專利名稱：一種薄膜層及其制作方法、顯示用基板、液晶顯示器的制作方法
技術領域：
本發明屬于顯示器技術領域，具體涉及一種薄膜層及其制作方法、含有該薄膜層的顯示用基板、含有該顯示用基板的液晶顯示器。
背景技術：
在薄膜晶體管液晶顯示器(TFT-1XD)中，薄膜晶體管作為顯示器的核心部件，其制造工藝的良品率直接決定薄膜晶體管液晶顯示器的成本和可靠性。現有的薄膜晶體管制備工藝中，薄膜晶體管的各薄膜層的制備又是關鍵的步驟，其中，薄膜層邊緣坡度的大小直接影響下一步沉積的薄膜層的覆蓋性的好壞，當前薄膜邊緣坡度過陡甚至垂直時，往往會導致下一步沉積的薄膜層覆蓋不良甚至發生斷線；而如果當前薄膜邊緣坡度緩和，覆蓋不良或斷線的情況就可以大幅度的避免，所以薄膜層邊緣坡度的控制是薄膜晶體管工藝中的關鍵。在現有TFT-LCD工藝中，每個薄膜層在制備中采用相同工藝參數制備，導致每個薄膜層的結晶度和致密度是一致的，如圖1所示，在基板3上制備當前薄膜層2，形成的當前薄膜層2的結晶度和致密度是均勻一致的，當涂覆光刻膠I曝光后，進行蝕刻時，同樣的酸濃度(濕法刻蝕)或等離子體強度(干法刻蝕)對當前薄膜層2蝕刻速率也會大致相同，蝕刻后的效果圖如圖2所示，當前薄膜層2的邊緣坡度會比較陡，不利于下一工序的薄膜層4的沉積，容易產生臺階覆蓋不良甚至斷線現象，如圖3所示。
發明內容
本發明的目的是解決現有方法制得的薄膜層邊緣坡度過陡甚至垂直，導致下一步沉積的薄膜層容易產生臺階覆蓋不良甚至斷線的問題，提供一種覆蓋良好的薄膜層。解決本發明技術問題所采用的技術方案是一種薄膜層，所述的薄膜層包括多個不同致密度的子層，其中，在上的子層的致密度小于在下的子層的致密度。本發明提供的薄膜層，由于每個薄膜層是具有多個不同致密度的子層，在后繼的刻蝕過程中在相同的酸液濃度或者等離子體強度下，每個子層的蝕刻速率是不同的，蝕刻速率與致密度成反比，經過相同的刻蝕時間后，刻蝕長度不同，將使獲得薄膜層邊緣坡度較為緩和。由于當前薄膜層邊緣坡度緩和，下一工序的薄膜層覆蓋時覆蓋性良好，不會產生斷線現象。優選的是，所述的薄膜層的每個子層的厚度為lnm-500nm。進一步優選的是,所述的薄膜層的每個子層的厚度為10nm-50nm。優選的是，所述的薄膜層的每個子層的厚度相同，有利于形成較為平緩的邊緣坡度。優選的是，所述的薄膜層的子層至少為3層。優選的是，所述的薄膜層是鋁層、銅層、氧化銦錫層、氧化鋅層、SiNx層、SiOx層中的任意一種。
本發明的另一個目的是提供一種薄膜層的制作方法，包括:設置初始工藝條件，形成所述薄膜層的初始子層；按照每一個工藝條件的變化對所述薄膜層致密度大小的影響，調節所述至少一個工藝條件，形成以所述初始子層為基準、致密度依排列順序依次減小的至少兩個后續子層。優選的是，所述設置初始工藝條件包括:設置初始的磁控濺射功率、氣體流量、生成溫度、濺射壓力、靶基間距。所述按照每一個工藝條件的變化對所述薄膜層致密度大小的影響，調節所述至少一個工藝條件，形成以所述初始子層為基準、致密度依排列順序依次減小的至少兩個后續子層包括:采用降低磁控濺射功率和/或降低氣體流量的調節方式，形成第二子層；采用降低磁控 濺射功率和/或降低氣體流量的調節方式，形成一個或多個后續子層。優選的是，所述設置初始工藝條件包括:設置初始的等離子體功率、氣體流量、生成溫度。所述按照每一個工藝條件的變化對所述薄膜層致密度大小的影響，調節所述至少一個工藝條件，形成以所述初始子層為基準、致密度依排列順序依次減小的至少兩個后續子層包括:采用降低等離子體功率和/或降低氣體流量的調節方式，形成第二子層；采用降低等離子體功率和/或降低氣體流量的調節方式，形成一個或多個后續子層。本發明的另一個目的是提供一種薄膜晶體管，包括:上述的薄膜層。本發明的另一個目的是提供一種顯示用基板，包括:基板以及設置在所述基板上的多個像素結構；其特征在于，所述像素結構包括至少一個上述的薄膜層。優選的是，所述顯示用基板為陣列基板，每一像素結構中的一個所述薄膜層為柵絕緣層，或為鈍化層。本發明的另一個目的是提供一種液晶顯示器，該液晶顯示器包括上述的顯示用基板。采用本發明的方法制備的液晶顯示器的良品率高、可靠性高。
