一種薄膜晶體管及其制備方法、顯示基板、顯示裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種薄膜晶體管及其制備方法、顯示基板、顯示裝置，屬于顯示【技術(shù)領(lǐng)域】，其可解決現(xiàn)有的薄膜晶體管、顯示基板、顯示裝置制程復(fù)雜，制作周期長(zhǎng)，良品率低，生產(chǎn)成本高的問(wèn)題。本發(fā)明的通過(guò)將保護(hù)層與氧化物有源層通過(guò)一次構(gòu)圖工藝形成氧化物有源層圖形，相對(duì)與現(xiàn)有技術(shù)節(jié)省了一次構(gòu)圖工藝，使薄膜晶體管的制程簡(jiǎn)單、周期短、良品率高、生產(chǎn)成本低；在含氧氣氛下進(jìn)行退火，能夠修復(fù)形成源、漏電極時(shí)等離子對(duì)氧化物有源層造成的損傷，同時(shí)，氧化物有源層和保護(hù)層在兩者相接觸的一側(cè)各形成一過(guò)渡區(qū)域，能夠降低薄膜晶體管的關(guān)態(tài)電流。
【專利說(shuō)明】一種薄膜晶體管及其制備方法、顯示基板、顯示裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于顯示【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種薄膜晶體管及其制備方法、顯示基板、顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，隨著平板顯示技術(shù)的不斷發(fā)展，大尺寸、高分辨率、3D液晶顯示器以及有機(jī)電致發(fā)光顯示(OLED)技術(shù)已經(jīng)成為主要發(fā)展方向，傳統(tǒng)的非晶硅薄膜晶體管已經(jīng)難以滿足相關(guān)技術(shù)要求，有源層為氧化物(如氧化銦鎵鋅(IGZ0，In-Ga-Zn-O))的薄膜晶體管作為最有希望成為下一代平板顯示器的薄膜晶體管，幾乎滿足上述所有的技術(shù)要求。如圖1所示，目前，氧化物(如氧化銦鎵鋅(IGZO))薄膜晶體管結(jié)構(gòu)示意圖，包括襯底基板1，以及設(shè)置在該襯底基板I上的柵極2，柵極2上設(shè)有柵極絕緣層3，柵極絕緣層3上設(shè)有氧化銦鎵鋅(IGZO)有源層4，有源層4上設(shè)有刻蝕阻擋層5用于保護(hù)有源層，防止刻蝕液腐蝕有源層4的溝道區(qū)，在刻蝕阻擋層5上設(shè)有源、漏電極6。
[0003]當(dāng)采用氧化銦鎵鋅(IGZO)作為薄膜晶體管有源層的溝道材料時(shí)，常采用如圖1所示的底柵結(jié)構(gòu)來(lái)制作，采用絕緣材料制備的刻蝕阻擋層5來(lái)保護(hù)氧化銦鎵鋅(IGZO)溝道材料不受源、漏電極6刻蝕液的腐蝕。由于刻蝕阻擋層5是采用絕緣材料制備的，需要在有源層4和源、漏電極6之間形成過(guò)孔，通過(guò)該過(guò)孔使有源層4和源、漏電極6電性連接。但該制作過(guò)程增加了單獨(dú)形成刻蝕阻擋層5的構(gòu)圖工藝步驟，導(dǎo)致氧化銦鎵鋅(IGZO)薄膜晶體管的制程復(fù)雜，制作周期延長(zhǎng)，良品率降低，生產(chǎn)成本增高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)的薄膜晶體管及其制備方法、顯示基板、顯示裝置中由于刻蝕阻擋層需要單獨(dú)構(gòu)圖工藝造成制程復(fù)雜，制作周期延長(zhǎng)，良品率降低，生產(chǎn)成本高的問(wèn)題，提供一種制程簡(jiǎn)單、周期短良品率高、生產(chǎn)成本低的薄膜晶體管及其制備方法、顯示基板、顯示裝置。
[0005]本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種上述薄膜晶體管的制備方法，包括:
[0006]在基板上形成氧化物有源層薄膜、保護(hù)層薄膜，所述保護(hù)層薄膜材料為氧化錫系材料，采用一次構(gòu)圖工藝同時(shí)對(duì)氧化物有源層薄膜、保護(hù)層薄膜進(jìn)行處理，形成氧化物有源層、保護(hù)層的圖形；
[0007]在保護(hù)層上形成源、漏電極薄膜，通過(guò)構(gòu)圖工藝對(duì)源、漏電極薄膜進(jìn)行處理，形成源、漏電極的圖形；
[0008]在含氧氣氛下進(jìn)行退火，所述氧化物有源層和保護(hù)層在兩者接觸面發(fā)生相互擴(kuò)散，在所述接觸面的兩側(cè)至少各形成一過(guò)渡區(qū)域，所述的過(guò)渡區(qū)域用于降低薄膜晶體管的關(guān)態(tài)電流。
