CN103943684B - 薄膜晶体管及其制作方法、阵列基板、显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种TFT及其制作方法、阵列基板、显示装置，以解决在栅极上施加负向偏压时，在有源层与源极和栅极的交界处、以及有源层与漏极和栅极的交界处，会产生较大栅极负偏压漏电流，从而会导致画面品质不良问题发生的问题。本发明实施例提供一种TFT，包括栅极，位于栅极上的有源层，位于有源层上的欧姆接触层，以及位于欧姆接触层上的第一电极和第二电极；其中，欧姆接触层位于第一电极和第二电极与有源层的交叠区域；其中：有源层与所述栅极部分交叠，有源层包含至少一个镂空区域，镂空区域与所述栅极部分交叠；与有源层部分交叠的所述第一电极和/或第二电极穿过所述镂空区域延伸至有源层外。

Description

薄膜晶体管及其制作方法、阵列基板、显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种薄膜晶体管及其制作方法、阵列基板以及显示装置。

背景技术

TFT-LCD（Thin-Film Transistor Liquid Crystal Display，薄膜晶体管液晶显示器）包括彩膜基板、阵列基板和位于所述彩膜基板与阵列基板之间的液晶层，所述阵列基板包括TFT。以底栅型TFT为例，如图1所示，阵列基板的TFT一般包括栅极10、位于栅极10上且全部覆盖栅极10的栅极绝缘层（图1中未示出）、位于所述栅极绝缘层上的有源层20、位于有源层20上的欧姆接触层30、以及位于欧姆接触层30上的源极41和漏极42；其中，栅极10全部覆盖有源层20，有源层20与源极41和漏极42部分交叠，欧姆接触层30位于源极41和漏极42与有源层20的交叠区域。

当在TFT的栅极上施加负向偏压以关闭所述TFT时，TFT的有源层中的电子会在栅极负偏压的作用下流向栅极绝缘层，使得有源层中形成空穴，尤其在有源层与TFT的源极和漏极的交叠区域、有源层与源极和栅极的交界处（详见图1中的a区域）、以及有源层与漏极和栅极的交界处（详见图1中的b区域），形成的空穴数量比较多。在有源层与源极和漏极的交叠区域，有源层和源极与漏极所在膜层之间形成有欧姆接触层，由于欧姆接触层中的电子可以中和掉大部分空穴，因此，有源层与源极和漏极的交叠区域的空穴数量将大幅减少。而在有源层与源极和栅极的交界处、以及有源层与漏极和栅极的交界处，由于有源层直接与源极和漏极接触，因此，空穴数量不会大幅减少，使得产生较大的栅极负偏压漏电流，进而引起Flicker（画面闪烁），导致画面品质不良问题的发生。

综上所述，目前在栅极上施加负向偏压时，在有源层与源极和栅极的交界处、以及有源层与漏极和栅极的交界处，会产生较大的栅极负偏压漏电流，从而会导致画面品质不良问题的发生。

发明内容

本发明实施例提供一种薄膜晶体管及其制作方法、阵列基板、以及显示装置，用以解决现有技术中存在的在栅极上施加负向偏压时，在有源层与源极和栅极的交界处、以及有源层与漏极和栅极的交界处，会产生较大的栅极负偏压漏电流，从而会导致画面品质不良问题的发生的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种薄膜晶体管，包括栅极，位于所述栅极上的有源层，位于所述有源层上的欧姆接触层，以及位于所述欧姆接触层上的第一电极和第二电极；其中，所述欧姆接触层位于所述第一电极和第二电极与所述有源层的交叠区域；其中：

所述有源层与所述栅极部分交叠，所述有源层包含至少一个镂空区域，所述镂空区域与所述栅极部分交叠；

与所述有源层部分交叠的所述第一电极和/或第二电极穿过所述镂空区域延伸至所述有源层外。

其中，第一电极为源极，第二电极为漏极；或者，第一电极为漏极，第二电极为源极。

较佳地，所述有源层包含两个镂空区域；

所述第一电极穿过其中一个镂空区域延伸至所述有源层外，所述第二电极穿过另一个镂空区域延伸至所述有源层外。

较佳地，所述两个镂空区域分别位于所述栅极两侧。

较佳地，所述有源层图案为“中”字型的图案。

较佳地，所述有源层图案为横向放置的“日”字型的图案。

较佳地，所述镂空区域的形状包括矩形、圆环形和椭圆环形中的一种。

第二方面，本发明实施例提供一种阵列基板，包括所述的薄膜晶体管。

第三方面，本发明实施例提供一种显示装置，包括所述的阵列基板。

第四方面，本发明实施例提供一种所述的薄膜晶体管的制作方法，包括：

在衬底基板上形成栅极；

在所述栅极上形成有源层；

在所述有源层上形成欧姆接触层；

在所述欧姆接触层上形成第一电极和第二电极，所述欧姆接触层位于所述第一电极和第二电极与所述有源层的交叠区域；

其中，所述有源层与所述栅极部分交叠，所述有源层包含至少一个镂空区域，所述镂空区域与所述栅极部分交叠；与所述有源层部分交叠的所述第一电极和/或第二电极穿过所述镂空区域延伸至所述有源层外。

