本公開涉及顯示,具體地,涉及一種薄膜晶體管及其制備方法、顯示面板。
背景技術(shù):
1、隨著信息化技術(shù)的發(fā)展,電子顯示產(chǎn)品在日常生活中的使用率越來越高。薄膜晶體管為電子顯示產(chǎn)品中的驅(qū)動電路的主要開關(guān)元件,但是,當前的薄膜晶體管中的有源層,受自身結(jié)構(gòu)設(shè)計和形成工藝的限制,難以在保證成膜效果的同時保證高遷移率和高穩(wěn)定性,從而限制了薄膜晶體管效能的進一步提升。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本公開第一方面提供一種薄膜晶體管,該薄膜晶體管包括襯底以及位于襯底上的有源層和第一柵電極。有源層包括疊置在襯底上的第一膜層和第二膜層,第二膜層位于第一膜層和第一柵電極之間,第一膜層和第二膜層為半導體膜層,第二膜層的遷移率低于第一膜層的遷移率,且第二膜層的密度大于第一膜層的密度。
2、在上述方案中,第一膜層具備相對較高的遷移率,因此在薄膜晶體管工作時,載流子會在第一膜層的面向第一柵電極的表面聚集,而密度高的第二膜層可以對該表面進行改善,以避免出現(xiàn)表面缺陷,從而提高薄膜晶體管的性能。
3、在本公開第一方面的一個具體實施方式中,第一膜層和第二膜層由物理氣相沉積的半導體膜層構(gòu)成,且用于構(gòu)成第一膜層的半導體膜層對應(yīng)的物理氣相沉積的功率,大于用于構(gòu)成第二膜層的半導體膜層對應(yīng)的物理氣相沉積的功率,以使得第二膜層的密度大于第一膜層的密度。
4、在本公開第一方面的另一個具體實施方式中,第一膜層由物理氣相沉積的半導體膜層構(gòu)成,第二膜層由原子層沉積的半導體膜層構(gòu)成,以使得第二膜層的密度大于第一膜層的密度。
5、在本公開第一方面的一個具體實施方式中,第一膜層的材料包括in、ga、zn、sn中的至少一種。例如,可選地,第一膜層的材料為igzo、igzto、izo、igo中的一種。例如,進一步地,第一膜層的遷移率不小于20cm2/vs。
6、在本公開第一方面的一個具體實施方式中,第二膜層的材料包括in、ga、zn中的至少一種。例如,可選地,第二膜層的材料為igzo。例如,進一步地,第二膜層的遷移率不大于15cm2/vs。
7、例如,可選地,第一膜層的密度不大于5g/cm3,第二膜層的密度為5~7g/cm3。
8、在本公開第一方面的一個具體實施方式中,第一膜層在襯底上的正投影,與第二膜層在襯底上的正投影重合。例如,可選地,第一膜層與第二膜層直接接觸。
9、在本公開第一方面的一個具體實施方式中,有源層位于第一柵電極和襯底之間,即,薄膜晶體管可以為頂柵式薄膜晶體管。例如,可選地,第二膜層的厚度小于第二膜層的厚度。例如,進一步可選地,第一膜層的厚度為100~500埃,和/或,第二膜層的厚度為10~100埃。
10、在本公開第一方面的另一個具體實施方式中,第一柵電極位于有源層和襯底之間,即,薄膜晶體管可以為底柵式薄膜晶體管。例如,可選地,有源層在襯底上的正投影,位于第一柵電極在襯底上的正投影之內(nèi)。
11、在本公開第一方面的一個具體實施方式中,有源層還可以包括第三膜層,第三膜層位于第一膜層的背離第一柵電極的一側(cè),第三膜層包括半導體材料。第三膜層的遷移率低于第一膜層的遷移率,且第三膜層的密度大于第一膜層的密度。例如,可選地,第一膜層與第三膜層直接接觸。
12、在本公開第一方面的一個具體實施方式中,有源層還包括第三膜層,第三膜層位于第一膜層的背離第一柵電極的一側(cè),且為半導體材料。第三膜層的遷移率低于第一膜層的遷移率,且第三膜層的密度大于第一膜層的密度。
13、在上述方案中,第三膜層和第二膜層可以從兩側(cè)對第一膜層進行保護,以避免其它介質(zhì)層中的有害離子侵入第一膜層中。
14、例如,可選地,第一膜層和第三膜層由物理氣相沉積的半導體膜層構(gòu)成,且用于構(gòu)成第一膜層的半導體膜層對應(yīng)的物理氣相沉積的功率,小于用于構(gòu)成第三膜層的半導體膜層對應(yīng)的物理氣相沉積的功率,以使得第三膜層的密度大于第一膜層的密度;或者,第一膜層由物理氣相沉積的半導體膜層構(gòu)成,第三膜層由原子層沉積的半導體膜層構(gòu)成,以使得第三膜層的密度大于第一膜層的密度;進一步優(yōu)選地,第三膜層的密度為5~7g/cm3。
15、例如,可選地,第三膜層的材料包括in、ga、zn中的至少一種。例如,進一步可選地,第三膜層的材料為igzo;再進一步優(yōu)選地,第二膜層的遷移率不大于15cm2/vs。
