形成所述氧化石墨稀層之后，對所述氧化石墨稀層進行化學機械拋光(chemical mechanical polishing,CMP)。藉此，旋涂烘干后，對氧化石墨烯層進行化學機械拋光，進一步提高氧化石墨烯層的表面平整度。這有利于進一步改善有源層和柵極絕緣層之間界面粗糙度并且降低界面態(tài)缺陷密度。
[0073]在下文中結合圖7A-7N描述根據(jù)本實用新型的低溫多晶硅薄膜晶體管的制作方法。
[0074]對襯底100進行清洗處理。襯底100由玻璃等透明材料構成。利用諸如等離子體增強化學氣相沉積(plasma enhanced chemical vapor deposit1n, PECVD)的鏈膜工藝在襯底100上形成有源層前驅體，S卩非晶硅膜。非晶硅膜的厚度可以為40-50nm。接著將襯底100送入高溫爐進行處理，以達到脫氫的目的，即減少非晶硅薄膜中氫的含量。一般，將氫的含量控制在2%以內(nèi)。然后，對襯底100上的非晶娃膜進行準分子激光退火(excimerlaser annealing, ELA)處理，使非晶娃膜轉變多晶娃薄膜，由此形成有源層104。接著進行溝道區(qū)摻雜(channel doping)。
[0075]可選地，在形成非晶硅膜之前，可以在襯底100上形成緩沖層102。緩沖層102由氧化硅、氮化硅、氮氧化硅其中之一或其組合形成。緩沖層102可以是單層，也可以是多層。例如，緩沖層102由氧化硅形成時，厚度可以為50-100nm。緩沖層102由氮化硅形成時，厚度可以為100-300nm。經(jīng)過上述步驟之后，得到如圖7A所示的結構。
[0076]接著，制備氧化石墨烯。石墨烯的制備流程如下。以天然鱗片石墨為原材料，利用高錳酸鉀與濃硫酸作為氧化劑，將石墨原料放入氧化劑中進行氧化反應。反應時間約為1.5小時，制備得到氧化石墨烯。此處的濃硫酸是指濃度大于等于70%的凡504的水溶液，其中濃度定義為H2S04的水溶液里!1#04的質(zhì)量百分比。將得到的氧化石墨烯進行水洗至中性，以體積濃度為10%的乙醇溶液作為溶劑，將氧化石墨烯進行超聲波分散，制備得到氧化石墨烯溶液。例如通過旋涂工藝，將氧化石墨烯溶液均勻地應用在有源層104上。然后進行烘干處理，得到氧化石墨烯層106。通過調(diào)整溶液的濃度，氧化石墨烯層106的厚度被控制在10nm左右?？蛇x地，在烘干之后，可以對氧化石墨烯層106進行化學機械拋光以提高表面平整度。經(jīng)過上述步驟之后，得到如圖7B所示的結構。
[0077]接著，通過第一圖案化工藝形成圖案化的有源層104和氧化石墨烯層106。在本實用新型的上下文中，圖案化工藝包括光刻膠涂布、掩模、曝光、顯影以及刻蝕等工藝。具體而言，在圖7B所示結構上涂布光致抗蝕劑，然后通過掩模、曝光和顯影形成圖案化的光致抗蝕劑層151，如圖7C所示。然后，以光致抗蝕劑層151為掩模，對有源層104和氧化石墨烯層106進行刻蝕，并且剝離光致抗蝕劑層151，從而形成圖案化的有源層104和氧化石墨烯層106疊層，如圖7D所示。
[0078]接著，利用諸如PECVD的方式，沉積柵極絕緣層108。該柵極絕緣層108覆蓋有源層104和氧化石墨烯層106疊層以及緩沖層102，如圖7E所示。
[0079]接著，利用諸如派射(sputtering)的方式，在柵極絕緣層108上沉積柵極金屬層110，如圖7F所示。
[0080]接著，通過第二圖案化工藝形成柵極110。具體而言，在圖7F所示結構上涂布光致抗蝕劑，然后通過掩模、曝光和顯影形成圖案化的光致抗蝕劑層152，如圖7G所示。然后，以光致抗蝕劑層152為掩模，對柵極金屬層110進行刻蝕，并且剝離光致抗蝕劑層152，從而形成柵極110，如圖7H所示。
[0081 ] 接著，利用諸如PECVD的方式，沉積層間電介質(zhì)層112，如圖71所示。
[0082]在沉積層間電介質(zhì)層112之后，通過第三圖案化工藝形成用于源極和漏極的過孔。具體而言，在圖71所示結構上涂布光致抗蝕劑，然后通過掩模、曝光和顯影工藝形成圖案化的光致抗蝕劑層153，如圖7J所示。然后，以光致抗蝕劑層153為掩模，對層間電介質(zhì)層112進行刻蝕，形成貫穿氧化石墨烯層106、柵極絕緣層108和層間電介質(zhì)層112的過孔114。隨后剝離光致抗蝕劑層153，得到如圖7K所示的結構。
[0083]接著，利用諸如派射(sputtering)的方式，在圖7K所示結構上沉積源極/漏極金屬層116。該源極/漏極金屬層116不僅覆蓋層間電介質(zhì)層112，而且填充前一步驟中形成的用于源極和漏極的過孔，如圖7L所示。
