專(zhuān)利名稱(chēng)：顯示基底及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顯示基底及其制造方法。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種包括氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管(TFT)的顯示基底及一種制造該顯示基底的方法。
背景技術(shù)：
通常，顯示裝置包括具有開(kāi)關(guān)元件的陣列基底以及與陣列基底相對(duì)的對(duì)向基底。 開(kāi)關(guān)元件包括連接到柵極線的柵極、與柵極絕緣的半導(dǎo)體圖案、連接到數(shù)據(jù)線并電連接到半導(dǎo)體圖案的源極以及與源極分隔開(kāi)的漏極。用作顯示裝置的開(kāi)關(guān)元件的TFT包括非晶硅TFT (非晶Si TFT)、多晶硅TFT (多晶 Si TFT)和氧化物半導(dǎo)體TFT等。非晶Si TFT可以以低成本均勻地形成在大基底上，但是電荷遷移率低。多晶Si TFT具有比非晶Si TFT的電荷遷移率高的電荷遷移率，并且多晶Si TFT的特性劣化小，但是多晶Si TFT的制造工藝復(fù)雜，因而制造成本高。氧化物半導(dǎo)體TFT可使用低溫工藝，可具有較高的電荷遷移率并可容易形成大的面積。然而，氧化物半導(dǎo)體會(huì)與包含金屬的源極或漏極反應(yīng)。因此，包含在氧化物半導(dǎo)體中的陽(yáng)離子被還原并提取，從而導(dǎo)致缺陷。當(dāng)包含在氧化物半導(dǎo)體中的陽(yáng)離子被還原并提取時(shí)，TFT的溝道層的組成改變，使得電荷遷移率會(huì)降低。另外，布線的電阻率會(huì)由于從氧化物半導(dǎo)體提取的金屬而增大。因此，開(kāi)關(guān)元件的電氣安全性和可靠性會(huì)降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的示例性實(shí)施例提供一種增強(qiáng)氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管(TFT)的電學(xué)特性的顯示基底。本發(fā)明的示例性實(shí)施例還提供一種制造該顯示基底的方法。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，一種顯示基底包括柵極線，在底基底上沿第一方向延伸；數(shù)據(jù)線，沿與第一方向交叉的第二方向延伸；柵極絕緣層，位于柵極線上；薄膜晶體管；以及像素電極。所述薄膜晶體管包括柵極，電連接到柵極線；氧化物半導(dǎo)體圖案，包括包含氧化銦的第一半導(dǎo)體圖案以及包含無(wú)銦氧化物的第二半導(dǎo)體圖案；源極和漏極，位于氧化物半導(dǎo)體圖案上并彼此分隔開(kāi)。像素電極電連接到漏極。在示例性實(shí)施例中，無(wú)銦氧化物可包括氧化鋅、氧化錫和氧化鎵鋅中的一種。氧化鋅可包含從由硼(B)、鋁(Al)、鉈(Tl)、錫(Sn)、鉿(Hf)、氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹 (At)及其組合組成的組中選擇的至少一種。氧化錫可包含從由銻(Sb)、氟(F)及其組合組成的組中選擇的至少一種。在示例性實(shí)施例中，無(wú)銦氧化物的載流子濃度可以在每立方厘米大約IO17個(gè)(個(gè) /cm3)和每立方厘米大約IO21個(gè)(個(gè)/cm3)之間。在示例性實(shí)施例中，柵極絕緣層可包括第一絕緣層和第二絕緣層。第一絕緣層可以位于底基底上并且位于柵極上，并且可以包含氮化硅。第二絕緣層可以位于第一絕緣層上并且可以包含氧化硅。在示例性實(shí)施例中，源極和漏極可包含鈦(Ti)。在示例性實(shí)施例中，源極和漏極均可包括第一金屬層，包含鈦(Ti)；第二金屬層，包含銅(Cu)，并且位于第一金屬層上；第三金屬層，包含銅(Cu)-錳(Mn)合金或銅 (Cu)-錳(Mn)-鋁(Al)合金，并且位于第二金屬層上。在示例性實(shí)施例中，顯示基底的第二半導(dǎo)體圖案可包括第一圖案和與第一圖案分隔開(kāi)的第二圖案。顯示基底還可包括絕緣圖案，所述絕緣圖案位于第二半導(dǎo)體圖案的第一圖案和第二圖案之間，并且使第一圖案和第二圖案彼此電絕緣。在示例性實(shí)施例中，顯示基底還可包括包含氧化硅并且位于底基底、源極和漏極上的鈍化層。根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例，一種制造顯示基底的方法包括在底基底上形成包括柵極線和柵極的柵極圖案。在底基底上的柵極圖案上順序地形成柵極絕緣層、包含氧化銦的第一半導(dǎo)體層、包含無(wú)銦氧化物的第二半導(dǎo)體層以及源極金屬層。在底基底上的源極金屬層上形成光致抗蝕劑圖案。利用光致抗蝕劑圖案作為蝕刻停止層來(lái)將源極金屬層、 第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層圖案化，以形成源極圖案和氧化物半導(dǎo)體圖案。源極圖案包括源極和漏極，氧化物半導(dǎo)體圖案包括第一半導(dǎo)體圖案和第二半導(dǎo)體圖案。第二半導(dǎo)體圖案形成在第一半導(dǎo)體圖案和源極圖案之間。在底基底上的源極圖案和氧化物半導(dǎo)體圖案上形成像素電極。像素電極電連接到漏極。在示例性實(shí)施例中，無(wú)銦氧化物可包含氧化鋅、氧化錫和氧化鎵鋅中的一種。氧化鋅可包含從由硼(B)、鋁(Al)、鉈(Tl)、錫(Sn)、鉿(Hf)、氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹 (At)及其組合組成的組中選擇的至少一種。