薄膜晶体管及其制造方法与流程

本发明涉及液晶显示领域，尤其涉及薄膜晶体管及其制造方法。

背景技术：

图1所示是传统的背沟道刻蚀型的薄膜晶体管结构示意图，依序是基板01、栅极02、栅极绝缘层03、半导体层04、源漏极金属层的下垫层金属材料051和源漏极金属层的主层金属材料052，在某些源漏极金属中也会设计上垫层金属材料。

目前源漏极金属趋向于往低电阻率方向发展，一般采用主层cu金属，垫层为ti、moti、mo、monb等不同类型的金属，主要目的是隔离cu对半导体层的负面影响以及解决cu的附着性不佳的问题。

背景技术中所提及的驱动架构有以下缺点：

1.在源漏金属层的湿刻工艺中，刻蚀液中的f等氧化性离子容易造成对金属氧化物背沟道的影响，导致tft特性不佳；

2.在源漏金属垫层的干刻工艺中，干刻的等离子体容易造成对金属氧化物背沟道的影响，导致tft特性不佳；

3.现有背沟道刻蚀型tft用于ffs显示模式时需要的光罩数量。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供一种薄膜晶体管的制造方法及薄膜晶体管，通过在源漏极金属下新增透明氧化物导体层，来解决现有结构中源漏金属刻蚀对氧化物半导体层的影响，同时新增透明氧化物导体层可用作像素电极。

本发明提供的技术方案如下：

本发明公开了一种薄膜晶体管的制造方法，所述方法包括以下步骤：

形成栅极；

形成覆盖栅极的栅极绝缘层；

在栅极绝缘层上形成半导体层；

在半导体层上依次形成氧化物导体层和源漏金属层；

对所述源漏金属层进行图案化形成源极和漏极；

对所述氧化物导体层进行图案化，形成隔离层和像素电极；所述隔离层覆盖半导体层的两端，暴露的部分半导体层为沟道区。

优选的，所述方法还包括步骤：

形成覆盖源极、沟道区、漏极以及像素电极的无机绝缘层。

优选的，所述方法还包括步骤：

在所述无机绝缘层上形成公共电极层。

本发明还公开一种薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括：

栅极；

覆盖栅极的栅极绝缘层；

形成在栅极绝缘层上的半导体层；

形成在半导体层上的氧化物导体层，所述氧化物导体层包括隔离层和像素电极；所述隔离层覆盖所述半导体层的两端，暴露的部分半导体层为沟道区；

形成在所述氧化物导体上的源极和漏极。

优选的，所述薄膜晶体管还包括：

无机绝缘层，所述无机绝缘层覆盖源极、沟道区、漏极以及像素电极。

优选的，所述薄膜晶体管还包括：

在所述无机绝缘层上的公共电极层。

本发明还公开一种薄膜晶体管的制造方法，所述方法包括以下步骤：

形成栅极；

形成覆盖栅极的栅极绝缘层；

在栅极绝缘层上形成半导体层；

在半导体层上依次形成氧化物导体层和源漏金属层；

对所述源漏金属层和所述氧化物导体层同时进行图案化，所述源漏金属层形成源极和漏极，所述氧化物导体层形成隔离层，所述隔离层覆盖半导体层的两端，暴露的部分半导体层为沟道区。

本发明还公开一种薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括：

栅极；

覆盖栅极的栅极绝缘层；

形成在栅极绝缘层上的半导体层；

形成在半导体层上的氧化物导体层，所述氧化物导体层包括隔离层；所述隔离层覆盖所述半导体层的两端，暴露的部分半导体层为沟道区；

形成在所述氧化物导体上的源极和漏极。

与现有技术相比，本发明能够带来以下至少一项有益效果：

1、解决现有器件中氧化物半导体的背沟道损伤问题；

2、提高器件的稳定性；

3、减少ffs显示模式下背板工艺的光罩数量。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对本发明予以进一步说明。

