CN107644916B - 薄膜晶体管及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种薄膜晶体管及其制作方法，该薄膜晶体管包括基板和设置在基板的第一面上的缓冲层，还包括抗紫外层，该抗紫外层设置在基板与缓冲层之间，和/或设置在缓冲层之上，和/或在所述基板的第二面之上。本发明提供的薄膜晶体管及其制作方法的技术方案中，可以避免因受到紫外光的影响而出现阈值电压负向移动和关态电流升高的问题，从而可以改善薄膜晶体管的性能。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体地，涉及一种薄膜晶体管及其制作方法。
背景技术
薄膜晶体管(TFT)是有源矩阵液晶显示屏(AMLCD)和有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)显示屏的像素驱动部件，在实现大尺寸、高清晰度、高帧频率的显示中起着重要作用。目前TFT的有源层材料主要有氢化非晶硅、低温多晶硅、有机半导体和氧化物半导体，其中，氧化物半导体具有较高的电子迁移率和好的均匀性，适用于驱动AMLCD和AMOLED。
有机电致发光器件根据光出射方向的不同，可以分为两种不同的类型，分别为底发射型器件(BEOLED)和顶发射型器件(OLED)。其中，顶发射型器件能够有效提高开口率，从而有利于获得显示亮度高、高分辨率的有机电致发光器件，同时也有利于器件与底部驱动电路的集成。
但是，在上述顶发射型器件的制作工艺中，薄膜晶体管(有源层的沟道处)会受到外界光的影响而产生不同程度的损伤，从而会出现阈值电压负向移动和关态电流升高的问题。并且，光的波长越小，影响越严重，尤其是460nm以下的紫外光波段对薄膜晶体管的影响最为严重。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种薄膜晶体管及其制作方法，其可以避免因受到紫外光的影响而出现阈值电压负向移动和关态电流升高的问题，从而可以改善薄膜晶体管的性能。
为实现本发明的目的而提供一种薄膜晶体管，包括基板和设置在所述基板的第一面上的缓冲层，还包括抗紫外层，所述抗紫外层设置在所述基板与所述缓冲层之间，和/或设置在所述缓冲层之上，和/或在所述基板的第二面之上。
优选的，所述抗紫外层为二氧化钛薄膜。
优选的，所述抗紫外层为单层，所述抗紫外层设置在所述基板与所述缓冲层之间，或者设置在所述缓冲层之上；或者，
所述抗紫外层为两层，且均设置在所述基板与所述缓冲层之间，或者均设置在所述缓冲层之上；两层所述抗紫外层分别为第一抗紫外层和设置在所述第一抗紫外层上的第二抗紫外层，并且所述第二抗紫外层的粒径小于所述第一抗紫外层的粒径。
优选的，所述抗紫外层为两层，分别为第一抗紫外层和第二抗紫外层，二者分别设置在所述基板与所述缓冲层之间，和所述缓冲层之上；
所述第二抗紫外层的粒径小于所述第一抗紫外层的粒径。
优选的，所述抗紫外层为单层，所述抗紫外层设置在所述基板的第二面之上；或者，
所述抗紫外层为两层，且均设置在所述基板的第二面之上；两层所述抗紫外层分别为设置在所述基板的第二面上的第二抗紫外层和设置在所述第二抗紫外层上的第一抗紫外层，并且所述第二抗紫外层的粒径小于所述第一抗紫外层的粒径；或者，所述抗紫外层为两层，分别为第一抗紫外层和第二抗紫外层，其中，所述第一抗紫外层设置在所述基板的第二面之上；所述第二抗紫外层设置在所述基板与所述缓冲层之间；并且所述第二抗紫外层的粒径小于所述第一抗紫外层的粒径。
优选的，所述第二抗紫外层的粒径的取值范围在10nm～50nm；所述第一抗紫外层的粒径的取值范围在50nm～100nm。
作为另一个技术方案，本发明还提供一种薄膜晶体管的制作方法，包括：
在基板上形成缓冲层和抗紫外层；
其中，所述缓冲层设置在所述基板上；所述抗紫外层设置在所述基板与所述缓冲层之间，和/或设置在所述缓冲层之上，和/或在所述基板的第二面之上。
