金属氧化物阵列基板及显示面板的制作方法

[0001]
本实用新型涉及显示设备技术领域，尤其涉及一种金属氧化物阵列基板及显示面板。


背景技术：

[0002]
平面显示器件具有机身薄、省电、无辐射等众多优点，得到了广泛的应用。现有的平面显示器件主要包括液晶显示器件(liquid crystal display，lcd)及有机发光二极管显示器件(organic light emitting display，oled)，而平面显示器通常由上层基板和下层基板对合并形成，下层基板为薄膜晶体管(thin film transistor，tft)阵列基板。
[0003]
现有技术中，为了减少光刻次数，降低功耗，tft阵列基板的金属氧化物tft一般采用背沟道刻蚀结构，具体的，制备金属氧化物tft时，先在金属氧化物半导体图形上沉积金属层，并刻蚀形成金属电极和沟道，其中金属电极包括金属源极和金属漏极，然后在其上继续沉积形成保护层，保护层可以起到绝缘和保护的作用。
[0004]
然而，在沉积保护层时，金属电极容易被氧化，同时会有水或氢渗透进入沟道，影响了tft的性能。


技术实现要素：

[0005]
本实用新型提供了一种金属氧化物阵列基板及显示面板，避免了金属电极被氧化，同时阻止了水或氢渗透进入沟道，提升了tft的性能。
[0006]
第一方面，本实用新型提供了一种金属氧化物阵列基板，包括衬底基板、栅极、缓冲层、半导体图形、源极、漏极、氧化铝层和保护层；
[0007]
其中，栅极、缓冲层、半导体图形依次层叠设置在衬底基板上，源极和漏极连接于半导体图形的两侧，氧化铝层覆盖半导体图形，保护层层叠设置在源极、漏极和氧化铝层上。
[0008]
作为一种可选的方式，本实用新型提供的金属氧化物阵列基板，氧化铝层覆盖半导体图形、源极和漏极。
[0009]
作为一种可选的方式，本实用新型提供的金属氧化物阵列基板，氧化铝层为通过原子沉积方式形成的膜状结构。
[0010]
作为一种可选的方式，本实用新型提供的金属氧化物阵列基板，氧化铝层的厚度为为
[0011]
优选的，氧化铝层的厚度为
[0012]
作为一种可选的方式，本实用新型提供的金属氧化物阵列基板，缓冲层包括依次设置的第一缓冲层和第二缓冲层，第一缓冲层为氮化硅层，第二缓冲层为氧化硅层；
[0013]
其中，半导体图形设置在第二缓冲层上。
[0014]
作为一种可选的方式，本实用新型提供的金属氧化物阵列基板，保护层包括层叠设置的有机绝缘层和无机绝缘层，无机绝缘层位于有机绝缘层的背离氧化铝层的一侧。
90。
具体实施方式
[0032]
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0033]
首先，本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。
[0034]
其次，需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示装置或构件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0035]
此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个构件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0036]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0037]
平面显示器件具有机身薄、省电、无辐射等众多优点，得到了广泛的应用。现有的平面显示器件主要包括液晶显示器件(liquid crystal display，lcd)及有机发光二极管显示器件(organic light emitting display，oled)，而平面显示器通常由上层基板和下层基板对合并形成，下层基板为薄膜晶体管(thin film transistor，tft)阵列基板。
