CN108122927B - 薄膜晶体管及其制造方法、显示面板及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种薄膜晶体管及其制造方法、显示面板及显示装置，所述薄膜晶体管包括依次位于衬底之上的有机层、阻挡层、缓冲层、沟道区、栅极绝缘层、栅极、层间绝缘层以及源极、漏极，还包括形成于所述阻挡层与所述缓冲层之间或者位于所述阻挡层内的保护层，所述保护层在朝向所述沟道区方向上的投影覆盖所述沟道区，所述保护层用于分散薄膜晶体管部分材料在弯曲过程中受到的应力，避免薄膜晶体管器件在弯曲过程中可能会造成的沟道或接触孔的断裂，提高薄膜晶体管的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及柔性显示技术领域，具体涉及一种薄膜晶体管及其制造方法、显示面板及显示装置。
背景技术
有机发光器件，即有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，简称OLED)，又称为有机电致发光显示具有全固态特性，机械性能好，抗震动性强，使用塑料、聚酯薄膜或胶片作为基板，OLED屏可以做到更薄，甚至可以折叠或卷起来，实现柔性软屏显示。
随着显示技术的发展，研发人员对可折叠或卷起的柔性显示装置不断作出改进，与传统的刚性显示装置(即制作在玻璃等不可弯曲的基材上的显示装置)相比，柔性显示装置具有诸多优势，如重量轻、体积小、携带更为方便，更高的耐冲击性以及更强的抗震性能等。
但是，柔性显示装置在弯曲的情况下，多层结构由于各层材料杨氏模量不同，会在界面处产生大量缺陷，从而影响器件性能，而薄膜晶体管作为柔性显示装置中重要的功能器件，其性能对于柔性产品的整体性能有重大的影响。现有技术一般通过优化器件结构，减少高硬度膜层的厚度，使相邻结构膜层硬度尽可能接近，从而减少功能层受到的损伤。但是，由于薄膜晶体管中各层材料的厚度的改变可能对薄膜晶体管的性能产生影响，导致采用优化器件结构的方法得到的最终产品达不到预计的效果。
因此，亟需提供一种避免薄膜晶体管器件在弯曲过程中可能会造成损伤的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种薄膜晶体管及其制造方法、显示面板及显示装置，在柔性弯曲时降低沟道和接触孔的断裂概率，避免薄膜晶体管器件在弯曲过程中可能会造成的损伤。
为实现上述目的，本发明提供一种薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括依次位于衬底上的有机层、阻挡层、缓冲层、沟道区、栅极绝缘层、栅极、层间绝缘层以及源极、漏极，还包括：位于所述阻挡层与所述缓冲层之间或者位于所述阻挡层内的的保护层，所述保护层在朝向所述沟道区方向上的投影覆盖所述沟道区。
可选的，在所述的薄膜晶体管中，还包括：位于所述阻挡层内的至少一个凹槽，所述保护层位于所述凹槽内。
可选的，在所述的薄膜晶体管中，所述凹槽位于所述沟道区的正下方。
可选的，在所述的薄膜晶体管中，所述保护层的杨氏模量大于50Gpa。
可选的，在所述的薄膜晶体管中，所述保护层的材质为金属。
可选的，在所述的薄膜晶体管中，还包括：
位于所述衬底与所述有机层之间的分裂层；
以及位于所述源极、漏极与层间绝缘层之上的平坦化层与阳极。
相应的，本发明还提供一种薄膜晶体管的制造方法，制造上述薄膜晶体管，其方法包括：在衬底上依次形成有机层、阻挡层、缓冲层、沟道区、栅极绝缘层、栅极、层间绝缘层以及源极、漏极，形成所述阻挡层之后，形成所述缓冲层之前，还包括：在所述阻挡层上或在所述阻挡层内形成保护层，所述保护层在朝向所述沟道区方向上的投影覆盖所述沟道区。
可选的，在所述的薄膜晶体管的制造方法中，形成所述阻挡层之后，形成所述保护层之前，还包括：在所述沟道区正下方的所述阻挡层内形成至少一个凹槽，所述保护层形成于所述凹槽内。
相应的，本发明还提供一种显示面板，所述显示面板包括如上所述的薄膜晶体管。
相应的，本发明还提供一种显示装置，所述显示装置包括如上所述的显示面板。
与现有技术相比，本发明提供的薄膜晶体管及其制造方法、显示面板及显示装置具有以下有益效果：
