一种氧化物tft及其制备方法、显示面板和显示装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种氧化物TFT，包括：源极、漏极、氧化物有源层、栅绝缘层和栅极，以及遮光层；遮光层形成于所述基板上；所述栅极形成于所述遮光层上，所述栅绝缘层覆盖于形成有栅极的基板上，所述氧化物有源层形成于所述栅绝缘层上；所述遮光层的图形尺寸大于所述栅极的图形尺寸。本发明还同时公开了一种氧化物TFT的制备方法以及相应的显示面板和显示装置，本发明可避免显示面板的背部入射光对氧化物TFT特性的影响，提高氧化物TFT的稳定性。
【专利说明】一种氧化物TFT及其制备方法、显示面板和显示装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及液晶显示【技术领域】，尤其涉及一种氧化物薄膜场效应晶体管(OxideTFT)及其制备方法、显示面板和显示装置。
【背景技术】
[0002]目前，氧化物TFT主要为氧化锌基薄膜场效应晶体管，其迁移率比非晶硅晶体管高一个数量级以上，且对可见光的透明度大于80%，是最有前途的下一代薄膜晶体管之一。
[0003]现有技术中，制约氧化物TFT产量发展的重要原因为:氧化物TFT中的金属氧化物材料，如铟镓锌氧化物(IGZO)等不够稳定，受外界的影响较大。外界光的照射会影响金属氧化物的电学性能，造成漏电流的增加。
[0004]现有氧化物TFT包括:源极2、漏极6、氧化物有源层3和栅极4。其中，所述氧化物有源层3所采用的材料具体为上文所述的金属氧化物材料，如IGZO等。如图1所示，当设有氧化物TFT的显示面板进行显示时，存在一部分光从显示面板的背部入射，通过源极2和漏极6的坡度角折射到栅极4的表面，再反射至氧化物有源层3上。这样将严重影响氧化物TFT的整体性能，从而降低了显示面板的稳定性能。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种氧化物TFT及其制备方法、显示面板和显示装置，可避免显示面板的背部入射光对氧化物TFT特性的影响，提高氧化物TFT的稳定性。
[0006]为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的:
[0007]本发明提供了一种氧化物TFT，形成于基板上，所述氧化物TFT包括:源极、漏极、氧化物有源层、栅绝缘层和栅极，以及遮光层；遮光层形成于所述基板上；所述栅极形成于所述遮光层上，所述栅绝缘层覆盖于形成有所述栅极的基板上，所述氧化物有源层形成于所述栅绝缘层上；
[0008]所述遮光层的图形尺寸大于所述栅极的图形尺寸。
[0009]其中，所述遮光层的图形尺寸大于或者等于所述源极和漏极的图形尺寸。
[0010]其中，所述遮光层和所述栅极之间设有绝缘层。
[0011]其中，所述遮光层为不透光的金属，所述遮光层的厚度为:1000埃?5000埃。
[0012]其中，所述遮光层为不透光的非金属，所述遮光层的厚度为:1000埃?10000埃。
[0013]进一步地，所述氧化物TFT还包括形成于所述氧化物有源层上，且位于所述源极和漏极之间的阻挡层。
[0014]本发明还提供了一种显示面板，所述阵列基板中的TFT采用如上所述的氧化物TFT。
[0015]本发明还提供了一种显示装置，包括如上所述的显示面板。
[0016]本发明还提供了一种氧化物TFT的制备方法，该方法还包括:[0017]在基板上形成遮光层；
[0018]在所述遮光层上形成栅极；所述遮光层的图形尺寸大于所述栅极的图形尺寸；
[0019]顺序形成氧化物有源层以及源极、漏极。
[0020]其中，所述遮光层的图形尺寸大于或者等于所述源极和漏极的图形尺寸。