[0038]
现有技术中，为了减少光刻次数，降低功耗，tft阵列基板的金属氧化物tft一般采用背沟道刻蚀结构，具体的，制备金属氧化物tft时，先在金属氧化物半导体图形上沉积金属层，并刻蚀形成金属电极和沟道，其中金属电极包括金属源极和金属漏极，然后在其上继续沉积形成保护层，保护层可以起到绝缘和保护的作用。
[0039]
然而，在沉积保护层时，金属电极容易被氧化，同时会有水或氢渗透进入沟道，影响了tft的性能。
[0040]
具体的，在涂覆有机保护层时，涂覆过程中会有水经过沟道渗透进入tft，造成水渗透到半导体层的表面，而在沉积无机保护层时，在沉积的气体反应过程中会有氢等离子体渗透进入沟道至半导体层的表面，从而影响了tft的性能。
[0041]
为了解决上述问题，本实用新型实施例提供了一种金属氧化物阵列基板的制造方法、阵列基板及显示面板，避免了金属电极被氧化，同时阻止了水或氢渗透进入沟道，提升了tft的性能，提高了显示面板的显示质量。
[0042]
实施例一
[0043]
图1为本实用新型实施例提供的金属氧化物阵列基板的制造方法的流程图，如图1所示，本实施例提供的金属氧化物阵列基板的制造方法，包括：
[0044]
s100、在衬底基板上沉积形成栅金属层，并通过光刻工艺形成栅极。
[0045]
具体的，在衬底基板10上采用溅射或热蒸发的方法依次沉积上厚度约为具体的，在衬底基板10上采用溅射或热蒸发的方法依次沉积上厚度约为的栅金属层，衬底基板10可以为玻璃基板。其中，栅金属层可以选用cr、w、cu、ti、ta、mo、等金属或其合金，由多层金属组成的栅金属层也能满足需要。其后，通过一次普通的光刻工艺，形成栅极20。
[0046]
在形成层栅极20的同时也形成了阵列基板的扫描线，栅极20与扫描线连接。
[0047]
需要说明的是，本实施例的金属氧化物阵列基板的制造方法所制造的阵列基板，具有多个阵列排布的显示区域，而每个显示区域都会通过上述步骤形成栅极20，从而用以和后续步骤中形成的半导体图形40、源极50和漏极51组成薄膜晶体管，使得各个显示区域均可实现显示功能，而本实施例将以阵列基板一个显示区域内的结构为例结合其工艺过程来对本实用新型的创新点进行说明。
[0048]
图4为本实用新型实施例提供的金属氧化物阵列基板的制造方法中阵列基板处于第一状态的结构示意图，如图4所示，栅极20位于衬底基板10的表面。
[0049]
s200、在栅金属层上沉积缓冲层，并在缓冲层上沉积半导体层，通过光刻工艺在栅极上方形成半导体图形。
[0050]
具体的，在上述步骤的基础上，通过等离子增强的化学气相沉积(plasma enhanced chemical vapor deposition，pecvd)方法连续沉积厚度为的缓冲层，绝缘层30，其中缓冲层30的沉积材料可以选用氧化物、氮化物或者氧氮化合物。
[0051]
进一步的，缓冲层30可以是氮化硅薄膜、氧化硅或氮氧化硅薄膜，其中，沉积sinx薄膜时的反应气体为sih4，nh3，n2或sih2cl2，nh3，n2，而沉积sin
x
o
y
薄膜的反应气体为sih4、nh3、n2o、n2，沉积sio
x
薄膜对应的反应气体为sih4、n2o、n2。
[0052]
在缓冲层30沉积完成后，在其上通过溅射或热蒸发的方法沉积上厚度约为在缓冲层30沉积完成后，在其上通过溅射或热蒸发的方法沉积上厚度约为的金属氧化物半导体层，金属氧化物半导体层可以是igzo，也可以是采用ln-izo、itzo、itgzo、hizo、izo(inzno)、zno:f、in2o3:sn、in2o3:mo、cd2sno4、zno:al、tio2:nb、cd-sn-o或其他金属氧化物。
[0053]
在金属氧化物半导体层沉积完成后，通过一次普通的光刻工艺后，形成半导体图形40，其中，半导体图形40位于栅极20的上方，两者之间隔着缓冲层30。