16、在本公開第一方面的一個具體實施方式中,第一膜層在襯底上的正投影,與第三膜層在襯底上的正投影重合。
17、在本公開第一方面的一個具體實施方式中,薄膜晶體管還可以包括第二柵電極,第二柵電極位于有源層的背離第一柵電極的一側(cè)。例如,可選地,薄膜晶體管還包括第二柵絕緣層,第二柵絕緣層位于第二柵電極和有源層之間。
18、本公開第二方面提供一種顯示面板,該顯示面板包括上述第一方面中的薄膜晶體管。
19、本公開第三方面提供一種薄膜晶體管的制備方法,該制備方法包括:提供襯底;在襯底上以第一成膜速率沉積具有第一遷移率的第一半導體材料膜層,并以第二成膜速率沉積具有第二遷移率的第二半導體材料膜層,其中,第一遷移率大于第二遷移率,且第一成膜速率大于第二成膜速率,以使得第二半導體材料膜層的密度大于第一半導體材料膜層的密度;對第一半導體材料膜層和第二半導體材料膜層進行圖案化處理,以分別形成第一膜層和第二膜層;在襯底上沉積第一導電材料薄膜,并對第一導電材料薄膜進行構(gòu)圖以形成第一柵電極,其中,第二膜層形成在第一膜層和第一柵電極之間。
20、在本公開第三方面的一個具體實施方式中,關(guān)于在襯底上以第一成膜速率沉積具有第一遷移率的第一半導體材料膜層,并以第二成膜速率沉積具有第二遷移率的第二半導體材料膜層的步驟,可以包括:通過物理氣相沉積分別形成第一半導體材料膜層和第二半導體材料膜層,其中,形成第一半導體材料膜層的物理氣相沉積的功率,大于形成第二半導體材料膜層的物理氣相沉積的功率,以使得第一成膜速率大于第二成膜速率,且第二膜層的密度大于第一膜層的密度。例如,可選地,形成第一半導體材料膜層的物理氣相沉積的功率為4kw~6kw,形成第二半導體材料膜層的物理氣相沉積的功率為2kw~4kw。
21、在本公開第三方面的另一個具體實施方式中,關(guān)于在襯底上以第一成膜速率沉積具有第一遷移率的第一半導體材料膜層,并以第二成膜速率沉積具有第二遷移率的第二半導體材料膜層的步驟,可以包括:通過物理氣相沉積形成第一半導體材料膜層,且通過原子層沉積形成第二半導體材料膜層,以使得第一成膜速率大于第二成膜速率,且第二膜層的密度大于第一膜層的密度。例如,可選地,第一成膜速率為80埃/秒~120埃/秒,第二成膜速率為20埃/秒~60埃/秒。
22、在本公開第三方面的一個具體實施方式中,制備方法還可以包括:在第一柵電極和有源層之間沉積絕緣材料以形成第一柵絕緣層,第一柵絕緣層間隔第一柵電極和有源層。
23、例如,可選地,制備方法還包括:在有源層的背離襯底的一側(cè)沉積導電材料膜層,并對導電材料膜層進行構(gòu)圖工藝以形成源電極和漏電極,源電極和漏電極與有源層的兩端分別連接。
24、在本公開第三方面的一個具體實施方式中,制備方法還可以包括:以第三速率沉積具有第三遷移率的第三半導體材料膜層,其中,第一遷移率大于第三遷移率,且第一成膜速率大于第三速率,以使得第三半導體材料膜層的密度大于第一半導體材料膜層的密度;對第三半導體材料膜層進行圖案化處理,以形成第三膜層。
25、在本公開第三方面的一個具體實施方式中,第二遷移率等于第三遷移率。
26、在本公開第三方面的一個具體實施方式中,第二成膜速率等于第三速率,以使得第一膜層和第三膜層的密度相等。
27、在本公開第三方面的一個具體實施方式中,制備方法還可以包括:在沉積第一半導體材料層、第二半導體材料層和第三半導體材料層之后,對第一半導體材料層、第二半導體材料層和第三半導體材料層同時進行構(gòu)圖工藝以形成第一膜層、第二膜層和第三膜層,并使得第一膜層在襯底上的正投影、第二膜層在襯底上的正投影與第三膜層在襯底上的正投影重合。
28、在本公開第三方面的另一個具體實施方式中,第一柵電極形成在有源層的背離襯底的一側(cè),制備方法還包括:在形成有源層和第一柵電極之前,在襯底上沉積第二導電材料薄膜,并對第二導電材料薄膜進行構(gòu)圖以形成第二柵電極。
29、例如,可選地,制備方法可以還包括:在形成有源層和第一柵電極之前且在形成第二柵電極之后,在襯底上沉積絕緣材料以形成第二柵絕緣層以覆蓋第二柵電極。
30、在本公開第三方面的另一個具體實施方式中,第一柵電極形成在有源層和襯底之間,制備方法還可以包括:在襯底上形成第一柵電極和有源層之后,在襯底上沉積第二導電材料薄膜,并對第二導電材料薄膜進行構(gòu)圖以形成第二柵電極,其中,第二柵電極形成在有源層的背離第一柵電極的一側(cè)。
31、例如,可選地,制備方法還包括:在形成有源層和第一柵電極之后且在形成第二柵電極之前,在襯底上沉積絕緣材料以形成第二柵絕緣層。