阅读说明：本技术 一种薄膜晶体管基板及其制备方法 (Thin film transistor substrate and preparation method thereof ) 是由 张乐陶 张良芬 张晓星 于 2019-10-15 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种薄膜晶体管基板及其制备方法,薄膜晶体管基板包括依次设置的基板层、遮光层、缓冲层、有源层、栅极绝缘层、栅极层、层间介质层、源漏极层、钝化层和像素电极层,所述遮光层采用纳米核壳结构构成,所述纳米核壳结构包括纳米核和壳。本发明提供一种薄膜晶体管基板及其制备方法,采用核壳结构的纳米点作为遮光层,由于纳米核壳遮光层导电性差,不会与漏极产生电容耦合效应,可以省去为了将源极层和金属遮光层连接引入的两道黄光制程,从而减少了光罩的数量,降低了成本；另一方面,纳米核壳遮光层可以吸收短波光并将短波光转变为长波光,短波漏光不会在栅电极与遮光层之间来回反射,减少了漏光在有源层中多次反射造成的阈值电压负偏。(The invention provides a thin film transistor substrate and a preparation method thereof, wherein the thin film transistor substrate comprises a substrate layer, a shading layer, a buffer layer, an active layer, a grid insulation layer, a grid layer, an interlayer dielectric layer, a source drain layer, a passivation layer and a pixel electrode layer which are sequentially arranged, the shading layer is formed by adopting a nano core-shell structure, and the nano core-shell structure comprises a nano core and a shell. The invention provides a thin film transistor substrate and a preparation method thereof.A nano point with a core-shell structure is used as a shading layer, and because the nano core-shell shading layer has poor conductivity and cannot generate a capacitive coupling effect with a drain electrode, two yellow light processes introduced for connecting a source electrode layer and a metal shading layer can be omitted, so that the number of light shades is reduced, and the cost is reduced; on the other hand, the nano core-shell light shielding layer can absorb short-wave light and convert the short-wave light into long-wave light, the short-wave light leakage cannot be reflected back and forth between the gate electrode and the light shielding layer, and threshold voltage negative bias caused by multiple reflection of the light leakage in the active layer is reduced.)

一种薄膜晶体管基板及其制备方法

技术领域

本发明涉及显示面板技术领域，特别涉及一种薄膜晶体管基板及其制备方法。

背景技术

有源矩阵有机发光二极管(Active-matrix organic light-emitting diode，AMOLED)技术是面板行业的发展趋势，相比LCD而言，OLED具有结构简化，色域更广，响应时间更快等优点。在AMOLED的像素设计中，一般采用顶栅自对准型非晶氧化物TFT构成的像素电路来驱动OLED发光，但由于非晶氧化物对短波光非常敏感，器件的阈值电压会在光照的作用下减小，从而严重影响OLED的发光强度，因此制作背板时会先沉积金属遮光层保护TFT器件不受底部环境光影响。

图1所示为现有技术中薄膜晶体管基板的结构示意图，薄膜晶体管基板包括依次设置的基板层100、金属遮光层11、缓冲层12、有源层13、栅极绝缘层14、栅极层15、层间介质层16、漏极171、源极172、钝化层18和像素电极层19，由于金属遮光层11不吸收短波光，所以短波漏光会在栅极层15和金属遮光层11之间来回反射，造成的阈值电压负偏。

另外，为避免金属遮光层11与漏极171交叠电容的耦合效应，会在缓冲层12上开孔，将源极172和金属遮光层11连接，这会额外引入两道黄光制程，增加OLED背板的制作成本。

因此，确有必要来开发一种新型的薄膜晶体管基板，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种薄膜晶体管基板，其能够解决现有技术中金属遮光层与漏端交叠电容的耦合效应的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种薄膜晶体管基板，包括依次设置的基板层、遮光层、缓冲层、有源层、栅极绝缘层、栅极层、层间介质层、源漏极层、钝化层和像素电极层，所述遮光层采用纳米核壳结构构成，所述纳米核壳结构包括纳米核和壳。

进一步的，在其他实施方式中，其中所述纳米核为窄禁带半导体材料，所述壳为绝缘介质材料。

进一步的，在其他实施方式中，其中所述纳米核带隙小于2.5eV。

进一步的，在其他实施方式中，其中所述纳米核采用的材料包括砷化铟、磷化铟中的一种。

进一步的，在其他实施方式中，其中所述纳米核的直径范围为5-1000nm。

进一步的，在其他实施方式中，其中所述壳采用的材料包括氧化硅、氧化铝中的一种。

进一步的，在其他实施方式中，其中所述壳的厚度范围为3-200nm。

进一步的，在其他实施方式中，其中所述缓冲层完全覆盖所述遮光层。所述缓冲层为绝缘层，该设置方式使得所述缓冲层将所述遮光层和所述有源层完全隔绝开来。

进一步的，在其他实施方式中，其中所述所述纳米核壳遮光层完全覆盖所述有源层。所述有源层对短波光非常敏感，该设置方式能够使所述纳米核壳遮光层把从基板方向射进来的光线完全阻挡住。

