一种阻挡层及其制备方法、薄膜晶体管、阵列基板技术

本发明专利技术提供了一种阻挡层及其制备方法、薄膜晶体管、阵列基板，涉及显示技术领域，当所述阻挡层用于薄膜晶体管时，能够阻挡Cu原子向其他层的扩散，从而减小了对薄膜晶体管性能的损害。所述一种阻挡层包括至少两层导电薄膜；其中，任一层所述导电薄膜中的晶界与相接触的另一层所述导电薄膜中的晶界相互错位排列。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种阻挡层及其制备方法、薄膜晶体管、阵列基板，涉及显示
，当所述阻挡层用于薄膜晶体管时，能够阻挡Cu原子向其他层的扩散，从而减小了对薄膜晶体管性能的损害。所述一种阻挡层包括至少两层导电薄膜；其中，任一层所述导电薄膜中的晶界与相接触的另一层所述导电薄膜中的晶界相互错位排列。【专利说明】一种阻挡层及其制备方法、薄膜晶体管、阵列基板
本专利技术涉及显示
，尤其涉及一种阻挡层及其制备方法、薄膜晶体管、阵列基板。
技术介绍
近年来，大尺寸、高分辨率的液晶电视逐渐成为了薄膜晶体管液晶显示器(ThinFilm Transistor Liquid Crystal Display, TFT-1XD)发展的一个主流趋势,这就需要采用更高频率的驱动电路以提高显示质量，使得TFT-LCD中图像信号的延迟现象变得更为严重。TFT-1XD信号的延迟主要由T=RC来决定的，其中，T为信号传输速率，R为信号电阻，C为相关电容。目前，一般采用化学性质相对稳定、电阻率相对较高的钽(Ta)、铬(Cr)、钥(Mo)等金属或其合金作为金属电极的材料。随着TFT-LCD尺寸的提高，栅极扫描线长度也随着增大，信号延迟时间也随之增大，信号延迟增加到一定的程度，一些像素得不到充分的充电，造成亮度不均匀，使TFT-LCD的对比度下降，严重地影响了图像的显示质量。为此，目前以低电阻的金属铜(Cu)作为薄膜晶体管的源漏电极可以解决这一问题。然而，由于Cu原子在高温或外加电场的作用下，极易向半导体有源层、栅绝缘层和钝化层中扩散，使器件的性能退化甚至失效，因此，一般在沉积Cu金属薄膜之前需先沉积一层阻挡层(Buffer Layer)ο对于阻挡层应具有较好的热稳定性、导电性等特性。因此，阻挡层材料一般选择高熔点、导电性良好的金属单质或它们的合金，如钥(Mo)、钛(Ti)、Mo-Ti合金、Ti的合金等。从结构上讲，最佳的阻挡层应是单晶材料，然而由于单晶材料生长困难，成本较高，难以用于大规模生产使用。金属或金属的合金通常形成的薄膜为多晶薄膜，薄膜中存在一定数量的晶界缺陷，往往成为Cu原子扩散的通道，即使是微量的Cu原子也会对薄膜晶体管的器件性能造成影响。下面以金属单质Mo作为阻挡层为例进行说明，如图1所示，在阻挡层40中，晶粒纵向生长形成晶界70，在金属Cu的源漏金属层50和半导体有源层30之间形成了扩散通道，当Cu原子60受到加热或外加电场的作用时，部分Cu原子60便能够穿过晶界，扩散到半导体层有源层30中，影响了薄膜晶体管的性能。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供一种阻挡层及其制备方法、薄膜晶体管、阵列基板，可以阻挡Cu原子的扩散。为达到上述目的，本专利技术的实施例采用如下技术方案:一方面，本专利技术实施例提供了一种阻挡层，该阻挡层包括至少两层导电薄膜；其中，任一层所述导电薄膜中的晶界与相接触的另一层所述导电薄膜中的晶界相互错位排列。优选的，所述至少两层导电薄膜至少包括第一层导电薄膜和第二层导电薄膜；所述第一层导电薄膜和所述第二层导电薄膜均包括高热稳定性且低电阻率的金属单质。进一步优选的，所述至少两层导电薄膜至少包括第一层导电薄膜和第二层导电薄膜；所述第一层导电薄膜包括高热稳定性且低电阻率的金属单质；所述第二层导电薄膜包括由所述高热稳定性且低电阻率的金属单质构成的化合物或合金；其中，所述化合物包括由所述高热稳定性且低电阻率的金属单质构成的氧化物、或氮化物、或氮氧化合物。可选的，所述高热稳定性且低电阻率的金属单质包括钥、或钛、或钨、或钽、或锆、或钴、或铪。