薄膜晶体管、具有其的显示面板及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明的示范实施方式涉及薄膜晶体管、具有该薄膜晶体管的显示面板、该薄膜 晶体管的制造方法以及该显示面板的制造方法。
[0002] 更具体地，本发明的示范实施方式涉及用于显示装置的薄膜晶体管、具有该薄膜 晶体管的显示面板、该薄膜晶体管的制造方法以及该显示面板的制造方法。
【背景技术】
[0003] 通常，液晶显示器（LCD)装置具有各种有利的特性，诸如薄的厚度、轻的重量、低 功耗等。因此，LCD装置已经被广泛使用在例如监视器、笔记本式个人电脑、蜂窝电话等中。 IXD装置可以包括通过利用液晶的光学透射率来显示图像的IXD面板和设置在IXD面板下 面以提供光到IXD面板的背光组件。
[0004] 例如，液晶显示器面板可以包括：具有信号线、薄膜晶体管和像素电极的阵列基 板；面对阵列基板并具有公共电极的相对基板；以及设置在阵列基板和相对基板之间的液 晶层。通常，例如利用公共电极和像素电极形成垂直电场，垂直电场驱动液晶层。
[0005] 薄膜晶体管可以具有各种结构以提高开关特性。例如，薄膜晶体管可以具有双栅 极结构。在这种情况下，有效迁移率可以提高，但由源极电极和漏极电极与栅极电极的交叠 引起的寄生电容会增大。此外，具有包含双栅极结构的薄膜晶体管的显示面板的显示质量 会退化。
【发明内容】
[0006] 本发明的不范实施方式提供能够减小寄生电容并提_薄I吴晶体管的有效迁移率 的薄膜晶体管。
[0007] 本发明的示范实施方式还提供包括薄膜晶体管的显示面板。
[0008] 本发明的示范实施方式还提供一种制造薄膜晶体管基板的方法。
[0009] 本发明的示范实施方式还提供一种制造显示面板的方法。
[0010] 根据本发明的一示范实施方式，一种薄膜晶体管包括底部栅极电极、顶部栅极电 极和有源图案。顶部栅极电极包括透明导电材料并与底部栅极电极交叠。在截面图中，底 部栅极电极的边界和顶部栅极电极的边界彼此重合。有源图案包括源极部分、漏极部分以 及设置在源极部分与漏极部分之间的沟道部分。沟道部分与底部栅极电极和顶部栅极电极 交叠。
[0011] 在一示范实施方式中，底部栅极电极可以包括不透明金属。
[0012] 在一示范实施方式中，有源图案可以是透明的。
[0013] 在一示范实施方式中，有源图案可以包括氧化物半导体。源极部分和漏极部分可 以是氧化物半导体的脱氧部分。
[0014] 在一示范实施方式中，有源图案的厚度可以是大约500A。
[0015] 在一示范实施方式中，有源图案可以包括非晶硅。有源图案的厚度可以是大约 IO〇A。
[0016] 在一示范实施方式中，薄膜晶体管可以还包括其上设置有底部栅极电极的基板、 设置在底部栅极电极和有源图案之间并配置为隔离底部栅极电极的第一绝缘层、以及设置 在有源图案和顶部栅极电极之间并配置为隔离顶部栅极电极的第二绝缘图案。
[0017] 在一示范实施方式中，在俯视图中，第二绝缘图案的边界形状可以基本上与顶部 栅极电极的边界形状相同。
[0018] 在一示范实施方式中，沟道部分和源极部分之间的界线以及沟道部分和漏极部分 之间的界线可以基本上与底部栅极电极的边界重合。
[0019] 在一示范实施方式中，偏斜的偏差可以小于大约3i!m。偏斜可以被定义为底部栅 极电极和顶部栅极电极之间的未对准距离。偏斜的偏差可以被定义为最大偏斜减去最小偏 斜的值。
