CN107424957B - 柔性tft基板的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种柔性TFT基板的制作方法，在沉积层间介电层的氧化硅层之后，在对应于有源层两侧的上方形成第一接触孔，同时在柔性衬底基板上方形成缓冲孔，然后在氧化硅层上涂布有机光阻材料，并在涂布过程中使该有机光阻材料填充到缓冲孔中，形成有机光阻层，进而得到由氧化硅层和有机光阻层共同组成的层间介电层，然后对有机光阻层进行图案化，形成对应于第一接触孔上方的连接孔，从而使得后续源漏极通过第一接触孔和连接孔与有源层进行连接，本发明通过将传统的层间介电层中的氮化硅层替换为柔韧性好的有机光阻层，并在柔性衬底基板上方设置有机光阻材料填充的缓冲孔，可以大幅度提升柔性TFT基板的物理可弯折性，改善产品性能。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种柔性TFT基板的制作方法。
背景技术
在显示技术领域，平板显示技术已经逐步取代阴极射线管(Cathode Ray Tube，简称CRT)显示器。平板显示装置因具有高画质、省电、机身薄及应用范围广等优点，而被广泛的应用于手机、电视、个人数字助理、数字相机、笔记本电脑、台式计算机等各种消费性电子产品，成为显示装置中的主流。
薄膜晶体管(Thin Film Transistor，简称TFT)是目前液晶显示装置(LiquidCrystal Display，简称LCD)和有源矩阵驱动式有机电致发光显示装置(Active MatrixOrganic Light-Emitting Diode，简称AMOLED)中的主要驱动元件，直接关系到高性能平板显示装置的发展方向。
薄膜晶体管具有多种结构，制备相应结构的薄膜晶体管有源层的材料也具有多种，其中，低温多晶硅(Low Temperature Poly-silicon，简称LTPS)材料是其中较为优选的一种，由于低温多晶硅的原子规则排列，载流子迁移率高，对电压驱动式的液晶显示装置而言，低温多晶硅薄膜晶体管由于其具有较高的迁移率，可以使用体积较小的薄膜晶体管实现对液晶分子的偏转驱动，在很大程度上缩小了薄膜晶体管所占的体积，增加透光面积，得到更高的亮度和解析度；对于电流驱动式的有源矩阵驱动式有机电致发光显示装置而言，低温多晶硅薄膜晶体管可以更好的满足驱动电流要求，且可以应用在柔性OLED基板上，近几年引起了广泛的关注。
在TFT基板中薄膜晶体管的栅电极与栅极线位于同一层，共同构成第一金属层，薄膜晶体管的源电极、漏电极、和数据线位于同一层，共同构成第二金属层，在第一金属层和第二金属层之间需要设置层间介电(Interlayer Dielectric，ILD)层作为隔离第一金属层与第二金属层的绝缘层。目前，传统的柔性(flexible)TFT基板中，ILD层通常为由一氧化硅(SiOx)层和一氮化硅(SiNx)层所组成的双层无机膜层结构。但是由于近年来柔性TFT技术对弯折性的要求越来越高，因而常规的叠层无机膜ILD材料难以满足柔性基板的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种柔性TFT基板的制作方法，可以有效提升柔性TFT基板的物理可弯折性，改善产品性能。
为实现上述目的，本发明提供一种柔性TFT基板的制作方法，包括以下步骤：
步骤S1、提供柔性衬底基板，在所述柔性衬底基板上沉积缓冲层，在所述缓冲层上沉积并图案化形成有源层，在所述有源层及缓冲层上沉积栅极绝缘层，在所述栅极绝缘层上沉积并图案化形成栅极；
步骤S2、在所述栅极及栅极绝缘层上沉积一氧化硅层，对所述氧化硅层及栅极绝缘层进行图案化处理，在对应于所述有源层两侧的上方分别形成第一接触孔，同时在所述衬底基板的上方形成与所述第一接触孔相间隔的缓冲孔，所述第一接触孔贯穿所述氧化硅层及栅极绝缘层而露出所述有源层的两侧，所述缓冲孔的尺寸大于所述第一接触孔的尺寸，所述缓冲孔的深度大于所述第一接触孔的深度；
