TFT基板及其制作方法与流程

本发明涉及薄膜晶体管技术领域，尤其涉及一种TFT基板及其制作方法。

背景技术：

液晶显示装置(Liquid Crystal Display，LCD)具有机身薄、省电、无辐射等众多优点，得到了广泛的应用，如：移动电话、个人数字助理(PDA)、数字相机、计算机屏幕或笔记本电脑屏幕等。

OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)显示器，也称为有机电致发光显示器，是一种新兴的平板显示装置，由于其具有制备工艺简单、成本低、功耗低、发光亮度高、工作温度适应范围广、体积轻薄、响应速度快，而且易于实现彩色显示和大屏幕显示、易于实现和集成电路驱动器相匹配、易于实现柔性显示等优点，因而具有广阔的应用前景。

OLED按照驱动方式可以分为无源矩阵型OLED(Passive Matrix OLED，PMOLED)和有源矩阵型OLED(Active Matrix OLED，AMOLED)两大类，即直接寻址和薄膜晶体管矩阵寻址两类。其中，AMOLED具有呈阵列式排布的像素，属于主动显示类型，发光效能高，通常用作高清晰度的大尺寸显示装置。

薄膜晶体管(Thin Film Transistor，简称TFT)是目前液晶显示装置和有源矩阵驱动式有机电致发光显示装置中的主要驱动元件，直接关系到高性能平板显示装置的发展方向。

氧化物半导体(Oxide Semiconductor)由于具有较高的电子迁移率，具有非晶结构，与非晶硅制程兼容性较高，从而在薄膜晶体管中得到了广泛的应用。氧化物半导体薄膜晶体管的导带是由金属离子的S轨道交叠而成，氧化物半导体的晶型(多晶还是非晶)对迁移率的影响不大。目前，氧化物半导体薄膜晶体管在市场上具有极强的竞争力，甚至有可能取代当前的主流技术-硅基薄膜晶体管技术。

顶栅极金属氧化物半导体薄膜晶体管有着优越的性能，如短沟道、低寄生电容等，已经被用于大尺寸OLED面板；顶栅结构中，沟道接源漏极区域的半导体通常通过导体化降低电阻，目前一般采取离子处理如离子注入等方法使半导体导体化。然而，离子处理导体化的半导体层通常不稳定，容易导致器件性能下降。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种TFT基板的制作方法，可避免氧化物半导体层两端的导体区影响对应于栅极下方的沟道区，提升TFT器件的电学性能。

本发明的目的还在于提供一种TFT基板，氧化物半导体层两端的导体区与对应于栅极下方的沟道区之间存在一段距离，从而可避免导体区影响沟道区，提升TFT器件的电学性能。

为实现上述目的，本发明首先提供一种TFT基板的制作方法，包括如下步骤：

步骤1、提供一基板，在所述基板上沉积一层氧化物半导体薄膜，并对所述氧化物半导体薄膜进行图形化处理，形成氧化物半导体层；

步骤2、在所述氧化物半导体层、及基板上沉积第一绝缘层，在所述第一绝缘层上沉积第一导电层；

在所述第一导电层上形成光阻层，并对所述光阻层进行图形化处理；

步骤3、以所述光阻层为遮挡层，对所述第一导电层进行蚀刻，得到栅极，所述栅极的尺寸小于所述光阻层的尺寸，且所述光阻层的边缘超出所述栅极的边缘一段距离；

步骤4、以所述光阻层与栅极为遮挡层，对所述第一绝缘层进行蚀刻，使所述第一绝缘层的边缘与所述栅极的边缘对齐；

步骤5、以所述光阻层为掩膜，在所述氧化物半导体层及基板上沉积半导体导体化诱导金属材料，形成位于所述第一绝缘层外围的诱导金属层，所述诱导金属层与所述第一绝缘层之间存在一定间隙；