进一步的，在其他实施方式中，其中所述基板采用的材料包括玻璃基板或柔性衬底中的一种。

进一步的，在其他实施方式中，其中所述缓冲层采用的材料包括氧化硅、氮化硅或氧化铝中的一种。

进一步的，在其他实施方式中，其中所述有源层采用的材料包括铟镓锌氧化物、铟锌氧化物、铟锌锡氧化物中的一种。

进一步的，在其他实施方式中，其中所述栅极绝缘层采用的材料包括氧化硅、氮化硅或氧化铝中的一种。

进一步的，在其他实施方式中，其中所述源漏极层采用的材料包括钼、铝、铜、钛金属中的一种。

进一步的，在其他实施方式中，其中所述层间介质层采用的材料包括氧化硅、氮化硅或氧化铝中的一种。

进一步的，在其他实施方式中，其中所述钝化层采用的材料包括氧化硅、氮化硅或氧化铝中的一种。

本发明的又一目的是提供一种制备本发明涉及的所述薄膜晶体管基板的方法，包括以下步骤：

步骤S1：提供一基板，在所述基板上制备纳米核壳遮光层。

步骤S2：将所述基板和纳米核壳遮光层放置在真空条件下进行退火；

步骤S3：在所述纳米核壳遮光层上制备缓冲层；

步骤S4：在所述缓冲层上依次制备有源层、栅极绝缘层和栅极层，并且对所述有源层图案非沟道区域进行导体化；

步骤S5：制备层间介质层，在所述层间介质层上设置第一过孔；

步骤S6：制备源漏极层，刻蚀后形成源漏极层图案；

步骤S7：制备钝化层，在所述钝化层上设置第二过孔；

步骤S8：制备像素电极层，通过刻蚀形成像素电极。

进一步的，在其他实施方式中，其中所述纳米核壳遮光层是采用喷墨打印方法或直接涂覆的方法中的一种。

进一步的，在其他实施方式中，其中所述真空条件的气压范围为10^-4-10³Pa。

进一步的，在其他实施方式中，其中所述退火温度范围为100-500℃。

进一步的，在其他实施方式中，其中制备所述缓冲层采用等离子体增强化学的气相沉积法或溅射方法。

进一步的，在其他实施方式中，其中制备所述栅极绝缘层采用等离子体增强化学的气相沉积法或溅射方法。

进一步的，在其他实施方式中，其中制备所述层间介质层采用等离子体增强化学的气相沉积法或溅射方法。

进一步的，在其他实施方式中，其中制备所述钝化层采用等离子体增强化学的气相沉积法或溅射方法。

相对于现有技术，本发明的有益效果在于：本发明提供一种薄膜晶体管基板及其制备方法，采用核壳结构的纳米点作为遮光层，由于纳米核壳遮光层导电性差，不会与漏极产生电容耦合效应，可以省去为了将源极层和金属遮光层连接引入的两道黄光制程，从而减少了光罩的数量，降低了成本；另一方面，纳米核壳遮光层可以吸收短波光并将短波光转变为长波光，短波漏光不会在栅电极与遮光层之间来回反射，减少了漏光在有源层中多次反射造成的阈值电压负偏。

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为现有技术中的薄膜晶体管基板的结构示意图；

图2为本发明实施例1提供的薄膜晶体管基板的结构示意图。

图3为本发明实施例1提供的薄膜晶体管基板的制备方法的流程图；

图4为本发明实施例1提供的制备方法中步骤S1时薄膜晶体管基板的结构示意图；

图5为本发明实施例1提供的制备方法中步骤S3时薄膜晶体管基板的结构示意图；

图6为本发明实施例1提供的制备方法中步骤S4时薄膜晶体管基板的结构示意图；

图7为本发明实施例1提供的制备方法中步骤S5时薄膜晶体管基板的结构示意图；

图8为本发明实施例1提供的制备方法中步骤S6时薄膜晶体管基板的结构示意图；

图9为本发明实施例1提供的制备方法中步骤S7时薄膜晶体管基板的结构示意图；

图10为本发明实施例1提供的制备方法中步骤S8时薄膜晶体管基板的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

这里所公开的具体结构和功能细节仅仅是代表性的，并且是用于描述本发明的示例性实施例的目的。但是本发明可以通过许多替换形式来具体实现，并且不应当被解释成仅仅受限于这里所阐述的实施例。

实施例1

本实施例提供一种薄膜晶体管基板，请参阅图2，图2所示为本实施例提供的薄膜晶体管基板的结构示意图，薄膜晶体管基板包括依次设置的基板层100、遮光层11、缓冲层12、有源层13、栅极绝缘层14、栅极层15、层间介质层16、源漏极层17、钝化层18和像素电极层19。

