CN115084275A - 金属氧化物TFT及制造方法、x射线探测器和显示面板 - Google Patents

金属氧化物TFT及制造方法、x射线探测器和显示面板 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种金属氧化物TFT及制造方法、x射线探测器和显示面板，属于电子技术领域。所述方法包括：在衬底基板上形成金属氧化物半导体材质的有源层以及层叠在有源层上的包括镧系金属元素的功能层后，对有源层以及功能层进行退火处理，功能层中的镧系金属元素扩散至有源层；扩散至有源层中的镧系金属元素可以在有源层中形成陷阱态，有源层受到光照产生的光生电子，可以被该陷阱态捕获，从而改善有源层的光照稳定性。解决了相关技术中金属氧化物TFT的有源层的光稳定性较差的问题，实现了提升金属氧化物TFT中有源层的光稳定性的效果。

Description

金属氧化物TFT及制造方法、x射线探测器和显示面板
技术领域
本申请涉及电子技术领域，特别涉及一种金属氧化物TFT及制造方法、x射线探测器和显示面板。
背景技术
金属氧化物薄膜晶体管(英文：Thin Film Transistor，简写：TFT)是一种可以实现开关功能的器件。
相关技术中有一种金属氧化物TFT的制造方法，该方法包括在衬底基板上通过金属氧化物半导体材料形成有源层。
但是，上述方法制造的金属氧化物TFT中，有源层的光稳定性较差。
发明内容
本申请实施例提供了一种金属氧化物TFT及制造方法、x射线探测器和显示面板。所述技术方案如下：
根据本申请的一方面，提供了一种金属氧化物TFT的制造方法，所述方法包括：
在衬底基板上形成金属氧化物半导体材质的有源层以及层叠在所述有源层上的包括镧系金属元素的功能层；
对所述有源层以及所述功能层进行退火处理，所述功能层中的镧系金属元素扩散至所述有源层。
可选的，所述退火处理的温度为200～450摄氏度，时间为0.5～3小时，气氛包括干燥空气或者氧气。
可选的，所述在衬底基板上形成金属氧化物半导体材质的有源层以及层叠在有源层上的包括镧系金属元素的功能层，包括：
在所述衬底基板上依次形成金属氧化物半导体薄膜和包括镧系金属元素的薄膜；
在所述包括镧系金属元素的薄膜上形成第一光刻胶图案；
通过同一刻蚀液对所述金属氧化物半导体层薄膜以及所述包括镧系金属元素的薄膜进行刻蚀，以形成所述有源层以及层叠在所述有源层上的功能层；
去除所述第一光刻胶图案。
可选的，所述对所述有源层以及所述功能层进行退火处理之后，所述方法还包括，对所述功能层进行去除处理。
可选的，所述对所述功能层进行去除处理，包括：
在形成有所述功能层的衬底基板上形成源漏金属层；
在所述源漏金属层上形成第二光刻胶图案；
对所述源漏金属层以及所述功能层进行刻蚀处理，以使所述源漏金属层形成源漏极，并刻蚀掉所述功能层处于第一区域外的部分，所述第一区域为所述源漏极在所述有源层上的正投影区域，所述源漏极包括源极和漏极。
可选的，所述在衬底基板上形成金属氧化物半导体材质的有源层以及层叠在所述有源层上的包括镧系金属元素的功能层，包括：
在所述衬底基板上形成所述有源层；
在形成有所述有源层的衬底基板上形成包括镧系金属元素的薄膜，所述有源层由顶面、底面以及连接所述顶面和所述底面的侧面围成，所述底面朝向所述衬底基板，所述包括镧系金属元素的薄膜覆盖所述有源层的顶面以及侧面；
所述对所述有源层以及所述功能层进行退火处理，包括：
对所述有源层以及所述包括镧系金属元素的薄膜进行退火处理，以使镧系金属元素从扩散至所述有源层的顶面以及侧面。
可选的，所述功能层的材料包括镧系金属的单元或多元氧化物。
可选的，所述功能层的材料包括氧化镨、氧化钐、氧化铈、铟锌氧化物、铟锌镨氧化物、铟锌钐氧化物中的一种或多种。
另一方面，提供了一种金属氧化物TFT，所述金属氧化物TFT是由上述一方面中任一所述的方法制成，所述金属氧化物TFT包括：
位于衬底基板上的金属氧化物半导体的有源层，所述有源层中具有镧系金属元素。
可选的，所述有源层远离所述衬底基板的一面上，指定深度的材料中扩散有所述镧系金属元素
可选的，所述有源层为单层，为TFT的沟道层，由顶面、底面以及连接所述顶面和所述底面的侧面围成，所述有源层远离所述衬底基板的一面包括所述有源层的顶面以及侧面。
可选的，所述镧系金属元素在所述有源层中单位体积的质量百分比，从所述有源层的顶面沿朝向所述衬底基板的方向逐渐减小。
可选的，所述镧系金属元素包括镨、钐、铈中的一种或多种。
可选的，所述指定深度小于或等于10纳米。
可选的，所述金属氧化物TFT还包括源漏极，以及位于所述有源层和所述源漏极之间的包括镧系金属元素的金属层，所述源漏极包括源极和漏极，所述金属层的材料包括镧系金属的单元或多元氧化物。
可选的，所述镧系金属元素在所述有源层中的质量百分比大于或等于0.5％，且小于或等于10％。
另一方面，提供了一种x射线探测器，所述x射线探测器包括上述一方面任一所述的金属氧化物TFT。
另一方面，提供了一种显示面板，所述显示面板包括上述一方面任一所述的金属氧化物TFT。
另一方面，提供了另一种金属氧化物TFT，所述金属氧化物TFT是由上述一方面中任一所述的方法制成，所述金属氧化物TFT包括：
位于衬底基板上的栅极、源极、漏极和有源层；
所述有源层位于所述栅极和所述源极或漏极之间；
所述有源层包括沟道层，所述沟道层为第一金属氧化物半导体层；
所述第一金属氧化物半导体层包括铟、镓、锌、锡、铝、钨、锆、铪、硅中的一种或多种；所述沟道层中的上表面上以及距离该上表面一定厚度的位置含有镧系金属掺杂材料；所述镧系金属含量随着远离所述沟道层中的上表面的距离增大呈减小的趋势。
可选的，所述有源层上设置有源极和漏极；
所述有源层的沟道层与所述源极之间设置有金属层，所述金属层的金属材料与所述镧系金属掺杂材料为相同的材料；
所述有源层的沟道层与漏极之间设置有金属层，所述金属层包括与所述镧系金属掺杂材料相同的镧系金属元素。
可选的，所述源极和所述沟道层之间的金属层与所述漏极和所述沟道层之间的金属层的厚度相同。
可选的，所述源极和所述沟道层之间的金属层的外侧壁与所述沟道层的一个外侧壁在同一个坡面上，且坡度角方向相同，所述漏极和所述沟道层之间的金属层的外侧壁与所述沟道层的另一个外侧壁在同一个坡面上，且坡度角方向相同；
所述源极和所述沟道层之间的金属层的内侧壁与所述源极的内侧壁在同一个坡面上，且坡度角方向相同，所述漏极和所述沟道层之间的金属层的内侧壁与所述漏极的内侧壁在同一个坡面上，且坡度角方向相同。
可选的，所述有源层还包括背沟道保护层，所述沟道层为掺杂有镧系金属的铟镓锡氧化物、所述背沟道保护层位于所述沟道层上，所述背沟道保护层为结晶铟镓锌氧化物、掺杂镧系金属的铟镓锌氧化物或掺杂镧系金属的铟镓锌氧化物。