步骤6、剥离所述光阻层，对所述诱导金属层进行退火处理，所述诱导金属层诱导其下方的氧化物半导体层导体化，在所述氧化物半导体层上形成分别位于两侧的第一导体区与第二导体区、以及位于所述第一导体区与第二导体区之间的半导体区，所述半导体区中对应于所述栅极下方的区域为沟道区；

步骤7、对所述诱导金属层进行氧化处理，使所述诱导金属层转化为不导电的金属氧化物层；

步骤8、在所述栅极、金属氧化物层、及氧化物半导体层上形成第二绝缘层；

对所述第二绝缘层、及金属氧化物层进行图形化处理，在所述第二绝缘层与金属氧化物层上形成对应于所述第一导体区上方的第一过孔以及对应于所述第二导体区上方的第二过孔；

在所述第二绝缘层上沉积第二导电层，对所述第二导电层进行图形化处理，形成源极与漏极，所述源极通过所述第一过孔与所述氧化物半导体层的第一导体区相接触，所述漏极通过所述第二过孔与所述氧化物半导体层的第二导体区相接触。

所述步骤3中，所述光阻层的边缘超出所述栅极的边缘的距离为0.1μm～2μm；

所述步骤5中，所述诱导金属层与所述第一绝缘层之间的间隙的宽度为0.1μm～2μm；

所述步骤6中，所述第一导体区、及第二导体区分别与所述沟道区之间的距离为0.1μm～2μm。

所述步骤5中，所述诱导金属层的材料为铝；所述步骤7中，所述金属氧化物层的材料为氧化铝；

所述步骤7中，采用退火处理或者氧气等离子体处理的方法对所述诱导金属层进行氧化处理。

所述TFT基板的制作方法还包括步骤9、在所述源极、漏极、及第二绝缘层上形成第三绝缘层，对所述第三绝缘层进行图形化处理，得到对应于所述漏极上方的第三过孔；

在所述第三绝缘层上沉积第三导电层，对所述第三导电层进行图形化处理，得到像素电极，所述像素电极通过所述第三过孔与所述漏极相接触。

所述TFT基板的制作方法还包括步骤9、在所述源极、漏极、及第二绝缘层上形成第三绝缘层，在所述第三绝缘层上沉积第三导电层，对所述第三导电层进行图形化处理，形成公共电极；

在所述公共电极及第三绝缘层上形成第四绝缘层，对所述第四绝缘层进行图形化处理，得到对应于所述漏极上方的第三过孔；

在所述第四绝缘层上沉积第四导电层，对所述第四导电层进行图形化处理，形成像素电极，所述像素电极通过所述第三过孔与所述漏极相接触。

本发明还提供一种TFT基板，包括基板、设于所述基板上的氧化物半导体层、设于所述氧化物半导体层的第一绝缘层、设于所述氧化物半导体层及基板上的金属氧化物层、设于所述第一绝缘层上的栅极、设于所述栅极、金属氧化物层、及氧化物半导体层上的第二绝缘层、以及设于所述第二绝缘层上的源极与漏极；

所述第一绝缘层的边缘与所述栅极的边缘对齐，所述金属氧化物层位于所述第一绝缘层的外围，且与所述第一绝缘层之间存在一定间隙；

所述氧化物半导体层包括分别位于两侧的第一导体区与第二导体区、以及位于所述第一导体区与第二导体区之间的半导体区，所述半导体区中对应于所述栅极下方的区域为沟道区；所述第一导体区与第二导体区上靠近所述半导体区一侧的边缘分别与所述金属氧化物层上靠近所述第一绝缘层一侧的边缘对齐；

所述第二绝缘层与金属氧化物层上设有对应于所述第一导体区上方的第一过孔以及对应于所述第二导体区上方的第二过孔；所述源极通过所述第一过孔与所述氧化物半导体层的第一导体区相接触，所述漏极通过所述第二过孔与所述氧化物半导体层的第二导体区相接触。

