刻蚀阻挡型阵列基板的制备方法与流程

本发明涉及显示领域，尤其涉及一种刻蚀阻挡型阵列基板的制备方法。

背景技术：

刻蚀阻挡型薄膜晶体管由于有刻蚀阻挡层的保护，避免了源漏极背沟道刻蚀对有源层的损伤，而呈现出良好的稳定性，在阵列基板中被广泛应用。

然而，在刻蚀阻挡型阵列基板的制程中，光阻剥离液会对有源层产生侵蚀，造成有源层表面粗糙度的增加；同时，光阻黄光和剥离过程也会使得有源层氧空位缺陷态的增加，导致器件性能的下降；另外，刻蚀型阵列基板的制程中光罩工艺较多，成本较高。

因此，现有刻蚀阻挡型阵列基板的制备工艺存在缺陷，需要改进。

技术实现要素：

本发明提供一种刻蚀阻挡型阵列基板的制备方法，以缓解现有刻蚀阻挡型阵列基板的制备工艺存在缺陷。

为解决以上问题，本发明提供的技术方案如下：

本发明提供一种刻蚀阻挡型阵列基板的制备方法，其包括：

在衬底上依次制备栅极层、栅极绝缘层；

在所述栅极绝缘层上依次沉积金属氧化物半导体膜和蚀刻阻挡膜；

在所述刻蚀阻挡膜上涂布一层光阻；

采用半色调光罩对所述光阻进行曝光、显影，形成光阻图案；所述光阻图案包括位于显示区的第一光阻和位于扇出区的第二光阻，所述第一光阻包括中间部和位于所述中间部侧边与所述中间部相连的侧部，所述侧部的厚度小于所述中间部的厚度；

