薄膜晶體管、陣列基板及制備方法與流程

本申請涉及顯示技術領域，特別是涉及一種薄膜晶體管、陣列基板及制備方法。

背景技術：

薄膜晶體管(Thin-film transistor,TFT)是場效應晶體管的一種，被廣泛應用于顯示領域，對顯示器件的工作性能具有十分重要的作用。

現有技術中薄膜晶體管可分為底柵型薄膜晶體管(如圖1所示)和頂柵型薄膜晶體管(如圖2所示)，一般包括：柵極1、柵絕緣層2、有源層3、源極4、和漏極5。通常使用銦鎵鋅氧化物(IGZO)作為有源層，而薄膜晶體管中的絕緣層的材料通常使用氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiON)其中之一或組合，一方面，SiO2、SiNx、SiON本身含有H、O等影響TFT的性能的元素，另一方面，SiO2、SiNx、SiON對水、氧的阻隔能力有限，以致H、O等容易擴散到有源層中，從而影響TFT的性能和穩定性。

基于此，如何提高TFT的性能和穩定性，是本領域技術人員亟待解決的技術問題。

技術實現要素：

本申請實施例提供了一種薄膜晶體管、陣列基板及制備方法，用以提高TFT的性能和穩定性。

本申請實施例提供的一種薄膜晶體管，包括：柵極、柵絕緣層、有源層和源漏極，所述柵絕緣層的材料為摻氟石墨烯材料。

本申請實施例提供的薄膜晶體管，包括：柵極、柵絕緣層、有源層和源漏極，所述柵絕緣層的材料為摻氟石墨烯材料，由于柵絕緣層的材料為摻氟石墨烯材料，而摻氟石墨烯材料本身不含有H、O等影響TFT的性能的元素，且對水、氧的阻隔能力強，使得H、O等不容易擴散到有源層中，從而可以提高TFT的性能和穩定性。

較佳地，所述源漏極的整個表面與所述有源層的表面接觸。

本申請實施例還提供了一種陣列基板，包括：本申請任意實施例提供的薄膜晶體管，設置于所述薄膜晶體管上方的鈍化層，以及與所述薄膜晶體管的漏極電連接的像素電極。

由于本申請實施例提供的陣列基板采用了上述的薄膜晶體管，而上述的薄膜晶體管包括：柵極、柵絕緣層、有源層和源漏極，所述柵絕緣層的材料為摻氟石墨烯材料，由于柵絕緣層的材料為摻氟石墨烯材料，而摻氟石墨烯材料本身不含有H、O等影響TFT的性能的元素，且對水、氧的阻隔能力強，使得H、O等不容易擴散到有源層中，從而可以提高TFT的性能和穩定性。

較佳地，所述鈍化層的材料為摻氟石墨烯材料。

由于薄膜晶體管上方的鈍化層的材料也為摻氟石墨烯材料，這樣可以使得H、O等更加不容易擴散到有源層中，從而可以進一步提高TFT的性能和穩定性。

較佳地，所述像素電極的材料為石墨烯材料，所述鈍化層與所述像素電極同層設置。

由于鈍化層與像素電極同層設置，因此可以簡化工藝。

本申請實施例還提供了一種薄膜晶體管的制備方法，包括：在基板上形成柵極、柵絕緣層、有源層、和源漏極，其中，形成柵絕緣層，具體包括：

形成石墨烯層，將氟離子摻雜到所述石墨烯層，形成柵絕緣層。

采用該方法制備的薄膜晶體管，包括：柵極、柵絕緣層、有源層和源漏極，所述柵絕緣層的材料為摻氟石墨烯材料，由于柵絕緣層的材料為摻氟石墨烯材料，而摻氟石墨烯材料本身不含有H、O等影響TFT的性能的元素，且對水、氧的阻隔能力強，使得H、O等不容易擴散到有源層中，從而可以提高TFT的性能和穩定性。

