一种薄膜晶体管及其制造方法

文档序号:9262343阅读:241来源:国知局
一种薄膜晶体管及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及显示技术领域,尤其涉及一种薄膜晶体管及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 薄膜晶体管(Thin-filmtransistor,TFT)是一种绝缘栅场效应晶体管,其大略的 制作方式是在基板上沉积各种不同的薄膜,如半导体主动层、介电层和金属电极层。TFT对 显示器件的工作性能具有十分重要的作用。
[0003] 如图1所示为通用的TFT的电阻示意图,具体包括栅极、栅绝缘层、刻蚀阻挡层 (EtchStopLayer,ESL)、有源层和用于形成源漏极的金属层,其中,形成源漏极的具体方 式可以是在ESL层上打孔,然后将源漏极在孔中沉积,其中,101示意TFT的栅极,102示意 TFT的栅绝缘层,105示意TFT的ESL层,103示意TFT的有源层,104示意TFT的金属层,R1 和R5表示金属层与ESL层的接触电阻,R3表示有源层和ESL层的横向电阻,且由于极性反 转区(导电区)位于有源层和栅绝缘层之间,故从源漏极到有源层和栅绝缘层之间也存在 纵向电阻R2和R4,该纵向电阻会使得源漏极至极性反转区(有源层和栅绝缘层间)的电流 减小,从而使得TFT的性能受到影响,例如会影响TFT的开态电流减小,使得对像素电容的 充电性能下降。

