本公开涉及显示技术领域，具体涉及薄膜晶体管及其制作方法、阵列基板和显示面板。
背景技术
氧化物薄膜晶体管目前广泛应用于显示面板中。然而，常见的制作薄膜晶体管的方法可能引起显示面板中的各薄膜晶体管的栅极阈值电压不一致的问题。这会降低面板的显示质量。
技术实现要素：
根据本公开的一方面，提供了一种薄膜晶体管，包括：
-衬底基板，
-布置在所述衬底基板上的有源层和源漏极，以及
-直接布置在所述有源层上且与所述源漏极电连接的导电层，
其中所述有源层和所述导电层的外边缘在同一个刻蚀步骤中形成。
在一些实施例中，所述导电层所包含的导电材料的功函数与所述有源层所包含的有源材料的功函数相匹配。
在一些实施例中，所述导电材料是ito或izo，并且所述有源材料是igzo或itzo。
在一些实施例中，所述导电层在所述衬底基板上的正投影在所述有源层的正投影之内。
在一些实施例中，在背离所述衬底基板的方向上，按顺序布置有所述有源层、所述导电层、栅极和所述源漏极。
根据本公开的另一方面，提供了一种阵列基板，包括根据本公开实施例的薄膜晶体管。
根据本公开的又一方面，提供了一种显示面板，包括根据本公开实施例的阵列基板。
根据本公开的再一方面，提供了一种制作薄膜晶体管的方法，包括：
-形成有源材料层，并在所述有源材料层上形成导电材料层，
-在所述导电材料层上形成光刻胶，
-利用半色调掩模对所述光刻胶进行曝光显影，使得所述光刻胶形成光刻胶完全去除区、光刻胶完全保留区和光刻胶部分保留区，
-利用同一刻蚀工艺移除所述光刻胶完全去除区对应的有源材料层和导电材料层，以形成有源层与图案化的导电材料层的叠层，
-部分移除所述光刻胶完全保留区的光刻胶，并完全移除所述光刻胶部分保留区的光刻胶，以及
-移除所述光刻胶部分保留区对应的所述导电材料层，以形成导电层。
在一些实施例中，所述利用同一刻蚀工艺移除所述光刻胶完全去除区对应的有源材料层和导电材料层，以形成有源层与图案化的导电材料层的叠层的步骤包括：采用湿法刻蚀工艺刻蚀所述光刻胶完全去除区对应的有源材料层和导电材料层。
在一些实施例中，所述利用同一刻蚀工艺移除所述光刻胶完全去除区对应的有源材料层和导电材料层，以形成有源层与图案化的导电材料层的叠层的步骤包括：用同一种刻蚀液刻蚀所述有源材料层和所述导电材料层。
在一些实施例中，所述有源材料层所包含的有源材料是igzo或itzo，并且所述导电材料层所包含的导电材料是ito或izo。
在一些实施例中，所述部分移除所述光刻胶完全保留区的光刻胶，并完全移除所述光刻胶部分保留区的光刻胶的步骤包括：照射所述光刻胶完全保留区和所述光刻胶部分保留区并显影，使得所述光刻胶部分保留区的光刻胶完全去除，并且所述光刻胶完全保留区的光刻胶的厚度的部分被去除。
在一些实施例中，所述移除所述光刻胶部分保留区对应的所述导电材料层的步骤包括：利用湿法刻蚀工艺刻蚀所述光刻胶部分保留区对应的所述导电材料层。
在一些实施例中，所述利用同一刻蚀工艺移除所述光刻胶完全去除区对应的有源材料层和导电材料层，以形成有源层与图案化的导电材料层的叠层的步骤与所述移除所述光刻胶部分保留区对应的所述导电材料层，以形成导电层的步骤采用同一种刻蚀材料。
在一些实施例中，所述方法还包括：移除所述光刻胶完全保留区的光刻胶。
附图说明
图1示意性地示出了根据本公开实施例的薄膜晶体管的结构；
图2示意性地示出了根据本公开实施例的制作薄膜晶体管的方法的流程图；以及
图3-10示意性地示出了根据本公开实施例的制作薄膜晶体管的方法中的薄膜晶体管的中间结构。
具体实施方式
现在将参考附图，在下文更详细地描述本发明的实施例。然而应理解，本发明可以以许多不同的形式实现，并且并不限制于本文中所描述的实施例；相反，这些实施例仅仅是说明性的。附图中相同的参考标记在全文中指相同的元件。