圖1為現有技術的薄膜晶體管的薄膜層制備過程中當前層刻蝕前的示意圖。圖2為現有技術的薄膜晶體管的薄膜層制備過程中當前層刻蝕后的示意圖。圖3為現有技術的薄膜晶體管的薄膜層制備過程中下一工序薄膜層覆蓋后的示意圖。圖4為本發明實施例1中薄膜晶體管的薄膜層制備過程中當前層刻蝕前的示意圖。圖5為本發明實施例1中薄膜晶體管的薄膜層制備過程中當前層刻蝕后的示意圖。圖6為本發明實施例1中薄膜晶體管的薄膜層制備過程中下一工序薄膜層覆蓋后的示意圖。其中:1.光刻膠；2.當前薄膜層；21.當前薄膜層中致密度較大的部分；22.當前薄膜層中致密度適中的部分；23.當前薄膜層中致密度較低的部分；3.基板；4.下一工序
的薄膜層。
具體實施例方式為使本領域技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細描述。實施例1本實施例提供一種薄膜層，該薄膜層包括多個不同致密度的子層，其中，在上的子層的致密度小于在下的子層的致密度。實施例2本實施例提供一種薄膜層的制作方法，含該薄膜層的薄膜晶體管。I)采用磁控濺射形成具有不同致密度子層的薄膜層將在玻璃基板置于磁控濺射室，通過控制磁控濺射裝置的直流濺射功率為80KW，Ar流量為900sccm，濺射氣壓為0.3pa，靶基間距為60mm，襯底溫度(生成溫度)為200°C，沉積時間為20s，形成致密度較大的厚度為70nm的Al薄膜層，即如圖4所示，當前薄膜層致密度較大部分23 ；接著調節上述磁·控濺射參數的直流濺射功率為75KW，Ar流量為800sCCm，濺射氣壓為0.3pa，靶基間距為60mm，襯底溫度為200°C，沉積時間為18s，形成致密度適中的厚度為50nm的Al薄膜層，即如圖4所示，當前薄膜層致密度適中部分22 ；最后調節上述磁控濺射參數的直流濺射功率為70KW，Ar流量為800sCCm，濺射氣壓為0.3pa，靶基間距為60mm，襯底溫度為200°C，沉積時間為15s，形成致密度較低的厚度為30nm的Al薄膜層，即如圖4所示，當前薄膜層致密度較低部分21。這樣Al薄膜層由致密度不同的、從基板向一側致密度降低的3層組成。優選的，也可以根據當前薄膜層的實際厚度分成更多的子層，有利于形成更為緩和的邊緣坡度。可以理解的是，上述磁控濺射裝置也可以根據具體的目的選用其它類型的，控制參數也可以根據靶材材質、子層的厚度的不同進行調整，屬于現有技術的范疇。可以理解的是，上述的Al薄膜層可以是其它金屬層或者金屬氧化物薄膜層、優選的，可以是銅層、氧化銦錫層、氧化鋅層中的任意一種。可以理解的是，子層的厚度可以根據具體應用需要進行選取，優選的，薄膜層的子層的厚度也可以為lnm-500nm,更優選的,薄膜層的子層的厚度也可以為10nm-50nm。優選的，Al薄膜層的子層的厚度也可以相同，有利于形成較為平緩的邊緣坡度。優選的，Al薄膜層的子層至少為3層，有利于形成較為平緩的邊緣坡度。2)對上述制備的具有不同致密度子層的Al薄膜層進行涂覆光刻膠1，完成曝光步驟(屬于現有技術范疇)。3)將制備的具有不同致密度子層的Al薄膜層進行濕法刻蝕優選的，刻蝕液為磷酸、硝酸和醋酸的混合液，三者的物質的量濃度比例為69:
10: 2.5，玻璃基板在刻蝕液里的振蕩速度3000mm/min，刻蝕時間為15s。上述的具有不同致密度子層的Al薄膜層的每個子層在酸溶液蝕刻速率是不同的，蝕刻速率與致密度成反t匕，經過相同的刻蝕時間后，刻蝕長度不同，獲得如圖5所示的當前薄膜層邊緣坡度。4)進行剝除光刻膠的步驟(屬于現有技術范疇)，按上述的方法進行下一工序的制備，由于當前薄膜層邊緣坡度緩和，此時下一工序的薄膜層覆蓋時，覆蓋性良好，如圖6所示，得到作為薄膜晶體管柵極層的Al薄膜層。通過多次上述的構圖方法制造薄膜晶體管中的其它必要結構層，例如，柵絕緣層、有源層、歐姆接觸層、源電極、漏電極層等，獲得薄膜晶體管。當然，其中不同層的薄膜的具體材料、工藝參數等不同；同時，對于不會產生階覆蓋不良現象的層結構，也可用常規的方法制造(即沉積的薄膜密度均勻，沒有密度梯度)。當然，本實施例的構圖方法也并不限用于制造薄膜晶體管中的層結構，其也可用于制造其他的結構。實施例3本實施例提供一種薄膜層的制作方法，含該薄膜層的薄膜晶體管。
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I)采用等離子體增強化學氣相沉積法形成具有不同致密度子層的薄膜層將在玻璃基板置于沉積腔室，通過控制等離子體功率為20KW，H2流量為50000sccm,SiH4流量為6000sccm，NH3流量為20000sccm，襯底溫度(生成溫度)為360°C，沉積時間為15s，形成致密度較大的厚度為200nm的SiNx層；接著調節上述等離子體功率為18KW，H2流量為48000sccm，SiH4流量為5700sccm，NH3流量為19500SCCm，襯底溫度為360°C，沉積時間為20s，形成致密度適中的厚度為200nm的SiNx層；最后調節上述等離子體功率為16KW，H2流量為46000sccm，SiH4流量為5500sccm，NH3流量為18500SCCm，襯底溫度為360°C，沉積時間為20s，形成致密度較低的厚度為200nm的SiNx層。這樣SiNx層由致密度不同的、從基板向一側致密度降低的3層組成。優選的，也可以根據當前薄膜層的實際厚度分成更多的層，有利于形成更為緩和的邊緣坡度。可以理解的是，上述等離子體增強化學氣相沉積裝置也可以根據具體的目的選用其它類型的，控制參數也可以根據薄膜材質、子層的厚度的不同進行調整，屬于現有技術的范疇。可以理解的是，上述的SiNx層可以是其它非金屬薄膜層、優選的，也可以是SiOx層。可以理解的是，薄膜層的子層的厚度可以根據具體應用需要進行選取，優選的，薄膜層的子層的厚度也可以為lnm-500nm，更優選的，薄膜層的子層的厚度也可以為10nm_50nmo優選的，薄膜層的子層的厚度也可以相同，有利于形成較為平緩的邊緣坡度。優選的，薄膜層的子層至少為3層，有利于形成較為平緩的邊緣坡度。2)對上述的制備的具有不同致密度子層的SiNx層進行涂覆光刻膠1，完成曝光步驟(屬于現有技術范疇)。3)將制備的具有不同致密度子層的SiNx層進行干法刻蝕優選的，控制干法蝕刻等離子刻蝕裝置的功率為8KW，腔體壓力為50mT，SF6流量為800sccm, O2流量為lOOOOsccm，Cl2流量為7000sccm，刻蝕時間為30s。上述的具有不同致密度子層的SiNx薄膜層每個子層在相同的等離子強度下的蝕刻速率是不同的，蝕刻速率與致密度成反比，經過相同的刻蝕時間后，刻蝕長度不同，也能獲得類似圖5所示的當前薄膜層邊緣坡度。4)進行剝除光刻膠的步驟(屬于現有技術范疇)，按上述的方法進行下一工序的制備，由于薄膜層邊緣坡度緩和，此時下一工序的薄膜層覆蓋時，覆蓋性良好；通過多次上述的構圖方法制造薄膜晶體管中的其它必要結構層，例如，柵絕緣層、有源層、歐姆接觸層、源電極、漏電極層等，獲得薄膜晶體管。當然，其中不同層的薄膜的具體材料、工藝參數等不同；同時，對于不會產生階覆蓋不良現象的層結構，也可用常規的方法制造(即沉積的薄膜密度均勻，沒有密度梯度)。當然，本實施例的構圖方法也并不限用于制造薄膜晶體管中的層結構，其也可用于制造其他的結構。實施例4本實施例提供一種顯示用基板，包括:基板以及設置在所述基板上的多個像素結構；所述像素結構包括至少一個上述的薄膜層。優選的，所述顯示用基板為陣列基板，每一像素結構中的一個所述薄膜層為柵絕緣層。優選的，所述顯示用基板為陣列基板，每一像素結構中的一個所述薄膜層也可以為鈍化層實施例5本實施例提供一種液晶顯示器，該液晶顯示器包括上述的顯示用基板。