本發(fā)明涉及一種，特別涉及一種薄膜晶體管及其制作方法。

背景技術(shù)：

金屬氧化物薄膜對酸非常敏感，即便是弱酸也能快速腐蝕氧化物半導(dǎo)體。因此常采用刻蝕阻擋型IGZO-TFT的結(jié)構(gòu)，在金屬氧化物上沉積一層刻蝕阻擋層，可以在制備源漏電極時保護(hù)IGZO層不被破壞，從而提高TFT基板的性能。但是需要一次額外的光刻工藝，增加了金屬氧化物IGZO TFT的制作工藝流程。另一方面，傳統(tǒng)TFT生產(chǎn)工藝中的曝光未對準(zhǔn)和刻蝕偏差等影響，刻蝕阻擋層并不能做到很短，不可避免的限制了溝道的長度，從而導(dǎo)致增加了器件的寄生電容。

為解決上述問題，有必要提出一種新的薄膜晶體管。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出了一種新的薄膜晶體管及其制作方法，本發(fā)明的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)簡單，能夠有效的減小溝道長度，并且降低源極(S)和柵極(Gate，簡稱G)之間的寄生電容和降低漏極(D)和柵極(G)之間的寄生電容，本發(fā)明的薄膜晶體管的制作方法簡單，制備過程簡單及能夠方便地生產(chǎn)出本發(fā)明的薄膜晶體管。

為解決達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出了一種新的薄膜晶體管及其制備方法，其中，所述薄膜晶體管的有源層和源極之間設(shè)有防損傷層，所述有源層和漏極之間設(shè)有所述防損傷層。

如上所述的薄膜晶體管，其中，所述防損傷層為ITO制成的防損傷層。

如上所述的薄膜晶體管，其中，所述薄膜晶體管包括：玻璃層；

柵極，設(shè)置在所述玻璃層的上方；

柵極絕緣層，設(shè)置在所述柵極的上方；

所述有源層設(shè)置在所述柵極絕緣層上，所述有源層的上方設(shè)有第一刻蝕阻擋層，所述有源層的長度小于所述柵極絕緣層的長度，所述有源層的長度大于所述第一刻蝕阻擋層的長度；

所述有源層的一側(cè)設(shè)有所述源極，所述有源層和源極之間設(shè)有所述防損傷層，所述有源層的另一側(cè)設(shè)有所述漏極，所述有源層和漏極之間設(shè)有所述防損傷層；

兩根像素電極，所述源極遠(yuǎn)離所述有源層的一側(cè)設(shè)有一根所述像素電極，所述漏極遠(yuǎn)離所述有源層的一側(cè)設(shè)有另一根所述像素電極；

所述柵極的兩側(cè)分別設(shè)有第二刻蝕阻擋層，所述第二刻蝕阻擋層位于所述玻璃層和所述像素電極之間；

兩個所述第二刻蝕阻擋層與所述有源層之間分別設(shè)有第二防損傷層；

所述第一刻蝕阻擋層的上方設(shè)有保護(hù)層。

如上所述的薄膜晶體管，其中，所述柵極采用金屬鋁和鉬復(fù)合而成或采用金屬鋁和金屬銅復(fù)合而成，所述源極和所述漏極均采用金屬鋁和鉬復(fù)合而成或采用金屬銅或金屬鉬復(fù)合而成。

如上所述的薄膜晶體管，其中，所述柵極絕緣層、所述第一刻蝕阻擋層和所述第二刻蝕阻擋層均采用二氧化硅或氧化鋁制成。

如上所述的薄膜晶體管，其中，所述像素電極采用ITO制成。

本發(fā)明還提出了一種薄膜晶體管的制作方法，其中，所述薄膜晶體管的有源層和源極之間設(shè)有防損傷層，所述有源層和漏極之間設(shè)有所述防損傷層，其中，所述制作方法包括以下步驟：

S1)在玻璃層的上方形成柵極，在所述柵極的上方形成柵極絕緣層，在所述柵極絕緣層上方形成所述有源層，所述有源層上方形成第一刻蝕阻擋層；所述有源層的長度小于所述柵極絕緣層的長度，所述有源層的長度大于所述第一刻蝕阻擋層的長度；

S2)所述有源層的一側(cè)形成所述源極，所述有源層和所述源極之間形成有所述防損傷層，所述有源層的另一側(cè)形成所述漏極，所述有源層和所述漏極之間形成所述防損傷層；

