專利名稱：一種主動矩陣式平面顯示裝置、薄膜晶體管及其制作方法
技術領域：
本發明涉及顯示技術領域，特別是涉及一種主動矩陣式平面顯示裝置、薄膜晶體管及其制作方法。
背景技術：
目前，Oxide TFT (氧化物薄膜晶體管)的應用已經被實現。Oxide TFT技術是將原本應用于a-Si TFT的硅半導體材料部分置換成氧化物半導體如IGZO(Indium GalliumZinc Oxide,銦鎵鋅氧化物)，以形成TFT半導體層。目前Oxide TFT主要有BCE型(BackChannel Etched,背溝道刻蝕型)和ES型(Etch Stopper,刻蝕阻擋型)兩種結構，其中BCE型的Oxide TFT相對于ES型的Oxide TFT，其具有工藝制程較簡單與較高的溝道寬長比等優點。但是，對于BCE型的Oxide TFT,其氧化物半導體層容易受到后續制程的損傷，例如在蝕刻源極和漏極或者沉積保護層時，氧化物半導體層容易受到損壞，從而造成OxideTFT特性劣化以及不穩定。
發明內容
本發明主要解決的技術問題是提供一種主動矩陣式平面顯示裝置、薄膜晶體管及其制作方法，能夠防止后續的制程對氧化物半導體層的損壞，從而保證TFT的穩定性，并保證主動矩陣式平面顯示裝置的顯示品質。為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是提供一種薄膜晶體管的制作方法，該制作方法包括以下步驟在基底上設置柵極；在柵極上設置第一絕緣層；在第一絕緣層上依次層疊設置氧化物半導體層和緩沖層，其中，緩沖層由透明導電氧化物構成；在氧化物半導體層和緩沖層上設置源極和漏極；對與源極和漏極未直接接觸的緩沖層進行含氧氣氛的電漿處理或熱處理，使與源極和漏極未直接接觸的緩沖層的含氧量高于與源極和漏極直接接觸的緩沖層的含氧量。其中，氧化物半導體層的組成成分包括鋅的氧化物、錫的氧化物、銦的氧化物以及鎵的氧化物中的至少一種。其中，緩沖層的材料包括銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁鋅氧化物以及鎵鋅氧化物中的至少一種。其中，氧化物半導體層的厚度大于緩沖層的厚度。為解決上述技術問題，本發明采用的另一個技術方案是提供一種薄膜晶體管，該薄膜晶體管包括柵極；第一絕緣層，設置在柵極上；氧化物半導體層和緩沖層，依次層疊設置在第一絕緣層上，其中，緩沖層由透明導電氧化物構成；源極和漏極，分別設置在氧化物半導體層和緩沖層上，其中，與源極和漏極未直接接觸的緩沖層的含氧量高于與源極和漏極直接接觸的緩沖層的含氧量。其中，氧化物半導體層的組成成分包括鋅的氧化物、錫的氧化物、銦的氧化物以及鎵的氧化物中的至少一種。其中，緩沖層的材料包括銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁鋅氧化物以及鎵鋅氧化物中的至少一種。其中，氧化物半導體層的厚度大于緩沖層的厚度。為解決上述技術問題，本發明采用的另一個技術方案是提供一種主動矩陣式平面顯示裝置，該主動矩陣式平面顯示裝置包括陣列基板，該陣列基板包括基底；柵極，設置在基底上；第一絕緣層，設置在柵極上；氧化物半導體層和緩沖層，依次層疊設置在第一絕緣層上，其中，緩沖層由透明導電氧化物構成；源極和漏極，分別設置在氧化物半導體層和緩沖層上；第二絕緣層，設置在源極和漏極上，在第二絕緣層對應于漏極的位置處設置有一導通孔；透明導電層，設置在第二絕緣層上，且通過導通孔與漏極連接；其中，緩沖層的材料和透明導電層的材料相同，并且，與源極和漏極未直接接觸的緩沖層的含氧量高于與源極和漏極直接接觸的緩沖層的含氧量。其中，氧化物半導體層的厚度大于緩沖層的厚度。其中，緩沖層的材料包括銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁鋅氧化物以及鎵鋅氧化物中的至少一種。其中，氧化物半導體層的組成成分包括鋅的氧化物、錫的氧化物、銦的氧化物以及鎵的氧化物中的至少一種。本發明的有益效果是區別于現有技術的情況，本發明在第一絕緣層上依次層疊設置氧化物半導體層和緩沖層，在氧化物半導體層和緩沖層上分別設置源極和漏極，其中，對與源極和漏極未直接接觸的緩沖層進行含氧氣氛的電漿處理或熱處理，使與源極和漏極未直接接觸的緩沖層的含氧量高于與源極和漏極直接接觸的緩沖層的含氧量，因此，緩沖層起到保護氧化物半導體層的作用，可防止后續的制程對氧化物半導體層的損壞，保證了薄膜晶體管的穩定性，并保證主動矩陣式平面顯示裝置的顯示品質。