[0021]其中，所述遮光层为不透光的金属，采用磁控溅射方法沉积金属材料，使用掩模板进行曝光，并采用湿法刻蚀形成遮光层的图形，在遮光层上形成绝缘层，然后再形成栅极。
[0022]本发明提供的氧化物TFT及其制备方法、显示面板和显示装置，在形成栅极4之前，先设置一层遮光层1，且所述遮光层I的图形尺寸大于所述栅极4的图形尺寸，因此所述遮光层I可遮挡从显示面板背部入射的光线，避免对氧化物TFT中源极2和漏极6的坡度角的直接照射，进而减少了从所述坡度角反射到氧化物TFT的氧化物有源层3上的光线，因此，作为氧化物有源层3的金属氧化物的稳定性得到保证，从而改善了氧化物TFT的稳定性。
[0023]此外，本发明所述遮光层I的图形尺寸具体可以大于或等于所述源极2和漏极6的图形尺寸，这样，遮光层I可遮挡从显示面板的背部入射到源极2和漏极6的全部光线，避免光线入射到源极2、漏极6后，经多次反射而最终入射到氧化物有源层3的情况，从而保护了氧化物有源层3，因此可进一步保证氧化物TFT的稳定性，也相应提高了显示面板的品质。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为现有氧化物TFT被显示面板背部入射光照射时的示意图；
[0025]图2为本发明氧化物TFT第一实施例的结构示意图；
[0026]图3为本发明氧化物TFT第二实施例的结构示意图；
[0027]图4为本发明氧化物TFT第三实施例的结构示意图；
[0028]图5为本发明氧化物TFT第四实施例的结构示意图。
[0029]附图标记说明:
[0030]1、遮光层；2、源极；3、氧化物有源层；4、栅极；5、栅绝缘层；6、漏极；7、基板；8、绝缘层。
【具体实施方式】
[0031]本发明的基本思想是:在形成栅极4之前，先设置一层遮光材料形成的遮光层I ;所述遮光层I的图形尺寸大于所述栅极4的图形尺寸。
[0032]下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
[0033]如图2所示，图2为本发明氧化物TFT第一实施例的结构示意图。
[0034]本发明第一实施例氧化物TFT形成于基板7上，所述氧化物TFT包括:源极2、漏极6、氧化物有源层3、栅绝缘层5和栅极4，以及遮光层I。当然，本发明中所述源极2和漏极6的位置可以互换。
[0035]遮光层I形成于所述基板7上；所述栅极4形成于所述遮光层I上，所述栅绝缘层5覆盖于形成有栅极4的基板7上，所述氧化物有源层3形成于所述栅绝缘层5上。
[0036]所述遮光层I的图形尺寸大于所述栅极4的图形尺寸。[0037]所述遮光层I可以采用不透光的金属材料或不透光的非金属材料形成。
[0038]由于遮光层I采用金属材料时，遮光层I与栅极4接触时，可能会与其它层形成电容，为了避免上述问题，本发明第一实施例氧化物TFT的遮光层I可以采用的不透光的非金属材料。例如:二氧化硅，树脂，染色材料等不透光材料。
[0039]本发明第一实施例氧化物TFT的遮光层I的图形尺寸大于所述栅极4的图形尺寸，从图2中可以看出，遮光层I可遮挡从显示面板的背部直接入射到源极2、漏极6的坡度角的光线，进而减少了从所述坡度角反射到氧化物TFT的氧化物有源层3上的光线，保护了氧化物有源层3，提高了氧化物TFT的稳定性。
[0040]本发明第一实施例氧化物TFT的遮光层I的图形大小的设置标准为:遮光层I必须能够遮挡从显示面板背部射向源极2、漏极6的坡度角的光线，即遮光层I的图形尺寸大于栅极4的图形尺寸，在不影响开口率的情况下遮光层I的图形越大越好。
[0041]从图2中还可以看出，遮光层I的图形尺寸大于栅极4的图形尺寸时，可能存在遮光层I的图形尺寸小于源极2和漏极6的图形尺寸的情况，那么，从显示面板的背部还会有部分光线入射到源极2、漏极6的两侧(源极2、漏极6的底边处)，光线经多次反射后，最终可能入射到氧化物有源层3，从而影响氧化物TFT的稳定性。