[0084]接著，通過第四圖案化工藝形成源極118和漏極120。具體而言，在圖7L所示結構上涂布光致抗蝕劑，然后通過掩模、曝光和顯影形成圖案化的光致抗蝕劑層154，如圖7M所示。然后，以光致抗蝕劑層154為掩模，對源極/漏極金屬層116進行刻蝕，并且剝離光致抗蝕劑層154，從而形成源極118和漏極120，如圖7N所示。
[0085]后續(xù)的工藝步驟與常規(guī)低溫多晶硅薄膜晶體管的制備工藝相同，在此不再詳細描述。類似地，對于圖3所示的底柵型薄膜晶體管，在形成柵極絕緣層206之后，通過成膜工藝分別形成氧化石墨烯層和有源層，接著通過圖案化工藝形成圖案化的氧化石墨烯層和有源層疊層。其它工藝步驟可以參照圖7A-7N所描述的工藝流程，故在此不再詳細描述。
[0086]由于本實用新型提供的低溫多晶硅薄膜晶體管，在多晶硅有源層和柵極絕緣層之間增加了氧化石墨烯層，是的可以進一步降低多晶硅有源層和柵極絕緣層之間界面粗糙度和界面缺陷態(tài)密度，從而提高低溫多晶硅薄膜晶體管的特性。此外，該低溫多晶硅薄膜晶體管在制作過程中不需要進行柵極絕緣層預清洗工藝，從而簡化制作工藝并且降低成本。
[0087]僅僅是出于圖示和說明的目的而給出對本實用新型實施例的前述描述。它們不是旨在窮舉或者限制本【實用新型內(nèi)容】。因此，本領域技術人員將容易想到許多調(diào)整和變型。例如，本實用新型的低溫多晶硅薄膜晶體管的結構不限于圖1-2所示的頂柵機構以及圖3所示的底柵結構，只要在柵極絕緣層和有源層之間設置有氧化石墨烯層即可。簡而言之，本實用新型的保護范圍由所附權利要求定義。
【主權項】
1.一種低溫多晶硅薄膜晶體管，包括設置在襯底上的有源層、源極、漏極、柵極以及位于所述有源層和所述柵極之間的柵極絕緣層，其特征在于， 所述低溫多晶硅薄膜晶體管還包括設置在所述有源層和所述柵極絕緣層之間的氧化石墨稀層。2.如權利要求1所述的低溫多晶硅薄膜晶體管，其特征在于， 所述氧化石墨稀層的厚度為10-20nm。3.如權利要求1所述的低溫多晶硅薄膜晶體管，其特征在于， 所述低溫多晶硅薄膜晶體管還包括形成在所述襯底上的緩沖層。4.如權利要求3所述的低溫多晶硅薄膜晶體管，其特征在于， 所述緩沖層由氧化硅、氮化硅或氮氧化硅形成。5.如權利要求3所述的低溫多晶硅薄膜晶體管，其特征在于， 所述緩沖層由氧化娃形成，且厚度為50-100nm。6.如權利要求3所述的低溫多晶硅薄膜晶體管，其特征在于， 所述緩沖層由氮化硅形成，且厚度為100-300nm。7.如權利要求3所述的低溫多晶硅薄膜晶體管，其特征在于， 所述有源層設置在所述緩沖層上； 所述低溫多晶硅薄膜晶體管還包括設置在所述柵極上的層間電介質(zhì)層；以及所述源極和所述漏極分別通過貫穿所述氧化石墨烯層、所述柵極絕緣層和所述層間電介質(zhì)層的過孔連接到所述有源層。8.如權利要求3所述的低溫多晶硅薄膜晶體管，其特征在于， 所述柵極設置在所述緩沖層上； 所述低溫多晶硅薄膜晶體管還包括設置在所述有源層上的層間電介質(zhì)層；以及 所述源極和所述漏極分別通過貫穿所述層間電介質(zhì)層的過孔連接到所述有源層。9.如權利要求1所述的低溫多晶硅薄膜晶體管，其特征在于， 所述有源層包括摻雜的源極接觸區(qū)和漏極接觸區(qū)； 所述源極設置在所述源極接觸區(qū)上方并且連接到所述源極接觸區(qū)；以及 所述漏極設置在所述漏極接觸區(qū)上方并且連接到所述漏極接觸區(qū)。10.一種陣列基板，其特征在于，包括如權利要求1-9中任意一項所述的低溫多晶硅薄膜晶體管，覆蓋所述低溫多晶硅薄膜晶體管的平坦化層，以及像素電極， 其中所述像素電極通過貫穿所述平坦化層的過孔連接到所述低溫多晶體管薄膜晶體管的所述漏極。11.一種顯示面板，其特征在于，包括如權利要求10所述的陣列基板。
【專利摘要】本實用新型涉及顯示技術領域，并公開一種低溫多晶硅薄膜晶體管、陣列基板和顯示面板。該低溫多晶硅薄膜晶體管包括：包括設置在襯底上的有源層、源極、漏極、柵極、位于所述有源層和所述柵極之間的柵極絕緣層、以及設置在所述有源層和所述柵極絕緣層之間的氧化石墨烯層。通過在有源層和柵極絕緣層之間設置氧化石墨烯層，降低多晶硅有源層和柵極絕緣層之間界面粗糙度和界面缺陷態(tài)密度，并且不需要進行柵極絕緣層預清洗工藝。還公開了包括該多晶硅薄膜晶體管的陣列基板和顯示面板。
【IPC分類】H01L29/786, H01L27/12, H01L21/336
【公開號】CN205092247
【申請?zhí)枴緾N201520875410
【發(fā)明人】張帥, 詹裕程
【申請人】京東方科技集團股份有限公司
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年11月5日