TFT基板的制作方法及TFT基板技术

技术编号:12386438 阅读:145 留言:0更新日期:2015-11-25 18:45
本发明专利技术提供一种TFT基板的制作方法及TFT基板,本发明专利技术TFT基板的制作方法,通过对多晶硅有源层的源、漏极接触区进行蚀刻,使其高度低于中间沟道区的高度,并且将所述源、漏极接触区设计为台阶状,使得载流子在漏极接触区附近受到偏离多晶硅/栅极绝缘层界面方向电场的作用(Vds电场),迁移路径被拉离多晶硅/栅极绝缘层界面,减少高能载子注入栅极绝缘层内,并且由于漏极接触区的台阶的存在,使得漏极接触区附近横向电场(Vds电场)峰值强度以及漏极接触区纵向电场(Vgs电场)强度均下降,夹断点往漏极接触区边缘移动,减小阈值电压漂移等,提高TFT可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及显示
,尤其涉及一种TFT基板的制作方法及TFT基板
技术介绍
薄膜晶体管(ThinFilmTransistor,简称TFT)是目前液晶显示装置(LiquidCrystalDisplay,简称LCD)和有源矩阵驱动式有机电致发光显示装置(ActiveMatrix/OrganicLight-EmittingDiode,简称AMOLED)中的主要驱动元件,直接关系到高性能平板显示装置的发展方向。薄膜晶体管具有多种结构,制备相应结构的薄膜晶体管的材料也具有多种,低温多晶硅(LowTemperaturePoly-silicon,简称LTPS)材料是其中较为优选的一种,由于低温多晶硅的原子规则排列,载流子迁移率高,对电压驱动式的液晶显示装置而言,多晶硅薄膜晶体管由于其具有较高的迁移率,可以使用体积较小的薄膜晶体管实现对液晶分子的偏转驱动,在很大程度上缩小了薄膜晶体管所占的体积,增加透光面积,得到更高的亮度和解析度;对于电流驱动式的有源矩阵驱动式有机电致发光显示装置而言,低温多晶硅薄膜晶体管可以更好的满足驱动电流要求。热载流子效应是金属氧化物半导体(MOS)器件的一个重要的失效机理,随着MOS器件尺寸的日益缩小,器件的热载流子注入效应越来越严重。以P型金属氧化物半导体(PMOS)器件为例,沟道中的空穴,在漏源之间高横向电场的作用下被加速,形成高能载流子,高能载流子与硅晶格碰撞,产生电离的电子空穴对,电子由衬底收集,形成衬底电流,大部分碰撞产生的空穴,流向漏极,但还有部分空穴,在纵向电场的作用下,注入到栅极中形成栅极电流,这种现象称为热载流子注入(HotCarrierInjection)。热载流子会造成硅衬底与二氧化硅栅氧界面处能键的断裂,在硅衬底与二氧化硅栅氧界面处产生界面态,导致器件性能,如阈值电压、跨导以及线性区/饱和区电流的退化,最终造成MOS器件失效。MOS器件失效通常首先发生在漏端,这是由于载流子通过整个沟道的电场加速,在到达漏端后,载流子的能量达到最大值,因此漏端的热载流子注入现象比较严重。因此,如何减小半导体器件热载流子注入损伤成为本领域工作人员的研究热点。对于低温多晶硅薄膜晶体管(LTPSTFT)来说,相较于非晶硅多晶硅薄膜晶体管(a-SiTFT)拥有较高的约20-100倍的载流子迁移率,同样容易出现热载流子效应,载流子在高电场(>4E10^4V/cm)下运动,从电场中获得能量大于与晶格作用损失的能量,载流子速率越来越大,出现热载流子效应;为减小热载流子注入损伤,目前一般采取方法是通过用离子注入形成浅掺杂过渡区,如轻掺杂漏区(LightlyDopedDrain,LDD)、栅极重叠轻掺杂漏区(GateOverlappedLightlyDopedDrain,GOLDD)等,而这些方法较为复杂且容易出现掺杂偏差而失效。