一种薄膜晶体管及其制作方法、阵列基板和显示装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种薄膜晶体管及其制作方法、阵列基板和显示装置，涉及显示技术领域，解决了低温多晶硅薄膜晶体管的制作工艺复杂的技术问题。该薄膜晶体管包括的有源层包括两个欧姆接触部以及一个沟道部，沟道部的一端搭在一个欧姆接触部的一端上，沟道部的另一端搭在另一个欧姆接触部的一端上，沟道部的材质为低温多晶硅，欧姆接触部的材质为掺杂的非晶硅；该薄膜晶体管还包括均贯穿层间绝缘层和栅极绝缘层的第一过孔和第二过孔，其中，第一过孔与一个欧姆接触部对应，第二过孔与另一个欧姆接触部对应，源极通过第一过孔与一个欧姆接触部连接，漏极通过第二过孔与另一个欧姆接触部连接。本发明中的薄膜晶体管应用于液晶显示器中。
【专利说明】
一种薄膜晶体管及其制作方法、阵列基板和显示装置
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作方法、阵列基板和显示装置。
【背景技术】
[0002]由于低温多晶硅中的原子规则排列，载流子迀移率高，因此，目前，通常使薄膜晶体管中的有源层的材质为低温多晶硅，进而可以有效提高薄膜晶体管的性能，并且还有利于缩小薄膜晶体管的体积，增加开口率。
[0003]示例性地，有源层的材质为低温多晶硅的薄膜晶体管的制作过程如下:首先，在衬底基板上形成一层非晶硅;其次，对该非晶硅层进行处理，形成一层低温多晶硅，经过构图工艺形成包括有源层的图形;再次，依次形成栅极绝缘层、栅极和层间绝缘层;然后在层间绝缘层和栅极绝缘层上刻蚀形成对应于源极和漏极的接触孔，使低温多晶硅暴露;最后，形成源极和漏极，源极和漏极通过接触孔与低温多晶硅接触，从而形成薄膜晶体管。进一步地，为了降低薄膜晶体管的源极、漏极与有源层之间的接触电阻，薄膜晶体管的制作过程还包括:在形成低温多晶硅层，并经过构图工艺形成包括有源层的图形之后，还需要采用doping(掺杂)工艺给有源层的两端进行掺杂，并在掺杂之后进行快速升温退火，从而在有源层的两端形成两个欧姆接触部。
[0004]本申请的发明人发现，上述制作过程虽然能够有效降低薄膜晶体管的源极、漏极与有源层之间的接触电阻，提高薄膜晶体管的性能，但会使得低温多晶硅薄膜晶体管的制作工艺复杂。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种薄膜晶体管及其制作方法、阵列基板和显示装置，用于简化薄膜晶体管的制作工艺。
[0006]为达到上述目的，本发明提供一种薄膜晶体管，采用如下技术方案:
[0007]该薄膜晶体管包括衬底基板，以及依次层叠设置于所述衬底基板上的有源层、栅极绝缘层、栅极、层间绝缘层、同层设置的源极和漏极，所述有源层包括两个欧姆接触部以及一个沟道部，所述沟道部的一端搭在一个所述欧姆接触部的一端上，所述沟道部的另一端搭在另一个所述欧姆接触部的一端上，所述沟道部的材质为低温多晶硅，所述欧姆接触部的材质为掺杂的非晶硅;所述薄膜晶体管还包括均贯穿所述层间绝缘层和所述栅极绝缘层的第一过孔和第二过孔，其中，所述第一过孔与一个所述欧姆接触部对应，所述第二过孔与另一个所述欧姆接触部对应，所述源极通过所述第一过孔与一个所述欧姆接触部连接，所述漏极通过所述第二过孔与另一个所述欧姆接触部连接。
[0008]本发明提供了一种如上所述的薄膜晶体管，由于上述薄膜晶体管中的有源层具有以上所述的结构，因此，在上述薄膜晶体管的制作过程中，只需先形成一层掺杂的非晶硅层，经过构图工艺形成两个欧姆接触部，再形成低温多晶硅层，经过构图工艺形成沟道部，即可完成薄膜晶体管中的有源层的制作，而现有技术中，需要先形成低温多晶硅层，并经过构图工艺形成包括有源层的图形之后，采用doping工艺，对有源层的两端进行掺杂，并在掺杂之后进行快速升温退火，才能完成薄膜晶体管中的有源层的制作。由此可见，具有本发明中的结构的薄膜晶体管的制作工艺更为简单。
