一種薄膜晶體管及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種有機(jī)發(fā)光顯示器件。具體涉及一種薄膜晶體管及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 有機(jī)電致發(fā)光是指有機(jī)發(fā)光材料在電流或電場(chǎng)的激發(fā)作用下發(fā)光的現(xiàn)象。有機(jī) 發(fā)光顯示器件（Organic Lighting Emitting Display,簡(jiǎn)稱0LED)，與傳統(tǒng)的液晶顯示器 (Liquid Crystal Display，簡(jiǎn)稱IXD)顯示方式不同，具有自發(fā)光的特性，無(wú)需背光燈。OLED 具有厚度薄、視角寬、對(duì)比度高、響應(yīng)速度快、功耗低、柔性化等優(yōu)點(diǎn)，是目前平板顯示技術(shù) 中受關(guān)注最多的技術(shù)之一，且已成為最有希望取代LCD的下一代平板顯示技術(shù)。
[0003] 作為有機(jī)發(fā)光顯示器的關(guān)鍵器件之一，薄膜晶體管（Thin-filmtransistor，簡(jiǎn)稱 TFT)的性能直接影響顯示質(zhì)量的好壞，目前TFT-LCD大部分采用硅基材料的薄膜晶體管， 如多晶硅（P-Si) TFT，但隨著OLED的不斷發(fā)展和柔性顯示技術(shù)的需求，需要一種載流子遷 移率較高且能在低溫下制造的有源層半導(dǎo)體材料，而高載流子遷移率的P-Si在低溫下大 面積制造比較困難。透明的非晶金屬氧化物，具有透光率和載流子遷移率高的優(yōu)點(diǎn)，不但可 以制備透明TFT，而且還可以大幅提高TFT對(duì)像素電極的充放電速率和像素的相應(yīng)速度，已 成為目前OLED中的前沿技術(shù)。
[0004] 目前的金屬氧化物薄膜晶體管主要采用底柵結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)中柵極層和源/漏電極 層容易產(chǎn)生較大的寄生電容，從而使得像素電路中產(chǎn)生大的存儲(chǔ)電容，影響顯示裝置的性 能。因此，頂柵結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管成為了一個(gè)重要的研究方向，但頂柵結(jié)構(gòu)中金屬氧化物半 導(dǎo)體層的導(dǎo)電性能較差，而且金屬氧化物半導(dǎo)體層與源/漏電極層接觸區(qū)域小，易造成金 屬氧化物半導(dǎo)體層與源/漏電極層接觸電阻大的問題。
[0005] 中國(guó)專利文獻(xiàn)CN103076703A公開了一種頂柵型金屬氧化物薄膜晶體管，如圖1所 示，包括襯底基板10、位于襯底基板上的金屬氧化物半導(dǎo)體層20、位于金屬氧化物半導(dǎo)體 層上的源極61和漏極62、位于源極和漏極之上且位于源極和漏極之間的柵極絕緣層30、位 于柵極絕緣層之上的柵極40、位于柵極上的Al 2O3絕緣層50、位于Al2O3絕緣層之上的絕緣 膜70、以及位于最頂層的數(shù)據(jù)線80。該方案在形成薄膜晶體管的過(guò)程中，通過(guò)鋪設(shè)Al層， 經(jīng)過(guò)在氧氣環(huán)境中的高溫反應(yīng)使部分金屬氧化物半導(dǎo)體層反應(yīng)形成源極和漏極，同時(shí)將Al 膜層反應(yīng)生成Al2O3絕緣層，使得液晶面板的寄生電容減小到常規(guī)面板的1/5左右，從而減 小了晶體管存儲(chǔ)電容、提高了開口率。但該晶體管結(jié)構(gòu)中金屬氧化物半導(dǎo)體層氧含量比較 高，導(dǎo)電能力較差，無(wú)法有效解決金屬氧化物半導(dǎo)體層與源/漏極間接觸電阻大的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為此，本發(fā)明所要解決的是現(xiàn)有技術(shù)中頂柵型金屬氧化物薄膜晶體管半導(dǎo)體層和 源/漏電極層接觸電阻較大的問題，從而提出金屬氧化物半導(dǎo)體層和源/漏電極層接觸電 阻小的一種薄膜晶體管及其制造方法。
[0007] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0008] 本發(fā)明所述的一種薄膜晶體管，包括依次堆疊設(shè)置在襯底上的金屬氧化物半導(dǎo)體 層、第一絕緣層、柵極層、第二絕緣層和源/漏電極層，其特征在于，所述第一絕緣層和/或 第二絕緣層為由金屬層氧化后得到的金屬氧化物層，所述金屬氧化物層具有絕緣性能。
[0009] 所述金屬層為Al、Zn、Fe、Cu中的一種或多種的組合。
[0010] 所述第一絕緣層為直接形成的絕緣金屬氧化物層、氮化硅層或氧化硅層中一層或 多層的堆疊層，其厚度為50nm-350nm。
[0011] 所述第二絕緣層的厚度為100nm-500nm。
[0012] 所述第二絕緣層直接形成在所述第一絕緣層上，并覆蓋所述柵極層。
