[發明專利]薄膜晶體管及其制造方法

在審

• 申請號: 201610076318.7
• 申請日: 2016-02-03
• 公開（公告）號: CN105529275A
• 公開（公告）日: 2016-04-27
• 發明（設計）人: 閆梁臣;袁廣才;徐曉光;王磊;彭俊彪;蘭林鋒
• 申請（專利權）人: 京東方科技集團股份有限公司;華南理工大學
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/786;H01L21/203;C23C14/34;C23C14/35
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 彭久云;聶稻波

技術領域

本公開涉及薄膜晶體管及其制造方法。

背景技術

近年來，新型平板顯示(FPD)產業發展日新月異。消費者對于大尺寸、 高分辨率平板顯示的高需求量刺激著整個產業不斷進行顯示技術提升。而作 為FPD產業核心技術的薄膜晶體管(TFT)背板技術，也在經歷著深刻的變 革。氧化物TFT不僅具有較高的遷移率，而且制作工藝簡單，制造成本較低， 還具有優異的大面積均勻性。因此氧化物TFT技術自誕生以來便備受業界矚 目。

氧化物半導體具有載流子遷移率較高、對可見光透明等優點，在平板顯 示的TFT基板領域，有替代用傳統硅工藝制備的薄膜晶體管的趨勢。但由于 氧化物半導體有源層電導率較低，通常采用射頻濺射的方法制備。相比于直 流濺射，射頻濺射具有速度慢、需要調匹配、工藝重復差、多元薄膜的成分 不均勻以及射頻輻射大等缺點。因此，工業生產一般不用射頻濺射。此外， 由于絕緣層和半導體有源層的工藝溫度高、難以與柔性襯底兼容。

發明內容

本發明的實施例提供一種薄膜晶體管的制造方法，包括：采用直流濺射 法在基板上沉積金屬薄膜層的步驟；將所述金屬薄膜層中的金屬完全氧化或 者部分氧化形成金屬氧化物薄膜層的步驟。

在本發明實施例提供的薄膜晶體管的制造方法中，例如，在所述采用直 流濺射法在基板上沉積金屬薄膜層的步驟之后，將所述金屬薄膜層中的金屬 完全氧化或者部分氧化形成金屬氧化物薄膜層的步驟之前，進一步包括對所 述金屬薄膜層圖形化的步驟。

在本發明實施例提供的薄膜晶體管的制造方法中，例如，在將所述金屬 薄膜層中的金屬完全氧化或者部分氧化形成金屬氧化物薄膜層的步驟之后， 進一步包括對所述金屬氧化物薄膜層圖形化的步驟。

在本發明實施例提供的薄膜晶體管的制造方法中，例如，所述采用直流 濺射法在基板上沉積金屬薄膜層的步驟包括：采用直流濺射法在所述基板上 沉積第一金屬薄膜層的步驟；和采用直流濺射法在所述第一金屬薄膜層上沉 積第二金屬薄膜層的步驟。

在本發明實施例提供的薄膜晶體管的制造方法中，例如，將所述金屬薄 膜層中的金屬完全氧化或者部分氧化形成金屬氧化物薄膜層的步驟包括：將 所述第二金屬薄膜層完全氧化為第二金屬氧化物薄膜層，將所述第一金屬薄 膜層表面氧化形成第一金屬氧化物薄膜層，所述第一金屬薄膜層未被氧化的 部分為第三金屬薄膜層，所述第一金屬氧化物薄膜層覆蓋在所述第三金屬薄 膜層之上。

在本發明實施例提供的薄膜晶體管的制造方法中，例如，在將所述金屬 薄膜層中的金屬完全氧化或者部分氧化形成金屬氧化物薄膜層的步驟之后， 還包括對所述第二金屬氧化物薄膜層圖形化的步驟。

在本發明實施例提供的薄膜晶體管的制造方法中，例如，所述基板溫度 與環境溫度相同。

在本發明實施例提供的薄膜晶體管的制造方法中，例如，所述第一金屬 薄膜層中的金屬為鋁、鉭、鈦或它們任意兩者或三者的合金。

在本發明實施例提供的薄膜晶體管的制造方法中，例如，所述第二金屬 薄膜層中的金屬為鋅、錫、銦或它們任意兩者或三者的合金。

在本發明實施例提供的薄膜晶體管的制造方法中，例如，所述第三金屬 薄膜層為柵極層，所述第一金屬氧化物薄膜層為柵極絕緣層，所述第二金屬 氧化物薄膜層為有源層。

在本發明實施例提供的薄膜晶體管的制造方法中，例如，所述基板為柔 性基板。所述柔性基板材料例如可以為聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚對 苯二甲酸乙二酯(PET)、聚酰亞胺(PI)或者金屬箔。

在本發明實施例提供的薄膜晶體管的制造方法中，例如，所述第三金屬 薄膜層的厚度為100-1000nm，所述第二金屬薄膜層的厚度為10-200nm，所 述第一金屬氧化物薄膜層的厚度為50-400nm。

在本發明實施例提供的薄膜晶體管的制造方法中，例如，進一步包括在 所述基板與沉積所述金屬薄膜層的一側相對的另一側，設置水氧阻隔層或者 緩沖層的步驟。

在本發明實施例提供的薄膜晶體管的制造方法中，例如，所述水氧阻隔 層或者緩沖層的材料為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或氧化鋁。

本發明的實施例還提供一種薄膜晶體管，包括：基板，依次設置在所述 基板上的柵極層、柵極絕緣層以及有源層，其中所述柵極層的金屬元素與所 述柵極絕緣層的金屬元素相同。