一种薄膜晶体管及其制备方法、阵列基板、显示装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种薄膜晶体管及其制备方法、阵列基板、显 示装置。
【背景技术】
[0002] 薄膜晶体管（Thin Film Transistor，简称TFT)是当今应用较为广泛的晶体管之 一。如图1所示，薄膜晶体管10包括设置在衬底基板101上的栅电极102、栅绝缘层103、 半导体有源层104、源电极105和漏电极106。
[0003] 其中，栅电极102、源电极105和漏电极106 -般采用电阻较低的金属材料例如铜 (Cu)、Cu 合金、错（A1)、银（Ag)等。
[0004]由于Ag比较贵，会导致薄膜晶体管的成本升高，因此，采用Ag作为薄膜晶体管的 电极材料使用较少。
[0005] 相对Al，Cu和Cu合金具有更优良的导电性能，但是由于铜的活性比较强，容易氧 化，采用Cu和Cu合金作为电极材料时需考虑工艺过程中导致的Cu氧化，因此，目前较常用 的是以A1作为电极材料。
【发明内容】
[0006] 本发明的实施例提供一种薄膜晶体管及其制备方法、阵列基板、显示装置，可采用 Cu和Cu合金作为电极材料，防止Cu氧化。
[0007] 为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
[0008] -方面，提供一种薄膜晶体管，包括设置在衬底基板上的栅电极、栅绝缘层、半导 体有源层、源电极和漏电极；所述栅电极和/或所述源电极和所述漏电极采用Cu或Cu合金 材料；所述薄膜晶体管还包括：拓扑绝缘体材料的防氧化层，所述防氧化层设置在采用Cu 或Cu合金材料的电极上方并与其接触。
[0009] 优选的，所述栅电极、所述源电极和所述漏电极均采用Cu或Cu合金材料；所述防 氧化层包括第一防氧化层和第一防氧化层，所述第一防氧化层设置在所述栅电极上方并与 其接触，所述第二防氧化层设置在所述源电极和所述漏电极上方并与二者都接触。
[0010] 优选的，所述半导体有源层为氮化石墨烯有源层。
[0011] 进一步优选的，所述栅绝缘层包括氮化硅层，所述氮化硅层与所述氮化石墨烯有 源层接触；所述防氧化层包括第一防氧化层，所述第一防氧化层设置在所述栅电极上方并 与其接触，所述栅绝缘层中的氮化硅层与所述第一防氧化层接触。
[0012] 基于上述，可选的，拓扑绝缘体包括HgTe量子井、BiSb合金、Bi 2Se3、Sb2Te^ Bi2Te3*的至少一种。
[0013] 另一方面，提供一种阵列基板，包括上述的薄膜晶体管。
[0014] 优选的，所述阵列基板还包括与所述薄膜晶体管的漏电极连接的像素电极或阳 极；所述像素电极或所述阳极的材料为拓扑绝缘体。
[0015] 进一步优选的，在所述阵列基板包括所述像素电极的情况下，所述阵列基板还包 括公共电极；其中，所述公共电极的材料为拓扑绝缘体。
[0016] 基于上述，优选的，所述阵列基板还包括与所述薄膜晶体管的栅电极连接的栅线 以及与所述栅线连接的栅线引线、与源电极连接的数据线和与所述数据线连接的数据线引 线；当拓扑绝缘体材料的防氧化层位于Cu或Cu合金材料的所述栅电极上方并与所述栅电 极接触时，所述防氧化层还位于所述栅线和所述栅线引线上方并与二者都接触；和/或，当 拓扑绝缘体材料的防氧化层位于Cu或Cu合金材料的所述源电极和所述漏电极上方并与二 者都接触时，所述防氧化层还位于所述数据线和所述数据线引线上方并与二者都接触。
[0017] 再一方面，提供一种显示装置，包括上述的阵列基板。
[0018] 又一方面，提供一种薄膜晶体管的制备方法，包括在衬底基板上形成栅电极、栅绝 缘层、半导体有源层、源电极和漏电极；所述栅电极和/或所述源电极和所述漏电极采用Cu 或Cu合金材料；所述方法还包括：在形成Cu或Cu合金材料的电极同时，形成拓扑绝缘体材 料的防氧化层；其中，所述防氧化层位于Cu或Cu合金材料的电极上方。
[0019] 优选的，形成半导体有源层包括：在氢气和氩气的气氛中，以氨气和甲烧为反应 源，通过化学气相沉积法形成氮化石墨烯有源层。
