本發(fā)明涉及顯示技術領域,特別涉及一種薄膜晶體管及其制造方法、陣列基板和顯示裝置。
背景技術:
隨著顯示技術領域的發(fā)展,薄膜晶體管(英文:Thin Film Transistor;簡稱:TFT)的應用越來越廣泛。
目前,常用的薄膜晶體管主要是扭曲向列(英文:Twist Nematic;簡稱:TN)型薄膜晶體管,TN型薄膜晶體管可以包括:柵極,柵絕緣層,有源層,源漏極金屬圖形,公共電極以及像素電極。
在生產過程中,現(xiàn)有技術中的薄膜晶體管需要通過至少六次構圖工藝制成,制造工藝較為復雜。
技術實現(xiàn)要素:
為了解決現(xiàn)有技術的薄膜晶體管制造工藝較為復雜的問題,本發(fā)明實施例提供了一種薄膜晶體管及其制造方法、陣列基板和顯示裝置。所述技術方案如下:
第一方面,提供了一種薄膜晶體管,所述薄膜晶體管包括:
襯底基板;
在所述襯底基板上設置有第一極、公共電極和有源層,所述第一極和所述公共電極位于同一層,所述有源層位于所述第一極上方且與所述第一極接觸;
在設置有所述有源層的所述襯底基板上設置有柵極和第二極,所述第二極與所述有源層連接;
其中,所述第一極為源極,所述第二極為漏極;或者,所述第一極為漏極,所述第二極為源極。
可選的,所述柵極和所述第二極位于同一層。
可選的,所述第一極和所述公共電極的材質均為透明氧化銦錫ITO。
可選的,所述有源層的材質為銦鎵鋅氧化物IGZO。
可選的,在設置有所述有源層的所述襯底基板上設置有柵絕緣層;
在設置有所述柵絕緣層的所述襯底基板上設置有所述柵極和所述第二極,所述第二極通過過孔和所述有源層連接,所述第二極在所述第一極上的正投影與所述第一極存在重疊區(qū)域;
在設置有所述柵極和所述第二極的所述襯底基板上設置有鈍化層;
在所述鈍化層上設置有至少一個過孔,該至少一個過孔包括與所述第一極連通的過孔、與所述柵極連通的過孔、與所述第二極連通的過孔和與所述公共電極連通的過孔中的至少一種過孔;
在設置有所述鈍化層的所述襯底基板上設置有金屬導電層,所述金屬導電層包括:填充在所述至少一個過孔中的金屬材料。
第二方面,提供了一種陣列基板,所述陣列基板包括:第一方面所述的薄膜晶體管。
第三方面,提供了一種顯示裝置,所述顯示裝置包括:第二方面所述的陣列基板。
第四方面,提供了一種薄膜晶體管制造方法,所述方法包括:
在襯底基板上形成第一極、公共電極和有源層,所述第一極和所述公共電極位于同一層,所述有源層位于所述第一極上方且與所述第一極接觸;
在形成有所述有源層的所述襯底基板上形成柵極和第二極,所述第二極與所述有源層連接;
其中,所述第一極為源極,所述第二極為漏極;或者,所述第一極為漏極,所述第二極為源極。
可選的,所述在襯底基板上形成第一極、公共電極和有源層,包括:
在所述襯底基板上依次形成第一金屬氧化物層和第二金屬氧化物層;
在所述第二金屬氧化物層上形成光刻膠層;
采用灰度掩膜板對形成有所述光刻膠層的所述襯底基板進行曝光、顯影后,形成光刻膠圖形,所述光刻膠圖形包括:第一光刻膠區(qū)、第二光刻膠區(qū)、第三光刻膠區(qū)和光刻膠完全去除區(qū),所述第一光刻膠區(qū)、所述第二光刻膠區(qū)、所述第三光刻膠區(qū)和所述光刻膠完全去除區(qū)的光刻膠的厚度依次減小,所述第一光刻膠區(qū)對應待形成的所述有源層的區(qū)域,所述第二光刻膠區(qū)對應待形成的所述公共電極的區(qū)域,所述第三光刻膠區(qū)對應待形成的所述第一極的區(qū)域,所述光刻膠完全去除區(qū)對應其他區(qū)域;
