本發(fā)明涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域,尤指一種薄膜晶體管的制作方法、薄膜晶體管及顯示裝置。
背景技術(shù):
薄膜晶體管(Thin Film Transistor,TFT)是液晶顯示器(Liquid Crystal Display,LCD)和有機(jī)發(fā)光二極管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)等顯示裝置有源驅(qū)動的關(guān)鍵部件,其中閾值電壓(Vt)為TFT器件中非常重要的一個特性參數(shù),閾值電壓為使溝道區(qū)源端強(qiáng)反型時的柵源之間的電壓,當(dāng)柵源之間的電壓大于閾值電壓時,就會形成導(dǎo)電溝道,從而使源漏之間導(dǎo)通。
然而,柵極絕緣層的材質(zhì)一般為氧化物,例如SiOx,柵極氧化物中的如果存在過剩的正電荷,會使閾值電壓負(fù)偏,原因?yàn)椋阂话阆驏烹姌O施加負(fù)電壓以形成導(dǎo)電溝道,過多的正電荷會阻礙導(dǎo)電溝道的形成,從而需要施加更大的負(fù)電壓,導(dǎo)致閾值電壓負(fù)偏。
現(xiàn)有技術(shù)中,一般通過調(diào)節(jié)柵極絕緣層制作過程中的材料比例來減少閾值電壓的漂移,例如對于采用二氧化硅制作的柵極絕緣層,可以調(diào)節(jié)SiOx沉積的N2O/SiH4比率,然而這種補(bǔ)償方式效果并不理想,在SiOx/Si界面附近仍可能存在大量的硅懸掛鍵無法得到補(bǔ)償,大量的硅懸掛鍵的存在會導(dǎo)致閾值電壓嚴(yán)重負(fù)偏,使功耗更高,甚至現(xiàn)有的電壓下無法驅(qū)動像素電路。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明實(shí)施例提供一種薄膜晶體管的制作方法、薄膜晶體管及顯示裝置,用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的薄膜晶體管的閾值電壓負(fù)偏的問題。
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種薄膜晶體管的制作方法,包括:
在襯底基板上形成柵極絕緣層;
采用離子注入的方式向所述柵極絕緣層中注入負(fù)離子,所述負(fù)離子能夠與所述柵極絕緣層中的正離子結(jié)合。
在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述薄膜晶體管的制作方法中,所述柵極絕緣層僅包括第一柵極絕緣層;
所述采用離子注入的方式向所述柵極絕緣層中注入負(fù)離子,包括:
采用離子注入的方式向所述第一柵極絕緣層中注入深度小于所述第一柵極絕緣層厚度一半的負(fù)離子。
在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述薄膜晶體管的制作方法中,所述柵極絕緣層包括:第一柵極絕緣層,以及位于所述第一柵極絕緣層遠(yuǎn)離所述襯底基板一側(cè)的第二柵極絕緣層;
所述采用離子注入的方式向所述柵極絕緣層中注入負(fù)離子,包括:
在形成所述第二柵極絕緣層之后,采用離子注入的方式向所述柵極絕緣層中注入負(fù)離子;
向所述柵極絕緣層中注入負(fù)離子的深度小于所述第一柵極絕緣層和所述第二柵極絕緣層總厚度的一半。
在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述薄膜晶體管的制作方法中,所述柵極絕緣層包括:第一柵極絕緣層,以及位于所述第一柵極絕緣層遠(yuǎn)離所述襯底基板一側(cè)的第二柵極絕緣層;
所述采用離子注入的方式向所述柵極絕緣層中注入負(fù)離子,包括:
在形成所述第一柵極絕緣層之后且形成所述第二柵極絕緣層之前,采用離子注入的方式向所述第一柵極絕緣層中注入負(fù)離子;
向所述第一柵極絕緣層中注入負(fù)離子的深度小于所述第一柵極絕緣層厚度的一半。
在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述薄膜晶體管的制作方法中,所述第一柵極絕緣層為二氧化硅薄膜。
