顶栅型薄膜晶体管的制作方法及顶栅型薄膜晶体管技术

本发明专利技术提供一种顶栅型薄膜晶体管的制作方法及顶栅型薄膜晶体管。本发明专利技术的顶栅型薄膜晶体管的制作方法首先在衬底基板上依次形成第一绝缘层、第二绝缘层，利用第一道光罩在所述第二绝缘层上形成相间隔的第一过孔和第二过孔，在所述第一绝缘层上于第一过孔和第二过孔下方形成贯穿槽，该贯穿槽将所述第一过孔和第二过孔连通起来，与所述第一过孔和第二过孔共同构成垂直U型沟槽，然后在该垂直U型沟槽内填充形成有源层，最后利用第二道光罩在第二绝缘层上形成源极、漏极、栅极，简化了顶栅型薄膜晶体管的结构，减少了光罩制程数，用两道光罩即可完成一种具有垂直U型沟道的顶栅型薄膜晶体管的制作，节省了工艺制作成本。

【技术实现步骤摘要】
顶栅型薄膜晶体管的制作方法及顶栅型薄膜晶体管
本专利技术涉及显示
，尤其涉及一种顶栅型薄膜晶体管的制作方法及顶栅型薄膜晶体管。
技术介绍
薄膜晶体管(ThinFilmTransistor，TFT)是目前液晶显示装置(LiquidCrystalDisplay，LCD)和有源矩阵驱动式有机电致发光显示装置(ActiveMatrixOrganicLight-EmittingDiode，简称AMOLED)中的主要开关元件，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，传统底栅结构的薄膜晶体管，由于栅极与源漏电极之间重叠面积较大，产生了较大的寄生电容，会导致信号的延迟，且制作出来的薄膜晶体管尺寸较大，因而限制了其应用。而顶栅型(Topgate)薄膜晶体管，由于源漏电极与栅极之间没有重叠，因此具有更低的寄生电容和更好的延展性，能够降低信号传输过程中的延迟，同时采用自对准的制备方法，有利于制备短沟道器件，提高器件特性，顶栅型薄膜晶体管结构就成为目前主要的发展方向。现有技术中，顶栅型薄膜晶体管的正常制程需要较多的光罩数，图1为现有的顶栅型薄膜晶体管的结构示意图，如图1所示，所述顶栅型薄膜晶体管包括从下到上依次层叠设置于衬底基板100上的有源层200、栅极绝缘层300、栅极400、层间介电层500、源极610与漏极620，其中源极610与漏极620通过层间介电层500上设置的过孔与有源层200的两端相接触。上述顶栅型薄膜晶体管的制作方法中，有源层200的图形化制程、栅极400和栅极绝缘层300的图形化制程、层间介电层500、源极610与漏极620的图形化制程分别需要使用一道光罩完成，因此整个顶栅型薄膜晶体管的制程至少需要四道光罩完成，工艺流程复杂，制作成本较高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种顶栅型薄膜晶体管的制作方法，可以减少光罩制程数，节省工艺制作成本。本专利技术的目的还在于提供一种顶栅型薄膜晶体管，结构简单，制作过程中可以减少光罩制程数，节省工艺制作成本。为实现上述目的，本专利技术提供一种顶栅型薄膜晶体管的制作方法，包括如下步骤：步骤S1、提供一衬底基板，在所述衬底基板上依次沉积第一绝缘层、第二绝缘层；步骤S2、提供第一道光罩，利用该第一道光罩在所述第二绝缘层上形成第一光刻胶层，以所述第一光刻胶层为遮蔽层，对所述第二绝缘层进行蚀刻，在所述第二绝缘层上形成相间隔的第一过孔和第二过孔；步骤S3、对所述第一绝缘层进行蚀刻，在所述第一过孔和第二过孔下方形成与第一过孔和第二过孔均相连通的贯穿槽，该贯穿槽与所述第一过孔和第二过孔共同构成垂直U型沟槽；步骤S4、提供半导体溶液，将所述半导体溶液涂敷至所述垂直U型沟槽，固化形成填充于该垂直U型沟槽的有源层；去除所述第一光刻胶层；步骤S5、提供第二道光罩，利用该第二道光罩在所述第二绝缘层上图案化形成相间隔的源极、漏极、栅极，所述栅极设于所述第一过孔和第二过孔之间的第二绝缘层上，所述源极和漏极设于所述栅极的两侧并分别覆盖所述第一过孔和第二过孔内的有源层而与有源层相接触。所述步骤S5中所提供的第二道光罩为半灰阶光罩，所述步骤S5还包括在所述第二绝缘层上于所述第一过孔和第二过孔之间形成下沉凹槽，所述栅极设于该下沉凹槽内。