專利名稱：陣列基板及制造該陣列基板的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種陣列基板，并且具體地，涉及一種包含具有氧化物半導體層的薄膜晶體管的陣列基板及制造該陣列基板的方法。
背景技術：
隨著信息技術的快速發(fā)展，用于顯示大量信息的顯示設備已得到迅速發(fā)展。更特別地是，外形薄、重量輕和功耗低的平板顯示(FPD)設備，例如有機電致發(fā)光顯示(OLED)設備和液晶顯示(IXD)設備已得到積極地推行，并且正在取代陰極射線管(CRT)。在液晶顯示設備之中，由于包含薄膜晶體管以控制各個像素開/關的有源矩陣型液晶顯示設備的高分辨率、顯色性能及在顯示運動圖像時的優(yōu)勢，有源矩陣型液晶顯示設備得到廣泛應用。此外，有機電致發(fā)光顯示設備由于具有如下的許多優(yōu)點近來已成為關注的焦點 有機電致發(fā)光顯示設備具有高亮度和低驅動電壓；由于是自發(fā)光，有機電致發(fā)光顯示設備具有良好的對比度和超薄的厚度；有機電致發(fā)光顯示設備具有幾微秒的響應時間，并且在顯示運動圖像時具有優(yōu)勢；有機電致發(fā)光顯示設備具有寬視角，并且在低溫下性能穩(wěn)定； 由于有機電致發(fā)光顯示設備由直流(DC)低壓5V-15V驅動，因此易于設計和制造驅動電路； 并且由于僅需要沉積和封裝步驟，有機電致發(fā)光顯示設備的制造過程簡單。在有機電致發(fā)光顯示設備中，有源矩陣型顯示設備由于其低功耗、高清晰度和大尺寸的潛能也已得到廣泛使用。有源矩陣型液晶顯示設備和有源矩陣型有機電致發(fā)光顯示設備的每一個都包含具有薄膜晶體管作為控制各個像素開/關的開關元件的陣列基板。圖1是表示根據現有技術用于液晶顯示設備或用于有機電致發(fā)光顯示設備的陣列基板的截面視圖。圖1示出了包含所述陣列基板中的薄膜晶體管的像素區(qū)域的截面視圖。在圖1中，柵極線(未示出)和數據線33形成在基板11上并相互交叉以限定像素區(qū)域P。柵極15形成在每個像素區(qū)域P的開關區(qū)域TrA。柵極絕緣層18形成在所述柵極15上，包含本征非晶硅有源層22和摻雜非晶硅歐姆接觸層沈的半導體層觀形成在所述柵極絕緣層18上。源極36和漏極38形成在所述歐姆接觸層沈上。所述源極36和漏極38對應于所述柵極15，并彼此間隔開。依次形成在所述開關區(qū)域TrA中的所述柵極15、 柵極絕緣層18、半導體層觀以及源極36和漏極38構成薄膜晶體管Tr。鈍化層42形成在所述源極36、漏極38和暴露的有源層22上。所述鈍化層42具有暴露一部分漏極38的漏極接觸孔45。像素電極50獨立地形成在所述鈍化層42上的每一個像素區(qū)域P中。所述像素電極50通過所述漏極接觸孔45接觸所述漏極38。這里，半導體圖案四形成在所述數據線33下方。所述半導體圖案四具有雙層結構，該雙層結構包含與所述歐姆接觸層沈相同材料的第一圖案27和與所述有源層22相同材料的第二圖案 23。在形成在所述現有技術的陣列基板的開關區(qū)域TrA的半導體層觀中，本征非晶硅有源層22根據位置具有不同的厚度。也就是說，有源層22的通過選擇性地移除歐姆接觸層沈所暴露的部分具有第一厚度tl，而有源層22的在所述歐姆接觸層沈下方的部分具有第二厚度t2，第二厚度t2比第一厚度tl厚。所述有源層22不同部分的不同厚度是由制造方法造成的，并且因為所述源極36和漏極38之間的成為所述薄膜晶體管Tr溝道的有源層 22具有縮減的厚度，這會降低薄膜晶體管Tr的輸出特性，并負面地影響所述薄膜晶體管Tr 的性能。為了解決這一問題，已開發(fā)出具有單層氧化物半導體層的薄膜晶體管，其不需要現有技術的歐姆接觸層，并且使用氧化物半導體材料作為有源層。圖2是根據現有技術包含具有這種氧化物半導體層的薄膜晶體管的陣列基板的截面視圖。在圖2中，所述薄膜晶體管Tr形成在基板51上，并且包括柵極53、源極57和漏極59，以及氧化物半導體層61。柵極絕緣層55設置在所述柵極53與源極57、漏極59之間。鈍化層63覆蓋所述薄膜晶體管Tr，并且具有暴露所述漏極59的接觸孔65。像素電極 67形成在所述鈍化層63上并且通過所述接觸孔65連接至所述漏極59。