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備方法、包括該薄膜晶體管的陣列基板。

背景技術(shù)：

多晶硅(p-si)薄膜晶體管(Thin Film Transistor，TFT)由于具有響應(yīng)時間快、容易實(shí)現(xiàn)重?fù)诫s、溝道電流穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，在顯示領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

在多晶硅薄膜晶體管的制備工藝中，制備源/漏極之前，先進(jìn)行過孔工藝，在p-si層以上形成過孔。傳統(tǒng)的過孔工藝，一是僅采用CF₄/O₂氣體進(jìn)行刻蝕，這種工藝由于刻蝕氣體對絕緣膜和p-Si的選擇比低，而出現(xiàn)p-Si層同時被刻蝕掉的問題。為了提高對絕緣膜和p-Si的選擇比，另一種工藝是在采用CF₄/O₂氣體進(jìn)行刻蝕一定時間之后，使用C₄F₈和C₂HF₅等含碳較高的氣體繼續(xù)刻蝕。但是，使用了C₄F₈和C₂HF₅等氣體的情況下，CF_x的反應(yīng)性生成物附著在設(shè)備腔室內(nèi)，導(dǎo)致設(shè)備需要經(jīng)常維護(hù)保養(yǎng)，縮短了設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)周期。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，有必要提供一種薄膜晶體管及其制備方法、陣列基板，能夠避免多晶硅層被誤刻蝕，保護(hù)多晶硅層，同時延長設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)周期，節(jié)省工業(yè)生產(chǎn)成本。