本发明实施例的有益效果包括：有源层与栅极部分交叠，有源层包含至少一个镂空区域，镂空区域与栅极部分交叠，并且与有源层部分交叠的第一电极和/或第二电极穿过镂空区域延伸至有源层外；在栅极上施加负向偏压时，有源层在与栅极、以及第一电极和/或第二电极的交界处形成数量比较多的空穴；在背光源的照射下，有源层在外露于栅极且与第一电极和/或第二电极的交叠处形成数量比较多的光生电子；在栅极负向偏压作用下，所述光生电子回流到与栅极交叠的有源层处，并中和其中的空穴，使得有源层在与栅极、以及第一电极和/或第二电极的交界处形成的空穴数量大幅减少，因此，此处产生的栅极负偏压漏电流也会比较小，从而在一定程度上减少或者避免由于栅极负偏压漏电流较大引起的画面品质不良问题的发生。

附图说明

图1为现有技术中TFT的结构示意图；

图2A～图2E为本发明实施例中TFT的结构示意图；

图3为本发明实施例中有源层与栅极和第二电极的交界处的结构示意图；

图4为本发明实施例中有源层在外露于栅极且与第二电极的交叠处的结构示意图；

图5为本发明实施例中制作TFT的方法流程示意图。

具体实施方式

在本发明实施例中，TFT包括栅极，位于所述栅极上的有源层，位于所述有源层上的欧姆接触层，以及位于所述欧姆接触层上的第一电极和第二电极；其中，所述欧姆接触层位于所述第一电极和第二电极与所述有源层的交叠区域；其中：所述有源层与所述栅极部分交叠，所述有源层包含至少一个镂空区域，所述镂空区域与所述栅极部分交叠；与所述有源层部分交叠的所述第一电极和/或第二电极穿过所述镂空区域延伸至所述有源层外；其中，第一电极为源极，第二电极为漏极；或者，第一电极为漏极，第二电极为源极；

与现有技术相比，有源层的形状有所改变，其中：有源层与栅极部分交叠，有源层包含至少一个镂空区域，镂空区域与栅极部分交叠；与有源层部分交叠的第一电极和/或第二电极穿过镂空区域延伸至有源层外；

因而，在栅极上施加负向偏压时，有源层在与栅极、以及第一电极和/或第二电极的交界处形成数量比较多的空穴；在背光源的照射下，有源层在外露于栅极且与第一电极和/或第二电极的交叠处形成数量比较多的光生电子；在栅极负向偏压作用下，所述光生电子回流到与栅极交叠的有源层处，并中和其中的空穴，使得有源层在与栅极、以及第一电极和/或第二电极的交界处形成的空穴数量大幅减少，因此，此处产生的栅极负偏压漏电流也会比较小，从而在一定程度上减少或者避免由于栅极负偏压漏电流较大引起的画面品质不良问题的发生。

下面结合说明书附图对本发明实施例作进一步详细描述。

需要说明的是，本发明实施例是以栅极是底栅为例进行的介绍，具体实施中，其他类型的栅极（比如，顶栅等）的实施方式与本发明实施例的栅极（底栅）的实施方式类似，在此不再赘述。

较佳地，本发明实施例提供的一种TFT，包括栅极，位于所述栅极上的有源层，位于所述有源层上的欧姆接触层，以及位于所述欧姆接触层上的第一电极和第二电极；其中，所述欧姆接触层位于所述第一电极和第二电极与所述有源层的交叠区域，其中：

所述有源层与所述栅极部分交叠，所述有源层包含至少一个镂空区域，所述镂空区域与所述栅极部分交叠；

与所述有源层部分交叠的所述第一电极和/或第二电极穿过所述镂空区域延伸至所述有源层外；

其中，第一电极为源极，第二电极为漏极；或者，第一电极为漏极，第二电极为源极。

实施中，通过改变有源层的形状，使得：有源层与栅极部分交叠，有源层包含至少一个镂空区域，镂空区域与栅极部分交叠；与有源层部分交叠的第一电极和/或第二电极穿过镂空区域延伸至有源层外；

