一种薄膜晶体管膜层、制造方法和装置与流程

本发明涉及晶体管制造领域，特别是涉及一种薄膜晶体管膜层、制造方法和装置。

背景技术：

目前，在液晶显示、有机电致发光、触摸屏等领域的实际应用中，均需要使用到薄膜晶体管控制像素的开启和关闭，因此高性能、低成本的薄膜晶体管一直是众多研究者不断攀登的高峰。而薄膜晶体管的制造中电极层和绝缘层的图案化过程复杂，需要通过五次的光刻、刻蚀工艺制作完成。因此，提高膜层的图案化就能迅速的制备薄膜晶体管。传统的图案化过程包括：(1)在清洗干净的玻璃基板上溅射膜层；(2)旋涂光刻胶并进行前烘；(3)使用光刻设备和掩模板对光刻胶曝光使其部分变性，易溶解于显影液；(4)利用显影液溶解部分光刻胶使膜层特定位置裸露出来，以进行刻蚀，(5)使用相应刻蚀液刻蚀裸露出的膜层，而未裸露的膜层不受影响；(6)去除光刻胶，完成膜层的图案化。传统的方法制作薄膜晶体管膜层的方法经过至少5次光刻和刻蚀工艺实现图案化，工艺周期长、生产成本高昂。而刻蚀工艺是目前实现电极、有源层和绝缘层等图案化的必需工艺，可采用湿法刻蚀或干法刻蚀，但两种方法都存在不足，如干法刻蚀设备要求较高，成本也较高；而湿法刻蚀使用化学试剂存在一定环境危害性，以及对人体的潜在损伤。

因此，如何提供一种缩短工艺周期、降低制造薄膜晶体管成本以及对人身体安全的薄膜晶体管膜层、制造方法和装置，成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种成膜成本低、刻蚀工艺次数少、对人身体安全的薄膜晶体管膜层、制造方法和装置。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种薄膜晶体管膜层，所述膜层包括：第一膜层、第二膜层、第三膜层、第五膜层、第一图案化膜层和第二图案化膜层，所述第一膜层上设置有所述第二膜层，所述第二膜层上设置有所述第三膜层，所述第三膜层上设置有所述第五膜层，所述第五膜层上设置有所述第一图案化膜层，所述第一图案化膜层上设置有所述第二图案化膜层。

可选的，所述膜层还包括第四膜层，所述第四膜层位于所述第三膜层上，所述第四膜层用于溶解显影液得到所述第五膜层。

为实现上述目的，本发明还提供了如下方案：

一种薄膜晶体管膜层的制造方法，所述膜层的制造方法包括：

在清洗干净的玻璃基板上溅射第一膜层；

在所述第一膜层上涂覆正/负极性材料得到第二膜层；

在所述第二膜层上旋涂光刻胶并进行前烘形成正极性材料的第三膜层；

对所述第三膜层进行曝光得到变性的第四膜层，使所述第四膜层能够溶解于显影液；

利用显影液溶解所述光刻胶得到间隔裸露的第五膜层；

利用刻蚀液刻蚀所述第五膜层中的裸露部分；

去除所述光刻胶，得到第一图案化膜层；

在所述第一图案化膜层上旋涂负/正极性材料得到第二图案化膜层。

可选的，所述在所述第一膜层上涂覆正/负极性材料得到第二膜层，所述涂覆方法包括旋涂法、刮涂法和滴涂法。

可选的，所述极性材料是在室温下稳定存在的具有正性和负性的材料。

可选的，所述极性材料包括：铁相晶体材料、极性高分子聚合物和空间电荷驻极体材料。

为实现上述目的，本发明还提供了如下方案：

一种薄膜晶体管膜层的制造装置，所述制造装置包括：

第一膜层获取模块，用于在清洗干净的玻璃基板上溅射第一膜层；

第二膜层获取模块，用于在所述第一膜层上涂覆正/负极性材料得到第二膜层；

第三膜层获取模块，用于在所述第二膜层上旋涂光刻胶并进行前烘形成正极性材料的第三膜层；

第四膜层获取模块，用于对所述第三膜层进行曝光得到变性的第四膜层，使所述第四膜层能够溶解于显影液；

第五膜层获取模块，用于利用显影液溶解所述光刻胶得到间隔裸露的第五膜层；

刻蚀模块，用于利用刻蚀液刻蚀所述第五膜层中的裸露部分；

第一图案化膜层获取模块，用于去除所述光刻胶，得到第一图案化膜层；

第二图案化膜层获取模块，用于在所述第一图案化膜层上涂覆负/正极性材料得到第二图案化膜层。

可选的，所述第二膜层获取模块与所述第二图案化膜层获取模块中的极性材料是在室温下可稳定存在的具有正性和负性的材料。

可选的，所述第二膜层获取模块与所述第二图案化膜层获取模块中的极性材料包括：铁相晶体材料、极性高分子聚合物和空间电荷驻极体材料。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明是在第一图案化膜层的基础上直接得到第二图案化膜层，无需重新构造第一膜层、第二膜层、第三膜层、第五膜层得到第二图案化膜层，显然，本发明的膜层结构可以缩短图案化膜层的制造工艺周期、降低制造薄膜晶体管膜层的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1薄膜晶体管膜层结构图；

