CN104952930A - 薄膜晶体管及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及平板显示技术领域，尤其涉及一种薄膜晶体管，其至少包括一具有第一表面的基板以及形成于所述第一表面上的栅电极，所述栅电极至少包括一第一功能层和第二功能层，所述第一功能层形成于所述第一表面，所述第二功能层形成于所述第一功能层上，所述第一功能层至少由具有良好结合性能的材料构成，所述第二功能层至少由具有良好导电性能的材料制成，且所述第二功能层的厚度至少大于所述第一功能层的厚度。此外，还提供了一种薄膜晶体管制作方法。
Description
技术领域
本发明涉及平板显示技术领域，尤其涉及一种薄膜晶体管及其制作方法。
背景技术
随着科学技术的发展，平板显示装置已取代笨重的CRT(Cathode Ray Tube,阴极射线管)显示装置日益深入人们的日常生活中。目前，常用的平板显示装置包括LCD（Liquid Crystal Display：液晶显示装置）和OLED（Organic Light-Emitting Diode:有机发光二极管）显示装置。
在成像过程中，LCD显示装置和有源矩阵驱动式OLED显示装置中的每一像素点都由集成在阵列基板中的TFT（Thin Film Transistor：薄膜晶体管）来驱动，从而实现图像显示。薄膜晶体管作为发光控制开关，是实现LCD显示装置和OLED显示装置显示的关键，直接关系到高性能显示装置的发展方向。
薄膜晶体管包括基板，形成在基板上的栅极、栅绝缘层、有源层、源极和漏极，其中的电极材料栅极、源极和漏极一般均由ITO（氧化锡铟）材料制成，因此，ITO材料占据了薄膜晶体管材料的一大部分。对于ITO材料而言，其制作成本较高，且与基板的附着性不好，因此，寻找一种有利于提高附着性、且制作成本低的薄膜晶体管电极材料成为业界急需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种制作成本低，且工艺过程简单的薄膜晶体管。
本发明提供的所述薄膜晶体管，其至少包括一具有第一表面的基板以及形成于所述第一表面上的栅电极，所述栅电极至少包括一第一功能层和第二功能 层，所述第一功能层形成于所述第一表面，所述第二功能层形成于所述第一功能层上，所述第一功能层至少由具有良好结合性能的材料构成，所述第二功能层至少由具有良好导电性能的材料制成，且所述第二功能层的厚度至少大于所述第一功能层的厚度。
本发明提供的所述薄膜晶体管中，所述薄膜晶体管还包括形成在所述栅电极之上的一绝缘层以及形成于所述绝缘层之上的有源层、源电极和漏电极，所述源电极、漏电极分别至少包括一第四功能层和第五功能层，所述第四功能层形成于所述有源层之上，并部分覆盖所述有源层，所述第五功能层形成于所述第四功能层上并完全覆盖所述第四功能层，制成所述第四功能层的材料与制成所述第一功能层的材料相同，制成所述第五功能层的材料与制成所述第二功能层的材料相同。
本发明提供的所述薄膜晶体管中，第一功能层和第二功能层中均包含有同一种导电元素。
本发明提供的所述薄膜晶体管中，所述同一种导电元素为铜，所述第二功能层由金属铜制成，所述第一功能层由铜的复合金属氧化物制成。
本发明提供的所述薄膜晶体管中，所述栅电极还包括一第三功能层，所述第三功能层形成于所述第二功能层之上，并完全覆盖所述第一功能层和第二功能层；所述源电极和漏电极还包括一第六功能层，所述第六功能层形成于所述第五功能层上，并完全覆盖所述第四功能层和第五功能层，所述第三功能层和所述第五功能层均至少由具有保护性能的材料制成。
本发明提供的所述薄膜晶体管中，所述第三功能层和所述第六功能层均为铜合金构成，所述第三功能层、所述第六功能层的膜厚范围均为300-500埃。
本发明提供的所述薄膜晶体管中，所述铜合金和铜的复合金属氧化物中至少包含一种耐腐蚀金属，所述第一功能层的膜厚范围为300-500埃，所述第二功能层的膜厚范围为800-1400埃。
