TFT阵列基板及其制作方法与流程

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种tft阵列基板及其制作方法。

背景技术：

液晶显示装置(liquidcrystaldisplay，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。

有机发光二极管(organiclight-emittingdiode，oled)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(passivematrixoled，pmoled)和有源矩阵型oled(activematrixoled，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(thinfilmtransistor，tft)是目前液晶显示装置(liquidcrystaldisplay，lcd)和有源矩阵驱动式有机电致发光显示装置(activematrixorganiclight-emittingdiode，简称amoled)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。

薄膜晶体管具有多种结构，制备相应结构的薄膜晶体管有源层的材料也具有多种，其中，石墨烯、碳纳米管、碳化硅、二硫化钼等新型半导体材料因具有高的迁移率、适用于制备柔性透明器件而在薄膜晶体管领域得到了极大的重视。然而这些新型半导体材料都具有一个共同的特征，在制备晶体管的时候，只能通过干刻来进行图案化，而酸湿刻及化学气相沉积(chemicalvapordeposition，cvd)工艺易对这类半导体材料造成损伤及化学掺杂。

因此，开发一种保护新型半导体材料的晶体管制备工艺具有非常重要的意义。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种tft阵列基板的制作方法，将有源层设置为双层结构，既可以保护新型半导体材料的第一有源层免受湿蚀刻及cvd工艺的损伤，又可以使tft器件的有源层具有两种半导体材料的优良综合性能，且制作成本低。

本发明的目的在于提供一种tft阵列基板，有源层不仅具有较高的迁移率，而且薄膜缺陷数目较少，tft器件具有较高的可靠性。

为实现上述目的，本发明提供一种tft阵列基板的制作方法，包括如下步骤：

步骤s1、提供衬底基板，在所述衬底基板上沉积第一金属膜并图案化形成栅极，在所述衬底基板上形成覆盖栅极的栅极绝缘层；

步骤s2、在所述栅极绝缘层上形成第一半导体膜，所述第一半导体膜的材料为无机半导体材料或有机半导体材料；

步骤s3、在所述第一半导体膜上形成第二半导体膜并对该第二半导体膜进行图案化处理，得到对应于栅极上方的第二有源层；所述第二半导体膜的材料为金属氧化物半导体材料；

步骤s4、在所述第一半导体膜与第二有源层上沉积第二金属膜并图案化形成漏极与源极，所述漏极与源极分别从第二有源层两端延伸至第一半导体膜上；

步骤s5、以所述漏极、源极及第二有源层为遮蔽层，对所述第一半导体膜进行蚀刻处理，得到第一有源层，所述第一有源层和第二有源层共同组成有源层。

所述的tft阵列基板的制作方法还包括：

步骤s6、在所述栅极绝缘层上形成覆盖漏极、源极、及有源层的钝化层；在所述钝化层上形成对应于漏极上方的通孔；

步骤s7、在所述钝化层上沉积第三金属膜并图案化形成像素电极，所述像素电极通过所述通孔与所述漏极相连接。

所述第一半导体膜的材料为碳纳米管、石墨烯、碳化硅、二硫化钼或有机半导体材料；

所述第二有源层的材料为铟镓锌氧化物、氧化铟、氧化锌、硫化铜铟或铟镓砷化物。

所述步骤s5中，采用等离子干刻法对所述第一半导体膜进行蚀刻处理。

所述步骤s3中，采用磁控溅射或化学气相沉积的方式形成所述第二半导体膜。

所述步骤s3中，对第二半导体膜进行图案化处理的具体过程包括依次进行的光刻胶涂布步骤、曝光步骤、显影步骤、蚀刻步骤、去光刻胶步骤；其中，对第二半导体膜的蚀刻步骤采用湿法蚀刻进行蚀刻。