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种TFT基板的制作方法,通过对有源层的源、漏极接触区进行蚀刻,使其高度低于中间沟道区的高度,并且将所述源、漏极接触区设计为台阶状,由于漏极接触区的台阶的存在,降低沟道漏极附近横向电场(Vds电场)峰值强度以及降低漏极纵向电场(Vgs电场)强度,夹断点往漏极端移动,减小阈值电压Vth漂移等,提高TFT器件的可靠性。本专利技术的目的还在于提供一种TFT基板,可以减少热载子效应,减少阈值电压Vth漂移,提高薄膜晶体管的可靠性。为实现上述目的,本专利技术首先提供一种TFT基板的制作方法,包括如下步骤:步骤1、提供一基板,在基板上依次沉积缓冲层与非晶硅层;步骤2、对所述非晶硅层进行准分子激光退火或固相晶化处理,使所述非晶硅层转化为低温多晶硅层,采用一道光刻制程对所述低温多晶硅层进行图案化处理,得到间隔设置的第一有源层、第二有源层;步骤3、在所述第一有源层、第二有源层、及基板上涂布光阻层,通过对所述光阻层进行曝光、显影,暴露出所述第一有源层的两端区域,以所述光阻层为遮蔽层,对所述第一有源层的两端进行N型或P型离子注入,得到分别位于所述第一有源层两端的第一源极接触区与第一漏极接触区;定义所述第一源极接触区与第一漏极接触区之间的区域为第一沟道区;步骤4、对所述光阻层进行灰化处理,对所述第一有源层的第一源极接触区与第一漏极接触区进行部分刻蚀,使所述第一源极接触区与第一漏极接触区的高度均低于所述第一沟道区的高度;步骤5、剥离光阻层,在所述第一有源层、第二有源层、及基板上沉积栅极绝缘层,在所述栅极绝缘层上沉积第一金属层,采用一道光刻制程对该第一金属层进行图案化处理,得到分别对应于第一有源层、第二有源层上方的第一栅极、第二栅极;步骤6、在所述第一栅极、第二栅极上方涂布光阻层,对所述光阻层进行曝光、显影,暴露出第二栅极以及栅极绝缘层上对应于所述第二有源层上方的区域;以所述第二栅极为遮蔽层,对所述第二有源层的两端进行P型或N型离子注入,得到分别位于所述第二有源层两端的第二源极接触区、第二漏极接触区,定义所述第二源极接触区与第二漏极接触区之间的区域为第二沟道区;步骤7、剥离光阻层,在所述第一栅极、第二栅极、及栅极绝缘层上沉积层间介电层,采用一道光刻制程对所述层间介电层及栅极绝缘层进行图案化处理,在所述层间介电层及栅极绝缘层上对应于所述第一源极接触区、第一漏极接触区的上方形成第一通孔,对应于所述第二源极接触区、第二漏极接触区的上方形成第二通孔;步骤8、在所述层间介电层上沉积第二金属层,采用一道光刻制程对该第二金属层进行图案化处理,得到第一源极、第一漏极、第二源极、第二漏极,所述第一源极、第一漏极分别经由第一通孔与所述第一源极接触区、第一漏极接触区相接触,所述第二源极、第二漏极分别经由第二通孔与所述第二源极接触区、第二漏极接触区相接触;步骤9、在所述第一源极、第一漏极、第二源极、第二漏极、及层间介电层上涂布平坦层,在所述平坦层上沉积钝化层,采用一道光刻制程对所述平坦层及钝化层进行图案化处理,在所述平坦层及钝化层上对应于所述第二漏极的上方形成第三通孔;步骤10、在所述钝化层沉积透明导电氧化物层,采用一道光刻制程对所述透明导电氧化物层进行图案化处理,得到像素电极,所述像素电极经由第三通孔与所述第二漏极相接触,从而完成TFT基板的制作。