[0009]優(yōu)選的是，所述保護(hù)層還包括遠(yuǎn)離氧化物有源層的非過(guò)渡區(qū)域，所述的非過(guò)渡區(qū)域是由含氧化錫系材料制備的。[0010]優(yōu)選的是，所述保護(hù)層由過(guò)渡區(qū)域構(gòu)成。
[0011]優(yōu)選的是，所述氧化錫系材料為氧化銦錫鋅、氧化鋁錫鋅、氧化鋅錫、氧化鎵錫、氧化銦鎵錫、氧化銦錫中的任意一種。
[0012]優(yōu)選的是，所述氧化物有源層的材料為氧化銦鎵鋅。
[0013]優(yōu)選的是，所述過(guò)渡區(qū)域包括氧化銦鎵錫鋅材料。
[0014]優(yōu)選的是，所述在含氧氣氛下進(jìn)行退火中所述含氧氣氛為1% -99%氧氣分壓氣氛或純氧氣氛。
[0015]優(yōu)選的是，所述在含氧氣氛下進(jìn)行退火的步驟中所述退火是在100-900°C退火溫度下進(jìn)行的。
[0016]優(yōu)選的是，所述的保護(hù)層是在含氧氣氛下沉積制備的，所述的含氧氣氛為1% -99%氧氣分壓氣氛或純氧氣氛。
[0017]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種顯示基板，包括:氧化物有源層、位于氧化物有源層之上的保護(hù)層及源、漏電極，所述氧化物有源層與保護(hù)層在兩者接觸面的兩側(cè)至少各包括一過(guò)渡區(qū)域，所述的過(guò)渡區(qū)域用于降低薄膜晶體管的關(guān)態(tài)電流。
[0018]優(yōu)選的是，所述保護(hù)層還包括遠(yuǎn)離氧化物有源層的非過(guò)渡區(qū)域，
[0019]所述過(guò)渡區(qū)域包含氧化錫系材料與所述氧化物有源層的材料退火發(fā)生相互擴(kuò)散形成的材料；所述的非過(guò)渡區(qū)域是由含氧化錫系材料制備的。
[0020]優(yōu)選的是，所述保護(hù)層由過(guò)渡區(qū)域構(gòu)成；所述過(guò)渡區(qū)域包含氧化錫系材料與所述氧化物有源層的材料退火發(fā)生相互擴(kuò)散形成的材料。
[0021]優(yōu)選的是，所述保護(hù)層一側(cè)與氧化物有源層接觸，所述保護(hù)層的另一側(cè)與所述源、漏接觸，所述氧化物有源層通過(guò)保護(hù)層分別與所述源、漏電極電連接。
[0022]優(yōu)選的是，所述氧化錫系材料為氧化銦錫鋅、氧化鋁錫鋅、氧化鋅錫、氧化鎵錫、氧化銦鎵錫、氧化銦錫中的任意一種。
[0023]優(yōu)選的是，所述氧化物有源層的材料為氧化銦鎵鋅。
[0024]進(jìn)一步優(yōu)選的是，所述保護(hù)層的厚度為l-100nm。
[0025]進(jìn)一步優(yōu)選的是，所述氧化物有源層的厚度為5_200nm。
[0026]優(yōu)選的是，所述氧化錫系材料與氧化物有源層的材料退火形成的過(guò)渡區(qū)域包括氧化銦鎵錫鋅材料。
[0027]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種顯示基板，所述的顯示基板包括上述的薄膜晶體管。
[0028]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種顯示裝置，所述的顯示裝置包括上述的顯示基板。
[0029]本發(fā)明的薄膜晶體管、顯示基板、顯示裝置，由于保護(hù)層采用對(duì)常規(guī)源、漏電極刻蝕液不敏感的氧化錫系材料，在制作源、漏電極時(shí)，位于氧化物有源層之上的氧化錫系保護(hù)層能保護(hù)氧化物有源層免受源、漏電極刻蝕液的影響；并且相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中采用的絕緣的刻蝕阻擋層，氧化錫系保護(hù)層為半導(dǎo)體材料，與氧化物有源層和源、漏電極有很好的電學(xué)匹配，因此實(shí)現(xiàn)源、漏電極與氧化物有源層電性連接無(wú)需制備過(guò)孔，保護(hù)層和氧化物有源層可采用一次構(gòu)圖工藝形成，與現(xiàn)有技術(shù)相比，省去了刻蝕阻擋層單獨(dú)形成的光照制成，減少一次構(gòu)圖工藝，保證了產(chǎn)品的制程簡(jiǎn)單、周期短、良品率高、生產(chǎn)成本低；并且，在含氧氣氛下進(jìn)行退火，能夠修復(fù)沉積源、漏電極薄膜時(shí)等離子對(duì)有源層的損傷，同時(shí)，氧化物有源層和保護(hù)層在兩者相接觸的一側(cè)各形成一過(guò)渡區(qū)域，能夠降低薄膜晶體管的關(guān)態(tài)電流。