本發(fā)明涉及一種金屬氧化物薄膜晶體管結(jié)構(gòu)及其制造方法，尤其是用于顯示器面板中的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的金屬氧化物薄膜晶體管通過(guò)在有源層上淀積金屬來(lái)作為電極。在電極和有源層的接觸界面處通常會(huì)形成肖特基勢(shì)壘，使得接觸界面的電阻值很高，進(jìn)而增大了薄膜晶體管的寄生接觸電阻，同時(shí)本征態(tài)的金屬氧化物半導(dǎo)體通常是高電阻率的，這會(huì)帶來(lái)高電阻率的源漏電阻的問(wèn)題。現(xiàn)有的解決辦法是通過(guò)對(duì)源區(qū)、漏區(qū)進(jìn)行摻雜來(lái)降低源區(qū)、漏區(qū)的電阻率，但這通常以犧牲工藝穩(wěn)定性和增加制備成本為代價(jià)。例如，源漏區(qū)域可以通過(guò)等離子處理將氫離子摻雜到源區(qū)、漏區(qū)中，但整個(gè)過(guò)程并不穩(wěn)定。其他摻雜物，例如硼和磷，則需要極為昂貴的離子注入設(shè)備以及額外的激活過(guò)程。為此，在薄膜晶體管制造行業(yè)急需要一種成本低廉、制造工藝簡(jiǎn)單的方法來(lái)降低金屬氧化物源漏區(qū)域的電阻率。

另一方面，背溝道刻蝕(back-channel etched BCE)結(jié)構(gòu)和刻蝕阻擋層(etch-stop ES)結(jié)構(gòu)是背柵金屬氧化物薄膜晶體管的兩種主流結(jié)構(gòu)。在傳統(tǒng)背溝道刻蝕結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管中，暴露的溝道上界面會(huì)在刻蝕電極的時(shí)候受到損害，進(jìn)而影響到器件的性能。雖然這樣的損害可以通過(guò)在溝道區(qū)上添加一層刻蝕阻擋層來(lái)避免，但是這樣不僅會(huì)增加一步額外的光刻過(guò)程、從而增加制備成本，更重要的是刻蝕阻擋層器件結(jié)構(gòu)需要延長(zhǎng)溝道長(zhǎng)度和柵極電極的長(zhǎng)度，這樣會(huì)擴(kuò)大薄膜晶體管的面積、進(jìn)而極大地限制顯示器的分辨率的進(jìn)一步提升，背離了顯示器的高分辨率發(fā)展趨勢(shì)。歸納而言，背溝道刻蝕的器件結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)在于提供了簡(jiǎn)單的工藝過(guò)程、較低的制備成本和較小的器件尺寸，而刻蝕阻擋層的器件結(jié)構(gòu)提供了更優(yōu)的器件性能和改善的器件穩(wěn)定性，但擴(kuò)大了器件的面積，增加了制造成本。為此，金屬氧化物薄膜晶體管制造業(yè)急需一種新型的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)，能夠同時(shí)滿足低成本、高性能、小尺寸等多重要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，首先提供一種源漏區(qū)域電阻率小，但制造成本低廉的高性能金屬氧化物薄膜晶體管結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明提供的一種薄膜晶體管，包括：襯底和設(shè)置在所述襯底上的由金屬氧化物構(gòu)成的有源層，所述有源層與柵極疊層相毗鄰；所述有源層部分區(qū)域上覆蓋有電極；所述電極與所述有源層之間還包括第一絕緣層，且所述第一絕緣層的厚度小于含氧元素的物質(zhì)在所述第一絕緣層中的擴(kuò)散長(zhǎng)度；所述電極上覆蓋有第二絕緣層，且所述第二絕緣層的厚度大于所述含氧元素的物質(zhì)在所述第二絕緣層中的擴(kuò)散長(zhǎng)度；所述有源層在所述第二絕緣層覆蓋下的區(qū)域分別形成源區(qū)、漏區(qū)，在非所述第二絕緣層覆蓋下的區(qū)域形成溝道區(qū)；所述源區(qū)、漏區(qū)與所述溝道區(qū)相互連接，且分別位于所述溝道區(qū)的兩端；所述溝道區(qū)與所述柵極疊層相毗鄰；所述源區(qū)、所述漏區(qū)和所述溝道區(qū)的連接面自對(duì)準(zhǔn)于所述第二絕緣層在所述有源層投影面積之內(nèi)的邊界的鉛垂面；所述源區(qū)、所述漏區(qū)的電阻率小于所述溝道區(qū)的電阻率。

