显示基板、显示装置及显示基板的制作方法与流程

本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种显示基板、显示装置及显示基板的制作方法。

背景技术：

薄膜晶体管(thinfilmtransistor，简称tft)是场效应晶体管的种类之一，主要应用于平板显示装置中。

薄膜晶体管液晶显示器(thinfilmtransistorliquidcrystaldisplay，简称tft-lcd)具有体积小、功耗低、制造成本相对较低和无辐射等特点，在当前的平板显示器市场占据了主导地位。

有源矩阵有机发光二极管(activematrixorganiclightemittingdiode，简称amoled)显示技术被称为新一代显示技术，其采用独立的tft去控制每个发光单元，每个发光单元皆可以连续且独立的驱动发光。相比传统的tft-lcd，amoled显示装置具有画面切换快、视角宽、发光效率高、对比度高、可柔性和超薄显示等优势。

上述显示装置的显示基板上的tft通常包括顶栅和底栅两种类型。如图1所示，现有一种底栅型tft包括：在衬底基板10上依次设置的栅极01、绝缘层02、有源层03、刻蚀阻挡层04和源漏极层，源漏极层的源极05和漏极06相对设置且分别与有源层03连接。

对于性能优良的tft，需要具备较大的阈值电压，较高的开关态电流比，较小的亚阈值摆幅，以及较高的稳定性，这些对有源层的结构、表面缺陷态、载流子浓度和载流子迁移率等特性提出了较高的要求。然而，有源层的上述特性对tft性能的影响存在非单一性，这为tft性能的研究改善带来了很大的困难。例如，若要tft具备较大的阈值电压，就需要有源层具有较低的载流子浓度和较低的载流子迁移率；若要tft具备较高的开关态电流比，则又需要有源层具有较高的载流子浓度和较高的载流子迁移率。

因此，如何提高tft的性能，从而提高显示装置的产品品质，是本发明亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明实施例的目的是提供一种显示基板、显示装置及显示基板的制作方法，以改善tft的性能，提高显示装置的产品品质。

本发明实施例所提供的显示基板，包括衬底基板以及设置于所述衬底基板上的底栅型tft，所述tft包括：

有源层，包括沿远离所述衬底基板的方向载流子浓度依次减小的第一浓度层、第二浓度层和第三浓度层，所述第二浓度层包括用于与源极连接的第一连接部和用于与漏极连接的第二连接部，所述第三浓度层曝露出所述第一连接部和所述第二连接部；

刻蚀阻挡层，设置于所述有源层远离所述衬底基板的一侧且不超出所述第三浓度层的边缘；

源极和漏极，设置于所述刻蚀阻挡层远离所述衬底基板的一侧且分别与所述第一连接部和所述第二连接部连接。

在本发明实施例技术方案中，有源层的第一浓度层具有较高的载流子浓度和迁移率，从而可以提高tft的开态电流；第二浓度层的第一连接部和第二连接部分别与源极和漏极连接，当tft启动时，可以为第一浓度层传输载流子，从而可以提高tft的阈值电压；第三浓度层的载流子浓度最低，当采用等离子体增强化学气相沉积方式形成刻蚀阻挡层的膜层时，第三浓度层可以有效阻挡气体氛围中的氢原子向沟道区扩散，从而增加了tft的稳定性。采用该技术方案，tft的性能显著改善，从而使得包含该显示基板的显示装置的产品品质显著提高。

可选的，所述有源层的材质包括氧化物半导体，所述氧化物半导体包括铟镓锌氧化物igzo。氧化物半导体具有迁移率高、亚阈值摆幅较小、关态电流低、可在室温下制备，以及可用于大面积显示等优点。

