一種薄膜晶體管及其制作方法、陣列基板和顯示裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及顯示【技術(shù)領(lǐng)域】，公開了一種薄膜晶體管及其制作方法、一種陣列基板和一種顯示裝置。所述薄膜晶體管包括有源層；位于所述有源層之上的源漏電極；以及位于所述有源層與所述源漏電極之間的石墨烯層。有源層與所述源漏電極之間具有石墨烯層，由于石墨烯層不需要通過構(gòu)圖工藝制作，因此能夠減少制作該薄膜晶體管的構(gòu)圖工藝，簡化制作工藝，從而降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。
【專利說明】一種薄膜晶體管及其制作方法、陣列基板和顯示裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及顯示【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種薄膜晶體管及其制作方法、一種陣列基板和一種顯示裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]薄膜晶體管(Thin Film Transistor,簡稱TFT)是一種以沉積形成的半導(dǎo)體、金屬和絕緣體薄膜組成的器件。包括TFT的陣列基板已經(jīng)在液晶顯示器(Liquid CrystalDisplay，簡稱IXD)中得到了廣泛的應(yīng)用。
[0003]TFT的有源層作為導(dǎo)電溝道，在薄膜晶體管中起著舉足輕重的作用，隨著手機等移動電子產(chǎn)品的不斷發(fā)展，對TFT的有源層的要求越來越苛刻，因此，現(xiàn)有的薄膜晶體管中有源層常用的材質(zhì)為金屬氧化物與硅基類物質(zhì)。
[0004]現(xiàn)有的制作金屬氧化物有源層的薄膜晶體管的方法通常有背溝道刻蝕、刻蝕阻擋和共平面型三種。
[0005]背溝道刻蝕通常包括:通過一次構(gòu)圖工藝形成包括有源層4’的圖形，在有源層的圖形之上通過一次構(gòu)圖工藝形成包括源電極6a’和漏電極6b’的圖形，得到的薄膜晶體管如圖1所示，采用該制作方法與現(xiàn)有的制作有源層非晶硅的薄膜晶體管的設(shè)備匹配性好，因此能夠減少設(shè)備投資，生產(chǎn)效率較高，成本較低，然而，在制作過程中，形成源漏電極的圖形時極易對有源層造成破壞，影響有源層的電學(xué)性能。因此，為了防止形成源漏電極的圖形時對有源層的破壞，可以采用刻蝕阻擋法制作，具體包括:在通過一次構(gòu)圖工藝形成包括源電極6a’和漏電極6b’的圖形之前還包括，通過一次構(gòu)圖工藝形成位于有源層4’和源漏電極之間的刻蝕阻擋層8，得到的薄膜晶體管如圖2所示，由此可知，采用該制作方法雖然能夠防止有源層被破壞的情況發(fā)生，但是增加了一次構(gòu)圖工藝，造成了制作工藝復(fù)雜，產(chǎn)品成本較高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種薄膜晶體管及其制作方法、一種陣列基板和一種顯示裝置，用以簡化薄膜晶體管的制作工藝，進而降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。
[0007]本發(fā)明首先提供一種薄膜晶體管，所述薄膜晶體管包括
[0008]有源層；
[0009]位于所述有源層之上的源漏電極；
[0010]以及位于所述有源層與所述源漏電極之間的石墨烯層。
[0011]在本發(fā)明技術(shù)方案中，有源層的材質(zhì)采用金屬氧化物，由于在有源層與源漏電極之間具有石墨烯層，石墨烯的化學(xué)特性較為穩(wěn)定，不易與各種化學(xué)溶劑發(fā)生反應(yīng)，因此不需要通過構(gòu)圖工藝制作，相較于現(xiàn)有技術(shù)中，能夠減少制作薄膜晶體管的構(gòu)圖工藝次數(shù)，從而簡化制作工藝，降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。
[0012]石墨烯層的形成方法有多種，例如可以為真空抽濾法、旋轉(zhuǎn)涂覆法、噴射涂覆法、化學(xué)氣相沉積法或卷軸轉(zhuǎn)移方法。由于卷軸轉(zhuǎn)移方法制作的單層石墨烯的均勻性高于90%，因此，本發(fā)明中石墨烯層優(yōu)選采用卷軸轉(zhuǎn)移層。
[0013]進一步的，在上述各個技術(shù)方案提供的薄膜晶體的基礎(chǔ)上，該薄膜晶體管還包括:
[0014]位于襯底基板上的柵極；
[0015]位于所述柵極和所述有源層之間的柵絕緣層。
[0016]優(yōu)選的，所述有源層的材質(zhì)為金屬氧化物。
[0017]本發(fā)明還提供一種陣列基板，所述陣列基板包括襯底基板以及位于所述襯底基板之上呈陣列分布的多個薄膜晶體管，其中至少一個所述薄膜晶體管為上述任一種薄膜晶體管。