在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述薄膜晶體管的制作方法中,所述采用離子注入的方式向所述柵極絕緣層中注入負(fù)離子,包括:
控制向所述柵極絕緣層中注入的負(fù)離子的能量為25keV-50keV。
在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述薄膜晶體管的制作方法中,在所述采用離子注入的方式向所述柵極絕緣層中注入負(fù)離子之后,還包括:
對注入的負(fù)離子進(jìn)行活化處理。
在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述薄膜晶體管的制作方法中,所述對注入的負(fù)離子進(jìn)行活化處理,具體包括:
采用退火工藝對注入的負(fù)離子進(jìn)行活化處理。
在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述薄膜晶體管的制作方法中,所述采用退火工藝對注入的負(fù)離子進(jìn)行活化處理,包括:
控制所述退火工藝的溫度范圍為100℃-400℃。
在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述薄膜晶體管的制作方法中,在所述對注入的負(fù)離子進(jìn)行活化處理之前,在所述襯底基板上形成柵極;
在所述活化處理的同時,或在所述活化處理之后,向所述柵極施加負(fù)電壓。
在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述薄膜晶體管的制作方法中,所述向柵極施加負(fù)電壓,包括:
向所述柵極施加范圍為20V-50V的負(fù)電壓。
在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述薄膜晶體管的制作方法中,所述采用離子注入的方式向所述柵極絕緣層中注入負(fù)離子,具體包括:
采用離子注入的方式向所述柵極絕緣層中注入氧離子。
本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種薄膜晶體管,該薄膜晶體管由上述制作方法制作而成。
本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種顯示裝置,包括上述薄膜晶體管。
本發(fā)明有益效果如下:
本發(fā)明實(shí)施例提供的薄膜晶體管的制作方法、薄膜晶體管及顯示裝置,該制作方法包括:在襯底基板上形成柵極絕緣層;采用離子注入的方式向柵極絕緣層中注入負(fù)離子,該負(fù)離子能夠與柵極絕緣層中的正離子結(jié)合。本發(fā)明實(shí)施例提供的制作方法中,通過向柵極絕緣層中注入負(fù)離子,可以降低柵極絕緣層中正電荷的濃度,從而緩解薄膜晶體管中閾值電壓負(fù)偏的現(xiàn)象,因而也降低了驅(qū)動像素電路的功耗。
附圖說明
圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的薄膜晶體管的制作方法的流程示意圖之一;
圖2為本發(fā)明實(shí)施例中薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖之一;
圖3為本發(fā)明實(shí)施例中薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖之二;
圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的薄膜晶體管的制作方法的流程示意圖之二。
具體實(shí)施方式
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的薄膜晶體管的閾值電壓負(fù)偏的問題,本發(fā)明實(shí)施例提供了一種薄膜晶體管的制作方法、薄膜晶體管及顯示裝置。
下面結(jié)合附圖,對本發(fā)明實(shí)施例提供的薄膜晶體管的制作方法、薄膜晶體管及顯示裝置的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)地說明。附圖中各膜層的厚度和形狀不反映真實(shí)比例,目的只是示意說明本發(fā)明內(nèi)容。
