專利名稱：一種氧化物tft陣列基板及其制造方法和電子器件的制作方法
技術領域：
本發明涉及TFT制造方法，特別涉及一種氧化物TFT陣列基板及其制造方法和電子器件。
背景技術：
氧化物薄膜晶體管(Oxide TFT)最初的研究是為了降低有源顯示器件的能耗，令顯示器件的更薄更輕，相應速度更快而研發的技術。大約在二十一世紀初開始走向試用階段。隨著具有超薄、重量輕、低耗電，同時其自身發光的特點，可以提供更艷麗的色彩和更清晰的影像的新一代有機發光液晶面板OLED (Organic Light-Emitting Diode,有機發光二極管)正式走上實用階段。氧化物TFT技術也被人們給予為能夠代替現有LTPS (LowTemperature Poly Silicon,低溫多晶娃技術)，特別是大尺寸顯示領域被廣泛研究的最有應用前景的技術。圖2為氧化物TFT陣列基板截面圖，圖I為現有技術中氧化物TFT陣列基板制造方法的流程框圖，具體包括步驟SlOl S111。現有技術通過6次曝光掩膜(Mask)來形成柵線層、氧化物半導體層、阻擋層(Etch Stop Layer,ESL),數據線層,接觸孔(Via hole)和像素電極。氧化物TFT陣列基板的有源層是氧化物半導體，有源層的制作是氧化物TFT陣列基板制作的關鍵環節，其步驟包括S105、在柵極絕緣層形成氧化物半導體有源層；S106、對氧化物半導體有源層進行圖形化。上述現有技術工藝對氧化物半導體層先進行一次構圖工藝使氧化物半導體進行圖形化，而后經過剝離，清洗等工藝后再進行阻擋層的沉積。對有源層氧化物半導體圖形化工藝主要的刻蝕工藝有兩種，一種為濕法刻蝕，另一種為干法刻蝕，無論采用哪種刻蝕工藝，都不能避免對氧化物半導體薄膜表面造成損害，影響最后產品的性能。
發明內容
(一 )要解決的技術問題本發明要解決的技術問題是提供一種減小對有源層氧化物半導體表面及性能影響的氧化物TFT陣列基板的制造方法。(二)技術方案為了解決上述技術問題，本發明提供一種氧化物TFT陣列基板的制造方法，包括步驟Ml、在基板上依次制備柵電極和柵極絕緣層；M2、制備有源層和阻擋層；M3、形成數據線、電源線和接觸孔，并制備像素電極；其中步驟M2包括
S305、在柵極絕緣層上形成有源層氧化物半導體；S306、有源層上形成阻擋層；S307、對有源層和阻擋層進行圖形化，S308、對阻擋層進行二次圖形化；其中，步驟S307使用有源層掩模板進行圖形化，使有源層和阻擋層形成有源層圖案。其中，步驟S308采用阻擋層掩模板進行二次圖形化，使阻擋層形成阻擋層圖案。其中，步驟S307中使用干法刻蝕或者濕法刻蝕對有源層和阻擋層進行圖形化。其中，步驟S307中使用干法刻蝕或者濕法刻蝕對阻擋層進行圖形化。其中，步驟S305中使用磁控濺射沉積法或者溶液法在在柵極絕緣層上形成有源層氧化物半導體。其中，氧化物半導體材料為IGZ0、ITG0, IZO、ITO0本發明還提供了一種氧化物TFT陣列基板，包括柵電極、柵絕緣層、有源層、阻擋層、數據線和像素電極，所述有源層和阻擋層是通過同步連續刻蝕工藝實現圖形化的。進一步地，所述有源層的材料為IGZ0、ITG0, IZO或IT0。本發明還提供一種電子器件，包括上述的氧化物TFT陣列基板。(三)有益效果上述技術方案具有如下優點本發明的氧化物TFT陣列基板制造方法在沒有增加曝光掩膜次數的情況下，減少了在氧化物半導體成膜之后，先進行一次構圖工藝使氧化物半導體進行圖形化，而后經過剝離、清洗等工藝后再進行阻擋層的沉積等工藝步驟，避免了上述工藝過程中對氧化物半導體薄膜表面及特性的影響。同時本發明所采用同步連續刻蝕的工藝過程可以有效的提高產品的性能和良率，進而減少了研發和生產成本。
