薄膜晶體管及其制造方法、顯示基板和顯示裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實(shí)施例一般地涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，并且具體地，涉及一種具有寬長比增加的溝道結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管及其制造方法，以及顯示基板和顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著液晶顯示技術(shù)的不斷發(fā)展，薄膜晶體管(TFT)在諸如TFT IXD (液晶顯示器)之類的顯示裝置中得到了廣泛的應(yīng)用。TFT LCD是通過控制排列成矩陣的亞像素點(diǎn)中的每一個(gè)上的電壓，來實(shí)現(xiàn)對每個(gè)亞像素點(diǎn)的亮度的調(diào)節(jié)，進(jìn)而完成完整準(zhǔn)確的顯示畫面。當(dāng)矩陣中的某一行上的柵極加上開啟電壓Von，TFT器件打開時(shí)，TFT溝道兩邊的源極和漏極導(dǎo)通，給定的信號從數(shù)據(jù)線上加入到業(yè)像素電極上。亞像素電極和公共電極之間的電壓差決定了該亞像素區(qū)域上液晶分子的偏轉(zhuǎn)情況，最終影響該亞像素的亮度和顯示效果。
[0003]對IXD顯示畫面品質(zhì)的改善已經(jīng)成為IXD產(chǎn)品的競爭焦點(diǎn)之一，其中，開啟電壓的大小直接決定了畫面的品質(zhì)，而如何提高TFT的導(dǎo)通電流1n是重要的研宄內(nèi)容。在影響畫面品質(zhì)的因素中，開口率也是影響畫面亮度的重要因素。開口率指除去每一個(gè)亞像素的配線部、晶體管部(通常采用黑色矩陣隱藏)等后的光線通過部分的面積和每一個(gè)次像素整體的面積之間的比例。開口率越高，光線通過的效率越高。當(dāng)光線經(jīng)由背光板發(fā)射出來時(shí)，并不是所有的光線都能穿過面板，比如給LCD源極驅(qū)動(dòng)芯片及柵極驅(qū)動(dòng)芯片用的信號走線，以及TFT本身，還有儲存電壓用的儲存電容等所在的區(qū)域都對光線有阻擋租用。這些區(qū)域除了不完全透光外，也由于經(jīng)過這些區(qū)域的光線不受電壓控制，而無法顯示正確的灰階，所以都需利用黑矩陣加以遮蔽，以免干擾其它透光區(qū)域。而有效的透光區(qū)域與全部面積的比例就稱之為開口率。因此，減小TFT的尺寸、增大TFT的導(dǎo)通電流等可以明顯地改善IXD顯示畫面品質(zhì)。
[0004]影響薄膜晶體管的導(dǎo)通電流的一個(gè)重要因素是晶體管的寬長比(W/L)。圖1和2示意性地示出了一種薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)。如圖所示，該薄膜晶體管包括層疊在基板10上的柵極11、柵極絕緣層12和有源層13，在有源層13上還可以覆蓋有鈍化層14。其中，在有源層13中形成有源極(S)區(qū)域、漏極(D)區(qū)域以及位于源、漏極區(qū)域之間的溝道區(qū)域。在圖1和2中圖示的薄膜晶體管中，其溝道結(jié)構(gòu)是平面結(jié)構(gòu)，即有源層的面向靠近柵極的表面至少在溝道區(qū)域中是平坦的或基本上平坦的，因此，這種薄膜晶體管的溝道區(qū)域的長度L和寬度W由源、漏極區(qū)域限定，并且通常受制造工藝，如受光刻最小尺寸限制，通常減小光刻最小尺寸來減小溝道區(qū)域的長度L進(jìn)而增大寬長比W/L是困難的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述和其它問題和缺陷中的至少一種，提出了本發(fā)明。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提出了一種薄膜晶體管，包括層疊在襯底基板上的柵極、柵極絕緣層和有源層，在有源層中形成有源極區(qū)域、漏極區(qū)域和溝道區(qū)域，其中有源層的面向柵極絕緣層的表面在溝道區(qū)域中至少部分地形成有非平面結(jié)構(gòu)，以在溝道區(qū)域的寬度方向上形成非平面溝道結(jié)構(gòu)。
[0007]在上述薄膜晶體管中，所述非平面結(jié)構(gòu)可以包括第一凹凸結(jié)構(gòu)。
[0008]在上述薄膜晶體管中，第一凹凸結(jié)構(gòu)可以包括沿溝道區(qū)域的寬度方向交替地排列且分別在溝道區(qū)域的長度方向上延伸的凸棱和凹槽。
[0009]在上述薄膜晶體管中，柵極絕緣層的面向有源層的表面在溝道區(qū)域中可以形成有與第一凹凸結(jié)構(gòu)形狀匹配的第二凹凸結(jié)構(gòu)。
[0010]在上述薄膜晶體管中，有源層在溝道區(qū)域中可以具有均一的厚度。
[0011]在上述薄膜晶體管中，有源層的背離柵極絕緣層的表面在溝道區(qū)域中可以形成有與第一凹凸結(jié)構(gòu)相反的第三凹凸結(jié)構(gòu)。
[0012]在上述薄膜晶體管中，柵極的面向柵極絕緣層的表面在溝道區(qū)域中可以形成有與第一凹凸結(jié)構(gòu)相反的第四凹凸結(jié)構(gòu)。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種制造薄膜晶體管的方法，包括下述步驟:
[0014]在襯底基板上形成柵極；
[0015]在襯底基板上形成至少覆蓋柵極的柵極絕緣層；
[0016]在柵極絕緣層的背離柵極的表面的對應(yīng)于薄膜晶體管的溝道區(qū)域的區(qū)域中形成非平面結(jié)構(gòu)；以及