图1所示是传统的背沟道刻蚀型的薄膜晶体管结构示意图；

图2所示是本发明一种薄膜晶体管的结构示意图；

图3为本发明一种薄膜晶体管的制造方法流程图；

图4所示为应用于ffs显示模式下的本发明一种薄膜晶体管的结构示意图；

图5所示是本发明另一种薄膜晶体管的结构示意图；

图6为本发明另一种薄膜晶体管的制造方法流程图。

具体实施方式

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，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。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，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

图2所示是本发明一种薄膜晶体管的结构示意图，各层依序是基板01、栅极02、栅极绝缘层03、半导体层04、源漏金属层(图2所示为051和052，其中051是源漏金属层下垫层，052是源漏金属层主层)以及氧化物导体层所述氧化物导体层包括隔离层061和像素电极062，所述隔离层061覆盖所述半导体层04的两端，所述半导体层04没有被隔离层061覆盖且暴露的部分半导体层为沟道区，所述像素电极062覆盖部分栅极绝缘层03，本发明中氧化物导体层用作tft器件的隔离层，又用作像素电极。

需要说明的是，在某些源漏极金属中也会设计上垫层金属材料。目前源漏极金属趋向于往低电阻率方向发展，一般采用主层cu金属，垫层为ti、moti、mo、monb等不同类型的金属。

本发明薄膜晶体管中利用氧化物导体层06隔离源漏金属层的刻蚀工艺对(湿刻或者干刻)半导体层04的影响，有效避免源漏金属层刻蚀对器件背沟道的影响，而氧化物导体层的刻蚀一般采用较轻缓的弱酸湿刻工艺，对半导体层04的影响较小，本发明中半导体层04需要选择可以耐受氧化物导体层刻蚀液的材料，例如在ingaznox体系中添加一定量的sn元素增强其耐化学刻蚀性。

优选的，所述薄膜晶体管还包括：无机绝缘层，所述无机绝缘层覆盖源极、沟道区、漏极以及像素电极。

优选的，在所述无机绝缘层上的公共电极层。

图3为本发明一种薄膜晶体管的制造方法流程图，如图3所示，薄膜晶体管的制作工艺流程，依序是：

s11、如图3(a)所示，在基板01上形成栅极02；

s12、如图3(b)所示，形成覆盖栅极02的栅极绝缘层03；

s13、如图3(c)所示，在栅极绝缘层03上形成半导体层04；

s14、如图3(d)所示，在半导体层04上依次形成氧化物导体层和源漏金属层；氧化物导体层和源漏金属层成膜，其中在本实施例中，源漏金属层包括源漏金属层下垫层051和源漏金属层主层052，在其他实施例中，源漏金属层包括下垫层、主层、上垫层结构；

s15、如图3(e)所示，对所述源漏金属层进行图案化形成源极和漏极；

s16、如图3(e)所示，对所述氧化物导体层进行图案化，形成隔离层061和像素电极062；所述隔离层061覆盖半导体层04的两端，所述半导体层04没有被隔离层061覆盖且暴露的部分半导体层04为沟道区；所述像素电极062覆盖部分栅极绝缘层03。

本实施例中只是将沟道处的氧化物导体层刻蚀掉，其中像素区的氧化物导体层保留，用作ffs显示模式下的像素电极，图3(e)中07是指曝光图案化所采用的光阻层，像素电极区的光阻未曝光显影掉。

本发明薄膜晶体制造方法的源漏极图案化和隔离层图案化需要经过两次黄光工艺。

本发明通过在源漏极金属下新增氧化物导体层，来解决现有结构中源漏金属层刻蚀对半导体层的影响，同时新增的氧化物导体层可用作像素电极。

优选的，所述方法还包括步骤：形成覆盖源极、沟道区、漏极以及像素电极的无机绝缘层。

优选的，所述方法还包括步骤：在所述无机绝缘层上形成公共电极层。

图4所示为应用于ffs显示模式下的本发明一种薄膜晶体管的结构示意图，如图4所示，各层依序是基板01、栅极02、栅极绝缘层03、半导体层04、氧化物导体层、源漏金属层(图中所示为051和052，其中051是源漏金属下垫层，052是源漏金属主层)、无机绝缘层08和公共电极层09。

