[發明專利]薄膜晶體管基板及其制造方法和包括該基板的顯示器

有效

• 申請號: 201210259588.3
• 申請日: 2012-07-25
• 公開（公告）號: CN103579355A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 周政旭
• 申請（專利權）人: 群康科技(深圳)有限公司;奇美電子股份有限公司
• 主分類號: H01L29/786
• 分類號: H01L29/786;H01L29/45;H01L21/77
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;吳孟秋

技術領域

本發明涉及一種顯示器，且特別是涉及包含銅及氧化物半導體的薄膜晶體管基板、其顯示器及其制造方法。

背景技術

平面薄型的液晶顯示器或有機電激發光二極管（OLED）顯示器由于功率消耗低，因此被廣泛使用于電子設備上。主動式（Active）液晶顯示器或有機電激發光二極管顯示器上的基板上具有多個薄膜晶體管（Thin-Film?Transistor，TFT），以控制每一個像素（pixel）單元的出光效果，顯示畫面灰階。

薄膜晶體管的主動層如果使用氧化物半導體，例如為氧化銦鎵鋅（Indium?Gallium?Zinc?Oxide，IGZO），相較于一般常用的非晶硅（a-Si）半導體而言具有較大的電子遷移率、較低的功率消耗與較小的晶體管面積的優點，而相較于一般低溫多晶硅半導體（LTPS）而言則具有較低的工藝成本與較易大型化的優點。故于大尺寸或高分辨率的顯示器中，使用氧化物半導體薄膜晶體管是未來的趨勢。

如圖1所示的傳統顯示器其薄膜晶體管基板的剖面圖，薄膜晶體管基板1包括基板10及薄膜晶體管。薄膜晶體管包括柵極部11、柵極絕緣層12、中介金屬層13、氧化物半導體層14、源極部15a、漏極部15b、絕緣保護層（passivation?layer）16、接觸孔洞（via）19以及像素電極（pixel?electrode）17。其中，源極部15a與漏極部15b的材料為銅（Copper，Cu）。

柵極部11形成于基板10上。柵極絕緣層12為硅的氧化物或氮化物（例如SiOx或SiNx），且整層覆蓋基板10與柵極部11。氧化物半導體層14形成于柵極絕緣層12上，且位于相對應的柵極11上方。

為了避免漏極部15a與源極部15b的銅離子擴散至柵極絕緣層12形成移動離子，影響薄膜晶體管的電特性及可靠度，因此一中介金屬層13會先形成于柵極絕緣層12上，且位于相對應的漏極部15a與源極部15b之下。除此之外，漏極部15a、源極部15b的銅金屬與柵極絕緣層12的附著性（adhesion）不佳，通過中介金屬層13的設置，可以增加附著性避免劈裂（peeling）。

絕緣保護層16為硅的氧化物或氮化物（例如SiOx或SiNx），且整層覆蓋漏極部15a、源極部15b、氧化物半導體層14與柵極絕緣層12，以達到保護絕緣的效果。接著，于絕緣保護層16上方定義接觸孔洞19，并且形成于像素電極17于絕緣保護層16上，其中接觸孔洞19用以使像素電極17往下延伸而電性連接源極部15b。

另外，請參照圖2，圖2為另一種薄膜晶體管基板的剖面圖。相較于圖1，圖2的薄膜晶體管基板1’的薄膜晶體管還包括蝕刻停止層（Etch?Stop?Layer，ESL）18形成于氧化物半導體層14之上，以防止蝕刻過程對氧化物半導體層14背通道（back?channel）部分的傷害。

上述中介金屬層13例如為鉬（Molybdenum，Mo）或鈦（Titanium，Ti）。在柵極絕緣層12形成之后，鉬或鈦會整層連續沉積并覆蓋柵極絕緣層12，上方再覆蓋銅，接著通過蝕刻過程，將可以形成上述漏極部15a、源極部15b及中介金屬層13。然而，于蝕刻過程中，部分鉬或鈦可能未被蝕刻而殘留，因此造成薄膜晶體管電性異常甚至功能失效，影響其可靠性與良率。

發明內容

本發明提供一種薄膜晶體管基板，此薄膜晶體管基板包括基板及多個薄膜晶體管。薄膜晶體管包括第一電極層、第一絕緣層、氧化物半導體層、第二電極層以及第二絕緣層。第一電極層形成于基板上，其包括柵極部。第一絕緣層覆蓋第一電極層。氧化物半導體層形成于柵極絕緣層上。第二電極層形成于氧化物半導體上，其包括源極部及漏極部位于對應柵極部的兩端，源極部及漏極部之間具有第一間隔。第二絕緣層覆蓋氧化物半導體層與第二電極層。其中，第二電極層邊緣于氧化物半導體層邊緣之內，第二電極層包括銅。

本發明提供一種顯示器，其包括顯示面板、驅動電路及外觀件。顯示面板包括薄膜晶體管基板。薄膜晶體管基板包括基板、多個薄膜晶體管、多條相互平行的掃描線以及多條相互平行的數據線。薄膜晶體管包括第一電極層、第一絕緣層、氧化物半導體層、第二電極層以及第二絕緣層。第一電極層形成于基板上，其包括柵極部。第一絕緣層覆蓋第一電極層。氧化物半導體層形成于柵極絕緣層上。第二電極層形成于氧化物半導體上，其包括源極部及漏極部位于對應柵極部的兩端，源極部及漏極部之間具有第一間隔。第二絕緣層覆蓋氧化物半導體層與第二電極層。其中，第二電極層邊緣于氧化物半導體層邊緣之內，第二電極層包括銅。