一種薄膜晶體管及其制備方法、陣列基板的制作方法
【專利摘要】本申請(qǐng)公開(kāi)了一種薄膜晶體管及其制備方法、陣列基板，用以通過(guò)在源極和有源層之間，以及在漏極和有源層之間設(shè)置保護(hù)層，防止在形成源極和漏極之間的背溝道區(qū)域的過(guò)程中有源層被刻蝕。本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N薄膜晶體管，包括柵極、柵極絕緣層、有源層、源極以及漏極，在源極和有源層之間，以及在漏極和有源層之間，均包括用于在形成源極和漏極之間的背溝道區(qū)域的過(guò)程中避免有源層被刻蝕的保護(hù)層。
【專利說(shuō)明】
一種薄膜晶體管及其制備方法、陣列基板
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本申請(qǐng)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、陣列基板。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有氧化物薄膜晶體管(TFT)的結(jié)構(gòu)有刻蝕阻擋層(EtchStop Layer，ESL)型和背溝道刻蝕型(Back Channel Etch Type，BCE)兩種類型。
[0003]E S L型氧化物薄膜晶體管能夠較好的保護(hù)氧化物半導(dǎo)體，但增加了一次掩膜(mask)工藝，使得薄膜晶體管的制造工藝復(fù)雜成本提高。
[0004]BCE型氧化物薄膜晶體管雖然省去刻蝕阻擋層的mask工藝，但是由于氧化物材料的限制，在源漏(S/D)金屬層刻蝕工藝的時(shí)候，有源層氧化物容易受到刻蝕液的腐蝕，影響氧化物的組份比例，從而影響TFT性能的可信賴性，從而限制了S/D金屬層的種類和刻蝕液的種類。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種薄膜晶體管及其制備方法、陣列基板，用以通過(guò)在源極和有源層之間，以及在漏極和有源層之間設(shè)置保護(hù)層，防止在形成源極和漏極之間的背溝道區(qū)域的過(guò)程中有源層被刻蝕。
[0006]本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種薄膜晶體管，包括柵極、柵極絕緣層、有源層、源極以及漏極，在源極和有源層之間，以及在漏極和有源層之間，均包括用于在形成源極和漏極之間的背溝道區(qū)域的過(guò)程中避免有源層被刻蝕的保護(hù)層。
[0007]通過(guò)在該薄膜晶體管的源極和有源層之間，以及在漏極和有源層之間，均設(shè)置的用于在形成源極和漏極之間的背溝道區(qū)域的過(guò)程中避免有源層被刻蝕的保護(hù)層，從而可以防止在形成源極和漏極之間的背溝道區(qū)域的過(guò)程中有源層被刻蝕，避免影響氧化物的組份比例，從而保證TFT性能的可信賴性，并且不對(duì)S/D金屬層的種類和刻蝕液的種類造成限制。
[0008]可選地，該薄膜晶體管為背溝道刻蝕型BCE型薄膜晶體管。
[0009]可選地，所述保護(hù)層為硼碳氮薄膜。
[0010]可選地，所述源極和漏極之上還包括鈍化層。
[0011]本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種陣列基板，包括本申請(qǐng)實(shí)施例提供的所述的薄膜晶體管。
[0012]本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種薄膜晶體管的制備方法，包括:
[0013]形成柵極、柵極絕緣層、有源層、保護(hù)層、源極以及漏極，其中，在源極和有源層之間，以及在漏極和有源層之間，均包括用于在形成源極和漏極之間的背溝道區(qū)域的過(guò)程中避免有源層被刻蝕的所述保護(hù)層。
[0014]可選地，所述保護(hù)層為硼碳氮薄膜。
[0015]可選地，形成有源層、保護(hù)層、源極以及漏極，具體包括:
[0016]形成有源層，并且在所述有源層上形成保護(hù)層；
[0017]在所述保護(hù)層上形成源漏金屬層；
[0018]對(duì)源漏金屬層進(jìn)行刻蝕，在源極和漏極之間形成背溝道區(qū)域；
[0019]對(duì)所述背溝道區(qū)域的保護(hù)層進(jìn)行刻蝕，最終形成源極和漏極。
