[發明專利]薄膜晶體管及其制作方法、陣列基板以及顯示裝置

在審

• 申請號: 201510167212.3
• 申請日: 2015-04-09
• 公開（公告）號: CN104867833A
• 公開（公告）日: 2015-08-26
• 發明（設計）人: 張家朝;李建;任思雨;蘇君海;李建華
• 申請（專利權）人: 信利（惠州）智能顯示有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/786;H01L27/12
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 吳平

技術領域

本發明涉及半導體器件領域，特別是涉及一種薄膜晶體管及其制作方法、以及陣列基板與顯示裝置。

背景技術

薄膜晶體管液晶顯示器(TFT-LCD)是平板顯示領域中最重要的一種，由于其具有眾多優點，如體積薄、重量輕、畫面品質優異、功耗低、壽命長、數字化等，而且也是唯一可跨越所有尺寸的顯示技術，其應用領域非常廣泛，幾乎涵蓋了當今信息社會的主要電子產品，如電視、監視器、便攜式電腦、手機、PDA、GPS、車載顯示、儀器儀表、公共顯示和醫用顯示等。

在液晶顯示器中，薄膜晶體管一般用作開關元件來控制像素，或是用作驅動元件來驅動像素。薄膜晶體管按照硅薄膜性質通常可分為非晶硅(a-Si)與多晶硅(Poly-Si)兩種，與非晶硅薄膜晶體管相比，多晶硅薄膜晶體管的載流子遷移率高2-3個數量級，這使得多晶硅薄膜晶體管在高分辨率平板上有極大的優勢。然而，多晶硅薄膜晶體管的關態電流(即漏電流)比非晶硅薄膜晶體管高近1個數量級。關態電流過大，則會影響薄膜晶體管的開關特性，從而導致TFT-LCD出現顯示不均、發白、竄擾等顯示類缺陷。

目前，多數面板顯示廠商大都通過改變TFT結構來控制多晶硅薄膜晶體管的關態電流，如將TFT做成雙柵極結構，或將TFT的溝道做成S形等，通過增加TFT溝道的長度來增加TFT的長寬比，從而降低其關態電流。然而，這些方法帶來負面影響是TFT面積明顯增加，顯示器開口率下降。在高分辨率顯示上，隨著分辨率的提高，每個像素的面積變得越來越小，在有限的像素面積內，靠增加TFT溝道長度來降低多晶硅薄膜晶體管的關態電流的方法的缺點也變得越來越明顯和難以維持。如何解決這一矛盾，在控制多晶硅薄膜晶體管的關態電流同時避免顯示器開口率的降低，一直是行業追求的方向和研究的重點。

發明內容

基于此，本發明提供一種薄膜晶體管及其制作方法、以及陣列基板與顯示裝置，能夠在降低多晶硅薄膜晶體管的關態電流同時避免顯示器開口率的降低，而且此方法可適用于現有多晶硅薄膜晶體管生產線，無需增加光掩膜次數或更改生產設備，操作方法簡單方便。

一種薄膜晶體管的制作方法，包括：

沉積非晶硅層的步驟；

對所述非晶硅層進行晶化處理，形成多晶硅層的步驟；

形成有源層的步驟；

形成溝道摻雜的步驟；

碳離子注入的步驟；

形成柵極絕緣層及柵極的步驟；

形成源極及漏極的步驟。

在其中一個實施例中，所述形成多晶硅層的步驟之后執行所述碳離子注入的步驟。

在其中一個實施例中，所述形成溝道摻雜的步驟之后執行所述碳離子注入的步驟。

在其中一個實施例中，具體包括：

在基板上沉積柵極金屬層，通過構圖工藝，形成柵極；

在所述柵極上沉積柵極絕緣層；

在所述柵極絕緣層上沉積非晶硅層，并對所述非晶硅層進行晶化處理，形成多晶硅層；

對所述多晶硅層進行構圖工藝，形成有源層；

對所述有源層進行離子注入，形成溝道摻雜；

對所述有源層進行碳離子注入；

在所述有源層上沉積溝道絕緣層，通過構圖工藝，形成溝道保護層；

以溝道保護層為掩膜，對所述有源層進行離子注入，形成源區和漏區；

在所述有源層上沉積中間保護層，并在所述中間保護層上形成過孔；

在所述中間保護層上沉積金屬層，通過構圖工藝，形成源極及漏極。

在其中一個實施例中，具體包括：

在基板上形成緩沖層；

在所述緩沖層上沉積非晶硅層，并對所述非晶硅層進行晶化處理，形成多晶硅層；

對所述多晶硅層進行構圖工藝，形成有源層；

對所述有源層進行離子注入，形成溝道摻雜；

對所述有源層進行碳離子注入；

在所述有源層上沉積柵極絕緣層；

在所述柵極絕緣層上沉積柵極金屬層，通過構圖工藝，形成柵極；

以柵極為掩膜，對所述有源層進行離子注入，形成源區和漏區；

在所述柵極上沉積鈍化層，并在所述柵極絕緣層及所述鈍化層形成過孔；

制作源極及漏極。

在其中一個實施例中，所述碳離子注入的步驟，所采用的注入離子能量為3KeV～15KeV。