一種薄膜晶體管、其制作方法、陣列基板及顯示裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種薄膜晶體管、其制作方法、陣列基板及顯示裝置，薄膜晶體管中的有源層包括層疊設(shè)置的第一有源層和第二有源層；其中，第一有源層在襯底基板上的正投影覆蓋源極、漏極以及位于源極和漏極之間的間隙處的正投影，且覆蓋柵極的正投影；第二有源層位于源極和漏極之間的間隙處，且在襯底基板上的正投影位于柵極的正投影所在區(qū)域內(nèi)，在背光光照條件下，由于薄膜晶體管的第二有源層所在區(qū)域被柵極遮擋，只有第一有源層中沒(méi)有被柵極遮擋的區(qū)域可以產(chǎn)生的光生載流子數(shù)，因此，這樣的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的光生載流子數(shù)目少，有效抑制了關(guān)態(tài)電流的上升，從而提高開態(tài)電流和關(guān)態(tài)電流之比，進(jìn)一步提升薄膜晶體管的發(fā)光性能，增強(qiáng)顯示器件的圖像顯示質(zhì)量。
【專利說(shuō)明】-種薄膜晶體管、其制作方法、陣列基板及顯示裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及顯示【技術(shù)領(lǐng)域】，尤指一種薄膜晶體管、其制作方法、陣列基板及顯示裝 置。

【背景技術(shù)】
[0002] 通常，在顯示器件的生產(chǎn)中，薄膜晶體管（Thin-filmTransistor，TFT)起到具有十 分重要的作用，主要利用薄膜晶體管的開態(tài)對(duì)顯示器件的像素電容快速充電，利用薄膜晶 體管的關(guān)態(tài)來(lái)保持像素電容的電壓，從而實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)和良好存儲(chǔ)的統(tǒng)一。薄膜晶體管由 于具有非常高的開態(tài)電流（I〇n)和關(guān)態(tài)電流（Ioff)之比和陡峭的轉(zhuǎn)移特性，因而作為非線 性開關(guān)元件被廣泛地應(yīng)用于大面積液晶顯示器以及接觸型圖像傳感器等領(lǐng)域。
[0003] 目前常規(guī)底柵反堆棧型非晶硅薄膜晶體管的具體結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括：襯底基 板01，以及設(shè)置在襯底基板01上的柵極02、設(shè)置在柵極02上且與柵極02絕緣的有源層 03、相對(duì)而置且分別與有源層03電性連接的源極04和漏極05,當(dāng)通過(guò)安裝在襯底基板01 中的電路將電流施加到柵極02時(shí)，加載到源極04的電流通過(guò)有源層03傳輸?shù)铰O05,驅(qū) 動(dòng)顯示器件的像素單元，從而顯示圖像。柵極02與有源層03之間設(shè)置有柵絕緣層06,在 源極04和漏極05之上設(shè)置有鈍化層07,其中，柵絕緣層06通常采用a-SiNx薄膜，有源層 03通常采用a-Si:H薄膜，鈍化層07通常采用a-SiNx薄膜，柵極02、源極04和漏極05通 常采用金屬鉻材料。為了改善源極04、漏極05與a-Si:H薄膜的接觸特性，在其間插入了薄 的n+型a-Si:H薄膜作為歐姆接觸層08。
[0004] 作為薄膜晶體管有源層的a-Si:H薄膜是一種具有良好光敏性的材料，但是在背 光光照條件下有源層自身的電阻阻值會(huì)發(fā)生改變，會(huì)使薄膜晶體管的關(guān)態(tài)電流上升2?3 個(gè)數(shù)量級(jí)，這樣會(huì)大大減小薄膜晶體管的開態(tài)電流與關(guān)態(tài)電流之比，嚴(yán)重地影響了液晶顯 示器的圖像顯示質(zhì)量。
[0005] 因此，如何在背光光照條件下，提高薄膜晶體管的開態(tài)電流與關(guān)態(tài)電流之比，是本 領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種薄膜晶體管、其制作方法、陣列基板及顯示裝 置，可以有效抑制關(guān)態(tài)電流的上升，提商開態(tài)電流和關(guān)態(tài)電流之比，從而提升薄I旲晶體管的 發(fā)光性能。
[0007] 因此，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種薄膜晶體管，包括襯底基板，以及設(shè)置在所述襯底 基板上的柵極、設(shè)置在所述柵極上且與所述柵極絕緣的有源層、相對(duì)而置且分別與所述有 源層電性連接的源極和漏極；
[0008] 所述有源層包括層疊設(shè)置的第一有源層和第二有源層；其中，
