陣列基板及其制備方法以及液晶顯示器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及液晶顯示領(lǐng)域，特別是一種陣列基板。本發(fā)明還涉及這種陣列基板的制備方法和包括這種陣列基板的液晶顯示器。
【背景技術(shù)】
[0002]在液晶顯示領(lǐng)域中，低溫多晶硅(LTPS)技術(shù)是液晶顯示器的發(fā)展趨勢。在使用低溫多晶硅技術(shù)制備的薄膜晶體管中，電子迀移速率更快，這使得薄膜電路面積更小。因此，液晶顯示器具有更高的分辨率，性能也更穩(wěn)定。
[0003]在使用低溫多晶硅技術(shù)制備的薄膜晶體管中，在柵極、源極以及漏極之間設(shè)置有層間絕緣層(ILD)，以將柵極、源極以及漏極隔開。但是，在柵極與源極以及柵極與漏極之間會形成電容。這種電容會極大地影響液晶顯示器的顯示品質(zhì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述問題，本發(fā)明提出了一種陣列基板。在這種陣列基板中，填充在柵極與源極以及柵極與漏極之間層間絕緣層含有其他類型的摻雜元素。這些摻雜元素可降低層間絕緣層的介電常數(shù)，由此可降低形成在柵極與源極以及柵極與漏極之間的電容。此外，本發(fā)明還提出了包括這種陣列基板的液晶顯示器，以及制備這種陣列基板的方法。
[0005]根據(jù)發(fā)明的第一方面的陣列基板，包括:基底，在基底上設(shè)置有半導(dǎo)體層，處于半導(dǎo)體層上方的柵極，處于半導(dǎo)體層上方且分別處于柵極兩側(cè)的源極和漏極，處于柵極與源極、柵極與漏極之間的間隙內(nèi)的層間絕緣層，層間絕緣層包含降低其介電常數(shù)的摻雜元素。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的陣列基板，通過使層間絕緣層包含摻雜元素，可以顯著降低層間絕緣層的介電常數(shù)，由此可以大大降低柵極與源極以及柵極與漏極之間的耦合電容。由此，液晶顯示器的信號延遲的缺陷就會得到緩解，液晶顯示器的顯示品質(zhì)也因此會大幅提高。
[0007]在一個實施例中，層間絕緣層包括由氧硅化物形成的第一層間絕緣層，摻雜元素為摻雜在第一層間絕緣層內(nèi)的碳、氫和氟中的一種或幾種。在一個優(yōu)選的實施例中，層間絕緣層還包括處于第一層間絕緣層上方的由氮硅化合物形成的第二層間絕緣層，摻雜元素為摻雜在第二層間絕緣層內(nèi)的碳、氫和氟中的一種或幾種。申請人發(fā)現(xiàn)，在向第一層間絕緣層和第二層間絕緣層內(nèi)摻雜碳、氫和/或氟之后，第一層間絕緣層和第二層間絕緣層的介電常數(shù)都會降低。這樣，不但可以緩解信號延遲的缺陷，而且還可以減小第一層間絕緣層的厚度。由于氧硅化物的導(dǎo)熱系數(shù)較低，因此減小第一層間絕緣層的厚度非常有助于提高散熱性能。此外，第一層間絕緣層的厚度減小還使得第二層間絕緣層內(nèi)的氫能更迅速地擴散到半導(dǎo)體層內(nèi)。擴散到半導(dǎo)體層內(nèi)的氫能夠彌補半導(dǎo)體層內(nèi)的大量的晶體缺陷，由此大大提高了載流子在半導(dǎo)體層的迀移性能，這對提高液晶顯示器的顯示品質(zhì)也非常有幫助。在這種情況下，向第二層間絕緣層內(nèi)摻雜氫也是有益的，這使得能夠有更多的氫擴散到半導(dǎo)體層內(nèi)。由氮硅化合物形成的第二層間絕緣層具有非常高的耐高電壓特性，而且具有自氫化修補能力，這對于層間絕緣層而言非常重要。
[0008]在一個具體的實施例中，摻雜元素在層間絕緣層內(nèi)的物質(zhì)的量含量在10%到30%之間。申請人發(fā)現(xiàn)，如摻雜元素的含量低于10%，則難以降低層間絕緣層的介電常數(shù)，摻雜的作用也就難以顯示出來；而摻雜元素的含量高于30%時，就會破壞層間絕緣層基體的物質(zhì)結(jié)構(gòu)，難以起到絕緣的作用。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提出了一種制備如上文所述的陣列基板的方法，包括以下步驟，步驟一:在基底上制備半導(dǎo)體層，在半導(dǎo)體層上形成柵極、源極和漏極，步驟二:在半導(dǎo)體層上形成層間絕緣層，層間絕緣層填充了柵極與源極、柵極與漏極之間的間隙，形成層間絕緣層的原料包含有摻雜元素。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的這種方法，由于摻雜元素包含在形成層間絕緣層的原料內(nèi)，因此摻雜元素會均勻地分布在所制備的層間絕緣層內(nèi)。此外，生產(chǎn)者還可以可根據(jù)需要通過調(diào)節(jié)摻雜元素在形成層間絕緣層的原料內(nèi)的含量，來調(diào)節(jié)層間絕緣層內(nèi)的摻雜元素的含量，這大大方便了生產(chǎn)。
