本申請涉及顯示領(lǐng)域,尤其涉及一種薄膜晶體管、陣列基板及薄膜晶體管的制作方法。
背景技術(shù):
目前的顯示類型主要包括液晶顯示(Liquid Crystal Display,LCD)、有機發(fā)光二極管顯示(Organic Light-Emitting Diode,OLED)、等離子顯示(Plasma Display Panel,PDP)和電子墨水顯示等多種。由于現(xiàn)有的顯示器件的分辨率越來越高,進而,相應(yīng)的,顯示器件中的薄膜晶體管的有源層越來越短,而薄膜晶體管有源層的縮短會致使薄膜晶體管發(fā)生短溝道效應(yīng)和熱載流子效應(yīng),導(dǎo)致薄膜晶體管的性能發(fā)生異常,進而影響顯示器件的正常顯示。
圖1所示為現(xiàn)有的一種薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖,包括:設(shè)置在襯底基板11上方隔離層12,設(shè)置在隔離層12上方的有源層131,設(shè)置在有源層131一側(cè)的源極132以及設(shè)置在有源層131另一側(cè)的漏極133,設(shè)置在有源層131上方的柵極15,以及設(shè)置在有源層131與柵極15之間的柵極絕緣層14,其中,現(xiàn)有薄膜晶體管通常在柵極絕緣層14下方的兩側(cè)摻雜相對源漏摻雜濃度較低的雜質(zhì),形成第一輕摻雜漏區(qū)134和第二輕摻雜漏區(qū)135,依此削減電場梯度的坡度,降低熱載流子效應(yīng)對薄膜晶體管的影響,但該種結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管,不僅不能避免短溝道效應(yīng)的發(fā)生,而且還會導(dǎo)致溝道變得更短,使薄膜晶體管的更易發(fā)生短溝道效應(yīng)。
綜上,現(xiàn)有的薄膜晶體管容易發(fā)生短溝道效應(yīng),導(dǎo)致薄膜晶體管的性能較差。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本申請實施例提供一種薄膜晶體管、陣列基板及薄膜晶體管的制作方法,以降低薄膜晶體管由于有源層的縮短而產(chǎn)生短溝道效應(yīng)的幾率,提高薄膜晶體管的性能。
本申請實施例提供一種薄膜晶體管,包括:
設(shè)置在襯底基板上方的有源層,設(shè)置在所述有源層一側(cè)的源極以及設(shè)置在所述有源層另一側(cè)的漏極,設(shè)置在所述有源層上方或下方的柵極,以及設(shè)置在所述有源層與所述柵極之間的柵極絕緣層;
其中,所述源極與所述有源層之間還設(shè)置有連接所述源極與所述有源層的第一反型電極,所述漏極與所述有源層之間還設(shè)置有連接所述漏極與所述有源層的第二反型電極,所述第一反型電極與所述源極的導(dǎo)電類型相反,所述第二反型電極的導(dǎo)電類型與所述漏極的導(dǎo)電類型相反。
優(yōu)選的,所述柵極在所述襯底基板上的正投影至少覆蓋所述有源層在所述襯底基板上的正投影。
優(yōu)選的,所述柵極絕緣層在所述襯底基板上的正投影與所述有源層、所述第一反型電極和所述第二反型電極在所述襯底基板上的正投影的組合重疊,所述柵極在襯底基板上的正投影與所述柵極絕緣層在所述襯底基板上的正投影重疊。
優(yōu)選的,所述有源層為多晶硅薄膜,所述源極和所述漏極為摻雜P型雜質(zhì)離子的多晶硅薄膜,所述第一反型電極和所述第二反型電極為摻雜N型雜質(zhì)離子的多晶硅薄膜;或者,所述源極和所述漏極為摻雜N型雜質(zhì)離子的多晶硅薄膜,所述第一反型電極和所述第二反型電極為摻雜P型雜質(zhì)離子的多晶硅薄膜。