因而，在栅极上施加负向偏压时，有源层在与栅极、以及第一电极和/或第二电极的交界处形成数量比较多的空穴；在背光源的照射下，有源层在外露于栅极且与第一电极和/或第二电极的交叠处形成数量比较多的光生电子；在栅极负向偏压作用下，所述光生电子回流到与栅极交叠的有源层处，并中和其中的空穴，使得有源层在与栅极、以及第一电极和/或第二电极的交界处形成的空穴数量大幅减少，因此，此处产生的栅极负偏压漏电流也会比较小，从而提高了TFT的性能，并在一定程度上减少或者避免由于栅极负偏压漏电流较大引起的画面品质不良问题的发生。

较佳地，所述栅极和有源层之间包括用于覆盖所述栅极的栅极绝缘层。

需要说明的是，本发明实施例中的有源层包含至少一个镂空区域，下面将依据有源层包含的镂空区域的数量的不同，分别对本发明实施例的实施方式进行介绍。

一、有源层包含一个镂空区域。

较佳地，如图2A所示，本发明实施例提供的一种TFT，包括栅极10，位于栅极10上的有源层20，位于有源层20上的欧姆接触层30，以及位于欧姆接触层30上的第一电极41和第二电极42；其中，欧姆接触层30位于第一电极41和第二电极42与有源层20的交叠区域，其中：

有源层20与栅极10部分交叠，有源层20包含一个镂空区域A，镂空区域A与栅极10部分交叠；

与有源层20部分交叠的第一电极41穿过镂空区域A延伸至有源层20外。

实施中，如图2A所示，有源层20在与栅极10和第一电极41的交界处位于a区域，有源层20在与栅极10和第二电极42的交界处位于b区域；有源层20在外露于栅极10且与第一电极41的交叠处位于c区域；

在栅极10上施加负向偏压时，有源层20在a区域和b区域会形成数量比较多的空穴；在背光源的照射下，有源层20在c区域会形成数量比较多的光生电子；在栅极负向偏压作用下，c区域的光生电子回流到与栅极10交叠的有源层20处，并中和其中的空穴，使得a区域和b区域的空穴数量大幅减少，因此，a区域和b区域产生的栅极负偏压漏电流也会比较小，从而提高了TFT的性能，并在一定程度上减少或者避免由于栅极负偏压漏电流较大引起的画面品质不良问题的发生。

需要说明的是，在本发明实施例中，以与有源层部分交叠的第一电极穿过镂空区域延伸至有源层外为例，在具体实施中，与有源层部分交叠的第二电极穿过镂空区域延伸至有源层外的实施方式和与有源层部分交叠的第一电极穿过镂空区域延伸至有源层外的实施方式类似，在此不再赘述。

二、有源层包含两个镂空区域。

较佳地，所述有源层包含两个镂空区域；所述第一电极穿过其中一个镂空区域延伸至所述有源层外，所述第二电极穿过另一个镂空区域延伸至所述有源层外。

具体实施中，有源层包含的两个镂空区域的位置的实施方式有多种，比如，两个镂空区域位于有源层的一组对边处或者一组邻边处；下面将对这两种典型的情况进行介绍。

1、两个镂空区域位于有源层的一组对边处。

较佳地，所述两个镂空区域分别位于栅极两侧。

比如，以图2B为例，如图2B所示，本发明实施例提供的一种TFT，包括栅极10，位于栅极10上且全面覆盖栅极10的栅极绝缘层（图2B中未示出），位于栅极绝缘层上的有源层20，位于有源层20上的欧姆接触层30，以及位于欧姆接触层30上的第一电极41和第二电极42；其中，欧姆接触层30位于第一电极41和第二电极42与有源层20的交叠区域，其中：

有源层20与栅极10部分交叠，有源层20包含分别位于栅极10两侧的镂空区域A和镂空区域B，镂空区域A和镂空区域B分别与栅极10部分交叠；

与有源层20部分交叠的第一电极41穿过镂空区域A延伸至有源层20外，与有源层20部分交叠的第二电极42穿过镂空区域B延伸至有源层20外。

实施中，如图2B所示，有源层20在与栅极10和第一电极41的交界处位于a区域，有源层20在与栅极10和第二电极42的交界处位于b区域；其中，b区域的截面图（即，图2B中的AB向截面图）如图3所示，从图3可以看出，在b区域，有源层20位于栅极绝缘层50和欧姆接触层30之间、且与第二电极42直接接触；

