薄膜晶體管陣列基板及其制備方法、顯示裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及顯示器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種薄膜晶體管陣列基板及其制備方法， 還涉及包含該薄膜晶體管陣列基板的顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 平板顯示裝置具有機(jī)身薄、省電、無輻射等眾多優(yōu)點，得到了廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)有的 平板顯示裝置主要包括液晶顯示裝置（Liquid Crystal Display，IXD)及有機(jī)電致發(fā)光顯 不裝置（Organic Light Emitting Display, OLED) 〇
[0003] 基于有機(jī)發(fā)光二極管的OLED顯示技術(shù)同成熟的IXD相比，OLED是主動發(fā)光的顯 示器，具有自發(fā)光、高對比度、寬視角（達(dá)170° )、快速響應(yīng)、高發(fā)光效率、低操作電壓（3~ 10V)、超輕?。ê穸刃∮?mm)等優(yōu)勢，具有更優(yōu)異的彩色顯示畫質(zhì)、更寬廣的觀看范圍和更 大的設(shè)計靈活性。
[0004] 薄膜晶體管（Thin Film Transistor，TFT)是平板顯示裝置的重要組成部分，可 形成在玻璃基板或塑料基板上，通常作為開光裝置和驅(qū)動裝置用在諸如LCD、0LED。薄膜 晶體管液晶顯不器（Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，簡稱 TFT-LCD)具 有體積小、功耗低、無輻射等特點，在當(dāng)前的平板顯示器市場中占據(jù)了主導(dǎo)地位。近年來 TFT-LCD獲得了飛速的發(fā)展，其尺寸和分辨率不斷地提高，大尺寸、高分辨率的液晶電視成 為TFT-LCD發(fā)展的一個主流。隨著TFT-LCD尺寸的不斷增大、分辨率的不斷提高，為了提高 顯示質(zhì)量，需要采用更高頻率的驅(qū)動電路，現(xiàn)有的非晶硅薄膜晶體管的迀移率很難滿足液 晶顯示器的需要。非晶硅薄晶體管的迀移率一般在0. 6cm2/Vs左右，但是在液晶顯示器尺 寸超過80英寸，驅(qū)動頻率為120Hz時需要IcmVVs以上的迀移率，現(xiàn)在非晶硅硅薄膜晶體 管的迀移率顯然很難滿足。
[0005] 氧化物半導(dǎo)體TFT技術(shù)是當(dāng)前的熱門技術(shù)。氧化物半導(dǎo)體由于具有較高的電子迀 移率（氧化物半導(dǎo)體迀移率>l〇 cm2/Vs，a-Si迀移率僅0. 5~0. 8cm2/Vs)，而且相比LTPS (低 溫多晶硅），氧化物半導(dǎo)體制程簡單，與a-Si制程相容性較高，可應(yīng)用于LCD (液晶顯示）、 有機(jī)電致發(fā)光（OLED)、柔性顯示（Flexible)等等，可應(yīng)用于大小尺寸顯示，具有良好的應(yīng) 用發(fā)展前景，為當(dāng)前業(yè)界研究熱門。
[0006] 圖1為現(xiàn)有的一種薄膜晶體管陣列基板的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該陣列基板 包括陣列設(shè)置于玻璃基板1上的薄膜晶體管2(附圖中僅示例性示出了其中的一個薄膜晶 體管2)，所述薄膜晶體管2采用了氧化物半導(dǎo)體TFT技術(shù)。具體地，參閱圖1，所述薄膜晶 體管2包括柵電極3、柵極絕緣層4、有源層5、源電極6和漏電極7。其中，柵電極3形成于 所述玻璃基板1上，柵極絕緣層4覆設(shè)于所述柵電極3上，有源層5形成于所述柵極絕緣層 4上，源電極6和漏電極形成于所述柵極絕緣層4上；所述源電極6和漏電極7之間相互間 隔并且分別具有部分搭接在所述有源層5上，所述有源層5對應(yīng)于所述源電極6和漏電極 7相互間隔的區(qū)域形成溝道區(qū)；所述有源層5上的溝道區(qū)部分設(shè)置有刻蝕阻擋層8,通常地， 刻蝕阻擋層8的材料主要是無機(jī)薄膜，例如是SiN xS SiOx，刻蝕阻擋層8主要是用于在制 備源電極6和漏電極7時，防止損傷到有源層5。進(jìn)一步地，如圖1所示，所述陣列基板還包 括覆設(shè)于所述薄膜晶體管2上的絕緣保護(hù)層9。