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種薄膜晶體管的制作方法,如圖1所示,包括:
S101、在襯底基板上形成柵極絕緣層;
S102、采用離子注入的方式向柵極絕緣層中注入負(fù)離子,該負(fù)離子能夠與柵極絕緣層中的正離子結(jié)合。
本發(fā)明實(shí)施例提供的上述薄膜晶體管的制作方法,通過向柵極絕緣層中注入負(fù)離子,可以降低柵極絕緣層中正電荷的濃度,從而緩解薄膜晶體管中閾值電壓負(fù)偏的現(xiàn)象,因而也降低了驅(qū)動像素電路的功耗。
本發(fā)明實(shí)施例中提到的“閾值電壓”和現(xiàn)有技術(shù)中本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的“閾值電壓”的概念相同,指的是,當(dāng)薄膜晶體管中,有源層表面的電子濃度等于空穴濃度時,該薄膜晶體管的柵電壓為閾值電壓。若柵極絕緣層中存在過多的正離子,需要向柵電極施加更多的負(fù)電壓,才能形成導(dǎo)電溝道,即柵極絕緣層中過多的正電荷,導(dǎo)致該薄膜晶體管的閾值電壓負(fù)偏。
在具體實(shí)施時,上述步驟S102中,向柵極絕緣層中注入的負(fù)離子,可以為任何負(fù)離子,只要能夠與柵極絕緣層中的正離子結(jié)合即可,例如硼離子或氧離子等,也可以為其他負(fù)離子,且可以注入高濃度的負(fù)離子,此處只是舉例說明,并不對負(fù)離子的種類和濃度進(jìn)行限定。上述柵極絕緣層可以由任何高介電常數(shù)的材料制作而成,例如氧化硅、氮化硅、氧化鋁等,且上述柵極絕緣層可以是一層也可以是多層,此處不對柵極絕緣層的材料和層數(shù)進(jìn)行限定。
在實(shí)際應(yīng)用時,可以根據(jù)薄膜晶體管的閾值電壓漂移的幅度來確定負(fù)離子的最大注入量,為了避免注入的負(fù)離子過多,而導(dǎo)致閾值電壓正偏,在離子注入過程中,負(fù)離子的實(shí)際注入量可以稍小于確定出的最大注入量,例如實(shí)際注入量為最大注入量70%或80%,在離子注入過程中,離子注入設(shè)備可以通過離子電流的大小和離子注入時間準(zhǔn)確的控制負(fù)離子的注入量,以保證負(fù)離子的注入量不超過最大注入量。
在實(shí)際應(yīng)用中,可以根據(jù)柵極絕緣層的層數(shù)和厚度來確定注入負(fù)離子的深度,因而本發(fā)明實(shí)施例提供的上述制作方法可以有多種實(shí)現(xiàn)方式,以下通過實(shí)例進(jìn)行說明:
實(shí)現(xiàn)方式一(如圖2所示):
柵極絕緣層僅包括第一柵極絕緣層203;
采用離子注入的方式向柵極絕緣層中注入負(fù)離子,可以包括:
采用離子注入的方式向第一柵極絕緣層203中注入深度小于第一柵極絕緣層203厚度一半的負(fù)離子。
同樣參照圖2,圖中虛線L表示第一柵極絕緣層203的橫截面的中線,虛線L以上和以下的厚度相等,在實(shí)現(xiàn)方式一中,是將負(fù)離子注入到虛線L以上的位置,是為了避免離子注入的過程中,負(fù)離子轟擊對第一柵極絕緣層203之下的膜層產(chǎn)生影響,例如轟擊到有源層202與第一柵極絕緣層203之間的界面,甚至轟擊到有源層202內(nèi)部,影響有源層202的性能,應(yīng)當(dāng)說明的是,上述第一柵極絕緣層203之下的膜層有可能是有源層202,也有可能是柵極,是由薄膜晶體管是頂柵型還是底柵型決定,在本發(fā)明實(shí)施例中均以頂柵型,即上述第一柵極絕緣層203之下的膜層為有源層202為例進(jìn)行說明。在實(shí)現(xiàn)方式一中,向第一柵極絕緣層203中注入負(fù)離子的深度限定為小于該第一柵極絕緣層203厚度的一半,即將負(fù)離子注入到第一柵極絕緣層203的中部靠上的位置,然后通過離子擴(kuò)散的方式,使負(fù)離子擴(kuò)散至第一柵極絕緣層203中靠下的位置,也有一部分負(fù)離子會擴(kuò)散至第一柵極絕緣層203與有源層202的界面處,以降低第一柵極絕緣層203中正電荷的濃度,并改善第一柵極絕緣層203與有源層202的界面態(tài)。在具體實(shí)施時,向第一柵極絕緣層203中注入負(fù)離子的深度也可以為其他數(shù)值,例如也可以設(shè)置為小于第一柵極絕緣層203厚度的3/4,只要不影響第一柵極絕緣層203之下的膜層即可,此處并不對向第一柵極絕緣層203中注入負(fù)離子的深度進(jìn)行限定。