所述步骤S5具体包括：步骤S51、提供第二道光罩，在所述第二绝缘层上涂布光刻胶，利用所述第二道光罩对该光刻胶进行曝光、显影，得到暴露出位于所述第一过孔和第二过孔之间的第二绝缘层的第二光刻胶层、设于所述第二光刻胶层上并分别对应位于第一过孔和第二过孔上方的第一凹槽和第二凹槽；步骤S52、以所述第二光刻胶层为遮蔽层，对所述第二绝缘层进行蚀刻，在所述第二绝缘层上于所述第一过孔和第二过孔之间形成下沉凹槽；步骤S53、对所述第二光刻胶层进行氧气灰化处理，减薄该第二光刻胶层，所述第一凹槽和第二凹槽暴露出第一过孔和第二过孔，得到暴露出所述第一过孔、第二过孔、下沉凹槽的第三光刻胶层，在第三光刻胶层及第二绝缘层上沉积导电金属层，去除第三光刻胶层及其上的导电金属层，得到所述源极、漏极、栅极。所述步骤S2中采用蚀刻气体通过干蚀刻工艺对所述第二绝缘层进行蚀刻；所述步骤S3中采用蚀刻液通过湿蚀刻工艺对所述第一绝缘层进行蚀刻。所述第一绝缘层的材料为三氧化二铝、二氧化铪或二氧化锆；所述第二绝缘层的材料为氧化硅或氮化硅。所述步骤S4中所提供的半导体溶液为碳纳米管半导体溶液、氧化锌半导体溶液或铟镓锌氧化物半导体溶液。本专利技术还提供一种顶栅型薄膜晶体管，包括衬底基板、设于所述衬底基板上第一绝缘层、设于所述第一绝缘层上的第二绝缘层、设于所述第一绝缘层和第二绝缘层上的垂直U型沟槽、填充于该垂直U型沟槽内的有源层、设于所述第二绝缘层上相间隔的源极、漏极、栅极；所述第二绝缘层上设有相间隔的第一过孔和第二过孔，所述第一绝缘层在第一过孔和第二过孔下方设有与第一过孔和第二过孔均相连通的贯穿槽，该贯穿槽与所述第一过孔和第二过孔共同构成所述垂直U型沟槽；所述栅极设于所述第一过孔和第二过孔之间的第二绝缘层上，所述源极和漏极设于所述栅极的两侧并分别覆盖所述第一过孔和第二过孔内的有源层而与有源层相接触。所述第二绝缘层上在第一过孔和第二过孔之间还设有下沉凹槽，所述栅极设于该下沉凹槽内。所述第一绝缘层的材料为三氧化二铝、二氧化铪或二氧化锆；所述第二绝缘层的材料为氧化硅或氮化硅。所述有源层的材料为碳纳米管半导体、氧化锌半导体或铟镓锌氧化物半导体。本专利技术的有益效果：本专利技术的顶栅型薄膜晶体管的制作方法首先在衬底基板上依次形成第一绝缘层、第二绝缘层，利用第一道光罩在所述第二绝缘层上形成相间隔的第一过孔和第二过孔，在所述第一绝缘层上于第一过孔和第二过孔下方形成贯穿槽，该贯穿槽将所述第一过孔和第二过孔连通起来，与所述第一过孔和第二过孔共同构成垂直U型沟槽，然后在该垂直U型沟槽内填充形成有源层，最后利用第二道光罩在第二绝缘层上形成源极、漏极、栅极，简化了顶栅型薄膜晶体管的结构，减少了光罩制程数，用两道光罩即可完成一种具有垂直U型沟道的顶栅型薄膜晶体管的制作，节省了工艺制作成本。本专利技术的顶栅型薄膜晶体管包括衬底基板、第一绝缘层、第二绝缘层、有源层、源极、漏极、栅极；所述第二绝缘层上设有相间隔的第一过孔和第二过孔，所述第一绝缘层在第一过孔和第二过孔下方设有与第一过孔和第二过孔均相连通的贯穿槽，该贯穿槽将所述第一过孔和第二过孔连通起来，与所述第一过孔和第二过孔共同构成垂直U型沟槽，所述有源层填充于该垂直U型沟槽内，所述栅极设于所述第一过孔和第二过孔之间的第二绝缘层上，所述源极和漏极设于所述栅极的两侧并分别与所述第一过孔和第二过孔内的有源层相接触，结构简单，制作过程中可以减少光罩制程数，节省工艺制作成本。附图说明下面结合附图，通过对本专利技术的具体实施方式详细描述，将使本专利技术的技术方案及其他有益效果显而易见。附图中，图1为现有一种顶栅型薄膜晶体管的结构示意图；图2为本专利技术的顶栅型薄膜晶体管的制作方法的流程示意图；图3-4为本专利技术的顶栅型薄膜晶体管的制作方法的步骤S2的示意图；图5为本专利技术的顶栅型薄膜晶体管的制作方法的步骤S3的示意图；图6-7为本专利技术的顶栅型薄膜晶体管的制作方法的步骤S4的示意图；图8为图7所示结构的平面示意图，图7为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种顶栅型薄膜晶体管的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、提供一衬底基板(10)，在所述衬底基板(10)上依次沉积第一绝缘层(