在薄膜晶体管的阻挡层与缓冲层之间或者在阻挡层内形成一层保护层，所述保护层在朝向所述沟道区方向上的投影覆盖所述沟道区，用于分散薄膜晶体管部分材料在弯曲过程中受到的应力，避免薄膜晶体管器件在弯曲过程中可能会造成的沟道或接触孔的断裂，提高薄膜晶体管的可靠性。
附图说明
图1为本发明实施例一所提供的薄膜晶体管的结构示意图；
图2为本发明实施例二所提供的薄膜晶体管的结构示意图；
图3～6为本发明实施例三所提供的薄膜晶体管的制造方法的各步骤结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本发明的内容做进一步说明。当然本发明并不局限于该具体实施例，本领域的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本发明的保护范围内。
其次，本发明利用示意图进行了详细的表述，在详述本发明实例时，为了便于说明，示意图不依照一般比例局部放大，不应对此作为本发明的限定。
本发明的核心思想在于，在薄膜晶体管的阻挡层与缓冲层之间或者在阻挡层内形成一层保护层，所述保护层在朝向所述沟道区方向上的投影覆盖所述沟道区，用于分散薄膜晶体管部分材料在弯曲过程中受到的应力，避免薄膜晶体管器件在弯曲过程中可能会造成的沟道或接触孔的断裂，提高薄膜晶体管的可靠性。
【实施例一】
图1为本发明实施例一所提供的薄膜晶体管的结构示意图，如图1所示，本实施例提出的薄膜晶体管，包括依次形成于衬底10上的有机层11以及阻挡层12，形成于所述阻挡层12上的保护层13、缓冲层14以及沟道区15，位于所述缓冲层14上并覆盖所述沟道区15的栅极绝缘层16，位于所述栅极绝缘层16上的栅极17，所述栅极17位于所述沟道区15的正上方，位于所述栅极绝缘层16上并覆盖所述栅极17的层间绝缘层18，在层间绝缘层18以及栅极绝缘层16上形成有通孔至所述沟道区15，所述通孔内填充有金属形成源极与漏极19，所述源极与漏极19通过通孔与所述沟道区15连接。其中，所述保护层13位于所述阻挡层12与所述缓冲层14之间，所述保护层13在朝向所述沟道区15方向上的投影覆盖所述沟道区15。
在本实施例中，所述保护层13位于所述阻挡层12之上，并完全覆盖所述阻挡层，这样只需在增加一个沉积工艺即可，其方法简单易行。所述保护层13用于分散薄膜晶体管部分材料在弯曲过程中受到的应力，避免薄膜晶体管器件在弯曲过程中可能会造成的沟道或接触孔的断裂，提高薄膜晶体管的可靠性。
优选的，所述保护层13的杨氏模量大于50Gpa，例如所述保护层13的杨氏模量为60Gpa、70Gpa、80Gpa或90Gpa。所述保护层13的材质为金属，也可以是本领域技术人员已知的其他材料。
所述薄膜晶体管还包括位于所述衬底10与所述有机层11之间的分裂层22，用于使得所述衬底10与所述有机层11分离，还包括位于所述源极与漏极19与层间绝缘层18之上的平坦化层20及阳极21。
需要说明的是，本发明所提供的薄膜晶体管是在传统薄膜晶体管的基础上在阻挡层与沟道区之间添加保护层，用于分散柔性弯曲时受到的应力，因此对薄膜晶体管的组成部分仅作简单的说明，并且本发明所提供的薄膜晶体管的组成部分并不仅限于本实施例，也可以是本领域技术人员已知的其他结构。
【实施例二】
图2为本发明实施例二所提供的薄膜晶体管的结构示意图，如图2所示，在实施例一的基础上，所述薄膜晶体管还包括位于阻挡层内，即在所述阻挡层内形成至少一个凹槽，所述保护层位于所述凹槽内。
本实施例提出的薄膜晶体管，包括依次形成于衬底100上的有机层110以及阻挡层120，形成于所述阻挡层120内的保护层130，形成于所述阻挡层120与保护层130上的缓冲层140以及沟道区150，位于所述缓冲层140上并覆盖所述沟道区150的栅极绝缘层160，位于所述栅极绝缘层160上的栅极170，所述栅极170位于所述沟道区150的正上方，位于所述栅极绝缘层160上并覆盖所述栅极170的层间绝缘层180，在层间绝缘层180以及栅极绝缘层160上形成有通孔至所述沟道区150，所述通孔内填充有金属形成源极与漏极190，所述源极与漏极190通过通孔与所述沟道区150连接。其中，在所述阻挡层120的上表面内形成有至少一个凹槽，所述保护层130位于所述凹槽内，所述保护层130在朝向所述沟道区150方向上的投影覆盖所述沟道区150。