氧化物薄膜晶体管具有高的迁移率、好的均匀性、高的可见光透过率等特点，因此广泛应用于显示面板中。常见的薄膜晶体管包括源漏极、栅极和有源层等结构，并且源漏极分别与有源层电连接。为了使源漏极（或连接源漏极与有源层的材料）与有源层之间接触部的电阻降低，通常，在形成有源层后，用氦等离子体（heplasma）对有源层的待与源漏极电连接的部分进行导体化处理，以形成导体化区域。导体化区域的功函数与源漏极的功函数相对匹配，使接触部的电阻相对小。在有源层中，导体化区域之间是沟道区域。在用氦等离子体对有源层进行导体化处理时，由于使用氦离子对沟道区域两侧的有源层进行轰击，导体化区域的载流子浓度会急剧增加。这些载流子会向沟道区域扩散，使得沟道长度变短。然而，因为导体化处理和载流子扩散具有不确定性，各个薄膜晶体管的沟道长度可能不一致。这有可能影响显示面板的各个薄膜晶体管的栅极阈值电压（vth）的均匀性，从而降低显示面板的显示质量。另外，若在薄膜晶体管的制作过程中应用干法刻蚀工艺，则也可能引起上述沟道长度不一致的问题。
为了至少解决上述问题，本公开实施例提供了一种薄膜晶体管。图1示意性地示出了根据本公开实施例的薄膜晶体管100的结构的截面图。薄膜晶体管100包括衬底基板105，布置在衬底基板105上的有源层120和源漏极145、150，以及直接布置在有源层120上且与源漏极145、150电连接的导电层125。有源层120包含有源材料，并且导电层125包含导电材料。在一实施例中，导电材料的功函数与有源材料的功函数相匹配。所谓“相匹配”是指，导电材料的功函数与有源材料的功函数接近，使得在这两种材料之间可以形成欧姆接触，从而减小了两种材料之间的电连接的电阻。导电层125使得在不对有源层120进行导体化处理的情况下即可增强有源层120与源漏极145、150之间的电连接。因此，在保持有源层120与源漏极145、150之间的电学特性的同时，导体化工艺造成的沟道长度差异的缺点被克服，使得栅极阈值电压vth均匀性的问题得到解决。
在一实施例中，导电层125布置在有源层120上方。在这种情况下，导电层125在衬底基板105上的正投影的外边缘的部分与有源层120在衬底基板105上的正投影的外边缘的部分重合。具体地，在一实施例中，导电层125在衬底基板105上的正投影包括两个矩形。两个矩形各自有一条边彼此相对。彼此相对的两条边所对应的导电层的两个边缘是导电层的内边缘。在导电层中，除内边缘之外的边缘是导电层的外边缘。应理解，这种正投影重合意味着导电层125的外边缘与有源层120的外边缘在水平维度上对齐。一种可以实现这种对齐布置的方法是，选择有源层120与导电层125的材料，使得所选的材料可以在同一个刻蚀步骤中被刻蚀，即有源层120与导电层125的边缘的部分（例如，外边缘）可以在同一个刻蚀步骤中形成。这尤其涵盖了有源材料与导电材料是不同的材料这一情况。更具体地，所选择的有源材料与导电材料可以被同一种刻蚀材料（例如，刻蚀液）刻蚀。在一实施例中，有源材料例如可以包括igzo或itzo，并且导电材料可以包括ito或izo。刻蚀液例如可以包括各种浓度的盐酸、硫酸、磷酸、冰醋酸、双氧水等。应理解，其它适当的有源材料、导电材料及刻蚀液的组合也适用。
在另一实施例中，导电层125连续地布置在有源层120的上面和侧面。在这种情况下，导电层125在衬底基板105上的正投影部分地覆盖有源层120在衬底基板105上的正投影的外边缘。
根据本公开实施例的薄膜晶体管100还包括栅极135。在图1所示的实施例中，沿着背离衬底基板105的方向，在薄膜晶体管100中按顺序布置有有源层120、导电层125、栅极135和源漏极145、150。即，图1中示出的薄膜晶体管100是顶栅薄膜晶体管。由于顶栅薄膜晶体管比底栅薄膜晶体管具有更优异的性能，包括更小的寄生电容、更大的开态电流、更小的亚阀值摆幅及更高的稳定性等等，顶栅薄膜晶体管得到了广泛的应用。不过，根据本公开实施例的薄膜晶体管也可以是底栅薄膜晶体管（包括背沟道刻蚀型和刻蚀阻挡层型），即，沿着背离衬底基板的方向，在薄膜晶体管中按顺序布置有栅极、有源层、导电层和源漏极。
