薄膜晶体管及其制造方法、显示基板和显示装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明的实施例一般地涉及显示技术领域，并且具体地，涉及一种具有宽长比增加的沟道结构的薄膜晶体管及其制造方法，以及显示基板和显示装置。
【背景技术】
[0002]随着液晶显示技术的不断发展，薄膜晶体管(TFT)在诸如TFT IXD (液晶显示器)之类的显示装置中得到了广泛的应用。TFT LCD是通过控制排列成矩阵的亚像素点中的每一个上的电压，来实现对每个亚像素点的亮度的调节，进而完成完整准确的显示画面。当矩阵中的某一行上的栅极加上开启电压Von，TFT器件打开时，TFT沟道两边的源极和漏极导通，给定的信号从数据线上加入到业像素电极上。亚像素电极和公共电极之间的电压差决定了该亚像素区域上液晶分子的偏转情况，最终影响该亚像素的亮度和显示效果。
[0003]对IXD显示画面品质的改善已经成为IXD产品的竞争焦点之一，其中，开启电压的大小直接决定了画面的品质，而如何提高TFT的导通电流1n是重要的研宄内容。在影响画面品质的因素中，开口率也是影响画面亮度的重要因素。开口率指除去每一个亚像素的配线部、晶体管部(通常采用黑色矩阵隐藏)等后的光线通过部分的面积和每一个次像素整体的面积之间的比例。开口率越高，光线通过的效率越高。当光线经由背光板发射出来时，并不是所有的光线都能穿过面板，比如给LCD源极驱动芯片及栅极驱动芯片用的信号走线，以及TFT本身，还有储存电压用的储存电容等所在的区域都对光线有阻挡租用。这些区域除了不完全透光外，也由于经过这些区域的光线不受电压控制，而无法显示正确的灰阶，所以都需利用黑矩阵加以遮蔽，以免干扰其它透光区域。而有效的透光区域与全部面积的比例就称之为开口率。因此，减小TFT的尺寸、增大TFT的导通电流等可以明显地改善IXD显示画面品质。
[0004]影响薄膜晶体管的导通电流的一个重要因素是晶体管的宽长比(W/L)。图1和2示意性地示出了一种薄膜晶体管的结构。如图所示，该薄膜晶体管包括层叠在基板10上的栅极11、栅极绝缘层12和有源层13，在有源层13上还可以覆盖有钝化层14。其中，在有源层13中形成有源极(S)区域、漏极(D)区域以及位于源、漏极区域之间的沟道区域。在图1和2中图示的薄膜晶体管中，其沟道结构是平面结构，即有源层的面向靠近栅极的表面至少在沟道区域中是平坦的或基本上平坦的，因此，这种薄膜晶体管的沟道区域的长度L和宽度W由源、漏极区域限定，并且通常受制造工艺，如受光刻最小尺寸限制，通常减小光刻最小尺寸来减小沟道区域的长度L进而增大宽长比W/L是困难的。
【发明内容】
[0005]为了克服现有技术存在的上述和其它问题和缺陷中的至少一种，提出了本发明。
[0006]根据本发明的一个方面，提出了一种薄膜晶体管，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，以在沟道区域的宽度方向上形成非平面沟道结构。
[0007]在上述薄膜晶体管中，所述非平面结构可以包括第一凹凸结构。
[0008]在上述薄膜晶体管中，第一凹凸结构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上延伸的凸棱和凹槽。
[0009]在上述薄膜晶体管中，栅极绝缘层的面向有源层的表面在沟道区域中可以形成有与第一凹凸结构形状匹配的第二凹凸结构。
[0010]在上述薄膜晶体管中，有源层在沟道区域中可以具有均一的厚度。
[0011]在上述薄膜晶体管中，有源层的背离栅极绝缘层的表面在沟道区域中可以形成有与第一凹凸结构相反的第三凹凸结构。
[0012]在上述薄膜晶体管中，栅极的面向栅极绝缘层的表面在沟道区域中可以形成有与第一凹凸结构相反的第四凹凸结构。
[0013]根据本发明的另一个方面，提供了一种制造薄膜晶体管的方法，包括下述步骤:
[0014]在衬底基板上形成栅极；
[0015]在衬底基板上形成至少覆盖栅极的栅极绝缘层；
[0016]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
[0017]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形状匹配的非平面结构，以在沟道区域的宽度方向上形成非平面沟道结构。
[0018]在上述方法中，形成栅极绝缘层的非平面结构的步骤可以包括: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凹凸结构。
[0019]在上述方法中，形成所述凹凸结构的步骤可以包括: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的凸棱和凹槽。
[0020]在上述方法中，形成凸棱和凹槽的步骤可以包括:采用构图工艺在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多个凹槽。
[0021]在上述方法中，所述构图工艺可以包括下述子步骤:
[0022]在栅极绝缘层上形成光刻胶；
[0023]提供一半掩模板，该半掩模板的半透光部分对应于沟道区域，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；
[0024]借助于所述半掩模板对光刻胶层进行光刻和刻蚀，以在光刻胶层位于沟道区域内的部分中形成多个沟槽，并在光刻胶层位于所述另一个区域中的部分中形成露出栅极绝缘层的过孔；
[0025]以衬底基板为刻蚀阻挡层继续进行刻蚀，以在栅极绝缘层中形成对应于光刻胶层中的所述过孔的另一个过孔，并在栅极绝缘层中形成对应于所述多个沟槽的所述多个凹槽；以及
[0026]灰化并剥离光刻胶层。
[0027]在上述方法形成的薄膜晶体管中，有源层在沟道区域中可以具有均一的厚度。
[0028]根据本发明的又一个方面，提供了一种制造薄膜晶体管的方法，包括下述步骤:在衬底基板上形成栅极；在栅极的背离衬底基板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；在衬底基板上形成至少覆盖栅极的栅极绝缘层，该栅极绝缘层在沟道区域中具有均一的厚度；以及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的非平面结构相反的非平面结构，以在沟道区域的宽度方向上形成非平面沟道结构。在此方面中，有源层的非平面结构可以包括凹凸结构，该凹凸结构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上延伸的凸棱和凹槽。
[0029]根据本发明的再一个方面，制造薄膜晶体管的方法，包括下述步骤:在衬底基板上形成有源层；在有源层的背离衬底基板的表面位于薄膜晶体管的沟道区域中的部分上形成非平面结构，以在沟道区域的宽度方向上形成非平面沟道结构；在衬底基板上形成至少覆盖有源层的栅极绝缘层；以及在栅极绝缘层上形成栅极。在此方面中，有源层的非平面结构可以包括凹凸结构，该凹凸结构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上延伸的凸棱和凹槽。
[0030]根据本发明的进一步的方面，提供了一种显示基板，其包括衬底基板，和形成在衬底基板上的上述薄膜晶体管或根据上述方法制造的薄膜晶体管。
[0031]根据本发明的其它进一步的方面，提供了一种显示装置，包括上述显示基板。
[0032]通过下文中参照附图对本发明所作的详细描述，本发明的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本发明有全面的理解。
【附图说明】
[0033]通过参考附图能够更加清楚地理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中:
[0034]图1是示意性地示出一种现有的薄膜晶体管的局部剖切结构的透视图；
[0035]图2是沿图1中示出的薄膜晶体管的沟道区域的宽度方向截取的剖面图；
[0036]图3是示意性地示出根据本发明的一个示例性实施例的薄膜晶体管的结构的剖视图；
[0037]图4是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的剖视图；
[0038]图5是示出根据本发明的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图；
[0039]图6A-6F示出根据本发明的又一个