作為上述晶體管結(jié)構(gòu)優(yōu)選的方式：

所述源區(qū)、所述漏區(qū)和所述溝道區(qū)的連接面和所述電極在所述有源層投影面積之內(nèi)的邊界的鉛垂面的間距小于所述有源層厚度的100倍；

所述溝道區(qū)與所述源區(qū)、所述漏區(qū)的電阻率比值大于1000倍。

所述有源層包括以下材料中的一種或多種的組合：氧化鋅、氮氧化鋅、氧化錫、氧化銦、氧化鎵、氧化銅、氧化鉍、氧化銦鋅、氧化鋅錫、氧化鋁錫、氧化銦錫、氧化銦鎵鋅、氧化銦錫鋅、氧化鋁銦錫鋅、硫化鋅、鈦酸鋇、鈦酸鍶或鈮酸鋰。

所述第一絕緣層包括以下材料中的一種或多種的組合：氧化硅、氮氧化硅，其中所述氮氧化硅中氮化硅的比例小于20％。其中，所述第一絕緣層的厚度為10至3000納米。

所述第二絕緣層的厚度為所述含氧元素的物質(zhì)在所述第二絕緣層中擴(kuò)散長(zhǎng)度的2至100倍之間。

所述第二絕緣層包括以下材料中的一種或多種的組合：氮化硅、氮氧化硅、氧化鋁或氧化鉿，其中所述氮氧化硅中氮化硅的比例大于20％。其中，所述第二絕緣層的厚度為10至3000納米。

所述柵極疊層可設(shè)置在所述有源層與所述襯底之間；或者，

將所述有源層設(shè)置在所述柵極疊層和所述襯底之間。進(jìn)一步地，所述柵極疊層包括柵極電極和柵極絕緣層，所述柵極電極的厚度小于所述含氧元素的物質(zhì)在所述柵極電極中的擴(kuò)散長(zhǎng)度，所述柵極絕緣層的厚度小于所述含氧元素的物質(zhì)在所述柵極絕緣層中的擴(kuò)散長(zhǎng)度。所述柵極電極包含以下材料中的一種或多種的組合：氧化鋅、氧化銦錫、氧化鋁鋅、氧化銦鋁、氧化銦鋅；所述柵極絕緣層包含以下材料中的一種或多種的組合：氧化硅、氮氧化硅，其中所述氮氧化硅中氮化硅的比例小于20％。所述柵極電極的厚度為10至3000納米；所述柵極絕緣層的厚度為10至3000納米。

所述含氧元素的物質(zhì)包括：氧氣、臭氧、一氧化二氮、水、雙氧水、二氧化碳和以上物質(zhì)的等離子體。

所述源區(qū)、漏區(qū)的電阻率小于10歐姆厘米，所述溝道區(qū)的電阻率大于10歐姆厘米。

本發(fā)明還提供了一種顯示器面板，包括多組顯示模塊，所述顯示模塊包含上述所述的薄膜晶體管。

本發(fā)明還提供了一種薄膜晶體管的制造方法，包括：

準(zhǔn)備一個(gè)襯底；

在所述襯底之上設(shè)置有源層和與所述有源層相毗鄰的柵極疊層，所述有源層由金屬氧化物構(gòu)成；

在所述有源層部分區(qū)域上覆蓋電極；

在所述電極與所述有源層之間設(shè)置第一絕緣層，使所述第一絕緣層的厚度小于含氧元素的物質(zhì)在所述第一絕緣層中的擴(kuò)散長(zhǎng)度；

在所述電極上覆蓋第二絕緣層，使所述第二絕緣層的厚度大于所述含氧元素的物質(zhì)在所述第二絕緣層中的擴(kuò)散長(zhǎng)度；

進(jìn)行退火處理，使所述有源層在所述第二絕緣層覆蓋下的區(qū)域分別形成源區(qū)和漏區(qū)，在非所述第二絕緣層覆蓋下的區(qū)域形成溝道區(qū)，所述源區(qū)、所述漏區(qū)與所述溝道區(qū)相互連接、且分別位于所述溝道區(qū)的兩端，且使所述源區(qū)、所述漏區(qū)和所述溝道區(qū)之間由退火形成連接面，該連接面自對(duì)準(zhǔn)于所述電極在所述有源層投影面積之內(nèi)的邊界的鉛垂面，所述源區(qū)和所述漏區(qū)的電阻率小于所述溝道區(qū)的電阻率。

