薄膜晶體管及其制備方法、陣列基板、顯示裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于顯示技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種薄膜晶體管及其制備方法、陣列基板、顯 示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，平板顯示裝置已取代笨重的CRT顯示裝置日益深入人們的 日常生活中。目前，常用的平板顯示裝置包括LCD (Liquid Crystal Display:液晶顯示裝 置）和OLED(Organic Light-Emitting Diode:有機(jī)發(fā)光二極管）顯示裝置。
[0003] 在成像過程中，LCD顯示裝置中每一液晶像素點(diǎn)都由集成在TFT陣列基板中的 薄膜晶體管（Thin Film Transistor:簡稱TFT)來驅(qū)動，再配合外圍驅(qū)動電路，實現(xiàn)圖像 顯不；有源矩陣驅(qū)動式 〇LED(Active Matrix Organic Light Emission Display，簡稱 AM0LED)顯示裝置中由陣列基板中的TFT驅(qū)動OLED面板中對應(yīng)的OLED像素，再配合外圍驅(qū) 動電路，實現(xiàn)圖像顯示。在上述顯示裝置中，TFT是控制發(fā)光的開關(guān)，是實現(xiàn)液晶顯示裝置 和OLED顯示裝置大尺寸的關(guān)鍵，直接關(guān)系到高性能平板顯示裝置的發(fā)展方向。
[0004] 在現(xiàn)有技術(shù)中，已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的TFT主要有非晶硅TFT、多晶硅TFT、單晶硅TFT 等。隨著技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了金屬氧化物TFT，金屬氧化物TFT具有載流子迀移率高的優(yōu)點(diǎn)， 使得TFT可以做的很小，而使平板顯示裝置的分辨率越高，顯示效果越好；同時用金屬氧化 物TFT還具有特性不均現(xiàn)象少、材料和工藝成本降低、工藝溫度低、可利用涂布工藝、透明 率高、帶隙大等優(yōu)點(diǎn)，備受業(yè)界關(guān)注。
[0005] 但是，目前制作金屬氧化物TFT -般要增加一次構(gòu)圖工藝來設(shè)置刻蝕阻擋層，主 要原因在于在刻蝕形成源漏金屬電極時會腐蝕掉氧化物半導(dǎo)體材料形成的有源層（如圖 8A所示，其中有源層被腐蝕，導(dǎo)致有源層中的材料被腐蝕，造成如圖8B所示的TFT較差的性 能），通過在有源層上方增加刻蝕阻擋層，以便保護(hù)有源層在刻蝕形成源漏金屬電極的過程 中不被源漏電極刻蝕液腐蝕。一般來說，在制作金屬氧化物TFT過程中所用掩模板的數(shù)量 越少，生產(chǎn)效率越高，生產(chǎn)成本就越低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，提供一種薄膜晶 體管及其制備方法、陣列基板、顯示裝置，該薄膜晶體管制備方法生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低。
[0007] 解決本發(fā)明技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該薄膜晶體管，包括源極、漏極和有源 層，所述源極和所述漏極之間設(shè)置有絕緣層，且所述源極、所述漏極與所述有源層之間設(shè)置 有連接層，所述連接層為導(dǎo)電性材料，所述連接層與所述絕緣層同層設(shè)置且一體形成。
[0008] 優(yōu)選的是，所述連接層的材料為N+a-Si，所述絕緣層的材料為SiOx或者SiNx。
[0009] 優(yōu)選的是，所述有源層為氧化物材料，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 金屬氧化物。
[0010] 優(yōu)選的是，所述薄膜晶體管還包括柵極，所述柵極設(shè)置于所述有源層的下方，所述 柵極和所述有源層之間設(shè)置有柵極絕緣層；
[0011] 或者，所述源極和所述漏極的上方設(shè)置有柵極絕緣層，所述柵極設(shè)置于所述柵極 絕緣層的上方。
[0012] -種薄膜晶體管的制備方法，包括：
[0013] 采用一次構(gòu)圖工藝形成包括有源層和設(shè)置于所述有源層上方的轉(zhuǎn)化層的圖形；其 中所述轉(zhuǎn)化層的圖形與所述有源層的圖形相同，且所述轉(zhuǎn)化層為導(dǎo)電性材料；
[0014] 對所述轉(zhuǎn)化層進(jìn)行絕緣處理，使所述轉(zhuǎn)化層部分區(qū)域的導(dǎo)電性材料轉(zhuǎn)化為絕緣性 材料，形成絕緣層。
[0015] 優(yōu)選的是，對所述轉(zhuǎn)化層進(jìn)行絕緣處理包括對所述轉(zhuǎn)化層進(jìn)行氧化處理或氮化處 理。
[0016] 優(yōu)選的是，在形成所述有源層和所述轉(zhuǎn)化層之后還包括：形成源極和漏極。
[0017] 優(yōu)選的是，位于所述源極和所述漏極之間的所述轉(zhuǎn)化層經(jīng)過絕緣處理后轉(zhuǎn)化為絕 緣性材料，形成所述絕緣層；與所述源極和所述漏極接觸部分的所述轉(zhuǎn)化層的材料保持導(dǎo) 電性質(zhì)，形成連接層。
[0018] 優(yōu)選的是，在形成包括所述有源層和所述轉(zhuǎn)化層的圖形的構(gòu)圖工藝中，形成所述 有源層的材料和形成所述轉(zhuǎn)化層的材料連續(xù)沉積，其中，所述轉(zhuǎn)化層的材料為N+a-Si，或者 所述轉(zhuǎn)化層的材料為a-Si并對a-Si進(jìn)行N+摻雜形成N+a-Si ;
