薄膜晶体管阵列基板及其制造方法
【专利说明】薄膜晶体管阵列基板及其制造方法
[0001]本申请是原案申请号为201310652664.1的发明专利申请(申请日:2013年12月5日，发明名称:薄膜晶体管阵列基板及其制造方法)的分案申请。
技术领域
[0002]本申请涉及薄膜晶体管阵列基板及其制造方法。薄膜晶体管阵列通过形成具有较短长度的沟道区而防止产生不期望电容，以改善驱动性能并且增强亮度和画面质量。
【背景技术】
[0003]显示装置可以使用显示场来可视地表达电信息信号。已快速取代现有的阴极射线管(CRT)的平板显示装置可以纤薄且重量轻并且可以以低功耗操作。
[0004]平板显示装置可以例如是液晶显示(LCD)装置、有机发光显示(OLED)装置、电泳显示(电子纸显示(Ero))装置、等离子体显示面板装置(PDP)、场发射显示(FED)装置、电致发光显示装置(ELD)和电润湿显示(EWD)装置。平板显示装置通常包括平板显示面板，平板显示面板被构造成包括一对彼此面对的基板，这对基板之间具有固有的发光或偏光材料层。
[0005]平板显示面板可以被配置成在无源矩阵驱动模式或有源矩阵驱动模式下操作。
[0006]被配置成在无源矩阵驱动模式下操作的平板显示面板包括在扫描线和信号线的交叉处形成的多个像素。在向彼此交叉的各条扫描线和信号线施加信号时可以驱动像素。如此，可以简单地控制被配置成在无源矩阵驱动模式下操作的平板显示面板，但是平板显示面板上的像素不能相互独立地被驱动。因此，被配置成在无源矩阵驱动模式下操作的平板显示面板的清晰度和响应速度必然低，从而使得难以实现高清晰度图像。
[0007]被配置成在有源矩阵驱动模式下操作的平板显示面板包括被布置在各个像素中并且被用作开关元件的多个薄膜晶体管。薄膜晶体管中的每个被导通/截止，以允许多个像素选择性地被驱动。尽管被配置成在有源矩阵驱动模式下操作的平板显示面板需要复杂的控制方案，但是多个像素可以彼此独立地被驱动。如此，相比于被配置成在无源矩阵驱动模式下操作的平板显示面板，被配置成在有源矩阵驱动模式下操作的平板显示面板可以提供高清晰度和高响应速度。因此，被配置成在有源矩阵驱动模式下操作的平板显示面板可以容易地实现高高清晰度图像。
[0008]被配置成在有源矩阵驱动模式下操作的平板显示面板必须一定包括适于独立地驱动多个像素的晶体管阵列基板。
[0009]晶体管阵列基板包括彼此交叉并且限定多个像素的选通线和数据线。另外，晶体管阵列基板包括与多个像素相对的多个薄膜晶体管。多个薄膜晶体管均布置在选通线和数据线的交叉处。
[0010]薄膜晶体管中的每个薄膜晶体管包括与选通线之一连接的栅电极、与数据线之一连接的源电极、与相应的像素电极连接的漏电极、根据栅电极的电压电平在源电极和漏电极之间形成沟道区的有源层。有源层与栅电极的至少一部分相交叠，有源层与栅电极之间具有栅绝缘层。这种薄膜晶体管可以由相应选通线上的信号而选择性导通。相应数据线上的另一个信号被传递至相应的像素电极。
[0011]薄膜晶体管可以是非晶硅(a-Si)薄膜晶体管、氧化物薄膜晶体管和低温多晶硅(LTPS)薄膜晶体管。氧化物薄膜晶体管需要针对有源层进行退火处理。此外，可以形成用于保护有源层的沟道区的蚀刻停止层，并且有源层的与蚀刻停止层相交叠一部分可以被定义为沟道区。如此，蚀刻停止层必须部分地与源电极和漏电极交叠。另外，必须确保用于交叠区的工艺余量。据此，氧化物薄膜晶体管中沟道区的长度可以比所需的长度长，从而造成氧化物薄膜晶体管的尺寸增大并且载流量大大劣化。
[0012]另外，源电极和漏电极与蚀刻停止层、有源层和栅电极相交叠。因为源电极和漏电极与栅电极交叠，所以在源电极和漏电极与栅电极之间形成不期望的电容。不期望的电容对氧化物薄膜晶体管的驱动方案造成负面影响，而对其它类型的薄膜晶体管不造成影响。如此，氧化物薄膜晶体管不能被高速驱动。
[0013]此外，根据现有技术的薄膜晶体管阵列基板的制造方法通常包括形成选通线和栅电极、形成有源层、形成蚀刻停止层、形成数据线以及源电极和漏电极、形成钝化膜以及形成像素电极。使用六次掩模来执行这些形成工序，这增加了工序时间(或周期)和制造成本。
【发明内容】
[0014]因此，本申请提供了薄膜晶体管阵列基板及其制造方法，其基本上消除了由于现有技术的局限和缺点导致的一个或多个问题。