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中氧化物薄膜晶體管結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1中氧化物薄膜晶體管制備柵極后結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖3為本發(fā)明實(shí)施例1中氧化物薄膜晶體管制備柵極絕緣層后結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖4為本發(fā)明實(shí)施例1中氧化物薄膜晶體管制備氧化物有源層及保護(hù)層后結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖5為本發(fā)明實(shí)施例1中氧化物薄膜晶體管制備源、漏電極并退火后結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖6為本發(fā)明實(shí)施例1中氧化銦鎵鋅(IGZO)薄膜晶體管未經(jīng)退火的轉(zhuǎn)移電流特性曲線(Ids-Vgs) ο
[0036]圖7為本發(fā)明實(shí)施例1中氧化銦鎵鋅(IGZO)薄膜晶體管經(jīng)過(guò)退火后的轉(zhuǎn)移電流特性曲線(Ids-Vgs) ο
[0037]圖8為本發(fā)明實(shí)施例2中氧化物薄膜晶體管結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038]其中:
[0039]1.襯底基板；2.柵極；3.柵極絕緣層；4.有源層；5.保護(hù)層(刻蝕阻擋層)；
6.源、漏電極；7.平坦化層；8.過(guò)渡區(qū)域。
【具體實(shí)施方式】
[0040]為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0041]實(shí)施例1
[0042]本實(shí)施例提供一種薄膜晶體管的制備方法，包括:
[0043]在基板上形成氧化物有源層薄膜、保護(hù)層薄膜，所述保護(hù)層薄膜材料為氧化錫系材料，采用一次構(gòu)圖工藝同時(shí)對(duì)氧化物有源層薄膜、保護(hù)層薄膜進(jìn)行處理，形成氧化物有源層、保護(hù)層的圖形；
[0044]在保護(hù)層上形成源、漏電極薄膜，通過(guò)構(gòu)圖工藝對(duì)源、漏電極薄膜進(jìn)行處理，形成源、漏電極的圖形；
[0045]在含氧氣氛下進(jìn)行退火，所述氧化物有源層和保護(hù)層在兩者接觸面發(fā)生相互擴(kuò)散，在所述接觸面的兩側(cè)至少各形成一過(guò)渡區(qū)域，所述的過(guò)渡區(qū)域用于降低薄膜晶體管的關(guān)態(tài)電流。
[0046]本發(fā)明實(shí)施例薄膜晶體管的制作方法中，由于保護(hù)層采用對(duì)常規(guī)源、漏電極刻蝕液不敏感的氧化錫系材料，在制作源、漏電極時(shí)，位于氧化物有源層之上的氧化錫系保護(hù)層能保護(hù)氧化物有源層免受源、漏電極刻蝕液的影響；并且相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中采用的絕緣的刻蝕阻擋層，氧化錫系保護(hù)層為半導(dǎo)體材料，與氧化物有源層和源、漏電極有很好的電學(xué)匹配，因此實(shí)現(xiàn)源、漏電極與氧化物有源層電性連接無(wú)需制備過(guò)孔，保護(hù)層和氧化物有源層可采用一次構(gòu)圖工藝形成，與現(xiàn)有技術(shù)相比，省去了刻蝕阻擋層單獨(dú)形成的構(gòu)圖工藝，減少一次構(gòu)圖工藝，保證了產(chǎn)品的制程簡(jiǎn)單、周期短、良品率高、生產(chǎn)成本低；并且，在含氧氣氛下進(jìn)行退火，能夠修復(fù)沉積源、漏電極薄膜時(shí)等離子對(duì)有源層的損傷；并且，未經(jīng)在含氧氣氛下退火工藝制作的薄膜晶體管關(guān)態(tài)電流非常高，薄膜晶體管的開(kāi)關(guān)特性較差，在含氧氣氛下進(jìn)行退火工藝處理時(shí)，氧化物有源層和保護(hù)層在兩者接觸面發(fā)生相互擴(kuò)散，在兩者相接觸的一側(cè)各形成一過(guò)渡區(qū)域，能夠降低薄膜晶體管的關(guān)態(tài)電流。