优选的，所述抗紫外层的形成包括：
形成二氧化钛薄膜。
优选的，采用气相沉积方法沉积所述抗紫外层；
所述气相沉积方法是在高温条件下，通过氧气和四氯化钛发生反应生成所述二氧化钛薄膜；
通过控制所述氧气的温度来调节所述二氧化钛薄膜的粒径大小。
优选的，采用蒸镀方法沉积所述抗紫外层；
所述蒸镀方法是利用保持预设压力的惰性气体对四氯化钛进行加热形成蒸汽，并对所述蒸汽进行冷凝形成所述二氧化钛薄膜；
通过控制所述预设压力和加热温度来调节所述二氧化钛薄膜的粒径大小。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的薄膜晶体管及其制作方法的技术方案中，通过在基板与缓冲层之间，和/或设置在缓冲层之上设置抗紫外层，和/或在所述基板的第二面之上，可以在制作过程中起到阻隔紫外光的作用，从而可以避免因受到紫外光的影响而出现阈值电压负向移动和关态电流升高的问题，从而可以改善薄膜晶体管的性能。
附图说明
图1为本发明实施例提供的薄膜晶体管的剖视图；
图2为本发明实施例提供的薄膜晶体管的另一个剖视图；
图3为本发明实施例提供的薄膜晶体管的又一个剖视图；
图4为本发明实施例提供的薄膜晶体管的再一个剖视图；
图5为本发明实施例提供的薄膜晶体管的又一个剖视图；
图6A为本发明实施例提供的薄膜晶体管的制作方法的第一过程图；
图6B为本发明实施例提供的薄膜晶体管的制作方法的第二过程图；
图6C为本发明实施例提供的薄膜晶体管的制作方法的第三过程图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明提供的薄膜晶体管及其制作方法进行详细描述。
请参阅图1，本发明实施例提供的薄膜晶体管，其包括基板1、设置在该基板1上的抗紫外层2、设置在该抗紫外层2上的缓冲层3，以及在缓冲层3上依次设置的有源层4(IGZO层)、栅绝缘层5、栅极层6、介质层7、源漏极层8、钝化层9、平坦层10和反射阳极层11。
上述抗紫外层2为两层，分别为第一抗紫外层21和设置在该第一抗紫外层21上的第二抗紫外层22，二者均设置在基板1与缓冲层3之间，用于在制作过程中阻隔紫外光，从而可以避免因受到紫外光的影响而出现阈值电压负向移动和关态电流升高的问题，从而可以改善薄膜晶体管的性能。
具体地，上述两层抗紫外层均为二氧化钛薄膜。并且，第二抗紫外层22的粒径小于第一抗紫外层21的粒径。所谓粒径，是指在二氧化钛薄膜中，二氧化钛颗粒的大小，是纳米级的。
由于二氧化钛薄膜具有高折光性和高光活性，其抗紫外线的能力及其机理与粒径有关。当粒径较大时，二氧化钛薄膜对紫外光的阻隔以反射、散射为主，且对中波区和长波区的紫外光均能够有效起到阻隔作用。当粒径较小时，紫外光能够透过二氧化钛薄膜的粒子面，此时，二氧化钛薄膜对长波区的紫外光的反射、散射的作用较弱，而对中波区的紫外光的吸收性较强。基于此原理，通过使第二抗紫外层22的粒径小于第一抗紫外层21的粒径，首先利用第一抗紫外层21对紫外光进行反射、散射，以阻隔大部分紫外光；然后利用第二抗紫外层22对剩余的少量自第一抗紫外层21投射过去的中波区紫外光进行吸收，从而可以在制作过程中有效阻隔紫外光。
当然，在实际应用中，上述抗紫外层还可以为单层、三层、四层或者五层以上。并且，可以根据具体需要设定各层抗紫外层所含有的纳米微粒的粒径。
需要说明的是，在本实施例中，两层抗紫外层均设置在基板1与缓冲层3之间，但是本发明并不局限于此，如图2所示，也可以使缓冲层3设置在基板1上，且使两层抗紫外层均设置在缓冲层3上。或者，如图3所示，还可以使第一抗紫外层21设置在基板1与缓冲层3之间，而第二抗紫外层22设置在缓冲层3上。这两种设置方式同样能够实现在制作过程中有效阻隔紫外光。另外，在实际应用中，在基板1与缓冲层3之间也可以设置多层抗紫外层，且在缓冲层3上也设置多层抗紫外层。并且，根据具体需要设定各层抗紫外层所含有的纳米微粒的粒径。
