一种用于金属氧化物TFT源漏电极图案化的增粘方法及TFT器件结构与流程

本发明属于薄膜晶体管（tft）显示面板制造，具体涉及一种用于金属氧化物tft源漏电极图案化的增粘方法及tft器件结构。

背景技术：

1、在底栅型金属氧化物tft制程中，源漏电极光刻直接在金属氧化物有源层与栅绝缘层表面进行，该步骤的光刻胶附着力直接决定源漏图形精度、刻蚀效果及器件最终良率。现有技术中，源漏电极光刻的增粘方式多采用单一hmds（六甲基二硅氮烷）气相处理，该方式虽能一定程度提升光刻胶与氧化物表面的附着力，但在实际量产过程中存在单一hmds增粘无法同时满足氧化物表面、金属台阶界面附着力与器件电学性能稳定的技术问题。

2、具体而言，单一hmds与金属氧化物表面羟基结合不致密，显影易出现浮胶、线尾剥离、断线；源漏金属台阶处界面应力集中，单一hmds对金属表面附着力不足，刻蚀易发生底切、胶层翘边；单一hmds与光刻胶交联作用弱，去胶后易产生残胶、颗粒污染；为提升附着力采用的强等离子预处理会损伤金属氧化物有源层载流子迁移率，导致器件阈值电压漂移、开态电流下降。

3、上述问题直接导致源漏电极光刻良率偏低、器件均匀性差，制约高分辨率氧化物tft面板的量产应用，需要进一步改进。

技术实现思路

1、本发明目的在于克服现有技术不足，提供一种用于金属氧化物 tft 源漏电极光刻的复合增粘工艺及tft器件结构，通过梯度界面改性与复合增粘层构建致密共价键合界面，解决单一hmds 增粘无法兼顾界面附着力、图形精度与器件电学性能稳定的技术问题，提升光刻良率与器件一致性。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种用于金属氧化物tft源漏电极光刻的复合增粘方法，包括以下步骤：

4、步骤1，对带有源漏电极、背沟道修饰层、金属氧化物有源层、栅绝缘层、栅极的基板进行低温脱水烘烤，烘烤温度100～150℃，时间300～600s；

5、步骤2，对脱水后的基板进行梯度气相增粘沉积，依次包括第一阶段纯hmds气相层处理、第二阶段复合增粘剂层蒸气处理，所述复合增粘剂层以hmds为主组分，有机钛偶联剂为辅组分；

6、步骤3，增粘沉积后对基板进行原位冷却，冷却至50℃以下并静置10～30s，立即旋涂光刻胶；

7、步骤4，对旋涂光刻胶后的基板进行软烘，随后依次进行曝光、显影、刻蚀、去胶，完成源漏电极光刻，形成源极和漏极。

8、本发明一优选实施例，步骤1中，低温脱水烘烤的真空度为500～1000mtorr，且烘烤温度不超过180℃，避免损伤金属氧化物有源层。

9、本发明一优选实施例，所述复合增粘剂层中，hmds的质量分数为70%～90%，有机钛偶联剂的质量分数为5%～20%，还包括1%～10%的低极性硅氧烷稀释剂。

10、本发明一优选实施例，步骤2中，第一阶段纯hmds气相层处理的温度为80～120℃，时间为30～60s；第二阶段复合增粘剂层蒸气处理的温度为90～110℃，时间为20～40s，且有机钛偶联剂的比例呈梯度提升。

11、本发明一优选实施例，步骤4中，软烘的温度为90～110℃，时间为60～120s；所述光刻胶为含环氧基/巯基的自增粘型正性光刻胶，与增粘层形成互穿网络。

12、一种用于金属氧化物tft源漏电极光刻的复合增粘剂，所述复合增粘剂如用于金属氧化物tft源漏电极光刻的复合增粘方法，其特征在于，包括主组分、辅组分和助剂，主组分为hmds，辅组分为有机钛偶联剂，助剂为低极性硅氧烷稀释剂，各组分质量分数满足：hmds70%～90%、有机钛偶联剂5%～20%、低极性硅氧烷稀释剂1%～10%。

13、本发明一优选实施例，所述有机钛偶联剂可替换为有机锆偶联剂，适配cu材质的源漏电极。

14、一种用于金属氧化物tft源漏电极光刻的复合增粘方法制备的金属氧化物tft器件结构，其特征在于，包括基板，基板上依次设置的栅极、栅绝缘层、金属氧化物有源层、背沟道修饰层、源漏电极、复合增粘层、光刻胶，复合增粘层依次包括第一阶段纯hmds气相层、第二阶段复合增粘剂层；所述复合增粘层厚度为1～5nm，呈梯度分布。

