薄膜晶体管、显示面板和显示装置的制作方法

本申请涉及显示技术领域，具体涉及薄膜晶体管、显示面板和显示装置。

背景技术：

目前，现有显示面板中的氧化物薄膜晶体管通常在有源层与源电极和漏电极之间形成双层刻蚀阻挡层。如图1所示，氧化物薄膜晶体管由下至上依次包括基板10、栅电极11、栅电极绝缘层12、有源层13、刻蚀阻挡层14、源电极15和漏电极16。其中，刻蚀阻挡层包括下刻蚀阻挡层141和上刻蚀阻挡层142。为了降低刻蚀阻挡层的薄膜在沉积过程中对氧化物薄膜晶体管的特性产生影响(即在形成刻蚀阻挡层的氧化硅薄膜的过程中，减少分解产生的氢离子与有源层中的金属氧化物的反应发生，)，又保证其沉积速率，一般会使下刻蚀阻挡层141中的含氢量小于上刻蚀阻挡层142中的含氢量。

然而，在制作上述氧化物薄膜晶体管的过程中，往往只重点考虑了刻蚀阻挡层与有源层之间的接触区域的特性，而忽略了源电极和漏电极与有源层之间的接触区域的特性。

技术实现要素：

鉴于现有技术中的上述缺陷，本申请实施例提供一种改善的薄膜晶体管、显示面板和显示装置，来解决以上背景技术部分提到的技术问题。

为了实现上述目的，第一方面，本申请实施例提供了一种薄膜晶体管，该薄膜晶体管包括：栅电极；覆盖栅电极的栅电极绝缘层；位于栅电极绝缘层上的有源层、绝缘层、源电极和漏电极，有源层包括源极区、漏极区以及位于源极区和漏极区之间的沟道区；栅电极与有源层不接触，且向沟道区所在平面的正投影覆盖沟道区；绝缘层覆盖沟道区，源电极覆盖源极区和至少部分绝缘层，漏电极覆盖漏极区和至少部分绝缘层；其中，绝缘层中，向沟道区的正投影与沟道区重叠部分中的至少部分的含氢量小于与源电极和漏电极接触的部分的含氢量。

在一些实施例中，绝缘层包括第一刻蚀阻挡层，第一刻蚀阻挡层中未被源电极和漏电极覆盖的部分向沟道区的正投影与沟道区重叠；且第一刻蚀阻挡层中，未被源电极和漏电极覆盖的部分的含氢量小于被源电极和漏电极覆盖的部分的含氢量。

在一些实施例中，绝缘层至少包括第一刻蚀阻挡层和第二刻蚀阻挡层；第二刻蚀阻挡层位于沟道区和第一刻蚀阻挡层之间，且覆盖沟道区。

在一些实施例中，第一刻蚀阻挡层中，未被源电极和漏电极覆盖的部分的含氢量与被源电极和漏电极覆盖的部分的含氢量相同；第二刻蚀阻挡层中的含氢量小于第一刻蚀阻挡层中的含氢量。

在一些实施例中，第一刻蚀阻挡层覆盖第二刻蚀阻挡层，且第二刻蚀阻挡层与源电极和漏电极不接触。

在一些实施例中，有源层的材料为氧化物半导体。

第二方面，本申请实施例提供了一种显示面板，该显示面板包括上述薄膜晶体管。

第三方面，本申请实施例提供了一种显示装置，该显示装置包括上述显示面板。

本申请实施例提供的薄膜晶体管、显示面板和显示装置，通过在有源层与源电极和漏电极之间设置绝缘层，以使绝缘层覆盖有源层中的沟道区。并且源电极覆盖有源层中的源极区和至少部分绝缘层，漏电极覆盖有源层中的漏极区和至少部分绝缘层。此外，绝缘层中向沟道区的正投影与沟道区重叠部分中的至少部分的含氢量小于绝缘层中与源电极和漏电极接触的部分的含氢量。这样，在保证薄膜晶体管的特性的同时，可适当提高源电极和漏电极与有源层之间的接触区域的含氢量，使源电极、漏电极与有源层之间形成良好的欧姆接触，从而增强源电极和漏电极与有源层之间的接触区域的特性。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是的现有技术中的薄膜晶体管的结构示意图；

图2是本申请提供的薄膜晶体管的一个实施例的结构示意图；

图3是对本申请提供的薄膜晶体管退火处理后的实验数据图；

图4是本申请提供的薄膜晶体管的又一个实施例的结构示意图；

图5是本申请提供的显示面板的一个实施例的结构示意图；

图6是本申请提供的显示装置的一个实施例的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请的原理和特征作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关实用新型，而非对该实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与实用新型相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

请参见图2，其示出了本申请提供的薄膜晶体管的一个实施例的结构示意图。如图2所示，本申请的薄膜晶体管可以包括栅电极21、栅电极绝缘层22、有源层23、绝缘层24、源电极25和漏电极26。

