主动开关及其制作方法、显示装置与流程

本申请涉及显示技术领域，特别是涉及一种主动开关及其制作方法、显示装置。

背景技术：

igzo(indiumgalliumzincoxide,氧化铟镓锌)，它是一种新型半导体材料，有着比非晶硅更高的电子迁移率。igzo常常用在新一代高性能tft(thinfilmtransistor，薄膜晶体管)中作为沟道材料，从而提高显示面板分辨率。

在igzotft结构中，为了防止igzo背沟道的刻蚀损伤，通常采用esl(etchstoplayer，刻蚀阻挡层)结构，来防止背沟道刻蚀损伤，但是需要增加一道esl光罩；igzoesl一般用于大尺寸、高分辨率的显示面板设计中，其像素尺寸很小，为了防止cf(colorfilter，彩色滤光片)与array(阵列)基板结合时发生偏移而导致显示面板漏光或者其他显示亮度不均匀的问题，会选择将黑色矩阵或者色阻全部制作在array基板上，但是这样会增加tft结构的制作成本。如何在防止背沟道刻蚀损伤的同时降低tft结构的制作成本，是亟需解决的问题。

技术实现要素：

基于此，有必要针对如何在防止背沟道刻蚀损伤的同时降低tft结构的制作成本的问题，提供一种主动开关及其制作方法、显示装置。

一种主动开关，所述主动开关包括：

基板；

栅极，形成于所述基板上；

栅极绝缘层，形成于所述基板上、并覆盖所述栅极；

氧化物半导体层，形成于所述栅极绝缘层对应所述栅极的上方；

黑色矩阵，形成于所述栅极绝缘层上、并覆盖所述氧化物半导体层；

源极、漏极，形成于所述黑色矩阵上；其中，所述源极、漏极分别通过贯穿所述黑色矩阵的过孔与所述氧化物半导体层电连接。

在其中一个实施例中，所述主动开关还包括：

层间绝缘层，形成于所述源极、漏极上。

在其中一个实施例中，还包括：

色阻层，形成于所述层间绝缘层上。

在其中一个实施例中，还包括：

保护绝缘层，形成于所述色阻层上。

在其中一个实施例中，还包括：

像素电极，形成于所述保护绝缘层上；其中，所述像素电极与所述漏极通过贯穿所述保护绝缘层、色阻层及层间绝缘层的过孔电连接。

在其中一个实施例中，所述氧化物半导体层的材料为氧化铟镓锌。

在其中一个实施例中，所述黑色矩阵包括有机物和/或金属氧化物。

一种主动开关的制造方法，用于制造前述所述的主动开关，所述方法包括：

提供一基板，并在所述基板上沉积第一金属层，对所述第一金属层进行图案化处理形成栅极；

在所述栅极上形成栅极绝缘层；

在所述栅极绝缘层上沉积半导体层、并对所述半导体层进行刻蚀以形成对应于所述栅极上方的氧化物半导体层；

在所述氧化物半导体层上形成黑色矩阵、并在所述黑色矩阵上形成对应于所述氧化物半导体层两侧的过孔；

在所述黑色矩阵上沉积第二金属层，对所述第二金属层进行刻蚀以形成源极、漏极；其中，所述源极、漏极分别通过所述过孔与所述氧化物半导体层接触。

在其中一个实施例中，所述栅极绝缘层包括氧化硅和/或氮化硅。

一种显示装置，包括前述所述的主动开关。

上述主动开关，通过将原本的蚀刻阻挡层用黑色矩阵替代，亦可有效防止背沟道腐蚀，同时，由于黑色矩阵开孔的区域分别有源极、漏极进行遮挡，所以不存在漏光的现象；进一步地，由于省去了一层蚀刻阻挡层，也就相应可以减少一次蚀刻阻挡层的光罩，使得整个tft结构的制作成本得以降低。