在圖2的具有所述氧化物半導體層61的薄膜晶體管Tr中，不需要并且沒有提供歐姆接觸層，因此所述氧化物半導體層61不會暴露于干蝕刻處理中使用的蝕刻氣體。因而，能夠防止或最小化薄膜晶體管Tr輸出特性的降低。另一方面，由于所述氧化物半導體層61不具有對金屬層的蝕刻選擇性，當氧化物半導體層61暴露于蝕刻劑中時，所述氧化物半導體層61會被用于蝕刻金屬層的蝕刻劑移除或損壞。因此可能負面地影響所述薄膜晶體管的特性和性能。因此，在圖2中，所述薄膜晶體管Tr具有先形成源極57和漏極59，然后在所述源極57和漏極59上形成氧化物半導體層61的結構。然而，在具有由金屬材料構成的源極57和漏極59上的氧化物半導體層61的薄膜晶體管Tr中，存在諸如粘合差的問題。此外，如圖2中放大區(qū)域A中所示的，由于在包含暴露在所述源極57與漏極59之間的部分柵極絕緣層陽的區(qū)域以及在部分源極57與漏極59處的臺階剖面，所述氧化物半導體層61在相互面對的源極57和漏極59的側邊周圍可能會斷開或者可能非常薄。因此， 所述氧化物半導體層61的厚度并不一致，并且所述薄膜晶體管Tr的性能特性降低。考慮到圖2和3中薄膜晶體管的這些局限性，已經引入蝕刻阻擋層來防止氧化物半導體層暴露于蝕刻劑。圖3是根據現有技術包含具有氧化物半導體層和蝕刻阻擋層的薄膜晶體管的陣列基板的截面視圖。在圖3中，所述薄膜晶體管Tr形成在基板71上，并且包括柵極73、源極81和漏極 83，以及氧化物半導體層77。所述薄膜晶體管Tr還包括在所述源極81與漏極83之間的氧化物半導體層77上的蝕刻阻擋層79，從而當形成所述源極81和漏極83時，所述氧化物半導體層77的中心部分不會暴露于蝕刻劑。所述蝕刻阻擋層79可以由無機絕緣材料構成。柵極絕緣層75設置在所述柵極73與氧化物半導體層77之間。鈍化層85覆蓋所述薄膜晶體管Tr，并且具有暴露一部分漏極83的接觸孔87。像素電極89形成在所述鈍化層85上并通過所述接觸孔87連接至所述漏極83。然而，圖3中包含其上具有氧化物半導體層77和蝕刻阻擋層79的薄膜晶體管Tr 的所述陣列基板是通過由6個掩模工藝構成的掩模方法來制造的，其中增加了一個掩模工藝來形成所述蝕刻阻擋層79。也就是說，在現有技術的用于形成所述陣列基板的掩模方法中包括6個掩模工藝，其中第一掩模工藝用于形成所述柵極，第二掩模工藝用于形成所述氧化物半導體層，第三掩模工藝用于形成所述蝕刻阻擋層，第四掩模工藝用于形成所述源極和漏極，第五掩模工藝用于形成所述漏極中的接觸孔，并且第六掩模工藝用于形成所述像素電極。然而，所述6個掩模工藝中的每一個都包括以下步驟在需要圖案化的層上涂覆光致抗蝕劑材料，通過單個光掩模暴露所述光致抗蝕劑材料于光，將曝光的光致抗蝕劑材料顯影，從而形成光致抗蝕劑圖案，使用所述光致抗蝕劑圖案對所述層進行蝕刻，以及剝離所述光致抗蝕劑圖案。因此，每個掩模工藝都很復雜，要使用很多化學溶液。這樣，隨著掩模方法中掩模工藝的數量增加，制造時間變長。因此，在現有技術的方法和設備中，生產力降低，產生了更多缺陷，并提高了制造成本。因此，在根據現有技術的圖3的陣列基板中，需要降低所述陣列基板的制造成本， 同時需要通過減少用于形成所述薄膜晶體管的掩模方法中的掩模工藝的數量來簡化所述掩模方法。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明涉及包含氧化物半導體層的陣列基板及制造該陣列基板的方法，其可以基本消除由于現有技術的局限和缺陷引起的一個或多個問題。本發(fā)明的目的是提供一種包含氧化物半導體層的陣列基板及制造該陣列基板的方法，防止所述氧化物半導體層被用于對金屬層進行圖案化的蝕刻劑損壞，并減少制造工藝和成本。本發(fā)明的其他特征及優(yōu)點將在以下的說明中加以闡述，一部分從以下說明中可以明顯看出，或者可以通過實施本發(fā)明來獲知。通過在該書面說明書及其權利要求以及所述附圖中著重指出的結構將會認識到并獲得本發(fā)明的這些及其他優(yōu)點。