薄膜晶体管及其制备方法、阵列基板、显示装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于显示技术领域，具体涉及一种薄膜晶体管及其制备方法、阵列基板、显 示装置。
【背景技术】
[0002] 随着科学技术的发展，平板显示装置已取代笨重的CRT显示装置日益深入人们的 日常生活中。目前，常用的平板显示装置包括LCD (Liquid Crystal Display:液晶显示装 置）和OLED(Organic Light-Emitting Diode:有机发光二极管）显示装置。
[0003] 在成像过程中，LCD显示装置中每一液晶像素点都由集成在TFT阵列基板中的 薄膜晶体管（Thin Film Transistor:简称TFT)来驱动，再配合外围驱动电路，实现图像 显不；有源矩阵驱动式 〇LED(Active Matrix Organic Light Emission Display，简称 AM0LED)显示装置中由阵列基板中的TFT驱动OLED面板中对应的OLED像素，再配合外围驱 动电路，实现图像显示。在上述显示装置中，TFT是控制发光的开关，是实现液晶显示装置 和OLED显示装置大尺寸的关键，直接关系到高性能平板显示装置的发展方向。
[0004] 在现有技术中，已实现产业化的TFT主要有非晶硅TFT、多晶硅TFT、单晶硅TFT 等。随着技术的发展，出现了金属氧化物TFT，金属氧化物TFT具有载流子迀移率高的优点， 使得TFT可以做的很小，而使平板显示装置的分辨率越高，显示效果越好；同时用金属氧化 物TFT还具有特性不均现象少、材料和工艺成本降低、工艺温度低、可利用涂布工艺、透明 率高、带隙大等优点，备受业界关注。
[0005] 但是，目前制作金属氧化物TFT -般要增加一次构图工艺来设置刻蚀阻挡层，主 要原因在于在刻蚀形成源漏金属电极时会腐蚀掉氧化物半导体材料形成的有源层（如图 8A所示，其中有源层被腐蚀，导致有源层中的材料被腐蚀，造成如图8B所示的TFT较差的性 能），通过在有源层上方增加刻蚀阻挡层，以便保护有源层在刻蚀形成源漏金属电极的过程 中不被源漏电极刻蚀液腐蚀。一般来说，在制作金属氧化物TFT过程中所用掩模板的数量 越少，生产效率越高，生产成本就越低。
【发明内容】
[0006] 本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种薄膜晶 体管及其制备方法、阵列基板、显示装置，该薄膜晶体管制备方法生产效率高，生产成本低。
[0007] 解决本发明技术问题所采用的技术方案是该薄膜晶体管，包括源极、漏极和有源 层，所述源极和所述漏极之间设置有绝缘层，且所述源极、所述漏极与所述有源层之间设置 有连接层，所述连接层为导电性材料，所述连接层与所述绝缘层同层设置且一体形成。
[0008] 优选的是，所述连接层的材料为N+a-Si，所述绝缘层的材料为SiOx或者SiNx。
[0009] 优选的是，所述有源层为氧化物材料，所述氧化物材料包括ΗΙΖ0、非晶IGZ0、ΙΖ0、 a-InZnO、a-InZnO、Zn0:F、In2O3:Sn、In20 3:Mo、Cd2SnOzp Zn0:Al、Ti02:Nb、Cd-Sn-O 或者其他 金属氧化物。
[0010] 优选的是，所述薄膜晶体管还包括栅极，所述栅极设置于所述有源层的下方，所述 栅极和所述有源层之间设置有栅极绝缘层；
[0011] 或者，所述源极和所述漏极的上方设置有栅极绝缘层，所述栅极设置于所述栅极 绝缘层的上方。
[0012] -种薄膜晶体管的制备方法，包括：
[0013] 采用一次构图工艺形成包括有源层和设置于所述有源层上方的转化层的图形；其 中所述转化层的图形与所述有源层的图形相同，且所述转化层为导电性材料；
[0014] 对所述转化层进行绝缘处理，使所述转化层部分区域的导电性材料转化为绝缘性 材料，形成绝缘层。
[0015] 优选的是，对所述转化层进行绝缘处理包括对所述转化层进行氧化处理或氮化处 理。
[0016] 优选的是，在形成所述有源层和所述转化层之后还包括：形成源极和漏极。
[0017] 优选的是，位于所述源极和所述漏极之间的所述转化层经过绝缘处理后转化为绝 缘性材料，形成所述绝缘层；与所述源极和所述漏极接触部分的所述转化层的材料保持导 电性质，形成连接层。
[0018] 优选的是，在形成包括所述有源层和所述转化层的图形的构图工艺中，形成所述 有源层的材料和形成所述转化层的材料连续沉积，其中，所述转化层的材料为N+a-Si，或者 所述转化层的材料为a-Si并对a-Si进行N+掺杂形成N+a-Si ;