本發(fā)明公開了一種薄膜晶體管的制備方法，其包括：

在基板上制備多晶硅層；

在所述多晶硅層上順序制備金屬膜層及層間絕緣膜；

在所述金屬膜層上形成貫穿所述層間絕緣膜的第一過孔并制備源漏極。

在其中一個實(shí)施例中，所述在所述金屬膜層上形成貫穿所述層間絕緣膜的第一過孔，為：

采用含氟的預(yù)設(shè)氣體進(jìn)行刻蝕，在所述金屬膜層上形成貫穿所述層間絕緣膜的第一過孔。

在其中一個實(shí)施例中，所述在所述多晶硅層上順序制備金屬膜層及層間絕緣膜，包括：

在所述多晶硅層對應(yīng)于源漏極的區(qū)域上制備金屬膜層；

在所述多晶硅層上制備層間絕緣膜，所述層間絕緣膜覆蓋所述金屬膜層。

在其中一個實(shí)施例中，所述在所述多晶硅層上制備層間絕緣膜，包括：

在所述多晶硅層上順序制備柵極絕緣膜、柵極及層間絕緣膜；

并且，所述在所述金屬膜層上形成貫穿所述層間絕緣膜的第一過孔，為：在所述金屬膜層上形成貫穿所述層間絕緣膜及所述柵極絕緣膜的第一過孔。

在其中一個實(shí)施例中，所述在所述多晶硅層對應(yīng)于源漏極的區(qū)域上制備金屬膜層，包括：

在所述多晶硅層上制備柵極絕緣膜；

在對應(yīng)于源漏極的區(qū)域上形成貫穿所述柵極絕緣膜的第二過孔；

在所述柵極絕緣膜上分別制備柵極及金屬膜層，所述金屬膜層覆蓋所述第二過孔；

并且，所述在所述多晶硅層上制備層間絕緣膜，為：在所述柵極絕緣膜上制備層間絕緣膜，所述層間絕緣膜覆蓋所述柵極和所述金屬膜層。

在其中一個實(shí)施例中，所述在基板上制備多晶硅層之前，所述薄膜晶體管的制備方法還包括：

在所述基板上順序制備柵極和柵極絕緣膜；

所述在基板上制備多晶硅層，為：在所述柵極絕緣膜上制備多晶硅層。

在其中一個實(shí)施例中，在制備柵極之前，所述薄膜晶體管的制備方法還包括：

在所述基板上制備緩沖層。

本發(fā)明還公開了一種薄膜晶體管，所述薄膜晶體管采用如上述任一項(xiàng)所述的制備方法制備得到。

在其中一個實(shí)施例中，所述金屬膜層采用與柵極相同的金屬材料。

本發(fā)明還公開了一種陣列基板，其包括如上述任一項(xiàng)所述的薄膜晶體管。

上述薄膜晶體管及其制備方法、陣列基板，通過在多晶硅層上增加一金屬膜層，能夠在刻蝕過孔時，保護(hù)多晶硅層，避免多晶硅層被誤刻蝕，從而提高薄膜晶體管的良品率。由于刻蝕氣體對絕緣層和金屬膜層具有較高選擇比，無需分兩階段進(jìn)行刻蝕，亦無需使用含碳較高的C₄F₈和C₂HF₅等氣體，因此不會在設(shè)備腔室內(nèi)生成CF_x的反應(yīng)性生成物，從而延長設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)周期，節(jié)省了工業(yè)生產(chǎn)成本，還減輕了環(huán)境污染。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他實(shí)施例的附圖。

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的薄膜晶體管的制備方法的流程示意圖；

圖2a為本發(fā)明另一實(shí)施例的薄膜晶體管的制備方法的流程示意圖；

圖2b為本發(fā)明又一實(shí)施例的薄膜晶體管的制備方法的流程示意圖；

圖3a為本發(fā)明一具體實(shí)施例的薄膜晶體管的的制備方法的流程示意圖；

圖3b為本發(fā)明一具體實(shí)施例制備得到的薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4a為本發(fā)明另一具體實(shí)施例的薄膜晶體管的的制備方法的流程示意圖；

圖4b為本發(fā)明另一具體實(shí)施例制備得到的薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5a為本發(fā)明又一具體實(shí)施例的薄膜晶體管的的制備方法的流程示意圖；

圖5b為本發(fā)明又一具體實(shí)施例制備得到的薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個”的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。

下面結(jié)合附圖描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的薄膜晶體管及其制備方法、陣列基板。例如，本發(fā)明一實(shí)施例的薄膜晶體管的制備方法，包括：在基板上制備多晶硅層；在所述多晶硅層上順序制備金屬膜層及層間絕緣膜；在所述金屬膜層上形成貫穿所述層間絕緣膜的第一過孔并制備源漏極。例如，上述制備方法，為頂柵結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管的制備方法。又如，上述制備方法，為底柵結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管的制備方法。

請參閱圖1，其為本發(fā)明一實(shí)施例的薄膜晶體管的制備方法的流程示意圖。該制備方法包括：

S110，在基板上制備多晶硅層。例如，在玻璃基板上制備多晶硅層。又如，在柔性基板上制備多晶硅層。又如，在柔性聚合物基板上制備多晶硅層。

在一個實(shí)施例中，所述制備方法用于制備頂柵結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管。此時，一種實(shí)施方式是，直接在基板上制備多晶硅層。另一種實(shí)施方式是，在基板上制備緩沖層，然后在緩沖層上制備多晶硅層。又一種實(shí)施方式是，當(dāng)采用柔性基板時，為了提高柔性基板的水汽阻隔能力，在柔性基板上制備水汽阻隔層，在水汽阻隔層上制備多晶硅層；或者，在水汽阻隔層上順序制備緩沖層及多晶硅層。

在另一個實(shí)施例中，所述制備方法用于制備底柵結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管。此時，在制備多晶硅層之前，先在基板上順序制備柵極和柵極絕緣膜，在柵極絕緣膜上制備多晶硅層。其中，一種實(shí)施方式是，直接在基板上順序制備柵極和柵極絕緣膜。另一種實(shí)施方式是，在基板上制備緩沖層，然后在緩沖層上順序制備柵極和柵極絕緣膜。又一種實(shí)施方式是，當(dāng)采用柔性基板時，為了提高柔性基板的水汽阻隔能力，在柔性基板上制備水汽阻隔層，在水汽阻隔層上順序制備柵極和柵極絕緣膜；或者，在水汽阻隔層上順序制備緩沖層、柵極和柵極絕緣膜。

