CN112909087A - 一种显示面板、薄膜晶体管及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请适用于半导体器件技术领域，提供了一种显示面板、薄膜晶体管及其制备方法，薄膜晶体管包括：基板以及设于基板上的栅极、栅极绝缘层、沟道层、源极、漏极以及绝缘保护层；栅极绝缘层包括第一氮化硅层、设于第一氮化硅层上的第二氮化硅层以及设于第二氮化硅层上的第三氮化硅层，其中，第三氮化硅层位于沟道层与第二氮化硅层之间，且第三氮化硅层中的氮硅的浓度比例小于1，通过使第三氮化硅层中的含硅量大于含氮量，促进栅极绝缘层与沟道层之间的界面处的硅原子的原子化学键接触更加紧密，同时也可以改善其界面应力，提高界面应力的匹配性，提升薄膜晶体管器件的稳定性。
Description
技术领域
本申请属于半导体器件技术领域，尤其涉及一种显示面板、薄膜晶体管及其制备方法。
背景技术
在薄膜晶体管中，半导体可以决定薄膜晶体管的特性。例如，可以根据结晶类型将硅划分为非晶硅和多晶硅。非晶硅具有相对简单的制造工艺，多晶硅需要使硅结晶的工艺，因此，多晶硅的制造成本增加且工艺相对复杂。在非晶硅的薄膜晶体管(TFT)中，其半导体由非晶硅制备，其中薄膜晶体管中的栅极绝缘层与非晶硅之间的界面作为前沟道，是TFT打开时的重要通道，因此该界面对TFT器件至关重要，影响着TFT-LCD的充电率和显示品质。
然而，非晶硅具有相对低的电荷迁移率，使得在制造高性能的薄膜晶体管方面存在限制。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供了一种显示面板、薄膜晶体管及其制备方法，以解决非晶硅具有相对低的电荷迁移率，使得在制造高性能的薄膜晶体管方面存在限制的问题。
本申请实施例提供了一种薄膜晶体管，包括：基板以及设于所述基板上的栅极、栅极绝缘层、沟道层、源极、漏极以及绝缘保护层；所述栅极绝缘层包括第一氮化硅层、设于所述第一氮化硅层上的第二氮化硅层以及设于所述第二氮化硅层上的第三氮化硅层，其中，所述第三氮化硅层位于所述沟道层与所述第二氮化硅层之间，且所述第三氮化硅层中的氮硅的浓度比例小于1。
可选的，所述第二氮化硅层中的氮硅的浓度比例大于所述第三氮化硅层中的氮硅的浓度比例。
可选的，所述第一氮化硅层中的氮硅的浓度比例大于所述第二氮化硅层中的氮硅的浓度比例。
可选的，所述第三氮化硅层中的氮硅的浓度比例为0.8-0.9。
可选的，所述第二氮化硅层中的氮硅的浓度比例为0.95-1.05。
可选的，所述第一氮化硅层中的氮硅的浓度比例为1.15-1.25。
可选的，所述绝缘保护层与所述沟道层之间的界面处的氮硅的浓度比例小于1。
本申请实施例还提供了一种薄膜晶体管的制备方法，包括：
在基板上沉积形成栅极；
采用化学气相沉积法分别以第一沉积气体浓度、第二沉积气体浓度以及第三沉积气体浓度在所述栅极以及所述基板上连续沉积第一氮化硅层、第二氮化硅层以及第三氮化硅层，以形成栅极绝缘层，其中，所述第三氮化硅层中的氮硅的浓度比例小于1；
在所述栅极绝缘层上形成沟道层；
在所述沟道层上形成源极、漏极以及绝缘保护层。
可选的，采用化学气相沉积法制备所述绝缘保护层，使所述绝缘保护层与所述沟道层之间的界面处的氮硅的浓度比例小于1。
本申请实施例还提供了一种显示面板，包括如上述任一项所述的薄膜晶体管。
本申请实施例提供了一种显示面板、薄膜晶体管及其制备方法，其中，薄膜晶体管包括：基板以及设于所述基板上的栅极、栅极绝缘层、沟道层、源极、漏极以及绝缘保护层；栅极绝缘层包括第一氮化硅层、设于第一氮化硅层上的第二氮化硅层以及设于第二氮化硅层上的第三氮化硅层，其中，第三氮化硅层位于沟道层与第二氮化硅层之间，且第三氮化硅层中的氮硅的浓度比例小于1，通过使第三氮化硅层中的含硅量大于含氮量，促进栅极绝缘层与沟道层之间的界面处的硅原子的原子化学键接触更加紧密，同时也可以改善其界面应力，提高界面应力的匹配性，提升薄膜晶体管器件的稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请的一个实施例提供的薄膜晶体管的结构示意图；
图2为本申请的一个实施例提供的薄膜晶体管的结构示意图；
图3为本申请的一个实施例提供的薄膜晶体管的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。
