示例性实施例的制造薄膜晶体管的方法的示意性流程，其中图6A图示了在基板上形成栅极和栅极绝缘层之后的结构，图6B图示了在图6A中示出的结构上形成光刻胶层之后的结构，图6C示出进行第一次光刻以在光刻胶层对应于沟道区域的部分中形成凹槽之后的结构，图6D示出进行第一次光刻以在栅极绝缘层中对应于沟道区域的部分中形成凹槽之后的结构，图6E示出剥离了光刻胶层之后的结构，以及图6F示出了在图6E中示出的结构上形成有源层之后的结构；
[0040]图7示出根据本发明的又一个示例性实施例的制造薄膜晶体管的方法的示意性流程。
【具体实施方式】
[0041]在下面的详细描述中，为便于说明，阐述了许多具体的细节以提供对本发明的实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其它情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。
[0042]根据本发明的一个总的构思，提供了一种薄膜晶体管，其包括层叠在衬底基板上的栅极、栅极绝缘层和有源层，在有源层中形成有源极区域、漏极区域和沟道区域，其中有源层的面向栅极绝缘层的表面在沟道区域中至少部分地形成有非平面结构，从而在沟道区域的宽度方向上形成非平面沟道结构以增加沟道宽度。
[0043]图3示意性地示出了根据本发明的一个示例性实施例的薄膜晶体管的结构。如图所示，根据该实施例的薄膜晶体管包括层叠在衬底基板100上的栅极110、栅极绝缘层120和有源层130，在有源层130中形成有源极区域、漏极区域(图3中未示出)和沟道区域。在一个示例中，在有源层130上还可以覆盖有起保护作用的钝化层140。
[0044]有源层130的面向栅极绝缘层120的表面在沟道区域中至少部分地形成有非平面结构，从而在沟道区域的宽度方向上形成非平面沟道结构。在图3所示的示例中，有源层130的面向栅极绝缘层120的表面形成有第一凹凸结构131，使得薄膜晶体管的沟道区域在宽度方向(如图3中的左右方向)上是非平面的，从而与常规薄膜晶体管的沟道宽度W相比，提供了增加的沟道宽度W’。由此，能够有效地增加薄膜晶体管的宽长比，因此增加晶体管的导通电流，减小功耗；而在保持与常规薄膜晶体管相同的宽长比的情况下，由于本发明的薄膜晶体管的沟道的有效宽度增加，因此能够减小沟道长度，从而减小薄膜晶体管的面积，进而能够提尚显不装置的开口率。
[0045]如图3所示，第一凹凸结构131可以包括沿沟道区域的宽度方向交替地排列且分别在沟道区域的长度方向(如图3中垂直于纸面的方向)上延伸的凸棱和凹槽。可以理解，本发明的非平面沟道结构不限于凹凸结构131的形式，例如可以为曲面结构、台阶形结构、沟槽结构、锯齿结构等形式。而凹凸结构131也可以包括其它形状，如形成在有源层的面向栅极绝缘层的表面上的凸点或凸块。
[0046]如图3所示，栅极绝缘层120的面向有源层130的表面在沟道区域中可以形成有与第一凹凸结构131匹配的第二凹凸结构121，示例性地，第二凹凸结构121在第一凹凸结构131的凸棱的位置处对应地形成有匹配的凹槽，而在第一凹凸结构131的凹槽的位置处对应地形成有匹配的凸棱。
[0047]如下文将描述的那样，可以先在栅极绝缘层120上形成凹凸结构121，随后在栅极绝缘层上例如通过沉积工艺形成有源层130，从而无需额外的工艺就能在源层130面向栅极绝缘层120的表面上形成与凹凸结构121形状适配的凹凸结构131。在这种情况下，有源层130的背离栅极绝缘层120的表面在沟道区域中可以形成有与第一凹凸结构131相反的第三凹凸结构132，此时，有源层130在沟道区域中具有基本上均匀或不变的厚度，这在提高导通电流和改善电流均匀性方面是有利的。
[0048]图4示意性地示出根据本发明的另一个示例性实施例的薄膜晶体管的结构。在图4中，有源层130’的面向栅极绝缘层120’的表面形成有类似的凹凸结构131’，使得薄膜晶体管的沟道区域在宽度方向(如图4中的左右方向)上是非平面的，提供增加的沟道宽度W’。与图3的不同之处在于，图4中的栅极110’的面向栅极绝缘层120’的表面在沟道区域中形成有与凹凸结构131’相反的凹凸结构111，此时，通过简单地沉积或热生长栅极绝缘层120’以及沉积有源层130’，就能通过形状匹配在有源层130’的面向栅极绝缘层120’的表面形成对应的凹凸结构131’。