本发明提供的所述薄膜晶体管中，所述铜合金或铜的复合金属氧化物中，还包括镍，且所述铜的比例为50%至95%，所述镍的比例为49%至4%。
一种薄膜晶体管制作方法，其至少包括如下步骤：
提供一至少具有一第一表面的基板；在所述第一表面上形成一栅电极层，所述栅电极至少包括一第一功能层和第二功能层，所述第一功能层形成于所述第一表面，所述第二功能层形成于所述第一功能层上；所述第一功能层至少由具有良好结合性能的材料构成，所述第二功能层至少由具有良好导电性能的材料制成，且所述第二功能层的厚度至少大于所述第一功能层的厚度。
本发明提供的薄膜晶体管制作方法中，还包括在所述栅电极上形成一绝缘层、有源层、源电极和漏电极的步骤，所述源电极、漏电极分别至少包括一第四功能层和第五功能层，所述第四功能层形成于所述有源层之上，并部分覆盖所述有源层，所述第五功能层形成于所述第四功能层上并完全覆盖所述第四功能层，制成所述第四功能层的材料与制成所述第一功能层的材料相同，制成所述第五功能层的材料与制成所述第二功能层的材料相同；还包括在所述第一表面上形成公共电极、扫描线和数据线的步骤，制成所述公共电极、扫描线和数据线的材料与所述栅极的材料相同。
本发明提供的所述薄膜晶体管中，所述栅电极包括第一功能层和第二功能层，所述第一功能层至少由具有良好结合性能的材料制成，所述第二功能层至少由具有良好导电性能的材料制成，因此，有利于提高栅电极在基板上的附着性；另一方面，所述栅极、源极和漏极以金属铜为主材料形成，有利于降低薄膜晶体管的制作成本。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1为本发明提供的一较佳实施方式的薄膜晶体管的结构示意图；
图2为图1所述薄膜晶体管制作方法流程图。
具体实施方式
为说明本发明提供的薄膜晶体管及其制作方法，以下结合说明书附图及文字说明进行详细阐述。
请参考图1和图2，其为本发明提供的一较佳实施方式的薄膜晶体管100 的结构示意图，所述薄膜晶体管100包括一基板101、一栅电极102、一绝缘层103、一有源层104、一源极105和一漏极106。
所述基板101至少具有一第一表面101a，所述第一表面101a为一平整且平滑的平面。在其他实施方式，所述第一表面还可以为曲面或者不规则的表面，所述基板101可由玻璃或者柔性材料制成。
所述栅电极102形成于所述第一表面101a上，所述栅电极102包括第一功能层12a、第一功能层12b和第三功能层12c。
所述第一功能层12a至少由具有良好结合性能的材料制成，本实施方式中，所述第一功能层12a由铜镍合金（CuNiOx，0<x<1）构成，所述铜镍合金中铜的比例为50%至95%，所述镍的比例为49%至4%，在其他实施方式中，所述第一功能层12a可由其他铜的复合金属氧化物构成，所述铜的复合金属氧化物至少包含镍、钛、锰、银、铂等中的一种或多种。所述第一功能层12a既具有陶瓷的性质，又具有金属的性质，其一方面与基板101之间有良好的附着性，另一方面与其上的第二功能层12b亦有良好的附着性，所述第一功能层的膜厚范围为300-500埃。
所述第二功能层12b形成于所述第一功能层12a之上，所述第二功能层12b的厚度大于所述第一功能层12a的厚度。本实施方式中，所述第二功能层12b由铜材料制成，所述第二功能层12b还可由其他的导电材料制成。所述第二功能层12b在所述第一连接12中起到导电的作用，所述第二功能层的膜厚范围为800-1400埃。
