專(zhuān)利名稱(chēng)：一種薄膜晶體管陣列基板、制備方法以及顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于顯示技術(shù)領(lǐng)域，具體的涉及一種薄膜晶體管陣列基板制備方法、薄膜晶體管陣列基板以及顯示裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái),顯示技術(shù)得到快速的發(fā)展,如薄膜晶體管(Th i n Fi I mTrans istor:簡(jiǎn)稱(chēng)TFT)技術(shù)由原來(lái)的非晶硅薄膜晶體管發(fā)展到現(xiàn)在的低溫多晶硅薄膜晶體管、金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管等。而發(fā)光技術(shù)也由原來(lái)的液晶顯示(Liquid Crystal Display:簡(jiǎn)稱(chēng)IXD)技術(shù)發(fā)展為現(xiàn)在的有機(jī)電致發(fā)光顯示(Organic Light-Emitting Diode:簡(jiǎn)稱(chēng)OLED)技術(shù)。薄膜晶體管作為顯示裝置的驅(qū)動(dòng)元件，直接關(guān)系到高性能平板顯示裝置的發(fā)展方向。薄膜晶體管一般包括在基板I上依次形成的柵電極層2、柵極絕緣層3、有源層4、源漏電極層6、鈍化層7以及像素電極層8，所述源漏電極層6與所述像素電極層8通過(guò)過(guò)孔連接。其中，有源層4采用非晶硅材料形成的TFT剖視圖如圖1所示，有源層上方為歐姆接觸層51 ;有源層4采用金屬氧化物半導(dǎo)體材料形成的TFT剖視圖如圖2所示，有源層上方為刻蝕阻擋層52。在上述兩種薄膜晶體管中，像素電極層均采用氧化銦錫形成。在薄膜晶體管的制備過(guò)程中，為了形成像素電極層的圖案，需要先通過(guò)濺射方式形成一定厚度的氧化銦錫膜層，然后借助掩模板曝光等光刻工藝將圖形轉(zhuǎn)移到氧化銦錫膜層上，造成了像素電極形成材料的浪費(fèi)。同時(shí)，在薄膜晶體管陣列基板的制備過(guò)程中，所用到的掩模板的次數(shù)越多，則生產(chǎn)效率越低，生產(chǎn)成本越高。因此，如何進(jìn)一步減少薄膜晶體管陣列基板的制備過(guò)程中構(gòu)圖工藝的次數(shù)，提高生產(chǎn)效率，提高像素電極形成材料的利用率，降低生產(chǎn)成本是行業(yè)內(nèi)亟待解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，提供一種薄膜晶體管陣列基板制備方法、薄膜晶體管陣列基板以及顯示裝置，該薄膜晶體管陣列基板制備方法簡(jiǎn)化了薄膜晶體管陣列基板的生產(chǎn)工藝，提高了像素電極形成材料的利用率。解決本發(fā)明技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是該薄膜晶體管陣列基板制備方法，包括以下步驟:在基板上形成柵電極層、柵極絕緣層、有源層、源漏電極層、鈍化層以及像素電極層，所述鈍化層通過(guò)構(gòu)圖工藝形成包括過(guò)孔的結(jié)構(gòu)圖案，所述像素電極層通過(guò)滴注方式形成在結(jié)構(gòu)圖案區(qū)域內(nèi)，所述源漏電極層與所述像素電極層通過(guò)過(guò)孔連接。優(yōu)選的是，在所述鈍化層中形成包括過(guò)孔的結(jié)構(gòu)圖案采用以下構(gòu)圖工藝形成:用半色調(diào)掩模板或灰色調(diào)掩模板對(duì)所述鈍化層上方的光刻膠進(jìn)行曝光處理，對(duì)應(yīng)著形成所述過(guò)孔區(qū)域處的光刻膠為完全曝光處理，對(duì)應(yīng)著形成所述像素電極層區(qū)域處的光刻膠為半曝光處理。
