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CN106129063A - 薄膜晶体管阵列基板及其制造方法 - Google Patents

薄膜晶体管阵列基板及其制造方法 Download PDF

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CN106129063A CN201610523648.6A CN201610523648A CN106129063A CN 106129063 A CN106129063 A CN 106129063A CN 201610523648 A CN201610523648 A CN 201610523648A CN 106129063 A CN106129063 A CN 106129063A
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Abstract

本发明提供一种薄膜晶体管的制造方法，其包括：在所述基板的栅极绝缘层、有源层、源极和漏极上依次沉积形成第一钝化层、有机绝缘层及第二钝化层；在第二钝化层上涂布光阻层，并对光阻层进行构图工艺以定义像素电极层图案、公共电极层图案及与有源层相对的固化层图案；通过蚀刻工艺在所述第二钝化层、有机绝缘层、第一钝化层及部分栅极绝缘层，定义像素电极层图案、公共电极层图案及固化层图案，剥离光阻层；在被定义的绝缘层上形成公共电极层，于露出第二钝化层的有机绝缘层上形成像素电极层。

Description

薄膜晶体管阵列基板及其制造方法
技术领域
本发明涉及薄膜晶体管的制造领域，尤其涉及一种薄膜晶体管阵列基板及其制造方法。
背景技术
现有技术中的(Fringe Field Switching简称FFS)模式的薄膜晶体管拥有较大视角及透过率目前广泛应用，通常在薄膜晶体管管阵列基板制作过程通常需要6-8次mask(曝光)，分别用于形成栅线及栅极，有源层，蚀刻阻挡层，源漏极，钝化层、电极及过孔等，生产工艺要复杂，制作成本相应增加。
发明内容
本发明提供一种薄膜晶体管阵列基板及制造方法，能减少曝光次数，够简化制造工艺，降低成本。
本发明所述薄膜晶体管的制造方法包括：
在基板上形成栅极、栅极线及覆盖栅极、栅极线基板的栅极绝缘层；
在所述栅极绝缘层上形成有源层、源极和漏极；
在所述基板的栅极绝缘层、有源层、源极和漏极上沉积形成第一钝化层；
在第一钝化层上形成有机绝缘层，所述有机绝缘层露出部分第一钝化层；
在所述有机绝缘层及第一钝化层上沉积形成第二钝化层；
在第二钝化层上涂布光阻层，并对光阻层进行构图工艺以定义像素电极层图案、公共电极层图案及与有源层相对的固化层图案；
根据所述光阻层上的像素电极层图案、公共电极层图案及固化区域图案通过蚀刻工艺在所述第二钝化层、有机绝缘层、第一钝化层及部分栅极绝缘层，定义像素电极层图案、公共电极层图案及固化层图案；其中，有机绝缘层具有露出第二钝化层的区域，所述第二钝化层上的每一图案区域的相对两侧凸出被其覆盖的所述有机绝缘层的两侧；
剥离光阻层；
在被定义的所述第二钝化层上以及有机绝缘层的露出第二钝化层的区域沉积导电层材料，导电材料于有机绝缘层上形成像素电极层，于露出第二钝化层的有机绝缘层上形成公共电极层。
其中，所述在第一钝化层上形成有机绝缘层步骤包括在有机绝缘层上形成第一过孔与第二过孔，所述第一过孔与第二过孔露出部分第一钝化层，第一过孔用于与漏极连接并且第一过孔内设有像素电极，第二过孔用于与栅极线连通。
其中，步骤根据所述光阻层上的像素电极层图案、公共电极层图案及固化区域图案通过蚀刻所述第二钝化层、有机绝缘层、第一钝化层及部分栅极绝缘层，定义像素电极层图案、公共电极层图案及固化层图案包括使用第一干蚀刻气体对所述第二钝化层、有机绝缘层、第一钝化层及部分栅极绝缘层进行蚀刻，以及增加第二干蚀刻气体与第一蚀刻气体蚀刻露出第二钝化层的有机绝缘层的区域。
其中，第二蚀刻气体与第一蚀刻气体相同或者为氧气。
其中，步骤根据所述光阻层上的像素电极层图案、公共电极层图案及固化区域图案通过蚀刻所述第二钝化层、有机绝缘层、第一钝化层及部分栅极绝缘层，定义像素电极层图案、公共电极层图案及固化层图案包括使用氧气补充蚀刻所述有机绝缘层。
其中，所述第一钝化层与第二钝化层通过化学气相沉淀方式形成。
其中，所述像素电极层的每一电极与被所述第二钝化层覆盖的所述有机绝缘层的两侧具有间隙。