[0011]在一個實施例中，層間絕緣層包括由氧硅化物形成的第一層間絕緣層和處于第一層間絕緣層上方的由氮硅化合物形成的第二層間絕緣層，在步驟二中，首先以正硅酸乙酯和氧氣的混合物為第一主氣體，以甲烷和/或氟硅烷為第一摻雜氣體來制備第一層間絕緣層，然后以硅烷、氨氣和氮氣的混合物為第二主氣體，以甲烷和/或氟硅烷為第二摻雜氣體來制備第二層間絕緣層。根據(jù)這種方法，以正硅酸乙酯和氧氣為基礎(chǔ)生長出來的第一層間絕緣層具有低針孔密度、低氫氧含量，并且覆蓋性和均勻性也較好。由氮硅化合物形成的第二層間絕緣層具有非常高的耐高電壓特性，而且具有自氫化修補能力，這對于層間絕緣層而言非常重要。在向第一主氣體和第二主氣體內(nèi)摻雜有甲烷和/或氟硅烷后，在這種性質(zhì)良好的第一層間絕緣層和第一層間絕緣層的介電常數(shù)也會降低。
[0012]在一個具體的實施例中，第一摻雜氣體在第一主氣體內(nèi)的物質(zhì)的量的含量在10%到20%之間，第二摻雜氣體在第二主氣體內(nèi)的物質(zhì)的量的含量在5%到15%之間。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提出了另一種制備如上文所述的陣列基板的方法，包括以下步驟，步驟一:在基底上制備半導(dǎo)體層，在半導(dǎo)體層上形成柵極、源極和漏極，步驟二:在半導(dǎo)體層上形成層間絕緣層，層間絕緣層填充了柵極與源極、柵極與漏極之間的間隙，步驟三:以離子注入的方式向?qū)娱g絕緣層內(nèi)注入摻雜元素的原子。
[0014]使用離子注入的方式，能夠方便地控制層間絕緣層內(nèi)的摻雜元素的量和摻雜元素在層間絕緣層內(nèi)存在位置。對于有特性要求的陣列基板而言，這是非常重要的。
[0015]在一個實施例中，層間絕緣層包括由氧硅化物形成的第一層間絕緣層和處于第一層間絕緣層上方的由氮硅化合物形成的第二層間絕緣層，在步驟三中，摻雜元素的原子被注入到第一層間絕緣層內(nèi)和/或第二層間絕緣層內(nèi)。
[0016]在一個實施例中，摻雜元素為碳、氫和氟中的一種或幾種，在步驟三中，將甲烷和/或氟硅烷等離子化后，通過加速器加速并注入到層間絕緣層內(nèi)。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提出了一種液晶顯示器，其包括根據(jù)上文所述的陣列基板。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:根據(jù)本發(fā)明的陣列基板，通過使層間絕緣層包含摻雜元素，可以顯著降低層間絕緣層的介電常數(shù)，由此可以大大降低柵極與源極以及柵極與漏極之間的耦合電容。由此，液晶顯示器的信號延遲的缺陷就會得到緩解，液晶顯示器的顯不品質(zhì)也因此會大幅提尚。
【附圖說明】
[0019]在下文中將基于實施例并參考附圖來對本發(fā)明進行更詳細的描述。其中:
[0020]圖1示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的陣列基板。
[0021]在附圖中，相同的部件使用相同的附圖標(biāo)記。附圖并未按照實際的比例。
【具體實施方式】
[0022]下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
[0023]圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的陣列基板10的示意性的結(jié)構(gòu)。應(yīng)理解地是，陣列基板10可用于任何類型的液晶顯示器中，或者任何使用薄膜晶體管驅(qū)動的顯示裝置中。
[0024]如圖1所不，陣列基板I包括:基底10，在基底10上設(shè)置有半導(dǎo)體層11。在半導(dǎo)體層11上構(gòu)造有柵極12，并且柵極12與半導(dǎo)體層11通過絕緣層13隔開。在半導(dǎo)體層11的上方并且在柵極12的兩側(cè)構(gòu)造有源極14和漏極15。優(yōu)選地，在基底10和半導(dǎo)體層11之間還具有緩沖層16，在半導(dǎo)體層11的表面設(shè)置有絕緣層17。柵極12、源極14和漏極15均處于絕緣層17上，在這種情況下，源極14和漏極15借助于金屬電極18與半導(dǎo)體層11電連接。在一個具體的實施例中，基底10為玻璃基底、半導(dǎo)體層11為多晶硅層，絕緣層13為氮化硅(SiNx)層，緩沖層16為也為SiNx (氮化硅)層，絕緣層17為二氧化硅(S12)層，金屬電極18為鉬鉭電極(MoTa)。還如圖1所示，源極14和漏極15都與柵極12間隔開，在所形成的間隙內(nèi)填充有層間絕緣層21。
[0025]申請人發(fā)現(xiàn)，由于柵