[0009]进一步地，本发明还提供了一种阵列基板，该阵列基板包括上述薄膜晶体管。
[0010]由于该阵列基板包括的薄膜晶体管具有上述结构，因此，上述阵列基板的有益效果与上述薄膜晶体管的有益效果相同，故此处不再进行赘述。
[0011]进一步地，本发明还提供了一种显示装置，该显示装置包括上述阵列基板。
[0012]由于该显示装置包括以上所述的阵列基板，且该阵列基板包括以上所述的薄膜晶体管，因此，上述显示装置的有益效果与上述薄膜晶体管的有益效果相同，故此处不再进行赘述。
[0013]此外，本发明还提供了一种薄膜晶体管的制作方法，采用如下技术方案:
[0014]该薄膜晶体管的制作方法包括:
[0015]提供一衬底基板；
[0016]在所述衬底基板上形成掺杂的非晶硅层，经过构图工艺形成有源层的两个欧姆接触部的图形；
[0017]形成低温多晶硅层，经过构图工艺形成有源层的沟道部的图形，其中，所述沟道部的一端搭在一个所述欧姆接触部的一端上，所述沟道部的另一端搭在另一个所述欧姆接触部的一端上；
[0018]在形成了所述两个欧姆接触部的图形和所述沟道部的图形的衬底基板上，形成栅极绝缘层；
[0019]在所述栅极绝缘层上，形成栅极金属层，经过构图工艺形成包括栅极的图形；
[0020]形成层间绝缘层，经过构图工艺形成均贯穿所述层间绝缘层和所述栅极绝缘层的第一过孔和第二过孔，其中，所述第一过孔与一个所述欧姆接触部对应，所述第二过孔与另一个所述欧姆接触部对应；
[0021]形成源漏极金属层，经过构图工艺形成包括源极和漏极的图形，其中，所述源极通过所述第一过孔与一个所述欧姆接触部连接，所述漏极通过所述第二过孔与另一个所述欧姆接触部连接。
[0022]本发明提供了一种如上所述的薄膜晶体管的制作方法，在使用上述薄膜晶体管的制作方法制作薄膜晶体管时，只需先形成一层掺杂的非晶硅层，经过构图工艺形成两个欧姆接触部，再形成低温多晶硅层，经过构图工艺形成沟道部即可完成薄膜晶体管中的有源层的制作，而现有技术中，需要先形成低温多晶硅层，并经过构图工艺形成包括有源层的图形之后，采用doping工艺，对有源层的两端进行掺杂，并在掺杂之后进行快速升温退火，才能完成薄膜晶体管中的有源层的制作。由此可见，使用本发明中的薄膜晶体管的制作方法时，制作工艺更为简单。
【附图说明】
[0023]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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。
[0024]图1为本发明实施例中的薄膜晶体管的示意图；
[0025]图2为本发明实施例中步骤S2结束后形成的结构的示意图；
[0026]图3为本发明实施例中步骤S3结束后形成的结构的示意图；
[0027]图4为本发明实施例中步骤S4结束后形成的结构的示意图；
[0028]图5为本发明实施例中步骤S5结束后形成的结构的示意图；
[0029]图6为本发明实施例中步骤S6结束后形成的结构的示意图；
[0030]图7为本发明实施例中步骤S7结束后形成的薄膜晶体管的示意图。
[0031]附图标记说明:
[0032]I一衬底基板，2一有源层，21—欧姆接触部，22一沟道部，3一栅极绝缘层，
[0033 ]4 一栅极，5—层间绝缘层，6—源极，7—漏极，8—第一过孔，