其中，所述第一钝化层与第二钝化层材料为SiNx或SiO。
本发明还提供一种薄膜晶体管阵列基板，至少包括基板，形成与所述基板的栅极、栅极线及覆盖栅极、栅极线基板的栅极绝缘层；
形成于所述栅极绝缘层上的有源层、源极和漏极；
形成于所述基板的栅极绝缘层、有源层、源极和漏极上的第一钝化层；
形成与第一钝化层上的有机绝缘层及第二钝化层，所述有机绝缘层包括露出第二钝化层的区域；
形成于第二钝化层的像素电极层以及形成于露出第二钝化层的有机绝缘层上形成公共电极层；
其中，所述第二钝化层上的每一图案区域的相对两侧凸出被其覆盖的所述有机绝缘层的两侧。
其中，所述像素电极层的每一电极与被所述第二钝化层覆盖的所述有机绝缘层的两侧具有间隙。
本发明所述的薄膜晶体管制造方法的像素电极层与公共电极层通过沉积形成，供形成像素电极层与公共电极层的第二钝化层及有机绝缘层通过一次蚀刻形成，因此整个薄膜晶体管制造相对与现有技术节省了至少一次构图工艺，简化薄膜晶体管的加工工艺步骤，降低薄膜晶体管的制作成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一较佳实施方式的薄膜晶体管的制造方法的流程图。
图2至图9为本发明较佳实施方式的薄膜晶体管的各个制造流程中薄膜晶体管的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，其为本发明一较佳实施方式的薄膜晶体管的制造方法的流程图。所述薄膜晶体管(thin film transistor，TFT)的制造方法包括如下步骤。
步骤S1：在基板上形成栅极、栅极线及覆盖栅极、栅极线、基板的栅极绝缘层。
请参阅图2，具体包括，步骤S11，在所述基板10的一表面上上形成第一金属层(图未示)，通过构图工艺使第一金属层形成包括栅极11及栅极线111的图案；所述第一金属层的材质选自铜、钨、铬、铝及其组合的其中之一。本实施方式中通过现有技术的涂光阻、曝光、显影等构图工艺对所述第一金属层构图工艺形成栅极11。
步骤S12，在栅极11、栅极线111、基板10上形成栅极绝缘层12，请参阅图3，栅极绝缘层12覆盖所述基板10的表面及所述栅极11。具体的在所述基板10未覆盖所述第一金属层的表面及所述栅极11、栅极线111上形成所述栅极绝缘层12。所述栅极绝缘层12的材质选择氧化硅、氮化硅层，氮氧化硅层及其组合的其中之一。
请参阅图3，步骤S2：在所述栅极绝缘层12上形成有源层13、源极14和漏极15。具体为，在所述栅极绝缘层12上形成氧化物半导体层及覆盖半导体层的第二金属层，通过构图工艺使氧化物半导体层形成有源层13、源极14和漏极15，也就是说此处可以使用现有技术工艺采用的一道光罩工艺形成。当然也可以分为两道光罩先形成有源层，然后在有源层13及裸露的栅极绝缘层12上形成第二金属层，通过构图工艺所述第二金属层，形成所述薄膜晶体管的源极14和漏极15，其中，所述源极14和漏极15均与所述有源层13连接。所述第二金属层的材质选自铜、钨、铬、铝及其组合的其中之一。
请参阅图4，步骤S3：在所述基板10的栅极绝缘层12、有源层13、源极14和漏极15上沉积形成第一钝化层16；主要通过化学气相沉淀方式形成。
请参阅图5，步骤S4：在第一钝化层16上形成有机绝缘层17，所述有机绝缘层17露出部分第一钝化层16；主要包括通过构图工艺在有机绝缘层17上形成第一过孔171与第二过孔172，所述第一过孔171与第二过孔172露出部分第一钝化层16，第一过孔171用于与漏极15连接并且第一过孔171内设有像素电极，第二过孔172用于与栅极线111连通。
请参阅图6，步骤S5：在所述有机绝缘层17及第一钝化层16上沉积形成第二钝化层18。第二钝化层18通过化学气相沉淀方式形成，材料为SiNx或SiO，也可以为其他有机物或无机物材料。所述第二钝化层18覆盖所述第一过孔171与第二过孔172的孔壁。
请参阅图7，步骤S6：在第二钝化层18上涂布光阻层19，并对光阻层19进行构图工艺以定义像素电极层图案、公共电极层图案及与有源层相对的固化层图案。具体的，在所述光阻层19上形成多个通过缺口断开的图案区域，包括多个第一缺口191、通过多个缺口191间隔的第一图案区域192，与所述第一过孔171贯通的第二缺口193以及与第二过孔172贯通的第三缺口194。所述第二缺口193远离第一图案区域192的一侧为固化层图案195。第三缺口194远离第一图案区域192的一侧也为第一图案区域192。
