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CN105161523B - 一种电极、薄膜晶体管、阵列基板及显示设备 - Google Patents

一种电极、薄膜晶体管、阵列基板及显示设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电极、薄膜晶体管、阵列基板及显示设备，属于显示设备领域。该电极包括铜电极、扩散阻挡层和刻蚀保护层，扩散阻挡层和刻蚀保护层均由锌基氮氧化物制成。本发明中的电极包括铜电极、扩散阻挡层和刻蚀保护层，使用该电极作为薄膜晶体管的源极和漏极，可减小薄膜晶体管的源极和漏极的电阻，保证显示器的图像信号传输速度稳定，且画质质量高，避免在薄膜晶体管两侧均安装驱动电路来驱动电极，降低薄膜晶体管的制造成本；且本发明通过扩散阻挡层和刻蚀保护层分别设置在铜电极的两侧，扩散阻挡层和刻蚀保护层均由锌基氮氧化物制成，避免铜电极的铜原子扩散，减少铜电极的过刻量，且减少铜原子扩散对薄膜晶体管的沟道层造成的破坏。

Description

一种电极、薄膜晶体管、阵列基板及显示设备
技术领域
本发明涉及显示设备领域，特别涉及一种电极、薄膜晶体管、阵列基板及显示设备。
背景技术
LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)和OLED(Organic Light EmittingDisplay，有机发光显示器)因具有轻、薄、功耗低、亮度高以及画质高等优点，在平板显示领域占据了重要的地位。其中，LCD和OLED上的液晶像素点通过集成在其后的薄膜晶体管来驱动。薄膜晶体管包括源极、栅极和漏极三个电极，源极和漏极的电阻的大小会影响显示器的图像信号的传输速度和画质质量。
目前薄膜晶体管的源极和漏极的主流材料均为铝合金，薄膜晶体管的源极和漏极的电阻较大，显示器的图像信号传输速度不稳定，画质质量较差，且为了避免这种情况，通常在薄膜晶体管两侧安装驱动电路来驱动电极，但这样会导致薄膜晶体管的制造成本增加。
发明内容
为了解决现有技术的薄膜晶体管的源极和漏极的电阻较大，显示器的图像信号传输速度不稳定，画质质量较差，且为了避免这种情况在薄膜晶体管两侧安装驱动电路来驱动电极又会使薄膜晶体管的制造成本增加的问题，本发明实施例提供了一种电极、薄膜晶体管、阵列基板及显示设备。所述技术方案如下：
根据本发明的第一方面，提供了一种电极，所述电极包括铜电极、扩散阻挡层和刻蚀保护层；
所述扩散阻挡层和所述刻蚀保护层分别设置在所述铜电极的两侧，且所述扩散阻挡层和所述刻蚀保护层均由锌基氮氧化物制成。
进一步地，所述锌基氮氧化物中掺杂金属元素或非金属元素。
具体地，所述金属元素为铟、镓、锡、铪、铝、钛、锰或镁中的一种或几种。
具体地，所述非金属元素为硫、氟、氯或碳中的一种或几种。
具体地，所述扩散阻挡层和所述刻蚀保护层的厚度在2纳米至100纳米之间。
具体地，所述扩散阻挡层与铜的刻蚀选择比在5:1～100:1之间。
具体地，所述铜电极采用半色调光技术进行图形化处理。
根据本发明的第二方面，提供了一种薄膜晶体管，所述薄膜晶体管的源极和漏极为所述电极，且所述源极及所述漏极的扩散阻挡层与所述薄膜晶体管的沟道层接触。
进一步地，所述薄膜晶体管为底栅结构或顶栅结构。
具体地，所述沟道层为氧化物沟道层。
根据本发明的第三方面，提供了一种阵列基板，所述阵列基板包括所述薄膜晶体管。
根据本发明的第四方面，提供了一种显示设备，所述显示设备包括所述阵列基板。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本发明中的电极包括铜电极、扩散阻挡层和刻蚀保护层，使用该电极作为薄膜晶体管的源极和漏极，可减小薄膜晶体管的源极和漏极的电阻，保证显示器的图像信号传输速度稳定，且画质质量高，避免在薄膜晶体管两侧均安装驱动电路来驱动电极，降低薄膜晶体管的制造成本；且本发明通过扩散阻挡层和刻蚀保护层分别设置在铜电极的两侧，扩散阻挡层和刻蚀保护层均由锌基氮氧化物制成，从而避免铜电极的铜原子扩散，减少铜电极的过刻量，且减少铜原子扩散对薄膜晶体管的沟道层造成的破坏，省去栅极绝缘层的曝光工艺，缩短加工周期，从而降低薄膜晶体管的制造成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例提供的电极的结构示意图；
