[發(fā)明專利]薄膜晶體管、薄膜晶體管陣列基板及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210519710.6
• 申請日: 2012-12-06
• 公開（公告）號: CN103258743A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發(fā)明（設計）人: 徐鉉植;金峰澈;金大元
• 申請（專利權）人: 樂金顯示有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/28;H01L29/786;H01L29/423;H01L27/12;H01L21/84;H01L27/32;H01L51/56
• 代理公司: 北京律誠同業(yè)知識產(chǎn)權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國;鐘強

本申請要求2012年2月15日于韓國提交的韓國專利申請10-2012-0015290的權益，在此通過參考將其并入本文。

技術領域

本發(fā)明涉及一種薄膜晶體管（TFT）以及TFT陣列基板，更特別地，涉及一種使用銅信號線的TFT和TFT陣列基板及其制造方法。

背景技術

例如等離子體顯示面板（PDP）裝置、液晶顯示（LCD）裝置和有機發(fā)光二極管（OLED）裝置的平板顯示器受到廣泛的研究和使用。由于平板顯示器在厚度、重量和功耗方面具有優(yōu)勢，因此用作取代陰極射線管（CRT）的顯示器。

為了滿足大尺寸和高分辨率的平板顯示器的需求，需要降低信號線的寬度和增加信號線的長度，由此快速增大了線電阻且會發(fā)生壓降。

為了降低線電阻，將相對低阻的材料，例如銅（Cu）和銀（Ag）用于例如柵極線的信號線。特別是，Cu的圖案化工藝比Ag簡單，且Cu膜的電阻率（即2.1~2.3μΩcm）小于廣泛用作信號線的鋁膜的電阻率（即3.1μΩcm）。此外，Cu層比Al層對小丘問題（hillock?problem）具有更強的抵抗性。因此在用作信號線的材料方面Cu膜受到關注。

但是，Cu與玻璃的粘附性較差。因此，會發(fā)生Cu線自玻璃基板剝落的問題。此外，由于Cu離子尺寸小，因此Cu離子容易擴散通過氧化硅膜。因此，在形成氧化硅的絕緣層于Cu線上的情況下，Cu線的Cu離子會擴散到絕緣層中，使得絕緣層的絕緣性變差。

而且，由于Cu具有高氧化性，因此當暴露到空氣時Cu容易被氧化。被氧化的Cu增加了Cu線的電阻和應力，使得Cu線的電學特性變差。

發(fā)明內容

因此，本發(fā)明旨在提供一種薄膜晶體管、制造該薄膜晶體管的方法、以及制造平板顯示器的方法，其基本避免了由于現(xiàn)有技術的限制和不足導致的一個或多個問題。

本發(fā)明的一個目的是提供一種具有改進性能的陣列基板。

本發(fā)明的另一目的是提供一種能夠通過使用特別用于柵極的Cu層來防止壓降問題的平板顯示器。

具體地，本發(fā)明實現(xiàn)以下目標。

第一，存在由SiO₂制成的絕緣層自包括Cu的柵極剝落的問題。這可能是由于SiO₂和Cu之間粘附性較差導致的。這個問題導致Cu離子擴散到SiO₂中，這會降低絕緣性。第二，存在包括Cu的柵極自基板剝落的另一問題。這個問題也是由于Cu和例如由玻璃、塑料等制成的基板之間粘附性較差導致的。第三，必須改進包括Cu的柵極對氧化物和H₂O的抵抗性。這是由于Cu易被氧化。本發(fā)明解決了上述問題。

在下文描述中將列出本發(fā)明的其他特征和優(yōu)勢，且根據(jù)描述其一部分是顯而易見的，或者可通過實踐本發(fā)明獲知?？赏ㄟ^在所撰寫的說明書及其權利要求和所附附圖中特別指出的結構實現(xiàn)并獲得本發(fā)明目的和其它優(yōu)勢。

為了實現(xiàn)這些和其他優(yōu)勢且根據(jù)本發(fā)明的目的，如本文所體現(xiàn)且廣泛描述的，一種制造薄膜晶體管的方法包括：順序地在基板上形成第一金屬層和在第一金屬層上形成銅的第二金屬層；執(zhí)行等離子體工藝以在第二金屬層上形成氮化銅層；圖案化氮化銅層、第二金屬層和第一金屬層以形成柵極；在包括柵極的基板上形成氮化硅的第一柵極絕緣層；在第一柵極絕緣層上形成氧化硅的第二柵極絕緣層；在第二柵極絕緣層上形成由氧化物半導體材料形成的半導體層；和在半導體層上形成源極和漏極，所述源極與漏極分隔開。

另一方面，一種制造薄膜晶體管（TFT）陣列基板的方法包括：順序形成在基板上的第一金屬層和在第一金屬層上的銅的第二金屬層；執(zhí)行等離子體工藝以在第二金屬層上形成氮化銅層；圖案化氮化銅層、第二金屬層和第一金屬層以形成柵極線和柵極；在包括柵極線和柵極的基板上形成氮化硅的第一柵極絕緣層；在第一柵極絕緣層上形成氧化硅的第二柵極絕緣層；在第二柵極絕緣層上形成由氧化物半導體材料成的半導體層；在半導體層上形成蝕刻停止層；在半導體層上形成源極和漏極和在第二柵極絕緣層上形成數(shù)據(jù)線，所述源極與漏極通過插入兩者之間的蝕刻停止層而分隔開，且所述源極連接到數(shù)據(jù)線；和形成連接到漏極的像素電極。

另一方面，一種薄膜晶體管包括：在基板上的柵極，其中柵極包括由銅形成的第一層和第一層上由氮化銅形成的第二層；在包括柵極的基板上且由氮化硅形成的第一柵極絕緣層；在第一柵極絕緣層上且由氧化硅形成的第二柵極絕緣層；在第二柵極絕緣層上由氧化物半導體材料形成的半導體層；形成在半導體層上的蝕刻停止層；和形成在蝕刻停止層上且彼此間隔的源極和漏極。