[0054]
可选的，缓冲层30可以是单层也可以是多层，即缓冲层30可以由氮化物或氧化物中的任一种或多种层叠设置形成。优选的，使用sin
x
和sio
x
构成的双层薄膜，朝向基板一侧的是sin
x
层，sin
x
层的上方，即背离衬底基板10一侧的是sio
x
层，sio
x
层与金属氧化物半导体层接触。其中，为提升tft器件的性能，sio
x
的厚度为
[0055]
图2为本实用新型实施例提供的金属氧化物阵列基板的制造方法中在栅金属层上沉积缓冲层的流程图，如图2所示，在栅金属层上沉积缓冲层，具体包括：
[0056]
s201、在栅金属层上沉积由氮化硅构成的第一缓冲层。
[0057]
具体的，第一缓冲层覆盖栅极20。
[0058]
s202、在第一缓冲层上沉积由氧化硅构成的第二缓冲层。
[0059]
具体的，第二缓冲层覆盖第一缓冲层，第二缓冲层的厚度为从而可以提升薄膜晶体管的性能。
[0060]
图5为本实用新型实施例提供的金属氧化物阵列基板的制造方法中阵列基板处于第二状态的结构示意图，如图5所示，沉积形成的缓冲层30覆盖在栅极20的上方，在缓冲层30上与栅极20对应的位置形成了半导体图形40。
[0061]
s300、在半导体图形上形成源极和漏极。
[0062]
具体的，在上述步骤的基础上，采用溅射或热蒸发的方法依次沉积上厚度为具体的，在上述步骤的基础上，采用溅射或热蒸发的方法依次沉积上厚度为的金属层，然后通过一次普通的光刻工艺形成源极50和漏极51，其中源极50和漏极51部分覆盖在半导体图形40的上方与半导体图形40接触，且源极50和漏极51别位于半导体图形40的两侧，从而两者之间在半导体图形40上形成了沟道53。
[0063]
可选的，金属层的材料为金属cu，即源极50和漏极51的材料为金属cu，从而可以具备更小的电阻，而由于在形成源极50和漏极51的同时会形成阵列基板的数据线，因此采用金属cu为材料可以降低电信号传递的延迟，使得阵列基板的各个像素区域均可以得到充分的充电，保证了显示质量。
[0064]
图6为本实用新型实施例提供的金属氧化物阵列基板的制造方法中阵列基板处于第三状态的结构示意图，如图6所示，在半导体图形40的两侧上方形成了源极50和漏极51，同时源极50和漏极51形成了沟道53。
[0065]
s400、在缓冲层上通过原子沉积方式形成氧化铝层，氧化铝层至少覆盖半导体图形。
[0066]
具体的，在上述步骤的基础上，可以通过原子沉积(atomic layer deposition，ald)的方式，以单原子膜的形式，在形成有半导体图形40、源极50和漏极51的缓冲层30表面沉积氧化铝(al2o3)层60。氧化铝层60的厚度约为
[0067]
其中，氧化铝层60的覆盖范围包括半导体图形40。氧化铝层60具有很好的保护功能，可以有效的隔绝后续工艺中，在形成保护层70时，水、氢吸附或者进入金属氧化物tft的沟道53，避免了半导体图形40接触到水、氢等物质，从而提升金属氧化物tft的性能。
[0068]
优先的，氧化铝层60的厚度为即2～5个原子层，非常薄的氧化铝层60具有较好的透光性，在不用增加额外的光刻工艺下，对tft像素区域的透过率影响较小，从而保证了显示质量。
[0069]
作为一种可选的方式，氧化铝层60覆盖源极50、漏极51以及半导体图形40，即氧化铝层60覆盖在了整个薄膜晶体管的表面，从而在避免后续工艺中水、氢吸附和渗透的同时，还避免了在后续工艺中，金属电极源极50和漏极51被氧化，从而保证了薄膜晶体管的整体性能。
[0070]
图7为本实用新型实施例提供的金属氧化物阵列基板的制造方法中阵列基板处于第四状态的结构示意图，如图7所示，氧化铝层60的厚度较薄，同时覆盖了源极50和漏极51，同时由于半导体图形40在沟道53中露出，因此氧化铝层60在覆盖沟道53时，也覆盖了半导体图形40，从而对薄膜晶体管起到了很好的保护功能。
[0071]
