本實(shí)用新型涉及一種金屬氧化物薄膜晶體管結(jié)構(gòu),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?,F(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:
本實(shí)用新型所要解決的技術(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)。
一種薄膜晶體管,包括: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,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,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)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;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。
所述源區(qū)、所述漏區(qū)和所述溝道區(qū)之間是由退火形成的所述連接面,該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。
所述第一絕緣層是由氧化硅或氮氧化硅形成的絕緣層,所述第一絕緣層的厚度為10至3000納米;所述第二絕緣層由氮化硅、氮氧化硅、氧化鋁、氧化鉿形成的絕緣層,所述第二絕緣層的厚度為10至3000納米。
所述柵極疊層設(shè)置在所述有源層與所述襯底之間;
或者,所述有源層設(shè)置在所述柵極疊層和所述襯底之間。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。所述柵極電極是由氧化銦錫、氧化鋁鋅或氧化銦鋅形成的電極,所述柵極電極的厚度為10至3000納米;所述柵極絕緣層是由氧化硅或氮氧化硅形成的絕緣層,所述柵極絕緣層的厚度為10至3000納米。
所述源區(qū)、所述漏區(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。
本實(shí)用新型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。
相對(duì)于傳統(tǒng)的薄膜晶體管結(jié)構(gòu),本實(shí)用新型具有以下優(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)。本實(shí)用新型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,此實(shí)用新型,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為本實(shí)用新型中薄膜晶體管結(jié)構(gòu)第一種實(shí)施例的剖視圖。
圖4為本實(shí)用新型中薄膜晶體管結(jié)構(gòu)第二種實(shí)施例的剖視圖。
圖5為本實(shí)用新型中薄膜晶體管結(jié)構(gòu)第三種實(shí)施例的剖視圖。
圖6為本實(shí)用新型中顯示面板中第一種顯示模塊結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖7為本實(shí)用新型中顯示面板中第二種顯示模塊結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖8為本實(shí)用新型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)描述本實(shí)用新型。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實(shí)用新型,不應(yīng)被理解為對(duì)本實(shí)用新型的限定。
參照?qǐng)D3,圖3為本實(shí)用新型中薄膜晶體管結(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。
本實(shí)用新型中,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。本實(shí)用新型中,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。
在本實(shí)用新型中,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。
在本實(shí)用新型中,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,本實(shí)用新型中退火所得的源區(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,本實(shí)用新型的工藝更簡(jiǎn)單、成本也更低。但本實(shí)用新型不限制摻雜,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,本實(shí)用新型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,本實(shí)用新型中所公開的薄膜晶體管結(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關(guān)比極大地提高、甚至高于1011;常見的回滯效應(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)本實(shí)用新型中薄膜晶體管結(jié)構(gòu)可以得到大大改善。
總結(jié)來(lái)說(shuō),本實(shí)用新型相較于傳統(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為本實(shí)用新型中薄膜晶體管結(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為本實(shí)用新型中薄膜晶體管結(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為本實(shí)用新型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為本實(shí)用新型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為本實(shí)用新型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)需再專門設(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)施例僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已,而非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換或改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。