為了實現這些及其他優(yōu)點，并且根據本發(fā)明的目的，正如所體現和廣義描述的，根據實施例，一種制造陣列基板的方法包括在基板上形成柵極，在所述柵極上形成柵極絕緣層，使用單個掩模在所述柵極絕緣層上形成氧化物半導體層和防蝕刻層，在所述防蝕刻層上形成源極和漏極，在所述源極和漏極以及所述柵極絕緣層上形成包含接觸孔的鈍化層， 以及在所述鈍化層上并穿過所述接觸孔形成像素電極。另一個方面，一種制造陣列基板的方法，包括在基板上形成柵極；在所述柵極上形成柵極絕緣層；在所述柵極絕緣層上形成氧化物半導體層材料；將所述氧化物半導體層材料的上部變成防蝕刻層材料；在所述防蝕刻層材料上形成金屬層；通過使用單個掩模對所述氧化物半導體層材料、防蝕刻層材料以及所述金屬材料進行圖案化來形成氧化物半導體層、防蝕刻層以及源極和漏極；在所述源極和漏極以及所述柵極絕緣層上形成包含接觸孔的鈍化層；以及在所述鈍化層上并穿過所述接觸孔形成像素電極。
另一個方面，一種用于顯示設備的陣列基板，所述陣列基板包括形成在基板上的柵極；形成在所述柵極上的柵極絕緣層；形成在所述柵極絕緣層上的氧化物半導體層和防蝕刻層，其中所述氧化物半導體層的末端(ends)與所述防蝕刻層的末端相互對齊；形成在所述防蝕刻層上的源極和漏極；形成在所述源極和漏極以及所述柵極絕緣層上的包含接觸孔的鈍化層；以及形成在所述鈍化層上并穿過所述接觸孔的像素電極?？梢岳斫獾氖?，以上的概括描述及以下的詳細描述都是示例性和解釋性的，并且是要對所要求保護的本發(fā)明提供進一步的解釋。


包含附圖是為了提供對本發(fā)明的進一步理解，并且合并在此構成本說明書的一部分，所述附圖示出了本發(fā)明的實施例，并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。圖1是表示根據現有技術用于液晶顯示設備或有機電致發(fā)光顯示設備的陣列基板的截面視圖。圖2是根據現有技術包含具有氧化物半導體層的薄膜晶體管的陣列基板的截面視圖。圖3是根據現有技術包含具有氧化物半導體層和蝕刻阻擋層的薄膜晶體管的陣列基板的截面視圖。圖4A-4I是表示根據本發(fā)明第一實施例的包含具有氧化物半導體層的薄膜晶體管的陣列基板的形成的截面視圖。圖5是表示根據本發(fā)明第一實施例的另一示例的包含具有氧化物半導體層的薄膜晶體管的陣列基板的截面視圖。圖6A-6H是表示根據本發(fā)明第二實施例的包含具有氧化物半導體層的薄膜晶體管的陣列基板的形成的截面視圖。圖7A和7B是分別描述根據相關技術和本發(fā)明在形成薄膜晶體管的源極和漏極之后的陣列基板的截面視圖的示例圖。
具體實施例方式下面將詳細參考本發(fā)明的實施例，其示例在所述附圖中示出。在可能的情況下，相似的參考標記將用于指代相同或相似的部分。根據本發(fā)明，單個掩模工藝包括以下步驟在需要圖案化的一層或多層上涂覆光致抗蝕劑材料，通過單個光掩模暴露所述光致抗蝕劑材料于光，將曝光的光致抗蝕劑材料顯影，從而形成光致抗蝕劑圖案，使用所述光致抗蝕劑圖案對所述一層或多層進行蝕刻，以及剝離所述光致抗蝕劑圖案。因此，在單個掩模工藝中，所述一或多層可以使用單個掩模來圖案化。圖4A-4I是表示根據本發(fā)明第一實施例的包含具有氧化物半導體層的薄膜晶體管的陣列基板的形成的截面視圖。在圖4A-4I或后面的圖中所示的陣列基板對應于液晶顯示設備或有機電致發(fā)光顯示設備的陣列基板，但是也可以是其它類型的設備中的陣列基板。根據本發(fā)明，所述陣列基板包括多個薄膜晶體管，每個薄膜晶體管都具有氧化物半導體層。在這點上，圖4A-4I示出了包含這種薄膜晶體管的像素區(qū)域。為了便于解釋，用于薄膜晶體管的區(qū)域被定義為開關區(qū)域TrA。在圖4A中，通過沉積第一金屬材料然后經由掩模工藝將其圖案化在透明絕緣基板101上形成第一金屬層，從而形成柵極線和柵極105。所述柵極線沿著像素區(qū)域P邊界的第一方向形成。所述柵極105從所述柵極線延伸并設置在所述開關區(qū)域TrA中。所述柵極線和柵極105可以具有單層結構或雙層結構，并且在圖4A中，所述柵極線和柵極105例如具有單層結構。所述基板101可以是玻璃基板或塑料基板。所述第一金屬材料可以是從銅 (Cu)、銅合金、鋁(Al)、例如釹化鋁(AlNd)的鋁合金、鉬(Mo)和例如鈦化鉬(MoTi)的鉬合金中選擇的一種或多種金屬材料。