[0009] 所述第一有源層在所述襯底基板上的正投影覆蓋所述源極、漏極以及位于所述源 極和漏極之間的間隙處的正投影，且覆蓋所述柵極的正投影；
[0010] 所述第二有源層位于所述源極和漏極之間的間隙處，且在襯底基板上的正投影位 于所述柵極的正投影所在區(qū)域內(nèi)。
[0011] 在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述薄膜晶體管中，所述第二 有源層位于所述第一有源層的上方且與所述第一有源層相互連接。
[0012] 在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述薄膜晶體管中，還包括：設(shè) 置在所述第一有源層與所述源極之間以及設(shè)置在所述第一有源層和所述漏極之間的歐姆 接觸層。
[0013] 在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述薄膜晶體管中，還包括：設(shè) 置在所述第二有源層上方且與所述第二有源層相互絕緣的遮光層；
[0014] 所述遮光層在所述襯底基板上的正投影覆蓋所述第二有源層的正投影。
[0015] 在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述薄膜晶體管中，所述第二 有源層的厚度大于所述第一有源層的厚度。
[0016] 在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述薄膜晶體管中，所述第一 有源層的厚度為60nm至100nm。
[0017] 在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述薄膜晶體管中，所述第一 有源層和所述第二有源層的厚度之和為l〇〇nm至500nm。
[0018] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種陣列基板，包括本發(fā)明實(shí)施例提供的上述薄膜晶體管。
[0019] 本發(fā)明實(shí)施例提供的一種顯示裝置，包括本發(fā)明實(shí)施例提供的上述陣列基板。
[0020] 本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種本發(fā)明實(shí)施例提供的上述薄膜晶體管的制作方法，包 括：
[0021] 在襯底基板上形成柵極的圖形；
[0022] 在形成有所述柵極的襯底基板上形成第一有源層的圖形；
[0023] 在所述第一有源層上形成包括第二有源層、源極和漏極的圖形。
[0024] 本發(fā)明實(shí)施例的有益效果包括：
[0025] 本發(fā)明實(shí)施例提供的一種薄膜晶體管、其制作方法、陣列基板及顯示裝置，薄膜晶 體管中的有源層包括層疊設(shè)置的第一有源層和第二有源層；其中，第一有源層在襯底基板 上的正投影覆蓋源極、漏極以及位于源極和漏極之間的間隙處的正投影，且覆蓋柵極的正 投影；第二有源層位于源極和漏極之間的間隙處，且在襯底基板上的正投影位于柵極的正 投影所在區(qū)域內(nèi)，在背光光照條件下，由于薄膜晶體管的第二有源層所在區(qū)域被柵極遮擋， 只有第一有源層中沒(méi)有被柵極遮擋的區(qū)域可以產(chǎn)生的光生載流子數(shù)，因此，這樣的結(jié)構(gòu)產(chǎn) 生的光生載流子數(shù)目少，有效抑制了關(guān)態(tài)電流的上升，從而提商開態(tài)電流和關(guān)態(tài)電流之比， 進(jìn)一步提升薄膜晶體管的發(fā)光性能，增強(qiáng)顯示器件的圖像顯示質(zhì)量。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的底柵反堆棧型薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的薄膜晶體管的制作方法的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0029] 下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的薄膜晶體管、其制作方法、陣列基板及顯示 裝置的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明。
[0030] 其中，附圖中各膜層的厚度和區(qū)域的大小形狀不反映薄膜晶體管各部件的真實(shí)比 例，目的只是示意說(shuō)明本
【發(fā)明內(nèi)容】
。
