專利名稱：薄膜晶體管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及液晶顯示器制造領(lǐng)域，尤其涉及薄膜晶體管。
背景技術(shù)：
有機發(fā)光二極管(OLED)越來越受到人們的關(guān)注。OLED屏通常采用非晶硅薄膜晶體管作為驅(qū)動，而非晶硅薄膜晶體管開關(guān)器件電子遷移率低，不能滿足OLED屏的電流驅(qū)動方式。因此將非晶硅轉(zhuǎn)換為多晶硅，提高電子遷移率來改善TFT開關(guān)器件的電特性顯得尤為重要?，F(xiàn)有技術(shù)的缺點在于，薄膜晶體管直接形成于透明襯底表面，需要生長多層堆疊結(jié)構(gòu)，并且還需要制作薄膜晶體管與外部組件的電學(xué)連接結(jié)構(gòu)，工藝過程繁瑣，成本較高。
發(fā)明內(nèi)容為解決以上反映的諸多技術(shù)問題，本實用新型提供一種薄膜晶體管，能夠節(jié)省工藝成本。為了解決上述問題，本實用新型提供了一種薄膜晶體管，包括透明襯底；柵極和數(shù)據(jù)線，所述柵極和數(shù)據(jù)線設(shè)置在所述透明襯底的表面；第一絕緣層，所述第一絕緣層覆蓋所述柵極和所述數(shù)據(jù)線；非晶半導(dǎo)體層，所述非晶半導(dǎo)體層設(shè)置在所述第一絕緣層表面與所述柵極對應(yīng)的區(qū)域；通孔，所述通孔設(shè)置在所述第一絕緣層表面與所述數(shù)據(jù)線對應(yīng)的區(qū)域；源極電極和漏極電極，所述源極電極和漏極電極設(shè)置在所述非晶半導(dǎo)體層的兩端，源極電極和漏極電極之一通過所述通孔連接至所述數(shù)據(jù)線；以及第二絕緣層，所述第二絕緣層在所述第一絕緣層表面，并覆蓋所述非晶半導(dǎo)體層、通孔以及源極電極和漏極電極。本實用新型的優(yōu)點在于，通過在數(shù)據(jù)線表面設(shè)置通孔，使薄膜晶體管的源極電極或者漏極電極在形成過程中直接同數(shù)據(jù)線電學(xué)連接，節(jié)省了工藝成本。進一步地，源極電極和漏極電極也采用多晶硅材料制備，而非現(xiàn)有技術(shù)中的金屬材料，簡化了工藝步驟，從而進一步節(jié)省了工藝成本。
附圖1所示是本實用新型具體實施方式
所述方法的步驟流程圖。附圖2A至附圖2J所示是本實用新型具體實施方式
所述方法的工藝示意圖，其中附圖2J所示是最終形成的薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型提供的薄膜晶體管的具體實施方式
做詳細說明。為了讓本實用新型的目的、特征及優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合說明書所附圖式，做詳細的說明。本實用新型說明書提供不同的實施例來說明本實用新型不同實施方式的技術(shù)特征。其中，實施例中的各組件的配置是為清楚說明本實用新型揭示的內(nèi)容，并非用以限制本實用新型。且不同實施例中圖式標號的部分重復(fù)，是為了簡化說明，并非意指不同實施例之間的關(guān)聯(lián)性。附圖1所示是本實用新型具體實施方式
