[发明专利]氧化物薄膜晶体管阵列基板及制作方法与液晶显示面板

说明书

技术领域

本发明涉及液晶显示的技术领域，特别涉及一种氧化物薄膜晶体管阵列 基板及其制作方法，以及具有该氧化物薄膜晶体管阵列基板的液晶显示面板。

背景技术

随着显示技术的发展，液晶显示器(LiquidCrystalDisplay，LCD)因其轻 便、低辐射等优点越来越受到人们的欢迎。液晶显示面板包括对置的彩色滤 光片基板(colorfilter，CF)和薄膜晶体管阵列基板(TFTarray)以及夹置在两者 之间的液晶层(LClayer)。

非晶硅(a-Si)是目前普遍用于制作阵列基板上薄膜晶体管(TFT)的半导体 层材料，但非晶硅由于存在因自身缺陷而导致的电子迁移率低、稳定性差等 问题，使它在显示领域的运用受到了限制。随着显示面板的分辨率不断提高， 非晶硅薄膜晶体管已经无法满足高分辨率显示面板的正常充电需求，为解决 此问题，高电子迁移率的氧化物薄膜晶体管替代非晶硅薄膜晶体管诞生。氧 化物薄膜晶体管(oxideTFT)是指半导体沟道采用氧化物半导体制备的薄膜晶 体管，氧化物半导体层材料的典型代表有IGZO(IndiumGalliumZincOxide， 铟镓锌氧化物)、ITZO(IndiumTinZincOxide，铟锡锌氧化物)等。由于氧化物 半导体具备电子迁移率高、工艺温度低、光透过性高等特点，因此成为目前 薄膜晶体管显示领域的研究热点之一。

在制备氧化物薄膜晶体管阵列基板时，如果利用传统的背沟道刻蚀(back channeletched，BCE)方式制作氧化物薄膜晶体管，在沟道处进行湿蚀刻(wet etching)制作源极和漏极时会对沟道处的半导体层造成伤害，所以需要在半导 体层上制作一层蚀刻阻挡层(EtchStopper)，通过蚀刻阻挡层对半导体层进行 保护，防止在制作源极和漏极时的蚀刻工艺对半导体层造成损伤。因此，蚀 刻阻挡型的薄膜晶体管相比于背沟道刻蚀型的薄膜晶体管，需要多一道制作 蚀刻阻挡层的光罩且需要对蚀刻阻挡层进行单独曝光与蚀刻工艺。

图1A至图1G为现有在制备氧化物薄膜晶体管阵列基板时的局部剖面示 意图，图中仅示意了与氧化物薄膜晶体管相对应位置的局部剖面结构，该制 作过程包括：

如图1A所示，在基板10上先通过溅射(Sputter)等方法沉积一层栅极金 属材料层，然后对该栅极金属材料层进行蚀刻工艺(例如包括上光阻、曝光、 显影、蚀刻、去光阻等步骤)，在基板10上形成图形化的栅极11；

如图1B所示，在基板10上依次连续沉积栅极绝缘层12和氧化物半导体 材料层13两层薄膜，氧化物半导体材料层13例如为IGZO氧化物半导体薄 膜，栅极绝缘层12可通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)等方法沉积在 基板10上并覆盖栅极11，氧化物半导体材料层13可通过溅射等方法沉积在 栅极绝缘层12上；

如图1C所示，利用湿蚀刻工艺(例如包括上光阻、曝光、显影、蚀刻、 去光阻等步骤)，对氧化物半导体材料层13进行蚀刻图形化，在对应栅极11 的上方形成氧化物半导体13a；

如图1D所示，在栅极绝缘层12上沉积一层蚀刻阻挡材料层14，蚀刻阻 挡材料层14例如为氧化硅(SiOx)或氮化硅(SiNx)薄膜，并可通过PECVD等 方法沉积在栅极绝缘层12上并覆盖氧化物半导体13a；

如图1E所示，利用干蚀刻工艺(例如包括上光阻、曝光、显影、蚀刻、 去光阻等步骤)，对蚀刻阻挡材料层14进行蚀刻图形化，在氧化物半导体13a 上对应栅极11的上方形成蚀刻阻挡层14a；

如图1F所示，在栅极绝缘层12上沉积一层源漏金属材料层15，源漏金 属材料层15可通过溅射(Sputter)等方法沉积在栅极绝缘层12上并覆盖氧化物 半导体13a和蚀刻阻挡层14a；

如图1G所示，利用湿蚀刻工艺(例如包括上光阻、曝光、显影、蚀刻、 去光阻等步骤)，对源漏金属材料层15进行蚀刻图形化以形成源极151和漏 极152，其中源极151和漏极152相互间隔并分别与氧化物半导体13a接触连 接，在源漏金属材料层15被蚀刻形成相互间隔的源极151和漏极152时，由 于蚀刻阻挡层14a的保护作用，可以避免蚀刻工艺对下方的氧化物半导体13a 造成损伤。