薄膜晶体管及其制作方法、阵列基板及显示装置的制造方法_2

文档序号:8363221阅读:来源:国知局
>[0057]下面结合附图和实施例,对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
[0058]本发明的薄膜晶体管(TFT)包括:形成在衬底基板上的栅极、源极、漏极、有源层和栅绝缘层,所述栅绝缘层位于所述栅极和所述有源层之间,所述源极和漏极连接所述有源层。为了降低TFT的关态电流,该TFT还包括与所述漏极连接的辅助栅极,所述辅助栅极与所述有源层之间间隔栅绝缘层。即在整个TFT内部形成一个辅助栅极和漏极连接的辅助TFT,由于辅助栅极和漏极连接,该辅助TFT实现了二极管的单向导通功能,若整个TFT处于导通状态时,二极管结构也正好处于导通状态,若整个TFT关断,则二极管结构也正好关断,从而降低了整个TFT的关态电流。
[0059]本发明的第一实施例的TFT具体结构如图1所示,衬底基板(包括基板101和其上的缓冲层102)之上依次包括:有源层103、栅绝缘层104、栅极105、绝缘间隔层106、源极107、漏极108和辅助栅极109。辅助栅极109与栅极105位于同一层,在制作时可以和栅极105同时形成。源极107通过穿过绝缘间隔层106和栅绝缘层104的第一过孔110连接有源层103,漏极108通过穿过绝缘间隔层106和栅绝缘层104的第二过孔111连接有源层103。漏极通过第二过孔111与辅助栅极109连接。
[0060]本发明的第二实施例的TFT如图2所示,衬底基板(包括基板201和其上的缓冲层202)之上依次包括:有源层203、栅绝缘层204、栅极205、绝缘间隔层206、源极207和漏极208。源极207通过穿过绝缘间隔层206和栅绝缘层204的第一过孔210连接有源层203,漏极208通过穿过绝缘间隔层206和栅绝缘层204的第二过孔211连接有源层203。本实施例中,第二过孔211呈台阶状,穿过绝缘间隔层206的开口大于穿过栅绝缘层204的开口,辅助栅极209 (图2中虚线椭圆框所示)形成在栅绝缘层204的台阶上,且与漏极208一体形成,辅助栅极209在制作时和漏极208同时形成。
[0061]上述两个实施例均为顶栅结构的TFT,本发明的这种在整个TFT中形成一个辅助栅极连接漏极的辅助TFT的原理同样适合于底栅结构的TFT。
[0062]如图3所示,本发明的第三实施例示出了一种底栅型结构TFT,包括:在衬底基板301上形成的栅极302、辅助栅极308、栅绝缘层303、有源层304、源极305和漏极306。辅助栅极308和栅极302在同一层形成,漏极306通过穿过有源层304和栅绝缘层303的过孔(见制作过程的图13中过孔309)连接辅助栅极308。
[0063]上述实施例中,辅助栅极利用原有的栅绝缘层来形成辅助TFT,也可以单独形成一层栅绝缘层来形成辅助TFT,其结构包括形成在衬底基板上的栅极、源极、漏极、有源层和第一栅绝缘层,为了降低TFT关态电流,还包括:第二栅绝缘层及与所述漏极连接的辅助栅极,所述有源层位于所述第一栅绝缘层和所述第二栅绝缘层之间,所述辅助栅极与所述有源层之间间隔所述第二栅绝缘层,具体结构如下第四和第五实施例。
[0064]如图4所示,本发明的第四实施例示出了一种底栅型结构TFT,包括:在衬底基板401上依次形成的栅极402、第一栅绝缘层403、有源层404、源极405、漏极406和第二栅绝缘层407。源极405和漏极406位于有源层404之上,且位于同一层。第二栅绝缘层407覆盖源极405和漏极406,且位于有源层404之上。辅助栅极408位于第二栅绝缘层407之上,通过穿过第二栅绝缘层407的过孔连接漏极406。
[0065]如图5所不,本发明的第五实施例不出了一种底栅型结构TFT,包括:在衬底基板501上依次形成的栅极502、第一栅绝缘层503、有源层504、第二栅绝缘层507、源极505和漏极506。第二栅绝缘层507位于有源层504之上,其上形成有第一过孔510和第二过孔509。源极505和漏极506分别通过第一过孔510和第二过孔509连接有源层504。辅助栅极508位于第二栅绝缘层407之上,且与漏极506 —体形成,在制作时,辅助栅极508与漏极506同时形成。