所述金属氧化物层与所述第一绝缘层之间的间隙的宽度为0.1μm～2μm；所述第一导体区、及第二导体区分别与所述沟道区之间的距离为0.1μm～2μm。

所述金属氧化物层的材料为氧化铝。

所述TFT基板还包括：位于所述源极、漏极、及第二绝缘层上的第三绝缘层、以及位于所述第三绝缘层上的像素电极；所述第三绝缘层上设有对应于所述漏极上方的第三过孔，所述像素电极通过所述第三过孔与所述漏极相接触。

所述TFT基板还包括：设于所述源极、漏极、及第二绝缘层上的第三绝缘层、设于所述第三绝缘层上的公共电极、设于所述公共电极及第三绝缘层上的第四绝缘层、以及设于所述第四绝缘层上的像素电极；所述第四绝缘层上设有对应于所述漏极上方的第三过孔，所述像素电极通过所述第三过孔与所述漏极相接触。

本发明的有益效果：本发明提供的一种TFT基板的制作方法，通过在栅极的蚀刻制程中对栅极进行过度蚀刻，使所述栅极的尺寸小于其上方光阻层的尺寸，且所述光阻层的边缘超出所述栅极的边缘一段距离，从而在后续沉积半导体导体化诱导金属材料时，形成的诱导金属层与对应于栅极下方的第一绝缘层之间存在一定间隙，采用诱导金属层诱导其下方的氧化物半导体层导体化后，形成的第一、及第二导体区分别与对应于所述栅极下方的沟道区之间存在一段距离，避免第一、及第二导体区影响沟道区，提升TFT器件的电学性能。本发明提供的一种TFT基板，氧化物半导体层上的第一、及第二导体区与对应于所述栅极下方的沟道区之间存在一段距离，从而可避免第一、及第二导体区影响沟道区，提升TFT器件的电学性能。

为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。

附图中，

图1为本发明的TFT基板的制作方法的流程图；

图2为本发明的TFT基板的制作方法的步骤1的示意图；

图3-4为本发明的TFT基板的制作方法的步骤2的示意图；

图5为本发明的TFT基板的制作方法的步骤3的示意图；

图6为本发明的TFT基板的制作方法的步骤4的示意图；

图7为本发明的TFT基板的制作方法的步骤5的示意图；

图8为本发明的TFT基板的制作方法的步骤6的示意图；

图9为本发明的TFT基板的制作方法的步骤7的示意图；

图10-11为本发明的TFT基板的制作方法的步骤8的示意图；

图12为本发明的TFT基板的制作方法的步骤9的第一实施例的示意图暨本发明的TFT基板的第一实施例的结构示意图；

图13为本发明的TFT基板的制作方法的步骤9的第二实施例的示意图暨本发明的TFT基板的第二实施例的结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。

请参阅图1，本发明首先提供一种TFT基板的制作方法，包括如下步骤：

步骤1、请参阅图2，提供一基板10，在所述基板10上沉积一层氧化物半导体薄膜，并对所述氧化物半导体薄膜进行图形化处理，形成氧化物半导体层20。

具体的，所述基板10为玻璃基板。

具体的，所述氧化物半导体层20的材料包括铟镓锌氧化物(IGZO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)、及铟镓锌锡氧化物(IGZTO)中的一种。

步骤2、请参阅图3-4，在所述氧化物半导体层20、及基板10上沉积第一绝缘层30，在所述第一绝缘层30上沉积第一导电层40；

在所述第一导电层40上形成光阻层50，并对所述光阻层50进行图形化处理。

具体的，所述第一绝缘层30的材料包括氧化硅(SiO_x)、氮化硅(SiN_x)、氮氧化硅(SiO_xN_x)、氧化铪(HfO)、及氧化铝(Al₂O₃)中的至少一种。

具体的，所述第一导电层40的材料为金属；优选的，所述第一导电层40的材料包括钼(Mo)、铝(Al)、铜(Cu)、及钛(Ti)中的至少一种。

步骤3、请参阅图5，以所述光阻层50为遮挡层，对所述第一导电层40进行蚀刻，得到栅极41，所述栅极41的尺寸小于所述光阻层50的尺寸，且所述光阻层50的边缘超出所述栅极41的边缘一段距离。

