本發(fā)明涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種薄膜晶體管及制備方法、陣列基板及制備方法、顯示面板。

背景技術(shù)：

近年來，隨著各種顯示技術(shù)，如LCD(Liquid Crystal Display，液晶顯示器)顯示、OLED(Organic Light-Emitting Diode，有機發(fā)光二極管)顯示、柔性顯示等的不斷發(fā)展，采用大尺寸、高分辨率顯示面板的產(chǎn)品層出不窮。

顯示面板包括陣列基板，其中，陣列基板包括薄膜晶體管。頂柵自對準(zhǔn)結(jié)構(gòu)型薄膜晶體管的有源層分為與柵電極對應(yīng)的高電阻區(qū)以及與源漏極對應(yīng)的低電阻區(qū)，因柵電極和有源層中低電阻區(qū)沒有交疊，使柵電極與有源層之間具有較小的寄生電容，可減小有源層的電阻，從而可減小信號延遲，提高顯示效果，而被廣泛的應(yīng)用于高分辨率、大尺寸的顯示面板中。

然而，現(xiàn)有技術(shù)中，一般先形成低載流子濃度(高電阻)的有源層，之后對有源層中與源電極和漏電極接觸的區(qū)域進(jìn)行導(dǎo)體化，而導(dǎo)體化后的有源層遷移率較低，薄膜晶體管的穩(wěn)定性也較低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實施例提供一種薄膜晶體管及制備方法、陣列基板及制備方法、顯示面板，可避免有源層遷移率的降低，提高薄膜晶體管的穩(wěn)定性。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實施例采用如下技術(shù)方案：

第一方面，提供一種薄膜晶體管的制備方法，包括：在襯底上形成有源層，所述有源層包括源極區(qū)、漏極區(qū)和溝道區(qū)；對所述溝道區(qū)進(jìn)行處理，使所述溝道區(qū)的載流子濃度降低，以使所述溝道區(qū)的載流子濃度保持所述薄膜晶體管的開關(guān)特性；形成柵絕緣層、柵電極、鈍化層、源電極、漏電極；所述源電極、漏電極至少通過設(shè)置在所述鈍化層上的過孔，分別與所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)接觸。

優(yōu)選的，對所述溝道區(qū)進(jìn)行處理，包括：在形成有所述有源層的襯底上形成露出所述溝道區(qū)的光刻膠層；對所述溝道區(qū)進(jìn)行處理。形成柵絕緣層、柵電極，包括：在形成有所述光刻膠層的襯底上依次形成絕緣薄膜和金屬薄膜；將所述光刻膠層剝離，形成圖案相同的所述柵絕緣層和所述柵電極。

優(yōu)選的，所述有源層包括第一子有源層和第二子有源層；所述第一子有源層靠近所述襯底形成；所述第一子有源層的載流子濃度小于所述第二子有源層的載流子濃度；對所述溝道區(qū)進(jìn)行處理，包括：對所述第二子有源層的所述溝道區(qū)進(jìn)行處理。

優(yōu)選的，所述有源層的材料為金屬氧化物材料、非晶硅材料或多晶硅材料；對所述溝道區(qū)進(jìn)行處理，包括：在低于300℃的環(huán)境下對所述溝道區(qū)進(jìn)行氧化處理。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述氧化處理包括：在O₂氣氛中進(jìn)行退火處理；或者，通過O₂或N₂O等離子體處理。

