薄膜晶体管、其制备方法及显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及晶体管领域，本发明专利技术提供了一种薄膜晶体管其制备方法，显示基板及显示装置。所述薄膜晶体管包括：衬底、栅极、栅极绝缘层、半导体层、源极和漏极；所述栅极朝向所述半导体层的一侧具有粗糙的表面。由于栅极表面的凹凸不平，使得反射到栅极表面的光线不会再进行反射，或者直接散射到其他方向，从而使得背光源的入射光线无法再通过连续反射照射到半导体层上，减少半导体层被光照射的频率，稳定性得到提升。

Thin film transistor, method of manufacturing the same, and display device

The invention relates to the field of transistors, and provides a method for preparing a thin film transistor, a display substrate and a display device. The thin film transistor comprises a substrate, a gate, a gate insulating layer, a semiconductor layer, a source electrode and a drain electrode. Due to the uneven surface of the gate, the gate to the light reflection surface will not be reflected, or directly scattered into the other direction, so that the back light incident light cannot through continuous reflection is irradiated to a semiconductor layer, a semiconductor layer is to reduce the light frequency stability can be improved.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及晶体管领域，特别涉及一种薄膜晶体管、其制备方法及显示装置。
技术介绍
薄膜晶体管是一种场效应半导体器件，包括衬底、栅极、栅极绝缘层、有源层和源漏极等几个重要组成部分。其中有源层对于器件性能和制造工艺具有至关重要的影响。在近十几年时间，以硅材料薄膜晶体管为驱动单元的液晶显示器件以其体积小、重量轻、品质高等优点获得了迅速发展，并成为主流的信息显示终端。然而，非晶硅存在场效应迁移率低、光敏性强以及材料不透明等缺点，而多晶硅薄膜晶体管大面积制作工艺复杂，低温工艺难以实现。然而，目前薄膜晶体管中作为有源层的氧化物半导体在光照的情况下，存在退化现象。在背光源照射下，光线穿过基板照射到源漏极金属层后，通过反射照射到栅极金属层上，这样连续的反射会使得光线照射到半导体层上，由于半导体层对于光非常敏感，长时间照射后，薄膜晶体管的特性会出现明显的退化。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种薄膜晶体管、其制备方法及显示装置，可以有效降低栅极的反射率，减少半导体层被光照射的频率，改善薄膜晶体管的稳定性，延长显示装置的寿命。本专利技术提供了一种薄膜晶体管，包括：衬底，栅极，栅极绝缘层，半导体层，和源极和漏极；所述栅极朝向所述半导体层的一侧具有粗糙的表面。优选的，所述薄膜晶体管具有底栅结构，包括：衬底；设置于所述衬底上的栅极，所述栅极背离所述衬底的一侧具有粗糙的表面；栅极绝缘层，设置于所述栅极绝缘层上的半导体层，所述半导体层在所述衬底上的投影在所述栅极在所述衬底上的投影内，设置于所述半导体层上的源极和漏极，优选的，所述半导体层的材料为金属氧化物、a-Si或者是p-Si。所述栅极朝向所述半导体层的一侧具有粗糙的表面。优选的，所述粗糙的表面的粗糙度为20～100nm。优选的，所述栅极和所述栅极绝缘层之间还设置有缓冲层。优选的，所述缓冲层采用导电材料。本专利技术提供了一种薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供一衬底；在所述衬底上形成具有粗糙表面的栅极，所述粗糙表面位于背离所述衬底的一侧；制备栅极绝缘层；在所述栅极绝缘层上制备半导体层，所述半导体层在所述衬底上的投影在所述栅极在所述衬底上的投影内；；制备源极和漏极，得到薄膜晶体管。优选的，在所述衬底上形成具有粗糙表面的栅极包括：在衬底上沉积栅金属层；对栅金属层进行微蚀处理，形成背离所述衬底一侧具有粗糙表面的栅金属层，所述表面的粗糙度为20～100nm；对所述栅金属层进行构图工艺，形成背离所述衬底一侧具有粗糙表面的栅极。优选的，制备栅极绝缘层之前，所述方法还包括：形成覆盖具有粗糙表面的栅极的缓冲层。优选的，形成所述栅极和所述缓冲层的方法为：在衬底上沉积栅金属层；对栅金属层进行微蚀处理，形成背离所述衬底的一侧具有粗糙表面的栅金属层；在所述栅金属层的表面沉积导电材料层；对所述栅金属层和所述导电材料层进行构图工艺，形成所述栅极和覆盖所述栅极的所述缓冲层。优选的，所述对栅金属层进行微蚀处理具体为：使用弱酸性溶液或氧化剂腐蚀栅金属层背离所述衬底一侧的表面。优选的，所述微蚀处理的方法为：使用质量浓度为1～3％的双氧水腐蚀栅极，腐蚀时间为10秒～10分钟。本专利技术还提供一种显示基板，包括上述技术方案所述的薄膜晶体管。本专利技术还提供了一种显示装置，包括上述技术方案所述的显示基板。与现有技术相比，本专利技术的薄膜晶体管具有表面粗糙的栅极。