專利名稱：一種薄膜層及其制作方法、顯示用基板、液晶顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于顯示器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種薄膜層及其制作方法、含有該薄膜層的顯示用基板、含有該顯示用基板的液晶顯示器。
背景技術(shù)：
在薄膜晶體管液晶顯示器(TFT-1XD)中，薄膜晶體管作為顯示器的核心部件，其制造工藝的良品率直接決定薄膜晶體管液晶顯示器的成本和可靠性?，F(xiàn)有的薄膜晶體管制備工藝中，薄膜晶體管的各薄膜層的制備又是關(guān)鍵的步驟，其中，薄膜層邊緣坡度的大小直接影響下一步沉積的薄膜層的覆蓋性的好壞，當(dāng)前薄膜邊緣坡度過陡甚至垂直時(shí)，往往會(huì)導(dǎo)致下一步沉積的薄膜層覆蓋不良甚至發(fā)生斷線；而如果當(dāng)前薄膜邊緣坡度緩和，覆蓋不良或斷線的情況就可以大幅度的避免，所以薄膜層邊緣坡度的控制是薄膜晶體管工藝中的關(guān)鍵。在現(xiàn)有TFT-LCD工藝中，每個(gè)薄膜層在制備中采用相同工藝參數(shù)制備，導(dǎo)致每個(gè)薄膜層的結(jié)晶度和致密度是一致的，如圖1所示，在基板3上制備當(dāng)前薄膜層2，形成的當(dāng)前薄膜層2的結(jié)晶度和致密度是均勻一致的，當(dāng)涂覆光刻膠I曝光后，進(jìn)行蝕刻時(shí)，同樣的酸濃度(濕法刻蝕)或等離子體強(qiáng)度(干法刻蝕)對(duì)當(dāng)前薄膜層2蝕刻速率也會(huì)大致相同，蝕刻后的效果圖如圖2所示，當(dāng)前薄膜層2的邊緣坡度會(huì)比較陡，不利于下一工序的薄膜層4的沉積，容易產(chǎn)生臺(tái)階覆蓋不良甚至斷線現(xiàn)象，如圖3所示。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有方法制得的薄膜層邊緣坡度過陡甚至垂直，導(dǎo)致下一步沉積的薄膜層容易產(chǎn)生臺(tái)階覆蓋不良甚至斷線的問題，提供一種覆蓋良好的薄膜層。解決本發(fā)明技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種薄膜層，所述的薄膜層包括多個(gè)不同致密度的子層，其中，在上的子層的致密度小于在下的子層的致密度。本發(fā)明提供的薄膜層，由于每個(gè)薄膜層是具有多個(gè)不同致密度的子層，在后繼的刻蝕過程中在相同的酸液濃度或者等離子體強(qiáng)度下，每個(gè)子層的蝕刻速率是不同的，蝕刻速率與致密度成反比，經(jīng)過相同的刻蝕時(shí)間后，刻蝕長(zhǎng)度不同，將使獲得薄膜層邊緣坡度較為緩和。由于當(dāng)前薄膜層邊緣坡度緩和，下一工序的薄膜層覆蓋時(shí)覆蓋性良好，不會(huì)產(chǎn)生斷線現(xiàn)象。優(yōu)選的是，所述的薄膜層的每個(gè)子層的厚度為lnm-500nm。進(jìn)一步優(yōu)選的是,所述的薄膜層的每個(gè)子層的厚度為10nm-50nm。優(yōu)選的是，所述的薄膜層的每個(gè)子層的厚度相同，有利于形成較為平緩的邊緣坡度。優(yōu)選的是，所述的薄膜層的子層至少為3層。優(yōu)選的是，所述的薄膜層是鋁層、銅層、氧化銦錫層、氧化鋅層、SiNx層、SiOx層中的任意一種。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種薄膜層的制作方法，包括:設(shè)置初始工藝條件，形成所述薄膜層的初始子層；按照每一個(gè)工藝條件的變化對(duì)所述薄膜層致密度大小的影響，調(diào)節(jié)所述至少一個(gè)工藝條件，形成以所述初始子層為基準(zhǔn)、致密度依排列順序依次減小的至少兩個(gè)后續(xù)子層。優(yōu)選的是，所述設(shè)置初始工藝條件包括:設(shè)置初始的磁控濺射功率、氣體流量、生成溫度、濺射壓力、靶基間距。