可选的，所述有源层还包括遮光保护层，所述遮光保护层包括掺杂镧系金属的铟锌氧化物或掺杂镧系金属的铟镓锌氧化物，所述遮光保护层位于所述沟道层的远离所述背沟道保护层的另一侧。
可选的，所述镧系金属为镨。
本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
提供了一种金属氧化物TFT的制造方法。在该方法中，在衬底基板上形成金属氧化物半导体材质的有源层以及层叠在有源层上的包括镧系金属元素的功能层后，对有源层以及功能层进行退火处理，功能层中的镧系金属元素扩散至有源层；扩散至有源层中的镧系金属元素可以在有源层中形成陷阱态，有源层受到光照产生的光生电子，可以被该陷阱态捕获，从而改善有源层的光照稳定性。解决了相关技术中金属氧化物TFT的有源层的光稳定性较差的问题，实现了提升金属氧化物TFT中有源层的光稳定性的效果。
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是本申请实施例提供的一种金属氧化物TFT的制造方法的流程图；
图2是本申请实施例提供的另一种金属氧化物TFT的制造方法的流程图；
图3是图2所示的方法中一种衬底基板的结构示意图；
图4是图2所示的方法中另一种衬底基板的结构示意图；
图5是图2所示的方法中在栅绝缘层上形成有源层以及功能层的流程图；
图6是图2所示的方法中另一种衬底基板的结构示意图；
图7是图2所示的方法中另一种衬底基板的结构示意图；
图8是图2所示的方法中另一种衬底基板的结构示意图；
图9是图2所示的方法中另一种衬底基板的结构示意图；
图10是图2所示的方法中另一种衬底基板的结构示意图；
图11是本申请实施例提供的另一种金属氧化物TFT的制造方法的流程图；
图12是图11所示的方法中另一种衬底基板的结构示意图；
图13是图11所示的方法中另一种衬底基板的结构示意图；
图14是本申请实施例提供的另一种金属氧化物TFT的制造方法的流程图；
图15是图14所示的方法中在栅绝缘层上形成金属氧化物半导体材质的有源层的流程图；
图16是图14所示的方法中另一种衬底基板的结构示意图；
图17是图14所示的方法中另一种衬底基板的结构示意图；
图18是图14所示的方法中另一种衬底基板的结构示意图；
图19是图14所示的方法中另一种衬底基板的结构示意图；
图20是图14所示的方法中另一种衬底基板的结构示意图；
图21是图14所示的方法中另一种衬底基板的结构示意图；
图22是本申请实施例提供的另一种金属氧化物TFT的制造方法的流程图；
图23是图22所示的方法中另一种衬底基板的结构示意图；
图24是图22所示的方法中另一种衬底基板的结构示意图；
图25是图22所示的方法中另一种衬底基板的结构示意图；
图26是图22所示的方法中另一种衬底基板的结构示意图；
图27是图22所示的方法中另一种衬底基板的结构示意图；
图28是图22所示的方法中另一种衬底基板的结构示意图；
图29是本申请实施例提供的金属氧化物TFT的制造方法的流程图；
图30是图29所示的方法中另一种衬底基板的结构示意图；
图31是图29所示的方法中另一种衬底基板的结构示意图；
图32是图29所示的方法中另一种衬底基板的结构示意图；
图33是图29所示的方法中另一种衬底基板的结构示意图；
图34是图29所示的方法中另一种衬底基板的结构示意图；
图35是图29所示的方法中另一种衬底基板的结构示意图；
图36是图29所示的方法中另一种衬底基板的结构示意图；
图37是本申请实施例示出的一种金属氧化物TFT的结构示意图；
图38是本申请实施例示出的另一种金属氧化物TFT的结构示意图；
图39是本申请实施例示出的另一种金属氧化物TFT的结构示意图；
图40是本申请实施例示出的另一种金属氧化物TFT的结构示意图；
图41是本申请实施例示出的另一种金属氧化物TFT的结构示意图。
通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
金属氧化物TFT是一种新型的TFT，其可以应用于液晶显示器(英文：LiquidCrystal Display；简写：LCD)、有机发光半导体(英文：Organic Light-Emitting Diode；简写：OLED)显示器、X射线传感器(英文：X-ray transducer)、迷你发光二极管(Mini LED)显示器、量子点发光二极管(英文：Quantum Dot Light Emitting Diodes；简写：QLED)显示器以及低温多晶氧化物技术(英文：Low Temperature Polycrystalline Oxide；简写：LTPO)等中。
金属氧化物TFT应用于显示面板中时，可以位于阵列基板中，阵列基板是显示面板中的一个部件，用于对显示面板进行控制。根据显示面板类型的不同，显示面板中还可以包括其他的部件，例如，当显示面板为液晶显示面板时，该液晶显示面板还可以包括液晶层以及彩膜基板，当显示面板为有机发光二极管显示面板时，该有机发光二极管显示面板中还可以包括有机发光二极管。
阵列基板可以包括衬底基板以及在衬底基板上阵列排布的多个薄膜晶体管，薄膜晶体管可以包括栅极、源极、漏极以及有源层，源极和漏极搭接在有源层上，可以通过栅极上加载的电压，以控制有源层是否将源极和漏极接通，进而实现薄膜晶体管的功能。
图1是本申请实施例示出的一种金属氧化物TFT的制造方法的流程图，该方法可以包括：
步骤201、在衬底基板上形成金属氧化物半导体材质的有源层以及层叠在有源层上的包括镧系金属元素的功能层。
步骤202、对有源层以及功能层进行退火处理，功能层中的镧系金属元素扩散至有源层。
综上所述，本申请实施例提供了一种金属氧化物TFT的制造方法。在该方法中，在衬底基板上形成金属氧化物半导体材质的有源层以及层叠在有源层上的包括镧系金属元素的功能层后，对有源层以及功能层进行退火处理，功能层中的镧系金属元素扩散至有源层；扩散至有源层中的镧系金属元素可以在有源层中形成陷阱态，有源层受到光照产生的光生电子，可以被该陷阱态捕获，从而改善有源层的光照稳定性。解决了相关技术中金属氧化物TFT的有源层的光稳定性较差的问题，实现了提升金属氧化物TFT中有源层的光稳定性的效果。
图2是本申请实施例提供的另一种金属氧化物TFT的制造方法的流程图，该方法可以包括：
步骤301、获取衬底基板。
衬底基板的材质可以包括玻璃或者聚酰亚胺等。
步骤302、在衬底基板上形成栅极。