采用氢氟酸系药剂湿法刻蚀工艺，对未被所述第一光阻和所述第二光阻保护的所述刻蚀阻挡膜进行刻蚀去除；

采用草酸系药剂湿法刻蚀工艺，对未被所述第一光阻和所述第二光阻保护的金属氧化物半导体膜进行刻蚀去除；

采用干法刻蚀工艺，对所述侧部进行刻蚀去除，对所述中间部和所述第二光阻进行刻蚀减薄；

采用草酸系药剂湿法刻蚀工艺，对未被所述中间部的保护的所述刻蚀阻挡膜进行刻蚀去除；

剥离掉剩余的所述光阻，得到图案化的有源层和蚀刻阻挡层；

在所述刻蚀阻挡层上依次制备源漏极层、钝化层、以及像素电极层。

在本发明提供的制备方法中，所述中间部的厚度为1.4～2.5um，所述侧部的厚度为0.5～0.8um。

在本发明提供的制备方法中，所述在所述栅极绝缘层上依次沉积金属氧化物半导体膜和蚀刻阻挡膜的步骤包括：

采用物理气相溅射法，在所述栅极绝缘层上沉积一层所述金属氧化物半导体膜；

采用等离子体化学气相法，在所述金属氧化物半导体膜上沉积一层蚀刻阻挡膜。

在本发明提供的制备方法中，所述金属氧化物半导体膜的材料为氧化铟镓锌、氧化铟锌、铟镓锌锡氧化物中的任意一种。

在本发明提供的制备方法中，所述蚀刻阻挡膜为氧化硅薄膜、氧化硅薄膜和氮化硅薄膜的叠层结构中的任意一种。

在本发明提供的制备方法中，在所述刻蚀阻挡膜上涂布的光阻为正性光阻和负性光阻中的任意一种。

在本发明提供的制备方法中，所述采用半色调光罩对所述光阻进行曝光、显影，形成光阻图案的步骤包括：

采用第一半色调光罩为掩膜版，对所述正性光阻进行曝光；

采用碱性的显影液对曝光后的正性光阻进行显影，去除被曝光的光阻，保留未被曝光的光阻。

在本发明提供的制备方法中，所述采用半色调光罩对所述光阻进行曝光、显影，形成光阻图案的步骤包括：

采用第二半色调光罩为掩膜版，对所述负性光阻进行曝光；

采用碱性的显影液对曝光后的负性光阻进行显影，去除未被曝光的光阻，保留被曝光的光阻。

在本发明提供的制备方法中，所述在衬底上依次制备栅极层、栅极绝缘层的步骤包括：

采用物理气相溅射法，在所述衬底上沉积一层金属导电薄膜；

采用一次光刻工艺，对所述金属导电薄膜进行图案化处理，形成栅极层；

采用等离子化学气相法，在所述栅极层上沉积一层绝缘膜层，作为栅极绝缘层。

在本发明提供的制备方法中，所述在所述刻蚀阻挡层上依次制备源漏极层、钝化层、以及像素电极层的步骤包括：

采用物理气相溅射法，在所述刻蚀阻挡层上沉积一层金属导电薄膜；并采用一次光刻工艺，对所述金属导电薄膜进行图案化处理，形成源漏极层；

采用等离子化学气相法，在所述源漏极层上沉积一层绝缘膜层；并采用一次光刻工艺，对所述绝缘膜层的预定区域进行刻蚀，形成钝化层；

采用物理气相溅射法，在所述钝化层上沉积一层金属导电薄膜；采用一次光刻工艺，对所述金属导电薄膜进行图案化处理，形成像素电极层。

本发明的有益效果为：本发明提供了一种刻蚀阻挡型阵列基板的制备方法，该制备方法包括：在衬底上依次制备栅极层、栅极绝缘层；在栅极绝缘层上依次沉积金属氧化物半导体膜和蚀刻阻挡膜；在刻蚀阻挡膜上涂布一层光阻；采用半色调光罩对光阻进行曝光、显影，形成光阻图案；光阻图案包括位于显示区的第一光阻和位于扇出区的第二光阻，第一光阻包括中间部和位于中间部侧边与中间部相连的侧部，侧部的厚度小于中间部的厚度；采用氢氟酸系药剂湿法刻蚀工艺，对未被第一光阻和第二光阻保护的刻蚀阻挡膜进行刻蚀去除；采用草酸系药剂湿法刻蚀工艺，对未被第一光阻和第二光阻保护的金属氧化物半导体膜进行刻蚀去除；采用干法刻蚀工艺，对侧部进行刻蚀去除，对中间部和第二光阻进行刻蚀减薄；采用草酸系药剂湿法刻蚀工艺，对未被中间部的保护的刻蚀阻挡膜进行刻蚀去除；剥离掉剩余的光阻，得到图案化的有源层和蚀刻阻挡层；在刻蚀阻挡层上依次制备源漏极层、钝化层、以及像素电极层。该方法既节约一道光罩制程，节约了制作成本，又保护了有源层沟道区不受黄光、及刻蚀制程中药液的侵蚀及破坏，降低了沟道区与蚀刻阻挡层界面缺陷的风险，提高了刻蚀阻挡型阵列基板的性能。

附图说明

为了更清楚地说明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的刻蚀阻挡型阵列基板的制备流程图。

图2(a)至图2(j)为本发明实施例提供的刻蚀阻挡型阵列基板的制备示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明的具体实施方案，对本发明实施方案和/或实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显而易见的，下面所描述的实施方案和/或实施例仅仅是本发明一部分实施方案和/或实施例，而不是全部的实施方案和/或实施例。基于本发明中的实施方案和/或实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方案和/或实施例，都属于本发明保护范围。

本发明所提到的方向用语，例如[上]、[下]、[左]、[右]、[前]、[后]、[内]、[外]、[侧]等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明和理解本发明，而非用以限制本发明。术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或是暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