s500、在氧化铝层上沉积保护层。
[0072]
具体的，保护层70覆盖氧化铝层60，保护层70具有一定的厚度，可以对其下方的薄膜晶体管的源极50、漏极51和半导体图形40起到绝缘和保护作用。
[0073]
作为一种可选的方式，图3为本实用新型实施例提供的金属氧化物阵列基板的制造方法中在氧化铝层上沉积保护层的流程图，如图3所示，在氧化铝层上沉积保护层，具体包括：
[0074]
s501、在氧化铝层上沉积有机绝缘层。
[0075]
具体的，在氧化铝层60上通过旋涂方式旋涂一层有机绝缘层701，通过阵列基板旋转时的离心力以及重力的作用，将落在阵列基板表面的有机材料流布涂覆在阵列基板的表面，其中，有机绝缘层701为c、h、o的有机化合物，对位于其下方的半导体图形40和电极起到绝缘和保护作用。
[0076]
进一步的，有机绝缘层701为有机感光树脂层，通过曝光显影，可以形成漏极51后续与透明导电层80的接触区域。
[0077]
需要说明的是，在旋涂方式形成有机绝缘701的过程中，会有水产生，而在重力作用下可能流入沟道53，而氧化铝层60可以起到很好的隔离作用，避免水渗透接触到薄膜晶体管，从而保证了tft的性能。
[0078]
图8为本实用新型实施例提供的金属氧化物阵列基板的制造方法中阵列基板处于第五状态的结构示意图，如图8所示，有机绝缘层701覆盖在氧化铝层60的上方。
[0079]
s502、在有机绝缘层上沉积无机绝缘层。
[0080]
具体的，在其上通过等离子增强的化学气相沉积(plasma enhanced chemical vapor deposition，pecvd)方法沉积厚度为的无机绝缘层702。其后，通过一次光刻工艺在保护层70上形成接触过孔90，接触过孔90位于保护层70上与漏极51对应的位置，从而在后续工艺中透明导电层80的材料可以进入接触过孔90，从而通过接触过孔90与漏极51电连接。
[0081]
可选的，无机绝缘层702为氮化硅层，其中，pecvd沉积的相应的反应气体是sih4，nh3，n2或sih2cl2，nh3，n2。
[0082]
需要说明的是，在通过pecvd气相沉积的过程中，会有氢等离子产生，有机绝缘层701和氧化铝层60可以有效地阻止沉积过程中产生的氢等离子体渗透到达沟道53的表面，从而提升金属氧化物tft的性能。
[0083]
图9为本实用新型实施例提供的金属氧化物阵列基板的制造方法中阵列基板处于第六状态的结构示意图，如图9所示，无机绝缘层702沉积在有机绝缘层701的上方，同时还形成了接触过孔90，使得漏极51可以露出，便于与后续工艺中的透明导电层80电连接。
[0084]
s600、在阵列基板的显示区域的对应位置沉积透明导电层，以在阵列基板的显示区域内形成像素电极。
[0085]
具体的，通过溅射或热蒸发的方法连续沉积上厚度约为的透明导电层80，透明导电层80的材料可以是ito或者izo，或者其他的透明金属氧化物，并通过一次光刻工艺形成透明像素电极。
[0086]
可选的，透明像素电极位于阵列基板的显示区域内，且通过接触过孔90与漏极51电连接。
[0087]
图10为本实用新型实施例提供的金属氧化物阵列基板的制造方法中阵列基板处
于第七状态的结构示意图，如图10所示，透明导电层80覆盖在无机绝缘层702的上方，且通过接触过孔90和漏极51电连接。
[0088]
本实用新型实施例提供的金属氧化物阵列基板的制造方法，在衬底基板上沉积形成栅金属层，并通过光刻工艺形成栅极；在栅金属层上沉积缓冲层，并在缓冲层上沉积半导体层，通过光刻工艺在栅极上方形成半导体图形；在半导体图形上形成源极和漏极；在缓冲层上通过原子沉积方式形成氧化铝层，氧化铝层至少覆盖半导体图形；在氧化铝层上沉积保护层，利用氧化铝层对金属电极和半导体图形起到隔离和保护作用，在保护层的沉积过程中，避免了金属电极被氧化，同时阻止了水或氢渗透进入沟道，提升了tft的性能，提高了显示面板的显示质量。
[0089]
实施例二