具体的，所述步骤3采用湿蚀刻的方法对所述第一导电层40进行蚀刻，在蚀刻过程中，通过控制蚀刻液的组分、浓度、及蚀刻时间等工艺参数，使所述栅极41相对于光阻层50的尺寸产生过度蚀刻的效果，即所述栅极41的尺寸小于所述光阻层50的尺寸，且所述光阻层50的边缘超出所述栅极41的边缘一段距离。

具体的，所述步骤3中，所述光阻层50的边缘超出所述栅极41的边缘的距离为0.1μm～2μm。

步骤4、请参阅图6，以所述光阻层50与栅极41为遮挡层，对所述第一绝缘层30进行蚀刻，使所述第一绝缘层30的边缘与所述栅极41的边缘对齐。

具体的，所述步骤4采用干蚀刻的方法对所述第一绝缘层30进行蚀刻。

步骤5、请参阅图7，以所述光阻层50为掩膜，在所述氧化物半导体层20及基板10上沉积半导体导体化诱导金属材料，形成位于所述第一绝缘层30外围的诱导金属层60，所述诱导金属层60与所述第一绝缘层30之间存在一定间隙。

具体的，所述步骤5中，由于所述光阻层50的边缘超出所述栅极41的边缘一段距离，且所述第一绝缘层30的边缘与所述栅极41的边缘对齐，因此，以该光阻层50为掩膜在所述氧化物半导体层20及基板10上沉积得到的诱导金属层60与所述第一绝缘层30之间存在一定间隙。

具体的，所述步骤5中，所述诱导金属层60与所述第一绝缘层30之间的间隙的宽度为0.1μm～2μm。

优选的，所述步骤5中，所述诱导金属层60的材料为铝。

步骤6、请参阅图8，剥离所述光阻层50，对所述诱导金属层60进行退火处理，所述诱导金属层60诱导其下方的氧化物半导体层20导体化，在所述氧化物半导体层20上形成分别位于两侧的第一导体区21与第二导体区22、以及位于所述第一导体区21与第二导体区22之间的半导体区23，所述半导体区23中对应于所述栅极41下方的区域为沟道区231。

具体的，所述步骤6中，对所述诱导金属层60进行退火处理时，退火温度为200～350℃，保温时间为30min～120min，优选为60min。

所述步骤6中，所述诱导金属层60诱导氧化物半导体层20导体化的机理为：高温退火过程中，所述诱导金属层60与所述氧化物半导体层20中的氧气反应，降低所述氧化物半导体层20中的氧含量，从而提高氧化物半导体层20中的导电性能，使其导体化。

具体的，所述步骤6中，所述第一导体区21、及第二导体区22分别与所述沟道区231之间的距离为0.1μm～2μm。

由于所述第一导体区21、及第二导体区22均与所述半导体区23中对应于所述栅极41下方的沟道区231之间存在一定距离，因此可避免第一、及第二导体区21、22对沟道区231造成影响，从而提升TFT基板的性能。

步骤7、请参阅图9，对所述诱导金属层60进行氧化处理，使所述诱导金属层60转化为不导电的金属氧化物层61。

具体的，当所述诱导金属层60的材料为铝时，所述步骤7中，所述金属氧化物层61的材料为氧化铝。

具体的，所述步骤7中，采用退火处理或者氧气等离子体处理的方法对所述诱导金属层60进行氧化处理。

所述步骤7中，通过对所述诱导金属层60进行氧化处理，使所述诱导金属层60转化为不导电的金属氧化物层61，可避免漏电。

具体的，所述步骤7中，所述金属氧化物层61与所述第一绝缘层30之间的间隙的宽度为0.1μm～2μm。

步骤8、请参阅图10-11，在所述栅极41、金属氧化物层61、及氧化物半导体层20上形成第二绝缘层70；

对所述第二绝缘层70、及金属氧化物层61进行图形化处理，在所述第二绝缘层70与金属氧化物层61上形成对应于所述第一导体区21上方的第一过孔71以及对应于所述第二导体区22上方的第二过孔72；

