[发明专利]金属氧化物薄膜晶体管、阵列基板及制作方法、显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及薄膜晶体管制造工艺领域，特别是指一种金属氧化物薄膜晶体管、阵列基板及制作方法、显示装置。

背景技术

薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，简称TFT-LCD)具有体积小、功耗低、无辐射等特点，在当前的平板显示器市场中占据了主导地位。

近年来TFT-LCD获得了飞速的发展，尤其是液晶电视发展的更为迅速，其尺寸和分辨率不断地提高，大尺寸、高分辨率的液晶电视成为TFT-LCD发展的一个主流。随着TFT-LCD尺寸的不断增大、分辨率的不断提高，为了提高显示质量，势必要采用更高频率的驱动电路，同时图像信号的延迟变的更为严重，信号延迟成为制约大尺寸、高分辨率TFT-LCD显示效果的关键因素之一。

随着液晶显示器尺寸的不断增大，驱动电路频率的不断提高，现有的非晶硅薄膜晶体管迁移率很难满足要求，非晶硅薄膜晶体管的迁移率一般在0.5左右，而在液晶显示器尺寸超过80英寸，驱动频率为120Hz时需要1cm²/Vs以上的迁移率，显然现有非晶硅薄膜晶体管的迁移率很难满足要求。而多晶硅薄膜晶体管尽管迁移率比较高，但是均一性较差，制作工艺复杂；金属氧化物薄膜晶体管迁移率高，均一性好，制作工艺简单，可以很好地满足大尺寸、高刷新频率液晶显示器和有源有机电致发光器件高迁移率的需求。

金属氧化物薄膜晶体管以IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide铟镓锌氧化物)为代表，IGZO是一种含有铟、镓和锌的非晶氧化物，载流子迁移率是非晶硅的20～30倍，可以提高TFT对像素电极的充放电速率，提高像素的响应速度，实现更快的刷新率，同时更快的响应也大大提高了像素的行扫描速率，使得超高分辨率在TFT-LCD中成为可能。另外，由于IGZO还可提高每个像素的透光率，能够使得显示装置具有更高的能效水平。

现在一般采用四次到五次构图工艺制作金属氧化物薄膜晶体管，主要是IGZO在传统的刻蚀源漏金属层的刻蚀液中的腐蚀速率极快，同时由于IGZO材料对于水和氧的敏感性导致工艺过程中需要形成一层保护层来保护IGZO同时阻止源漏金属层的刻蚀液的刻蚀，因此需要在金属氧化物半导体层上增加一刻蚀阻挡层(ESL，Etch Isolation Layer)的制作步骤，以保护金属氧化物半导体层不被源漏金属层的刻蚀液腐蚀，但是这样就增加了金属氧化物薄膜晶体管的结构以及制作工艺的复杂性，从而降低了金属氧化物薄膜晶体管的产能。同时，IGZO存在对紫外光的敏感性，在紫外光照下其电学性能会发生比较严重的漂移，严重影响IGZO-TFT的稳定性及良品率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种金属氧化物薄膜晶体管、阵列基板及制作方法、显示装置，能够简化金属氧化物薄膜晶体管的制作工艺，降低金属氧化物薄膜晶体管的制造成本，同时提高金属氧化物薄膜晶体管的稳定性及良品率。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供技术方案如下：

一方面，提供一种金属氧化物薄膜晶体管的制作方法，采用一次构图工艺形成薄膜晶体管的氧化物有源层和刻蚀阻挡层的图形。

进一步地，所述刻蚀阻挡层采用TiO₂或TiO₂与CeO₂的混合物制成。

进一步地，在同一次构图工艺中，通过干刻工艺形成所述刻蚀阻挡层的图形，通过湿刻工艺形成所述氧化物有源层的图形。

进一步地，所述采用一次构图工艺形成薄膜晶体管的氧化物有源层和刻蚀阻挡层的图形包括：

在基板上依次沉积金属氧化物半导体层和刻蚀阻挡层；

在所述刻蚀阻挡层上涂覆光刻胶，利用半色调掩膜板或灰色调掩膜板进行曝光显影得到光刻胶未保留区域、光刻胶部分保留区域和光刻胶完全保留区域；

通过干刻工艺刻蚀掉光刻胶未保留区域的刻蚀阻挡层，并采用湿刻工艺刻蚀掉光刻胶未保留区域的金属氧化物半导体层，形成金属氧化物半导体层的图形；

灰化掉光刻胶部分保留区域的光刻胶，通过干刻工艺刻蚀掉光刻胶部分保留区域的刻蚀阻挡层，形成刻蚀阻挡层的图形；

对未被刻蚀阻挡层覆盖的金属氧化物半导体层进行等离子处理，形成所述氧化物有源层；

剥离光刻胶完全保留区域的光刻胶。

进一步地，在基板上沉积刻蚀阻挡层包括：