图2是本发明又一实施例提供的底栅结构的薄膜晶体管的结构示意图；
图3是本发明又一实施例提供的底栅结构的薄膜晶体管的结构示意图；
图4是本发明又一实施例提供的顶栅结构的薄膜晶体管的结构示意图；
图5是本发明又一实施例提供的顶栅结构的薄膜晶体管的结构示意图。
其中：
1铜电极，
2扩散阻挡层，
3刻蚀保护层，
4源极，
5漏极，
6沟道层，
7基板，
8栅极，
9栅极绝缘层，
10保护层。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例一
如图1所示，本发明实施例提供了一种电极，该电极包括铜电极1、扩散阻挡层2和刻蚀保护层3；
扩散阻挡层2和刻蚀保护层3分别设置在铜电极1的两侧，且扩散阻挡层2和刻蚀保护层3均由锌基氮氧化物制成。
本发明中的电极包括铜电极1、扩散阻挡层2和刻蚀保护层3，如图2所示，使用该电极作为薄膜晶体管的源极4和漏极5，可减小薄膜晶体管的源极4和漏极5的电阻，保证显示器的图像信号传输速度稳定，且画质质量高，避免在薄膜晶体管两侧均安装驱动电路来驱动电极，降低薄膜晶体管的制造成本；且本发明通过扩散阻挡层2和刻蚀保护层3分别设置在铜电极1的两侧，扩散阻挡层2和刻蚀保护层3均由锌基氮氧化物制成，从而避免铜电极1的铜原子扩散，减少铜电极1的过刻量，且减少铜原子扩散对薄膜晶体管的沟道层6造成的破坏，省去栅极绝缘层9的曝光工艺，缩短加工周期，降低薄膜晶体管的制造成本。
其中，锌基氮氧化物是指在氮氧化物中掺杂锌元素，锌基氮氧化物具有优秀的防干刻能力、较强的抗铜原子迁移能力和较快的刻蚀速率，其中，用于制作扩散阻挡层2和刻蚀保护层3的锌基氮氧化物中掺杂的锌元素的比例影响扩散阻挡层2和刻蚀保护层4与铜电极1的刻蚀选择比。在本发明实施例中，扩散阻挡层2与铜的刻蚀选择比在5:1～100:1之间。当然，本领域技术人员可知，锌基氮氧化物也可为其他具备优秀防干刻能力、较强抗铜原子迁移能力和较快刻蚀速率的金属基的非金属氧化物。
在本发明实施例中，锌基氮氧化物中可以掺杂金属元素或非金属元素。其中，锌基氮氧化物中可以掺杂的金属元素为铟、镓、锡、铪、铝、钛、锰或镁中的一种或几种，锌基氮氧化物中可以掺杂的非金属元素为硫、氟、氯或碳中的一种或几种。其中，锌基氮氧化物中掺杂的金属元素或非金属元素的种类及掺杂比例以能保证扩散阻挡层2和刻蚀保护层3的防干刻能力、抗铜原子迁移能力和刻蚀速率为准。
在本发明实施例中，铜电极1采用半色调光技术进行图形化处理，具体地，铜电极1采用半色调光技术形成在沟道层6上，其中，扩散阻挡层2和刻蚀保护层3的厚度在2纳米至100纳米之间。
实施例二
如图2所示，本发明实施例提供了一种薄膜晶体管，该薄膜晶体管的源极4和漏极5为实施例一中所述的电极，且源极4及漏极5的扩散阻挡层2与薄膜晶体管的沟道层6接触。
由于本实施例中的电极包含了实施例一中的全部内容，相同内容此处不再赘述。
本发明中的电极包括铜电极1、扩散阻挡层2和刻蚀保护层3，使用该电极作为薄膜晶体管的源极4和漏极5，可减小薄膜晶体管的源极4和漏极5的电阻，保证显示器的图像信号传输速度稳定，且画质质量高，避免在薄膜晶体管两侧均安装驱动电路来驱动电极，降低薄膜晶体管的制造成本；且本发明通过扩散阻挡层2和刻蚀保护层3分别设置在铜电极1的两侧，扩散阻挡层2和刻蚀保护层3均由锌基氮氧化物制成，从而避免铜电极1的铜原子扩散，减少铜电极1的过刻量，且减少铜原子扩散对薄膜晶体管的沟道层6造成的破坏，省去栅极绝缘层9的曝光工艺，缩短加工周期，降低薄膜晶体管的制造成本。
其中，薄膜晶体管包括基板7、栅极8、栅极绝缘层9、沟道层6、源极4和漏极5，薄膜晶体管的基板7、栅极8、栅极绝缘层9、沟道层6、源极4和漏极5形成底栅结构或顶栅结构。
如图3所示是底栅结构的薄膜晶体管的结构示意图，栅极8设置在基板7上，栅极绝缘层9设置在栅极8上，沟道层6设置在栅极绝缘层9上，源极4和漏极5并排设置在沟道层6上，且源极4和漏极5的扩散阻挡层2与沟道层6接触。
如图2所示是带有保护层10的底栅结构的薄膜晶体管的结构示意图，其中，保护层10形成在栅极绝缘层9上，且包裹在沟道层6、源极4及漏极5的外部，保护源极4、漏极5和沟道层6。
如图4所示是顶栅结构的薄膜晶体管的结构示意图，沟道层6设置在基板7上，源极4和漏极5并列地设置在沟道层6上，且源极4和漏极5的扩散阻挡层2与沟道层6接触，栅极绝缘层9设置在源极4和漏极5上，栅极8设置在栅极绝缘层9上。