氧化錫可包含從由銻(Sb)、氟(F)及其組合組成的組中選擇的至少一種。在示例性實(shí)施例中，無(wú)銦氧化物的載流子濃度可以在大約IO17個(gè)/cm3和大約IO21 個(gè)/cm3之間。在示例性實(shí)施例中，可以如下地形成光致抗蝕劑圖案在源極金屬層上形成光致抗蝕劑層并將光致抗蝕劑層圖案化，以形成包括第一光致抗蝕劑子圖案和第二光致抗蝕劑子圖案的光致抗蝕劑圖案。第一光致抗蝕劑子圖案具有第一厚度并形成在形成有源極圖案的區(qū)域中。第二光致抗蝕劑子圖案具有小于第一厚度的第二厚度并形成在源極和漏極之間的區(qū)域中。在示例性實(shí)施例中，可以如下地形成源極圖案和氧化物半導(dǎo)體圖案利用光致抗蝕劑圖案作為蝕刻停止層來(lái)蝕刻源極金屬層、第二半導(dǎo)體層和第一半導(dǎo)體層；去除第二光致抗蝕劑子圖案；去除源極金屬層的通過(guò)去除第二光致抗蝕劑子圖案而被暴露的部分，以形成源極和漏極；利用源極和漏極形成第一半導(dǎo)體圖案和第二半導(dǎo)體圖案。在示例性實(shí)施例中，可以如下地形成第一半導(dǎo)體圖案和第二半導(dǎo)體圖案部分地去除第二半導(dǎo)體層的被源極和漏極暴露的部分，以形成包括第一圖案和第二圖案的第二半導(dǎo)體圖案。第二半導(dǎo)體層的第一圖案和第二圖案可以在第一半導(dǎo)體圖案上彼此分隔開(kāi)。在示例性實(shí)施例中，可以如下地形成第一半導(dǎo)體圖案和第二半導(dǎo)體圖案在第一半導(dǎo)體圖案上形成彼此分隔開(kāi)的第一圖案和第二圖案，并在第二半導(dǎo)體圖案的第一圖案和
6第二圖案之間形成絕緣圖案。絕緣圖案使第二半導(dǎo)體圖案的被源極和漏極暴露的第一圖案和第二圖案彼此電絕緣。在示例性實(shí)施例中，柵極絕緣層可包括第一絕緣層，形成在柵極上，并包含氮化硅；第二絕緣層，形成在第一絕緣層上，并包含氧化硅。在示例性實(shí)施例中，源極和漏極可包含鈦(Ti)。在示例性實(shí)施例中，源極金屬層可包括第一金屬層，包含鈦(Ti)；第二金屬層， 包含銅(Cu)；第三金屬層，包含銅(Cu)-錳(Mn)合金或銅(Cu)-錳(Mn)-鋁(Al)合金，并且位于第二金屬層上。在示例性實(shí)施例中，該方法還可包括在底基底上形成的源極和漏極上形成包含氧化硅的鈍化層。根據(jù)顯示基底及制造該顯示基底的方法的示例性實(shí)施例，由于氧化物半導(dǎo)體圖案為雙層結(jié)構(gòu)，所以可減少或有效地防止氧化物半導(dǎo)體圖案內(nèi)的氧化物半導(dǎo)體的離子被還原并提取為金屬。因此，可以改善氧化物半導(dǎo)體TFT的電學(xué)特性。


通過(guò)參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例，本發(fā)明的上述和其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚，在附圖中圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的顯示基底的示例性實(shí)施例的平面圖；圖2是沿圖1的線Ι-Γ截取的剖視圖；圖3A至圖3G是解釋制造圖2的顯示基底的方法的示例性實(shí)施例的剖視圖；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的顯示基底的另一示例性實(shí)施例的平面圖。
具體實(shí)施例方式在下文中參照附圖更充分地描述本發(fā)明，在附圖中示出了本發(fā)明的示例性實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以以許多不同的形式實(shí)施，而不應(yīng)被解釋為局限于這里闡述的示例性實(shí)施例。相反，提供這些實(shí)施例使得本公開(kāi)將是徹底的和完全的，并將把本發(fā)明的范圍充分地傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。在附圖中，為了清楚起見(jiàn)，會(huì)夸大層和區(qū)域的尺寸和相對(duì)尺寸。應(yīng)該理解的是，當(dāng)元件或?qū)颖环Q(chēng)作“在”另一元件或?qū)印吧稀被蛘摺斑B接到”另一元件或?qū)訒r(shí)，該元件或?qū)涌梢灾苯釉诹硪辉驅(qū)由匣蛘咧苯舆B接到另一元件或?qū)?，或者可以存在中間元件或中間層。相反，當(dāng)元件被稱(chēng)作“直接在”另一元件或?qū)印吧稀被蛘摺爸苯舆B接到”另一元件或?qū)訒r(shí)，不存在中間元件或中間層。如在這里所使用的，“連接”可以表示元件彼此物理地和/或電學(xué)地連接。相似的標(biāo)號(hào)始終表示相似的元件。如在這里所使用的， 術(shù)語(yǔ)“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)所列項(xiàng)的任意組合和全部組合。應(yīng)該理解的是，雖然在這里可使用術(shù)語(yǔ)第一、第二、第三等來(lái)描述不同的元件、組件、區(qū)域、層和/或部分，但是這些元件、組件、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)受到這些術(shù)語(yǔ)的限制。這些術(shù)語(yǔ)僅用于將一個(gè)元件、組件、區(qū)域、層或部分與另一元件、組件、區(qū)域、層或部分區(qū)分開(kāi)來(lái)。因此，在不脫離本發(fā)明的教導(dǎo)的情況下，下面討論的第一元件、組件、區(qū)域、層或部分可被命名為第二元件、組件、區(qū)域、層或部分。