優(yōu)選的,所述第一反型電極摻雜的雜質(zhì)離子的濃度小于所述源極摻雜的雜質(zhì)離子的濃度,所述第二反型電極摻雜的雜質(zhì)離子的濃度小于所述漏極摻雜的雜質(zhì)離子的濃度。
本申請實施例提供一種陣列基板,包括本申請實施例提供的所述的薄膜晶體管。
本申請實施例提供一種薄膜晶體管的制作方法,所述制作方法包括:
在襯底基板的上方形成有源層,以及在所述有源層的一側(cè)形成與所述有源層相接觸的第一反型電極,在所述有源層的另一側(cè)邊形成與所述有源層相接觸的第二反型電極;
形成與所述第一反型電極相接觸的源極,以及與所述第二反型電極相接觸的漏極,所述源極與所述第一反型電極的導(dǎo)電類型相反,所述漏極與所述第二反型電極的導(dǎo)電類型相反;
其中,在形成所述第一反型電極和所述第二反型電極之前,所述制作方法還包括:在所述有源層之上形成柵極絕緣層,以及在所述柵極絕緣層之上形成柵極;或者,在形成所述有源層之前,所述制作方法還包括:在所述襯底基板之上形成柵極,以及在所述柵極之上形成柵極絕緣層。
優(yōu)選的,所述在襯底基板的上方形成有源層,以及在所述有源層的一側(cè)形成與所述有源層相接觸的第一反型電極,在所述有源層的另一側(cè)邊形成與所述有源層相接觸的第二反型電極;形成與所述第一反型電極相接觸的源極,以及與所述第二反型電極相接觸的漏極,具體包括:
在襯底基板的上方形成多晶硅薄膜層,將所述多晶硅薄膜層的第一區(qū)域的中部第一子區(qū)域作為所述有源層;
采用第一離子注入工藝,向所述多晶硅薄膜層的第一子區(qū)域的以外區(qū)域注入P型雜質(zhì)離子,形成第一輕摻雜區(qū);
采用第二離子注入工藝,向所述多晶硅薄膜層的所述第一區(qū)域一側(cè)的區(qū)域注入N型雜質(zhì)離子,形成源極,向所述多晶硅薄膜層的第一區(qū)域另一側(cè)的區(qū)域注入N型雜質(zhì)離子,形成漏極,將所述多晶硅薄膜層的所述有源層與所述源極之間的區(qū)域作為第一反型電極,將所述多晶硅薄膜層的所述有源層與所述漏極之間的區(qū)域作為第二反型電極。
優(yōu)選的,所述采用第一離子注入工藝,向所述多晶硅薄膜層的第一子區(qū)域的以外區(qū)域注入P型雜質(zhì)離子,具體包括:
以與襯底基板的法線的傾斜角為30°~75°,劑量為1E13atoms/cm2~8E14atoms/cm2,向所述多晶硅薄膜層的第一子區(qū)域的以外區(qū)域注入P型雜質(zhì)離子,形成所述第一輕摻雜區(qū)。
優(yōu)選的,所述采用第二離子注入工藝,向所述多晶硅薄膜層的所述第一區(qū)域一側(cè)的區(qū)域注入N型雜質(zhì)離子,形成源極,向所述多晶硅薄膜層的第一區(qū)域另一側(cè)的區(qū)域注入N型雜質(zhì)離子,形成漏極,具體包括:
以與襯底基板的法線的傾斜度為0°~7°,劑量為1E15atoms/cm2~1E18atoms/cm2,向所述多晶硅薄膜層的所述第一區(qū)域一側(cè)的區(qū)域注入N型雜質(zhì)離子,形成源極,向所述多晶硅薄膜層的第一區(qū)域另一側(cè)的區(qū)域注入N型雜質(zhì)離子,形成所述漏極。
本申請實施例有益效果如下:本申請實施提供的薄膜晶體管,通過在源極與有源層之間設(shè)置第一反型電極,在漏極與有源層之間設(shè)置第二反型電極,由于第一反型電極與源極的導(dǎo)電類型相反,第二反型電極與漏極的導(dǎo)電類型相反,進而可以提高源極與漏極的穿透電壓,降低薄膜晶體管由于有源層的縮短而產(chǎn)生短溝道效應(yīng)的幾率,提高薄膜晶體管的性能。
附圖說明
圖1為現(xiàn)有技術(shù)的一種薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖
圖2為本申請實施例提供的一種頂柵型薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3為本申請實施例提供的另一種頂柵型薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4為本申請實施例提供的一種底柵型薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5為本申請實施例提供的一種設(shè)置有隔離層的頂柵型薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖6為本申請實施例提供的一種薄膜晶體管的制作方法的流程圖;
圖7為本申請實施例中,形成多晶硅薄膜層后的示意圖;
圖8為本申請實施例中,形成柵極以及柵極絕緣層后的示意圖;
圖9為本申請實施例中,在多晶硅薄膜層上注入P型雜質(zhì)離子后的示意圖;
圖10為本申請實施例中,在多晶硅薄膜層上注入N型雜質(zhì)離子后的示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明實施例的實現(xiàn)過程進行詳細說明。需要注意的是,自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的,僅用于解釋本發(fā)明,而不能理解為對本發(fā)明的限制。
本申請實施例提供一種薄膜晶體管,具體可以為頂柵型薄膜晶體管,也可以為底柵型薄膜晶體管,以下分別進行舉例說明。
參見圖2,本申請實施例提供一種頂柵型薄膜晶體管,包括:設(shè)置在襯底基板1上方的有源層31,設(shè)置在有源層31一側(cè)的源極32以及設(shè)置在有源層31另一側(cè)的漏極33,設(shè)置在有源層31上方的柵極5,以及設(shè)置在有源層31與柵極5之間的柵極絕緣層4。其中,源極32與有源層31之間還設(shè)置有連接源極32與有源層31的第一反型電極34,漏極33與有源層31之間還設(shè)置有連接漏極33與有源層31的第二反型電極35,第一反型電極34與源極32的導(dǎo)電類型相反,第二反型電極35的導(dǎo)電類型與漏極33的導(dǎo)電類型相反。
需要說明的是,圖2僅是以柵極絕緣層4在襯底基板1上的正投影與有源層31、第一反型電極34和第二反型電極35在襯底基板1上的正投影的組合重疊為例進行的舉例說明,在具體實施時,柵極絕緣層在襯底基板上的正投影至少覆蓋有源層在襯底基板1上的正投影。即,本申請實施例提供的薄膜晶體管,其還可以是如圖3所示的結(jié)構(gòu),即,柵極絕緣層4在襯底基板1上的正投影只是與有源層31在襯底基板上的正投影重疊,柵極5在襯底基板上的正投影與柵極絕緣層4在襯底基板上的正投影重疊,或者,也可以是,柵極絕緣層在襯底基板上的正投影與有源層、部分第一反型電極和部分第二反型電極在襯底基板上的正投影的組合重疊(未示出)。
參見圖4,本申請實施例提供一種底柵型薄膜晶體管,包括:設(shè)置在襯底基板1上方的柵極5,設(shè)置在柵極上方的柵極絕緣層4,設(shè)置在柵極絕緣層4上方的有源層31,設(shè)置在有源層31一側(cè)的源極32以及設(shè)置在有源層31另一側(cè)的漏極33;其中,源極32與有源層31之間還設(shè)置有連接源極32與有源層31的第一反型電極34,漏極33與有源層31之間還設(shè)置有連接漏極33與有源層31的第二反型電極35,第一反型電極34與源極32的導(dǎo)電類型相反,第二反型電極35的導(dǎo)電類型與漏極33的導(dǎo)電類型相反。
在具體實施時,對于頂柵型薄膜晶體管,參見圖5,在襯底基板1與有源層31之間還設(shè)置有隔離層2,用于防止襯底基板1的雜質(zhì)擴散到有源層31,對薄膜晶體管造成影響。當然,對于底柵型薄膜晶體管,在襯底基板與柵極之間也可以設(shè)置有隔離層。
