[发明专利]薄膜晶体管基板及其制造方法和包括该基板的显示器

说明书

技术领域

本发明涉及一种显示器，且特别是涉及包含铜及氧化物半导体的薄膜晶体管基板、其显示器及其制造方法。

背景技术

平面薄型的液晶显示器或有机电激发光二极管（OLED）显示器由于功率消耗低，因此被广泛使用于电子设备上。主动式（Active）液晶显示器或有机电激发光二极管显示器上的基板上具有多个薄膜晶体管（Thin-Film Transistor，TFT），以控制每一个像素（pixel）单元的出光效果，显示画面灰阶。

薄膜晶体管的主动层如果使用氧化物半导体，例如为氧化铟镓锌（Indium Gallium Zinc Oxide，IGZO），相较于一般常用的非晶硅（a-Si）半导体而言具有较大的电子迁移率、较低的功率消耗与较小的晶体管面积的优点，而相较于一般低温多晶硅半导体（LTPS）而言则具有较低的工艺成本与较易大型化的优点。故于大尺寸或高分辨率的显示器中，使用氧化物半导体薄膜晶体管是未来的趋势。

如图1所示的传统显示器其薄膜晶体管基板的剖面图，薄膜晶体管基板1包括基板10及薄膜晶体管。薄膜晶体管包括栅极部11、栅极绝缘层12、中介金属层13、氧化物半导体层14、源极部15a、漏极部15b、绝缘保护层（passivation layer）16、接触孔洞（via）19以及像素电极（pixel electrode）17。其中，源极部15a与漏极部15b的材料为铜（Copper，Cu）。

栅极部11形成于基板10上。栅极绝缘层12为硅的氧化物或氮化物（例如SiOx或SiNx），且整层覆盖基板10与栅极部11。氧化物半导体层14形成于栅极绝缘层12上，且位于相对应的栅极11上方。

为了避免漏极部15a与源极部15b的铜离子扩散至栅极绝缘层12形成移动离子，影响薄膜晶体管的电特性及可靠度，因此一中介金属层13会先形成于栅极绝缘层12上，且位于相对应的漏极部15a与源极部15b之下。除此之外，漏极部15a、源极部15b的铜金属与栅极绝缘层12的附着性（adhesion）不佳，通过中介金属层13的设置，可以增加附着性避免劈裂（peeling）。

绝缘保护层16为硅的氧化物或氮化物（例如SiOx或SiNx），且整层覆盖漏极部15a、源极部15b、氧化物半导体层14与栅极绝缘层12，以达到保护绝缘的效果。接着，于绝缘保护层16上方定义接触孔洞19，并且形成于像素电极17于绝缘保护层16上，其中接触孔洞19用以使像素电极17往下延伸而电性连接源极部15b。

另外，请参照图2，图2为另一种薄膜晶体管基板的剖面图。相较于图1，图2的薄膜晶体管基板1’的薄膜晶体管还包括蚀刻停止层（Etch Stop Layer，ESL）18形成于氧化物半导体层14之上，以防止蚀刻过程对氧化物半导体层14背通道（back channel）部分的伤害。

上述中介金属层13例如为钼（Molybdenum，Mo）或钛（Titanium，Ti）。在栅极绝缘层12形成之后，钼或钛会整层连续沉积并覆盖栅极绝缘层12，上方再覆盖铜，接着通过蚀刻过程，将可以形成上述漏极部15a、源极部15b及中介金属层13。然而，于蚀刻过程中，部分钼或钛可能未被蚀刻而残留，因此造成薄膜晶体管电性异常甚至功能失效，影响其可靠性与良率。

发明内容

本发明提供一种薄膜晶体管基板，此薄膜晶体管基板包括基板及多个薄膜晶体管。薄膜晶体管包括第一电极层、第一绝缘层、氧化物半导体层、第二电极层以及第二绝缘层。第一电极层形成于基板上，其包括栅极部。第一绝缘层覆盖第一电极层。氧化物半导体层形成于栅极绝缘层上。第二电极层形成于氧化物半导体上，其包括源极部及漏极部位于对应栅极部的两端，源极部及漏极部之间具有第一间隔。第二绝缘层覆盖氧化物半导体层与第二电极层。其中，第二电极层边缘于氧化物半导体层边缘之内，第二电极层包括铜。

本发明提供一种显示器，其包括显示面板、驱动电路及外观件。显示面板包括薄膜晶体管基板。薄膜晶体管基板包括基板、多个薄膜晶体管、多条相互平行的扫描线以及多条相互平行的数据线。薄膜晶体管包括第一电极层、第一绝缘层、氧化物半导体层、第二电极层以及第二绝缘层。第一电极层形成于基板上，其包括栅极部。第一绝缘层覆盖第一电极层。氧化物半导体层形成于栅极绝缘层上。第二电极层形成于氧化物半导体上，其包括源极部及漏极部位于对应栅极部的两端，源极部及漏极部之间具有第一间隔。第二绝缘层覆盖氧化物半导体层与第二电极层。其中，第二电极层边缘于氧化物半导体层边缘之内，第二电极层包括铜。