[0018]由于陣列基板上的薄膜晶體管采用上述任一種薄膜晶體管，該薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)能夠減少制作薄膜晶體管的構(gòu)圖工藝次數(shù)，從而簡化制作工藝，降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，并且位于有源層和源漏電極之間的石墨烯層還可以有效地防止有源層與源漏電極之間的粘附，并有效地防止源漏極金屬向有源層的擴散，從而有效地保障有源層的電學(xué)性能，因此該陣列基板的產(chǎn)品質(zhì)量較高且成本較低。
[0019]本發(fā)明還提供一種顯示裝置，包括上述任一種陣列基板。由于顯示裝置采用上述任一種陣列基板，因此，顯示裝置的質(zhì)量較高且成本較低。
[0020]本發(fā)明還提供一種薄膜晶體管的制作方法，包括:
[0021]形成包括有源層的圖形；
[0022]在包括有源層的圖形之上依次形成石墨烯層和源漏電極金屬層；
[0023]形成包括源電極和漏電極的圖形；
[0024]去除源電極和漏電極的間隙區(qū)域所對應(yīng)的石墨烯層。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為現(xiàn)有的一種薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為現(xiàn)有的另一種薄I吳晶體管的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0027]圖3a為本發(fā)明提供的薄膜晶體管一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖3b為本發(fā)明提供的薄膜晶體管一實施例形成柵極的圖形之后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖3c為本發(fā)明提供的薄膜晶體管一實施例形成柵絕緣層之后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖3d為本發(fā)明提供的薄膜晶體管一實施例形成有源層的圖形之后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖3e為本發(fā)明提供的薄膜晶體管一實施例形成石墨烯層之后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖3f為本發(fā)明提供的薄膜晶體管一實施例形成源漏電極金屬薄膜之后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖3g為本發(fā)明提供的薄膜晶體管一實施例形成源漏電極之后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖3h為本發(fā)明提供的薄膜晶體管一實施例去除源電極和漏電極的間隙區(qū)域所對應(yīng)的石墨烯層過程的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖4為本發(fā)明提供的薄膜晶體管的制作方法的一實施例的流程示意圖。
[0036]附圖標(biāo)記:
[0037]1-襯底基板2-柵極 3-柵絕緣層 4-有源層 5-石墨烯層
[0038]6-源漏電極金屬層6a_源電極 6b_漏電極 7_光刻膠
[0039]4’ -有源層6a’ -源電極6b’ -漏電極 8_刻蝕阻擋層

【具體實施方式】
[0040]為了簡化薄膜晶體管的制作工藝，進而降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，本發(fā)明實施例提供了一種薄膜晶體管及其制作方法、一種陣列基板和一種顯示裝置。該技術(shù)方案中，有源層的材質(zhì)為金屬氧化物，有源層與所述源漏電極之間具有石墨烯層，由于石墨烯層不需要通過構(gòu)圖工藝制作，因此能夠減少制作該薄膜晶體管的構(gòu)圖工藝，簡化制作工藝，從而降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，以下舉具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細(xì)說明。
[0041]本發(fā)明實施例首先提供一種薄膜晶體管，如圖3a所示，圖3a為本發(fā)明提供的薄膜晶體管一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，薄膜晶體管包括:有源層4 ;位于有源層4之上的源漏電極；以及位于有源層4與源漏電極之間的石墨烯層5。
[0042]薄膜晶體管通常還包括:位于襯底基板I上的柵極2 ；
[0043]位于柵極2和有源層4之間的柵絕緣層3 ;源漏電極分為源電極6a和漏電極6b，分別位于正對柵極2位置的兩側(cè)。
[0044]襯底基板I材質(zhì)可以為玻璃；柵極的材質(zhì)可以為鑰，具體厚厚根據(jù)薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)確定；柵絕緣層3材質(zhì)可以為SiNx，柵絕緣層3的材質(zhì)為SiNx，其在一定程度上能阻擋溫度傳遞，保護襯底基板I。
