金属氧化物薄膜晶体管及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种金属氧化物薄膜晶体管及其制造方法，该薄膜晶体管包括基板、形成于基板上的缓冲层以及形成于缓冲层上的有源层，还包括分别形成于有源层两侧的源极和漏极、形成于有源层上的栅极绝缘层、形成于栅极绝缘层上的栅极以及形成于栅极上的介电层，且介电层的材料为SiOx。由于本发明专利技术介电层中采用SiOx材料，此材料中的氢离子含量远低于SiNx，因此可以有效地降低因氢离子扩散在有源层中导致有源层漏电较多的问题，由此来改善金属氧化物薄膜晶体管的电学性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及晶圆制造领域及显示
，具体是一种金属氧化物薄膜晶体管及其制造方法。
技术介绍
薄膜晶体管液晶平板显示器是一类有源矩阵液晶显示设备，该类显示屏上的每个液晶像素点都是由集成在像素点后面的薄膜晶体管来驱动，薄膜晶体管(TFT，ThinFilmTransistor)对于显示器的响应度及色彩真实度等具有重要影响，是该类显示器中的重要组成部分。常见的薄膜晶体管主要有非晶硅薄膜晶体管(a-SiTFT)、低温多晶硅薄膜晶体管(LTPSTFT)、金属氧化物薄膜晶体管等。其中，采用金属氧化物作为沟道层材料的TFT技术是目前在面板
的研究热点，尤其采用铟镓锌氧化物(IGZO，IndiumGalliumZincOxide)的TFT技术，使用该技术可以使显示屏功耗接近OLED，厚度仅比OLED高出25％，且分辨率可以达到全高清(fullHD，1920*1080P)乃至超高清(UltraDefinition，分辨率4k*2k)级别程度，而成本却相对更低。目前已经量产的IGZOTFT主要是采用底栅结构，将栅极设置在TFT的底部，其制备工艺相对复杂，成本相对较高。为降低生产成本，有人提出一种采用顶栅结构的IGZOTFT。在这种IGZOTFT的结构中，介电层(ILD，InterLayerDielectric)采用的材料为SiN，并将介电层与IGZO层接触，通过对IGZO层进行掺杂将部分IGZO变形导体，形成源极和漏极结构，而源极和漏极金属线则可以直接搭载源极和栅极上，由此制得TFT结构。在这种结构中，介电层中的H含量较高，因此介电层与IGZO层接触并进行掺杂时，H会在IGZO层中进行横向扩散，其容易扩散至沟道层，从而导致漏电过大，甚至丧失TFT的开关特性。因此实有必要对顶栅结构的IGZOTFT进行优化改善，以消除上述缺陷问题。
技术实现思路
为克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种金属氧化物薄膜晶体管及其制造方法，以降低顶栅式结构的金属氧化物薄膜晶体管出现漏电过大、薄膜晶体管失去开关特性的风险。本专利技术包括两个方面，第一个方面，本专利技术提供一种金属氧化物薄膜晶体管，包括：基板；形成于所述基板上的缓冲层；形成于所述缓冲层上的有源层；分别形成于所述有源层两侧的源极和漏极；形成于所述有源层上的栅极绝缘层；形成于所述栅极绝缘层上的栅极；形成于所述栅极上的介电层，所述介电层的材料为SiOx。【GI/GE采用同一道mask】作为一种实施方式，所述栅极绝缘层和所述栅极分别为图形化的所述栅极绝缘层和图形化的所述栅极，且所述栅极绝缘层和所述栅极采用同一道光罩制得。【S/D形成方法】作为一种实施方式，所述源极和所述漏极是通过以下步骤形成的：以所述栅极为遮光层，对暴露在所述栅极外部的所述有源层进行激光照射，使暴露在所述栅极外部的所述有源层分别形成为所述源极和所述漏极。进一步地，对暴露在所述栅极外部的所述有源层进行激光照射是采用受激准分子激光退火方法(ExcimerLaserAnneal，简称ELA)对暴露在所述栅极外部的有源层进行处理。【介电层-具体】进一步地，所述介电层在形成于所述栅极上方的同时，也形成于所述缓冲层、所述源极、所述漏极上，所述栅极、所述栅极绝缘层、所述源极、所述漏极、所述有源层均包覆在所述介电层内。【源漏金属层】进一步地，所述金属氧化物薄膜晶体管还包括源极金属层和漏极金属层，在所述介电层上对应于所述源极和所述漏极区域中分别设有使所述源极部分暴露的源极接触孔和使所述漏极部分暴露的漏极接触孔，所述源极金属层通过所述源极接触孔与所述源极接触，所述漏极金属层通过所述漏极接触孔与所述漏极接触。进一步地，所述有源层为图形化的所述有源层。进一步地，所述有源层为IGZO膜层。其中，IGZO膜层是指铟镓锌氧化物(IndiumGalliumZincOxide)。