所述掩模工藝可以包括以下步驟涂覆光致抗蝕劑，暴露所述光致抗蝕劑于光，將曝光的光致抗蝕劑顯影，并對所述第一金屬層進行蝕刻。在圖4B中，通過在所述基板101的基本整個表面上沉積無機絕緣材料，例如二氧化硅(SiO2)或氮化硅(SiNx)，在所述柵極線和柵極105上形成柵極絕緣層110。接著，在圖4C中，通過利用濺射方法沉積氧化物半導體材料，例如氧化銦鎵鋅 (IGZO)或氧化鋅錫(ZTO)，在所述柵極絕緣層110上形成氧化物半導體層材料119。在圖4D中，將其上包含所述氧化物半導體層材料119的基板101設置在真空室 195中。通過向所述真空室195提供六氟化硫(SF6)和氧氣(O2)并產生等離子體來處理所述氧化物半導體層材料119的上表面。這里，為了產生所述等離子體，提供給所述真空室195的功率可以為 0. 5kW-10kW，六氟化硫(SF6)的流速可以為10sccm-3000sccm，氧氣(O2)的流速可以為 20sccm-6000sccm，并且所述真空室195的內部壓力可以為50mTorr-300mTorr。可取的是， 六氟化硫(SF6)與氧氣(O2)的混合比可以為1 2或1 3。六氟化硫(SF6)與所述氧化物半導體層材料119發(fā)生反應，并且所述氧化物半導體層材料119的上部變成防蝕刻層122，從而在所述氧化物半導體層材料119的上表面形成具有預定厚度的防蝕刻層122，以防止所述氧化物半導體層材料119與蝕刻劑發(fā)生反應。 在等離子體處理過程中，氧氣(O2)防止其中包含氧的氧化物半導體層材料119的氧從所述氧化物半導體層材料119中出來從而使半導體性質惡化。因此，通過等離子體處理所述氧化物半導體層材料119，在所述氧化物半導體層材料119的上表面形成所述具有特定厚度的防蝕刻層122，并且因為所述防蝕刻層122具有提高的抗蝕刻性，所述氧化物半導體層材料119由于所述防蝕刻層122而不會受到用于蝕刻金屬材料的蝕刻劑的影響。這里，所形成的防蝕刻層122的厚度可以在例如lnm-20nm的范圍內，并且優(yōu)選的是，所述防蝕刻層122的厚度可以在3nm-9nm的范圍內。在該實施例及其他實施例中所述防蝕刻層是形成以用于防止在形成源極和漏極時蝕刻所述氧化物半導體層/材料的層。在圖4E中，通過掩模工藝圖案化圖4D中的在上表面包括防蝕刻層122的氧化物半導體層材料119，并且在所述開關區(qū)域TrA形成島形氧化物半導體層120。所述氧化物半導體層120對應于所述柵極105并與所述柵極105重疊。在所述第一實施例中，形成在所述基板101的基本整個表面上的所述氧化物半導體層材料119通過六氟化硫(SF6)和氧氣(O2)等離子體進行處理，然后被圖案化以形成氧化物半導體層120。另一方面，所述等離子體處理可以在所述氧化物半導體層材料119被圖案化之后執(zhí)行。圖5是表示根據本發(fā)明第一實施例的另一示例的包含這種具有氧化物半導體層的薄膜晶體管的陣列基板的截面視圖。如圖5所示，在通過對所述氧化物半導體層材料圖案化而在所述開關區(qū)域TrA形成所述氧化物半導體層120之后，可以執(zhí)行使用六氟化硫(SF6)和氧氣(O2)的等離子體處理，并且可以在所述氧化物半導體層120的上表面形成防蝕刻層122。接著，在圖4F中，通過沉積從包含銅(Cu)、銅合金、鋁(Al)、例如釹化鋁(AlNd)的鋁合金、鉬(Mo)和例如鈦化鉬(MoTi)的鉬合金的金屬材料組中選擇的一種或多種金屬材料在所述氧化物半導體層120上形成第二金屬層131。所述第二金屬層131可以具有單層結構或雙層結構，并且在圖4F中，所述第二金屬層131例如具有單層結構。然后，對所述第二金屬層131涂覆光致抗蝕劑，通過掩模暴露所述光致抗蝕劑于光，將曝光的光致抗蝕劑顯影，從而在所述第二金屬層131上形成光致抗蝕劑圖案191。所述光致抗蝕劑圖案191對應于其中將要形成數據線、源極和漏極的區(qū)域。在圖4G中，通過使用圖4F中的光致抗蝕劑圖案191作為蝕刻掩模，將圖4F中通過所述光致抗蝕劑圖案191暴露的第二金屬層131暴露于蝕刻劑。圖4F中所述第二金屬層131的暴露于蝕刻劑的部分與所述蝕刻劑發(fā)生反應并被移除。圖4F中所述第二金屬層 131的被圖4F的所述光致抗蝕劑圖案191遮擋的部分沒有暴露于蝕刻劑，仍然保留在所述基板101上。