一种薄膜晶体管及其制备方法、阵列基板技术

本发明专利技术实施例提供一种薄膜晶体管及其制备方法、阵列基板，涉及显示技术领域，可在不改变垂直结构的薄膜晶体管尺寸及厚度的基础上增大其沟道长度。该薄膜晶体管包括衬底，依次设置在衬底上的第一导电层、绝缘层、第二导电层，有源层、栅绝缘层、栅极；有源层、栅绝缘层、栅极设置于第一导电层、绝缘层和第二导电层的一侧；第一导电层上表面的尺寸大于等于绝缘层下表面的尺寸，绝缘层上表面的尺寸大于等于第二导电层下表面的尺寸；薄膜晶体管的沟道长度大于绝缘层与有源层接触的第一侧面上，绝缘层的上表面与第一侧面相交的边到绝缘层的下表面与第一侧面相交的边的距离。

【技术实现步骤摘要】
一种薄膜晶体管及其制备方法、阵列基板
本专利技术涉及显示
，尤其涉及一种薄膜晶体管及其制备方法、阵列基板。
技术介绍
随着显示技术的发展，超高分辨率(pixelsperinch，简称PPI)技术的开发，正逐渐成为主流发展方向之一，然而，超高分辨率产品的开口率往往较低。如图1(a)和图1(b)所示，由于传统的BCE(背沟道刻蚀型)结构和Self-Aligned(自对准型)结构的TFT(ThinFilmTransistor，简称薄膜晶体管)尺寸较大，使得阵列基板的开口率降低，因此，不适用于超高分辨率产品的开发。如图1(c)所示，为了保证超高分辨率产品的开口率，有文献报道了一种Vertical(垂直)结构的TFT，相较于BCE结构和Self-Aligned结构的TFT，Vertical结构的TFT的尺寸大大减小，并且具有良好的TFT特性，因此，Vertical结构的TFT在超高分辨率产品中具有很大的应用前景。如图1(c)所示，Vertical结构的TFT的源极02和漏极01之间间隔一层绝缘层30，沟道长度近似等于绝缘层的厚度(约0.5μm)，极易引发短沟道效应，不利于TFT特性的稳定。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供一种薄膜晶体管及其制备方法、阵列基板，可在不改变Vertical结构的TFT尺寸及厚度的基础上增大其沟道长度，从而改善由于短沟道效应引起的TFT特性不稳定的现象。为达到上述目的，本专利技术的实施例采用如下技术方案：第一方面，提供一种薄膜晶体管，包括衬底，依次设置在所述衬底上的第一导电层、绝缘层、第二导电层，以及有源层、栅绝缘层、栅极；所述有源层设置于所述第一导电层、所述绝缘层和所述第二导电层的一侧，所述栅绝缘层设置于所述有源层远离所述第一导电层、所述绝缘层、所述第二导电层的一侧，所述栅极设置于所述栅绝缘层远离所述有源层的一侧。所述第一导电层上表面的尺寸大于等于所述绝缘层下表面的尺寸，所述绝缘层上表面的尺寸大于等于所述第二导电层下表面的尺寸；所述薄膜晶体管的沟道长度大于所述绝缘层与所述有源层接触的第一侧面上，所述绝缘层的上表面与所述第一侧面相交的边到所述绝缘层的下表面与所述第一侧面相交的边的距离。可选的，所述第一侧面呈台阶状。可选的，所述绝缘层的上表面尺寸大于与其接触的所述第二导电层下表面的尺寸；所述第一侧面呈平面状。优选的，所述绝缘层的材料为SiOx。第二方面，提供一种阵列基板，包括第一方面所述的薄膜晶体管。第三方面，提供一种薄膜晶体管的制备方法，包括在衬底上依次形成第一导电层、绝缘层、第二导电层，以及有源层、栅绝缘层、栅极；所述有源层位于所述第一导电层、所述绝缘层和所述第二导电层的一侧，所述栅绝缘层位于所述有源层远离所述第一导电层、所述绝缘层、所述第二导电层的一侧，所述栅极位于所述栅绝缘层远离所述有源层的一侧。