[0042]为了避免这种现象的发生，本发明提供了第二实施例。
[0043]如图3所示，该图为本发明氧化物TFT第二实施例的结构示意图。
[0044]本发明氧化物TFT第二实施例相对第一实施例的区别在于，所述遮光层I的图形尺寸大于或等于所述源极2和漏极6的图形尺寸。
[0045]这样，本发明第二实施例的氧化物TFT的遮光层I可遮挡从显示面板的背部入射到源极2、漏极6的全部光线，避免光线入射到源极2、漏极6后，经多次反射入射到氧化物有源层3的情况，从而保护了氧化物有源层3，因此可以保证氧化物TFT的稳定性。
[0046]本发明第二实施例氧化物TFT的遮光层I的图形大小的设置标准为:遮光层I必须能够遮挡从显示面板背部射向源极2、漏极6的全部光线，即遮光层I的图形尺寸大于或者等于源极2和漏极6的图形尺寸，在不影响开口率的情况下遮光层I的图形越大越好。
[0047]如图4所示，该图为本发明氧化物TFT第三实施例的结构示意图。
[0048]本发明氧化物TFT第三实施例相对第一实施例的区别在于，在遮光层I上还形成有绝缘层8。
[0049]本发明第三实施例的氧化物TFT，在所述栅极4下层设有遮光层I。遮光层I可以采用不透光的金属材料。
[0050]由于采用不透光的金属材料制成的遮光层I与栅极4接触时，可能会与其它层形成电容，为了避免这种现象的发生，在遮光层I上形成有绝缘层8。
[0051]所述绝缘层8可以与氧化物TFT中已有的绝缘层(例如栅绝缘层、钝化层)的材料相同，例如二氧化硅等。
[0052]所述不透光的金属材料可为:钥，铝，铝钕合金等。
[0053]本发明第三实施例氧化物TFT的遮光层I的图形尺寸大于所述栅极4的图形尺寸，从图4中可以看出，遮光层I可遮挡从显示面板的背部入射到源极2和漏极6的坡度角的光线，保护了氧化物有源层3，提高了氧化物TFT的稳定性。
[0054]本发明第三实施例氧化物TFT的遮光层I的图形大小的设置标准为:遮光层I必须能遮挡从显示面板背部射向源极2、漏极6的坡度角的光线，即遮光层I的图形尺寸大于栅极的图形尺寸。当然，在不影响开口率的情况下遮光层I的图形越大越好。
[0055]从图4中还可以看出，遮光层I的图形尺寸大于栅极4的图形尺寸时，可能存在遮光层I的图形尺寸小于源极2、漏极6的图形尺寸的情况，那么，从显示面板的背部还会部分光线入射到源极2、漏极6的两侧(源极2、漏极6的底边处)，光线经多次反射后，最终可能入射到氧化物有源层3，从而影响氧化物TFT的稳定性。
[0056]为了避免这种情况的发生，本发明提供了进一步的方案，即第四实施例，如下:
[0057]如图5所示，该图为本发明氧化物TFT第四实施例的结构示意图。
[0058]本发明氧化物TFT第四实施例相对第三实施例的区别在于，所述遮光层I的图形尺寸具体可以大于或等于所述源极2和漏极6的图形尺寸。
[0059]这样，本发明第四实施例的氧化物TFT的遮光层I可遮挡从显示面板的背部入射到源极2、漏极6的全部光线，避免光线入射到源极2、漏极6后，经多次反射入射到氧化物有源层3的情况，从而保护了氧化物有源层3，因此可以保证氧化物TFT的稳定性。
[0060]本发明第四实施例氧化物TFT的遮光层I的图形大小的设置标准为:遮光层I必须能够遮挡从显示面板背部射向源极2、漏极6的全部光线，即遮光层I的图形尺寸大于或者等于源极2和漏极6的图形尺寸，在不影响开口率的情况下遮光层I的图形越大越好。
[0061]本发明实施例所述的遮光层I选用不透光的金属材料时，如果遮光层I设置的太薄，就不能达到遮光的目的，有可能会透光；如果遮光层I设置的太厚，则制备工艺复杂、且对基板7的应力太大，容易发生碎裂，影响器件性能。因此，本发明遮光层I的厚度选为1000埃?5000埃，不仅可避免应力过大的问题，同时可实现遮光的目的。