该栅极可以是薄膜晶体管中的结构。在形成该栅极时，首先可以在衬底基板上形成栅金属层(该栅金属层可以由沉积、溅射等方式中的一种方式形成)，之后通过构图工艺对该栅金属层进行处理，以得到栅极。需要说明的是，通过构图工艺可以得到包括多个栅极的栅极图案，该栅极图案中的部分或全部栅极可以参考本申请实施例所涉及的栅极。本申请实施例中，所涉及的构图工艺可以包括光刻胶涂覆、曝光、显影、刻蚀和光刻胶剥离等。
示例性的，如图3所示，图3是步骤302结束时，衬底基板的一种结构示意图，栅极112形成于衬底基板111上，该栅极112的材料可以包括金属。
步骤303、在栅极图形上形成栅绝缘层。
该栅绝缘层可以用于避免栅极与薄膜晶体管中的其它结构短路。
示例性的，如图4所示，图4是步骤303结束时，另一种衬底基板的结构示意图，栅绝缘层113形成于具有栅极112的衬底基板111上，该栅极绝缘层113的材料可以包括二氧化硅、氮化硅或者二氧化硅和氮化硅的混合材料。
步骤304、在栅绝缘层上形成金属氧化物半导体材质的有源层以及层叠在有源层上的包括镧系金属元素的功能层。
如图5所示，步骤304可以包括下面四个子步骤：
子步骤3041、在栅绝缘层上依次形成金属氧化物半导体薄膜和包括镧系金属元素的薄膜。
金属氧化物半导体薄膜和包括镧系金属元素的薄膜均为整层结构，并依次覆盖在栅绝缘层上。金属氧化物半导体薄膜和包括镧系金属元素的薄膜可以通过沉积的方式形成。
金属氧化物半导体薄膜的材料可以包括铟锌氧化物(IZO)、铟镓氧化物(IGO)、铟镓锌氧化物(IGZO)、铟镓锡氧化物(IGTO)、铟锡锌氧化物(ITZO)或者铟(In)、镓(Ga)、锌(Zn)、锡(Sn)、铝(Al)、钨(W)、锆(Zr)、铪(Hf)以及硅(Si)组成的单元或多元金属氧化物。
示例性的，如图6所示，图6是步骤3041结束时，另一种衬底基板的结构示意图，在形成有栅绝缘层113的衬底基板111上形成金属氧化物半导体薄膜114和包含镧系金属元素的薄膜115。
子步骤3042、在包括镧系金属元素的薄膜上形成第一光刻胶图案。
该第一光刻胶图案的形成过程可以包括：在包括镧系金属元素的薄膜上形成光刻胶的膜层，之后对该光刻胶的膜层进行曝光和显影，以形成该第一光刻胶图案。
其中，光刻胶又称光致抗蚀剂，是光刻成像的承载介质，其作用是利用光化学反应的原理将光刻系统中经过衍射、滤波后的光信息转化为化学能量，进而完成掩模图形的复制。
子步骤3043、通过同一刻蚀液对金属氧化物半导体层薄膜以及包括镧系金属元素的薄膜进行刻蚀，以形成有源层以及层叠在有源层上的功能层。
在本申请实施例中，可以通过同一刻蚀液对金属氧化物半导体层薄膜以及包括镧系金属元素的薄膜进行刻蚀，以形成有源层以及层叠在有源层上的功能层。
如此，便通过一次构图工艺形成了有源层以及层叠在有源层上的功能层。
该功能层的材料可以包括镨(Pr)、钐(Sm)、铈(Ce)等各种镧系金属的单元或多元氧化物，例如可以包括氧化镨、氧化钐、氧化铈、铟锌氧化物、铟锌镨氧化物、铟锌钐氧化物中的一种或多种。
示例性的，如图7所示，图7是步骤3043结束时，另一种衬底基板的结构示意图，对金属氧化物半导体层薄膜和包括镧系金属元素的薄膜进行处理，得到有源层116和功能层117。
子步骤3044、去除第一光刻胶图案。
可以通过剥离的方式来去除第一光刻胶图案。
步骤305、对有源层以及功能层进行退火处理，以使功能层中的镧系金属元素扩散至有源层。
对有源层以及功能层进行退火处理，一方面可以使功能层中的镧系金属元素扩散至有源层，另一方面可以使有源层具有较高的抗蚀特性。
其中，退火处理是一种金属热处理工艺，在退火工艺中，可以将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷却。本申请实施例中，退火处理的温度可以为200～450摄氏度，时间可以为0.5～3小时，气氛可以包括干燥空气或者氧气。
在干燥空气和氧气中进行退火工艺，可以避免氮气或者水汽等杂质对退火工艺的影响。
退火处理的过程中，功能层中的镧系金属元素可以扩散至有源层的表面，扩散至有源层中的镧系金属元素可以在有源层中形成陷阱态，该有源层受到光照产生的光生电子，可以被该陷阱态捕获，使得光生电子大量降低，从而改善有源层的光照稳定性。
光生电子指的是用光照射半导体时，若光子的能量等于或大于半导体的禁带宽度，则价带中的电子吸收光子后进入导带，产生光生电子-空穴对。
禁带宽度的大小决定了材料是具有半导体性质还是具有绝缘体性质。半导体的禁带宽度较小，当温度升高时，电子可以被激发传到导带，从而使材料具有导电性。绝缘体的禁带宽度很大，即使在较高的温度下，仍是电的不良导体。
退火处理的过程中，功能层中的镧系金属元素可以扩散至有源层的表面内的厚度小于或等于10纳米，或者功能层中的镧系金属元素可以扩散至有源层的表面内的厚度小于或等于5纳米，镧系金属元素在有源层中的质量百分比大于或等于0.5％，且小于或等于10％。在此范围内，扩散至有源层的镧系金属元素可以改善有源层的光照稳定性。
示例性的，如图8所示，图8是步骤305结束时，另一种衬底基板的结构示意图，对有源层116以及功能层117进行退火处理，以使功能层117中的镧系金属元素Ln扩散至有源层远离衬底基板111的一侧表面。
步骤306、对功能层进行去除处理。
本申请实施例中，可以通过刻蚀工艺以去除有源层上的功能层，由于退火处理后的有源层具有高抗蚀特性，因而可以使有源层在刻蚀功能层的过程中不受损害。去除功能层可以避免功能层对有源层性能产生影响。
刻蚀处理的方式可以包括干法刻蚀或湿法刻蚀。
如图9所示，图9是步骤306结束时，另一种衬底基板的结构示意图，对全部的功能层进行刻蚀处理后，留下了具有高抗蚀特性的有源层。
步骤307、在有源层上形成源极和漏极。
去除功能层后在有源层上形成源极和漏极，可以增大有源层和源级与漏级的接触面积，从而提高金属氧化物TFT的性能。
在有源层上形成源极和漏极的过程可以包括，在形成有有源层的衬底基板上形成源漏金属层，在源漏金属层上形成第三光刻胶图案；对源漏金属层进行刻蚀处理，以使源漏金属层形成源极和漏极。
示例的，如图10所示，图10步骤307结束时，另一种衬底基板的结构示意图，在形成有有源层116的衬底基板111上形成源漏金属层，然后对该源漏金属层执行一次构图工艺形成源极118和漏极119。
综上所述，本申请实施例提供了一种金属氧化物TFT的制造方法。在该方法中，在衬底基板上形成金属氧化物半导体材质的有源层以及层叠在有源层上的包括镧系金属元素的功能层后，对有源层以及功能层进行退火处理，功能层中的镧系金属元素扩散至有源层；扩散至有源层中的镧系金属元素可以在有源层中形成陷阱态，有源层受到光照产生的光生电子，可以被该陷阱态捕获，从而改善有源层的光照稳定性。解决了相关技术中金属氧化物TFT的有源层的光稳定性较差的问题，实现了提升金属氧化物TFT中有源层的光稳定性的效果。