[0049]可以理解，对于图3和4示出的结构，在通过沉积工艺形成的有源层的厚度不均匀的情况下，可以采用附加的构图工艺对有源层的背离栅极绝缘层的表面进行处理，如形成凹凸结构，以确保有源层在沟道区域中具有基本上均一的厚度。
[0050]此外，以上描述是以底栅型薄膜晶体管为例进行描述的，但本发明同样适用于顶栅型薄膜晶体管，并且其它的MOS晶体管也可以采用本发明的非平面沟道结构增加宽长比。如下文所述，对于顶栅型薄膜晶体管，非平面沟道结构可以是直接在有源层上形成的，避免对栅极或栅极绝缘层的附加的非平面处理。
[0051]以下将参照图5和图6A-6F描述根据本发明的示例性实施例的制造薄膜晶体管的方法的示意性流程。在图5中示出的示例性实施例中，制造薄膜晶体管的方法可以包括下述步骤:
[0052]SI，在衬底基板上形成栅极；
[0053]S2，在衬底基板上形成至少覆盖栅极的栅极绝缘层；
[0054]S3，在栅极绝缘层的背离栅极的表面的对应于薄膜晶体管的沟道区域的区域中形成非平面结构；以及
[0055]S4，在栅极绝缘层上形成有源层，使得有源层的面向栅极绝缘层的表面在沟道区域中形成有与栅极绝缘层的非平面结构匹配的非平面结构，以在沟道区域的宽度方向上形成非平面沟道结构。
[0056]在图6A-6F示出的根据本发明的另一个示例性实施例的制造薄膜晶体管的方法中，首先如图6A所示，在诸如玻璃基板之类的衬底基板100上依次形成栅极110和至少覆盖栅极110的栅极绝缘层120 ;随后，形成覆盖栅极绝缘层120的光刻胶层150，如图6B所不O
[0057]接下来，提供一半掩模板(未示出)，该半掩模板的半透光部分对应于将形成的薄膜晶体管的沟道区域，且该半掩模板的全透光部分对应于除沟道区域之外的另一个区域，如薄膜晶体管的输出端区域或显示装置的外围区域，并借助于该半掩模板对光刻胶层150进行光刻和刻蚀，以在光刻胶层150位于沟道区域CR内的部分中形成多个沟槽151，且在光刻胶层150位于所述另一个区域中的部分中形成露出栅极绝缘层120的过孔152，如图6C所示。此时，由于采用上述半掩模板，可以使得光刻胶层150位于沟道区域内的沟槽151的深度小于其过孔152的深度，即在沟道区域CR内存在剩余的光刻胶层。可以在过孔152中稍微过刻蚀栅极绝缘层120。
[0058]接着，例如以衬底基板100为刻蚀阻挡层，或者在栅极绝缘层120和衬底基板110之间形成有附加的刻蚀阻挡层，在过孔152处继续刻蚀栅极绝缘层120，并在沟道区域CR内继续刻蚀剩余的光刻胶层和邻近的栅极绝缘层，直到在过孔152处露出衬底基板。此时，在栅极绝缘层120中形成对应于光刻胶层中的过孔152的另一个过孔122，并在栅极绝缘层120位于沟道区域CR的部分中形成对应于沟槽151的多个凹槽123，如图6D所示。然后，通过灰化工艺剥离剩余的光刻胶层，形成图6E中所示的结构，在栅极绝缘层120背离栅极100的表面(即面向将形成的有源层的表面)位于沟道区域中形成凹凸结构121，其包括凹槽123和相邻的凸棱124。如上文所述，这些凹槽123和凸棱124沿沟道区域的宽度方向交替地排列且分别在沟道区域的长度方向上延伸。可以理解，进行刻蚀时过孔152没有必要贯穿栅极绝缘层，而是可以只延伸穿过栅极绝缘层的一部分，只要可以通过在沟道区域中形成合适的凹凸结构。
[0059]然后，例如通过沉积工艺或其它合适的半导体工艺，在具有凹凸结构121的栅极绝缘层120上形成图案化的有源层130，此时，在薄膜晶体管的沟道区域内，在有源层130面向栅极绝缘层120的表面上形成与凹凸结构121形状匹配的凹凸结构131，其包括与凹槽123对应的凸棱133和与凸棱124对应的凹槽134，如图6F所示。在均匀沉积有源层130的情况下，有源层130在沟道区域中具有均匀的厚度，此时在有源层130的背离栅极绝缘层120的表面上可以形成有与凹凸结构131相反的凹凸结构。最后，可以在衬底基板100上形成至少覆盖所形成的薄膜晶体管的钝化层(参见图