上述第一柵極絕緣層203可以由任何高介電常數(shù)的材料制作而成,例如氧化硅、氮化硅、氧化鋁等,此處不對第一柵極絕緣層203的材料進(jìn)行限定。
實(shí)現(xiàn)方式二(如圖3所示):
柵極絕緣層包括:第一柵極絕緣層203,以及位于第一柵極絕緣層203遠(yuǎn)離襯底基板一側(cè)的第二柵極絕緣層204;
采用離子注入的方式向柵極絕緣層中注入負(fù)離子,可以包括:
在形成第二柵極絕緣層204之后,采用離子注入的方式向柵極絕緣層中注入負(fù)離子;
向柵極絕緣層中注入負(fù)離子的深度小于第一柵極絕緣層203和第二柵極絕緣層204總厚度的一半。
參照圖3,與上述實(shí)現(xiàn)方式一的原理類似,同樣是為了避免離子注入對柵極絕緣層之下的膜層產(chǎn)生影響,向柵極絕緣層中注入負(fù)離子的深度優(yōu)選為小于第一柵極絕緣層203和第二柵極絕緣層204總厚度的一半。在實(shí)際應(yīng)用中,向柵極絕緣層中注入負(fù)離子的深度也可以為其他數(shù)值,例如也可以設(shè)置為小于第一柵極絕緣層203和第二絕緣層總厚度的3/4,只要不影響第一柵極絕緣層203之下的膜層即可,此處并不對向第一柵極絕緣層203中注入負(fù)離子的深度進(jìn)行限定。在實(shí)際應(yīng)用中,也可以結(jié)合正電荷聚集的位置來確定注入負(fù)離子的深度,例如若檢測到正電荷主要集中在第二柵極絕緣層204,則可以設(shè)置負(fù)離子的注入深度較小,若檢測到正電荷主要集中在第一柵極絕緣層203,則可以設(shè)置負(fù)離子的注入深度較大。
實(shí)現(xiàn)方式三(如圖3所示):
柵極絕緣層包括:第一柵極絕緣層203,以及位于第一柵極絕緣層203遠(yuǎn)離襯底基板一側(cè)的第二柵極絕緣層204;
采用離子注入的方式向柵極絕緣層中注入負(fù)離子,可以包括:
在形成第一柵極絕緣層203之后且形成第二柵極絕緣層204之前,采用離子注入的方式向第一柵極絕緣層203中注入負(fù)離子;
向第一柵極絕緣層203中注入負(fù)離子的深度小于第一柵極絕緣層203厚度的一半。
上述實(shí)現(xiàn)方式三可以適用于正電荷主要集中于第一柵極絕緣層203的情況,在該情況下,先向第一柵極絕緣層203中注入負(fù)離子,再制作第二柵極絕緣層204,更容易使負(fù)離子與第一柵極絕緣層203中的正電荷結(jié)合,離子注入的能量也相對較小。此外,向第一柵極絕緣層203中注入負(fù)離子的深度優(yōu)選為小于第一柵極絕緣層203厚度的一半,與上述實(shí)現(xiàn)方式一和二的原理類似,也是為了避免對第一柵極絕緣層203之下的其他膜層產(chǎn)生影響,此處不再贅述,在具體實(shí)施時,向第一柵極絕緣層203中注入負(fù)離子的深度也可以為其他數(shù)值,例如也可以設(shè)置為小于第一柵極絕緣層203厚度的3/4,只要不影響第一柵極絕緣層203之下的膜層即可,此處并不對向第一柵極絕緣層203中注入負(fù)離子的深度進(jìn)行限定。
對于頂柵型薄膜晶體管,第一柵極絕緣層203更靠近導(dǎo)電溝道,一般距離導(dǎo)電溝道越近對閾值電壓影響越大,所以一般第一柵極絕緣層203存在多余的正電荷,最容易導(dǎo)致薄膜晶體管的閾值電壓負(fù)偏,因此,對于離子注入的順序并不重要,可以先制作第二柵極絕緣層204再注入負(fù)離子,也可以先注入負(fù)離子再制作第二柵極絕緣層204。
進(jìn)一步地,在上述實(shí)現(xiàn)方式二和實(shí)現(xiàn)方式三中,上述第一柵極絕緣層203優(yōu)選為二氧化硅薄膜。
在實(shí)際應(yīng)用中,上述二氧化硅薄膜中的主要成分為SiO2,但由于該二氧化硅薄膜中的硅原子可能存在懸掛鍵,因此,在該二氧化硅薄膜中也可能存在SiO或Si等其他成分。硅原子存在的懸掛鍵使該原子表現(xiàn)為帶正電荷,若二氧化硅薄膜中存在過多的正電荷,會阻礙薄膜晶體管的導(dǎo)電溝道的形成。此外,上述第二柵極絕緣層204可以由任何高介電常數(shù)的材料制作而成,例如氧化硅、氮化硅、氧化鋁等,此處不對第二柵極絕緣的材料進(jìn)行限定。
