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一種薄膜晶體管及其制備方法與流程

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一種薄膜晶體管及其制備方法與流程

本發(fā)明涉及領(lǐng)域顯示面板技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種薄膜晶體管及其制備方法。



背景技術(shù):

tft一般是由非晶硅薄膜晶體管制成,隨著顯示器尺寸的不斷增大,非晶硅薄膜晶體管出現(xiàn)了電子遷移率不足,均一性差,同時(shí)還占用像素面積,導(dǎo)致透光率降低的缺陷,因此,使用igzo的氧化物半導(dǎo)體材料取代由非晶硅薄膜晶體管制成的傳統(tǒng)tft應(yīng)運(yùn)而生。為了保證igzotft中的源極、漏極與igzo有很好的接觸,在制備過(guò)程中,igzo與源極、漏極接觸的界面需要進(jìn)行特殊處理,使得接觸界面具有導(dǎo)體性。

現(xiàn)有技術(shù)中,一般采用氧氣等離子技術(shù)對(duì)接觸界面進(jìn)行氧氣等離子處理,使接觸界面具有導(dǎo)體性,但這種方法工藝復(fù)雜、生產(chǎn)效率高。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明主要提供一種薄膜晶體管及其制備方法,旨在解決igzo薄膜晶體管中igzo層與源極、漏極接觸的部分制備工藝復(fù)雜的問(wèn)題。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種薄膜晶體管的制備方法,該方法包括:在基板上依次沉積緩沖層及遮光層;在所述遮光層上形成覆蓋所述遮光層的igzo層;對(duì)所述igzo層進(jìn)行退火處理,以在所述退火處理過(guò)程中,所述緩沖層使得部分所述igzo層具有導(dǎo)體特性;形成與所述igzo層具有導(dǎo)體特性的部分接觸的源極、漏極。

其中,所述igzo層包括對(duì)應(yīng)所述遮光層位置的第一部分及與所述第一部分相鄰的第二部分,所述在所述退火處理過(guò)程中,所述緩沖層使得部分所述igzo層具有導(dǎo)體特性包括:在所述退火處理過(guò)程中,所述緩沖層使得所述第二部分具有導(dǎo)體特性。

其中,所述緩沖層為含氫緩沖層,所述在所述退火處理過(guò)程中,所述緩沖層使得所述第二部分具有導(dǎo)體特性包括:在所述退火過(guò)程中,所述含氫緩沖層中的氫氣擴(kuò)散至所述第二部分,使得所述第二部分形成摻雜igzo,進(jìn)而具有導(dǎo)體特性。

其中,所述第一部分在退火之后保留半導(dǎo)體特性。

其中,所述形成與所述igzo層具有導(dǎo)體特性的部分接觸的源極、漏極包括:在退火處理后的所述igzo層上依次設(shè)置介電層、柵極及中間層;開設(shè)貫穿所述介電層與中間層且連通所述第二部分的接觸孔;在所述中間層上及所述接觸孔中沉積金屬,以形成所述源極、漏極。

其中,所述遮光層為金屬遮光層,所述在所述遮光層上形成覆蓋所述遮光層的igzo層之前進(jìn)一步包括:對(duì)所述金屬遮光層進(jìn)行氧氣等離子處理,使得所述金屬遮光層遠(yuǎn)離所述緩沖層的一面形成絕緣層。

其中,所述遮光層為絕緣遮光層。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明采用的另一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種薄膜晶體管,該薄膜晶體管包括:依次沉積的緩沖層及遮光層;覆蓋所述遮光層的igzo層,且所述igzo層在制備時(shí),所述緩沖層使得部分所述igzo層具有導(dǎo)體特性;與所述igzo層具有導(dǎo)體特性的部分接觸的源極、漏極。

其中,所述igzo層包括對(duì)應(yīng)所述遮光層位置的第一部分及與所述第一部分相鄰的第二部分,所述igzo層具有導(dǎo)體特性的部分為所述第二部分。

其中,所述緩沖層為含氫緩沖層,所述igzo層在制備時(shí),所述含氫緩沖層中的氫氣擴(kuò)散至所述第二部分,以使得所述第二部分形成摻雜igzo,進(jìn)而具有導(dǎo)體特性。

其中,所述igzo層上依次設(shè)有介電層、柵極及中間層,所述介電層及中間層開設(shè)有貫穿所述介電層與中間層且連通所述第二部分的接觸孔,所述源極、漏極通過(guò)所述接觸孔與所述第二部分接觸。

