本發(fā)明屬于薄膜晶體管技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種共面型薄膜晶體管及其制造方法、陣列基板、液晶面板、顯示裝置。

背景技術(shù)：

在平板顯示裝置中，薄膜晶體管液晶顯示器(thinfilmtransistorliquidcrystaldisplay，簡(jiǎn)稱tft-lcd)具有體積小、功耗低、制造成本相對(duì)較低和低輻射等特點(diǎn)。

在共面型薄膜晶體管結(jié)構(gòu)中，如圖1所示，共面型薄膜晶體管10，包括覆于基板01上的柵極02、覆于柵極02上的柵極絕緣層03、覆于柵極絕緣層03上的源極和漏極，其中，源極和漏極均為兩層結(jié)構(gòu)，底層銅層041，頂層為鈦層042、覆于源極和漏極上的半導(dǎo)體層05，其中，半導(dǎo)體層05為igzo半導(dǎo)體層、覆于半導(dǎo)體層05上的絕緣層06。其中，溝道區(qū)07位于源極和漏極之間。在溝道區(qū)07處，由于銅層、鈦層同時(shí)刻蝕，在溝道區(qū)處的側(cè)面，源極和漏極會(huì)與半導(dǎo)體層發(fā)生接觸，即，銅層041直接與半導(dǎo)體層05接觸。而對(duì)于igzo半導(dǎo)體而言，存在銅原子在igzo薄膜的擴(kuò)散問題，這個(gè)會(huì)導(dǎo)致tft器件的短路，開關(guān)失效。

在這種情況下，針對(duì)銅原子的擴(kuò)散問題，本發(fā)明提出一種新的共面型薄膜晶體管結(jié)構(gòu)：在溝道處的側(cè)面設(shè)置阻擋層，將銅層與半導(dǎo)體層隔離開來。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種解決因銅層中的銅原子在半導(dǎo)體層中擴(kuò)散而導(dǎo)致薄膜晶體管器件短路的共面型薄膜液晶管。

本發(fā)明提供一種共面型薄膜晶體管，包括：柵極；源極；漏極；以及溝道區(qū)，位于源極和漏極之間；其中，所述源極和漏極均包括位于底部的銅層、以及位于所述銅層上方且部分位于所述溝道區(qū)側(cè)面的鈦層；所述溝道區(qū)內(nèi)設(shè)有半導(dǎo)體層，所述鈦層與所述半導(dǎo)體層接觸。

優(yōu)選地，所述鈦層包括鈦?zhàn)钃鯇?，所述鈦?zhàn)钃鯇釉O(shè)置于所述溝道區(qū)側(cè)面，所述鈦?zhàn)钃鯇痈采w所述銅層，且隔離所述銅層和半導(dǎo)體層。

優(yōu)選地，所述源極的銅層和漏極的銅層之間的距離大于所述源極的鈦層和漏極的鈦層之間的距離。

優(yōu)選地，還包括柵極絕緣層，所述柵極絕緣層的下方是所述柵極，所述柵極絕緣層的上方是所述源極、漏極和半導(dǎo)體層。

優(yōu)選地，所述柵極絕緣層采用siox和sinx組合膜層,其中，sinx膜層位于所述柵極的上方，所述siox膜層位于所述sinx膜層的上方。

優(yōu)選地，所述半導(dǎo)體層為igzo半導(dǎo)體層

本發(fā)明又提供一種陣列基板，包括縱橫交錯(cuò)的柵極線和數(shù)據(jù)線，還包括前述的共面型薄膜晶體管，所述共面型薄膜晶體管位于所述柵極線和數(shù)據(jù)線的交叉處。

本發(fā)明又提供一種制造共面型薄膜晶體管的方法，該方法包括：

第一步：形成柵極；

第二步：形成覆于所述柵極上的柵極絕緣層；

第三步：形成覆于所述柵極絕緣層的源極和漏極，所述源極和漏極至少由金屬鈦形成的鈦層構(gòu)成，并在源極和漏極之間形成溝道區(qū)，所述鈦層位于溝道區(qū)；

第四步：形成位于溝道區(qū)內(nèi)的半導(dǎo)體層，半導(dǎo)體層與源極的鈦層和漏極的鈦層接觸。

優(yōu)選地，所述第三步的具體步驟為：

在柵極絕緣層上沉積由金屬銅形成的銅層；

在銅層上涂布一層第一光阻層；

對(duì)第一光阻層進(jìn)行曝光，光阻層上曝光的長(zhǎng)度為a；同時(shí)對(duì)位于光阻層下方的銅層進(jìn)行過刻處理，銅層刻蝕的長(zhǎng)度為b，其中，b>a>0；