應(yīng)當(dāng)說明的是,圖2和圖3中,黑色圓圈200表示負(fù)離子,箭頭表示注入負(fù)離子200的方向,只是為了更方便的示意本發(fā)明的實(shí)施例,并不代表實(shí)際負(fù)離子200的大小。
本發(fā)明實(shí)施例以柵極絕緣層僅包含第一柵極絕緣層203,或柵極絕緣層包括第一柵極絕緣層203和第二柵極絕緣層204為例進(jìn)行說明,在具體實(shí)施時,柵極絕緣層也可以根據(jù)實(shí)際需要包括更多膜層,注入負(fù)離子的深度和位置需要根據(jù)正電荷聚集的位置,以及柵極絕緣層中各個膜層的厚度來確定,此處并不對柵極絕緣層包括的膜層數(shù)量進(jìn)行限定。
具體地,本發(fā)明實(shí)施例提供的上述薄膜晶體管的制作方法中,采用離子注入的方式向柵極絕緣層中注入負(fù)離子,包括:
控制向柵極絕緣層中注入的負(fù)離子的能量為25keV-50keV。
在實(shí)際應(yīng)用中,對于不同厚度的柵極絕緣層,可以通過調(diào)整注入的負(fù)離子的能量來控制注入負(fù)離子的位置,負(fù)離子的注入深度越大,需要的能量越大。
進(jìn)一步地,本發(fā)明實(shí)施例提供的上述薄膜晶體管的制作方法中,在采用離子注入的方式向柵極絕緣層中注入負(fù)離子之后,還可以包括:
對注入的負(fù)離子進(jìn)行活化處理。
通過對注入的負(fù)離子進(jìn)行活化處理,可以大大增加負(fù)離子的活性,促進(jìn)負(fù)離子的擴(kuò)散,進(jìn)而使負(fù)離子填補(bǔ)更多的硅原子的懸掛鍵,降低正電荷的濃度。例如,向二氧化硅薄膜中注入100個負(fù)離子,如果不進(jìn)行活化處理,可能填補(bǔ)到硅原子的懸掛鍵的負(fù)離子個數(shù)約為50個,如果進(jìn)行了活化處理,可以使注入的負(fù)離子中大部分填補(bǔ)到硅原子的懸掛鍵上,例如有大約99個(甚至100個)負(fù)離子能夠填補(bǔ)到硅原子的懸掛鍵上。
具體地,上述對注入的負(fù)離子進(jìn)行活化處理,可以具體包括:
采用退火工藝對注入的負(fù)離子進(jìn)行活化處理。
本發(fā)明實(shí)施例中采用退火工藝對負(fù)離子進(jìn)行活化處理,是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式,在具體實(shí)施時,也可以采用其他工藝實(shí)現(xiàn)活化處理,此處不對實(shí)現(xiàn)活化處理的具體工藝進(jìn)行限定。
更具體地,采用退火工藝對注入的負(fù)離子進(jìn)行活化處理,可以包括:
控制退火工藝的溫度范圍為100℃-400℃,優(yōu)選為200℃。
在退火過程中,溫度越高負(fù)離子的活性越高,但是考慮到薄膜晶體管器件能夠承受的溫度,退火工藝的溫度不能無限增大,優(yōu)選范圍為100℃-400℃,最優(yōu)溫度值為200℃。
具體地,本發(fā)明實(shí)施例提供的上述薄膜晶體管的制作方法中,在對注入的負(fù)離子進(jìn)行活化處理之前,在襯底基板201上形成柵極;
在活化處理的同時,或在活化處理之后,向柵極施加負(fù)電壓。
通過向柵極施加負(fù)電壓,可以進(jìn)一步促進(jìn)負(fù)離子的擴(kuò)散到二氧化硅薄膜與有源層202的界面附近,填補(bǔ)二氧化硅薄膜中以及該界面處的過剩硅的懸掛鍵,降低正電荷的濃度,增強(qiáng)柵極絕緣層的耐擊穿性,并改善二氧化硅薄膜與有源層202的界面態(tài)。
在具體實(shí)施時,上述向柵極施加負(fù)電壓的工藝可以在活化處理的同時,也可以在活化處理之后,優(yōu)選為在活化處理的同時,向柵極施加負(fù)電壓,一方面可以提高負(fù)離子的擴(kuò)散速度,填補(bǔ)過剩硅的懸掛鍵的效果更好,另一方面兩個操作同時進(jìn)行也節(jié)省了處理的時間。上述活化處理和向柵極施加負(fù)電壓的工藝,可以在制作薄膜晶體管的過程中進(jìn)行,也可以在薄膜晶體管制作完成之后再進(jìn)行,優(yōu)選為在薄膜晶體管制作完成后進(jìn)行,這樣不會對薄膜晶體管的制作過程產(chǎn)生影響。