在具體實施時,對于頂柵型薄膜晶體管,優(yōu)選的,有源層的材質(zhì)可以為多晶硅薄膜,源極和漏極可以為摻雜N雜質(zhì)離子的多晶硅薄膜,第一反型電極和第二反型電極可以為摻雜P型雜質(zhì)離子的多晶硅薄膜,第一反型電極摻雜的P型雜質(zhì)離子的濃度小于源極摻雜的N型雜質(zhì)離子的濃度,第二反型電極摻雜的P型雜質(zhì)離子的濃度小于漏極摻雜的N型雜質(zhì)離子的濃度,有源層、源極以及漏極位于同一層。即,本申請實施例提供的薄膜晶體管,可以先在襯底基板上形成多晶硅薄膜層,在多晶硅薄膜層的第一區(qū)域上方形成柵極絕緣層,以及在柵極絕緣層上形成柵極,而后,將柵極以及柵極絕緣層進行遮擋,以與襯底基板的法線成預(yù)設(shè)傾斜角,在柵極絕緣層兩側(cè)向沒有被遮擋的多晶硅薄膜層注入P型雜質(zhì)離子,由于是以預(yù)設(shè)傾斜角進行離子注入,則可在柵極絕緣層正下方的多晶硅薄膜也注入P型雜質(zhì)離子,最后,再采用0角度注入N型雜質(zhì)離子,由于是采用垂直注入,則柵極絕緣層正下方不會注入N型雜質(zhì)離子,則,在最終形成的薄膜晶體管中,將柵極絕緣層兩側(cè)正下方注入有P型雜質(zhì)離子的多晶硅薄膜分別作為第一反型電極和第二反型電極,將后續(xù)在柵極絕緣層兩側(cè)又注入有N型雜質(zhì)離子的多晶硅薄膜層分別作為源極和漏極。以對多晶硅薄膜層采用不同的角度注入不同的雜質(zhì)離子形成第一反型電極、第二反型電極、源極以及漏極,可以簡化薄膜晶體管的制作過程,提高薄膜晶體管的制作效率。當然,本申請實施例提供的薄膜晶體管也可以采用其他材質(zhì)以及相應(yīng)的其它方法形成,在此不做限制。
在具體實施時,第一型雜質(zhì)離子為P型雜質(zhì)離子,第二型雜質(zhì)離子為N型雜質(zhì)離子;或者,第一型雜質(zhì)離子為N型雜質(zhì)離子,第二型雜質(zhì)離子為P型雜質(zhì)離子。P型雜質(zhì)離子具體可以為硼、鍺或其它Ⅲ族元素,N型雜質(zhì)離子,具體可以為磷、砷、銻或其它Ⅴ族元素。
本申請實施例提供一種陣列基板,包括本申請實施例提供的薄膜晶體管。
參見圖6,本申請實施例提供一種薄膜晶體管的制作方法,制作方法包括:
步驟101、在襯底基板的上方形成有源層,以及在有源層的一側(cè)形成與有源層相接觸的第一反型電極,在有源層的另一側(cè)邊形成與有源層相接觸的第二反型電極。
在具體實施時,本申請實施例制作的薄膜晶體管可以為頂柵型薄膜晶體管,也可以為底柵型薄膜晶體管,對于制作頂柵型薄膜晶體管,在形成第一反型電極和第二反型電極之前,薄膜晶體管的制作方法還包括:在有源層之上形成柵極絕緣層,以及在柵極絕緣層之上形成柵極;對于制作底柵型薄膜晶體管,在形成有源層之前,薄膜晶體管的制作方法還包括:在襯底基板之上形成柵極,以及在柵極之上形成柵極絕緣層。
步驟102、形成與第一反型電極相接觸的源極,以及與第二反型電極相接觸的漏極,源極與第一反型電極的導(dǎo)電類型相反,漏極與第二反型電極的導(dǎo)電類型相反。
在具體實施時,對于在襯底基板的上方形成有源層,以及在有源層的一側(cè)形成與有源層相接觸的第一反型電極,在有源層的另一側(cè)邊形成與有源層相接觸的第二反型電極;形成與第一反型電極相接觸的源極,以及與第二反型電極相接觸的漏極,具體包括:
在襯底基板的上方形成多晶硅薄膜層,將多晶硅薄膜層的第一區(qū)域的中部第一子區(qū)域作為有源層;
采用第一離子注入工藝,向多晶硅薄膜層的第一子區(qū)域的以外區(qū)域注入P型雜質(zhì)離子,形成第一輕摻雜區(qū),優(yōu)選的,以與襯底基板的法線的傾斜角為30°~75°,劑量為1E13atoms/cm2~8E14atoms/cm2,向多晶硅薄膜層的第一子區(qū)域的以外區(qū)域注入P型雜質(zhì)離子,形成第一輕摻雜區(qū);