優(yōu)選的，所述金屬氧化物材料包括氧化鋅材料。

基于上述，優(yōu)選的，所述有源層的厚度為30～70nm。

第二方面，提供一種陣列基板的制備方法，通過第一方面所述的薄膜晶體管的制備方法制備薄膜晶體管。

第三方面，提供一種薄膜晶體管，所述薄膜晶體管通過第一方面所述的制備方法制備得到。

第四方面，提供一種陣列基板，包括第三方面所述的薄膜晶體管。

優(yōu)選的，所述薄膜晶體管的襯底為柔性襯底。

第五方面，提供一種顯示面板，包括第四方面所述的陣列基板。

優(yōu)選的，所述顯示面板為液晶顯示面板或有機電致發(fā)光二極管顯示面板。

本發(fā)明的實施例提供一種薄膜晶體管及制備方法、陣列基板及制備方法、顯示面板，通過先在襯底上形成高載流子濃度的有源層，再對有源層的溝道區(qū)進(jìn)行處理，使溝道區(qū)的載流子濃度降低到合適的載流子濃度，以保持薄膜晶體管的開關(guān)特性。由于本發(fā)明實施例中，直接形成高載流子濃度的有源層，使得源電極和漏電極分別與源極區(qū)和漏極區(qū)的接觸電阻較小，而無需對源電極和漏電極進(jìn)行導(dǎo)體化，因此，可避免有源層遷移率的降低，從而使得薄膜晶體管的穩(wěn)定性較高。此外，由于可在對溝道區(qū)進(jìn)行處理時，可控制溝道區(qū)載流子濃度的大小，從而可以實現(xiàn)對薄膜晶體管特性，如閾值電壓(控制薄膜晶體管開關(guān)的電壓)的調(diào)節(jié)，提高了薄膜晶體管性能的可控性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種薄膜晶體管的制備方法的流程圖；

圖2-圖3為本發(fā)明實施例提供的一種制備薄膜晶體管的過程示意圖一；

圖4(a)為本發(fā)明實施例提供的一種薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖一；

圖4(b)為本發(fā)明實施例提供的一種薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖二；

圖5(a)-圖5(b)為本發(fā)明實施例提供的一種制備薄膜晶體管的過程示意圖二；

圖6(a)-圖6(b)為本發(fā)明實施例提供的一種制備薄膜晶體管的過程示意圖三；

圖7(a)為本發(fā)明實施例提供的一種有源層的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7(b)為本發(fā)明實施例提供的一種薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖三。

附圖標(biāo)記：

01-光刻膠層；10-襯底；20-有源層；21-源極區(qū)；22-漏極區(qū)；23-溝道區(qū)；201-第一子有源層；202-第二子有源層；30-柵絕緣層；31-絕緣薄膜；40-柵電極；41-金屬薄膜；50-鈍化層；51-過孔；61-源電極；62-漏電極。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明實施例提供一種薄膜晶體管的制備方法，如圖1所示，所述方法包括：

S10、如圖2所示，在襯底10上形成有源層20，所述有源層20包括源極區(qū)21、漏極區(qū)22和溝道區(qū)23。

此處，有源層20的載流子濃度為高載流子濃度。其中不對高載流子濃度的具體數(shù)值范圍進(jìn)行限定，只要使源電極和漏電極分別與源極區(qū)21和漏極區(qū)22的接觸電阻較小即可。

對于襯底10的材料，可以是柔性襯底、玻璃襯底、或者其他襯底。當(dāng)為柔性襯底時，該柔性襯底需設(shè)置在承載基板上。

對于有源層20的材料，可根據(jù)薄膜晶體管的類型，進(jìn)行合理選擇。其中，薄膜晶體管例如可以為非晶硅薄膜晶體管、多晶硅薄膜晶體管、金屬氧化物薄膜晶體管、有機薄膜晶體管等。

示例的，可以依次在襯底10上形成具有高載流子濃度的半導(dǎo)體薄膜以及光刻膠層，對光刻膠層進(jìn)行曝光顯影后，可使光刻膠完全保留部分覆蓋待形成有源層圖案的區(qū)域。之后通過對半導(dǎo)體薄膜進(jìn)行刻蝕，形成有源層20，并去除光刻膠完全保留部分。

其中，不對半導(dǎo)體薄膜的載流子濃度進(jìn)行限定，具有較高的載流子濃度來使源電極和漏電極分別與源極區(qū)21和漏極區(qū)22的接觸電阻較小即可。