圖I是本發明第一實施例的一種薄膜晶體管的制作方法的流程圖；圖2是本發明的薄膜晶體管的制程圖；圖3是本發明第二實施例的一種薄膜晶體管的結構示意圖；圖4是本發明第三實施例的一種主動矩陣式平面顯示裝置的結構示意圖；圖5是圖4所示的主動矩陣式平面顯示裝置中陣列基板的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細說明。請一起參閱圖I和圖2，圖I是本發明第一實施例的一種薄膜晶體管的制作方法的流程圖，圖2是圖I所示的薄膜晶體管的制作方法對應的制程圖。本發明的薄膜晶體管的制作方法包括以下步驟步驟SI :在基底100上設置柵極101 ；在步驟SI中，首先提供一基底100，并在基底100上設置柵極101，柵極101作為薄膜晶體管的控制電極，用于接收外部信號后，控制薄膜晶體管開啟。
步驟S2 :在柵極101上設置第一絕緣層102 ；在步驟S2中，在柵極101上設置第一絕緣層102，第一絕緣層102用于絕緣其他層與柵極101的電性。步驟S3 :在第一絕緣層102上依次層疊設置氧化物半導體層103和緩沖層104 ；在步驟S3中，在第一絕緣層102上設置氧化物半導體層103，在氧化物半導體層103上設置緩沖層104。在本實施例中，緩沖層104和氧化物半導體層103的層疊可用濺射連續成膜而制成，并可通過草酸同時進行蝕刻。因此，可簡化制程。在本實施例中，氧化物半導體層103的厚度大于緩沖層104的厚度。氧化物半導體層103優選為IGZO層，其組成成分包括鋅的氧化物(ZnOx)、錫的氧化物(SnOx)、銦的氧化物(InOx)以及鎵的氧化物(GaOx)中的至少一種。緩沖層104為導電層，優選由透明導電氧化物構成，其材料包括銦錫氧化物(ITO, Indium Tin Oxides)、銦鋅氧化物(IZO, IndiumZinc Oxides)、招鋒氧化物(AZO, Aluminum Zinc Oxides)以及嫁鋒氧化物(GZO, GalliumZinc Oxides)中的至少一種，其中，本實施例緩沖層104優選為ΙΤ0。緩沖層104用于防止后續的制程對氧化物半導體層103的損壞。步驟S4 :在氧化物半導體層103和緩沖層104上分別設置源極105和漏極106。在步驟S4中，氧化物半導體層103和緩沖層104依次層疊設置在源極105和漏極106以及第一絕緣層102之間，并且緩沖層104中與源極105和漏極106未直接接觸的部分為緩沖層141，與源極105和漏極106直接接觸的部分為緩沖層142。本實施例中，氧化物半導體層103與緩沖層104之間為歐姆接觸，從而降低源極
105、漏極106和緩沖層104到半導體層103間的界面電阻值。步驟S5 :對與源極105和漏極106未直接接觸的緩沖層141進行含氧氣氛的電漿處理或熱處理。在步驟S5中，在完成源極105和漏極106的設置之后，進一步對緩沖層141進行含氧氣氛的電漿處理或熱處理，使得緩沖層141的含氧量高于緩沖層142的含氧量。通過增加緩沖層141的含氧量使得緩沖層141形成了高阻抗保護膜，起到保護氧化物半導體層103的作用，可降低制程過程中電漿以及濕氣的影響，從而防止后續的制程對氧化物半導體層103的損壞，保證了薄膜晶體管的穩定性。在完成對緩沖層104的處理后，進一步在源極105和漏極106上設置第二絕緣層107。其中，第二絕緣層107與緩沖層141接觸。第二絕緣層107用于保護源極105、漏極
106、緩沖層104以及氧化物半導體層103避免受到外界損壞。請參閱圖3，圖3是本發明第二實施例的一種薄膜晶體管的結構示意圖。如圖3所示，本發明的薄膜晶體管300包括柵極301、第一絕緣層302、氧化物半導體層303、緩沖層304、源極305、漏極306及第二絕緣層307。本實施例中，第一絕緣層302為柵極絕緣層，其設置在柵極301上。氧化物半導體層303和緩沖層304依次層疊設置在第一絕緣層301上，其中，氧化物半導體層303緊靠第一絕緣層302設置，緩沖層304設置在氧化物半導體層303上，其中，緩沖層304包括與源極305和漏極306未直接接觸的緩沖層341和與源極305和漏極306直接接觸的緩沖層342兩部分。緩沖層304和氧化物半導體層303的層疊可用濺射連續成膜而制成，并可通過草