[0019] 相应的，所述转化层中的N+a-Si通过氧化处理转化为SiOx或者通过氮化处理转 化为SiNx。
[0020] 优选的是，氧化处理的工艺参数为：射频功率范围为3kW~15kW，气压范围为 IOOmT~2000mT，气体流量范围为1000~15000sccm，介质气体为O2或者N2O ;
[0021] 氮化处理的工艺参数为：射频功率范围为3kW~15kW，气压范围为IOOmT~ 2000mT，气体流量范围为1000~15000sccm，介质气体为N2或者NH 3或者N 2和NH 3的混合 气体。
[0022] 优选的是，在对所述转化层进行绝缘处理之前还包括高温退火处理；其中，高温退 火处理的温度范围为300°C _600°C。
[0023] 优选的是，所述有源层为氧化物材料，所述氧化物材料包括HIZ0、非晶IGZO、IZO、 a-InZnO、a-InZnO、ZnO:F、In2O3:Sn、In20 3:Mo、Cd2SnOzp ZnO:Al、Ti02:Nb、Cd-Sn-O 或者其他 金属氧化物。
[0024] 优选的是，所述薄膜晶体管还包括栅极，所述栅极形成于所述有源层的下方，所述 栅极和所述有源层之间还形成有栅极绝缘层，所述栅极绝缘层与所述有源层和所述转化层 连续沉积；
[0025] 或者，所述源极和所述漏极的上方设置有栅极绝缘层，所述栅极形成于所述栅极 绝缘层的上方。
[0026] -种阵列基板，包括上述薄膜晶体管。
[0027] 一种显示装置，包括上述阵列基板。
[0028] 本发明的有益效果是：
[0029] 该薄膜晶体管的制备方法中，有源层中氧化物半导体材料通过转化层对源漏电极 刻蚀液的不易刻蚀性，替代现有技术中刻蚀阻挡层的作用，该薄膜晶体管的制备方法可相 应减少刻蚀阻挡层的工艺步骤，提高了生产效率，降低了生产成本；
[0030] 相应的，使得采用该薄膜晶体管制备方法制备的薄膜晶体管以及采用该薄膜晶体 管的阵列基板和显示装置具有更低的成本。
【附图说明】
[0031] 图IA和图IB为本发明实施例1中薄膜晶体管的结构示意图；
[0032] 图2为本发明实施例1的薄膜晶体管形成栅极的结构示意图；
[0033] 图3为在图2的基础上形成栅极绝缘层、有源层和转化层的结构示意图；
[0034] 图4为在图3的基础上形成源极和漏极的结构示意图；
[0035] 图5为对图4进行处理以形成薄膜晶体管沟道的示意图；
[0036] 图6为本实施例2中阵列基板的结构示意图；
[0037] 图7为本发明实施例1中薄膜晶体管形成沟道之后的TFT性能示意图；
[0038] 图8A为现有技术中薄膜晶体管的层微观示意图；
[0039] 图8B为图8A中薄膜晶体管的性能测试图；
[0040] 图9A为现有技术中薄膜晶体管的层微观示意图；
[0041] 图9B为图9A中薄膜晶体管的性能测试图；
[0042] 图中：
[0043] 1-基板；2-栅极；3-栅极绝缘层；4-有源层；50-转化层；51-绝缘层；52-连接层； 源极；7-漏极；8-纯化层；9-接触过孔；10-像素电极。
【具体实施方式】
[0044] 为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方 式对本发明薄膜晶体管及其制备方法、阵列基板、显示装置作进一步详细描述。
[0045] 本发明提供了一种无沟道腐蚀的、高性能的采用氧化物半导体材料形成有源层的 背沟道刻蚀型（Oxide BCE)薄膜晶体管结构，其在形成有源层的图形的同时形成N+a-Si或 者掺杂N+的a-Si的转化层，由于用于形成源极S和漏极D的源漏电极刻蚀液对转化层中 的N+a-Si的刻蚀速率非常小，选择比非常高，因此在形成源漏电极图形时不会对有源层造 成损伤，同时也从根本上避免了形成源漏电极时对有源层造成损伤，从而可以提升有源层 的稳定性，保证了薄膜晶体管的性能稳定。
[0046] 该薄膜晶体管的制备方法，包括形成栅极、有源层以及位于同层的源极和漏极的 步骤，还包括在形成有源层的同一构图工艺中在有源层的上方形成转化层的步骤，转化层 采用导电性材料形成，该导电性材料包括具有导电性质的导电材料和具有半导体性质的半 导体材料；该转化层在形成源极和漏极的刻蚀过程中能阻挡源漏电极刻蚀液对有源层的腐 蚀；在形成源极和漏极后，将转化层处于源极和漏极之间的间隔区的材料转化为绝缘性质 (绝缘层）、而对应着源极和漏极的区域的材料保持为导电性质（连接层），从而