第二个方面，本专利技术还提供一种金属氧化物薄膜晶体管的制造方法，包括以下步骤：提供一基板；在所述基板上形成缓冲层；在所述缓冲层上形成有源层；在所述有源层上形成栅极绝缘层；在所述栅极绝缘层上形成栅极；在所述有源层两侧分别形成源极和漏极；在所述栅极上形成介电层，所述介电层的材料为SiOx。作为一种实施方式，在本专利技术所述的制造方法中，在所述有源层上形成所述栅极绝缘层、在所述栅极绝缘层上形成所述栅极后，采用同一道光罩对所述栅极绝缘层和所述栅极进行光刻、刻蚀，得到图形化的所述栅极绝缘层和图形化的所述栅极。作为一种实施方式，在本专利技术所述的制造方法中，在所述有源层两侧分别形成源极和漏极的步骤为：利用所述栅极为遮光层，对暴露在所述栅极外部的所述有源层进行激光照射，使暴露在所述栅极外部的有源层分别变为所述源极和所述漏极。进一步地，对暴露在所述栅极外部的所述有源层进行激光照射是采用受激准分子激光退火方法(ExcimerLaserAnneal，简称ELA)对暴露在所述栅极外部的有源层进行处理。进一步地，在所述栅极上形成所述介电层时，所述介电层也形成于所述缓冲层、所述源极、所述漏极的上方，使所述栅极、所述栅极绝缘层、所述源极、所述漏极、所述有源层均包覆在所述介电层内。进一步地，在本专利技术所述的制造方法中，在所述栅极上形成介电层后，还包括以下步骤：在所述介电层上对应于所述源极和所述漏极区域中分别形成使所述源极部分暴露的源极接触孔、使所述漏极部分暴露的漏极接触孔；本专利技术的所述金属氧化物薄膜晶体管还形成有源极金属层和漏极金属层，所述源极金属层通过所述源极接触孔与所述源极接触，所述漏极金属层通过所述漏极接触孔与所述漏极接触。进一步地，在本专利技术所述的制造方法中，所述有源层为图形化的所述有源层。进一步地，所述有源层通过光刻、刻蚀工艺处理后得到图形化的所述有源层。进一步地，所述有源层为IGZO膜层。其中，IGZO膜层是指铟镓锌氧化物(IndiumGalliumZincOxide)。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：首先，在本专利技术的金属氧化物薄膜晶体管中，介电层采用的材料为SiOx，而不是SiNx。现有技术中采用顶栅结构的金属氧化物薄膜晶体管中，使用SiNx作为介电层材料，其中氢离子含量较多，这些氢离子在介电层与有源层接触、对有源层进行掺杂的过程中，会在有源层中横向扩散，导致漏电过大、甚至丧失薄膜晶体管开关特性的问题。由于本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属氧化物薄膜晶体管，包括基板、形成于所述基板上的缓冲层以及形成于所述缓冲层上的有源层，其特征在于：所述金属氧化物薄膜晶体管还包括：分别形成于所述有源层两侧的源极和漏极；形成于所述有源层上的栅极绝缘层；形成于所述栅极绝缘层上的栅极；形成于所述栅极上的介电层，所述介电层的材料为SiOx。

【技术特征摘要】
1.一种金属氧化物薄膜晶体管，包括基板、形成于所述基板上的缓冲层以
及形成于所述缓冲层上的有源层，其特征在于：所述金属氧化物薄膜晶体管还
包括：分别形成于所述有源层两侧的源极和漏极；形成于所述有源层上的栅极
绝缘层；形成于所述栅极绝缘层上的栅极；形成于所述栅极上的介电层，所述
介电层的材料为SiOx。
2.如权利要求1所述的金属氧化物薄膜晶体管，其特征在于：所述栅极绝
缘层和所述栅极分别为图形化的所述栅极绝缘层和图形化的所述栅极，且所述
栅极绝缘层和所述栅极采用同一道光罩制得。
3.如权利要求1所述的金属氧化物薄膜晶体管，其特征在于：所述源极和
所述漏极是通过以下步骤形成的：以所述栅极为遮光层，对暴露在所述栅极外
部的所述有源层进行激光照射，使暴露在所述栅极外部的所述有源层分别形成
为所述源极和所述漏极。
4.如权利要求3所述的金属氧化物薄膜晶体管，其特征在于：对暴露在所
述栅极外部的所述有源层进行激光照射是采用受激准分子激光退火方法对暴露
在所述栅极外部的有源层进行处理。
5.如权利要求1所述的金属氧化物薄膜晶体管，其特征在于：所述介电层
在形成于所述栅极上方的同时，也形成于所述缓冲层、所述源极、所述漏极上，
所述栅极、所述栅极绝缘层、所述源极、所述漏极、所述有源层均包覆在所述
介电层内。
6.如权利要求1-5任一项所述的金属氧化物...

【专利技术属性】
技术研发人员：王质武，
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