所述步骤s2中，采用涂布的方式形成所述第一半导体膜。

所述步骤s1中提供的衬底基板为聚酰亚胺基板、聚对苯二甲酸乙二醇酯基板或玻璃基板；

所述步骤s1中形成的栅极的材料为氧化铟锡或包括钼、铝、铜、钛、镉中的一种或多种的金属材料；

所述步骤s1中形成的栅极绝缘层为氮化硅层、氧化硅层、氧化铪层、氧化铝层或有机绝缘层；

所述步骤s4中形成的漏极及源极的材料为氧化铟锡或包括钼、铝、铜、钛、镉中的一种或多种的金属材料；

所述步骤s6中形成的钝化层为氮化硅层、氧化硅层、氧化铪层、氧化铝层或有机绝缘层。

本发明还提供一种tft阵列基板，包括衬底基板、设于衬底基板上的栅极、设于所述衬底基板上且覆盖栅极的栅极绝缘层、设于所述栅极绝缘层上且对应于栅极上方的有源层及设于所述有源层上且分别与所述有源层两端相接触的漏极与源极；

所述有源层包括设于所述栅极绝缘层上的第一有源层、及设于所述第一有源层上覆盖第一有源层中部的第二有源层，所述漏极与源极分别从第二有源层两端延伸至第一有源层上；

所述第一有源层的材料为无机半导体材料或有机半导体材料；

所述第二有源层的材料为金属氧化物半导体材料。

所述第一有源层的材料为碳纳米管、石墨烯、碳化硅、二硫化钼或有机半导体材料；

所述第二有源层的材料为铟镓锌氧化物、氧化铟、氧化锌、硫化铜铟或铟镓砷化物。

所述的tft阵列基板还包括设于所述栅极绝缘层上且覆盖所述漏极、源极的钝化层、设于钝化层上且对应位于所述漏极上方的通孔及设于钝化层上的像素电极；所述像素电极通过所述通孔与所述漏极相连接；

所述衬底基板为聚酰亚胺基板、聚对苯二甲酸乙二醇酯基板或玻璃基板；

所述栅极的材料为氧化铟锡或包括钼、铝、铜、钛、镉中的一种或多种的金属材料；

所述栅极绝缘层为氮化硅层、氧化硅层、氧化铪层、氧化铝层或有机绝缘层；

所述漏极及源极的材料为氧化铟锡或包括钼、铝、铜、钛、镉中的一种或多种的金属材料；

所述钝化层为氮化硅层、氧化硅层、氧化铪层、氧化铝层或有机绝缘层。

本发明的有益效果：本发明提供的一种tft阵列基板的制作方法，将有源层设置为双层结构，其中第一有源层采用碳纳米管、石墨烯、碳化硅、二硫化钼或有机半导体材料的新型半导体材料，第二有源层设置在第一有源层之上既可以作为蚀刻阻挡层保护新型半导体材料的第一有源层免受湿蚀刻及cvd工艺的损伤，又可以使tft器件的有源层具有两种半导体材料的优良综合性能；因此本发明制得的tft阵列基板其有源层不仅具有较高的迁移率，而且薄膜缺陷数目较少，tft器件具有较高的可靠性。

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他有益效果显而易见。

附图中，

图1为本发明的tft阵列基板的制作方法的流程示意图；

图2为本发明的tft阵列基板的制作方法的步骤s1的示意图；

图3为本发明的tft阵列基板的制作方法的步骤s2的示意图；

图4-5为本发明的tft阵列基板的制作方法的步骤s3的示意图；

图6-7为本发明的tft阵列基板的制作方法的步骤s4的示意图；

图8为本发明的tft阵列基板的制作方法的步骤s5的示意图；

图9为本发明的tft阵列基板的制作方法的步骤s6的示意图；

图10为本发明的tft阵列基板的制作方法的步骤s7的示意图暨本发明的tft阵列基板的结构示意图。

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，本发明提供一种tft阵列基板的制作方法，包括如下步骤：

步骤s1、如图2所示，提供衬底基板10，清洗衬底基板10，以物理气相沉积(pvd)的方式在所述衬底基板10上沉积一整面的第一金属膜，并通过图案化工艺处理该第一金属膜，得到栅极20；在对衬底基板10清洗后，通过化学气相沉积法在衬底基板10上形成覆盖栅极20的栅极绝缘层30。