步骤S3、在所述氧化硅层上涂布有机光阻材料，形成有机光阻层，在涂布过程中，该有机光阻材料填充所述缓冲孔，所述氧化硅层与有机光阻层共同构成层间介电层，然后对所述有机光阻层进行图案化处理，在对应所述第一接触孔的上方形成连接孔，从而露出第一接触孔；
步骤S4、在所述层间介电层上沉积并图案化形成源极与漏极，所述源极与漏极通过所述第一接触孔和连接孔分别与所述有源层的两侧相接触。
所述步骤S2中形成所述第一接触孔及缓冲孔的具体过程为：在所述氧化硅层上涂布光阻材料，利用掩膜板对该层光阻材料进行曝光、及显影后，得到遮挡光阻层，该遮挡光阻层上具有分别用于形成所述第一接触孔和缓冲孔的第一开口和第二开口，以该遮挡光阻层为遮蔽层，对所述氧化硅层及栅极绝缘层进行干法蚀刻，在该第一开口下方对应形成第一接触孔，同时在该第二开口下方对应形成缓冲孔，然后去除遮挡光阻层。
所述缓冲孔比第一接触孔宽5-10μm。
所述有机光阻层的材料为聚酰亚胺。
所述的柔性TFT基板的制作方法，还包括步骤S5、在所述源极、漏极及层间介电层上形成平坦层，对所述平坦层进行图案化处理，在对应于所述漏极上方形成第二接触孔，在所述平坦层上沉积并图案化形成像素电极，所述像素电极通过所述第二接触孔与漏极相接触，在所述像素电极及平坦层上形成像素定义层，在所述像素定义层上形成支撑物；
所述像素定义层上设有对应于所述像素电极上方的开口，该开口限定出OLED发光区，所述像素电极为OLED阳极。
所述步骤S1中形成所述有源层的具体过程为：在缓冲层上沉积非晶硅薄膜，通过准分子镭射退火结晶工艺使所述非晶硅薄膜转化为多晶硅薄膜，然后对该多晶硅薄膜进行图案化处理，得到有源层。
所述步骤S1还包括：以所述栅极为遮蔽层，对所述有源层的两侧进行P型掺杂。
所述步骤S1中进行P型掺杂时，向所述有源层中掺入的离子为硼离子。
所述栅极、源极及漏极的材料分别包括钼、铝、铜、钛、铬中的一种或多种；所述缓冲层、栅极绝缘层的材料分别包括氧化硅与氮化硅中的一种或多种。
所述像素定义层和支撑物的材料相同，均为有机光阻材料，所述步骤S5中，通过利用一半色调掩膜板同时制作形成所述像素定义层和支撑物。
本发明的有益效果：本发明提供的一种柔性TFT基板的制作方法，在沉积层间介电层的氧化硅层之后，在对应于有源层两侧的上方形成第一接触孔，同时在柔性衬底基板上方形成缓冲孔，然后在氧化硅层上涂布有机光阻材料，并在涂布过程中使该有机光阻材料填充到缓冲孔中，形成有机光阻层，进而得到由氧化硅层和有机光阻层共同组成的层间介电层，然后对有机光阻层进行图案化，形成对应于第一接触孔上方的连接孔，从而使得后续源漏极通过第一接触孔和连接孔与有源层进行连接，本发明通过将传统的层间介电层中的氮化硅层替换为柔韧性好的有机光阻层，并在柔性衬底基板上方设置有机光阻材料填充的缓冲孔，可以大幅度提升柔性TFT基板的物理可弯折性，改善产品性能。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。
附图中，
图1为本发明的柔性TFT基板的制作方法的流程示意图；
图2为本发明的柔性TFT基板的制作方法的步骤S1的示意图；
图3为本发明的柔性TFT基板的制作方法的步骤S2的示意图；
图4为本发明的柔性TFT基板的制作方法的步骤S3的示意图；
图5为本发明的柔性TFT基板的制作方法的步骤S4的示意图；
图6为本发明的柔性TFT基板的制作方法一优选实施例的步骤S5的示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
请参阅图1，本发明提供一种柔性TFT基板的制作方法，包括以下步骤：
