专利名称：一种主动矩阵式平面显示装置、薄膜晶体管及其制作方法
技术领域：
本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种主动矩阵式平面显示装置、薄膜晶体管及其制作方法。
背景技术：
目前，Oxide TFT (氧化物薄膜晶体管)的应用已经被实现。Oxide TFT技术是将原本应用于a-Si TFT的硅半导体材料部分置换成氧化物半导体如IGZO(Indium GalliumZinc Oxide,铟镓锌氧化物)，以形成TFT半导体层。目前Oxide TFT主要有BCE型(BackChannel Etched,背沟道刻蚀型)和ES型(Etch Stopper,刻蚀阻挡型)两种结构，其中BCE型的Oxide TFT相对于ES型的Oxide TFT，其具有工艺制程较简单与较高的沟道宽长比等优点。但是，对于BCE型的Oxide TFT,其氧化物半导体层容易受到后续制程的损伤，例如在蚀刻源极和漏极或者沉积保护层时，氧化物半导体层容易受到损坏，从而造成OxideTFT特性劣化以及不稳定。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种主动矩阵式平面显示装置、薄膜晶体管及其制作方法，能够防止后续的制程对氧化物半导体层的损坏，从而保证TFT的稳定性，并保证主动矩阵式平面显示装置的显示品质。为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是提供一种薄膜晶体管的制作方法，该制作方法包括以下步骤在基底上设置栅极；在栅极上设置第一绝缘层；在第一绝缘层上依次层叠设置氧化物半导体层和缓冲层，其中，缓冲层由透明导电氧化物构成；在氧化物半导体层和缓冲层上设置源极和漏极；对与源极和漏极未直接接触的缓冲层进行含氧气氛的电浆处理或热处理，使与源极和漏极未直接接触的缓冲层的含氧量高于与源极和漏极直接接触的缓冲层的含氧量。其中，氧化物半导体层的组成成分包括锌的氧化物、锡的氧化物、铟的氧化物以及镓的氧化物中的至少一种。其中，缓冲层的材料包括铟锡氧化物、铟锌氧化物、铝锌氧化物以及镓锌氧化物中的至少一种。其中，氧化物半导体层的厚度大于缓冲层的厚度。为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是提供一种薄膜晶体管，该薄膜晶体管包括栅极；第一绝缘层，设置在栅极上；氧化物半导体层和缓冲层，依次层叠设置在第一绝缘层上，其中，缓冲层由透明导电氧化物构成；源极和漏极，分别设置在氧化物半导体层和缓冲层上，其中，与源极和漏极未直接接触的缓冲层的含氧量高于与源极和漏极直接接触的缓冲层的含氧量。其中，氧化物半导体层的组成成分包括锌的氧化物、锡的氧化物、铟的氧化物以及镓的氧化物中的至少一种。其中，缓冲层的材料包括铟锡氧化物、铟锌氧化物、铝锌氧化物以及镓锌氧化物中的至少一种。其中，氧化物半导体层的厚度大于缓冲层的厚度。为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是提供一种主动矩阵式平面显示装置，该主动矩阵式平面显示装置包括阵列基板，该阵列基板包括基底；栅极，设置在基底上；第一绝缘层，设置在栅极上；氧化物半导体层和缓冲层，依次层叠设置在第一绝缘层上，其中，缓冲层由透明导电氧化物构成；源极和漏极，分别设置在氧化物半导体层和缓冲层上；第二绝缘层，设置在源极和漏极上，在第二绝缘层对应于漏极的位置处设置有一导通孔；透明导电层，设置在第二绝缘层上，且通过导通孔与漏极连接；其中，缓冲层的材料和透明导电层的材料相同，并且，与源极和漏极未直接接触的缓冲层的含氧量高于与源极和漏极直接接触的缓冲层的含氧量。其中，氧化物半导体层的厚度大于缓冲层的厚度。其中，缓冲层的材料包括铟锡氧化物、铟锌氧化物、铝锌氧化物以及镓锌氧化物中的至少一种。其中，氧化物半导体层的组成成分包括锌的氧化物、锡的氧化物、铟的氧化物以及镓的氧化物中的至少一种。本发明的有益效果是区别于现有技术的情况，本发明在第一绝缘层上依次层叠设置氧化物半导体层和缓冲层，在氧化物半导体层和缓冲层上分别设置源极和漏极，其中，对与源极和漏极未直接接触的缓冲层进行含氧气氛的电浆处理或热处理，使与源极和漏极未直接接触的缓冲层的含氧量高于与源极和漏极直接接触的缓冲层的含氧量，因此，缓冲层起到保护氧化物半导体层的作用，可防止后续的制程对氧化物半导体层的损坏，保证了薄膜晶体管的稳定性，并保证主动矩阵式平面显示装置的显示品质。