【发明内容】

[0004] 本发明实施例提供一种薄膜晶体管及其制造方法,能够减少源漏极至极性反转区 的纵向电阻,从而提高源漏极至极性反转区的电流,提升TFT的性能。
[0005] 第一方面,提供一种薄膜晶体管,所述薄膜晶体管的有源层上存在未刻穿的第一 凹槽和第二凹槽,所述薄膜晶体管的源极和漏极分别至少部分形成于所述第一凹槽和第二 凹槽,所述源极和漏极分别通过所述第一凹槽和第二凹槽与所述有源层接触。
[0006] 结合第一方面,在第一方面的第一种可能实现的方式中,若所述有源层为金属氧 化物半导体有源层,则所述有源层之上的刻蚀阻挡层与所述凹槽接触部分存在穿透所述刻 蚀阻挡层的孔洞,且所述薄膜晶体管的源极和漏极分别通过所述孔洞与所述有源层接触。
[0007] 结合第一方面的第一种可能实现的方式,在第一方面的第二种可能实现的方式 中,所述凹槽的直径小于或等于所述孔洞的直径。
[0008] 结合第一方面或第一方面的第一种可能实现的方式,在第一方面的第三种可能实 现的方式中,所述有源层的非凹槽处的厚度在400A°至100(^°之间。
[0009] 第二方面,提供一种薄膜晶体管阵列基板,所述薄膜晶体管阵列基板包括如权利 要求1-4任一项所述的薄膜晶体管。
[0010] 第三方面,提供一种薄膜晶体管的制造方法,包括:
[0011] 在有源层上形成未刻穿的第一凹槽和第二凹槽;
[0012] 采用构图工艺形成所述薄膜晶体管的源极和漏极,所述源极和漏极分别至少部分 形成于所述第一凹槽和所述第二凹槽,所述源极和漏极分别通过所述第一凹槽和所述第二 凹槽与所述有源层接触。
[0013] 结合第三方面,在第三方面的第一种可能实现的方式中,所述方法还包括:
[0014] 若所述有源层为金属氧化物半导体有源层,则在所述有源层上沉积形成刻蚀阻挡 层;
[0015] 在采用所述构图工艺形成所述薄膜晶体管的源极和漏极之前,在所述刻蚀阻挡层 与所述第一凹槽和所述第二凹槽接触部分形成穿透所述刻蚀阻挡层的孔洞;
[0016] 其中,所述源极和漏极分别通过所述孔洞、所述第一凹槽和所述第二凹槽与所述 有源层接触。
[0017] 结合第三方面或第三方面的第一种可能实现的方式,在第三方面的第二种可能实 现的方式中,所述在有源层上形成未刻穿的第一凹槽和第二凹槽包括:
[0018] 在形成有有源层薄膜的基板上涂覆光刻胶;
[0019] 利用感应耦合等离子体ICP设备,并采用半色调掩膜法HTM对所述有源层进行曝 光、显影后形成光刻胶完全保留区域、光刻胶半保留区域和光刻胶完全去除区域;其中,所 述光刻胶完全保留区域对应所述有源层的非凹槽区域,所述光刻胶半保留区域对应所述第 一凹槽和所述第二凹槽区域,所述光刻胶完全去除区域对应所述有源层的非凹槽区域和所 述第一凹槽和所述第二凹槽区域以外的区域;
[0020] 利用刻蚀工艺去除掉所述光刻胶完全去除区域的所述有源层薄膜;
[0021] 利用灰化工艺去除掉所述光刻胶半保留区域的光刻胶;
[0022] 剥离所述光刻胶完全保留区域的光刻胶,以露出所述有源层。
[0023] 结合第三方面的第一种可能实现的方式,在第三方面的第三种可能实现的方式 中,所述在所述刻蚀阻挡层与所述第一凹槽和所述第二凹槽接触部分形成穿透所述刻蚀阻 挡层的孔洞包括:
[0024] 利用增强电容耦合等离子体ECCP设备在所述刻蚀阻挡层与所述第一凹槽和所述 第二凹槽接触的部分形成穿透所述刻蚀阻挡层的孔洞;
[0025] 其中,所述凹槽的直径小于或等于所述孔洞的直径。
[0026] 结合第三方面或第三方面的第一种可能实现的方式,在第三方面的第三种可能实 现的方式中,所述有源层的非凹槽处的厚度在400A°至100(^°之间。
[0027] 本发明实施例提供一种薄膜晶体管及其制造方法,薄膜晶体管的有源层上存在未 刻穿的第一凹槽和第二凹槽,薄膜晶体管的源极和漏极分别至少部分形成于第一凹槽和第 二凹槽内,所述源极和漏极分别通过所述第一凹槽和第二凹槽与所述有源层接触,这样通 过减小用于形成源漏极的金属层到极性反转区(有源层和栅绝缘层间)的距离,能够减少 源漏极至极性反转区的纵向电阻,从而提高源漏极至极性反转区的电流,提升薄膜晶体管 的性能。
【附图说明】
[0028] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中 所需要使用的附图作简单地介绍,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。
[0029] 图1为本发明实施例提供的一种TFT结构中的电阻示意图;
[0030] 图2为本发明实施例提供的一种采用带有凹槽和非金属氧化物半导体有源层的 底栅结构的TFT的结构示意图;
[0031]图3为本发明实施例提供的一种采用带有凹槽和非金属氧化物半导体有源层的 顶栅结构的TFT的结构示意图;
[0032]图4为本发明实施例提供的一种采用带有凹槽和金属氧化物半导体有源层的底 栅结构的TFT的结构示意图;
[0033]图5为本发明实施例提供的一种采用带有凹槽和金属氧化物半导体有源层的顶 栅结构的TFT的结构示意图;
[0034] 图6为本发明实施例提供的一种有源层中的凹槽与ESL层中的孔洞示意图;
[0035] 图7为本发明实施例提供的一种TFT的制造方法流程示意图;
[0036] 图8为本发明实施例提供的一种TFT中的栅电极的结构示意图;
[0037] 图9为本发明实施例提供的一种TFT中的栅电极的结构示意图;
[0038] 图10为本发明实施例提供的一种TFT中的栅电极、栅绝缘层的结构示意图;
[0039] 图11为本发明实施例提供的一种TFT中的栅电极、栅绝缘层和ESL层的结构示意 图。
【具体实施方式】
[0040] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于 本
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