针对现有刻蚀阻挡型阵列基板的制备工艺存在缺陷的问题，本发明提供一种刻蚀阻挡型阵列基板的制备方法，可以缓解这个问题。

在一种实施例中，请参照图1，图1为本发明实施例提供的刻蚀阻挡型阵列基板的制备流程图。本发明提供的刻蚀阻挡型阵列基板的制备方法包括：

步骤s101、在衬底上依次制备栅极层、栅极绝缘层；

步骤s102、在栅极绝缘层上依次沉积金属氧化物半导体膜和蚀刻阻挡膜；

步骤s103、在刻蚀阻挡膜上涂布一层光阻；

步骤s104、采用半色调光罩对光阻进行曝光、显影，形成光阻图案；

步骤s105、采用氢氟酸系药剂湿法刻蚀工艺，对未被第一光阻和第二光阻保护的刻蚀阻挡膜进行刻蚀去除；

步骤s106、采用草酸系药剂湿法刻蚀工艺，对未被第一光阻和第二光阻保护的金属氧化物半导体膜进行刻蚀去除；

步骤s107、采用等离子体干法刻蚀工艺，对侧部进行刻蚀去除，对中间部和第二光阻进行刻蚀减薄；

步骤s108、采用草酸系药剂湿法刻蚀工艺，对未被中间部保护的刻蚀阻挡膜进行刻蚀去除；

步骤s109、剥离掉剩余的光阻，得到图案化的有源层和蚀刻阻挡层；

步骤s110、在刻蚀阻挡层上依次制备源漏极层、钝化层、以及像素电极层。

本实施例提供一种刻蚀阻挡型阵列基板的制备方法，该方法既节约一道光罩制程，节约了制作成本，又保护了有源层沟道区不受黄光、及刻蚀制程中药液的侵蚀及破坏，从而降低了沟道区与蚀刻阻挡层界面缺陷的风险，进而提高了刻蚀阻挡型阵列基板的性能。

在一种实施例中，请参照图2(a)，步骤s101在衬底上依次沉积栅极层、栅极绝缘层的步骤包括：

提供衬底201。为了防止有害物质，如碱金属离子及其他杂质对多晶硅薄膜层性能的影响，需要对衬底进行清洁。衬底可以是玻璃等刚性衬底，也可以是柔性衬底。柔性衬底一般包括第一柔性衬底、第二柔性衬底、以及位于第一柔性衬底和第二柔性衬底之间的无机层；其中第一柔性衬底和第二柔性衬底的材料为聚乙酰胺或聚对苯二甲酸乙二醇酯，用于保证柔性衬底的柔性；无机层的材料为氮化硅或氧化硅，用于阻隔阵列基板外的水或氧气进入薄膜晶体管。

在衬底201上沉积栅极层202。采用物理气相溅射法，具体可采用磁控溅射法，在衬底上溅射一层金属导电薄膜，该金属导电薄膜可以为金属钼、金属铝、金属铜、金属钼和金属铝的复合、或金属钼和金属铜的复合；经过一道光刻工艺，制备出栅极和栅极线，具体的，在金属薄膜上沉积一层光刻胶层，采用一套栅极掩膜版，对光刻胶层进行曝光，然后用显影液对曝光过后的光刻胶进行显影，得到栅极层图案；然后对裸露在外的金属薄膜进行湿法刻蚀，去除没有光刻胶保护的金属薄膜；再对剩余的光刻胶进行等离子体灰化剥离去除，保留下来的金属导电薄膜即为图案化的栅极层。

在栅极层202上沉积栅极绝缘层203。采用等离子化学气相沉积法在栅极层上沉积绝缘膜层，该绝缘膜层覆盖栅极层202和衬底201。该绝缘膜层可以是单层的氮化硅薄膜，也可以是氧化硅/氮化硅的叠层薄膜。氮化硅具有较高的击穿电压，可作为良好的栅极绝缘材料，氧化硅与多晶硅表面具有良好的晶界匹配和应力匹配，同时氧化硅具有良好的台阶覆盖性。

