[發明專利]薄膜晶體管及其制作方法、顯示基板和顯示裝置

有效

• 申請號: 201410190720.9
• 申請日: 2014-05-07
• 公開（公告）號: CN103996717A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發明（設計）人: 陳江博;王東方
• 申請（專利權）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;H01L21/336;H01L27/12
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 黃志華

技術領域

本發明涉及到顯示裝置的技術領域，尤其涉及到一種薄膜晶體管及其制作方法、顯示基板和顯示裝置。

背景技術

目前，氧化物晶體管由于具有較高的遷移率及與a-Si產線兼容性好而受到廣泛的關注。然而刻蝕阻擋層(ESL)結構的氧化物晶體管由于存在工藝復雜，相對于a-Si競爭力不足，因此開發背溝道刻蝕型(BCE)的氧化物(如銦鎵鋅氧化物)薄膜晶體管成為開發重點，但是銦鎵鋅氧化物存在晶化溫度高，如現有技術使用的銦鎵鋅氧氧化物半導體薄膜晶體管器件及背板制備時采用的靶材成分為InGaZnO₄，利用該成分靶材進行沉積的樣品不易晶化，甚至基底加熱至500度時仍不能結晶，使得其對工藝要求較高，從而影響到薄膜晶體管的生產效率以及其穩定性。

發明內容

本發明提供了一種薄膜晶體管及其制作方法、顯示基板和顯示裝置，用以提高薄膜晶體管的制作效率以及薄膜晶體管的穩定性，進而提高顯示裝置的質量。

本發明提供了一種薄膜晶體管的制作方法，該方法包括以下步驟：

在襯底上采用銦鎵鋅氧化物InGaO₃(ZnO)_m制作具有C軸結晶取向特性的有源層，其中，m≥2。

在上述方案中，通過采用銦鎵鋅氧化物InGaO₃(ZnO)m制作的具有C軸結晶取向特性的有源層，改變了現有靶材中鋅的含量，降低了銦鎵鋅氧化物的結晶溫度，提高了薄膜晶體管的偏壓測試的穩定性，結晶后的銦鎵鋅氧化物樣品在源、漏極的刻蝕液中的刻蝕速率，與未結晶的銦鎵鋅氧化物樣品在源、漏極刻蝕液中的刻蝕速率慢數倍，可以實現刻蝕的精確控制，也就是說，有源層材料的特性使薄膜晶體管可采用背溝道刻蝕型結構，減少了現有技術中刻蝕阻擋層的制作工藝，并且采用InGaO₃(ZnO)_m制作的有源層具有良好的電子遷移效果，提高了制作的有源層的質量，進而提高了顯示裝置的質量。

優選的，所述采用銦鎵鋅氧化物InGaO₃(ZnO)_m制作具有C軸結晶取向特性的有源層具體為：

通過物理氣相沉積方式以第一功率和第一速率沉積具有C軸取向的第一銦鎵鋅氧化物層；

在形成的第一層銦鎵鋅氧化物層上通過物理氣相沉積方式以第二功率和第二速率沉積第二銦鎵鋅氧化物層，所述第一銦鎵鋅氧化物層和第二銦鎵鋅氧化物層形成有源層，其中，所述第一功率小于所述第二功率，所述第一速率小于所述第二速率。

通過慢速沉積形成第一銦鎵鋅氧化物層，由于沉積速率慢，第一銦鎵鋅氧化物層可獲得較好的結晶效果，在后續快速沉積形成第二銦鎵鋅氧化物層時，第一銦稼鋅氧化物層可作為第二銦鎵鋅氧化物層結晶時的晶核，提高第二銦鎵鋅氧化物層結晶速率，進而提高了有源層的制作效率，同時保證了生成的有源層具有C軸結晶取向特性。

優選的，所述形成第一銦鎵鋅氧化物層的溫度條件和第二銦鎵鋅氧化物層的溫度條件均為200℃～400℃，與現有技術相比具有較低的結晶溫度。

可選擇的，所述通過物理氣相沉積方式以第一功率和第一速率沉積具有C軸結晶取向特性的第一銦鎵鋅氧化物層；在形成的第一層銦鎵鋅氧化物層上通過物理氣相沉積方式以第二功率和第二速率沉積第二銦鎵鋅氧化物層，所述第一銦鎵鋅氧化物層和第二銦鎵鋅氧化物層形成有源層，具體為采用激光脈沖方式：

采用Nd:YAG脈沖激光器，其輸出波長為1064nm，重復頻率為10Hz，脈寬為10ns；

首先，打開真空系統的機械泵，對真空室抽真空。當真空度達到0～5Pa時，打開分子泵，繼續進行抽真空操作；

在真空度達到2.5×10^-4Pa時，關閉分子泵，打開機械泵，并同時向真空室通入氧氣，使氧分壓保持在10.0Pa；

沉積時，聚焦前激光采用第一功率，具體為0.3W，沉積銦鎵鋅氧化物層時的溫度為200～400度，沉積時間為10～30s，銦鎵鋅氧化物以第一速率形成一層0-10nm的第一銦鎵鋅氧化物層；

降低氧氣流量，保持真空腔壓強為5.0Pa，聚焦前激光采用第二功率，具體為0.5W，在第一銦鎵鋅氧化物層上以第二沉積速率形成第二銦鎵鋅氧化物層。

可選擇的，所述通過物理氣相沉積方式以第一功率和第一速率沉積具有C軸結晶取向特性的第一銦鎵鋅氧化物層；在形成的第一層銦鎵鋅氧化物層上通過物理氣相沉積方式以第二功率和第二速率沉積第二銦鎵鋅氧化物層，所述第一銦鎵鋅氧化物層和第二銦鎵鋅氧化物層形成有源層，具體為采用濺射方式：