[0020] 根据本发明的一示范实施方式，显示面板包括栅极线、交叉栅极线的数据线、设置 在由栅极线和数据线限定的像素区域中的第一电极、以及电连接到栅极线、数据线和第一 电极的薄膜晶体管。薄膜晶体管包括：电连接到栅极线的底部栅极电极；顶部栅极电极；和 有源图案。顶部栅极电极包括透明导电材料并与底部栅极电极交叠。在截面图中，底部栅极 电极的边界和顶部栅极电极的边界彼此重合。有源图案包括电连接到数据线的源极部分、 电连接到第一电极的漏极部分以及设置在源极部分和漏极部分之间的沟道部分。沟道部分 与底部栅极电极和顶部栅极电极交叠。
[0021] 在一示范实施方式中，底部栅极电极可以包括不透明金属。有源图案可以是透明 的并且包括氧化物半导体。有源图案的源极部分和漏极部分可以是氧化物半导体的脱氧部 分。
[0022] 在一示范实施方式中，显示面板可以还包括：其上设置有栅极线和底部栅极电极 的基板；设置在底部栅极电极和有源图案之间并配置为隔离底部栅极电极的第一绝缘层； 设置在有源图案和顶部栅极电极之间并配置为隔离顶部栅极电极的第二绝缘图案；设置在 薄膜晶体管上并配置为隔离薄膜晶体管的第三绝缘层；以及设置在第三绝缘层上的第四绝 缘层。数据线可以设置在第三绝缘层和第四绝缘层之间。
[0023] 在一示范实施方式中，显示面板可以还包括电连接顶部栅极电极与栅极线的连接 电极。连接电极可以包括与第一电极相同的材料。
[0024] 在一示范实施方式中，第一接触孔可以贯穿第三绝缘层形成。第二接触孔可以贯 穿第三绝缘层和第四绝缘层设置。第三接触孔可以贯穿第三绝缘层和第四绝缘层设置。第 四接触孔可以贯穿第一绝缘层、第三绝缘层和第四绝缘层设置。数据线可以穿过第一接触 孔电连接到有源图案的源极部分。第一电极可以穿过第二接触孔电连接到有源图案的漏极 部分。连接电极可以穿过第三接触孔电连接到顶部栅极电极，并穿过第四接触孔电连接到 栅极线。
[0025] 在一示范实施方式中，偏斜的偏差可以小于大约3pm。偏斜可以被定义为底部栅 极电极和顶部栅极电极之间的未对准距离。偏斜的偏差可以被定义为最大偏斜减去最小偏 斜的值。
[0026] 根据本发明的一示范实施方式，在薄膜晶体管的制造方法中，底部栅极电极形成 在基板上，底部栅极电极包括不透明金属。第一绝缘层形成在其上形成有底部栅极电极的 基板上。有源层、第二绝缘层和顶部栅极层顺序地形成在第一绝缘层上。顶部栅极层包括 透明导电材料。通过在顶部栅极层上涂覆光致抗蚀剂组合物并对光致抗蚀剂组合物应用背 侧曝光，形成与底部栅极电极相应的光致抗蚀剂图案。背侧曝光包括在从基板到光致抗蚀 剂组合物的方向上照射光。通过蚀刻未被光致抗蚀剂图案覆盖的顶部栅极层的一部分和第 二绝缘层的一部分而形成顶部栅极电极和第二绝缘图案。此外，通过形成顶部栅极电极和 第二绝缘图案，部分的有源层被暴露。
[0027] 在一示范实施方式中，有源层可以包括氧化物半导体。该方法还可以包括通过将 有源层的被暴露的部分脱氧而形成源极部分和漏极部分。
[0028] 根据本发明的一示范实施方式，在显示面板的制造方法中，底部栅极电极和栅极 线形成在基板上。第一绝缘层形成在其上形成有底部栅极电极和栅极线的基板上。有源层、 第二绝缘层和顶部栅极层顺序地形成在第一绝缘层上。有源层包括氧化物半导体。顶部栅 极层包括透明导电材料。与有源图案相应的第一光致抗蚀剂图案形成在顶部栅极层上。通 过利用第一光致抗蚀剂图案来蚀刻顶部栅极层、第二绝缘层和有源层，形成初始顶部栅极 电极、初始第二绝缘图案和有源图案。通过在顶部栅极层上涂覆光致抗蚀剂组合物并对光 致抗蚀剂组合物应用背侧曝光，形成与底部栅极电极相应的第二光致抗蚀剂图案。背侧曝 光包括在从基板到光致抗蚀剂组合物的方向上照射光。通过蚀刻未被第二光致抗蚀剂图案 覆盖的初始顶部栅极电极的一部分和初始第二绝缘图案的一部分，形成顶部栅极电极和第 二绝缘图案。此外，通过形成顶部栅极电极和第二绝缘图案，部分的有源图案被暴露。通过 将有源图案的被暴露的部分脱氧，形成源极部分和漏极部分。第三绝缘层形成在其上形成 有顶部栅极电极和有源图案的第一绝缘层上。
