CN102956714A - 氧化物薄膜晶体管及其制造方法、阵列基板及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供氧化物薄膜晶体管及其制造方法、阵列基板及显示装置，涉及显示技术领域，能够简化制造工艺、降低成本，进一步地，提高阵列基板的产能、良品率及稳定性。氧化物薄膜晶体管包括设置于基板上的栅极、栅绝缘层、源极、漏极，源极和漏极之间形成有沟道，还包括：设置于沟道内的氧化物有源层，其中，氧化物有源层与源极、漏极接触。

Description

氧化物薄膜晶体管及其制造方法、阵列基板及显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及氧化物薄膜晶体管及其制造方法、阵列基板及显示装置。

背景技术

随着显示技术的不断发展，由于氧化物薄膜晶体管具有电子迁移率高、制备温度低、均一性好、对可见光透明和阈值电压低等特点，因此，氧化物薄膜晶体管越来越受到人们的广泛使用。

现有技术在制造氧化物薄膜晶体管时，由于氧化物薄膜晶体管的氧化物有源层为金属氧化物，稳定性差，易受到刻蚀环境中氧气、氢气及水的影响，因此，为了防止在刻蚀氧化物薄膜晶体管的源极和漏极时氧化物有源层受到影响，增设了ESL(Etch Stop Layer，刻蚀阻挡层)以用来保护氧化物有源层。

然而，正是由于增设了ESL，且制作ESL的工艺流程难以控制，若ESL的制作环节控制不到位，例如，制作出的ESL的厚度不均匀，则可能影响氧化物薄膜晶体管的特性，因此，不但导致氧化物薄膜晶体管的制造工艺变得复杂、制造成本增加，而且使得制造阵列基板的产能及良品率降低。

发明内容

本发明的实施例提供氧化物薄膜晶体管及其制造方法、阵列基板及显示装置，能够简化制造工艺、降低成本，进一步地，提高阵列基板的产能、良品率及稳定性。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