在一种实施例中，如图2(b)所示，步骤s102在栅极绝缘层上依次沉积金属氧化物半导体膜和蚀刻阻挡膜的步骤包括：

采用物理气相溅射法，具体可采用磁控溅射法，在栅极绝缘层上沉积一层金属氧化物半导体膜204，该金属氧化物半导体膜204的材料为氧化铟镓锌、氧化铟锌、铟镓锌锡等金属氧化物中的任意一种。

采用等离子体化学气相沉积法，采用等离子体化学气相法，在金属氧化物半导体膜上沉积一层蚀刻阻挡膜205，该蚀刻阻挡膜205为氧化硅薄膜、氧化硅薄膜和氮化硅薄膜的叠层结构中的任意一种。

在一种实施例中，步骤s103中在刻蚀阻挡膜上涂布的光阻可以是正性光阻，也可以是负性光阻。

在一种实施例中，当在刻蚀阻挡膜上涂布的光阻是正性光阻时，步骤s104采用半色调光罩对光阻进行曝光、显影，形成光阻图案的步骤包括：

采用第一半色调光罩为掩膜版，对正性光阻进行曝光处理。

采用碱性的显影液，对曝光后的正性光阻进行显影处理，去除被完全光照的正性光阻，留下没有被光照和被半光照的正性光阻，得到第一光阻图案。如图2(c)所示，第一光阻图案包括位于显示区的第一光阻和位于扇出区的第二光阻2063，第一光阻包括中间部2061和位于中间部2061侧边与中间部2061相连的侧部2062；侧部2062的厚度小于中间部2061的厚度，中间部2061的厚度为1.4～2.5um，侧部2062的厚度为0.5～0.8um。

在另一种实施例中，当在刻蚀阻挡膜上涂布的光阻是负性光阻时，步骤s104采用半色调光罩对光阻进行曝光、显影，形成光阻图案的步骤包括：

采用第二半色调光罩为掩膜版，对负性光阻进行曝光处理。

采用碱性的显影液，对曝光后的负性光阻进行显影处理，去除未被光照的负性光阻，留下被完全光照和被半光照的负性光阻，得到第一光阻图案。如图2(c)所示，第一光阻图案包括位于显示区的第一光阻和位于扇出区的第二光阻2063，第一光阻包括中间部2061和位于中间部2061侧边与中间部2061相连的侧部2062；侧部2062的厚度小于中间部2061的厚度，中间部2061的厚度为1.4～2.5um，侧部2062的厚度为0.5～0.8um。

在一种实施例中，如图2(d)所示，步骤s105和步骤s106，先后采用氢氟酸系药剂湿法刻蚀工艺、草酸系药剂湿法刻蚀工艺，对未被第一光阻和第二光阻保护的刻蚀阻挡膜和金属氧化物半导体膜进行刻蚀去除，得到保留下来的刻蚀阻挡膜和金属氧化物半导体膜的图案相同。

在一种实施例中，如图2(e)所示，步骤s107采用等离子体干法刻蚀工艺，对侧部2601进行刻蚀去除，对中间部2062和第二光阻2063进行刻蚀减薄，形成第二光阻图案；第二光阻图案包括减薄的中间部2064和减薄的第二光阻2065。同时露出被侧部保护的刻蚀阻挡膜。

在一种实施例中，如图2(f)所示，步骤s108采用草酸系药剂湿法刻蚀工艺，对未被中间部保护的刻蚀阻挡膜进行刻蚀去除。

在一种实施例中，如图2(g)所示，步骤s109剥离掉剩余的光阻，得到图案化的有源层和蚀刻阻挡层为，采用等离子体干法刻蚀工艺，将剩余中间部2064和第二光阻2065去除掉。

至此，得到完整图案的有源层和刻蚀阻挡层，在整个有源层的制备及图案化过程中，刻蚀阻挡层一直覆盖在有源层的沟道区之上，保护了有源层沟道区不受黄光、及刻蚀制程中药液的侵蚀及破坏，从而降低了沟道区与蚀刻阻挡层界面缺陷的风险，进而提高了刻蚀阻挡型阵列基板的性能。