所述方法的步驟流程圖，包括步驟S100， 提供透明襯底；步驟S110，在所述透明襯底表面形成柵極和數(shù)據(jù)線；步驟S120，在所述透明襯底表面形成覆蓋所述柵極和所述數(shù)據(jù)線的第一絕緣層；步驟S130，在所述第一絕緣層表面與所述柵極對應(yīng)的區(qū)域形成非晶半導(dǎo)體層，其中，所述非晶半導(dǎo)體層包括第一非晶半導(dǎo)體層和第二非晶半導(dǎo)體層，第二非晶半導(dǎo)體層堆疊于第一非晶半導(dǎo)體層之上；步驟S140， 在所述第一絕緣層表面與所述數(shù)據(jù)線對應(yīng)的區(qū)域形成通孔；步驟S150，在所述第一絕緣層表面形成覆蓋所述非晶半導(dǎo)體層和所述通孔的導(dǎo)電層；步驟S160，將所述導(dǎo)電層和第二非晶半導(dǎo)體層與所述柵極對應(yīng)的部分移除以分割導(dǎo)電層和第二非晶半導(dǎo)體層，從而形成薄膜晶體管的源極電極和漏極電極，并減薄對應(yīng)位置的第一非晶半導(dǎo)體層；步驟S170，在所述第一絕緣層表面形成覆蓋所述非晶半導(dǎo)體層、通孔以及源極電極和漏極電極的第二絕緣層；步驟S180，除去所述第二絕緣層位于所述源極電極和漏極電極之間部分；步驟S190，采用激光照射所述非晶半導(dǎo)體層，以增加非晶半導(dǎo)體層晶格排列的有序度。附圖2A至附圖2J所示是本實用新型具體實施方式
所述方法的工藝示意圖。附圖2A所示，參考步驟S100，提供透明襯底200。所述透明襯底200的材料可以是包括玻璃在內(nèi)的任意一種常見材料。附圖2B所示，參考步驟S110，在所述透明襯底200的表面形成柵極210和數(shù)據(jù)線 230。柵極210和數(shù)據(jù)線230的材料可以是多晶硅或者金屬等導(dǎo)電材料。本具體實施方式
在此步驟中同時制作了柵極210和數(shù)據(jù)線230，并在后續(xù)步驟中通過工藝整合，在形成薄膜晶體管的同時形成數(shù)據(jù)線230和薄膜晶體管源極電極或者漏極電極之間的電學(xué)連接，以節(jié)省工藝步驟。附圖2C所示，參考步驟S120，在所述透明襯底200表面形成覆蓋所述柵極210和所述數(shù)據(jù)線230的第一絕緣層251。所述第一絕緣層251的材料可以是氧化硅、氮化硅或者其他絕緣材料，形成方法可以是化學(xué)氣相沉積或者物理氣相沉積等任何一種常見工藝方法。附圖2D所示，參考步驟S130，在所述第一絕緣層251表面與所述柵極210對應(yīng)的區(qū)域形成非晶半導(dǎo)體層270。所述非晶半導(dǎo)體層270的材料例如可以是非晶硅，也可以是其他常見的半導(dǎo)體材料例如砷化鎵或者鍺硅等。形成方法可以是首先在第一絕緣層251表面外延或者沉積連續(xù)的非晶半導(dǎo)體層，并通過光刻腐蝕的方法保留指定區(qū)域而形成附圖2D 所示的非晶半導(dǎo)體層270。通過控制外延或者沉積工藝中的摻雜物質(zhì)供給量可以調(diào)節(jié)非晶半導(dǎo)體層270的摻雜濃度。繼續(xù)參考附圖2D，本實施方式中，非晶半導(dǎo)體層270進一步包括堆疊設(shè)置的導(dǎo)電類型相同的第一非晶半導(dǎo)體層271和第二非晶半導(dǎo)體層272，所述第一非晶半導(dǎo)體層271 與所述第一絕緣層251貼合，所述第二非晶半導(dǎo)體層272在本步驟中暴露在表面，并在后續(xù)步驟中與所述源極電極和漏極電極貼合。所述第二非晶半導(dǎo)體層272的電導(dǎo)率高于所述第一非晶半導(dǎo)體層271的電導(dǎo)率。高電導(dǎo)率意味著高摻雜濃度，例如高摻雜濃度的N型摻雜非晶硅，而高摻雜濃度有利于同源極電極和漏極電極形成良好的歐姆接觸，低摻雜濃度的半導(dǎo)體層則更容易受柵極控制而改變導(dǎo)電類型，故本實施方式選擇進一步將非晶半導(dǎo)體層270分解成了低摻雜的第一非晶半導(dǎo)體層271和高摻雜的第二非晶半導(dǎo)體層272。附圖2E所示，參考步驟S140，在所述第一絕緣層251表面與所述數(shù)據(jù)線230對應(yīng)的區(qū)域形成通孔231。形成通孔231的步驟可以通過光刻腐蝕的方法。通孔231的作用在于為后續(xù)數(shù)據(jù)線230與源極電極或者漏極電極形成電學(xué)連接。