可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發明的原理而采用的示例性實施方式，然而本發明并不局限于此。對于本領域內的普通技術人員而言，在不脫離本發明的精神和實質的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種薄膜層，其特征在于，所述的薄膜層包括多個不同致密度的子層，其中，在上的子層的致密度小于在下的子層的致密度。
2.如權利要求1所述的薄膜層，其特征在于，所述的薄膜層的每個子層的厚度為lnm-500nmo
3.如權利要求2所述的薄膜層，其特征在于，所述的薄膜層的每個子層的厚度為10nm_50nmo
4.如權利要求1所述的薄膜層，其特征在于，所述的薄膜層的每個子層的厚度相同。
5.如權利要求1所述的薄膜層，其特征在于，所述的薄膜層的子層至少為3層。
6.如權利要求1-5任一所述的薄膜層，其特征在于，所述的薄膜層是鋁層、銅層、氧化銦錫層、氧化鋅層、SiNx層、SiOx層中的任意一種。
7.一種薄膜層的制作方法，其特征在于，包括: 設置初始工藝條件，形成所述薄膜層的初始子層； 按照每一個工藝條件的變化對所述薄膜層致密度大小的影響，調節所述至少一個工藝條件，形成以所述初始子層為基準、致密度依排列順序依次減小的至少兩個后續子層。
8.根據權利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述設置初始工藝條件包括:設置初始的磁控濺射功率、氣體流量、生成溫度、濺射壓力、靶基間距。
所述按照每一個工藝條件的變化對所述薄膜層致密度大小的影響，調節所述至少一個工藝條件，形成以所述初始子層為基準、致密度依排列順序依次減小的至少兩個后續子層包括: 采用降低磁控濺射功率和/或降低氣體流量的調節方式，形成第二子層； 采用降低磁控濺射功率和/或降低氣體流量的調節方式，形成一個或多個后續子層。
9.根據權利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述設置初始工藝條件包括:設置初始的等離子體功率、氣體流量、生成溫度。
所述按照每一個工藝條件的變化對所述薄膜層致密度大小的影響，調節所述至少一個工藝條件，形成以所述初始子層為基準、致密度依排列順序依次減小的至少兩個后續子層包括: 采用降低等離子體功率和/或降低氣體流量的調節方式，形成第二子層； 采用降低等離子體功率和/或降低氣體流量的調節方式，形成一個或多個后續子層。
10.一種薄膜晶體管，其特征在于，包括:如權利要求1-6任一所述的薄膜層。
11.一種顯示用基板，包括:基板以及設置在所述基板上的多個像素結構；其特征在于，所述像素結構包括至少一個如權利要求1所述的薄膜層。
12.根據權利要求11所述的顯示用基板，其特征在于，所述顯示用基板為陣列基板，每一像素結構中的一個所述薄膜層為柵絕緣層，或為鈍化層。
13.一種液晶顯示器，其特征在于，包括如權利要求11或12所述的顯示用基板。
全文摘要
本發明提供一種薄膜層及其制作方法、顯示用基板、液晶顯示器，屬于顯示器技術領域，其可解決現有方法制得的薄膜層邊緣坡度過陡甚至垂直，導致下一步沉積的薄膜層容易產生臺階覆蓋不良甚至斷線的問題。本發明的薄膜層包括多個不同致密度的子層，其中，在上的子層的致密度小于在下的子層的致密度。采用本發明的薄膜層制備的薄膜晶體管和薄膜晶體管液晶顯示器的良品率高、可靠性高。
文檔編號B32B37/00GK103231570SQ2013101250
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月11日 優先權日2013年4月11日
發明者姜清華, 李小和 申請人:合肥京東方光電科技有限公司, 京東方科技集團股份有限公司