所述第三功能层12c形成于所述第二功能层12b之上，所述第三功能层12c至少由具有保护性能的材料制成，本实施方式中，所述第三功能层12c为铜镍合金（CuNix），所述镍的比例为10%，在其他实施方式中，所述第三功能层12c还可由其他铜的复合金属材料构成，所述铜的复合金属材料至少包括钛、锰、银、铂等中的一种或多种，所述铜的复合金属材料中铜的比例为50%至95%，所述镍的比例为49%至4%。所述第三功能层12c起到保护第二功能层12b的作用，防止其不被氧化或腐蚀，所述第三功能层的膜厚范围均为300-500埃。在其他实施方式中，所述栅电极也可以不包括所述第三功能层。
本实施方式中，所述第一功能层12a、第二功能层12b和第三功能层12c均包含有同一种导电元素，即金属铜，在其他实施方式中，所述第一功能层、第二功能层和第三功能层还可以含有其他的同一种导电元素。
所述绝缘层102形成于所述栅电极102之上，本实施方式中，所述绝缘层103完全覆盖所述栅电极102，所述绝缘层103的作用在于使所述栅电极102和位于其上的有源层104绝缘。所述绝缘层103的材料可为SiO2等。所述有源层104形成于所述绝缘层103上，且其在所述第一表面101a上的投影覆盖所述栅电极102在第一表面101a上的投影。制成所述绝缘层102的材料为SiO2/Si3N4或环氧树脂类材料，如OC胶等。
所述源电极105和漏电极106形成于所述有源层104上，且位于所述有源层104上相对的两侧，所述源电极105、漏电极106分别包括一第四功能层15a、第五功能层15b和第六功能层15c，所述第四功能层15a形成于所述有源层104之上，并部分覆盖所述有源层104，所述第五功能层15b形成于所述第四功能层15a上并完全覆盖所述第四功能层15a，制成所述第四功能层15a的材料、厚度与制成所述第一功能层12a的材料、厚度相同，制成所述第五功能层15b的材料、厚度与制成所述第二功能层12b的材料、厚度相同，制成所述第六功能层15c的材料、厚度与制成所述第三功能层12c的材料、厚度相同。在其他实施方式中，所述源电极105和漏电极106亦可以不包括第六功能层15c。
由于制成所述第四功能层15a的材料与所述第一功能层12a的材料相同，因此第四功能层15a亦具有陶瓷和金属的性质，其一方面与有源层104具有良好的附着性，另一方面与其上的第五功能层15b具有良好的附着性，再者，第四功能层15a形成于有源层104与主要起导电作用的第五功能层15b之间，其可降低第五功能层15b与有源层104之间的接触电阻，从而降低了源、漏电极与有源层104之间的能量势垒，有利于所述薄膜晶体管100驱动电压的减小。所述第五功能层15b起到主要导电作用，所述第六功能层15c起到保护所述第五功能层15b的作用。
本实施方式中，所述栅电极102包括第一功能层12a和第二功能层12b，所述第一功能层12a至少由具有良好结合性能的材料制成，所述第二功能层 12b至少由具有良好导电性能的材料制成，因此，有利于提高栅电极102在基板上的附着性；另一方面，所述栅极102、源极105和漏极106以金属铜为主材料形成，有利于降低所述薄膜晶体管100的制作成本。
如图2所示，其为本实施方式中薄膜晶体管100的制作方法流程图，所述制作方法至少包括：
步骤S01：提供一至少具有一第一表面的基板。
步骤S02：在所述第一表面上形成一栅电极层，栅电极至少包括一第一功能层和第二功能层，所述第一功能层形成于所述第一表面，所述第二功能层形成于所述第一功能层上；所述第一功能层至少由具有良好结合性能的材料构成，所述第二功能层至少由具有良好导电性能的材料制成，且所述第二功能层的厚度至少大于所述第一功能层的厚度。
步骤S03：在所述栅电极上形成一绝缘层、有源层、源电极和漏电极，所述源电极、漏电极分别包括一第四功能层、第五功能层和第六功能层，所述第四功能层形成于所述有源层之上，并部分覆盖所述有源层，所述第五功能层形成于所述第四功能层上并完全覆盖所述第四功能层，制成所述第四功能层的材料与制成所述第一功能层的材料相同，制成所述第五功能层的材料与制成所述第二功能层的材料相同。所述步骤还包括在所述第一表面上形成公共电极、扫描线和数据线的步骤，制成所述公共电极、扫描线和数据线的材料与所述栅极的材料相同。
