一种薄膜晶体管阵列基板的制备方法与流程

文档序号:17256247发布日期:2019-03-30 09:22阅读:176来源:国知局
一种薄膜晶体管阵列基板的制备方法与流程

本发明涉及半导体材料技术领域,具体涉及一种薄膜晶体管阵列基板的制备方法。



背景技术:

随着平板显示技术的发展,人们对显示器尺寸、分辨率和画面刷新速率的追求越来越高,因此采用铜取代铝作为导电金属材料。

现有的阵列基板工艺方法中,cu膜沉积结束后,经过黄光制程,刻蚀制程,都是暴露在空气中,表层的cu会有部分被氧化,将cu膜暴露在空气当中超过30min,其表面电阻率会升高30%以上,从而会导致culine的电阻率升高;且cu膜上产生的cuox及cu(oh)x会导致静电释放(electro-staticdischarge,esd)现象,影响tft器件的显示效果;cu膜层越厚,其晶粒就会越大,表面粗糙度增大,晶界的空隙也随之变大,如此在后续制程中,会有部分o2和h2o沿着晶界空隙渗透到膜层内部,加速表层cu膜的氧化,产生静电击穿或产生局部寄生电容,进一步影响tft器件的显示效果。



技术实现要素:

本发明实施例提供一种薄膜晶体管阵列基板的制备方法,避免后续黄光制程和刻蚀制程时cu膜被氧化,从而降低了cu膜表面电阻率,避免了cu膜产生esd现象,提高了薄膜晶体管阵列基板的显示效果。

为解决上述问题,本申请第一方面提供一种薄膜晶体管阵列基板的制备方法,该方法包括在栅极绝缘层上形成cu金属薄膜层之后,在黄光制程和刻蚀制程之前,在cu金属薄膜层上方沉积上一层c膜的步骤。

进一步的,所述方法包括:

在玻璃基板上沉积形成栅极电极层,所述栅极电极层上方沉积形成cu膜;

在所述cu膜之上沉积一层c膜,作为cu膜保护层。

进一步的,所述方法还包括:

对c膜进行处理,形成铜碳复合膜层;

对所述铜碳复合膜层进行等离子处理,以去除铜碳复合膜层中cu膜之上的c膜;

沉积形成栅极绝缘层;

依次进行半导体层、源漏电极层、钝化层、像素电极层的制作。

进一步的,所述对c膜进行处理,以制作铜碳复合膜层,包括:

制作完成光刻胶图案;

对玻璃基板上的c膜进行等离子处理,使得没有光刻胶保护的c膜生成气体化合物;

进行cu膜湿法刻蚀及光刻胶去除工艺,形成铜碳复合膜层。

进一步的,所述对所述铜碳复合膜层进行等离子处理,以去除铜碳复合膜层中cu膜之上的c膜的步骤,包括:

对所述铜碳复合膜层进行h2等离子处理,使得铜碳复合膜层中cu膜上方c膜与h+生成气化c-h化合物,以去除铜碳复合膜层中cu膜之上的c膜。

进一步的,所述对所述铜碳复合膜层进行等离子处理,以去除铜碳复合膜层中cu膜之上的c膜的步骤,包括:

对所述铜碳复合膜层进行n2等离子处理,使得铜碳复合膜层中cu膜上方c膜与h+生成气化n-h化合物,以去除铜碳复合膜层中cu膜之上的c膜。

进一步的,所述对所述铜碳复合膜层进行等离子处理,以去除铜碳复合膜层中cu膜之上的c膜的步骤,包括:

对所述铜碳复合膜层进行o2等离子处理,使得铜碳复合膜层中cu膜上方c膜与h+生成气化o-h化合物,以去除铜碳复合膜层中cu膜之上的c膜。

进一步的,所述沉积形成栅极绝缘层的步骤,包括:

在去除铜碳复合膜层中cu膜之上的c膜,将cu膜暴露出来之后,再进行栅极绝缘层沉积。

进一步的,所述源漏电极层的制作方法和所述栅极电极层的制作方法一致。

进一步的,所述在玻璃基板上沉积形成栅极电极层,所述栅极电极层上方沉积形成cu膜的步骤,包括:

在玻璃基板上沉积mocu复合膜层形成栅极电极层,其中,mo膜在cu膜之下,mo膜作为栅极电极层,cu膜为导电功能层。

进一步的,所述栅极电极层材料为moti、monb、ti、ta或w。

进一步的,所述在玻璃基板上沉积mocu复合膜层形成栅极电极层的步骤,包括:

用物理气相沉积pvd溅射工艺在玻璃基板上沉积mocu复合膜层形成栅极电极层。

进一步的,所述在所述cu膜之上沉积一层c膜,作为cu膜保护层的步骤,包括:

用溅射工艺在所述cu膜之上沉积一层c膜,作为cu膜保护层,所述c膜厚度

进一步的,所述mo膜厚度为100-500埃。

第二方面,本申请提供一种薄膜晶体管阵列基板的制备方法,所述方法包括:

在玻璃基板上沉积形成栅极电极层,所述栅极电极层上方沉积形成cu膜;

在所述cu膜之上沉积一层c膜,作为cu膜保护层;

对c膜进行处理,形成铜碳复合膜层;

对所述铜碳复合膜层进行等离子处理,以去除铜碳复合膜层中cu膜之上的c膜;

沉积形成栅极绝缘层;

依次进行半导体层、源漏电极层、钝化层、像素电极层的制作。

进一步的,所述对c膜进行处理,以制作铜碳复合膜层,包括:

制作完成光刻胶图案;

对玻璃基板上的c膜进行等离子处理,使得没有光刻胶保护的c膜生成气体化合物;

进行cu膜湿法刻蚀及光刻胶去除工艺,形成铜碳复合膜层。

进一步的,所述对所述铜碳复合膜层进行等离子处理,以去除铜碳复合膜层中cu膜之上的c膜的步骤,包括:

对所述铜碳复合膜层进行h2等离子处理,使得铜碳复合膜层中cu膜上方c膜与h+生成气化c-h化合物,以去除铜碳复合膜层中cu膜之上的c膜。

进一步的,所述对所述铜碳复合膜层进行等离子处理,以去除铜碳复合膜层中cu膜之上的c膜的步骤,包括:

对所述铜碳复合膜层进行n2等离子处理,使得铜碳复合膜层中cu膜上方c膜与h+生成气化n-h化合物,以去除铜碳复合膜层中cu膜之上的c膜。

进一步的,所述对所述铜碳复合膜层进行等离子处理,以去除铜碳复合膜层中cu膜之上的c膜的步骤,包括:

对所述铜碳复合膜层进行o2等离子处理,使得铜碳复合膜层中cu膜上方c膜与h+生成气化o-h化合物,以去除铜碳复合膜层中cu膜之上的c膜。

进一步的,所述在玻璃基板上沉积形成栅极电极层,所述栅极电极层上方沉积形成cu膜的步骤,包括:

在玻璃基板上沉积mocu复合膜层形成栅极电极层,其中,mo膜在cu膜之下,mo膜作为栅极电极层,cu膜为导电功能层。

本发明实施例方法包括在栅极绝缘层上形成cu金属薄膜层之后,在黄光制程和刻蚀制程之前,在cu金属薄膜层上方沉积上一层c膜的步骤。本发明实施例中将cu膜与外界隔绝,可以避免后续黄光制程和刻蚀制程时cu膜被氧化,从而降低了cu膜表面电阻率,避免了cu膜产生esd现象,提高了薄膜晶体管阵列基板的显示效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的薄膜晶体管阵列基板的制备方法的一个实施例流程示意图;

图2是本发明实施例提供的薄膜晶体管阵列基板的制备方法中在玻璃基板上沉积mocu复合膜层形成栅极电极层后的结构示意图;

图3是本发明实施例提供的薄膜晶体管阵列基板的制备方法中在cu膜之上沉积一层c膜,作为cu膜保护层后的结构示意图;

图4是本发明实施例提供的薄膜晶体管阵列基板的制备方法中对铜碳复合膜层进行h2等离子处理,使得铜碳复合膜层中cu膜上方c膜与h+生成气化c-h化合物,以去除铜碳复合膜层中cu膜之上的c膜后的结构示意图;

图5是本发明实施例提供的薄膜晶体管阵列基板的制备方法中行cu膜湿法刻蚀及光刻胶去除工艺,形成铜碳复合膜层后的结构示意图;

图6是本发明实施例提供的薄膜晶体管阵列基板的制备方法中对铜碳复合膜层进行h2等离子处理,以去除铜碳复合膜层中cu膜之上的c膜后的结构示意图;

图7是本发明实施例提供的薄膜晶体管阵列基板的制备方法中进行栅极绝缘层沉积后的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

薄膜晶体管(thin-filmtransistor,tft)是场效应晶体管的种类之一,大略的制作方式是在基板上沉积各种不同的薄膜,如半导体主动层、介电层和金属电极层等。薄膜晶体管对显示器件的工作性能具有十分重要的作用.