為了方便描述，在這里可使用空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)，如“下面的”、“上面的”等，用來(lái)描述如圖中所示的一個(gè)元件或特征與其它元件或特征的關(guān)系。應(yīng)該理解的是，空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)意在包含除了在附圖中描述的方位之外的裝置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附圖中的裝置被翻轉(zhuǎn)，則相對(duì)于其它元件或特征描述為“下面的”元件隨后將被定位為相對(duì)于其它元件或特征在“上面”。因而，示例性術(shù)語(yǔ)“在...下方”可包括“在...上方”和“在...下方”兩種方位。所述裝置可被另外定位(旋轉(zhuǎn)90度或者在其它方位)，并對(duì)在這里使用的空間相對(duì)描述符做出相應(yīng)的解釋。這里使用的術(shù)語(yǔ)僅為了描述特定實(shí)施例的目的，而不意圖限制本發(fā)明。如這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式。還應(yīng)理解的是，當(dāng)在本說(shuō)明書(shū)中使用術(shù)語(yǔ)“包含”和/或“包括”時(shí)，說(shuō)明存在所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件，但不排除存在或附加一個(gè)或多個(gè)其它特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/ 或它們的組。在此參照作為本發(fā)明的理想實(shí)施例(和中間結(jié)構(gòu))的示意圖的剖視圖來(lái)描述本發(fā)明的實(shí)施例。這樣，預(yù)計(jì)出現(xiàn)例如由制造技術(shù)和/或公差引起的圖示的形狀的變化。因此， 本發(fā)明的實(shí)施例不應(yīng)該被解釋為局限于在此示出的區(qū)域的特定形狀，而是將包括例如由制造引起的形狀偏差。除非另有定義，否則這里使用的所有術(shù)語(yǔ)(包括技術(shù)術(shù)語(yǔ)和科學(xué)術(shù)語(yǔ))具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所通常理解的意思相同的意思。還將理解的是，除非這里明確定義，否則術(shù)語(yǔ)(例如在通用的字典中定義的術(shù)語(yǔ))應(yīng)該被解釋為具有與相關(guān)領(lǐng)域的上下文中它們的意思一致的意思，而不將理想地或者過(guò)于正式地解釋它們的意思。除非在這里另外指出或者另外明顯地與上下文矛盾，否則這里描述的所有方法能夠以合適的順序執(zhí)行。除非另有聲明，否則任何和全部的示例或者示例性語(yǔ)言的使用(例如，“諸如”)僅意圖更好地說(shuō)明本發(fā)明，而不是出于限制本發(fā)明的范圍的目的。如在這里使用的，本說(shuō)明書(shū)中的任何語(yǔ)言均不應(yīng)解釋為將任何未要求保護(hù)的元件表示為對(duì)于實(shí)施本發(fā)明是必要的。在下文中，將參照附圖詳細(xì)解釋本發(fā)明。圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的顯示基底的示例性實(shí)施例的平面圖。圖2是沿圖1的線 Ι-Γ截取的剖視圖。參照?qǐng)D1和圖2，根據(jù)示出的示例性實(shí)施例的顯示基底100包括底基底101、柵極線GL、數(shù)據(jù)線DL、柵極絕緣層120、薄膜晶體管TR、鈍化層150、有機(jī)層160和像素電極170。 在示例性實(shí)施例中，顯示基底100可包括多條柵極線GL、多條數(shù)據(jù)線DL、多個(gè)薄膜晶體管TR 和/或多個(gè)像素電極170。柵極線GL沿第一方向Dl延伸。數(shù)據(jù)線DL沿與第一方向Dl交叉的第二方向D2 延伸。柵極絕緣層120直接覆蓋薄膜晶體管TR的柵極110和柵極線GL(例如，與薄膜晶體管TR的柵極110和柵極線GL疊置)。在示例性實(shí)施例中，柵極絕緣層120可與底基底 101的整個(gè)上表面疊置。柵極絕緣層120可以是包括第一柵極絕緣層122和第二柵極絕緣層IM的雙層結(jié)構(gòu)。第一柵極絕緣層122可包含氮化硅(SiNx)。第二柵極絕緣層IM可包含氧化硅(SiOx)。 可選擇地，柵極絕緣層120可以是單層結(jié)構(gòu)。當(dāng)柵極絕緣層120是單層結(jié)構(gòu)時(shí)，柵極絕緣層
8120可包含氧化硅(SiOx)。薄膜晶體管TR可被設(shè)置為鄰近柵極線GL和數(shù)據(jù)線DL彼此交叉的區(qū)域。薄膜晶體管TR包括柵極110、氧化物半導(dǎo)體圖案136、源極142和漏極144。柵極111物理地和/或電學(xué)地連接到柵極線GL。柵極110與柵極線GL是連續(xù)的， 使得包括柵極110的柵極線GL是單個(gè)整體的不可分割的元件。柵極110可以是包括第一金屬層和第二金屬層的雙層結(jié)構(gòu)。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，第一金屬層包含鈦(Ti)，第二金屬層包含銅(Cu)。氧化物半導(dǎo)體圖案136包括第一半導(dǎo)體圖案132和第二半導(dǎo)體圖案134。