薄膜晶体管、薄膜晶体管制备方法和阵列基板技术

本发明专利技术属于显示技术领域，具体涉及一种薄膜晶体管、薄膜晶体管的制备方法和阵列基板。该薄膜晶体管包括设置在衬底上方的栅极、有源层、源极和漏极，所述有源层位于中心区域，所述源极和所述漏极分别与所述有源层连接，所述栅极与所述有源层至少部分同层设置、且所述栅极与所述有源层至少两面相隔绝缘层相对设置。该薄膜晶体管的宽长比Weff/L增大，从而有效提高了器件的开态电流Ion，提高了氧化物薄膜晶体管电流驱动能力；另外，还考虑了电极对有源层的遮光效果，最大限度的减小了光照对器件VTH漂移的影响，提高了薄膜晶体管的负偏压光照稳定性。

Thin film transistors, thin film transistors and array substrates

The invention belongs to the field of display technology, in particular to a film transistor, a preparation method of a thin film transistor and an array substrate. The thin film transistor includes a grid arranged on the substrate, an active layer, a source electrode and a drain electrode, the active layer is located in the central region, the source electrode and the drain electrode are respectively connected with the active layer, the gate electrode and the active layer at least part of the same layer set, and the gate and the active layer separated by at least two insulating layer disposed opposite. The thin film transistor width to length ratio of Weff/L increased, so as to effectively improve the devices on current of Ion, improve the oxide thin film transistor current driving capability; in addition, also considering the shading effect of electrodes on the active layer, reduce the effect of illumination on device VTH drift, improve the negative bias of the thin film transistor light stability.