較佳地，形成有源層和源漏極，具體包括：

采用半色調掩膜工藝，共用一張掩膜板形成有源層和源漏極。

該方法采用半色調掩膜工藝形成有源層和源漏極，只需使用一張掩膜板，通過一次工藝，就可形成有源層和源漏極，因此，可以簡化工藝，節約生產成本，提高生產能力。

本申請實施例還提供了一種陣列基板的制備方法，包括：

本申請任意實施例提供的制備薄膜晶體管的步驟，在所述薄膜晶體管上方制備鈍化層的步驟，以及制備與所述薄膜晶體管的漏極電連接的像素電極的步驟。

采用該方法制備的陣列基板，包括薄膜晶體管，而薄膜晶體管包括：柵極、柵絕緣層、有源層和源漏極，所述柵絕緣層的材料為摻氟石墨烯材料，由于柵絕緣層的材料為摻氟石墨烯材料，而摻氟石墨烯材料本身不含有H、O等影響TFT的性能的元素，且對水、氧的阻隔能力強，使得H、O等不容易擴散到有源層中，從而可以提高TFT的性能和穩定性。

較佳地，形成鈍化層，具體包括：

形成石墨烯層，將氟離子摻雜到所述石墨烯層，形成鈍化層。

采用該方法形成的鈍化層的材料也為摻氟石墨烯材料，這樣可以使得H、O等更加不容易擴散到有源層中，從而可以進一步提高TFT的性能和穩定性。

較佳地，形成鈍化層和像素電極，具體包括：

形成石墨烯層；

通過一張掩膜板，在用于形成像素電極的區域之外的所述石墨烯層中摻雜氟離子，將所述石墨烯層中摻雜氟離子的部分作為鈍化層，未摻雜氟離子的部分作為像素電極。

采用該方法制備的陣列基板，形成鈍化層和像素電極時僅使用了一張掩膜板，可通過一次工藝完成，因此，可以簡化工藝，節約生產成本，提高生產能力。

附圖說明

圖1為現有技術中底柵型薄膜晶體管的結構示意圖；

圖2為現有技術中頂柵型薄膜晶體管的結構示意圖；

圖3為本申請實施例提供的一種薄膜晶體管的結構示意圖；

圖4為本申請實施例提供的第一種陣列基板的結構示意圖；

圖5為本申請實施例提供的第二種陣列基板的結構示意圖；

圖6(a)～圖6(g)為本申請實施例提供的陣列基板的制備工藝流程示意圖。

具體實施方式

本申請實施例提供了一種薄膜晶體管、陣列基板及制備方法，用以提高TFT的性能和穩定性。

下面將結合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本申請保護的范圍。

需要說明的是，本申請附圖中各層的厚度和形狀不反映真實比例，目的只是示意說明本申請內容。

本申請實施例提供的技術方案即適用于底柵型薄膜晶體管，也適用于頂柵型薄膜晶體管，下面以底柵型薄膜晶體管為例來說明本申請實施例提供的技術方案。

參見圖3，本申請實施例提供的一種薄膜晶體管，包括：柵極11、柵絕緣層12、有源層13和源漏極14，柵絕緣層12的材料為摻氟石墨烯材料。

由于柵絕緣層12的材料為摻氟石墨烯材料，而摻氟石墨烯材料本身不含有H、O等影響TFT的性能的元素，且對水、氧的阻隔能力強，使得H、O等不容易擴散到有源層中，從而可以提高TFT的性能和穩定性。

在一較佳實施方式中，如圖3所示，源漏極14的整個表面與有源層13的表面接觸。

基于同一發明構思，本申請實施例還提供了一種薄膜晶體管的制備方法，包括：在基板上形成柵極、柵絕緣層、有源層、和源漏極，其中，形成柵絕緣層，具體包括：

形成石墨烯層，將氟離子摻雜到所述石墨烯層，形成柵絕緣層。

其中，將氟離子摻雜到石墨烯層，例如可以包括：采用離子注入工藝將氟離子注入到石墨烯層，以在石墨烯層中摻雜氟離子。

具體地，例如可以是采用SF₆等離子體通過離子注入工藝，將氟離子注入到石墨烯層，以在石墨烯層中摻雜氟離子。

當然，也可以采取其它的方式將氟離子摻雜到石墨烯層，本申請實施例對此并不進行限定。

在一較佳實施方式中，形成有源層和源漏極，具體包括：

采用半色調掩膜工藝，共用一張掩膜板形成有源層和源漏極。

該方法采用半色調掩膜工藝形成有源層和源漏極，只需使用一張掩膜板，通過一次工藝，就可形成有源層和源漏極，因此，可以簡化工藝，節約生產成本，提高生產能力。

當然，本申請實施例中形成有源層和源漏極也可采用現有技術中的兩張掩膜板來分別形成，本申請實施例對此并不進行限定。

基于同一發明構思，參見圖4，本申請實施例還提供了一種陣列基板，包括：本申請任意實施例提供的薄膜晶體管15(如圖4中虛線框所示)，設置于薄膜晶體管15上方的鈍化層16，以及與薄膜晶體管15的漏極141電連接的像素電極17。