图11是本申请实施例提供的另一种金属氧化物TFT的制造方法的流程图，该方法可以包括：
步骤401、获取衬底基板。
步骤402、在衬底基板上形成栅极。
该步骤402的可以参考上述图2所示实施例中的步骤302，本申请实施例在此不再赘述，步骤402结束时，衬底基板的结构也可以参考图3。
步骤403、在栅极图形上形成栅绝缘层。
该步骤403可以参考上述图2所示实施例中的步骤303，本申请实施例在此不再赘述，步骤403结束时，衬底基板的结构也可以参考图4。
步骤404、在栅绝缘层上形成金属氧化物半导体材质的有源层以及层叠在有源层上的功能层。
该步骤404可以参考上述图2所示实施例中的步骤304，本申请实施例在此不再赘述，步骤404结束时，衬底基板的结构也可以参考图7。
步骤405、对有源层以及功能层进行处理，以使功能层中的镧系金属元素扩散至有源层。
该步骤405可以参考上述图2所示实施例中的步骤305，本申请实施例在此不再赘述，步骤404结束时，衬底基板的结构也可以参考图8。
步骤406、在形成有功能层的衬底基板上形成源漏金属层。
在形成有功能层的衬底基板上形成源漏金属层。
示例的，如图12所示，图12是步骤406结束时，另一种衬底基板的结构示意图，在形成有功能层117的衬底基板111上形成源漏金属层211。
步骤407、在源漏金属层上形成第二光刻胶图案。
该第二光刻胶的形成方式可以参考上述实施例中第一光刻胶图案的形成方式，本申请实施例在此不再赘述。
步骤408、对源漏金属层以及功能层进行刻蚀处理，以使源漏金属层形成源漏极，并刻蚀掉功能层处于第一区域外的部分，第一区域为源漏极在有源层上的正投影区域，源漏极包括源极和漏极。
本步骤中，可以使用同一刻蚀液对源漏金属层以及功能层进行刻蚀处理，以使源漏金属层形成源漏极。如此便通过一次构图工艺在形成了源漏极的基础上，实现了对功能层的部分去除，降低了功能层对有源层的影响；刻蚀处理的方式包括干刻法和湿刻法。第一区域为源漏极在有源层上的正投影区域。退火处理后的有源层具有高抗蚀特性；可以使有源层在刻蚀功能层的过程中不受损害。
如图13所示，图13是步骤408结束时，另一种衬底基板的结构示意图，对该源漏金属层211执行一次构图工艺形成源极212和漏极213。
对处于第一区域外的部分功能层进行刻蚀处理，以去除第一区域外的部分功能层。此处理方式下，有源层116和源漏极之间会存在包括镧系金属元素的金属层1171。
在功能层上形成源漏级金属层，再对源漏金属层以及功能层进行处理，可以在一个工序中达到形成源漏级和去除功能层的效果，节省金属氧化物TFT的制造工序。
步骤409、去除第二光刻胶。
综上所述，本申请实施例提供了一种金属氧化物TFT的制造方法。在该方法中，在衬底基板上形成金属氧化物半导体材质的有源层以及层叠在有源层上的包括镧系金属元素的功能层后，对有源层以及功能层进行退火处理，功能层中的镧系金属元素扩散至有源层；扩散至有源层中的镧系金属元素可以在有源层中形成陷阱态，有源层受到光照产生的光生电子，可以被该陷阱态捕获，从而改善有源层的光照稳定性。解决了相关技术中金属氧化物TFT的有源层的光稳定性较差的问题，实现了提升金属氧化物TFT中有源层的光稳定性的效果。
图14是本申请实施例提供的另一种金属氧化物TFT的制造方法的流程图，该方法可以包括：
步骤501、获取衬底基板。
步骤502、在衬底基板上形成栅极。
该步骤502的可以参考上述图2所示实施例中的步骤302，本申请实施例在此不再赘述，步骤502结束时，衬底基板的结构也可以参考图3。
步骤503、在栅极图形上形成栅绝缘层。
该步骤503可以参考上述图2所示实施例中的步骤303，本申请实施例在此不再赘述，步骤503结束时，衬底基板的结构也可以参考图4。
步骤504、在栅绝缘层上形成金属氧化物半导体材质的有源层。
在具有栅绝缘层的衬底基板上形成有源层，该有源层可以通过首先在栅绝缘层上形成金属氧化物半导体薄膜，在金属氧化物半导体薄膜上形成第四光刻胶图案；通过刻蚀液对金属氧化物半导体薄膜进行刻蚀，以形成有源层，再去除第四光刻胶。
如图15所示，步骤504可以包括下面两个子步骤：
子步骤5041、在栅绝缘层上形成金属氧化物半导体薄膜。
金属氧化物半导体薄膜为整层结构，并覆盖在栅绝缘层上。金属氧化物半导体薄膜可以通过沉积的方式形成。
示例性的，如图16所示，图16是步骤5041结束时，另一种衬底基板的结构示意图，在形成有栅绝缘层113的衬底基板111上形成金属氧化物半导体薄膜311。
子步骤5042、对金属氧化物半导体薄膜进行处理，得到有源层。
该有源层的材料可以参考上述图2所示实施例中的有源层的材料。
示例性的，如图17所示，图17是步骤5042结束时，另一种衬底基板的结构示意图，通过一次构图工艺对金属氧化物半导体薄膜进行处理，得到有源层312，有源层312由顶面、底面以及连接顶面和底面的侧面围成，底面朝向衬底基板111。
步骤505、在形成有有源层的衬底基板上形成包括镧系金属元素的薄膜。
该包括镧系金属元素的薄膜的材料可以包括镨(Pr)、钐(Sm)、铈(Ce)等镧系金属的单元或多元氧化物；在形成有有源层的衬底基板上形成包括镧系金属元素的薄膜，该薄膜包括功能层，包括镧系金属元素的薄膜的材料可以包括氧化镨、氧化钐、氧化铈、铟锌氧化物、铟锌镨氧化物、铟锌钐氧化物中的一种或多种。
示例性的，如图18所示，图18是步骤505结束时，另一种衬底基板的结构示意图，在形成有有源层312的衬底基板111上形成包括镧系金属元素的薄膜313，包括镧系金属元素的薄膜313覆盖有源层312的顶面以及侧面。
步骤506、对有源层以及包括镧系金属元素的薄膜进行退火处理，以使镧系金属元素从包括镧系金属元素的薄膜扩散至有源层的顶面以及侧面。
对有源层以及包括镧系金属元素的薄膜进行退火处理，退火处理的具体实施方式可以参考图2所示实施例中退火处理的实施方式。
包括镧系金属元素的薄膜覆盖有源层的顶面以及侧面，可以使包括镧系金属元素的薄膜中的镧系金属元素扩散至有源层的顶面以及侧面，进而可以提高有源层侧面的光稳定性。
如图19所示，图19是步骤506结束时，另一种衬底基板的结构示意图，对有源层以及包括镧系金属元素的薄膜313进行退火处理，以使包括镧系金属元素的薄膜313中的镧系金属元素扩散至有源层312。
步骤507、对包括镧系金属元素的薄膜进行去除处理。
去除包括镧系金属元素的薄膜可以包括对全部的包括镧系金属元素的薄膜进行刻蚀处理。
如图20所示，图20是步骤507结束时，另一种衬底基板的结构示意图，对全部的包括镧系金属元素的薄膜进行刻蚀处理，保留具有高抗蚀特性的有源层312。
步骤508、在有源层上形成源极和漏极。