所述第一导电层上表面的尺寸大于等于所述绝缘层下表面的尺寸，所述绝缘层上表面的尺寸大于等于所述第二导电层下表面的尺寸；所述薄膜晶体管的沟道长度大于所述绝缘层与所述有源层接触的第一侧面上，所述绝缘层的上表面与所述第一侧面相交的边到所述绝缘层的下表面与所述第一侧面相交的边的距离。可选的，所述绝缘层的上表面尺寸大于与其接触的所述第二导电层下表面的尺寸；所述第一侧面呈平面状。形成所述第二导电层、所述绝缘层，包括：在所述第一导电层上依次形成绝缘层薄膜、第二导电层薄膜，并通过掩模曝光工艺形成第一光刻胶图案。采用湿法刻蚀对所述第二导电层薄膜进行过刻刻蚀，形成尺寸小于所述第一光刻胶图案的尺寸的所述第二导电层。采用干法刻蚀对所述绝缘层薄膜进行刻蚀，形成所述第一侧面呈平面状的所述绝缘层。可选的，所述第一侧面呈台阶状。形成所述第二导电层、所述绝缘层，包括：在所述第一导电层上依次形成绝缘层薄膜、第二导电层薄膜，并通过掩模曝光工艺形成第一光刻胶图案；采用湿法刻蚀对所述第二导电层薄膜进行过刻刻蚀，形成尺寸小于所述第一光刻胶图案的尺寸的所述第二导电层；采用干法刻蚀对所述绝缘层薄膜进行第一次刻蚀，形成所述第一侧面呈平面状的所述绝缘层。采用灰化工艺减小所述第一光刻胶图案的尺寸，形成第二光刻胶图案，所述第二光刻胶图案的尺寸大于等于所述第二导电层的尺寸。采用干法刻蚀对所述第一侧面呈平面状的所述绝缘层进行第二次刻蚀，形成所述第一侧面呈一级台阶状的所述绝缘层。进一步优选的，在所述第二导电层的尺寸小于所述第二光刻胶图案的尺寸的情况下，形成所述第一侧面呈一级台阶状的所述绝缘层后，所述方法还包括：至少重复一次对所述第二光刻胶图案进行灰化并对所述第一侧面呈一级台阶状的所述绝缘层进行第三次刻蚀，以使所述第一侧面呈多级台阶状。其中，对所述第二光刻胶图案进行灰化并对所述第一侧面呈一级台阶状的所述绝缘层进行第三次刻蚀，包括：采用灰化工艺减小所述第二光刻胶图案的尺寸，形成第三光刻胶图案，所述第三光刻胶图案的尺寸大于等于所述第二导电层的尺寸。采用干法刻蚀对所述第一侧面呈一级台阶状的所述绝缘层进行第三次刻蚀，以使所述第一侧面的台阶数增加一级。优选的，述有源层、所述栅绝缘层、所述栅极通过一次构图工艺形成。本专利技术实施例提供一种薄膜晶体管及其制备方法、阵列基板，通过在衬底上依次设置第一导电层、绝缘层、第二导电层，以及有源层、栅绝缘层、栅极，形成Vertical结构的TFT，并使Vertical结构的TFT的沟道长度大于绝缘层与有源层接触的第一侧面上，绝缘层的上表面与第一侧面相交的边到绝缘层的下表面与第一侧面相交的边的距离，从而在不改变Vertical结构的TFT的尺寸及厚度的基础上，增大TFT的沟道长度，进而改善由于短沟道效应引起的TFT特性不稳定的现象。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1(a)为现有技术提供的一种BCE结构的TFT的结构示意图；图1(b)为现有技术提供的一种Self-Aligned结构的TFT的结构示意图；图1(c)为现有技术提供的一种Vertical结构的TFT的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种TFT的结构示意图；图3(a)为本专利技术实施例提供的一种TFT的侧视示意图一；图3(b)为本专利技术实施例提供的一种TFT的侧视示意图二；图3(c)为本专利技术实施例提供的一种TFT的侧视示意图三；图3(d)为本专利技术实施例提供的一种TFT的侧视示意图四；图4为本专利技术实施例提供的一种TFT的侧视示意图五；图5为本专利技术实施例提供的一种TFT的侧视示意图六；图6为本专利技术实施例提供的一种TFT的侧视示意图七；图7为本专利技术实施例提供的一种TFT的侧视示意图八；图8为本专利技术实施例提供的一种TFT的侧视示意图九；图9为本专