一种具有有源层桥接块的高性能TFT阵列基板及其制作方法与流程

一种具有有源层桥接块的高性能tft阵列基板及其制作方法
技术领域
1.本发明涉及液晶显示屏技术领域，具体地涉及一种具有有源层桥接块的高性能tft阵列基板及其制作方法。


背景技术：

2.随着人工智能突飞猛进的发展，使得tft-lcd液晶屏技术也不断提升，高清晰度、快速、低功耗等将成为tft-lcd液晶屏发展趋势。
3.为了实现高性能的显示屏，目前的生产商其中一种制作方法是通过缩短tft器件的有源层沟道长度来实现tft器件的小型化，有源层沟道长度的缩短能够实现较大的开态电流，提高器件的反应速度，减小阈值电压等优点。但是实际上有源层沟道长度的设计局限于tft器件源漏极之间的距离，主要考虑到源极漏极的距离太近会出现短路等风险。经过多年的技术发展，目前的薄膜晶体管(tft)的源极漏极间距都会选择安全的最小距离，业界一般控制在5～6μm。
4.参阅图1，为传统的tft器件的结构示意图。有源层为半导体，有源层沟道长度指的是源极到漏极之间的半导体长度。
5.因此，如何在不缩短tft器件的源极漏极距离的前提下，缩短有源层沟道长度，是本领域亟待解决的一个技术问题。


技术实现要素：

6.本发明要解决的技术问题，在于提供一种具有有源层桥接块的高性能tft阵列基板及其制作方法，在不缩短tft器件的源极漏极距离的前提下，缩短有源层沟道长度。
7.本发明是这样实现的：一种具有有源层桥接块的高性能tft阵列基板，包括：
8.玻璃衬底；
9.第一金属层，固定设置在所述玻璃衬底的上表面，形成栅极；
10.栅绝缘层，固定设置在所述第一金属层与所述玻璃衬底的上表面；
11.左有源层，固定设置在所述栅绝缘层的上表面，还位于所述第一金属层的左端上方；
12.右有源层，固定设置在所述栅绝缘层的上表面，还位于所述第一金属层的右端上方；
13.桥接层，固定设置在所述栅绝缘层的上表面，左右两端分别跟所述左有源层与所述右有源层连接；
14.左蚀刻阻挡层，固定设置在所述栅绝缘层与所述左有源层的上表面，还开设有左挖孔；
15.右蚀刻阻挡层，固定设置在所述栅绝缘层与所述右有源层的上表面，还开设有右挖孔；
16.左桥接块，固定设置在所述左挖孔；
17.右桥接块，固定设置在所述右挖孔；
18.第二金属层，固定设置在所述左蚀刻阻挡层的上表面，与所述左有源层是通过左桥接块连接，形成源极；
19.第三金属层，固定设置在所述右蚀刻阻挡层的上表面，与所述右有源层是通过右桥接块连接，形成漏极；
20.所述左桥接块、右桥接块与所述桥接层都是相同的材质。
21.进一步地，还包括：
22.画素电极，固定设置在所述右蚀刻阻挡层的上表面，还与所述第三金属层连接；
23.导电层，固定设置在所述右蚀刻阻挡层的上表面；
24.钝化层，固定设置在所述第二金属层、第三金属层、左蚀刻阻挡层、右蚀刻阻挡层、桥接层、画素电极、导电层的上表面，所述钝化层开设有通孔；
25.公共电极，固定设置在所述钝化层的上表面，还穿过所述通孔与所述导电层连接。
26.进一步地，还包括：
27.公共电极，固定设置在所述右蚀刻阻挡层的上表面；
28.导电层，固定设置在所述右蚀刻阻挡层的上表面，还与所述公共电极连接；
29.钝化层，固定设置在所述第二金属层、第三金属层、左蚀刻阻挡层、右蚀刻阻挡层、桥接层、公共电极、导电层的上表面，所述钝化层开设有通孔；
30.画素电极，固定设置在所述钝化层的上表面，还穿过所述通孔与所述第三金属层连接。
31.进一步地，所述第一金属层、第二金属层、第三金属层、导电层都是mo单层结构、ti单层结构、mo/al/mo三层结构、ti/al/ti三层结构、al/mo双层结构、al/ti双层结构之中的任意一个。