S3)形成兩根像素電極，其中，所述源極遠(yuǎn)離所述有源層的一側(cè)形成一根所述像素電極，所述漏極遠(yuǎn)離所述有源層的一側(cè)形成另一根所述像素電極；

在所述柵極的兩側(cè)分別形成第二刻蝕阻擋層，所述第二刻蝕阻擋層位于所述玻璃層和所述像素電極之間；

S4)所述第一刻蝕阻擋層之上形成有保護(hù)層。

如上所述的薄膜晶體管的制作方法，其中，在步驟S3)和步驟S4)之間還包括以下步驟S30)：

S30)兩個所述第二刻蝕阻擋層與所述有源層之間分別形成第二防損傷層。

如上所述的薄膜晶體管的制作方法，其中，所述防損傷層和所述第二防損傷層均采用ITO制成。

如上所述的薄膜晶體管的制作方法，其中，所述防損傷層和所述第二防損傷層的形成過程包括以下步驟：

A)在第一刻蝕阻擋層上形成有光刻膠，所述第二刻蝕阻擋層上形成有所述光刻膠，所述光刻膠上形成所述防損傷層，所述有源層和所述源極之間形成有所述防損傷層，所述有源層和所述漏極之間形成所述防損傷層，所述第二刻蝕阻擋層與所述有源層之間形成所述第二防損傷層；

B)去除所述第一刻蝕阻擋層上的所述光刻膠及所述光刻膠上的所述防損傷層，去除所述第二刻蝕阻擋層上的所述光刻膠及所述光刻膠上的所述防損傷層；

C)在200℃～300℃的溫度下對所述防損傷層和所述第二防損傷層進(jìn)行退火。

本發(fā)明的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)簡單，通過在薄膜晶體管的有源層和源極之間設(shè)有防損傷層及薄膜晶體管的有源層和漏極之間設(shè)有防損傷層，能夠有效的減小溝道長度，并且降低源極(S)和柵極(Gate，簡稱G)之間的寄生電容和降低漏極(D)和柵極(G)之間的寄生電容。本發(fā)明的薄膜晶體管的制作方法操作步驟簡單，通過本發(fā)明的薄膜晶體管的制作方法能夠制造出溝道長度短的薄膜晶體管。

附圖說明

在此描述的附圖僅用于解釋目的，而不意圖以任何方式來限制本發(fā)明公開的范圍。另外，圖中的各部件的形狀和比例尺寸等僅為示意性的，用于幫助對本發(fā)明的理解，并不是具體限定本發(fā)明各部件的形狀和比例尺寸。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的教導(dǎo)下，可以根據(jù)具體情況選擇各種可能的形狀和比例尺寸來實(shí)施本發(fā)明。

圖1為本發(fā)明的薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的薄膜晶體管的制造過程(一)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的薄膜晶體管的制造過程(二)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的薄膜晶體管的制造過程(三)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明的薄膜晶體管的制造過程(四)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明的薄膜晶體管的制造過程(五)的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

10-有源層；20-源極；30-防損傷層；31-第二防損傷層；40-漏極；60-玻璃層；70-柵極；80-柵極絕緣層；90-第一刻蝕阻擋層；91-像素電極；92-第二刻蝕阻擋層；93-保護(hù)層；94-光刻膠。

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖和本發(fā)明具體實(shí)施方式的描述，能夠更加清楚地了解本發(fā)明的細(xì)節(jié)。但是，在此描述的本發(fā)明的具體實(shí)施方式，僅用于解釋本發(fā)明的目的，而不能以任何方式理解成是對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的教導(dǎo)下，技術(shù)人員可以構(gòu)想基于本發(fā)明的任意可能的變形，這些都應(yīng)被視為屬于本發(fā)明的范圍，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

圖1至圖6分別為本發(fā)明的薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖、薄膜晶體管的制造過程(一)的結(jié)構(gòu)示意圖、薄膜晶體管的制造過程(二)的結(jié)構(gòu)示意圖、薄膜晶體管的制造過程(三)的結(jié)構(gòu)示意圖、薄膜晶體管的制造過程(四)的結(jié)構(gòu)示意圖和薄膜晶體管的制造過程(五)的結(jié)構(gòu)示意圖。

實(shí)施方式一

如圖1所示，本發(fā)明提供了一種薄膜晶體管，在薄膜晶體管的有源層10和源極20之間設(shè)有防損傷層30，有源層10和漏極40之間設(shè)有防損傷層30。