图I是本发明第一实施例的一种薄膜晶体管的制作方法的流程图；图2是本发明的薄膜晶体管的制程图；图3是本发明第二实施例的一种薄膜晶体管的结构示意图；图4是本发明第三实施例的一种主动矩阵式平面显示装置的结构示意图；图5是图4所示的主动矩阵式平面显示装置中阵列基板的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。请一起参阅图I和图2，图I是本发明第一实施例的一种薄膜晶体管的制作方法的流程图，图2是图I所示的薄膜晶体管的制作方法对应的制程图。本发明的薄膜晶体管的制作方法包括以下步骤步骤SI :在基底100上设置栅极101 ；在步骤SI中，首先提供一基底100，并在基底100上设置栅极101，栅极101作为薄膜晶体管的控制电极，用于接收外部信号后，控制薄膜晶体管开启。
步骤S2 :在栅极101上设置第一绝缘层102 ；在步骤S2中，在栅极101上设置第一绝缘层102，第一绝缘层102用于绝缘其他层与栅极101的电性。步骤S3 :在第一绝缘层102上依次层叠设置氧化物半导体层103和缓冲层104 ；在步骤S3中，在第一绝缘层102上设置氧化物半导体层103，在氧化物半导体层103上设置缓冲层104。在本实施例中，缓冲层104和氧化物半导体层103的层叠可用溅射连续成膜而制成，并可通过草酸同时进行蚀刻。因此，可简化制程。在本实施例中，氧化物半导体层103的厚度大于缓冲层104的厚度。氧化物半导体层103优选为IGZO层，其组成成分包括锌的氧化物(ZnOx)、锡的氧化物(SnOx)、铟的氧化物(InOx)以及镓的氧化物(GaOx)中的至少一种。缓冲层104为导电层，优选由透明导电氧化物构成，其材料包括铟锡氧化物(ITO, Indium Tin Oxides)、铟锌氧化物(IZO, IndiumZinc Oxides)、招锋氧化物(AZO, Aluminum Zinc Oxides)以及嫁锋氧化物(GZO, GalliumZinc Oxides)中的至少一种，其中，本实施例缓冲层104优选为ΙΤ0。缓冲层104用于防止后续的制程对氧化物半导体层103的损坏。步骤S4 :在氧化物半导体层103和缓冲层104上分别设置源极105和漏极106。在步骤S4中，氧化物半导体层103和缓冲层104依次层叠设置在源极105和漏极106以及第一绝缘层102之间，并且缓冲层104中与源极105和漏极106未直接接触的部分为缓冲层141，与源极105和漏极106直接接触的部分为缓冲层142。本实施例中，氧化物半导体层103与缓冲层104之间为欧姆接触，从而降低源极
105、漏极106和缓冲层104到半导体层103间的界面电阻值。步骤S5 :对与源极105和漏极106未直接接触的缓冲层141进行含氧气氛的电浆处理或热处理。在步骤S5中，在完成源极105和漏极106的设置之后，进一步对缓冲层141进行含氧气氛的电浆处理或热处理，使得缓冲层141的含氧量高于缓冲层142的含氧量。通过增加缓冲层141的含氧量使得缓冲层141形成了高阻抗保护膜，起到保护氧化物半导体层103的作用，可降低制程过程中电浆以及湿气的影响，从而防止后续的制程对氧化物半导体层103的损坏，保证了薄膜晶体管的稳定性。在完成对缓冲层104的处理后，进一步在源极105和漏极106上设置第二绝缘层107。其中，第二绝缘层107与缓冲层141接触。第二绝缘层107用于保护源极105、漏极
106、缓冲层104以及氧化物半导体层103避免受到外界损坏。请参阅图3，图3是本发明第二实施例的一种薄膜晶体管的结构示意图。如图3所示，本发明的薄膜晶体管300包括栅极301、第一绝缘层302、氧化物半导体层303、缓冲层304、源极305、漏极306及第二绝缘层307。本实施例中，第一绝缘层302为栅极绝缘层，其设置在栅极301上。氧化物半导体层303和缓冲层304依次层叠设置在第一绝缘层301上，其中，氧化物半导体层303紧靠第一绝缘层302设置，缓冲层304设置在氧化物半导体层303上，其中，缓冲层304包括与源极305和漏极306未直接接触的缓冲层341和与源极305和漏极306直接接触的缓冲层342两部分。缓冲层304和氧化物半导体层303的层叠可用溅射连续成膜而制成，并可通过草
