[发明专利]一种薄膜晶体管驱动背板的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体领域，尤其涉及一种金属氧化物半导体薄膜晶体管的制作方法。

背景技术

薄膜晶体管(TFT，Thin Film Transistor)目前主要应用于驱动液晶显示器(LCD，Liquid Crystal Display)和有机发光二极管(OLED，Organic Light-Emitting Diode)显示器的子像素。采用薄膜晶体管阵列制成的驱动背板，是显示屏能实现更高的像素密度、开口率和提升亮度的关键部件。目前TFT-LCD普遍采用基于非晶硅作为有源层的TFT背板。但是由于非晶硅(a-Si)迁移率过低(0.1cm²V^-1s^-1左右)，不能满足OLED显示屏、高清TFT-LCD以及3D显示的要求。而金属氧化半导体作为薄膜晶体管的有源层材料，由于其高迁移率，低沉积温度以及透明的光学特性被视为下一代的显示背板技术。目前吸引了世界范围内研究者得关注。高迁移率的特点使其能够满足未来显示技术对于高刷新频率、大电流薄膜晶体管的要求。而低于100℃的工艺温度，使得利用金属氧化制备柔性显示器件成为可能。

目前已大规模应用于LCD行业的是基于a-Si的TFT背板技术。该技术最少可使用4次光罩技术完成驱动背板的制作。而对于迁移率大于10cm²V^-1s^-1的材料，目前仅有单晶硅、低温多晶硅以及金属氧化物三种选择。其中单晶硅工艺温度高，无法实现大面积显示屏的制作，因此仅用于微显示领域。而低温多晶硅工艺，成熟于20世纪90年代，目前已有大量的高分辨LCD以及OLED产品面市。但是低温多晶硅工艺复杂(9次光罩左右)，设备成本昂贵，这也是阻碍其发展的重要因素。

而对于金属氧化物半导体材料，其迁移率较高，完全能够满足显示应用的需求，并且在电学均匀性方面大大优于低温多晶硅。但是，现有的金属氧化物半导体材料的制造工艺繁杂，制作成本较高，不利于金属氧化物半导体材料在驱动背板制作中的推广使用。

发明内容

本发明实施例提供了一种薄膜晶体管驱动背板的制作方法，用于高效的使用金属氧化物半导体材料制作薄膜晶体管的驱动背板。

本发明提供的薄膜晶体管驱动背板的制作方法，包括：制备并图形化金属导电层；在所述金属导电层上依次沉积绝缘薄膜和金属氧化物薄膜，分别作为栅极绝缘层和有源层；根据所述金属导电层的形状图形化所述有源层；在所述有源层上沉积绝缘薄膜作为刻蚀阻挡层；使用灰度掩膜版图形化工艺，在所述栅极绝缘层制备接触孔并图形化所述刻蚀阻挡层，定义薄膜晶体管源漏电极区域和所述存储电容的有效面积；在所述刻蚀阻挡层上沉积并图形化导电薄膜层。

可选的，所述制备并图形化金属导电层之前，包括：在透明衬底上沉积二氧化硅(SiO₂)或氮化硅(Si₃N₄)作为缓冲层；

所述制备并图形化金属导电层，包括：在所述缓冲层上沉积并图形化金属导电层。

可选的，制备所述金属导电层所使用的金属包括：

铝(Al)，铜(Cu)，钼(Mo)，钛(Ti)，银(Ag)，金(Au)，钽(Ta)，铬(Cr)单质或铝合金；

所述金属导电层为单层金属薄膜，或由单层Al，Cu，Mo，Ti，Ag，Au，Ta，Cr或铝合金中任意两层以上组成的多层薄膜；

所述金属导电层的厚度为100nm至2000nm；

所述金属导电层作为电信号导线，薄膜晶体管栅极以及像素电路储存电容下电极的载体层。

所述金属导电层上依次沉积绝缘薄膜和金属氧化物薄膜，分别作为栅极绝缘层和有源层；

可选的，所述根据金属导电层的形状图形化所述有源层，包括：

在所述有源层上制备与所述金属导电层的形状一致的正性光刻胶；使用

刻蚀剂对没有覆盖所述正性光刻胶的所述有源层进行刻蚀。

可选的，所述在有源层上制备与所述金属导电层的形状一致的正性光刻胶，包括：

在所述金属导电层上覆盖正性光刻胶；

使用图形化后的金属导电层作为自对准光刻掩膜版；

将紫外光由所述玻璃衬底一侧入射，对所述正性光刻胶进行曝光；

经显影后所得到与金属导电层的形状一致的正性光刻胶。

可选的，所述使用灰度掩膜版图形化工艺，在所述栅极绝缘层制备接触孔并图形化所述刻蚀阻挡层，定义薄膜晶体管源漏电极区域和所述存储电容的有效面积，包括：