具体的，所述氧化物导体层包括隔离层061和像素电极062；所述隔离层061覆盖所述半导体层04的两端，所述半导体层04没有被隔离层061覆盖且暴露的部分半导体层为沟道区；所述像素电极062覆盖部分栅极绝缘层03，本发明中氧化物导体层用作tft器件的隔离层，又用作像素电极，在源漏极金属后依序沉积无机绝缘层08和公共电极层09，其中公共电极层09与氧化物导体层的像素电极062形成边缘电场来控制液晶的状态，以达到不同亮度的显示。

本发明源漏极金属层下的氧化物导体层既用作隔离层，又用作像素电极设计，无需额外的光罩，可以减少ffs模式下的光罩数量。

图5所示是本发明另一种薄膜晶体管的结构示意图，如图5所示，各层依序是基板01、栅极02、栅极绝缘层03、半导体层04、源漏金属层(图中所示为051和052，其中051是源漏金属下垫层，052是源漏金属主层)以及氧化物导体层，所述氧化物导体层包括隔离层；所述隔离层061覆盖所述半导体层04的两端，暴露的部分半导体层为沟道区；本发明中氧化物导体层仅用作tft器件的隔离层。

需要说明的是，在某些源漏极金属中也会设计上垫层金属材料。目前源漏极金属趋向于往低电阻率方向发展，一般采用主层cu金属，垫层为ti、moti、mo、monb等不同类型的金属。

优选的，所述薄膜晶体管还包括：无机绝缘层，所述无机绝缘层覆盖源极、沟道区、漏极以及像素电极。

优选的，所述薄膜晶体管还包括：在所述无机绝缘层上的公共电极层。

本发明薄膜晶体管设计源漏金属层的刻蚀(湿刻或者干刻)不会直接接触到半导体层04，可以有效避免源漏金属的层刻蚀对器件背沟道的影响，而氧化物导体层的刻蚀一般采用较轻缓的弱酸湿刻工艺，对半导体层04的影响较小，本发明中半导体层04需要选择可以耐受氧化物导体层刻蚀液的材料，例如在ingaznox体系中添加一定量的sn元素增强其耐化学刻蚀性。

图6为本发明另一种薄膜晶体管的制造方法流程图，如图6所示，薄膜晶体管的制作工艺流程，依序是：

s21、如图6(a)所示，在基板01上形成栅极02；

s22、如图6(b)所示，形成覆盖栅极02的栅极绝缘层03；

s23、如图6(c)所示，在栅极绝缘层03上形成半导体层04；

s24、如图6(d)所示，在半导体层04上依次形成氧化物导体层和源漏金属层；氧化物导体层和源漏金属层成膜，其中，在本实施例中，源漏金属层包括源漏金属下垫层051和源漏金属主层052，在其他实施例中，源漏金属层包括下垫层、主层和上垫层结构；

s25、如图6(d)所示，对所述源漏金属层和所述氧化物导体层同时进行图案化，所述源漏金属层形成源极和漏极，所述氧化物导体层形成隔离层061，所述隔离层061覆盖半导体层的两端，暴露的部分半导体层为沟道区。

本实施例中将沟道处以及像素区的氧化物导体层刻蚀掉，氧化物导体层仅用作隔离层。

本发明薄膜晶体制造方法的源漏极图案化和隔离层图案化只需要经过一次黄光工艺。

本发明所述各层所选用的材料根据支撑需要进行选择，下面列举了一种常见的薄膜晶体管的材料搭配：

栅极采用ti和cu，即底层为ti，上层为cu；栅极绝缘层采用sinx和sio2，即底层为sinx,上层为sio2；半导体层采用金属氧化物，如ingaznsnox或ingazntiox；氧化物导体采用氧化物半导体，如insnox(简称为ito)；

源漏极采用ti和cu，即底层为ti，上层为cu。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。