所述按照每一個(gè)工藝條件的變化對(duì)所述薄膜層致密度大小的影響，調(diào)節(jié)所述至少一個(gè)工藝條件，形成以所述初始子層為基準(zhǔn)、致密度依排列順序依次減小的至少兩個(gè)后續(xù)子層包括:采用降低磁控濺射功率和/或降低氣體流量的調(diào)節(jié)方式，形成第二子層；采用降低磁控 濺射功率和/或降低氣體流量的調(diào)節(jié)方式，形成一個(gè)或多個(gè)后續(xù)子層。優(yōu)選的是，所述設(shè)置初始工藝條件包括:設(shè)置初始的等離子體功率、氣體流量、生成溫度。所述按照每一個(gè)工藝條件的變化對(duì)所述薄膜層致密度大小的影響，調(diào)節(jié)所述至少一個(gè)工藝條件，形成以所述初始子層為基準(zhǔn)、致密度依排列順序依次減小的至少兩個(gè)后續(xù)子層包括:采用降低等離子體功率和/或降低氣體流量的調(diào)節(jié)方式，形成第二子層；采用降低等離子體功率和/或降低氣體流量的調(diào)節(jié)方式，形成一個(gè)或多個(gè)后續(xù)子層。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種薄膜晶體管，包括:上述的薄膜層。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種顯示用基板，包括:基板以及設(shè)置在所述基板上的多個(gè)像素結(jié)構(gòu)；其特征在于，所述像素結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)上述的薄膜層。優(yōu)選的是，所述顯示用基板為陣列基板，每一像素結(jié)構(gòu)中的一個(gè)所述薄膜層為柵絕緣層，或?yàn)殁g化層。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種液晶顯示器，該液晶顯示器包括上述的顯示用基板。采用本發(fā)明的方法制備的液晶顯示器的良品率高、可靠性高。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的薄膜晶體管的薄膜層制備過程中當(dāng)前層刻蝕前的示意圖。圖2為現(xiàn)有技術(shù)的薄膜晶體管的薄膜層制備過程中當(dāng)前層刻蝕后的示意圖。圖3為現(xiàn)有技術(shù)的薄膜晶體管的薄膜層制備過程中下一工序薄膜層覆蓋后的示意圖。圖4為本發(fā)明實(shí)施例1中薄膜晶體管的薄膜層制備過程中當(dāng)前層刻蝕前的示意圖。圖5為本發(fā)明實(shí)施例1中薄膜晶體管的薄膜層制備過程中當(dāng)前層刻蝕后的示意圖。圖6為本發(fā)明實(shí)施例1中薄膜晶體管的薄膜層制備過程中下一工序薄膜層覆蓋后的示意圖。其中:1.光刻膠；2.當(dāng)前薄膜層；21.當(dāng)前薄膜層中致密度較大的部分；22.當(dāng)前薄膜層中致密度適中的部分；23.當(dāng)前薄膜層中致密度較低的部分；3.基板；4.下一工序
的薄膜層。
具體實(shí)施例方式為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式

對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。實(shí)施例1本實(shí)施例提供一種薄膜層，該薄膜層包括多個(gè)不同致密度的子層，其中，在上的子層的致密度小于在下的子層的致密度。實(shí)施例2本實(shí)施例提供一種薄膜層的制作方法，含該薄膜層的薄膜晶體管。I)采用磁控濺射形成具有不同致密度子層的薄膜層將在玻璃基板置于磁控濺射室，通過控制磁控濺射裝置的直流濺射功率為80KW，Ar流量為900sccm，濺射氣壓為0.3pa，靶基間距為60mm，襯底溫度(生成溫度)為200°C，沉積時(shí)間為20s，形成致密度較大的厚度為70nm的Al薄膜層，即如圖4所示，當(dāng)前薄膜層致密度較大部分23 ；接著調(diào)節(jié)上述磁·控濺射參數(shù)的直流濺射功率為75KW，Ar流量為800sCCm，濺射氣壓為0.3pa，靶基間距為60mm，襯底溫度為200°C，沉積時(shí)間為18s，形成致密度適中的厚度為50nm的Al薄膜層，即如圖4所示，當(dāng)前薄膜層致密度適中部分22 ；最后調(diào)節(jié)上述磁控濺射參數(shù)的直流濺射功率為70KW，Ar流量為800sCCm，濺射氣壓為0.3pa，靶基間距為60mm，襯底溫度為200°C，沉積時(shí)間為15s，形成致密度較低的厚度為30nm的Al薄膜層，即如圖4所示，當(dāng)前薄膜層致密度較低部分21。