移除第一光阻層；

在銅層上沉積由金屬鈦形成的鈦層，且鈦層位于銅層的表面和側(cè)面；

在鈦層上涂布一層第二光阻層；

對(duì)第二光阻層進(jìn)行曝光，光阻層上曝光的長(zhǎng)度為a；同時(shí)對(duì)位于光阻層下方的鈦層進(jìn)行刻蝕處理，形成溝道區(qū)且溝道區(qū)側(cè)面設(shè)有鈦?zhàn)钃鯇樱?/p>

移除第二光阻層；

在溝槽區(qū)濺射半導(dǎo)體層。

優(yōu)選地，所述第二步的具體步驟為：

在柵極上覆蓋sinx膜層；

在sinx膜層上形成siox膜層。

本發(fā)明在溝道區(qū)處將銅層與半導(dǎo)體層隔離開來，從而在后續(xù)鈦層圖案化過程中，將溝道區(qū)處的銅層覆蓋起來，從而阻擋銅層與半導(dǎo)體層接觸。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有共面型薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明共面型薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3-圖8為本發(fā)明共面型薄膜晶體管的制造方法的分解結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。

如圖2所示，本發(fā)明的共面型薄膜晶體管100，包括覆于基板1上的柵極2、覆于柵極2上的柵極絕緣層3、覆于柵極絕緣層3上的源極和漏極、形成在源極和漏極之間的溝道區(qū)7，其中，源極和漏極均為兩層結(jié)構(gòu)，包括位于底層的銅層41和位于頂層的鈦層42，其中，鈦層42位于銅層41上且部分位于溝道區(qū)7的側(cè)面，溝道區(qū)7內(nèi)設(shè)有半導(dǎo)體層5，半導(dǎo)體層5覆于源極和漏極上，鈦層42與半導(dǎo)體層5接觸。源極的銅層和漏極的銅層之間的距離大于源極的鈦層和漏極的鈦層之間的距離。

優(yōu)選地，柵極所用金屬為mo、al、cu、ti或其他金屬中的單一金屬或復(fù)合金屬；柵極絕緣層3采用siox和sinx組合膜層,在柵極上覆蓋sinx膜層，在sinx膜層上形成siox膜層。其中，sinx的防水性能優(yōu)越，將siox置于上層能夠?yàn)閕gzo提供氧原子，防止sinx中h的擴(kuò)散影響。半導(dǎo)體層5為igzo半導(dǎo)體層。

共面型薄膜晶體管100還包括覆于半導(dǎo)體層5上的絕緣層6，優(yōu)選地，絕緣層6可采用siox或sinx或二者的組合。

鈦層42包括鈦?zhàn)钃鯇?，鈦?zhàn)钃鯇?位于溝道區(qū)7處，鈦?zhàn)钃鯇?隔離銅層41和半導(dǎo)體層5，避免銅層41的銅原子擴(kuò)散到半導(dǎo)體層5中。具體地，鈦?zhàn)钃鯇?設(shè)置在溝道區(qū)7的側(cè)面，能夠覆蓋溝道區(qū)7處的銅層41的側(cè)面。由于鈦與igzo半導(dǎo)體之間的接觸電阻為0.001歐姆，因此本發(fā)明選用鈦?zhàn)鳛殂~層和igzo半導(dǎo)體層之間的阻擋層。優(yōu)選地，由于鈦本來就是源極和漏極中已有的金屬，因此，鈦?zhàn)钃鯇?為鈦層42的一部分，不需要額外的增加阻擋層，節(jié)省了生產(chǎn)成本。

銅層41采用過刻工藝，留出鈦?zhàn)钃鯇?的位置，從而能夠?qū)⑩佔(zhàn)钃鯇?沉積在銅層41的外側(cè)，避免與半導(dǎo)體層5接觸，

圖3-圖8是制造的本發(fā)明共面型薄膜晶體管的方法示意圖，該方法包括：

s01：如圖3所示，柵極2圖案化形成，形成覆于基板1上的柵極2，具體步驟為：成膜、曝光、刻蝕。其中，柵極2所用的材料為金屬mo，al，cu，ti等單一金屬或復(fù)合金屬。