附圖2F所示，參考步驟S150，在所述第一絕緣層251表面形成覆蓋所述非晶半導(dǎo)體層270和所述通孔231的導(dǎo)電層四0。導(dǎo)電層四0的材料例如可以是選自于銦錫氧化物 (ITO)和銦鋅氧化物(IZO)中的一種，形成方法例如可以是旋涂法或者噴涂法等。導(dǎo)電層 290覆蓋通孔231，并與通孔231下方的數(shù)據(jù)線230貼合，以實現(xiàn)電學(xué)連接。附圖2G所示，參考步驟S160，將所述導(dǎo)電層290和第二非晶半導(dǎo)體層272中與所述柵極210對應(yīng)的部分移除以分割導(dǎo)電層四0和第二非晶半導(dǎo)體層272，從而形成薄膜晶體管的源極電極291和漏極電極四2，并減薄對應(yīng)位置的第一非晶半導(dǎo)體層271。其中源極電極291和漏極電極292的位置可以互換。分割導(dǎo)電層290和第二非晶半導(dǎo)體層272，以及減薄第一非晶半導(dǎo)體層271的制程可以采用光刻腐蝕的方法來實現(xiàn)。由于在前述步驟中導(dǎo)電層四0已經(jīng)和數(shù)據(jù)線230建立了電學(xué)連接，故本具體實施方式
中形成的源極電極291無需額外制作與數(shù)據(jù)線230之間的電學(xué)連接結(jié)構(gòu)。附圖2H所示，參考步驟S170，在所述第一絕緣層251表面形成覆蓋所述非晶半導(dǎo)體層270、通孔231以及源極電極291和漏極電極四2的第二絕緣層252。第二絕緣層252 的材料可以是包括氧化硅和氮化硅在內(nèi)的任意一種絕緣材料，作用在于保護被覆蓋的非晶半導(dǎo)體層270、通孔231以及源極電極291和漏極電極四2。附圖21所示，參考步驟S180，除去所述第二絕緣層252位于所述源極電極291和漏極電極292之間部分。該步驟用于形成像素電極圖案。附圖2J所示，參考步驟S190，采用激光照射所述非晶半導(dǎo)體層270，以增加非晶半導(dǎo)體層270晶格排列的有序度。非晶半導(dǎo)體層270在激光的照射下進行退火，由非晶材料向多晶材料轉(zhuǎn)化，在激光功率足夠大，并持續(xù)足夠長照射時間的情況下，非晶材料甚者可以轉(zhuǎn)化成多晶材料。多晶材料的晶格有序度更好，故具有更高的載流子遷移率，能夠提高薄膜晶體管的電學(xué)性能。由于第二絕緣層252的厚度通常遠遠小于透明襯底200的厚度，故激光優(yōu)選從第二絕緣層252 —側(cè)入射，激光的波長應(yīng)當(dāng)能夠穿透第二絕緣層252和導(dǎo)電層四0。 在第二絕緣層252的材料是氮化硅或者氧化硅，導(dǎo)電層四0的材料是ITO或者IZO的情況下，可見光波段以及紅外波段的激光對于這些材料而言都是透明的。繼續(xù)參考附圖2J，上述步驟實施完畢后所獲得薄膜晶體管包括如下結(jié)構(gòu)透明襯底200 ；柵極210和數(shù)據(jù)線230，柵極210和數(shù)據(jù)線230設(shè)置在透明襯底200的表面；第一絕緣層251，所述第一絕緣層251覆蓋柵極210和數(shù)據(jù)線230 ；非晶半導(dǎo)體層270，包括第一非晶半導(dǎo)體層271和第二非晶半導(dǎo)體層272，所述非晶半導(dǎo)體層270設(shè)置在第一絕緣層251 表面與柵極210對應(yīng)的區(qū)域；通孔231，所述通孔231設(shè)置在第一絕緣層251表面與所述數(shù)據(jù)線230對應(yīng)的區(qū)域；源極電極291和漏極電極四2，所述源極電極291和漏極電極292設(shè)置在非晶半導(dǎo)體層270的兩端，源極電極291和漏極電極292之一通過通孔231連接至數(shù)據(jù)線230 ；以及第二絕緣層252，所述第二絕緣層252在第一絕緣層251表面，并覆蓋非晶半導(dǎo)體層270、通孔231以及源極電極291和漏極電極四2，第二絕緣層252位于源極電極 291和漏極電極292之間部分包括一個鏤空的孔(未標示)，所述孔的寬度小于所述源極電極和漏極電極之間的距離。