這樣Al薄膜層由致密度不同的、從基板向一側(cè)致密度降低的3層組成。優(yōu)選的，也可以根據(jù)當(dāng)前薄膜層的實(shí)際厚度分成更多的子層，有利于形成更為緩和的邊緣坡度。可以理解的是，上述磁控濺射裝置也可以根據(jù)具體的目的選用其它類型的，控制參數(shù)也可以根據(jù)靶材材質(zhì)、子層的厚度的不同進(jìn)行調(diào)整，屬于現(xiàn)有技術(shù)的范疇?？梢岳斫獾氖牵鲜龅腁l薄膜層可以是其它金屬層或者金屬氧化物薄膜層、優(yōu)選的，可以是銅層、氧化銦錫層、氧化鋅層中的任意一種?？梢岳斫獾氖牵訉拥暮穸瓤梢愿鶕?jù)具體應(yīng)用需要進(jìn)行選取，優(yōu)選的，薄膜層的子層的厚度也可以為lnm-500nm,更優(yōu)選的,薄膜層的子層的厚度也可以為10nm-50nm。優(yōu)選的，Al薄膜層的子層的厚度也可以相同，有利于形成較為平緩的邊緣坡度。優(yōu)選的，Al薄膜層的子層至少為3層，有利于形成較為平緩的邊緣坡度。2)對(duì)上述制備的具有不同致密度子層的Al薄膜層進(jìn)行涂覆光刻膠1，完成曝光步驟(屬于現(xiàn)有技術(shù)范疇)。3)將制備的具有不同致密度子層的Al薄膜層進(jìn)行濕法刻蝕優(yōu)選的，刻蝕液為磷酸、硝酸和醋酸的混合液，三者的物質(zhì)的量濃度比例為69:
10: 2.5，玻璃基板在刻蝕液里的振蕩速度3000mm/min，刻蝕時(shí)間為15s。上述的具有不同致密度子層的Al薄膜層的每個(gè)子層在酸溶液蝕刻速率是不同的，蝕刻速率與致密度成反t匕，經(jīng)過相同的刻蝕時(shí)間后，刻蝕長(zhǎng)度不同，獲得如圖5所示的當(dāng)前薄膜層邊緣坡度。4)進(jìn)行剝除光刻膠的步驟(屬于現(xiàn)有技術(shù)范疇)，按上述的方法進(jìn)行下一工序的制備，由于當(dāng)前薄膜層邊緣坡度緩和，此時(shí)下一工序的薄膜層覆蓋時(shí)，覆蓋性良好，如圖6所示，得到作為薄膜晶體管柵極層的Al薄膜層。通過多次上述的構(gòu)圖方法制造薄膜晶體管中的其它必要結(jié)構(gòu)層，例如，柵絕緣層、有源層、歐姆接觸層、源電極、漏電極層等，獲得薄膜晶體管。當(dāng)然，其中不同層的薄膜的具體材料、工藝參數(shù)等不同；同時(shí)，對(duì)于不會(huì)產(chǎn)生階覆蓋不良現(xiàn)象的層結(jié)構(gòu)，也可用常規(guī)的方法制造(即沉積的薄膜密度均勻，沒有密度梯度)。當(dāng)然，本實(shí)施例的構(gòu)圖方法也并不限用于制造薄膜晶體管中的層結(jié)構(gòu)，其也可用于制造其他的結(jié)構(gòu)。實(shí)施例3本實(shí)施例提供一種薄膜層的制作方法，含該薄膜層的薄膜晶體管。
·
I)采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法形成具有不同致密度子層的薄膜層將在玻璃基板置于沉積腔室，通過控制等離子體功率為20KW，H2流量為50000sccm,SiH4流量為6000sccm，NH3流量為20000sccm，襯底溫度(生成溫度)為360°C，沉積時(shí)間為15s，形成致密度較大的厚度為200nm的SiNx層；接著調(diào)節(jié)上述等離子體功率為18KW，H2流量為48000sccm，SiH4流量為5700sccm，NH3流量為19500SCCm，襯底溫度為360°C，沉積時(shí)間為20s，形成致密度適中的厚度為200nm的SiNx層；最后調(diào)節(jié)上述等離子體功率為16KW，H2流量為46000sccm，SiH4流量為5500sccm，NH3流量為18500SCCm，襯底溫度為360°C，沉積時(shí)間為20s，形成致密度較低的厚度為200nm的SiNx層。