CN114141708A - 晶体管及其制作方法 - Google Patents

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陈黎暄
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Huizhou China Star Optoelectronics Display Co Ltd
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Shenzhen China Star Optoelectronics Semiconductor Display Technology Co Ltd
Huizhou China Star Optoelectronics Display Co Ltd
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Abstract

本申请提供一种晶体管及其制作方法，晶体管的制作方法，包括：提供基板、溶液、有源层材料及辅助电极；基板包括依次叠设在一起的衬底、栅极及栅极绝缘层；有源层材料分散在溶液中，分散在溶液中的有源层材料带电；将辅助电极置于基板的一侧且面向栅极；并将溶液置于辅助电极和栅极绝缘层之间；及给栅极及辅助电极通电，以在辅助电极和栅极之间形成电场；栅极的电性与溶液中的有源层材料所带的电性相反，有源层材料在电场的作用下沉积在栅极绝缘层上，以形成有源层。本申请提供的晶体管及其制作方法能够实现底栅极和有源层的自对准。

Description

晶体管及其制作方法
技术领域
本申请涉及晶体管技术领域，具体涉及一种晶体管及其制作方法。
背景技术
底栅型晶体管是晶体管的一种，底栅型晶体管的栅极形成在衬底上，而有源层形成在栅极的上方且通过和栅极绝缘层间隔开。在现有技术中，有源层通常是先通过化学气相沉积工艺沉积形成一有源层初始膜层，再通过干法刻蚀对有源层初始膜层进行图案化，以形成有源层。由于栅极与有源层之间具有栅极绝缘层，栅极绝缘层不透明，在干法刻蚀时，栅极绝缘层会影响有源层与栅极的有效的自对准。
发明内容
因此，本申请提供一种能够与栅极形成有效的自对准的晶体管的制作方法及晶体管。
第一方面，本申请提供一种晶体管的制作方法，包括：
提供基板、溶液、有源层材料及辅助电极；其中，所述基板包括依次叠设在一起的一衬底、至少一栅极及一栅极绝缘层；所述有源层材料分散在所述溶液中，分散在所述溶液中的所述有源层材料带电；
将所述辅助电极置于所述基板的一侧且面向所述栅极；并将所述溶液置于所述辅助电极和所述栅极绝缘层之间；及
给所述栅极及所述辅助电极通电，以在所述辅助电极和所述栅极之间形成电场；所述栅极的电性与溶液中的所述有源层材料所带的电性相反，所述有源层材料在所述电场的作用下沉积在所述栅极绝缘层上，以形成有源层。
在本申请一可选实施例中，所述溶液被涂布或滴在所述栅极绝缘层上。
在本申请一可选实施例中，所述电场为垂直电场或水平电场。
在本申请一可选实施例中，所述辅助电极面向所述栅极绝缘层；一个所述辅助电极对应一个所述栅极。
在本申请一可选实施例中，多个所述辅助电极形成在一个辅助基板上，所述辅助基板位于所述基板的上方。
在本申请一可选实施例中，所述辅助电极位于所述衬底上且与至少一个所述栅极相邻。
在本申请一可选实施例中，所述辅助电极位于相邻的两个所述栅极之间。
在本申请一可选实施例中，所述辅助电极与所述栅极位于所述衬底的同一表面上。
在本申请一可选实施例中，所述辅助电极与所述栅极位于所述衬底的相背的表面上。
在本申请一可选实施例中，所述辅助电极接地。
在本申请一可选实施例中，相邻的两个所述栅极中的一个作为所述辅助电极。
在本申请一可选实施例中，所述有源层材料为氧化物半导体、量子点、钙钛矿类材料以及有机半导体材料中的至少一种。
在本申请一可选实施例中，所述溶液的溶剂为极性溶剂体系或非极性溶剂体系。
在本申请一可选实施例中，所述有源层材料在所述溶液中带有正电或负电；
当所述有源层材料在所述溶液中带有正电时，所述栅极内的电为负电，所述辅助电极内的电为正电；及
当所述有源层材料在所述溶液中带有负电时，所述栅极内的电为正电，所述辅助电极内的电为负电。
在本申请一可选实施例中，定义所述有源层材料在所述溶液中的质量百分比为W％，沉积形成的所述有源层的厚度为h，所述溶液的高度为H，沉积形成的所述有源层的密度为ρ，则W％＝ρ*h/H。