[0034]9 一第二过孔，10 一缓冲层。
【具体实施方式】
[0035]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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0036]实施例一
[0037]本发明实施例提供一种薄膜晶体管，如图1所示，该薄膜晶体管包括衬底基板I，以及依次层叠设置于衬底基板I上的有源层2、栅极绝缘层3、栅极4、层间绝缘层5、同层设置的源极6和漏极7，其中，有源层2包括两个欧姆接触部21以及一个沟道部22，沟道部22的一端搭在一个欧姆接触部21的一端上，沟道部22的另一端搭在另一个欧姆接触部21的一端上，沟道部22的材质为低温多晶硅，欧姆接触部21的材质为掺杂的非晶硅;薄膜晶体管还包括均贯穿层间绝缘层5和栅极绝缘层3的第一过孔8和第二过孔9，其中，第一过孔8与一个欧姆接触部21对应，第二过孔9与另一个欧姆接触部21对应，源极6通过第一过孔8与一个欧姆接触部21连接，漏极7通过第二过孔9与另一个欧姆接触部21连接。
[0038]在本发明实施例的技术方案中，由于该薄膜晶体管具有上述结构，因此，在上述薄膜晶体管的制作过程中，只需先形成一层掺杂的非晶硅层，经过构图工艺形成两个欧姆接触部21，再形成低温多晶硅层，经过构图工艺形成沟道部22，即可完成薄膜晶体管中的有源层2的制作，而现有技术中，需要先形成低温多晶硅层，并经过构图工艺形成包括有源层的图形之后，采用doping工艺，对有源层的两端进行掺杂，并在掺杂之后进行快速升温退火，才能完成薄膜晶体管中的有源层的制作。由此可见，具有本发明实施例中的结构的薄膜晶体管的制作工艺更为简单。
[0039]此外，在本发明实施例中的薄膜晶体管的制作过程中，无需如现有技术中一样对低温多晶硅进行掺杂，进而无需使用doping设备，因此，具有本发明实施例中的结构的薄膜晶体管的制作成本也较低。
[0040]示例性地，上述欧姆接触部21的材质可以为N型掺杂的非晶硅或P型掺杂的非晶硅。当欧姆接触部21的材质为N型掺杂的非晶硅时，欧姆接触部21中的杂质可以为磷原子和/或砷原子；当欧姆接触部21的材质为P型掺杂的非晶硅时，欧姆接触部21中的杂质可以为硼原子和/或稼原子。需要说明的是，对于欧姆接触部21的材质为P型掺杂的非晶硅还是N型掺杂的非晶硅，以及其中杂质的具体种类和掺杂量，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，此处不进行限定。
[0041]优选地，如图1所示，上述薄膜晶体管还可以包括设置于衬底基板I和有源层2之间的缓冲层10。缓冲层10可以将衬底基板I与有源层2隔绝，避免衬底基板I中的杂质进入有源层2，影响有源层2的性能，并且在有源层2的制作过程中，缓冲层10还可减少非晶硅与衬底基板2之间的热扩散，降低准分子激光退火工艺过程中温度对衬底基板2的影响。其中，缓冲层1的材质可以为氮化硅和/或氧化硅。
[0042]另外，本发明实施例中还提供了一种阵列基板，该阵列基板包括上述薄膜晶体管。其中，阵列基板包括的其他结构与现有技术相同，本领域技术人员可以基于现有技术进行设置，此处不再进行赘述。由于该阵列基板包括具有上述结构的薄膜晶体管，因此，上述阵列基板的有益效果与上述薄膜晶体管的有益效果相同，故此处不再进行赘述。
[0043]此外，本发明实施例中还提供了一种显示装置，该显示装置包括上述阵列基板。类似地，显示装置包括的其他结构也与现有技术相同，本领域技术人员可以基于现有技术进行设置，此处不再进行赘述。可选地，上述显示装置可以为:液晶面板、电子纸、液晶电视、液晶显示器、数码相框、手机、平板电脑等任何具有显示功能的产品或部件。由于该显示装置包括以上阵列基板，且该阵列基板包括以上所述的薄膜晶体管，因此，上述显示装置的有益效果与上述薄膜晶体管的有益效果相同，此处不再进行赘述。