[0047]優(yōu)選的，所述保護(hù)層還包括遠(yuǎn)離氧化物有源層的非過(guò)渡區(qū)域，所述的非過(guò)渡區(qū)域是由含氧化錫系材料制備的?？刂票Ｗo(hù)層的厚度和退火工藝條件使保護(hù)層形成部分區(qū)域?yàn)檫^(guò)渡區(qū)域的結(jié)構(gòu)，即靠近有源層的部分為過(guò)渡區(qū)域，遠(yuǎn)離有源層的部分為非過(guò)渡區(qū)域，有源層的材料沒(méi)有擴(kuò)散至該非過(guò)渡區(qū)域，非過(guò)渡區(qū)域由氧化錫系材料構(gòu)成。
[0048]優(yōu)選的，所述保護(hù)層由過(guò)渡區(qū)域構(gòu)成，也就是說(shuō)，在本發(fā)明實(shí)施例薄膜晶體管的制作方法中，可通過(guò)控制保護(hù)層的厚度和退火工藝條件使得氧化錫系保護(hù)層材料完全與氧化物有源層材料進(jìn)行相互擴(kuò)散，保護(hù)層完全轉(zhuǎn)變?yōu)檫^(guò)渡區(qū)域。
[0049]優(yōu)選的，所述氧化錫系材料為氧化銦錫鋅、氧化鋁錫鋅、氧化鋅錫、氧化鎵錫、氧化銦鎵錫、氧化銦錫中的任意一種。
[0050]優(yōu)選的，所述氧化物有源層的材料為氧化銦鎵鋅。
[0051]優(yōu)選的，所述在含氧氣氛下進(jìn)行退火中所述含氧氣氛為1% -99%氧氣分壓氣氛或純氧氣氛，在含氧氣氛退火能夠有利于修復(fù)有源層損傷。
[0052]優(yōu)選的，所述在含氧氣氛下進(jìn)行退火的步驟中所述退火是在100-900°C退火溫度下進(jìn)行的，此溫度下退火，保護(hù)層和氧化物有源層在兩者接觸面發(fā)生相互擴(kuò)散，在兩者相接觸的一側(cè)各形成一過(guò)渡區(qū)域，可降低薄膜晶體管的關(guān)態(tài)電流。
[0053]優(yōu)選的，所述的保護(hù)層是在含氧氣氛下沉積制備的，所述的含氧氣氛為1% -99%氧氣分壓氣氛或純氧氣氛，在含氧氣氛下沉積得到的保護(hù)層含氧量高，為富氧的材料層。在含氧氣氣氛中退火，富氧的保護(hù)層中的部分氧運(yùn)動(dòng)到氧化物有源層或使有源層內(nèi)部的氧運(yùn)動(dòng)從而與氧化物有源層中的金屬鍵合，使有源層得到修復(fù)，改善薄膜晶體管的特性。
[0054]下面以底柵型并且氧化物有源層為IGZO的薄膜晶體管的制備方法為例進(jìn)行說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解的是對(duì)于頂柵型也是適用的，具體包括以下步驟:
[0055]I):制作金屬柵極
[0056]如圖2所示，首先對(duì)襯底基板I進(jìn)行清洗，然后用進(jìn)行磁控濺射沉積柵極2金屬膜，并采用構(gòu)圖工藝(包括光刻膠涂布、掩模、曝光、顯影、刻蝕、光刻膠剝離等部分或全部工藝)形成柵極2的圖形。柵極2金屬以及連接金屬可采用Cr、T1、Mo、W、Al、Cu等金屬材料或合金材料及其它復(fù)合導(dǎo)電材料制作。上述的柵極2金屬膜可以是一層或多層結(jié)構(gòu)，厚度為Ι-lOOOnm，本實(shí)施例優(yōu)選為柵極2金屬膜的厚度優(yōu)選為700nm。
[0057]2):制作柵極絕緣層
[0058]如圖3所示，采用化學(xué)氣相沉積(CVD)技術(shù)沉積柵極絕緣層3，并采用構(gòu)圖工藝形成柵極絕緣層3的圖形。柵極絕緣層3可采用Si0x、SiNx、Si0Nx、A10x等其中的一種或多種絕緣材料制作，本實(shí)施例柵極絕緣層3采用SiOx。柵極絕緣層3可以是一層或多層結(jié)構(gòu)，厚度為l_500nm ;本實(shí)施例優(yōu)選為柵極金屬膜的厚度優(yōu)選為300nm。
[0059]3):制作有源層及保護(hù)層
[0060]如圖4所示，采用磁控濺射技術(shù)首先沉積氧化銦鎵鋅(IGZO)有源層4，然后在含氧氣氛下沉積納米級(jí)厚度的保護(hù)層5，其中，氧氣分壓為1% -99%的氣氛，本實(shí)施例優(yōu)選為50%的氧氣分壓，在含氧氣氛中沉積形成的保護(hù)層5具有較高的氧含量，在后續(xù)含氧氣氛的退火工藝中，能使富氧的保護(hù)層5中的部分氧運(yùn)動(dòng)到有源層4或使有源層4內(nèi)部的氧運(yùn)動(dòng)從而與金屬鍵合，從而使有源層4得到修復(fù)，從而改善薄膜晶體管的特性；保護(hù)層5的厚度為Ι-lOOnm，本實(shí)施例優(yōu)選為50nm，優(yōu)選的，保護(hù)層5可以采用氧化錫系材料制備的，氧化錫系材料對(duì)常規(guī)源、漏電極刻蝕液不敏感，在制作源、漏電極時(shí)，位于氧化物有源層之上的氧化錫系保護(hù)層能保護(hù)氧化物有源層免受源、漏電極刻蝕液的影響。優(yōu)選的，所述氧化錫系材料為氧化銦錫鋅(ITZO)、氧化鋁錫鋅(ATZO)、氧化鋅錫(ZTO)、氧化鎵錫(GTO)、氧化銦鎵錫(IGTO)、氧化銦錫(ITO)中的任意一種。本實(shí)施例采用氧化銦錫鋅(ITZO)材料來(lái)制備保護(hù)層5。