在本申请一可选实施例中，所述有源层包括沟道区，所述晶体管的制作方法还包括：
在所述有源层上形成源漏极层，所述源漏极层包括源极及漏极，所述沟道区正对相邻的所述源极及所述漏极之间的间隙。
本申请还提供一种晶体管，所述晶体管包括依次叠设在一起的一衬底、至少一栅极、一栅极绝缘层及一有源层，所述有源层形成在所述栅极绝缘层上，所述有源层正对所述栅极；所述有源层采用电沉积工艺形成在所述栅极绝缘层上，所述有源层及所述栅极在所述衬底上的正投影完全重叠。
在本申请一可选实施例中，所述晶体管还包括位于所述衬底上的辅助电极，所述辅助电极位于相邻的两个所述栅极之间，所述栅极及所述辅助电极位于所述衬底的同一表面上。
本申请提供的晶体管的制作方法，将有源层材料分散在极性或非极性体系溶剂中，使得有源层材料导电，通过借助辅助电极并给辅助电极和底栅极加电(底栅极的电性与有源层材料的电性相反)，可以在辅助电极和底栅极之间形成水平或垂直电场，带电的有源层材料在电场的作用下，沉积在栅极绝缘层上，形成晶体管的有源层。由于底栅极和辅助电极之间的电力线从正极出发，到负极中止，并不存在外扩，因此，沉积得到的有源层与底栅极在衬底上的正投影是完全重叠的，从而可以实现底栅极和有源层的自对准。
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它的附图。
图1为本申请较佳实施例提供的晶体管的制作方法的流程图。
图2为本申请较佳实施例提供的基板、辅助电极及分散有有源层材料的溶液的剖视图。
图3为本申请一实施例提供的有源层材料在电场作用下的沉积示意图。
图4为本申请另一实施例提供的有源层材料在电场作用下的沉积示意图。
图5为本申请再一实施例提供的有源层材料在电场作用下的沉积示意图。
图6为本申请较佳实施例提供的在有源层上形成源漏极层，形成晶体管后的剖视图。
具体实施方式
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、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
本申请可以在不同实施中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。
本申请针对现有的底栅极与有源层不能实现自对准的技术问题，本申请提高一种晶体管及其制作方法，将有源层材料分散在极性或非极性体系溶剂中，使得有源层材料导电，通过借助辅助电极并给辅助电极和底栅极加电(底栅极的电性与有源层材料的电性相反)，可以在辅助电极和底栅极之间形成水平或垂直电场，带电的有源层材料在电场的作用下，沉积在栅极绝缘层上，形成晶体管的有源层。由于底栅极和辅助电极之间的电力线从正极出发，到负极中止，并不存在外扩，因此，沉积得到的有源层与底栅极在衬底上的正投影是完全重叠的，从而可以实现底栅极和有源层的自对准。
请参阅图1-5，本申请较佳实施例提供了一种晶体管100的制作方法，包括步骤：
步骤S1，请参阅图1及图2，提供基板10、溶液(图未示)、有源层材料(图未示)及辅助电极40；其中，所述基板10包括依次叠设在一起的一衬底11、至少一栅极12及一栅极绝缘层13；所述有源层材料30分散在所述溶液20中，分散在所述溶液20中的所述有源层材料30带电。
其中，所述溶液的溶剂为极性溶剂体系或非极性溶剂体系。
其中，所述有源层材料为氧化物半导体、量子点、钙钛矿类材料以及有机半导体材料等中的至少一种。具体地，所述有机半导体材料可以为并五苯等。
其中，对于极性溶剂体系，有机物可以丢失一个OH-或者H+，剩余基团会带电。纳米粒子由于表面可以修饰配体，配体丢失H+或者OH-以后，纳米粒子表面带电。因此，所述有源层材料在所述溶液中带有正电或负电。
其中，定义所述有源层材料在所述溶液中的质量百分比为W％，沉积形成的有源层的厚度为h，所述溶液的高度为H，沉积形成的有源层的密度为ρ，则W％＝ρ*h/H。
步骤S2，请参阅图1、图2、图4及图5，将所述辅助电极40置于所述基板10的一侧并使得所述辅助电极40面向所述栅极12；并将所述溶液置于所述辅助电极40和所述栅极绝缘层13之间。
具体地，所述溶液被涂布或滴在所述栅极绝缘层13上。