[0017]在柵極絕緣層上形成有源層，使得有源層的面向柵極絕緣層的表面在溝道區(qū)域中形成有與柵極絕緣層的非平面結(jié)構(gòu)形狀匹配的非平面結(jié)構(gòu)，以在溝道區(qū)域的寬度方向上形成非平面溝道結(jié)構(gòu)。
[0018]在上述方法中，形成柵極絕緣層的非平面結(jié)構(gòu)的步驟可以包括:在柵極絕緣層的背離柵極的表面的對應(yīng)于薄膜晶體管的溝道區(qū)域的區(qū)域中形成凹凸結(jié)構(gòu)。
[0019]在上述方法中，形成所述凹凸結(jié)構(gòu)的步驟可以包括:在柵極絕緣層的背離柵極的表面的對應(yīng)于薄膜晶體管的溝道區(qū)域的區(qū)域中，形成沿溝道區(qū)域的寬度方向交替地排列且分別在溝道區(qū)域的長度方向上延伸的凸棱和凹槽。
[0020]在上述方法中，形成凸棱和凹槽的步驟可以包括:采用構(gòu)圖工藝在在柵極絕緣層的背離柵極的表面的對應(yīng)于薄膜晶體管的溝道區(qū)域的區(qū)域中形成多個(gè)凹槽。
[0021]在上述方法中，所述構(gòu)圖工藝可以包括下述子步驟:
[0022]在柵極絕緣層上形成光刻膠；
[0023]提供一半掩模板，該半掩模板的半透光部分對應(yīng)于溝道區(qū)域，且該半掩模板的全透光部分對應(yīng)于除溝道區(qū)域之外的另一個(gè)區(qū)域；
[0024]借助于所述半掩模板對光刻膠層進(jìn)行光刻和刻蝕，以在光刻膠層位于溝道區(qū)域內(nèi)的部分中形成多個(gè)溝槽，并在光刻膠層位于所述另一個(gè)區(qū)域中的部分中形成露出柵極絕緣層的過孔；
[0025]以襯底基板為刻蝕阻擋層繼續(xù)進(jìn)行刻蝕，以在柵極絕緣層中形成對應(yīng)于光刻膠層中的所述過孔的另一個(gè)過孔，并在柵極絕緣層中形成對應(yīng)于所述多個(gè)溝槽的所述多個(gè)凹槽；以及
[0026]灰化并剝離光刻膠層。
[0027]在上述方法形成的薄膜晶體管中，有源層在溝道區(qū)域中可以具有均一的厚度。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供了一種制造薄膜晶體管的方法，包括下述步驟:在襯底基板上形成柵極；在柵極的背離襯底基板的表面的對應(yīng)于薄膜晶體管的溝道區(qū)域的區(qū)域中形成非平面結(jié)構(gòu)；在襯底基板上形成至少覆蓋柵極的柵極絕緣層，該柵極絕緣層在溝道區(qū)域中具有均一的厚度；以及在柵極絕緣層上形成有源層，使得有源層的面向柵極絕緣層的表面在溝道區(qū)域中形成有與柵極的非平面結(jié)構(gòu)相反的非平面結(jié)構(gòu)，以在溝道區(qū)域的寬度方向上形成非平面溝道結(jié)構(gòu)。在此方面中，有源層的非平面結(jié)構(gòu)可以包括凹凸結(jié)構(gòu)，該凹凸結(jié)構(gòu)可以包括沿溝道區(qū)域的寬度方向交替地排列且分別在溝道區(qū)域的長度方向上延伸的凸棱和凹槽。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，制造薄膜晶體管的方法，包括下述步驟:在襯底基板上形成有源層；在有源層的背離襯底基板的表面位于薄膜晶體管的溝道區(qū)域中的部分上形成非平面結(jié)構(gòu)，以在溝道區(qū)域的寬度方向上形成非平面溝道結(jié)構(gòu)；在襯底基板上形成至少覆蓋有源層的柵極絕緣層；以及在柵極絕緣層上形成柵極。在此方面中，有源層的非平面結(jié)構(gòu)可以包括凹凸結(jié)構(gòu)，該凹凸結(jié)構(gòu)可以包括沿溝道區(qū)域的寬度方向交替地排列且分別在溝道區(qū)域的長度方向上延伸的凸棱和凹槽。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步的方面，提供了一種顯示基板，其包括襯底基板，和形成在襯底基板上的上述薄膜晶體管或根據(jù)上述方法制造的薄膜晶體管。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的其它進(jìn)一步的方面，提供了一種顯示裝置，包括上述顯示基板。
[0032]通過下文中參照附圖對本發(fā)明所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)將顯而易見，并可幫助對本發(fā)明有全面的理解。
【附圖說明】
[0033]通過參考附圖能夠更加清楚地理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖是示意性的而不應(yīng)理解為對本發(fā)明進(jìn)行任何限制，在附圖中:
[0034]圖1是示意性地示出一種現(xiàn)有的薄膜晶體管的局部剖切結(jié)構(gòu)的透視圖；
[0035]圖2是沿圖1中示出的薄膜晶體管的溝道區(qū)域的寬度方向截取的剖面圖；
[0036]圖3是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)的剖視圖；
[0037]圖4是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施例的薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)的剖視圖；
[0038]圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的制造薄膜晶體管的方法的示意性流程圖；
[0039]圖6A-6F示出根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)