[0061]將上述的氧化物有源層4及保護(hù)層5采用構(gòu)圖工藝形成氧化物有源層4和保護(hù)層5的圖形，此時(shí)，有源層4被保護(hù)層5覆蓋，能避免在形成源、漏極時(shí)金屬刻蝕液對(duì)氧化物有源層4(氧化銦鎵鋅)的腐蝕；并且在本次構(gòu)圖工藝過(guò)程中，保護(hù)層同樣能夠阻止刻蝕液對(duì)位于保護(hù)層之下的氧化物有源層的損傷。
[0062]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中采用的絕緣的刻蝕阻擋層，ITZO保護(hù)層5為半導(dǎo)體材料，與氧化物有源層4和源、漏電極有很好的電學(xué)匹配，因此實(shí)現(xiàn)源、漏電極與氧化物有源層4電性連接無(wú)需制備過(guò)孔，保護(hù)層5和氧化物有源層4可采用一次構(gòu)圖工藝形成，與現(xiàn)有技術(shù)相t匕，省去了刻蝕阻擋層單獨(dú)形成的光照制成，減少一次構(gòu)圖工藝，保證了產(chǎn)品的制程簡(jiǎn)單、周期短、良品率高、生產(chǎn)成本低。由于具體制作方法和技術(shù)效果基本相同，本發(fā)明實(shí)施例具體介紹了以ITZO為保護(hù)層的薄膜晶體管的制作方法，應(yīng)當(dāng)理解的是，其他氧化錫系材料同樣為本發(fā)明保護(hù)范圍。
[0063]4):制作源、漏極，并退火
[0064]如圖5所示，采用磁控濺射技術(shù)沉積源、漏電極6金屬膜，源、漏電極6以及連接金屬可采用Cr、T1、Mo、W、Al、Cu等金屬材料或合金材料及其它復(fù)合導(dǎo)電材料。源、漏電極6可以是一層或多層結(jié)構(gòu)，厚度為Ι-lOOOnm，本實(shí)施例源、漏電極6的厚度800nm;采用構(gòu)圖工藝，形成源、漏電極6的圖形。然后，在含氧氣氣氛中進(jìn)行退火，退火溫度為100-900°C，本實(shí)施例中退火溫度為300-500°C，氧氣分壓為1% -99%的氣氛，本實(shí)施例優(yōu)選為60%的氧氣分壓，含氧氣氛中退火使得氧化物有源層得到補(bǔ)氧修復(fù)，提升薄膜晶體管的性能。本實(shí)施例還可以是其它可以補(bǔ)氧修復(fù)有源層的氣氛，在此不作限定。
[0065]由于采用磁控濺射技術(shù)沉積源、漏電極金屬時(shí)，等離子對(duì)氧化物有源層4會(huì)造成損傷，如當(dāng)氧化物有源層4為氧化銦鎵鋅(IGZO)時(shí)，等離子會(huì)對(duì)IGZO材料中的0-1n，0-Ga，
O-Zn鍵造成損傷，例如，上述鍵斷裂使氧產(chǎn)生擴(kuò)散，而在含氧氣氣氛中退火，能使富氧的保護(hù)層5中的部分氧運(yùn)動(dòng)到有源層4或使有源層4內(nèi)部的氧運(yùn)動(dòng)從而與上述的金屬鍵合，使有源層4得到修復(fù)，改善薄膜晶體管的特性；同時(shí)，退火時(shí)較高的溫度使氧化物有源層4 (氧化銦鎵鋅)和保護(hù)層5 (如氧化銦錫鋅)內(nèi)的物質(zhì)發(fā)生相互擴(kuò)散，并分別在氧化物有源層4與保護(hù)層5中兩者相接觸的一側(cè)各形成過(guò)渡區(qū)域8，該過(guò)渡區(qū)域8包含由于擴(kuò)散形成的氧化銦鎵錫鋅(InGaZnSnO)材料，如圖6和圖7所示，圖6示出了未經(jīng)含氧氣氛退火工藝得到的薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移特性曲線，從圖6中可以看出，未經(jīng)退火工藝得到的薄膜晶體管的關(guān)態(tài)電流很大，幾乎與開(kāi)態(tài)電流在同一個(gè)數(shù)量級(jí)，導(dǎo)致制備的薄膜晶體管缺乏開(kāi)關(guān)特性而不能正常使用。經(jīng)過(guò)含氧氣氛退火得到的薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移特性曲線如圖7所示，可以看出，本實(shí)施例的薄膜晶體管經(jīng)含氧氣氛退火后，其關(guān)態(tài)電流較退火之前(參考圖6)有明顯的降低，因此退火形成的過(guò)渡區(qū)域能夠降低薄膜晶體管的關(guān)態(tài)電流。