[0031] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種薄膜晶體管，如圖2所示，包括襯底基板11，以及設(shè)置在 襯底基板上的柵極12、設(shè)置在柵極12上且與柵極絕緣的有源層13、相對(duì)而置且分別與有源 層電性連接的源極14和漏極15 ;
[0032] 該有源層13包括層疊設(shè)置的第一有源層131和第二有源層132 ;其中，
[0033] 該第一有源層131在襯底基板11上的正投影覆蓋源極14、漏極15以及位于源極 14和漏極15之間的間隙處的正投影，且覆蓋柵極12的正投影；
[0034] 該第二有源層132位于源極14和漏極15之間的間隙處，且在襯底基板11上的正 投影位于柵極12的正投影所在區(qū)域內(nèi)。
[0035] 在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述薄膜晶體管，薄膜晶體管中的有源層包括層疊設(shè)置的 第一有源層和第二有源層；其中，第一有源層在襯底基板上的正投影覆蓋源極、漏極以及位 于源極和漏極之間的間隙處的正投影，且覆蓋柵極的正投影；第二有源層位于源極和漏極 之間的間隙處，且在襯底基板上的正投影位于柵極的正投影所在區(qū)域內(nèi)，在背光光照條件 下，由于薄膜晶體管的第二有源層所在區(qū)域被柵極遮擋，只有第一有源層中沒(méi)有被柵極遮 擋的區(qū)域可以產(chǎn)生的光生載流子數(shù)，因此，這樣的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的光生載流子數(shù)目少，有效抑制 了關(guān)態(tài)電流的上升，從而提_開態(tài)電流和關(guān)態(tài)電流之比，進(jìn)一步提升薄I旲晶體管的發(fā)光性 能，增強(qiáng)顯示器件的圖像顯示質(zhì)量。
[0036] 進(jìn)一步地，在具體實(shí)施時(shí)，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述薄膜晶體管中，該第二有源 層132位于第一有源層131的上方且與第一有源層131相互連接，這樣可以在外部看來(lái)，第 一有源層131和第二有源層132仍是一個(gè)整體，有利于電流的傳輸，另外，第一有源層131 和第二有源層132也可相互絕緣，分別與源極、漏極電性相連，在此不做贅述。
[0037] 在具體實(shí)施時(shí)，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述薄膜晶體管中，第二有源層132的厚 度一般大于第一有源層131的厚度，這樣可以使薄膜晶體管在背光光照條件下，第一有源 層131只吸收較少的光子數(shù)，被非晶硅薄膜吸收的光子數(shù)目直接決定著膜內(nèi)產(chǎn)生的光生載 流子數(shù)目，從而產(chǎn)生的光生載流子的數(shù)目較少，因此，能有效抑制背光照對(duì)薄膜晶體管關(guān)態(tài) 電流的不良影響，即，有效抑制關(guān)態(tài)電流的上升，進(jìn)一步提_開態(tài)電流與關(guān)態(tài)電流之比。
[0038] 在具體實(shí)施時(shí)，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述薄膜晶體管中，第一有源層131的厚 度為60nm至100nm，則受背光光照的源極和漏極下面的第一有源層的膜厚很薄，在背光光 照條件下所吸收的光子數(shù)很少，產(chǎn)生的光生載流子對(duì)薄膜晶體管關(guān)態(tài)電流的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于 常規(guī)薄膜晶體管結(jié)構(gòu)。設(shè)a_Si:H薄膜的吸收系數(shù)a為lXloYnT1，第一有源層131的厚度 為80nm，而常規(guī)薄膜晶體管結(jié)構(gòu)中的有源層的總膜厚為300nm，計(jì)算表明，在相同強(qiáng)度背光 照射下，第一層有源層中產(chǎn)生的光生載流子數(shù)只有常規(guī)薄膜晶體管結(jié)構(gòu)的百分之三十。因 此，本發(fā)明實(shí)施例提供的上述薄膜晶體管可以保證高的開態(tài)電流和關(guān)態(tài)電流之比，以提升 薄膜晶體管的發(fā)光性能，進(jìn)而增強(qiáng)顯示器件的圖像顯示質(zhì)量。
[0039] 在具體實(shí)施時(shí)，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述薄膜晶體管中，第一有源層131和第 二有源層132的厚度之和為100nm至500nm，這兩層的厚度之和與常規(guī)薄膜晶體管結(jié)構(gòu)中的 有源層的總厚度接近，這樣可以保證不會(huì)造成薄膜晶體管開態(tài)電流的不良影響。