如图5所示是带有保护层10的底栅结构的薄膜晶体管的结构示意图，其中，保护层10形成在基板7上，且包裹在沟道层6、源极4、漏极5和栅极8的外部，保护沟道层6、源极4、漏极5和栅极8。
源极4和漏极5通过扩散阻挡层2与沟道层6接触，利用锌基氮氧化物的防铜扩散能力，通过扩散阻挡层2避免铜电极1中的铜原子向沟道层6扩散，减少铜电极1的过刻量，且减少铜原子向沟道层6扩散对沟道层6造成的破坏；利用锌基氮氧化物具有较快刻蚀速率的特性，缩短源极4和漏极5的刻蚀时间。且通过源极4和漏极5的刻蚀保护层4由锌基氮氧化物制成，利用锌基氮氧化物优良的防干刻能力，可省去对栅极绝缘层9采取曝光工艺，保护层10和栅极绝缘层9可通过一步刻蚀完成，简化工艺，降低薄膜晶体管的加工成本。
其中，沟道层6为氧化物沟道层，沟道层6可以由铟镓锌氧化物、铪铟锌氧化物、铟锌氧化物、非晶铟锌氧化物、非晶氧化物掺杂氟氧化物、氧化铟掺杂锡氧化物、非晶氧化铟掺杂钼氧化物、铬锡氧化物、非晶氧化锌掺杂铝氧化物、非晶氧化钛掺杂铌氧化物或其他金属氧化物制成。
实施例三
本发明实施例提供了一种阵列基板，该阵列基板包括薄膜晶体管。
由于本实施例中的薄膜晶体管包括实施例二中的全部内容，相同内容此处不再赘述。
本发明中的电极包括铜电极、扩散阻挡层和刻蚀保护层，使用该电极作为薄膜晶体管的源极和漏极，可减小薄膜晶体管的源极和漏极的电阻，保证显示器的图像信号传输速度稳定，且画质质量高，避免在薄膜晶体管两侧均安装驱动电路来驱动电极，降低薄膜晶体管的制造成本；且本发明通过扩散阻挡层和刻蚀保护层分别设置在铜电极的两侧，扩散阻挡层和刻蚀保护层均由锌基氮氧化物制成，从而避免铜电极的铜原子扩散，减少铜电极的过刻量，且减少铜原子扩散对薄膜晶体管的沟道层造成的破坏，省去栅极绝缘层的曝光工艺，缩短加工周期，从而降低薄膜晶体管的制造成本。
实施例四
本发明实施例提供了一种显示设备，该显示设备包括阵列基板。
由于本实施例中的阵列基板包括实施例三中的全部内容，相同内容此处不再赘述。
本发明中的电极包括铜电极、扩散阻挡层和刻蚀保护层，使用该电极作为薄膜晶体管的源极和漏极，可减小薄膜晶体管的源极和漏极的电阻，保证显示器的图像信号传输速度稳定，且画质质量高，避免在薄膜晶体管两侧均安装驱动电路来驱动电极，降低薄膜晶体管的制造成本；且本发明通过扩散阻挡层和刻蚀保护层分别设置在铜电极的两侧，扩散阻挡层和刻蚀保护层均由锌基氮氧化物制成，从而避免铜电极的铜原子扩散，减少铜电极的过刻量，且减少铜原子扩散对薄膜晶体管的沟道层造成的破坏，省去栅极绝缘层的曝光工艺，缩短加工周期，从而降低薄膜晶体管的制造成本。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电极，其特征在于，所述电极包括铜电极、扩散阻挡层和刻蚀保护层；
所述扩散阻挡层和所述刻蚀保护层分别设置在所述铜电极的两侧，且所述扩散阻挡层和所述刻蚀保护层均由锌基氮氧化物制成；其中，所述锌基氮氧化物中掺杂非金属元素。
2.根据权利要求1所述的电极，其特征在于，所述非金属元素为硫、氟、氯或碳中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的电极，其特征在于，所述扩散阻挡层和所述刻蚀保护层的厚度在2纳米至100纳米之间。
4.根据权利要求1所述的电极，其特征在于，所述扩散阻挡层与铜的刻蚀选择比在5:1～100:1之间。
5.根据权利要求1-4任一项权利要求所述的电极，其特征在于，所述铜电极采用半色调光技术进行图形化处理。
6.一种薄膜晶体管，其特征在于，所述薄膜晶体管的源极和漏极为权利要求1-5任一项权利要求所述的电极，且所述源极及所述漏极的扩散阻挡层与所述薄膜晶体管的沟道层接触。
7.根据权利要求6所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述薄膜晶体管为底栅结构或顶栅结构。
8.根据权利要求6或7所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述沟道层为氧化物沟道层。
9.一种阵列基板，其特征在于，所述阵列基板包括权利要求6-8任一项权利要求所述的薄膜晶体管。
10.一种显示设备，其特征在于，所述显示设备包括权利要求9所述的阵列基板。
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