在實(shí)際應(yīng)用中,在制作柵極絕緣層之前,還可以包括在襯底基板201上制作緩沖層和有源層202,可以包括沉積、晶化、刻蝕等工藝,對于制作柵極和有源層202的先后順序,需要根據(jù)該薄膜晶體管是頂柵型還是底柵型來確定,本發(fā)明實(shí)施例中均以頂柵型,即柵極絕緣層之下的膜層是有源層202為例進(jìn)行說明,此處并不對薄膜晶體管的類型進(jìn)行限定。
具體地,向柵極施加負(fù)電壓,可以包括:
向柵極施加范圍為20V-50V的負(fù)電壓,且向柵極施加的電壓優(yōu)選為30V。
在實(shí)際應(yīng)用中,本發(fā)明實(shí)施例提供的上述薄膜晶體管的制作方法中,采用離子注入的方式向柵極絕緣層中注入負(fù)離子,可以具體包括:
采用離子注入的方式向柵極絕緣層中注入氧離子。
柵極絕緣層中一般包括二氧化硅薄膜,向柵極絕緣層中注入的負(fù)離子優(yōu)選為氧離子,會提高二氧化硅薄膜中的氧原子和硅原子的原子比,并在退火工藝的熱處理?xiàng)l件下,能夠形成更加致密穩(wěn)固的二氧化硅,既填補(bǔ)了硅原子的懸掛鍵,降低了正電荷的濃度,又能夠增強(qiáng)柵極絕緣層的耐擊穿性。
以下結(jié)合圖3和圖4,以頂柵型薄膜晶體管,且柵極絕緣層包括二氧化硅薄膜和氮化硅薄膜,即第一柵極絕緣層203為二氧化硅薄膜,第二柵極絕緣層204為氮化硅薄膜為例,對本發(fā)明實(shí)施例提供的最優(yōu)實(shí)施方式進(jìn)行說明:
S301、在襯底基板201上依次形成有源層202、二氧化硅薄膜和氮化硅薄膜;
S302、控制離子注入的能量在25keV-50keV范圍內(nèi),向柵極絕緣層中注入氧離子;其中,注入的氧離子主要集中在二氧化硅薄膜的中上部;
由于在氮化硅薄膜中一般會含有一定量的H-離子,H-離子可以填補(bǔ)氮化硅薄膜中的硅原子的懸掛鍵,而且,二氧化硅薄膜更靠近導(dǎo)電溝道,一般距離導(dǎo)電溝道越近對閾值電壓影響越大,所以,導(dǎo)致薄膜晶體管閾值電壓負(fù)偏的主要是二氧化硅薄膜,因此,優(yōu)選為控制注入的氧離子主要集中在二氧化硅薄膜的中上部,即向二氧化硅薄膜中注入的氧離子的深度小于二氧化硅薄膜厚度的一半。
S303、制作薄膜晶體管的其他膜層,例如柵極;
S304、采用退火工藝對注入的氧離子進(jìn)行活化處理,同時向柵極施加負(fù)電壓;其中退火工藝的溫度控制在200℃左右,向柵極施加的負(fù)電壓控制在30V左右。
基于同一發(fā)明構(gòu)思,本發(fā)明實(shí)施例提供了一種薄膜晶體管,該薄膜晶體管由上述制作方法制作而成。由于該薄膜晶體管解決問題的原理與上述薄膜晶體管的制作方法相似,因此該薄膜晶體管的實(shí)施可以參見上述薄膜晶體管的制作方法的實(shí)施,重復(fù)之處不再贅述。
基于同一發(fā)明構(gòu)思,本發(fā)明實(shí)施例提供一種顯示裝置,包括上述薄膜晶體管,該顯示裝置可以應(yīng)用于手機(jī)、平板電腦、電視機(jī)、顯示器、筆記本電腦、數(shù)碼相框、導(dǎo)航儀等任何具有顯示功能的產(chǎn)品或部件。由于該顯示裝置解決問題的原理與上述薄膜晶體管相似,因此該顯示裝置的實(shí)施可以參見上述薄膜晶體管的實(shí)施,重復(fù)之處不再贅述。
本發(fā)明實(shí)施例提供的上述薄膜晶體管的制作方法、薄膜晶體管及顯示裝置,通過向柵極絕緣層中注入負(fù)離子,優(yōu)選為氧離子,柵極絕緣層中包含二氧化硅薄膜時,提高了二氧化硅薄膜中的氧原子和硅原子的原子比,通過活化處理工藝以及向柵極施加電壓,可以使氧離子擴(kuò)散至二氧化硅薄膜與有源層的界面附近,可以填補(bǔ)二氧化硅薄膜中過剩硅的懸掛鍵,降低正電荷的濃度,從而緩解薄膜晶體管中閾值電壓負(fù)偏的現(xiàn)象,因而也降低了驅(qū)動像素電路的功耗,同時也改善了二氧化硅薄膜與有源層的界面態(tài),增強(qiáng)柵極絕緣層的耐擊穿性。
顯然,本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)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)。