采用刻蝕工藝,去除所述光刻膠完全去除區(qū)對應的所述第一金屬氧化物層和所述第二金屬氧化物層;
采用灰化工藝,去除所述第三光刻膠區(qū)的光刻膠;
采用刻蝕工藝,去除所述第三光刻膠區(qū)對應的所述第二金屬氧化物層,形成所述第一極;
采用灰化工藝,去除所述第二光刻膠區(qū)的光刻膠;
采用刻蝕工藝,去除所述第二光刻膠區(qū)對應的所述第二金屬氧化物層,形成所述公共電極;
采用剝離工藝,去除所述第一光刻膠區(qū)的光刻膠,形成所述有源層。
可選的,所述在形成有所述有源層的所述襯底基板上形成柵極和第二極,包括:
采用一次構圖工藝在形成有所述有源層的所述襯底基板上形成所述柵極和所述第二極。
本發(fā)明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是:
本發(fā)明實施例提供的薄膜晶體管及其制造方法、陣列基板和顯示裝置,通過將第一極和公共電極設置在同一層,在襯底基板上形成第一極和公共電極僅需要采用一次構圖工藝即可,簡化了薄膜晶體管的制造工藝。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案,下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本發(fā)明一示意性實施例提供的一種薄膜晶體管的結構示意圖;
圖2是本發(fā)明一示意性實施例提供的另一種薄膜晶體管的結構示意圖;
圖3是本發(fā)明一示意性實施例提供的一種薄膜晶體管制造方法流程圖;
圖4-1是本發(fā)明一示意性實施例提供的另一種薄膜晶體管制造方法流程圖;
圖4-2是本發(fā)明一示意性實施例提供的一種薄膜晶體管的局部結構示意圖;
圖4-3是本發(fā)明一示意性實施例提供的一種襯底基板的結構示意圖;
圖4-4是本發(fā)明一示意性實施例提供的另一種襯底基板的結構示意圖;
圖4-5是本發(fā)明一示意性實施例提供的再一種襯底基板的結構示意圖;
圖4-6是本發(fā)明一示意性實施例提供的又一種襯底基板的結構示意圖;
圖4-7是本發(fā)明一示意性實施例提供的又一種襯底基板的結構示意圖;
圖4-8是本發(fā)明一示意性實施例提供的又一種襯底基板的結構示意圖;
圖4-9是本發(fā)明一示意性實施例提供的又一種襯底基板的結構示意圖;
圖4-10是本發(fā)明一示意性實施例提供的又一種襯底基板的結構示意圖;
圖4-11是本發(fā)明一示意性實施例提供的又一種襯底基板的結構示意圖。
具體實施方式
為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚,下面將結合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細描述。
圖1是本發(fā)明實施例提供的一種薄膜晶體管的結構示意圖,如圖1所示,該薄膜晶體管包括:
襯底基板11。
在襯底基板11上設置有第一極12、公共電極13和有源層14,其中,第一極12和公共電極13位于同一層,有源層14位于第一極12上方且與第一極12接觸。
在設置有有源層14的襯底基板11上設置有柵極15和第二極16,該第二極16與有源層14連接。
其中,第一極12為源極,第二極16為漏極?;蛘撸谝粯O12為漏極,第二極16為源極。