步骤S1、如图2所示，提供柔性衬底基板10，在所述柔性衬底基板10上沉积缓冲层20，在所述缓冲层20上沉积并图案化形成有源层31，在所述有源层31及缓冲层20上沉积栅极绝缘层40，在所述栅极绝缘层40上沉积并图案化形成栅极32。
具体地，所述步骤S1中形成所述有源层31的具体过程为：在缓冲层20上沉积非晶硅(amorphous silicon，a-Si)薄膜，通过准分子镭射退火结晶工艺使所述非晶硅薄膜转化为多晶硅(poly-Si)薄膜，然后对该多晶硅薄膜进行图案化处理，得到有源层31。
具体地，所述步骤S1还包括：以所述栅极32为遮蔽层，对所述有源层31的两侧进行P型掺杂或N重掺杂，分别用于形成P型TFT或N型TFT。进一步地，所述步骤S1中对所述有源层31的两侧进行P型掺杂，其中，向所述有源层31中掺入的离子为硼离子(Boron)或镓离子；优选地，所述步骤S1中进行P型掺杂时，向所述有源层31中掺入的离子为硼离子。
具体地，所述柔性衬底基板10为聚酰亚胺(PI)基板。
步骤S2、如图3所示，在所述栅极32及栅极绝缘层40上沉积一氧化硅层51，对所述氧化硅层51及栅极绝缘层40进行图案化处理，在对应于所述有源层31两侧的上方分别形成第一接触孔511，同时在所述衬底基板10的上方形成与所述第一接触孔511相间隔的缓冲孔513，所述第一接触孔511贯穿所述氧化硅层51及栅极绝缘层40而露出所述有源层31的两侧，所述缓冲孔513的尺寸大于所述第一接触孔511的尺寸，所述缓冲孔513的深度大于所述第一接触孔511的深度。
具体地，所述步骤S2中形成所述第一接触孔511及缓冲孔513的具体过程为：在所述氧化硅层51上涂布光阻材料，利用掩膜板对该层光阻材料进行曝光、及显影后，得到遮挡光阻层(未图示)，该遮挡光阻层上具有分别用于形成所述第一接触孔511和缓冲孔513的第一开口和第二开口，从而定义出第一接触孔511和缓冲孔513的位置和尺寸，其中，第二开口的尺寸大于第一开口的尺寸，且第二开口的数量少于第一开口的数量，所述第一开口对应位于有源层31两侧的上方，即位于柔性衬底基板10的TFT形成区域上方，而第二开口位于柔性衬底基板10的非TFT形成区域上方，然后以该遮挡光阻层为遮蔽层，对所述氧化硅层51及栅极绝缘层40进行干法蚀刻，在该第一开口下方对应形成第一接触孔511，同时在该第二开口下方对应形成位于非TFT形成区域上方的缓冲孔513，由于所述第二开口的尺寸大于第一开口的尺寸，且数量上第二开口又比第一开口少，因此，缓冲孔513的蚀刻过程较快，从而所形成的缓冲孔513在深度上比第一接触孔511大，然后去除遮挡光阻层。
具体地，所述缓冲孔513在尺寸上比第一接触孔511宽5-10μm。
步骤S3、如图4所示，在所述氧化硅层51上涂布有机光阻材料，形成有机光阻层52，在涂布过程中，由于所述缓冲孔513的尺寸较大，该有机光阻材料可填充到所述缓冲孔513中，所述氧化硅层51与有机光阻层52共同构成层间介电层50；然后对所述有机光阻层52进行图案化处理，在对应所述第一接触孔511的上方形成连接孔521，从而露出第一接触孔511。
具体地，所述有机光阻层52的材料为柔性较好的有机光阻材料，例如，聚酰亚胺。
步骤S4、如图5所示，在所述层间介电层50上沉积并图案化形成源极33与漏极34，所述源极33与漏极34通过所述第一接触孔511和连接孔521分别与所述有源层31的两侧相接触。
具体地，所述步骤S4中，有源层31、栅极32、源极33及漏极34共同构成如图5所示的P型TFT。