该步骤508可以参考上述图2所示实施例中的步骤307，本申请实施例在此不再赘述。
示例性的，如图21所示，图21是步骤508结束时，另一种衬底基板的结构示意图，在形成有源层312的衬底基板111上形成源漏金属层，然后对该源漏金属层执行一次构图工艺形成源极118和漏极119。
综上所述，本申请实施例提供了一种金属氧化物TFT的制造方法。在该方法中，在衬底基板上形成金属氧化物半导体材质的有源层以及层叠在有源层上的包括镧系金属元素的功能层后，对有源层以及功能层进行退火处理，功能层中的镧系金属元素扩散至有源层；扩散至有源层中的镧系金属元素可以在有源层中形成陷阱态，有源层受到光照产生的光生电子，可以被该陷阱态捕获，从而改善有源层的光照稳定性。解决了相关技术中金属氧化物TFT的有源层的光稳定性较差的问题，实现了提升金属氧化物TFT中有源层的光稳定性的效果。
图22是本申请实施例提供的另一种金属氧化物TFT的制造方法的流程图，该方法可以包括：
步骤601、获取衬底基板。
步骤602、在衬底基板上依次形成缓冲层、金属氧化物半导体薄膜和包括镧系金属元素的薄膜。
缓冲层、金属氧化物半导体薄膜和包括镧系金属元素的薄膜均为整层结构，并依次覆盖在衬底基板上，该缓冲层可以采用氮化硅材料形成，缓冲层、金属氧化物半导体薄膜和包括镧系金属元素的薄膜可以通过沉积的方式形成。
示例性的，如图23所示，图23是步骤602结束时，另一种衬底基板的结构示意图，在衬底基板111上形成缓冲层411、金属氧化物半导体薄膜412和包括镧系金属元素的薄膜413。
步骤603、对金属氧化物半导体薄膜和包括镧系金属元素的薄膜进行处理，得到有源层和功能层。
该步骤603可以参考上述图2所示实施例中的子步骤3042、子步骤3043以及子步骤3044，本申请实施例在此不再赘述。
如图24所示，图24是步骤603结束时，另一种衬底基板的结构示意图，通过一次构图工艺对金属氧化物半导体薄膜和包括镧系金属元素的薄膜进行处理，得到有源层414和功能层415。
步骤604、对有源层以及功能层进行退火处理，以使功能层中的镧系金属元素扩散至有源层。
该步骤604可以参考上述图2所示实施例中的步骤305，本申请实施例在此不再赘述。
示例性的，如图25所示，图25是步骤604结束时，另一种衬底基板的结构示意图，对有源层以及功能层415进行退火处理，以使功能层415中的镧系金属元素扩散至有源层414。
步骤605、对功能层进行去除处理。
该步骤605可以参考上述图2所示实施例中的步骤306，本申请实施例在此不再赘述。
示例性的，如图26所示，图26是步骤605结束时，另一种衬底基板的结构示意图，刻蚀掉全部的功能层，保留具有高抗蚀特性的有源层414。
步骤606、在有源层上形成栅绝缘结构。
该栅极绝缘结构的材料可以为二氧化硅、氮化硅或者二氧化硅和氮化硅的混合材料，可以在有源层上通过沉积的方式形成栅绝缘材料层，然后对该栅绝缘材料层执行一次构图工艺形成栅绝缘结构。
示例性的，如图27所示，图27是步骤606结束时，另一种衬底基板的结构示意图，在有源层上414形成栅绝缘材料层，然后对该栅绝缘材料层执行一次构图工艺形成栅绝缘结构416。
步骤607、在栅绝缘结构上形成栅极。
该栅极可以采用金属材料形成，可以在栅绝缘结构上通过沉积的方式形成栅极金属层，然后对该栅极金属层执行一次构图工艺形成栅极。
示例性的，如图28所示，图28是步骤607结束时，另一种衬底基板的结构示意图，在栅绝缘结构416上形成栅极金属层，然后对该栅极金属层，执行一次构图工艺形成栅极417。
综上所述，本申请实施例提供了一种金属氧化物TFT的制造方法。在该方法中，在衬底基板上形成金属氧化物半导体材质的有源层以及层叠在有源层上的包括镧系金属元素的功能层后，对有源层以及功能层进行退火处理，功能层中的镧系金属元素扩散至有源层；扩散至有源层中的镧系金属元素可以在有源层中形成陷阱态，有源层受到光照产生的光生电子，可以被该陷阱态捕获，从而改善有源层的光照稳定性。解决了相关技术中金属氧化物TFT的有源层的光稳定性较差的问题，实现了提升金属氧化物TFT中有源层的光稳定性的效果。
图29是本申请实施例提供的另一种金属氧化物TFT的制造方法的流程图，该方法可以包括：
步骤701、获取衬底基板。
步骤702、在衬底基板上依次形成缓冲层、金属氧化物半导体薄膜。
缓冲层、金属氧化物半导体薄膜均为整层结构，并依次覆盖在衬底基板上，该缓冲层可以采用氮化硅材料形成，缓冲层、金属氧化物半导体薄膜可以通过沉积的方式形成。
示例性的，如图30所示，图30是步骤702结束时，另一种衬底基板的结构示意图，在衬底基板111上形成缓冲层411以及有源层薄膜512。
步骤703、对金属氧化物半导体薄膜进行处理，得到有源层。
该有源层的材料可以参考上述图2所示实施例中的有源层的材料。可以通过一次构图工艺对金属氧化物半导体薄膜进行处理，形成有源层。
示例性的，如图31所示，图31是步骤703结束时，另一种衬底基板的结构示意图，通过一次构图工艺对金属氧化物半导体薄膜进行处理，得到有源层513。
步骤704、在形成有有源层的衬底基板上形成包括镧系金属元素的薄膜。
该步骤704可以参考上述图14所示实施例中的步骤505，本申请实施例在此不再赘述。
如图32所示，图32是步骤704结束时，另一种衬底基板的结构示意图，在形成有有源层513的衬底基板111上形成包括镧系金属元素的薄膜514。
步骤705、对有源层以及包括镧系金属元素的薄膜进行退火处理，以使包括镧系金属元素的薄膜中的镧系金属元素扩散至有源层。
该步骤705可以参考上述图14所示实施例中的步骤506，本申请实施例在此不再赘述。
如图33所示，图33是步骤705结束时，另一种衬底基板的结构示意图，对有源层513以及包括镧系金属元素的薄膜514进行退火处理，以使包括镧系金属元素的薄膜514中的镧系金属元素扩散至有源层513的顶面及侧面。
步骤706、对包括镧系金属元素的薄膜进行去除处理。
该步骤706可以参考上述图14所示实施例中的步骤507，本申请实施例在此不再赘述。
如图34所示，图34是步骤706结束时，另一种衬底基板的结构示意图，对全部的包括镧系金属元素的薄膜进行刻蚀处理，保留具有高抗蚀特性的有源层513。
步骤707、在有源层上形成栅绝缘结构。
该步骤707可以参考上述图22所示实施例中的步骤606，本申请实施例在此不再赘述。
示例性的，如图35所示，图35是步骤706结束时，另一种衬底基板的结构示意图，在有源层上513形成栅绝缘材料层，然后对该栅绝缘材料层执行一次构图工艺形成栅绝缘结构515。
步骤708、在栅绝缘结构上形成栅极。
该步骤708可以参考上述图22所示实施例中的步骤607，本申请实施例在此不再赘述。