具體地，本發(fā)明的防損傷層采用摻錫氧化銦(后簡稱ITO)制成，當(dāng)然也可采用其他起到相同作用的材料，在此不做具體限制。

本發(fā)明的薄膜晶體管通過在有源層10和源極20之間設(shè)有防損傷層30，在有源層10和漏極40之間設(shè)有防損傷層30，能夠有效的減小溝道長度，并且降低源極20(S)和薄膜晶體管的柵極70(G)之間的寄生電容和降低漏極40(D)和柵極70(G)之間的寄生電容。

薄膜晶體管為現(xiàn)有技術(shù)，其種類很多，本發(fā)明采用其中一種現(xiàn)有的薄膜晶體管，構(gòu)成本發(fā)明的薄膜晶體管，即本發(fā)明薄膜晶體管的一種具體實(shí)施方式，其結(jié)構(gòu)如下所示：本發(fā)明的薄膜晶體管包括玻璃層60、柵極70、柵極絕緣層80、有源層10、第一刻蝕阻擋層90、源極20、防損傷層30、漏極40、像素電極91、第二刻蝕阻擋層92和保護(hù)層93。其中，柵極70設(shè)置在玻璃層60的上方，柵極絕緣層80設(shè)置在柵極70的上方，有源層10設(shè)置在柵極絕緣層80的上方，且有源層10的上方設(shè)置有第一刻蝕阻擋層90，有源層10的長度小于柵極絕緣層80的長度，有源層10的長度大于所述第一刻蝕阻擋層90的長度，在有源層10的兩側(cè)分別設(shè)有源層20和漏極40，有源層10和源極20之間設(shè)有本發(fā)明的防損傷層30，有源層10和漏極40之間設(shè)有本發(fā)明的防損傷層30，源極20遠(yuǎn)離有源層10的一側(cè)設(shè)有像素電極91，漏極40遠(yuǎn)離有源層10的一側(cè)也設(shè)有像素電極91，柵極70的兩側(cè)分別設(shè)有第二刻蝕阻擋層92，第二刻蝕阻擋層92位于玻璃層60和像素電極91之間，第一刻蝕阻擋層90的上方設(shè)有保護(hù)層93。進(jìn)一步地，在本發(fā)明中，兩個第二刻蝕阻擋層92與有源層10之間分別設(shè)有第二防損傷層31。當(dāng)然，薄膜晶體管也可采用其他結(jié)構(gòu)，但是在有源層10和源極20之間設(shè)有防損傷層30，有源層10和漏極40之間設(shè)有防損傷層30都視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。

具體地，在本發(fā)明中第二防損傷層31與防損傷層30均采用ITO制成，在本發(fā)明中，防損傷層30和第二防損傷層31是在同樣材料構(gòu)成的防損傷層(后簡稱為該防損傷層)，該防損傷層經(jīng)過刻蝕之后將該防損傷層的中間斷開，從而形成本發(fā)明的防損傷層30和第二防損傷層31。

具體地，在本發(fā)明中，柵極70采用金屬鋁和鉬復(fù)合而成(簡稱Al/Mo)或采用金屬鋁和金屬銅復(fù)合而成(簡稱Al/Cu)，當(dāng)然柵極70也可采用其他材料，在此不做具體限制；本發(fā)明的薄膜晶體管的源極和漏極(簡稱源漏極，后用S/D表示)均采用金屬鋁和鉬復(fù)合而成(Al/Mo材料)或采用金屬銅或金屬鉬復(fù)合而成(Cu/Mo材料)，當(dāng)然也可以采用其他復(fù)合金屬材料，在此不做具體限制。

具體地，在本發(fā)明中，柵極絕緣層80(簡稱GI層)采用二氧化硅(SiO₂)或氧化鋁(Al₂O₃)制成，當(dāng)然也可采用其他材料，在此不做具體限制，進(jìn)一步的，本發(fā)明中第一刻蝕阻擋層90和第二刻蝕阻擋層92采用相同的材料制成，后統(tǒng)稱為刻蝕阻擋層(ESL層)，在本發(fā)明中，第一刻蝕阻擋層91和第二刻蝕阻擋層92是在同一刻蝕阻擋層(后簡稱為“該刻蝕阻擋層”)，該刻蝕阻擋層經(jīng)過刻蝕之后在該刻蝕阻擋層的中間斷開，從而形成本發(fā)明的第一刻蝕阻擋層91和第二刻蝕阻擋層92，ESL層采用SiO₂或Al₂O₃制成，當(dāng)然也可采用其他材料，在此不做具體限制。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的薄膜晶體管的像素電極91采用ITO制成，當(dāng)然，也可采用其他材料制成，在此不做具體限制。