s02：如圖4所示，柵極絕緣層3成膜，形成覆于柵極2上的柵極絕緣層3。優(yōu)選地，柵極絕緣層3采用siox和sinx組合膜層,在柵極上覆蓋sinx膜層，在sinx膜層上形成siox膜層。將防水性優(yōu)越的sinx置于下層,將siox置于上層，從而為igzo半導(dǎo)體提供氧原子，防止sinx中h的擴(kuò)散影響。

s03：形成覆于柵極絕緣層3上的源極和漏極，源極和漏極至少由金屬鈦形成的鈦層構(gòu)成，并在源極和漏極之間形成溝道區(qū)，所述鈦層位于溝道區(qū)。

優(yōu)選地，源極和漏極為兩層結(jié)構(gòu)，底層為銅層41，頂層為鈦層42。

具體步驟為：

s031：在柵極絕緣層上沉積由金屬銅形成的銅層。

s032：在銅層上涂布一層第一光阻層91。

s033：對(duì)第一光阻層91進(jìn)行曝光，光阻層上曝光的長(zhǎng)度為a；同時(shí)對(duì)位于光阻層下方的銅層進(jìn)行過刻處理，銅層圖案化形成，銅層刻蝕的長(zhǎng)度為b，其中，b>a>0；如圖5所示，從而留出沉積鈦?zhàn)钃鯇拥目臻g。操作時(shí)，可以適當(dāng)降低光刻膠與銅層間的密著性，從而促進(jìn)銅層的過刻。

s034：移除第一光阻層91。

s035：在銅層41上沉積由金屬鈦形成的鈦層42，且鈦層位于銅層的表面和側(cè)面。

s036：在鈦層上涂布一層第二光阻層92。

s037：對(duì)第二光阻層92進(jìn)行曝光，光阻層上曝光的長(zhǎng)度為a；同時(shí)對(duì)位于光阻層下方的鈦層進(jìn)行刻蝕處理，鈦層圖案化形成，并形成溝道區(qū)7且溝道區(qū)側(cè)面設(shè)有鈦?zhàn)钃鯇?，如圖6所示。在溝道區(qū)7的側(cè)面沉積鈦，形成銅層41和igzo半導(dǎo)體層5之間的鈦?zhàn)钃鯇?，從而覆蓋溝道區(qū)7處的銅層41，使得源極和漏極的鈦層42在溝道區(qū)7處之間的距離b小于源極和漏極的銅層41在溝道區(qū)7處的間隙a。操作時(shí)，可以適當(dāng)提升光刻膠與鈦層間的密著性，從而避免鈦層的過刻。

s038：移除第二光阻層；

s04：如圖7所示，igzo成膜，在溝道區(qū)濺射半導(dǎo)體層，形成覆于源極和漏極上的半導(dǎo)體層5。半導(dǎo)體層5位于溝道區(qū)7內(nèi)，利用溝道區(qū)7處的鈦?zhàn)钃鯇?，避免與銅層41接觸，防止銅原子擴(kuò)散到半導(dǎo)體層中。

s05：如圖8所示，形成覆于半導(dǎo)體層5上的絕緣層6；具體步驟為成膜、曝光、刻蝕。其中，絕緣層6的材料可采用siox或sinx或二者的組合。

本發(fā)明的制造方法，其工藝共需5道光罩，其中形成銅層和形成鈦層時(shí)共用同一張光罩，相對(duì)于lift-off工藝(剝離工藝)，少了1道光罩，優(yōu)化了生產(chǎn)工藝，節(jié)約了制造成本。

本發(fā)明基于銅與igzo之間的擴(kuò)散問題，通過在銅層圖案化過程中，將溝道區(qū)處的銅進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪^刻，在溝道區(qū)處的側(cè)面設(shè)置阻擋層，從而使鈦覆蓋溝道區(qū)處的銅。由于銅與鈦之間的應(yīng)力剛好匹配，復(fù)合薄膜的中和應(yīng)力減少，提高了金屬銅與介質(zhì)薄膜間的結(jié)合力，而鈦與igzo之間的接觸電阻為0.001歐姆，因此選用鈦?zhàn)鳛殂~和igzo層之間的阻擋層。并且由于鈦本來就是源極和漏極中已有的金屬，不需要額外的增加阻擋層。解決了銅原子向igzo薄膜中擴(kuò)散，導(dǎo)致tft器件的漏電流增大，開關(guān)失效的問題，達(dá)到了避免銅原子向igzo薄膜中擴(kuò)散的技術(shù)效果。