綜上所述,本發(fā)明實施例提供的薄膜晶體管,通過將第一極和公共電極設置在同一層,在襯底基板上形成第一極和公共電極僅需要采用一次構圖工藝即可,簡化了薄膜晶體管的制造工藝。
進一步地,柵極15和第二極16也可以位于同一層。將柵極和第二極設置在同一層,通過一次構圖工藝即可同時形成柵極和第二極,簡化了薄膜晶體管的制造工藝。第一極12可以為透明材質,相應地,公共電極13也可以為透明材質,透明材質對于光線的透過率較高,可以提高薄膜晶體管的開口率,示例的,第一極12和公共電極13的材質可以均為透明氧化銦錫(英文:Indium Tin Oxide;簡稱:ITO),同時,將公共電極設置在底層,能夠降低寄生電容。進一步地,有源層14的材質可以為銦鎵鋅氧化物(英文:Indium Gallium Zinc Oxide;簡稱:IGZO),采用IGZO作為有源層的材質,便于使用一次構圖工藝形成第一極、公共電極和有源層。
圖2是本發(fā)明實施例提供的另一種薄膜晶體管的結構示意圖,如圖2所示,在襯底基板11上設置有第一極12、公共電極13和有源層14;在設置有有源層14的襯底基板11上設置有柵絕緣層17;在設置有柵絕緣層17的襯底基板11上設置有柵極15和第二極16,其中,第一極12為源極,第二極16為漏極。或者,第一極12為漏極,第二極16為源極。也即是,當?shù)谝粯O12為源極時,第二極16為漏極;當?shù)谝粯O12為漏極時,第二極16為源極。其中,柵極15和第二極16位于同一層,第二極16通過過孔和有源層14連接。在圖2所示的薄膜晶體管中,第二極16和第一極12位于不同層,第二極16位于第一極12上方,也即兩者垂直設置,本發(fā)明實施例中,第一極12和第二極16之間的溝道區(qū)域的長度取決于有源層14的厚度,而有源層14的厚度可以通過涂覆或者沉積等工藝控制,相比于相關技術中的溝道長度本發(fā)明實施例中的溝道區(qū)域的長度可以有效減小,因此可以實現(xiàn)垂直窄溝道,能夠提升薄膜晶體管的性能,可選的,第二極16在第一極12上的正投影與該第一極12存在重疊區(qū)域,能夠進一步窄化溝道,提升薄膜晶體管的性能。
在設置有柵極15和第二極16的襯底基板11上設置有鈍化層18;在鈍化層18上設置有至少一個過孔,該至少一個過孔包括與第一極12連通的過孔、與柵極15連通的過孔、與第二極16連通的過孔和與公共電極13連通的過孔中的至少一種過孔。也即是,鈍化層18上可以設置有一個或多個過孔,示例的,鈍化層上可以設置有四個過孔,該四個過孔可以包括:與第一極12連通的過孔,當?shù)谝粯O12為源極時,源極可以通過該過孔與數(shù)據(jù)線連接;與柵極15連通的過孔,柵極15可以通過該過孔與信號線連接;與第二極16連通的過孔,當?shù)诙O16為漏極時,漏極可以通過該過孔與像素電極連接;與公共電極13連通的過孔,公共電極13可以通過該過孔與公共電極線相連。實際應用中,柵極和信號線可以同層設置,源極和數(shù)據(jù)線可以同層設置,公共電極和公共電極線可以同層設置,此時,只需在鈍化層上設置一個過孔來實現(xiàn)漏極與像素電極的連接即可。在設置有鈍化層18的襯底基板11上設置有金屬導電層20,該金屬導電層20可以包括填充在至少一個過孔中的金屬材料,該金屬導電層20也可以包括未填充在過孔中的金屬材料。示例的,在圖2所示的薄膜晶體管中,該金屬導電層20包括填充在第一過孔191、第二過孔192、第三過孔193和第四過孔194中的金屬材料201,同時,該金屬導電層20還包括未填充在過孔中的金屬材料202。其中,該金屬導電層20的材料可以為ITO。
