薄膜晶体管基板及其制作方法与流程

本发明涉及一种薄膜晶体管基板及其制作方法。

背景技术：

显示器现已广泛应用于各个显示领域，如家庭、公共场所、办公场及个人电子相关产品等。由氧化锌、氧化铟镓锌(IGZO)等构成的金属氧化物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技术。

在金属氧化物薄膜晶体管基板的制作过程中，为避免破膜等問題，蚀刻阻挡层整体的厚度不能太薄，然而，有源层上方的蚀刻阻挡层厚度较大又会导致TFT地形太高，可能导致基板表面不平整而易出现mura等现象。

技术实现要素：

为解决上述蚀刻阻挡层厚度导致的破膜、基板表面不平整的技术问题，有必要提供一种可改善破膜、基板表面不平整的技术问题的薄膜晶体管及其制作方法。

一种薄膜晶体管基板。该薄膜晶体管基板包括基底、设置于该基底上的栅极、覆盖该栅极及该基板的栅极绝缘层、设置于该栅极绝缘层上且对应于该栅极上方的有源层、蚀刻阻挡层、位于该蚀刻阻挡层上的源极与漏极、及覆盖该薄膜晶体管的一钝化层，该蚀刻阻挡层覆盖该有源层及该栅极绝缘层，该蚀刻阻挡层包括第一部分及第二部分，该第一部分位于该有源层的上方，该第二部分位于该第一部分的至少一侧，并设置于该栅极绝缘层上，该第一部分的厚度小于该第二部分的厚度。

一种薄膜晶体管基板的制作方法,其包括如下步骤：

提供一基底，并在该基底上形成一栅极；

形成一栅极绝缘层以覆盖该基板和该栅极；

在该栅极绝缘层上形成一有源层并图案化该有源层，使该有源层正对该栅极的位置；

形成覆盖该栅极绝缘层和该有源层的蚀刻阻挡层；

对该蚀刻阻挡层进行蚀刻，使该蚀刻阻挡层形成位于该有源层上方且完全覆盖该有源层的第一部分，及位于该第一部分的至少一边的第二部分，该第二部分设置于该栅极绝缘层上，该第一部分的厚度小于该第二部分的厚度；

于图案化后的该蚀刻阻挡层上形成源极、漏极及钝化层。

相较于现有技术，本发明所提供的薄膜晶体管基板及其制作方法，使用灰阶掩膜蚀刻该蚀刻阻挡层，使位于该有源层上方的该蚀刻阻挡层的厚度小于该蚀刻阻挡层其它位置的厚度，这样可以降低薄膜晶体管基板的地形高度并减少破膜的问题。

附图说明

图1是本发明具体实施方式薄膜晶体管基板的结构示意图。

图2是本发明具体实施方式薄膜晶体管基板的制作方法的流程图。

图3至图14是本发明具体实施方式薄膜晶体管基板的制作方法各部流程的剖视图。

主要元件符号说明

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

如图1所示，为本发明具体实施方式所提供的薄膜晶体管基板10。该薄膜晶体管基板10包括基底11、栅极12、栅极绝缘层13、有源层14、蚀刻阻挡层15、源极16、漏极17、钝化层18及电极层19。