请参阅图8，步骤S7：根据所述光阻层19上的像素电极层图案、公共电极层图案及固化区域图案通过蚀刻工艺在所述第二钝化层18、有机绝缘层17、第一钝化层16及部分栅极绝缘层12，定义像素电极层图案、公共电极层图案及固化层图案。其中，有机绝缘层17具有露出第二钝化层18的区域，所述第二钝化层18上的每一图案区域的相对两侧凸出被其覆盖的所述有机绝缘层17的两侧。具体的，有机绝缘层17具有露出第二钝化层18的区域是通过第一缺口191露出的，并且第一缺口延伸至部分有机绝缘层17内。所述第一图案区域192覆盖的为第二钝化层18的图案区域181。所述第二钝化层18上的每一图案区域181的相对两侧182凸出被其覆盖的所述有机绝缘层17的两侧，也就是说通过第一缺口191间隔开的机绝缘图案171的两侧，如此在第二钝化层18上沉积导电层时，垂直落下来的导电层会分层形成于所述第二钝化层18上的每一图案区域181上，以及有机绝缘层17通过第一缺口露出第二钝化层18的区域，而被第一缺口191间隔开的机绝缘图案171的两侧不会沾上导电层，同时，由于每一图案区域181的相对两侧182凸出，在有机绝缘层17具有露出第二钝化层18的区域内的导电层不与机绝缘图案171的两侧接触。
本步骤中，包括使用第一干蚀刻气体对所述第二钝化层18、有机绝缘层17、第一钝化层16及部分栅极绝缘层12进行蚀刻，以及增加第二干蚀刻气体与第一蚀刻气体蚀刻露出第二钝化层18的有机绝缘层17的区域，也就是通过第一缺口191间隔开的机绝缘图案171的区域，使机绝缘图案171的两侧被蚀刻量增多，进而实现所述第二钝化层18上的每一图案区域181的相对两侧182凸出被其覆盖的所述机绝缘图案171的两侧。本实施例中，第二蚀刻气体与第一蚀刻气体相同或者为氧气。其它实施方式中还可以使用氧气补充蚀刻所述有机绝缘层17的所述机绝缘图案171的两侧。
步骤S8：剥离光阻层19。
请参阅图9，步骤S9：在被定义的所述第二钝化层18上以及有机绝缘层17的露出第二钝化层18的区域沉积导电层材料，导电材料于第二钝化层18上形成像素电极层20，包括第一过孔内的部分；于露出有机绝缘层17的有机绝缘层17上形成公共电极层21。其中，所述像素电极层20的每一电极与被所述第二钝化层18覆盖的所述有机绝缘层的两侧，也就是说机绝缘图案171的两侧具有间隙172，可以防止像素电极与公共电极接触短路。在第二钝化层18上沉积导电层时，垂直落下来的导电层会分层形成于所述第二钝化层18上的每一图案区域181上，以及有机绝缘层17通过第一缺口露出第二钝化层18的区域，而被第一缺口191间隔开的机绝缘图案171的两侧不会沾上导电层，同时，由于每一图案区域181的相对两侧182凸出，在有机绝缘层17具有露出第二钝化层18的区域内的导电层不与机绝缘图案171的两侧接触，此工艺节省了光罩步骤，简化了加工过程。
本发明所述的薄膜晶体管制造方法的像素电极层与公共电极层通过沉积形成，供形成像素电极层与公共电极层的第二钝化层18及有机绝缘层通过一次蚀刻形成，因此整个薄膜晶体管制造只用了四道光罩，减少了光罩工艺次数，可以节约制作成本。
本发明提供一种薄膜晶体管，所述薄膜晶体管至少包括基板10，形成所述基板10的栅极11、栅极线111及覆盖栅极11、栅极线111基板的栅极绝缘层12。
形成于所述栅极绝缘层12的有源层13及与有源层13连接的源极14和漏极15。
形成于所述基板10的栅极绝缘层12、有源层13、源极14和漏极15上的第一钝化层16。
依次形成与第一钝化层16上的有机绝缘层17及第二钝化层18，所述有机绝缘层17包括露出第二钝化层18的区域；具体通过第一过孔及第二过孔露出。
形成于第二钝化层上的像素电极层20以及形成于露出有第二钝化层的有机绝缘层17上形成公共电极层21。
其中，所述第二钝化层18上的每一图案区域的相对两侧凸出被其覆盖的所述有机绝缘层17的两侧。所述像素电极层20的每一电极与被所述第二钝化层覆盖的所述有机绝缘层的两侧具有间隙。
本发明针对上述两种实施例还提供了薄膜晶体管的制造方法，在阐述具体制备方法之前，应该理解，在本发明中，所述构图工艺即是指构图工艺，可包括光刻工艺，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。