或者，如图4所示，抗紫外层2为两层，且均设置在基板1的第二面(与上述基板1的第一面相背离的表面)之上；两层抗紫外层分别为设置在基板1的第二面上的第二抗紫外层22和设置在该第二抗紫外层22上的第一抗紫外层21。并且第二抗紫外层22的粒径小于第一抗紫外层21的粒径。这同样能够实现在制作过程中有效阻隔紫外光。
或者，如图5所示，抗紫外层2为两层，且分别为第一抗紫外层21和第二抗紫外层22，其中，第一抗紫外层21设置在基板1的第二面之上；第二抗紫外层22设置在基板1与缓冲层3之间；并且第二抗紫外层22的粒径小于第一抗紫外层21的粒径。这同样能够实现在制作过程中有效阻隔紫外光。
在上述抗紫外层的所有设置方式中，第二抗紫外层22的粒径的取值范围在10nm～50nm；第一抗紫外层21的粒径的取值范围在50nm～100nm。特别的，根据实验证明，抗紫外层的粒径为80nm左右时，最适宜屏蔽波长为350nm的紫外波段，抗紫外层的粒径在30nm～50nm的范围内，最适宜屏蔽波长为300nm左右的紫外波段。紫外光通常被划分为A射线、B射线和C射线(分别简称UVA、UVB和UVC)，且波长范围分别为400-315nm，315-280nm，280-190nm。
还需要说明的是，在本实施例中，抗紫外层为二氧化钛薄膜。但是，本发明并不局限于此，在实际应用中，凡是能够实现阻隔紫外光的薄膜均能够用作抗紫外层。
另外，需要说明的是，在本实施例中，薄膜晶体管应用在有机电致发光器件中，在实际应用中，还可以应用在液晶显示装置中。
作为另一个技术方案，请一并参阅图6A～图6B，本发明还提供一种薄膜晶体管的制作方法，其包括：
在基板1上形成缓冲层3和抗紫外层2；
其中，缓冲层3设置在基板1上；抗紫外层2设置在基板1与缓冲层3之间。借助抗紫外层2，能够在制作过程中阻隔紫外光，从而可以避免因受到紫外光的影响而出现阈值电压负向移动和关态电流升高的问题，从而可以改善薄膜晶体管的性能。
在完成缓冲层3的制作之后，可以依次制作有源层4(IGZO层)、栅绝缘层5、栅极层6、介质层7、源漏极层8、钝化层9、平坦层10和反射阳极层11。
另外，虽然在现有技术中通过在阵列基板一侧设置有遮挡层(shield层)，该遮挡层设置在基板与缓冲层之间，用于阻隔紫外光，但是，由于遮挡层的制作需要进行图形化工艺，需要增加一道mask工序，导致工艺复杂，且工艺复杂程度增大。与之相比，本发明实施例提供的薄膜晶体管的制作方法，其仅需要形成抗紫外层，而无需进行图形化工艺，从而省去一道mask工序，简化了工艺，同时减小了工艺复杂程度。
在本实施例中，上述抗紫外层的形成包括：
形成含有纳米微粒的二氧化钛薄膜。
其中，在基板1与缓冲层3之间形成两层抗紫外层，分别为第一抗紫外层21和设置在该第一抗紫外层21上的第二抗紫外层22，并且第二抗紫外层22的粒径小于第一抗紫外层21的粒径。由于二氧化钛薄膜具有高折光性和高光活性，其抗紫外线的能力及其机理与粒径有关。当粒径较大时，二氧化钛薄膜对紫外光的阻隔以反射、散射为主，且对中波区和长波区的紫外光均能够有效起到阻隔作用。当粒径较小时，紫外光能够透过二氧化钛薄膜的粒子面，此时，二氧化钛薄膜对长波区的紫外光的反射、散射的作用较弱，而对中波区的紫外光的吸收性较强。基于此原理，通过使第二抗紫外层22的粒径小于第一抗紫外层21的粒径，首先利用第一抗紫外层21对紫外光进行反射、散射，以阻隔大部分紫外光；然后利用第二抗紫外层22对剩余的少量自第一抗紫外层21投射过去的中波区紫外光进行吸收，从而可以在制作过程中有效阻隔紫外光。
需要说明的是，上述抗紫外层的数量和设置方式并不局限于本实施例的技术方案。由于抗紫外层的数量和设置方式在上述薄膜晶体管的实施例中已有了详细的描述，在此不再赘述。