[0040] 一般地，在具體實(shí)施時(shí)，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述薄膜晶體管中，為了改善源極 14、漏極15與有源層13的接觸特性，具體地，如圖2所示，還可以包括：設(shè)置在第一有源層 131與源極14之間以及設(shè)置在第一有源層131和漏極15之間的歐姆接觸層16。
[0041] 在具體實(shí)施時(shí)，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述薄膜晶體管中，由于薄膜晶體管電性 能易受光影響，為了能夠防止外部光線也會(huì)對(duì)薄膜晶體管的第二有源層產(chǎn)生影響，避免造 成關(guān)態(tài)電流的上升，如圖2所示，還包括：設(shè)置在第二有源層132上方且與第二有源層132 相互絕緣的遮光層17 ;并且，該遮光層17在襯底基板11上的正投影覆蓋第二有源層132的 正投影。
[0042] 具體地，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述薄膜晶體管中，如圖2所示，一般還可以包括 設(shè)置在柵極12與有源層13之間的柵絕緣層18,該柵絕緣層18可以使柵極12與有源層13 相互絕緣；并且，一般還可以包括設(shè)置在在源極14和漏極15之上的鈍化層19,該鈍化層19 可以使遮光層17與第二有源層132相互絕緣，在此不再贅述。
[0043] 基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種陣列基板，由于該陣列基板解決 問(wèn)題的原理與前述薄膜晶體管相似，因此該陣列基板的實(shí)施可以參見(jiàn)薄膜晶體管的實(shí)施， 重復(fù)之處不再贅述。
[0044] 在具體實(shí)施時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例提供的上述陣列基板可以應(yīng)用于液晶顯示面板，也 可以應(yīng)用于有機(jī)電致發(fā)光顯示面板，在此不做限定。
[0045] 基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種顯示裝置，包括本發(fā)明實(shí)施例提 供的上述陣列基板，該顯示裝置可以是顯示器、手機(jī)、電視、筆記本、一體機(jī)等，對(duì)于顯示裝 置的其它必不可少的組成部分均為本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解具有的，在此不做贅 述，也不應(yīng)作為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0046] 基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種本發(fā)明實(shí)施例提供的上述薄膜晶 體管的制作方法，由于該方法解決問(wèn)題的原理與前述一種薄膜晶體管相似，因此該方法的 實(shí)施可以參見(jiàn)薄膜晶體管的實(shí)施，重復(fù)之處不再贅述。
[0047] 在具體實(shí)施時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例提供的薄膜晶體管的制作方法，如圖3所示，具體包 括以下步驟：
[0048]S101、在襯底基板上形成柵極的圖形；
[0049] 在具體實(shí)施時(shí)，在襯底基板上沉積一層金屬材料，對(duì)金屬材料進(jìn)行構(gòu)圖工藝，形成 柵極的圖形。
[0050]S102、在形成有柵極的襯底基板上形成第一有源層的圖形；
[0051] 在具體實(shí)施時(shí)，在形成有柵極的襯底基板上沉積一層非晶硅材料，對(duì)非晶硅材料 進(jìn)行構(gòu)圖工藝，形成第一有源層的圖形。
[0052]S103、在第一有源層上形成包括第二有源層、源極和漏極的圖形。
[0053] 在具體實(shí)施時(shí)，步驟S103在第一有源層上形成包括第二有源層、源極和漏極的圖 形，具體可以采用如下方式：
[0054] 在具體實(shí)施時(shí)，首先，在第一有源層上沉積一層非晶硅材料，對(duì)非晶硅材料進(jìn)行構(gòu) 圖工藝，使非晶硅材料在襯底基板上的正投影位于在柵極的正投影所在區(qū)域內(nèi)形成第二有 源層的圖形；
[0055] 然后，在第二有源層上沉積一層金屬材料，對(duì)金屬材料進(jìn)行構(gòu)圖工藝，使金屬材料 在襯底基板上的正投影分別位于第一有源層在襯底基板上的正投影不包括柵極的正投影 所在區(qū)域內(nèi)形成與第二有源層相連接的源極和漏極的圖形。
