圖案化金屬膜層的方法、晶體管和陣列基板的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于顯示技術領域，具體涉及一種圖案化金屬膜層的方法、薄膜晶體管和陣列基板的制備方法。
【背景技術】
[0002]目前常用的平板顯示裝置包括液晶顯示裝置(Liquid Crystal Display:簡稱IXD)和OLED (Organic Light-Emitting D1de:有機發光二極管)顯示裝置，不管是液晶顯示裝置還是0LED顯示裝置中均包括有陣列基板，陣列基板中設置有多個薄膜晶體管(ThinFilm Transistor:簡稱TFT)，薄膜晶體管包括三個電極，即柵極、源極和漏極。
[0003]隨著半導體設計工藝及生產技術不斷更新，元件本身速度的改良和顯示面板尺寸及分辨率的增加，電阻-電容信號的時間延遲(RC time delay)影響愈發顯著，這就要求采用具有較低電阻的金屬材料形成電極或引線，目前使用較多的金屬材料為鋁(A1)，由于純鋁薄膜的熱穩定性差，在高溫處理工藝過程中其表面容易產生嚴重的Hillock(小丘缺陷)，在實際應用中將引起柵極與漏極、漏極及其引線的短路缺陷；改用鋁合金材料來代替純招材料，比如:米用Al_Nd、Al_Ce、Al-Nd-Mo等材料來形成電極或引線。但是，米用上述材料形成電極或引線，在降低Hillock缺陷發生的同時，也使得電極或引線的電阻增大。
[0004]純招的電阻率通常為2.66 μ Ω.cm，隨著顯不廣品更大面積化及尚速驅動和尚精細(4K*2K)的要求，電阻率更低的銅(Cu，電阻率為1.67 μ Ω.cm)逐步得到了重視。但是，在TFT陣列制程中使用金屬銅作為電極或引線時，存在以下問題:傳統銅刻蝕工藝中，通常利用雙氧水(h2o2)等溶液對金屬銅薄膜進行腐蝕，而雙氧水溶液受高濃金屬離子的催化存在放熱爆炸的風險，因此，如何防止該種為題發生成為目前亟待解決的技術問題。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題包括，針對現有的薄膜晶體管的制備方法存在上述問題，提供一種避免了在對金屬膜層刻蝕采用雙氧水溶液對金屬膜層進行刻蝕時，雙氧水溶液受高濃金屬離子的催化存在放熱爆炸的風險的圖案化金屬膜層的方法、薄膜晶體管和陣列基板的制備方法。
[0006]解決本發明技術問題所采用的技術方案是一種圖案化金屬膜層的方法，包括:
[0007]在基底上依次沉積犧牲層和光刻膠層，曝光、顯影、刻蝕形成圖案化的犧牲層和覆蓋在所述圖案化的犧牲層上方的圖案化的光刻膠層；其中，所述圖案化的犧牲層靠近待形成的圖案化的金屬膜層的側壁形成倒角；
[0008]在完成上述步驟的基底上，沉積金屬膜層，并剝離去除圖案化的犧牲層和光刻膠層，形成圖案化的金屬膜層。
[0009]優選的是，在所述沉積金屬膜層的步驟之前還包括:
[0010]沉積粘附層的步驟。
[0011]進一步優選的是，所述粘附層的材料為鈦。
[0012]優選的是，所述犧牲層的厚度大于所述金屬膜層的厚度。
[0013]優選的是，所述犧牲層材料為氧化鋁。
[0014]優選的是，所述金屬膜層的材料為銅。
[0015]優選的是，所述光刻膠層的材料為正性光刻膠。
[0016]優選的是，所述剝離去除圖案化的犧牲層和光刻膠層，形成圖案化的金屬膜層的步驟，具體包括:
