在上一层在下且两层结构相互接触的。

在下述实施例中所述的“构图工艺”，可只包括光刻工艺，或，包括光刻工艺以及刻蚀步骤，同时还可以包括打印、喷墨等其他用于形成预定图形的工艺；光刻工艺，是指包括成膜、曝光、显影等工艺过程的利用光刻胶、掩模板、曝光机等形成图形的工艺。可根据本发明中所形成的结构选择相应的构图工艺。

在下述实施例中的所述的“厚度”是指垂直于基底方向上的高度。

实施例1：

一种薄膜晶体管，包括基底，设置在基底上方的栅极、源极、漏极和有源层，以及所述薄膜晶体管还包括设置在基底上的凸起结构，所述栅极和有源层设置在所述凸起结构上方。

在本实施例中，如图1所示，该薄膜晶体管为顶栅型薄膜晶体管，基底1上设置有凸起结构6，凸起结构6上覆盖有栅极2，栅极2上设置有栅极绝缘层3，栅极绝缘层3的上设置有有源层4，有源层4的上设置有源极5-1和漏极5-2。

本实施例的薄膜晶体管的栅极2和有源层4是覆盖在凸起结构6上方的，由于凸起结构6存在一定的厚度，故栅极2和有源层4在基底1上的投影的尺寸小于栅极2和有源层4的实际长度尺寸，从而使得薄膜晶体管的尺寸较现有技术中采用同样尺寸的栅极2和有源层4的薄膜晶体管而言，本实施例的薄膜晶体管的尺寸相对减小，由于薄膜晶体管不透光，其尺寸之间影响阵列基板的开口率，同时薄膜晶体管的尺寸大小也直接影响显示面板中像素的个数，也就是显示面板的分辨率，因此当将本实施例的薄膜晶体管应用到阵列基板中，由于其尺寸较小，故其可以有效的提高阵列基板的开口率，以及显示面板的分辨率。

在本实施例中，栅极2通常钼、钼铌合金、铝、铝钕合金、钛和铜中的至少一种材料形成，为了改善金属材料和凸起结构6的粘结性，故优选地在凸起结构6与栅极2之间还设置有绝缘保护层7，使得栅极2可以很好的覆盖在凸起结构6上方，以保证薄膜晶体管的稳定性。该绝缘保护层7的材料优选为氮化硅、氧化硅或两者的组合。

在本实施例中，凸起结构6的材料为树脂(例如聚酰亚胺)。为了防止覆盖在凸起结构6上方的栅极2和有源层4由于凸起结构6的厚度产生段差发生断裂，故其厚度优选在2um至3um之间，当然也可以根据具体情况可以具体设定。

上述薄膜晶体管的制备方法，包括形成在基底1上方形成栅极2、源极5-1、漏极5-2和有源层4的步骤，以及在栅极2的下方形成凸起结构6的步骤，其中，所述栅极2和有源层4覆盖在所述凸起结构6上方。

优选地，该制备方法中还包括在形成凸起结构6的基板上形成绝缘保护层7的步骤，所述栅极2形成在绝缘保护层7上。

结合图2所示，本实施例还提供一种阵列基板，该阵列基板包括上述的薄膜晶体管。

在该阵列基板中，与栅极2还同层设置有栅线，栅线与栅极2电连接，栅线与栅极2采用相同的材料且在同一构图工艺中形成；与源极5-1还同层设置有数据线，数据线与源极5-1电连接，数据线与源极5-1采用相同的材料且在同一构图工艺中形成。而且，在源极5-1和漏极5-2的上方还设置有钝化层8,在钝化层8的上方还设置有像素电极9。