需要說明的是,圖1和圖2所示的薄膜晶體管只是示意性說明,凡在圖1和圖2的精神和原則之內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
綜上所述,本發(fā)明實施例提供的薄膜晶體管,通過將第一極和公共電極設置在同一層,在襯底基板上形成第一極和公共電極僅需要采用一次構圖工藝即可,簡化了薄膜晶體管的制造工藝。
圖3是本發(fā)明實施例提供的一種薄膜晶體管制造方法流程圖,該薄膜晶體管的制造方法可以應用于制造本發(fā)明實施例提供的薄膜晶體管。該薄膜晶體管的制造方法可以包括如下幾個步驟:
步驟301、在襯底基板上形成第一極、公共電極和有源層,第一極和公共電極位于同一層,有源層位于第一極上方且與第一極接觸。
步驟302、在形成有有源層的襯底基板上形成柵極和第二極,第二極與有源層連接。
其中,第一極為源極,第二極為漏極;或者,第一極為漏極,第二極為源極。
綜上所述,本發(fā)明實施例提供的薄膜晶體管制造方法,通過將第一極和公共電極設置在同一層,在襯底基板上形成第一極和公共電極僅需要采用一次構圖工藝即可,簡化了薄膜晶體管的制造工藝。
圖4-1是本發(fā)明實施例提供的另一種薄膜晶體管制造方法流程圖,該薄膜晶體管的制造方法可以應用于制造本發(fā)明實施例提供的薄膜晶體管。該薄膜晶體管的制造方法可以包括如下幾個步驟:
步驟401、在襯底基板上形成第一極、公共電極和有源層。
圖4-2是本發(fā)明實施例提供的一種薄膜晶體管的局部結構示意圖,如圖4-2所示,可以通過一次構圖工藝,在該襯底基板11上形成由透明ITO制成的第一極12、公共電極13和由IGZO制成的有源層14,簡化了薄膜晶體管的制造工藝。其中,第一極12可以為透明材質,相應地,公共電極13也可以為透明材質,透明材質對于光線的透過率較高,可以提高薄膜晶體管的開口率,示例的,第一極12和公共電極13的材質均為透明ITO。同時,有源層的材質采用IGZO,便于通過一次構圖工藝形成第一極、公共電極和有源層。
其中,該一次構圖工藝可以包括:光刻膠涂覆、曝光、刻蝕、灰化和剝離。其中,灰化(英文:Ashing)是指利用氧氣(O2)以及六氟化硫氣體(SF6)等氣體在合適的壓強以及功率條件下,對光刻膠表面進行轟擊,利用O2等和光刻膠反應,將光刻膠較薄的區(qū)域去除。
示例的,在襯底基板上形成第一極、公共電極和有源層的過程可以包括:
步驟A、在襯底基板11上依次形成第一金屬氧化物層X和第二金屬氧化物層Y。
可選的,該襯底基板11的制作材料包括玻璃、硅片、石英以及塑料等透明材料,優(yōu)選為玻璃。具體的,可以在襯底基板11上通過沉積、涂敷、濺射等多種方式中的其中一種形成第一金屬氧化物層X,該第一金屬氧化物層X的材質可以為透明ITO,如圖4-3所示,圖4-3為形成第一金屬氧化物層X后的襯底基板11的結構示意圖;進一步地,可以通過沉積、涂敷、濺射等多種方式中的其中一種形成第二金屬氧化物層Y,該第二金屬氧化物層Y的材質可以為IGZO。如圖4-4所示,圖4-4為形成第二金屬氧化物層Y后的襯底基板11的結構示意圖。
步驟B、在第二金屬氧化物層Y上形成光刻膠層M。
示例的,可以通過涂覆等方式在形成有第二金屬氧化物層Y的襯底基板11上形成光刻膠層M。實際應用中,還可以通過其他方式形成該光刻膠層M,本發(fā)明實施例對此不做贅述。如圖4-5所示,圖4-5為形成光刻膠層M后的襯底基板11的結構示意圖。