根据本公开实施例，在栅极135和有源层120之间可以存在栅极绝缘层130。如从图1可看到的，导电层125包括在有源层120表面上分别位于两个端部的部分。栅极绝缘层130布置成覆盖导电层125的表面的至少一部分，并且覆盖有源层120的未被导电层125覆盖的表面。
根据本公开实施例的薄膜晶体管100还包括层间绝缘层140。层间绝缘层140上形成有过孔141。源漏极145、150可以形成在层间绝缘层140内，并通过过孔141与导电层125连接。在源漏极145、150和层间绝缘层140上还可形成钝化层155。
根据本公开实施例的薄膜晶体管100还可以包括布置在衬底基板上的遮光层110。有源层120在衬底基板105上的投影落在遮光层110在衬底基板105上的投影之内，以防止漏光而导致暗电流增加。缓冲层115可以沉积在遮光层110上。有源层120及其上的其它结构以及层间绝缘层140布置在缓冲层115上。
根据本公开实施例的薄膜晶体管包含介于有源层和源漏极之间的导电层，使得无需对有源层进行导体化，从而克服了沟道长段不一致引起的栅极阈值电压vth不均匀的问题。另外，在同一刻蚀过程中部分形成的有源层和导体层简化了薄膜晶体管的制作过程。
本公开还提供了一种制作薄膜晶体管的方法。图2示出了该制作薄膜晶体管的方法200的流程图。该方法200包括下述步骤：
-步骤s205，形成有源材料层，并在有源材料层上形成导电材料层，
-步骤s210，在所述导电材料层上涂布光刻胶，
-步骤s215，利用半色调掩模对所述光刻胶进行曝光显影，使得所述光刻胶形成光刻胶完全去除区、光刻胶完全保留区和光刻胶部分保留区，
-步骤s220，利用同一刻蚀工艺移除所述光刻胶完全去除区对应的有源材料层和导电材料层，以形成有源层与图案化的导电材料层的叠层，
-步骤s225，部分移除所述光刻胶完全保留区的光刻胶，并完全移除所述光刻胶部分保留区的光刻胶，
-步骤s230，移除所述光刻胶部分保留区对应的所述导电材料层，以形成导电层。
下面结合附图，详细描述方法200。
在进行步骤s205之前，先提供衬底基板105，并且在衬底基板105上提供遮光层110。衬底基板105可以是玻璃基板，也可以为塑料基板或者是绝缘基板。衬底基板105可以是透明的。需要对衬底基板105进行清洗。衬底基板的清洗可能包括下述步骤：稀酸浸泡、去离子水清洗、丙酮和乙醇超声清洗等。之后可以用氮气对衬底基板进行干燥。虽然有源材料对可见光的透过率较高，但是在光照条件下薄膜晶体管器件特性将发生退化。提供遮光层可以有效地减少光对薄膜晶体管，尤其是氧化物有源层的影响。在一实施例中，遮光层可以通过构图工艺形成。
在形成遮光层110后，在遮光层110上沉积一层缓冲层115。所述缓冲层115用于缓冲在衬底基板105上制作薄膜晶体管的其他结构的过程中产生的应力，以避免衬底基板105损坏或者破裂。因此，在薄膜晶体管形成后，有源层120，源漏极145、150，以及导电层125通过缓冲层115堆叠地布置在所述衬底基板105上。缓冲层115的材料选自氧化硅、氮化硅、氮氧化硅中的任意一种或其组合。图3示意性地示出了形成有遮光层110和缓冲层115的衬底基板。
在形成缓冲层115后，在衬底基板105上形成有源材料层119，并在有源材料层119上形成导电材料层124（步骤s205）。所述有源材料层119是覆盖在缓冲层115上的一层有源材料，并且所述导电材料层124是覆盖在该一层有源材料上的一层导电材料。有源材料的功函数应当与导电材料的功函数相匹配，例如彼此接近，以便在两种材料之间形成欧姆接触。在一实施例中，有源材料层119和导电材料层124依次连续沉积在形成有缓冲层115的衬底基板105上。在一实施例中，有源材料和导电材料被选择为能够被同一种刻蚀材料刻蚀的两种不同的材料。这样，在后续的工艺中，有源材料层119和导电材料层124的部分可以在同一个刻蚀步骤中被刻蚀掉。例如，可以选择igzo或itzo作为有源材料，而选择ito或izo作为导电材料。后文将对刻蚀步骤进行详细的描述。