其中，源極電極291和漏極電極292之間的第二非晶半導(dǎo)體層 272包括一個鏤空的開孔(未標示)，所述開孔的寬度等于所述源極電極和漏極電極之間的距離，第一非晶半導(dǎo)體層271在源極電極291和漏極電極292之間部分的厚度小于第一非晶半導(dǎo)體層271其余部分的厚度。 以上僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種薄膜晶體管，其特征在于，包括 透明襯底；柵極和數(shù)據(jù)線，所述柵極和數(shù)據(jù)線設(shè)置在所述透明襯底的表面； 第一絕緣層，所述第一絕緣層覆蓋所述柵極和所述數(shù)據(jù)線；非晶半導(dǎo)體層，所述非晶半導(dǎo)體層設(shè)置在所述第一絕緣層表面與所述柵極對應(yīng)的區(qū)域；通孔，所述通孔設(shè)置在所述第一絕緣層表面與所述數(shù)據(jù)線對應(yīng)的區(qū)域； 源極電極和漏極電極，所述源極電極和漏極電極設(shè)置在所述非晶半導(dǎo)體層的兩端，源極電極和漏極電極之一通過所述通孔連接至所述數(shù)據(jù)線；以及第二絕緣層，所述第二絕緣層在所述第一絕緣層表面，并覆蓋所述非晶半導(dǎo)體層、通孔以及源極電極和漏極電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述非晶半導(dǎo)體層包括堆疊設(shè)置的導(dǎo)電類型相同的第一非晶半導(dǎo)體層和第二非晶半導(dǎo)體層，所述第一非晶半導(dǎo)體層與所述第一絕緣層貼合，所述第二非晶半導(dǎo)體層與所述源極電極和漏極電極貼合，所述第二非晶半導(dǎo)體層的電導(dǎo)率高于所述第一非晶半導(dǎo)體層的電導(dǎo)率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述源極電極和漏極電極之間的所述第二非晶半導(dǎo)體層包括鏤空的開孔，所述開孔的寬度等于所述源極電極和漏極電極之間的距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述第一非晶半導(dǎo)體層在所述源極電極和漏極之間部分的厚度小于所述第一非晶半導(dǎo)體層其余部分的厚度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述第二絕緣層位于所述源極電極和漏極電極之間部分包括鏤空的開孔，所述開孔的寬度小于所述源極電極和漏極電極之間的距離。
專利摘要本實用新型提供了一種薄膜晶體管，通過在薄膜晶體管的數(shù)據(jù)線表面設(shè)置通孔，使薄膜晶體管的源極電極或者漏極電極在形成過程中直接同數(shù)據(jù)線電學(xué)連接，節(jié)省了工藝成本。進一步地，薄膜晶體管的源極電極和漏極電極也采用多晶硅材料制備，而非現(xiàn)有技術(shù)中的金屬材料，簡化了工藝步驟，從而進一步節(jié)省了工藝成本。
文檔編號H01L29/786GK202178260SQ20112024843
公開日2012年3月28日 申請日期2011年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月14日
發(fā)明者覃事建, 賀成明 申請人:深圳市華星光電技術(shù)有限公司