该栅极12设置在该基底11上。该栅极绝缘层13覆盖该栅极12。该有源层14设置在该栅极绝缘层13上且位于该栅极12的上方。该蚀刻阻挡层15铺设于该栅极绝缘层13上并覆盖该有源层14。该蚀刻阻挡层15包括第一部分151及第二部分152，该第一部分151与该第二部分152相连接，该第一部分151位于该有源层14上，并完全覆盖该有源层14，该第二部分152位于该第一部分151的两侧，并覆盖该栅极绝缘层13未被该有源层14及该第一部分151覆盖的区域，该第一部分151及该第二部分152的分界点为该蚀刻阻挡层15沿该有源层14的边缘向下开始弯折处，该第二部分152的最高点与该第一部分151的最高点处于同一水平线上，该第一部分151的厚度小于该第二部分152的厚度。该第一部分151对应该有源层14的位置上开设有第一通孔1511及第二通孔1512，该第一通孔1511及该第二通孔1512贯穿该蚀刻阻挡层15直至暴露出该有源层14。该源极16、该漏极17设置在该蚀刻阻挡层15上，其中该源极16通过该第一通孔1511与该有源层14电性连接，该漏极17通过该第二通孔1512与该有源层14电性连接。该钝化层18覆盖该源极16、该蚀刻阻挡层15、该漏极17及该栅极绝缘层13。该钝化层18上对应该漏极17的位置开设有接触孔181，该接触孔181贯穿该钝化层18直至暴露出该漏极17。该电极层19设置在该钝化层18上，并通过该接触孔181与该漏极17电性连接。可以理解，该薄膜晶体管基板10还包括形成在该基底11上并与该栅极12电性连接的扫描线(图未示)以及形成在该栅极绝缘层13上并与该源极16电性连接的数据线(图未示)等结构，此为本领域技术人员所习知的技术，在此不再赘述。本实施方式中，该蚀刻阻挡层15的材质优选为光致抗蚀剂，但并不局限于此，在其他实施方式中，该蚀刻阻挡层15也可选用其他材质。

在本实施方式中，该有源层14选自金属氧化物材料，例如IGZO、IZO或IAZO等材料，但并不局限于此。在其它实施方式中，该有源层也可选用其它适合的材料。

虽然上述已经对本实施方式的薄膜晶体管基板的结构进行了详细的描述，但仅用以说明本发明的技术方案而非限制，如在其他实施方式中，蚀刻阻挡层可以不为铺设整层覆盖有源层及栅极绝缘层的形式，在其他实施方式中，蚀刻阻挡层可以为仅位于对应栅极上方并覆盖有源层的结构方式。

如图2所示，为本发明具体实施方式所提供的一种薄膜晶体管基板10的制作方法的流程图，请同时参阅图3至图12，该方法包括如下步骤：

步骤S101，提供基底11，并在该基底11上形成栅极12。具体地，如图3所示，首先提供该基底11，并在该基底11上形成一第一金属层121。该基底11的材质可以选自玻璃、石英、有机聚合物或其它可适用的透明材料。该第一金属层121的材质通常为金属材料，但也可以使用其它导电材料，例如合金、金属氧化物、金属氮化物或金属氮氧化物等。接着，如图4所示，利用光蚀刻工艺来图案化该第一金属层121以定义出该栅极12的位置。另外，在形成该栅极12的同时，也可以同时定义出与该栅极12电性连接的扫描线(图未示)。

步骤S102，形成栅极绝缘层13以覆盖基底11和栅极12。具体地，如图5所示，在该基底11与该栅极12上沉积栅极绝缘层13。所述栅极绝缘层13的材质可以选自无机材料(例如氧化硅、氮化硅以及氮氧化硅等)、有机材料或其它可适用的材料及其组合。该栅极绝缘层13形成的方法包括等离子体化学气相沉积工艺等。

步骤S103，在该栅极绝缘层13上正对该栅极的位置形成有源层14。具体地，首先，如图6所示，在该栅极绝缘层13上沉积一金属氧化物层141。该金属氧化物层141的材质，例如可以是铟镓锌氧化物(Indium Gallium Zinc Oxide，IGZO)、铟镓锌氧化物(Indium Gallium Zinc Oxide，IGZO)、铟锌氧化物(Indium Zinc Oxide，IZO)、镓锌氧化物(Gallium Zinc Oxide，GZO)、锌锡氧化物(Zinc Tin Oxide，ZTO)，或氧化锌(Zinc Oxide，ZnO)等。然后，如图7所示，利用蚀刻工艺来图案化该金属氧化物层141，以在该栅极绝缘层13上方正对该栅极12的位置形成该有源层14。