[0066]應(yīng)當(dāng)理解的是，上述的保護(hù)層5可以全部由過(guò)渡區(qū)域8構(gòu)成，也就是說(shuō)，可以控制保護(hù)層的厚度和退火工藝條件使得氧化錫系保護(hù)層材料完全與氧化物有源層材料進(jìn)行相互擴(kuò)散，保護(hù)層完全轉(zhuǎn)變?yōu)檫^(guò)渡區(qū)域8 ;當(dāng)然，控制保護(hù)層的厚度和退火工藝條件也可以使保護(hù)層5形成部分區(qū)域?yàn)檫^(guò)渡區(qū)域8的結(jié)構(gòu)，即靠近有源層4的部分為過(guò)渡區(qū)域8，遠(yuǎn)離有源層4的部分為非過(guò)渡區(qū)域，有源層4的材料沒(méi)有擴(kuò)散至該非過(guò)渡區(qū)域，非過(guò)渡區(qū)域由氧化錫系材料構(gòu)成。
[0067]同時(shí)，保護(hù)層5和源、漏電極6之間也會(huì)發(fā)生物質(zhì)的相互擴(kuò)散，能改善源、漏電極與有源層4的歐姆接觸。
[0068]本發(fā)明實(shí)施例以氧化物有源層為IGZ0，保護(hù)層為ITZO為例介紹了薄膜晶體管的制作方法。應(yīng)用本發(fā)明制作方法在采用其他氧化物有源層材料(如氮氧化鋅等)，保護(hù)層采用其他氧化錫系材料時(shí)，該方法同樣具有減少構(gòu)圖工藝、在含氧氣氛中退火同樣具有修復(fù)沉積源、漏電極薄膜時(shí)等離子對(duì)有源層的損傷并且氧化物有源層和保護(hù)層在兩者相接觸的一側(cè)各形成一過(guò)渡區(qū)域，能夠降低薄膜晶體管的關(guān)態(tài)電流的技術(shù)效果，因此，其他氧化物有源層材料(如氮氧化鋅等)，其他氧化錫系材料同樣為本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0069]實(shí)施例2
[0070]如圖8所示，實(shí)施例提供一種薄膜晶體管，包括:氧化物有源層4、位于氧化物有源層4之上的保護(hù)層5及源、漏電極6，所述氧化物有源層4與保護(hù)層5在兩者接觸面的兩側(cè)至少各包括一過(guò)渡區(qū)域8，所述的過(guò)渡區(qū)域8用于降低薄膜晶體管的關(guān)態(tài)電流。本發(fā)明實(shí)施例中的薄膜晶體管的具體制作過(guò)程可參照實(shí)施例1中的方法，在此不再贅述。
[0071 ] 具體地，所述保護(hù)層還包括遠(yuǎn)離氧化物有源層4的非過(guò)渡區(qū)域，所述過(guò)渡區(qū)域8包含氧化錫系材料與所述氧化物有源層的材料退火發(fā)生相互擴(kuò)散形成的材料；所述的非過(guò)渡區(qū)域是由含氧化錫系材料制備的。
[0072]本實(shí)施以底柵型薄膜晶體管為例介紹，應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)于頂柵型薄膜晶體管也是適用的。
[0073]優(yōu)選的，所述保護(hù)層5由過(guò)渡區(qū)域8構(gòu)成，也就是說(shuō)全部的保護(hù)層5都是由過(guò)渡區(qū)域8構(gòu)成；所述過(guò)渡區(qū)域8包含氧化錫系材料與所述氧化物有源層的材料退火發(fā)生相互擴(kuò)散形成的材料。
[0074]優(yōu)選的，所述保護(hù)層5 —側(cè)與氧化物有源層4接觸，所述保護(hù)層5的另一側(cè)與所述源、漏電極6接觸，所述氧化物有源層4通過(guò)保護(hù)層5分別與所述源、漏電極6電連接。
[0075]優(yōu)選的，所述氧化錫系材料為氧化銦錫鋅(ITZO)、氧化鋁錫鋅(ATZO)、氧化鋅錫(ZTO)、氧化鎵錫(GTO)、氧化銦鎵錫(IGTO)、氧化銦錫(ITO)中的任意一種。
[0076]優(yōu)選的，所述氧化物有源層4的材料為氧化銦鎵鋅。
[0077]應(yīng)當(dāng)理解的是，其它的元素半導(dǎo)體或化合物半導(dǎo)體用于制備有源層，其它非晶態(tài)，多晶態(tài)，單晶態(tài)以及混合態(tài)半導(dǎo)體也可以用于制備有源層。
[0078]優(yōu)選的，所述保護(hù)層5的厚度為l-100nm。
[0079]優(yōu)選的，所述有源層4的厚度為5_200nm。