因此，圖4F中在開關區(qū)域TrA暴露于圖4F的所述光致抗蝕劑圖案191之間的第二金屬層131被移除，從而暴露所述氧化物半導體層120的中心部分。這里，所暴露的所述氧化物半導體層120的中心部分接觸用于移除圖4F中的第二金屬層131的蝕刻劑。然而，所述氧化物半導體層120通過六氟化硫(SF6)和氧氣(O2)等離子體處理過，并且在所述氧化物半導體層120的上表面形成防蝕刻層122。因此，所述氧化物半導體層120不會與蝕刻劑發(fā)生反應。從而，所述氧化物半導體層120根本不會被移除，并且所述氧化物半導體層120的內部也不會被所述蝕刻劑損壞。在根據上述步驟的蝕刻處理之后，在所述基板101上形成數據線(未示出)和源極133及漏極136。所述數據線沿第二方向形成并與所述柵極線交叉以限定像素區(qū)域P。所述源極133和漏極136設置在所述開關區(qū)域TrA中，并且在所述氧化物半導體層120上彼此間隔開。所述源極133連接至所述數據線。所述柵極105、柵極絕緣層110、氧化物半導體層120以及源極133和漏極136構成薄膜晶體管Tr，即開關元件。與本征非晶硅的半導體層不同，所述氧化物半導體層120具有金屬材料的歐姆接觸屬性，并且不需要摻雜非晶硅歐姆接觸層。因此，根據本發(fā)明的氧化物半導體層120在薄膜晶體管Tr中具有單層結構，而現有技術的半導體層具有本征非晶硅有源層和摻雜非晶硅歐姆接觸層的雙層結構。具有所述單層氧化物半導體層120的薄膜晶體管Tr在形成所述源極133和漏極 136之后，不需要附加的用于移除所述源極133與漏極136之間的摻雜非晶硅層以形成歐姆接觸層的干蝕刻步驟。因此，所述氧化物半導體層120不會受到所述干蝕刻步驟的損壞，并且所述薄膜晶體管Tr的特性也不會惡化。然后，如圖4G所示，剝離并去除圖4F中所述源極133和漏極136上的光致抗蝕劑圖案191，從而暴露所述數據線和源極133與漏極136。在圖4H中，通過沉積無機絕緣材料，例如氧化硅(SiO2)或氮化硅(SiNx)，或涂覆有機絕緣材料，例如苯并環(huán)丁烯(BCB)或光丙稀，在所述數據線和源極133與漏極136上形成鈍化層140。在附圖中，所述鈍化層140例如由有機絕緣材料構成，并具有平坦的表面。如果所述鈍化層140由無機材料構成，則由于在所述鈍化層140下方的層的臺階，所述鈍化層 140可能具有不平的表面。通過掩模工藝圖案化所述鈍化層140，從而在開關區(qū)域TrA形成暴露一部分漏極 136的漏極接觸孔143。在圖41中，通過在圖4H的結構的基本整個表面上沉積透明導電材料，例如氧化銦錫(ITO)或氧化銦鋅(IZO)，在具有所述漏極接觸孔143的鈍化層140上形成透明導電材料層。通過掩模工藝圖案化所述透明導電材料層，從而形成所述像素區(qū)域P中的像素電極 150。所述像素電極150通過所述漏極接觸孔143接觸所述漏極136。從而，完成了根據本發(fā)明的第一實施例的陣列基板。如上所論述的，根據本發(fā)明的上述包含具有所述氧化物半導體層120的薄膜晶體管Tr的陣列基板通過以下5個掩模工藝來制造第一掩模工藝用于形成所述柵極，第二掩模工藝用于形成所述氧化物半導體層和防蝕刻層，第三掩模工藝用于形成所述源極和漏極，第四掩模工藝用于形成所述漏極的接觸孔，并且第五掩模工藝用于形成所述像素電極。 在根據本發(fā)明第一實施例的陣列基板的制造方法中，與現有技術中使用6個掩模工藝的包含具有氧化物半導體層和蝕刻阻擋層的薄膜晶體管的陣列基板的制造方法相比省略了一個掩模工藝。因此，使用本發(fā)明簡化了制造工藝，并且降低了制造成本。圖6A-6H是表示根據本發(fā)明第二實施例形成包含具有氧化物半導體層的薄膜晶體管的陣列基板的方法的截面視圖。圖6A-6H示出了包含這種薄膜晶體管的像素區(qū)域。為了便于解釋，用與第一實施例類似的標記表示與第一實施例相同的部件。在第二實施例中， 形成柵極線和柵極、形成柵極絕緣層、以及形成氧化物半導體材料層的步驟與第一實施例相同，因此為了簡潔，對這些相同步驟的解釋說明將被省略或很少。在圖6A中，柵極205和柵極線形成在基板201上，柵極絕緣層210形成在所述柵極205和柵極線上，并且氧化物半導體材料層219形成在所述柵極絕緣層210上。