薄膜晶体管驱动背板及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及薄膜晶体管驱动背板制造领域，特别是一种通过局部转化光导半导体材料，一步形成源极区域、漏极区域以及沟道的薄膜晶体管驱动背板及其制造方法。
【背景技术】
[0002]薄膜晶体管(TFT，Thin Film Transistor)目前主要应用于驱动液晶显示器(LCD，Liquid Crystal Display)和有机发光二极管(OLED, Organic Light-Emitting D1de)显示器的子像素。采用薄膜晶体管阵列制成的驱动背板，是显示屏能实现更高的像素密度、开口率和提升亮度的关键部件。目前TFT-LCD普遍采用基于非晶硅作为有源层的TFT背板。但是由于非晶硅(a-Si)迁移率过低，不能满足OLED显示屏、高清TFT-1XD以及3D显示的要求。而金属氧化半导体作为薄膜晶体管的有源层材料，由于其高迁移率，低沉积温度以及透明的光学特性被视为下一代的显示背板技术。目前吸引了世界范围内研究者得关注。高迁移率的特点使其能够满足未来显示技术对于高刷新频率、大电流薄膜晶体管的要求。而低于100°C的工艺温度，使得利用金属氧化制备柔性显示器件成为可能。
[0003]目前的薄膜晶体管驱动背板分为非晶硅(a_Si )薄膜晶体管驱动背板与多晶硅(Poly-Si)薄膜晶体管驱动背板二种。
[0004]非晶硅(a-Si)薄膜晶体管驱动背板的制作工艺主要包括以下步骤:
[0005]栅极(Gate)及扫描线形成，包括栅极层金属溅射成膜，栅极光刻。
[0006]栅极绝缘层及非晶娃小岛(Island)形成,包括:PECVD三层连续成膜，小岛光刻，小岛干刻等工艺制程，在玻璃基板上形成TFT用非晶硅小岛。
[0007]源、漏电极(S/D)、数据电极和沟道(Channel)形成，包括:S/D金属层溅射成膜，S/D光刻，S/D湿刻，沟道干刻等工艺制程，最终在玻璃基板上形成TFT的源、漏电极、沟道及数据线。到此，TFT已制作完成。
[0008]保护绝缘层(Passivit1n)及过孔(Via)形成,包括:PECVD成膜,光刻,过孔干刻等工艺制程。经过这些工艺，最终在玻璃基板上形成TFT沟道保护绝缘层及导通过孔。
[0009]透明象素电极ITO (Indium tin oxide,氧化铟锡)的形成,包括:ΙΤ0透明电极层的溅射成膜，ITO光刻，ITO湿刻等工艺制程，在玻璃基板上形成透明象素电极。至此，整个数组工序制作完成。
[0010]而低温多晶娃(Low Temperature Poly-Silicon ;LTPS)是新一代薄膜晶体管液晶显示器制造流程，所谓低温多晶硅(LTPS)技术主要是通过激光退火制程(Laser Anneal)将a-Si的薄膜转变为多晶硅(Poly-Si)薄膜层。多晶硅的晶体管电子移动速度较非晶硅提高百倍，具有显示画面反映速度快、高亮度和高分辨率等优点；此外，由于电子移动速度快，Poly-Si可作为驱动电路，因此可将周边驱动电路制作在玻璃基板上，以减轻其重量，达到轻薄化的要求。再者，由于LTPS TFT将驱动IC整合在IXD面板内，因此可降低IC成本，而且可减少IC后段加工所产生的不良率，因此亦可提升良率。
[0011]在现有技术一中，总共使用了八道光罩来制作出周边驱动电路的CM0STFT组件，其中N-TFT具有LDD结构。
[0012]首先在一绝缘基板(例如玻璃基板)上，依序沉积一缓冲层和一非晶硅膜层，该缓冲层的作用是在避免该玻璃基板内的杂质因后续的高温制程而扩散出来。接着，使用准分子激光技术(Excimer Laser ；EL)扫猫该非晶娃膜层，使该非晶娃结晶变成多晶娃而形成一多晶硅膜层。之后，进行微影蚀刻制程，通过一第一光阻图案(使用第一道光罩)，将在该玻璃基板上的多晶硅膜层图案化，以形成欲作为N-TFT和P-TFT的一多晶硅岛状物(polyisland),并接着沉积一栅极绝缘层。
[0013]接下来，进行N-TFT的N+离子注入步骤，形成一第二光阻图案(使用第二道光罩)于该栅极绝缘层上，其中该第二光阻图案将位于N-TFT的LDD结构和栅极区域的该多晶硅岛状物部份罩住以及将位于整个P-TFT区域的该多晶硅岛状物部份罩住，并接着对该多晶硅岛状物进行N+离子注入，形成N-TFT的S/D区域。
[0014]然后，剥除该第二光阻图案，并沉积一栅极金属层，再进行微影蚀刻制程，通过一第三光阻图案(使用第三道光罩)，将该栅极金属层图案化，以形成N-TFT和P-TFT的栅极金属。之后，直接以该栅极金属作为罩幕进行离子注入步骤，形成N-TFT的LDD结构。
[0015]然后，形成一第四光阻图案(使用第四道光罩)以覆罩整个N-TFT区域，并对P-TFT区域进行P+离子注入步骤，以形成P-TFT的S/D区域。进行至此，N-TFT和P-TFT的主要结构已大致完成。
