本發(fā)明涉及半導體技術領域，特別是涉及一種薄膜晶體管及制備方法。

背景技術：

AMOLED，即主動矩陣有機發(fā)光二極管(Active-Matrix Organic Light Emitting Diode)，因為具備廣色域、高對比度、輕薄、能耗低等特點，已經受到廣泛的運用，被譽為下一代顯示技術。

隨著顯示技術的發(fā)展，薄膜晶體管液晶顯示器(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，簡稱TFT-LCD已經成為最為常見的顯示裝置。在AMOLED液晶顯示器中，每個子像素都配置有一個薄膜晶體管，使得每一個子像素可以獨立的運作，且不易受到其他子像素的影響。

薄膜晶體管上一般都包括存儲電容器。存儲電容器包括平行設置的第一電極及第二電極。目前，在薄膜晶體管的制備過程中，存儲電容器的第一電極在柵極的制作過程中同時制備，該第一電極與柵極位于同一層中。然后，在柵極及電極層上形成絕緣層，然后再在絕緣層上與第一電極相對的地方形成第二電極。但是這種制備方法較繁瑣，步驟較多，生產效率較低。

技術實現要素：

基于此，有必要針對上述問題，提供一種薄膜晶體管及制備方法，以降低成本，同時提高薄膜晶體管的開口率。

一種薄膜晶體管的制備方法，包括如下步驟：

在基板上形成有源層；

在形成有所述有源層的所述基板上形成柵極絕緣層；

對所述柵極絕緣層進行圖形化，以形成垂直于所述基底的第一刻蝕槽及第二刻蝕槽；

在所述柵極絕緣層上形成金屬層，且所述金屬層覆蓋所述第一刻蝕槽及所述第二刻蝕槽；

對所述金屬層進行圖形化，以形成柵極、第一電極及第二電極，所述第一電極位于所述第一刻蝕槽內，所述第二電極位于所述第二刻蝕槽內，所述第一電極及所述第二電極形成存儲電容器；

在所述柵極絕緣層、所述柵極及所述存儲電容器上形成層間絕緣層；

在所述層間絕緣層上形成源極及漏極，所述源極及所述漏極分別與所述有源層連接。

在其中一個實施例中，在對所述柵極絕緣層進行圖形化的步驟中，還包括在所述柵極絕緣層上與所述柵極對應的位置形成第三刻蝕槽。

在其中一個實施例中，所述柵極絕緣層的厚度為1500nm～2000nm。

在其中一個實施例中，在形成有所述有源層的基板上形成柵極絕緣層，包括如下步驟：

在形成有所述有源層的基板上形成氧化硅層；

在所述氧化硅層上形成氮化硅層。

在其中一個實施例中，所述氧化硅層的厚度小于所述氮化硅層的厚度。

在其中一個實施例中，所述第一刻蝕槽及所述第二刻蝕槽的深度等于氮化硅層的厚度。

在其中一個實施例中，所述第一刻蝕槽與所述第二刻蝕槽之間的間距為100nm～400nm。

在其中一個實施例中，采用干法刻蝕對所述柵極絕緣層進行圖形化。

在其中一個實施例中，在基板上形成有源層，包括如下步驟：

在所述基板上形成多晶硅層；

對所述多晶硅層進行圖形化，形成所述有源層。

一種薄膜晶體管，其采用上述的薄膜晶體管的制備方法制備。

上述薄膜晶體管的制備方法，由于存儲電容器在柵極的制備過程中同時制備，即，在柵極形成過程中，存儲電容器的第一電極及第二電極同時實現，相對于現有技術需要在第一電極上沉積絕緣層再在絕緣層上形成第二電極，上述薄膜晶體管的制備方法可以省去一層絕緣層的沉積，制備工藝簡單，生產效率較高。而且，第一電極與第二電極在垂直于基底的方向形成，可以減少光被電極遮擋的可能性，增加薄膜晶體管的開口率，增加薄膜晶體管的存儲電容器的容量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實施例的薄膜晶體管的制備方法的流程示意圖；

圖2A～2J為本發(fā)明一實施例中薄膜晶體管的制備方法中各步驟對應的結構示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式做詳細的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發(fā)明內涵的情況下做類似改進，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施例的限制。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術語“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”、等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個”的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要說明的是，當元件被稱為“固定于”或“設置于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。本文所使用的術語“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的，并不表示是唯一的實施方式。