附图说明

图1为一实施例中的主动开关的结构示意图；

图2为一实施例中的主动开关的制作方法流程图；

图3为根据图2中步骤s100形成的部分结构示意图；

图4为根据图2中步骤s200形成的部分结构示意图；

图5为根据图2中步骤s300形成的部分结构示意图；

图6为根据图2中步骤s400形成的部分结构示意图；

图7为根据图2中步骤s500形成的部分结构示意图；

图8为另一实施例中的主动开关的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。

请参照图1，为一实施例中的主动开关的结构示意图；该主动开关可以包括：基板10，栅极20，栅极绝缘层30，氧化物半导体层40，黑色矩阵50及源极610、漏极620。其中，栅极20形成于基板10上；栅极绝缘层30形成于基板10上、并覆盖栅极20；氧化物半导体层40，形成于栅极绝缘层30对应栅极20的上方；黑色矩阵50，形成于栅极绝缘层30上、并覆盖氧化物半导体层40；源极610、漏极620，形成于黑色矩阵50上；其中，源极610、漏极620分别通过贯穿黑色矩阵50的过孔与氧化物半导体层40电连接。

上述主动开关，通过将原本的蚀刻阻挡层用黑色矩阵替代，亦可有效防止背沟道腐蚀，同时，由于黑色矩阵开孔的区域分别有源极和漏极进行遮挡，所以不存在漏光的现象；进一步地，由于省去了一层蚀刻阻挡层，也就相应可以减少一次蚀刻阻挡层的光罩，使得整个tft结构的制作成本得以降低。

基板10可以是玻璃基板或塑料基板，其中，玻璃基板可以为无碱硼硅酸盐超薄玻璃，无碱硼硅酸盐玻璃具有较高的物理特性、较好的耐腐蚀性能、较高的热稳定性以及较低的密度和较高的弹性模量。

栅极20形成于基板10上，其中，栅极20的形成工艺可以包括射频磁控溅射、热蒸发、真空电子束蒸发以及等离子增强化学气相沉积工艺。可以理解，栅极20的形成工艺可以根据实际应用情况以及产品性能进行选择和调整，在此不作进一步的限定。栅极20的材料可以为钼、钛、铝和铜中的一种或者多种的堆栈组合；选用钼、钛、铝和铜作为栅极20材料可以保证良好的导电性能。可以理解，栅极20的材料可以根据实际应用情况以及产品性能进行选择和调整，在此不作进一步的限定。栅极20的厚度范围可以为2000埃-6000埃，可选地，栅极20的厚度可以为2000埃-4000埃，进一步地，栅极20的厚度可以为4000埃-6000埃。可以理解，栅极20的厚度可以根据实际应用情况以及产品性能进行选择和调整，在此不作进一步的限定。

栅极绝缘层30形成于基板10上，栅极绝缘层30的形成工艺可以包括射频磁控溅射、热蒸发、真空电子束蒸发以及等离子增强化学气相沉积工艺。可以理解，栅极绝缘层30的形成工艺可以根据实际应用情况以及产品性能进行选择和调整，在此不作进一步的限定。栅极绝缘层30的材料可以是氧化硅、氮化硅中的一种或者二者的组合，即栅极绝缘层30可以是氧化硅，也可以是氮化硅，还可以是氧化硅和氮化硅的混合物。可以理解，栅极绝缘层30的材料可以根据实际应用情况以及产品性能进行选择和调整，在此不作进一步的限定。栅极绝缘层30的厚度可以为1000埃-4000埃，可选地，栅极绝缘层30的厚度可以为1000埃-2500埃，进一步地，栅极绝缘层30的厚度可以为2500埃-4000埃。可以理解，栅极绝缘层30的厚度可以根据实际应用情况以及产品性能进行选择和调整，在此不作进一步的限定。

氧化物半导体层40形成于栅极绝缘层30对应栅极20的上方，也即是说，氧化物半导体层40仅形成在与栅极20相对的上方。氧化物半导体层40的形成工艺可以包括射频磁控溅射、热蒸发、真空电子束蒸发以及等离子增强化学气相沉积工艺。可以理解，氧化物半导体层40的形成工艺可以根据实际应用情况以及产品性能进行选择和调整，在此不作进一步的限定。进一步地，氧化物半导体层40的材料为铟镓锌氧化物(indiumgalliumzincoxide，igzo)，使用金属氧化物作为薄膜晶体管的有源层材料具有以下两方面的优点：(1)禁带宽(＞3.0ev)，由此可带来非常好的光照稳定性，所以与非晶硅薄膜晶体管不同，金属氧化物薄膜晶体管可以制作成全透明器件，从而显著增加显示面板的开口率，进而降低显示装置的功耗；(2)高迁移率(约为10cm²/v·s)。总而言之，金属氧化物薄膜晶体管可同时具备非晶硅薄膜晶体管和多晶硅薄膜晶体管的技术优势，且在大规模量产上具有可行性。氧化物半导体层40的厚度可以为100埃-1000埃，可选地，氧化物半导体层40的厚度可以为100埃-1000埃，进一步地，氧化物半导体层40的厚度可以为300埃-600埃。可以理解，氧化物半导体层40的厚度可以根据实际应用情况以及产品性能进行选择和调整，在此不作进一步的限定。