其中遮光层11采用纳米核壳结构构成，纳米核壳结构包括纳米核和壳，纳米核为窄禁带半导体材料，壳为绝缘介质材料。

纳米核带隙小于2.5eV，直径范围为5-1000nm，采用的材料可以为砷化铟或磷化铟，在此不做限定。

壳的厚度范围为3-200nm，采用的材料可以为氧化硅或氧化铝，在此不做限定。

其中缓冲层12完全覆盖遮光层11，缓冲层12为绝缘层，该设置方式使得缓冲层12将遮光层11和有源层13完全隔绝开来，避免遮光层11和有源层13接触。

其中纳米核壳遮光层11完全覆盖有源层13，因为有源层对短波光非常敏感，该设置方式能够使纳米核壳遮光层11把从基板方向射进来的光线完全阻挡住，纳米核壳遮光层11还能吸收短波漏光并将短波漏光转变为长波光，长波光在有源层中反射，且随着反射次数增加而减弱，从而不影响器件的阈值电压偏移。

在其他实施方式中，其中基板100采用的材料包括玻璃基板或柔性衬底中的一种，缓冲层12采用的材料包括氧化硅、氮化硅或氧化铝中的一种，有源层13采用的材料包括铟镓锌氧化物、铟锌氧化物、铟锌锡氧化物中的，栅极绝缘层14采用的材料包括氧化硅、氮化硅或氧化铝中的一种，源漏极17层采用的材料包括钼、铝、铜、钛金属中的一种，层间介质层16采用的材料包括氧化硅、氮化硅或氧化铝中的一种，钝化层18采用的材料包括氧化硅、氮化硅或氧化铝中的一种。

本实施例还提供一种薄膜晶体管基板的制备方法，请参阅图3，图3所示为本实施例提供的薄膜晶体管基板的制备方法的流程图，包括以下步骤：

请参阅图4，图4所示为本实施例提供的制备方法中步骤S1时薄膜晶体管基板的结构示意图；

步骤S1：提供一基板100，在基板100上制备纳米核壳遮光层11；

其中纳米核壳遮光层是采用喷墨打印方法或直接涂覆的方法中的一种。

其中纳米核壳的纳米核为窄禁带半导体材料，壳为绝缘介质材料；纳米核带隙小于2.5eV，直径范围为5-1000nm，采用的材料可以为砷化铟或磷化铟，在此不做限定。

壳的厚度范围为3-200nm，采用的材料可以为氧化硅或氧化铝，在此不做限定。

步骤S2：将基板100和纳米核壳遮光层11放置在真空条件下进行高温退火，使纳米核壳遮光层11的有机溶剂完全挥发；

其中真空条件的气压范围为10^-4-10³Pa，退火温度范围为100-500℃。

请参阅图5，图5所示为本实施例提供的制备方法中步骤S3时薄膜晶体管基板的结构示意图；

步骤S3：在纳米核壳遮光层11上制备缓冲层12；

其中制备缓冲层12采用等离子体增强化学的气相沉积法或溅射方法；缓冲层12完全覆盖遮光层11。

请参阅图6，图6所示为本实施例提供的制备方法中步骤S4时薄膜晶体管基板的结构示意图；

步骤S4：在缓冲层12上依次制备有源层13、栅极绝缘层14和栅极层15，并且对有源层13图案非沟道区域进行导体化；

其中制备栅极绝缘层14采用等离子体增强化学的气相沉积法或溅射方法；其中纳米核壳遮光层11完全覆盖有源层13，因为有源层对短波光非常敏感，该设置方式能够使纳米核壳遮光层11把从基板方向射进来的光线完全阻挡住，纳米核壳遮光层11还能吸收短波漏光并将短波漏光转变为长波光，长波光在有源层中反射，且随着反射次数增加而减弱，从而不影响器件的阈值电压偏移。

请参阅图7，图7所示为本实施例提供的制备方法中步骤S5时薄膜晶体管基板的结构示意图。

步骤S5：制备层间介质层16，在层间介质层16上设置第一过孔161；

其中制备层间介质层16采用等离子体增强化学的气相沉积法或溅射方法。

请参阅图8，图8所示为本实施例提供的制备方法中步骤S6时薄膜晶体管基板的结构示意图。

步骤S6：制备源漏极层17，刻蚀后形成源漏极层17图案；

由于纳米核壳遮光层11导电性差，不会与漏极层17中漏极产生电容耦合效应，可以省去为了将漏极层17中源极和遮光层连接引入的两道黄光制程，从而减少了光罩的数量，降低了成本。

请参阅图9，图9所示为本实施例提供的制备方法中步骤S7时薄膜晶体管基板的结构示意图。

步骤S7：制备钝化层18，在钝化层上18设置第二过孔181；

其中制备钝化层18采用等离子体增强化学的气相沉积法或溅射方法。

请参阅图10，图10所示为本实施例提供的制备方法中步骤S8时薄膜晶体管基板的结构示意图；

步骤S8：沉积像素电极层19，通过刻蚀形成像素电极。

本发明提供一种薄膜晶体管基板及其制备方法，采用核壳结构的纳米点作为遮光层，由于纳米核壳遮光层导电性差，不会与漏极产生电容耦合效应，可以省去为了将源极层和金属遮光层连接引入的两道黄光制程，从而减少了光罩的数量，降低了成本；另一方面，纳米核壳遮光层可以吸收短波光并将短波光转变为长波光，短波漏光不会在栅电极与遮光层之间来回反射，减少了漏光在有源层中多次反射造成的阈值电压负偏。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。