第一半導(dǎo)體圖案132在底基底101上并與底基底101上的第二柵極絕緣層IM的一部分接觸。第一半導(dǎo)體圖案132可包括包含銦(In)的氧化物半導(dǎo)體?？捎糜诎?In) 的氧化物半導(dǎo)體的材料可包括但不限于氧化銦鋅(InZnO)、氧化銦錫anSnO)等?？捎糜谘趸熶\anSiO)的材料可包括但不限于硼(B)、鋁(Al)、鉈(Tl)、錫 (Sn)、鉿(Hf)、氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)等。上述材料可以單獨(dú)使用或者使用它們的組合?？捎糜谘趸熷aanSnO)的材料可包括但不限于銻(Sb)、氟(F)等。第二半導(dǎo)體圖案134可直接在第一半導(dǎo)體圖案132的一部分上并接觸第一半導(dǎo)體圖案132的一部分。第二半導(dǎo)體圖案134可包括第一圖案13 和第二圖案134b。第一圖案13 和第二圖案134b在第一半導(dǎo)體圖案132上相對(duì)于柵極110彼此分隔開(kāi)。第二半導(dǎo)體圖案134可包含無(wú)銦氧化物。可用于無(wú)銦氧化物的材料可包括但不限于氧化鋅(ZnO)、氧化錫(SnO)、氧化鎵鋅(fe^nO)等?？捎糜谘趸\(SiO)的材料可包括硼(B)、鋁(Al)、鉈(Tl)、錫(Sn)、鉿(Hf)、氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)等。上述材料可以單獨(dú)使用或者使用它們的組合?？捎糜谘趸a(SnO)的材料可包括銻(Sb)、氟 (F)等。上述材料可以單獨(dú)使用或者使用它們的組合。第二半導(dǎo)體圖案134用作保護(hù)層。例如，在一個(gè)示例性實(shí)施例中，第二半導(dǎo)體圖案 134減少或有效地防止包含在源極142和漏極144中的金屬的氧化，并減少或有效地防止包含在第一半導(dǎo)體圖案132中的離子的還原。因此，第二半導(dǎo)體圖案134最終減少或有效地防止了包含在第一半導(dǎo)體圖案132中的銦的提取。源極142和漏極144包含鈦(Ti)，因此第二半導(dǎo)體圖案134不應(yīng)包含銦(In)。當(dāng)源極142和漏極144包含鈦(Ti)并且第二半導(dǎo)體圖案134的氧化物半導(dǎo)體包含銦(In)時(shí)，鈦(Ti)會(huì)被氧化，并且包含在第二半導(dǎo)體圖案134的氧化物半導(dǎo)體中的銦離子會(huì)被還原，使得銦(In)會(huì)被提取。這是由于形成鈦(Ti)的氧化物的自由能遠(yuǎn)大于形成銦(In)的氧化物的自由能。這里，形成氧化物的自由能越大，意味著被氧化的趨勢(shì)越強(qiáng)，例如，當(dāng)與氧反應(yīng)時(shí)，認(rèn)為鈦(Ti)具有比銦(In)更強(qiáng)的被氧化的趨勢(shì)。當(dāng)包含在氧化物半導(dǎo)體中的銦(In)被還原并提取時(shí)，薄膜晶體管TR的溝道層的組成會(huì)變化，使得電荷的遷移率降低，并且閾值電壓隨時(shí)間而改變。另外，源極142和漏極 144的電阻率會(huì)由于從氧化物半導(dǎo)體提取的金屬而增大。因此，薄膜晶體管TR的電學(xué)特性下降。因此，第二半導(dǎo)體圖案134不應(yīng)包含銦(In)。另外，第二半導(dǎo)體圖案134用作降低第一半導(dǎo)體圖案132分別與源極142和漏極 144之間的接觸電阻的歐姆接觸層。為了用作降低接觸電阻的歐姆接觸層，第二半導(dǎo)體圖案134包含無(wú)銦氧化物半導(dǎo)體，并且無(wú)銦氧化物半導(dǎo)體的載流子濃度不低于每立方厘米大
9約IO17個(gè)(個(gè)/cm3)。例如，在一個(gè)示例性實(shí)施例中，無(wú)銦氧化物半導(dǎo)體的載流子濃度可在大約IO17個(gè)/cm3和大約IO21個(gè)/cm3之間。通過(guò)調(diào)節(jié)添加到無(wú)銦氧化物半導(dǎo)體中的元素以及元素的含量，載流子濃度可以不低于大約IO17個(gè)/cm3。例如，在一個(gè)示例性實(shí)施例中，當(dāng)?shù)诙雽?dǎo)體圖案134包含氧化鎵鋅(GaZnO)，并且包括鎵和鋅的化合物的總重量為IOOwt %時(shí)，鎵的含量被設(shè)定為在Owt % 至大約20wt%之間。源極142電連接到數(shù)據(jù)線DL。源極142設(shè)置在第二半導(dǎo)體圖案134的第一圖案 134a上(例如，與第二半導(dǎo)體圖案134的第一圖案13 疊置)。源極142可沿第一方向Dl 與整個(gè)第一圖案13 疊置。漏極144設(shè)置在第二半導(dǎo)體圖案134的第二圖案134b上(例如，與第二半導(dǎo)體圖案134的第二圖案134b疊置)，并與源極142相對(duì)于柵極110分隔開(kāi)。漏極144可沿第一方向Dl與整個(gè)第二圖案134b疊置。源極142和漏極144之間的分離區(qū)域被定義為薄膜晶體管TR的溝道部分。數(shù)據(jù)線DL、源極142和/或漏極144可以是三層結(jié)構(gòu)，所述三層結(jié)構(gòu)包括第一金屬層M1，包含鈦(Ti)；第二金屬層M2，直接在第一金屬層Ml上并包含銅(Cu)；第三金屬層 M3，直接在第二金屬層M2上并包含銅(Cu)-錳(Mn)合金或銅(Cu)-錳(Mn)-鋁(Al)合金。 第一金屬層Ml防止包含在第二金屬層M2中的銅(Cu)擴(kuò)散到氧化物半導(dǎo)體圖案136中而增大布線的電阻率。第三金屬層M3保護(hù)第二金屬層M2。例如，在一個(gè)示例性實(shí)施例中，第三金屬層M3減少或有效地防止包含在第二金屬層M2中的銅(Cu)與包含在鈍化層150中的氧反應(yīng)而被氧化。