一種薄膜晶體管及其制備方法、陣列基板的制作方法
【專利摘要】本申請公開了一種薄膜晶體管及其制備方法、陣列基板，用以通過在源極和有源層之間，以及在漏極和有源層之間設置保護層，防止在形成源極和漏極之間的背溝道區(qū)域的過程中有源層被刻蝕。本申請?zhí)峁┑囊环N薄膜晶體管，包括柵極、柵極絕緣層、有源層、源極以及漏極，在源極和有源層之間，以及在漏極和有源層之間，均包括用于在形成源極和漏極之間的背溝道區(qū)域的過程中避免有源層被刻蝕的保護層。
【專利說明】
一種薄膜晶體管及其制備方法、陣列基板
技術領域
[0001]本申請涉及顯示技術領域，尤其涉及一種薄膜晶體管及其制備方法、陣列基板。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有氧化物薄膜晶體管(TFT)的結構有刻蝕阻擋層(EtchStop Layer，ESL)型和背溝道刻蝕型(Back Channel Etch Type，BCE)兩種類型。
[0003]E S L型氧化物薄膜晶體管能夠較好的保護氧化物半導體，但增加了一次掩膜(mask)工藝，使得薄膜晶體管的制造工藝復雜成本提高。
[0004]BCE型氧化物薄膜晶體管雖然省去刻蝕阻擋層的mask工藝，但是由于氧化物材料的限制，在源漏(S/D)金屬層刻蝕工藝的時候，有源層氧化物容易受到刻蝕液的腐蝕，影響氧化物的組份比例，從而影響TFT性能的可信賴性，從而限制了S/D金屬層的種類和刻蝕液的種類。

【發(fā)明內容】

[0005]本申請實施例提供了一種薄膜晶體管及其制備方法、陣列基板，用以通過在源極和有源層之間，以及在漏極和有源層之間設置保護層，防止在形成源極和漏極之間的背溝道區(qū)域的過程中有源層被刻蝕。
[0006]本申請實施例提供的一種薄膜晶體管，包括柵極、柵極絕緣層、有源層、源極以及漏極，在源極和有源層之間，以及在漏極和有源層之間，均包括用于在形成源極和漏極之間的背溝道區(qū)域的過程中避免有源層被刻蝕的保護層。
[0007]通過在該薄膜晶體管的源極和有源層之間，以及在漏極和有源層之間，均設置的用于在形成源極和漏極之間的背溝道區(qū)域的過程中避免有源層被刻蝕的保護層，從而可以防止在形成源極和漏極之間的背溝道區(qū)域的過程中有源層被刻蝕，避免影響氧化物的組份比例，從而保證TFT性能的可信賴性，并且不對S/D金屬層的種類和刻蝕液的種類造成限制。
[0008]可選地，該薄膜晶體管為背溝道刻蝕型BCE型薄膜晶體管。
[0009]可選地，所述保護層為硼碳氮薄膜。
[0010]可選地，所述源極和漏極之上還包括鈍化層。
[0011]本申請實施例提供的一種陣列基板，包括本申請實施例提供的所述的薄膜晶體管。
[0012]本申請實施例提供的一種薄膜晶體管的制備方法，包括:
[0013]形成柵極、柵極絕緣層、有源層、保護層、源極以及漏極，其中，在源極和有源層之間，以及在漏極和有源層之間，均包括用于在形成源極和漏極之間的背溝道區(qū)域的過程中避免有源層被刻蝕的所述保護層。
[0014]可選地，所述保護層為硼碳氮薄膜。
[0015]可選地，形成有源層、保護層、源極以及漏極，具體包括:
[0016]形成有源層，并且在所述有源層上形成保護層；
[0017]在所述保護層上形成源漏金屬層；
[0018]對源漏金屬層進行刻蝕，在源極和漏極之間形成背溝道區(qū)域；
[0019]對所述背溝道區(qū)域的保護層進行刻蝕，最終形成源極和漏極。
[0020]可選地，通過磁控濺射的方法，采用h-BN勒材，反應氣體CH4和Ar，在所述有源層上形成保護層。
[0021]可選地，對所述源漏金屬層采用濕法刻蝕，對所述背溝道區(qū)域的保護層采用干法刻蝕。
【附圖說明】
[0022]為了更清楚地說明本申請實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡要介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0023]圖1為本申請實施例提供的一種薄膜晶體管的結構示意圖；
[0024]圖2為本申請實施例提供的薄膜晶體管制作過程中完成制備柵極的示意圖；
[0025]圖3為本申請實施例提供的薄膜晶體管制作過程中完成制備柵極絕緣層的示意圖；
[0026]圖4為本申請實施例提供的薄膜晶體管制作過程中完成制備有源層的示意圖；
[0027]圖5為本申請實施例提供的薄膜晶體管制作過程中完成制備保護層的示意圖；
