薄膜晶體管及其制作方法
【專利摘要】本發明揭示了一種薄膜晶體管的制造方法，包括：提供基板；在基板上形成柵極；在柵極上形成柵極絕緣層；在柵極絕緣層上形成源極和漏極，源極和漏極之間預留溝道區；在源漏極上及溝道區形成有源材料層；在有源材料層上覆蓋包含發色團和猝滅劑的有機膠層；對有機膠層曝光顯影，并刻蝕有源材料層，形成有源層；保留有源層上的有機膠層形成覆蓋有源層的遮光層。由此方法制備的薄膜晶體管不僅簡化了工藝，且降低了光對薄膜晶體管性能的影響，提高了穩定性。
【專利說明】
薄膜晶體管及其制作方法
技術領域
[0001]本發明涉及有機發光顯示領域，特別是涉及一種薄膜晶體管及其制作方法。
【背景技術】
[0002]隨著平面顯示器技術的蓬勃發展，薄膜晶體管(thin-film transistor，TFT)由于具有電子迀移率高、制備溫度低、均一性好、對可見光透明和閾值電壓低等特點，以及被廣泛引用。
[0003]目前在制作薄膜晶體管時，由于其有源層為氧化物半導體，其容易受到元件內散射或反射的光影響，對有源層照射后，會使得元件的可靠性劣化，造成氧化物半導體的特性改變，不能正常驅動元件。
[0004]基于這一因素，業界一方面通過調整有源層下層的柵極面積，對來自有源層下面的光進行遮擋；另一方面通過在有源層上面制作刻蝕阻擋層(也可稱為遮光層)結合源漏極的覆蓋保護有源層不受上面光照的影響。
[0005]具體的，請參考圖1和圖2，具有刻蝕阻擋層的薄膜晶體管包括:基板1，在基板I上形成有柵極2、覆蓋柵極2的柵極絕緣層3，在柵極絕緣層3上正對柵極2的區域內形成有有源層4，以及源漏極5，在有源層4上形成有刻蝕阻擋層6，源漏極5與刻蝕阻擋層6搭接并覆蓋有源層4。由圖2的俯視圖可知，有源層4被完全遮擋住。如此防止了光對有源層4的影響。
[0006]但是，制作刻蝕阻擋層6相比原有工藝是增加了一道工藝，增加了器件制作的復雜度，使得成本提高。并且刻蝕阻擋層6的工藝流程難度較大，也容易使得良率降低，這都會影響實際產能。
【發明內容】
[0007]本發明的目的在于，提供一種薄膜晶體管及其制作方法，簡化制作工藝，并降低光對薄膜晶體管性能的影響，提高穩定性。
[0008]為解決上述技術問題，本發明提供一種薄膜晶體管的制作方法，包括如下步驟:
[0009]提供基板；
[0010]在所述基板上形成柵極；
[0011 ]在所述柵極上形成柵極絕緣層；
[0012]在所述柵極絕緣層上形成源極和漏極，所述源極和漏極之間預留溝道區；
[0013]在所述源漏極上及溝道區形成有源材料層；
[0014]在所述有源材料層上覆蓋包含發色團和猝滅劑的有機膠層；
[0015]對所述有機膠層曝光顯影，并刻蝕所述有源材料層，形成有源層；
[0016]保留所述有源層上的有機膠層形成覆蓋所述有源層的遮光層。
[0017]可選的，所述有機膠層包括:
[0018]提供有機膠；
[0019]提供具有發色團的第一輔助材料；
[0020]提供含有猝滅劑的第二輔助材料；
[0021]混合所述有機膠、第一輔助材料和第二輔助材料，涂覆于所述有源材料層上形成所述包含發色團和猝滅劑的有機膠層。
[0022]可選的，所述有機膠層包括:
[0023]提供有機膠；
[0024]提供含有發色團和猝滅劑的第三輔助材料；
[0025]混合所述有機膠和第三輔助材料，涂覆于所述有源材料層上形成所述包含發色團和猝滅劑的有機膠層。
[0026]本發明還提供一種由上述方法制作的薄膜晶體管，包括依次堆疊于基板上的柵極、柵極絕緣層、源漏極、有源層以及用于刻蝕所述有源層后保留下來的有機膠層形成的遮光層，所述遮光層包含發色團和猝滅劑。
[0027]可選的，所述遮光層在基板上的投影與所述有源層在基板上的投影重疊。
[0028]可選的，所述遮光層的厚度為1.5μηι-2μηι。
[0029]可選的，所述有源層的源區和漏區分別于所述源極和漏極接觸，并在垂直于基板的方向與所述源極和漏極部分重疊。
[0030]在本發明提供的薄膜晶體管的制作方法中，將刻蝕完有源材料層后本應剝離的有機膠保留下來形成覆蓋有源層的遮光層，該遮光層含有發光團和猝滅劑。由此獲得的薄膜晶體管，相比現有技術，不僅減少了刻蝕有源材料層后剝離光刻膠的步驟，而且減少了一道如圖1中刻蝕阻擋層6的制作工藝，其中包括5道子工藝，由此也減少了一道掩膜工藝掩膜，有效的簡化了薄膜晶體管的制作過程；在光刻后形成的遮光層，能夠避免有源層受到光的照射，從而達到提升薄膜晶體管可靠性，防止性能發生改變的效果。