利技术实施例提供的一种TFT的侧视示意图十；图10为本专利技术实施例提供的一种TFT的侧视示意图十一；图11为本专利技术实施例提供的一种TFT的侧视示意图十二；图12为本专利技术实施例提供的一种TFT的侧视示意图十三；图13为本专利技术实施例提供的一种制备第一侧面为平面状的TFT的流程示意图；图14(a)为本专利技术实施例提供的一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄膜晶体管，包括衬底，依次设置在所述衬底上的第一导电层、绝缘层、第二导电层，以及有源层、栅绝缘层、栅极；所述有源层设置于所述第一导电层、所述绝缘层和所述第二导电层的一侧，所述栅绝缘层设置于所述有源层远离所述第一导电层、所述绝缘层、所述第二导电层的一侧，所述栅极设置于所述栅绝缘层远离所述有源层的一侧，其特征在于，所述第一导电层上表面的尺寸大于等于所述绝缘层下表面的尺寸，所述绝缘层上表面的尺寸大于等于所述第二导电层下表面的尺寸；所述薄膜晶体管的沟道长度大于所述绝缘层与所述有源层接触的第一侧面上，所述绝缘层的上表面与所述第一侧面相交的边到所述绝缘层的下表面与所述第一侧面相交的边的距离。

【技术特征摘要】
1.一种薄膜晶体管，包括衬底，依次设置在所述衬底上的第一导电层、绝缘层、第二导电层，以及有源层、栅绝缘层、栅极；所述有源层设置于所述第一导电层、所述绝缘层和所述第二导电层的一侧，所述栅绝缘层设置于所述有源层远离所述第一导电层、所述绝缘层、所述第二导电层的一侧，所述栅极设置于所述栅绝缘层远离所述有源层的一侧，其特征在于，所述第一导电层上表面的尺寸大于等于所述绝缘层下表面的尺寸，所述绝缘层上表面的尺寸大于等于所述第二导电层下表面的尺寸；所述薄膜晶体管的沟道长度大于所述绝缘层与所述有源层接触的第一侧面上，所述绝缘层的上表面与所述第一侧面相交的边到所述绝缘层的下表面与所述第一侧面相交的边的距离。2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述第一侧面呈台阶状。3.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述绝缘层的上表面尺寸大于与其接触的所述第二导电层下表面的尺寸；所述第一侧面呈平面状。4.根据权利要求1-3任一项所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述绝缘层的材料为SiOx。5.一种阵列基板，其特征在于，包括权利要求1-4任一项所述的薄膜晶体管。6.一种薄膜晶体管的制备方法，包括在衬底上依次形成第一导电层、绝缘层、第二导电层，以及有源层、栅绝缘层、栅极；所述有源层位于所述第一导电层、所述绝缘层和所述第二导电层的一侧，所述栅绝缘层位于所述有源层远离所述第一导电层、所述绝缘层、所述第二导电层的一侧，所述栅极位于所述栅绝缘层远离所述有源层的一侧，其特征在于，所述第一导电层上表面的尺寸大于等于所述绝缘层下表面的尺寸，所述绝缘层上表面的尺寸大于等于所述第二导电层下表面的尺寸；所述薄膜晶体管的沟道长度大于所述绝缘层与所述有源层接触的第一侧面上，所述绝缘层的上表面与所述第一侧面相交的边到所述绝缘层的下表面与所述第一侧面相交的边的距离。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述绝缘层的上表面尺寸大于与其接触的所述第二导电层下表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢鑫泓，
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