32.进一步地，所述左有源层与右有源层都是igzo材质，所述左蚀刻阻挡层与右蚀刻阻挡层都是siox材质，所述桥接层、画素电极、左桥接块、右桥接块、公共电极都是ito材质。
33.进一步地，所述栅绝缘层是siox单层结构或者sinx/siox双层结构，所述钝化层是siox或者sino或者sinx材质。
34.进一步地，所述左挖孔、右挖孔、通孔均是倒锥形。
35.一种具有有源层桥接块的高性能tft阵列基板的制作方法，包括以下步骤：
36.s1、将第一金属层镀在玻璃衬底的上表面，形成栅极；
37.s2、将栅绝缘层镀在所述第一金属层与所述玻璃衬底的上表面；
38.s3、将左有源层与右有源层镀在所述栅绝缘层的上表面，所述左有源层与右有源层位于所述第一金属层的上方；
39.s4、将左蚀刻阻挡层镀在所述栅绝缘层与所述左有源层的上表面，所述左蚀刻阻挡层开设有左挖孔，所述左有源层露出于所述左挖孔；
40.将右蚀刻阻挡层镀在所述栅绝缘层与所述右有源层的上表面，所述右蚀刻阻挡层开设有右挖孔，所述右有源层露出于所述右挖孔；
41.s5、将桥接层镀在所述栅绝缘层的上表面，所述桥接层的左右两端分别跟所述左有源层与右有源层连接；
42.将左桥接块镀在所述左挖孔，所述左桥接块还与所述左有源层连接；
43.将右桥接块镀在所述右挖孔，所述右桥接块还与所述右有源层连接；
44.s6、将第二金属层镀在所述左蚀刻阻挡层的上表面，所述第二金属层还与所述左桥接块连接，形成源极；
45.将第三金属层镀在所述右蚀刻阻挡层的上表面，所述第三金属层还与所述右桥接块，形成漏极。
46.进一步地，所述s5还包括：将画素电极镀在所述右蚀刻阻挡层的上表面，所述画素电极位于所述桥接层的侧方；
47.所述s6还包括：所述第三金属层还与所述画素电极连接；将导电层镀在所述右蚀刻阻挡层的上表面，所述导电层位于所述画素电极的侧方；
48.进一步地，还包括：
49.s7、将钝化层镀在所述第二金属层、第三金属层、左蚀刻阻挡层、右蚀刻阻挡层、桥接层、画素电极、导电层的上表面，所述钝化层开设有通孔，所述导电层露出于所述通孔；
50.s8、将公共电极镀在所述钝化层的上表面，所述公共电极还穿过所述通孔与所述导电层连接。
51.本发明的优点在于：1、与传统的tft器件不同之处在于，本发明是将一个桥接层代替了有源层中间的一段，桥接层为导体，有源层为半导体，从而整体的有源层沟道长度就缩短了，但此时源极与漏极之间的距离还是保持不变，保证了器件的安全性；即在不缩短tft器件的源极漏极距离的前提下，缩短有源层沟道长度，本发明的tft阵列基板具有反应快、开态电流大、阈值电压小等优势，实际应用后提高显示屏的性能。2、左蚀刻阻挡层与右蚀刻阻挡层的作用是防止后道ito膜层工序所用的蚀刻酸液对左有源层与右有源层的破坏。3、左桥接块、右桥接块与桥接层都是相同的材质，在进行将桥接层镀在两个有源层之间的工序时，还进行将左桥接块镀在预留的左挖孔，将右桥接块镀在预留的右挖孔，在同一道工序进行，提高产能，降低成本。4、由于ito材料具有优良的导电性和透光的特点，本发明的tft器件的桥接层、左桥接块、右桥接块和画素电极选用的材料都是ito，该结构下的桥接层、左桥接块、右桥接块和画素电极成膜是在同一道工序进行，这样就简化阵列基板的结构，提高产能，降低成本。
附图说明
52.下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
53.图1是背景技术中传统的tft器件的结构示意图。
54.图2是本发明的具有有源层桥接块的高性能tft阵列基板的制作流程图一。
55.图3是本发明的具有有源层桥接块的高性能tft阵列基板的制作流程图二。
56.图4是本发明的具有有源层桥接块的高性能tft阵列基板的制作流程图三。
57.图5是本发明的具有有源层桥接块的高性能tft阵列基板的制作流程图四。