步驟C、采用灰度掩膜板對形成有光刻膠層M的襯底基板11進行曝光、顯影,形成光刻膠圖形Z,該光刻膠圖形Z可以包括:第一光刻膠區(qū)Z1、第二光刻膠區(qū)Z2、第三光刻膠區(qū)Z3和光刻膠完全去除區(qū)Z4,第一光刻膠區(qū)Z1、第二光刻膠區(qū)Z2、第三光刻膠區(qū)Z3和光刻膠完全去除區(qū)Z4的光刻膠的厚度依次減小,第一光刻膠區(qū)Z1對應待形成的有源層的區(qū)域,第二光刻膠區(qū)Z2對應待形成的公共電極的區(qū)域,第三光刻膠區(qū)Z3對應待形成的第一極的區(qū)域,光刻膠完全去除區(qū)Z4對應其他區(qū)域。如圖4-6所示,圖4-6為形成光刻膠圖形Z后的襯底基板11的結構示意圖。
步驟D、采用刻蝕工藝,去除光刻膠完全去除區(qū)Z4對應的第一金屬氧化物層X和第二金屬氧化物層Y。如圖4-7所示,圖4-7為去除掉光刻膠完全去除區(qū)Z4對應的第一金屬氧化物層X和第二金屬氧化物層Y后的襯底基板11的結構示意圖。
步驟E、采用灰化工藝,去除第三光刻膠區(qū)Z3的光刻膠。需要說明的是,由于灰化是對所有的光刻膠進行灰化,且第一光刻膠區(qū)Z1與第二光刻膠區(qū)Z2的光刻膠的厚度大于第三光刻膠區(qū)Z3的光刻膠的厚度,所以在去除該第三光刻膠區(qū)Z3的光刻膠的同時,不會去除該第一光刻膠區(qū)Z1的光刻膠和第二光刻膠區(qū)Z2的光刻膠,且該第一光刻膠區(qū)Z1的光刻膠和第二光刻膠區(qū)Z2的光刻膠的厚度會相應減小。如圖4-8所示,圖4-8為去除掉第三光刻膠區(qū)Z3后的襯底基板11的結構示意圖。
步驟F、采用刻蝕工藝,去除第三光刻膠區(qū)Z3對應的第二金屬氧化物層Y,形成第一極12。如圖4-9所示,圖4-9為去除掉第三光刻膠區(qū)Z3對應的第二金屬氧化物層Y后的襯底基板11的結構示意圖。
步驟G、采用灰化工藝,去除第二光刻膠區(qū)Z2的光刻膠。需要說明的是,由于灰化是對所有的光刻膠進行灰化,且第二光刻膠區(qū)Z2的光刻膠的厚度小于第一光刻膠區(qū)Z1的光刻膠的厚度,所以在去除該第二光刻膠區(qū)Z2的光刻膠的同時,不會去除該第一光刻膠區(qū)Z1的光刻膠,且該第一光刻膠區(qū)Z1的光刻膠的厚度會相應減小。如圖4-10所示,圖4-10為去除掉第二光刻膠區(qū)Z2后的襯底基板11的結構示意圖。
步驟H、采用刻蝕工藝,去除第二光刻膠區(qū)Z2對應的第二金屬氧化物層Y,形成公共電極13。如圖4-11所示,圖4-11為去除掉第二光刻膠區(qū)Z2對應的第二金屬氧化物層Y后的襯底基板11的結構示意圖。
步驟I、采用剝離工藝,去除第一光刻膠區(qū)Z1的光刻膠,形成有源層14,如圖4-2所示。
步驟402、在形成有有源層的襯底基板上形成柵絕緣層。
具體的,可以在形成有有源層的襯底基板上通過沉積、涂敷、濺射等多種方式中的其中一種形成柵絕緣層。
步驟403、在柵絕緣層上形成過孔。
示例的,可以在柵絕緣層上形成與有源層連接的過孔。具體的,可以通過一次構圖工藝在位于襯底基板上的柵絕緣層上形成過孔,該一次構圖工藝可以包括:光刻膠涂覆、曝光、顯影、刻蝕和光刻膠剝離。
步驟404、在形成有柵絕緣層的襯底基板上形成柵極和第二極,第二極通過過孔和有源層連接。
示例的,可以采用一次構圖工藝在形成有柵絕緣層的襯底基板上形成柵極和第二極。