步骤S104，形成覆盖该栅极绝缘层13和该有源层14的一蚀刻阻挡层15，对该蚀刻阻挡层15进行图案化蚀刻，使位于该有源层14上方的该蚀刻阻挡层15的厚度小于该蚀刻阻挡层15其它部分的厚度。具体地，如图8所示，首先在该栅极绝缘层13和该有源层14上形成该蚀刻阻挡层15。接着，利用一灰阶掩膜或半阶掩膜对该蚀刻阻挡层15进行曝光显影，并图案化该蚀刻阻挡层15。如图9所示，通过蚀刻，使图案化后的该蚀刻阻挡层15具有第一部分151及第二部分152，该第一部分151位于该有源层14的正上方，并完全覆盖该有源层14，该第二部分152位于该第一部分151的旁边，并覆盖该栅极绝缘层13未被该有源层14及该第一部分151覆盖的区域，该第一部分151的厚度小于该第二部分152的厚度，以达到减小高度差，降低后续制程中破膜等问题。同时，该蚀刻阻挡层15还通过同一蚀刻步骤同时蚀刻得到对应该栅极12上设置的该第一通孔1511及该第二通孔1512。本实施方式中，该蚀刻阻挡层15的材质优选为光致抗蚀剂，因此可利用一灰阶掩膜直接对该蚀刻阻挡层15进行图案化曝光显影，但并不局限于此，在其他实施方式中，该蚀刻阻挡层15还可以选取其他材质。当该蚀刻阻挡层15的材质不为光致抗蚀剂时，可采用传统方法，如图10所示，在该蚀刻阻挡层15上先铺设一光阻层154，然后利用一灰阶掩膜或半阶掩膜对该光阻层154进行曝光显影，再对蚀刻阻挡层15进行图案化蚀刻，以得到如图9所示的具有第一部分151及第二部分152的该蚀刻阻挡层15。

本实施方式中，该蚀刻阻挡层15为整层铺设并覆盖该栅极绝缘层13及该有源层14，但并不局限于此种结构。如在其他实施方式中，图案化后的该蚀刻阻挡层15可仅位于对应该栅极12的上方并覆盖该有源层14的形式，及图案化后的该蚀刻阻挡层15仅具有覆盖该有源层14的第一部分151，如图11所示。

步骤S105，如图12及13所示，于图案化后的该蚀刻阻挡层15上沉积一第二金属层167及一第二光致抗蚀剂层168。与第一金属层121类似，该第二金属层167的材质通常为金属材料，但也可以使用其它导电材料，例如合金、金属氧化物、金属氮化物或金属氮氧化物等。对该第二光致抗蚀剂层168进行图案化曝光显影并对该第二金属层167进行蚀刻，得到彼此相对的该源极16及该漏极17，该源极16及该漏极17并通过该第一通孔1511及该第二通孔1512与该有源层14电性连接的。另外，在形成该源极16及该漏极17的同时，也可以同时定义出与该源极16电性连接的数据线(图未示)。

步骤S106，如图14所示，于该源极16及该漏极17上形成覆盖该源极16、该漏极17及该蚀刻阻挡层15的该钝化层18，并于该钝化层18上与该漏极17对应的位置形成该接触孔181，该接触孔181贯穿该钝化层直至暴露出该漏极17，接着在该钝化层18对应该漏极17的一侧沉积一电极层19，该电极层19通过该接触孔181与该漏极17电性连接。该接触孔181可以是利用光蚀刻工艺等来图案化该钝化层18形成。该钝化层18可以由氮化硅等无机材料或丙烯酸酯等有机材料形成。该电极层19的材质通常为透明导电材料，例如铟锡氧化物、铟锌氧化物、铝锌氧化物、氧化铟或是氧化锡等。

至此，该薄膜晶体管基板10制作完成。

相较于现有技术，本发明所提供的薄膜晶体管基板及其制作方法，使用灰阶掩膜蚀刻该蚀刻阻挡层，使位于该有源层上方的该蚀刻阻挡层的厚度小于该蚀刻阻挡层其它位置的厚度，这样可以降低薄膜晶体管基板的地形高度，在不影响产能的情况下减少破膜的问题。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。