一种薄膜晶体管驱动背板的制作方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种薄膜晶体管驱动背板的制作方法，用于高效的使用金属氧化物半导体材料制作薄膜晶体管的驱动背板。本发明专利技术实施例方法包括：制备并图形化金属导电层；在所述金属导电层上依次沉积绝缘薄膜和金属氧化物薄膜，分别作为栅极绝缘层和有源层；根据所述金属导电层的形状图形化所述有源层；在所述有源层上沉积绝缘薄膜作为刻蚀阻挡层；使用灰度掩膜版图形化工艺，在所述栅极绝缘层制备接触孔并图形化所述刻蚀阻挡层，定义薄膜晶体管源漏电极区域和所述存储电容的有效面积；在所述刻蚀阻挡层上沉积并图形化导电薄膜层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体领域，尤其涉及一种金属氧化物半导体薄膜晶体管的制作方法。
技术介绍
薄膜晶体管(TFT,Thin Film Transistor)目前主要应用于驱动液晶显示器(LCD,Liquid Crystal Display)和有机发光二极管(OLED,Organic Light-Emitting Diode)显示器的子像素。采用薄膜晶体管阵列制成的驱动背板，是显示屏能实现更高的像素密度、开口率和提升亮度的关键部件。目前TFT-LCD普遍采用基于非晶硅作为有源层的TFT背板。但是由于非晶硅(a-Si)迁移率过低(O. Icm2W1iT1左右)，不能满足OLED显示屏、高清TFT-LCD以及3D显示的要求。而金属氧化半导体作为薄膜晶体管的有源层材料，由于其高迁移率，低沉积温度以及透明的光学特性被视为下一代的显示背板技术。目前吸引了世界范围内研究者得关注。高迁移率的特点使其能够满足未来显示技术对于高刷新频率、大电流薄膜晶体管的要求。而低于100°C的工艺温度，使得利用金属氧化制备柔性显示器件成为可能。目前已大规模应用于IXD行业的是基于a-Si的TFT背板技术。该技术最少可使用4次光罩技术完成驱动背板的制作。而对于迁移率大于lOcmW1的材料，目前仅有单晶硅、低温多晶硅以及金属氧化物三种选择。其中单晶硅工艺温度高，无法实现大面积显示屏的制作，因此仅用于微显示领域。而低温多晶硅工艺，成熟于20世纪90年代，目前已有大量的高分辨IXD以及OLED产品面市。但是低温多晶硅工艺复杂(9次光罩左右)，设备成本昂贵，这也是阻碍其发展的重要因素。而对于金属氧化物半导体材料，其迁移率较高，完全能够满足显示应用的需求，并且在电学均匀性方面大大优于低温多晶硅。但是，现有的金属氧化物半导体材料的制造工艺繁杂，制作成本较高，不利于金属氧化物半导体材料在驱动背板制作中的推广使用。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了，用于高效的使用金属氧化物半导体材料制作薄膜晶体管的驱动背板。本专利技术提供的薄膜晶体管驱动背板的制作方法，包括制备并图形化金属导电层；在所述金属导电层上依次沉积绝缘薄膜和金属氧化物薄膜，分别作为栅极绝缘层和有源层；根据所述金属导电层的形状图形化所述有源层；在所述有源层上沉积绝缘薄膜作为刻蚀阻挡层；使用灰度掩膜版图形化工艺，在所述栅极绝缘层制备接触孔并图形化所述刻蚀阻挡层，定义薄膜晶体管源漏电极区域和所述存储电容的有效面积；在所述刻蚀阻挡层上沉积并图形化导电薄膜层。可选的，所述制备并图形化金属导电层之前，包括在透明衬底上沉积二氧化硅(SiO2)或氮化硅(Si3N4)作为缓冲层；所述制备并图形化金属导电层，包括在所述缓冲层上沉积并图形化金属导电层。可选的，制备所述金属导电层所使用的金属包括铝(Al)，铜(Cu)，钥(Mo)，钛(Ti)，银(Ag)，金(Au)，钽(Ta)，铬(Cr)单质或铝合金;所述金属导电层为单层金属薄膜,或由单层Al, Cu, Mo, Ti, Ag, Au, Ta, Cr或招合金中任意两层以上组成的多层薄膜；所述金属导电层的厚度为IOOnm至2 000nm ；所述金属导电层作为电信号导线，薄膜晶体管栅极以及像素电路储存电容下电极的载体层。所述金属导电层上依次沉积绝缘薄膜和金属氧化物薄膜，分别作为栅极绝缘层和有源层；可选的，所述根据金属导电层的形状图形化所述有源层，包括在所述有源层上制备与所述金属导电层的形状一致的正性光刻胶；使用刻蚀剂对没有覆盖所述正性光刻胶的所述有源层进行刻蚀。