[0090]
本实施例提供了一种阵列基板，采用实施例一中的制造方法制造而成，其结构如图10所示。
[0091]
本实用新型提供的阵列基板，包括衬底基板10、栅极20、缓冲层30、半导体图形40、源极50、漏极51、氧化铝层60和保护层70。
[0092]
其中，栅极20、缓冲层30、半导体图形40依次层叠设置在衬底基板10上，源极50和漏极51连接于半导体图形40的两侧，氧化铝层60覆盖半导体图形40，保护层70层叠设置在源极50、漏极51和氧化铝层60上，从而通过氧化铝层60对半导体图形40的保护作用，避免了生产过程中的水或氢渗透到半导体图形40的表面，从而提升了tft的性能。
[0093]
作为一种可选的方式，本实用新型实施例提供的阵列基板，氧化铝层60覆盖半导体图形40、源极50和漏极51，从而使得氧化铝层60对源极50和漏极51也可以起到隔离和保护作用，避免源极50和漏极51被氧化。
[0094]
作为一种可选的方式，本实用新型实施例提供的阵列基板，氧化铝层60为通过原子沉积方式形成的膜状结构，这样，氧化铝层60可以具有较薄的结构。
[0095]
作为一种可选的方式，本实用新型实施例提供的阵列基板，氧化铝层60的厚度为作为一种可选的方式，本实用新型实施例提供的阵列基板，氧化铝层60的厚度为
[0096]
优选的，氧化铝层60的厚度为即2～5个原子层，这样，氧化铝层60可以具有较好的透光性，在不用增加额外的光刻工艺下，对tft像素区域的透过率影响较小，从而保证了显示质量。
[0097]
作为一种可选的方式，本实用新型实施例提供的阵列基板，缓冲层30包括依次设置的第一缓冲层和第二缓冲层，第一缓冲层为氮化硅层，第二缓冲层为氧化硅层。
[0098]
具体的，半导体图形40设置在第二缓冲层上，第二缓冲层的厚度为从而可以提升薄膜晶体管的性能。
[0099]
作为一种可选的方式，本实用新型实施例提供的阵列基板，保护层70包括层叠设置的有机绝缘层701和无机绝缘层702，无机绝缘层702位于有机绝缘层701的背离氧化铝层60的一侧。
[0100]
作为一种可选的方式，本实用新型实施例提供阵列基板，有机绝缘层701为有机感光树脂层，无机绝缘层702为氮化硅层。
[0101]
作为一种可选的方式，本实用新型实施例提供的阵列基板，还包括透明导电层80，
保护层70上设置有接触过孔90，透明导电层80通过接触过孔90与漏极51电连接。
[0102]
本实用新型实施例提供的阵列基板包括衬底基板、栅极、缓冲层、半导体图形、源极、漏极、氧化铝层和保护层，其中，栅极、缓冲层、半导体图形依次层叠设置在衬底基板上，源极和漏极连接于半导体图形的两侧，氧化铝层覆盖半导体图形，保护层层叠设置在源极、漏极和氧化铝层上，通过氧化铝层的隔离和保护作用，避免了金属电极被氧化，同时阻止了水或氢渗透进入沟道，提升了tft的性能，提高了显示面板的显示质量。
[0103]
实施例三
[0104]
本实施例提供一种显示面板，包括实施例二中的阵列基板，其中，阵列基板的具体结构以及功能均已在前述实施例二中进行了详细说明，因而此处不再赘述。
[0105]
显示面板可以为液晶显示面板，此时，显示面板包括彩膜基板、液晶层和实施例二中的阵列基板，液晶层夹设在彩膜基板和阵列基板之间。
[0106]
显示面板也可以为有机发光二极管显示面板，此时，显示面板包括实施例二中的阵列基板、封装层和有机层，其中有机层夹设在阵列基板和封装层之间
[0107]
需要说明的是，不论是液晶显示面板还是有机发光二极管显示面板，其阵列基板的薄膜晶体管上都设置有一层通过原子沉积方式形成氧化铝层，对薄膜晶体管起到隔离和保护作用，这样，在保护层的形成工艺过程中，避免了金属电极被氧化，同时阻止了水或氢渗透进入沟道，提升了薄膜晶体管的性能，提高了显示面板的显示质量。
[0108]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。