作為本發(fā)明上述所述的晶體管制作方法的優(yōu)選方式：

所述源區(qū)、所述漏區(qū)和所述溝道區(qū)之間由所述退火形成的連接面和所述第二絕緣層在所述有源層投影面積之內(nèi)的邊界的鉛垂面的間距小于所述有源層厚度的100倍。

所述退火包括利用熱、光、激光、微波進(jìn)行加熱。

所述退火在氧化氣氛下，持續(xù)10秒至10小時(shí)，溫度在100℃和600℃之間。

所述氧化氣氛包括：氧氣、臭氧、一氧化二氮、水、二氧化碳和以上物質(zhì)的等離子體。

根據(jù)上述方法，本發(fā)明還提供了一種顯示器面板，包括多組顯示模塊，所述顯示模塊包含上述所述方法制造的薄膜晶體管。

相對(duì)于傳統(tǒng)的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：首先，本方案直接通過(guò)退火在有源層中形成了源區(qū)、漏區(qū)，既保持了和背溝道刻蝕結(jié)構(gòu)一樣的器件尺寸，又實(shí)現(xiàn)了刻蝕阻擋層結(jié)構(gòu)器件的高性能。同時(shí)兼顧了高性能和小尺寸的優(yōu)點(diǎn)，非常符合目前顯示器的發(fā)展趨勢(shì)，特別是在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)方面的發(fā)展應(yīng)用。其次，退火減小了源漏區(qū)域的電阻率，進(jìn)而降低了電極與有源層之間的寄生接觸電阻，顯著提升了薄膜晶體管的開(kāi)態(tài)性能。同時(shí)，由于退火還保持甚至提高了溝道區(qū)的高電阻率，從而顯著地降低了薄膜晶體管的關(guān)態(tài)電流。更重要的是，退火會(huì)在很大程度上消除溝道區(qū)中的缺陷密度，極大地提升器件的可靠性。溝道區(qū)上方的第一絕緣層保護(hù)薄膜晶體管的溝道區(qū)免受外界環(huán)境的影響，器件的環(huán)境可靠性能得到進(jìn)一步加強(qiáng)。本發(fā)明直接以電極之上的第二絕緣層覆蓋部分有源層區(qū)域，通過(guò)退火來(lái)降低第二絕緣層覆蓋下的源區(qū)、漏區(qū)的電阻率，在省略了傳統(tǒng)半導(dǎo)體工藝中的摻雜步驟和光刻步驟，節(jié)省了制備成本的同時(shí)，保證了源漏區(qū)域的低電阻率的穩(wěn)定性。因此，此發(fā)明，兼具高性能、小尺寸、高可靠性、低成本等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為傳統(tǒng)背溝道刻蝕結(jié)構(gòu)背柵薄膜晶體管的剖視圖。

圖2為傳統(tǒng)刻蝕阻擋層結(jié)構(gòu)背柵薄膜晶體管的剖視圖。

圖3為本發(fā)明中薄膜晶體管結(jié)構(gòu)第一種實(shí)施例的剖視圖。

圖4為本發(fā)明中薄膜晶體管結(jié)構(gòu)第二種實(shí)施例的剖視圖。

圖5為本發(fā)明中薄膜晶體管結(jié)構(gòu)第三種實(shí)施例的剖視圖。

圖6為本發(fā)明中顯示面板中第一種顯示模塊結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖7為本發(fā)明中顯示面板中第二種顯示模塊結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖8為本發(fā)明中顯示面板中第三種顯示模塊結(jié)構(gòu)的示意圖。