請參閱圖1，其為本發(fā)明一實施例中薄膜晶體管的制備方法的流程示意圖。

例如，一種薄膜晶體管的制備方法，包括如下步驟：

S110、在基板上形成有源層。

具體地，步驟S110采用如下步驟實現：

S111、在所述基板上形成多晶硅層。

具體地，步驟S111包括：

S1111、在基板上形成緩沖層。

例如，在干凈的基板上形成緩沖層，基板可為玻璃基板或柔性基板。形成的緩沖層可以提高待形成的非晶硅與基板之間的附著程度，有利于降低熱傳導效應，減緩被激光加熱的硅的冷卻速率，有利于多晶硅的結晶。同時，還可以防止基板中的金屬離子擴散至多晶硅層，降低雜質缺陷，并且可以減少漏電流的產生。

S1112、在緩沖層上沉積非晶硅層。

例如，采用等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)工藝在緩沖層上沉積非晶硅層。又如，沉積溫度一般控制在500℃以下。

在本實施例中，非晶硅層的厚度為40nm～60nm。當然，也可根據具體的工藝需要選擇合適的厚度。例如，非晶硅層的厚度為42nm～55nm，又如，非晶硅層的厚度為45nm、48nm、50nm、52nm或54nm。

S1113、將所述非晶硅層轉化為多晶硅層。

例如，采用準分子激光退火的方法將非晶硅層轉化為多晶硅層。具體的，采用氯化氙(XeCl)、氟化氪(KrF)、氟化氬(ArF)等準分子激光器進行激光退火，例如波長為308nm的氯化氙激光器，來進行準分子激光退火。激光光束經過光學系統(tǒng)后為線性光源。

優(yōu)選地，在進行激光退火工藝之前，需要對非晶硅層進行去氫處理，使得氫含量降至1％以下，防止氫爆現象的產生。例如，將基板置于高溫爐中，在溫度為400～500℃的條件下進行高溫退火，以將氫從非晶硅層中排除。

需要說明的是，在其他實施例中，也可以省略步驟S1111，直接在基板上形成非晶硅層，再將非晶硅層轉化為多晶硅層。

S112、對所述多晶硅層進行圖形化，形成所述有源層。

具體的，步驟S112采用如下步驟實現：在多晶硅層的表面形成光刻膠層，通過掩膜板曝光，以形成圖形化區(qū)域；通過刻蝕工藝對多晶硅層進行刻蝕后，去除光刻膠層，得到有源層。

S120、在形成有所述有源層的所述基板上形成柵極絕緣層。

例如，采用等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)工藝在形成有所述有源層的基板上沉積柵極絕緣層。又如，沉積溫度一般控制在500℃以下。

在本實施例中，柵極絕緣層的厚度為1500～2000nm。

進一步的，步驟S120包括如下步驟：

S121、在形成有有源層的基板上形成氧化硅層。

通過在形成有有源層的基板上形成氧化硅層，利用氧化硅與多晶硅的較好的接觸效果，可以提高柵極絕緣層與有源層的界面平整性。

S122、在氧化硅層上形成氮化硅層。

具體的，氧化硅層和氮化硅層通過連續(xù)沉積得到。進一步的，所述氧化硅層的厚度小于所述氮化硅層的厚度。更進一步的，氮化硅層的厚度為氧化硅層厚度的1.5～4倍。更進一步的，氮化硅層的厚度為氧化硅層的厚度的2～3倍。例如，氧化硅層的厚度為100～500nm。又如，氧化硅層的厚度為200～400nm。又如，氧化硅層的厚度為300～350nm。

S130、對所述柵極絕緣層進行圖形化，以形成第一刻蝕槽及第二刻蝕槽。例如，對所述柵極絕緣層進行圖形化，以形成垂直于所述基底的第一刻蝕槽及第二刻蝕槽。

例如，利用干法刻蝕對所述柵極絕緣層進行刻蝕。又如，步驟S130采用如下步驟實現：在柵極絕緣層的表面形成光刻膠層，通過掩膜板曝光，以形成圖形化區(qū)域；通過干法刻蝕工藝對柵極層進行刻蝕后，去除光刻膠層，得到垂直于基底的第一刻蝕槽及第二刻蝕槽。