20)、第二绝缘层(30)；步骤S2、提供第一道光罩(81)，利用该第一道光罩(81)在所述第二绝缘层(30)上形成第一光刻胶层(90)，以所述第一光刻胶层(90)为遮蔽层，对所述第二绝缘层(30)进行蚀刻，在所述第二绝缘层(30)上形成相间隔的第一过孔(31)和第二过孔(32)；步骤S3、对所述第一绝缘层(20)进行蚀刻，在所述第一过孔(31)和第二过孔(32)下方形成与第一过孔(31)和第二过孔(32)均相连通的贯穿槽(21)，该贯穿槽(21)与所述第一过孔(31)和第二过孔(32)共同构成垂直U型沟槽(25)；步骤S4、提供半导体溶液，将所述半导体溶液涂敷至所述垂直U型沟槽(25)内，固化形成填充于该垂直U型沟槽(25)的有源层(40)；去除所述第一光刻胶层(90)；步骤S5、提供第二道光罩(82)，利用该第二道光罩(82)在所述第二绝缘层(30)上图案化形成相间隔的源极(51)、漏极(52)、栅极(55)，所述栅极(55)设于所述第一过孔(31)和第二过孔(32)之间的第二绝缘层(30)上，所述源极(51)和漏极(52)设于所述栅极(55)的两侧并分别覆盖所述第一过孔(31)和第二过孔(32)内的有源层(40)而与有源层(40)相接触。...

【技术特征摘要】
1.一种顶栅型薄膜晶体管的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、提供一衬底基板(10)，在所述衬底基板(10)上依次沉积第一绝缘层(20)、第二绝缘层(30)；步骤S2、提供第一道光罩(81)，利用该第一道光罩(81)在所述第二绝缘层(30)上形成第一光刻胶层(90)，以所述第一光刻胶层(90)为遮蔽层，对所述第二绝缘层(30)进行蚀刻，在所述第二绝缘层(30)上形成相间隔的第一过孔(31)和第二过孔(32)；步骤S3、对所述第一绝缘层(20)进行蚀刻，在所述第一过孔(31)和第二过孔(32)下方形成与第一过孔(31)和第二过孔(32)均相连通的贯穿槽(21)，该贯穿槽(21)与所述第一过孔(31)和第二过孔(32)共同构成垂直U型沟槽(25)；步骤S4、提供半导体溶液，将所述半导体溶液涂敷至所述垂直U型沟槽(25)内，固化形成填充于该垂直U型沟槽(25)的有源层(40)；去除所述第一光刻胶层(90)；步骤S5、提供第二道光罩(82)，利用该第二道光罩(82)在所述第二绝缘层(30)上图案化形成相间隔的源极(51)、漏极(52)、栅极(55)，所述栅极(55)设于所述第一过孔(31)和第二过孔(32)之间的第二绝缘层(30)上，所述源极(51)和漏极(52)设于所述栅极(55)的两侧并分别覆盖所述第一过孔(31)和第二过孔(32)内的有源层(40)而与有源层(40)相接触。2.如权利要求1所述的顶栅型薄膜晶体管的制作方法，其特征在于，所述步骤S5中所提供的第二道光罩(82)为半灰阶光罩，所述步骤S5还包括在所述第二绝缘层(30)上于所述第一过孔(31)和第二过孔(32)之间形成下沉凹槽(35)，所述栅极(55)设于该下沉凹槽(35)内。3.如权利要求2所述的顶栅型薄膜晶体管的制作方法，其特征在于，所述步骤S5具体包括：步骤S51、提供第二道光罩(82)，在所述第二绝缘层(30)上涂布光刻胶，利用所述第二道光罩(82)对该光刻胶进行曝光、显影，得到暴露出位于所述第一过孔(31)和第二过孔(32)之间的第二绝缘层(30)的第二光刻胶层(95)、设于所述第二光刻胶层(95)上并分别对应位于第一过孔(31)和第二过孔(32)上方的第一凹槽(951)和第二凹槽(952)；步骤S52、以所述第二光刻胶层(95)为遮蔽层，对所述第二绝缘层(30)进行蚀刻，在所述第二绝缘层(30)上于所述第一过孔(31)和第二过孔(32)之间形成下沉凹槽(35)；步骤S53、对所述第二光刻胶层(95)进行氧气灰化处理，减薄该第二光刻胶层(95)，所述第一凹槽(951)和第二凹槽(9...

【专利技术属性】
技术研发人员：周志超，夏慧，陈梦，
申请(专利权)人：深圳市华星光电半导体显示技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44