[0045]在制作該實施例提供的薄膜晶體管時，由于在有源層4與源漏電極之間具有石墨烯層5，石墨烯的化學(xué)特性較為穩(wěn)定，不易發(fā)生反應(yīng)，因此可以通過以下制作方法制作，如圖4所示:
[0046]步驟401:形成包括有源層的圖形，圖3d示出了形成了有源層的圖形之后的薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0047]步驟401中形成包括有源層的圖形可以采用一次構(gòu)圖工藝制作完成，構(gòu)圖工藝通常包括基板清洗、成膜、光刻膠涂覆、曝光、顯影、刻蝕、光刻膠剝離等工序，即沉積有源層金屬氧化物薄膜，通常采用物理氣相沉積方式(例如磁控濺射法)成膜，通過濕法刻蝕形成包括有源層的圖形。
[0048]步驟402:在包括有源層的圖形之上形成石墨烯層，圖3e示出了形成石墨烯層之后的薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0049]步驟402中形成石墨烯層的方法有多種，例如可以為真空抽濾法、旋轉(zhuǎn)涂覆法、噴射涂覆法、化學(xué)氣相沉積法或卷軸轉(zhuǎn)移方法。由于卷軸轉(zhuǎn)移方法制作的單層石墨烯的均勻性高于90%，因此，本發(fā)明中優(yōu)選采用卷軸轉(zhuǎn)移方法制作石墨烯層；
[0050]步驟403:在石墨烯層之上形成源漏電極金屬層，圖3f示出了形成源漏電極金屬層6之后的薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0051]形成源漏電極金屬層同樣通常采用物理氣相沉積方式(例如磁控濺射法)成膜。
[0052]步驟404:形成包括源電極和漏電極的圖形,參照圖3g所示，圖3g示出了形成源電極6a和漏電極6b的圖形之后的薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0053]步驟404中形成包括源電極和漏電極的圖形也可以采用一次構(gòu)圖工藝中的光刻膠7涂覆、曝光、顯影、刻蝕、光刻膠剝離等工序制作。
[0054]步驟405:去除源電極和漏電極的間隙區(qū)域所對應(yīng)的石墨烯層，參照圖3h所示，圖3h示出了去除源電極和漏電極的間隙區(qū)域所對應(yīng)的石墨烯層過程的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0055]由于石墨烯的化學(xué)特性較為穩(wěn)定，不易與各種化學(xué)溶劑發(fā)生反應(yīng)，因此步驟405具體通過對源電極和漏電極的間隙區(qū)域所對應(yīng)的石墨烯層進行氧氣等離子體(如圖3h中帶箭頭的直線示出)處理，從而去除源電極和漏電極的間隙區(qū)域所對應(yīng)的石墨烯層，也就是說步驟405通過灰化工藝完成。由于該過程需要的時間極短，因此能夠進一步降低在刻蝕過程中對有源層的影響，從而有效地保障有源層的電學(xué)性能。
[0056]并且，由上述制作過程可知，本發(fā)明實施例提供的薄膜晶體管，在形成源漏電極的圖形的過程中，石墨烯層能夠起到刻蝕保護層的作用，有效地防止在形成過程中對有源層的影響，
[0057]尤其當(dāng)有源層4的材質(zhì)為金屬氧化物時，位于有源層和源漏電極之間的石墨烯層還可以有效地防止有源層與源漏電極之間的粘附，并有效地防止源漏極金屬向有源層的擴散，從而有效地保障有源層的電學(xué)性能；更重要的是，位于有源層和源漏電極之間的石墨烯層不需要通過構(gòu)圖工藝制作，因此，相較于現(xiàn)有技術(shù)中，本發(fā)明實施例能夠減少制作薄膜晶體管的構(gòu)圖工藝次數(shù)，從而簡化制作工藝，降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。
[0058]需要說明的是，金屬氧化物的種類有多種，在此不做具體限定，金屬氧化物可以但不限于為ITZO或者IGZO(銦鎵鋅氧化物)；石墨烯層的厚度具體不限，具體根據(jù)薄膜晶體管的應(yīng)用環(huán)境和結(jié)構(gòu)確定，例如可以為石墨烯層可以包括單層或多層石墨烯；根據(jù)薄膜晶體管的應(yīng)用環(huán)境，薄膜晶體管之上還可以包括鈍化層，鈍化層的材質(zhì)可以為SiNx。
[0059]本發(fā)明實施例還提供一種陣列基板，陣列基板包括襯底基板以及位于襯底基板之上呈陣列分布的多個薄膜晶體管，其中至少一個薄膜晶體管為上述任一種薄膜晶體管。由于陣列基板上的薄膜晶體管采用上述任一種薄膜晶體管，該薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)能夠減少制作薄膜晶體管的構(gòu)圖工藝次數(shù)，從而簡化制作工藝，降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，并且位于有源層和源漏電極之間的石墨烯層還可以有效地防止有源層與源漏電極之間的粘附，并有效地防止源漏極金屬向有源層的擴散，從而有效地保障有源層的電學(xué)性能，因此該陣列基板的產(chǎn)品質(zhì)量較高且成本較低。
