金属氧化物薄膜晶体管阵列基板及其制作方法和显示面板与流程

本发明涉及显示，特别是涉及一种金属氧化物薄膜晶体管阵列基板及其制作方法和显示面板。

背景技术：

1、随着信息时代的发展，显示屏作为人机传递界面应用，各种规格需求日益提升，非晶硅(a-si)驱动器件受限性能偏低，因此必须更换高电子迁移率材料器件取代以满足产品性能规格；而随着显示屏幕解析度、功耗等要求提升，低阻抗金属搭配使用亦是趋势。

2、金属氧化物半导体(metal oxide semiconductor，mos)相对于非晶硅具有更高电子迁移率、更低漏电、器件制程多数相容等优势，金属氧化物材料例如常见的有铟镓锌氧化物(indium gallium zinc oxide，igzo)。由于金属氧化物器件的高迁移率特点，常用于高端高规格产品，因此会搭配铜制程，因为金属铜(cu)具备低阻抗优势，可以同步地减少金属走线的电阻电容(rc)延迟和器件需要的充电时间，两者搭配能提供高解析度、低功耗需求。

3、金属氧化物层晶体管(mos-tft)有两种常见的结构：蚀刻阻挡型(etch stoplayer，esl)和背沟道蚀刻型(back channel etch，bce)。蚀刻阻挡型mos-tft在源极和漏极蚀刻的时候，蚀刻阻挡层对薄膜晶体管的沟道有保护作用，但比背沟道蚀刻型mos-tft多一道构图工艺。背沟道蚀刻型mos-tft因为无需蚀刻阻挡层，节省了一道构图工艺，可以兼容当前大规模量产的硅基生产工艺，因而具有相对更低的生产成本和技术优势。

4、但是金属铜(cu)是一种很活泼的金属，很容易发生金属离子扩散，给制程上带来了很多不稳定性。现有做法是，将与金属铜接触的绝缘层采用氧化硅(siox)和氮化硅(sinx)叠加的多层结构，以防止金属离子渗透。虽然siox和sinx的叠加使用可以保证与金属铜的接触界面，但siox和sinx两者蚀刻速率不一致，容易发生底切(undercut)现象，且铜层的侧边会裸露，裸露的部分无法防止金属离子扩散，并且使用光罩数目较多，制程较繁琐，成本较高，生产效率较低。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种金属氧化物薄膜晶体管阵列基板及其制作方法，将铜制程结合运用于背沟道蚀刻型金属氧化物薄膜晶体管中，以解决现有技术中金属离子容易出现渗透，以及制程较繁琐，成本较高，生产效率较低的问题。

2、本发明实施例提供一种金属氧化物薄膜晶体管阵列基板，包括：衬底；位于该衬底上由第一金属层经蚀刻图案化形成的扫描线和栅极；覆盖该扫描线和该栅极的栅极绝缘层；位于该栅极绝缘层上依次设置的金属氧化物半导体层、第二金属层和隔离绝缘层；

3、其中，该隔离绝缘层、该第二金属层和该金属氧化物半导体层均被蚀刻图案化，该第二金属层被蚀刻后形成数据线以及相互间隔开的源极和漏极，该金属氧化物半导体层被蚀刻后在沟道位置形成半导体有源层，被蚀刻后的该隔离绝缘层与该数据线、该源极和该漏极上下重叠设置，该数据线、该源极和该漏极的下方均层叠设置有该金属氧化物半导体层，该数据线、该源极和该漏极的侧面被氧化处理而形成一层氧化层。

4、进一步地，该隔离绝缘层还同时覆盖该半导体有源层，该隔离绝缘层在蚀刻后所具有的图案与该数据线、该源极、该漏极和该半导体有源层四者一起构成的图案相同。

5、进一步地，该金属氧化物薄膜晶体管阵列基板还包括：位于该栅极绝缘层上覆盖该隔离绝缘层的第一钝化层；位于该第一钝化层上的平坦层；位于该平坦层上由第一透明导电层经蚀刻图案化形成的公共电极；覆盖该公共电极的第二钝化层，其中在与该漏极相对应的位置贯穿该第二钝化层、该平坦层、该第一钝化层和该隔离绝缘层形成有接触孔；位于该第二钝化层上由第二透明导电层经蚀刻图案化形成的像素电极，其中该像素电极填入该接触孔中与该漏极导电连接。