在一較佳實施方式中，如圖4所示，鈍化層16的材料為摻氟石墨烯材料。

在一較佳實施方式中，為了提高TFT的性能，以及便于生產，柵絕緣層12和鈍化層16的材料均為摻氟石墨烯材料，且柵絕緣層12和鈍化層16的材料的摻氟比例相同。

在一較佳實施方式中，如圖4所示，鈍化層16的材料為摻氟石墨烯材料，像素電極17的材料為石墨烯材料，鈍化層16與像素電極17同層設置。

需要指出的是，上述較佳實施方式中鈍化層16與像素電極17同層設置，若薄膜晶體管為底柵型薄膜晶體管，像素電極17與漏極可以直接電連接，若薄膜晶體管為頂柵型薄膜晶體管，像素電極17與漏極之間還需要通過過孔18才能電連接，如圖5所示。

另外，鈍化層16與像素電極17的材料也可不為摻氟石墨烯材料，而為現有技術中的材料，本申請實施例對此并不進行限定。

基于同一發明構思，本申請實施例還提供了一種陣列基板的制備方法，包括：

本申請任意實施例提供的制備薄膜晶體管的步驟，在所述薄膜晶體管上方制備鈍化層的步驟，以及制備與所述薄膜晶體管的漏極電連接的像素電極的步驟。

在一較佳實施方式中，形成鈍化層，具體包括：

形成石墨烯層，將氟離子摻雜到所述石墨烯層，形成鈍化層。

在一較佳實施方式中，形成鈍化層和像素電極，具體包括：

形成石墨烯層；

通過一張掩膜板，在用于形成像素電極的區域之外的所述石墨烯層中摻雜氟離子，將所述石墨烯層中摻雜氟離子的部分作為鈍化層，未摻雜氟離子的部分作為像素電極。

下面以底柵型薄膜晶體管為例，結合圖6(a)～圖6(g)來具體說明本申請實施例提供的陣列基板的制備工藝流程。其制備工藝包括如下步驟：

步驟一、參見圖6(a)，在基板01上形成柵極02；

步驟二、參見圖6(b)，在柵極02上形成石墨烯層03；

步驟三、參見圖6(c)，采用SF₆等離子體通過離子注入工藝，將氟離子注入到石墨烯層03，形成柵絕緣層04；

步驟四、參見圖6(d)，在柵絕緣層04上形成有源層薄膜05，以及在有源層薄膜05上形成源漏極薄膜06；

步驟五、參見圖6(e)，針對有源層薄膜05與源漏極薄膜06，采用半色調掩膜工藝，共用一張掩膜板形成有源層07和源漏極08；

步驟六、參見圖6(f)，在源漏極08上形成石墨烯層09；

步驟七、參見圖6(g)，通過一張掩膜板，在用于形成像素電極010的區域之外的石墨烯層中采用離子注入工藝注入氟離子，將石墨烯層中注入氟離子的部分作為鈍化層011，未注入氟離子的部分作為像素電極010。

其中，形成柵極02的工藝流程與現有技術的工藝流程完全相同，在此不再贅述。

綜上所述，本申請實施例提供的技術方案中，薄膜晶體管包括：柵極、柵絕緣層、有源層和源漏極，所述柵絕緣層的材料為摻氟石墨烯材料，由于柵絕緣層的材料為摻氟石墨烯材料，而摻氟石墨烯材料本身不含有H、O等影響TFT的性能的元素，且對水、氧的阻隔能力強，使得H、O等不容易擴散到有源層中，從而可以提高TFT的性能和穩定性。

顯然，本領域的技術人員可以對本申請進行各種改動和變型而不脫離本申請的精神和范圍。這樣，倘若本申請的這些修改和變型屬于本申請權利要求及其等同技術的范圍之內，則本申請也意圖包含這些改動和變型在內。