本申请实施例提供了一种薄膜晶体管，参见图1所示，本实施例中的薄膜晶体管包括：基板10以及设于基板10上的栅极20、栅极绝缘层30、沟道层40、源极51、漏极52以及绝缘保护层60；栅极绝缘层30包括第一氮化硅层31、设于第一氮化硅层31上的第二氮化硅层32以及设于第二氮化硅层32上的第三氮化硅层33，其中，第三氮化硅层33位于沟道层40与第二氮化硅层32之间，且第三氮化硅层33中的氮硅的浓度比例小于1。
在本实施例中，第三氮化硅层靠近沟道层，第一氮化硅层31靠近栅极20，第二氮化硅层32设于第一氮化硅层31和第三氮化硅层33之间。沟道层40中与第三氮化硅层33的界面形成前沟道，前沟道是薄膜晶体管打开时的重要通道，因此，该界面对薄膜晶体管的性能至关重要，影响着TFT-LCD的充电率和显示品质，因此，通过调整第三氮化硅层33中的氮硅的浓度比例，该氮硅的浓度比例可以为氮浓度和硅浓度的比例，第三氮化硅层33中的含硅量大于含氮量，此时第三氮化硅层33中的氮硅的浓度比例小于1，可以使沟道层40与第三氮化硅层33的界面处的硅原子化学键接触更加紧密，同时还可以改善沟道层40与第三氮化硅层33的界面处的界面应力，提高界面应力的匹配性。
在一个实施例中，第三氮化硅层33、第二氮化硅层32、第一氮化硅层31的氮硅的浓度比例可以逐渐增加，例如，其氮硅的浓度比例可以呈阶梯性增加。
在一个实施例中，第三氮化硅层33的氮硅的浓度比例可以为0.8-0.9。
在一个实施例中，第二氮化硅层32中的氮硅的浓度比例大于第三氮化硅层33中的氮硅的浓度比例。
在本实施例中，在第二氮化硅层32中，增加其氮硅的浓度比例，逐渐增加第二氮化硅层32的绝缘性。
在一个实施例中，第一氮化硅层31中的氮硅的浓度比例大于第二氮化硅层32中的氮硅的浓度比例。
在一个实施例中，第二氮化硅层32中的氮硅的浓度比例可以为0.95-1.05。
在本实施例中，第一氮化硅层31中的氮硅的浓度比例大于第二氮化硅层32中的氮硅的浓度比例，可以进一步增加第一氮化硅层31中的氮硅的浓度比例，使其更加接近Si3N4的组成，提升其绝缘性。
在一个实施例中，第一氮化硅层31的厚度可以为500埃，第二氮化硅层32的厚度可以为2000埃，第三氮化硅层33的厚度可以为1000埃。
在一个实施例中，第一氮化硅层31中的氮硅的浓度比例可以为1.15-1.25。
在一个实施例中，对第二氮化硅层32和第一氮化硅层31中的氮硅的浓度比例也可作适当调整，例如，第二氮化硅层32的氮硅的浓度比例可以为0.95-1.05，具体的，可以在形成第二氮化硅层32的过程中，通过调节SiH4和NH3的气体比例，使得第二氮化硅层32的氮硅的浓度比例保持在0.95-1.05内。
在一个实施例中，在形成第一氮化硅层31的过程中，通过调节SiH4和NH3的气体比例，使得第二氮化硅层32的氮硅的浓度比例保持在1.15-1.25内。
在一个实施例中，绝缘保护层60与沟道层40之间的界面处的氮硅的浓度比例小于1。
在一个实施例中，参见图2所示，沟道层40可以包括第一沟道层41和第二沟道层42，其中，第一沟道层41靠近绝缘保护层60，第二沟道层42靠近栅极绝缘层30。
在本实施例中，绝缘保护层60可以为氮化硅，第一沟道层41靠近绝缘保护层60，第一沟道层41与绝缘保护层60之间的界面作为背沟道，是关闭薄膜晶体管时，电子流动的主要通道，通过将绝缘保护层60与沟道层40之间的界面处的氮硅的浓度比例设置为小于1，可以有效减小关断电流，从而提升薄膜晶体管的信耐性测试。
在一个实施例中，沟道层40还可以包括氧化物半导体材料。该氧化物半导体材料可以是金属氧化物半导体。金属氧化物半导体可以包括锌(Zn)、铟(In)、镓(Ga)、锡(Sn)和钛(Ti)的氧化物。可选择的是，金属氧化物半导体可以包括锌(Zn)、铟(In)、镓(Ga)、锡(Sn)、钛(Ti)或它们的氧化物的组合。例如，氧化物半导体材料可以包括氧化锌(ZnO)、氧化锌锡(ZTO)、氧化铟锌(ZIO)、氧化铟(InO)、氧化钛(TiO)、氧化铟镓锌(IGZO)、氧化铟锌锡(IZTO)或它们的任意组合。
在一个实施例中，沟道层40可以包括沟道部，该沟道部设于源极51和漏极52之间。
源极51和漏极52均可以包括与具有导电性且形成沟道层40的半导体材料基本相同的材料。