具體實(shí)施方式

參照?qǐng)D1，圖1為傳統(tǒng)背溝道刻蝕結(jié)構(gòu)背柵薄膜晶體管的剖視圖。其中，薄膜晶體管包括：襯底1a、設(shè)置在襯底1a上的有源層2a。有源層2a與襯底1a之間還設(shè)置有柵極疊層3a，柵極疊層3a包括柵極電極31a和設(shè)置在柵極電極31a和有源層2a之間的柵極絕緣層32a。有源層2a之上覆蓋有電極4a。有源層2a與電極4a相接觸的區(qū)域分別形成源區(qū)21a和漏區(qū)23a，有源層2a與非電極4a相接觸的區(qū)域形成溝道區(qū)22a。其中，溝道區(qū)22a與柵極疊層3a相毗鄰，而源區(qū)21a和漏區(qū)23a分別位于溝道區(qū)22a的兩端，并與溝道區(qū)22a相連接。在薄膜晶體管工作過(guò)程中，通過(guò)對(duì)柵極電極施加一定的電壓，能夠改變溝道區(qū)的電阻率，進(jìn)而控制通過(guò)溝道區(qū)的電流，從而實(shí)現(xiàn)薄膜晶體管的開(kāi)關(guān)。薄膜晶體管的關(guān)態(tài)電流很大程度上取決于溝道區(qū)的電阻率和缺陷密度，更高的電阻率和更少的缺陷密度可以帶來(lái)更低的關(guān)態(tài)電流和更好的器件性能。薄膜晶體管的開(kāi)態(tài)電流受限于源區(qū)、漏區(qū)的電阻率，更低的源區(qū)、漏區(qū)的電阻率有利于降低寄生電阻，提高開(kāi)態(tài)電流。對(duì)于背溝道刻蝕結(jié)構(gòu)背柵薄膜晶體管，其溝道區(qū)22a在刻蝕電極4a的過(guò)程中會(huì)受到損害，產(chǎn)生大量缺陷密度，大大降低器件的性能。產(chǎn)生的缺陷密度包括導(dǎo)電類(lèi)缺陷密度，其會(huì)降低溝道區(qū)22a的電阻率，從而極大地提高薄膜晶體管工作電流的關(guān)態(tài)電流。另一個(gè)問(wèn)題，本征高電阻率的源區(qū)21a、漏區(qū)23a也會(huì)降低薄膜晶體管的開(kāi)態(tài)電流。

參照?qǐng)D2，圖2為傳統(tǒng)刻蝕阻擋層結(jié)構(gòu)背柵薄膜晶體管的剖視圖。其中，薄膜晶體管包括：襯底1b、設(shè)置在襯底1b上的有源層2b。有源層2b與襯底1b之間還設(shè)置有柵極疊層3b。柵極疊層3b包括柵極電極31b和設(shè)置在柵極電極31b和有源層2b之間的柵極絕緣層32b。在有源層2b上設(shè)置有刻蝕阻擋層5?？涛g阻擋層5和有源層2b之上覆蓋有電極4b。有源層2b與電極4b相接觸的區(qū)域分別形成源區(qū)21b、漏區(qū)23b，有源層2b與非電極4b相接觸的區(qū)域形成溝道區(qū)22b。其中，溝道區(qū)22b與柵極疊層3b相毗鄰，而源區(qū)21b和漏區(qū)23b分別位于溝道區(qū)22b的兩端，并與溝道區(qū)22b相連接。通過(guò)刻蝕阻擋層5可以保護(hù)溝道區(qū)22b免受電極4b刻蝕過(guò)程所帶來(lái)的損害，從而避免在溝道區(qū)22b引入缺陷密度和降低電阻率。但是因?yàn)榭涛g阻擋層5的引入，溝道區(qū)2b2和的柵極電極31b相應(yīng)地要有所延長(zhǎng)，以保證溝道區(qū)22b依然可以通過(guò)源區(qū)21b、漏區(qū)23b和電極4b相連接。這樣極大地增加了薄膜晶體管的面積，背離了薄膜晶體管小型化的發(fā)展趨勢(shì)。同時(shí)，因需要額外的一步光刻步驟來(lái)圖形化刻蝕阻擋層5，制備成本也會(huì)增加。同樣地，在刻蝕阻擋層結(jié)構(gòu)薄膜晶體管中本征高電阻率的源區(qū)21b、漏區(qū)23b也會(huì)降低薄膜晶體管的開(kāi)態(tài)電流，影響器件性能。

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例為非限制性示例實(shí)施例，且附圖示出的特征不是必須按比例繪制。所給出的示例僅旨在有利于解釋本發(fā)明，不應(yīng)被理解為對(duì)本發(fā)明的限定。