采用第二離子注入工藝,向多晶硅薄膜層的第一區(qū)域一側(cè)的區(qū)域注入N型雜質(zhì)離子,形成源極,向多晶硅薄膜層的第一區(qū)域另一側(cè)的區(qū)域注入N型雜質(zhì)離子,形成漏極,將多晶硅薄膜層的有源層與源極之間的區(qū)域作為第一反型電極,將多晶硅薄膜層的有源層與漏極之間的區(qū)域作為第二反型電極,優(yōu)選的,以與襯底基板的法線的傾斜度為0°~7°,劑量為1E15atoms/cm2~1E18atoms/cm2,向多晶硅薄膜層的第一區(qū)域一側(cè)的區(qū)域注入N型雜質(zhì)離子,形成源極,向多晶硅薄膜層的第一區(qū)域另一側(cè)的區(qū)域注入N型雜質(zhì)離子,形成漏極。
為了更詳細的對本申請實施例提供的薄膜晶體管的制作方法進行說明,以下以形成頂柵型低溫多晶硅薄膜晶體管為例,結(jié)合附圖7至附圖10對本申請實施例提供的多層膜層圖案的制作方法進行如下詳細說明:
步驟一,襯底基板1上形成隔離層2,在隔離層2上形成多晶硅薄膜層3。其中,形成的隔離層2可以防止襯底基板1的雜質(zhì)擴散到后續(xù)形成的有源層,進而以防止影響薄膜晶體管的性能。襯底基板1具體可以為玻璃襯底基板。在襯底基板1上形成多晶硅薄膜層3后的示意圖如圖7所示。
步驟二,在多晶硅薄膜層3中部的第一區(qū)域10的上方形成柵極絕緣層4,以及在柵極絕緣層4上形成柵極5,其中,柵極絕緣層4在襯底基板1上的正投影與第一區(qū)域10在襯底基板1上的正投影重疊,柵極5在襯底基板1上的正投影與第一區(qū)域10在襯底基板1上的正投影重疊。形成柵極5后的示意圖如圖8所示。
步驟三,對柵極絕緣層4和柵極5通過光刻膠遮擋(圖中未示出),以與襯底基板1的法線的傾斜角為45°,P型雜質(zhì)離子的注入劑量為5E13atoms/cm2,向多晶硅薄膜層3注入P型雜質(zhì)離子,使多晶硅薄膜層3的第一子區(qū)域100以外的區(qū)域注入P型雜質(zhì)離子,形成第一輕摻雜區(qū)30,將未被注入P型雜質(zhì)離子的第一子區(qū)域100的多晶硅薄膜作為有源層31。其中,第一子區(qū)域100為第一區(qū)域10中間的部分區(qū)域。具體的P型雜質(zhì)離子可以為硼、鍺或其它等Ⅲ族元素。形成第一輕摻雜區(qū)后的示意圖如圖9所示。
步驟四,對柵極絕緣層4和柵極5通過光刻膠遮擋,以與襯底基板1的法線的傾斜度為0°,N型雜質(zhì)離子的注入劑量為1E16atoms/cm2,向第一區(qū)域10一側(cè)的區(qū)域注入N型雜質(zhì)離子,形成源極32,向第一區(qū)域10另一側(cè)的區(qū)域注入N型雜質(zhì)離子,形成漏極33,將有源層31與源極32之間的區(qū)域作為第一反型電極34,將有源層31與漏極33之間的區(qū)域作為第二反型電極35。形成第一反型電極34以及第二反型電極35后的示意圖如圖10所示。
綜上所述,本申請實施提供的薄膜晶體管,通過在源極與有源層之間設(shè)置第一反型電極,在漏極與有源層之間設(shè)置第二反型電極,由于第一反型電極與源極的導(dǎo)電類型相反,第二反型電極與漏極的導(dǎo)電類型相反,進而可以提高源極與漏極的穿透電壓,降低薄膜晶體管由于有源層的縮短而產(chǎn)生短溝道效應(yīng)的幾率,提高薄膜晶體管的性能。
顯然,本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣,倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi),則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。