较佳的，所述第一浓度层的载流子浓度为10¹⁸～10²⁰/cm²，所述第二浓度层的载流子浓度为10¹⁵～10¹⁸/cm²。

优选的，所述第二浓度层和所述第三浓度层位于同一结构膜层，且与所述第一浓度层位于不同的结构膜层。

较佳的，所述刻蚀阻挡层边缘与所述第三浓度层边缘的间距为0.1～1μm。这样设计可以降低工艺管控难度，从而降低生产成本。

具体的，所述tft还可包括：设置于所述衬底基板的栅极，以及设置于所述栅极远离所述衬底基板一侧并覆盖所述栅极的绝缘层；所述有源层设置在所述绝缘层远离所述衬底基板的一侧并与所述栅极位置相对。

本发明实施例还提供一种显示装置，包括前述任一技术方案所述的显示基板。由于显示基板的tft性能较佳，因此，显示装置也具有较佳的产品品质。

本发明实施例还提供一种显示基板的制作方法，包括在衬底基板一侧制作底栅型tft，所述在衬底基板一侧制作底栅型tft，包括以下步骤：

形成有源层，所述有源层包括沿远离所述衬底基板的方向载流子浓度依次减小的第一浓度层、第二浓度层和第三浓度层，其中，所述第二浓度层包括用于与源极连接的第一连接部和用于与漏极连接的第二连接部，所述第三浓度层曝露出所述第一连接部和所述第二连接部；

在所述有源层远离所述衬底基板的一侧，形成不超出所述第三浓度层边缘的刻蚀阻挡层；

在所述刻蚀阻挡层远离所述衬底基板的一侧，形成分别与所述第一连接部和所述第二连接部连接的源极和漏极。

采用本发明实施例方法制作的显示基板，tft的性能较佳，该显示基板应用于显示装置，显示装置的产品品质也较高。

具体的，在所述形成有源层的步骤之前，所述制作方法还可包括：

在所述衬底基板上形成栅极；

在所述栅极远离所述衬底基板的一侧形成覆盖所述栅极的绝缘层。

较佳的，所述形成有源层，具体包括以下步骤：

依次形成第一有源膜层、第二有源膜层和光刻胶膜层，所述第一有源膜层的载流子浓度大于所述第二有源膜层的载流子浓度；

以掩模板为保护掩模，对所述光刻胶膜层进行曝光，使所述光刻胶膜层对应所述第一有源膜层和所述第二有源膜层的刻蚀区的区域完全曝光，对应所述第一连接部和所述第二连接部的区域未曝光，对应所述第三浓度层的区域部分曝光；