15、本发明一优选实施例，所述复合增粘层与所述金属氧化物有源层、所述栅绝缘层之间形成si-o-si共价键，与所述源漏电极之间形成ti-o-metal共价键，构成双功能键合界面。

16、本发明一优选实施例，所述复合增粘层中掺入1～3nm的sio2纳米粒子，用于提升增粘层的耐刻蚀性能；所述基板可为玻璃基板或柔性pi基板

17、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

18、1.复合增粘体系形成双共价键界面，附着力显著提升，消除浮胶、底切、残胶；

19、2.低温无等离子工艺，不损伤有源层，保障器件电学性能稳定；

20、3.梯度增粘层释放台阶应力，提升微细图形精度，cd loss 大幅降低；

21、4.兼容现有量产设备，材料易得，适配玻璃/柔性基板与多种源漏金属，工业化前景广阔。

22、5.本发明可直接应用于igzo等金属氧化物 tft 背板源漏电极光刻制程，提升高分辨率、窄线宽显示面板良率与一致性，可拓展至 mini/micro led驱动背板、高 ppi 面板及先进半导体光刻领域，推动显示产业向高精度、高良率方向发展。

1.一种用于金属氧化物tft源漏电极光刻的复合增粘方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的用于金属氧化物tft源漏电极光刻的复合增粘方法，其特征在于，步骤1中，低温脱水烘烤的真空度为500～1000mtorr，且烘烤温度不超过180℃，避免损伤金属氧化物有源层（4）。

3.根据权利要求1所述的用于金属氧化物tft源漏电极光刻的复合增粘方法，其特征在于，所述复合增粘剂层（8）中，hmds的质量分数为70%～90%，有机钛偶联剂的质量分数为5%～20%，还包括1%～10%的低极性硅氧烷稀释剂。

4.根据权利要求1所述的用于金属氧化物tft源漏电极光刻的复合增粘方法，其特征在于，步骤2中，第一阶段纯hmds气相层（7）处理的温度为80～120℃，时间为30～60s；第二阶段复合增粘剂层（8）蒸气处理的温度为90～110℃，时间为20～40s，且有机钛偶联剂的比例呈梯度提升。

5.根据权利要求1所述的用于金属氧化物tft源漏电极光刻的复合增粘方法，其特征在于，步骤4中，软烘的温度为90～110℃，时间为60～120s；所述光刻胶（9）为含环氧基/巯基的自增粘型正性光刻胶，与增粘层形成互穿网络。

6.一种用于金属氧化物tft源漏电极光刻的复合增粘剂，所述复合增粘剂用于权利要求1～5任一所述的用于金属氧化物tft源漏电极光刻的复合增粘方法，其特征在于，包括主组分、辅组分和助剂，主组分为hmds，辅组分为有机钛偶联剂，助剂为低极性硅氧烷稀释剂，各组分质量分数满足：hmds70%～90%、有机钛偶联剂5%～20%、低极性硅氧烷稀释剂1%～10%。

7.根据权利要求6所述的复合增粘剂，其特征在于，所述有机钛偶联剂可替换为有机锆偶联剂，适配cu材质的源漏电极（6）。

8.一种采用权利要求1～5任一所述的用于金属氧化物tft源漏电极光刻的复合增粘方法制备的金属氧化物tft器件结构，其特征在于，包括基板（1），基板（1）上依次设置的栅极（2）、栅绝缘层（3）、金属氧化物有源层（4）、背沟道修饰层（5）、源漏电极（6）、复合增粘层、光刻胶（9），复合增粘层依次包括第一阶段纯hmds气相层（7）、第二阶段复合增粘剂层（8）；所述复合增粘层厚度为1～5nm，呈梯度分布。

9.根据权利要求8所述的金属氧化物tft器件结构，其特征在于，所述复合增粘层与所述金属氧化物有源层（4）、所述栅绝缘层（3）之间形成si-o-si共价键，与所述源漏电极（6）之间形成ti-o-metal共价键，构成双功能键合界面。

10.根据权利要求8所述的金属氧化物tft器件结构，其特征在于，所述复合增粘层中掺入1～3nm的sio2纳米粒子，用于提升增粘层的耐刻蚀性能；所述基板（1）可为玻璃基板或柔性pi基板。