[0015]本申请的一方面提供了薄膜晶体管阵列基板及其制造方法，其通过形成不与栅电极交叠的源电极和漏电极，减小不期望的寄生电容并且增强高速驱动性能。
[0016]另外，本申请的薄膜晶体管阵列基板具有长度较短的沟道区，以提高薄膜晶体管阵列基板的性能并提高显示面板的亮度和质量。沟道区的长度是源电极和漏电极之间的沟道区的长度，并且沟道区的长度包括源电极和漏电极之间的电流路径。
[0017]此外，薄膜晶体管阵列基板及其制造方法适于通过使用栅电极作为掩模的背面曝光来形成薄膜晶体管的蚀刻停止层，从而减少掩模工序的数量并且减少工序时间和制造成本。
[0018]实施方式的附件的特征和优点将在后面的描述中阐述，并且部分的特征和优点将通过描述变得清楚或者可以通过本发明的实践而获知。本公开的优点将通过书面描述和本公开的权利要求书以及附图中具体指出的结构来实现和获得。
[0019]根据本申请的实施方式的总体方面，薄膜晶体管阵列基板包括:形成在基板上的选通线和数据线，选通线和数据线彼此交叉；形成在选通线和数据线之间的栅绝缘膜；形成在选通线和数据线的交叉处的栅电极；有源层，其形成在栅绝缘膜上与栅电极交叠；蚀刻停止层，其形成在有源层上，以限定有源层的沟道区；以及源电极和漏电极，其形成在有源层上以与所述有源层部分地交叠。蚀刻停止层位于源电极和漏电极之间，源电极和漏电极与蚀刻停止层间隔开。
[0020]根据本申请的实施方式的另一总体方面的薄膜晶体管阵列基板的制造方法包括:在基板上形成栅电极；于栅电极上在所述基板上形成栅绝缘膜；在栅绝缘膜上形成有源层；形成蚀刻停止层以限定有源层的沟道区；以及在栅绝缘膜、有源层和蚀刻停止层上顺序地形成屏障层和金属层。蚀刻停止层位于源电极和漏电极之间，并且源电极和漏电极与蚀刻停止层间隔开。
[0021]对于本领域的普通技术人员来说，在阅读了下面附图和详细描述后，其它系统、方法、特征和优点将是清楚的或者将变得清楚。所有的这些附加的系统、方法、特征和优点旨在被包括在本说明书中，以及被包括在本公开的范围内，并且受所附权利要求书的保护。本部分中的任何内容都不应该作为对权利要求的限制。以下结合实施方式讨论进一步的方面和优点。要理解，对本公开的上述总体描述和以下详细描述是示例性和说明性的，旨在提供对要求保护的本公开的进一步说明。
【附图说明】
[0022]附图被包括以提供对实施方式的进一步理解，并入本申请中且构成本申请的一部分，附图示出了本公开的实施方式并且与描述一起用于说明本公开。在附图中:
[0023]图1是示出根据本公开的第一实施方式的薄膜晶体管阵列基板的示例的平面图；
[0024]图2A至图21是例示根据本公开的第一实施方式的薄膜晶体管阵列基板的制造方法的示例的截面图；
[0025]图3A和图3B是例示形成根据本公开的第一实施方式的薄膜晶体管阵列基板的蚀刻停止层的方法的示例的截面图；
[0026]图4是示出根据本公开的第二实施方式的薄膜晶体管阵列基板的示例的平面图；
[0027]图5A至图5G是例示根据本公开的第二实施方式的薄膜晶体管阵列基板的制造方法的示例的截面图；
[0028]图6是示出根据本公开的第三实施方式的薄膜晶体管阵列基板的示例的平面图；
[0029]图7是示出根据本公开的第四实施方式的薄膜晶体管阵列基板的示例的平面图；
[0030]图8是示出根据本公开的第五实施方式的薄膜晶体管阵列基板的示例的平面图；
[0031]图9是示出根据本公开的第六实施方式的薄膜晶体管阵列基板的示例的平面图；以及
[0032]图10是示出根据本公开的第七实施方式的薄膜晶体管阵列基板的示例的平面图。
【具体实施方式】
[0033]现在，将详细参照本公开的实施方式，在附图中例示了实施方式的示例。下文中引入的实施方式被提供作为示例，以将本公开的精神传达给本领域的普通技术人员。因此，这些实施方式的特征不限于这里描述的形状。在附图中，为了便于说明，夸大了器件的尺寸和厚度。在任何可能的地方，在包括附图的整个本公开中将使用相同的参考标号来表示相同或类似的部件。
[0034]图1是示出根据本公开的第一实施方式的薄膜晶体管阵列基板的示例的平面图。
[0035]参照图1，根据本公开的第一实施方式的薄膜晶体管阵列基板包括沿着基板100中的一个方向形成的选通线120和沿着与选通线120垂直的另一个方向形成的数据线130。基板100包括显示区和非显示区。彼此交叉的选通线120和数据线130限定基板10