本发明的柔性TFT基板的制作方法，在沉积层间介电层50的氧化硅层51之后，在对应于有源层31两侧的上方形成第一接触孔511，同时在柔性衬底基板10上方形成缓冲孔513，然后在氧化硅层51上涂布有机光阻材料，并在涂布过程中使该有机光阻材料填充到缓冲孔51中，形成有机光阻层52，进而得到由氧化硅层51和有机光阻层52共同组成层间介电层50，然后对有机光阻层52进行图案化，形成对应于第一接触孔511上方的连接孔521，从而使得后续源漏极33/34通过第一接触孔511和连接孔521与有源层31进行连接，本发明通过将传统的层间介电层中的氮化硅层替换为柔韧性好的有机光阻层52，并在柔性衬底基板10上方设置有机光阻材料填充的缓冲孔513，可以大幅度提升柔性TFT基板的物理可弯折性，改善产品性能。
具体地，本发明的柔性TFT基板的制作方法还包括步骤S5、如图6所示，在所述源极33、漏极34及层间介电层50上形成平坦层60，对所述平坦层60进行图案化处理，在对应于所述漏极34上方形成第二接触孔601，在所述平坦层60上沉积并图案化形成像素电极75，所述像素电极75通过所述第二接触孔601与漏极34相接触，在所述像素电极75及平坦层60上形成像素定义层80，在所述像素定义层80上形成支撑物95。
具体地，所制作的柔性TFT基板用于OLED显示装置的背板，所述像素定义层80上设有对应于所述像素电极75上方的开口85，该开口85限定出OLED发光区，所述像素电极75为OLED阳极。
具体地，所述栅极32、源极33及漏极34的材料分别包括钼(Mo)、铝(Al)、铜(Cu)、钛(Ti)、铬(Gr)中的一种或多种；进一步地，所述栅极32的材料为Mo，所述源极33和漏极34的材料均为钼层/铝层/钼层的叠层复合材料(Mo/Al/Mo)。
具体地，所述缓冲层20、栅极绝缘层40的材料分别包括氧化硅与氮化硅中的一种或多种；进一步地，所述缓冲层20为氧化硅层加氮化硅层加氧化硅层(SiOx+SiNx+SiOx)所构成的无机复合层。
具体地，所述像素电极75的材料为导电材料，例如，金属、透明导电氧化物材料，进一步地，所述像素电极75为氧化铟锡层/银层/氧化铟锡层(ITO/Ag/ITO)的导电复合层。
具体地，所述像素定义层80和支撑物95的材料相同，均为有机光阻材料，例如，聚酰亚胺材料，所述步骤S5中，通过利用一半色调掩膜板同时制作形成该像素定义层80和支撑物95，所述像素定义层80和支撑物95为一体结构。
综上所述，本发明提供的一种柔性TFT基板的制作方法，在沉积层间介电层的氧化硅层之后，在对应于有源层两侧的上方形成第一接触孔，同时在柔性衬底基板上方形成缓冲孔，然后在氧化硅层上涂布有机光阻材料，并在涂布过程中使该有机光阻材料填充到缓冲孔中，形成有机光阻层，进而得到由氧化硅层和有机光阻层共同组成的层间介电层，然后对有机光阻层进行图案化，形成对应于第一接触孔上方的连接孔，从而使得后续源漏极通过第一接触孔和连接孔与有源层进行连接，本发明通过将传统的层间介电层中的氮化硅层替换为柔韧性好的有机光阻层，并在柔性衬底基板上方设置有机光阻材料填充的缓冲孔，可以大幅度提升柔性TFT基板的物理可弯折性，改善产品性能。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明后附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种柔性TFT基板的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、提供柔性衬底基板(10)，在所述柔性衬底基板(10)上沉积缓冲层(20)，在所述缓冲层(20)上沉积并图案化形成有源层(31)，在所述有源层(31)及缓冲层(20)上沉积栅极绝缘层(40)，在所述栅极绝缘层(40)上沉积并图案化形成栅极(32)；