6酸同时进行蚀刻。因此可简化制程。本实施例中，源极305和漏极306由同一金属制成,源极305和漏极306分别设置在氧化物半导体层303和缓冲层304上。本实施例中，与源极305和漏极306未直接接触的缓冲层341的含氧量高于与源极305和漏极306直接接触的缓冲层342的含氧量。具体而言，通过含氧气氛的电浆处理或热处理对缓冲层341进行处理，以增加缓冲层341的含氧量。通过增加缓冲层341的含氧量使得缓冲层341形成了高阻抗保护膜，起到保护氧化物半导体层303的作用，可降低制程过程中电浆以及湿气的影响，从而防止后续的制程对氧化物半导体层303的损坏，保证了薄膜晶体管的稳定性。本实施例中，缓冲层304与氧化物半导体层303之间的连接为欧姆接触，因此，降低由源极305、漏极306和缓冲层304到氧化物半导体层303间的界面电阻值。在本实施例中，氧化物半导体层303的厚度大于缓冲层304的厚度。氧化物半导体层303优选为IGZO层，其组成成分包括锌的氧化物、锡的氧化物、铟的氧化物以及镓的氧化物中的至少一种。缓冲层304由透明导电氧化物构成，其材料包括铟锡氧化物、铟锌氧化物、铝锌氧化物以及镓锌氧化物中的至少一种。请参阅图4，图4是本发明第三实施例的一种主动矩阵式平面显示装置的结构示意图。如图4所示，本发明的主动矩阵式平面显示装置400包括相对设置的彩色滤光片基板410和阵列基板420。本实施例中，阵列基板420包括基底421。基底421的材质优选为玻璃，通过在基底421上进行镀膜和蚀刻等工艺，可形成扫描线、数据线、像素电极和薄膜晶体管等主要元件。请参阅图5，图5是图4所示的主动矩阵式平面显示装置中阵列基板420的结构示意图。如图5所示，阵列基板420包括基底421、薄膜晶体管422以及透明导电层423。其中，薄膜晶体管422的结构与图3所示的薄膜晶体管300的结构相同。在本实施例中，透明导电层423设置在第二绝缘层407上，并且第二绝缘层407在对应漏极406的位置处设置一通孔424，使得透明导电层423通过通孔424与薄膜晶体管422的漏极406实现电性连接。其中透明导电层423作为阵列基板420的像素电极。本实施例中，氧化物半导体层403和缓冲层404依次层叠设置在所述第一绝缘层402上，并且氧化物半导体层403的厚度大于缓冲层404的厚度。氧化物半导体层403和缓冲层404的层叠可用溅射连续成膜而制成，并可通过草酸同时进行蚀刻。因此，可简化制程。源极405和漏极406分别设置在氧化物半导体层403和缓冲层404上。缓冲层404与氧化物半导体层403之间的连接为欧姆接触，因此，降低由源极405、漏极406和缓冲层404到氧化物半导体层403间的界面电阻值。本实施例中，缓冲层404包括与源极405和漏极406未直接接触的缓冲层441和与源极405和漏极406直接接触的缓冲层442，并且缓冲层441的含氧量高于缓冲层442的含氧量，使得缓冲层441形成了高阻抗保护膜，起到保护氧化物半导体层403的作用，可降低制程过程中电浆以及湿气的影响，从而防止后续的制程对氧化物半导体层403的损坏，保证了薄膜晶体管的稳定性。本实施例中，缓冲层404的材料和透明导电层423的材料相同。缓冲层404由透
7明导电氧化物构成，具体地，缓冲层404的材料包括铟锡氧化物、铟锌氧化物、铝锌氧化物以及镓锌氧化物中的至少一种，本实施例优选包括ΙΤ0。氧化物半导体层403优选为IGZO层，其组成成分包括锌的氧化物、锡的氧化物、铟的氧化物以及镓的氧化物中的至少一种。综上所述，本发明在第一绝缘层上依次层叠设置氧化物半导体层和缓冲层，在氧化物半导体层和缓冲层上分别设置源极和漏极，其中，对与源极和漏极未直接接触的缓冲层进行含氧气氛的电浆处理或热处理，使与源极和漏极未直接接触的缓冲层的含氧量高于与源极和漏极直接接触的缓冲层的含氧量，因此，缓冲层起到保护氧化物半导体层的作用，可防止后续的制程对氧化物半导体层的损坏，保证了薄膜晶体管的稳定性，并保证主动矩阵式平面显示装置的显示品质；另外，本发明的氧化物半导体层与缓冲层之间为欧姆接触，从而降低源极、漏极和缓冲层到半导体层间的界面电阻值；再者，本发明的缓冲层为透明导电氧化物，其设置在氧化物半导体层上，并且缓冲层和氧化物半导体层的层叠可用溅射连续成膜而制成，并可通过草酸同时进行蚀刻，因此可简化制程。以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
