氧化物薄膜晶体管及其制作方法、阵列基板的制作方法_2

文档序号:8363216阅读:来源:国知局
分,其中,源极6和 漏极7的表面和保护层9之间设置有防氧化层8,防氧化层8用于防止用于形成保护层9的 等离子体与所述源极和漏极接触。
[0047] 由于本发明所提供的氧化物薄膜晶体管中源极6和漏极7上方设置有防氧化层8, 因此在形成氧化物的保护层9时,源极6和漏极7在防氧化层8的间隔下不会与等离子体 发生接触,从而避免了源极6和漏极7被氧化的现象的发生,提高了氧化物薄膜晶体管的良 率。
[0048] 所述"氧化"并不仅仅是指物质与氧气发生的反应,而是广义上的使得物质失电子 的反应。
[0049] 如图2所示,所述氧化物薄膜晶体管还包括设置在基底1上的栅极2、设置在栅极 2上方的栅极绝缘层3,有源层4设置设置在栅极绝缘层3上方。在包括所述氧化物薄膜晶 体管的阵列基板中,如图11所示,还包括像素电极10,保护层9和防氧化层8的对应于漏极 7的位置设置有过孔,以使得像素电极通过过孔与漏极16相连。
[0050] 作为本发明的一种【具体实施方式】,形成保护层9的材料包括氧化物,形成防氧化 层8的材料包括硅的氮化物(SiN x)。
[0051] 其中,形成保护层9的材料可以为硅的氧化物(SiOx)、铝的氧化物(AlO x)、硅的氮 氧化物(SiOxNy)中的任意一者或任意两者组成的复合膜层,或者为硅的氧化物(SiO x)与硅 的氮化物(SiNx)组成的复合膜层,也可以为铝的氧化物(AlOx)与硅的氮化物(SiN x)组成 的复合膜层。
[0052] 具体地,防氧化层18的厚度在200~2000A之间。
[0053] 如图2所示,所述氧化物薄膜晶体管还包括设置在源极6和漏极7与有源层4之 间的能够导电的阻挡层5,阻挡层5的材料的活泼性小于源极7和漏极7的材料的活泼性。 源极6和漏极7设置在阻挡层5上,阻挡层5可以避免源极6和漏极7的金属离子迀移与 有源层4中的氧离子结合,从而提高所述氧化物薄膜晶体管的稳定性,同时增强源极6和漏 极7的附着力。
[0054] 具体地,所述阻挡层的材料包括钼(Mo)、钛(Ti)、钨(W)、钼合金或钛合金中的任 意一者。
[0055] 源极6、漏极7的材料可以为钼(Mo)、钼合金、铜(Cu)钛(Ti)中以一种或多种材 料形成,优选地,形成源极6、漏极7的材料包括铜。在实际应用中,包括所述氧化物薄膜晶 体管的阵列基板上通常设置有栅线和数据线,为了简化制作工艺,所述栅线、数据线的材料 可以和源极6、漏极7相同,都采用铜制成。由于铜的电阻较小,因此栅线的电阻较小,从而 降低栅线信号的延迟,提高显示装置的显示效果。
[0056] 上述实施方式是对底栅型的氧化物薄膜晶体管的描述,对于顶栅型的氧化物薄膜 晶体管而言,有源层设置在源极和漏极上方,防氧化层设置在源极和漏极的表面与有源层 之间。
[0057] 作为本发明的第二个方面,提供一种氧化物薄膜晶体管的制作方法,包括:
[0058] S10、形成包括有源层的图形;
[0059] S20、在所述有源层上方形成包括源极和漏极的图形;
[0060] S30、在所述源极和漏极的表面上形成防氧化层,所述防氧化层用于防止用于形成 所述保护层的等离子体与所述源极和漏极接触。
[0061] S40、利用化学气相沉积在所述防氧化层上方形成保护层,所述防氧化层用于防止 用于形成所述保护层的等离子体与所述源极和漏极接触。
[0062] 在形成所述保护层的过程中会向工艺腔室内通入反应气体,反应气体为氧化性的 气体时,现有技术中的源极和漏极会与等离子化的反应气体接触而发生氧化,而本发明中 通入反应气体来形成保护层前,会在漏极和源极表面先形成防氧化层,从而防止源极和漏 极与等离子体接触而发生的氧化,从而提高氧化物薄膜晶体管的良性。