[0060]本發(fā)明實施例還提供一種顯示裝置，包括上述任一種陣列基板。由于顯示裝置采用上述任一種陣列基板，因此，顯示裝置的質(zhì)量較高且成本較低。
[0061]顯示裝置可以為:液晶面板、電子紙、液晶電視、液晶顯示器、數(shù)碼相框、手機、平板電腦等具有任何顯示功能的產(chǎn)品或部件。
[0062]以下以本發(fā)明提供的一種優(yōu)選的薄膜晶體管的制作方法的實施例來具體說明本發(fā)明薄膜晶體管的制作方法，該制作方法具體包括以下步驟:
[0063]在襯底基板I上濺射柵極金屬形成柵極層，采用第一次掩模構(gòu)圖工藝形成包括柵極2的圖形，圖3b示出了形成柵極2的圖形之后的薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0064]在形成包括柵極2的圖形的基板上形成覆蓋柵極2的柵絕緣層3，具體可以采用離子增強型化學(xué)氣相沉積，柵絕緣層所用材料為SiNx，SiNx具有一定的阻擋溫度傳遞的作用，該柵絕緣層對襯底基板有保護作用，圖3c示出了形成柵絕緣層3之后的薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0065]在柵絕緣層上形成有源層薄膜，有源層的材質(zhì)具體可以采用IGZ0，采用第二次掩模構(gòu)圖工藝，形成包括正對柵極上方的有源層4的圖形，圖3d示出了形成有源層4的圖形之后的薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0066]在有源層4上形成覆蓋有源層的石墨烯層5，圖3e示出了形成石墨烯層5之后的薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0067]在石墨烯層5上形成源漏金屬層6，采用第三次掩模構(gòu)圖工藝，形成源漏電極，圖3g示出了形成源漏電極之后的薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0068]刻蝕去除源電極和漏電極的間隙區(qū)域所對應(yīng)的石墨烯層，圖3a示出了制作的薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0069]可見，本發(fā)明實施例提供的薄膜晶體管可以通過上述制作方法得到，從該制作方法可知，位于有源層和源漏電極之間的石墨烯層不需要通過構(gòu)圖工藝制作，因此，相較于現(xiàn)有技術(shù)中，本發(fā)明實施例能夠減少制作薄膜晶體管的構(gòu)圖工藝次數(shù)，從而簡化制作工藝，降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。
[0070]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種薄膜晶體管，其特征在于，包括: 有源層； 位于所述有源層之上的源漏電極； 以及位于所述有源層與所述源漏電極之間的石墨烯層。
2.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述石墨烯層包括卷軸轉(zhuǎn)移層。
3.如權(quán)利要求2所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述薄膜晶體管還包括: 位于襯底基板上的柵極； 位于所述柵極和所述有源層之間的柵絕緣層。
4.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述有源層的材質(zhì)為金屬氧化物。
5.一種陣列基板，其特征在于，所述陣列基板包括襯底基板以及位于所述襯底基板之上呈陣列分布的多個薄膜晶體管，其中至少一個所述薄膜晶體管為如權(quán)利要求1?4任一項所述的薄膜晶體管。
6.一種顯示裝置，其特征在于，包括如權(quán)利要求5所述的陣列基板。
7.一種薄膜晶體管的制作方法，其特征在于，包括: 形成包括有源層的圖形； 在包括有源層的圖形之上依次形成石墨烯層和源漏電極金屬層； 形成包括源電極和漏電極的圖形； 去除源電極和漏電極的間隙區(qū)域所對應(yīng)的石墨烯層。
8.如權(quán)利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述形成石墨烯層具體通過卷軸轉(zhuǎn)移法形成。
9.如權(quán)利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述去除源電極和漏電極的間隙區(qū)域所對應(yīng)的石墨烯層，具體通過灰化工藝去除源電極和漏電極的間隙區(qū)域所對應(yīng)的石墨烯層。
10.如權(quán)利要求7?9任一所述的制作方法，其特征在于，在形成包括有源層的圖形之前，進一步包括: 在襯底基板上形成包括柵極的圖形； 在包括柵極的圖形之上形成柵絕緣層。
【文檔編號】H01L21/34GK104377246SQ201410524515
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月8日
【發(fā)明者】卜倩倩 申請人:京東方科技集團股份有限公司