[0080]優(yōu)選的，當(dāng)所述氧化物有源層材料為IGZO時(shí)，所述氧化錫系材料與氧化物有源層4的材料退火形成包含氧化銦鎵錫鋅的材料層，過(guò)渡區(qū)域的形成能夠降低薄膜晶體管的關(guān)態(tài)電流。
[0081 ] 本實(shí)施例中的薄膜晶體管的過(guò)渡區(qū)域8為保護(hù)層5材料和氧化物有源層4的材料退火發(fā)生相互擴(kuò)散形成的，與未經(jīng)在含氧氣氛下退火工藝得到的薄膜晶體管相比，本發(fā)明實(shí)施例中的薄膜晶體管具有較低的關(guān)態(tài)電流，薄膜晶體管的特性優(yōu)異。
[0082]另外，由于保護(hù)層5是采用氧化錫系材料制備的，氧化錫系材料對(duì)于源、漏極刻蝕液有良好的阻隔作用，在制作薄膜晶體管過(guò)程中，保護(hù)層的設(shè)置使氧化物有源層4的性能不受源、漏極刻蝕液的影響，并且，由氧化錫系材料制成的保護(hù)層5除能保護(hù)氧化物有源層4免受源、漏極刻蝕液腐蝕外，還能阻止后續(xù)功能層在制備時(shí)對(duì)氧化物有源層4的影響，例如，源、漏電極6濺射成膜的影響。
[0083]另外，現(xiàn)有技術(shù)的刻蝕阻擋層5通常采用絕緣材料制備的，需要在刻蝕阻擋層5上形成過(guò)孔，通過(guò)該過(guò)孔使有源層4和源、漏電極6電性連接，因此需要刻蝕阻擋層5單獨(dú)構(gòu)圖工藝，而本實(shí)施例中保護(hù)層5是采用氧化錫系材料制備的，具有半導(dǎo)體性質(zhì)，保護(hù)層5可以與氧化物有源層4采用一次構(gòu)圖工藝完成圖形化，減少了一次構(gòu)圖工藝，簡(jiǎn)化了薄膜晶體管的制程，縮短了薄膜晶體管制作周期，同時(shí)也提高了良品率，降低了生產(chǎn)成本。因此本發(fā)明實(shí)施例中的制程簡(jiǎn)單，良品率高，生產(chǎn)成本低。
[0084]實(shí)施例3
[0085]本實(shí)施例提供一種顯示基板，所述的顯示基板包括上述的薄膜晶體管，其它必要的功能層和連接線。
[0086]本發(fā)明實(shí)施例提供的顯示基板具有制程簡(jiǎn)單，良品率高，生產(chǎn)成本低的優(yōu)點(diǎn)。
[0087]實(shí)施例4
[0088]本實(shí)施例提供一種顯示裝置，其特征在于，所述的顯示裝置包括上述的顯示基板。本發(fā)明實(shí)施例提供的顯示裝置具有制程簡(jiǎn)單，良品率高，生產(chǎn)成本低的優(yōu)點(diǎn)。
[0089]應(yīng)當(dāng)理解的是，顯示裝置可以包括液晶電視、高清晰度數(shù)字電視、電腦(臺(tái)式和筆記本)、手機(jī)、PDA、GPS、車載顯示、投影顯示、攝像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、電子手表、計(jì)算器、電子儀器、儀表、公共顯示和虛幻顯示等。
[0090]可以理解的是，以上實(shí)施方式僅僅是為了說(shuō)明本發(fā)明的原理而采用的示例性實(shí)施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實(shí)質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種薄膜晶體管的制備方法，其特征在于，包括: 在基板上形成氧化物有源層薄膜、保護(hù)層薄膜，所述保護(hù)層薄膜材料為氧化錫系材料，采用一次構(gòu)圖工藝同時(shí)對(duì)氧化物有源層薄膜、保護(hù)層薄膜進(jìn)行處理，形成氧化物有源層、保護(hù)層的圖形； 在保護(hù)層上形成源、漏電極薄膜，通過(guò)構(gòu)圖工藝對(duì)源、漏電極薄膜進(jìn)行處理，形成源、漏電極的圖形； 在含氧氣氛下進(jìn)行退火，所述氧化物有源層和保護(hù)層在兩者接觸面發(fā)生相互擴(kuò)散，在所述接觸面的兩側(cè)至少各形成一過(guò)渡區(qū)域，所述的過(guò)渡區(qū)域用于降低薄膜晶體管的關(guān)態(tài)電流。
2.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管的制備方法，其特征在于，所述保護(hù)層還包括遠(yuǎn)離氧化物有源層的非過(guò)渡區(qū)域，所述的非過(guò)渡區(qū)域是由含氧化錫系材料制備的。