对曝光后的所述光刻胶膜层进行显影；

以显影后的所述光刻胶膜层为保护掩模，对所述第一有源膜层和所述第二有源膜层进行刻蚀；

对所述光刻胶膜层进行灰化，去除所述光刻胶膜层对应所述第三浓度层的区域的光刻胶；

以灰化后的所述光刻胶膜层为保护掩模，对所述第二有源膜层进行表面载流子浓度降低的处理；

去除所述第二有源膜层表面残留的所述光刻胶膜层。

可选的，所述第一有源膜层和所述第二有源膜层的材质为氧化物半导体，所述氧化物半导体包括铟镓锌氧化物igzo。

较佳的，形成所述第一有源膜层的气体氛围的氧气o2的浓度比例大于零且不大于10％；形成所述第二有源膜层的气体氛围的氧气o2的浓度比例大于10％且不大于50％。

较佳的，所述以灰化后的所述光刻胶膜层为保护掩模，对所述第二有源膜层进行表面载流子浓度降低的处理，包括：

以灰化后的所述光刻胶膜层为保护掩模，对所述第二有源膜层进行含氧等离子体轰击处理。

较佳的，所述形成第一有源膜层，包括：对所述第一有源膜层远离所述衬底基板的一侧表面进行氩气ar等离子体轰击处理。

附图说明

图1为现有显示基板的底栅型tft示意图；

图2为本发明一实施例显示基板的tft示意图；

图3为本发明一实施例中有源层与刻蚀阻挡层示意图；

图4为本发明一实施例显示装置示意图；

图5为本发明一实施例显示基板的制作方法流程图；

图6为本发明一实施例中有源层的制作方法流程图；

图7为本发明一实施例中有源层的制作流程示意图。

附图标记：

现有技术部分：

10-衬底基板；01-栅极；02-绝缘层；03-有源层；04-刻蚀阻挡层；05-源极；

06-漏极。

本发明实施例部分：

100-衬底基板；3-有源层；31-第一浓度层；32-第二浓度层；

33-第三浓度层；321-第一连接部；322-第二连接部；5-源极；6-漏极；

4-刻蚀阻挡层；3a-第一结构膜层；3b-第二结构膜层；1-栅极；2-绝缘层；

30a-第一有源膜层；30b-第二有源膜层；7-光刻胶膜层；8-掩模板；

200-显示基板。

具体实施方式

为改善tft的性能，提高显示装置的产品品质，本发明实施例提供了一种显示基板、显示装置及显示基板的制作方法。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明作进一步详细说明。

如图2所示，本发明实施例提供的显示基板，包括衬底基板100以及设置于衬底基板100上的底栅型tft，该tft包括：

有源层3，包括沿远离衬底基板100的方向载流子浓度依次减小的第一浓度层31、第二浓度层32和第三浓度层33，第二浓度层32包括用于与源极5连接的第一连接部321和用于与漏极6连接的第二连接部322，第三浓度层33曝露出第一连接部321和第二连接部322；

刻蚀阻挡层4，设置于有源层3远离衬底基板100的一侧且不超出第三浓度层33的边缘；

源极5和漏极6，设置于刻蚀阻挡层4远离衬底基板100的一侧且分别与第一连接部321和第二连接部322连接。

除上述结构外，tft还包括：设置于衬底基板100上的栅极1，以及设置于栅极1远离衬底基板100一侧并覆盖栅极1的绝缘层2；有源层3设置在绝缘层2远离衬底基板100的一侧并与栅极1位置相对。

上述显示基板的具体类型不限，例如可以为tft-lcd显示基板、amoled显示基板，或者其它包含tft的显示基板等。

上述实施例中，衬底基板100的具体材质不限，例如可以采用玻璃、树脂，或塑料等。栅极1、源极5和漏极6的具体材质不限，例如可以包括铝al、银al、铜cu、钼mo，或铬cr等。绝缘层2和刻蚀阻挡层4的具体材质不限，例如可以采用氮化硅sinx或二氧化硅sio2等。

上述实施例中，有源层3的具体材质不限，例如可以采用非晶硅、多晶硅或氧化物半导体等。优选采用氧化物半导体材质，包括但不限于铟镓锌氧化物igzo、氧化锌zno或氮氧化锌znon等。氧化物半导体的电学性能与形成时的环境氛围有很大关系，用作tft的有源层，具有迁移率高、亚阈值摆幅较小、关态电流低、可在室温下制备，以及可用于大面积显示等优点。

在本发明实施例技术方案中，有源层3的第一浓度层31具有较高的载流子浓度和迁移率，从而可以提高tft的开态电流；第二浓度层32的第一连接部321和第二连接部322分别与源极5和漏极6连接，当tft启动时，可以为第一浓度层31传输载流子，从而可以提高tft的阈值电压；第三浓度层33的载流子浓度最低，当采用等离子体增强化学气相沉积方式形成刻蚀阻挡层4的膜层时，第三浓度层33可以有效阻挡气体氛围中的氢原子向沟道区扩散，从而增加了tft的稳定性。采用该技术方案，tft的性能显著改善，从而使得包含该显示基板的显示装置的产品品质显著提高。

在本发明的较佳实施例中，第一浓度层31的载流子浓度为10¹⁸～10²⁰/cm²，第二浓度层32的载流子浓度为10¹⁵～10¹⁸/cm²。从而使得tft具有较高的开态电流，以及较高的阈值电压。