本发明实施例中提供一种薄膜晶体管阵列基板的制备方法,所述方法包括在栅极绝缘层上形成cu金属薄膜层之后,在黄光制程和刻蚀制程之前,在cu金属薄膜层上方沉积上一层c膜的步骤。

本发明实施例方法包括在栅极绝缘层上形成cu金属薄膜层之后,在黄光制程和刻蚀制程之前,在cu金属薄膜层上方沉积上一层c膜的步骤。本发明实施例中将cu膜与外界隔绝,可以避免后续黄光制程和刻蚀制程时cu膜被氧化,从而降低了cu膜表面电阻率,避免了cu膜产生esd现象,提高了薄膜晶体管阵列基板的显示效果。

进一步的,本发明实施例中方法包括:在玻璃基板上沉积形成栅极电极层,所述栅极电极层上方沉积形成cu膜;在所述cu膜之上沉积一层c膜,作为cu膜保护层。

进一步的,本发明实施例中方法还包括:对c膜进行处理,形成铜碳复合膜层;对所述铜碳复合膜层进行等离子处理,以去除铜碳复合膜层中cu膜之上的c膜;沉积形成栅极绝缘层;依次进行半导体层、源漏电极层、钝化层、像素电极层的制作。

进一步的,所述对c膜进行处理,以制作铜碳复合膜层,包括:制作完成光刻胶图案;对玻璃基板上的c膜进行等离子处理,使得没有光刻胶保护的c膜生成气体化合物;进行cu膜湿法刻蚀及光刻胶去除工艺,形成铜碳复合膜层。

进一步的,所述对所述铜碳复合膜层进行等离子处理,以去除铜碳复合膜层中cu膜之上的c膜的步骤,包括:对所述铜碳复合膜层进行h2等离子处理,使得铜碳复合膜层中cu膜上方c膜与h+生成气化c-h化合物,以去除铜碳复合膜层中cu膜之上的c膜。

进一步的,所述对所述铜碳复合膜层进行等离子处理,以去除铜碳复合膜层中cu膜之上的c膜的步骤,包括:对所述铜碳复合膜层进行n2等离子处理,使得铜碳复合膜层中cu膜上方c膜与h+生成气化n-h化合物,以去除铜碳复合膜层中cu膜之上的c膜。

进一步的,所述对所述铜碳复合膜层进行等离子处理,以去除铜碳复合膜层中cu膜之上的c膜的步骤,包括:对所述铜碳复合膜层进行o2等离子处理,使得铜碳复合膜层中cu膜上方c膜与h+生成气化o-h化合物,以去除铜碳复合膜层中cu膜之上的c膜。

进一步的,所述沉积形成栅极绝缘层的步骤,包括:在去除铜碳复合膜层中cu膜之上的c膜,将cu膜暴露出来之后,再进行栅极绝缘层沉积。

进一步的,所述源漏电极层的制作方法和所述栅极电极层的制作方法一致。

进一步的,所述在玻璃基板上沉积形成栅极电极层,所述栅极电极层上方沉积形成cu膜的步骤,包括:在玻璃基板上沉积mocu复合膜层形成栅极电极层,其中,mo膜在cu膜之下,mo膜作为栅极电极层,cu膜为导电功能层。

进一步的,所述栅极电极层材料为moti、monb、ti、ta或w。进一步的,所述mo膜厚度为100-500埃。

进一步的,所述在玻璃基板上沉积mocu复合膜层形成栅极电极层的步骤,包括:用物理气相沉积pvd溅射工艺在玻璃基板上沉积mocu复合膜层形成栅极电极层。

进一步的,所述在所述cu膜之上沉积一层c膜,作为cu膜保护层的步骤,包括:用溅射工艺在所述cu膜之上沉积一层c膜,作为cu膜保护层,所述c膜厚度

如图1所示,为本发明实施例中薄膜晶体管阵列基板的制备方法的一个实施例示意图,该方法包括:

s101、在玻璃基板上沉积形成栅极电极层,所述栅极电极层上方沉积形成cu膜。

其中,该在玻璃基板上沉积形成栅极电极层,所述栅极电极层上方沉积形成cu膜的步骤可以进一步包括:在玻璃基板上沉积mocu复合膜层形成栅极电极层。

进一步的,如图2所示,该在玻璃基板上沉积mocu复合膜层形成栅极电极层的步骤,具体可以包括:用物理气相沉积物理气相沉积(physicalvapordeposition,pvd)溅射工艺在玻璃基板上沉积mocu复合膜层形成栅极电极层。其中,mo膜在cu膜之下,mo膜作为栅极电极层,mo膜厚度可以为100-500埃。cu膜为导电功能层,厚度不作限制,可以按现有技术中惯用手段采用的cu膜厚度。另外,该栅极电极层材料还可以为moti、monb、ti、ta或w,此处不作限定。

s102、在cu膜之上沉积一层c膜,作为cu膜保护层。

具体的,如图3所示,可以用溅射工艺在cu膜之上沉积一层c膜,作为cu膜保护层,该c膜厚度溅射工艺是以一定能量的粒子(离子或中性原子、分子)轰击固体表面,使固体近表面的原子或分子获得足够大的能量而最终逸出固体表面的工艺。溅射只能在一定的真空状态下进行。溅射工艺为本技术领域惯用技术手段,此处不再详细描述如何利用溅射工艺在cu膜之上沉积一层c膜。