一种阵列基板的制备方法，包括上述形成薄膜晶体管的制备方法。具体包括如下步骤：

步骤1、采用构图工艺在基底1上形成包括凸起结构6的图形。

在该步骤中，初始清洗→凸起结构6的膜层沉积→凸起结构6的膜层图形曝光、显影、后烘→光刻胶剥离。

步骤2、采用一次构图工艺形成包括绝缘保护层7和栅极2的图形，其中，绝缘保护层7设置在凸起结构6上，栅极2设置在绝缘保护层7上。

在该步骤中，成膜前清洗→绝缘保护层7沉积→栅极金属膜层沉积→光刻胶涂覆→栅极金属膜层图形曝光显影、后烘→刻蚀→光刻胶剥离。

步骤3、采用一次构图工艺形成包括栅绝缘层、有源层4的图形。

在该步骤中，成膜前清洗→栅绝缘层沉积→半导体膜层→光刻胶涂覆→半导体膜层图形曝光显影、后烘→半导体膜层干法刻蚀→光刻胶剥离。

步骤4、采用一次构图工艺形成包括源极5-1和漏极5-2的图形。

在该步骤中，源漏金属膜层沉积→光刻胶涂覆→源漏极膜层图形曝光显影、后烘→源漏极膜层刻蚀→光刻胶剥离。

至此，薄膜晶体管即制备完成，并预先形成了栅线和数据线，以方便阵列基板的布线。

步骤5、采用一次构图工艺形成包括钝化层8及其电极接触过孔的图形。

在该步骤中，钝化膜层沉积→光刻胶涂覆→电极接触过孔图形曝光、显影、后烘→电极接触过孔刻蚀→光刻胶剥离。

步骤6、采用一次构图工艺形成包括像素电极9的图形。

在该步骤中，像素电极9膜层沉积(ITO或IZO：氧化铟锡或氧化铟锌)→光刻胶涂覆→像素电极9膜层图形曝光显影、后烘→像素电极9膜层刻蚀→光刻胶剥离→退火。

本实施例中阵列基板的具体结构的图形可参考现有技术中阵列基板制备的对应结构的图形，阵列基板制备方法中的具体工艺可参考现有技术中阵列基板制备方法中的对应工艺，这里不再赘述。

实施例2：

本实施例提供一种薄膜晶体管，该薄膜晶体管为顶栅型薄膜晶体管，其具体包括：基底，基底上设置有凸起结构，凸起结构上方设置有有源层，有源层上设置有栅极绝缘层，栅极绝缘层上设置有栅极，栅极上设置有平坦化层，平坦化层上设置有源极和漏极。

本实施例的薄膜晶体管的栅极和有源层是覆盖在凸起结构上方的，由于凸起结构存在一定的厚度，故栅极和有源层在基底1上的投影的尺寸小于栅极和有源层的实际长度尺寸，从而使得薄膜晶体管的尺寸较现有技术中采用同样尺寸的栅极和有源层的薄膜晶体管而言，本实施例的薄膜晶体管的尺寸相对减小，由于薄膜晶体管不透光，其尺寸之间影响阵列基板的开口率，同时薄膜晶体管的尺寸大小也直接影响显示面板中像素的个数，也就是显示面板的分辨率，因此当将本实施例的薄膜晶体管应用到阵列基板中，由于其尺寸较小，故其可以有效的提高阵列基板的开口率，以及显示面板的分辨率。

在本实施例中为了保证有源层与凸起结构的粘结性能，优选地在凸起结构与有源层之间还设置有绝缘保护层，使得有源层可以很好的覆盖在凸起结构上方，以保证薄膜晶体管的稳定性。该绝缘保护层的材料优选为氮化硅、氧化硅或两者的组合。

在本实施例中，凸起结构的材料为树脂或者聚酰亚胺。为了防止覆盖在凸起结构上方的栅极和有源层由于凸起结构的厚度产生段差发生断裂，故其厚度优选在2um至3um之间之间，当然也可以根据具体情况可以具体设定。

上述薄膜晶体管的制备方法，包括形成在基底上方形成栅极、源极、漏极和有源层的步骤，以及在栅极的下方形成凸起结构的步骤，其中，所述栅极和有源层覆盖在所述凸起结构上方。

优选地，该制备方法中还包括在形成凸起结构的基板上形成绝缘保护层的步骤，所述有源层形成在绝缘保护层上。

本实施例还提供一种阵列基板，该阵列基板包括上述的薄膜晶体管。

在该阵列基板中，与栅极还同层设置有栅线，栅线与栅极电连接，栅线与栅极采用相同的材料且在同一构图工艺中形成；与源极还同层设置有数据线，数据线与源极电连接，数据线与源极采用相同的材料且在同一构图工艺中形成。而且，在源极和漏极的上方还设置有钝化层,在钝化层的上方还设置有像素电极。