優(yōu)選的是，所述方法還進(jìn)一步包括:對(duì)所述像素電極層做固化及退火處理。優(yōu)選的是，用于形成所述像素電極層的材料為含有銦元素、錫元素以及氧元素的材料，所述含有銦元素、錫元素以及氧元素的材料預(yù)先制成溶膠或墨水并灌注于噴嘴中，通過(guò)噴嘴滴注在所述結(jié)構(gòu)圖案區(qū)域內(nèi)。優(yōu)選的是，用于形成所述像素電極層的材料為氧化銦錫溶膠或墨水，所述氧化銦錫溶膠或墨水由以下方法制得:將InCl3.4H20和SnCl4.5H20按1: (1-3)比例溶于水溶液中；或者，將In2O3 和 SnCl4.5H20 按 1: (2-6)比例溶于 C2H5COOH 中。優(yōu)選的是，所述像素電極層退火處理的溫度范圍為300-600°C。進(jìn)一步優(yōu)選的是，所述像素電極層的厚度范圍為20_150nm。優(yōu)選的是，所述鈍化層采用硅氧化物、硅氮化物、鉿氧化物、鋁氧化物中的至少兩種材料形成單層膜層或多層復(fù)合膜層，所述鈍化層的厚度范圍為300-500nm。一種薄膜晶體管陣列基板，采用上述的薄膜晶體管陣列基板制備方法形成。一種顯示裝置，包括上述的薄膜晶體管陣列基板。本發(fā)明的有益效果是:采用本發(fā)明所述的薄膜晶體管陣列基板制備方法，相比現(xiàn)有技術(shù)中薄膜晶體管陣列基板的形成，減少了采用構(gòu)圖工藝形成像素電極層的步驟，減少了掩模板的使用量，提高像素電極形成材料的利用率，同時(shí)降低了生產(chǎn)成本。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中薄膜晶體管陣列基板的剖視圖(采用非晶硅材料形成有源層);圖2為現(xiàn)有技術(shù)中薄膜晶體管陣列基板的剖視圖(采用金屬氧化物半導(dǎo)體材料形成有源層);圖3為本發(fā)明實(shí)施例1中薄膜晶體管陣列基板的剖視圖；圖4為圖3中薄膜晶體管陣列基板的制備過(guò)程圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例2中薄膜晶體管陣列基板的剖視圖；圖6為圖5中薄膜晶體管陣列基板的制備過(guò)程圖。圖中:1 一基板；2 —柵電極層；3 —柵極絕緣層；4 一有源層；51 —?dú)W姆接觸層；52 一刻蝕阻擋層；6 —源漏極層；7 —鈍化層；8 —像素電極層；9 一過(guò)孔；10 —噴嘴。
具體實(shí)施例方式為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明薄膜晶體管陣列基板制備方法、薄膜晶體管陣列基板以及顯示裝置作進(jìn)一步詳細(xì)描述。—種薄膜晶體管陣列基板制備方法，包括以下步驟:在基板上形成柵電極層、柵極絕緣層、有源層、源漏電極層、鈍化層，其中，所述鈍化層通過(guò)構(gòu)圖工藝形成包括過(guò)孔的結(jié)構(gòu)圖案，所述像素電極層通過(guò)滴注方式形成在結(jié)構(gòu)圖案區(qū)域內(nèi)，所述源漏電極層與所述像素電極層通過(guò)過(guò)孔連接。一種薄膜晶體管陣列基板，采用上述的薄膜晶體管陣列基板制備方法形成。一種顯示裝置，包括上述的薄膜晶體管陣列基板。