[0063] 步骤SlO之前还可以包括形成栅极、栅极绝缘层的步骤,具体包括:
[0064] 首先采用溅射或热蒸发的方法在基底1上形成栅金属层,所述栅金属层可以为铜 膜层,其厚度在2000~10000 A之间,通过第一次光刻构图工艺形成包括栅极2的图形 (如图3所示);
[0065] 然后在形成有栅极2的基底1上通过气相沉积的方法沉积栅极绝缘层3(如图 4所示),栅极绝缘层3的材料可以为硅的氧化物(SiO x)、铝的氧化物(AlOx)、硅的氮氧化 物(SiOxNy)、硅的氮化物(SiN x)中的任意一者或任意两者组成的复合膜层。在进行气相沉 积时,硅的氧化物对应的反应气体可以为3以4或N 20 ;硅的氮化物对应的反应气体可以为 SiH4、NH3或N 2;硅的氮化物对应的反应气体为SiH 2C12、NH3或N 2;
[0066] 步骤SlO具体包括:在所述栅极绝缘层上形成金属氧化物半导体膜层,其厚度 可以在50~1000 A之间,所述金属氧化物半导体膜层的材料可以为IGZ0、ΗΙΖΟ、ΙΖ0、 a-InZnO、a-InZnO、ZnO: F、In203: Sn、In203:Mo、Cd2Sn04、ZnO: Al、Ti02: Nb、Cd-Sn-O 或其他 金属氧化物,并通过第二次光刻构图工艺形成包括有源层4的图形(如图5所示)。
[0067] 具体地,所述保护层的材料包括氧化物,所述氧化物可以为硅的氧化物(SiOx)、铝 的氧化物(A10 x)、硅的氮氧化物(SiOxNy)中的任意一者或任意两者组成的复合膜层,或者 为硅的氧化物(SiOx)与硅的氮化物(SiNx)组成的复合膜层,也可以为铝的氧化物(AlO x)与 硅的氮化物(SiNx)组成的复合膜层。防氧化材料层的材料包括硅的氮化物。
[0068] 进一步地,在步骤S20之前还可以包括:
[0069] S15、在所述有源层上方形成包括能够导电的阻挡层的图形,所述阻挡层的材料的 活泼性小于源极和漏极的材料的活泼性。
[0070] 为了简化制作工艺,步骤S15、步骤S20和步骤S30同步形成(即采用同一张掩膜 板进行光刻构图工艺),同步形成的步骤包括:
[0071] 首先,在所述有源层上方依次形成阻挡材料层5a、源漏材料层6a和防氧化材料层 8a,并在防氧化材料层8a上方形成光刻胶层11 (如图6所示);
[0072] 其次,利用掩膜板进行对光刻胶层11进行曝光并显影,其中,所述掩膜板为半色 调掩膜板或灰色调掩膜板,所述掩膜板的不透光区域对应于源极和漏极,所述掩膜板的半 透光区域对应于源极和漏极之间的中间区域,所述掩膜板的透光区域对应于源极、漏极和 所述中间区域以外的区域。曝光后,透光区域对应的光刻胶完全变性,半透光区域对应的光 刻胶部分变性,不透光区域的光刻胶未变性,因此显影后,半透光区域对应光刻胶层的厚度 小于不透光区域对应的光刻胶层的厚度,透光区域对应的光刻胶被去除(如图7所示);
[0073] 再次,进行第一次刻蚀,以刻蚀掉所述掩膜板的不透光区域所对应区域的阻挡材 料层5a、源漏材料层6a和防氧化材料层8a,即刻蚀掉源极、漏极和所述中间区域以外的区 域的阻挡材料层5a、源漏材料层6a和防氧化材料层8a,从而形成相连的源漏极(如图8所 示);
[0074] 之后,对光刻胶层进行灰化,去除所述中间区域的光刻胶,即所述半透光区域对应 的光刻胶,而源极和漏极区域所对应的光刻胶还保留一定的厚度(如图9所示);
[0075] 最后,进行第二次刻蚀,以刻蚀掉所述中间区域的阻挡材料层、源漏材料层和防氧 化材料层,并剥离剩余的光刻胶,形成包括源极6、漏极7的图形和包括阻挡层5的图形以及 包括防氧化层8的图形(如图10所示);
[0076] 在上述进行第二次刻蚀时,所述中
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