具体地，所述步骤s1中提供的衬底基板10为聚酰亚胺(pi)基板聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)基板或玻璃基板，其中玻璃基板又包括石英玻璃、二氧化硅玻璃等。

具体地，所述步骤s1中形成的栅极20的材料为氧化铟锡(ito)或包括钼(mo)、铝(al)、铜(cu)、钛(ti)、镉(cr)中的一种或多种的金属材料；进一步地，在本实施例中，所述栅极20的材料为钼铝合金(mo/al)。

具体地，所述步骤s1中，所述栅极绝缘层30为氮化硅(si3n4)层、氧化硅(sio2)层、氧化铪(hfo2)层、氧化铝(al2o3)层或有机绝缘层等；进一步地，在本实施例中，以硅烷(sih4)和氨气(nh3)为反应性气体通过化学气相沉积法制备整面的氮化硅层，形成所述栅极绝缘层30。

步骤s2、如图3所示，对经步骤s1的衬底基板10进行清洗后，在所述栅极绝缘层30上形成第一半导体膜410。

具体地，所述步骤s2中，利用碳纳米管(swcnt)、石墨烯、碳化硅(sic)、二硫化钼(mos2)或有机半导体材料等其他新型半导体材料制作所述第一半导体膜410。

进一步地，在本实施例中，以涂布的方式将碳纳米管溶液在栅极绝缘层30上进行成膜、烘干，得到所述第一半导体膜410。

步骤s3、如图4-5所示，对经步骤s2的衬底基板10进行清洗后，采用磁控溅射或化学气相沉积的方式在所述第一半导体膜410上形成第二半导体膜420并对该第二半导体膜420进行图案化处理，得到对应于栅极20上方的第二有源层42。

具体地，所述步骤s3中所形成的第二有源层42的材料为铟镓锌氧化物(igzo)、氧化铟(in2o3)、氧化锌(zno)、硫化铜铟(cuins2)或铟镓砷化物(gaxin1-xas)等其他金属氧化物半导体材料。

具体地，所述步骤s3中，对第二半导体膜420进行图案化处理的具体过程包括依次进行的光刻胶涂布步骤、曝光步骤、显影步骤、蚀刻步骤、去光刻胶步骤；其中，对第二半导体膜420的蚀刻步骤采用湿法蚀刻对第二半导体膜420进行蚀刻。

步骤s4、如图6-7所示，对经步骤s3的衬底基板10进行清洗后，采用磁控溅射或化学气相沉积的方式在所述第一半导体膜410与第二有源层42上沉积一整面的第二金属膜，并通过图案化工艺处理该第二金属膜形成漏极51与源极52，所述漏极51与源极52分别从第二有源层42两端延伸至第一半导体膜410上。

具体地，所述步骤s4中，对第二金属膜进行图案化处理的具体过程包括依次进行的光刻胶涂布步骤、曝光步骤、显影步骤、蚀刻步骤、去光刻胶步骤；其中，对该第二金属膜的蚀刻步骤采用湿法蚀刻对该第二金属膜进行蚀刻。

具体地，所述步骤s4中形成的漏极51及源极52的材料为氧化铟锡或包括钼、铝、铜、钛、镉中的一种或多种的金属材料。

步骤s5、如图8所示，以所述漏极51、源极52及第二有源层42为遮蔽层，对所述第一半导体膜410进行蚀刻处理，得到第一有源层41，所述第一有源层41和第二有源层42共同组成有源层40。

具体地，所述步骤s5中，采用等离子干刻法对第一半导体膜410进行蚀刻处理。

步骤s6、如图9所示，在所述栅极绝缘层30上形成覆盖漏极51、源极52、及有源层40的钝化层60；对所述钝化层60进行图案化处理，在所述钝化层60上形成对应于漏极51上方的通孔61。

具体地，所述步骤s6中形成的钝化层60为氮化硅层、氧化硅层、氧化铪层、氧化铝层或有机绝缘层。

进一步地，在本实施例中，所述步骤s6以笑气(n2o)和硅烷(sih4)为反应气体通过化学气相沉积法制备整面的氧化硅层，得到所述钝化层60。

具体地，所述步骤s6中，对所述钝化层60进行图案化处理的具体过程包括依次进行的光刻胶涂布步骤、曝光步骤、显影步骤、蚀刻步骤、去光刻胶步骤；其中，对该钝化层60的蚀刻步骤采用等离子干刻对该所述钝化层60进行蚀刻。