其中，緩沖層為SiO_x層、SiN_x層或SiO_x層與SiN_x層的堆疊組合。例如，緩沖層為單層SiO_x層，或者單層SiN_x層，或者多層SiO_x層，或者多層SiN_x層，或者至少一層SiO_x層與至少一層SiN_x層的堆疊。

S120，在所述多晶硅層上順序制備金屬膜層及層間絕緣膜。

作為一種實(shí)施方式，該金屬膜層完全覆蓋多晶硅層。例如，該金屬膜層為一層或多層。又如，該金屬膜層為多層，其中不同金屬膜層的材料可以相同或不同。

作為另一種方式，該金屬膜層覆蓋多晶硅層的部分區(qū)域，例如該金屬膜層至少覆蓋多晶硅層上對應(yīng)過孔的區(qū)域。又如，該金屬膜層覆蓋多晶硅層上對應(yīng)源漏極的區(qū)域。又如，步驟S120具體為：在所述多晶硅層對應(yīng)于源漏極的區(qū)域上制備金屬膜層；在所述多晶硅層上制備層間絕緣膜，所述層間絕緣膜覆蓋所述金屬膜層。此時，可通過圖形化的掩膜板在多晶硅層上制備金屬膜層。

在一個實(shí)施例中，所述制備方法用于制備頂柵結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管。此時，一種實(shí)施方式是，在多晶硅上制備金屬膜層，在金屬膜層上順序制備柵極絕緣膜、柵極及層間絕緣膜。另一種實(shí)施方式是，在多晶硅層上制備柵極絕緣膜，在柵極絕緣膜上分別制備柵極及金屬膜層。例如，為了提高生產(chǎn)效率，可通過圖形化的掩膜板，采用相同的金屬材料同時制備柵極和金屬膜層。

在另一個實(shí)施例中，所述制備方法用于制備底柵結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管。此時，在多晶硅上制備金屬膜層，在金屬膜層上制備層間絕緣膜。

應(yīng)當(dāng)理解，具體實(shí)施中，金屬膜層的材料與柵極的材料可以相同或不同。例如，柵極選用金屬鉬或金屬鈦，金屬膜層可以選用金屬鉬、金屬鈦或其他金屬材料。例如，金屬膜層選用與源漏極相同的金屬材料。又如，上述金屬膜層和源漏極選用金屬鋁、金屬鈦、或鈦鋁合金等材料。又如，上述金屬膜層為鋁層和鈦層的疊加結(jié)構(gòu)；又如，上述金屬膜層為鈦/鋁/鈦的三層疊加結(jié)構(gòu)。

本實(shí)施例中，在多晶硅層和層間絕緣膜之間增加一金屬膜層，能夠產(chǎn)生金屬接觸界面，在后續(xù)的過孔刻蝕工藝中，由于刻蝕氣體對金屬膜層和層間絕緣膜具有較高選擇比，能夠避免多晶硅層被誤刻蝕，因此能夠保護(hù)多晶硅層。

S130，在所述金屬膜層上形成貫穿所述層間絕緣膜的第一過孔并制備源漏極。

例如，通過干法刻蝕工藝形成第一過孔。例如，采用含氟的預(yù)設(shè)氣體進(jìn)行刻蝕，形成第一過孔。又如，通過ICP(Inductively Couple Plasma，感應(yīng)耦合等離子)刻蝕工藝，采用含氟的預(yù)設(shè)氣體進(jìn)行刻蝕，形成第一過孔。優(yōu)選地，預(yù)設(shè)氣體為含氟并且不含碳的氣體，或者，預(yù)設(shè)氣體為含氟并且含碳量較少的氣體。例如，預(yù)設(shè)氣體為含氟并且含碳量少于C₄F₈和C₂HF₅的氣體；又如，預(yù)設(shè)氣體為四氟化碳(CF₄)氣體、六氟化硫(SF₆)氣體、四氟化碳與氧氣的混合氣體(CF₄/O₂)或者六氟化硫與氧氣的混合氣體(SF₆/O₂)。