请参阅图2，在本申请一可选实施例中，所述辅助电极40面向所述栅极绝缘层13；一个所述辅助电极40对应一个所述栅极12。
请参阅图2，在本申请一可选实施例中，多个所述辅助电极40形成在一个辅助基板41上，所述辅助基板41位于所述基板10的上方。
请参阅图4，在本申请一可选实施例中，相邻两个所述栅极12中的一个作为所述辅助电极40。
请参阅图5，在本申请一可选实施例中，所述辅助电极40位于所述衬底11上且与至少一个所述栅极12相邻。具体地，所述辅助电极40位于相邻的两个所述栅极12之间。
在本申请一可选实施例中，所述辅助电极40与所述栅极12位于所述衬底11的同一表面上。
在本申请一可选实施例中，所述辅助电极40与所述栅极12位于所述衬底11的相背的表面上。
在本申请一可选实施例中，所述辅助电极40接地。
步骤S3，请参阅图1及图3至图5，给所述栅极12及所述辅助电极40通电，以在所述辅助电极40和所述栅极12之间形成电场E；所述栅极12的电性与溶液中的所述有源层材料所带的电性相反，所述有源层材料在所述电场E的作用下沉积在所述栅极绝缘层13上，以形成有源层50。
其中，所述有源层50包括沟道区51。
在本申请一可选实施例中，所述电场E为垂直电场或水平电场。
其中，当所述有源层材料在所述溶液中带有正电时，所述栅极12内的电为负电，所述辅助电极40内的电为正电；及当所述有源层材料在所述溶液中带有负电时，所述栅极12内的电为正电，所述辅助电极40内的电为负电。
由于所述栅极12的电性与溶液中的所述有源层材料所带的电性相反，在电场E的作用下，所述有源层材料会向所述栅极12的方向移动并沉积在所述栅极绝缘层13上。
在本申请一可选实施例中，所述电场E为垂直电场或水平电场。
具体地，请参阅图3，由于所述辅助电极40位于所述栅极绝缘层13的上方，当所述辅助电极40及所述栅极12中通入具有相反电性的电时，例如：所述辅助电极40的电性为正，所述栅极12的电性为负，所述有源层材料的电性为正，所述辅助电极40及所述栅极12之间形成了电场E，所述电场E为垂直电场，电力线从作为正电极的辅助电极40指向作为负电极的所述栅极12，所述有源层材料在所述电场E的作用下沉积在所述栅极绝缘层13上，以形成有源层50。当然，所述辅助电极40的电性还可以为负，所述栅极12的电性为正，所述有源层材料的电性为负。
具体地，请参阅图4，在本申请一可选实施例中，相邻的两个所述栅极12内通入的电的电性相反，则在相邻的两个所述栅极12之间形成了水平电场，由于所述有源层材料沉积在所述栅极绝缘层13的与所述有源层材料电性相反的一个所述栅极12相对应的位置处。
具体地，请参阅图5，在本申请一可选实施例中，一个所述辅助电极40位于两个所述栅极12之间，当其中一个所述栅极12与所述辅助电极40通入的电性相反时，会在所述栅极12与所述辅助电极40之间形成一个水平电场。
在其他实施例中，还可以在相邻的两个所述栅极12之中通入电性相同且与所述辅助电极40电性相反的电，此时，可同时沉积两个分别对应两个所述栅极12的所述有源层50。
步骤S4，请参阅图6，在所述有源层50上形成源漏极层60，所述源漏极层60包括源极61及漏极62，所述沟道区51正对相邻的所述源极61及所述漏极62之间的间隙。
请参阅图6，本申请还提供一种晶体管100，所述晶体管100包括依次叠设在一起的一衬底11、至少一栅极12、一栅极绝缘层13及一有源层50，所述有源层50形成在所述栅极绝缘层13上，所述有源层50正对所述栅极12；所述有源层50采用电沉积工艺形成在所述栅极绝缘层13上，所述有源层50及所述栅极12在所述衬底11上的正投影完全重叠。其中，所述电沉积工艺可参考如上所述的步骤S1至步骤S3。
在本申请一可选实施例中，所述晶体管100还包括位于所述衬底11上的辅助电极40，所述辅助电极40位于相邻的两个所述栅极12之间，所述栅极12及所述辅助电极40位于所述衬底11的同一表面上。
当然，所述晶体管100还包括覆盖所述源漏极层60的钝化层(图未示)及平坦层(图未示)。
本申请还提供一种阵列基板(图未示)，所述阵列基板包括所述晶体管100及形成在所述平坦层上的阳极(图未示)、形成在所述阳极上的像素定义层(图未示)及发光单元。所述阳极贯穿所述平坦层及所述钝化层且与所述源漏极层电连接，所述像素定义层上具有多个像素开口，所述发光单元位于所述像素开口内。