黑色矩阵50形成于栅极绝缘层30上、并覆盖氧化物半导体层40，黑色矩阵50的形成工艺可以包括射频磁控溅射、热蒸发、真空电子束蒸发以及等离子增强化学气相沉积工艺。可以理解，黑色矩阵50的形成工艺可以根据实际应用情况以及产品性能进行选择和调整，在此不作进一步的限定。黑色矩阵50的材料可以是有机物和/或金属氧化物，示例性地，黑色矩阵50可以是有机物，也可以是金属氧化物，还可以是有机物和金属氧化物的组合。可选地，黑色矩阵50可以为氧化铜。可以理解，黑色矩阵50的材料可以根据实际应用情况以及产品性能进行选择和调整，在此不作进一步的限定。黑色矩阵50的厚度可以为10000埃-15000埃，可选地，黑色矩阵50的厚度可以为10000埃-12000埃，进一步地，黑色矩阵50的厚度可以为12000埃-15000埃。可以理解，黑色矩阵50的厚度可以根据实际应用情况以及产品性能进行选择和调整，在此不作进一步的限定。通过将原本的蚀刻阻挡层用黑色矩阵代替，同样可以起到防止背沟道腐蚀的作用；还能节省制作蚀刻阻挡层所需的一道光罩，进而降低tft结构的制作成本，同时黑色矩阵也能起到防漏光的作用。

源极610与漏极620形成于黑色矩阵50上，其中，源极610与漏极620分别通过贯穿黑色矩阵50的过孔与氧化物半导体层40电连接。源极610与漏极620的形成工艺可以包括射频磁控溅射、热蒸发、真空电子束蒸发以及等离子增强化学气相沉积工艺。可以理解，源极610与漏极620的形成工艺可以根据实际应用情况以及产品性能进行选择和调整，在此不作进一步的限定。源极610与漏极620的材料可以为钼、钛、铝和铜中的一种或者多种的堆栈组合；选用钼、钛、铝和铜作为源极610与漏极620材料可以保证良好的导电性能。可以理解，源极610与漏极620的材料可以根据实际应用情况以及产品性能进行选择和调整，在此不作进一步的限定。

请参阅图2，为一实施例中的主动开关的制作方法流程图；该主动开关的制作方法用于制造前述所述的主动开关，本实施例的主动开关可例如为薄膜晶体管。该主动开关的制作方法可以包括步骤：s100-s500。

步骤s100，提供一基板，并在所述基板上沉积第一金属层，对所述第一金属层进行图案化处理形成栅极。

具体地，请辅助参阅图3，基板10可以是玻璃基板或塑料基板，其中，玻璃基板可以为无碱硼硅酸盐超薄玻璃，无碱硼硅酸盐玻璃具有较高的物理特性、较好的耐腐蚀性能、较高的热稳定性以及较低的密度和较高的弹性模量。在基板10上形成第一金属层(图3未标示)，第一金属层的形成工艺可以包括射频磁控溅射、热蒸发、真空电子束蒸发以及等离子增强化学气相沉积工艺。可以理解，第一金属层的形成工艺可以根据实际应用情况以及产品性能进行选择和调整，在此不作进一步的限定。对第一金属层进行图案化处理形成栅极20。具体地，可在第一金属层的上方涂布一层光阻层(图3未标示)，然后采用一道光罩工艺对光阻层进行图案化处理，得到具有预设图案的光刻胶(图3未标示)，在此基础上，可采用湿法刻蚀工艺对第一金属层进行刻蚀以形成栅极20。

步骤s200，在所述栅极上形成栅极绝缘层。

具体地，请参阅图4，在栅极20上形成栅极绝缘层30。形成的栅极绝缘层30将栅极20覆盖住，栅极绝缘层30的形成工艺可以包括射频磁控溅射、热蒸发、真空电子束蒸发以及等离子增强化学气相沉积工艺。可以理解，栅极绝缘层30的形成工艺可以根据实际应用情况以及产品性能进行选择和调整，在此不作进一步的限定。