在一个实施例中，绝缘保护层60还可以具有多层结构时，下层可以包括绝缘氧化物。绝缘氧化物可以包括氧化硅(SiOx)、氧化铝(Al2O3)、氧化铪(HfO3)或氧化钇(Y2O3)。因此，可以相对地提高沟道层40的界面特性。另外，可以减少或防止杂质渗入到沟道层40中。绝缘保护层60的上层可以设置在下层上。其上层可以包括诸如氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)的各种绝缘材料。例如，绝缘保护层60可以包括具有氮化硅(SiNx)的下层和具有氧化硅(SiOx)的上层。在这种情况下，下层的厚度可以为大约或更小，上层的厚度可以为大约至大约然而，本发明的示例性实施例不限于此。
在一个实施例中，栅极20可以包括例如铝(Al)、银(Ag)、铜(Cu)、钼(Mo)、铬(Cr)、钽(Ta)、钛(Ti)或它们的合金的金属。栅极20可以具有单层结构。可选择的，栅极20可以具有多层结构。作为多层结构的示例，可以是三层—下层、上层和第三层。下层可以包括钛(Ti)、钽(Ta)、钼(Mo)或ITO。上层可以包括铜(Cu)。第三层可以包括钼(Mo)-铝(Al)-钼(Mo)。栅极20可以由各种金属或导体制成，而不限于此。
本申请实施例还提供了一种薄膜晶体管的制备方法，包括步骤S10至步骤S40。
在步骤S10中，在基板上沉积形成栅极。
在步骤S20中，采用化学气相沉积法分别以第一沉积气体浓度、第二沉积气体浓度以及第三沉积气体浓度在所述栅极以及所述基板上连续沉积第一氮化硅层、第二氮化硅层以及第三氮化硅层，以形成栅极绝缘层，其中，所述第三氮化硅层中的氮硅的浓度比例小于1。
在本实施例中，化学气相沉积法可以采用SiH4和NH3作为反应气体，采用N2作为载气。
具体的，在形成第一氮化硅层时，其通入的SiH4的速率可以为2300ml/min，此时通入的NH3的速率可以为15600ml/min，N2输入速率可以为60000ml/min。
在一个实施例中，在形成第一氮化硅层的过程中，可以逐渐增加SiH4的速率，使得第一氮化硅层中的氮硅的浓度比例逐渐下降，例如，在保持N2的输入速率和NH3的输入速率不变的前提下，逐步增加SiH4的输入速率，例如，SiH4的输入速率可以依次设置为2300ml/min、2875ml/min、3450ml/min。
在一个实施例中，在形成第二氮化硅层的过程中，由于第二氮化硅层的厚度较大，可以同时提升SiH4、NH3以及N2的输入速率，提升反应速率，SiH4的输入速率可以为5500ml/min，此时NH3的输入速率可以为33000ml/min，N2的输入速率可以为91000ml/min。
在一个实施例中，在形成第三氮化硅层的过程中，由于其氮硅的浓度比例小于1，此时可以相对增加SiH4的输入速率，以增加第三氮化硅层中含硅量，其中，SiH4的输入速率可以为7000ml/min，此时NH3的输入速率可以为26500ml/min，N2的输入速率可以为67000ml/min。
在本实施例中，通过相对减小NH3的输入速率，相对增加SiH4的输入速率，提升第三氮化硅层中的含硅量，此时第三氮化硅层中的氮硅的浓度比例小于1，可以使沟道层与第三氮化硅层的界面处的硅原子化学键接触更加紧密，同时还可以改善沟道层与第三氮化硅层的界面处的界面应力，提高界面应力的匹配性。
在步骤S30中，在所述栅极绝缘层上形成沟道层；
在步骤S40中，在所述沟道层上形成源极、漏极以及绝缘保护层。
在一个实施例中，第三氮化硅层的氮硅的浓度比例可以为0.8-0.9。
在一个实施例中，第二氮化硅层中的氮硅的浓度比例大于第三氮化硅层中的氮硅的浓度比例。
在本实施例中，在第二氮化硅层中，增加其氮硅的浓度比例，逐渐增加第二氮化硅层的绝缘性。
在一个实施例中，第一氮化硅层中的氮硅的浓度比例大于第二氮化硅层中的氮硅的浓度比例。
在一个实施例中，第二氮化硅层中的氮硅的浓度比例可以为0.95-1.05。
在本实施例中，第一氮化硅层中的氮硅的浓度比例大于第二氮化硅层中的氮硅的浓度比例，可以进一步增加第一氮化硅层中的氮硅的浓度比例，使其更加接近Si3N4的组成，提升其绝缘性。
在一个实施例中，采用化学气相沉积法制备所述绝缘保护层，使所述绝缘保护层与所述沟道层之间的界面处的氮硅的浓度比例小于1。
在一个实施例中，参见图2所示，在沟道层40的制备过程中，沟道层40可以包括第一沟道层41和第二沟道层42，其中，第一沟道层41靠近绝缘保护层60，第二沟道层42靠近栅极绝缘层30。
在本实施例中，绝缘保护层60可以为氮化硅，第一沟道层41靠近绝缘保护层60，第一沟道层41与绝缘保护层60之间的界面作为背沟道，是关闭薄膜晶体管时，电子流动的主要通道，通过将绝缘保护层60与沟道层40之间的界面处的氮硅的浓度比例设置为小于1，可以有效减小关断电流，从而提升薄膜晶体管的信耐性测试。