58.图6是本发明的具有有源层桥接块的高性能tft阵列基板的制作流程图五。
59.图7是本发明的具有有源层桥接块的高性能tft阵列基板的制作流程图六。
60.图8是本发明的具有有源层桥接块的高性能tft阵列基板的制作流程图七。
61.图9是本发明的具有有源层桥接块的高性能tft阵列基板的制作流程图八。
62.图10是将图9中的画素电极与公共电极的位置互换后的示意图。
63.附图标记：玻璃衬底1；栅极2；栅绝缘层3；有源层4；左有源层41；右有源层42；桥接层5；源极6；漏极7；画素电极8；导电层9；钝化层10；通孔101；公共电极20；左蚀刻阻挡层30；左挖孔301；右蚀刻阻挡层40；右挖孔401；左桥接块50；右桥接块60。
具体实施方式
64.本发明实施例通过提供一种具有有源层桥接块的高性能tft阵列基板及其制作方法，解决了背景技术中有源层沟道长度的设计局限于tft器件源漏极之间的距离，当源极漏极间距在安全的最小距离时，如果继续缩短源极漏极间距，源极漏极会出现短路的缺点；实现了在不缩短tft器件的源极漏极距离的前提下，缩短有源层沟道长度，本发明的阵列基板搭载的tft器件具有反应快、开态电流大、阈值电压小等优势，实际应用后提高显示屏的性能。
65.本发明实施例中的技术方案为解决上述缺点，总体思路如下：
66.与传统的tft器件不同之处在于，本发明的tft器件是将一个桥接层代替了有源层中间的一段，桥接层为导体，有源层为半导体，从而整体的有源层沟道长度就缩短了，即半导体的长度缩短，但此时源极与漏极之间的距离还是保持不变，保证了器件的安全性；在不缩短tft器件的源极漏极距离的前提下，缩短有源层沟道长度。
67.在镀上桥接层之前，先在左有源层与右有源层镀上左蚀刻阻挡层与右蚀刻阻挡层，左蚀刻阻挡层与右蚀刻阻挡层的作用是防止后道ito膜层工序所用的蚀刻酸液对左有源层与右有源层的破坏。
68.左桥接块、右桥接块与桥接层都是相同的材质，在进行将桥接层镀在两个有源层之间的工序时，还进行将左桥接块镀在预留的左挖孔，将右桥接块镀在预留的右挖孔，在同一道工序进行，提高产能，降低成本。
69.有源层沟道长度对薄膜晶体管(tft)栅极特性的影响是很显著的，总的变化趋势是：沟道越短，开态电流越大，沟道越长，开态电流越小。这可以归因于随着沟道长度的增加，载流子在漂移过程中被捕获的概率随之增加，而载流子密度降低又造成阈值电压增大，也会造成源漏电流i
ds
增长变慢，造成亚阈值摆幅增大，也即是器件的反应速度就会下降。
70.为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
71.参阅图1至图10，本发明的优选实施例。
72.结合图9，一种具有有源层桥接块的高性能tft阵列基板，包括：
73.玻璃衬底1；
74.第一金属层，固定设置在所述玻璃衬底1的上表面，形成栅极2；
75.栅绝缘层3，固定设置在所述第一金属层与所述玻璃衬底1的上表面；
76.左有源层41，固定设置在所述栅绝缘层3的上表面，还位于所述第一金属层的左端上方；
77.右有源层42，固定设置在所述栅绝缘层3的上表面，还位于所述第一金属层的右端上方；
78.桥接层5，固定设置在所述栅绝缘层3的上表面，左右两端分别跟所述左有源层41与所述右有源层42连接；
79.左蚀刻阻挡层30，固定设置在所述栅绝缘层3与所述左有源层41的上表面，还开设有左挖孔301；
80.右蚀刻阻挡层40，固定设置在所述栅绝缘层3与所述右有源层42的上表面，还开设有右挖孔401；
81.左桥接块50，固定设置在所述左挖孔301；
82.右桥接块60，固定设置在所述右挖孔401；
83.第二金属层，固定设置在所述左蚀刻阻挡层30的上表面，与所述左有源层41是通过左桥接块50连接，形成源极6；