在本发明实施例中，第二浓度层32和第三浓度层33位于同一结构膜层，且与第一浓度层31位于不同的结构膜层。也就是说：有源层3的物理结构包括两个结构膜层，沿远离衬底基板100的方向，第一结构膜层3a即为有源层的第一浓度层31，第二结构膜层3b包括第二浓度层32和第三浓度层33，我们可以通过对第二结构膜层3b的特定区域进行表面载流子浓度降低处理，从而得到第三浓度层33。采用该技术方案，有源层3在制作时，便于形成不同浓度的载流子浓度层，并且不会破坏有源层3的表面结构，工艺可行易于管控，tft的性能较佳。

此外，第二浓度层32和第三浓度层33集成于同一结构膜层，可以减少一道成膜工序，降低结构的复杂度；第三浓度层33对应沟道区设置，既能有效阻挡气体氛围中的氢原子向沟道区扩散，从而增加tft的稳定性，又可以保证第二浓度层32与源极5和漏极6充分接触连接，接触电阻不至于过大，当tft启动时，第二浓度层32的第一连接部321和第二连接部322可以为第一浓度层31传输充分的载流子。另外接触电阻不至于过大，有助于提高开关态电流比，获得更高的发光效率，在高频显示中发热更低。

较佳的，如图3所示，刻蚀阻挡层4边缘与第三浓度层33边缘的间距s为0.1～1μm。当采用等离子体增强化学气相沉积方式形成刻蚀阻挡层4的膜层时，由于刻蚀阻挡层4边缘与第三浓度层33边缘之间具有上述间距s，使得第三浓度层33可以更加可靠的阻挡气体氛围中的氢原子向沟道区扩散。并且，这样设计能够降低工艺管控难度，降低生产成本。

如图4所示，本发明实施例还提供一种显示装置，包括前述任一技术方案的显示基板200。由于显示基板200的tft性能较佳，因此，显示装置具有较佳的产品品质。显示装置的具体类型不限，例如，可以为tft-lcd显示装置、amoled显示装置等等。显示装置的具体产品类型不限，例如，可以为显示器、显示屏、平板电视等等。

请结合图2和图5所示，本发明实施例还提供一种显示基板的制作方法，显示基板的tft在制作时，包括以下步骤：

步骤s3、形成有源层3，有源层3包括沿远离衬底基板100的方向载流子浓度依次减小的第一浓度层31、第二浓度层32和第三浓度层33，其中，第二浓度层32包括用于与源极5连接的第一连接部321和用于与漏极6连接的第二连接部322，第三浓度层33曝露出第一连接部321和第二连接部322；

步骤s4、在有源层3远离衬底基板100的一侧，形成不超出第三浓度层33边缘的刻蚀阻挡层4；

步骤s5、在刻蚀阻挡层4远离衬底基板100的一侧，形成分别与第一连接部321和第二连接部322连接的源极5和漏极6。

具体的，在步骤s3之前，制作方法还包括：

步骤s1、在衬底基板100上形成栅极1；

步骤s2、在栅极1远离衬底基板100的一侧形成覆盖栅极1的绝缘层2。

采用本发明实施例方法制作的显示基板，tft的有源层3的第一浓度层31具有较高的载流子浓度和迁移率，从而可以提高tft的开态电流；第二浓度层32的第一连接部321和第二连接部322分别与源极5和漏极6连接，当tft启动时，可以为第一浓度层31传输载流子，从而可以提高tft的阈值电压；第三浓度层33的载流子浓度最低，当采用等离子体增强化学气相沉积方式形成刻蚀阻挡层4的膜层时，第三浓度层33可以有效阻挡气体氛围中的氢原子向沟道区扩散，从而增加了tft的稳定性。由于tft的性能显著改善，因此使得包含该显示基板的显示装置的产品品质显著提高。