[0020] 本发明的实施例提供一种薄膜晶体管及其制备方法、阵列基板、显示装置，一方 面，采用Cu或Cu合金作为薄膜晶体管10的电极，其导电性能好，功耗小，使得薄膜晶体管 10的性能更好。另一方面，由于拓扑绝缘体本身结构稳定，不易被氧化，因此，通过设置拓 扑绝缘体材料的防氧化层，可在薄膜晶体管各制备工序中对Cu或Cu合金材料的电极起到 保护作用，达到防止Cu氧化的目的。在此基础上，由于拓扑绝缘体具有良好的导电性能，其 与Cu或Cu合金材料的电极之间阻抗小，可避免对薄膜晶体管10性能产生影响，且拓扑绝 缘体还具有良好的热导性能，可避免薄膜晶体管10内发热所导致其性能下降的问题。
【附图说明】
[0021] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。
[0022] 图1为现有技术提供的一种薄膜晶体管的结构示意图；
[0023]图2为本发明实施例提供的一种薄膜晶体管的结构示意图一；
[0024] 图3为本发明实施例提供的一种薄膜晶体管的结构示意图二；
[0025]图4为本发明实施例提供的一种薄膜晶体管的结构示意图三；
[0026]图5a为本发明实施例提供的一种薄膜晶体管的结构示意图四；
[0027] 图5b为本发明实施例提供的一种薄膜晶体管的结构示意图五；
[0028] 图6为本发明实施例提供的一种应用于液晶显示装置的阵列基板的结构示意图 ，
[0029]图7为本发明实施例提供的一种应用于有机电致发光二极管显示装置的阵列基 板的结构;^意图；
[0030]图8为本发明实施例提供的一种应用于液晶显示装置的阵列基板的结构示意图 -* *
[0031] 图9a为本发明实施例提供的一种阵列基板的俯视示意图；
[0032] 图9b为图9a中的A-A向和B-B向剖视示意图；
[0033] 图9c为图9a中的C-C向和D-D向剖视示意图。
[0034] 附图标记：
[0035] 10-薄膜晶体管；101-衬底基板；102-栅电极；103-栅绝缘层；104-半导体有源 层；105-源电极；106-漏电极；1041-氮化石墨烯有源层；1031-氮化硅层；1032-二氧化 娃层；20-像素电极；30-公共电极；40-阳极；50-有机材料功能层；60-阴极；70-保护层； 801-栅线；802-栅线引线；901-数据线；902-数据线引线；100-显示区；200-布线区。
【具体实施方式】
[0036] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0037] 除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本领域技术人员所理解 的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的"第一"、"第二"以及类似的 词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。"连接"或者 "相连"等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管 是直接的还是间接的。"上"、"下"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置 关系，仅是为了便于描述本发明。
[0038]本发明实施例提供一种薄膜晶体管10,如图2-4所示，该薄膜晶体管10包括设置 在衬底基板101上的栅电极102、栅绝缘层103、半导体有源层104、源电极105和漏电极 106 ;其中，栅电极102和/或源电极105和漏电极106采用Cu或Cu合金材料；在此基础 上，薄膜晶体管10还包括：拓扑绝缘体材料的防氧化层，防氧化层设置在采用Cu或Cu合金 材料的电极上方并与其接触。
[0039] 具体的，如图2所示，栅电极102可以采用Cu或Cu合金材料，源电极105和漏电 极106可以采用其他比较不容易氧化的导电材料例如A1。
[0040] 在此基础上，上述防氧化层可以包括第一防氧化层107,该第一防氧化层107设置 在栅电极102上方，并与栅电极102接触。
[0041] 其中，第一防氧化层107的厚度可以为几百As
[0042] 或者，如图3所示，源电极105和漏电极106可以采用Cu或Cu合金材料，栅电极 102可以采用其他比较不容易氧化的导电材料例如A1。
[0043] 在此基础上，上述防氧化层可以包括第二防氧化层108,该第二防氧化层108设置 在源电极105和漏电极106上方，并与源电极105和漏电极106接触。
[0044] 其中，第二防氧化层108的厚度可以为几百As