[0044]实施例二
[0045]本发明实施例提供一种薄膜晶体管的制作方法，该薄膜晶体管的制作方法用以制作本发明实施例一中所述的薄膜晶体管，具体地，该薄膜晶体管的制作方法包括:
[0046]步骤S1、提供一衬底基板。
[0047]步骤S2、在衬底基板上形成掺杂的非晶硅层，经过构图工艺形成有源层的两个欧姆接触部的图形。步骤S2结束后形成如图2所示的结构。示例性地，本发明实施例中可以通过溅射等方法在衬底基板上形成掺杂的非晶硅层。需要说明的是，如无特殊说明，本发明实施例中的构图工艺均包括涂覆光刻胶、掩膜、曝光、显影和剥离光刻胶的步骤。
[0048]步骤S3、形成低温多晶硅层，经过构图工艺形成有源层的沟道部的图形，其中，沟道部的一端搭在一个欧姆接触部的一端上，沟道部的另一端搭在另一个欧姆接触部的一端上。步骤S3结束后形成如图3所示的结构。
[0049]示例性地，形成低温多晶硅层的步骤具体包括:
[0050]步骤S31、在形成了两个欧姆接触部的图形的衬底基板上，形成一层非晶硅层。
[0051]步骤S32、对非晶硅层进行处理，使非晶硅转化为低温多晶硅。其中，对非晶硅层进行处理，使非晶硅转化为低温多晶硅的方法有很多种，此处不再一一列举。本申请的发明人发现，使用准分子激光退火工艺制备的低温多晶硅的晶粒大、空间选择性好、晶内缺陷少、电学特性好，且准分子激光退火工艺对衬底基板的温度影响较小，因此，本发明实施例中，优选使用准分子激光退火工艺对非晶硅层进行处理，使非晶硅转化为低温多晶硅。
[0052]步骤S4、在形成了两个欧姆接触部的图形和沟道部的图形的衬底基板上，形成栅极绝缘层。步骤S4结束后形成如图4所示的结构。示例性地，本发明实施例中可以使用等离子体增强化学气相沉积等方法形成栅极绝缘层。
[0053]步骤S5、在栅极绝缘层上，形成栅极金属层，经过构图工艺形成包括栅极的图形。步骤S5结束后形成如图5所示的结构。示例性地，本发明实施例中可以使用溅射或者蒸镀等方法形成栅极金属层。
[0054]步骤S6、形成层间绝缘层，经过构图工艺形成均贯穿层间绝缘层和栅极绝缘层的第一过孔和第二过孔，其中，第一过孔与一个欧姆接触部对应，第二过孔与另一个欧姆接触部对应。步骤S6结束后形成如图6所示的结构。示例性地，本发明实施例中可以使用等离子体增强化学气相沉积等方法形成层间绝缘层。
[0055]步骤S7、形成源漏极金属层，经过构图工艺形成包括源极和漏极的图形，其中，源极通过第一过孔与一个欧姆接触部连接，漏极通过第二过孔与另一个欧姆接触部连接，从而使得源极、漏极与有源层之间具有良好的欧姆接触，使薄膜晶体管具有良好的性能。步骤S7结束后形成如图7所示的薄膜晶体管。示例性地，本发明实施例中可以使用溅射或者蒸镀等方法形成源漏极金属层。
[0056]此外，本发明实施例中，优选在衬底基板和掺杂的非晶硅层之间形成缓冲层。缓冲层可以将衬底基板与有源层隔绝，避免衬底基板中的杂质进入有源层，影响有源层的性能，此外还可减少非晶硅与衬底基板之间的热扩散，降低准分子激光退火工艺过程中温度对衬底基板的影响。
[0057]在本发明实施例中，使用上述薄膜晶体管的制作方法制作薄膜晶体管时，只需先形成一层掺杂的非晶硅层，经过构图工艺形成两个欧姆接触部，再形成低温多晶硅层，经过构图工艺形成沟道部即可完成薄膜晶体管中的有源层的制作，而现有技术中，需要先形成低温多晶硅层，并经过构图工艺形成包括有源层的图形之后，采用doping工艺，对有源层的两端进行掺杂，并在掺杂之后进行快速升温退火，才能完成薄膜晶体管中的有源层的制作。由此可见，使用本发明中的薄膜晶体管的制作方法时，制作工艺更为简单。