6、进一步地，该隔离绝缘层在蚀刻后所具有的图案与该数据线、该源极和该漏极三者一起构成的图案相同。

7、进一步地，该金属氧化物薄膜晶体管阵列基板还包括：位于该栅极绝缘层上覆盖该隔离绝缘层和该半导体有源层的第一钝化层；位于该第一钝化层上的平坦层；位于该平坦层上由第一透明导电层经蚀刻图案化形成的公共电极；覆盖该公共电极的第二钝化层，其中在与该漏极相对应的位置贯穿该第二钝化层、该平坦层、该第一钝化层和该隔离绝缘层形成有接触孔；位于该第二钝化层上由第二透明导电层经蚀刻图案化形成的像素电极，其中该像素电极填入该接触孔中与该漏极导电连接。

8、本发明实施例还提供一种金属氧化物薄膜晶体管阵列基板的制作方法，包括：

9、在衬底上形成第一金属层，并对该第一金属层进行蚀刻图案化，使该第一金属层被蚀刻后形成扫描线和栅极；

10、在该衬底上依次连续地形成覆盖该扫描线和该栅极的栅极绝缘层、金属氧化物半导体层和第二金属层；

11、在该第二金属层上涂覆光阻层；

12、使用半色调光罩对该光阻层进行曝光和显影，使该光阻层留下第一光阻图案和第二光阻图案，未留下有光阻的其他区域则露出该第二金属层，其中该第一光阻图案的厚度大于该第二光阻图案的厚度，该第一光阻图案与数据线、源极和漏极的位置相对应，该第二光阻图案与沟道区的位置相对应；

13、以该第一光阻图案和该第二光阻图案为遮挡，对该第二金属层进行蚀刻图案化，去除露出的该第二金属层，并在该第二金属层被第一次蚀刻后，形成数据线并露出下方的该金属氧化物半导体层；

14、继续以该第一光阻图案和该第二光阻图案为遮挡，对该金属氧化物半导体层进行蚀刻图案化，去除露出的该金属氧化物半导体层，使该金属氧化物半导体层被蚀刻后在沟道位置形成半导体有源层；

15、利用光阻灰化去除该第二光阻图案，以在沟道位置露出该第二金属层，但该第一光阻图案仍然留下；

16、以该第一光阻图案为遮挡，对沟道位置上的该第二金属层进行蚀刻图案化，去除在沟道位置露出的该第二金属层，使该第二金属层被第二次蚀刻后形成相互间隔开的源极和漏极，并在沟道位置露出下方的该半导体有源层，其中该第二金属层在经过两次蚀刻后，所形成的该数据线、该源极和该漏极的侧面均露出；

17、在形成该数据线、该源极和该漏极之后，去除该第一光阻图案；

18、在该栅极绝缘层上形成覆盖该数据线、该源极、该漏极和该半导体有源层的隔离绝缘层，并对该隔离绝缘层进行蚀刻图案化，使该隔离绝缘层被蚀刻后所具有的图案与该数据线、该源极、该漏极和该半导体有源层四者一起构成的图案相同，该数据线、该源极和该漏极的侧面均仍然保持露出；

19、利用等离子体对该数据线、该源极和该漏极露出的侧面进行氧化处理，使该数据线、该源极和该漏极的侧面被氧化而形成一层氧化层。

20、进一步地，该制作方法还包括：

21、在该栅极绝缘层上形成覆盖该隔离绝缘层的第一钝化层；

22、在该第一钝化层上形成平坦层，并对该平坦层进行图案化，使该平坦层在与该漏极相对应的位置形成穿孔，并露出下方的该第一钝化层；

23、在该平坦层上形成第一透明导电层，并对该第一透明导电层进行蚀刻图案化，使该第一透明导电层被蚀刻后形成公共电极；

24、在该平坦层上形成覆盖该公共电极的第二钝化层，并对该第二钝化层、该第一钝化层和该隔离绝缘层同时进行蚀刻图案化，在与该漏极相对应的位置形成贯穿该第二钝化层、该第一钝化层和该隔离绝缘层的接触孔，使该漏极通过该接触孔露出；

25、在该第二钝化层上形成第二透明导电层，并对该第二透明导电层进行蚀刻图案化，使该第二透明导电层被蚀刻后形成像素电极，其中该像素电极填入该接触孔中与该漏极导电连接。

26、本发明实施例还提供一种金属氧化物薄膜晶体管阵列基板的制作方法，包括：

27、在衬底上形成第一金属层，并对该第一金属层进行蚀刻图案化，使该第一金属层被蚀刻后形成扫描线和栅极；

28、在该衬底上依次连续地形成覆盖该扫描线和该栅极的栅极绝缘层、金属氧化物半导体层、第二金属层和隔离绝缘层；

29、在该隔离绝缘层上涂覆光阻层；

30、使用半色调光罩对该光阻层进行曝光和显影，使该光阻层留下第一光阻图案和第二光阻图案，未留下有光阻的其他区域则露出该隔离绝缘层，其中该第一光阻图案的厚度大于该第二光阻图案的厚度，该第一光阻图案与数据线、源极和漏极的位置相对应，该第二光阻图案与沟道区的位置相对应；