[0029] 在一示范实施方式中，第一接触孔可以贯穿第三绝缘层形成。第一接触孔可以暴 露有源图案的源极部分。数据线可以形成在第三绝缘层上。数据线可以穿过第一接触孔电 连接到有源图案的源极电极。第四绝缘层可以形成在其上形成有数据线的第三绝缘层上。 第二接触孔可以贯穿第四绝缘层和第三绝缘层形成。第二接触孔可以暴露有源图案的漏极 部分。第三接触孔贯穿第四绝缘层和第三绝缘层形成。第三接触孔可以暴露顶部栅极电极。 第四接触孔可以贯穿第四绝缘层、第三绝缘层和第一绝缘层形成。第四接触孔可以暴露栅 极线。第一电极和连接电极可以形成在第四绝缘层上。第一电极可以穿过第二接触孔电连 接到有源图案的漏极部分。连接电极可以穿过第三接触孔电连接到顶部栅极电极，并可以 穿过第四接触孔电连接到栅极线。
[0030] 根据本发明的一示范实施方式，提供一种显示面板。该显示面板包括阵列基板，该 阵列基板包括栅极线、交叉栅极线的数据线、包括透明导电材料并设置在由栅极线和数据 线限定的像素区域中的第一电极、以及电连接到栅极线、数据线和第一电极的薄膜晶体管。 薄膜晶体管包括电连接到栅极线的底部栅极电极、包括透明导电材料并与底部栅极电极交 叠的顶部栅极电极、以及有源图案，其中底部栅极电极的边界和顶部栅极电极的边界在截 面图中彼此重合，有源图案包括电连接到数据线的源极部分、电连接到第一电极的漏极部 分以及设置在源极部分与漏极部分之间的沟道部分。沟道部分与底部栅极电极和顶部栅极 电极交叠。源极部分和漏极部分每个邻近于沟道部分且每个位于与沟道部分相同的平面 上，顶部栅极电极和底部栅极电极不与源极部分和/或漏极部分交叠。
[0031] 显示面板还包括：覆盖并隔离底部栅极电极的第一绝缘层，其中有源图案设置在 第一绝缘层的上表面上；以及设置在有源图案的沟道部分上的第二绝缘图案，其中顶部栅 极电极设置在第二绝缘图案上，且其中第二绝缘图案和顶部栅极电极在俯视图中具有彼此 相同的形状。
[0032] 此外，显示面板还包括设置在顶部栅极电极和有源图案上的第三绝缘层，其中第 三绝缘层覆盖并隔离顶部栅极电极以及有源图案的源极部分和漏极部分，其中数据线设置 在第三绝缘层上。
[0033] 此外，显示面板还包括：设置在第三绝缘层上的第四绝缘层，在第三绝缘层上设置 有数据线，其中第一电极设置在第四绝缘层上；数据连接电极，包括透明导电材料并设置在 第四绝缘层上，其中数据连接电极电连接到有源图案的源极部分并电连接到数据线；以及 连接电极，包括透明导电材料并设置在第四绝缘层上。连接电极电连接到顶部栅极电极并 电连接到栅极线。
[0034] 根据本发明的示范实施方式，薄膜晶体管包括通过利用底部栅极电极作为掩模的 背侧曝光而自对准的顶部栅极电极和有源图案的沟道部分。因此，有源图案的源极部分和 漏极部分与底部栅极电极和顶部栅极电极之间的寄生电容可以减小。因此，可以提高薄膜 晶体管的有效迁移率。
[0035] 此外，一种制造方法包括形成包括透明导电材料的顶部栅极层，然后通过利用具 有不透明金属的底部栅极电极作为掩模的背侧曝光而形成自对准的顶部栅极电极和有源 图案的沟道部分。因此，在截面图中，底部栅极电极的边界和顶部栅极电极的边界可以基本 上彼此重合。
【附图说明】