在形成有源材料层119和导电材料层124后，在所述导电材料层上124涂布光刻胶160（步骤s210）。在实施例中，涂布光刻胶的方法可以是旋涂、丝网印刷或辊涂等。在涂布光刻胶160后，可能需要对光刻胶160进行预烘。图4示出了布置有有源材料层119和导电材料层124，并且已涂布光刻胶160的衬底基板105。
在形成光刻胶160后，利用半色调掩模对光刻胶进行曝光显影，使得光刻胶形成光刻胶完全去除区161、光刻胶完全保留区162和光刻胶部分保留区163（步骤s215）。半色调掩模方法是一种利用光栅的部分透光性，控制到达光刻胶的光的剂量，使得光刻胶的各部分得到不同程度的曝光的方法。在一实施例中，根据本公开的制作薄膜晶体管的方法采用的半色调掩模板含有三个区——完全透光区、完全不透光区以及部分透光区。对应地，在用具体的光（例如，紫外线）通过半色调掩模板照射光刻胶160后，光刻胶将包括三个区——光刻胶完全去除区161、光刻胶完全保留区162以及光刻胶部分保留区163。光刻胶完全去除区161是指经过显影后光刻胶被完全移除的区域，光刻胶完全保留区162是指经过显影后光刻胶不被移除的区域，而光刻胶部分保留区163是指经过显影后光刻胶被部分移除的区域。在被部分移除后，光刻胶部分保留区163中剩余的光刻胶的厚度低于光刻胶完全保留区162的光刻胶的厚度。在本方法中，光刻胶完全保留区162的图案对应导电层125的图案，而光刻胶完全保留区162的图案和光刻胶部分保留区163的图案一起对应有源层120的图案。图5示意性地示出了经显影后的光刻胶160的截面图。
在对光刻胶160进行显影之后，利用同一刻蚀工艺移除所述光刻胶完全去除区161对应的有源材料层119和导电材料层124，以形成有源层120与首次图案化的导电材料层123的叠层（步骤s220）。因为如上所述，有源材料和导电材料已被选择为可以被同一种刻蚀液刻蚀，因此，有源材料层119和导电材料层124可以在同一个刻蚀过程中被刻蚀掉。这减少了工艺流程的数量，对大规模生产是有益的。术语“对应”是指，两个结构在衬底基板105上的正投影基本重合，即，两个结构的边缘沿垂直于衬底基板105的方向对齐。在本步骤中，光刻胶完全去除区161对应的有源材料层119和导电材料层124被刻蚀掉。在移除光刻胶完全去除区161对应的有源材料层119和导电材料层124后，有源材料层的图案（即，有源层120）被形成，而导电层125的外边缘被形成，并且有源层120的外边缘与导电层125的外边缘对齐。在一实施例中，刻蚀工艺是湿法刻蚀工艺。图6示出了通过步骤s220所形成的有源层120和首次图案化的导电材料层123。
在有源材料层119和导电材料层124被刻蚀后，部分移除所述光刻胶完全保留区162的光刻胶，并完全移除所述光刻胶部分保留区163的光刻胶（步骤s225）。在该步骤中，利用一定剂量的紫外线曝光光刻胶完全保留区162和光刻胶部分保留区163。紫外线的曝光剂量被配置成，在曝光和显影后，光刻胶完全保留区162的光刻胶被部分减薄，且光刻胶部分保留区163的光刻胶被完全移除。曝光剂量是指光刻胶所吸收的紫外光的总和，其是曝光灯发出的光强以及曝光时间的函数。通过控制这两个因素，可以控制曝光剂量，进而控制留在导电材料层上的光刻胶的量。由于光刻胶部分保留区163的光刻胶被完全移除，因此暴露出首次图案化的导电材料层123，其可以在后续步骤中被刻蚀掉。而因为光刻胶完全保留区162的光刻胶被部分减薄，即该区的光刻胶仍然存在，所以其可以继续阻止其所覆盖的首次图案化的导电材料层123在后续的工艺中被刻蚀。图7示出了部分移除所述光刻胶完全保留区162的光刻胶并完全移除所述光刻胶部分保留区163的光刻胶后，衬底基板105与有源层120、首次图案化的导电材料层123和光刻胶的截面图。