[0007] 薄膜晶體管陣列基板是通過多次光罩工藝（構(gòu)圖工藝）形成結(jié)構(gòu)圖形來完成，每 一次光罩工藝中又分別包括掩膜、曝光、顯影、刻蝕和剝離等工藝，其中刻蝕工藝包括干法 刻蝕和濕法刻蝕。如上所述的薄膜晶體管陣列基板的制備工藝，至少包括如下的光罩工藝： (1)在玻璃基板1上采用第一道光罩工藝形成柵電極3。（2)在柵電極3上制備柵極絕緣層 4之后，在柵極絕緣層4上采用第二道光罩工藝形成有源層5。（3)在有源層5上采用第三 道光罩工藝形成刻蝕阻擋層8。（4)在有源層5上采用第四道光罩工藝形成源電極6和漏 電極7。光罩工藝的次數(shù)可以衡量制造薄膜晶體管陣列基板的繁簡程度，減少光罩工藝的次 數(shù)就意味著制造成本的降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 有鑒于此，本發(fā)明提供了一種薄膜晶體管陣列基板及其制備方法，其中的薄膜晶 體管相比于現(xiàn)有技術(shù)具有更優(yōu)越的性能；其制備方法相比于現(xiàn)有技術(shù)，減少了光罩工藝的 次數(shù)，降低了工藝難度，節(jié)省了成本。
[0009] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：
[0010] -種薄膜晶體管陣列基板，包括陣列設(shè)置于玻璃基板上的薄膜晶體管，所述薄膜 晶體管包括：柵電極，形成于所述玻璃基板上；柵極絕緣層，覆設(shè)于所述柵電極上；有源層， 形成于所述柵極絕緣層上；源電極和漏電極，形成于所述柵極絕緣層上；所述源電極和漏 電極之間相互間隔并且分別具有部分搭接在所述有源層上，所述有源層對應(yīng)于所述源電極 和漏電極相互間隔的區(qū)域形成溝道區(qū)；其中，所述有源層的材料為金屬氧化物半導(dǎo)體材料， 所述有源層上還設(shè)置有一有機(jī)半導(dǎo)體，所述有機(jī)半導(dǎo)體覆蓋所述溝道區(qū)，并且延伸至所述 源電極與所述有源層之間和所述漏電極與所述有源層之間。
[0011] 其中，所述金屬氧化物半導(dǎo)體材料選自ZnO、InZnO、ZnSnCKGaInZnO和ZrInZnO中 的任意一種或兩種以上。
[0012] 其中，所述有源層的厚度為200~2000 A。
[0013] 其中，所述有機(jī)半導(dǎo)體層的材料為小分子型有機(jī)半導(dǎo)體材料或聚合物型有機(jī)半導(dǎo) 體材料。
[0014] 其中，所述小分子型有機(jī)半導(dǎo)體材料為并五苯、三苯基胺、富勒烯、酞菁、茈衍生物 或花菁，所述聚合物型有機(jī)半導(dǎo)體材料為聚乙炔型、聚芳環(huán)型或共聚物型的聚合物材料。
[0015] 其中，所述有機(jī)半導(dǎo)體層的厚度為50(K2000
[0016] 其中，所述陣列基板還包括覆設(shè)于所述薄膜晶體管上的絕緣保護(hù)層。
[0017] 如上所述的薄膜晶體管陣列基板的制備方法，其包括：在玻璃基板上采用第一道 光罩工藝形成柵電極；采用第二道光罩工藝形成有源層和有機(jī)半導(dǎo)體層；采用第三道光罩 工藝形成源電極和漏電極。
[0018] 其中，該方法具體包括步驟：S1、提供一玻璃基板，在該玻璃基板上形成柵電極材 料膜層；S2、通過第一道光罩工藝將所述柵電極材料膜層刻蝕形成預(yù)定圖案的柵電極；S3、 在如上結(jié)構(gòu)的玻璃基板上依次形成柵極絕緣層、有源層材料膜層和有機(jī)半導(dǎo)體材料膜層； S4、通過第二道光罩工藝在所述柵極絕緣層上形成預(yù)定圖案的有源層和有機(jī)半導(dǎo)體層；其 中，所述有源層和有機(jī)半導(dǎo)體層分別是由所述有源層材料膜層和有機(jī)半導(dǎo)體材料膜層通過 刻蝕形成；S5、在如上結(jié)構(gòu)的玻璃基板上形成源/漏電極材料膜層；S6、通過第三道光罩工 藝將所述源/漏電極材料膜層刻蝕形成預(yù)定圖案的源電極和漏電極。
[0019] 本發(fā)明的另一方面是提供一種顯示裝置，其包括如上所述的薄膜晶體管陣列基 板。