S20、如圖3所示，對溝道區(qū)23進(jìn)行處理，使溝道區(qū)23的載流子濃度降低，以使溝道區(qū)23的載流子濃度保持所述薄膜晶體管的開關(guān)特性。

即：使源極區(qū)21和漏極區(qū)22載流子濃度不變，使溝道區(qū)23的載流子濃度降低。

可通過調(diào)節(jié)對溝道區(qū)23處理的工藝條件，來控制溝道區(qū)23的載流子濃度，以實現(xiàn)根據(jù)對不同薄膜晶體管的需求，來滿足不同薄膜晶體管對閾值電壓的需求。

其中，不對使溝道區(qū)23的載流子濃度降低的處理方式進(jìn)行限定，能降低溝道區(qū)23的載流子濃度且不影響源極區(qū)21和漏極區(qū)22載流子濃度即可。

S30、如圖4(a)和圖4(b)所示，在形成有有源層20的襯底10上依次形成柵絕緣層30、柵電極40、鈍化層50、源電極61、漏電極62；所述源電極61、漏電極62至少通過設(shè)置在鈍化層50上的過孔51，分別與源極區(qū)21和漏極區(qū)22接觸。

具體的，對于如圖4(a)所示的結(jié)構(gòu)，源電極61、漏電極62僅通過設(shè)置在鈍化層50上的過孔51，分別與源極區(qū)21和漏極區(qū)22接觸。

對于如圖4(b)所示的結(jié)構(gòu)，源電極61、漏電極62需通過設(shè)置在鈍化層50和柵絕緣層30上的過孔51，分別與源極區(qū)21和漏極區(qū)22接觸。

其中，不對位于有源層20遠(yuǎn)離襯底10一側(cè)的各膜層的形成工藝進(jìn)行限定，能夠形成薄膜晶體管各層圖案即可。

本發(fā)明實施例提供一種薄膜晶體管的制備方法，通過先在襯底10上形成高載流子濃度的有源層20，再對有源層20的溝道區(qū)23進(jìn)行處理，使溝道區(qū)23的載流子濃度降低到合適的載流子濃度，以保持薄膜晶體管的開關(guān)特性。由于本發(fā)明實施例中，直接形成高載流子濃度的有源層20，使得源電極61和漏電極62分別與源極區(qū)21和漏極區(qū)22的接觸電阻較小，而無需對源電極61和漏電極62進(jìn)行導(dǎo)體化，因此，可避免有源層20遷移率的降低，從而使得薄膜晶體管的穩(wěn)定性較高。此外，由于可在對溝道區(qū)23進(jìn)行處理時，可控制溝道區(qū)23載流子濃度的大小，從而可以實現(xiàn)對薄膜晶體管特性，如閾值電壓(控制薄膜晶體管開關(guān)的電壓)的調(diào)節(jié)，提高了薄膜晶體管性能的可控性。

優(yōu)選的，對溝道區(qū)23進(jìn)行處理，包括：如圖5(a)所示，在形成有源層20的襯底10上形成露出溝道區(qū)23的光刻膠層01；如圖5(b)所示，對溝道區(qū)23進(jìn)行處理。

在此基礎(chǔ)上，形成柵絕緣層30、柵電極40，包括：如圖6(a)所示，在形成有所述光刻膠層01的襯底10上依次形成絕緣薄膜31和金屬薄膜41；如圖6(b)所示，將光刻膠層01剝離，形成圖案相同的柵絕緣層30和柵電極40。

