[發(fā)明專利]一種薄膜晶體管及其制備方法、陣列基板和顯示器

有效

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• 申請日: 2013-12-27
• 公開（公告）號: CN103700709A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高濤;周偉峰
• 申請（專利權(quán)）人: 京東方科技集團股份有限公司
• 主分類號: H01L29/786
• 分類號: H01L29/786;H01L27/12;H01L21/77;G09F9/33
• 代理公司: 北京同達信恒知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11291
• 代理人: 黃志華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及顯示器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種薄膜晶體管及其制備方法、陣列基板和顯示器。

背景技術(shù)

在平面顯示，例如液晶顯示器、有機電致發(fā)光顯示器或者無機電致發(fā)光顯示器中，薄膜晶體管一般用作開關(guān)元件來控制像素，或是用作驅(qū)動元件來驅(qū)動像素。薄膜晶體管按照硅薄膜性質(zhì)通?？煞譃榉蔷Ч瑁╝-Si）與多晶硅（Poly-Si）兩種，與非晶硅薄膜晶體管相比較，多晶硅薄膜晶體管有更高的電子遷移率、更佳的液晶特性以及較少的漏電流，因此利用多晶硅薄膜晶體管制作的顯示器會有較高的分辨率以及較快的反應(yīng)速度，低溫多晶硅技術(shù)已逐漸取代非晶硅技術(shù)成為薄膜晶體管研發(fā)的主流。

現(xiàn)有技術(shù)中多晶硅薄膜晶體管的制備工藝流程如圖1所示，首先在基板上采用等離子體增強化學(xué)氣相沉積（Plasma?Enhanced?Chemical?Vapor?Deposition，PECVD）的方法沉積一層非晶硅（a-Si）薄膜，進行第一道掩膜，形成非晶硅薄膜所需要的圖形，接著進行熱退火與準分子激光退火處理，去除非晶硅中的氫氣并使非晶硅變成多晶硅，按照圖1中的多晶硅薄膜晶體管的制備工藝流程可以看到，現(xiàn)有技術(shù)中制備多晶硅薄膜晶體管時所需的掩膜板為8道，且需要進行兩次離子注入。第一次離子注入是形成存儲電容的下電極，第二次離子注入是對半導(dǎo)體與源漏電極的接觸區(qū)域進行注入，目的是降低接觸電阻，其中，第一次離子注入的掩膜板是光刻膠，第二次離子注入的掩膜板是柵電極。

綜上所述，多晶硅薄膜晶體管的工藝存在許多缺點，例如：合格率較差、工藝復(fù)雜、成本較高等。尤其是離子注入工藝，當離子注入時的掩膜板為光刻膠時，注入離子的能量極易引起光刻膠的固化，導(dǎo)致光刻膠殘留，影響下步工序，并且常用的多晶硅薄膜晶體管的掩膜板多達8道，與一般的非晶硅薄膜晶體管的5道或者6道掩膜板相比，更為復(fù)雜耗時，嚴重降低了工業(yè)化生產(chǎn)產(chǎn)能，增加了成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例提供了一種薄膜晶體管的制備方法，用以減少掩膜板數(shù)量，縮短工藝時間，提高生產(chǎn)效率，節(jié)約生產(chǎn)成本。本發(fā)明還提供了一種薄膜晶體管、陣列基板及顯示器。

根據(jù)本發(fā)明一實施例，提供的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和半導(dǎo)體非晶硅薄膜層；

在緩沖層上形成有源層及存儲電容的下電極區(qū)；

在有源層及存儲電容的下電極區(qū)上形成柵極絕緣層，在柵極絕緣層上形成柵電極及柵線；

將形成有柵極絕緣層、柵電極及柵線的基板放入離子注入設(shè)備中，進行離子注入,在所述有源層兩端及所述存儲電容的下電極區(qū)形成導(dǎo)體區(qū)域；

在柵極絕緣層和柵電極上形成第一絕緣層，在第一絕緣層上形成第一過孔；

在第一絕緣層上形成源極、漏極及存儲電容的上電極，其中所述源極和漏極通過所述第一過孔與有源層形成的導(dǎo)體區(qū)域相連；

在源極、漏極及存儲電容的上電極上形成第二絕緣層，并在第二絕緣層上形成第二過孔；

在第二絕緣層上形成像素電極，該像素電極通過第二過孔與漏極相連。

由本發(fā)明實施例提供的上述薄膜晶體管的制備方法，該方法減少了所用掩膜板的數(shù)量，且只進行一次離子注入，縮短了工藝時間，提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約了生產(chǎn)成本。

較佳地，所述在緩沖層上形成有源層及存儲電容的下電極區(qū)，包括：

對緩沖層上的半導(dǎo)體非晶硅薄膜層進行熱退火和準分子激光退火，得到多晶硅薄膜層；

在得到的多晶硅薄膜層上涂覆光刻膠，并進行曝光及顯影，之后進行刻蝕并去除光刻膠，在緩沖層上形成有源層及存儲電容的下電極區(qū)。

這樣，所述緩沖層可以保護多晶硅薄膜層，防止高溫工藝過程中，基板中的雜質(zhì)離子熱擴散進入多晶硅薄膜層中而影響其特性。

較佳地，所述在有源層及存儲電容的下電極區(qū)上形成柵極絕緣層，在柵極絕緣層上形成柵電極及柵線，包括：

沉積柵極絕緣層和柵極金屬層，在柵極金屬層上涂覆光刻膠，并進行曝光及顯影，之后對柵極金屬層進行刻蝕并去除光刻膠，形成柵極絕緣層、柵電極及柵線。

這樣，所述柵極絕緣層和柵電極的形成可以通過一道掩膜板來實現(xiàn)，從而節(jié)省了工藝時間，節(jié)約了生產(chǎn)成本。

較佳地，在完成離子注入后，所述方法還包括：

將所述基板進行快速熱退火處理，對注入的離子進行激活。

這樣，所述通過快速熱退火處理后將注入的離子激活后，可以消除晶格損傷，使不在晶格位置上的離子運動到晶格位置，以便具有電活性，產(chǎn)生自由載流子。