如图2B所示，有源层20在外露于栅极10且与第一电极41的交叠处位于c区域，有源层20在外露于栅极10且与第二电极42的交叠处位于d区域；其中，d区域的截面图（即，图2B中的CD向截面图）如图4所示，从图4可以看出，有源层20和第二电极42之间设置有欧姆接触层30；

在栅极10上施加负向偏压时，有源层20在a区域和b区域会由于直接与第一电极41和第二电极42接触而形成数量比较多的空穴；

在背光源的照射下，有源层20在c区域和d区域会由于与欧姆接触层30接触而形成数量比较多的光生电子；

在栅极负向偏压作用下，c区域的光生电子回流到与栅极10交叠的有源层20处，并中和其中的空穴，使得a区域的空穴数量大幅减少；以及，d区域的光生电子回流到与栅极10交叠的有源层20处，并中和其中的空穴，使得b区域的空穴数量大幅减少；

因此，a区域和b区域产生的栅极负偏压漏电流也会比较小，从而提高了TFT的性能，并在一定程度上减少或者避免由于栅极负偏压漏电流较大引起的画面品质不良问题的发生。

较佳地，在图2B中，有源层20的图案为“中”字型的图案；在具体实施中，有源层20的图案也可以为除“中”字型图案以外的图案。

较佳地，如图2C所示，有源层20的图案为横向放置的“日”字型的图案。

实施中，在有源层20的图案为横向放置的“日”字型的图案时，其解决在一定程度上减少或者避免由于栅极负偏压漏电流较大引起的画面品质不良问题的发生的问题的原理与在有源层20的图案为“中”字型图案时解决问题的原理类似，在此不再赘述。

需要说明的是，在具体实施中，图2B和图2C所示的镂空区域的形状也可以为除矩形以外的其他形状，比如，圆环形或者椭圆环形。因此，所述“中”字型的图案中的“中”并不限于矩形结构，可以为圆环形或者椭圆环形。同理，横向放置的“日”字型的图案也不限于矩形结构，可以为圆环形或者椭圆环形。

需要说明的是，在图2B和图2C中，以两个镂空区域分别位于栅极两侧、一个镂空区域位于栅极的第一水平方向、且另一个镂空区域位于栅极的第二水平方向为例，在具体实施中，两个镂空区域分别位于栅极两侧、一个镂空区域位于栅极的第一垂直方向、且另一个镂空区域位于栅极的第二垂直方向的实施方式与本发明实施例图2B和图2C的实施方式类似，在此不再赘述。

2、两个镂空区域位于有源层的一组邻边处。

较佳地，所述两个镂空区域位于栅极的相邻侧。

比如，如图2D所示，有源层20与栅极10部分交叠，有源层20包含镂空区域A和镂空区域B，镂空区域A和镂空区域B分别与栅极10部分交叠；

与有源层20部分交叠的第一电极41穿过镂空区域A延伸至有源层20外，与有源层20部分交叠的第二电极42穿过镂空区域B延伸至有源层20外；

其中，栅极10为矩形图案，有源层20为垂直翻转后的“L”字型图案，有源层20的镂空区域A和镂空区域B位于栅极10的相邻侧。

实施中，图2D所示的TFT解决在一定程度上减少或者避免由于栅极负偏压漏电流较大引起的画面品质不良问题的发生的问题的原理与图2B所示的TFT解决问题的原理类似，在此不再赘述。

需要说明的是，在具体实施中，与图2B和图2C的实施方式类似，图2D所示的镂空区域的形状可以为除矩形以外的其他形状，比如，圆环形或者椭圆环形。因此，所述“中”字型的图案中的“中”并不限于矩形结构，可以为圆环形或者椭圆环形。同理，横向放置的“日”字型的图案也不限于矩形结构，可以为圆环形或者椭圆环形。

三、有源层包含三个镂空区域。

较佳地，如图2E所示，本发明实施例提供的一种TFT，包括栅极10，位于栅极10上的有源层20，位于有源层20上的欧姆接触层30，以及位于欧姆接触层30上的第一电极41和第二电极42；其中，欧姆接触层30位于第一电极41和第二电极42与有源层20的交叠区域，其中：

有源层20与栅极10部分交叠，有源层20包含镂空区域A、镂空区域B和镂空区域C，镂空区域A、镂空区域B和镂空区域C分别与栅极10部分交叠，其中，镂空区域A和镂空区域B分别位于栅极10两侧；

