CN105870202A - 薄膜晶体管及其制造方法、液晶显示面板 - Google Patents

薄膜晶体管及其制造方法、液晶显示面板 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种薄膜晶体管及其制造方法、液晶显示面板，通过在掺杂图案与源极图案和漏极图案之间设置过渡图案，且该过渡图案分别包覆源极图案和漏极图案的侧壁，隔离有源图案与源极图案和漏极图案的侧壁的直接接触，从而能够降低TFT的漏电流；另外，该过渡图案邻近于有源图案的两侧被掺杂图案覆盖，能够降低有源图案与源极图案和漏极图案的接触阻抗，避免TFT充电不足的问题。

Description

薄膜晶体管及其制造方法、液晶显示面板
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，具体涉及一种薄膜晶体管及其制造方法以及具有该薄膜晶体管的液晶显示面板。
背景技术
在采用非晶硅(a-Si)形成有源图案的TFT(Thin Film Transistor,薄膜晶体管)设计中，非晶硅作为一种对光照十分敏感的材料，容易受到背光照射而影响TFT的电学稳定性。为了解决该问题，当前的TFT设计通常采用Conlanar(共平面)结构，如图1所示，TFT 10的有源图案11的一部分设置于栅极图案G1上、另一部分分别设置于源极图案S1和漏极图案D1上，利用金属材质的栅极图案G1、源极图案S1和漏极图案D1遮挡背光，从而避免有源图案11中的非晶硅受到光照。
对于上述结构，在TFT 10通电时，有源图案11中会形成空穴层(HoleCurrent,又称空穴电流层)，由于有源图案11与源极图案S1和漏极图案D1的侧壁直接接触，便于空穴电流的传导，因此会导致TFT 10的漏电流(Ioff)较大。另外，在蚀刻形成源极图案S1和漏极图案D1时，源极图案S1和漏极图案D1的邻近于有源图案11的侧壁会发生金属Under Cut(倒切)现象，形成倒切角，从而导致有源图案11与源极图案S1和漏极图案D1的接触阻抗较高，容易导致TFT 10充电不足。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种薄膜晶体管及其制造方法、液晶显示面板，能够降低TFT的漏电流，降低有源图案与源极图案和漏极图案的接触阻抗，避免TFT充电不足的问题。
本发明提供的一种薄膜晶体管，包括基板、间隔设置于基板上的源极图案和漏极图案、分别覆盖源极图案和漏极图案的第一掺杂图案和第二掺杂图案以及分别与第一掺杂图案和第二掺杂图案电性接触的有源图案，其中在源极图案与第一掺杂图案之间以及漏极图案与第二掺杂图案之间分别设置有第一过渡图案和第二过渡图案，且第一过渡图案和第二过渡图案分别包覆源极图案和漏极图案的侧壁，进而隔离源极图案和漏极图案的侧壁与有源图案的直接接触。
其中，第一过渡图案和第二过渡图案为金属或金属氧化物。
其中，第一过渡图案和第二过渡图案的厚度为100-500埃。
其中，薄膜晶体管进一步包括栅极图案和栅极绝缘层，栅极图案设置于源极图案和漏极图案与基板之间且对应于有源图案设置，栅极绝缘层用于电性隔离栅极图案与源极图案和漏极图案；或者栅极图案对应设置于有源图案的上方，栅极绝缘层用于电性隔离栅极图案与有源图案。
本发明提供的一种液晶显示面板，包括上述薄膜晶体管。
本发明提供的一种薄膜晶体管的制造方法，包括：提供一基板；在基板上形成源漏电极层并进行图案化处理，以形成间隔设置的源极图案和漏极图案；在基板上依次形成过渡层和掺杂层并进行图案化处理，以形成覆盖源极图案的第一过渡图案和第一掺杂图案以及覆盖漏极图案的第二过渡图案和第二掺杂图案，第一过渡图案和第二过渡图案分别包覆源极图案和漏极图案的侧壁；在基板上形成有源层并进行图案化处理，以形成分别与第一掺杂图案和第二掺杂图案电性接触的有源图案。
其中，所述在基板上依次形成过渡层和掺杂层并进行图案化处理的步骤包括：利用同一光罩对过渡层和掺杂层进行图案化处理。
其中，所述利用同一光罩对过渡层和掺杂层进行图案化处理的步骤包括：利用同一光罩依次对掺杂层和过渡层进行干蚀刻，或者利用同一光罩先对掺杂层进行干蚀刻，再对过渡层进行湿蚀刻。
其中，所述在基板上依次形成过渡层和掺杂层并进行图案化处理的步骤包括：在基板上依次形成厚度为100-500埃的过渡层和厚度为300-500埃的掺杂层。
本发明实施例的薄膜晶体管及其制造方法、液晶显示面板，通过在掺杂图案与源极图案和漏极图案之间设置过渡图案，且该过渡图案分别包覆源极图案和漏极图案的侧壁，从而能够隔离有源图案与源极图案和漏极图案的侧壁的直接接触，降低TFT的漏电流；另外，该过渡图案邻近于有源图案的两侧被掺杂图案覆盖，能够降低有源图案与源极图案和漏极图案的接触阻抗，避免TFT充电不足的问题。
附图说明
图1是现有技术一实施例的薄膜晶体管的结构剖视图；
图2是本发明一实施例的薄膜晶体管的结构剖视图；
图3是本发明另一实施例的薄膜晶体管的结构剖视图；