[0016]接下来，剥除该第四光阻图案，并沉积一介电层于该玻璃基板上，并覆盖住该栅极金属，然后对该介电层和该栅极绝缘层进行微影蚀刻制程，通过一光阻图案(使用第五道光罩)，形成N-TFT和P-TFT的第一介层洞，以裸露出N-TFT和P-TFT的S/D。接着，沉积一金属层并填充该第一介层洞，然后对该金属层进行微影蚀刻制程，通过一光阻图案(使用第六道光罩)，形成N-TFT和P-TFT的S/D金属电极，可作为数据线(dataline)，与该LCD面板上的像素区域和该面板外部的电路作连接。
[0017]接下来，沉积一保护层于玻璃基板上，并覆盖住该S/D金属电极，对该保护层进行微影蚀刻制程，通过一光阻图案(使用第七道光罩)，形成N-TFT和P-TFT的第二介层洞，以裸露出部份的S/D金属电极。接着，沉积一氧化铟锡层(ITO)并填充该第二介层洞，然后对该氧化铟锡层进行微影蚀刻制程，通过一光阻图案(使用第八道光罩)，形成ITO连接电极，可与该LCD面板外部的电路作连接。
[0018]可见，现有技术的驱动背板的制造繁多，整体流程周期很长，需要大量金属材料，非常耗费人力以及影响设备稼动率。
【发明内容】
[0019]针对现有技术中的缺陷，本发明提供了薄膜晶体管驱动背板及其制造方法，克服了现有技术的困难，通过局部转化光导半导体材料，一步形成源极区域、漏极区域以及沟道，制造工序简单，整体流程周期短，不需要大量金属材料，减少了人力，提高了设备稼动率。
[0020]根据本发明的一个方面，提供一种薄膜晶体管，包括
[0021]一透光绝缘基板；
[0022]若干不透光的栅电极，形成于透光绝缘基板上；
[0023]一栅极绝缘膜，形成于透光绝缘基板上，覆盖栅电极；以及
[0024]一图案化的光导半导体层，形成于栅极绝缘膜上，光导半导体层包含与栅电极沿透光绝缘基板方向重叠区域和超出区域，超出区域通过电磁辐射转化为导体，分别为薄膜晶体管的源极区域和漏极区域。
[0025]优选地，超出区域通过一紫外线照射转化为导体。
[0026]优选地，重叠区域被遮盖，未被光线照射，仍为半导体。
[0027]优选地，光导半导体层包含铟、镓和锌氧化物。
[0028]优选地，光导半导体层从两个相对的方向超出栅电极。
[0029]优选地，透光绝缘基板的材料是玻璃或柔性介电材料。
[0030]根据本发明的另一个方面，还提供一种薄膜晶体管的制造方法，至少包括以下步骤:
[0031 ] 在一透光绝缘基板上形成若干不透光的栅电极，在透光绝缘基板上形成一栅极绝缘膜，覆盖栅电极；以及
[0032]在栅极绝缘膜上形成一图案化的光导半导体层，光导半导体层包含与栅电极沿透光绝缘基板方向重叠区域和超出区域，通过电磁辐射转化超出区域为导体，分别为薄膜晶体管的源极区域和漏极区域。
[0033]优选地，电磁辐射转化步骤中，提供一紫外线，穿透透光绝缘基板，仅照射到光导半导体层超出栅电极的部分。
[0034]优选地，重叠区域被遮盖，未被光线照射，仍为半导体。
[0035]优选地，光导半导体层包含铟、镓和锌氧化物。
[0036]优选地，光导半导体层从两个相对的方向超出栅电极。
[0037]优选地，透光绝缘基板的材料是玻璃或柔性介电材料。
[0038]根据本发明的另一个方面，还提供一种薄膜晶体管驱动背板，包括
[0039]一透光绝缘基板；
[0040]若干不透光的栅电极，形成于透光绝缘基板上；
[0041]一栅极绝缘膜，形成于透光绝缘基板上，覆盖栅电极；
[0042]一图案化的光导半导体层，形成于栅极绝缘膜上，光导半导体层包含与栅电极沿透光绝缘基板方向重叠区域和超出区域，通过电磁辐射转化超出区域为导体，分别为薄膜晶体管的源极区域和漏极区域；以及
[0043]一图形化的保护层，覆盖光导半导体层，保护层上形成有露出漏极区域的像素电极接触孔；
[0044]像素电极，通过像素电极接触孔耦接漏极区域；以及
[0045]一绝缘层，形成于保护层上，露出部分像素电极。
[0046]优选地，超出区域通过一紫外线照射转化为导体。
[0047]优选地，重叠区域被遮盖，未被光线照射，仍为半导体。
[0048]优选地，光导半导体层包含铟、镓和锌氧化物。
[0049]优选地，光导半导体层从两个相对的方向超出栅电极。
[0050]优选地，像素电极的材料包括氧化铟锡。
[0051]根据本发明的另一个方面，还提供一种薄膜晶体管驱动背板的制造方法，至少包括以下步骤:
[0052]在一透光绝缘基板上形成若干不透光的栅电极，在透光绝缘基板上形成一栅极绝缘膜，覆盖栅电极；
[0053]在栅极绝缘膜上形成一图案化的光导半导体层，光导半导体层包含与栅电极沿透光绝缘基板方向重叠区域和超出区域，通过电磁辐射转化超出区域为导体，分别为薄膜晶体管的源极区域和漏极区域；
[0054]形成一图形化的保护层，覆盖光导