【技术实现步骤摘要】
薄膜晶体管、薄膜晶体管制备方法和阵列基板
本专利技术属于显示
，具体涉及一种薄膜晶体管、薄膜晶体管的制备方法和阵列基板。
技术介绍
薄膜晶体管(ThinFilmTransistor，简称TFT)是重要的半导体器件，尤其在平板显示装置中发挥着重要的作用。目前的平板显示装置包括LCD(LiquidCrystalDisplay：液晶显示装置)和OLED(OrganicLight-EmittingDiode:有机发光二极管)显示装置。根据形成有源层(Active)结构的材料不同，薄膜晶体管包括a-Si薄膜晶体管(a-SiTFT)和氧化物薄膜晶体管(OxideTFT)。其中，氧化物薄膜晶体管相比较于a-Si薄膜晶体管，由于具有迁移率高、工艺温度低、可靠性高等优势，被认为是最有潜力取代a-Si薄膜晶体管的技术；并且，由于氧化物薄膜晶体管具有LTPS(LowTemperaturePoly-Silicon：低温多晶硅材料)技术无法比拟的均匀性，因此在大尺寸OLED显示技术中备受关注。同时，由于顶栅型(TopGate)薄膜晶体管结构具有较小的寄生电容，因而被广泛应用于阵列基板制程中。但是，由于有源层和栅绝缘层之间存在的大量大的界面陷阱缺陷以及导体化不充分导致源漏接触电阻RSD较大等问题，使薄膜晶体管的开态电流Ion无法进一步提高。而且，如图1所示，氧化物薄膜晶体管的光照稳定性也是目前困扰业界的一大难题——薄膜晶体管在光照和栅极2的偏压的作用下，有源层4的区域内会产生大量的电子空穴对，出现NBIS(NegativeBiasIlluminationStability，负偏压光照稳定性)较差的问题,使氧化物薄膜晶体管出现较大的阈值(VTH)负漂，造成显示画面不均等问题。可见，如何提高氧化物薄膜晶体管的开态电流Ion并保证光照稳定性成为目前亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中上述不足，提供一种薄膜晶体管、薄膜晶体管的制备方法和阵列基板，至少解决提高氧化物薄膜晶体管的开态电流Ion和保证光照稳定性的问题。解决本专利技术技术问题所采用的技术方案是该薄膜晶体管，包括设置在衬底上方的栅极、有源层、源极和漏极，所述有源层位于中心区域，所述源极和所述漏极分别与所述有源层连接，所述栅极与所述有源层至少部分同层设置、且所述栅极与所述有源层至少两面相隔绝缘层相对设置。优选的是，所述栅极包括底栅极和顶栅极，所述底栅极为条状、且纵截面为中间区域下凹的结构，所述有源层设置于所述底栅极的上方且位于下凹区域内，所述顶栅极设置于所述有源层的上方；所述源极和所述漏极与所述有源层同层设置，且所述源极和所述漏极分别位于所述有源层的两侧。优选的是，所述底栅极的条状结构的延伸方向的中心线为第一镜像线；所述源极、所述漏极分别位于与所述底栅极的条状延伸方向垂直的两侧，所述源极、所述漏极相对于所述有源层的中心连接线形成为第二镜像线，所述第一镜像线与所述第二镜像线在与所述衬底所在平面平行的面内互相垂直。优选的是，所述栅极包括第一底栅极、第二底栅极和顶栅极，所述第一底栅极、所述第二底栅极和所述有源层同层设置，所述顶栅极位于所述有源层的上方且与所述有源层在正投影方向上完全重合；所述源极和所述漏极与所述有源层同层设置、且分别位于所述有源层的两侧。优选的是，所述第一底栅极、所述第二底栅极的中心连接线相对于所述有源层形成为第一镜像线；所述源极、所述漏极分别位于与所述第一底栅极和所述第二底栅极排列方向垂直，所述源极、所述漏极的中心连接线相对于所述有源层形成为第二镜像线，所述第一镜像线与所述第二镜像线在与所述衬底所在平面平行的面内互相垂直。优选的是，所述栅极包括第一底栅极和第二底栅极，所述第一底栅极、所述第二底栅极和所述有源层至少部分同层设置；所述源极和所述漏极分别位于所述有源层的上方和下方，所述源极、所述有源层和所述漏极在正投影方向上完全重合。优选的是，所述第一底栅极、所述第二底栅极的中心连接线相对于所述有源层形成为第一镜像线，所述源极、所述漏极的中心连接线相对于所述有源层形成为第二镜像线，所述第一镜像线与所述第二镜像线在与所述衬底所在平面垂直的面内互相垂直。一种薄膜晶体管的制备方法，包括在衬底上方形成栅极、有源层、源极和漏极的步骤，该所述制备方法中：所述有源层形成于中心区域，所述栅极形成在与所述有源层至少部分同层设置、且同层设置的部分相对于所述有源层为第一镜像对称分布，所述源极和所述漏极相对于所述有源层为第二镜像对称分布；其中:第一镜像线与所述第二镜像线互相垂直。一种实施制备方法为，包括步骤：形成条状的、纵截面为中间区域为下凹的底栅极；在所述底栅极的上方形成第一绝缘层；在所述第一绝缘层对应着所述底栅极的下凹区域形成有源层；在所述有源层的两侧形成源极和漏极；在所述有源层、所述源极和所述漏极的上方形成第二绝缘层和顶栅极。优选的是，所述底栅极采用易于氧化的导电材料形成；将所述底栅极结构进行氧化，使得所述底栅极结构的表面自对准生长形成设定厚度的绝缘层而形成所述第一绝缘层。一种实施制备方法为，包括步骤：形成分离设置的第一底栅极和第二底栅极；在所述第一底栅极和所述第二底栅极的中间区域形成有源层、第一绝缘层和顶栅极；在所述有源层与所述第一底栅极和所述第二底栅极排列方向垂直的两侧形成源极和漏极；在所述有源层、所述源极和所述漏极的上方形成第二绝缘层。优选的是，在形成第一底栅极、第二底栅极、有源层、第一绝缘层和顶栅极的步骤中，包括：形成栅极膜层和光刻胶层，并将所述光刻胶层形成中间区域空缺的岛状结构；对所述栅极膜层进行湿法刻蚀，使得刻蚀液在所述光刻胶层与所述栅极膜层的接触面横向钻蚀，形成分离设置的所述第一底栅极和所述第二底栅极；通过自对准的方法，在对应所述光刻胶层的中间区域分别形成所述有源层、所述第一绝缘层和所述顶栅极，所述有源层、所述绝缘层和所述顶栅极在正投影方向上完全重合；剥离去除所述光刻胶层。一种实施制备方法为，包括步骤：形成分离设置的第一底栅极和第二底栅极；在所述第一底栅极和所述第二底栅极的中间区域依次形成源极、有源层和漏极；在所述第一底栅极、所述第二底栅极和所述漏极的上方形成绝缘层。优选的是，在形成第一底栅极、第二底栅极、源极、有源层和漏极的步骤中，包括：形成栅极膜层和光刻胶层，并将所述光刻胶层形成中间区域空缺的岛状结构；对所述栅极膜层进行湿法刻蚀，使得刻蚀液在所述光刻胶层与所述栅极膜层的接触面横向钻蚀，形成分离设置的所述第一底栅极和所述第二底栅极；通过自对准的方法，在对应所述光刻胶层的中间区域依次形成所述源极、所述有源层和所述漏极，所述源极、所述有源层和所述漏极在正投影方向上完全重合；剥离去除所述光刻胶层。一种阵列基板，包括上述的薄膜晶体管。本专利技术的有益效果是：该薄膜晶体管的宽长比Weff/L增大，从而有效提高了器件的开态电流Ion(即IDS)，提高了氧化物薄膜晶体管电流驱动能力；另外，还考虑了电极对有源层的遮光效果，最大限度的减小了光照对器件VTH漂移的影响，提高了薄膜晶体管的负偏压光照稳定性。附图说明图1为现有技术中薄膜晶体管栅极施加负偏压下光照对有源层区域的影响示意图；图2A为本专利技术实施例1中薄膜晶体管的结构剖视图；图2B为本专利技术实施例1中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄膜晶体管，包括设置在衬底上方的栅极、有源层、源极和漏极，其特征在于，所述有源层位于中心区域，所述源极和所述漏极分别与所述有源层连接，所述栅极与所述有源层至少部分同层设置、且所述栅极与所述有源层至少两面相隔绝缘层相对设置。