另外,本发明实施例中,为了在达到良好的保护cu膜的作用,同时避免后期c膜气化成气体化合物难度增加,c膜厚度优选为

s103、对c膜进行处理,形成铜碳复合膜层。

其中,该对c膜进行处理,形成铜碳复合膜层的步骤包括:制作完成光刻胶图案;对玻璃基板上的c膜进行等离子处理,使得没有光刻胶保护的c膜生成气体化合物;进行cu膜湿法刻蚀及光刻胶去除工艺,形成铜碳复合膜层。

进一步的,对玻璃基板上的c膜进行等离子处理,使得没有光刻胶保护的c膜生成气体化合物的步骤中,可以采用h2等离子处理、n2等离子处理或o2等离子处理等。

具体的,该对铜碳复合膜层进行等离子处理,以去除铜碳复合膜层中cu膜之上的c膜的步骤,可以包括:对铜碳复合膜层进行h2等离子处理,使得铜碳复合膜层中cu膜上方c膜与h+生成气化c-h化合物,以去除铜碳复合膜层中cu膜之上的c膜,具体如图4所示。或者,该对铜碳复合膜层进行等离子处理,以去除铜碳复合膜层中cu膜之上的c膜的步骤,包括:对铜碳复合膜层进行n2等离子处理,使得铜碳复合膜层中cu膜上方c膜与h+生成气化n-h化合物,以去除铜碳复合膜层中cu膜之上的c膜。或者,该对铜碳复合膜层进行等离子处理,以去除铜碳复合膜层中cu膜之上的c膜的步骤,包括:对铜碳复合膜层进行o2等离子处理,使得铜碳复合膜层中cu膜上方c膜与h+生成气化o-h化合物,以去除铜碳复合膜层中cu膜之上的c膜。

在使得没有光刻胶保护的c膜生成气体化合物之后,如图5所示,进行cu膜湿法刻蚀及光刻胶去除工艺,形成铜碳复合膜层,此时玻璃基板上方沟道内的cu膜和c膜刻蚀掉了,保留沟道两端cu膜和c膜。

s104、对铜碳复合膜层进行等离子处理,以去除铜碳复合膜层中cu膜之上的c膜。

同样的,该对铜碳复合膜层进行等离子处理,以去除铜碳复合膜层中cu膜之上的c膜的步骤也可以采用h2等离子处理、n2等离子处理或o2等离子处理。具体可以步骤s103中对玻璃基板上的c膜进行等离子处理,使得没有光刻胶保护的c膜生成气体化合物的步骤的实现过程,此处不再赘述。如图6所示,为再次对铜碳复合膜层进行h2等离子处理,以去除铜碳复合膜层中cu膜之上的c膜后的结构示意图。

s105、沉积形成栅极绝缘层。

其中,栅极绝缘层指的是gi层,gi层通过一个ltps中的工艺,叫gideposition也就是gi层沉积形成。gi是tft中,栅极金属和半导体si之间的绝缘层,通常为sinx/siox称之为gateinsulator栅极绝缘层。

具体的,如图7所示,在去除铜碳复合膜层中cu膜之上的c膜,将cu膜暴露出来之后,再进行栅极绝缘层沉积。

s106、依次进行半导体层、源漏电极层、钝化层、像素电极层的制作。

本发明实施例中,进行半导体层、源漏电极层、钝化层、像素电极层的制作的步骤具体可以参照现有技术,具体此处不作限定。依次进行半导体层、源漏电极层、钝化层、像素电极层的制作之后,形成的薄膜晶体管阵列基板。

本发明实施例方法包括在栅极绝缘层上形成cu金属薄膜层之后,在黄光制程和刻蚀制程之前,在cu金属薄膜层上方沉积上一层c膜,并利用c薄膜可以被气化反应的特性,将c膜气化反应掉,c膜不会保留在产品上,降低了cu膜表面电阻率,避免了cu膜产生esd现象,提高了薄膜晶体管阵列基板的显示效果。

以上对本发明实施例所提供的一种薄膜晶体管阵列基板的制备方法进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

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