[發(fā)明專利]一種薄膜晶體管、陣列基板及相關(guān)制備方法

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• 申請日: 2019-05-14
• 公開（公告）號: CN111952350A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發(fā)明（設計）人: 董學;袁廣才;關(guān)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: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/41;H01L21/336;H01L29/786
• 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: 郭潤湘

本發(fā)明公開了一種薄膜晶體管、陣列基板及相關(guān)制備方法，包括在襯底基板上形成柵電極的圖形、有源層的圖形、源電極和漏電極的圖形。在形成有源層的圖形之前還形成導向結(jié)構(gòu)和催化劑顆粒，利用催化劑顆粒與硅具有較低的共熔點、以非晶硅的吉布斯自由能大于結(jié)晶硅的吉布斯自由能為驅(qū)動力、通過熔融的催化劑顆粒吸收非晶硅形成過飽和硅共熔體，使硅成核生長成為硅基納米線。并且在生長過程中，非晶硅薄膜在催化劑顆粒的作用下沿著導向結(jié)構(gòu)線性生長，從而獲得高密度、高均一性的硅基納米線。另外，通過對催化劑顆粒的尺寸以及非晶硅薄膜的厚度進行控制還可以實現(xiàn)對硅基納米線的寬度進行控制。從而實現(xiàn)尺度均一可控的硅基納米線薄膜晶體管的制備。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及半導體技術(shù)領域，尤指一種薄膜晶體管、陣列基板及相關(guān)制備方法。

背景技術(shù)

硅基納米線為近年來開發(fā)的新型硅基半導體材料，具有一維的尺度結(jié)構(gòu)，更加優(yōu)異的半導體特性。采用硅基納米線作為薄膜晶體管溝道可以獲得更高的遷移率以及更加穩(wěn)定的特性。

但是，硅基納米線作為薄膜晶體管溝道材料，其尺度的均一性、可控性尤為重要。為滿足顯示器件的均一性需求，如何獲得尺度均一可控的硅基納米線薄膜晶體管已成為人們研究的熱點。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明實施例提供了一種薄膜晶體管、陣列基板及相關(guān)制備方法，用以實現(xiàn)尺度均一可控的硅基納米線薄膜晶體管。

本發(fā)明實施例提供的一種薄膜晶體管的制備方法，包括在襯底基板上形成柵電極的圖形、有源層的圖形、源電極和漏電極的圖形，在形成所述有源層的圖形之前，還包括：

形成導向結(jié)構(gòu)；

在所述導向結(jié)構(gòu)至少一側(cè)形成至少一個催化劑顆粒的圖形；其中，所述催化劑顆粒與硅具有溫度范圍在200℃～1000℃共熔點；

形成所述第一有源層的圖形，具體包括：

形成覆蓋所述催化劑顆粒和所述導向結(jié)構(gòu)的非晶硅薄膜；

對所述非晶硅薄膜進行退火，使非晶硅由所述催化劑顆粒開始沿所述導向結(jié)構(gòu)的延伸方向生長形成硅基納米線；

去除所述催化劑顆粒，并至少保留所述硅基納米線，形成所述有源層的圖形。

可選地，在本發(fā)明實施例提供的制備方法中，形成多個導向結(jié)構(gòu)，所述多個導向結(jié)構(gòu)中的任一個均沿第一方向延伸，所述多個導向結(jié)構(gòu)垂直于所述第一方向的截面包括凹凸結(jié)構(gòu)，且所述凹凸結(jié)構(gòu)的每一凹槽內(nèi)形成有一個所述催化劑顆粒。

可選地，在本發(fā)明實施例提供的制備方法中，形成多個導向結(jié)構(gòu)，所述多個導向結(jié)構(gòu)中的任一個均沿第一方向延伸，所述多個導向結(jié)構(gòu)垂直于所述第一方向的截面為包括至少一個臺階的階梯結(jié)構(gòu)，且所述階梯結(jié)構(gòu)的每一臺階上形成有一個所述催化劑顆粒。

可選地，在本發(fā)明實施例提供的制備方法中，在形成所述柵電極的圖形之后形成所述有源層的圖形；

形成所述柵電極的圖形之后，在形成所述有源層的圖形之前，還包括：形成柵極絕緣層；

形成多個所述導向結(jié)構(gòu)，具體包括：對所述柵極絕緣層進行構(gòu)圖，形成所述導向結(jié)構(gòu)。

可選地，在本發(fā)明實施例提供的制備方法中，在形成所述柵電極的圖形之后形成所述有源層的圖形；

形成所述柵電極的圖形之后，在形成第一有源層的圖形之前，還包括：形成柵極絕緣層；

形成多個所述導向結(jié)構(gòu)，具體包括：所述柵電極的圖形和覆蓋于所述柵電極上的所述柵極絕緣層構(gòu)成所述導向結(jié)構(gòu)，其中，所述柵電極垂直于所述第一方向的截面包括凹凸結(jié)構(gòu)，或者，所述柵電極垂直于所述第一方向的截面包括至少一個臺階的階梯結(jié)構(gòu)。

可選地，在本發(fā)明實施例提供的制備方法中，在形成所述柵電極的圖形之前形成所述有源層的圖形；