另外，第三金屬層M3增大直接設(shè)置在源極142和漏極144上的鈍化層 150與第二金屬層M2之間的粘著性。可選擇地，數(shù)據(jù)線DL、源極142和漏極144可以是包含鈦(Ti)合金的單層結(jié)構(gòu)。鈍化層150位于其上包括源極142和漏極144的底基底101上。鈍化層150可包含氧化硅(SiOx)。有機(jī)層160直接在鈍化層150上并接觸鈍化層150。有機(jī)層160使顯示基底100 平坦化。鈍化層150和有機(jī)層160包括完全延伸穿透鈍化層150和有機(jī)層160的厚度并暴露漏極144的接觸孔CNT。所述厚度是沿與第一方向Dl和第二方向D2均正交的第三方向測(cè)量的。像素電極170位于其上包括有機(jī)層160的底基底101上。像素電極170可以通過(guò)延伸穿過(guò)鈍化層150和有機(jī)層160的接觸孔CNT物理地和/或電學(xué)地連接到薄膜晶體管TR 的漏極144。像素電極170可包含透明導(dǎo)電材料。例如，在一個(gè)示例性實(shí)施例中，像素電極 170可包含氧化銦錫(TIO)或氧化銦鋅(IZO)。圖3A至圖3G是解釋制造圖2的顯示基底的方法的示例性實(shí)施例的剖視圖。參照?qǐng)D3A，在底基底101上形成柵極金屬層。柵極金屬層可被形成為單層結(jié)構(gòu)或雙層結(jié)構(gòu)。例如，在一個(gè)示例性實(shí)施例中，柵極金屬層可被形成為包括包含鈦或鈦合金的第一金屬層以及包含銅(Cu)的第二金屬層的雙層結(jié)構(gòu)?？衫脼R射方法形成柵極金屬層。在其上形成有柵極金屬層的底基底101上形成第一光致抗蝕劑圖案PR1。第一光致抗蝕劑圖案PRl設(shè)置在將要形成柵極110的區(qū)域上。在其上形成有柵極金屬層的底基底 101上形成包含感光材料的第一光致抗蝕劑層之后，利用第一掩模10使第一光致抗蝕劑層曝光并使第一光致抗蝕劑層顯影，以形成第一光致抗蝕劑圖案PR1。第一掩模10包括透射光的透射部分12和阻擋光的阻擋部分14。第一光致抗蝕劑層的對(duì)應(yīng)于透射部分12的第一部分通過(guò)顯影劑去除。第一光致抗蝕劑層的對(duì)應(yīng)于阻擋部分14的第二部分保留在柵極金屬層上。如在這里所使用的，“對(duì)應(yīng)于”表示基本上相對(duì)于另一元件在尺寸、輪廓和/或位置上相關(guān)。利用第一光致抗蝕劑圖案PRl作為蝕刻停止層來(lái)使柵極金屬層圖案化，以形成包括柵極110和柵極線的柵極圖案。參照?qǐng)D3B，在其上在先形成有柵極圖案的底基底101上順序地形成柵極絕緣層 120、第一半導(dǎo)體層132、第二半導(dǎo)體層134和源極金屬層140。柵極絕緣層120可包括包含氮化硅(SiNx)的第一柵極絕緣層122和包含氧化硅 (SiOx)的第二柵極絕緣層124。第一柵極絕緣層122的厚度可為大約4000埃(A ),第二柵極絕緣層1 的厚度可為大約500 A。所述厚度是沿例如垂直于底基底101的第三方向測(cè)量的。在示例性實(shí)施例中，可通過(guò)化學(xué)氣相沉積(CVD)法來(lái)形成第一柵極絕緣層122和第二柵極絕緣層124。第二柵極絕緣層124防止第一半導(dǎo)體層132中包含的氧化物半導(dǎo)體與第一柵極絕緣層122中包含的氮化硅(SiNx)反應(yīng)，從而不會(huì)改變第一半導(dǎo)體層132的氧化物半導(dǎo)體的組成。第一半導(dǎo)體層132可包括包含銦(In)的氧化物半導(dǎo)體?？捎糜诎?In)的第一半導(dǎo)體層132的氧化物半導(dǎo)體的材料可包括但不限于氧化銦鋅(InZnO)、氧化銦錫 (InSnO)等。第二半導(dǎo)體層134可包含無(wú)銦氧化物?？捎糜跓o(wú)銦氧化物的材料可包括氧化鋅 (ZnO)、氧化錫(SnO)、氧化鎵鋅(&ι&ι0)等。源極金屬層140可包括第一金屬層Μ1，包含鈦(Ti)；第二金屬層Μ2，直接在第一金屬層Ml上并包含銅(Cu)；第三金屬層Μ3，直接在第二金屬層Μ2上并包含銅(Cu)-錳 (Mn)合金或銅(Cu)-錳(Mn)-鋁(Al)合金。第一半導(dǎo)體層132的厚度可在大約200 A至大約2000 A之間，第二柵極絕緣層124的厚度可在大約30 A至大約500 A之間?？赏ㄟ^(guò)濺射方法形成第一半導(dǎo)體層132和第二半導(dǎo)體層134。在包括形成在其上的源極金屬層140的底基底101上形成第二光致抗蝕劑圖案 PR2。在其上形成有源極金屬層140的底基底101上形成第二光致抗蝕劑層之后，利用第二掩模20使第二光致抗蝕劑層曝光并使第二光致抗蝕劑層顯影，以形成第二光致抗蝕劑圖案冊(cè)2。第二掩模20包括透射光的透射部分22、阻擋光的阻擋部分M和部分透射光的透反射部分沈。第二光致抗蝕劑層的對(duì)應(yīng)于阻擋部分M的第一部分未被顯影劑去除，并以第一厚度Tl保留在源極金屬層140上。第一厚度Tl可與第二光致抗蝕劑層的初始厚度基本相同。第二光致抗蝕劑層的對(duì)應(yīng)于透反射部分沈的第二部分被顯影劑部分地去除，并且第二光致抗蝕劑層的對(duì)應(yīng)于透反射部分26的第二部分部分地保留。因此，第二光致抗蝕劑層的對(duì)應(yīng)于透反射部分26的第二部分以第二厚度Τ2保留。第二厚度Τ2小于第一厚度Tl。第二光致抗蝕劑層的對(duì)應(yīng)于透射部分22的第三部分被顯影劑完全去除。因此，在源極金屬層 140上形成包括具有第一厚度Tl的第一光致抗蝕劑子圖案PR21以及具有第二厚度Τ2的第二光致抗蝕劑子圖案冊(cè)22的第二光致抗蝕劑圖案冊(cè)2。參照?qǐng)D3C，利用第二光致抗蝕劑圖案PR2作為蝕刻停止層來(lái)蝕刻源極金屬層140、 第一半導(dǎo)體層132和第二半導(dǎo)體層134。