优选的，所述任一层导电薄膜的厚度均为30?500入。另一方面，本专利技术实施例还提供了一种阻挡层，该阻挡层包括至少一个阻挡单元，任一个阻挡单元均包括一层上导电薄膜和一层下导电薄膜；其中所述上导电薄膜包括无晶界导电薄膜。可选的，所述下导电薄膜包括高热稳定性且低电阻率的金属单质、或由所述高热稳定性且低电阻率的金属单质构成的合金。进一步可选的，所述高热稳定性且低电阻率的金属单质包括钥、或钛、或钨、或钽、或锆、或钴、或铪。优选的，所述任一个阻挡单元的厚度为30?3001再一方面，本专利技术实施例还提供了一种阻挡层，该阻挡层包括一层具有晶界的第三导电薄膜，在所述第三导电薄膜的晶界处还包括晶界阻挡物，用于填补所述第三导电薄膜的晶界。可选的，所述第三导电薄膜包括高热稳定性且低电阻率的金属单质、或由所述高热稳定性且低电阻率的金属单质构成的合金；所述晶界阻挡物包括由所述高热稳定性且低电阻率的金属单质构成的氧化物、或氮化物、或氮氧化合物。进一步可选的，所述高热稳定性且低电阻率的金属单质包括钥、或钛、或钨、或钽、或锆、或钴、或铪。优选的，所述第三导电薄膜的厚度为30?丨500A。又一方面，本专利技术实施例还提供了一种薄膜晶体管，包括栅电极、栅绝缘层、半导体有源层、源漏金属层，还包括上述的任一种阻挡层。再一方面，本专利技术实施例还提供了一种阵列基板，包括基板、以及设置在基板上的上述的薄膜晶体管。另一方面，本专利技术实施例提供了一种阻挡层的制备方法，该方法包括:在衬底基板上形成至少两层导电薄膜；其中，任一层所述导电薄膜中的晶界与相接触的另一层所述导电薄膜中的晶界相互错位排列。可选的，在所述衬底基板上至少形成均包括高热稳定性且低电阻率的金属单质的第一层导电薄膜和第二层导电薄膜。可选的，在所述衬底基板上至少形成包括高热稳定性且低电阻率的金属单质的第一层导电薄膜、以及包括由所述高热稳定性且低电阻率的金属单质构成的化合物或合金的第二层导电薄膜。进一步优选的，所述高热稳定性且低电阻率的金属单质包括钥、或钛、或钨、或钽、或锆、或钴、或铪。优选的，所述任一层导电薄膜的厚度均为30?500A。又一方面，本专利技术实施例提供了一种阻挡层的制备方法，该方法包括:在衬底基板上形成至少一个阻挡单元，任一个阻挡单元均包括一层上导电薄膜和一层下导电薄膜；其中，所述上导电薄膜包括无晶界导电薄膜。可选的，在衬底基板上形成一层下导电薄膜，所述下导电薄膜包括高热稳定性且低电阻率的金属单质、或由所述高热稳定性且低电阻率的金属单质构成的合金；在所述下导电薄膜的相对所述衬底基板的表面通入氧气、或氮气、或氧气和氮气的混合气体，形成一层上导电薄膜，所述上导电薄膜为无晶界导电薄膜。进一步优选的，所述高热稳定性且低电阻率的金属单质包括钥、或钛、或钨、或钽、或锆、或钴、或铪。优选的，所述任一个阻挡单元的厚度为30?300 A。再一方面，本专利技术实施例提供了一种阻挡层的制备方法，该方法包括:在衬底基板上形成一层具有晶界的第三导电薄膜，并形成位于所述第三导电薄膜的晶界处的晶界阻挡物，所述晶界阻挡物用于填补所述第三导电薄膜的晶界。可选的，在衬底基板上形成一层具有晶界的第三导电薄膜，所述第三导电薄膜包括高热稳定性且低电阻率的金属单质、或由所述高热稳定性且低电阻率的金属单质构成的合金；在所述第三导电薄膜的相对所述衬底基板的表面通入氧气、或氮气、或氧气和氮气的混合气体，形成位于所述第三导电薄膜的晶界处的晶界阻挡物，所述晶界阻挡物用于填补所述第三导电薄膜的晶界；其中，所述晶界阻挡物包括由所述高热稳定性且低电阻率的金属单质构成的氧化物、或氮化物、或氮氧化合物。进一步优选的，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阻挡层，其特征在于，包括至少两层导电薄膜；其中，任一层所述导电薄膜中的晶界与相接触的另一层所述导电薄膜中的晶界相互错位排列。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘翔，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：