【技术特征摘要】
1.一种薄膜晶体管，包括设置在衬底上方的栅极、有源层、源极和漏极，其特征在于，所述有源层位于中心区域，所述源极和所述漏极分别与所述有源层连接，所述栅极与所述有源层至少部分同层设置、且所述栅极与所述有源层至少两面相隔绝缘层相对设置。2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述栅极包括底栅极和顶栅极，所述底栅极为条状、且纵截面为中间区域下凹的结构，所述有源层设置于所述底栅极的上方且位于下凹区域内，所述顶栅极设置于所述有源层的上方；所述源极和所述漏极与所述有源层同层设置，且所述源极和所述漏极分别位于所述有源层的两侧。3.根据权利要求2所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述底栅极的条状结构的延伸方向的中心线为第一镜像线；所述源极、所述漏极分别位于与所述底栅极的条状延伸方向垂直的两侧，所述源极、所述漏极相对于所述有源层的中心连接线形成为第二镜像线，所述第一镜像线与所述第二镜像线在与所述衬底所在平面平行的面内互相垂直。4.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述栅极包括第一底栅极、第二底栅极和顶栅极，所述第一底栅极、所述第二底栅极和所述有源层同层设置，所述顶栅极位于所述有源层的上方且与所述有源层在正投影方向上完全重合；所述源极和所述漏极与所述有源层同层设置、且分别位于所述有源层的两侧。5.根据权利要求4所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述第一底栅极、所述第二底栅极的中心连接线相对于所述有源层形成为第一镜像线；所述源极、所述漏极分别位于与所述第一底栅极和所述第二底栅极排列方向垂直，所述源极、所述漏极的中心连接线相对于所述有源层形成为第二镜像线，所述第一镜像线与所述第二镜像线在与所述衬底所在平面平行的面内互相垂直。6.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述栅极包括第一底栅极和第二底栅极，所述第一底栅极、所述第二底栅极和所述有源层至少部分同层设置；所述源极和所述漏极分别位于所述有源层的上方和下方，所述源极、所述有源层和所述漏极在正投影方向上完全重合。7.根据权利要求6述的薄膜晶体管，其特征在于，所述第一底栅极、所述第二底栅极的中心连接线相对于所述有源层形成为第一镜像线，所述源极、所述漏极的中心连接线相对于所述有源层形成为第二镜像线，所述第一镜像线与所述第二镜像线在与所述衬底所在平面垂直的面内互相垂直。8.一种薄膜晶体管的制备方法，包括在衬底上方形成栅极、有源层、源极和漏极的步骤，其特征在于，该所述制备方法中：所述有源层形成于中心区域，所述栅极形成在与所述有源层至少部分同层设置、且同层设置的部分相对于所述有源层为第...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国英，宋振，孙宏达，
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