【附圖說明】
[0031]圖1為現有技術中的薄膜晶體管的剖面圖；
[0032]圖2為現有技術中的薄膜晶體管的俯視圖；
[0033]圖3為本發明中薄膜晶體管的制作方法的流程圖；
[0034]圖4-圖11為本發明中薄膜晶體管在制作過程中的器件結構示意圖。
【具體實施方式】
[0035]下面將結合示意圖對本發明的薄膜晶體管及其制作方法進行更詳細的描述，其中表示了本發明的優選實施例，應該理解本領域技術人員可以修改在此描述的本發明，而仍然實現本發明的有利效果。因此，下列描述應當被理解為對于本領域技術人員的廣泛知道，而并不作為對本發明的限制。
[0036]在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本發明。根據下面說明和權利要求書，本發明的優點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發明實施例的目的。
[0037]以下列舉所述薄膜晶體管及其制作方法的較優實施例，以清楚的說明本發明的內容，應當明確的是，本發明的內容并不限制于以下實施例，其他通過本領域普通技術人員的常規技術手段的改進亦在本發明的思想范圍之內。
[0038]請參考圖3，并結合圖4-圖11，所述薄膜晶體管的制作方法包括:
[0039]第一步，如圖4所示，執行步驟S301:提供基板41 ;較佳的，所述基板41為透明材料制成，例如可以是玻璃、石英、硅晶片、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯或者金屬箔等。所述基板的選擇及預處理為本領域技術人員所熟悉，例如形成緩沖層(未圖示)等，故不再詳述。
[0040]第二步，如圖5所示，執行步驟S302:在所述基板上形成柵極42 ;較佳的，所述柵極42可以選擇為金屬材質，例如金屬銅、鋁、鎳、鎂、鉻、鉬、鎢及其合金等材料，依據工藝需求的不同，可以是單層或者多層結構。
[0041]第三步，如圖6所示，執行步驟S303:在柵極42形成后，進行柵極絕緣層43的沉積。所述柵極絕緣層43覆蓋整個柵極42。所述柵極絕緣層43可以是氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化鉭等絕緣性較好的材料。
[0042]第四步，如圖7所示，執行步驟S304:在所述柵極絕緣層43上形成源漏極44，并在源極和漏極之間預留溝道區。具體地，首先進行源漏極材料層的沉積，完整的覆蓋于所述柵極絕緣層43上，之后通過刻蝕工藝進行圖案化，形成所需的源漏極44。所述源漏極44形成于所述柵極絕緣層43兩端，中間間隔溝道區。在本發明中，將源漏極44在有源層之前制作，避免了在刻蝕時源漏極刻蝕液對有源層造成影響。
[0043]第五步，如圖8所示，執行步驟S305:在所述源漏極44上及源漏極44之間形成有源材料層45。具體的，進行有源材料層45的沉積，所述有源材料層45可以是氧化物半導體材料，例如，所述有源材料層45可以包括鎵(Ga)、銦(In)、鉿(Hf)、鋅(Zn)、錫(Sn)中至少一種的氧化物，比如 ZnO、ZnGaO、ZnlnO、GalnO、GaSnO、ZnSnO、InSnO、HflnZnO、ZnGaInO 等。
[0044]第六步，如圖9所示，執行步驟S306，在所述有源材料層45上覆蓋包含發色團和猝滅劑的有機膠層46。所述有機膠層46的制備方法如下:將有機膠與具有發色團的第一輔助材料和含有猝滅劑的第二輔助材料混合后涂覆于所述有源材料層45上得到。具體地，有機膠可選自感光樹脂，具有發色團的第一輔助材料例如是安息香及其衍生物，含有猝滅劑的第二輔助材料可選自過渡金屬的絡合物等。三種物質混合得到的有機膠層46受到光照時，具有發色團的第一輔助材料產生發色基團及自由基，該發色團能有效吸收紫外光和可見光，含有猝滅劑的第二輔助材料通過與發色團碰撞將激發態的自由基衰減到基態或者低能量態，從而避免處于所述有機膠層46下面的有源層受到外界光的破壞。
[0045]當然所述有機膠層46也可以由有機膠直接與同時含有發色團和猝滅劑的第三輔助材料混合后涂覆于所述有源材料層45上得到。具體地，有機膠可選自感光樹脂，同時含有發色團和猝滅劑的第三輔助材料可以是少量炭黑。含有少量炭黑的有機膠不僅能夠吸收可見光，并且能夠捕獲光照過程中產生的自由基，從而避免處于所述有機膠層46下面的有源層受到外界光的破壞。