在所述第二绝缘层70上沉积第二导电层80，对所述第二导电层80进行图形化处理，形成源极81与漏极82，所述源极81通过所述第一过孔71与所述氧化物半导体层20的第一导体区21相接触，所述漏极82通过所述第二过孔72与所述氧化物半导体层20的第二导体区22相接触。

具体的，所述第二绝缘层70的材料包括氧化硅(SiO_x)、氮化硅(SiN_x)、氮氧化硅(SiO_xN_x)、氧化铪(HfO)、及氧化铝(Al₂O₃)中的至少一种。

具体的，所述第二导电层80的材料为金属；优选的，所述第二导电层80的材料包括钼(Mo)、铝(Al)、铜(Cu)、及钛(Ti)中的至少一种。

请参阅图12，当所述TFT基板用于制作OLED显示器时，所述TFT基板的制作方法还包括步骤9、在所述源极81、漏极82、及第二绝缘层70上形成第三绝缘层90，对所述第三绝缘层90进行图形化处理，得到对应于所述漏极82上方的第三过孔91；

在所述第三绝缘层90上沉积第三导电层100，对所述第三导电层100进行图形化处理，得到像素电极101，所述像素电极101通过所述第三过孔91与所述漏极82相接触。

请参阅图13，当所述TFT基板用于制作FFS型液晶显示器时，所述TFT基板的制作方法还包括步骤9、在所述源极81、漏极82、及第二绝缘层70上形成第三绝缘层90’，在所述第三绝缘层90’上沉积第三导电层100’，对所述第三导电层100’进行图形化处理，形成公共电极105’；

在所述公共电极105’及第三绝缘层90’上形成第四绝缘层110’，对所述第四绝缘层110’进行图形化处理，得到对应于所述漏极82上方的第三过孔115’；

在所述第四绝缘层110’上沉积第四导电层120’，对所述第四导电层120’进行图形化处理，形成像素电极125’，所述像素电极125’通过所述第三过孔115’与所述漏极82相接触。

上述TFT基板的制作方法，通过在栅极41的蚀刻制程中对栅极41进行过度蚀刻，使所述栅极41的尺寸小于其上方光阻层50的尺寸，且所述光阻层50的边缘超出所述栅极41的边缘一段距离，从而在后续沉积半导体导体化诱导金属材料时，形成的诱导金属层60与对应于栅极41下方的第一绝缘层30之间存在一定间隙，采用诱导金属层60诱导其下方的氧化物半导体层20导体化后，形成的第一、及第二导体区21、22与对应于所述栅极41下方的沟道区231之间存在一段距离，避免第一、及第二导体区21、22影响沟道区231，提升TFT器件的电学性能。在采用诱导金属层60诱导所述氧化物半导体层20导体化后，对所述诱导金属层60进行完全氧化，避免产生漏电；同时，由于光阻层50的边缘覆盖作用，沉积半导体导体化诱导金属材料时，无半导体导体化诱导金属材料沉积于第一绝缘层30的侧壁上，避免了残留的金属原子对TFT器件可靠性的影响。

请参阅图12或图13，基于上述TFT基板的制作方法，本发明还提供一种TFT基板，包括基板10、设于所述基板10上的氧化物半导体层20、设于所述氧化物半导体层20上的第一绝缘层30、设于所述氧化物半导体层20及基板10上的金属氧化物层61、设于所述第一绝缘层30上的栅极41、设于所述栅极41、金属氧化物层61、及氧化物半导体层20上的第二绝缘层70、以及设于所述第二绝缘层70上的源极81与漏极82；