经过所述步骤4的刻蚀后,所述第一源极接触区、第一漏极接触区的上表面为低于所述第一沟道区上表面的平面或斜面,即所述第一源极接触区本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种TFT基板的制作方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1、提供一基板(1),在基板(1)上依次沉积缓冲层(2)与非晶硅层(21);步骤2、对所述非晶硅层(21)进行准分子激光退火或固相晶化处理,使所述非晶硅层转化为低温多晶硅层,采用一道光刻制程对所述低温多晶硅层进行图案化处理,得到间隔设置的第一有源层(31)、第二有源层(32);步骤3、在所述第一有源层(31)、第二有源层(32)、及基板(1)上涂布光阻层(30),通过对所述光阻层(30)进行曝光、显影,暴露出所述第一有源层(31)的两端区域,以所述光阻层(30)为遮蔽层,对所述第一有源层(31)的两端进行N型或P型离子注入,得到分别位于所述第一有源层(31)两端的第一源极接触区(311)与第一漏极接触区(312);定义所述第一源极接触区(311)与第一漏极接触区(312)之间的区域为第一沟道区(313);步骤4、对所述光阻层(30)进行灰化处理,对所述第一有源层(31)的第一源极接触区(311)与第一漏极接触区(312)进行部分刻蚀,使所述第一源极接触区(311)与第一漏极接触区(312)的高度均低于所述第一沟道区(313)的高度;步骤5、剥离光阻层(30),在所述第一有源层(31)、第二有源层(32)、及基板(1)上沉积栅极绝缘层(4),在所述栅极绝缘层(4)上沉积第一金属层,采用一道光刻制程对该第一金属层进行图案化处理,得到分别对应于第一有源层(31)、第二有源层(32)上方的第一栅极(51)、第二栅极(52);步骤6、在所述第一栅极(51)、第二栅极(52)上方涂布光阻层(50),对所述光阻层(50)进行曝光、显影,暴露出第二栅极(52)以及栅极绝缘层(4)上对应于所述第二有源层(32)上方的区域;以所述第二栅极(52)为遮蔽层,对所述第二有源层(32)的两端进行P型或N型离子注入,得到分别位于所述第二有源层(32)两端的第二源极接触区(321)、第二漏极接触区(322),定义所述第二源极接触区(321)与第二漏极接触区(322)之间的区域为第二沟道区(323);步骤7、剥离光阻层(50),在所述第一栅极(51)、第二栅极(52)、及栅极绝缘层(4)上沉积层间介电层(6),采用一道光刻制程对所述层间介电层(6)及栅极绝缘层(4)进行图案化处理,在所述层间介电层(6)及栅极绝缘层(4)上对应于所述第一源极接触区(311)、第一漏极接触区(312)的上方形成第一通孔(61),对应于所述第二源极接触区(321)、第二漏极接触区(322)的上方形成第二通孔(62);步骤8、在所述层间介电层(6)上沉积第二金属层,采用一道光刻制程对该第二金属层进行图案化处理,得到第一源极(71)、第一漏极(72)、第二源极(73)、第二漏极(74),所述第一源极(71)、第一漏极(72)分别经由第一通孔(61)与所述第一源极接触区(311)、第一漏极接触区(312)相接触,所述第二源极(73)、第二漏极(74)分别经由第二通孔(62)与所述第二源极接触区(321)、第二漏极接触区(322)相接触;步骤9、在所述第一源极(71)、第一漏极(72)、第二源极(73)、第二漏极(74)、及层间介电层(6)上涂布平坦层(8),在所述平坦层(8)上沉积钝化层(9),采用一道光刻制程对所述平坦层(8)及钝化层(9)进行图案化处理,在所述平坦层(8)及钝化层(9)上对应于所述第二漏极(74)的上方形成第三通孔(91);步骤10、在所述钝化层(9)沉积透明导电氧化物层,采用一道光刻制程对所述透明导电氧化物层进行图案化处理,得到像素电极(10),所述像素电极(10)经由第三通孔(91)与所述第二漏极(74)相接触,从而完成TFT基板的制作。...