參照?qǐng)D3，圖3為本發(fā)明中薄膜晶體管結(jié)構(gòu)第一種實(shí)施例的剖視圖。本實(shí)施例中薄膜晶體管采用背柵結(jié)構(gòu)。其中，薄膜晶體管包括：設(shè)置在襯底1上的有源層2；有源層2與襯底1之間還設(shè)置有柵極疊層3，柵極疊層3則包括柵極電極31和設(shè)置在柵極電極31和有源層2之間的柵極絕緣層32；有源層2的上方覆蓋有第一絕緣層6，第一絕緣層6上形成有深至有源層2的通孔，所述通孔內(nèi)淀積有導(dǎo)體，從而從由所述通孔中引出電極4，電極4分別與有源層2的部分區(qū)相電連接；在電極4和第一絕緣層6的上方設(shè)置有第二絕緣層7。

參照?qǐng)D3，襯底1包括但不限于以下材料：玻璃、聚合物襯底、柔性材料等。

參照?qǐng)D3，有源層2包括以下材料中的一種或多種的組合：氧化鋅、氮氧化鋅、氧化錫、氧化銦、氧化鎵、氧化銅、氧化鉍、氧化銦鋅、氧化鋅錫、氧化鋁錫、氧化銦錫、氧化銦鎵鋅、氧化銦錫鋅、氧化鋁銦錫鋅、硫化鋅、鈦酸鋇、鈦酸鍶或鈮酸鋰。

本發(fā)明中，當(dāng)絕緣層或?qū)w層的厚度小于含氧元素的物質(zhì)在該絕緣層或?qū)w層中的擴(kuò)散長(zhǎng)度時(shí)，含氧元素的物質(zhì)能在退火處理中透過(guò)該絕緣層或?qū)w層進(jìn)入金屬氧化物有源層，從而保持、甚至提高金屬氧化物的電阻率，此時(shí)該絕緣層或?qū)w層是透氧層；當(dāng)一個(gè)絕緣層或?qū)w層的厚度大于含氧元素的物質(zhì)在該絕緣層中的擴(kuò)散長(zhǎng)度時(shí)，該絕緣層或?qū)w層能阻擋含氧元素的物質(zhì)，從而降低金屬氧化物的電阻率，此時(shí)該絕緣層或?qū)w層是不透氧層。

所述含氧元素的物質(zhì)包括：氧氣、臭氧、一氧化二氮、水、雙氧水、二氧化碳和上述物質(zhì)的等離子體。

參照?qǐng)D3，第一絕緣層6的厚度小于含氧元素的物質(zhì)在第一絕緣層6中的擴(kuò)散長(zhǎng)度，所述含氧元素的物質(zhì)在退火處理中能夠透過(guò)第一絕緣層6，因而第一絕緣層6是透氧層。第一絕緣層6包括以下材料中的一種或多種的組合：氧化硅、氮氧化硅；其中，所述氮氧化硅中氮化硅的比例小于20％。第一透氧層6的厚度為10至3000納米。優(yōu)選地，第一絕緣層6的厚度在200納米到500納米之間。

參照?qǐng)D3，第二絕緣層7的厚度大于所述含氧元素的物質(zhì)在第二絕緣層7中的擴(kuò)散長(zhǎng)度，第二絕緣層7能阻擋所述含氧元素的物質(zhì)，因而第二絕緣層7是不透氧層。優(yōu)選地，第二絕緣層7的厚度為所述含氧元素的物質(zhì)在第二絕緣層7中擴(kuò)散長(zhǎng)度的2至100倍之間。第二絕緣層7包括以下材料中的一種或多種的組合：氮化硅、氮氧化硅、氧化鋁或氧化鉿，其中所述氮氧化硅中氮化硅的比例大于20％。第二絕緣層7的厚度為10至3000納米。優(yōu)選地，第二絕緣層7的厚度在200納米到500納米之間。

參照?qǐng)D3，退火處理中，第二絕緣層7阻擋了所述含氧元素的物質(zhì)，有源層2在第二絕緣層7覆蓋下的區(qū)域的電阻率得以降低，形成源區(qū)21、漏區(qū)23。降低了的源區(qū)21、漏區(qū)23的電阻率有利于降低源區(qū)21、漏區(qū)23與電極4之間的接觸電阻，從而提高薄膜晶體管的開(kāi)態(tài)性能。與第二絕緣層7的特性相反，退火處理中，所述含氧元素的物質(zhì)能夠通過(guò)第一絕緣層6進(jìn)入有源層2，因而有源層2在非第二絕緣層7覆蓋下的區(qū)域的電阻率得到保持甚至提高，形成溝道區(qū)22。在溝道區(qū)22上方的第一絕緣層6還能提高溝道區(qū)22的電阻率、降低溝道區(qū)22的缺陷密度，從而改善薄膜晶體管的關(guān)態(tài)特性，并且第一絕緣層6還能保護(hù)溝道區(qū)22免受外界環(huán)境的影響，提高薄膜晶體管的穩(wěn)定性和可靠性。