本申请实施例还提供了一种显示面板，包括如上述任一项所述的薄膜晶体管。
本申请实施例提供了一种显示面板、薄膜晶体管及其制备方法，其中，薄膜晶体管包括：基板以及设于所述基板上的栅极、栅极绝缘层、沟道层、源极、漏极以及绝缘保护层；栅极绝缘层包括第一氮化硅层、设于第一氮化硅层上的第二氮化硅层以及设于第二氮化硅层上的第三氮化硅层，其中，第三氮化硅层位于沟道层与第二氮化硅层之间，且第三氮化硅层中的氮硅的浓度比例小于1，通过使第三氮化硅层中的含硅量大于含氮量，促进栅极绝缘层与沟道层之间的界面处的硅原子的原子化学键接触更加紧密，同时也可以改善其界面应力，提高界面应力的匹配性，提升薄膜晶体管器件的稳定性。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种薄膜晶体管，其特征在于，包括：基板以及设于所述基板上的栅极、栅极绝缘层、沟道层、源极、漏极以及绝缘保护层；所述栅极绝缘层包括第一氮化硅层、设于所述第一氮化硅层上的第二氮化硅层以及设于所述第二氮化硅层上的第三氮化硅层，其中，所述第三氮化硅层位于所述沟道层与所述第二氮化硅层之间，且所述第三氮化硅层中的氮硅的浓度比例小于1。
2.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述第二氮化硅层中的氮硅的浓度比例大于所述第三氮化硅层中的氮硅的浓度比例。
3.如权利要求2所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述第一氮化硅层中的氮硅的浓度比例大于所述第二氮化硅层中的氮硅的浓度比例。
4.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述第三氮化硅层中的氮硅的浓度比例为0.8-0.9。
5.如权利要求4所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述第二氮化硅层中的氮硅的浓度比例为0.95-1.05。
6.如权利要求5所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述第一氮化硅层中的氮硅的浓度比例为1.15-1.25。
7.如权利要求1-6任一项所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述绝缘保护层与所述沟道层之间的界面处的氮硅的浓度比例小于1。
8.一种薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，包括：
在基板上沉积形成栅极；
采用化学气相沉积法分别以第一沉积气体浓度、第二沉积气体浓度以及第三沉积气体浓度在所述栅极以及所述基板上连续沉积第一氮化硅层、第二氮化硅层以及第三氮化硅层，以形成栅极绝缘层，其中，所述第三氮化硅层中的氮硅的浓度比例小于1；
在所述栅极绝缘层上形成沟道层；
在所述沟道层上形成源极、漏极以及绝缘保护层。
9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，采用化学气相沉积法制备所述绝缘保护层，使所述绝缘保护层与所述沟道层之间的界面处的氮硅的浓度比例小于1。
10.一种显示面板，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的薄膜晶体管。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113594266A (zh) * | 2021-07-15 | 2021-11-02 | 苏州鼎芯光电科技有限公司 | 一种半导体光电芯片的保护层及其半导体的制备工艺 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0240961A (ja) * | 1988-07-29 | 1990-02-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| EP0366146A2 (en) * | 1988-10-28 | 1990-05-02 | Casio Computer Company Limited | Thin film transistor having memory function and method for using thin film transistor as memory element |