示例性的，如图36所示，图36是步骤706结束时，另一种衬底基板的结构示意图，在栅绝缘结构515上形成栅极金属层，然后对该栅极金属层，执行一次构图工艺形成栅极516。
综上所述，本申请实施例提供了一种金属氧化物TFT的制造方法。在该方法中，在衬底基板上形成金属氧化物半导体材质的有源层以及层叠在有源层上的包括镧系金属元素的功能层后，对有源层以及功能层进行退火处理，功能层中的镧系金属元素扩散至有源层；扩散至有源层中的镧系金属元素可以在有源层中形成陷阱态，有源层受到光照产生的光生电子，可以被该陷阱态捕获，从而改善有源层的光照稳定性。解决了相关技术中金属氧化物TFT的有源层的光稳定性较差的问题，实现了提升金属氧化物TFT中有源层的光稳定性的效果。
本申请实施例还提供一种金属氧化物TFT，该金属氧化物TFT可以通过上述实施例中的金属氧化物TFT的制造方法制造而成。
该金属氧化物TFT可以包括位于衬底基板上的金属氧化物半导体的有源层，该有源层中具有镧系金属元素。
示例性的，该金属氧化物TFT的结构可以参考图10、图13、图21、图28以及图36。如图10所示，衬底基板111上设置有有源层116，有源层116中的镧系金属元素Ln可以改善有源层116的光稳定性。
综上所述，本申请实施例提供了一种金属氧化物TFT，该金属氧化物TFT可以包括位于衬底基板上的金属氧化物半导体的有源层，该有源层中具有镧系金属元素；有源层中的镧系金属元素可以在有源层中形成陷阱态，有源层受到光照产生的光生电子，可以被该陷阱态捕获，从而改善有源层的光照稳定性。解决了相关技术中金属氧化物TFT的有源层的光稳定性较差的问题，实现了提升金属氧化物TFT中有源层的光稳定性的效果。
如图37所示，图37是本申请实施例示出的另一种金属氧化物TFT的结构示意图，可选地，有源层611远离衬底基板的一面上，指定深度D的材料中扩散有镧系金属元素Ln。该指定深度D的材料中扩散有镧系金属元素Ln可以降低从有源层611的上方(以图37所示的上方，该方向可以为显示面板显示图像的一面的方向)照射到有源层611上的光线对有源层611的影响。
由上述实施例可知，有源层远离衬底基板的一面是与具有镧系金属元素的功能层所接触的一面，因而镧系金属元素也会从该面开始向有源层中扩散，继而镧系金属元素也主要会分布在有源层远离衬底基板的一侧。
如图38所示，图38是本申请实施例示出的另一种衬底基板的结构示意图，可选的，有源层为单层，为TFT的沟道层，由顶面S1、底面S2以及连接顶面和底面的侧面S3围成，有源层远离衬底基板的一面包括有源层的顶面S1以及侧面S3。
可选的，镧系金属元素在有源层中单位体积的质量百分比，从所述有源层的顶面沿朝向衬底基板的方向逐渐减小。由于退火处理过程中，镧系金属元素是从有源层远离衬底基板一侧的表面开始向有源层的内部扩散，镧系金属元素在有源层中单位体积的质量百分比，沿朝向衬底基板的方向逐渐减小。
可选的，镧系金属元素包括镨、钐、铈中的一种或多种。镧系金属元素也可以包括所有镧系金属元素中的一种或者多种。
可选的，如图37所示，指定深度D小于或等于10纳米，在此范围内，该光稳定层可以起到改善有源层的光稳定性的作用。当指定深度D大于或等于5纳米时，该光稳定层可以更好的起到改善有源层的光稳定性的作用。
可选的，金属氧化物TFT还包括源漏极，以及位于有源层和源漏极之间的包括镧系金属元素的金属层，源漏极包括源极和漏极，金属层的材料包括镧系金属的单元或多元氧化物。
如图13所示，包括镧系金属元素的金属层1171位于有源层116和源漏极之间，源漏极包括源极212和漏极213。
可选的，镧系金属元素在有源层中的质量百分比大于或等于0.5％，且小于或等于10％。在此范围内，该光稳定层可以起到改善有源层的光稳定性的作用。
示例性的，如图37所示，金属氧化物TFT还包括栅极112以及栅绝缘层113，栅极112位于衬底基板111上，栅绝缘层113位于设置有栅极112的衬底基板111上；有源层611位于栅绝缘层113上。
综上所述，本申请实施例提供了一种金属氧化物TFT，该金属氧化物TFT可以包括位于衬底基板上的金属氧化物半导体的有源层，该有源层中具有镧系金属元素；有源层中的镧系金属元素可以在有源层中形成陷阱态，有源层受到光照产生的光生电子，可以被该陷阱态捕获，从而改善有源层的光照稳定性。解决了相关技术中金属氧化物TFT的有源层的光稳定性较差的问题，实现了提升金属氧化物TFT中有源层的光稳定性的效果。
本申请实施例还提供了一种x射线探测器，该x射线探测器可以包括图10、图13、图21、图28或图36的金属氧化物TFT。X射线探测器可以包括基板以及设置在基板上的多个探测单元以及设置在多个探测单元上的闪烁层，每个探测单元可以包括金属氧化物TFT和感光结构，感光结构设置在金属氧化物TFT的漏极上，且与金属氧化物TFT电连接，闪烁层用于将X射线转化为可见光，感光结构用于将该可见光转化为电信号，金属氧化物TFT用于作为读取该电信号的开关。
本申请实施例还提供了一种显示面板，该显示面板可以包括图10、图13、图21、图28或图36示出的金属氧化物TFT。该显示面板可以结合在液晶面板、电子纸、手机、平板电脑、电视机、笔记本电脑、数码相框、导航仪等各种具有显示功能的产品或部件中。
本申请实施例还提供了另一种金属氧化物TFT，该金属氧化物TFT可以通过上述实施例中的金属氧化物TFT的制造方法制造而成。如图39所示，图39为本申请实施例示出的另一种金属氧化物TFT的结构示意图，该金属氧化物TFT包括：
位于衬底基板711上的栅极712、源极713、漏极714和有源层715；有源层715位于栅极712和源极713或漏极714之间；有源层715包括沟道层7151，沟道层7151为第一金属氧化物半导体层，金属氧化物TFT还包括栅绝缘层716。
其中，第一金属氧化物半导体层包括铟(In)、镓(Ga)、锌(Zn)、锡(Sn)、铝(Al)、钨(W)、锆(Zr)、铪(Hf)、硅(Si)中的一种或多种；沟道层7151中含有镧系金属掺杂材料，该镧系金属掺杂材料中的镧系元素可以在有源层中形成陷阱态，有源层受到光照产生的光生电子，可以被该陷阱态捕获，从而改善有源层的光照稳定性。
在一些实施例中，沟道层中的上表面上以及距离该上表面一定厚度的位置含有镧系金属掺杂材料；镧系金属含量随着远离所述沟道层中的上表面的距离增大呈减小的趋势。