[0028]圖6為本申請實施例提供的薄膜晶體管制作過程中完成制備S/D金屬層的示意圖；
[0029]圖7為本申請實施例提供的薄膜晶體管的背溝道區(qū)域的示意圖；
[0030]圖8為本申請實施例提供的薄膜晶體管制作過程中完成制備源極和漏極的示意圖；
[0031]圖9為本申請實施例提供的薄膜晶體管制作過程中刻蝕掉背溝道區(qū)域的保護層的示意圖；
[0032]圖10為本申請實施例提供的形成有源層、保護層、源極以及漏極的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0033]本申請實施例提供了一種薄膜晶體管及其制備方法、陣列基板，用以通過在源極和有源層之間，以及在漏極和有源層之間設置保護層，防止在形成源極和漏極之間的背溝道區(qū)域的過程中有源層被刻蝕。
[0034]參見圖1，本申請實施例提供的一種薄膜晶體管，包括柵極1、柵極絕緣層2、有源層
3、源極51以及漏極52，在源極51和有源層3之間，以及在漏極52和有源層3之間，均包括用于在形成源極和漏極之間的背溝道區(qū)域的過程中避免有源層被刻蝕的保護層4。
[0035]通過在該薄膜晶體管的源極和有源層之間，以及在漏極和有源層之間，均設置的用于在形成源極和漏極之間的背溝道區(qū)域的過程中避免有源層被刻蝕的保護層，從而可以防止在形成源極和漏極之間的背溝道區(qū)域的過程中有源層被刻蝕，避免影響氧化物的組份比例，從而保證TFT性能的可信賴性，并且不對S/D金屬層的種類和刻蝕液的種類造成限制。
[0036]可選地，該薄膜晶體管為背溝道刻蝕型BCE型薄膜晶體管。
[0037]可選地，所述保護層為硼碳氮(BCN)薄膜。
[0038]可選地，所述源極和漏極之上還包括鈍化層6。
[0039]本申請實施例提供的一種陣列基板，包括本申請實施例提供的所述的薄膜晶體管。
[0040]參見圖2至圖9，本申請實施例提供的技術方案中，制備BCE氧化物薄膜晶體管的方法包括:
[0041]步驟一、在玻璃基板上沉積和圖形化金屬導電層作為柵極I，如圖2所示。
[0042]其中，柵極I的構成材料可以是Mo、Al、Cu、W等金屬的單一物，也可以是Mo、Al、Cu、W
等金屬的復合物。
[0043]可選的，所述柵極I采用濺射工藝形成。在柵金屬薄膜上涂敷光刻膠，采用掩模板對所述光刻膠進行曝光顯影以形成光刻膠保留區(qū)域和光刻膠去除區(qū)域，所述光刻膠保留區(qū)域對應于形成柵極的圖形區(qū)域，所述光刻膠去除區(qū)域對應于所述圖形區(qū)域之外的其它區(qū)域，對所述柵金屬薄膜進行刻蝕以形成柵極。
[0044]步驟二、在柵極I上沉積絕緣層2(Gate Insulator，GI)，如圖3所示。
[0045]絕緣層2的構成材料可以是SiNx、S1x的單一物，也可以是SiNx、S1x的復合物。
[0046]可選的，所述柵絕緣層采用PECVD工藝形成，形成絕緣層2所使用的反應氣體可以為SiH4、NH3、N2的混合氣體，也可以為SiH2C12、NH3、N2的混合氣體。
[0047]步驟三、在絕緣層2上沉積和圖形化金屬氧化物作為有源層3，如圖4所示。
[0048]有源層3的材料可以是IGZO、ITZO等金屬氧化物的單一物，也可以是IGZO、ITZO等金屬氧化物的復合物。
[0049]步驟四、在有源層3表面沉積硼碳氮(BCN)薄膜作為背溝道區(qū)域保護層薄膜4，如圖5所示。
[0050]本申請實施例中的BCN薄膜可用有機導電薄膜、碳納米管、石墨烯等材料替代，但后者量產(chǎn)性差。一般的，具有導電性能，且不易被酸液刻蝕的材料都可以作為保護層的材料。
[0051]步驟五、在保護層4表面沉積S/D金屬5，并進行圖形化，如圖6所示。
[0052]本申請實施例中的S/D金屬，可以是銅也可以是AL等金屬。例如，可以是Mo、Al、Cu、W等金屬的單一物，也可以是Mo、Al、Cu、W等金屬的復合物。
[0053]步驟六、參見圖7，用酸液刻蝕掉背溝道區(qū)域7的S/D金屬，得到源極51和漏極52，如圖8所示。
[0054]采用濕法刻蝕腐蝕掉S/D金屬時，刻蝕液可以是雙氧水系刻蝕液，也可以是混酸系刻蝕液。
[0055]具體地，在S/D金屬5上涂敷光刻膠，采用掩模板對所述光刻膠進行曝光顯影以形成光刻膠保留區(qū)域和光刻膠去除區(qū)域，所述光刻膠保留區(qū)域對應于形成源極、漏極。
[0056]步驟七、采用干法刻蝕去除背溝道區(qū)域7的保護層，露出有源層，如圖9所示。
[0057]步驟八、最后沉積鈍化層，最終形成如圖1所示的薄膜晶體管結構。