[0056] 或者是，首先，在第一有源層上沉積一層金屬材料，對(duì)金屬材料進(jìn)行構(gòu)圖工藝，使 金屬材料在襯底基板上的正投影位于第一有源層在襯底基板上的正投影不包括柵極的正 投影所在區(qū)域內(nèi)形成源極和漏極的圖形；
[0057] 然后，在源極和漏極上沉積一層非晶硅材料，對(duì)非晶硅材料進(jìn)行構(gòu)圖工藝，使非晶 硅材料在襯底基板上的正投影位于在柵極的正投影所在區(qū)域內(nèi)形成與源極和漏極相連接 的第二有源層的圖形。
[0058] 下面以一個(gè)具體的實(shí)例詳細(xì)的說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例提供的薄膜晶體管的制作方法， 具體步驟如下：
[0059] 1、在潔凈的平板玻璃上淀積一層金屬鉻膜，通過(guò)光刻工藝，形成柵極的圖形；
[0060] 2、在連續(xù)式分離的多反應(yīng)室等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積（PlasmaEnhanced ChemicalVaporDepositio，PECVD)設(shè)備上依次淀積a-SiNx薄膜作為柵絕緣層、a_Si:H薄 膜作為第一有源層和n+型a-Si:H薄膜作為歐姆接觸層。在制備過(guò)程中，所用原料氣體為 氫氣稀釋的硅烷（SiH4)，其中SiH4的含量為10%，氨氣和氫氣稀釋的磷烷（PH3)，其中PH3的 含量為20% ;
[0061] 下表1中列出了制備非晶硅基薄膜的工藝參數(shù)。
[0062] 表 1

【權(quán)利要求】
1. 一種薄膜晶體管，包括襯底基板，以及設(shè)置在所述襯底基板上的柵極、設(shè)置在所述柵 極上且與所述柵極絕緣的有源層、相對(duì)而置且分別與所述有源層電性連接的源極和漏極， 其特征在于： 所述有源層包括層疊設(shè)置的第一有源層和第二有源層；其中， 所述第一有源層在所述襯底基板上的正投影覆蓋所述源極、漏極以及位于所述源極和 漏極之間的間隙處的正投影，且覆蓋所述柵極的正投影； 所述第二有源層位于所述源極和漏極之間的間隙處，且在襯底基板上的正投影位于所 述柵極的正投影所在區(qū)域內(nèi)。
2. 如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述第二有源層位于所述第一有源 層的上方且與所述第一有源層相互連接。
3. 如權(quán)利要求2所述的薄膜晶體管，其特征在于，還包括：設(shè)置在所述第一有源層與所 述源極之間以及設(shè)置在所述第一有源層和所述漏極之間的歐姆接觸層。
4. 如權(quán)利要求2所述的薄膜晶體管，其特征在于，還包括：設(shè)置在所述第二有源層上方 且與所述第二有源層相互絕緣的遮光層； 所述遮光層在所述襯底基板上的正投影覆蓋所述第二有源層的正投影。
5. 如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述第二有源層的厚度大 于所述第一有源層的厚度。
6. 如權(quán)利要求5所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述第一有源層的厚度為60nm至 100nm〇
7. 如權(quán)利要求6所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述第一有源層和所述第二有源層 的厚度之和為l〇〇nm至500nm。
8. -種陣列基板，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的薄膜晶體管。
9. 一種顯示裝置，其特征在于，所述顯示裝置中包括如權(quán)利要求8所述的陣列基板。
10. -種如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述薄膜晶體管的制作方法，其特征在于，包括： 在襯底基板上形成柵極的圖形； 在形成有所述柵極的襯底基板上形成第一有源層的圖形； 在所述第一有源層上形成包括第二有源層、源極和漏極的圖形。
【文檔編號(hào)】H01L29/06GK104362179SQ201410539188
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年10月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月13日
【發(fā)明者】張瑩, 李鑫, 朱紅, 于洪俊 申請(qǐng)人:京東方科技集團(tuán)股份有限公司, 北京京東方光電科技有限公司