[发明专利]薄膜晶体管阵列基板及其制作方法、以及液晶显示面板

说明书

本发明提供了一种薄膜晶体管阵列基板的制作方法、薄膜晶体管阵列基板及液晶显示面板。本发明的薄膜晶体管阵列基板的制作方法，将露出的金属氧化物半导体材料层转化为第二绝缘层，缩短氧化物半导体沟道暴露在空气中的时间，避免沟道受到外来污染和损伤，使金属氧化物半导体材料层电性信赖性更佳；金属氧化物半导体材料层用氧气或一氧化二氮将部分金属氧化物半导体材料层变为绝缘体，代替对金属氧化物半导体材料层的蚀刻，避免了现有方法中二次蚀刻造成侧蚀底切问题，并且节省了制作金属氧化物有源层的光罩工序，降低生产成本。

技术领域

本发明涉及显示器技术领域，特别涉及一种薄膜晶体管阵列基板的制作方法、薄膜晶体管阵列基板及液晶显示面板。

背景技术

随着显示技术的发展，液晶显示面板(Liquid Crystal Display，LCD)因其轻便、低辐射等优点越来越受到人们的欢迎。液晶显示面板包括对置的彩色滤光片基板(colorfilter，CF)和薄膜晶体管阵列基板(TFT array)以及夹置在两者之间的液晶层(LClayer)。

非晶硅(a-Si)是目前普遍用于制作阵列基板上薄膜晶体管(TFT)的半导体层材料，但非晶硅由于存在因自身缺陷而导致的电子迁移率低、稳定性差等问题，使它在显示领域的运用受到了限制。随着显示面板的分辨率不断提高，非晶硅薄膜晶体管已经无法满足高分辨率显示面板的正常充电需求，为解决此问题，高电子迁移率的金属氧化物薄膜晶体管替代非晶硅薄膜晶体管诞生。金属氧化物薄膜晶体管(oxide TFT)是指半导体沟道采用金属氧化物半导体材料层制备的薄膜晶体管，金属氧化物半导体材料层的典型代表有IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide，铟镓锌氧化物)，由于其电子迁移率高、工艺温度低、光透过性高等特点，因此成为目前薄膜晶体管显示领域的研究热点之一。

金属氧化物半导体材料层的陶瓷物理特性使其具有很强的吸水性。仅仅因为长时间暴露在空气中，金属氧化物半导体材料层吸收空气中水汽，即可导致金属氧化物TFT的电性改变，如：Vth漂移，I-V曲线hump现象，漏电流变大，甚至变为导体。

TFT通常的工艺做法是，每个功能膜层(栅极、栅极绝缘层、半导体层、源漏级等)单独进行成膜、黄光、蚀刻。但如果金属氧化物半导体成膜后，单独进行黄光、蚀刻，便会导致TFT沟道(channel)区金属氧化物半导体会长时间暴露在空气中，而且金属氧化物会直接接触到水洗和洗剂(detergent)、光阻、剥离液(stripper)等多种物质，由此带来的金属氧化物半导体材料层的特性改变和损伤是可以在后续制程中修复或部分修复的，但由此带来的金属氧化物TFT信赖性问题却难以及时分辨和改善。

故理想的工艺是，金属氧化物半导体材料层成膜后，尽量缩短或不暴露在空气中，尽快被保护层覆盖起来，从而减少或避免外来污染和损伤。现有技术中提出的方法是，金属氧化物半导体材料层成膜后，直接在其上沉积蚀刻阻挡层，光刻蚀刻阻挡层。再沉积源漏电极层，进行源漏电极层黄光制程，第一次湿蚀刻源漏电极层图形，第二次湿蚀刻再以蚀刻阻挡层和源漏电极层图形做为光阻(mask)，蚀刻金属氧化物半导体材料层。

但现有技术的不足在于，湿蚀刻具有各向同性蚀刻速度，第二次湿蚀刻将导致金属氧化物半导体材料层图形在蚀刻阻挡层和源漏电极层图形下形成侧蚀底切(side etchundercut)，进而在后续钝化保护层沉积后，在底切位置形成空隙(void)。因空隙内可能残留蚀刻液、水、制程气体、空气，所以对TFT器件信赖性形成严重隐患。

对于以上缺陷，如果将第二次湿蚀刻改为各向异性的干蚀刻，可以减小侧蚀底切大小，但在干蚀刻反应腔室中，因气体分子离子间的热运动碰撞，使蚀刻气体到达基板表面时入射角度并非绝对垂直，因此并不存在没有侧蚀的干蚀刻。故而无法解决此缺陷。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种薄膜晶体管阵列基板的制作方法，能缩短氧化物半导体沟道暴露在空气中的时间，避免沟道受到外来污染和损伤，使金属氧化物半导体材料层电性信赖性更佳。