基板及其制造方法、显示装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及半导体显示领域，尤其涉及一种可改善铜扩散和/或光刻胶剥落的基 板及其制造方法与显示装置。
【背景技术】
[0002] 金属铜（Cu)由于其良好的导电性能，在作为高PPI、大尺寸显示器件等领域的TFT 栅极或源/漏电极金属方面具有显著优势。然而，铜作为TFT的栅极或源/漏电极时，容易 扩散到有源层或LCD/OLED的器件层，而影响到器件的应用。此外，光刻胶在金属铜表面的 附着力较弱，铜电极在刻蚀时容易发生光刻胶剥落（peel-off)现象（见图1)，影响铜电极 的刻蚀及TFT特性。
[0003] 目前，业内多采用铜扩散阻止层（barrier)防止铜的扩散，即扩散阻止层/铜，扩 散阻止层/铜/扩散阻止层，铜/扩散阻止层的双层或三层结构，扩散阻止层通常用金属 层、金属氮化物层、金属合金等，如Ti、Mo、MoN、MoNb等。当对这种多层结构电极进行刻蚀 时，多会发生刻蚀残留或过刻等现象，影响TFT特性。此外，为了解决铜表面光刻胶的剥落， 很多科研人员对光刻胶的涂膜工艺、后烘等工艺都进行了开发，但结果不是很理想。
[0004] 有鉴于此，特提出本发明。
【发明内容】
[0005] (一）要解决的技术问题
[0006] 本发明要解决的是金属铜作为TFT的栅极和源/漏电极时发生的铜扩散和/或光 刻胶剥落的技术问题。
[0007](二）技术方案
[0008] 为了解决上述技术问题，作为本发明的第一目的即提供了一种基板，具体技术方 案如下：
[0009] 一种基板，包括衬底，以及在衬底上形成的铜电极和光刻胶层，在所述铜电极与光 刻胶层之间还设有铜扩散/光刻胶剥落改善层。
[0010] 本发明所述的基板，所述铜扩散/光刻胶剥落改善层由包括主分子链、分子表面 基团和分子链端基团的材料形成。
[0011] 其中，所述分子表面基团为可与铜形成结合键的基团，优选所述分子表面基团包 括-SH和-S0 3H等具有相同功能的基团中的一种或多种。
[0012] 其中，所述分子链端基团与光刻胶接触，为可与光刻胶反应形成化合键或与光刻 胶具有相同表面性的基团。
[0013] 当光刻胶为正性胶时，所述分子链端基包括-OH，-C00H和-CH0等具有相同功能 的基团中的一种或多种；当光刻胶为负性胶时，分子链端基团为-6h等具有相同功能的基 团。
[0014] 具体而言，所述铜扩散/光刻胶剥落改善层可由聚丙烯酸（PAA)，甲氧基苯胺 (POMA)、聚苯乙烯马来酸酐、聚乙烯亚胺和/或巯基十一烷酸（MUA)等具有相同功能的有机 材料形成。
[0015] 本发明所述的基板，所述铜扩散/光刻胶剥落改善层的厚度为3nm到500nm。
[0016] 本发明所述的基板，所述的铜电极为栅极或源/漏电极。
[0017] 本发明所述的基板，所述铜电极（栅极、源/漏电极）为单层铜或单层铜与扩散 阻止层构成的双层结构，双层结构中单层铜为与所述铜扩散/光刻胶剥落改善层接触的顶 层，所述扩散阻止层由聚丙烯酸，甲氧基苯胺、聚苯乙烯马来酸酐、聚乙烯亚胺和/或巯基 十一烷酸（可以为多种材料的混合物）形成。
[0018] 本发明的第二目的在于保护上述基板的制造方法，所述方法包括如下步骤：
[0019] (1)在衬底上形成铜电极；
[0020] (2)在铜电极上形成铜扩散/光刻胶剥落改善层；