[0020] 本發(fā)明實施例中提供的薄膜晶體管陣列基板，其中的薄膜晶體管中，在有源層上 設(shè)置有機(jī)半導(dǎo)體層，有機(jī)半導(dǎo)體層不僅覆蓋了溝道區(qū)，而且還向兩側(cè)延伸至源電極和漏電 極與有源層的連接位置之間，有機(jī)半導(dǎo)體層可以作為制備源電極和漏電極時的刻蝕阻擋層 以保護(hù)有源層，同時，由于有機(jī)半導(dǎo)體層延伸至源電極和漏電極與有源層的連接位置之間， 還能起到增加開關(guān)電流的作用。以上的薄膜晶體管陣列基板應(yīng)用于顯示裝置中，例如是 TFT-IXD或0LED，可以使得顯示裝置相比于現(xiàn)有技術(shù)具有更優(yōu)越的性能。進(jìn)一步地，以上結(jié) 構(gòu)的薄膜晶體管陣列基板的制備工藝中，作為刻蝕阻擋層的有機(jī)半導(dǎo)體層可以與有源層在 同一道光罩工藝中制備獲得，相比于現(xiàn)有技術(shù)節(jié)省了一道光罩工藝，降低了工藝難度，節(jié)省 了成本。
【附圖說明】
[0021] 圖1是現(xiàn)有的一種薄膜晶體管陣列基板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖2是本發(fā)明實施例1提供的薄膜晶體管陣列基板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖3a_圖3g本發(fā)明實施例1中的薄膜晶體管陣列基板的制備方法中，各個步驟得 到的器件結(jié)構(gòu)的示例性圖示；
[0024] 圖4是本發(fā)明實施例2提供的顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0025] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實 施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。這些優(yōu)選實施方式的示例在附圖中進(jìn)行了例示。附圖中所示和根據(jù) 附圖描述的本發(fā)明的實施方式僅僅是示例性的，并且本發(fā)明并不限于這些實施方式。
[0026] 在此，還需要說明的是，為了避免因不必要的細(xì)節(jié)而模糊了本發(fā)明，在附圖中僅僅 示出了與根據(jù)本發(fā)明的方案密切相關(guān)的結(jié)構(gòu)和/或處理步驟，而省略了與本發(fā)明關(guān)系不大 的其他細(xì)節(jié)。
[0027] 實施例1
[0028] 本實施例首先提供了一種薄膜晶體管陣列基板，如圖2所示，該陣列基板包括陣 列設(shè)置于玻璃基板10上的多個薄膜晶體管20(附圖中僅示例性示出了其中的一個薄膜晶 體管20)，所述薄膜晶體管20采用了氧化物半導(dǎo)體TFT技術(shù)。具體地，參閱圖1，所述薄膜 晶體管20包括柵電極21、柵極絕緣層22、有源層23、源電極251和漏電極252。其中，柵電 極21形成于所述玻璃基板10上，柵極絕緣層22覆設(shè)于所述柵電極21上，有源層23形成 于所述柵極絕緣層22上，源電極251和漏電極252位于同一結(jié)構(gòu)層中，形成于所述柵極絕 緣層22上，所述源電極251和漏電極252之間相互間隔并且分別具有部分搭接在所述有源 層23上，所述有源層23對應(yīng)于所述源電極251和漏電極252相互間隔的區(qū)域形成溝道區(qū)。
[0029] 在本實施例中，參閱圖2,所述有源層23的材料為金屬氧化物半導(dǎo)體材料，所述有 源層23上還設(shè)置有一有機(jī)半導(dǎo)體層24,所述有機(jī)半導(dǎo)體層24覆蓋所述溝道區(qū)，有機(jī)半導(dǎo)體 層24的一端延伸至所述源電極251與所述有源層23之間（在該位置，有源層23、有機(jī)半 導(dǎo)體層24以及源電極251依次疊層設(shè)置）。有機(jī)半導(dǎo)體層24的另一端延伸至所述漏電極 252與所述有源層23之間（在該位置，有源層23、有機(jī)半導(dǎo)體層24以及漏電極252依次疊 層設(shè)置）。
[0030] 進(jìn)一步地，如圖2所示，所述陣列基板還包括覆設(shè)于所述薄膜晶體管20上的絕緣 保護(hù)層30。
[0031] 其中，所述柵電極21的材料選自但不限于Cr、Mo、Al、C