本發(fā)明實施例通過在形成有源層20的襯底10上形成露出溝道區(qū)23的光刻膠層01，并在形成有光刻膠層01的襯底10上依次形成絕緣薄膜31和金屬薄膜41。一方面，在對溝道區(qū)23進(jìn)行處理的過程中光刻膠層01起到保護(hù)源極區(qū)21和漏極區(qū)22，避免源極區(qū)21和漏極區(qū)22的載流子濃度降低的作用；另一方面，在依次形成絕緣薄膜31和金屬薄膜41后，通過直接將光刻膠層01剝離，形成頂柵自對準(zhǔn)型薄膜晶體管的柵絕緣層30和柵電極40，相對現(xiàn)有技術(shù)既可以簡化制備工藝，又可以避免采用濕法刻蝕形成柵絕緣層30和柵電極40的過程中，產(chǎn)生offset(橫向鉆蝕)的問題，從而有效的減小了源電極61和漏電極62的寄生電阻，提高了薄膜晶體管的性能。

優(yōu)選的，如圖7(a)所示，有源層20包括第一子有源層201和第二子有源層202；第一子有源層201靠近襯底10形成；第一子有源層201的載流子濃度小于第二子有源層202的載流子濃度。

在此基礎(chǔ)上，如圖7(b)所示，對溝道區(qū)23進(jìn)行處理，包括：對第二子有源層202的溝道區(qū)23進(jìn)行處理。

需要說明的是，第一，不對第一子有源層201的載流子濃度的大小進(jìn)行限定，能夠保持薄膜晶體管的開關(guān)特性即可。

不對第二子有源層202的載流子濃度的大小進(jìn)行限定，具有低阻特性，能夠使源電極61和漏電極62分別與源極區(qū)21和漏極區(qū)22的接觸電阻較小即可。

其中，第一子有源層201的載流子濃度與第二子有源層202中溝道區(qū)23的載流子濃度可以相同，也可以不同。

第二，第一子有源層201和第二子有源層202可以通過一次構(gòu)圖工藝形成。

第三，不對第一子有源層201和第二子有源層202的厚度進(jìn)行限定，根據(jù)薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)合理設(shè)置即可。

其中，可以通過降低第二子有源層202的厚度，以節(jié)省對溝道區(qū)23進(jìn)行處理的時間。

本發(fā)明實施例通過在襯底10上形成第一子有源層201和第二子有源層202，且第一子有源層201中載流子濃度小于第二子有源層202的載流子濃度，使第一子有源層201用于保證薄膜晶體管的開關(guān)性能，第二子有源層202用于減小源電極61和漏電極62分別與源極區(qū)21和漏極區(qū)22的電阻，來提高有源層20的遷移率。此外，第一子有源層201和第二子有源層202通過同一次構(gòu)圖工藝形成，不會增加工藝步驟。

優(yōu)選的，所述有源層20的材料為金屬氧化物材料、非晶硅材料或多晶硅材料。

在此基礎(chǔ)上，對所述溝道區(qū)23進(jìn)行處理，包括：在低于300℃的環(huán)境下對溝道區(qū)23進(jìn)行氧化處理。

例如，可以在50℃、100℃、150℃、200℃、250℃的環(huán)境下對溝道區(qū)23進(jìn)行氧化處理。

其中，當(dāng)有源層20的材料為金屬氧化物材料時，可采用磁控濺射的方法，在純氬氣或者氦氣中沉積有源層20，此時有源層20由于產(chǎn)生大量的氧空位，而呈現(xiàn)為高載流子濃度的低阻特性，通過氧化處理可以增加金屬氧化物材料中的氧原子，從而降低溝道區(qū)23的載流子濃度。當(dāng)有源層20的材料為非晶硅材料或多晶硅材料時，通過氧化處理可以激發(fā)出非晶硅材料或多晶硅材料中的氫原子，從而降低溝道區(qū)23的載流子濃度。

此處，本發(fā)明實施例優(yōu)選的，所述金屬氧化物材料包括氧化鋅材料。例如，有源層20的材料可以為IGZO(indium gallium zinc oxide，銦鎵鋅氧化物)。