可以利用整體蝕刻溶液同時(shí)蝕刻源極金屬層140、 第一半導(dǎo)體層132和第二半導(dǎo)體層134。整體蝕刻溶液可包括四氯乙烷(TCE)。因此，在底基底101上形成初步電極圖案141和初步半導(dǎo)體圖案135。參照?qǐng)D3D，完全去除第二光致抗蝕劑圖案PR2的第二光致抗蝕劑子圖案PR22，以形成剩余圖案冊(cè)3。將第二光致抗蝕劑圖案PR2去除得與第二厚度T2 —樣多，以去除第二光致抗蝕劑子圖案PR22，因此第一光致抗蝕劑子圖案冊(cè)21的一部分成為具有第三厚度T3 的剩余圖案冊(cè)3。第三厚度T3可基本等于第二厚度T2與第一厚度Tl之間的差。因此，去除第二光致抗蝕劑子圖案PR22，因此初步電極圖案141在與柵極110疊置的區(qū)域處被部分地暴露。參照?qǐng)D3E，利用剩余圖案PR3作為蝕刻停止層來(lái)部分地去除初步電極圖案141的第二金屬層M2和第三金屬層M3。可通過(guò)濕蝕刻工藝來(lái)蝕刻第二金屬層M2和第三金屬層 M3。部分地去除了第二金屬層M2和第三金屬層M3，因此部分地暴露第一金屬層Ml。參照?qǐng)D3F，將初步電極圖案141的通過(guò)部分去除第二金屬層M2和第三金屬層M3 而被暴露的第一金屬層Ml去除?？赏ㄟ^(guò)干蝕刻工藝來(lái)蝕刻第一金屬層Ml。因此，使初步半導(dǎo)體圖案135的第二半導(dǎo)體圖案134暴露。然后，部分地去除初步半導(dǎo)體圖案135的第二半導(dǎo)體圖案134?？赏ㄟ^(guò)濕蝕刻工藝或干蝕刻工藝來(lái)蝕刻第二半導(dǎo)體圖案134。例如，在一個(gè)示例性實(shí)施例中，當(dāng)通過(guò)干蝕刻工藝來(lái)蝕刻第二半導(dǎo)體圖案134時(shí)，可使用諸如F2、SF6, CF4, C2F4, C3F6, C4F8等基于氟的氣體、 諸如Cl2、HC1、CCl4, BCl3等基于氯的氣體、諸如CH4的碳化合物和氧氣作為蝕刻氣體。因此，在底基底101上形成了最終源極142、與源極142分隔開(kāi)的最終漏極144以及包括最終第一半導(dǎo)體圖案132和最終第二半導(dǎo)體圖案134的最終氧化物半導(dǎo)體圖案136。參照?qǐng)D3G，利用剝離器將剩余圖案PR3去除。因此，形成了包括柵極110、氧化物半導(dǎo)體圖案136、源極142和漏極144的薄膜晶體管TR。然后，在其上形成有薄膜晶體管TR的底基底101上形成鈍化層150之后，對(duì)鈍化層150進(jìn)行退火。在大約200攝氏度(°C )至大約400°C的溫度下利用氧氣或氮?dú)鈱?duì)鈍化層150進(jìn)行退火大約10分鐘至大約2小時(shí)。在其上形成有鈍化層150的底基底101上形成有機(jī)層160。鈍化層150可包括氧化硅(SiOx)。鈍化層150可減少或有效地防止在被源極142和漏極144之間的分離區(qū)域暴露的第一半導(dǎo)體圖案132中包含的氧化銦被還原并被提取為銦。將有機(jī)層160和鈍化層150圖案化以形成暴露漏極144的接觸孔CNT。然后，在其上形成有接觸孔CNT的底基底101上形成透明電極層，并將透明電極層圖案化以形成像素電極170。像素電極170通過(guò)接觸孔CNT物理地并電學(xué)地連接到漏極144。因此，制造出根據(jù)圖2的示出的示例性實(shí)施例的顯示基底100。根據(jù)示出的示例性實(shí)施例，氧化物半導(dǎo)體圖案136為雙層結(jié)構(gòu)，以減少或有效地防止包含在源極142和漏極144中的金屬與氧化物半導(dǎo)體圖案136的第一半導(dǎo)體圖案132 內(nèi)的氧化物半導(dǎo)體反應(yīng)并被氧化。因此，減少了或有效地防止了氧化物半導(dǎo)體中包含的離子的還原和提取。
圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的顯示基底的另一示例性實(shí)施例的平面圖。除了氧化物半導(dǎo)體圖案136的第二半導(dǎo)體圖案134通過(guò)絕緣圖案138絕緣之外， 根據(jù)示出的示例性實(shí)施例的顯示基底200與根據(jù)參照?qǐng)D1和圖2描述的示例性實(shí)施例的顯示基底100基本相同，因而將使用相同的標(biāo)號(hào)來(lái)表示與圖1和圖2的示例性實(shí)施例中描述的部件相同或相似的部件，因此將省略關(guān)于上述元件的任何重復(fù)性解釋或者簡(jiǎn)要地描述上述元件。參照?qǐng)D4，根據(jù)示出的示例性實(shí)施例的顯示基底200包括底基底101、柵極線GL、數(shù)據(jù)線DL、柵極絕緣層120、薄膜晶體管TR、絕緣圖案138、鈍化層150、有機(jī)層160和像素電極 170。薄膜晶體管TR包括柵極110、氧化物半導(dǎo)體圖案136、源極142和漏極144。氧化物半導(dǎo)體圖案136包括第一半導(dǎo)體圖案132和第二半導(dǎo)體圖案134。第二半導(dǎo)體圖案134 包括第一圖案13 和第二圖案134b。絕緣圖案138設(shè)置在第二半導(dǎo)體圖案134的第一圖案13 和第二圖案134b之間。 絕緣圖案138使第一圖案13 和第二圖案134b彼此電絕緣。另外，除了在薄膜晶體管TR的溝道部分中形成絕緣圖案138而不是去除第二半導(dǎo)體圖案134的一部分之外，制造根據(jù)示出的示例性實(shí)施例的顯示基底200的方法的示例性實(shí)施例與根據(jù)圖3A至圖3F中的示例性實(shí)施例的制造顯示基底100的方法基本相同，因而將使用相同的標(biāo)號(hào)來(lái)表示與圖3A至圖3F的示例性實(shí)施例中描述的部件相同或相似的部件，因此將省略關(guān)于上述元件的任何重復(fù)性解釋或者簡(jiǎn)要地描述上述元件。