图2为本发明实施例2薄膜晶体管膜层的制造方法流程图；

图3为本发明实施例3薄膜晶体管膜层的制造装置结构图；

图4为本发明实施例3极性化材料图案化示意图；

图5为本发明实施例3有源层制作示意图；

图6为本发明实施例3发光层制作示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种成膜成本低、刻蚀工艺次数少、对人身体安全的薄膜晶体管膜层、制造方法和装置。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1：

图1为本发明实施例1薄膜晶体管膜层结构图。如图1所示，一种薄膜晶体管膜层，所述膜层包括：第一膜层1、第二膜层2、第三膜层3、第五膜层5、第一图案化膜层6和第二图案化膜层7，所述第一膜层1上设置有所述第二膜层2，所述第二膜层2上设置有所述第三膜层3，所述第三膜层3上设置有所述第五膜层5，所述第五膜层5上设置有所述第一图案化膜层6，所述第一图案化膜层6上设置有所述第二图案化膜层7。

所述膜层还包括第四膜层4，所述第四膜层4位于所述第三膜层3上，所述第四膜层4用于溶解显影液得到所述第五膜层5。

实施例2：

图2为本发明实施例2薄膜晶体管膜层的制造方法流程图。如图2所示，一种薄膜晶体管膜层的制造方法，所述膜层的制造方法包括：

步骤101：在清洗干净的玻璃基板上溅射第一膜层；

步骤102：在所述第一膜层上涂覆正/负极性材料得到第二膜层；

步骤103：在所述第二膜层上旋涂光刻胶并进行前烘形成正极性材料的第三膜层；

步骤104：对所述第三膜层进行曝光得到变性的第四膜层，使所述第四膜层能够溶解于显影液；

步骤105：利用显影液溶解所述光刻胶得到间隔裸露的第五膜层；

步骤106：利用刻蚀液刻蚀所述第五膜层中的裸露部分；

步骤107：去除所述光刻胶，得到第一图案化膜层；

步骤108：在所述第一图案化膜层上涂覆负/正极性材料得到第二图案化膜层。

所述步骤102中的涂覆方法包括旋涂法、刮涂法和滴涂法。

所述极性材料是在室温下稳定存在的具有正性和负性的材料。所述极性材料包括：铁相晶体材料、极性高分子聚合物和空间电荷驻极体材料。

实施例3：

图3为本发明实施例3薄膜晶体管膜层的制造装置结构图。如图3所示，一种薄膜晶体管膜层的制造装置，所述制造装置包括：

第一膜层获取模块201，用于在清洗干净的玻璃基板上溅射第一膜层；

第二膜层获取模块202，用于在所述第一膜层上涂覆正/负极性材料得到第二膜层；

第三膜层获取模块203，用于在所述第二膜层上旋涂光刻胶并进行前烘形成正极性材料的第三膜层；

第四膜层获取模块204，用于对所述第三膜层进行曝光得到变性的第四膜层，使所述第四膜层能够溶解于显影液；

第五膜层获取模块205，用于利用显影液溶解所述光刻胶得到间隔裸露的第五膜层；

刻蚀模块206，用于利用刻蚀液刻蚀所述第五膜层中的裸露部分；

第一图案化膜层获取模块207，用于去除所述光刻胶，得到第一图案化膜层；

第二图案化膜层获取模块208，用于在所述第一图案化膜层上涂覆负/正极性材料得到第二图案化膜层。

图4为本发明实施例3极性化材料图案化示意图。如图4所示，由于正负性材料间表面亲和力较大，而负性材料与基板间表面亲和力较小，因此可根据表面亲和力不同可实现上层膜303的图案化，下层膜302制作完成后，也可制作无极性层304再旋涂正极性材料获得图案化的上层膜303。

图5为本发明实施例3有源层制作示意图。如图5所示，首先，将玻璃、硅片或聚酰亚胺等基板401清洗干净，再使用传统的光刻、刻蚀工艺，实现具有正极性或负极性栅极402的图案化，然后溅射绝缘层403，最后旋涂呈负极性或正极性的半导体材料。在绝缘层403上方旋涂极性相反材料过程中，区域a中的极性材料402、404亲和力较大，而非区域a的极性材料404与绝缘层403亲和力较小，从而直接获得图案化的有源层404。

图6为本发明实施例3发光层制作示意图。如图6所示，首先，使用清洗玻璃、硅片或聚酰亚胺等基板501，并在其上制作栅极502，绝缘层503、505和507，有源层504，以及源/漏极506，其中绝缘层507开有接触孔，以将漏极506引出连接像素电极508；然后，在绝缘层507上，使用负极性材料或正极性材料并进行图案化得到像素电极层508；

再次，旋涂正极性材料或负极性材料，由于绝缘层507为非极性材料，像素电极层408呈负极性或正极性，负极性材料与正极性材料亲和力较大，而极性材料与非极性材料亲和力较小，因此绝缘层507上不会形成负/正极性材料膜，而在像素电极层408直接形成图案化的发光层509。最后，对整个器件进行烘烤，将极性材料彻底固化。

制作顶栅或双栅tft的过程与上述制作底栅tft的过程类似，区别仅仅在于源/漏电极和有源层的制作顺序，而双栅tft是在底栅tft完成后再在绝缘层上制作顶栅电极。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。