參照?qǐng)D3，通過(guò)在有源層2部分區(qū)域上方覆蓋第二絕緣層7，繼而用退火處理來(lái)降低源區(qū)21、漏區(qū)23的電阻率，同時(shí)保持甚至提高溝道區(qū)22的高電阻率。有源層2中的源區(qū)21、漏區(qū)23和溝道區(qū)22相互連接。其退火形成的連接面無(wú)需借助任何光刻對(duì)準(zhǔn)工藝，而自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)于覆蓋有源層2的第二絕緣層7的邊界，這類(lèi)似于現(xiàn)有硅基場(chǎng)效應(yīng)晶體管工藝中，摻雜形成的源區(qū)、漏區(qū)和溝道區(qū)的連接面自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)于柵極電極邊界。這種自對(duì)準(zhǔn)通常都存在一定的偏差范圍。本發(fā)明中，源區(qū)、漏區(qū)和溝道區(qū)的連接面自對(duì)準(zhǔn)于第二絕緣層在有源層投影面積之內(nèi)的邊界的鉛垂面，其對(duì)準(zhǔn)的偏差小于有源層厚度的100倍。

在本發(fā)明中，所述的投影面積為具體實(shí)施例中的附圖所示的垂直方向的投影面積。

在本發(fā)明中，所述退火處理包括但不限于利用熱、光、激光、微波進(jìn)行加熱。所述退火處理是在氧化氣氛下，持續(xù)10秒至10小時(shí)，溫度在100℃和600℃之間。所述氧化氣氛包括：氧氣、臭氧、一氧化二氮、水、二氧化碳和上述物質(zhì)的等離子體。

相對(duì)于傳統(tǒng)的通過(guò)對(duì)源區(qū)和漏區(qū)進(jìn)行摻雜的方式來(lái)降低源區(qū)、漏區(qū)的電阻率，本發(fā)明中退火所得的源區(qū)、漏區(qū)的電阻率比摻雜所得的電阻率更低，且第二絕緣層保護(hù)下的源區(qū)、漏區(qū)的低電阻率更穩(wěn)定。相對(duì)于傳統(tǒng)摻雜方式，本發(fā)明的工藝更簡(jiǎn)單、成本也更低。但本發(fā)明不限制摻雜，有源層2中可以摻入以下一種或多種雜質(zhì)：氫、氮、氟、硼、磷、砷、硅、銦、鋁或銻。這不妨礙器件的源區(qū)、溝道區(qū)和漏區(qū)的形成。也因此，本方案和現(xiàn)有摻雜工藝完全兼容，具有高可擴(kuò)展性。

相對(duì)于傳統(tǒng)薄膜晶體管的方法，本發(fā)明中退火處理還保證了、甚至提高了溝道區(qū)的高電阻率，從而極大地降低了薄膜晶體管的關(guān)態(tài)電流，遠(yuǎn)低于目前主流的10^-13安每微米，甚至降低到極低的10^-18安每微米。更重要的是，退火還在很大程度上消除了溝道區(qū)中的缺陷密度，比如，氧空位缺陷密度、金屬填隙缺陷密度等，這些缺陷密度廣泛地存在于金屬氧化物中，被認(rèn)為是降低薄膜晶體管的性能和可靠性的重要因素，但在傳統(tǒng)的器件結(jié)構(gòu)中又很難徹底地消除。因?yàn)橄诉@些缺陷密度，本發(fā)明中所公開(kāi)的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)極大地增強(qiáng)了薄膜晶體管的性能和長(zhǎng)期可靠性。比如，金屬氧化物薄膜晶體管的電流開(kāi)關(guān)比極大地提高、甚至高于10¹¹；常見(jiàn)的回滯效應(yīng)引起的閾值電壓漂移被抑制到0.15V之內(nèi)；柵極電極上施加一定的電壓時(shí)所產(chǎn)生的閾值電壓的漂移退化消除到0V左右。其次，溝道區(qū)上方覆蓋的第一絕緣層不僅能夠像刻蝕阻擋層一樣完全保護(hù)溝道區(qū)免受電極刻蝕帶來(lái)的損害，還能夠很好地保護(hù)薄膜晶體管免受外界環(huán)境的影響、增強(qiáng)薄膜晶體管的環(huán)境穩(wěn)定性。比如，在80攝氏度、80％相對(duì)濕度下保存10個(gè)小時(shí)所引起的閾值電壓漂移等性能退化的問(wèn)題，通過(guò)本發(fā)明中薄膜晶體管結(jié)構(gòu)可以得到大大改善。