[0021] (3)在所述铜扩散/光刻胶剥落改善层上涂覆光刻胶，即得。
[0022] 本发明的第三目的在于保护一种显示装置，该显示装置含有上述基板。所述的显 示装置可以为：电子纸、手机、平板电脑、电视机、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有 显示功能的产品或部件。
[0023] (三）有益效果
[0024] 本发明通过在铜电极与光刻胶层中间加入一铜扩散/光刻胶剥落改善层，该铜扩 散/光刻胶剥落改善层由包含不同功能基团，即分子表面基团和分子链端基团的材料形 成。其中分子表面基团与铜之间能够形成很强的结合键，以固定铜离子并防止铜扩散；分子 链端基团与光刻胶具有相同的表面性（亲/疏水性）、或与光刻胶形成很强的共价键的基 团，可有效防止光刻胶的剥落。
【附图说明】
[0025] 图1为光刻胶在铜电极湿刻时发生的剥落现象示意图；
[0026] 图2为实施例1所述基板结构分解示意图；
[0027] 图3为实施例5所述基板结构分解示意图；
[0028] 图4为实施例6所述基板结构分解示意图；
[0029] 图5为实验例1中实验对象的结构分解示意图；
[0030] 图6为实验例1中巯基^^一烷酸层对铜扩散影响的效果示意图；
[0031] 其中，1为衬底，2为栅极，3为铜扩散/光刻胶剥落改善层；3-1为分子表面基团； 3-2为分子链端基团；4为光刻胶层；5为栅极绝缘层；6为刻蚀阻挡层；7为源/漏电极；8 为沟道层；9为硅衬底；10为巯基^^一烷酸层；10-1为-SH基团；11为铜层。
【具体实施方式】
[0032] 本发明所述的基板，具体改进点在于在常规铜电极与光刻胶层之间形成一铜扩散 /光刻胶剥落改善层，利用该铜扩散/光刻胶剥落改善层防止铜扩散和光刻胶剥落。
[0033] 其中，所述铜扩散/光刻胶剥落改善层由包括主分子链、分子表面基团和分子链 端基团的材料形成，利用不同特性基团对不同材料表面起到的差异作用来解决上述技术问 题，如分子表面基团与铜（或铜离子）之间形成很强的结合键，固定铜离子并防止铜扩散， 分子链端基团可固定光刻胶，防止光刻胶剥落。
[0034] 上述分子表面基团包括-SH和-S03H等具有相同功能的基团中的一种或多种。这 类基团与铜接触后对于铜离子有很强的结合力，可有效防止铜扩散，本领域技术人员可知 晓及预见，除-SH和-S0 3H外，其他可与铜或铜离子形成结合键的分子表面基团同样可用于 实现本发明，本发明不再一一例举说明。
[0035] 其中，所述分子链端基团为可与光刻胶反应形成化合键或与光刻胶具有相同表面 性的基团，利用分子链端基团与光刻胶的特殊相互作用防止光刻胶脱落。
[0036] 具体而言，当光刻胶为正性胶时，所述分子链端基团包括-OH，-COOH，-CHO等水性 基团中的一种或多种；当光刻胶为负性胶时，分子链端基团为-6h等碳链基团，以实现更有 针对性的防止光刻胶脱落的技术效果。同时本领域技术人员可知晓及预见，除上述例举的 基团外，其他具备相同功能的分子链端基团同样可用于实现本发明。
[0037] 本发明所述铜扩散/光刻胶剥落改善层优选由聚丙烯酸（PAA)，甲氧基苯胺 (POMA)、聚苯乙烯马来酸酐（PSMA)、聚乙烯亚胺（PEI)和/或巯基^^一烷酸（MUA)等具有相 同功能的有机材料形成，这类材料的应用效果显著。