由于栅极表面的凹凸不平，使得反射到栅极表面的光线不会再进行反射，或者直接散射到其他方向，从而使背光源的入射光线无法再通过连续反射照射到半导体层上，减少半导体层被光照射的频率，特别是半导体材料为金属氧化物时，能够减少对光敏感的金属氧化物半导体被光照射的频率，延缓退化。具有该种结构的薄膜晶体管由于具有了较为稳定的半导体层，因此其自身稳定性得到提升。附图说明图1表示现有的薄膜晶体管的结构示意图；图2表示背光源照射薄膜晶体管时，光线的入射及反射示意图；图3表示本专利技术一实施例中的薄膜晶体管的结构示意图；图4表示本专利技术另一实施例中的薄膜晶体管的结构示意图；图5表示背光源照射本专利技术薄膜晶体管时，光线的入射及反射示意图；图6表示栅金属层沉积导电材料层的结构示意图；图7表示栅金属层和导电材料层经构图后形成的栅极和缓冲层的结构示意图；图8表示实施例2制备的薄膜晶体管稳定性测试的结果图；图9表示现有薄膜晶体管稳定性测试的结果图。附图标记1背光源；2光线；3衬底；4栅极绝缘层；5栅极；6源极或漏极；7半导体层；8栅极的粗糙表面；9缓冲层。具体实施方式为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。现有的薄膜晶体管的结构示意图如图1所示。图1中，1为背光源；2为光线；3为衬底，可以为玻璃衬底；4为栅极绝缘层，为氧化硅材料，可以透光；5为栅极，为金属材料；6为源极或漏极，为金属材料；7为半导体层，可以为氧化铟镓锌或氧化铟锌等。图2为背光源照射薄膜晶体管时，光线的入射及反射示意图。图2中，2为光线，3为衬底，4为栅极绝缘层，5为栅极，6为源极或漏极，7为半导体层。在背光源照射下，背光源1发出的光线2，穿过衬底3,及透明的栅极绝缘层，直接照射到源极或漏极6上，其反射的示意图如图2所示，照射到源极或漏极的金属层6上的光线2通过反射照射到栅极5上，然后光线2经过连续的反射照射到半导体层7上。由于半导体层对于光线比较敏感，特别是半导体材料为金属氧化物时，氧化物半导体层对光线非常敏感，长时间照射后，整个薄膜晶体管的性能会发生明显的退化。因此，本专利技术针对此问题做出了改进。本专利技术实施例公开了一种薄膜晶体管，包括：衬底，栅极，栅极绝缘层，半导体层，和源极和漏极；所述栅极朝向所述半导体层的一侧具有粗糙的表面。所述薄膜晶体管可以是底栅结构，也可以是顶栅结构。薄膜晶体管为顶栅结构：衬底；依次设置在所述衬底上的遮光金属层和半导体层；设置在所述半导体层上的栅极绝缘层；源极和漏极；设置在所述栅极绝缘层上的栅极，所述栅极朝向所述半导体层的一侧具有粗糙的表面。优选的，薄膜晶体管为底栅结构，包括：衬底；设置于所述衬底上的栅极；所述栅极背离所述衬底的一侧具有粗糙的表面；栅极绝缘层；设置于所述栅极绝缘层上的半导体层，所述半导体层在所述衬底上的投影在所述栅极在所述衬底上的投影内；；设置于所述半导体层上的源极和漏极。图3为本专利技术一实施例中的薄膜晶体管的结构示意图，图3中，1为背光源；2为光线；3为衬底；4为栅极绝缘层；5为栅极；6为源极或漏极；7为半导体层；8为栅极的粗糙表面。本专利技术的关键是改进了栅极，所述栅极朝向半导体层一侧具有粗糙的表面。对于底栅结构的薄膜晶体管来说，所述栅极朝向半导体层一侧，即背离衬底的一侧具有粗糙的表面。所述粗糙即为凹凸不平的结构，可以用粗糙度表示，优选的，所述粗糙表面的粗糙度Ra为20～100nm。粗糙的表面反射光线的性能差，可有效避免光线经过反射照射到半导体层上。所述栅极采用的金属可以为Cu，Al，Ag，Mo，Cr，Nd，Ni，Mn，Ti，Ta，W等金属以及这些金属的合金，本专利技术不做特别限制；所述栅极优选采用铜。所述栅极的粗糙表面优选经过微蚀处理得到。所述微蚀处理的方法优选为：使用弱酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄膜晶体管，包括：衬底、栅极、栅极绝缘层、半导体层、源极和漏极；其特征在于，所述栅极朝向所述半导体层的一侧具有粗糙的表面。

【技术特征摘要】
1.一种薄膜晶体管，包括：衬底、栅极、栅极绝缘层、半导体层、源极和漏极；其特征在于，所述栅极朝向所述半导体层的一侧具有粗糙的表面。2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述薄膜晶体管具有底栅结构，包括：衬底，设置于所述衬底上的栅极，所述栅极背离所述衬底的一侧具有粗糙的表面，栅极绝缘层，设置于所述栅极绝缘层上的半导体层，所述半导体层在所述衬底上的投影在所述栅极在所述衬底上的投影内，设置于所述半导体层上的源极和漏极。3.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述半导体层的材料为金属氧化物、a-Si或者是p-Si。4.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述粗糙的表面的粗糙度为20～100nm。5.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述栅极和所述栅极绝缘层之间还设置有缓冲层。6.根据权利要求5所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述缓冲层采用导电材料。7.一种薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供一衬底；在所述衬底上形成具有粗糙表面的栅极，所述粗糙表面位于背离所述衬底的一侧；制备栅极绝缘层；在所述栅极绝缘层上制备半导体层；所述半导体层在所述衬底上的投影在所述栅极在所述衬底上的投影内；制备源极和漏极，得到薄膜晶体管。8....

【专利技术属性】
技术研发人员：秦纬，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11