在一些实施例中，沟道层7151中，沿着沟道的厚度方向f1，在一定位置范围内，或一定厚度范围内，从沟道层的顶层(背沟道位置)开始向着沟道层的中间方向，靠近沟道层的中间位置镧系金属含量大于远离沟道层的中间位置镧系金属含量，有源层715可以包括远离衬底基板的顶面以及侧面，由于在退火处理进行前，包括镧系金属元素的功能层可以层叠在有源层715远离衬底基板的一侧的顶面上，则在退火处理过程中，镧系金属元素可以从有源层远离衬底基板的顶面开始向有源层的内部扩散，有源层两侧的侧面上可以含有较少的镧系金属，即可以形成沟道层7151，使得靠近沟道层7151的中间位置镧系金属含量大于远离沟道层7151的中间位置镧系金属含量。
综上所述，本申请实施例提供了一种金属氧化物TFT，该金属氧化物TFT的有源层可以包括含有镧系金属掺杂材料的沟道层；该镧系金属掺杂材料中的镧系金属元素可以在有源层中形成陷阱态，有源层受到光照产生的光生电子，可以被该陷阱态捕获，从而改善有源层的光照稳定性。解决了相关技术中金属氧化物TFT的有源层的光稳定性较差的问题，实现了提升金属氧化物TFT中有源层的光稳定性的效果。
可选的，如图40所示，图40是本申请实施例示出的另一种金属氧化物TFT的结构示意图，有源层814上设置有源极815和漏极816；有源层814的沟道层8141与源极815之间设置有金属层817A，金属层817A的包括与镧系金属掺杂材料相同的镧系金属元素；有源层814的沟道层8141与漏极816之间设置有金属层817B，金属层817B包括与镧系金属掺杂材料相同的镧系金属元素。金属氧化物TFT还可以包括衬底基板811，栅极812以及栅绝缘层813。
由于在金属氧化物TFT的制造过程中，可以通过一次构图工艺处理包括这两个金属层的膜层以及包括源极和漏极的源漏金属层，在该一次构图工艺后，有源层的沟道层与源极之间会具有金属层，有源层的沟道层与漏极之间也会具有金属层，该一次构图工艺可以减少金属氧化物TFT的制造工艺步骤。由于源极以及漏极下方的金属层可以由同一膜层制成，因而，源极和沟道层之间的金属层与漏极和沟道层之间的金属层的厚度相同。金属层的厚度相同，可以使源级与漏级的性能较为平衡。
可选的，如图40所示，源极815和沟道层8141之间的金属层817A的外侧壁S4(金属层的外侧壁可以是指沿沟道层的中心向外的方向一侧的侧壁)与沟道层8141的一个外侧壁S6在同一个坡面上，且坡度角方向相同，漏极816和沟道层8141之间的金属层817B的外侧壁S5与沟道层的另一个外侧壁S7在同一个坡面上，且坡度角方向相同，如此设置，可以避免由于有源层与金属块的外侧面不规则而导致的源级与漏级与有源层接触不良，进而可以提高金属氧化物TFT的性能。其中，外侧壁S6和外侧壁S4可以在一次构图工艺中形成，外侧壁S7与外侧壁S5也可以在一次构图工艺中形成。
源极815和沟道层8141之间的金属层817A的内侧壁S8与源极815的内侧壁S9在同一个坡面上，且坡度角方向相同，漏极816和沟道层8141之间的金属层817B的内侧壁S10与漏极816的内侧壁S11在同一个坡面上，且坡度角方向相同，如此设置，可以避免由于源级、漏级以及金属层的内侧面不规则而导致的源级和漏级与金属层开裂，进而可以提高金属氧化物TFT的性能。
可选的，如图41所示，图41是本申请实施例示出的另一种金属氧化物TFT的结构示意图，有源层914还包括背沟道保护层9141，沟道层9142可以为掺杂有镧系金属的非晶铟镓锡氧化物(a-IGTO)，可以具有较高的迁移率(如大于30)，背沟道保护层9141位于沟道层9142上，背沟道保护层9141可以为多晶铟镓锌氧化物(p-IGZO)、掺杂镧系金属的铟锌氧化物(Ln-IZO)或掺杂镧系金属的铟镓锌氧化物(Ln-IGZO)，可以具有抗酸腐蚀的性能，可以提高有源层的稳定性。
可选的，如图41所示，有源层914还包括遮光保护层9143，遮光保护层9143包括掺杂镧系金属(镧系金属可以包括镨(Pr))的铟锌氧化物(Ln-IZO)或掺杂镧系金属的铟镓锌氧化物(Ln-IGZO)，遮光保护层9143位于沟道层9142的远离背沟道保护层9141的另一侧，可以避免背面这一侧的光线照射到沟道层，如此可以进一步提升有源层的光照稳定性，降低漏电流。
综上所述，本申请实施例提供了一种金属氧化物TFT，该金属氧化物TFT的有源层可以包括含有镧系金属掺杂材料的沟道层；该镧系金属掺杂材料中的镧系金属元素可以在有源层中形成陷阱态，有源层受到光照产生的光生电子，可以被该陷阱态捕获，从而改善有源层的光照稳定性。解决了相关技术中金属氧化物TFT的有源层的光稳定性较差的问题，实现了提升金属氧化物TFT中有源层的光稳定性的效果。
以上所述仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (25)

1.一种金属氧化物TFT的制造方法，其特征在于，所述方法包括：
在衬底基板上形成金属氧化物半导体材质的有源层以及层叠在所述有源层上的包括镧系金属元素的功能层；
对所述有源层以及所述功能层进行退火处理，所述功能层中的镧系金属元素扩散至所述有源层。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述退火处理的温度为200～450摄氏度，时间为0.5～3小时，气氛包括干燥空气或者氧气。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在衬底基板上形成金属氧化物半导体材质的有源层以及层叠在有源层上的包括镧系金属元素的功能层，包括：
在所述衬底基板上依次形成金属氧化物半导体薄膜和包括镧系金属元素的薄膜；
在所述包括镧系金属元素的薄膜上形成第一光刻胶图案；
通过同一刻蚀液对所述金属氧化物半导体层薄膜以及所述包括镧系金属元素的薄膜进行刻蚀，以形成所述有源层以及层叠在所述有源层上的功能层；
去除所述第一光刻胶图案。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述有源层以及所述功能层进行退火处理之后，所述方法还包括：
对所述功能层进行去除处理。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对所述功能层进行去除处理，包括：
在形成有所述功能层的衬底基板上形成源漏金属层；
在所述源漏金属层上形成第二光刻胶图案；
对所述源漏金属层以及所述功能层进行刻蚀处理，以使所述源漏金属层形成源漏极，并刻蚀掉所述功能层处于第一区域外的部分，所述第一区域为所述源漏极在所述有源层上的正投影区域，所述源漏极包括源极和漏极。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在衬底基板上形成金属氧化物半导体材质的有源层以及层叠在所述有源层上的包括镧系金属元素的功能层，包括：
在所述衬底基板上形成所述有源层；