优选的，所述凹槽位于所述沟道区150的正下方，即在每个沟道区150的正下方均设置有至少一个凹槽，所述保护层130位于所述凹槽内，也就是说每个所述沟道区150的正下方均设置有保护层130，所述保护层130在朝向所述沟道区150方向上的投影覆盖所述沟道区150。在本实施例中，所述保护层130的增加并不会对薄膜晶体管的结构及各层厚度造成影响。所述保护层130用于分散薄膜晶体管部分材料在弯曲过程中受到的应力，避免薄膜晶体管器件在弯曲过程中可能会造成的沟道或接触孔的断裂，提高薄膜晶体管的可靠性。
优选的，所述保护层130的杨氏模量大于50Gpa，例如所述保护层130的杨氏模量为60Gpa、70Gpa、80Gpa或90Gpa。所述保护层130的材质为金属，也可以是本领域技术人员已知的其他材料。
所述薄膜晶体管还包括位于所述衬底100与所述有机层110之间的分裂层220，用于使得所述衬底10与所述有机层11分离，还包括位于所述源极与漏极190与层间绝缘层180之上的平坦化层200及阳极210。
需要说明的是，本发明所提供的薄膜晶体管是在传统薄膜晶体管的基础上在阻挡层与沟道区之间添加保护层，用于分散柔性弯曲时受到的应力，因此对薄膜晶体管的组成部分仅作简单的说明，并且本发明所提供的薄膜晶体管的组成部分并不仅限于本实施例，也可以是本领域技术人员已知的其他结构。
【实施例三】
本发明提供一种制备实施例一所述的薄膜晶体管的方法，形成如图1所示的薄膜晶体管，所述薄膜晶体管的制造方法包括：在衬底10上依次形成有机层11、阻挡层12、缓冲层14、沟道区15、栅极绝缘层16、栅极17、层间绝缘层18以及源极与漏极19，其中，在形成所述阻挡层12之后，在形成所述缓冲层14之前，在所述阻挡层12上形成保护层13，所述缓冲层14形成于所述保护层13的上方，所述保护层13在朝向所述沟道区15方向上的投影覆盖所述沟道区15。
图3～6为本发明实施例三所提供的薄膜晶体管的制造方法的各步骤结构示意图，请参考图3～图6所示，详细说明本发明提出薄膜晶体管的制造方法：
首先，提供一基板10，在所述柔性基板上形成分裂层22，在所述分裂层22上形成有机层11，形成如图3所示的结构。在形成薄膜晶体管之后，所述分裂层22用于分裂所述衬底10与所述有机层11，形成柔性器件。
然后，在所述有机层11上形成阻挡层12，在所述阻挡层12上形成保护层13，形成如图4所示的结构。所述保护层13用于分散薄膜晶体管部分材料在弯曲过程中受到的应力，避免薄膜晶体管器件在弯曲过程中可能会造成的沟道或接触孔的断裂，提高薄膜晶体管的可靠性，进而提高半导体器件的品质。
优选的，所述保护层13的杨氏模量大于50Gpa，例如所述保护层13的杨氏模量为60Gpa、70Gpa、80Gpa或90Gpa。所述保护层13的材质为金属，也可以是本领域技术人员已知的其他材料。
在本实施例中，形成所述保护层13只需增加一沉积工艺，无需刻蚀步骤，然后在所述保护层13上形成沟道区15，与上述刻蚀形成凹槽的方法相比省略了光刻与刻蚀的步骤，但是对应力的分散效果降低。所述保护层13位于所述沟道区15及所述栅极17的正下方，在其余位置上并没有保护层13，即所述保护层13间隔排列，该种排列方式能够很好的分散应力，保护沟道或接触孔在弯曲时不出现断裂。
然后，在所述保护层13及所述阻挡层12上形成缓冲层14，在所述缓冲层14上形成沟道区15，形成如图5所示的结构。所述沟道区15位于所述保护层13的正上方。
之后，还包括在所述缓冲层14及沟道区15上形成栅极绝缘层16，所述绝缘层13覆盖所述缓冲层14及所述沟道区15，然后在所述栅极绝缘层16上形成栅极17，所述栅极17位于所述沟道区15及所述保护层13的正上方。形成如图6所示的结构。优选的，所述保护层13朝向所述栅极17方向的投影完全覆盖所述栅极17。
然后在所述栅极绝缘层16以及所述栅极17上形成层间绝缘层18，在层间绝缘层18以及栅极绝缘层16上形成通孔，所述通孔延伸至所述沟道区15，在所述通孔内填充金属形成源极与漏极19，所述源极与漏极19通过通孔与所述沟道区15连接。最后在上述形成的半导体器件上形成平坦化层20以及阳极21，形成如图1所示的结构。