优选的，采用气相沉积方法沉积抗紫外层，该方法的制作流程简单方便。具体地，该气相沉积方法是在高温条件下，通过用作氧源的氧气和用作原料的四氯化钛发生反应生成二氧化钛薄膜。
反应方程式如下：
TiCl4+O2＝TiO2+2Cl2
并且，通过控制氧气的温度来调节粒径大小。具体地，氧气的温度越高，则粒径越小。而且，若晶型转化促进剂浓度增加，则粒径越小。
或者，还可以采用蒸镀方法沉积抗紫外层。该蒸镀方法是利用保持预设压力的惰性气体对四氯化钛进行加热形成蒸汽，并对蒸汽进行冷凝(通过液氮冷凝)形成二氧化钛薄膜。并且，通过控制上述预设压力和加热温度，可以调节粒径大小。
综上所述，本发明实施例提供的薄膜晶体管及其制作方法的技术方案中，通过在基板与缓冲层之间，和/或设置在缓冲层之上设置抗紫外层，和/或在所述基板的第二面之上，可以在制作过程中起到阻隔紫外光的作用，从而可以避免因受到紫外光的影响而出现阈值电压负向移动和关态电流升高的问题，从而可以改善薄膜晶体管的性能。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种薄膜晶体管，包括基板和设置在所述基板的第一面上的缓冲层，其特征在于，还包括抗紫外层，所述抗紫外层设置在所述基板与所述缓冲层之间，和/或设置在所述缓冲层之上，和/或在所述基板的第二面之上；
所述抗紫外层为两层，且均为二氧化钛薄膜，并且两层所述抗紫外层分别为第一抗紫外层和第二抗紫外层，且所述第二抗紫外层的粒径小于所述第一抗紫外层的粒径。
2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，
两层所述抗紫外层均设置在所述基板与所述缓冲层之间，或者均设置在所述缓冲层之上；所述第二抗紫外层设置在所述第一抗紫外层上。
3.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述第一抗紫外层和第二抗紫外层分别设置在所述基板与所述缓冲层之间，和所述缓冲层之上。
4.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，
两层所述抗紫外层均设置在所述基板的第二面之上；所述第二抗紫外层设置在所述基板的第二面上，所述第一抗紫外层设置在所述第二抗紫外层上；或者，所述第一抗紫外层设置在所述基板的第二面之上；所述第二抗紫外层设置在所述基板与所述缓冲层之间。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述第二抗紫外层的粒径的取值范围在10nm～50nm；所述第一抗紫外层的粒径的取值范围在50nm～100nm。
6.一种薄膜晶体管的制作方法，其特征在于，包括：
在基板上形成缓冲层和抗紫外层；
其中，所述缓冲层设置在所述基板上；所述抗紫外层设置在所述基板与所述缓冲层之间，和/或设置在所述缓冲层之上，和/或在所述基板的第二面之上；
所述抗紫外层为两层，且两层所述抗紫外层的形成包括：
形成二氧化钛薄膜；
其中，两层所述抗紫外层分别为第一抗紫外层和第二抗紫外层，且所述第二抗紫外层的粒径小于所述第一抗紫外层的粒径。
7.根据权利要求6所述的薄膜晶体管的制作方法，其特征在于，采用气相沉积方法沉积所述抗紫外层；
所述气相沉积方法是在高温条件下，通过氧气和四氯化钛发生反应生成所述二氧化钛薄膜；
通过控制所述氧气的温度来调节所述二氧化钛薄膜的粒径大小。
8.根据权利要求6所述的薄膜晶体管的制作方法，其特征在于，采用蒸镀方法沉积所述抗紫外层；
所述蒸镀方法是利用保持预设压力的惰性气体对四氯化钛进行加热形成蒸汽，并对所述蒸汽进行冷凝形成所述二氧化钛薄膜；
通过控制所述预设压力和加热温度来调节所述二氧化钛薄膜的粒径大小。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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