[0058]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种薄膜晶体管，包括衬底基板，以及依次层叠设置于所述衬底基板上的有源层、栅极绝缘层、栅极、层间绝缘层、同层设置的源极和漏极，其特征在于，所述有源层包括两个欧姆接触部以及一个沟道部，所述沟道部的一端搭在一个所述欧姆接触部的一端上，所述沟道部的另一端搭在另一个所述欧姆接触部的一端上，所述沟道部的材质为低温多晶硅，所述欧姆接触部的材质为掺杂的非晶硅;所述薄膜晶体管还包括均贯穿所述层间绝缘层和所述栅极绝缘层的第一过孔和第二过孔，其中，所述第一过孔与一个所述欧姆接触部对应，所述第二过孔与另一个所述欧姆接触部对应，所述源极通过所述第一过孔与一个所述欧姆接触部连接，所述漏极通过所述第二过孔与另一个所述欧姆接触部连接。2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述欧姆接触部的材质为N型掺杂的非晶硅或P型掺杂的非晶硅。3.根据权利要求2所述的薄膜晶体管，其特征在于， 当所述欧姆接触部的材质为N型掺杂的非晶硅时，所述欧姆接触部中的杂质为磷原子和/或砷原子； 当所述欧姆接触部的材质为P型掺杂的非晶硅时，所述欧姆接触部中的杂质为硼原子和/或稼原子。4.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述薄膜晶体管还包括设置于所述衬底基板和所述有源层之间的缓冲层。5.—种阵列基板，其特征在于，包括如权利要求1?4任一项所述的薄膜晶体管。6.—种显示装置，其特征在于，包括如权利要求5所述的阵列基板。7.一种薄膜晶体管的制作方法，其特征在于，包括: 提供一衬底基板； 在所述衬底基板上形成掺杂的非晶硅层，经过构图工艺形成有源层的两个欧姆接触部的图形； 形成低温多晶硅层，经过构图工艺形成有源层的沟道部的图形，其中，所述沟道部的一端搭在一个所述欧姆接触部的一端上，所述沟道部的另一端搭在另一个所述欧姆接触部的一端上； 在形成了所述两个欧姆接触部的图形和所述沟道部的图形的衬底基板上，形成栅极绝缘层； 在所述栅极绝缘层上，形成栅极金属层，经过构图工艺形成包括栅极的图形； 形成层间绝缘层，经过构图工艺形成均贯穿所述层间绝缘层和所述栅极绝缘层的第一过孔和第二过孔，其中，所述第一过孔与一个所述欧姆接触部对应，所述第二过孔与另一个所述欧姆接触部对应； 形成源漏极金属层，经过构图工艺形成包括源极和漏极的图形，其中，所述源极通过所述第一过孔与一个所述欧姆接触部连接，所述漏极通过所述第二过孔与另一个所述欧姆接触部连接。8.根据权利要求7所述的薄膜晶体管的制作方法，其特征在于，通过溅射的方式在所述衬底基板上形成掺杂的非晶硅层。9.根据权利要求7所述的薄膜晶体管的制作方法，其特征在于，形成低温多晶硅层的步骤具体包括: 在形成了两个所述欧姆接触部的图形的衬底基板上，形成一层非晶硅层； 使用准分子激光退火工艺对所述非晶硅层进行处理，使非晶硅转化为低温多晶硅。10.根据权利要求7所述的薄膜晶体管的制作方法，其特征在于，所述薄膜晶体管的制作方法还包括:在所述衬底基板和所述掺杂的非晶硅层之间形成缓冲层。
【文档编号】H01L29/786GK105914237SQ201610383556
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年6月1日
【发明人】马应海, 左岳平
【申请人】京东方科技集团股份有限公司