[實用新型]低溫多晶硅薄膜晶體管、陣列基板、顯示面板

有效

• 申請號: 201520875410.0
• 申請日: 2015-11-05
• 公開（公告）號: CN205092247U
• 公開（公告）日: 2016-03-16
• 發明（設計）人: 張帥;詹裕程
• 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;H01L27/12;H01L21/336
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 陳俊;景軍平

技術領域

本實用新型涉及顯示技術領域，并且具體而言涉及一種低溫多晶硅(lowtemperaturepolysilicon,LTPS)薄膜晶體管(thinfilmtransistor,TFT)、陣列基板和顯示面板。

背景技術

LTPSTFT液晶顯示器(liquidcrystaldisplay,LCD)有別于傳統的非晶硅(a-Si)TFT-LCD。傳統非晶硅材料的電子遷移率僅僅為0.5cm²/V.sec，而低溫多晶硅的電子遷移率可以達到50~200cm²/V.sec。因此與傳統非晶硅TFT-LCD相比，低溫多晶硅TFT-LCD具有更高解析度、更快反應速度、更大開口率(apertureratio)、更高亮度等優點。另外，較高的電子遷移率使得可以將周邊驅動電路集成在玻璃襯底上，實現玻璃上集成系統(SOG)，從而節省空間和成本。

在現有低溫多晶硅工藝中，多晶硅(polysilicon,P-Si)有源層與柵極絕緣層(gateinsulatinglayer,GI)之間界面的處理通常采用柵極絕緣層預清洗(Pre-GIClean)工藝。即，在形成柵極絕緣層之前，對多晶硅有源層表面進行預清洗。這種預清洗工藝只能在一定程度上改善有源層和柵極絕緣層之間界面的粗糙度以及降低界面態缺陷密度。再者，不同規格的產品需要進行的預清洗工藝也不盡相同，從而提升了工藝復雜性與時間成本。

因此，本領域中存在對改進的低溫多晶硅薄膜晶體管及其制作方法的需求。

實用新型內容

本實用新型的目的在于減輕或解決前文所提到的問題的一個或多個。具體而言，本實用新型的低溫多晶硅薄膜晶體管及制作方法、陣列基板、顯示面板通過在有源層和柵極絕緣層之間設置氧化石墨烯(grapheneoxide)層，解決了多晶硅有源層和柵極絕緣層之間界面粗糙度和界面缺陷態密度的問題。

在第一方面，提供了一種低溫多晶硅薄膜晶體管，包括設置在襯底上的有源層、源極、漏極、柵極以及位于所述有源層和所述柵極之間的柵極絕緣層，所述低溫多晶硅薄膜晶體管還包括設置在所述有源層和所述柵極絕緣層之間的氧化石墨烯層。

根據此實施例，在多晶硅有源層和柵極絕緣層之間增加了氧化石墨烯層。氧化石墨烯是碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的平面層結構，其離子遷移率較高且具有共軛π鍵電子云分布。與多晶硅相比，氧化石墨烯具有更小的分子結構，使得可以進一步降低多晶硅有源層和柵極絕緣層之間界面粗糙度和界面缺陷態密度，從而提高低溫多晶硅薄膜晶體管的特性。由于該氧化石墨烯層的應用，該低溫多晶硅薄膜晶體管在制作過程中不需要進行柵極絕緣層預清洗工藝，從而簡化制作工藝并且降低成本。

在優選實施例中，所述氧化石墨烯層的厚度可以為10-20nm。

根據此實施例，氧化石墨烯層可以具有10-20nm的厚度，從而提供平整表面。優選地，氧化石墨烯層的厚度可以為10nm。

在優選實施例中，所述低溫多晶硅薄膜晶體管還可以包括形成在所述襯底上的緩沖層。

根據此實施例，通過在襯底和薄膜晶體管的有源層(當薄膜晶體管為頂柵結構時)或柵極(當薄膜晶體管為底柵結構時)之間設置緩沖層，可以提高待形成的有源層或柵極與襯底之間的附著程度。該緩沖層可以將襯底與有源層隔絕，避免襯底中雜質進入有源層，影響薄膜晶體管的性能。此外，在利用準分子激光退火將非晶硅轉變為多晶硅以形成有源層時，該緩沖層還可以減小多晶硅和襯底之間的熱擴散，降低退火時溫度上升對襯底的影響。

在優選實施例中，所述緩沖層可以由氧化硅、氮化硅或氮氧化硅形成。所述緩沖層的厚度可以為50-300nm。優選地，所述緩沖層可以由氧化硅形成并且厚度可以為50-100nm。可替換地，所述緩沖層可以由氮化硅形成并且厚度可以為100-300nm。

根據此實施例，通過在襯底上形成具有上述厚度的緩沖層，不僅可以有效地隔絕來自襯底中的雜質，并且可以在激光退火時為襯底提供保護。

在優選實施例中，所述有源層可以設置在所述緩沖層上；所述低溫多晶硅薄膜晶體管還可以包括設置在所述柵極上的層間電介質層(interlayerdielectriclayer,ILD)；以及所述源極和所述漏極可以分別通過貫穿所述氧化石墨烯層、所述柵極絕緣層和所述層間電介質層的過孔連接到所述有源層。