在形成有所述有源层的衬底基板上形成包括镧系金属元素的薄膜，所述有源层由顶面、底面以及连接所述顶面和所述底面的侧面围成，所述底面朝向所述衬底基板，所述包括镧系金属元素的薄膜覆盖所述有源层的顶面以及侧面；
所述对所述有源层以及所述功能层进行退火处理，包括：
对所述有源层以及所述包括镧系金属元素的薄膜进行退火处理，以使镧系金属元素从所述包括镧系金属元素的薄膜扩散至所述有源层的顶面以及侧面。
7.根据权利要求1-6任一所述的方法，其特征在于，所述功能层的材料包括镧系金属的单元或多元氧化物。
8.根据权利要求1-6任一所述的方法，其特征在于，所述功能层的材料包括氧化镨、氧化钐、氧化铈、铟锌氧化物、铟锌镨氧化物、铟锌钐氧化物中的一种或多种。
9.一种金属氧化物TFT，其特征在于，所述金属氧化物TFT包括：
位于衬底基板上的金属氧化物半导体的有源层，所述有源层中具有镧系金属元素。
10.根据权利要求9所述的金属氧化物TFT，其特征在于，所述有源层远离所述衬底基板的一面上，指定深度的材料中扩散有所述镧系金属元素。
11.根据权利要求10所述的金属氧化物TFT，其特征在于，所述有源层为单层，为TFT的沟道层，由顶面、底面以及连接所述顶面和所述底面的侧面围成，所述有源层远离所述衬底基板的一面包括所述有源层的顶面以及侧面。
12.根据权利要求10所述的金属氧化物TFT，其特征在于，所述镧系金属元素在所述有源层中单位体积的质量百分比，从所述有源层的顶面沿朝向所述衬底基板的方向逐渐减小。
13.根据权利要求9-12任一所述的金属氧化物TFT，其特征在于，所述镧系金属元素包括镨、钐、铈中的一种或多种。
14.根据权利要求9-12任一所述的金属氧化物TFT，其特征在于，所述指定深度小于或等于10纳米。
15.根据权利要求9-12任一所述的金属氧化物TFT，其特征在于，所述金属氧化物TFT还包括源漏极，以及位于所述有源层和所述源漏极之间的包括镧系金属元素的金属层，所述源漏极包括源极和漏极，所述金属层的材料包括镧系金属的单元或多元氧化物。
16.根据权利要求9-12任一所述的金属氧化物TFT，其特征在于，所述镧系金属元素在所述有源层中的质量百分比大于或等于0.5％，且小于或等于10％。
17.一种x射线探测器，其特征在于，包括权利要求9-16任一所述的金属氧化物TFT。
18.一种显示面板，其特征在于，所述显示面板包括权利要求9至16任一所述的金属氧化物TFT。
19.一种金属氧化物TFT，其特征在于，所述金属氧化物TFT包括：
位于衬底基板上的栅极、源极、漏极和有源层；
所述有源层位于所述栅极和所述源极或漏极之间；
所述有源层包括沟道层，所述沟道层为第一金属氧化物半导体层；
所述第一金属氧化物半导体层包括铟、镓、锌、锡、铝、钨、锆、铪、硅中的一种或多种；所述沟道层中的上表面上以及距离该上表面一定厚度的位置含有镧系金属掺杂材料；所述镧系金属含量随着远离所述沟道层中的上表面的距离增大呈减小的趋势。
20.根据权利要求19所述的金属氧化物TFT，其特征在于，
所述有源层上设置有源极和漏极；
所述有源层的沟道层与所述源极之间设置有金属层，所述金属层包括与所述镧系金属掺杂材料相同的镧系金属元素；
所述有源层的沟道层与漏极之间设置有金属层，所述金属层包括与所述镧系金属掺杂材料相同的镧系金属元素。
21.根据权利要求20所述的金属氧化物TFT，其特征在于，所述源极和所述沟道层之间的金属层与所述漏极和所述沟道层之间的金属层的厚度相同。
22.根据权利要求20所述的金属氧化物TFT，其特征在于，所述源极和所述沟道层之间的金属层的外侧壁与所述沟道层的一个外侧壁在同一个坡面上，且坡度角方向相同，所述漏极和所述沟道层之间的金属层的外侧壁与所述沟道层的另一个外侧壁在同一个坡面上，且坡度角方向相同；
所述源极和所述沟道层之间的金属层的内侧壁与所述源极的内侧壁在同一个坡面上，且坡度角方向相同，所述漏极和所述沟道层之间的金属层的内侧壁与所述漏极的内侧壁在同一个坡面上，且坡度角方向相同。
23.根据权利要求19所述的金属氧化物TFT，其特征在于，所述有源层还包括背沟道保护层，所述沟道层为掺杂有镧系金属的铟镓锡氧化物、所述背沟道保护层位于所述沟道层上，所述背沟道保护层为结晶铟镓锌氧化物、掺杂镧系金属的铟锌氧化物或掺杂镧系金属的铟镓锌氧化物。
24.根据权利要求19或23所述的金属氧化物TFT，其特征在于，所述有源层还包括遮光保护层，所述遮光保护层包括掺杂镧系金属的铟锌氧化物或掺杂镧系金属的铟镓锌氧化物，所述遮光保护层位于所述沟道层的远离所述背沟道保护层的另一侧。
25.根据权利要求24所述的金属氧化物TFT，其特征在于，所述掺杂的镧系金属为镨。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8513720B2 (en) * 2010-07-14 2013-08-20 Sharp Laboratories Of America, Inc. Metal oxide semiconductor thin film transistors
JP6429540B2 (ja) * 2013-09-13 2018-11-28 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
US9991392B2 (en) * 2013-12-03 2018-06-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and manufacturing method thereof
US9812562B1 (en) * 2016-06-03 2017-11-07 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Semiconductor structure, HEMT structure and method of forming the same
CN106298879B (zh) * 2016-09-27 2019-08-30 广州新视界光电科技有限公司 顶栅和垂直结构tft的制作方法
CN107146816B (zh) * 2017-04-10 2020-05-15 华南理工大学 一种氧化物半导体薄膜及由其制备的薄膜晶体管
WO2020196716A1 (ja) * 2019-03-28 2020-10-01 出光興産株式会社 結晶酸化物薄膜、積層体及び薄膜トランジスタ
CN110767745A (zh) * 2019-09-18 2020-02-07 华南理工大学 复合金属氧化物半导体及薄膜晶体管与应用

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