| US5144391A (en) * | 1990-02-28 | 1992-09-01 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Semiconductor device which relieves internal stress and prevents cracking |
| CN101465296A (zh) * | 2007-12-19 | 2009-06-24 | 三菱电机株式会社 | 薄膜晶体管及其制造方法和显示装置 |
| CN102007597A (zh) * | 2008-04-17 | 2011-04-06 | 应用材料股份有限公司 | 低温薄膜晶体管工艺、装置特性、和装置稳定性改进 |
| CN104218090A (zh) * | 2013-05-31 | 2014-12-17 | 上海和辉光电有限公司 | 薄膜晶体管及其制造方法和具有该薄膜晶体管的显示装置 |
| US20150129989A1 (en) * | 2013-11-13 | 2015-05-14 | Everdisplay Optronics (Shanghai) Limited | Gate insulating layer and method for forming the same |
-
2021
- 2021-03-08 CN CN202110253417.9A patent/CN112909087A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0240961A (ja) * | 1988-07-29 | 1990-02-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| EP0366146A2 (en) * | 1988-10-28 | 1990-05-02 | Casio Computer Company Limited | Thin film transistor having memory function and method for using thin film transistor as memory element |
| US5144391A (en) * | 1990-02-28 | 1992-09-01 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Semiconductor device which relieves internal stress and prevents cracking |
| CN101465296A (zh) * | 2007-12-19 | 2009-06-24 | 三菱电机株式会社 | 薄膜晶体管及其制造方法和显示装置 |
| CN102007597A (zh) * | 2008-04-17 | 2011-04-06 | 应用材料股份有限公司 | 低温薄膜晶体管工艺、装置特性、和装置稳定性改进 |
| CN104218090A (zh) * | 2013-05-31 | 2014-12-17 | 上海和辉光电有限公司 | 薄膜晶体管及其制造方法和具有该薄膜晶体管的显示装置 |
| US20150129989A1 (en) * | 2013-11-13 | 2015-05-14 | Everdisplay Optronics (Shanghai) Limited | Gate insulating layer and method for forming the same |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113594266A (zh) * | 2021-07-15 | 2021-11-02 | 苏州鼎芯光电科技有限公司 | 一种半导体光电芯片的保护层及其半导体的制备工艺 |
| CN113594266B (zh) * | 2021-07-15 | 2024-01-02 | 苏州鼎芯光电科技有限公司 | 一种半导体光电芯片的保护层及其半导体的制备工艺 |
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