在本实施例中，栅电极绝缘层22覆盖栅电极21。并且有源层23、绝缘层、源电极25和漏电极26位于栅电极绝缘层22之上。其中，有源层23可以包括源极区231、漏极区232以及位于源极区231和漏极区232之间的沟道区233。此时，栅电极21与有源层23不接触，且向有源层23中的沟道区233所在平面的正投影覆盖沟道区233。而且绝缘层24覆盖有源层23中的沟道区233。源电极25覆盖有源层23中的源极区231和至少部分绝缘层24，漏电极26覆盖有源层23中的漏极区232和至少部分绝缘层24。在绝缘层24中，向沟道区233的正投影与沟道区233重叠部分中的至少部分的含氢量可以小于与源电极25和漏电极26接触的部分的含氢量。也就是说，绝缘层24中与沟道区233接触的部分中的至少部分的含氢量要小于与源电极25和漏电极26接触的部分的含氢量。可以理解的是，接触的部分不仅仅可以包含接触界面区域，还可以包含接触界面向绝缘层的正投影所覆盖的绝缘层的区域。这样，在不影响沟道区233的特性的同时，有利于提高源电极25和漏电极26与有源层23之间接触界面的特性。

在本实施例中，绝缘层24可以包括第一刻蚀阻挡层。其中，第一刻蚀阻挡层包含被源电极25和漏电极26覆盖的部分241和未被源电极25和漏电极26覆盖的部分242。如图2所示，第一刻蚀阻挡层中未被源电极25和漏电极26覆盖的部分242向沟道区233的正投影可以与沟道区233重叠。此时，第一刻蚀阻挡层中，未被源电极25和漏电极26覆盖的部分242的含氢量小于被源电极25和漏电极26覆盖的部分241的含氢量，从而降低对沟道区的特性的影响，进而提升薄膜晶体管的性能。

作为示例，可以采用以下步骤来制作图2所示的薄膜晶体管：

首先，在基板上依次形成栅电极21、栅电极绝缘层22和有源层23。此过程可以采用现有技术中制作薄膜晶体管的方法，此处不再赘述。作为示例，有源层23的材料可以为氧化物半导体。也就是说，薄膜晶体管可以为氧化物薄膜晶体管。

然后，形成至少覆盖有源层23的第一刻蚀阻挡层。第一刻蚀阻挡层可以是含氢量相对较低的氧化硅薄膜，也可以是含氢量相对较高的氧化硅薄膜。而形成第一刻蚀阻挡层的方法在本申请中并不限制。例如PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，等离子体增强化学气相沉积法)。在此方法中，可以采用沉积温度恒定而气体流量不同，或者气体流量恒定而沉积温度不同，或者沉积温度和气体流量均相对较低/较高，以形成不同含氢量的第一刻蚀阻挡层。

接着，形成覆盖有源层23和至少部分第一刻蚀阻挡层的源电极25和漏电极26。此过程同样可以采用现有技术中制作薄膜晶体管的方法，此处不再赘述。

最后，将薄膜晶体管在惰性气体中进行退火处理。此时，由于惰性气体中不含有氢原子，所以第一刻蚀阻挡层中未被源电极25和漏电极26覆盖的部分242中的大部分氢原子会扩散到惰性气体中，从而降低了其中的含氢量。如图3所示，其示出了对本实施例提供的薄膜晶体管进行退火处理后的实验数据图。图中横坐标为深度(单位：nm)，纵坐标为原子的含量(单位：原子个数/cm³)。其中，曲线1代表硅原子含量，曲线2代表氢原子含量，曲线3代表铟原子含量。从图3中可以看出，沿横坐标从左到右(即薄膜晶体管中沿着垂直于基板且由第一刻蚀阻挡层指向基板的方向)依次为第一刻蚀阻挡层(S_iOx)、有源层(IGZO)、栅电极绝缘层(S_iOx)。由实验数据可知，第一刻蚀阻挡层中(深度在30-90nm之间)氢原子的平均含量为每平方厘米2.11E⁺²⁰个，氢原子的摩尔百分比约为0.8％。栅电极绝缘层中(200-260nm之间)氢原子的平均含量为每平方厘米1.37E⁺²⁰个，氢原子的摩尔百分比约为0.5％。说明退火处理可以去除第一刻蚀阻挡层中未被源电极和漏电极覆盖的部分中的大部分的氢原子，使其含氢量降低。

同时，在退火过程中，第一刻蚀阻挡层中被源电极25和漏电极26覆盖的部分241中的一部分氢原子则会向源电极25、漏电极26和有源层23中扩散，尤其是氢原子分别扩散至源电极25和漏电极26与有源层23的接触界面(如图2中粗线所示)，可以使源电极25和漏电极26与有源层23之间形成良好的欧姆接触，从而提高接触界面的特性。此外，通过控制退火的温度和时间等参数，可以实现第一刻蚀阻挡层中，未被源电极25和漏电极26覆盖的部分242的含氢量小于被源电极25和漏电极26覆盖的部分241的含氢量。