所述第一绝缘层30的边缘与所述栅极41的边缘对齐，所述金属氧化物层61位于所述第一绝缘层30的外围，且与所述第一绝缘层30之间存在一定间隙；

所述氧化物半导体层20包括分别位于两侧的第一导体区21与第二导体区22、以及位于所述第一导体区21与第二导体区22之间的半导体区23，所述半导体区23中对应于所述栅极41下方的区域为沟道区231；所述第一导体区21与第二导体区22上靠近所述半导体区23一侧的边缘分别与所述金属氧化物层61上靠近所述第一绝缘层30一侧的边缘对齐；

所述第二绝缘层70与金属氧化物层61上设有对应于所述第一导体区21上方的第一过孔71以及对应于所述第二导体区22上方的第二过孔72；所述源极81通过所述第一过孔71与所述氧化物半导体层20的第一导体区21相接触，所述漏极82通过所述第二过孔72与所述氧化物半导体层20的第二导体区22相接触。

具体的，所述金属氧化物层61与所述第一绝缘层30之间的间隙的宽度为0.1μm～2μm；所述第一导体区21、及第二导体区22分别与所述沟道区231之间的距离为0.1μm～2μm。

具体的，所述基板10为玻璃基板。

具体的，所述金属氧化物层61的材料为氧化铝。

具体的，所述氧化物半导体层20的材料包括铟镓锌氧化物(IGZO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)、及铟镓锌锡氧化物(IGZTO)中的一种。

具体的，所述第一绝缘层30与第二绝缘层70的材料分别包括氧化硅(SiO_x)、氮化硅(SiN_x)、氮氧化硅(SiO_xN_x)、氧化铪(HfO)、及氧化铝(Al₂O₃)中的至少一种。

具体的，所述栅极41、源极81与漏极82的材料均为金属；优选的，所述栅极41、源极81与漏极82的材料均包括钼(Mo)、铝(Al)、铜(Cu)、及钛(Ti)中的至少一种。

请参阅图12，当所述TFT基板用于OLED显示器中时，所述TFT基板还包括：位于所述源极81、漏极82、及第二绝缘层70上的第三绝缘层90、以及位于所述第三绝缘层90上的像素电极101；所述第三绝缘层90上设有对应于所述漏极82上方的第三过孔91，所述像素电极101通过所述第三过孔91与所述漏极82相接触。

请参阅图13，当所述TFT基板用于FFS型液晶显示器中时，所述TFT基板还包括：设于所述源极81、漏极82、及第二绝缘层70上的第三绝缘层90’、设于所述第三绝缘层90’上的公共电极105’、设于所述公共电极105’及第三绝缘层90’上的第四绝缘层110’、以及设于所述第四绝缘层110’上的像素电极125’；所述第四绝缘层110’上设有对应于所述漏极82上方的第三过孔115’，所述像素电极125’通过所述第三过孔115’与所述漏极82相接触。

上述TFT基板，氧化物半导体层20上的第一、及第二导体区21、22与对应于所述栅极41下方的沟道区231之间均存在一段距离，从而可避免第一、及第二导体区21、22影响沟道区231，提升TFT器件的电学性能。

综上所述，本发明提供一种TFT基板及其制作方法。本发明的TFT基板的制作方法，通过在栅极的蚀刻制程中对栅极进行过度蚀刻，使所述栅极的尺寸小于其上方光阻层的尺寸，且所述光阻层的边缘超出所述栅极的边缘一段距离，从而在后续沉积半导体导体化诱导金属材料时，形成的诱导金属层与对应于栅极下方的第一绝缘层之间存在一定间隙，采用诱导金属层诱导其下方的氧化物半导体层导体化后，形成的第一、及第二导体区分别与对应于所述栅极下方的沟道区之间存在一段距离，避免第一、及第二导体区影响沟道区，提升TFT器件的电学性能。本发明的TFT基板，氧化物半导体层上的第一、及第二导体区与对应于所述栅极下方的沟道区之间存在一段距离，从而可避免第一、及第二导体区影响沟道区，提升TFT器件的电学性能。

以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。