[0020]可選地，通過(guò)磁控濺射的方法，采用h-BN勒材，反應(yīng)氣體CH4和Ar，在所述有源層上形成保護(hù)層。
[0021]可選地，對(duì)所述源漏金屬層采用濕法刻蝕，對(duì)所述背溝道區(qū)域的保護(hù)層采用干法刻蝕。
【附圖說(shuō)明】
[0022]為了更清楚地說(shuō)明本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)要介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本申請(qǐng)的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0023]圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的薄膜晶體管制作過(guò)程中完成制備柵極的示意圖；
[0025]圖3為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的薄膜晶體管制作過(guò)程中完成制備柵極絕緣層的示意圖；
[0026]圖4為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的薄膜晶體管制作過(guò)程中完成制備有源層的示意圖；
[0027]圖5為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的薄膜晶體管制作過(guò)程中完成制備保護(hù)層的示意圖；
[0028]圖6為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的薄膜晶體管制作過(guò)程中完成制備S/D金屬層的示意圖；
[0029]圖7為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的薄膜晶體管的背溝道區(qū)域的示意圖；
[0030]圖8為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的薄膜晶體管制作過(guò)程中完成制備源極和漏極的示意圖；
[0031]圖9為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的薄膜晶體管制作過(guò)程中刻蝕掉背溝道區(qū)域的保護(hù)層的示意圖；
[0032]圖10為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的形成有源層、保護(hù)層、源極以及漏極的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種薄膜晶體管及其制備方法、陣列基板，用以通過(guò)在源極和有源層之間，以及在漏極和有源層之間設(shè)置保護(hù)層，防止在形成源極和漏極之間的背溝道區(qū)域的過(guò)程中有源層被刻蝕。
[0034]參見(jiàn)圖1，本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種薄膜晶體管，包括柵極1、柵極絕緣層2、有源層
3、源極51以及漏極52，在源極51和有源層3之間，以及在漏極52和有源層3之間，均包括用于在形成源極和漏極之間的背溝道區(qū)域的過(guò)程中避免有源層被刻蝕的保護(hù)層4。
[0035]通過(guò)在該薄膜晶體管的源極和有源層之間，以及在漏極和有源層之間，均設(shè)置的用于在形成源極和漏極之間的背溝道區(qū)域的過(guò)程中避免有源層被刻蝕的保護(hù)層，從而可以防止在形成源極和漏極之間的背溝道區(qū)域的過(guò)程中有源層被刻蝕，避免影響氧化物的組份比例，從而保證TFT性能的可信賴性，并且不對(duì)S/D金屬層的種類和刻蝕液的種類造成限制。
[0036]可選地，該薄膜晶體管為背溝道刻蝕型BCE型薄膜晶體管。
[0037]可選地，所述保護(hù)層為硼碳氮(BCN)薄膜。
[0038]可選地，所述源極和漏極之上還包括鈍化層6。
[0039]本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種陣列基板，包括本申請(qǐng)實(shí)施例提供的所述的薄膜晶體管。
[0040]參見(jiàn)圖2至圖9，本申請(qǐng)實(shí)施例提供的技術(shù)方案中，制備BCE氧化物薄膜晶體管的方法包括:
[0041]步驟一、在玻璃基板上沉積和圖形化金屬導(dǎo)電層作為柵極I，如圖2所示。
[0042]其中，柵極I的構(gòu)成材料可以是Mo、Al、Cu、W等金屬的單一物，也可以是Mo、Al、Cu、W
等金屬的復(fù)合物。
[0043]可選的，所述柵極I采用濺射工藝形成。在柵金屬薄膜上涂敷光刻膠，采用掩模板對(duì)所述光刻膠進(jìn)行曝光顯影以形成光刻膠保留區(qū)域和光刻膠去除區(qū)域，所述光刻膠保留區(qū)域?qū)?yīng)于形成柵極的圖形區(qū)域，所述光刻膠去除區(qū)域?qū)?yīng)于所述圖形區(qū)域之外的其它區(qū)域，對(duì)所述柵金屬薄膜進(jìn)行刻蝕以形成柵極。
[0044]步驟二、在柵極I上沉積絕緣層2(Gate Insulator，GI)，如圖3所示。
[0045]絕緣層2的構(gòu)成材料可以是SiNx、S1x的單一物，也可以是SiNx、S1x的復(fù)合物。
[0046]可選的，所述柵絕緣層采用PECVD工藝形成，形成絕緣層2所使用的反應(yīng)氣體可以為SiH4、NH3、N2的混合氣體，也可以為SiH2C12、NH3、N2的混合氣體。
[0047]步驟三、在絕緣層2上沉積和圖形化金屬氧化物作為有源層3，如圖4所示。
[0048]有源層3的材料可以是IGZO、ITZO等金屬氧化物的單一物，也可以是IGZO、ITZO等金屬氧化物的復(fù)合物。
[0049]步驟四、在有源層3表面沉積硼碳氮(BCN)薄膜作為背溝道區(qū)域保護(hù)層薄膜4，如圖5所示。
[0050]本申請(qǐng)實(shí)施例中的BCN薄膜可用有機(jī)導(dǎo)電薄膜、碳納米管、石墨烯等材料替代，但后者量產(chǎn)性差。一般的，具有導(dǎo)電性能，且不易被酸液刻蝕的材料都可以作為保護(hù)層的材料。
[0051]步驟五、在保護(hù)層4表面沉積S/D金屬5，并進(jìn)行圖形化，如圖6所示。
[0052]本申請(qǐng)實(shí)施例中的S/D金屬，可以是銅也可以是AL等金屬。例如，可以是Mo、Al、Cu、W等金屬的單一物，也可以是Mo、Al、Cu、W等金屬的復(fù)合物。
[0053]步驟六、參見(jiàn)圖7，用酸液刻蝕掉背溝道區(qū)域7的S/D金屬，得到源極51和漏極52，如圖8所示。
[0054]采用濕法刻蝕腐蝕掉S/D金屬時(shí)，刻蝕液可以是雙氧水系刻蝕液，也可以是混酸系刻蝕液。
[0055]具體地，在S/D金屬5上涂敷光刻膠，采用掩模板對(duì)所述光刻膠進(jìn)行曝光顯影以形成光刻膠保留區(qū)域和光刻膠去除區(qū)域，所述光刻膠保留區(qū)域?qū)?yīng)于形成源極、漏極。
[0056]步驟七、采用干法刻蝕去除背溝道區(qū)域7的保護(hù)層，露出有源層，如圖9所示。
[0057]步驟八、最后沉積鈍化層，最終形成如圖1所示的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)。
[°°58] 鈍化層的材料可以是SiNx、S1x的單一物，也可以是SiNx、S1x的復(fù)合物，所述鈍化層采用PECVD工藝形成。在鈍化層薄膜上涂敷光刻膠，采用掩模板對(duì)所述光刻膠進(jìn)行曝光顯影以形成光刻膠保留區(qū)域和光刻膠去除區(qū)域，所述光刻膠保留區(qū)域?qū)?yīng)于形成鈍化層和過(guò)孔的圖形區(qū)域，所述光刻膠去除區(qū)域?qū)?yīng)于所述圖形區(qū)域之外的其它區(qū)域。
[0059]由此，本申請(qǐng)實(shí)施例提供的技術(shù)方案，能夠在不增加mask工藝的情況下，很好的保護(hù)好有源層金屬氧化物不被S/D刻蝕液體腐蝕。對(duì)S/D金屬和刻蝕液無(wú)限制。
[0060]綜上，本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種薄膜晶體管的制備方法，包括:
[0061]形成柵極、柵極絕緣層、有源層、保護(hù)層、源極以及漏極，其中，在源極和有源層之間，以及在漏極和有源層之間，均包括用于在形成源極和漏極之間的背溝道區(qū)域的過(guò)程中避免有源層被刻蝕的所述保護(hù)層。
[0062]可選地，所述保護(hù)層為硼碳氮薄膜。
[0063]可選地，形成有源層、保護(hù)層、源極以及漏極，參見(jiàn)圖10，具體包括:
[0064]S101、形成有源層，并且在所述有源層上形成保護(hù)層；