其中，有源层3的材质不限，可以为氧化物半导体。具体的，有源层3的材质可以为铟镓锌氧化物igzo、氧化锌zno或氮氧化锌znon等。

请结合图2、图6和图7所示，在本发明的一个实施例中，步骤s3具体包括以下步骤：

步骤s31、依次形成第一有源膜层30a、第二有源膜层30b和光刻胶膜层7，第一有源膜层30a的载流子浓度大于第二有源膜层30b的载流子浓度。

第一有源膜层30a和第二有源膜层30b采用物理气相沉积工艺形成。当第一有源膜层30a和第二有源膜层30b的材质为氧化物半导体时，形成第一有源膜层30a的气体氛围的氧气o2的浓度比例大于零且不大于10％，形成第二有源膜层30b的气体氛围的氧气o2的浓度比例大于10％且不大于50％，从而使第一有源膜层30a的载流子浓度大于第二有源膜层30b的载流子浓度，并分别处于合适的载流子浓度范围，使制作的tft具有较高的开态电流，以及较高的阈值电压。

在一个具体实施例中，第一有源膜层30a采用物理气相沉积工艺形成，气体氛围包括的氩气ar和氧气o2，还可进一步包括水蒸气h2o，氧气o2浓度比例大于零且不大于10％；气体氛围的气体流速为1～100sccm，温度为25～150℃，压强为0.1～10pa，物理气相沉积设备的功率为1～20kw。第二有源膜层30b采用物理气相沉积工艺形成，气体氛围包括氩气ar和氧气o2，氧气o2浓度比例大于10％且不大于50％；气体氛围的气体流速为1～100sccm，温度为25～150℃，压强为0.1～10pa，物理气相沉积设备的功率为1～20kw。

较佳的，在形成第一有源膜层30a后，可以对第一有源膜层30a远离衬底基板100的一侧表面进行氩气ar等离子体轰击处理，从而提高表面载流子浓度，进一步改善tft的性能。

步骤s32、以掩模板8为保护掩模，对光刻胶膜层7进行曝光，使光刻胶膜层7对应第一有源膜层30a和第二有源膜层30b的刻蚀区的区域完全曝光，对应第一连接部321和第二连接部322的区域未曝光，对应第三浓度层33的区域部分曝光。

掩模板8对应第三浓度层33的区域可以为具有双缝干涉结构的灰色调掩模区域(graytone)，也可以为具有半透膜结构的半色调掩模区域(halftone)。灰色调掩模技术的原理是，利用双缝干涉减弱透过光的光强，从而使对应区域的光刻胶部分曝光。半色调掩模技术的原理是，利用半透膜结构使光部分透过，从而使对应区域的光刻胶部分曝光。

步骤s33、对曝光后的光刻胶膜层7进行显影。

步骤s34、以显影后的光刻胶膜层7为保护掩模，对第一有源膜层30a和第二有源膜层30b进行刻蚀。

步骤s35、对光刻胶膜层7进行灰化，去除光刻胶膜层7对应第三浓度层33的区域的光刻胶。

步骤s36、以灰化后的光刻胶膜层7为保护掩模，对第二有源膜层30b进行表面载流子浓度降低的处理。

具体的，可以以灰化后的光刻胶膜层7为保护掩模，对第二有源膜层30b进行含氧等离子体轰击处理，从而降低第二有源膜层30b表面特定区域的载流子浓度。在一个具体实施例中，对第二有源膜层30b进行含氧等离子体轰击处理的气体氛围包括氧气o2、臭氧o3或一氧化二氮n2o，气体温度为20～350℃，气体压强为1～1000pa，处理时间为5～100s，等离子体轰击设备的功率为500w～8000w。

步骤s37、去除第二有源膜层30b表面残留的光刻胶膜层。

采用上述实施例方法，便于形成不同浓度的载流子浓度层，并且不会破坏有源层的表面结构，工艺可行易于管控，tft的性能较佳。此外，有源层的第二浓度层和第三浓度层集成于同一结构膜层，可以减少一道成膜工序，降低结构的复杂度，从而降低生产成本。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。