在一种实施例中，请参照图2(h)至图2(j)，步骤s106在刻蚀阻挡层上依次制备源漏极层、钝化层、以及像素电极层的具体步骤包括：

请参照图2(h)，在刻蚀阻挡层205上依次制备源漏极层207。

采用磁控溅射方式，在强磁场作用下，在刻蚀阻挡层上溅射一层金属导电物薄膜。该金属导电物薄膜可以是金属钼薄膜、金属钼/铜的叠层结构、钛/铝/钛的叠层结构，或是钼/铝/钼的叠层结构。源极和漏极分别与位于有源区两侧的掺杂区相连。

采用一次光刻工艺，对金属导电物薄膜进行图案化处理，形成源漏极的图案。光刻工艺可以采用湿法刻蚀，所用的蚀刻液为双氧水系刻蚀液。图案化形成的源极和漏极分别与有源层未被所述刻蚀阻挡层遮盖的区域相连。

请参照图2(i)，在源漏极层207上制备钝化层208。

采用离子化学气相沉积法，在源漏极层207上沉积一层绝缘薄膜，该绝缘材料可以是单层的氮化硅薄膜，可以是单层的氧化硅薄膜，也可以是氧化硅/氮化硅的叠层薄膜。钝化层覆盖源漏极层、刻蚀阻挡层和栅极绝缘层、主要用于隔开源漏极层内的源极、漏极等，避免其相互之间短接，同时用于使源漏极层与位于其上的金属层绝缘。

采用一次光刻工艺，对钝化层208的预定区域进行刻蚀，露出显示区内的源漏极层和扇出区的栅极层。该光刻过程可以采用氟系等氧化性气体所形成电浆的干法蚀刻工艺实现。

请参照图2(j)，在钝化层208上制备像素电极层209。

采用磁控溅射方式，在强磁场作用下，在钝化层208上溅射一层氧化铟锡薄膜。控制磁控溅射基板的温度低于100度，此时形成的氧化铟锡薄膜为非晶态，刻蚀速率高，不会有残留。

采用一次光刻工艺，对氧化铟锡薄膜进行图案化处理，形成像素电极的图案。

根据上述实施例可知：

本发明实施例提供了一种刻蚀阻挡型阵列基板的制备方法，该制备方法包括：在衬底上依次制备栅极层、栅极绝缘层；在栅极绝缘层上依次沉积金属氧化物半导体膜和蚀刻阻挡膜；在刻蚀阻挡膜上涂布一层光阻；采用半色调光罩对光阻进行曝光、显影，形成光阻图案；光阻图案包括位于显示区的第一光阻和位于扇出区的第二光阻，第一光阻包括中间部和位于中间部侧边与中间部相连的侧部，侧部的厚度小于中间部的厚度；采用氢氟酸系药剂湿法刻蚀工艺，对未被第一光阻和第二光阻保护的刻蚀阻挡膜进行刻蚀去除；采用草酸系药剂湿法刻蚀工艺，对未被第一光阻和第二光阻保护的金属氧化物半导体膜进行刻蚀去除；采用干法刻蚀工艺，对侧部进行刻蚀去除，对中间部和第二光阻进行刻蚀减薄；采用草酸系药剂湿法刻蚀工艺，对未被中间部的保护的刻蚀阻挡膜进行刻蚀去除；剥离掉剩余的光阻，得到图案化的有源层和蚀刻阻挡层；在刻蚀阻挡层上依次制备源漏极层、钝化层、以及像素电极层。该方法既节约一道光罩制程，节约了制作成本，又保护了有源层沟道区不受黄光、及刻蚀制程中药液的侵蚀及破坏，降低了沟道区与蚀刻阻挡层界面缺陷的风险，提高了刻蚀阻挡型阵列基板的性能。

综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。