>[0043] 本實施例提供的一種薄膜晶體管，在襯底上還直接依次形成有電加熱層110和緩 沖層120,所述金屬氧化物半導體層230設置在所述緩沖層120上，所述電加熱層110在襯 底100上的投影區域覆蓋所述金屬氧化物半導體層230在襯底100上的投影區域；所述薄 膜晶體管處于關斷狀態時，對所述電加熱層110施加電壓，產生熱量并傳遞給所述金屬氧 化物半導體層230,促使被所述金屬氧化物半導體層230中缺陷態捕獲的電子釋放出來，修 復缺陷態，從而使得薄膜晶體管特性有所恢復，提高薄膜晶體管的穩定性。
[0044] 所述薄膜晶體管的制備方法，包括如下步驟：
[0045] S1、通過物理氣相沉積工藝在襯底100上直接形成鑰層，再通過光刻和等離子體 刻蝕工藝對所述鑰層圖案化，形成電加熱層110 ;再通過化學氣相沉積工藝在所述襯底100 上直接形成覆蓋所述電加熱層110的緩沖層120 ;
[0046] 作為本發明的其他實施例，所述電加熱層110還可以通過濺射、蒸鍍、噴墨打印、 溶液法等工藝形成，所述緩沖層120還可以通過溶液法、原子層沉積等工藝形成，均可以實 現本發明的目的，屬于本發明的保護范圍。
[0047] S2、通過物理氣相沉積工藝在所述緩沖層120上直接形成柵極導電層，再通過光 刻和等離子體刻蝕工藝對所述柵極導電層圖案化，形成柵極層210 ;通過化學氣相沉積工 藝在所述緩沖層120上直接形成覆蓋所述柵極層210的柵極絕緣層220 ;通過物理氣相沉 積工藝在所述柵極絕緣層220上直接形成所述金屬氧化物半導體層230 ;通過物理氣相沉 積工藝在所述柵極絕緣層220上直接形成源/漏電極層，并通過光刻工藝圖案化形成分別 與所述金屬氧化物半導體層接觸連接的源極241和漏極242。
[0048] 所述柵極層210選自但不限于銅、鋁、鑰、鈦、銦錫氧化物、銦鋅氧化物、摻雜多晶 娃中的一種或多種材料的堆疊結構層，本實施例優選鑰層；本實施例中所述柵極層210的 厚度為lOOnm，作為本發明的其他實施例，所述柵極層210的厚度還可以為lnm-lOiim，均可 以實現本發明的目的，屬于本發明的保護范圍；作為本發明的其他實施例，所述柵極層210 還可以通過濺射、蒸鍍、噴墨打印、溶液法等工藝形成，均可以實現本發明的目的，屬于本發 明的保護范圍。
[0049] 所述柵極絕緣層220選自但不限于氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化鋁、氧化鈦 中的一種或多種材料的堆疊結構層，本實施例優選氧化硅層；本實施例中所述柵極絕緣 層220的厚度為200nm，作為本發明的其他實施例，所述柵極絕緣層220的厚度還可以為 lnm-lOym，均可以實現本發明的目的，屬于本發明的保護范圍；作為本發明的其他實施例， 所述柵極絕緣層220還可以通過溶液法、原子層沉積等工藝形成，均可以實現本發明的目 的，屬于本發明的保護范圍。
[0050] 所述金屬氧化物半導體層230選自但不限于IGZO、IZO、ZTO中的一種，本實施例優 選IGZO;本實施例中所述金屬氧化物半導體層230的厚度為50nm，作為本發明的其他實施 例，所述金屬氧化物半導體層230的厚度還可以為lnm-lOym，均可以實現本發明的目的， 屬于本發明的保護范圍；作為本發明的其他實施例，所述金屬氧化物半導體層230還可以 通過溶液法等工藝形成，均可以實現本發明的目的，屬于本發明的保護范圍。
[0051] 所述源/漏電極層選自但不限于銅、鋁、鑰、鈦、銦錫氧化物、銦鋅氧化物、摻雜 多晶硅中的一種或多種材料的堆疊結構層，本實施例優選鑰層；本實施例中所述源/漏 電極層的厚度為300nm，作為本發明的其他實施例，所述源/漏電極層的厚度還可以為 lnm-lOym，均可以實現本發明的目的，屬于本發明的保護范圍；作為本發明的其他實施例， 所述源/漏電極層還可以通過蒸鍍、噴墨打印、溶液法等工藝形成，均可以實現本發明的目 的，屬于本發明的保護范圍。