本发明提供一种氧化物薄膜晶体管，包括设置于基板上的栅极、栅绝缘层、源极、漏极，所述源极和漏极之间形成有沟道，还包括：

设置于所述沟道内的氧化物有源层，其中，所述氧化物有源层与所述源极、漏极接触。

所述氧化物薄膜晶体管具体包括：

设置于所述基板上的所述栅极；

设置于所述栅极上的所述栅绝缘层；

设置于所述栅绝缘层上的所述源极、漏极，所述源极和漏极之间形成有所述沟道；

设置于所述沟道内的氧化物有源层。

所述氧化物薄膜晶体管具体包括：

设置于所述基板上的所述源极、漏极，所述源极和漏极之间形成有所述沟道；

设置于所述沟道内的所述氧化物有源层；

设置于所述源极、漏极和所述氧化物有源层上的所述栅绝缘层；

设置于所述栅绝缘层上的所述栅极。

所述氧化物有源层延伸至所述源极和/或漏极上，以使得所述氧化物有源层与所述源极和/或漏极部分重叠。

所述氧化物有源层的材料为铟镓锌氧化物。

本发明还提供一种阵列基板，包括具有上述任意特征的氧化物薄膜晶体管。

本发明还提供一种显示装置，包括以上所述的阵列基板。

本发明还提供一种氧化物薄膜晶体管的制造方法，包括在基板上形成栅极、栅绝缘层、源极、漏极，所述源极和漏极之间形成有沟道，还包括：

在所述沟道内形成氧化物有源层，其中，所述氧化物有源层与所述源极、漏极接触。

所述氧化物薄膜晶体管的制造方法具体包括：

在所述基板上形成所述栅极；

在所述栅极上形成所述栅绝缘层；

在所述栅绝缘层上形成所述源极、漏极，所述源极和漏极之间形成有所述沟道；

在所述沟道内形成所述氧化物有源层。

所述氧化物薄膜晶体管的制造方法具体包括：

在所述基板上形成所述源极、漏极，所述源极和漏极之间形成有所述沟道；

在所述沟道内形成所述氧化物有源层；

在所述源极、漏极和所述氧化物有源层上形成所述栅绝缘层；

在所述栅绝缘层上形成所述栅极。

本发明实施例提供氧化物薄膜晶体管及其制造方法、阵列基板及显示装置，通过在基板上形成栅极、栅绝缘层、源极、漏极，源极和漏极之间形成有沟道，以及在沟道内形成氧化物有源层，以使得氧化物有源层与源极、漏极接触。通过该方案，由于无需再制作ESL，使得氧化物薄膜晶体管的制造工艺简化、成本降低，进一步地，也提高了阵列基板的生产产能、良品率及稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种氧化物薄膜晶体管的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种氧化物薄膜晶体管的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种氧化物薄膜晶体管的制造方法流程图；

图4为本发明实施例提供的一种氧化物薄膜晶体管制造过程中的结构示意图一；

图5为本发明实施例提供的一种氧化物薄膜晶体管制造过程中的结构示意图二；

图6为本发明实施例提供的一种氧化物薄膜晶体管制造过程中的结构示意图三；

图7为本发明实施例提供的一种氧化物薄膜晶体管制造过程中的结构示意图四；

图8为本发明实施例提供的另一种氧化物薄膜晶体管的制造方法流程图；

图9为本发明实施例提供的另一种氧化物薄膜晶体管制造过程中的结构示意图一；

图10为本发明实施例提供的另一种氧化物薄膜晶体管制造过程中的结构示意图二；

图11为本发明实施例提供的另一种氧化物薄膜晶体管制造过程中的结构示意图三；

图12为本发明实施例提供的另一种氧化物薄膜晶体管制造过程中的结构示意图四。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是：本发明实施例的“上”“下”只是参考附图对本发明实施例进行说明，不作为限定用语。

本发明实施例提供一种氧化物薄膜晶体管，包括设置于基板上的栅极、栅绝缘层、源极、漏极，源极和漏极之间形成有沟道，还包括：

设置于沟道内的氧化物有源层，其中，氧化物有源层与源极、漏极接触。

示例性的，如图1所示，氧化物薄膜晶体管1具体可以包括：

设置于基板10上的栅极11，设置于栅极11上的栅绝缘层12，设置于栅绝缘层12上的源极13、漏极14，源极13和漏极14之间形成有沟道15，设置于沟道15内的氧化物有源层16，其中，氧化物有源层16与源极13、漏极14接触。

进一步地，氧化物薄膜晶体管1还可以包括设置于氧化物有源层16上的保护层17。

示例性的，如图2所示，氧化物薄膜晶体管1具体可以包括：

设置于基板10上的源极13、漏极14，源极13和漏极14之间形成有沟道15，设置于沟道15内的氧化物有源层16，，其中，氧化物有源层16与源极13、漏极14接触，设置于源极13、漏极14和氧化物有源层16上的栅绝缘层12，设置于栅绝缘层12上的栅极11。

进一步地，氧化物薄膜晶体管1还可以包括设置于栅极11上的保护层17。

需要说明的是，上述源极13、漏极14之间形成的沟道15的长度可根据氧化物薄膜晶体管1的特性要求进行适应性调整，本发明不做限制，其中，本发明实施例中沟道15的长度定义为源极13和漏极14之间的距离。

进一步地，氧化物有源层16的位置可根据实际设计进行适应性调整，本发明不做限制，优选地，氧化物有源层16与栅极11相对应。

进一步地，沟道内的氧化物有源层16延伸至源极13和/或漏极14上，以使得氧化物有源层16与源极13和/或漏极14部分重叠。

可以理解的是，由于接触面积越大则接触电阻越小，因此氧化物有源层16延伸至源极13和/或漏极14上的主要目的是为了使得氧化物有源层16能够更好的与源极13和/或漏极14接触以减小氧化物有源层16与源极13和/或漏极14之间的接触电阻，其中，氧化物有源层16与源极13和/或漏极14重叠部分的面积可根据实际设计需求进行适应性调整，本发明不做限制。