通过本发明实施例薄膜晶体管的制造方法形成的显示器件，可以为：液晶面板、液晶电视、液晶显示器、OLED面板、OLED电视、电子纸、数码相框、手机等。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，所述薄膜晶体管的制造方法包括：
在基板上形成栅极、栅极线及覆盖栅极、栅极线基板的栅极绝缘层；
在所述栅极绝缘层上形成有源层、源极和漏极；
在所述基板的栅极绝缘层、有源层、源极和漏极上沉积形成第一钝化层；
在第一钝化层上形成有机绝缘层，所述有机绝缘层露出部分第一钝化层；
在所述有机绝缘层及第一钝化层上沉积形成第二钝化层；
在第二钝化层上涂布光阻层，并对光阻层进行构图工艺以定义像素电极层图案、公共电极层图案及与有源层相对的固化层图案；
根据所述光阻层上的像素电极层图案、公共电极层图案及固化区域图案通过蚀刻工艺在所述第二钝化层、有机绝缘层、第一钝化层及部分栅极绝缘层，定义像素电极层图案、公共电极层图案及固化层图案；其中，有机绝缘层具有露出第二钝化层的区域，所述第二钝化层上的每一图案区域的相对两侧凸出被其覆盖的所述有机绝缘层的两侧；
剥离光阻层；
在被定义的所述第二钝化层上以及有机绝缘层的露出第二钝化层的区域沉积导电层材料，导电材料于有机绝缘层上形成公共电极层，于露出第二钝化层的有机绝缘层上形成像素电极层。
2.如权利要求1所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，所述在第一钝化层上形成有机绝缘层步骤包括在有机绝缘层上形成第一过孔与第二过孔，所述第一过孔与第二过孔露出部分第一钝化层，第一过孔用于与漏极连接并且第一过孔内设有像素电极，第二过孔用于与栅极线连通。
3.如权利要求1所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，步骤根据所述光阻层上的像素电极层图案、公共电极层图案及固化区域图案通过蚀刻所述第二钝化层、有机绝缘层、第一钝化层及部分栅极绝缘层，定义像素电极层图案、公共电极层图案及固化层图案包括使用第一干蚀刻气体对所述第二钝化层、有机绝缘层、第一钝化层及部分栅极绝缘层进行蚀刻，以及增加第二干蚀刻气体与第一蚀刻气体蚀刻露出第二钝化层的有机绝缘层的区域。
4.如权利要求3所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，第二蚀刻气体与第一蚀刻气体相同或者为氧气。
5.如权利要求1所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，步骤根据所述光阻层上的像素电极层图案、公共电极层图案及固化区域图案通过蚀刻所述第二钝化层、有机绝缘层、第一钝化层及部分栅极绝缘层，定义像素电极层图案、公共电极层图案及固化层图案包括使用氧气补充蚀刻所述有机绝缘层。
6.如权利要求1所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，所述第一钝化层与第二钝化层通过化学气相沉淀方式形成。
7.如权利要求1所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，所述像素电极层的每一电极与被所述第二钝化层覆盖的所述有机绝缘层的两侧具有间隙。
8.如权利要求1所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，所述第一钝化层与第二钝化层材料为SiNx或SiO。
9.一种薄膜晶体管阵列基板，其特征在于，所述薄膜晶体管至少包括基板，形成与所述基板的栅极、栅极线及覆盖栅极、栅极线基板的栅极绝缘层；
形成于所述栅极绝缘层上的有源层、源极和漏极；
形成于所述基板的栅极绝缘层、有源层、源极和漏极上的第一钝化层；
形成与第一钝化层上的有机绝缘层及第二钝化层，所述有机绝缘层包括露出第二钝化层的区域；
形成于第二钝化层的像素电极层以及形成于露出第二钝化层的有机绝缘层上形成公共电极层；
其中，所述第二钝化层上的每一图案区域的相对两侧凸出被其覆盖的所述有机绝缘层的两侧。
10.如权利要求9所述的薄膜晶体管阵列基板，其特征在于，所述像素电极层的每一电极与被所述第二钝化层覆盖的所述有机绝缘层的两侧具有间隙。
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