這樣SiNx層由致密度不同的、從基板向一側(cè)致密度降低的3層組成。優(yōu)選的，也可以根據(jù)當(dāng)前薄膜層的實(shí)際厚度分成更多的層，有利于形成更為緩和的邊緣坡度。可以理解的是，上述等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積裝置也可以根據(jù)具體的目的選用其它類型的，控制參數(shù)也可以根據(jù)薄膜材質(zhì)、子層的厚度的不同進(jìn)行調(diào)整，屬于現(xiàn)有技術(shù)的范疇。可以理解的是，上述的SiNx層可以是其它非金屬薄膜層、優(yōu)選的，也可以是SiOx層?？梢岳斫獾氖牵∧拥淖訉拥暮穸瓤梢愿鶕?jù)具體應(yīng)用需要進(jìn)行選取，優(yōu)選的，薄膜層的子層的厚度也可以為lnm-500nm，更優(yōu)選的，薄膜層的子層的厚度也可以為10nm_50nmo優(yōu)選的，薄膜層的子層的厚度也可以相同，有利于形成較為平緩的邊緣坡度。優(yōu)選的，薄膜層的子層至少為3層，有利于形成較為平緩的邊緣坡度。2)對(duì)上述的制備的具有不同致密度子層的SiNx層進(jìn)行涂覆光刻膠1，完成曝光步驟(屬于現(xiàn)有技術(shù)范疇)。3)將制備的具有不同致密度子層的SiNx層進(jìn)行干法刻蝕優(yōu)選的，控制干法蝕刻等離子刻蝕裝置的功率為8KW，腔體壓力為50mT，SF6流量為800sccm, O2流量為lOOOOsccm，Cl2流量為7000sccm，刻蝕時(shí)間為30s。上述的具有不同致密度子層的SiNx薄膜層每個(gè)子層在相同的等離子強(qiáng)度下的蝕刻速率是不同的，蝕刻速率與致密度成反比，經(jīng)過相同的刻蝕時(shí)間后，刻蝕長(zhǎng)度不同，也能獲得類似圖5所示的當(dāng)前薄膜層邊緣坡度。4)進(jìn)行剝除光刻膠的步驟(屬于現(xiàn)有技術(shù)范疇)，按上述的方法進(jìn)行下一工序的制備，由于薄膜層邊緣坡度緩和，此時(shí)下一工序的薄膜層覆蓋時(shí)，覆蓋性良好；通過多次上述的構(gòu)圖方法制造薄膜晶體管中的其它必要結(jié)構(gòu)層，例如，柵絕緣層、有源層、歐姆接觸層、源電極、漏電極層等，獲得薄膜晶體管。當(dāng)然，其中不同層的薄膜的具體材料、工藝參數(shù)等不同；同時(shí)，對(duì)于不會(huì)產(chǎn)生階覆蓋不良現(xiàn)象的層結(jié)構(gòu)，也可用常規(guī)的方法制造(即沉積的薄膜密度均勻，沒有密度梯度)。當(dāng)然，本實(shí)施例的構(gòu)圖方法也并不限用于制造薄膜晶體管中的層結(jié)構(gòu)，其也可用于制造其他的結(jié)構(gòu)。實(shí)施例4本實(shí)施例提供一種顯示用基板，包括:基板以及設(shè)置在所述基板上的多個(gè)像素結(jié)構(gòu)；所述像素結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)上述的薄膜層。優(yōu)選的，所述顯示用基板為陣列基板，每一像素結(jié)構(gòu)中的一個(gè)所述薄膜層為柵絕緣層。優(yōu)選的，所述顯示用基板為陣列基板，每一像素結(jié)構(gòu)中的一個(gè)所述薄膜層也可以為鈍化層實(shí)施例5本實(shí)施例提供一種液晶顯示器，該液晶顯示器包括上述的顯示用基板?？梢岳斫獾氖?，以上實(shí)施方式僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實(shí)施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實(shí)質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種薄膜層，其特征在于，所述的薄膜層包括多個(gè)不同致密度的子層，其中，在上的子層的致密度小于在下的子層的致密度。