进一步地，氧化物有源层16的材料可以为铟镓锌氧化物，也可以为氧化锌锡等其他任意满足设计要求的材料。

需要说明的是，图1和图2提供的两种氧化物薄膜晶体管的区别仅在于，图1的氧化物薄膜晶体管为“底栅”结构，即栅极设置于氧化物有源层的下方；图2的氧化物薄膜晶体管为“顶栅”结构，即栅极设置于氧化物有源层的上方。也就是说，本发明实施例所提出的氧化物薄膜晶体管的结构，既可以适用于“底栅”结构的氧化物薄膜晶体管，也可以适用于“顶栅”结构的氧化物薄膜晶体管。

本发明实施例提供氧化物薄膜晶体管，包括设置于基板上的栅极、栅绝缘层、源极、漏极，源极和漏极之间形成有沟道，以及设置于沟道内的氧化物有源层，其中，氧化物有源层与源极、漏极接触。通过该方案，由于无需再制作ESL，使得氧化物薄膜晶体管的制造工艺简化、成本降低，进一步地，也提高了阵列基板的生产产能、良品率及稳定性。

本发明实施例提供一种氧化物薄膜晶体管1的制造方法，包括在基板上形成栅极、栅绝缘层、源极、漏极，源极和漏极之间形成有沟道，还包括：

在沟道内形成氧化物有源层，其中，氧化物有源层与源极、漏极接触。

与上述实施例中提出的“底栅”结构的氧化物薄膜晶体管相对应，示例性的，这种“底栅”结构的氧化物薄膜晶体管的制造方法具体可以包括：在基板上形成栅极；在栅极上形成栅绝缘层；在栅绝缘层上形成源极、漏极，源极和漏极之间形成有沟道；在沟道内形成氧化物有源层。

示例性的，如图3所示，该方法包括：

S101、在基板上形成栅极。

如图4所示，在基板10上形成栅极11。

具体的，在基板10上形成栅金属薄膜，在该薄膜上涂覆光刻胶，将制作栅极11的掩膜板置于该光刻胶上并进行曝光，显影后对该薄膜进行刻蚀，以形成栅极11。

S102、在栅极上形成栅绝缘层。

如图5所示，在栅极11上沉积形成薄膜，即形成栅绝缘层12。

S 103、在栅绝缘层上形成源极、漏极，以及源极、漏极之间的沟道。

如图6所示，在栅绝缘层12上形成源极13、漏极14，源极13、漏极14之间形成有沟道15。

具体的，在栅绝缘层12上形成源漏金属薄膜，在该薄膜上涂覆光刻胶，将制作源极13和漏极14，以及源极13和漏极14之间的沟道的掩膜板置于该光刻胶上并进行曝光，显影后对该薄膜进行刻蚀，以形成源极13、漏极14，以及源极13和漏极14之间形成有沟道15。

需要说明的是，上述源极13和漏极14之间形成的沟道15的长度可根据氧化物薄膜晶体管的特性要求进行适应性调整，本发明不做限制，其中，本发明实施例中沟道15的长度定义为源极13和漏极14之间的距离。

S104、在沟道内形成氧化物有源层，以使得氧化物有源层与源极、漏极接触。

如图7所示，在沟道15内形成氧化物有源层16，以使得氧化物有源层16与源极13、漏极14接触。

具体的，在沟道15内形成氧化物半导体薄膜，在该薄膜上涂覆光刻胶，将制作氧化物有源层16的掩膜板置于该光刻胶上并进行曝光，显影后对该薄膜进行刻蚀，以在沟道内形成氧化物有源层16，并且，以使得氧化物有源层16与源极13、漏极14接触。