图4是本发明的薄膜晶体管的制造方法一实施例的流程示意图；
图5是本发明一实施例的液晶显示面板的结构剖视图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明所提供的示例性的实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图2所示，本发明一实施例的薄膜晶体管的结构剖视图，所述薄膜晶体管20为底栅结构，包括基板21以及设置于基板21上的栅极图案G2和栅极绝缘层22、源极图案S2和漏极图案D2、第一过渡图案23和第二过渡图案24、第一掺杂图案25和第二掺杂图案26、有源图案27。其中，栅极图案G2设置于源极图案S2和漏极图案D2与基板21之间且对应于有源图案27设置，具体对应位于有源图案27的下方；源极图案S2和漏极图案D2间隔设置于基板21上，栅极绝缘层22用于隔离栅极图案G2与源极图案S2和漏极图案D2的电性接触；第一过渡图案23位于源极图案S2与第一掺杂图案25之间，第二过渡图案24位于漏极图案D2与第二掺杂图案之间23之间，从而使得第一掺杂图案25覆盖源极图案S2、第二掺杂图案26覆盖漏极图案D2。
其中，有源图案27的材质为a-Si，作为薄膜晶体管20的半导体层；第一掺杂图案25和第二掺杂图案26的材质为掺杂的a-Si，作为薄膜晶体管20的欧姆接触层。基于此，当第一过渡图案23和第二过渡图案24为电学性能稳定的金属或金属氧化物，例如Mo(Molybdenum,钼)、Ti(Titanium,钛)、ITO(Indium tin oxide,氧化铟锡)时，第一掺杂图案25可通过第一过渡图案23与源极图案S2电性接触，第二掺杂图案26可通过第二过渡图案24与漏极图案D2电性接触。
与图1所示现有技术的薄膜晶体管10的不同之处在于，在本发明实施例的薄膜晶体管20的结构中，在源极图案S2与第一掺杂图案25之间以及漏极图案D2与第二掺杂图案26之间分别设置有第一过渡图案23和第二过渡图案24，并且第一过渡图案23包覆源极图案S2的侧壁、第二过渡图案24包覆漏极图案D2的侧壁，从而能够隔离有源图案27与源极图案S2和漏极图案D2的侧壁的直接接触。进一步地，由于第一掺杂图案25和第二掺杂图案26分别覆盖于第一过渡图案23和第二过渡图案24上，因此能够抑制有源图案27中的空穴电流传递至源极图案S2和漏极图案D2，从而降低薄膜晶体管20的漏电流。
另外，即使刻蚀形成的第一过渡图案23和第二过渡图案24会在邻近于有源图案11的侧壁形成倒切角，也会被第一掺杂图案25和第二掺杂图案26分别覆盖，并且由于第一过渡图案23和第二过渡图案24分别与源极图案S2和漏极图案D2接触良好，因此能够解决因倒切角导致的有源图案27与源极图案S2和漏极图案D2的接触阻抗较高的问题，进而避免薄膜晶体管20充电不足的现象发生。
基于前述第一掺杂图案25和第二掺杂图案26的覆盖保护，本发明实施例可以设置第一过渡图案23和第二过渡图案24的厚度较薄，例如为第一掺杂图案25和第二掺杂图案26的厚度为300-500埃。进一步地，本实施还可以设置第一掺杂图案25与第一过渡图案23的厚度之和以及第二掺杂图案26与第二过渡图案24的厚度之和均等于图1所示现有的掺杂图案12的厚度，使得本发明实施例的薄膜晶体管20的厚度不会增加，利于薄尺寸设计。
图3是本发明另一实施例的薄膜晶体管的结构剖视图，薄膜晶体管30为顶栅结构，包括基板31以及设置于基板31上的源极图案S3和漏极图案D3、第一过渡图案33和第二过渡图案34、第一掺杂图案35和第二掺杂图案36、有源图案37、栅极绝缘层32、栅极图案G3。其中，各个掺杂图案和各个过渡图案的设置与图2所示实施例相同，此处不再赘述。不同的是，本实施例的栅极图案G3对应位于有源图案37的上方，栅极绝缘层32用于电性隔离栅极图案G3与有源图案37；另外，为了避免背光照射到有源图案37，本实施例在基板31和源漏电极层之间设置有遮光金属层M以及绝缘层38，该绝缘层38用于隔离遮光金属层M与源极图案S2和漏极图案D2的电性接触。
在本实施例的结构设计中，在源极图案S3与第一掺杂图案35之间以及漏极图案D3与第二掺杂图案36之间分别设置有第一过渡图案33和第二过渡图案34，并且第一过渡图案33包覆源极图案S3的侧壁、第二过渡图案34包覆漏极图案D3的侧壁，从而能够隔离有源图案37与源极图案S3和漏极图案D3的侧壁的直接接触。进一步地，由于第一掺杂图案35和第二掺杂图案36分别覆盖于第一过渡图案33和第二过渡图案34上，因此能够抑制有源图案37中的空穴电流传递至源极图案S3和漏极图案D3，从而降低薄膜晶体管30的漏电流。
图4是本发明一实施例的薄膜晶体管的制造方法的流程示意图。如图4所示，本实施例的制造方法包括：
S41：提供一基板；
所述基板包括但不限于玻璃基板。
S42：在基板上形成源漏电极层并进行图案化处理，以形成间隔设置的源极图案和漏极图案；