步骤s7、如图10所示，在所述钝化层60上沉积第三金属膜并图案化形成像素电极70，所述像素电极70通过所述通孔61与所述漏极51相连接。

本发明的tft阵列基板的制作方法将有源层40设置为双层结构，其中第一有源层41采用碳纳米管、石墨烯、碳化硅、二硫化钼或有机半导体材料的新型半导体材料，第二有源层42设置在第一有源层41之上既可以作为蚀刻阻挡层(esl)保护新型半导体材料的第一有源层41免受湿蚀刻及cvd工艺的损伤，又可以使tft器件的有源层40具有两种半导体材料的优良综合性能；因此本发明制得的tft阵列基板其有源层40不仅具有较高的迁移率，而且薄膜缺陷数目较少，tft器件具有较高的可靠性。

请参阅图9，基于上述tft阵列基板的制作方法，本发明提供一种tft阵列基板，包括衬底基板10、设于衬底基板10上的栅极20、设于所述衬底基板10上且覆盖栅极20的栅极绝缘层30、设于所述栅极绝缘层30上且对应于栅极20上方的有源层40、设于所述有源层40上且分别与所述有源层40两端相接触的漏极51与源极52、设于所述栅极绝缘层30上且覆盖所述漏极51、源极52、及有源层40的钝化层60、设于所述钝化层60上对应于漏极51上方的通孔61及设于所述钝化层60上的像素电极70；

所述像素电极70通过所述通孔61与所述漏极51相连接；

所述有源层40包括设于所述栅极绝缘层30上的第一有源层41、及设于所述第一有源层41上覆盖第一有源层41中部的第二有源层42，所述漏极51与源极52分别从第二有源层42两端延伸至第一有源层41上，所述第一有源层41的材料为碳纳米管、石墨烯、碳化硅、二硫化钼或有机半导体材料等新型半导体材料。

具体地，所述第二有源层42的材料为铟镓锌氧化物、氧化铟、氧化锌、硫化铜铟或铟镓砷化物。

具体地，所述衬底基板10为pi基板、pet基板或玻璃基板。

具体地，所述栅极20的材料为氧化铟锡或包括钼、铝、铜、钛、镉中的一种或多种的金属材料。

具体地，所述栅极绝缘层30为氮化硅层、氧化硅层、氧化铪层、氧化铝层或有机绝缘层。

具体地，所述漏极51及源极52的材料为氧化铟锡或包括钼、铝、铜、钛、镉中的一种或多种的金属材料。

具体地，所述钝化层60为氮化硅层、氧化硅层、氧化铪层、氧化铝层或有机绝缘层。

本发明的tft阵列基板，将有源层40设置为双层结构，其中第一有源层41采用碳纳米管、石墨烯、碳化硅、二硫化钼或有机半导体材料的新型半导体材料，第二有源层42设置在第一有源层41之上既可以作为蚀刻阻挡层保护新型半导体材料的第一有源层41免受湿蚀刻及cvd工艺的损伤，又可以使tft器件的有源层40具有两种半导体材料的优良综合性能，有源层40不仅具有较高的迁移率，而且薄膜缺陷数目较少，tft器件具有较高的可靠性。

综上所述，本发明提供的一种tft阵列基板的制作方法，将有源层设置为双层结构，其中第一有源层采用碳纳米管、石墨烯、碳化硅、二硫化钼或有机半导体材料的新型半导体材料，第二有源层设置在第一有源层之上既可以作为蚀刻阻挡层保护新型半导体材料的第一有源层免受湿蚀刻及cvd工艺的损伤，又可以使tft器件的有源层具有两种半导体材料的优良综合性能；因此本发明制得的tft阵列基板其有源层不仅具有较高的迁移率，而且薄膜缺陷数目较少，tft器件具有较高的可靠性。

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后附的权利要求的保护范围。