在光刻胶完全保留区162和光刻胶部分保留区163的光刻胶按不同程度移除后，移除所述光刻胶部分保留区162对应的导电材料，以形成导电层125（步骤s230）。导电层125是被图案化的导电材料层124。此时，有源材料层119和导电材料层124的图案化都已完成，即有源层120和导电层125都已形成。在一实施例中，可以用湿法刻蚀工艺刻蚀导电材料。在一实施例中，可以用与步骤s220中所使用的刻蚀工艺相同工艺来刻蚀所述导电材料。更具体地，步骤s220和s230可以采用同一种刻蚀材料进行。图8示出了导电层125、有源层120以及导电层125上的光刻胶。之后可以移除光刻胶完全保留区162的光刻胶，即移除导电层125上的光刻胶。在此步骤中，导电层125上的光刻胶可采用与步骤s220相同的工艺来移除。图9示出了导电层125上的光刻胶被移除后的导电层125和有源层120。
当有源层120和导电层125已形成后，在上述结构上形成栅极绝缘层130和栅极层135。在一实施例中，用湿法构图工艺形成栅极层135的图案，并且随后用干法构图工艺形成栅极绝缘层130的图案。在一实施例中，栅极绝缘层130除了覆盖有源层120未被导电层125覆盖的区域外，还覆盖部分的导电层125。图10示出了这种实施例的结构。这种结构防止干法构图工艺中的粒子轰击对有源层120造成的导体化。随后，在上述结构上沉积层间绝缘层140，并在层间绝缘层上形成过孔141。然后，在层间绝缘层140上形成源漏极金属层，并通过构图工艺形成源漏极145、150。最后，可以在层间绝缘层140上形成钝化层155。
由于有源层120边缘上方有导电层125，且导电材料和有源材料的功函数比较接近，可以形成欧姆接触，因此，不需要对有源层120进行导体化处理，从而解决了导体化工艺造成的沟道长度的差异所产生的栅极阈值电压vth均匀性的问题。另外，因为使用了半色调掩模，使得有源材料层119和导电材料层124能够在同一刻蚀步骤中被刻蚀。这减少了工序数量，节约了流程。
本公开还提供了一种阵列基板，其包括根据本公开任一实施例的薄膜晶体管。本公开进一步提供了一种显示面板，其包括根据本公开实施例的阵列基板。
综上所述，本公开提供了一种薄膜晶体管，包括：衬底基板、布置在衬底基板上的有源层和源漏极以及直接布置在有源层上且与源漏极电连接的导电层，其中有源层和导电层的外边缘在同一个刻蚀步骤中形成。本公开还提供了一种制作薄膜晶体管的方法，包括：形成有源材料层，并在有源材料层上形成导电材料层；在导电材料层上涂布光刻胶；利用半色调掩模对光刻胶进行曝光显影，使得光刻胶形成光刻胶完全去除区、光刻胶完全保留区和光刻胶部分保留区；利用同一刻蚀工艺移除光刻胶完全去除区对应的有源材料层和导电材料层，以形成有源层与图案化的导电材料层的叠层；部分移除光刻胶完全保留区的光刻胶，并完全移除光刻胶部分保留区的光刻胶；以及，移除光刻胶部分保留区对应的所述导电材料层，以形成导电层。
通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践所要求保护的发明时，可以理解和达成对所公开实施例的其它变型。权利要求中，词语“包括”不排除其它元素或步骤，并且不定冠词“一”不排除复数。在互不相同的从属权利要求中列举某些措施的纯粹事实并不表示不能有利地使用这些措施的组合。权利要求中的任何附图标记不应解释为限制范围。
还应理解，除非相反地指出，在此处要求保护的包含超过一个步骤或动作的任何方法中，该方法的步骤或动作的顺序不一定限于该方法的步骤或动作被列举的顺序。另外，在权利要求书中括号之间出现的任何附图标记或其它符号仅仅为了方便被提供并且不打算以任何方式限制权利要求书。