84.第三金属层，固定设置在所述右蚀刻阻挡层40的上表面，与所述右有源层42是通过右桥接块60连接，形成漏极7；
85.所述左桥接块50、右桥接块60与所述桥接层5都是相同的材质。
86.与传统的tft器件不同之处在于，本发明的tft器件是将一个桥接层5代替了有源层中间的一段，桥接层5为导体，左有源层41与右有源层42都为半导体，从而整体的有源层沟道长度就缩短了，即半导体的长度缩短，但此时源极6与漏极7之间的距离还是保持不变，保证了器件的安全性；即在不缩短tft器件的源极6漏极7距离的前提下，缩短有源层沟道长度，本发明的tft阵列基板具有反应快、开态电流大、阈值电压小等优势，实际应用后提高显示屏的性能。
87.还包括：画素电极8，固定设置在所述右蚀刻阻挡层40的上表面，还与所述第三金属层连接；
88.导电层9，固定设置在所述右蚀刻阻挡层40的上表面；
89.钝化层10，固定设置在所述第二金属层、第三金属层、左蚀刻阻挡层30、右蚀刻阻挡层40、桥接层5、画素电极8、导电层9的上表面，所述钝化层10开设有通孔101；
90.公共电极20，固定设置在所述钝化层10的上表面，还穿过所述通孔101与所述导电层9连接。
91.所述第一金属层(栅极2)、第二金属层(源极6)、第三金属层(漏极7)、导电层9都是mo单层结构、ti单层结构、mo/al/mo三层结构、ti/al/ti三层结构、al/mo双层结构、al/ti双层结构之中的任意一个。
92.所述左有源层41与右有源层42是igzo材质，所述左蚀刻阻挡层30与右蚀刻阻挡层40都是siox材质，所述桥接层5、画素电极8、左桥接块50、右桥接块60、公共电极20都是ito材质。
93.所述栅绝缘层3是siox单层结构或者sinx/siox双层结构，所述钝化层10是siox或者sino或者sinx材质。
94.所述左挖孔301、右挖孔401、通孔101均是倒锥形。便于将材料沉积固定在孔位。
95.结合图2至图9，本实施例的具有有源层桥接块的高性能tft阵列基板的制作方法，包括以下步骤：
96.s1、将第一金属层镀在玻璃衬底1的上表面，形成栅极2；
97.栅极2的作用是传输栅极2信号从而开启和关闭tft器件，材料可以是mo单层结构、ti单层结构、mo/al/mo三层结构、ti/al/ti三层结构、al/mo双层结构、al/ti双层结构之中的任意一个，采用pvd成膜，酸液湿蚀刻。
98.s2、将栅绝缘层3镀在所述第一金属层与所述玻璃衬底1的上表面；
99.栅绝缘层3的作用是充当绝缘介质也是栅极2与有源层之间的电容介质，材质用siox单层结构或者sinx/siox双层结构，采用cvd成膜，干式蚀刻。
100.考虑到目前对tft器件的要求是反应快，低功耗，而这些都是通过缩小tft器件的方式来实现，而为了实现器件的小型化栅绝缘层就需要选择合适的高k材料(比如hfo2)，但是考虑到hfo2的界面存在较多的缺陷，如果直接与有源层或者栅极金属接触的话可能会影响器件的稳定性，所以可以考虑利用界面比较好的siox或sinx(sinx只能作为与栅金属层的接触膜层，如果作为与igzo的接触面，sinx膜层中成膜过程残留的h会破坏igzo特性)充当接触面，比如siox/hfo2/siox三层结构作为gi绝缘层，其中为了保证体现高k材料的优势，hfo2在三层结构中的厚度需要相对siox更大。
101.s3、将左有源层41与右有源层42镀在所述栅绝缘层3的上表面，所述左有源层41与右有源层42位于所述第一金属层的上方；
102.左有源层41与右有源层42的作用是作为半导体层，在栅极2电压的作用下提供载流子通道或者关闭载流子通道，材质选用igzo等金属氧化物半导体，pvd成膜，酸液湿蚀刻。