圖I是現有技術氧化物TFT陣列基板制造方法流程圖；圖2是氧化物TFT陣列基板截面圖；圖3是本發明實施例氧化物TFT陣列基板制造方法流程圖；圖4A是本發明實施例步驟S301后氧化物TFT陣列基板截面圖；圖4B是本發明實施例步驟S302后氧化物TFT陣列基板截面圖；圖4C是本發明實施例步驟S303后氧化物TFT陣列基板截面圖；圖4D是本發明實施例步驟S305后氧化物TFT陣列基板截面圖；圖4E是本發明實施例步驟S306后氧化物TFT陣列基板截面圖；圖4F是本發明實施例步驟S307后氧化物TFT陣列基板截面圖；圖4G是本發明實施例步驟S308后氧化物TFT陣列基板截面圖；圖4H是本發明實施例步驟S309沉積金屬層后氧化物TFT陣列基板截面圖； 圖41是本發明實施例步驟S309后氧化物TFT陣列基板截面圖；圖4J是本發明實施例步驟S310沉積鈍化層后氧化物TFT陣列基板截面圖；圖4K是本發明實施例步驟S310后氧化物TFT陣列基板截面圖；圖4L是本發明實施例步驟S310形成像素電極層后氧化物TFT陣列基板截面圖。
其中，401 :基板；402 :柵極金屬層；402a :柵電極；403 :柵極絕緣層；404 :有源層；405 :阻擋層；406 :金屬層；407 :鈍化層；407a :接觸孔；408 :像素電極層；408a :源電極；408b :漏電極。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式
作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。本實施例氧化物TFT陣列基板制造方法的流程框圖如圖3所示。圖4A 圖4L為本發明氧化物TFT陣列基板的制造過程中的截面圖。S301、在基板上形成柵電極層。 如圖4A所示，采用磁控濺射的方法在玻璃基板401上形成柵極金屬層402。柵電極的材料根據不同的器件結構和工藝要求可以進行選擇，通常被采用的柵電極金屬有Mo、Cu、Ti及其合金等，厚度一般采用200nm-350nm，令其方塊電阻保持在一個相對比較低的水平。S302、對柵電極進行圖形化。第一次曝光掩膜通過濕法刻蝕的方式，對柵極金屬層402進行圖形化，形成圖4B中所示的柵電極402a。S303、在柵電極上形成柵極絕緣層403。如圖4C所示，在柵電極圖形化后，通過Pre-clean(成膜前清洗)工藝，通過PECVD (等離子體增強化學汽相淀積法)，在帶有柵極圖案的基板上制備柵極絕緣層403。柵極絕緣層403的材料選擇比較廣泛,如二氧化娃(SiO2)薄膜,氮化娃(SiNx)薄膜,氮氧化娃(SiOxNy)薄膜，氧化鋁(Al2O3)薄膜，TiOx薄膜以及復合的多層結構的薄膜。S304、對柵極絕緣層進行表面處理。在TFT的制備過程中，柵極絕緣層表面的特性對整個TFT的特性的影響起著非常重要的作用，在氧化物TFT中顯現得尤其重要。本實施例中采用等離子處理機(Plasma)對柵極絕緣層403進行處理或者表面修飾。S305、有源層氧化物半導體的形成。氧化物TFT制作最為關鍵的環節就是有源層404的制作。本實施例采用磁控濺射沉積方法在柵極絕緣層403上形成氧化物半導體材料的有源層404，完成后結構如圖4D所示。