以上为本发明提供的薄膜晶体管及其制作方法的较佳实施方式，并不能理解为对本发明权利保护范围的限制，本领域的技术人员应该知晓，在不脱离本发明构思的前提下，还可做多种改进或替换，所有的该等改进或替换都应该在本发明的权利保护范围内，即本发明的权利保护范围应以权利要求为准。
Claims (10)
1.一种薄膜晶体管，其至少包括一具有第一表面的基板以及形成于所述第一表面上的栅电极，所述栅电极至少包括一第一功能层和第二功能层，所述第一功能层形成于所述第一表面，所述第二功能层形成于所述第一功能层上，所述第一功能层至少由具有良好结合性能的材料构成，所述第二功能层至少由具有良好导电性能的材料制成，且所述第二功能层的厚度至少大于所述第一功能层的厚度。
2.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于：所述薄膜晶体管还包括形成在所述栅电极之上的一绝缘层以及形成于所述绝缘层之上的有源层、源电极和漏电极，所述源电极、漏电极分别至少包括一第四功能层和第五功能层，所述第四功能层形成于所述有源层之上，并部分覆盖所述有源层，所述第五功能层形成于所述第四功能层上并完全覆盖所述第四功能层，制成所述第四功能层的材料与制成所述第一功能层的材料相同，制成所述第五功能层的材料与制成所述第二功能层的材料相同。
3.如权利要求2所述的薄膜晶体管，其特征在于：第一功能层和第二功能层中均包含有同一种导电元素。
4.如权利要求3所述的薄膜晶体管，其特征在于：所述同一种导电元素为铜，所述第二功能层由金属铜制成，所述第一功能层由铜的复合金属氧化物制成。
5.如权利要求4所述的薄膜晶体管，其特征在于：所述栅电极还包括一第三功能层，所述第三功能层形成于所述第二功能层之上，并完全覆盖所述第一功能层和第二功能层；所述源电极和漏电极还包括一第六功能层，所述第六功能层形成于所述第五功能层上，并完全覆盖所述第四功能层和第五功能层，所述第三功能层和所述第六功能层均至少由具有保护性能的材料制成。
6.如权利要求5所述的薄膜晶体管，其特征在于：所述第三功能层和所述第六功能层均为铜合金构成，所述第三功能层、所述第六功能层的膜厚范围均为300-500埃。
7.如权利要求6所述的薄膜晶体管，其特征在于：所述铜合金和铜的复合金属氧化物中至少包含一种耐腐蚀金属，所述第一功能层的膜厚范围为300-500埃，所述第二功能层的膜厚范围为800-1400埃。
8.如权利要求7所述的薄膜晶体管，其特征在于：所述铜合金或铜的复合金属氧化物中，还包括镍，且所述铜的比例为50%至95%，所述镍的比例为49%至4%。
9.一种薄膜晶体管的制作方法，其至少包括如下步骤：
提供一至少具有一第一表面的基板；
在所述第一表面上形成一栅电极层，所述栅电极至少包括一第一功能层和第二功能层，所述第一功能层形成于所述第一表面，所述第二功能层形成于所述第一功能层上；所述第一功能层至少由具有良好结合性能的材料构成，所述第二功能层至少由具有良好导电性能的材料制成，且所述第二功能层的厚度至少大于所述第一功能层的厚度。
10.如权利要求9所述薄膜晶体管制作方法，其特征在于：还包括在所述栅电极上形成一绝缘层、有源层、源电极和漏电极的步骤，所述源电极、漏电极分别至少包括一第四功能层和第五功能层，所述第四功能层形成于所述有源层之上，并部分覆盖所述有源层，所述第五功能层形成于所述第四功能层上并完全覆盖所述第四功能层，制成所述第四功能层的材料与制成所述第一功能层的材料相同，制成所述第五功能层的材料与制成所述第二功能层的材料相同；还包括在所述第一表面上形成公共电极、扫描线和数据线的步骤，制成所述公共电极、扫描线和数据线的材料与所述栅极的材料相同。
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