3.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管的制備方法，其特征在于，所述保護(hù)層由過(guò)渡區(qū)域構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求1-3任一所述的薄膜晶體管的制備方法，其特征在于，所述氧化錫系材料為氧化銦錫鋅、氧化鋁錫鋅、氧化鋅錫、氧化鎵錫、氧化銦鎵錫、氧化銦錫中的任意一種。
5.如權(quán)利要求4所述的薄膜晶體管的制備方法，其特征在于，所述氧化物有源層的材料為氧化銦鎵鋅。
6.如權(quán)利要求5所述的薄膜晶體管的制備方法，其特征在于，所述過(guò)渡區(qū)域包括氧化銦鎵錫鋅材料。
7.如權(quán)利要求1_3、5、6任一所述的薄膜晶體管的制備方法，其特征在于，所述在含氧氣氛下進(jìn)行退火中所述含氧氣氛為1% -99%氧氣分壓氣氛或純氧氣氛。
8.如權(quán)利要求1_3、5、6任一所述的薄膜晶體管的制備方法，其特征在于，所述在含氧氣氛下進(jìn)行退火的步驟中所述退火是在100-900°C退火溫度下進(jìn)行的。
9.如權(quán)利要求1_3、5、6任一所述的薄膜晶體管的制備方法，其特征在于，所述的保護(hù)層是在含氧氣氛下沉積制備的，所述的含氧氣氛為1% -99%氧氣分壓氣氛或純氧氣氛。
10.一種薄膜晶體管，其特征在于，包括:氧化物有源層、位于氧化物有源層之上的保護(hù)層及源、漏電極，所述氧化物有源層與保護(hù)層在兩者接觸面的兩側(cè)至少各包括一過(guò)渡區(qū)域，所述的過(guò)渡區(qū)域用于降低薄膜晶體管的關(guān)態(tài)電流。
11.如權(quán)利要求10所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述保護(hù)層還包括遠(yuǎn)離氧化物有源層的非過(guò)渡區(qū)域， 所述過(guò)渡區(qū)域包含氧化錫系材料與所述氧化物有源層的材料退火發(fā)生相互擴(kuò)散形成的材料；所述的非過(guò)渡區(qū)域是由含氧化錫系材料制備的。
12.如權(quán)利要求10所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述保護(hù)層由過(guò)渡區(qū)域構(gòu)成；所述過(guò)渡區(qū)域包含氧化錫系材料與所述氧化物有源層的材料退火發(fā)生相互擴(kuò)散形成的材料。
13.如權(quán)利要求10所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述保護(hù)層一側(cè)與氧化物有源層接觸，所述保護(hù)層的另一側(cè)與所述源、漏接觸，所述氧化物有源層通過(guò)保護(hù)層分別與所述源、漏電極電連接。
14.如權(quán)利要求11或12所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述氧化錫系材料為氧化銦錫鋅、氧化鋁錫鋅、氧化鋅錫、氧化鎵錫、氧化銦鎵錫、氧化銦錫中的任意一種。
15.如權(quán)利要求14所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述氧化物有源層的材料為氧化銦鎵鋅。
16.如權(quán)利要求15所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述保護(hù)層的厚度為l-100nm。
17.如權(quán)利要求16所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述氧化物有源層的厚度為5_200nmo
18.如權(quán)利要求15所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述氧化錫系材料與氧化物有源層的材料退火形成的過(guò)渡區(qū)域包括氧化銦鎵錫鋅材料。
19.一種顯示基板，其特征在于，所述的顯示基板包括如權(quán)利要求10-18任一所述的薄膜晶體管。
20.一種顯示裝置，其特征在于，所述的顯示裝置包括如權(quán)利要求19所述的顯示基板。
【文檔編號(hào)】H01L29/06GK103985639SQ201410174409
【公開(kāi)日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年4月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月28日
【發(fā)明者】趙策 申請(qǐng)人:京東方科技集團(tuán)股份有限公司