本發(fā)明的有益效果是:區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況,本發(fā)明通過(guò)在igzo層退火處理過(guò)程中,緩沖層使得igzo層與源、漏極接觸的部分具有導(dǎo)體特性,而不需要為了使該部分具有導(dǎo)體特性進(jìn)行其他的工藝處理,簡(jiǎn)化了igzo薄膜晶體管的制備工藝,提高了生產(chǎn)效率。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明提供的薄膜晶體管的制備方法第一實(shí)施例的流程示意圖;

圖2是圖1中各步驟制成的薄膜晶體管截面示意圖;

圖3是圖1中步驟s104的具體流程示意圖;

圖4是本發(fā)明提供的薄膜晶體管的制備方法第二實(shí)施例的流程示意圖;

圖5是圖4中各步驟制成的薄膜晶體管截面示意圖;

圖6是本發(fā)明提供的薄膜晶體管第一實(shí)施例的截面示意圖;

圖7是本發(fā)明提供的薄膜晶體管第二實(shí)施例的截面示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案,下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所提供的一種薄膜晶體管及其制備方法做進(jìn)一步詳細(xì)描述。

請(qǐng)一并參閱圖1和圖2,本發(fā)明提供的薄膜晶體管的制備方法第一實(shí)施例包括:

s101:在基板11上依次沉積緩沖層111及遮光層112;

具體地,可選用氮化氫及四氫化硅作為原材料,通過(guò)等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法得到含氫的氮化硅,以形成含氫緩沖層111。

進(jìn)一步可通過(guò)物理氣相沉積法形成遮光層112,在本實(shí)施例中,遮光層112為絕緣遮光層。

s102:在遮光層112上形成覆蓋遮光層112的igzo層113;

igzo是一種含有銦、鎵和鋅的非晶氧化物,主要由in2o3、ga2o3和zno構(gòu)成,是一種n型半導(dǎo)體材料,在該步驟中,可采用物理氣相沉積法或激光脈沖沉積法,然后進(jìn)行曝光、顯影、刻蝕及剝離制程,進(jìn)而在得到覆蓋遮光層112的圖案化igzo層113。

其中,igzo層113包括對(duì)應(yīng)遮光層112位置的第一部分1131及與第一部分1131相鄰的第二部分1132,在本實(shí)施例圖示中,第一部分1131的左右兩側(cè)均為第二部分1132。

s103:對(duì)igzo層113進(jìn)行退火處理,以在退火處理過(guò)程中,緩沖層111使得部分igzo層113具有導(dǎo)體特性;

具體地,在步驟s101中可知,本實(shí)施中的緩沖層111為含氫緩沖層,在退火過(guò)程中,含氫緩沖層111中的氫在高溫作用下會(huì)向圖示中的上方擴(kuò)散,從而擴(kuò)散至igzo層113,使得部分igzo層113形成摻雜igzo,進(jìn)而具有導(dǎo)體特性,在這一過(guò)程中,由于遮光層112的存在,對(duì)應(yīng)遮光層112位置的第一部分1131被遮光層112保護(hù)而不會(huì)受到影響,依然保留半導(dǎo)體特性,第二部分1132則未被保護(hù)而形成摻雜igzo,進(jìn)而使得第二部分1132具有導(dǎo)體特性。

可選的,該摻雜igzo為n型重?fù)诫sigzo。

s104:形成與igzo層具有導(dǎo)體特性的部分接觸的源極114、漏極115。

請(qǐng)一并參閱圖2及圖3,該步驟s104可具體包括:

s1041:在退火處理后的igzo層113上依次設(shè)置介電層116、柵極117及中間層118;

具體地,在退火處理后的igzo層113上使用包括但不限于化學(xué)氣相沉積的方法形成第一氧化硅層,該第一氧化硅層即為介電層116,介電層116能夠隔絕外界的氧氣或水分子對(duì)igzo層113的影響,對(duì)igzo層113的穩(wěn)定性起到保護(hù)作用。

進(jìn)一步地,在介電層116上可使用物理氣相沉積法沉積金屬,然后進(jìn)行曝光、顯影、刻蝕和剝離制程,形成圖案化柵極117。

最后在柵極117上可使用化學(xué)氣相沉積的方法形成第二氧化硅層,該第二氧化硅層即為中間層118,中間層118具有絕緣性,對(duì)柵極117起到絕緣保護(hù)作用。

s1042:開設(shè)貫穿介電層116與中間層118且連通第二部分1132的接觸孔119;

具體地,可通過(guò)光阻涂布、曝光的方法形成圖案化的接觸孔,然后進(jìn)行干法刻蝕,去除后即可得到接觸孔119。

其中,接觸孔119的數(shù)量為二,分別與位于igzo層113第一部分1131兩側(cè)的第二部分1132連通。

s1043:在中間層118上及接觸孔119中沉積金屬,以形成源極114、漏極115。

具體地,可通過(guò)物理氣相沉積在中間層118以及兩個(gè)接觸孔119中沉積金屬,形成一金屬層,然后在沉積的金屬層上沉積光阻層,再進(jìn)行曝光、顯影、刻蝕和剝離制程,以得到圖案化的源極114及漏極115,且接觸孔119與igzo層113的第二部分1132連通,以使得源極114、漏極115與igzo層113的第二部分1132接觸。