[0062]所述遮光层I选用不透光的非金属材料时，同样的理由，如果遮光层I设置的太薄，有可能会透光；如果太厚，则制备工艺复杂、且对基板7的应力太大，容易发生碎裂，影响器件性能。因此，本发明遮光层的厚度选为1000埃?10000埃，不仅可避免应力过大的问题，同时可实现遮光的目的。
[0063]为了保护氧化物TFT的氧化物有源层3，本发明实施例所述氧化物TFT还包括形成于所述氧化物有源层3上，且位于所述源极2和漏极6之间的阻挡层。
[0064]本发明还提供了一种显示面板,所述显示面板可以为OLED面板或IXD面板。
[0065]所述显示面板中的TFT采用如上文所述的任何一种氧化物TFT，具体的，
[0066]所述氧化物TFT的基板7上形成一层遮光层1，在所述遮光层I上形成栅极4 ;所述遮光层I的图形尺寸大于所述栅极4的图形尺寸。这样，遮光层I可遮挡从显示面板的背部入射到源极2、漏极6的坡度角的光线，保护了氧化物有源层3，提高了氧化物TFT的稳定性。
[0067]进一步地，所述遮光层I的图形尺寸大于或者等于所述源极2、漏极6的图形尺寸。这样，遮光层I可遮挡从显示面板的背部入射到源极2、漏极6的全部光线，避免光线入射到源极2、漏极6后，经多次反射入射到氧化物有源层3的情况，从而保护了氧化物有源层3，因此可以保证氧化物TFT的稳定性。
[0068]所述遮光层I可以采用不透光的金属材料或不透光的非金属材料，
[0069]所述遮光层I为不透光的金属材料时，所述遮光层I上还可以设置有绝缘层8，能避免遮光层I与栅极4接触时，遮光层I可能与其它层形成电容的情况。[0070]所述遮光层为不透光的金属,所述遮光层的厚度可为:1000埃?5000埃。
[0071]所述遮光层为不透光的非金属,所述遮光层的厚度可为:1000埃?10000埃。
[0072]本发明还提供了一种显示装置，包括如上所述的显示面板。所述显示面板可以为OLED面板或IXD面板。
[0073]所述显示装置中的TFT可以采用如上文所述的任何一种氧化物TFT，具体的，
[0074]所述氧化物TFT的基板7上形成一层遮光层1，在所述遮光层I上形成栅极4 ;所述遮光层I的图形尺寸大于所述栅极4的图形尺寸。这样，遮光层I可遮挡从显示面板的背部入射到源极2、漏极6的坡度角的光线，保护了氧化物有源层3，提高了氧化物TFT的稳定性。
[0075]进一步地，所述遮光层I的图形尺寸大于或者等于所述源极2、漏极6的图形尺寸。这样，遮光层I可遮挡从显示面板的背部入射到源极2、漏极6的全部光线，避免光线入射到源极2、漏极6后，经多次反射入射到氧化物有源层3的情况，从而保护了氧化物有源层3，因此可以保证氧化物TFT的稳定性。
[0076]所述遮光层I可以采用不透光的金属材料或不透光的非金属材料，
[0077]所述遮光层I为不透光的金属材料时，所述遮光层I上还可以设置有绝缘层8，能避免遮光层I与栅极4接触时，遮光层I可能与其它层形成电容的情况。
[0078]所述遮光层为不透光的金属，所述遮光层的厚度可为:1000埃?5000埃。
[0079]所述遮光层为不透光的非金属，所述遮光层的厚度可为:1000埃?10000埃。
[0080]下面对本发明实施例所述的氧化物TFT的实现流程进行描述，包括如下步骤:
[0081]步骤一:在基板7上形成遮光层I ;
[0082]具体为:在基板7上沉积一层不透光的金属或非金属材料。
[0083]如果遮光层I选用金属材料，则该金属材料的沉积方式可与现有栅极4的沉积方式相同，如:磁控溅射方法；
[0084]如果遮光层I选用非金属材料，则该非金属材料的沉积方式可与现有绝缘层的沉积方式相同，如:化学汽相沉积方法。
[0085]通过构图工艺形成遮光层I的图形，即:使用掩模板通过曝光和刻蚀工艺形成遮光层I的图形。这里，如果选用金属材料，则采用湿法刻蚀；如果选用非金属材料，则采用干法刻蚀。