[0065]S102、在所述保護(hù)層上形成源漏金屬層；
[0066]S103、對(duì)源漏金屬層進(jìn)行刻蝕，在源極和漏極之間形成背溝道區(qū)域；
[0067]S104、對(duì)所述背溝道區(qū)域的保護(hù)層進(jìn)行刻蝕，最終形成源極和漏極。
[0068]可選地，通過(guò)磁控派射的方法，采用h-BN革E材，反應(yīng)氣體CH4和Ar，在所述有源層上形成保護(hù)層。
[0069]可選地，對(duì)所述源漏金屬層采用濕法刻蝕，對(duì)所述背溝道區(qū)域的保護(hù)層采用干法刻蝕。
[0070]綜上所述，本申請(qǐng)實(shí)施例中，通過(guò)在S/D金屬層沉積之前沉積保護(hù)層(buffer)材料，在對(duì)S/D金屬刻蝕的時(shí)候，buffer材料能夠禁受住酸液的腐蝕，保護(hù)下層的有源層被腐蝕。之后，在不增加mask的情況下，采用干法刻蝕掉buffer材料。從而解決了S/D金屬的刻蝕液腐蝕背溝道區(qū)域的有源層氧化物的問(wèn)題。
[0071]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本申請(qǐng)進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本申請(qǐng)的精神和范圍。這樣，倘若本申請(qǐng)的這些修改和變型屬于本申請(qǐng)權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本申請(qǐng)也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種薄膜晶體管，包括柵極、柵極絕緣層、有源層、源極以及漏極，其特征在于，在源極和有源層之間，以及在漏極和有源層之間，均包括用于在形成源極和漏極之間的背溝道區(qū)域的過(guò)程中避免有源層被刻蝕的保護(hù)層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其特征在于，該薄膜晶體管為背溝道刻蝕型BCE型薄膜晶體管。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述保護(hù)層為硼碳氮薄膜。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述源極和漏極之上還包括鈍化層。5.—種陣列基板，其特征在于，包括權(quán)利要求1?4任一權(quán)項(xiàng)所述的薄膜晶體管。6.一種薄膜晶體管的制備方法，其特征在于，包括: 形成柵極、柵極絕緣層、有源層、保護(hù)層、源極以及漏極，其中，在源極和有源層之間，以及在漏極和有源層之間，均包括用于在形成源極和漏極之間的背溝道區(qū)域的過(guò)程中避免有源層被刻蝕的所述保護(hù)層。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述保護(hù)層為硼碳氮薄膜。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，形成有源層、保護(hù)層、源極以及漏極，具體包括: 形成有源層，并且在所述有源層上形成保護(hù)層； 在所述保護(hù)層上形成源漏金屬層； 對(duì)源漏金屬層進(jìn)行刻蝕，在源極和漏極之間形成背溝道區(qū)域； 對(duì)所述背溝道區(qū)域的保護(hù)層進(jìn)行刻蝕，最終形成源極和漏極。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，通過(guò)磁控濺射的方法，采用h-BN勒材，反應(yīng)氣體CH4和Ar，在所述有源層上形成保護(hù)層。10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法，其特征在于，對(duì)所述源漏金屬層采用濕法刻蝕，對(duì)所述背溝道區(qū)域的保護(hù)層采用干法刻蝕。
【文檔編號(hào)】H01L29/786GK106098704SQ201610525440
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年7月6日
【發(fā)明人】劉英偉, 姚琪, 趙磊
【申請(qǐng)人】京東方科技集團(tuán)股份有限公司