6酸同時進行蝕刻。因此可簡化制程。本實施例中，源極305和漏極306由同一金屬制成,源極305和漏極306分別設置在氧化物半導體層303和緩沖層304上。本實施例中，與源極305和漏極306未直接接觸的緩沖層341的含氧量高于與源極305和漏極306直接接觸的緩沖層342的含氧量。具體而言，通過含氧氣氛的電漿處理或熱處理對緩沖層341進行處理，以增加緩沖層341的含氧量。通過增加緩沖層341的含氧量使得緩沖層341形成了高阻抗保護膜，起到保護氧化物半導體層303的作用，可降低制程過程中電漿以及濕氣的影響，從而防止后續的制程對氧化物半導體層303的損壞，保證了薄膜晶體管的穩定性。本實施例中，緩沖層304與氧化物半導體層303之間的連接為歐姆接觸，因此，降低由源極305、漏極306和緩沖層304到氧化物半導體層303間的界面電阻值。在本實施例中，氧化物半導體層303的厚度大于緩沖層304的厚度。氧化物半導體層303優選為IGZO層，其組成成分包括鋅的氧化物、錫的氧化物、銦的氧化物以及鎵的氧化物中的至少一種。緩沖層304由透明導電氧化物構成，其材料包括銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁鋅氧化物以及鎵鋅氧化物中的至少一種。請參閱圖4，圖4是本發明第三實施例的一種主動矩陣式平面顯示裝置的結構示意圖。如圖4所示，本發明的主動矩陣式平面顯示裝置400包括相對設置的彩色濾光片基板410和陣列基板420。本實施例中，陣列基板420包括基底421。基底421的材質優選為玻璃，通過在基底421上進行鍍膜和蝕刻等工藝，可形成掃描線、數據線、像素電極和薄膜晶體管等主要元件。請參閱圖5，圖5是圖4所示的主動矩陣式平面顯示裝置中陣列基板420的結構示意圖。如圖5所示，陣列基板420包括基底421、薄膜晶體管422以及透明導電層423。其中，薄膜晶體管422的結構與圖3所示的薄膜晶體管300的結構相同。在本實施例中，透明導電層423設置在第二絕緣層407上，并且第二絕緣層407在對應漏極406的位置處設置一通孔424，使得透明導電層423通過通孔424與薄膜晶體管422的漏極406實現電性連接。其中透明導電層423作為陣列基板420的像素電極。本實施例中，氧化物半導體層403和緩沖層404依次層疊設置在所述第一絕緣層402上，并且氧化物半導體層403的厚度大于緩沖層404的厚度。氧化物半導體層403和緩沖層404的層疊可用濺射連續成膜而制成，并可通過草酸同時進行蝕刻。因此，可簡化制程。源極405和漏極406分別設置在氧化物半導體層403和緩沖層404上。緩沖層404與氧化物半導體層403之間的連接為歐姆接觸，因此，降低由源極405、漏極406和緩沖層404到氧化物半導體層403間的界面電阻值。本實施例中，緩沖層404包括與源極405和漏極406未直接接觸的緩沖層441和與源極405和漏極406直接接觸的緩沖層442，并且緩沖層441的含氧量高于緩沖層442的含氧量，使得緩沖層441形成了高阻抗保護膜，起到保護氧化物半導體層403的作用，可降低制程過程中電漿以及濕氣的影響，從而防止后續的制程對氧化物半導體層403的損壞，保證了薄膜晶體管的穩定性。本實施例中，緩沖層404的材料和透明導電層423的材料相同。緩沖層404由透
7明導電氧化物構成，具體地，緩沖層404的材料包括銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁鋅氧化物以及鎵鋅氧化物中的至少一種，本實施例優選包括ΙΤ0。氧化物半導體層403優選為IGZO層，其組成成分包括鋅的氧化物、錫的氧化物、銦的氧化物以及鎵的氧化物中的至少一種。綜上所述，本發明在第一絕緣層上依次層疊設置氧化物半導體層和緩沖層，在氧化物半導體層和緩沖層上分別設置源極和漏極，其中，對與源極和漏極未直接接觸的緩沖層進行含氧氣氛的電漿處理或熱處理，使與源極和漏極未直接接觸的緩沖層的含氧量高于與源極和漏極直接接觸的緩沖層的含氧量，因此，緩沖層起到保護氧化物半導體層的作用，可防止后續的制程對氧化物半導體層的損壞，保證了薄膜晶體管的穩定性，并保證主動矩陣式平面顯示裝置的顯示品質；另外，本發明的氧化物半導體層與緩沖層之間為歐姆接觸，從而降低源極、漏極和緩沖層到半導體層間的界面電阻值；再者，本發明的緩沖層為透明導電氧化物，其設置在氧化物半導體層上，并且緩沖層和氧化物半導體層的層疊可用濺射連續成膜而制成，并可通過草酸同時進行蝕刻，因此可簡化制程。以上所述僅為本發明的實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。
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權利要求