進一步的，第一刻蝕槽及第二刻蝕槽的深度等于氮化硅層的厚度。這樣，有助于使形成的存儲電容器的容量較大。更進一步的，第一刻蝕槽與第二刻蝕槽之間的間距為100～400nm，這樣后續(xù)形成的存儲電容器中第一電極與第二電極之間的間距也就為100～400nm，可以使得存儲電容器的容量較大，同時還可以減小第一電極與第二電極被擊穿的概率。更進一步的，第一刻蝕槽與第二刻蝕槽之間的間距為200～300nm。需要說明的是，第一刻蝕槽與第二刻蝕槽之間的間距為第一刻蝕槽與第二刻蝕槽中兩個相鄰側壁之間的間距。即，第一刻蝕槽靠近第二刻蝕槽的側壁與第二刻蝕槽靠近第一刻蝕槽的側壁之間的間距。

進一步的，第一刻蝕槽的長度及厚度與第二刻蝕槽的長度及厚度均相等，即，第一刻蝕槽的長度與第二刻蝕槽的長度相等，及第一刻蝕槽的厚度與第二刻蝕槽的厚度相等。例如，第一刻蝕槽及第二刻蝕槽的長度為10～30μm。又如，第一刻蝕槽與第二刻蝕槽的長度為15～25μm。又如，第一刻蝕槽及第二刻蝕槽的長度為20μm。

具體的，在對所述柵極絕緣層進行圖形化的步驟中，還包括在所述柵極絕緣層上與所述柵極對應的位置形成第三刻蝕槽。通過在柵極絕緣層與柵極對應的位置形成第三刻蝕槽，以使柵極在第三刻蝕槽內，這樣可以使得柵極與有源層之間保持適合的距離，以保證薄膜晶體管電性能，同時，可以使得柵極絕緣層的厚度較大，有利于增加后續(xù)形成的存儲電容器的容量。

在本實施例中，第三刻蝕槽與基底垂直，且第一刻蝕槽、第二刻蝕槽及第三刻蝕槽的深度相同。當然，在其他實施例中，也可以根據實際情況，選擇第三刻蝕槽的深度與第一刻蝕槽及第二刻蝕槽的厚度不相等。

S140、在所述柵極絕緣層上形成金屬層，且所述金屬層覆蓋所述第一刻蝕槽及所述第二刻蝕槽。例如，在所述柵極絕緣層、所述第一刻蝕槽及所述第二刻蝕槽上形成金屬層，且所述金屬層覆蓋所述第一刻蝕槽及所述第二刻蝕槽。

例如，通過磁控濺射等常用成膜方式在柵極絕緣層上形成金屬層，金屬層覆蓋第一刻蝕槽、第二刻蝕槽及第三刻蝕槽。

金屬層的材料可包括鉬(Mo)、鋁(Al)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、銀(Ag)、鎂(Mg)、金(Au)、鎳(Ni)、釹(Nd)、銥(Ir)、鉻(Cr)、鋰(Li)、鈣(Ca)、鈦(Ti)、鎢(W)和銅(Cu)中至少一種金屬。

例如，金屬層的厚度為1500～2500nm。又如，金屬層的厚度為1800～2200nm。又如，金屬層的厚度為2000nm。

需要說明的是，當第一刻蝕槽、第二刻蝕槽及第三刻蝕槽深度較大時，金屬層也可以不完全覆蓋第一刻蝕槽、第二刻蝕槽及第三刻蝕槽。也就是說，金屬層的厚度可以小于第一刻蝕槽、第二刻蝕槽及第三刻蝕槽。

S150、對所述金屬層進行圖形化，以形成柵極、第一電極及第二電極，所述第一電極位于所述第一刻蝕槽內，所述第二電極位于所述第二刻蝕槽內，所述第一電極及所述第二電極形成存儲電容器。

例如，步驟S150采用如下步驟實現：在金屬層的表面形成光刻膠層，通過掩膜板曝光，以形成圖形化區(qū)域；通過刻蝕工藝對金屬層進行刻蝕，保留第一刻蝕槽、第二刻蝕槽及第三刻蝕槽位置處的金屬層，第一刻蝕槽的金屬層形成第一電極，第二刻蝕槽的金屬層形成第二電極，第三刻蝕槽的金屬層形成柵極。

上述薄膜晶體管的制備方法，由于存儲電容器在柵極的制備過程中同時制備，即，在傳統(tǒng)的柵極形成過程中，存儲電容器的第一電極及第二電極同時實現，與現有技術需要在第一電極上沉積絕緣層再在絕緣層上形成第二電極，可以省去一層絕緣層的沉積，制備工藝簡單，生產效率較高。而且，第一電極與第二電極在垂直于基底的方向形成，可以減少光被電極遮擋的可能性，增加薄膜晶體管的開口率，增加薄膜晶體管的存儲電容器的容量。