2.如權(quán)利要求1所述的薄膜層，其特征在于，所述的薄膜層的每個(gè)子層的厚度為lnm-500nmo
3.如權(quán)利要求2所述的薄膜層，其特征在于，所述的薄膜層的每個(gè)子層的厚度為10nm_50nmo
4.如權(quán)利要求1所述的薄膜層，其特征在于，所述的薄膜層的每個(gè)子層的厚度相同。
5.如權(quán)利要求1所述的薄膜層，其特征在于，所述的薄膜層的子層至少為3層。
6.如權(quán)利要求1-5任一所述的薄膜層，其特征在于，所述的薄膜層是鋁層、銅層、氧化銦錫層、氧化鋅層、SiNx層、SiOx層中的任意一種。
7.一種薄膜層的制作方法，其特征在于，包括: 設(shè)置初始工藝條件，形成所述薄膜層的初始子層； 按照每一個(gè)工藝條件的變化對(duì)所述薄膜層致密度大小的影響，調(diào)節(jié)所述至少一個(gè)工藝條件，形成以所述初始子層為基準(zhǔn)、致密度依排列順序依次減小的至少兩個(gè)后續(xù)子層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述設(shè)置初始工藝條件包括:設(shè)置初始的磁控濺射功率、氣體流量、生成溫度、濺射壓力、靶基間距。
所述按照每一個(gè)工藝條件的變化對(duì)所述薄膜層致密度大小的影響，調(diào)節(jié)所述至少一個(gè)工藝條件，形成以所述初始子層為基準(zhǔn)、致密度依排列順序依次減小的至少兩個(gè)后續(xù)子層包括: 采用降低磁控濺射功率和/或降低氣體流量的調(diào)節(jié)方式，形成第二子層； 采用降低磁控濺射功率和/或降低氣體流量的調(diào)節(jié)方式，形成一個(gè)或多個(gè)后續(xù)子層。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述設(shè)置初始工藝條件包括:設(shè)置初始的等離子體功率、氣體流量、生成溫度。
所述按照每一個(gè)工藝條件的變化對(duì)所述薄膜層致密度大小的影響，調(diào)節(jié)所述至少一個(gè)工藝條件，形成以所述初始子層為基準(zhǔn)、致密度依排列順序依次減小的至少兩個(gè)后續(xù)子層包括: 采用降低等離子體功率和/或降低氣體流量的調(diào)節(jié)方式，形成第二子層； 采用降低等離子體功率和/或降低氣體流量的調(diào)節(jié)方式，形成一個(gè)或多個(gè)后續(xù)子層。
10.一種薄膜晶體管，其特征在于，包括:如權(quán)利要求1-6任一所述的薄膜層。
11.一種顯示用基板，包括:基板以及設(shè)置在所述基板上的多個(gè)像素結(jié)構(gòu)；其特征在于，所述像素結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)如權(quán)利要求1所述的薄膜層。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的顯示用基板，其特征在于，所述顯示用基板為陣列基板，每一像素結(jié)構(gòu)中的一個(gè)所述薄膜層為柵絕緣層，或?yàn)殁g化層。
13.一種液晶顯示器，其特征在于，包括如權(quán)利要求11或12所述的顯示用基板。
全文摘要
本發(fā)明提供一種薄膜層及其制作方法、顯示用基板、液晶顯示器，屬于顯示器技術(shù)領(lǐng)域，其可解決現(xiàn)有方法制得的薄膜層邊緣坡度過陡甚至垂直，導(dǎo)致下一步沉積的薄膜層容易產(chǎn)生臺(tái)階覆蓋不良甚至斷線的問題。本發(fā)明的薄膜層包括多個(gè)不同致密度的子層，其中，在上的子層的致密度小于在下的子層的致密度。采用本發(fā)明的薄膜層制備的薄膜晶體管和薄膜晶體管液晶顯示器的良品率高、可靠性高。
文檔編號(hào)B32B37/00GK103231570SQ2013101250
公開日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月11日
發(fā)明者姜清華, 李小和 申請(qǐng)人:合肥京東方光電科技有限公司, 京東方科技集團(tuán)股份有限公司