具體的,可以在形成有柵絕緣層的襯底基板上通過沉積、涂敷、濺射等多種方式中的其中一種形成金屬層,其中,該金屬層的材料可以為銅(Cu)或者鎳(Ni),然后對該金屬層通過一次構圖工藝形成柵極和第二極,其中,該第二極可以通過上述步驟403中形成的過孔和有源層連接。該一次構圖工藝可以包括:光刻膠涂覆、曝光、顯影、刻蝕和光刻膠剝離。將柵極和第二極同層設置,通過一次構圖工藝即可形成柵極和第二極,簡化了薄膜晶體管的制造工藝。
步驟405、在形成有柵極和第二極的襯底基板上形成鈍化層。
具體的,可以在形成有柵極和第二極的襯底基板上通過沉積、涂敷、濺射等多種方式中的其中一種形成鈍化層。
步驟406、在鈍化層上形成過孔。
示例的,如圖2所示,可以在鈍化層18上形成分別和第一極12、柵極15、第二極16和公共電極13連通的第一過孔191、第二過孔192、第三過孔193、第四過孔194。
具體的,可以通過一次構圖工藝在位于襯底基板上的鈍化層上形成過孔,該一次構圖工藝可以包括:光刻膠涂覆、曝光、顯影、刻蝕和光刻膠剝離。
步驟407、在形成有鈍化層的襯底基板上形成金屬導電層。
具體的,可以在形成有鈍化層的襯底基板上通過沉積、涂敷、濺射等多種方式中的其中一種形成金屬導電層膜層,其中,該金屬導電層膜層的材料可以為ITO,然后對該金屬導電層膜層通過一次構圖工藝形成金屬導電層,形成的金屬導電層的結構可以參考上述圖2中所示的結構。其中,該一次構圖工藝可以包括:光刻膠涂覆、曝光、顯影、刻蝕和光刻膠剝離。
綜上所述,本發(fā)明實施例提供的薄膜晶體管制造方法,通過將第一極和公共電極設置在同一層,在襯底基板上形成第一極和公共電極僅需要采用一次構圖工藝即可,簡化了薄膜晶體管的制造工藝。
所屬領域的技術人員可以清楚地了解到,為描述的方便和簡潔,上述描述的薄膜晶體管的具體結構可以參考前述薄膜晶體管的制造方法實施例中的對應內容,上述描述的薄膜晶體管的制造方法的具體內容也可以參考前述薄膜晶體管實施例中的對應內容,本發(fā)明實施例在此不再贅述。
本發(fā)明實施例還提供了一種陣列基板,該陣列基板包括前述任一實施例提供的薄膜晶體管。具體地,該陣列基板包括襯底基板,其中,該陣列基板上的襯底基板和薄膜晶體管的襯底基板為同一襯底基板。該襯底基板上可以設有信號線、數(shù)據(jù)線、公共電極線、像素電極和前述薄膜晶體管,該薄膜晶體管的漏極可以與像素電極連接,薄膜晶體管的柵極可以與信號線連接,薄膜晶體管的源極可以與數(shù)據(jù)線連接,薄膜晶體管的公共電極可以和公共電極線連接。
綜上所述,本發(fā)明實施例提供的陣列基板,通過將第一極和公共電極設置在同一層,在襯底基板上形成第一極和公共電極僅需要采用一次構圖工藝即可,簡化了薄膜晶體管的制造工藝。
基于相同的發(fā)明構思,本發(fā)明實施例還提供了一種顯示裝置,該顯示裝置包括前述實施例提供的陣列基板。該顯示裝置通常包括陣列基板和顯示基板,示例的,陣列基板和顯示基板添加液晶后對盒成形,與背光模組等組合可以形成該顯示裝置。
在具體實施時,本發(fā)明實施例提供的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(shù)碼相框、導航儀等任何具有顯示功能的產品或部件。
綜上所述,本發(fā)明實施例提供的顯示裝置,通過將第一極和公共電極設置在同一層,在襯底基板上形成第一極和公共電極僅需要采用一次構圖工藝即可,簡化了薄膜晶體管的制造工藝。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。