總結(jié)來(lái)說(shuō)，本發(fā)明相較于傳統(tǒng)薄膜晶體管結(jié)構(gòu)擁有諸多優(yōu)點(diǎn)，包括：更簡(jiǎn)單的制造工藝，更低的制備成本，更高的工藝擴(kuò)展性，更優(yōu)的器件性能，可靠性和環(huán)境穩(wěn)定性。

參照?qǐng)D4，圖4為本發(fā)明中薄膜晶體管結(jié)構(gòu)第二種實(shí)施例的剖視圖。本實(shí)施例中薄膜晶體管采用頂柵結(jié)構(gòu)。同樣地，薄膜晶體管包括：襯底1；設(shè)置在襯底1上的有源層2；有源層2之上設(shè)置有透氧柵極電極311和設(shè)置在透氧柵極電極311和有源層2之間的透氧柵極絕緣層321；有源層2、透氧柵極絕緣層321和透氧柵極電極311的上方覆蓋有第一絕緣層6，第一絕緣層6上形成有深至有源層2的通孔，所述通孔內(nèi)淀積有導(dǎo)體，從而由所述通孔中引出電極4，電極4分別與有源層2的部分區(qū)域相電連接。電極4和第一絕緣層6之上還設(shè)置有第二絕緣層7。

參照?qǐng)D4，透氧柵極電極311的厚度小于所述含氧元素的物質(zhì)在柵極電極31中的擴(kuò)散長(zhǎng)度，所述含氧元素的物質(zhì)在退火處理中能夠透過(guò)透氧柵極電極311，因而透氧柵極電極311是透氧層；透氧柵極電極311包含以下材料中的一種或多種的組合：氧化鋅、氧化銦錫、氧化鋁鋅、氧化銦鋁或氧化銦鋅；透氧柵極電極311的厚度為10至3000納米。優(yōu)選地，透氧柵極電極311的厚度在200納米到500納米之間。

參照?qǐng)D4，透氧柵極絕緣層321的厚度小于所述含氧元素的物質(zhì)在透氧柵極絕緣層321中的擴(kuò)散長(zhǎng)度；所述含氧元素的物質(zhì)在退火處理中能夠透過(guò)透氧柵極絕緣層321，因而透氧柵極絕緣層321是透氧層；透氧柵極絕緣層321包含以下材料中的一種或多種的組合：氧化硅、氮氧化硅，其中所述氮氧化硅中氮化硅的比例小于20％；透氧柵極絕緣層321的厚度為10至3000納米。優(yōu)選地，透氧柵極絕緣層321的厚度在200納米到500納米之間。

參照?qǐng)D4，退火處理中，第二絕緣層7阻擋了所述含氧元素的物質(zhì)，有源層2在第二絕緣層7覆蓋下的區(qū)域的電阻率得以降低，形成源區(qū)21、漏區(qū)23。降低了的源區(qū)21、漏區(qū)23的電阻率有利于降低源區(qū)21、漏區(qū)23與電極4之間的接觸電阻，從而提高薄膜晶體管的開(kāi)態(tài)性能。與第二絕緣層7的特性相反，第一絕緣層6、透氧柵極電極311和透氧柵極絕緣層321是透氧層。退火處理中，所述含氧元素的物質(zhì)能夠通過(guò)第一絕緣層6、透氧柵極電極311和透氧柵極絕緣層321進(jìn)入有源層2，因而有源層2在非第二絕緣層7覆蓋下的區(qū)域的電阻率得到保持甚至提高，形成溝道區(qū)22。在溝道區(qū)22上方的第一絕緣層6還能提高溝道區(qū)22的電阻率、降低溝道區(qū)22的缺陷密度，從而改善薄膜晶體管的關(guān)態(tài)特性，并且第一絕緣層6還能保護(hù)溝道區(qū)22免受外界環(huán)境的影響，提高薄膜晶體管的穩(wěn)定性和可靠性。