[0052] 作為本發明的其他實施例，步驟S2中還包括在所述金屬氧化物半導體層上形成 刻蝕阻擋層、光線阻擋層、鈍化層中的一種或多種的堆疊結構的步驟。
[0053] 所述刻蝕阻擋層選自但不限于氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化鋁、氧化鈦中的一 種或多種材料的堆疊結構層，可以通過化學氣相沉積法（CVD)工藝制備；所述光線阻擋層 選自但不限于銅、鋁、鑰、鈦、銦錫氧化物、銦鋅氧化物、摻雜多晶硅中的一種或多種材料的 堆疊結構層，可以通過物理氣相沉積法（PVD)等工藝制備；所述鈍化層為氧化硅、氮化硅、 氮氧化硅、氧化鋁、氧化鈦中的一種或多種材料的堆疊結構層，可以通過化學氣相沉積法 (CVD)等工藝制備，均可以實現本發明的目的，屬于本發明的保護范圍。
[0054] 本實施例所述的一種薄膜晶體管的制備方法，僅通過在襯底上設置電加熱層110 以及將所述電加熱層110與所述薄膜晶體管絕緣的緩沖層120就可以實現薄膜晶體管穩定 性的提高，制備工藝簡單、成本低、易實現工業化生產。
[0055] 對比例1
[0056] 本對比例提供一種薄膜晶體管，結構與制備方法同實施例1，唯一不同的是所述襯 底100上未設置電加熱層110和緩沖層120。
[0057] 通過安捷倫B1500A半導體測試分析儀中的MJC手動探針臺對實施例1和對比例 1中所述的薄膜晶體管進行正偏壓可靠性測試（PBS)。
[0058] 具體應力條件為：柵電壓（Vg)=30V，偏壓時間3600s;轉移特性曲線測試范圍為： Vg=-10V到20V，掃描間隔0.lV，Vd=0.lV/10V，Vs接地。應力前后的閾值電壓差值稱為閾值 電壓偏移。
[0059] 對實施例1和對比例1中所述的薄膜晶體管進行測試，測試結果如下表所示：
[0060]
【主權項】
1. 一種薄膜晶體管，包括襯底，在所述襯底同側沿垂直于襯底方向設置的柵極層、金屬 氧化物半導體層、源/漏電極層、W及將所述柵極層、所述金屬氧化物半導體層、所述源/漏 電極層彼此分開的一層或多層絕緣層，所述源/漏電極層中的源極和漏極分別與所述金屬 氧化物半導體層接觸連接，其特征在于，在所述襯底上還直接依次形成有電加熱層和緩沖 層，所述金屬氧化物半導體層設置在所述緩沖層上，所述電加熱層在所述襯底上的投影區 域覆蓋所述金屬氧化物半導體層在所述襯底上的投影區域。
2. 根據權利要求1所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述電加熱層為電阻率高于 l.Oy Q - cm的一層導電材料層或多層導電材料堆疊結構層。
3. 根據權利要求2所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述導電材料為銅、鉛、鋼、鐵、鋼 錫氧化物、鋼鋒氧化物、慘雜多晶娃中的一種或多種。
4. 根據權利要求3所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述電加熱層的厚度為 lnm-10 U m。
5. 根據權利要求4所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述緩沖層為氧化娃、氮化娃、氮 氧化娃、氧化鉛、氧化鐵中的一種或多種材料的堆疊結構層。
6. 根據權利要求5所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述緩沖層厚度為lnm-10ym。