步骤S2、在所述栅极(32)及栅极绝缘层(40)上沉积一氧化硅层(51)，对所述氧化硅层(51)及栅极绝缘层(40)进行图案化处理，在对应于所述有源层(31)两侧的上方分别形成第一接触孔(511)，同时在所述衬底基板(10)的上方形成与所述第一接触孔(511)相间隔的缓冲孔(513)，所述第一接触孔(511)贯穿所述氧化硅层(51)及栅极绝缘层(40)而露出所述有源层(31)的两侧，所述缓冲孔(513)的尺寸大于所述第一接触孔(511)的尺寸，所述缓冲孔(513)的深度大于所述第一接触孔(511)的深度；
步骤S3、在所述氧化硅层(51)上涂布有机光阻材料，形成有机光阻层(52)，在涂布过程中，该有机光阻材料填充所述缓冲孔(513)，所述氧化硅层(51)与有机光阻层(52)共同构成层间介电层(50)，然后对所述有机光阻层(52)进行图案化处理，在对应所述第一接触孔(511)的上方形成连接孔(521)，从而露出第一接触孔(511)；
步骤S4、在所述层间介电层(50)上沉积并图案化形成源极(33)与漏极(34)，所述源极(33)与漏极(34)通过所述第一接触孔(511)和连接孔(521)分别与所述有源层(31)的两侧相接触。
2.如权利要求1所述的柔性TFT基板的制作方法，其特征在于，所述步骤S2中形成所述第一接触孔(511)及缓冲孔(513)的具体过程为：在所述氧化硅层(51)上涂布光阻材料，利用掩膜板对该层光阻材料进行曝光、及显影后，得到遮挡光阻层，该遮挡光阻层上具有分别用于形成所述第一接触孔(511)和缓冲孔(513)的第一开口和第二开口，以该遮挡光阻层为遮蔽层，对所述氧化硅层(51)及栅极绝缘层(40)进行干法蚀刻，在该第一开口下方对应形成第一接触孔(511)，同时在该第二开口下方对应形成缓冲孔(513)，然后去除遮挡光阻层。
3.如权利要求1所述的柔性TFT基板的制作方法，其特征在于，所述缓冲孔(513)比第一接触孔(511)宽5-10μm。
4.如权利要求1所述的柔性TFT基板的制作方法，其特征在于，所述有机光阻层(52)的材料为聚酰亚胺。
5.如权利要求1所述的柔性TFT基板的制作方法，其特征在于，还包括步骤S5、在所述源极(33)、漏极(34)及层间介电层(50)上形成平坦层(60)，对所述平坦层(60)进行图案化处理，在对应于所述漏极(34)上方形成第二接触孔(601)，在所述平坦层(60)上沉积并图案化形成像素电极(75)，所述像素电极(75)通过所述第二接触孔(601)与漏极(34)相接触，在所述像素电极(75)及平坦层(60)上形成像素定义层(80)，在所述像素定义层(80)上形成支撑物(95)；
所述像素定义层(80)上设有对应于所述像素电极(75)上方的开口(85)，该开口(85)限定出OLED发光区，所述像素电极(75)为OLED阳极。
6.如权利要求1所述的柔性TFT基板的制作方法，其特征在于，所述步骤S1中形成所述有源层(31)的具体过程为：在缓冲层(20)上沉积非晶硅薄膜，通过准分子镭射退火结晶工艺使所述非晶硅薄膜转化为多晶硅薄膜，然后对该多晶硅薄膜进行图案化处理，得到有源层(31)。
7.如权利要求1所述的柔性TFT基板的制作方法，其特征在于，所述步骤S1还包括：以所述栅极(32)为遮蔽层，对所述有源层(31)的两侧进行P型掺杂。
8.如权利要求7所述的柔性TFT基板的制作方法，其特征在于，所述步骤S1中进行P型掺杂时，向所述有源层(31)中掺入的离子为硼离子。
9.如权利要求1所述的柔性TFT基板的制作方法，其特征在于，所述栅极(32)、源极(33)及漏极(34)的材料分别包括钼、铝、铜、钛、铬中的一种或多种；所述缓冲层(20)、栅极绝缘层(40)的材料分别包括氧化硅与氮化硅中的一种或多种。
10.如权利要求5所述的柔性TFT基板的制作方法，其特征在于，所述像素定义层(80)和支撑物(95)的材料相同，均为有机光阻材料，所述步骤S5中，通过利用一半色调掩膜板同时制作形成所述像素定义层(80)和支撑物(95)。
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