31、以该第一光阻图案和该第二光阻图案为遮挡，对该隔离绝缘层进行蚀刻图案化，去除露出的该隔离绝缘层，并在该隔离绝缘层第一次被蚀刻后，露出下方的该第二金属层；

32、继续以该第一光阻图案和该第二光阻图案为遮挡，对该第二金属层进行蚀刻图案化，去除露出的该第二金属层，并在该第二金属层被第一次蚀刻后，形成数据线并露出下方的该金属氧化物半导体层；

33、继续以该第一光阻图案和该第二光阻图案为遮挡，对该金属氧化物半导体层进行蚀刻图案化，去除露出的该金属氧化物半导体层，使该金属氧化物半导体层被蚀刻后在沟道位置形成半导体有源层；

34、利用光阻灰化去除该第二光阻图案，以在沟道位置露出该隔离绝缘层，但该第一光阻图案仍然留下；

35、以该第一光阻图案为遮挡，对沟道位置上的该隔离绝缘层进行蚀刻图案化，去除在沟道位置露出的该隔离绝缘层，并在该隔离绝缘层被第二次蚀刻后，在沟道位置露出下方的该第二金属层；

36、继续以该第一光阻图案为遮挡，对沟道位置上的该第二金属层进行蚀刻图案化，去除在沟道位置露出的该第二金属层，使该第二金属层被第二次蚀刻后形成相互间隔开的源极和漏极，并在沟道位置露出下方的该半导体有源层，其中该隔离绝缘层在经过两次蚀刻后所具有的图案与该数据线、该源极和该漏极三者一起构成的图案相同，该第二金属层在经过两次蚀刻后所形成的该数据线、该源极和该漏极的侧面均露出；

37、在形成该数据线、该源极和该漏极之后，去除该第一光阻图案；

38、利用等离子体对该数据线、该源极和该漏极露出的侧面进行氧化处理，使该数据线、该源极和该漏极的侧面被氧化而形成一层氧化层。

39、进一步地，该制作方法还包括：

40、在该栅极绝缘层上形成覆盖该隔离绝缘层和该半导体有源层的第一钝化层；

41、在该第一钝化层上形成平坦层，并对该平坦层进行图案化，使该平坦层在与该漏极相对应的位置形成穿孔，并露出下方的该第一钝化层；

42、在该平坦层上形成第一透明导电层，并对该第一透明导电层进行蚀刻图案化，使该第一透明导电层被蚀刻后形成公共电极；

43、在该平坦层上形成覆盖该公共电极的第二钝化层，并对该第二钝化层、该第一钝化层和该隔离绝缘层同时进行蚀刻图案化，在与该漏极相对应的位置形成贯穿该第二钝化层、该第一钝化层和该隔离绝缘层的接触孔，使该漏极通过该接触孔露出；

44、在该第二钝化层上形成第二透明导电层，并对该第二透明导电层进行蚀刻图案化，使该第二透明导电层被蚀刻后形成像素电极，其中该像素电极填入该接触孔中与该漏极导电连接。

45、本发明实施例还提供一种显示面板，包括上述的金属氧化物薄膜晶体管阵列基板。

46、本发明实施例提供的金属氧化物薄膜晶体管阵列基板及其制作方法，该第二金属层中包含金属铜层，通过利用等离子体对数据线、源极和漏极露出的侧面进行氧化处理，在数据线、源极和漏极露出的侧面上均形成一层氧化层。由于数据线、源极和漏极的侧面上的金属铜均得到了氧化，金属离子不易从数据线、源极和漏极的侧面渗透出来，可有效地遏制铜离子扩散，能更好的保证tft的特性曲线。隔离绝缘层的存在可使数据线、源极和漏极的上表面的金属铜不被氧化，避免像素电极与漏极连接出现导电接触不良等问题。

47、本发明制程可以匹配现行的生产流程，能制作基于金属铜走线的背沟道蚀刻型mos-tft，由于金属铜具备低阻抗优势，可以同步地减少金属走线的电阻电容(rc)延迟和器件需要的充电时间，与金属氧化物搭配能提供高解析度、低功耗需求，适用于高端高规格产品；同时搭配半色调光罩的使用，在蚀刻第二金属层以及蚀刻金属氧化物半导体层时，两层图形的蚀刻可共用同一个光罩，或者在蚀刻隔离绝缘层、蚀刻第二金属层以及蚀刻金属氧化物半导体层时，三层图形的蚀刻可共用同一个光罩，可以减少光罩的使用数量，大大降低成本，节约制程时间，提高生产效率。

48、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明。