[0086]其中，所述遮光层I的图形尺寸大于所述栅极4的图形尺寸，因此遮光层I可遮挡从显示面板的背部入射到源极2、漏极6坡度角的光线，保护了氧化物有源层3，提高了氧化物TFT的稳定性。
[0087]进一步地，如果本发明的遮光层I选用金属材料，还包括:在遮光层I上形成一层绝缘层8，其沉积和构图方式与现有绝缘层的形成工艺相同，此处不再详述。
[0088]步骤二:顺序形成栅极4、氧化物有源层3以及源极2和漏极6 ；
[0089]这里，在所述栅极4与氧化物有源层3之间设有栅绝缘层5，在源极2、漏极6之上还可以设有钝化层。
[0090]其实现如下:
[0091]在遮光层I上沉积一层栅极4的材料，之后，通过光刻和刻蚀等构图工艺形成栅极4；[0092]再在栅极4之上沉积一层非金属材料，并通过光刻和刻蚀等构图工艺形成栅绝缘层5 ；
[0093]再在栅绝缘层5之上通过沉积、光刻和刻蚀等构图工艺形成氧化物有源层3 ；
[0094]最后，通过沉积、光刻和刻蚀等构图工艺形成源极2和漏极6;当然，在氧化物有源层3和源极2、漏极6之间还通过沉积、光刻和刻蚀等构图工艺形成阻挡层。在源极2、漏极6上形成钝化层。
[0095]需要说明的是，步骤一中所形成的遮光层I的图形尺寸可以大于或等于所述源极
2、漏极6的图形尺寸，因此，遮光层I可遮挡从显示面板的背部入射到源极2、漏极6的全部光线，避免光线入射到源极2、漏极6后，经多次反射而最终入射到氧化物有源层3的情况，保护了氧化物有源层3，因此可保证氧化物TFT的稳定性。
[0096]以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种氧化物TFT，形成于基板上，其特征在于，所述氧化物TFT包括:源极、漏极、氧化物有源层、栅绝缘层和栅极，以及遮光层；遮光层形成于所述基板上；所述栅极形成于所述遮光层上，所述栅绝缘层覆盖于形成有所述栅极的基板上，所述氧化物有源层形成于所述栅绝缘层上； 所述遮光层的图形尺寸大于所述栅极的图形尺寸。
2.根据权利要求1所述的氧化物TFT，其特征在于，所述遮光层的图形尺寸大于或者等于所述源极和漏极的图形尺寸。
3.根据权利要求1或2所述的氧化物TFT，其特征在于，所述遮光层和所述栅极之间设有绝缘层。
4.根据权利要求3所述的氧化物TFT，其特征在于，所述遮光层为不透光的金属，所述遮光层的厚度为:1000埃?5000埃。
5.根据权利要求1或2所述的氧化物TFT，其特征在于，所述遮光层为不透光的非金属，所述遮光层的厚度为:1000埃?10000埃。
6.根据权利要求1或2所述的氧化物TFT，其特征在于，所述氧化物TFT还包括形成于所述氧化物有源层上，且位于所述源极和漏极之间的阻挡层。
7.—种显示面板，其特征在于，所述阵列基板中的TFT采用如权利要求1至5中任一项所述的氧化物TFT。
8.—种显示装置，其特征在于，包括权利要求6所述的显示面板。
9.一种氧化物TFT的制备方法，其特征在于，该方法还包括: 在基板上形成遮光层； 在所述遮光层上形成栅极；所述遮光层的图形尺寸大于所述栅极的图形尺寸； 顺序形成氧化物有源层以及源极、漏极。
10.根据权利要求9所述的氧化物TFT的制备方法，其特征在于，所述遮光层的图形尺寸大于或者等于所述源极和漏极的图形尺寸。
11.根据权利要求9或10所述的氧化物TFT的制备方法，其特征在于，所述遮光层为不透光的金属，采用磁控溅射方法沉积金属材料，使用掩模板进行曝光，并采用湿法刻蚀形成遮光层的图形，在遮光层上形成绝缘层，然后再形成栅极。
【文档编号】H01L29/786GK103579356SQ201210285337
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2012年8月10日 优先权日:2012年8月10日
【发明者】李田生, 阎长江, 徐少颖, 谢振宇, 陈旭 申请人:北京京东方光电科技有限公司