S105、在氧化物有源层上形成保护层。

如图1所示，在氧化物有源层16上形成保护层17，以使得保护层17对氧化物有源层16起到保护作用。

具体的，在氧化物有源层16上形成薄膜，在该薄膜上涂覆光刻胶，将制作保护层17的掩膜板置于该光刻胶上并进行曝光，显影后对该薄膜进行刻蚀，以形成保护层17。

进一步地，沟道内的氧化物有源层16可以延伸至源极13和/或漏极14上，以使得氧化物有源层16与源极13和/或漏极14部分重叠。

可以理解的是，由于接触面积越大则接触电阻越小，因此氧化物有源层16延伸至源极13和/或漏极14上的主要目的是为了使得氧化物有源层16能够更好的与源极13和/或漏极14接触以减小接触电阻，其中，氧化物有源层16与源极13和/或漏极14重叠部分的面积可根据实际设计需求进行适应性调整，本发明不做限制。

至此，制造成如图1所示的氧化物薄膜晶体管。

与上述实施例中提出的“顶栅”结构的氧化物薄膜晶体管相对应，示例性的，这种“顶栅”结构的氧化物薄膜晶体管的制造方法具体可以包括：在基板上形成源极、漏极，源极和漏极之间形成有沟道；在沟道内形成氧化物有源层；在源极、漏极和氧化物有源层上形成栅绝缘层；在栅绝缘层上形成栅极。

示例性的，如图8所示，该方法包括：

S201、在基板上形成源极、漏极，源极和漏极之间形成有沟道。

如图9所示，在基板10上形成源极13、漏极14，源极13和漏极14之间形成有沟道15。

具体的，在基板10上形成源漏金属薄膜，在该薄膜上涂覆光刻胶，将制作源极13和漏极14，以及源极13和漏极14之间的沟道的掩膜板置于该光刻胶上并进行曝光，显影后对该薄膜进行刻蚀，以形成源极13、漏极14，以及源极13和漏极14之间形成有沟道15。

需要说明的是，上述源极13和漏极14之间形成的沟道15的长度可根据氧化物薄膜晶体管的特性要求进行适应性调整，本发明不做限制，其中，本发明实施例中沟道15的长度定义为源极13和漏极14之间的距离。

S202、在沟道内形成氧化物有源层，以使得氧化物有源层与源极、漏极接触。

如图10所示，在沟道15内形成氧化物有源层16，以使得氧化物有源，16与源极13、漏极14接触。

具体的，在沟道15内形成氧化物半导体薄膜，在该薄膜上涂覆光刻胶，将制作氧化物有源层16的掩膜板置于该光刻胶上并进行曝光，显影后对该薄膜进行刻蚀，以在沟道内形成氧化物有源层16，并且，以使得氧化物有源层16与源极13、漏极14接触。

S203、在源极、漏极和氧化物有源层上形成栅绝缘层。

如图11所示，在源极13、漏极14和氧化物有源层16上形成栅绝缘层12。

S204、在栅绝缘层上形成栅极。

如图12所示，在栅绝缘层12上形成栅极11。

具体的，在栅绝缘层12上形成栅金属薄膜，在该薄膜上涂覆光刻胶，将制作栅极11的掩膜板置于该光刻胶上并进行曝光，显影后对该薄膜进行刻蚀，以形成栅极11。

S205、在栅极上形成保护层。

如图2所示，在栅极11上形成保护层17，以使得保护层17对栅极11起到保护作用。

具体的，在栅极11上形成薄膜，在该薄膜上涂覆光刻胶，将制作保护层17的掩膜板置于该光刻胶上并进行曝光，显影后对该薄膜进行刻蚀，以形成保护层17。

进一步地，沟道内的氧化物有源层16可以延伸至源极13和/或漏极14上，以使得氧化物有源层16与源极13和/或漏极14部分重叠。

可以理解的是，由于接触面积越大则接触电阻越小，因此氧化物有源层16延伸至源极13和/或漏极14上的主要目的是为了使得氧化物有源层16能够更好的与源极13和/或漏极14接触以减小接触电阻，其中，氧化物有源层16与源极13和/或漏极14重叠部分的面积可根据实际设计需求进行适应性调整，本发明不做限制。