与有源层20部分交叠的第一电极41穿过镂空区域A延伸至有源层20外，与有源层20部分交叠的第二电极42穿过镂空区域B延伸至有源层20外。

实施中，镂空区域A和镂空区域B对解决在一定程度上减少或者避免由于栅极负偏压漏电流较大引起的画面品质不良问题的发生的问题起到作用，而镂空区域C则对解决该问题不起实际作用。

实施中，图2E所示的TFT解决问题的原理与图2B所示的TFT解决问题的原理类似，在此不再赘述。

需要说明的是，在有源层包含的镂空区域多于三个时有源层的具体实施方式，与在有源层包含的镂空区域为三个时有源层的具体实施方式类似，在此不再赘述。

需要说明的是，在上述图2A～图2E所示的TFT中，均是以镂空区域的形状为矩形为例；而在具体实施中，镂空区域的形状可以根据具体需要或经验设定。

较佳地，所述镂空区域的形状包括矩形、圆环形和椭圆环形中的一种。

较佳地，可以根据在栅极施加负向偏压时有源层在与栅极交叠部分产生的空穴的数量，确定有源层在外露于栅极且与第一电极和/或第二电极的交叠区域的尺寸，以达到因栅极负偏压产生的栅漏电流与光照产生的光漏电流的平衡，保证在关闭TFT时产生的漏电流最小。

较佳地，所述欧姆接触层的材料为N型掺杂的非晶硅（即，n+a-si），所述有源层的材料为非晶硅（即，a-si）。

基于同一发明构思，本发明实施例提供了一种阵列基板，包括所述的TFT。

基于同一发明构思，本发明实施例提供了一种显示装置，包括所述的阵列基板。所述显示装置可以为：液晶面板、电子纸、OLED面板、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。

基于同一发明构思，如图5所示，本发明实施例提供了一种所述的TFT的制作方法，包括：

步骤501、在衬底基板上形成栅极；

步骤502、在所述栅极上形成有源层；

步骤503、在所述有源层上形成欧姆接触层；

步骤504、在所述欧姆接触层上形成第一电极和第二电极，所述欧姆接触层位于所述第一电极和第二电极与所述有源层的交叠区域；

其中，所述有源层与所述栅极部分交叠，所述有源层包含至少一个镂空区域，所述镂空区域与所述栅极部分交叠；与所述有源层部分交叠的所述第一电极和/或第二电极穿过所述镂空区域延伸至所述有源层外。

较佳地，在步骤501之后，在步骤502之前，还包括：

在栅极上形成覆盖所述栅极的栅极绝缘层。

其中，第一电极为源极，第二电极为漏极，或者，第一电极为漏极，第二电极为源极。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种薄膜晶体管，包括栅极，位于所述栅极上的有源层，位于所述有源层上的欧姆接触层，以及位于所述欧姆接触层上的第一电极和第二电极；其中，所述欧姆接触层位于所述第一电极和第二电极与所述有源层的交叠区域，其特征在于，

其中，所述有源层的材料为非晶硅；所述有源层与所述栅极部分交叠，所述有源层包含至少一个镂空区域，所述镂空区域与所述栅极部分交叠；

与所述有源层部分交叠的所述第一电极和/或第二电极穿过所述镂空区域延伸至所述有源层外。

2.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，第一电极为源极，第二电极为漏极；或者，第一电极为漏极，第二电极为源极。

3.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述有源层包含两个镂空区域；

所述第一电极穿过其中一个镂空区域延伸至所述有源层外，所述第二电极穿过另一个镂空区域延伸至所述有源层外。

4.如权利要求3所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述两个镂空区域分别位于所述栅极两侧。

5.如权利要求4所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述有源层图案为“中”字型的图案。

6.如权利要求4所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述有源层图案为横向放置的“日”字型的图案。

7.如权利要求5或6所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述镂空区域的形状包括矩形、圆环形和椭圆环形中的一种。

8.一种阵列基板，其特征在于，包括如权利要求1～7任一所述的薄膜晶体管。

9.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求8所述的阵列基板。

10.一种薄膜晶体管的制作方法，其特征在于，该方法包括：

在衬底基板上形成栅极；

在所述栅极上形成有源层；其中，所述有源层的材料为非晶硅；

在所述有源层上形成欧姆接触层；

在所述欧姆接触层上形成第一电极和第二电极，所述欧姆接触层位于所述第一电极和第二电极与所述有源层的交叠区域；

其中，所述有源层与所述栅极部分交叠，所述有源层包含至少一个镂空区域，所述镂空区域与所述栅极部分交叠；与所述有源层部分交叠的所述第一电极和/或第二电极穿过所述镂空区域延伸至所述有源层外。