其上包含所述氧化物半導體材料層219的基板201設置在真空室四5中。通過向所述真空室295 提供六氟化硫(SF6)和氧氣(O2)并產生等離子體來處理所述氧化物半導體材料層219的上表面，從而在所述氧化物半導體材料層219的上表面形成具有特定需求厚度的防蝕刻層 222。所述防蝕刻層222的特定需求厚度范圍可以在例如lnm-20nm，優(yōu)選的是，所形成的防蝕刻層222的厚度范圍可以在3nm-9nm。這里，所述氧化物半導體材料層219的上表面的處理條件可以與所述第一實施例中的條件相同。接著，在圖6B中，通過沉積從包含銅(Cu)、銅合金、鋁(Al)、例如釹化鋁(AlNd)的鋁合金、鉬(Mo)和例如鈦化鉬(MoTi)的鉬合金的金屬材料組中選擇的一種或多種金屬材料，在經過六氟化硫(SF6)和氧氣(O2)等離子體處理的所述氧化物半導體材料層219上形成第二金屬層231。所述第二金屬層231可以具有單層結構或雙層結構，并且在附圖中，所述第二金屬層231例如具有單層結構。然后，在所述第二金屬層231上形成光致抗蝕劑層四0。所述光致抗蝕劑層290通過掩模300暴露于光，所述掩模300包括透光部分TA、阻光部分BA以及半透光部分ΗΤΑ。所述半透光部分HTA可以包括狹縫或多層涂層以控制從中透過的光的強度，并且可以具有比阻光部分BA大且比透光部分TA小的透光率。接著，在圖6C中，將圖6B的曝光的光致抗蝕劑層四0顯影，從而在所述第二金屬層231上形成第一光致抗蝕劑圖案^la和第二光致抗蝕劑圖案^lb。所述第一光致抗蝕劑圖案^la具有第一厚度，并且所述第二光致抗蝕劑圖案^lb具有比所述第一厚度薄的第二厚度。所述第一光致抗蝕劑圖案^la對應于其中將要形成所述開關區(qū)域TrA的數據線、源極和漏極的區(qū)域，并且所述第二光致抗蝕劑圖案^lb對應于所述開關區(qū)域TrA中源極與漏極之間的區(qū)域。所述第二光致抗蝕劑圖案^lb可以對應于所述柵極205。圖6B中所述光致抗蝕劑層四0的對應于其他區(qū)域的部分被移除從而暴露所述第二金屬層231。在圖6D中，通過使用所述第一和第二光致抗蝕劑圖案^la和^lb作為蝕刻掩模，將圖6C中通過所述第一和第二光致抗蝕劑圖案^la和^lb暴露的所述第二金屬層 231暴露于蝕刻劑。圖6C中第二金屬層231的暴露于所述蝕刻劑的部分與所述蝕刻劑發(fā)生反應并被從所述基板201移除，從而暴露圖6C中的氧化物半導體材料層219。所述第二金屬層231中被所述第一和第二光致抗蝕劑圖案^la和^lb遮擋的部分沒有暴露于蝕刻劑，仍然保留在所述基板201上。接著，圖6C中所述氧化物半導體材料層219的由于圖6C中所述第二金屬層231的部分移除而暴露的部分被移除。因此，所述柵極絕緣層210的圍繞所述晶體管區(qū)域TrA的部分被暴露。在上述步驟之后，在所述柵極絕緣層210上形成數據線、源漏圖案232以及氧化物半導體層220。所述數據線沿第二方向形成并與所述柵極線交叉以限定像素區(qū)域P。所述源漏圖案232設置在所述開關區(qū)域TrA中，并連接至所述數據線。所述氧化物半導體層220 設置在所述源漏圖案232下方。同時，在所述數據線下方形成材料與所述氧化物半導體層 220相同的偽圖案。在圖6E中，對其上包含所述源漏圖案232和數據線的基板201執(zhí)行灰化處理，并且將圖6D中具有所述第二厚度的所述第二光致抗蝕劑圖案^lb移除，從而暴露開關區(qū)域 TrA中所述源漏圖案232的中心部分。此時，所述第一光致抗蝕劑圖案^la也被所述灰化處理部分移除，但仍保留在所述源漏圖案232上且具有減小的厚度。在圖6F中，將圖6E中通過所述第一光致抗蝕劑圖案^la暴露的源漏圖案暴露于蝕刻劑，并且圖6E中所述源漏圖案232的對應于所述柵極205的中心部分被移除，從而形成所述源極233和漏極236，并且暴露所述氧化物半導體層220的在所述源極233與漏極 236之間的部分。這里，氧化物半導體層220的暴露部分接觸用于移除圖6E中的所述源漏圖案232的蝕刻劑。然而，圖6A中的所述氧化物半導體材料層210通過六氟化硫(SF6)和氧氣(O2)的等離子體處理過，并且在所述氧化物半導體層220的上表面形成預定厚度的防蝕刻層222。因此，所述氧化物半導體層220不與所述蝕刻劑發(fā)生反應。因而，所述氧化物半導體層220不會被移除，并且所述氧化物半導體層220的內部也不會被蝕刻劑損壞。所述防蝕刻層222的厚度可以在例如lnm-20nm的范圍內，并且優(yōu)選的是，所述防蝕刻層222 的厚度可以在3nm-9nm的范圍內。所述柵極205、柵極絕緣層210、氧化物半導體層220以及源極233和漏極236構成薄膜晶體管Tr，即開關元件。