[0066]为了进一步降低薄膜晶体管的关态电流,上述实施例的有源层为具有轻掺杂(LDD)结构的有源层,其中LDD结构如图6中虚线方框所示,对图2中TFT的有源层进行了轻惨杂。
[0067]上述实施例的TFT结构中都形成了一个具有二极管功能的辅助TFT (辅助TFT的栅极连接自身的漏极)的结构,其等效电路如图7所示,辅助TFT相当于一道对电流的闸门,在整个TFT关闭时,辅助TFT也关闭,从而减小了整个TFT的关态电流。
[0068]本发明还提供了制作第一实施例的TFT的制作方法,如图8和图9所示,包括:
[0069]如图8所示,在衬底基板(包括基板101和缓冲层102)依次形成包括有源层103、栅绝缘层104、栅极105和辅助栅极109的图形,具体通过构图工艺(构图工艺通常包括光刻胶涂敷、曝光、显影、刻蚀、光刻胶剥离等工艺)形成有源层103、栅绝缘层104、栅极105和辅助栅极109。栅极105和辅助栅极109采用同种材料在同一次构图工艺中形成。若有源层103为多晶硅材料时,通常还对有源层进行掺杂处理。
[0070]如图9所示,形成包括绝缘间隔层106,并形成贯穿绝缘间隔层106和栅绝缘层104的第一过孔110和第二过孔111。第一过孔110和第二过孔111使得有源层103暴露出来。在刻蚀第二过孔111时使所述辅助栅极109暴露在第二过孔111中,以便于与漏极108连接。
[0071]图1所示,形成包括源极107和漏极108的图形,使源极107通过第一过孔110连接有源层103,漏极108通过第二过孔111连接有源层103和辅助栅极109。
[0072]本发明还提供了第二实施例的TFT的制作方法,如图10和11所示,包括:
[0073]如图10所示,在衬底基板(包括基板201和缓冲层202)依次形成包括有源层203、栅绝缘层204和栅极205的图形。
[0074]如图11所示,形成包括绝缘间隔层206,并形成贯穿绝缘间隔层206和栅绝缘层204的第一过孔210和第二过孔211。第一过孔210和第二过孔211使得有源层203暴露出来。本实施例中,第二过孔211穿过绝缘间隔层206的开口大于穿过第一栅绝缘层204的开口,使形成图11中虚线框所示的栅绝缘层台阶。
[0075]如图2所示,形成包括源极207、漏极208和辅助栅极209的图形,辅助栅极209形成在栅绝缘层台阶上,与漏极208同时且一体形成。
[0076]上述两个实施例均为顶栅结构的TFT制作方法,本发明还提供了第三实施例的底栅型结构TFT的制作方法,如图12和13所示,包括:
[0077]如图12所示,在衬底基板上形成包括栅极302、辅助栅极308、栅绝缘层303和有源层304的图形。
[0078]如图13所示,形成穿过栅绝缘层303和有源层304的过孔309,使暴露出辅助栅极308。
[0079]如图3所示,在有源层304之上形成源极305和漏极306的图形,漏极306通过过孔309连接所述辅助栅极308。
[0080]上述实施例的制作方法中辅助栅极直接利用原有的栅绝缘层来形成辅助TFT。制作时也可以单独形成一层栅绝缘层来形成辅助TFT,制作步骤如下:
[0081]在衬底基板上形成包括栅极、第一栅绝缘层和有源层的图形;
[0082]在有源层上方形成包括源极、漏极、第二栅绝缘层和辅助栅极的图形,使所述有源层和辅助栅极之间间隔所述第二栅绝缘层,所述辅助栅极连接所述漏极。
[0083]具体制作步骤如以下制作实施例四和实施例五的TFT方法所示。
[0084]本发明还提供了第四实施例的底栅型结构TFT的制作方法,如图14和15所示,包括:
[0085]如图14所示,在衬底基板401上依次形成包括栅极402、第一栅绝缘层403和有源层404的图形。在此基础上,再形成包括源极405和漏极406的图形。
[0086]如图15所示,在源极405和漏极406之上形成第二栅绝缘层407的图形,且在第二栅绝缘层407上形成用于连接漏极406的过孔409。
[0087]在第二栅绝缘层407上形成辅助栅极408的图形,辅助栅极408通过过孔409连接漏极406,最终形成图4所示的TFT。
[0088]本发明还提供了第五实施例的底栅型结构TFT的制作方法,如图16和17所示,包括:
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