具有金属氧化物半导体的薄膜晶体管基板及其制造方法技术

本发明专利技术公开一种具有金属氧化物半导体的薄膜晶体管基板及其制造方法。该薄膜晶体管基板包括：在基板上形成的栅极；栅极绝缘层，用于覆盖所述栅极的一些部分并且暴露所述栅极的其它部分；半导体有源层，在所述栅极绝缘层上与所述栅极的所述一些部分重叠；栅极线，用于接触所述栅极的所述其它部分并且沿所述基板的水平方向延伸；中间绝缘层，用于暴露所述半导体有源层的中间部分并且覆盖所述栅极线和所述栅极；在所述中间绝缘层上沿所述基板的垂直方向延伸的数据线；源极，从所述数据线分支并且接触所述半导体有源层的一侧；和漏极，所述漏极面对所述源极并且以预定距离与所述源极隔开，并且所述漏极接触所述半导体有源层的另一侧。

【技术实现步骤摘要】
本申请要求于2012年6月26日提交的韩国专利申请N0.10-2012-0068440的优先权益，在此为了所有目的通过引用将其并入本文，就好像在这里完全阐明一样。
本专利技术涉及一种具有用于平板显示器的金属氧化物半导体的薄膜晶体管基板以及一种用于制造所述薄膜晶体管基板的方法，更具体地，本专利技术涉及这样一种具有金属氧化物半导体的薄膜晶体管以及一种用于制造所述薄膜晶体管的方法，其中通过热处理来增强沟道层的稳定性。
技术介绍
现今，随着信息社会的发展，对用于呈现各种信息的显示器的要求日益增加。据此，开发了各种平板显示器以便克服阴极射线管的许多缺点(例如重量重和体积大)。平板显示设备包括液晶显示设备(IXD)、场致发射显示器(FED)、等离子体显示面板(PDP)、电致发光设备(ED)和电泳显示设备(EDD)。平板显示器的显示面板可以包括薄膜晶体管基板，其具有在依照矩阵方式排列的像素区域的每一个中分配的薄膜晶体管。例如，液晶显示设备通过使用电场控制液晶层的光透射率来呈现视频数据。依照电场的方向，可将IXD分为两种主要类型:一种是垂直电场类型，另一种是水平电场类型。对于垂直电场类型LCD来说，在上基板上形成的公共电极和在下基板上形成的像素电极彼此面对，以便形成其方向垂直于基板面的电场。位于上基板和下基板之间的扭曲向列(TN)液晶层借助垂直电场驱动。垂直电场类型LCD具有较高孔径比的优点，但是它具有视角较窄(大约90度)的缺点。对于水平电场类型LCD来说，在相同的基板上平行地形成公共电极和像素电极。位于上基板和下基板之间的液晶层借助与基板面平行的电场以面内切换()模式驱动。水平电场类型LCD比垂直电场类型LCD具有视角更宽(大于160度)并且响应速度更快的优点。然而，水平电场类型LCD可具有诸如孔径比低和背光透射率低之类的缺点。在IPS模式LCD中，例如，为了形成面内电场，在公共电极和像素电极之间的间隙可以大于在上基板和下基板之间的间隙，并且为了获得足够强度的电场，公共电极和像素电极可以包括具有确定宽度的条带图案。在IPS模式LCD的像素电极和公共电极之间，形成与基板水平的电场。然而，刚好在像素电极和公共电极上，没有任何电场。即，刚好位于像素公共电极上的分子未被驱动而是保持初始状态(初始对准方向)。因为初始状态中的液晶无法适当地控制光透射率，所以孔径比和发光性可能会恶化。为了解决IPS模式IXD的这些缺点，已经提出由边缘电场驱动的边缘场切换(FFS)类型IXD。FFS类型IXD包括公共电极和像素电极并在它们之间具有绝缘层，并且在像素电极和公共电极之间的间隙被设置为比在上基板和下基板之间的间隙更窄。由此，在公共电极和像素电极之间以及在公共电极和像素电极上的空间中形成具有抛物线形状的边缘电场。