[0036] 通过以下结合附图的详细说明，可以更具体地理解本发明的示范实施方式，在附 图中：
[0037] 图1是示出根据本发明一示范实施方式的薄膜晶体管的截面图；
[0038] 图2A到2F是示出根据本发明一示范实施方式的图1的薄膜晶体管的制造方法的 截面图；
[0039] 图3A到3F是示出根据本发明一示范实施方式的图1的薄膜晶体管的制造方法的 截面图；
[0040] 图4是示出根据本发明一示范实施方式的显示面板的阵列基板的俯视图；
[0041] 图5A是包括阵列基板的显示面板的沿图4的线1-1'截取的截面图；
[0042] 图5B是包括阵列基板的显示面板的沿图4的线11-11'截取的截面图；
[0043] 图6A到12C示出根据本发明一示范实施方式的图4的显示面板的阵列基板的制 造方法的中间步骤，其中图6A、7A、8A、9A、10A、11A和12A是在制造期间的俯视图，图6B、7B、 88、98、108、118和128分别是在制造期间沿图64、74、84、9八、1(^、1认和124中的线1-1'截 取的截面图，图9C、10C、11C和12C分别是在制造期间沿图9A、10A、11A和12A中的线11-11' 截取的截面图；
[0044] 图13是根据本发明一示范实施方式的显示面板的俯视图；
[0045] 图14A是沿图13的线1-1'截取的包括阵列基板的显示面板的截面图；以及
[0046] 图14B是沿图13的线11-11'截取的包括阵列基板的显示面板的截面图。
【具体实施方式】
[0047] 在下文将参考附图更充分地描述本发明的示范实施方式，在附图中示出了本发明 的示范实施方式。
[0048] 在附图中，为了清晰可以夸大层、膜、面板、区域等的厚度。在整个说明书中，相同 的附图标记始终表示相同的元件。将理解，当诸如层、膜、区域或基板的元件被称为"在"另 一元件"上"时，它可以直接在另一元件上，或者也可以存在居间元件。
[0049] 如在此所用的，单数形式"一"和"该"旨在也包括复数形式，除非上下文清楚地另 有指示。
[0050] 在下文，将参考附图详细说明本发明的示范实施方式。
[0051] 图1是示出根据本发明一示范实施方式的薄膜晶体管的截面图。
[0052] 参照图1，薄膜晶体管包括例如底部栅极电极BGE、有源图案ACT和顶部栅极电极 TGE。
[0053] 薄膜晶体管可以设置在基板110上。在本示例实施方式中，薄膜晶体管可以被描 述为设置在基板110上。基板110可以是例如玻璃基板、石英基板、硅基板、塑料基板或类 似物。例如，在一示范实施方式中，基板110可以是柔性基板。用于柔性基板的适当材料包 括例如聚醚砜（PES)、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN)、聚乙烯（PE)、聚酰亚胺（PI)、聚氯乙烯 (PVC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET)或其组合。
[0054] 底部栅极电极BGE设置在基板110上。底部栅极电极BGE可以包括例如不透明金 属，诸如铜（Cu)、银（Ag)、铬（Cr)、钥（Mo)、铝（A1)、钛（Ti)、锰（Mn)、镍（Ni)、金（Au)、钯 (Pd)、钼（Pt)、钕（Nd)、铍（Be)、铌（Nb)、铁（Fe)、硒（Se)、钽（Ta)、钴（Co)或其混合物。此 夕卜，底部栅极电极BGE可以具有例如多层结构，该多层结构具有包括彼此不同的材料的多 个层。
[0055] 第一绝缘层120设置在其上设置有底部栅极电极BGE的基板110上。第一绝