其中，第一過孔形成在所述金屬膜層上方，并且所述過孔的直徑小于或等于所述金屬膜層的寬度。

在一個實(shí)施例中，對于一些頂柵結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管，該第一過孔還貫穿柵極絕緣膜。例如，對于柵極絕緣膜在金屬膜層之上的頂柵結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管，該第一過孔還貫穿柵極絕緣膜。

傳統(tǒng)工藝中，形成過孔后制備源漏極，源漏極填充過孔，使得源漏極與多晶硅層實(shí)現(xiàn)歐姆接觸。本實(shí)施例中，多晶硅層上增加一金屬膜層，同樣能與源漏極實(shí)現(xiàn)歐姆接觸。例如，為了獲得與傳統(tǒng)工藝相同的金屬與半導(dǎo)體的歐姆接觸界面，上述金屬膜層選用與源漏極相同的金屬材料，例如鈦、鋁、鈦鋁合金等。

其中，源漏極包括源極和漏極。例如，在金屬膜層上形成貫穿層間絕緣膜的兩個第一過孔，然后制備填充該兩個第一過孔的兩個電極，這兩個電極中任意一個作為源極，另一個作為漏極。

上述薄膜晶體管的制備方法，通過在多晶硅層上增加一金屬膜層，能夠在刻蝕過孔時，保護(hù)多晶硅層，避免多晶硅層被誤刻蝕，從而提高薄膜晶體管的良品率。由于刻蝕氣體對絕緣層和金屬膜層具有較高選擇比，無需分兩階段進(jìn)行刻蝕，亦無需使用含碳較高的C₄F₈和C₂HF₅等氣體，因此不會在設(shè)備腔室內(nèi)生成CF_x的反應(yīng)性生成物，從而延長設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)周期，節(jié)省了工業(yè)生產(chǎn)成本，還減輕了環(huán)境污染。

在一個實(shí)施例中，如圖2a所示，步驟S120包括：

S121，在所述多晶硅層對應(yīng)于源漏極的區(qū)域上制備金屬膜層。

S122，在所述多晶硅層上制備層間絕緣膜，所述層間絕緣膜覆蓋所述金屬膜層。

在一個實(shí)施例中，例如制備頂柵結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管時，步驟S122具體為：在所述多晶硅層上順序制備柵極絕緣膜、柵極及層間絕緣膜。此時，步驟S130具體為：形成貫穿所述層間絕緣膜及所述柵極絕緣膜的第一過孔。

在一個實(shí)施例中，例如制備頂柵結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管時，如圖2b所示，步驟S121包括：

S121a，在所述多晶硅層上制備柵極絕緣膜；

S121b，在對應(yīng)于源漏極的區(qū)域上形成貫穿所述柵極絕緣膜的第二過孔；

S121c，在所述柵極絕緣膜上分別制備柵極及金屬膜層，所述金屬膜層覆蓋所述第二過孔。

此時，步驟S122為：在所述柵極絕緣膜上制備層間絕緣膜，所述層間絕緣膜覆蓋所述柵極和所述金屬膜層。

在一個實(shí)施例中，例如制備底柵結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管時，在步驟S110之前，上述制備方法還包括：在所述基板上順序制備柵極和柵極絕緣膜。此時，步驟S122具體為：在所述柵極絕緣膜上制備多晶硅層。

下面是本發(fā)明的薄膜晶體管的制備方法的幾個具體實(shí)施例。

例如，請一并參閱圖3a和圖3b。如圖3a所示，一具體實(shí)施例的薄膜晶體管的制備方法包括：

S310，在基板上制備多晶硅層11。

例如，在基板上直接制備多晶硅層。又如，為了提升多晶硅層的性能，先在基板上制備緩沖層，在緩沖層上制備多晶硅層。其中，緩沖層為單層SiO_x層，或者單層SiN_x層，或者多層SiO_x層，或者多層SiN_x層，或者至少一層SiO_x層與至少一層SiN_x層的堆疊。