至此，制造成如图2所示的氧化物薄膜晶体管。

需要说明的是，以上像素结构的制造方法中提供的示意图均是本发明实施例提供的像素结构的截面图，且上述示意图中各个结构元件的形状、大小、各个结构元件之间的距离以及连接关系仅是示意性的，具体的，可根据实际设计及制造工艺进行适应性调整，本发明不做限制。

本发明实施例提供氧化物薄膜晶体管的制造方法，通过在基板上形成栅极、栅绝缘层、源极、漏极，源极和漏极之间形成有沟道，以及在沟道内形成氧化物有源层，以使得氧化物有源层与源极、漏极接触。通过该方案，由于无需再制作ESL，使得氧化物薄膜晶体管的制造工艺简化、成本降低，进一步地，也提高了阵列基板的生产产能、良品率及稳定性。

本发明实施例提供一种阵列基板，包括上述实施例中所述的氧化物薄膜晶体管，该氧化物薄膜晶体管的结构已在上述实施例中进行了详细的说明，此处不再赘述。

本发明实施例提供一种显示装置，可以为液晶显示装置，包括上述实施例所提出的阵列基板。

本发明实施例提供的液晶显示装置，可以为液晶显示器、液晶电视、数码相框、手机及平板电脑等具有显示功能的产品或者装置，故本发明不做限制。

本发明实施例提供的显示装置，可以为OLED(OrganicLight-Emitting Diode，有机发光二级管)显示装置，包括上述实施例所提出的阵列基板。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种氧化物薄膜晶体管，包括设置于基板上的栅极、栅绝缘层、源极、漏极，所述源极和漏极之间形成有沟道，其特征在于，还包括：

设置于所述沟道内的氧化物有源层，其中，所述氧化物有源层与所述源极、漏极接触。

2.根据权利要求1所述的氧化物薄膜晶体管，其特征在于，所述氧化物薄膜晶体管具体包括：

设置于所述基板上的所述栅极；

设置于所述栅极上的所述栅绝缘层；

设置于所述栅绝缘层上的所述源极、漏极，所述源极和漏极之间形成有所述沟道；

设置于所述沟道内的氧化物有源层。

3.根据权利要求1所述的氧化物薄膜晶体管，其特征在于，所述氧化物薄膜晶体管具体包括：

设置于所述基板上的所述源极、漏极，所述源极和漏极之间形成有所述沟道；

设置于所述沟道内的所述氧化物有源层；

设置于所述源极、漏极和所述氧化物有源层上的所述栅绝缘层；

设置于所述栅绝缘层上的所述栅极。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的氧化物薄膜晶体管，其特征在于，所述氧化物有源层延伸至所述源极和/或漏极上，以使得所述氧化物有源层与所述源极和/或漏极部分重叠。

5.根据权利要求1-3中任意一项所述的氧化物薄膜晶体管，其特征在于，所述氧化物有源层的材料为铟镓锌氧化物。

6.一种阵列基板，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项所述的氧化物薄膜晶体管。

7.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求6所述的阵列基板。

8.一种氧化物薄膜晶体管的制造方法，包括在基板上形成栅极、栅绝缘层、源极、漏极，所述源极和漏极之间形成有沟道，其特征在于，还包括：

在所述沟道内形成氧化物有源层，其中，所述氧化物有源层与所述源极、漏极接触。

9.根据权利要求8所述的氧化物薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，所述方法具体包括：

在所述基板上形成所述栅极；

在所述栅极上形成所述栅绝缘层；

在所述栅绝缘层上形成所述源极、漏极，所述源极和漏极之间形成有所述沟道；

在所述沟道内形成所述氧化物有源层。

10.根据权利要求8所述的氧化物薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，所述方法具体包括：

在所述基板上形成所述源极、漏极，所述源极和漏极之间形成有所述沟道；

在所述沟道内形成所述氧化物有源层；

在所述源极、漏极和所述氧化物有源层上形成所述栅绝缘层；

在所述栅绝缘层上形成所述栅极。

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