[0019] 相應(yīng)的，所述轉(zhuǎn)化層中的N+a-Si通過氧化處理轉(zhuǎn)化為SiOx或者通過氮化處理轉(zhuǎn) 化為SiNx。
[0020] 優(yōu)選的是，氧化處理的工藝參數(shù)為：射頻功率范圍為3kW~15kW，氣壓范圍為 IOOmT~2000mT，氣體流量范圍為1000~15000sccm，介質(zhì)氣體為O2或者N2O ;
[0021] 氮化處理的工藝參數(shù)為：射頻功率范圍為3kW~15kW，氣壓范圍為IOOmT~ 2000mT，氣體流量范圍為1000~15000sccm，介質(zhì)氣體為N2或者NH 3或者N 2和NH 3的混合 氣體。
[0022] 優(yōu)選的是，在對所述轉(zhuǎn)化層進(jìn)行絕緣處理之前還包括高溫退火處理；其中，高溫退 火處理的溫度范圍為300°C _600°C。
[0023] 優(yōu)選的是，所述有源層為氧化物材料，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 金屬氧化物。
[0024] 優(yōu)選的是，所述薄膜晶體管還包括柵極，所述柵極形成于所述有源層的下方，所述 柵極和所述有源層之間還形成有柵極絕緣層，所述柵極絕緣層與所述有源層和所述轉(zhuǎn)化層 連續(xù)沉積；
[0025] 或者，所述源極和所述漏極的上方設(shè)置有柵極絕緣層，所述柵極形成于所述柵極 絕緣層的上方。
[0026] -種陣列基板，包括上述薄膜晶體管。
[0027] 一種顯示裝置，包括上述陣列基板。
[0028] 本發(fā)明的有益效果是：
[0029] 該薄膜晶體管的制備方法中，有源層中氧化物半導(dǎo)體材料通過轉(zhuǎn)化層對源漏電極 刻蝕液的不易刻蝕性，替代現(xiàn)有技術(shù)中刻蝕阻擋層的作用，該薄膜晶體管的制備方法可相 應(yīng)減少刻蝕阻擋層的工藝步驟，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本；
[0030] 相應(yīng)的，使得采用該薄膜晶體管制備方法制備的薄膜晶體管以及采用該薄膜晶體 管的陣列基板和顯示裝置具有更低的成本。
【附圖說明】
[0031] 圖IA和圖IB為本發(fā)明實施例1中薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032] 圖2為本發(fā)明實施例1的薄膜晶體管形成柵極的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033] 圖3為在圖2的基礎(chǔ)上形成柵極絕緣層、有源層和轉(zhuǎn)化層的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034] 圖4為在圖3的基礎(chǔ)上形成源極和漏極的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035] 圖5為對圖4進(jìn)行處理以形成薄膜晶體管溝道的示意圖；
[0036] 圖6為本實施例2中陣列基板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037] 圖7為本發(fā)明實施例1中薄膜晶體管形成溝道之后的TFT性能示意圖；
[0038] 圖8A為現(xiàn)有技術(shù)中薄膜晶體管的層微觀示意圖；
[0039] 圖8B為圖8A中薄膜晶體管的性能測試圖；
[0040] 圖9A為現(xiàn)有技術(shù)中薄膜晶體管的層微觀示意圖；
[0041] 圖9B為圖9A中薄膜晶體管的性能測試圖；
[0042] 圖中：
[0043] 1-基板；2-柵極；3-柵極絕緣層；4-有源層；50-轉(zhuǎn)化層；51-絕緣層；52-連接層； 源極；7-漏極；8-純化層；9-接觸過孔；10-像素電極。
【具體實施方式】
[0044] 為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實施方 式對本發(fā)明薄膜晶體管及其制備方法、陣列基板、顯示裝置作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0045] 本發(fā)明提供了一種無溝道腐蝕的、高性能的采用氧化物半導(dǎo)體材料形成有源層的 背溝道刻蝕型（Oxide BCE)薄膜晶體管結(jié)構(gòu)，其在形成有源層的圖形的同時形成N+a-Si或 者摻雜N+的a-Si的轉(zhuǎn)化層，由于用于形成源極S和漏極D的源漏電極刻蝕液對轉(zhuǎn)化層中 的N+a-Si的刻蝕速率非常小，選擇比非常高，因此在形成源漏電極圖形時不會對有源層造 成損傷，同時也從根本上避免了形成源漏電極時對有源層造成損傷，從而可以提升有源層 的穩(wěn)定性，保證了薄膜晶體管的性能穩(wěn)定。
[0046] 該薄膜晶體管的制備方法，包括形成柵極、有源層以及位于同層的源極和漏極的 步驟，還包括在形成有源層的同一構(gòu)圖工藝中在有源層的上方形成轉(zhuǎn)化層的步驟，轉(zhuǎn)化層 采用導(dǎo)電性材料形成，該導(dǎo)電性材料包括具有導(dǎo)電性質(zhì)的導(dǎo)電材料和具有半導(dǎo)體性質(zhì)的半 導(dǎo)體材料；該轉(zhuǎn)化層在形成源極和漏極的刻蝕過程中能阻擋源漏電極刻蝕液對有源層的腐 蝕；在形成源極和漏極后，將轉(zhuǎn)化層處于源極和漏極之間的間隔區(qū)的材料轉(zhuǎn)化為絕緣性質(zhì) (絕緣層）、而對應(yīng)著源極和漏極的區(qū)域的材料保持為導(dǎo)電性質(zhì)（連接層），從而