103.s4、将左蚀刻阻挡层30镀在所述栅绝缘层3与所述左有源层41的上表面，所述左蚀刻阻挡层30开设有左挖孔301，所述左有源层41露出于所述左挖孔301；
104.将右蚀刻阻挡层40镀在所述栅绝缘层3与所述右有源层42的上表面，所述右蚀刻阻挡层40开设有右挖孔401，所述右有源层42露出于所述右挖孔401；
105.左蚀刻阻挡层30与右蚀刻阻挡层40的作用是防止后道ito膜层工序所用的蚀刻酸液对金属氧化物半导体(左有源层与右有源层)的破坏，材质为siox，cvd成膜，干式蚀刻。
106.s5、将桥接层5镀在所述栅绝缘层3的上表面，所述桥接层5的左右两端分别跟所述左有源层41与右有源层42连接；
107.将画素电极8镀在所述右蚀刻阻挡层40的上表面，所述画素电极8位于所述桥接层5的侧方；
108.将左桥接块50镀在所述左挖孔301，所述左桥接块50还与所述左有源层41连接；
109.将右桥接块60镀在所述右挖孔401，所述右桥接块60还与所述右有源层42连接；
110.桥接层5作用是将左右两个有源层连接在一起，画素电极8作用是充当提供液晶分子电场的电极，左桥接块50的作用是连接源极6与左有源层41，右桥接块60的作用是连接漏极7与右有源层42，这四者材质都为ito，所以通过pvd方式一起成膜，酸液湿蚀刻。
111.s6、将第二金属层镀在所述左蚀刻阻挡层30的上表面，所述第二金属层还与所述左桥接块50连接，形成源极6；
112.将第三金属层镀在所述右蚀刻阻挡层40的上表面，所述第三金属层还与所述右桥接块60、画素电极8连接，形成漏极7；
113.将导电层9镀在所述右蚀刻阻挡层40的上表面，所述导电层9位于所述画素电极8的侧方；
114.源极6漏极7和导电层9作用是给画素电极8和公共电极20提供信号，成膜方式为pvd磁控溅射方式成膜，材料可以是mo单层结构、ti单层结构、mo/al/mo三层结构、ti/al/ti三层结构、al/mo双层结构、al/ti双层结构之中的任意一个，蚀刻方式为酸液湿刻。
115.s7、将钝化层10镀在所述第二金属层、第三金属层、左蚀刻阻挡层30、右蚀刻阻挡
层40、桥接层5、画素电极8、导电层9的上表面，所述钝化层10开设有通孔101，所述导电层9露出于所述通孔101；
116.钝化层10的作用是保护tft器件和充当画素电极8与公共电极20之间的电容介质，材质可选siox，sino或者sinx等绝缘材质，cvd成膜，干式蚀刻。在导电层9上方打孔的目的是将导电层9的信号传递给公共电极20。
117.s8、将公共电极20镀在所述钝化层10的上表面，所述公共电极20还穿过所述通孔101与所述导电层9连接。
118.公共电极20的作用是充当提供液晶分子电场的电极，材质为ito，pvd成膜，酸液湿蚀刻。
119.结合图7，在实施例中，公共电极20和画素电极8的位置是可以互换的，即：
120.公共电极20，固定设置在所述右蚀刻阻挡层40的上表面；
121.导电层9，固定设置在所述右蚀刻阻挡层40的上表面，还与所述公共电极20连接；
122.钝化层10，固定设置在所述第二金属层、第三金属层、左蚀刻阻挡层30、右蚀刻阻挡层40、桥接层5、公共电极20、导电层9的上表面，所述钝化层10开设有通孔101；
123.画素电极8，固定设置在所述钝化层10的上表面，还穿过所述通孔101与所述第三金属层连接。
124.由于ito材料具有优良的导电性和透光的特点，本发明的tft阵列基板的桥接层5、左桥接块50、右桥接块60和画素电极8选用的材料都是ito，该结构下的桥接层5、左桥接块50、右桥接块60和画素电极8的成膜是在同一道工序进行，这样可以简化阵列基板的结构，提高产能，降低成本。
125.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。