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权利要求
1.一种薄膜晶体管的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括以下步骤 在基底上设置栅极； 在所述栅极上设置第一绝缘层； 在所述第一绝缘层上依次层叠设置氧化物半导体层和缓冲层，其中，所述缓冲层由透明导电氧化物构成； 在所述氧化物半导体层和所述缓冲层上分别设置源极和漏极； 对与所述源极和漏极未直接接触的所述缓冲层进行含氧气氛的电浆处理或热处理，使与所述源极和漏极未直接接触的所述缓冲层的含氧量高于与所述源极和漏极直接接触的所述缓冲层的含氧量。
2.根据权利要求I所述的制作方法，其特征在于，所述氧化物半导体层的组成成分包括锌的氧化物、锡的氧化物、铟的氧化物以及镓的氧化物中的至少一种。
3.根据权利要求I所述的制作方法，其特征在于，所述缓冲层的材料包括铟锡氧化物、铟锌氧化物、铝锌氧化物以及镓锌氧化物中的至少一种。
4.根据权利要求I所述的制作方法，其特征在于，所述氧化物半导体层的厚度大于所述缓冲层的厚度。
5.一种薄膜晶体管，其特征在于，所述薄膜晶体管包括 栅极； 第一绝缘层，设置在所述栅极上； 氧化物半导体层和缓冲层，依次层叠设置在所述第一绝缘层上，其中，所述缓冲层由透明导电氧化物构成； 源极和漏极，分别设置在所述氧化物半导体层和所述缓冲层上； 其中，与所述源极和漏极未直接接触的所述缓冲层的含氧量高于与所述源极和漏极直接接触的所述缓冲层的含氧量。
6.根据权利要求5所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述氧化物半导体层的组成成分包括锌的氧化物、锡的氧化物、铟的氧化物以及镓的氧化物中的至少一种。
7.根据权利要求5所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述缓冲层的材料包括铟锡氧化物、铟锌氧化物、铝锌氧化物以及镓锌氧化物中的至少一种。
8.根据权利要求5所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述氧化物半导体层的厚度大于所述缓冲层的厚度。
9.一种主动矩阵式平面显示装置，其特征在于，所述主动矩阵式平面显示装置包括阵列基板，所述阵列基板包括 基底； 栅极，设置在所述基底上； 第一绝缘层，设置在所述栅极上； 氧化物半导体层和缓冲层，依次层叠设置在所述第一绝缘层上，其中，所述缓冲层由透明导电氧化物构成； 源极和漏极，分别设置在所述氧化物半导体层和所述缓冲层上； 第二绝缘层，设置在所述源极和漏极上，在所述第二绝缘层对应于所述漏极的位置处设置有一导通孔；透明导电层，设置在所述第二绝缘层上，且通过所述导通孔与所述漏极连接； 其中，所述缓冲层的材料和所述透明导电层的材料相同，并且，与所述源极和漏极未直接接触的所述缓冲层的含氧量高于与所述源极和漏极直接接触的所述缓冲层的含氧量。
10.根据权利要求9所述的主动矩阵式平面显示装置，其特征在于，所述氧化物半导体层的厚度大于所述缓冲层的厚度。
11.根据权利要求9所述的主动矩阵式平面显示装置，其特征在于，所述缓冲层的材料包括铟锡氧化物、铟锌氧化物、招锌氧化物以及镓锌氧化物中的至少一种。
12.根据权利要求9所述的主动矩阵式平面显示装置，其特征在于，所述氧化物半导体层的组成成分包括锌的氧化物、锡的氧化物、铟的氧化物以及镓的氧化物中的至少一种。
全文摘要
本发明公开了一种主动矩阵式平面显示装置、薄膜晶体管及其制作方法，该制作方法包括在栅极上设置第一绝缘层；在第一绝缘层上依次层叠设置氧化物半导体层和缓冲层；在氧化物半导体层和缓冲层上设置源极和漏极；对与源极和漏极未直接接触的缓冲层进行含氧气氛的电浆处理或热处理，使与源极和漏极未直接接触的缓冲层的含氧量高于与源极和漏极直接接触的缓冲层的含氧量。通过以上方式，本发明可防止后续的制程对氧化物半导体层的损坏，从而保证薄膜晶体管的稳定性，并保证主动矩阵式平面显示装置的显示品质。
文档编号H01L29/786GK102931091SQ20121041318
公开日2013年2月13日 申请日期2012年10月25日 优先权日2012年10月25日
发明者江政隆, 陈柏林 申请人:深圳市华星光电技术有限公司