因此，位于上基板和下基板之间的所有液晶分子都可以由此边缘场驱动。结果，可以增强孔径比和正面发光性。图1是示出依照相关技术具有包含在边缘场类型液晶显示器中的氧化物半导体层的薄膜晶体管基板的平面图。图2是示出依照相关技术通过沿图1的线1-1’切割得到的薄膜晶体管基板的结构的剖面图。在图1和2中示出的薄膜晶体管基板包括:在下基板SUB上形成的彼此交叉的栅极线GL和数据线DL以及在栅极线GL和数据线DL之间的栅极绝缘层GI ；以及在交叉部分形成的薄膜晶体管T。借助栅极线GL和数据线DL的交叉结构，限定了像素区域。在像素区域中，设置彼此面对的像素电极PXL和公共电极COM以及在像素电极PXL和公共电极COM之间的钝化层PAS，以便形成边缘场。例如，像素电极PXL具有对应于像素区域形状的矩形形状，并且公共电极COM具有彼此平行布置的多个条带。公共电极COM连接到与栅极线GL平行布置的公共线CL。通过公共线CL向公共电极COM提供基准电压(或公共电压)。薄膜晶体管TFT通过对栅极线GL的栅极信号作出响应来向像素电极PXL充入像素信号电压并保持像素信号电压。为此，薄膜晶体管T包括从栅极线GL分支的栅极G、从数据线DL分支的源极S、面向源极S并且连接到像素电极PXL的漏极D、以及在栅极绝缘层GI上与栅极G重叠用于在源极S和漏极D之间形成沟道的有源层A。在有源层A和源极S之间，以及在有源层A和漏极D之间，可以进一步形成欧姆接触层。特别地是，当有源层A由氧化物半导体材料制成时，因为它具有高电子迁移率特性，因此对于要求更大充电电容的大面积薄膜晶体管基板来说是有利的。然而，未开发氧化物半导体材料用于电气元件以使其具有状态稳定的良好特性。因此，优选在有源层A上具有蚀刻阻挡层ES以便保护氧化物半导体材料。例如，在用于借助光刻方法来图案化源极S和漏极D的步骤中，可以通过在源极S和漏极之间形成蚀刻阻挡层ES来保护有源层A免受蚀刻材料的影响。在栅极线GL的一个端部，形成栅极焊盘GP以便从外部视频设备接收栅极信号。栅极焊盘GP通过穿透栅极绝缘层GI和钝化层PAS的栅极焊盘接触孔GPH连接到栅极焊盘端子GPT。此外，在数据线DL的一个端部，形成数据焊盘DP以便从外部视频设备接收数据信号。数据焊盘DP通过穿透钝化层PAS的数据焊盘接触孔DPH连接到数据焊盘端子DPT。布置在栅极绝缘层GI上的像素电极PXL连接到漏极D。此外，形成公共电极COM以便与像素电极PXL重叠，其间具有用于覆盖像素电极PXL的钝化层。可以在像素电极PXL和公共电极COM之间形成电场，然后在薄膜晶体管基板和滤色器基板之间水平布置的液晶分子可以借助介电各向异性旋转。依照液晶分子的旋转状态，可以控制光通过像素区域的光透射率并且可以呈现各种灰度级。尽管具有金属氧化物半导体材料的薄膜晶体管基板可能具有许多优点，不过直到现在也未确保氧化物半导体材料的稳定性。因此，对于使用氧化物半导体材料开发电气元件存在很多障碍。非常需要一种包含具有高可靠性和稳定性的氧化物半导体材料的薄膜晶体管基板以及用于制造所述薄膜晶体管基板的方法。
技术实现思路