[0013] 所述第二絕緣層直接形成在所述金屬氧化物半導(dǎo)體層上，并覆蓋所述柵極層。
[0014] 所述薄膜晶體管的制造方法，包括以下步驟：
[0015] Sl 1、在襯底上形成金屬氧化物半導(dǎo)體層；
[0016] S12、在襯底上形成覆蓋金屬氧化物半導(dǎo)體層的金屬層，所述金屬層經(jīng)氧化后形成 的金屬氧化物層具有絕緣性能；并對(duì)金屬氧化物半導(dǎo)體層和金屬層進(jìn)行無(wú)氧退火處理；
[0017] S13、在氧氣環(huán)境下，對(duì)金屬層進(jìn)行氧化處理，至金屬層全部被氧化，制得第一絕緣 層；
[0018] S14、在第一絕緣層上直接形成柵極、第二絕緣層和源/漏電極層。
[0019] 所述薄膜晶體管的制造方法，包括以下步驟：
[0020] S21、在襯底上形成金屬氧化物半導(dǎo)體層；
[0021] S22、在金屬氧化物半導(dǎo)體層上方居中形成第一絕緣層，沿金屬氧化物半導(dǎo)體層溝 道長(zhǎng)度方向，第一絕緣層的長(zhǎng)度小于金屬氧化物半導(dǎo)體層的長(zhǎng)度，在第一絕緣層上直接形 成柵極層；
[0022] S23、在金屬氧化物半導(dǎo)體層上直接形成覆蓋柵極層的金屬層，所述金屬層經(jīng)氧化 后形成的金屬氧化物層具有絕緣性能；并對(duì)設(shè)置在襯底上的各層進(jìn)行無(wú)氧退火處理；
[0023] S24、在氧氣環(huán)境下，對(duì)金屬層進(jìn)行氧化處理，至金屬層全部被氧化，制得第二絕緣 層；
[0024] S25、在第二絕緣層上直接形成源/漏電極層。
[0025] 所述薄膜晶體管的制造方法，包括以下步驟：
[0026] S31、在襯底上形成金屬氧化物半導(dǎo)體層；
[0027] S32、在金屬氧化物半導(dǎo)體層上方居中形成第一金屬層，所述第一金屬層經(jīng)氧化后 形成的金屬氧化物層具有絕緣性能；沿金屬氧化物半導(dǎo)體層溝道長(zhǎng)度方向，第一金屬層的 長(zhǎng)度小于金屬氧化物半導(dǎo)體層的長(zhǎng)度，在第一金屬層上直接形成柵極層；
[0028] S33、在金屬氧化物半導(dǎo)體層上直接形成覆蓋柵極層的第二金屬層，所述第二金屬 層經(jīng)氧化后形成的金屬氧化物層具有絕緣性能；并對(duì)設(shè)置在襯底上的各層進(jìn)行無(wú)氧退火處 理；
[0029] S34、在氧氣環(huán)境下，對(duì)第一金屬層和第二金屬層進(jìn)行氧化處理，至金屬層全部被 氧化，制得第一絕緣層和第二絕緣層；
[0030] S35、在第二絕緣層上直接形成源/漏電極層。
[0031] 步驟S14中的所述的第二絕緣層與步驟S22中所述的第一絕緣層獨(dú)立的選自氮化 硅層或氧化硅層。
[0032] 本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0033] 1.本發(fā)明所述的一種薄膜晶體管及其制造方法，其第一絕緣層和/或第二絕緣層 為由金屬層氧化后得到的金屬氧化物層，所述金屬氧化物層具有絕緣性能。所述金屬層為 Al、Zn、Fe、Cu中的一種或多種的組合。所述金屬層在無(wú)氧條件下高溫退火形成金屬氧化物 層的過(guò)程中，會(huì)吸收金屬氧化物半導(dǎo)體中的氧，這可有效降低源/漏極區(qū)域的金屬氧化物 半導(dǎo)體中的氧含量，從而提高接觸區(qū)金屬氧化物半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能，減少金屬氧化物半導(dǎo) 體與源/漏電極層間的接觸電阻。
[0034] 2.本發(fā)明所述的一種薄膜晶體管及其制造方法，其金屬層和金屬氧化物層的形成 可使用同一臺(tái)濺射設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)，工藝簡(jiǎn)單，且降低了設(shè)備成本與生產(chǎn)成本。
[0035] 3.本發(fā)明所述的一種薄膜晶體管及其制造方法，無(wú)需在第二絕緣層之上再制作一 層絕緣層即可達(dá)到理想的技術(shù)效果，減少了一次成膜工藝，在制作工藝中可節(jié)約機(jī)時(shí)和成 本。
【附圖說(shuō)明】
[0036] 為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合 附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，其中
[0037] 圖1現(xiàn)有技術(shù)的頂柵結(jié)構(gòu)薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038] 圖2是本發(fā)明的頂柵結(jié)構(gòu)薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039] 圖中附圖標(biāo)記表不為：90_襯底、91-金屬氧化物半導(dǎo)體層、92-第一絕緣層、93-柵 極層、