在圖6G中，剝離并去除圖6F中數據線和所述源極233、漏極236上的所述第一光致抗蝕劑圖案^la，從而暴露所述數據線和源極233與漏極236。在圖6H中，通過沉積無機絕緣材料，例如二氧化硅(SiO2)或氮化硅(SiNx)，或涂覆有機絕緣材料，例如苯并環(huán)丁烯(BCB)或光丙稀，在所述數據線和源極233與漏極236上形成鈍化層M0。在所述附圖中，所述鈍化層240例如由有機絕緣層構成，并具有平坦的表面。如果所述鈍化層MO由無機材料構成，則由于在所述鈍化層240下方的層的臺階，所述鈍化層240可能具有不平的表面。通過掩模工藝圖案化所述鈍化層M0，從而在開關區(qū)域TrA形成暴露一部分漏極 236的漏極接觸孔M3。接著，通過在包含所述基板201的結構的基本整個表面上沉積透明導電材料，例如氧化銦錫(ITO)或氧化銦鋅(IZ 0)，在具有所述漏極接觸孔243的鈍化層240上形成透明導電材料層。通過掩模工藝圖案化所述透明導電材料層，從而形成所述像素區(qū)域P中的像素電極250。所述像素電極250通過所述漏極接觸孔243接觸所述漏極236。從而，完成了根據本發(fā)明第二實施例的陣列基板。根據所述第二實施例的上述陣列基板通過以下4個掩模工藝來制造第一掩模工藝用于形成所述柵極，第二掩模工藝用于形成所述氧化物半導體層、防蝕刻層以及源極和漏極，第三掩模工藝用于形成所述漏極的接觸孔，并且第四掩模工藝用于形成所述像素電極。在根據本發(fā)明第二實施例的陣列基板的制造方法中，與現有技術中使用6個掩模工藝的包含具有氧化物半導體層和蝕刻阻擋層的薄膜晶體管的陣列基板的制造方法相比省略了 2個掩模工藝。因此，根據本發(fā)明，簡化了制造工藝，并且降低了制造成本。此外，通過六氟化硫(SF6)和氧氣(O2)等離子體處理所述氧化物半導體材料層，即使所述氧化物半導體層暴露于用于蝕刻所述金屬材料的蝕刻劑，所述氧化物半導體層也不會與蝕刻劑發(fā)生反應，并且不會被損壞。圖7A是根據現有技術的形成所述源極和漏極之后的陣列基板的截面視圖，圖7B 是根據本發(fā)明的具有薄膜晶體管的陣列基板的截面視圖。在圖7A中，沒有通過六氟化硫(SF6)和氧氣(O2)等離子體處理所述氧化物半導體層。所述氧化物半導體層被暴露于用于形成所述源極和漏極的蝕刻劑并被移除。因此，在所述開關區(qū)域中幾乎沒有保留氧化物半導體層。另一方面，在圖7B中，通過六氟化硫(SF6)和氧氣(O2)等離子體處理所述氧化物半導體層，特別是氧化物半導體材料層。因此，即使所述氧化物半導體層被暴露于用于形成所述源極和漏極的蝕刻劑，所述氧化物半導體層也不會被移除。在本發(fā)明中，通過等離子體處理所述氧化物半導體層的表面，從而所述氧化物半導體層不會與用于移除金屬材料的蝕刻劑發(fā)生反應。因此，所述氧化物半導體層不會被蝕刻劑損壞，并且所述薄膜晶體管的特性不會惡化。此外，由于所述等離子體處理，可以省略用于防止所述氧化物半導體層暴露于所述蝕刻劑的蝕刻阻擋層，并且在根據本發(fā)明的陣列基板的制造方法中，與根據現有技術的陣列基板的制造方法相比省去了一個或兩個掩模工藝。因此，根據本發(fā)明，可以簡化制造工藝，并且降低了制造成本。根據本發(fā)明的陣列基板可以用于平板顯示(FPD)設備，例如有機電致發(fā)光顯示(OLED)設備、液晶顯示(IXD)設備以及電泳顯示(EPD)設備。 對于本領域技術人員來說很明顯的是，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以對本發(fā)明進行各種修改和變動。因此，本發(fā)明旨在覆蓋在所附的權利要求及其等效物范圍內提出的對本發(fā)明所做的各種修改和變動。