步骤s300，在所述栅极绝缘层上沉积半导体层、并对所述半导体层进行刻蚀以形成对应于所述栅极上方的氧化物半导体层。

具体地，请辅助参阅图5，在栅极绝缘层30上形成半导体层(图5未标示)，对半导体层进行刻蚀以形成对应于栅极20上方的氧化物半导体层40。可通过射频磁控溅射、热蒸发、真空电子束蒸发以及等离子增强化学气相沉积工艺在栅极绝缘层30上形成半导体层，然后在半导体层的上方涂布一层光阻层(图5未标示)，然后采用一道光罩工艺对光阻层进行图案化处理，得到具有预设图案的光刻胶(图5未标示)，在此基础上，采用干法刻蚀工艺对第一金属层进行刻蚀以形成氧化物半导体层40。氧化物半导体层40的材料可以为铟镓锌氧化物。

步骤s400，在所述氧化物半导体层上形成黑色矩阵、并在所述黑色矩阵上形成对应于所述氧化物半导体层两侧的过孔。

具体地，可参阅图6，可在氧化物半导体层40上形成黑色矩阵50，黑色矩阵50的形成工艺可以包括射频磁控溅射、热蒸发、真空电子束蒸发以及等离子增强化学气相沉积工艺。可以理解，黑色矩阵50的形成工艺可以根据实际应用情况以及产品性能进行选择和调整，在此不作进一步的限定。然后利用光刻或者刻蚀工艺对黑色矩阵50进行刻蚀以形成对应于氧化物半导体层40两侧的过孔h1和h2。

步骤s500，在所述黑色矩阵上沉积第二金属层，对所述第二金属层进行刻蚀以形成源极、漏极；其中，所述源极、漏极分别通过所述过孔与所述氧化物半导体层接触。

具体地，请辅助参阅图7，在黑色矩阵50上形成第二金属层(图7未标示)，对第二金属层的形成工艺可以包括射频磁控溅射、热蒸发、真空电子束蒸发以及等离子增强化学气相沉积工艺。可以理解，第二金属层的形成工艺可以根据实际应用情况以及产品性能进行选择和调整，在此不作进一步的限定。对第二金属层进行刻蚀以形成的源极610、漏极620；其中，源极610通过过孔h1与氧化物半导体层40接触，漏极620通过过孔h2与氧化物半导体层40接触。具体地，可在第二金属层的上方涂布一层光阻层(图7未标示)，然后采用一道光罩工艺对光阻层进行图案化处理，得到具有预设图案的光刻胶(图7未标示)，在此基础上，采用湿法刻蚀工艺对第二金属层进行刻蚀以形成源极610、漏极620，其中，源极610通过过孔h1与氧化物半导体层40实现电连接，漏极620通过过孔h2与氧化物半导体层40实现电连接。

上述主动开关的制作方法，通过将原本的蚀刻阻挡层用黑色矩阵替代，亦可有效防止背沟道腐蚀，同时，由于黑色矩阵开孔的区域分别有源极和漏极进行遮挡，所以不存在漏光的现象；进一步地，由于省去了一层蚀刻阻挡层，也就相应可以减少一次蚀刻阻挡层的光罩，使得整个tft结构的制作成本得以降低。

请参阅图8，为另一实施例中的主动开关的结构示意图，该主动开关可以包括：基板10，栅极20，栅极绝缘层30，氧化物半导体层40，黑色矩阵50，源极610、漏极620，层间绝缘层70，色阻层80，保护绝缘层90及像素电极100。其中，栅极20形成于基板10上；栅极绝缘层30形成于基板10上、并覆盖栅极10；氧化物半导体层40，形成于栅极绝缘层30对应栅极20的上方；黑色矩阵50，形成于栅极绝缘层30上、并覆盖氧化物半导体层40；源极610、漏极620，形成于黑色矩阵50上；其中，源极610、漏极620分别通过贯穿黑色矩阵50的过孔与氧化物半导体层40电连接；层架绝缘层70形成于源极610、漏极620上；色阻层80形成于层间绝缘层70上；保护绝缘层90形成于色阻层80上；像素电极100形成于保护绝缘层90上，其中，像素电极100与漏极620通过贯穿保护绝缘层90、色阻层80及层间绝缘层70的过孔电连接。