本發(fā)明實施例提供的薄膜晶體管的制備方法，既適用于金屬氧化物薄膜晶體管，又適用于低溫多晶硅薄膜晶體管，還適用于非晶硅薄膜晶體管，適用范圍較廣。

此外，本發(fā)明通過在低溫環(huán)境下對溝道區(qū)進(jìn)行氧化處理，在降低溝道區(qū)載流子濃度的基礎(chǔ)上，可以使薄膜晶體管應(yīng)用于柔性顯示面板中，增大了薄膜晶體管的適用范圍。

由于在O₂氣氛中進(jìn)行退火處理，或者，通過O₂或N₂O等離子體處理的工藝成熟，成本較低，因此，本發(fā)明實施例進(jìn)一步優(yōu)選的，所述氧化處理包括：在O₂氣氛中進(jìn)行退火處理；或者，通過O₂或N₂O等離子體處理。

基于上述，優(yōu)選的，所述有源層20的厚度為30～70nm。

其中，當(dāng)有源層20包括第一子有源層201和第二子有源層202時，第一子有源層201和第二子有源層202的厚度和為30～70nm。例如，有源層20的厚度可以為40nm、45nm、50nm、55nm、60nm、65nm。

本發(fā)明實施例通過將有源層20的厚度限定在30～70nm的范圍內(nèi)，在滿足薄膜晶體管性能的基礎(chǔ)上，可以降低薄膜晶體管的厚度，節(jié)省成本。

下面提供一具體實施例，以對一種薄膜晶體管的制備方法進(jìn)行說明，其包括如下步驟：

S100、如圖2所示，在襯底10上形成有源層20，所述有源層20包括源極區(qū)21、漏極區(qū)22和溝道區(qū)23。

有源層20的厚度為30～70nm，材料為IGZO，且具有高濃度載流子。

具體的，可采用磁控濺射的方法，在純氬氣或者氦氣中沉積IGZO薄膜，此時IGZO薄膜由于產(chǎn)生大量的氧空位，而呈現(xiàn)為高載流子濃度的低阻特性，之后形成光刻膠，對光刻膠進(jìn)行曝光顯影后，可使光刻膠完全保留部分覆蓋待形成有源層20的區(qū)域。之后通過對半導(dǎo)體薄膜進(jìn)行刻蝕，形成如圖2所示的有源層20，并去除光刻膠完全保留部分。

其中，不對半導(dǎo)體薄膜的成膜方式進(jìn)行限定。對于上述的光刻膠，可以為正性光刻膠，也可以為負(fù)性光刻膠。對半導(dǎo)體薄膜進(jìn)行刻蝕，可采用干法刻蝕，也可以為濕法刻蝕，可根據(jù)半導(dǎo)體薄膜的材料進(jìn)行合理選擇。

S200、如圖5(a)所示，在S100的基礎(chǔ)上，形成露出溝道區(qū)23的光刻膠層01。

S300、如圖5(b)所示，在S200的基礎(chǔ)上，在低于300℃的環(huán)境下，對溝道區(qū)23進(jìn)行氧化處理，使溝道區(qū)23的載流子濃度降低。

溝道區(qū)23的載流子濃度降低程度，以使溝道區(qū)23的載流子濃度保持所述薄膜晶體管的開關(guān)特性為準(zhǔn)。

S400、如圖6(a)所示，在S300的基礎(chǔ)上，依次形成絕緣薄膜31和金屬薄膜41。

具體的，可通過PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，等離子體增強化學(xué)氣相沉積法)、CVD(Chemical Vapor Deposition，化學(xué)氣相沉積法)、等來形成厚度為100nm～400nm的絕緣薄膜31，其材料可以為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等絕緣材料中至少一種。

進(jìn)一步的，可通過磁控濺射等方法來形成厚度為100nm～200nm的金屬薄膜41，其材料可以為Mo(鉬)、Al(鋁)、Ti(鈦)、Au(金)、Cu(銅)、Hf(鉿)、Ta(鉭)等。