實(shí)施例1:如圖3所示，本實(shí)施例中的薄膜晶體管陣列基板包括在基板I (也叫襯底)上形成柵電極層2、柵極絕緣層3、有源層4、源漏電極層6、鈍化層7以及像素電極層8。其中，所述鈍化層7通過(guò)構(gòu)圖工藝形成包括過(guò)孔的結(jié)構(gòu)圖案，所述像素電極層8通過(guò)滴注方式形成在結(jié)構(gòu)圖案區(qū)域內(nèi)，所述源漏電極層6與所述像素電極層8通過(guò)過(guò)孔連接。在本實(shí)施例中，所述有源層4采用非晶硅材料形成，相應(yīng)的，在所述有源層4的上方還形成有歐姆接觸層51，所述歐姆接觸層51采用摻雜磷元素的非晶硅材料形成，該薄膜晶體管陣列基板的典型剖視圖如圖3所示。如圖4a_4g所示，本實(shí)施例中薄膜晶體管陣列基板的制備方法具體包括如下步驟:SI)在基板上依次形成柵電極層、柵極絕緣層、有源層、源漏電極層。在該步驟中，如圖4a所示，首先在基板I的上方形成柵電極層2。所述柵電極層2采用鑰(Mo)、鑰鈮合金(MoNb)、鋁(Al)、鋁釹合金(AlNd)Jic(Ti)和銅(Cu)中的至少一種材料形成的單層或多層復(fù)合疊層，優(yōu)選為鑰(Mo)、鋁(Al)或含鑰(Mo)、鋁(Al)的合金組成的單層膜層或多層復(fù)合膜層，所述柵電極層2的厚度范圍為100nm-500nm。如圖4b所示，在柵電極層2的上方沉積柵極絕緣層3。所述柵極絕緣層3采用硅氧化物(SiOx)、硅氮化物(S iNx)、鉿氧化物(HfOx)、硅氮氧化物(SiON)、鋁氧化物(AlOx)等中的一種或兩種形成多層復(fù)合膜層。例如:柵極絕緣層3的結(jié)構(gòu)可以為采用SiNx/SiOxB成的疊層結(jié)構(gòu)，也可以為采用SiNx/SiON/SiOxB成的疊層結(jié)構(gòu)，柵極絕緣層的厚度范圍為100-400nm,至于SiNx、SiOx或SiON各膜層厚度可根據(jù)設(shè)計(jì)需要做靈活調(diào)整，這里不再贅述。所述柵極絕緣層3采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法(Plasma Enhanced Chemical VaporDeposition,簡(jiǎn)稱(chēng) PECVD)形成。如圖4c所示，在柵極絕緣層3的上方形成有源層4。在本實(shí)施例中，所述有源層4采用非晶硅材料形成，所述非晶硅材料通過(guò)采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法(PECVD)形成，有源層4的厚度范圍為30-200nm。如圖4d所示，相應(yīng)的，在有源層4的上方形成歐姆接觸層51。所述歐姆接觸層采用摻雜磷元素的非晶硅的材料，通過(guò)PECVD法形成，所述歐姆接觸層的厚度范圍為30-100nm。如圖4e所示，在所述歐姆接觸層51的上方形成源漏電極層6。所述源漏電極層6采用鑰(Mo)、鑰鈮合金(MoNb)、鋁(Al)、鋁釹合金(AlNd)Jic(Ti)和銅(Cu)中的至少一種材料形成的單層或多層復(fù)合疊層，優(yōu)選為鑰(Mo)、鋁(Al)或含鑰(Mo)、鋁(Al)的合金組成的單層膜層或多層復(fù)合膜層，所述源漏電極層的厚度范圍為100-500nm。S2)形成鈍化層，所述鈍化層中通過(guò)構(gòu)圖工藝同時(shí)形成所述像素電極層以及所述過(guò)孔的結(jié)構(gòu)圖案。如圖4f所示，在源漏電極層6的上方形成鈍化層7。其中，所述鈍化層7采用硅氧化物(Si0x)、硅氮化物(SiNx)、鉿氧化物(Hf0x)、鋁氧化物(AlOx)等中的至少兩種材料形成單層膜層或多層復(fù)合膜層，所述鈍化層采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法(PECVD)形成，所述鈍化層的厚度范圍為300-500nm。