上述主动开关，通过将原本的蚀刻阻挡层用黑色矩阵替代，亦可有效防止背沟道腐蚀，同时，由于黑色矩阵开孔的区域分别有源极和漏极进行遮挡，所以不存在漏光的现象；进一步地，由于省去了一层蚀刻阻挡层，也就相应可以减少一次蚀刻阻挡层的光罩，使得整个tft结构的制作成本得以降低。

可以理解，对于基板、栅极、栅极绝缘层、氧化物半导体层、黑色矩阵及源极、漏极的描述可以参照前述主动开关实施例的描述，在此不作进一步地赘述。

层间绝缘层70形成于源极610、漏极620上，层间绝缘层70的形成工艺可以包括射频磁控溅射、热蒸发、真空电子束蒸发以及等离子增强化学气相沉积工艺。可以理解，层间绝缘层70的形成工艺可以根据实际应用情况以及产品性能进行选择和调整，在此不作进一步的限定。层间绝缘层70的材料可以是氧化硅、氮化硅中的一种或者二者的组合，即层间绝缘层70可以是氧化硅，也可以是氮化硅，还可以是氧化硅和氮化硅的混合物。可以理解，层间绝缘层70的材料可以根据实际应用情况以及产品性能进行选择和调整，在此不作进一步的限定。层间绝缘层70的厚度可以为2000埃-6500埃，可选地，层间绝缘层70的厚度可以为2000埃-4500埃，进一步地，层间绝缘层70的厚度可以为4500埃-6500埃。可以理解，层间绝缘层70的厚度可以根据实际应用情况以及产品性能进行选择和调整，在此不作进一步的限定。

色阻层80形成于层间绝缘层70上，色阻层80的形成工艺可以包括射频磁控溅射、热蒸发、真空电子束蒸发以及等离子增强化学气相沉积工艺。可以理解，色阻层80的形成工艺可以根据实际应用情况以及产品性能进行选择和调整，在此不作进一步的限定。色阻层80可以为红色色阻，也可以为绿色色阻，还可以为蓝色色阻。色阻层80的材料可以为有机物。色阻层80的厚度可以为1.5μm-3μm；可选地，色阻层80的厚度可以为1.5μm-2μm；可选地，色阻层80的厚度可以为2μm-3μm。

保护绝缘层90形成于色阻层80上，保护绝缘层90的形成工艺可以包括射频磁控溅射、热蒸发、真空电子束蒸发以及等离子增强化学气相沉积工艺。可以理解，保护绝缘层90的形成工艺可以根据实际应用情况以及产品性能进行选择和调整，在此不作进一步的限定。保护绝缘层90的材料可以是氧化硅、氮化硅中的一种或者二者的组合，即保护绝缘层90可以是氧化硅，也可以是氮化硅，还可以是氧化硅和氮化硅的混合物。可以理解，保护绝缘层90的材料可以根据实际应用情况以及产品性能进行选择和调整，在此不作进一步的限定。保护绝缘层90的厚度可以为2000埃-6500埃，可选地，保护绝缘层90的厚度可以为2000埃-4500埃，进一步地，保护绝缘层90的厚度可以为4500埃-6500埃。可以理解，保护绝缘层90的厚度可以根据实际应用情况以及产品性能进行选择和调整，在此不作进一步的限定。

像素电极100形成于保护绝缘层90上，像素电极100的形成工艺可以包括射频磁控溅射、热蒸发、真空电子束蒸发以及等离子增强化学气相沉积工艺。可以理解，像素电极100的形成工艺可以根据实际应用情况以及产品性能进行选择和调整，在此不作进一步的限定。像素电极100可以为铟锡氧化物、铟锌氧化物、铝锡氧化物、铝锌氧化物、铟锗锌氧化物中的一种或多种。像素电极100与漏极620通过贯穿保护绝缘层90、色阻层80及层间绝缘层70的过孔电连接。“贯穿”可通过光刻或刻蚀工艺形成，具体的，光刻是指使用带有某一层设计图形的掩模版，经过曝光和显影，使光敏的光刻胶在衬底上形成三维浮雕图形。刻蚀是指在光刻胶掩蔽下，根据需要形成微图形的膜层不同，采用不同的刻蚀物质和方法在膜层上进行选择性刻蚀。这样，去掉光刻胶以后，三维设计图形就转移到了衬底的相关膜层上。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。