1.一種薄膜晶體管的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括以下步驟 在基底上設置柵極； 在所述柵極上設置第一絕緣層； 在所述第一絕緣層上依次層疊設置氧化物半導體層和緩沖層，其中，所述緩沖層由透明導電氧化物構成； 在所述氧化物半導體層和所述緩沖層上分別設置源極和漏極； 對與所述源極和漏極未直接接觸的所述緩沖層進行含氧氣氛的電漿處理或熱處理，使與所述源極和漏極未直接接觸的所述緩沖層的含氧量高于與所述源極和漏極直接接觸的所述緩沖層的含氧量。
2.根據權利要求I所述的制作方法，其特征在于，所述氧化物半導體層的組成成分包括鋅的氧化物、錫的氧化物、銦的氧化物以及鎵的氧化物中的至少一種。
3.根據權利要求I所述的制作方法，其特征在于，所述緩沖層的材料包括銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁鋅氧化物以及鎵鋅氧化物中的至少一種。
4.根據權利要求I所述的制作方法，其特征在于，所述氧化物半導體層的厚度大于所述緩沖層的厚度。
5.一種薄膜晶體管，其特征在于，所述薄膜晶體管包括 柵極； 第一絕緣層，設置在所述柵極上； 氧化物半導體層和緩沖層，依次層疊設置在所述第一絕緣層上，其中，所述緩沖層由透明導電氧化物構成； 源極和漏極，分別設置在所述氧化物半導體層和所述緩沖層上； 其中，與所述源極和漏極未直接接觸的所述緩沖層的含氧量高于與所述源極和漏極直接接觸的所述緩沖層的含氧量。
6.根據權利要求5所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述氧化物半導體層的組成成分包括鋅的氧化物、錫的氧化物、銦的氧化物以及鎵的氧化物中的至少一種。
7.根據權利要求5所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述緩沖層的材料包括銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁鋅氧化物以及鎵鋅氧化物中的至少一種。
8.根據權利要求5所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述氧化物半導體層的厚度大于所述緩沖層的厚度。
9.一種主動矩陣式平面顯示裝置，其特征在于，所述主動矩陣式平面顯示裝置包括陣列基板，所述陣列基板包括 基底； 柵極，設置在所述基底上； 第一絕緣層，設置在所述柵極上； 氧化物半導體層和緩沖層，依次層疊設置在所述第一絕緣層上，其中，所述緩沖層由透明導電氧化物構成； 源極和漏極，分別設置在所述氧化物半導體層和所述緩沖層上； 第二絕緣層，設置在所述源極和漏極上，在所述第二絕緣層對應于所述漏極的位置處設置有一導通孔；透明導電層，設置在所述第二絕緣層上，且通過所述導通孔與所述漏極連接； 其中，所述緩沖層的材料和所述透明導電層的材料相同，并且，與所述源極和漏極未直接接觸的所述緩沖層的含氧量高于與所述源極和漏極直接接觸的所述緩沖層的含氧量。
10.根據權利要求9所述的主動矩陣式平面顯示裝置，其特征在于，所述氧化物半導體層的厚度大于所述緩沖層的厚度。
11.根據權利要求9所述的主動矩陣式平面顯示裝置，其特征在于，所述緩沖層的材料包括銦錫氧化物、銦鋅氧化物、招鋅氧化物以及鎵鋅氧化物中的至少一種。
12.根據權利要求9所述的主動矩陣式平面顯示裝置，其特征在于，所述氧化物半導體層的組成成分包括鋅的氧化物、錫的氧化物、銦的氧化物以及鎵的氧化物中的至少一種。
全文摘要
本發明公開了一種主動矩陣式平面顯示裝置、薄膜晶體管及其制作方法，該制作方法包括在柵極上設置第一絕緣層；在第一絕緣層上依次層疊設置氧化物半導體層和緩沖層；在氧化物半導體層和緩沖層上設置源極和漏極；對與源極和漏極未直接接觸的緩沖層進行含氧氣氛的電漿處理或熱處理，使與源極和漏極未直接接觸的緩沖層的含氧量高于與源極和漏極直接接觸的緩沖層的含氧量。通過以上方式，本發明可防止后續的制程對氧化物半導體層的損壞，從而保證薄膜晶體管的穩定性，并保證主動矩陣式平面顯示裝置的顯示品質。
文檔編號H01L29/786GK102931091SQ20121041318
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月25日 優先權日2012年10月25日
發明者江政隆, 陳柏林 申請人:深圳市華星光電技術有限公司