[0046]第七步，如圖10所示，執行步驟S307，采用掩膜曝光所述有機膠層46，顯影后形成具有有源層圖形的遮光層47。
[0047]第八步，如圖11所示，執行步驟S308，以遮光層47為模板刻蝕所述有源材料層45，得到有源層48。常規工藝來說，刻蝕之后會剝離遮光層47，然后繼續后續工藝，但本發明中，由于所述有機膠經過處理，含有發色團和猝滅劑，因此，可保留在所述有源層48上，作為遮光層47保護有源層48不受外界入射光破壞。不僅省略了剝離的步驟，而且與現有技術相比，省略了再利用一道掩膜制作一層遮光層的步驟。
[0048]所述遮光層47在基板上的投影與所述有源層48在基板上的投影重疊，所述有源層的源區和漏區分別于所述源極44和漏極44接觸，并在垂直于基板的方向與所述源極和漏極部分重疊。所述遮光層47的厚度為1.5 μπι-2 μπι。
[0049]在經過上述步驟后，即獲得本發明的薄膜晶體管，如圖11所示，包括依次堆疊于基板41上的柵極42、柵極絕緣層43、源漏極44、位于所述源漏極44之間并與所述源漏極44相搭接的有源層48、以及用于刻蝕所述有源層48后保留下來的有機膠層形成的遮光層47，所述遮光層47包含發色團和猝滅劑。在本發明中，遮光層47發色團和猝滅劑官能團，當光照射時，發色團能夠吸收例如紫外線、可見光等波段的光，發色團在吸收光能后會使分子處于激發態，但是達到一定能量后會引起其他反應的發生，而猝滅劑官能團能夠使激發態分子的能量轉移到猝滅劑官能團，猝滅劑官能團能夠進一步使得該能量以無害的形式耗散，從而能夠防止激發態的分子發生反應，避免器件加速老化的情況。從而使得材料具有遮光作用。同時，遮光層47由保留刻蝕用的有機膠層46得來，因此，相比現有技術簡化了工
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[0050]顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和范圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
【主權項】
1.一種薄膜晶體管的制作方法，其特征在于，包括如下步驟: 提供基板； 在所述基板上形成柵極； 在所述柵極上形成柵極絕緣層； 在所述柵極絕緣層上形成源極和漏極，所述源極和漏極之間預留溝道區； 在所述源漏極上及溝道區形成有源材料層； 在所述有源材料層上覆蓋包含發色團和猝滅劑的有機膠層； 對所述有機膠層曝光顯影，并刻蝕所述有源材料層，形成有源層； 保留所述有源層上的有機膠層形成覆蓋所述有源層的遮光層。2.如權利要求1所述的薄膜晶體管的制作方法，其特征在于，所述有機膠層包括: 提供有機月父; 提供具有發色團的第一輔助材料； 提供含有猝滅劑的第二輔助材料； 混合所述有機膠、第一輔助材料和第二輔助材料，涂覆于所述有源材料層上形成所述包含發色團和猝滅劑的有機膠層。3.如權利要求1所述的薄膜晶體管的制作方法，其特征在于，所述有機膠層包括: 提供有機月父; 提供含有發色團和猝滅劑的第三輔助材料； 混合所述有機膠和第三輔助材料，涂覆于所述有源材料層上形成所述包含發色團和猝滅劑的有機膠層。4.一種利用如權利要求1-3中任意一項所述的薄膜晶體管的制作方法獲得的薄膜晶體管，其特征在于，包括依次堆疊于基板上的柵極、柵極絕緣層、源漏極、有源層以及用于刻蝕所述有源層后保留下來的有機膠層形成的遮光層，所述遮光層包含發色團和猝滅劑。5.如權利要求4所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述遮光層在基板上的投影與所述有源層在基板上的投影重疊。6.如權利要求4所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述遮光層的厚度為1.5 μπι-2 μπι。7.如權利要求4所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述有源層的源區和漏區分別于所述源極和漏極接觸，并在垂直于基板的方向與所述源極和漏極部分重疊。
【文檔編號】H01L29/786GK105826393SQ201510005815
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年1月6日
【發明人】來春榮
【申請人】昆山國顯光電有限公司