其中，所述鈍化層7形成包括過(guò)孔的結(jié)構(gòu)圖案采用以下構(gòu)圖工藝形成:在所述鈍化層中用半色調(diào)掩模板或灰色調(diào)掩模板對(duì)所述鈍化層上方的光刻膠進(jìn)行曝光處理，對(duì)應(yīng)著形成所述過(guò)孔區(qū)域處的光刻膠為完全曝光處理，對(duì)應(yīng)著形成所述像素電極層區(qū)域處的光刻膠為半曝光處理。通過(guò)對(duì)鈍化層7采用構(gòu)圖工藝做圖案化處理，以同時(shí)形成所述像素電極層以及所述過(guò)孔的結(jié)構(gòu)圖案。其中，構(gòu)圖工藝通常包括光刻膠涂敷、曝光、顯影、刻蝕、光刻膠剝離等步驟。對(duì)于本身具有感光性質(zhì)的膜層，可以省略使用光刻膠，此時(shí)構(gòu)圖工藝可以省掉光刻膠涂敷、刻蝕、光刻膠剝離的步驟。在具體制備過(guò)程中:首先，先在鈍化層7的上方涂覆一層光刻膠，采用半色調(diào)掩模板或灰色調(diào)掩模板將對(duì)應(yīng)著形成過(guò)孔9區(qū)域的光刻膠做完全曝光處理，對(duì)形成像素電極層的沉積區(qū)域的光刻膠做半曝光處理；接著，在對(duì)應(yīng)著形成過(guò)孔9區(qū)域的鈍化層7進(jìn)行刻蝕，刻蝕時(shí)間的控制根據(jù)具體生產(chǎn)工藝以及鈍化層的層厚來(lái)決定，以達(dá)到設(shè)計(jì)所需的深度為宜(此時(shí)鈍化層7未被完全刻透);然后，將對(duì)應(yīng)著形成像素電極層8區(qū)域的半曝光區(qū)域殘留的光刻膠通過(guò)灰化工藝及干刻方法除去；最后，將對(duì)應(yīng)著形成過(guò)孔的區(qū)域以及形成像素電極層的區(qū)域做整體刻蝕，在所述過(guò)孔9刻蝕完成的同時(shí)形成像素電極層的結(jié)構(gòu)圖案。S3)將用于形成所述像素電極層的材料滴注在所述結(jié)構(gòu)圖案區(qū)域內(nèi)，以形成所述像素電極層。如圖4g所示，將用于形成所述像素電極層的材料通過(guò)噴嘴10滴注在結(jié)構(gòu)圖案區(qū)域內(nèi)，以形成透明的像素電極層8。其中，用于形成所述像素電極層的材料為含有銦元素、錫元素以及氧元素的材料，所述含有銦元素、錫元素以及氧元素的材料預(yù)先制成溶膠或墨水并灌注于噴嘴中，通過(guò)噴嘴滴注在所述結(jié)構(gòu)圖案區(qū)域內(nèi)。具體的，用于形成所述像素電極層的材料為氧化銦錫(ITO)溶膠或墨水，所述氧化銦錫溶膠或墨水由以下方法制得:將InCl3.4H20 (四水合三氯化銦)和SnCl4.5H20 (五水合四氯化錫)按1: (1-3)比例溶于水溶液中，優(yōu)選為將InCl3.4H20(四水合三氯化銦)和SnCl4.5H20 (五水合四氯化錫)按1:1比例溶于水溶液中；或者，將In2O3 (三氧化二銦)和SnCl4.5H20 (五水合四氯化錫)按1: (2-6)比例溶于C2H5C00H(丙酸)中，優(yōu)選為將In2O3 (三氧化二銦)和SnCl4.5H20 (五水合四氯化錫)按1:2比例溶于C2H5COOH (丙酸)中。S4)對(duì)所述像素電極層做固化及退火處理。在該步驟中，將成型后的像素電極層8做固化及退火處理。所述像素電極層8退火處理的溫度范圍為300-600°C，該溫度高于現(xiàn)有技術(shù)中像素電極層的退火溫度(230-300°C),以便于像素電極層能更好地結(jié)晶化，同時(shí)獲得更好的導(dǎo)電性能。其中，所述像素電極層的厚度范圍為20_150nm。一種顯示裝置，包括采用本實(shí)施例薄膜晶體管陣列基板制備方法形成的薄膜晶體管陣列基板。實(shí)施例2:本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于，本實(shí)施例薄膜晶體管陣列基板中的有源層4采用金屬氧化物半導(dǎo)體形成，該薄膜晶體管陣列基板的典型剖視圖如圖5所示。