本發(fā)明的薄膜晶體管的有源層10和源極20之間設(shè)有防損傷層30，有源層10和漏極40之間設(shè)有防損傷層30，本發(fā)明自對準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的ITO沉積在a-IGZO的之上，作為有源層與源極及有源層與漏極之間的防損傷層和接觸層，制備出了短溝道的a-IGZO TFT器件。并且由于源漏極并沒有延伸到刻蝕阻擋層的表面，減少了S/D電極和Gate電極之間的正對面積，從而降低了器件的寄生電容，自對準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的ITO作為防損傷層和接觸層，能夠有效減少溝道長度1-5μm，并且降低S/D電極和Gate之間的寄生電容。

實(shí)施方式二

本發(fā)明還提供了一種薄膜晶體管的制作方法，其中，該薄膜晶體管的有源層10和源極20之間設(shè)有防損傷層30，有源層10和漏極40之間設(shè)有防損傷層30，其中，該薄膜晶體管的制作方法包括以下步驟：

S1)在玻璃層60的上方形成柵極70，在柵極70的上方形成柵極絕緣層80，在柵極絕緣層80上方形成有源層10，有源層10上方形成第一刻蝕阻擋層90；所述有源層10的長度小于柵極絕緣層80的長度，有源層10的長度大于第一刻蝕阻擋層90的長度；

S2)有源層10的一側(cè)形成源極20，有源層10和源極20之間形成有防損傷層30，有源層10的另一側(cè)形成漏極40，有源層10和漏極40之間形成防損傷層30；

S3)形成兩根像素電極91，其中，源極20遠(yuǎn)離有源層10的一側(cè)形成一根像素電極91，漏極40遠(yuǎn)離有源層10的一側(cè)形成另一根像素電極91；

在柵極70的兩側(cè)分別形成第二刻蝕阻擋層92，第二刻蝕阻擋層92位于玻璃層60和像素電極91之間；

S4)所述第一刻蝕阻擋層90之上形成有保護(hù)層93。

進(jìn)一步地，在步驟S3)和步驟S4)之間還包括以下步驟S30)：

S30)兩個第二刻蝕阻擋層92與有源層10之間分別形成第二防損傷層31。

具體地，在本發(fā)明中第二防損傷層31與防損傷層30均采用ITO制成。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的防損傷層30和第二防損傷層31的形成過程包括以下步驟：

A)在第一刻蝕阻擋層90上形成有光刻膠94(PR)，第二刻蝕阻擋層93上形成有光刻膠94，光刻膠94上形成防損傷層30，有源層10和源極20之間形成有防損傷層30，有源層10和漏極40之間形成防損傷層30，第二刻蝕阻擋層92與有源層10之間形成第二防損傷層31；

B)去除第一刻蝕阻擋層90上的光刻膠94及光刻膠94上的防損傷層30，去除第二刻蝕阻擋層92上的光刻膠94及光刻膠94上的防損傷層30；

C)在200℃～300℃的溫度下對防損傷層30和第二防損傷層31進(jìn)行退火。

具體地，在本發(fā)明中，柵極70采用金屬鋁和鉬復(fù)合而成(簡稱Al/Mo)或采用金屬鋁和金屬銅復(fù)合而成(簡稱Al/Cu)，當(dāng)然柵極70也可采用其他材料，在此不做具體限制；本發(fā)明的薄膜晶體管的源極和漏極(簡稱源漏極)均采用金屬鋁和鉬復(fù)合而成(Al/Mo材料)或采用金屬銅或金屬鉬復(fù)合而成(Cu/Mo材料)，當(dāng)然也可以采用其他復(fù)合金屬材料，在此不做具體限制。

具體地，在本發(fā)明中，柵極絕緣層80(簡稱GI層)采用二氧化硅(SiO₂)或氧化鋁(Al₂O₃)制成，當(dāng)然也可采用其他材料，在此不做具體限制，進(jìn)一步的，本發(fā)明中第一刻蝕阻擋層90和第二刻蝕阻擋層92采用相同的材料制成，統(tǒng)稱為刻蝕阻擋層(ESL層)，ESL層采用SiO₂或Al₂O₃制成，當(dāng)然也可采用其他材料，在此不做具體限制。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的薄膜晶體管的像素電極91采用ITO制成，當(dāng)然，也可采用其他材料制成，在此不做具體限制。