參閱圖4及圖5,本發(fā)明提供的薄膜晶體管的制備方法第二實(shí)施例中步驟s203、s204及s205與上述第一實(shí)施例中的步驟s102、s103及s104相同,在此不再贅述,本實(shí)施例還包括:

s201:在基板21上依次沉積緩沖層211及遮光層212;

其中,在基板21上沉積緩沖層211的方法與上述第一實(shí)施例相同;在本實(shí)施例中,遮光層212為金屬遮光層。

具體地,可選用鉬或鋁作為原材料,通過(guò)物理氣相沉積法沉積鉬或鋁,然后進(jìn)行曝光、顯影、刻蝕和剝離制程,進(jìn)而得到圖案化的金屬遮光層。

s202:對(duì)金屬遮光層進(jìn)行氧氣等離子處理,使得金屬遮光層遠(yuǎn)離緩沖層211的一面形成絕緣層2121;

具體地,遮光層212為金屬遮光層時(shí),對(duì)金屬遮光層進(jìn)行氧氣等離子處理,例如金屬遮光層材料為鋁,經(jīng)過(guò)氧氣等離子處理后,金屬遮光層的表面會(huì)變成氧化鋁,固態(tài)的氧化鋁具有絕緣性,進(jìn)而形成絕緣層2121。

參閱圖6,本發(fā)明提供的薄膜晶體管第一實(shí)施例包括:依次沉積的緩沖層311及遮光層312、igzo層313以及源極314、漏極315,且在igzo層313上依次設(shè)有介電層316、柵極317及中間層318。

緩沖層311在制備時(shí),可選用氮化氫及四氫化硅作為原材料,通過(guò)等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法得到含氫的氮化硅,以使得緩沖層311在制備完成之后為含氫緩沖層。

遮光層312是絕緣遮光層。

igzo層313是一種n型半導(dǎo)體材料,包括對(duì)應(yīng)遮光層312位置的第一部分3131及與第一部分3131相鄰的第二部分3132。

其中,igzo層在制備時(shí),需進(jìn)行退火處理,在退火處理過(guò)程中,含氫緩沖層中的氫在高溫作用下會(huì)向圖示中的上方擴(kuò)散,從而擴(kuò)散至igzo層313,使得部分igzo層313形成摻雜igzo,進(jìn)而具有導(dǎo)體特性,在這一過(guò)程中,由于遮光層312的存在,對(duì)應(yīng)遮光層312位置的第一部分3131被遮光層312保護(hù)而不會(huì)受到影響,依然保留半導(dǎo)體特性,第二部分3132則未被保護(hù)而形成摻雜igzo,進(jìn)而使得第二部分3132具有導(dǎo)體特性。

介電層316、柵極317及中間層318依次設(shè)置在igzo層上,可根據(jù)上述方法制備而來(lái),在此不再贅述。

進(jìn)一步地,介電層316及中間層318開設(shè)有貫穿介電層316及中間層318且連通第二部分3132的接觸孔319,該接觸孔319數(shù)量為二,分別與位于igzo層313第一部分3131兩側(cè)的第二部分3132連通。

源極314、及漏極315通過(guò)在中間層318及兩個(gè)接觸孔319中沉積金屬,形成一金屬層,然后在沉積的金屬層上沉積光阻層,再進(jìn)行曝光、顯影、刻蝕和剝離制程而來(lái),因此,源極314、及漏極315與第二部分3132接觸。

參閱圖7,本發(fā)明提供的薄膜晶體管第二實(shí)施例還包括:絕緣層4121。

在遮光層412為金屬遮光層時(shí),對(duì)金屬遮光層進(jìn)行氧氣等離子處理,使得金屬遮光層遠(yuǎn)離緩沖層411的一面形成絕緣層4121。

本實(shí)施例中的其他結(jié)構(gòu)及制備方法與上述第一實(shí)施例相同,在此不再贅述。

區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明通過(guò)在igzo層退火處理過(guò)程中,緩沖層使得igzo層與源極、漏極接觸的部分具有導(dǎo)體特性,而不需要為了使該部分具有導(dǎo)體特性進(jìn)行其他的工藝處理,簡(jiǎn)化了igzo薄膜晶體管的制備工藝,提高了生產(chǎn)效率。

以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例,并非因此限制本發(fā)明的專利范圍,凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換,或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域,均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。

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