S500、如圖6(b)所示，在S400的基礎(chǔ)上，將光刻膠層01剝離，形成圖案相同的柵絕緣層30和柵電極40。

S600、如圖4(a)所示，在S500的基礎(chǔ)上，依次形成鈍化層50和源電極61、漏電極62。所述源電極61、漏電極62通過設(shè)置在鈍化層50上的過孔51，分別與源極區(qū)21和漏極區(qū)22接觸。

其中，鈍化層50可以采用與柵絕緣層30相同工藝以及相同的材料制備。

源電極61和漏電極62可以采用與柵電極40相同工藝及相同的材料制備。

本發(fā)明實施例還提供一種陣列基板的制備方法，所述方法包括通過上述薄膜晶體管的制備方法制備薄膜晶體管。

本發(fā)明實施例提供一種陣列基板的的制備方法，在制備薄膜晶體管的過程中，通過先在襯底10上形成高載流子濃度的有源層20，再對有源層20的溝道區(qū)23進(jìn)行處理，使溝道區(qū)23的載流子濃度降低到合適的載流子濃度，以保持薄膜晶體管的開關(guān)特性。由于本發(fā)明實施例中，直接形成高載流子濃度的有源層20，使得源電極61和漏電極62分別與源極區(qū)21和漏極區(qū)22的接觸電阻較小，而無需對源電極61和漏電極62進(jìn)行導(dǎo)體化，因此，可避免有源層20遷移率的降低，從而使得薄膜晶體管的穩(wěn)定性較高。此外，由于可在對溝道區(qū)23進(jìn)行處理時，可控制溝道區(qū)23載流子濃度的大小，從而可以實現(xiàn)對薄膜晶體管特性，如閾值電壓(控制薄膜晶體管開關(guān)的電壓)的調(diào)節(jié)，提高了薄膜晶體管性能的可控性。

本發(fā)明實施例還提供一種薄膜晶體管，如圖4(a)、圖4(b)和圖7(b)所示，所述薄膜晶體管通過上述薄膜晶體管的制備方法制備得到。

本發(fā)明實施例提供一種薄膜晶體管，由于源電極61和漏電極62分別與源極區(qū)21和漏極區(qū)22的接觸電阻較小，使得有源層20的遷移率較高。從而提高薄膜晶體管的性能。

本發(fā)明實施例還提供一種陣列基板，包括上述薄膜晶體管。

本發(fā)明實施例提供的陣列基板的有益效果與上述陣列基板的有益效果相同，此處不再贅述。

優(yōu)選的，所述陣列基板的襯底為柔性襯底。

本發(fā)明實施例提供的陣列基板中的薄膜晶體管使在低溫環(huán)境下制備，因此，陣列基板的襯底可以為柔性襯底，從而可將陣列基板應(yīng)用于柔性顯示面板中，提高陣列基板的適用范圍。

本發(fā)明實施例還提供一種顯示面板，包括上述陣列基板。

本發(fā)明實施例提供的顯示面板的有益效果與上述陣列基板的有益效果相同，此處不再贅述。

優(yōu)選的，所述顯示面板為液晶顯示面板或有機電致發(fā)光二極管顯示面板。

當(dāng)顯示面板為液晶顯示面板時，其包括陣列基板、對盒基板以及設(shè)置在二者之間的液晶層。其中，陣列基板包括上述薄膜晶體管，與薄膜晶體管的漏電極62電連接的像素電極；進(jìn)一步的還可以包括公共電極。對盒基板可以包括黑矩陣和彩膜。此處，彩膜可以設(shè)置在對盒基板上，也可設(shè)置在陣列基板上；公共電極可以設(shè)置在陣列基板上，也可設(shè)置在對盒基板上。

當(dāng)顯示面板為有機電致發(fā)光二極管(Organic Light Emitting Diode，簡稱OLED)顯示面板時，其包括陣列基板和封裝基板。其中，陣列基板包括上述薄膜晶體管，與薄膜晶體管的漏電極62電連接的陽極、陰極、以及位于陽極和陰極之間的有機材料功能層。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。