可选的，所述在有源层上制备与所述金属导电层的形状一致的正性光刻胶，包括在所述金属导电层上覆盖正性光刻胶；使用图形化后的金属导电层作为自对准光刻掩膜版；将紫外光由所述玻璃衬底一侧入射，对所述正性光刻胶进行曝光；经显影后所得到与金属导电层的形状一致的正性光刻胶。可选的，所述使用灰度掩膜版图形化工艺，在所述栅极绝缘层制备接触孔并图形化所述刻蚀阻挡层，定义薄膜晶体管源漏电极区域和所述存储电容的有效面积，包括使用一个灰度掩膜版在所述栅极绝缘层制备接触孔并图形化所述刻蚀阻挡层，定义薄膜晶体管源漏电极区域和所述存储电容的有效面积；所述灰度掩膜版包括透明区域，灰度区域和不透明区域；所述透明区域为能完全透过紫外光的区域，所述灰度区域为能部分透过紫外光的区域，不透明区域为不能透过紫外光的区域。可选的，所述使用一个灰度掩膜版在所述栅极绝缘层制备接触孔并图形化所述刻蚀阻挡层，定义薄膜晶体管源漏电极区域和所述存储电容的有效面积；在所述刻蚀阻挡层上覆盖正性光刻胶；使用一个灰度掩膜版对覆盖在所述刻蚀阻挡层上的正性光刻胶进行曝光，定义所述接触孔；依次去除所述接触孔上覆盖的刻蚀阻挡层，有源层和栅极绝缘层；对所述正性光刻胶进行减薄处理，去除薄膜晶体管源漏电极区域和储存电容处的刻蚀阻挡层，完成对所述刻蚀阻挡层的图形化。可选的，沉积所述导电薄膜层所使用的金属包括Al, Cu, Mo, Ti单质，铝合金或氧化铟锡透明导电薄膜ITO ；所述导电薄膜层为单层金属薄膜，或由单层Al，Cu, Mo, Ti单质，铝合金或ITO中任意两层以上组成的多层薄膜；所述导电薄膜层的厚度为IOOnm 2000nm ；所述导电薄膜层作为薄膜晶体管的源漏电极，电容的上电极，以及信号导线的载体层，并且可通过接触孔与所述金属导电层相连通。可选的，所述在刻蚀阻挡层上沉积并图形化导电薄膜层之后，还包括根据驱动背板的应用需求，沉积并图形化透明电极以及保护层；所述保护层的材料为SiO2, Si3N4,氧化铝(Al2O3)，聚酰亚胺，光刻胶，苯丙环丁烯或聚甲基丙烯酸甲酯，所述保护层的厚度为200nm 5000nm。 所述栅极绝缘层为基于SiO2, Si3N4, Al2O3,五氧化二钽(Ta2O5)或氧化镱(Y2O3)绝缘薄膜的单层薄膜，或是以上绝缘材料组成的多层薄膜，厚度为50nm 500nm ；所述有源层的半导体材料是金属氧化物(In2O3)x(MO)y(ZnO)z,厚度为20nm 200nm,其中 O ^ x ^ I, O ^ y ^ I, O ^ z ^ I,且 x+y+z = I,M 为镓(Ga)，锡(Sn)，娃(Si)，铝(Al)，镁(Mg)，锆(Zr)或La系稀土元素中的一种或一种以上的任意组合；所述刻蚀阻挡层的材料为SiO2, Si3N4, Al2O3, Y2O3,聚酰亚胺，光刻胶，苯丙环丁烯或聚甲基丙烯酸甲酯，或是以上绝缘材料组成的多层薄膜，厚度为50nm 2000nm。从以上技术方案可以看出，本专利技术实施例具有以下优点本专利技术实施例能大大简化了薄膜晶体管驱动背板制作所用的光罩个数，降低了 TFT驱动背板的制作成本以及工艺难度；其次，由于本专利技术中栅极绝缘层沉积和有源层沉积之间没有光刻步骤，因此栅极绝缘层和有源层具有在高真空下连续沉积的潜力，这样可以最大限度的减少在这两层薄膜沉积和图形化过程中所引入的界面污染问题，进而能够得到性能稳定的薄膜晶体管器件；最后，本专利技术实施例所述驱动面板制作方法，在制作的过程中，在金属导电层与导电膜层之间存在栅极绝缘层，有源层以及刻蚀阻挡层，三层介质薄膜，可以降低背板线路电路中的寄生电容(电容大小与电容两电极板间绝缘层的厚度成反比)，能进一步提升显示刷新频率；本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄膜晶体管驱动背板的制作方法，其特征在于，包括：制备并图形化金属导电层；在所述金属导电层上依次沉积绝缘薄膜和金属氧化物薄膜，分别作为栅极绝缘层和有源层；根据所述金属导电层的形状图形化所述有源层；在所述有源层上沉积绝缘薄膜作为刻蚀阻挡层；在所述栅极绝缘层制备接触孔并图形化所述刻蚀阻挡层，定义薄膜晶体管源漏电极区域和所述存储电容的有效面积；在所述刻蚀阻挡层上沉积并图形化导电薄膜层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐苗，彭俊彪，罗东向，王磊，兰林锋，
申请(专利权)人：广州新视界光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：