S160、在所述柵極絕緣層、所述柵極及所述存儲電容器上形成層間絕緣層。

例如，采用等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)工藝在形成層間絕緣層。又如，沉積溫度一般控制在500℃以下。

S170、在所述層間絕緣層上形成源極及漏極，所述源極與所述漏極分別與所述有源層連接。

具體的，步驟S170包括如下步驟：

S171、在所述柵極絕緣層及所述層間絕緣層上形成第一過孔，同時在層間絕緣層上對應第一電極的位置形成第二過孔，所述第二過孔與第一電極連通。

S172、在所述第一過孔內形成源極及漏極，所述源極及所述漏極分別與所述有源層連接，在所述第二過孔內形成用于鏈接存儲電容器的連接件。例如，所述連接件與所述第一電極連接。

例如，源極及漏極通過在第一過孔內沉積金屬材料形成，連接件通過在第二過孔內沉積金屬材料形成。具體到本實施例中，金屬材料包括鈦/鋁/鈦合金。

另外，本發(fā)明還提供一種薄膜晶體管，包括上述任一制備方法制備得到的薄膜晶體管。例如，一種薄膜晶體管，其采用上述任一制備方法制備得到。

下面結合具體實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細說明，以便于本領域技術人員充分理解本發(fā)明。

請參閱圖2A至圖2J，其為本發(fā)明一實施例中薄膜晶體管的制備方法中各步驟對應的結構示意圖。

請參閱圖2A，在基板100上形成緩沖層200。

具體的，在玻璃基板上利用等離子體化學氣相沉積法(PECVD)工藝沉積一層一定厚度的緩沖層，例如，所述緩沖層的厚度為50～400nm。沉積材料可以為單層的氧化硅(SiO_x)膜層或氮化硅(SiN_x)膜層，或者為氧化硅(SiO_x)和氮化硅(SiN_x)的疊層。

請參閱圖2B，在緩沖層200上形成非晶硅層，將非晶硅層轉化為多晶硅層300。

具體地，采用等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)工藝在緩沖層200上沉積非晶硅層。然后，采用準分子激光退火的方法將非晶硅層轉化為多晶硅層300。

請參閱圖2C，對所述多晶硅層300進行圖形化，形成所述有源層310。

具體的，在多晶硅層300的表面形成光刻膠層，通過掩膜板曝光，以形成圖形化區(qū)域；通過刻蝕工藝對多晶硅層300進行刻蝕后，去除光刻膠層，得到有源層310。

請參閱圖2D，在形成有所述有源層310的所述基板100上形成柵極絕緣層400。

具體的，柵極氧化層400包括依次沉積的氧化硅層及氮化硅層。優(yōu)選地，氮化硅層的厚度大于氧化硅層的厚度。在本實施例中，柵極絕緣層的厚度為1500～2000nm。

請參閱圖2E，對所述柵極絕緣層400進行圖形化，以形成于垂直于所述基底的第一刻蝕槽410、第二刻蝕槽420及第三刻蝕槽430。

在本實施例中，第一刻蝕槽410、第二刻蝕槽420及第三刻蝕槽430的深度相同，且均等于氮化硅層的厚度。第一刻蝕槽410的長度、第二刻蝕槽420的長度及第三刻蝕槽的長度也相等，均等于20μm。第一刻蝕槽與第二刻蝕槽之間的間距為200nm。

請參閱圖2F，在所述柵極絕緣層400上形成金屬層500，且所述金屬層覆蓋所述第一刻蝕槽410、所述第二刻蝕槽420及所述第三刻蝕槽430。

例如，金屬層的厚度為1500～2500nm。又如，金屬層的厚度為1800～2200nm。又如，金屬層的厚度為2000nm。

請參閱圖2G，對所述金屬層500進行圖形化，以形成柵極530、第一電極510及第二電極520，所述第一電極510位于所述第一刻蝕槽410內，所述第二電極520位于所述第二刻蝕槽420內，所述第一電極510及所述第二電極520形成存儲電容器。

請參閱圖2H，在所述柵極絕緣層400、所述柵極530及所述存儲電容器上形成層間絕緣層600。

請參閱圖2I，在層間絕緣層600及柵極絕緣層400上形成第一過孔610，在層間絕緣層600上形成第二過孔620，所述第二過孔620與第一電極510連通。

請參閱圖2J，在所述第一過孔610內形成源極710及漏極720，源極710及漏極720分別與有源層310連接，在所述第二過孔620內形成用于連接存儲電容器的連接件730。

以上所述實施例的各技術特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特征的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的范圍。

以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。