參照?qǐng)D5，圖5為本發(fā)明中薄膜晶體管結(jié)構(gòu)第三種實(shí)施例的剖視圖。本實(shí)施例中薄膜晶體管采用背柵結(jié)構(gòu)。其中，薄膜晶體管包括：襯底1；設(shè)置在襯底1上的有源層2；有源層2與襯底1之間還設(shè)置有柵極疊層3，柵極疊層3則包括柵極電極31和設(shè)置在柵極電極31和有源層2之間的柵極絕緣層32；有源層2的上方覆蓋有第一絕緣層6，第一絕緣層6上形成有深至有源層2的通孔，所述通孔內(nèi)淀積有導(dǎo)體，從而由所述通孔中引出電極4，電極4分別與有源層2的部分區(qū)域相電連接；在電極4和第一絕緣層6的上方設(shè)置有第二絕緣層7。在本實(shí)施例中，第二絕緣層7的投影面積與電極4的投影面積完全重疊。

參照?qǐng)D5，在退火處理中，電極4和第二絕緣層7共同阻擋所述含氧元素的物質(zhì)，有源層2在電極4和第二絕緣層7共同覆蓋下的區(qū)域的電阻率得以降低，形成源區(qū)21、漏區(qū)23。降低了的源區(qū)21、漏區(qū)23的電阻率有利于降低源區(qū)21、漏區(qū)23與電極4之間的接觸電阻，從而提高薄膜晶體管的開(kāi)態(tài)性能。與第二絕緣層7的特性相反，退火處理中，所述含氧元素的物質(zhì)能夠透過(guò)第一絕緣層6進(jìn)入有源層2，因而有源層2在非電極4和第二絕緣層7共同覆蓋下的區(qū)域的電阻率得到保持甚至提高，形成溝道區(qū)22。在溝道區(qū)22上方的第一絕緣層6還能提高溝道區(qū)22的電阻率、降低溝道區(qū)22的缺陷密度，從而改善薄膜晶體管的關(guān)態(tài)特性，并且第一絕緣層6還能保護(hù)溝道區(qū)22免受外界環(huán)境的影響，提高薄膜晶體管的穩(wěn)定性和可靠性。

參照?qǐng)D6，圖6為本發(fā)明中顯示面板中第一種顯示模塊結(jié)構(gòu)的示意圖，顯示器面板由多個(gè)顯示模塊組成。顯示模塊中包括薄膜晶體管、中間絕緣層8、像素電極9、光電材料10以及公共電極11。像素電極9與所述薄膜晶體管的電極4通過(guò)中間絕緣層8上的通孔相電連接。光電材料10包括但不限于：液晶、發(fā)光二極管、有機(jī)發(fā)光二極管、量子點(diǎn)發(fā)光二極管。在本實(shí)施例的顯示面板中，所述薄膜晶體管為圖3所述的薄膜晶體管。此種薄膜晶體管還可以用于構(gòu)成電路，比如顯示面板中的驅(qū)動(dòng)電路。

參照?qǐng)D7，圖7為本發(fā)明中顯示面板中第二種顯示模塊結(jié)構(gòu)的示意圖，顯示器面板由多個(gè)顯示模塊組成。顯示模塊中包括薄膜晶體管、中間絕緣層8、像素電極9、光電材料10以及公共電極11。像素電極9與所述薄膜晶體管的電極4通過(guò)中間絕緣層8上的通孔相電連接。在本實(shí)施例的顯示面板中，所述薄膜晶體管為圖5所述的薄膜晶體管。此種薄膜晶體管還可以用于構(gòu)成電路，比如顯示面板中的驅(qū)動(dòng)電路。

參照?qǐng)D8，圖8為本發(fā)明中顯示面板中第三種顯示模塊結(jié)構(gòu)的示意圖，顯示器面板由多個(gè)顯示模塊組成。顯示模塊中包括薄膜晶體管、像素電極9、光電材料10以及公共電極11。其中，像素電極9與所述薄膜晶體管的電極4通過(guò)第二絕緣層7上的通孔電連接，第二絕緣層7兼具中間絕緣層的作用，因而無(wú)需再專(zhuān)門(mén)設(shè)置一層中間絕緣層。在本實(shí)施例的顯示面板中，所述薄膜晶體管為圖3所述的薄膜晶體管。

最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，而非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換或改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。