本實(shí)施例中薄膜晶體管陣列基板的制備過(guò)程如圖6a_6g所示。其中，如圖6c所示，在所述柵極絕緣層3的上方形成有源層4。在本實(shí)施例中，所述有源層4采用金屬氧化物半導(dǎo)體形成，所述金屬氧化物半導(dǎo)體采用由包含氧元素(O)以及銦(In)、鎵(Ga)、鋅(Zn)、錫(Sn)中的至少兩種元素形成(即其必須包含氧元素)，所述有源層采用氧化銦鎵鋅(IGZO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化銦錫(InSnO)、氧化銦鎵錫(InGaSnO)形成，優(yōu)選IGZO和ΙΖ0。所述有源層通過(guò)濺射方式或噴墨打印方式或溶膠旋涂方式并做退火處理形成，退火溫度范圍為200-500°C，所述有源層的厚度范圍為10-100nm。相應(yīng)的，在所述有源層的上方還形成有刻蝕阻擋層52，所述刻蝕阻擋層采用硅氧化物(SiOx)、硅氮化物(SiNx)、鉿氧化物(HfOx)、鋁氧化物(AlOx)中的至少兩種(兩種或三種)材料形成單層膜層或多層復(fù)合膜層，所述刻蝕阻擋層厚度范圍為50-200nm。本實(shí)施例中柵電極層2、柵極絕緣層3、源漏電極層6以及鈍化層7的具體制備過(guò)程，包括其各自所選用的材料、相應(yīng)的層厚和形成方式均分別與實(shí)施例1相同，這里不再贅述。在本實(shí)施例中，所述柵極絕緣層3、所述鈍化層7和所述刻蝕阻擋層52中氫含量小于等于10%。在制備上述三種層結(jié)構(gòu)時(shí)，需控制相應(yīng)層中氫含量的水平，以保證其具有良好的表面特性，優(yōu)選上述三種層結(jié)構(gòu)中氫含量小于等于10%。一種顯示裝置，包括采用本實(shí)施例薄膜晶體管陣列基板制備方法形成的薄膜晶體管陣列基板。這里應(yīng)該理解的是，實(shí)施例1、2所述的薄膜晶體管陣列基板中像素電極層以及所述過(guò)孔的結(jié)構(gòu)圖案，也可用于作為形成蒸鍍OLED器件的結(jié)構(gòu)圖案區(qū)域，或者形成打印或噴墨滴注PLED (Polymer Light-Emitting Diode,高分子發(fā)光二極管)的結(jié)構(gòu)圖案區(qū)域。實(shí)施例1、2通過(guò)在薄膜晶體管陣列基板的鈍化層中進(jìn)行圖案化處理，同時(shí)形成像素電極層以及過(guò)孔所需的結(jié)構(gòu)圖案，然后將用于形成像素電極層的氧化銦錫溶膠或墨水通過(guò)噴嘴滴注于鈍化層中形成的結(jié)構(gòu)圖案區(qū)域內(nèi)以形成像素電極層。相比現(xiàn)有技術(shù)中薄膜晶體管陣列基板的制備方法，實(shí)施例1、2中的薄膜晶體管陣列基板制備方法減少了采用構(gòu)圖工藝形成像素電極層的步驟，減少了掩模板的使用量，提高像素電極層形成材料的利用率，同時(shí)降低了生產(chǎn)成本?？梢岳斫獾氖?，以上實(shí)施方式僅僅是為了說(shuō)明本發(fā)明的原理而采用的示例性實(shí)施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實(shí)質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種薄膜晶體管陣列基板制備方法，包括以下步驟:在基板上形成柵電極層、柵極絕緣層、有源層、源漏電極層、鈍化層以及像素電極層，其特征在于，所述鈍化層通過(guò)構(gòu)圖工藝形成包括過(guò)孔的結(jié)構(gòu)圖案，所述像素電極層通過(guò)滴注方式形成在結(jié)構(gòu)圖案區(qū)域內(nèi)，