[0038] 同时，为了更好地解决上述技术问题，进一步确保所述铜电极的特性不受到实质 影响，本发明对铜扩散/光刻胶剥落改善层的厚度也进行了优选限定，所述厚度在3nm到 500nm范围内为宜。
[0039] 本发明所述的基板，其中，所述铜电极为栅极或源/漏电极，优选所述铜电极为单 层铜或更优选单层铜与扩散阻止层构成的双层结构，该双层结构中单层铜为与所述铜扩散 /光刻胶剥落改善层接触的顶层，所述扩散阻止层由聚丙烯酸，甲氧基苯胺、聚苯乙烯马来 酸酐、聚乙烯亚胺和/或巯基十一烷酸形成（与所述铜扩散/光刻胶剥落改善层的材料选 择范围相同，但所述扩散阻止层可采用与所述铜扩散/光刻胶剥落改善层相同或不同的材 料）。当所述铜电极为单层铜与扩散阻止层构成的双层结构时，扩散阻止层可起到阻止单层 铜从底部扩散的目的（全方位有效阻止铜扩散）进一步确保铜电极的TFT特性。
[0040] 本发明同时保护了上述基板的制造方法，该制造方法包括如下步骤：
[0041] (1)在衬底上形成铜电极；
[0042] (2)在铜电极上形成铜扩散/光刻胶剥落改善层；
[0043] (3)在所述铜扩散/光刻胶剥落改善层上涂覆光刻胶，即得。
[0044] 具体而言，当所述铜电极为栅极时，所述基板的制造方法可包括如下步骤：
[0045] (1)在衬底上形成栅极（铜电极）；
[0046] (2)在栅极上形成铜扩散/光刻胶剥落改善层；
[0047] (3)在所述铜扩散/光刻胶剥落改善层上涂覆光刻胶，即得。
[0048] 当所述铜电极为源/漏电极时，作为其中一种方案，所述基板（TFT结构为背沟道 刻蚀结构）的制造方法可包括如下步骤：
[0049] (1)在衬底上形成栅极，并对其进行图案化处理；
[0050] (2)在图形化的栅极上形成栅极绝缘层；
[0051] (3)在栅极绝缘层上形成沟道层，并对其进行图案化处理；
[0052] (4)在图案化的沟道层上形成铜电极，所述铜电极为源/漏电极；
[0053] (5)在源/漏电极上形成铜扩散/光刻胶剥落改善层；
[0054] (6)在所述铜扩散/光刻胶剥落改善层上涂覆光刻胶，即得。
[0055] 作为另一种技术方案，当所述铜电极为源/漏电极时，所述基板（TFT结构为刻蚀 阻挡结构）的制造方法还可包括如下步骤：
[0056] (1)在衬底上形成栅极，并对其进行图案化处理；
[0057] (2)在图形化的栅极上形成栅极绝缘层；
[0058] (3)在栅极绝缘层上形成沟道层，并对其进行图案化处理；
[0059] (4)在图案化的沟道层上形成刻蚀阻挡层；
[0060] (5)在图案化的刻蚀阻挡层上形成源/漏电极（铜电极）；
[0061] (6)在源/漏电极上形成铜扩散/光刻胶剥落改善层；
[0062] (7)在所述铜扩散/光刻胶剥落改善层上涂覆光刻胶，即得。
[0063] 此外，当所述铜电极为铜单层与所述扩散阻止层构成的双层结构时，上述方法还 进一步包括在顶层的单层铜下方形成扩散阻止层的步骤，该扩散阻止层的形成方法同所述 铜扩散/光刻胶剥落改善层，以最终得到从上至下呈"铜扩散/光刻胶剥落改善层+铜单层 +扩散阻止层"的三层复合结构，这种实施方式能够更进一步保障铜电极的TFT特性。
[0064] 本发明所述的基板，其中铜扩散/光刻胶剥落改善层由包括主分子链、分子表 面基团和分子链端基团的材料在铜电极上沉积得到，具体的沉积方法可选择旋涂（spin coatin