現在廣為使用的氧化物半導體有銦鎵鋅氧化物(IGZO)、銦鎵錫氧化物(ITGO)、銦鋅氧化物(IZO)、氧化銦錫(ITO)等，以及與其相關的不同比例的配合物。S306、形成刻蝕阻擋層。在有源層403上直接形成刻蝕阻擋層(簡稱阻擋層)405，完成后結構如圖4E所示，阻擋層405其材料因不同的工藝要求而不同，通常需用如SiOx、SiNx，SiOxNy, Al2O3^TiOx等無機絕緣材料，其目的是為了減少在數據線圖形化的過程中，對氧化物半導體薄膜造成傷害。在有源層404和阻擋層405先后形成之后，通過同步連續刻蝕(Single-stepContinuous Etch Method，以下簡稱SCEM)工藝對有源層404和阻擋層405進行圖形化，其步驟包括S307和S308
S307、對有源層404和阻擋層405進行圖形化。
第二次曝光掩膜采用有源層404圖形化的掩模板對阻擋層405進行圖形化工藝。本實施例采用干法刻蝕的方法對阻擋層405進行圖形化；在阻擋層405被刻蝕之后，對有源層404進行圖形化；完成后結構如圖4F所示。S308、對阻擋層405進行二次圖形化。第三次曝光掩膜用阻擋層4的掩模板對阻擋層405進行二次刻蝕工藝，從而得到阻擋層圖案，完成后結構如圖4G所示。本實施例采用干法刻蝕的方法。S309、形成數據線和電源線。首先，米用磁控派射的方法在表面沉積一層金屬層406,如圖4H所不；第四次曝光掩膜在金屬層形成后，采用濕法刻蝕的方法對其進行圖形化工藝形成數據線和電源線，完成后結構如圖41所示。電極材料根據不同的器件結構和工藝要求可以進行選擇，通常被采用的電極金屬有Mo，Mo/Al/Mo合金，Mo/Al-Nd/Mo疊層結構的電極、Cu以及金屬鈦及其合金，ITO電極等，厚度一般采用100nm-350nm，令其方塊電阻保持在一個相對比較低的水平。S310、Via hole 刻蝕。在數據線和電源線圖形化之后，在整個平面形成一層鈍化層407，完成后結構如圖4J所示。鈍化層通常需用如SiOx、SiNx, SiOxNy、A1203、TiOx等無機絕緣材料。第五次曝光掩膜在鈍化層形成之后進行Via hole的刻蝕，用以實現各導線以及與像素電極的連接，完成后接觸孔407a如圖4K中所示。S311、像素電極的沉積及圖形化。如圖4L所示，在接觸孔407a形成之后，形成像素電極層408，其材料現在廣為采用的銦錫氧化物ITO電極。第六次曝光掩膜通過濕法刻蝕的方法對像素電極層408進行圖形化，形成源電極408a、和漏電極408b，完成后結構如圖2所示。本實施例通過6次曝光掩膜來形成柵線層、有源層404、阻擋層405，數據線層，接觸孔407a和像素電極，在不增加曝光掩膜次數的情況下，采用SCEM方法很好的保護了有源層氧化物半導體，避免了有源層的溝道區域被直接光照和刻蝕。進而改善了 TFT器件的性能，從而對整個基板良率的提升，降低成本起到非常關鍵的作用。上述實施例步驟S305中可以使用磁控濺射沉積法或者溶液法等方法在柵極絕緣層403上形成有源層404氧化物半導體。上述實施例步驟S307和步驟S308中可以使用干法刻蝕或者濕法刻蝕對有源層404和阻擋層405進行圖形化。本發明還提供一種氧化物TFT陣列基板，其采用上述方法制得。所述氧化物TFT陣列基板包括柵電極、柵絕緣層、有源層、阻擋層、數據線和像素電極，所述有源層和阻擋層通過SCEM工藝實現圖形化。所述有源層的材料可以為IGZO、ITGO、IZO或IT0。