所述源漏電極層與所述像素電極層通過(guò)過(guò)孔連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述鈍化層中形成包括過(guò)孔的結(jié)構(gòu)圖案采用以下構(gòu)圖工藝形成:用半色調(diào)掩模板或灰色調(diào)掩模板對(duì)所述鈍化層上方的光刻膠進(jìn)行曝光處理，對(duì)應(yīng)著形成所述過(guò)孔區(qū)域處的光刻膠為完全曝光處理，對(duì)應(yīng)著形成所述像素電極層區(qū)域處的光刻膠為半曝光處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括:對(duì)所述像素電極層做固化及退火處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，用于形成所述像素電極層的材料為含有銦元素、錫元素以及氧元素的材料，所述含有銦元素、錫元素以及氧元素的材料預(yù)先制成溶膠或墨水并灌注于噴嘴中，通過(guò)噴嘴滴注在所述結(jié)構(gòu)圖案區(qū)域內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，用于形成所述像素電極層的材料為氧化銦錫溶膠或墨水，所述氧化銦錫溶膠或墨水由以下方法制得:將InCl3.4H20和SnCl4.5H20按1: (1-3)比例溶于水溶液中； 或者，將 In2O3 和 SnCl4.5H20 按 1: (2-6)比例溶于 C2H5COOH 中。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述像素電極層退火處理的溫度范圍為300-600。。。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述像素電極層的厚度范圍為20-150nm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述鈍化層采用硅氧化物、硅氮化物、鉿氧化物、鋁氧化物中的至少兩種材料形成單層膜層或多層復(fù)合膜層，所述鈍化層的厚度范圍為 300-500nm。
9.一種薄膜晶體管陣列基板，其特征在于，采用權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的薄膜晶體管陣列基板制備方法形成。
10.一種顯示裝置，其特征在于，包括權(quán)利要求9所述的薄膜晶體管陣列基板。
全文摘要
本發(fā)明屬于顯示技術(shù)領(lǐng)域，具體的涉及一種薄膜晶體管陣列基板制備方法、薄膜晶體管陣列基板以及顯示裝置。一種薄膜晶體管陣列基板制備方法，包括以下步驟在基板上形成柵電極層、柵極絕緣層、有源層、源漏電極層、鈍化層以及像素電極層，其中，所述鈍化層通過(guò)構(gòu)圖工藝形成包括過(guò)孔的結(jié)構(gòu)圖案，所述像素電極層通過(guò)滴注方式形成在結(jié)構(gòu)圖案區(qū)域內(nèi)，所述源漏電極層與所述像素電極層通過(guò)過(guò)孔連接。該薄膜晶體管陣列基板制備方法，減少了采用構(gòu)圖工藝形成像素電極層的步驟，減少了掩模板的使用量，提高像素電極形成材料的利用率，同時(shí)降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)H01L27/12GK103151305SQ201310064170
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月28日
發(fā)明者孔祥永, 劉曉娣, 成軍, 陳江博 申請(qǐng)人:京東方科技集團(tuán)股份有限公司