在一具體地實(shí)施方式中，本發(fā)明的薄膜晶體管的具體制作方法如下：在玻璃層60的上表面上采用PVD的沉積方式形成柵極70(也可稱為金屬底柵層)，柵極70的材料多為Al/Mo層，但不限定，亦可為其他Al/Cu材料或其他復(fù)合金屬，之后在柵極70上采用PECVD的方式沉積SiO₂(或者Al₂O₃等材料)作為柵極絕緣層80(GI層)，在柵極絕緣層80上采用PVD方式沉積70nm的a-IGZO作為有源層10(簡稱a-IGZO層)，即得到薄膜晶體管的制造過程(一)的結(jié)構(gòu)，如圖2所示；涂布光刻膠，按照設(shè)計的光罩進(jìn)行曝光和顯影，把多余的光刻膠(簡稱PR)除去之后，然后采用Half-Tone的方式先刻蝕a-IGZO和GI層，柵極70采用濕刻法刻蝕形成圖案，并將PR進(jìn)行灰化，草酸刻蝕a-IGZO作為有源層10，即得到薄膜晶體管的制造過程(二)的結(jié)構(gòu)，也即如圖3所示；采用PECVD方式在有源層10上方沉積SiO₂(或者Al₂O₃等材料)作為第一刻蝕阻擋層90，采用PECVD方式在玻璃層60上方沉積SiO₂(或者Al₂O₃等材料)作為第二刻蝕阻擋層92，且在柵極70的兩側(cè)分別形成第二刻蝕阻擋層92，第二刻蝕阻擋層92位于玻璃層60和像素電極91之間，在本發(fā)明中第一刻蝕阻擋層90和第二刻蝕阻擋層92采用相同的材料及相同的方式制成，在后面統(tǒng)稱為刻蝕阻擋層(簡稱ESL)，并且將ESL刻蝕成圖形，ESL層刻蝕之前需要涂布光刻膠(PR)曝光顯影，之后對ESL進(jìn)行干刻挖孔形成圖形，正常情況干刻之后需要把PR進(jìn)行剝離掉，但是本發(fā)明中光刻膠并沒有剝離，而是在光刻膠上面沉積70nmITO，且如圖1所示，在有源層10的兩側(cè)上沉積ITO，有源層10上表面的第一刻蝕阻擋層90以外的區(qū)域上沉積ITO以及兩個第二刻蝕阻擋層92與有源層10之間分別設(shè)有ITO，即得到薄膜晶體管的制造過程(三)的結(jié)構(gòu)，如圖4所示；然后去除PR及PR表面上的ITO(也即去除多余的ITO)，在200℃～300℃的溫度下對ITO退火，使ITO晶化，形成保護(hù)a-IGZO導(dǎo)電接觸孔，從而形成本發(fā)明的防損傷層30和第二防損傷層31，即得到薄膜晶體管的制造過程(四)的結(jié)構(gòu)，如圖5所示；采用ITO作為像素電極91，Mo/Cu(亦可為其他Al/Mo材料或其復(fù)合金屬)作為源漏極，同樣采用Half-Tone的方式形成圖案，即得到薄膜晶體管的制造過程(五)的結(jié)構(gòu)，如圖6所示；在第一刻蝕阻擋層90上方沉積200nm Si₃N₄(或者SiO₂，Al₂O₃等材料)作為保護(hù)層93，保護(hù)層93的長度與玻璃層60的長度相同，且與玻璃層60的上表面的兩端相接觸，即得到本發(fā)明的薄膜晶體管，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

本發(fā)明的薄膜晶體管的制備方法簡單，能夠有效地制備出本發(fā)明的薄膜晶體管。

雖然已經(jīng)參考優(yōu)選實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以對其進(jìn)行各種改進(jìn)并且可以用等效物替換其中的部件。尤其是，只要不存在結(jié)構(gòu)沖突，各個實(shí)施例中所提到的各項(xiàng)技術(shù)特征均可以任意方式組合起來。本發(fā)明并不局限于文中公開的特定實(shí)施例，而是包括落入權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有技術(shù)方案。