用于形成薄膜晶體管TR的柵極110、柵極絕緣層120、初步半導(dǎo)體圖案(未示出)、 初步電極圖案(未示出)和剩余圖案(未示出)的工藝與根據(jù)參照?qǐng)D3A至圖3D描述的示例性實(shí)施例的制造顯示基底100的方法中的工藝基本相同，因此省略了任何重復(fù)性解釋。通過(guò)利用源極142和漏極144作為蝕刻停止層來(lái)使暴露的第二半導(dǎo)體圖案134絕緣來(lái)形成絕緣圖案138。例如，在一個(gè)示例性實(shí)施例中，利用氧氣或包括三氯化硼(BCl3)的氧氣來(lái)氧化暴露的第二半導(dǎo)體圖案134，從而形成絕緣圖案138。因此，第二半導(dǎo)體圖案134 的第一圖案13 和第二圖案134b通過(guò)絕緣圖案138彼此電絕緣。在其上形成有絕緣圖案138的底基底101上形成鈍化層150、有機(jī)層160和像素電極170的工藝與根據(jù)參照?qǐng)D3G描述的示例性實(shí)施例的制造顯示基底100的方法中的工藝基本相同，因此省略了任何重復(fù)性解釋。根據(jù)示出的示例性實(shí)施例，氧化物半導(dǎo)體圖案136是雙層結(jié)構(gòu)以減少或有效地防止氧化物半導(dǎo)體圖案136中包含的離子被還原和提取。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，氧化物半導(dǎo)體圖案為雙層結(jié)構(gòu)，以防止包含在源極和漏極中的金屬與氧化物半導(dǎo)體反應(yīng)并被氧化。另外，防止氧化物半導(dǎo)體中包含的離子被還原和被提取。前述是對(duì)本發(fā)明的說(shuō)明而不應(yīng)被解釋為限制本發(fā)明。雖然已經(jīng)描述了本發(fā)明的一些示例性實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易地理解，在本質(zhì)上不脫離本發(fā)明的新穎教導(dǎo)和優(yōu)點(diǎn)的情況下，對(duì)示例性實(shí)施例進(jìn)行許多修改是可以的。因此，意圖將所有這樣的修改包括在由權(quán)利要求書(shū)限定的本發(fā)明的范圍之內(nèi)。在權(quán)利要求書(shū)中，功能性限定意圖覆蓋這里描述為執(zhí)行所述功能的結(jié)構(gòu)，并且不
13僅覆蓋結(jié)構(gòu)上的等同物，而且覆蓋等同的結(jié)構(gòu)。因此，應(yīng)該理解的是，前述是對(duì)本發(fā)明的說(shuō)明而不應(yīng)被解釋為局限于公開(kāi)的特定示例性實(shí)施例，并且對(duì)公開(kāi)的示例性實(shí)施例以及其它示例性實(shí)施例的修改意圖包括在權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。本發(fā)明由權(quán)利要求以及包含于此的權(quán)利要求的等同物限定。
權(quán)利要求
1.一種顯示基底，所述顯示基底包括 柵極線，在底基底上沿第一方向延伸；數(shù)據(jù)線，沿與第一方向交叉的第二方向延伸；薄膜晶體管，分別連接到柵極線和數(shù)據(jù)線，所述薄膜晶體管包括柵極，電連接到柵極線；柵極絕緣層，覆蓋柵極；氧化物半導(dǎo)體圖案，設(shè)置在柵極絕緣層上，并與柵極疊置，所述氧化物半導(dǎo)體圖案包括包含銦的第一氧化物半導(dǎo)體圖案以及不包含銦的第二氧化物半導(dǎo)體圖案；源極和漏極，位于氧化物半導(dǎo)體圖案上并彼此分隔開(kāi)，其中，第二氧化物半導(dǎo)體圖案位于第一氧化物半導(dǎo)體圖案與源極之間以及第一氧化物半導(dǎo)體圖案和漏極之間； 像素電極，電連接到漏極。
2.如權(quán)利要求1所述的顯示基底，其中，第二氧化物半導(dǎo)體圖案包含鋅、錫和鎵中的至少一種。
3.如權(quán)利要求2所述的顯示基底，其中，第二氧化物半導(dǎo)體圖案包含鋅以及從由硼、 鋁、鉈、錫、鉿、氟、氯、溴、碘、砹和它們的組合組成的組中選擇的至少一種。
4.如權(quán)利要求2所述的顯示基底，其中，第二氧化物半導(dǎo)體圖案包含錫以及從由銻、氟和它們的組合組成的組中選擇的至少一種。
5.如權(quán)利要求2所述的顯示基底，其中，第二氧化物半導(dǎo)體圖案包含氧化鎵鋅。
6.如權(quán)利要求2所述的顯示基底，其中，第二氧化物半導(dǎo)體圖案的無(wú)銦氧化物的載流子濃度在IO17個(gè)/cm3和IO21個(gè)/cm3之間。
7.如權(quán)利要求1所述的顯示基底，其中，柵極絕緣層包括 第一絕緣層，位于底基底和柵極上，并且包含氮化硅； 第二絕緣層，位于第一絕緣層上，并且包含氧化硅。
8.如權(quán)利要求1所述的顯示基底，其中，源極和漏極包含鈦。
9.如權(quán)利要求8所述的顯示基底，其中，源極和漏極均包括 第一金屬層，包含鈦；第二金屬層，包含銅，并且位于第一金屬層上；第三金屬層，包含銅-錳合金或銅-錳-鋁合金，并且位于第二金屬層上。
10.如權(quán)利要求1所述的顯示基底，其中，第二氧化物半導(dǎo)體圖案包括第一圖案以及與第一圖案分隔開(kāi)的第二圖案， 所述顯示基底還包括絕緣圖案，絕緣圖案位于第二氧化物半導(dǎo)體圖案的第一圖案和第二圖案之間，并使第一圖案和第二圖案彼此電絕緣。
11.如權(quán)利要求1所述的顯示基底，所述顯示基底還包括鈍化層，所述鈍化層包含氧化硅并且位于底基底、源極和漏極上。