【技术特征摘要】
1.一种TFT基板的制作方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1、提供一基板(1),在基板(1)上依次沉积缓冲层(2)与非晶
硅层(21);
步骤2、对所述非晶硅层(21)进行准分子激光退火或固相晶化处理,
使所述非晶硅层转化为低温多晶硅层,采用一道光刻制程对所述低温多晶硅
层进行图案化处理,得到间隔设置的第一有源层(31)、第二有源层
(32);
步骤3、在所述第一有源层(31)、第二有源层(32)、及基板(1)上
涂布光阻层(30),通过对所述光阻层(30)进行曝光、显影,暴露出所述
第一有源层(31)的两端区域,以所述光阻层(30)为遮蔽层,对所述第一
有源层(31)的两端进行N型或P型离子注入,得到分别位于所述第一有源
层(31)两端的第一源极接触区(311)与第一漏极接触区(312);定义所
述第一源极接触区(311)与第一漏极接触区(312)之间的区域为第一沟道
区(313);
步骤4、对所述光阻层(30)进行灰化处理,对所述第一有源层(31)
的第一源极接触区(311)与第一漏极接触区(312)进行部分刻蚀,使所述
第一源极接触区(311)与第一漏极接触区(312)的高度均低于所述第一沟
道区(313)的高度;
步骤5、剥离光阻层(30),在所述第一有源层(31)、第二有源层
(32)、及基板(1)上沉积栅极绝缘层(4),在所述栅极绝缘层(4)上沉
积第一金属层,采用一道光刻制程对该第一金属层进行图案化处理,得到分
别对应于第一有源层(31)、第二有源层(32)上方的第一栅极(51)、第
二栅极(52);
步骤6、在所述第一栅极(51)、第二栅极(52)上方涂布光阻层
(50),对所述光阻层(50)进行曝光、显影,暴露出第二栅极(52)以及栅
极绝缘层(4)上对应于所述第二有源层(32)上方的区域;以所述第二栅极
(52)为遮蔽层,对所述第二有源层(32)的两端进行P型或N型离子注

\t入,得到分别位于所述第二有源层(32)两端的第二源极接触区(321)、第
二漏极接触区(322),定义所述第二源极接触区(321)与第二漏极接触区
(322)之间的区域为第二沟道区(323);
步骤7、剥离光阻层(50),在所述第一栅极(51)、第二栅极
(52)、及栅极绝缘层(4)上沉积层间介电层(6),采用一道光刻制程对所
述层间介电层(6)及栅极绝缘层(4)进行图案化处理,在所述层间介电层
(6)及栅极绝缘层(4)上对应于所述第一源极接触区(311)、第一漏极接
触区(312)的上方形成第一通孔(61),对应于所述第二源极接触区
(321)、第二漏极接触区(322)的上方形成第二通孔(62);
步骤8、在所述层间介电层(6)上沉积第二金属层,采用一道光刻制程
对该第二金属层进行图案化处理,得到第一源极(71)、第一漏极(72)、
第二源极(73)、第二漏极(74),所述第一源极(71)、第一漏极(72)
分别经由第一通孔(61)与所述第一源极接触区(311)、第一漏极接触区
(312)相接触,所述第二源极(73)、第二漏极(74)分别经由第二通孔
(62)与所述第二源极接触区(321)、第二漏极接触区(322)相接触;
步骤9、在所述第一源极(71)、第一漏极(72)、第二源极(73)、
第二漏极(74)、及层间介电层(6)上涂布平坦层(8),在所述平坦层
(8)上沉积钝化层(9),采用一道光刻制程对所述平坦层(8)及钝化层
(9)进行图案化处理,在所述平坦层(8)及钝化层(9)上对应于所述第二
漏极(74)的上方形成第三通孔(91);
步骤10、在所述钝化层(9)沉积透明导电氧化物层,采用一道光刻制
程对所述透明导电氧化物层进行图案化处理,得到像素电极(10),所述像
素电极(10)经由第三通孔(91)与所述第二漏极(74)相接触,从而完成
TFT基板的制作。
2.如权利要求1所述的TFT基板的制作方法,其特征在于,经过所述
步骤4的刻蚀后,所述第一源极接触区(311)、第一漏极接触区(312)的
上表面为低于所述第一沟道区(313)上表面的平面或斜面,即所述第一源极
接触区(311)、第一漏极接触区(312)的上表面相对于所述第一沟道区
(313)上表面形成一个台阶;
或者,所述第一源极接触区(311)、第一漏极接触区(312)的上表面
包括从所述第一沟道区(313)向外侧高度依次递减的数个台阶,所述数个台
阶的台阶面为平面或斜面。<...

【专利技术属性】
技术研发人员:卢马才
申请(专利权)人:深圳市华星光电技术有限公司
类型:发明
国别省市:广东;44

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