[0017]采用丙酮、無水乙醇溶液、光刻膠剝離液進行剝離，剝離的過程中采用超聲、震蕩作為輔助手段，將圖案化的犧牲層和圖案化的光刻膠層去除，形成圖案化的金屬膜層。
[0018]解決本發明技術問題所采用的技術方案是一種薄膜晶體管的制備方法，所述薄膜晶體管包括形成柵極、源極和漏極的步驟，所述柵極和/或所述源極和漏極是采用上述圖案化金屬膜層的方法制備的。
[0019]解決本發明技術問題所采用的技術方案是一種陣列基板的制備方法，其包括上述的薄膜晶體管的制備方法。
[0020]本發明具有如下有益效果:
[0021]本發明所提供的圖案化金屬膜層的方法，無需對金屬膜層采用曝光、顯影、刻蝕的步驟，因此避免了在對金屬膜層刻蝕采用雙氧水溶液對金屬膜層進行刻蝕時，雙氧水溶液受高濃金屬離子的催化存在放熱爆炸的風險。而在本實施例中巧妙的利用了犧牲層的側蝕(undercut)特殊處理的離地剝離技術來替代濕法刻蝕工藝，以使剝離效果更加。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發明的實施例1的圖案化金屬膜層的方法中形成犧牲層的示意圖；
[0023]圖2a為本發明的實施例1的圖案化金屬膜層的方法中形成圖案化的負性光刻膠層的不意圖；
[0024]圖2b為本發明的實施例1的圖案化金屬膜層的方法中形成圖案化的正性光刻膠層的不意圖；
[0025]圖3為本發明的實施例1的圖案化金屬膜層的方法中形成圖案化的犧牲層的示意圖；
[0026]圖4為本發明的實施例1的圖案化金屬膜層的方法中形成金屬膜層的示意圖；
[0027]圖5為本發明的實施例1的圖案化金屬膜層的方法中去除圖案化的光刻膠層的示意圖；
[0028]圖6為本發明的實施例1的圖案化金屬膜層的方法中去除圖案化的犧牲層，形成圖案化的金屬膜層的示意圖；
[0029]圖7為本發明的實施例2的薄膜晶體管的制備方法的示意圖；
[0030]圖8為本發明的實施例3的陣列基板的示意圖。
【具體實施方式】
[0031]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。
[0032]實施例1:
[0033]結合圖l、2a、2b、3_6所示，本實施例提供一種圖案化金屬膜層的方法，包括如下步驟:
[0034]步驟一、如圖1、2a、2b、3在基底1上依次沉積犧牲層2和光刻膠層3，曝光、顯影、刻蝕形成圖案化的犧牲層21和覆蓋在所述圖案化的犧牲層21上方的圖案化的光刻膠層31 ;其中，所述圖案化的犧牲層21靠近待形成的圖案化的金屬膜層41的側壁形成倒角。
[0035]在該步驟中，基底1采用玻璃等透明材料制成、且經過預先清洗。具體地，在基底1采用上物理氣相沉積(Physical Vapor Deposit1n, PVD)方式形成犧牲層2 ;之后采用滾涂的方式涂覆光刻膠層3，曝光、顯影、刻蝕去除犧牲層22和光刻膠層32，形成圖案化的犧牲層21和覆蓋在所述圖案化的犧牲層21上方的圖案化的光刻膠層31 ;其中，所述圖案化的犧牲層21靠近待形成的圖案化的金屬膜層41的側壁形成倒角(也就是使得犧牲層在邊緣位置產生過刻)。
[0036]其中，犧牲層2的厚度要高于后續沉積的金屬膜層的厚度且能被HF酸以外的酸溶液刻蝕，優選為氧化鋁(αι203)，當然也可以采用其他透明絕緣材質，作為離地剝離工藝中底部側蝕(undercut)處理的圖案化的犧牲層21。