需要说明的是，本发明所提供的薄膜晶体管的制造方法是在传统薄膜晶体管制造方法的基础上在阻挡层与沟道区之间增加保护层，用于分散柔性弯曲时受到的应力，因此对薄膜晶体管的制造方法仅作简单的说明，并且本发明所提供的薄膜晶体管的制造方法并不仅限于本实施例，也可以是本领域技术人员已知的其他的制造方法。
【实施例四】
与实施例三的制造方法类似，不同的是，在形成所述阻挡层之后，在形成所述保护层之前，在所述沟道区正下方的所述阻挡层内形成凹槽，所述保护层形成于所述凹槽内，最终形成实施例二所述的薄膜晶体管，如图2所示。
具体的，形成阻挡层120之后，在所述沟道区150正下方的所述阻挡层120内形成有至少一个凹槽，然后在所述凹槽内填充保护材料，形成保护层130，然后在所述保护层130上形成缓冲层140。
本实施例所述的薄膜晶体管的制造方法，与实施例三相比较，增加了一个刻蚀步骤，但是由于在所述沟道区150正下方的所述阻挡层120内形成凹槽，所述保护层130形成于所述凹槽内，在其余位置上并没有保护层130，即所述保护层130间隔排列，该种排列方式与实施例三的排列方式相比能够很好的分散应力，保护沟道或接触孔在弯曲时不出现断裂。
【实施例五】
本实施例提供一种显示面板，其包括实施例一或实施例二所述的薄膜晶体管。
本实施例的显示面板中具有实施例一或实施例二中的薄膜晶体管，故在薄膜晶体管的阻挡层与缓冲层之间或者在阻挡层内形成一层保护层，所述保护层在朝向所述沟道区方向上的投影覆盖所述沟道区，用于分散薄膜晶体管部分材料在弯曲过程中受到的应力，避免薄膜晶体管器件在弯曲过程中可能会造成的沟道或接触孔的断裂，提高薄膜晶体管的可靠性。
【实施例六】
本实施例提供一种显示装置，其包括实施例五所述的显示面板。
本实施例中的显示装置具有实施例五中的显示面板，故在薄膜晶体管的阻挡层与缓冲层之间或者在阻挡层内形成一层保护层，所述保护层在朝向所述沟道区方向上的投影覆盖所述沟道区，用于分散薄膜晶体管部分材料在弯曲过程中受到的应力，避免薄膜晶体管器件在弯曲过程中可能会造成的沟道或接触孔的断裂，提高薄膜晶体管的可靠性。
综上所述，本发明提供的薄膜晶体管及其制造方法、显示面板及显示装置，在薄膜晶体管的阻挡层与缓冲层区之间或者在阻挡层内形成一层保护层，所述保护层在朝向所述沟道区方向上的投影覆盖所述沟道区，用于分散薄膜晶体管部分材料在弯曲过程中受到的应力，避免薄膜晶体管器件在弯曲过程中可能会造成的沟道或接触孔的断裂，提高薄膜晶体管的可靠性。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
Claims (6)
1.一种薄膜晶体管，包括依次位于衬底上的有机层、阻挡层、缓冲层、沟道区、栅极绝缘层、栅极、层间绝缘层以及源极、漏极，其特征在于，还包括:
位于所述阻挡层内的保护层，所述保护层在朝向所述沟道区方向上的投影覆盖所述沟道区；
其中，所述保护层位于所述阻挡层内时，所述阻挡层内至少包括一个凹槽，所述凹槽位于所述沟道区的正下方，所述保护层位于所述凹槽内；所述保护层的杨氏模量大于50Gpa。
2.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述保护层的材质为金属。
3.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，还包括:
位于所述衬底与所述有机层之间的分裂层；
以及位于所述源极、漏极与层间绝缘层之上的平坦化层与阳极。
4.一种薄膜晶体管的制造方法，包括:在衬底上依次形成有机层、阻挡层、缓冲层、沟道区、栅极绝缘层、栅极、层间绝缘层以及源极、漏极，其特征在于，形成所述阻挡层之后，形成所述缓冲层之前，还包括:
在所述阻挡层内形成保护层，所述保护层在朝向所述沟道区方向上的投影覆盖所述沟道区；其中，在所述阻挡层内形成保护层时，在所述沟道区正下方的所述阻挡层内形成至少一个凹槽，所述凹槽位于所述沟道区的正下方，所述保护层形成于所述凹槽内；所述保护层的杨氏模量大于50Gpa。
5.一种显示面板，其特征在于，包括如权利要求1～3中任一项所述的薄膜晶体管。
6.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求5所述的显示面板。
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