本申请提供的晶体管的制作方法，将有源层材料分散在极性或非极性体系溶剂中，使得有源层材料导电，通过借助辅助电极并给辅助电极和底栅极加电(底栅极的电性与有源层材料的电性相反)，可以在辅助电极和底栅极之间形成水平或垂直电场，带电的有源层材料在电场的作用下，沉积在栅极绝缘层上，形成晶体管的有源层。由于底栅极和辅助电极之间的电力线从正极出发，到负极中止，并不存在外扩，因此，沉积得到的有源层与底栅极在衬底上的正投影是完全重叠的，从而可以实现底栅极和有源层的自对准。
以上对本申请实施例所提供的晶体管及其制作方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想；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的技术方案的范围。

Claims (18)

1.一种晶体管的制作方法，其特征在于，包括：
提供基板、溶液、有源层材料及辅助电极；其中，所述基板包括依次叠设在一起的一衬底、至少一栅极及一栅极绝缘层；所述有源层材料分散在所述溶液中，分散在所述溶液中的所述有源层材料带电；
将所述辅助电极置于所述基板的一侧；并将所述溶液置于所述辅助电极和所述栅极绝缘层之间；及
给所述栅极及所述辅助电极通电，以在所述辅助电极和所述栅极之间形成电场；所述栅极的电性与溶液中的所述有源层材料所带的电性相反，所述有源层材料在所述电场的作用下沉积在所述栅极绝缘层上，以形成有源层。
2.如权利要求1所述的晶体管的制作方法，其特征在于，所述溶液被涂布或滴在所述栅极绝缘层上。
3.如权利要求1所述的晶体管的制作方法，其特征在于，所述电场为垂直电场或水平电场。
4.如权利要求3所述的晶体管的制作方法，其特征在于，所述辅助电极面向所述栅极绝缘层；一个所述辅助电极对应一个所述栅极。
5.如权利要求4所述的晶体管的制作方法，其特征在于，多个所述辅助电极形成在一个辅助基板上，所述辅助基板位于所述基板的上方。
6.如权利要求3所述的晶体管的制作方法，其特征在于，所述辅助电极位于所述衬底上且与至少一个所述栅极相邻。
7.如权利要求6所述的晶体管的制作方法，其特征在于，所述辅助电极位于相邻的两个所述栅极之间。
8.如权利要求7所述的晶体管的制作方法，其特征在于，所述辅助电极与所述栅极位于所述衬底的同一表面上。
9.如权利要求7所述的晶体管的制作方法，其特征在于，所述辅助电极与所述栅极位于所述衬底的相背的表面上。
10.如权利要求7所述的晶体管的制作方法，其特征在于，所述辅助电极接地。
11.如权利要求3所述的晶体管的制作方法，其特征在于，相邻的两个所述栅极中的一个作为所述辅助电极。
12.如权利要求1所述的晶体管的制作方法，其特征在于，所述有源层材料为氧化物半导体、量子点、钙钛矿类材料以及有机半导体材料中的至少一种。
13.如权利要求1所述的晶体管的制作方法，其特征在于，所述溶液的溶剂为极性溶剂体系或非极性溶剂体系。
14.如权利要求1所述的晶体管的制作方法，其特征在于，所述有源层材料在所述溶液中带有正电或负电；
当所述有源层材料在所述溶液中带有正电时，所述栅极内的电为负电，所述辅助电极内的电为正电；及
当所述有源层材料在所述溶液中带有负电时，所述栅极内的电为正电，所述辅助电极内的电为负电。
15.如权利要求1所述的晶体管的制作方法，其特征在于，定义所述有源层材料在所述溶液中的质量百分比为W％，沉积形成的所述有源层的厚度为h，所述溶液的高度为H，沉积形成的所述有源层的密度为ρ，则W％＝ρ*h/H。
16.如权利要求1至15任一项所述的晶体管的制作方法，其特征在于，所述有源层包括沟道区，所述晶体管的制作方法还包括：
在所述有源层上形成源漏极层，所述源漏极层包括源极及漏极，所述沟道区正对相邻的所述源极及所述漏极之间的间隙。
17.一种晶体管，所述晶体管包括依次叠设在一起的一衬底、至少一栅极、一栅极绝缘层及一有源层，所述有源层形成在所述栅极绝缘层上，所述有源层正对所述栅极；其特征在于，所述有源层采用电沉积工艺形成在所述栅极绝缘层上，所述有源层及所述栅极在所述衬底上的正投影完全重叠。
18.如权利要求17所述的晶体管，其特征在于，所述晶体管还包括位于所述衬底上的辅助电极，所述辅助电极位于相邻的两个所述栅极之间，所述栅极及所述辅助电极位于所述衬底的同一表面上。
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