为了克服上述缺点，本专利技术的目的是提出一种薄膜晶体管基板，其中金属氧化物半导体层具有增强的特性和稳定性。本专利技术的另一目的是提出一种用于制造薄膜晶体管基板的方法，其中对金属氧化物半导体层实施热处理并且使所述热处理对基板的损坏最小化。为了实现以上目的，本专利技术提出了一种薄膜晶体管基板，包括:在基板上形成的栅极；栅极绝缘层，所述栅极绝缘层用于覆盖所述栅极的一些部分并且暴露所述栅极的其它部分；半导体有源层，所述半导体有源层在所述栅极绝缘层上与所述栅极的所述一些部分重叠；栅极线，所述栅极线用于接触所述栅极的所述其它部分并且沿所述基板的水平方向延伸；中间绝缘层，所述中间绝缘层用于暴露所述半导体有源层的中间部分并且覆盖所述栅极线和所述栅极；在所述中间绝缘层上沿所述基板的垂直方向延伸的数据线；源极，所述源极从所述数据线分支并且接触所述半导体有源层的一侧；和漏极，所述漏极面对所述源极并且以预定距离与所述源极隔开，并且所述漏极接触所述半导体有源层的另一侧。优选地，所述薄膜晶体管基板还包括:钝化层，所述钝化层用于覆盖所述源极和所述漏极；像素接触孔，所述像素接触孔用于通过穿透所述钝化层来暴露所述漏极的一些部分；和像素电极，所述像素电极用于通过所述像素接触孔接触所述漏极。优选地，所述薄膜晶体管基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄膜晶体管基板，包括：在基板上形成的栅极；栅极绝缘层，所述栅极绝缘层用于覆盖所述栅极的一些部分并且暴露所述栅极的其它部分；半导体有源层，所述半导体有源层在所述栅极绝缘层上与所述栅极的所述一些部分重叠；栅极线，所述栅极线用于接触所述栅极的所述其它部分并且沿所述基板的水平方向延伸；中间绝缘层，所述中间绝缘层用于暴露所述半导体有源层的中间部分并且覆盖所述栅极线和所述栅极；在所述中间绝缘层上沿所述基板的垂直方向延伸的数据线；源极，所述源极从所述数据线分支并且接触所述半导体有源层的一侧；和漏极，所述漏极面对所述源极并且以预定距离与所述源极隔开，并且所述漏极接触所述半导体有源层的另一侧。

【技术特征摘要】
2012.06.26 KR 10-2012-00684401.一种薄膜晶体管基板，包括:在基板上形成的栅极；栅极绝缘层，所述栅极绝缘层用于覆盖所述栅极的一些部分并且暴露所述栅极的其它部分；半导体有源层，所述半导体有源层在所述栅极绝缘层上与所述栅极的所述一些部分重栅极线，所述栅极线用于接触所述栅极的所述其它部分并且沿所述基板的水平方向延伸；中间绝缘层，所述中间绝缘层用于暴露所述半导体有源层的中间部分并且覆盖所述栅极线和所述栅极；在所述中间绝缘层上沿所述基板的垂直方向延伸的数据线；源极，所述源极从所述数据线分支并且接触所述半导体有源层的一侧；和漏极，所述漏极面对所述源极并且以预定距离与所述源极隔开，并且所述漏极接触所述半导体有源层的另一侧。2.如权利要求1所述的薄膜晶体管基板，还包括:钝化层，所述钝化层用于覆盖所述源极和所述漏极；像素接触孔，所述像素接触孔用于通过穿透所述钝化层来暴露所述漏极的一些部分；和`像素电极，所述像素电极用于通过所述像素接触孔接触所述漏极。3.如权利要求2所述的薄膜晶体管基板，还包括:布置在所述钝化层上以及所述像素电极的下方的滤色器层；和布置在所述像素电极的下方并用于覆盖所述滤色器层的涂覆层。4.如权利要求3所述的薄膜晶体管基板，其中所述滤色器层填充由所述栅极线和所述数据线围绕的像素区域的内部区域，并且覆盖与包括所述半导体有源层的薄膜晶体管相对应的区域。5.如权利要求1所述的薄膜晶体管基板，其中所述栅极线包含铜材料。6.如权利要求1所述的薄膜晶体管基板，其中所述数据线包括具有铜的低电阻层和具有钥的保...

【专利技术属性】
技术研发人员：曺基述，徐诚模，
申请(专利权)人：乐金显示有限公司，
类型：发明
国别省市：