本实施例可以采用化学气相沉积(Chemical vapor deposition，CVD)、磁控溅射(Sputter)等任意方式在基板上形成源漏电极层。
S43：在基板上依次形成过渡层和掺杂层并进行图案化处理，以形成覆盖源极图案的第一过渡图案和第一掺杂图案以及覆盖漏极图案的第二过渡图案和第二掺杂图案，第一过渡图案和第二过渡图案分别包覆源极图案和漏极图案的侧壁；
可选地，在基板上依次形成厚度为100-500埃的过渡层和厚度为300-500埃的掺杂层。进一步可选地，利用同一光罩对过渡层和掺杂层进行图案化处理，具体地，可以利用同一光罩依次对掺杂层和过渡层进行干蚀刻，或者利用同一光罩先对掺杂层进行干蚀刻，再对过渡层进行湿蚀刻。
S44：在基板上形成有源层并进行图案化处理，以形成分别与第一掺杂图案和第二掺杂图案电性接触的有源图案。
本实施例进行上述图案化处理的方式包括但不限于刻蚀。
本发明还提供一实施例的液晶显示面板。如图5所示，所述液晶显示面板50包括相对间隔设置的阵列基板(Array Substrate,又称Thin FilmTransistor Substrate,TFT基板或薄膜晶体管基板)51和彩膜基板(Color Filter，CF基板或彩色滤光片基板)52，以及夹持于两者之间的液晶(液晶分子)53，其中，液晶53位于阵列基板51和彩膜基板52叠加组合成的液晶盒内。所述阵列基板51包括上述任一实施例的薄膜晶体管，因此具有与其相同的有益效果。
应理解，以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，例如各实施例之间技术特征的相互结合，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种薄膜晶体管，其特征在于，所述薄膜晶体管包括基板、间隔设置于所述基板上的源极图案和漏极图案、分别覆盖所述源极图案和所述漏极图案的第一掺杂图案和第二掺杂图案以及分别与所述第一掺杂图案和所述第二掺杂图案电性接触的有源图案，其中在所述源极图案与所述第一掺杂图案之间以及所述漏极图案与所述第二掺杂图案之间分别设置有第一过渡图案和第二过渡图案，所述第一过渡图案和所述第二过渡图案分别包覆所述源极图案和漏极图案的侧壁，进而隔离所述有源图案与所述源极图案和漏极图案的侧壁的直接接触。
2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述第一过渡图案和所述第二过渡图案为金属或金属氧化物。
3.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述第一过渡图案和所述第二过渡图案的厚度为100-500埃。
4.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述薄膜晶体管进一步包括栅极图案和栅极绝缘层，其中所述栅极图案设置于所述源极图案和漏极图案与所述基板之间且对应于所述有源图案设置，所述栅极绝缘层用于电性隔离所述栅极图案与所述源极图案和漏极图案；或者所述栅极图案对应设置于所述有源图案的上方，所述栅极绝缘层用于电性隔离所述栅极图案与所述有源图案。
5.一种液晶显示面板，其特征在于，所述液晶显示面板包括上述权利要求1-4任意一项所述的薄膜晶体管。
6.一种薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：
提供一基板；
在所述基板上形成源漏电极层并进行图案化处理，以形成间隔设置的源极图案和漏极图案；
在所述基板上依次形成过渡层和掺杂层并进行图案化处理，以形成覆盖所述源极图案的第一过渡图案和第一掺杂图案以及覆盖所述漏极图案的第二过渡图案和第二掺杂图案，且所述第一过渡图案和所述第二过渡图案分别包覆所述源极图案和漏极图案的侧壁；
在所述基板上形成有源层并进行图案化处理，以形成分别与所述第一掺杂图案和所述第二掺杂图案电性接触的有源图案。
7.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述在所述基板上依次形成过渡层和掺杂层并进行图案化处理的步骤包括：
利用同一光罩对所述过渡层和掺杂层进行图案化处理。
8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述利用同一光罩对所述过渡层和掺杂层进行图案化处理的步骤包括：
利用同一光罩依次对所述掺杂层和过渡层进行干蚀刻，或者利用所述同一光罩先对所述掺杂层进行干蚀刻，再对所述过渡层进行湿蚀刻。
9.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述在所述基板上依次形成过渡层和掺杂层并进行图案化处理的步骤包括：
在所述基板上依次形成厚度为100-500埃的所述过渡层和厚度为300-500埃的掺杂层。
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