S320，在所述多晶硅層11上順序制備金屬膜層12、柵極絕緣膜13、柵極14及層間絕緣膜15。

S330，在所述金屬膜層上形成貫穿所述層間絕緣膜及所述柵極絕緣膜的第一過孔。

S340，制備源漏極16。其中第一過孔被源漏極16填充。

上述制備方法用于制備頂柵結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管，根據(jù)上述制備方法，制備得到如圖3b所示的薄膜晶體管10。

又如，請一并參閱圖4a和圖4b。如圖4a所示，另一具體實(shí)施例的薄膜晶體管的制備方法包括：

S410，在基板上制備多晶硅層11。

例如，在基板上直接制備多晶硅層。又如，為了提升多晶硅層的性能，先在基板上制備緩沖層，在緩沖層上制備多晶硅層。其中，緩沖層為單層SiO_x層，或者單層SiN_x層，或者多層SiO_x層，或者多層SiN_x層，或者至少一層SiO_x層與至少一層SiN_x層的堆疊。

S420，在所述多晶硅層11上制備柵極絕緣膜13。

S430，在對應(yīng)于源漏極的區(qū)域上形成貫穿所述柵極絕緣膜13的第二過孔。

S440，在所述柵極絕緣膜13上分別制備柵極14及金屬膜層12，所述金屬膜層12覆蓋所述第二過孔。

S450，在所述柵極絕緣膜13上制備層間絕緣膜15，所述層間絕緣膜15覆蓋所述柵極14和所述金屬膜層12。

S460，在所述金屬膜層12上形成貫穿所述層間絕緣膜15的第一過孔。

S470，制備源漏極16。

上述制備方法用于制備頂柵結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管，根據(jù)上述制備方法，制備得到如圖4b所示的薄膜晶體管10。

又如，請一并參閱圖5a和圖5b。如圖5a所示，又一具體實(shí)施例的薄膜晶體管的制備方法包括：

S510，在所述基板上順序制備柵極14和柵極絕緣膜13；

例如，直接基板上制備柵極。又如，為了避免基板對柵極的污染，在形成柵極之前，先在基板上制備緩沖層，緩沖層為單層SiO_x層，或者單層SiN_x層，或者多層SiO_x層，或者多層SiN_x層，或者至少一層SiO_x層與至少一層SiN_x層的堆疊。

S520，在所述柵極絕緣膜上制備多晶硅層11。

S530，在所述多晶硅層上順序制備金屬膜層12及層間絕緣膜15。

S540，在所述金屬膜層12上形成貫穿所述層間絕緣膜15的第一過孔。

S550，制備源漏極16。

上述制備方法用于制備底柵結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管，根據(jù)上述制備方法，制備得到如圖5b所示的薄膜晶體管10。

本發(fā)明還公開了一種薄膜晶體管，該薄膜晶體管采用上述任一實(shí)施例所述的制備方法制備得到。例如，該薄膜晶體管為頂柵結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管。又如，該薄膜晶體管為底柵結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管。

在其中一個實(shí)施例中，該薄膜晶體管中的金屬膜層采用與柵極相同的金屬材料。

在其中一個實(shí)施例中，該薄膜晶體管中的金屬膜層采用與源漏極相同的金屬材料。

本發(fā)明還公開了一種陣列基板，該陣列基板包括上述任一實(shí)施例所述的薄膜晶體管。例如，該陣列基板上包括若干數(shù)據(jù)線、若干掃描線及若干呈陣列分布的薄膜晶體管，若干數(shù)據(jù)線和若干掃描線垂直交錯形成多個單元區(qū)域，每個單元區(qū)域內(nèi)設(shè)置有至少一薄膜晶體管。例如，每個單元區(qū)域內(nèi)設(shè)置有一薄膜晶體管，該薄膜晶體管的柵極連接掃描線；該薄膜晶體管的源極連接數(shù)據(jù)線，即像素的驅(qū)動電壓輸入線；薄膜晶體管的漏極連接所在像素的像素電極陽極。掃描線上的電壓控制薄膜晶體管的開啟/關(guān)斷，當(dāng)某一像素的薄膜晶體管開啟時，數(shù)據(jù)線上的像素驅(qū)動電壓通過源極和漏極輸入到像素電極，使該像素工作。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實(shí)施例中的各個技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。