7. 根據權利要求6所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述金屬氧化物半導體層上還設 置有刻蝕阻擋層、光線阻擋層、純化層中的一種或多種的堆疊結構。
8. 根據權利要求7所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述刻蝕阻擋層為氧化娃、氮化 娃、氮氧化娃、氧化鉛、氧化鐵中的一種或多種材料的堆疊結構層；所述光線阻擋層為銅、 鉛、鋼、鐵、鋼錫氧化物、鋼鋒氧化物、慘雜多晶娃中的一種或多種材料的堆疊結構層；所述 純化層為氧化娃、氮化娃、氮氧化娃、氧化鉛、氧化鐵中的一種或多種材料的堆疊結構層。
9. 一種權利要求1-8任一所述的薄膜晶體管的制備方法，其特征在于，包括如下步驟： 51、 在所述襯底上自下而上直接依次形成電加熱層和緩沖層； 52、 在所述緩沖層上形成柵極層、金屬氧化物半導體層、源/漏電極層、 W及將所述柵極層、所述金屬氧化物半導體層、所述源/漏電極層彼此分開 的一層或多層絕緣層，所述源/漏電極層中的源極和漏極分別與所述金屬氧 化物半導體層接觸連接。
10. 根據權利要求9所述的薄膜晶體管的制備方法，其特征在于，所述電加熱層為電阻 率高于l.Oy Q - cm的一層導電材料層或多層導電材料堆疊結構層。
11. 根據權利要求9或10所述的薄膜晶體管的制備方法，其特征在于，所述導電材料為 銅、鉛、鋼、鐵、鋼錫氧化物、鋼鋒氧化物、慘雜多晶娃中的一種或多種。
12. 根據權利要求11所述的薄膜晶體管的制備方法，其特征在于，所述電加熱層的厚 度為 lnm-10 y m。
13. 根據權利要求9或12所述的薄膜晶體管的制備方法，其特征在于，步驟S2中，所述 絕緣層包括柵極絕緣層；所述柵極層直接形成在所述緩沖層上；所述柵極絕緣層也直接形 成于所述緩沖層上，并覆蓋所述柵極層；所述金屬氧化物半導體層直接形成在所述柵極絕 緣層上，并設置在所述柵極層的垂直上方。
14. 一種平板顯示裝置，包括顯示單元，所述顯示單元進一步包括第一電極； 其特征在于，所述平板顯示裝置還包括權利要求1-8任一所述的薄膜晶體管，所述第 一電極與所述薄膜晶體管的源極或漏極電連接。
15. 根據權利要求14所述的平板顯示裝置，其特征在于，所述平板顯示裝置為液晶顯 示裝置或有機發光顯示裝置。
16. -種權利要求1-8任一所述的薄膜晶體管的使用方法，其特征在于，所述薄膜晶體 管處于關斷狀態時，對所述電加熱層施加電壓，產生熱量。
【專利摘要】一種薄膜晶體管及其制備方法和應用。本發明所述的一種薄膜晶體管，在襯底上直接依次形成有電加熱層和緩沖層，金屬氧化物半導體層設置在緩沖層上，電加熱層在襯底上的投影區域覆蓋金屬氧化物半導體層在襯底上的投影區域；薄膜晶體管處于關斷狀態時，對電加熱層施加電壓，產生熱量并傳遞給金屬氧化物半導體層，促使被金屬氧化物半導體層中缺陷態捕獲的電子釋放出來，修復缺陷態，從而使得薄膜晶體管特性有所恢復，提高薄膜晶體管的穩定性，進而優化了應用其的平板顯示裝置的性能。同時，本發明所述的一種薄膜晶體管的制備方法，僅通過在襯底上設置電加熱層以及將電加熱層與所述薄膜晶體管絕緣的緩沖層就可以實現薄膜晶體管穩定性的提高，制備工藝簡單、成本低、易實現工業化生產。
【IPC分類】H01L21-336, H01L29-786
【公開號】CN104576745
【申請號】CN201310512522
【發明人】施露, 習王鋒, 蔡世星
【申請人】昆山工研院新型平板顯示技術中心有限公司, 昆山國顯光電有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2013年10月25日