一种阵列基板的制备方法，包括上述形成薄膜晶体管的制备方法。具体包括如下步骤：

步骤1、通过构图工艺在基底1上形成包括凸起结构的图形。

在该步骤中，初始清洗→凸起结构的膜层沉积→凸起结构的膜层图形曝光、显影、后烘→光刻胶剥离。

步骤2、通过一次构图工艺形成包括绝缘保护层和有源层的图形，其中，绝缘保护层设置在凸起结构上，有源层设置在绝缘保护层上。

在该步骤中，成膜前清洗→绝缘保护层沉积→半导体膜层沉积→光刻胶涂覆→半导体膜层图形曝光显影、后烘→刻蚀→光刻胶剥离。

步骤3、采用一次构图工艺形成包括栅绝缘层、栅极的图形。

在该步骤中，成膜前清洗→栅绝缘层沉积→栅极金属膜膜层→光刻胶涂覆→栅极金属膜层图形曝光显影、后烘→栅极金属膜层干法刻蚀→光刻胶剥离。

步骤4、采用一次构图工艺形成包括平坦化层和贯穿平坦化层和栅极绝缘层用于源极和漏极与有源层连接的过孔。

在该步骤中，平坦化层膜层沉积→光刻胶涂覆→平坦化层膜层和栅极绝缘层图形曝光显影、后烘→刻蚀→光刻胶剥离。

步骤5、采用一次构图工艺形成包括源极和漏极的图形。

在该步骤中，源漏金属膜层沉积→光刻胶涂覆→源漏极膜层图形曝光显影、后烘→源漏极膜层刻蚀→光刻胶剥离。

至此，薄膜晶体管即制备完成，并预先形成了栅线和数据线，以方便阵列基板的布线。

步骤6、采用一次构图工艺形成包括钝化层及其电极接触过孔的图形。

在该步骤中，钝化膜层沉积→光刻胶涂覆→电极接触过孔图形曝光、显影、后烘→电极接触过孔刻蚀→光刻胶剥离。

步骤7、采用一次构图工艺形成包括像素电极的图形。

在该步骤中，像素电极膜层沉积(ITO或IZO：氧化铟锡或氧化铟锌)→光刻胶涂覆→像素电极膜层图形曝光显影、后烘→像素电极膜层刻蚀→光刻胶剥离→退火。

本实施例中阵列基板的具体结构的图形可参考现有技术中阵列基板制备的对应结构的图形，阵列基板制备方法中的具体工艺可参考现有技术中阵列基板制备方法中的对应工艺，这里不再赘述。

实施例3：

一种显示装置，包括实施例1或2所示例的阵列基板。

该显示装置可以为：液晶面板、电子纸、OLED面板、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。

由于采用的阵列基板中薄膜晶体管的尺寸较小，因此该显示装置的具有良好的开口率和分辨率。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种薄膜晶体管，包括基底，以及设置在基底上方的栅极、源极、漏极和有源层，其特征在于，所述薄膜晶体管还包括设置在基底上的凸起结构，所述栅极和有源层覆盖在所述凸起结构上方。

2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，在所述凸起结构上覆盖有绝缘保护层，所述栅极设置在所述绝缘保护层上，所述有源层设置在栅极上方且与所述栅极电学绝缘。

3.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，在所述凸起结构上覆盖有绝缘保护层，所述有源层设置在所述绝缘保护层上，所述栅极设置在所述有源层上方且与所述有源层电学绝缘。

4.根据权利要求2或3所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述绝缘保护层的材料为氮化硅、氧化硅或两者的组合。

5.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述凸起结构的厚度在2um至3um之间。

6.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述凸起结构的材料为树脂。

7.一种薄膜晶体管的制备方法，包括在基底上方形成栅极、源极、漏极和有源层的步骤，其特征在于，所述制备方法还包括：

在基底上形成凸起结构的步骤，其中，所述栅极和有源层覆盖在所述凸起结构上方。

8.根据权利要求7所述的薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：在形成所述凸起结构的基底上形成绝缘保护层的步骤，其中所述绝缘保护层覆盖在所述凸起结构上。

9.一种阵列基板，其特征在于，包括权利要求1至6中任意一项所述的薄膜晶体管。

10.一种阵列基板的制备方法，包括形成薄膜晶体管的步骤，其特征在于，所述薄膜晶体管是采用权利要求7或8所述的制备方法制备的。

11.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求9所述的阵列基板。