由于采用SCEM方法很好地保護了有源層氧化物半導體，避免了有源層的溝道區域被直接光照和刻蝕，改善了 TFT器件的性能，并且具有更高的良率，更低的成本。本發明實施例還提供一種電子器件，使用了上述的陣列基板。所述電子器件可以為液晶面板、電子紙顯示屏、OLED顯示屏、手機、平板電腦等。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和替換，這些改進和替換也應視為本發明 的保護范圍。
權利要求
1.一種氧化物TFT陣列基板的制造方法，包括步驟 Ml、在基板上依次制備柵電極(402a)和柵極絕緣層(403)； M2、制備有源層(404)和阻擋層(405)； M3、形成數據線、電源線和接觸孔，并制備像素電極； 其特征在于，所述步驟M2包括 5305、在柵極絕緣層(403)上形成有源層氧化物半導體； 5306、有源層(404)上形成阻擋層(405)； 5307、對有源層(404)和阻擋層(405)進行圖形化； 5308、對阻擋層(405)進行二次圖形化。
2.如權利要求I所述的氧化物TFT陣列基板的制造方法，其特征在于，所述步驟S307使用有源層掩模板進行圖形化，使有源層(404)和阻擋層(405)形成有源層圖案。
3.如權利要求I所述的氧化物TFT陣列基板的制造方法，其特征在于，所述步驟S308采用阻擋層掩模板進行二次圖形化，使阻擋層(405)形成阻擋層圖案。
4.如權利要求I所述的氧化物TFT陣列基板的制造方法，其特征在于，所述步驟S307中使用干法刻蝕或者濕法刻蝕對有源層(404)和阻擋層(405)進行圖形化。
5.如權利要求I所述的氧化物TFT陣列基板的制造方法，其特征在于，所述步驟S308中使用干法刻蝕或者濕法刻蝕對阻擋層(405)進行圖形化。
6.如權利要求I所述的氧化物TFT陣列基板的制造方法，其特征在于，所述步驟S305中使用磁控濺射沉積法或者溶液法在柵極絕緣層(403)上形成有源層氧化物半導體。
7.如權利要求I所述的氧化物TFT陣列基板的制造方法，其特征在于，所述氧化物半導體材料為 IGZO、ITGO, IZO 或 ITO0
8.一種氧化物TFT陣列基板，包括柵電極、柵絕緣層、有源層、阻擋層、數據線和像素電極，其特征在于，所述有源層和阻擋層是通過同步連續刻蝕工藝實現圖形化的。
9.如權利要求8所述的氧化物TFT陣列基板，其特征在于，所述有源層的材料為IGZ0、ITG0,IZO 或ITO0
10.一種電子器件，其特征在于，包括權利要求8或9所述的氧化物TFT陣列基板。
全文摘要
本發明涉及TFT制造方法，特別涉及一種氧化物TFT陣列基板及其制造方法和電子器件。本發明在柵極絕緣層上先后連續形成有源層和阻擋層，通過同步連續刻蝕工藝對有源層和阻擋層進行圖形化。本發明在沒有增加曝光掩膜次數的情況下，減少了在氧化物半導體成膜之后，先進行一次構圖工藝使氧化物半導體進行圖形化，而后經過剝離，清洗等工藝后再進行阻擋層的沉積等工藝步驟，避免了上述工藝過程中對氧化物半導體薄膜表面及特性的影響。同時本發明所采用同步連續刻蝕的工藝過程可以有效的提高產品的性能和良率，進而減少了研發和生產成本。
文檔編號H01L21/77GK102629574SQ201110241809
公開日2012年8月8日 申請日期2011年8月22日 優先權日2011年8月22日
發明者吳仲遠, 段立業, 袁廣才 申請人:京東方科技集團股份有限公司