这种结构的薄膜晶体管中的绝缘层可以只形成一层第一刻蚀阻挡层，在不影响其性能的同时，简化了生产工艺，同时又可以提高源电极和漏电极与有源层之间的接触特性。

继续参见图4，其为本申请提供的薄膜晶体管的又一个实施例的结构示意图。如图4所示，本申请的薄膜晶体管同样可以包括栅电极41、栅电极绝缘层42、有源层43、绝缘层44、源电极45和漏电极46。其中，有源层43可以包括源极区431、漏极区432和沟道区433。各层之间的位置关系可以参见图2所示，此处不再赘述。

在本实施例中，绝缘层44可以至少包括第一刻蚀阻挡层442和第二刻蚀阻挡层441。第二刻蚀阻挡层441位于有源层43中的沟道区433和第一刻蚀阻挡层442之间，且覆盖沟道区433。同时，第一刻蚀阻挡层442中，未被源电极45和漏电极46覆盖的部分的含氢量与被源电极45和漏电极46覆盖的部分的含氢量相同。第二刻蚀阻挡层441中的含氢量小于第一刻蚀阻挡层442中的含氢量。此时，由于与沟道区接触的第二刻蚀阻挡层441的含氢量小，不会影响薄膜晶体管的性能。同时在第一刻蚀阻挡层442与沟道区433之间起到阻隔作用，因此可以提高形成第一刻蚀阻挡层442的效率。

从图4中可以看出，第一刻蚀阻挡层442覆盖第二刻蚀阻挡层441，且第二刻蚀阻挡层与源电极45和漏电极46不接触。此时，为了简化生产工艺，在对第二刻蚀阻挡层441和第一刻蚀阻挡层442进行图形化处理时，可以采用同一图形进行刻蚀。即先通过图形化处理形成如图1中的下刻蚀阻挡层的形状的第二刻蚀阻挡层；再对第二刻蚀阻挡层的边缘进行处理，从而形成如图4中的第二刻蚀阻挡层441；最后通过图形化处理形成如图1中的下刻蚀阻挡层的形状的第一刻蚀阻挡层442。

这种结构的薄膜晶体管，由于含氢量高的第一刻蚀阻挡层442完全覆盖含氢量低的第二刻蚀阻挡层441，所以在薄膜晶体管的后续制作过程中，可以避免源电极45和漏电极46与有源层43之间的接触界面(如图4中粗线所示)中的氢原子扩散至含氢量低的第二刻蚀阻挡层441中，从而有利于保持源电极45和漏电极46与有源层43之间的接触特性。

本申请还提供了一种显示面板。该显示面板可以包括上述各实施例中描述的薄膜晶体管。该显示面板可以为液晶显示面板(包括触控式或非触控式)。作为示例，可以参见图5，其为本申请提供的显示面板为触控式显示面板的一个实施例的结构示意图。

在本实施例中，显示面板包括上述各实施例中描述的薄膜晶体管(图中未示出)。此外，显示面板还可以包含阵列基板和与阵列基板对向设置的彩膜基板。如图5所示，阵列基板上设置有沿第一方向延伸且沿第二方向排列的第一触控电极51。彩膜基板上设置有沿第二方向延伸且沿第一方向排列的第二触控电极52。也就是说，第一触控电极51与第二触控电极52在显示面板上的正投影相交。可以理解的是，第一触控电极51和第二触控电极52可以为条状电极，也可以为金属网状电极。

在本实施例中，第一触控电极51通过至少一条触控信号线与集成电路53连接。同时，第二触控电极52通过至少一条触控信号线与柔性电路板54连接。柔性电路板54通过主柔性电路板55与集成电路53连接。这样集成电路53通过向第一触控电极51发送触控驱动信号，并接收第二触控电极52的触控感应信号，从而可以确定显示面板上的触控位置。

如图5所示，显示面板还可以包括数据线56和扫描线57。其中，数据线56沿第一方向延伸，扫描线57沿第二方向延伸。数据线56用于向显示区内的子像素提供数据信号，扫描线57用于向子像素传输扫描信号。在显示阶段，第一触控电极51可以复用为公共电极，并接收公共电压信号。此时，显示面板中的液晶(图中未示出)在公共电极和像素电极之间所形成的电场的驱动下发生旋转，使得出射光线的偏振方向发生旋转。通过偏光片控制出射光线的强度，从而实现画面中各子像素不同亮度的显示。

可以理解的是，本实施例中的显示面板还可以包括一些公知的结构，诸如设置于彩膜基板和阵列基板之间的液晶层、用于支撑液晶层的间隔柱、保护玻璃、背光源等。为了避免不必要地模糊本申请，这些公知的结构在图5中没有示出。

本申请还提供了一种显示装置。该显示装置可以包括上述实施例描述的显示面板。该显示装置可以为液晶显示装置，如手机、平板电脑、智能手表等等。可以参见图6，其示出了本申请提供的显示装置的一个实施例的示意图。

在本实施例中，显示装置通过采用上述各实施例中描述的薄膜晶体管，可以在保证薄膜晶体管的特性的同时，适当提高源电极和漏电极与有源层之间的接触区域的含氢量，使源电极和漏电极与有源层之间形成良好的欧姆接触。从而可以增强源电极和漏电极与有源层之间的接触区域的特性，进而可以提高该显示装置上的显示区域61的显示效果。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的实用新型范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离实用新型构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。