[°°58] 鈍化層的材料可以是SiNx、S1x的單一物，也可以是SiNx、S1x的復合物，所述鈍化層采用PECVD工藝形成。在鈍化層薄膜上涂敷光刻膠，采用掩模板對所述光刻膠進行曝光顯影以形成光刻膠保留區(qū)域和光刻膠去除區(qū)域，所述光刻膠保留區(qū)域對應于形成鈍化層和過孔的圖形區(qū)域，所述光刻膠去除區(qū)域對應于所述圖形區(qū)域之外的其它區(qū)域。
[0059]由此，本申請實施例提供的技術方案，能夠在不增加mask工藝的情況下，很好的保護好有源層金屬氧化物不被S/D刻蝕液體腐蝕。對S/D金屬和刻蝕液無限制。
[0060]綜上，本申請實施例提供的一種薄膜晶體管的制備方法，包括:
[0061]形成柵極、柵極絕緣層、有源層、保護層、源極以及漏極，其中，在源極和有源層之間，以及在漏極和有源層之間，均包括用于在形成源極和漏極之間的背溝道區(qū)域的過程中避免有源層被刻蝕的所述保護層。
[0062]可選地，所述保護層為硼碳氮薄膜。
[0063]可選地，形成有源層、保護層、源極以及漏極，參見圖10，具體包括:
[0064]S101、形成有源層，并且在所述有源層上形成保護層；
[0065]S102、在所述保護層上形成源漏金屬層；
[0066]S103、對源漏金屬層進行刻蝕，在源極和漏極之間形成背溝道區(qū)域；
[0067]S104、對所述背溝道區(qū)域的保護層進行刻蝕，最終形成源極和漏極。
[0068]可選地，通過磁控派射的方法，采用h-BN革E材，反應氣體CH4和Ar，在所述有源層上形成保護層。
[0069]可選地，對所述源漏金屬層采用濕法刻蝕，對所述背溝道區(qū)域的保護層采用干法刻蝕。
[0070]綜上所述，本申請實施例中，通過在S/D金屬層沉積之前沉積保護層(buffer)材料，在對S/D金屬刻蝕的時候，buffer材料能夠禁受住酸液的腐蝕，保護下層的有源層被腐蝕。之后，在不增加mask的情況下，采用干法刻蝕掉buffer材料。從而解決了S/D金屬的刻蝕液腐蝕背溝道區(qū)域的有源層氧化物的問題。
[0071]顯然，本領域的技術人員可以對本申請進行各種改動和變型而不脫離本申請的精神和范圍。這樣，倘若本申請的這些修改和變型屬于本申請權利要求及其等同技術的范圍之內，則本申請也意圖包含這些改動和變型在內。
【主權項】
1.一種薄膜晶體管，包括柵極、柵極絕緣層、有源層、源極以及漏極，其特征在于，在源極和有源層之間，以及在漏極和有源層之間，均包括用于在形成源極和漏極之間的背溝道區(qū)域的過程中避免有源層被刻蝕的保護層。2.根據(jù)權利要求1所述的薄膜晶體管，其特征在于，該薄膜晶體管為背溝道刻蝕型BCE型薄膜晶體管。3.根據(jù)權利要求1所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述保護層為硼碳氮薄膜。4.根據(jù)權利要求1所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述源極和漏極之上還包括鈍化層。5.—種陣列基板，其特征在于，包括權利要求1?4任一權項所述的薄膜晶體管。6.一種薄膜晶體管的制備方法，其特征在于，包括: 形成柵極、柵極絕緣層、有源層、保護層、源極以及漏極，其中，在源極和有源層之間，以及在漏極和有源層之間，均包括用于在形成源極和漏極之間的背溝道區(qū)域的過程中避免有源層被刻蝕的所述保護層。7.根據(jù)權利要求6所述的方法，其特征在于，所述保護層為硼碳氮薄膜。8.根據(jù)權利要求6所述的方法，其特征在于，形成有源層、保護層、源極以及漏極，具體包括: 形成有源層，并且在所述有源層上形成保護層； 在所述保護層上形成源漏金屬層； 對源漏金屬層進行刻蝕，在源極和漏極之間形成背溝道區(qū)域； 對所述背溝道區(qū)域的保護層進行刻蝕，最終形成源極和漏極。9.根據(jù)權利要求8所述的方法，其特征在于，通過磁控濺射的方法，采用h-BN勒材，反應氣體CH4和Ar，在所述有源層上形成保護層。10.根據(jù)權利要求8或9所述的方法，其特征在于，對所述源漏金屬層采用濕法刻蝕，對所述背溝道區(qū)域的保護層采用干法刻蝕。
【文檔編號】H01L29/786GK106098704SQ201610525440
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月6日
【發(fā)明人】劉英偉, 姚琪, 趙磊
【申請人】京東方科技集團股份有限公司