[0037]其中，對于本領域精當理解的是，對于負性光刻膠而言，其特性是在UV(紫外)光照射區域發生鉸鏈，而對于離地剝離工藝負性光刻膠臺階的厚度會遠大于目標薄膜的厚度，這種條件下負性光刻膠頂部接收的UV光照射劑量會大于負性光刻膠的底部，從而在顯影后可通過調整曝光劑量、烘焙等方法極易形成圖2a所示的倒梯形的形貌，非常利于剝離工藝的完成。而對于正性光刻膠而言其特性正好相反，UV光照射區域發生光化學反應使得該區域的正性光刻膠溶解于顯影溶劑中，無法形成圖2b中所示的倒梯形臺階形貌，但正性光刻膠分辨率更高，更符合未來柵線細線化的發展趨勢，本實施例中優選選取正性光刻膠，本實施例的方法依然適用于負性光刻膠的剝離工藝。
[0038]步驟二、如圖4-6所示，在完成上述步驟的基底1上，依次沉積粘附層52和金屬膜層42，并剝離去除圖案化的犧牲層21和圖案化的光刻膠層31，形成圖案化的粘附層51和圖案化的金屬膜層41 (圖案化的金屬膜層41通過圖案化的粘附層51固定在基底1上)。
[0039]該步驟具體為，采用上物理氣相沉積(Physical Vapor Deposit1n, PVD)或者磁控濺射的方式形成粘附層52和金屬膜層4，由于犧牲層2厚度高于金屬膜層42，且圖案化的犧牲層41特殊的側蝕處理，使得在金屬膜層42沉積后金屬膜層42在圖案化的光刻膠層31底部形成斷裂，使得剝離溶劑可從圖案化的光刻膠層31底部與圖案化的犧牲層21側蝕的交界處滲入，此時采用丙酮、無水乙醇等溶液進行剝離，剝離的過程中可增加超聲、震蕩等輔助手段，以去除圖案化的犧牲層21，剩余的金屬膜層41，則為圖案化的金屬膜層41。
[0040]之所以設置犧牲層2是因為，如果沒有犧牲層，圖案化的金屬膜層41可能會連成一個整體，整面覆蓋在圖案化的光刻膠層31表面，導致光刻膠剝離溶液無法有效滲透過圖案化的金屬膜層41，阻礙圖案化的光刻膠層31與溶液有效接觸溶解，使得剝離效果很差，所以這里強調一點，犧牲層2的厚度要大于金屬膜厚42 ;犧牲層2比金屬膜層42厚高，形成的倒角結構也有助于圖案化的金屬膜層41的輪廓形成倒梯形結構(即Top窄Bottom寬)，這種形貌有更好的力學結構。
[0041]其中，金屬膜層42的材料有選為銅(Cu)，當然上述方法也適用于其他金屬膜層的圖案化；粘附層52的材料優選為鈦(Ti)。
[0042]在此需要說明的是，本實施例中的形成粘附層的步驟也可以沒有，當然存在這個步驟跟好，以使金屬膜層與基底1之間很好的固定。
[0043]本實施例中所提供的圖案化金屬膜層的方法，無需對金屬膜層采用曝光、顯影、刻蝕的步驟，因此避免了在對金屬膜層刻蝕采用雙氧水溶液對金屬膜層進行刻蝕時，雙氧水溶液受高濃金屬離子的催化存在放熱爆炸的風險。而在本實施例中巧妙的利用了犧牲層的側蝕(undercut)特殊處理的離地剝離技術來替代濕法刻蝕工藝，以使剝離效果更加。
[0044]實施例2:
[0045]本實施例提供一種薄膜晶體管的制備方法，薄膜晶體管包括柵極、源極和漏極，其中，柵極和/或源極和漏極的制備是采用實施例1中的方法制備的。
[0046]本領域技術人員可以理解的是，薄膜晶體管可以為頂柵型薄膜晶體管也可以為底柵型薄膜晶體管。其中，頂柵型薄膜晶體管和底柵型薄膜晶體管的最大區別在于有