12.一種制造顯示基底的方法，所述方法包括以下步驟 在底基底上形成包括柵極線和柵極的柵極圖案；在柵極圖案上順序地形成柵極絕緣層、包含銦的第一氧化物半導(dǎo)體層、不包含銦的第二氧化物半導(dǎo)體層以及源極金屬層；在源極金屬層上形成光致抗蝕劑圖案；利用光致抗蝕劑圖案作為掩模來(lái)將源極金屬層、第一氧化物半導(dǎo)體層和第二氧化物半導(dǎo)體層圖案化，以形成源極圖案和氧化物半導(dǎo)體圖案，源極圖案包括源極和漏極，氧化物半導(dǎo)體圖案包括第一氧化物半導(dǎo)體圖案和第二氧化物半導(dǎo)體圖案，第二氧化物半導(dǎo)體圖案形成在第一氧化物半導(dǎo)體圖案和源極圖案之間； 形成電連接到源極圖案的漏極的像素電極。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，第二氧化物半導(dǎo)體圖案包含鋅、錫和鎵中的至少一種。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，第二氧化物半導(dǎo)體圖案包含鋅以及從由硼、鋁、 鉈、錫、鉿、氟、氯、溴、碘、砹和它們的組合組成的組中選擇的至少一種。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，第二氧化物半導(dǎo)體圖案包含錫以及從由銻、氟和它們的組合組成的組中選擇的至少一種。
16.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，第二氧化物半導(dǎo)體圖案包含氧化鎵鋅。
17.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，不包含銦的第二氧化物半導(dǎo)體層的載流子濃度在IO17個(gè)/cm3和IO21個(gè)/cm3之間。
18.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，形成光致抗蝕劑圖案的步驟包括 在源極金屬層上形成光致抗蝕劑層；將光致抗蝕劑層圖案化，以形成包括第一光致抗蝕劑子圖案和第二光致抗蝕劑子圖案的光致抗蝕劑圖案，第一光致抗蝕劑子圖案具有第一厚度并形成在形成有源極圖案的區(qū)域中，第二光致抗蝕劑子圖案具有小于第一厚度的第二厚度并形成在源極和漏極之間的區(qū)域中。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，形成源極圖案和氧化物半導(dǎo)體圖案的步驟包括 利用光致抗蝕劑圖案作為掩模來(lái)蝕刻源極金屬層、第二氧化物半導(dǎo)體層和第一氧化物半導(dǎo)體層；去除第二光致抗蝕劑子圖案；蝕刻源極金屬層的通過(guò)去除第二光致抗蝕劑子圖案而被暴露的部分，以形成源極圖案的源極和漏極；利用源極和漏極形成氧化物半導(dǎo)體圖案的第一氧化物半導(dǎo)體圖案和第二氧化物半導(dǎo)體圖案。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中，形成第一氧化物半導(dǎo)體圖案和第二氧化物半導(dǎo)體圖案的步驟包括蝕刻第二氧化物半導(dǎo)體層的被源極和漏極暴露的部分，以形成包括第一圖案和第二圖案的第二氧化物半導(dǎo)體圖案，第一圖案和第二圖案在第一氧化物半導(dǎo)體圖案上彼此分隔開(kāi)。
21.如權(quán)利要求19所述的方法，其中，形成第一氧化物半導(dǎo)體圖案和第二氧化物半導(dǎo)體圖案的步驟包括在第一氧化物半導(dǎo)體圖案上形成第二氧化物半導(dǎo)體圖案的第一圖案和第二圖案，第一圖案和第二圖案彼此分隔開(kāi)；形成絕緣圖案，所述絕緣圖案位于第一圖案和第二圖案之間，并使第一圖案和第二圖案彼此電絕緣。
22.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，柵極絕緣層包括 第一絕緣層，形成在柵極上，并包含氮化硅；第二絕緣層，形成在第一絕緣層上，并包含氧化硅。
23.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，源極和漏極包含鈦。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其中，源極和漏極均包括 第一金屬層，包含鈦；第二金屬層，包含銅，并且位于第一金屬層上；第三金屬層，包含銅-錳合金或銅-錳-鋁合金，并且位于第二金屬層上。
25.如權(quán)利要求12所述的方法，所述方法還包括 在源極和漏極上形成包含氧化硅的鈍化層。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種顯示基底及其制造方法。顯示基底包括柵極線，在底基底上沿第一方向延伸；數(shù)據(jù)線，位于底基底上并沿與第一方向交叉的第二方向延伸；柵極絕緣層，位于柵極線上；薄膜晶體管；以及像素電極。薄膜晶體管包括電連接到柵極線的柵極、氧化物半導(dǎo)體圖案以及位于氧化物半導(dǎo)體圖案上并且彼此分隔開(kāi)的源極和漏極。氧化物半導(dǎo)體圖案包括包含氧化銦的第一半導(dǎo)體圖案以及包含無(wú)銦氧化物的第二半導(dǎo)體圖案。像素電極電連接到漏極。
文檔編號(hào)H01L27/12GK102347335SQ20111020849
公開(kāi)日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2011年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月23日
發(fā)明者崔永柱, 樸在佑, 李東勛, 李禹根, 柳慧英, 趙圣行 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社