權利要求
1.一種制造陣列基板的方法，包括 在基板上形成柵極；在所述柵極上形成柵極絕緣層；使用單個掩模在所述柵極絕緣層上形成氧化物半導體層和防蝕刻層； 在所述防蝕刻層上形成源極和漏極；在所述源極和漏極以及所述柵極絕緣層上形成包含接觸孔的鈍化層；以及在所述鈍化層上并穿過所述接觸孔形成像素電極。
2.根據權利要求1所述的方法，其中形成所述氧化物半導體層和防蝕刻層的步驟包括在所述柵極絕緣層上形成氧化物半導體層材料； 將所述氧化物半導體層材料的上部變成防蝕刻材料層；以及使用單個掩模對所述氧化物半導體層材料和所述防蝕刻材料層進行圖案化以形成所述氧化物半導體層和所述防蝕刻層。
3.根據權利要求2所述的方法，其中所述變成步驟包括對所述氧化物半導體層材料應用等離子體處理。
4.根據權利要求3所述的方法，其中所述等離子體處理包括應用六氟化硫(SF6)和氧氣(O2)等離子體。
5.根據權利要求1所述的方法，其中形成所述氧化物半導體層和防蝕刻層的步驟包括使用單個掩模在所述柵極絕緣層上形成所述氧化物半導體層；以及將所述氧化物半導體層的上部變成所述防蝕刻層。
6.根據權利要求5所述的方法，其中所述變成步驟包括對所述氧化物半導體層應用等離子體處理。
7.根據權利要求6所述的方法，其中所述等離子體處理包括應用六氟化硫(SF6)和氧氣(O2)等離子體。
8.根據權利要求1所述的方法，其中使用五個掩模工藝來執(zhí)行所述方法的步驟。
9.根據權利要求1所述的方法，其中所述陣列基板為液晶顯示設備的陣列基板或有機電致發(fā)光顯示設備的陣列基板。
10.根據權利要求1所述的方法，其中所述防蝕刻層具有大約1-20納米的厚度。
11.一種制造陣列基板的方法，包括 在基板上形成柵極；在所述柵極上形成柵極絕緣層； 在所述柵極絕緣層上形成氧化物半導體層材料； 將所述氧化物半導體層材料的上部變成防蝕刻層材料； 在所述防蝕刻層材料上形成金屬層；通過使用單個掩模對所述氧化物半導體層材料、防蝕刻層材料以及所述金屬材料進行圖案化來形成氧化物半導體層、防蝕刻層以及源極和漏極；在所述源極和漏極以及所述柵極絕緣層上形成包含接觸孔的鈍化層；以及在所述鈍化層上并穿過所述接觸孔形成像素電極。
12.根據權利要求11所述的方法，其中所述變成步驟包括對所述氧化物半導體層材料應用等離子體處理。
13.根據權利要求12所述的方法，其中所述等離子體處理包括應用六氟化硫(SF6)和氧氣(O2)等離子體。
14.根據權利要求11所述的方法，其中使用四個掩模工藝來執(zhí)行所有步驟。
15.根據權利要求11所述的方法，其中所述陣列基板為液晶顯示設備的陣列基板或有機電致發(fā)光顯示設備的陣列基板。
16.根據權利要求11所述的方法，其中所述防蝕刻層具有大約1-20納米的厚度。
17.根據權利要求11所述的方法，其中所述源極和漏極的末端與所述防蝕刻層的末端對齊。
18.根據權利要求11所述的方法，其中所述單個掩模包括透光部分、阻光部分以及半透光部分。
19.一種用于顯示設備的陣列基板，所述陣列基板包括形成在基板上的柵極；形成在所述柵極上的柵極絕緣層；形成在所述柵極絕緣層上的氧化物半導體層和防蝕刻層，其中所述氧化物半導體層的末端與所述防蝕刻層的末端相互對齊；形成在所述防蝕刻層上的源極和漏極；形成在所述源極和漏極以及所述柵極絕緣層上的包含接觸孔的鈍化層；以及形成在所述鈍化層上并穿過所述接觸孔的像素電極。
20.根據權利要求19所述的陣列基板，其中所述源極和漏極的末端與所述防蝕刻層的末端對齊。
全文摘要
論述了一種陣列基板及制造該陣列基板的方法。根據一個實施例，所述方法包括在基板上形成柵極，在所述柵極上形成柵極絕緣層，使用單個掩模在所述柵極絕緣層上形成氧化物半導體層和防蝕刻層，在所述防蝕刻層上形成源極和漏極，在所述源極和漏極以及所述柵極絕緣層上形成包含接觸孔的鈍化層，以及在所述鈍化層上并穿過所述接觸孔形成像素電極。
文檔編號G02F1/1362GK102263111SQ20111015181
公開日2011年11月30日 申請日期2011年5月30日 優(yōu)先權日2010年5月28日
發(fā)明者徐鉉植, 柳昌逸, 裴鐘旭 申請人:樂金顯示有限公司