一种薄膜晶体管及其制作方法、阵列基板和显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种薄膜晶体管及其制作方法、阵列基板和显示装置，该薄膜晶体管包括：栅极、有源层以及位于栅极和有源层之间的栅极绝缘层，其特征在于，所述栅极绝缘层和有源层之间还设置有晶体材料薄膜层。本发明专利技术可克服栅极绝缘层中-OH基团与有源层发生界面反应、以及栅极绝缘层表面被轰击产生的缺陷，从而优化薄膜晶体管的特性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及显示器
，尤其涉及一种薄膜晶体管及其制作方法、阵列基板和显示装置。
技术介绍
目前，影响氧化物薄膜晶体管特性稳定的因素很多，比如：栅极绝缘层与有源层的接触是否良好、因阻挡层材料的特性不同而对外界环境中水分、氧气的阻挡存在差异，以及有源层的退火温度和退火时的气体氛围等等，本文主要涉及栅极绝缘层与有源层的接触情况，现有薄膜晶体管的结构如图1所示。现有制备薄膜晶体管时，通常是在氩气(Ar)、氧气(O2)、或Ar\\O2的气体氛围下，在栅极绝缘层1上磁控溅射a-铟镓锌氧化物(IGZO)有源层2。因聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等树脂材料具备成本低、介电常数较大等优点，通常被用作薄膜晶体管的栅极绝缘层材料。树脂材料中包含大量的-OH基团，交联固化后会减少很多，但内部依然会有一些-OH基团，而这些-OH基团并不稳定，会逸出到栅极绝缘层1与有源层2的界面处，与有源层2发生界面反应，从而影响IGZO薄膜的半导体特性，最终影响薄膜晶体管的性能。此外，磁控溅射IGZO时，气体中的Ar原子或Ar离子会轰击树脂材料的表面，使得栅极绝缘层的表面变粗糙而出现缺陷，这样，当薄膜晶体管开关工作时，栅极绝缘层的表面处就会产生电荷捕获的现象，且界面处的-OH基团进一步增多，这将形成一定的栅极漏电流，同样影响薄膜晶体管的性能。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种薄膜晶体管及其制作方法、阵列基板和显示装置，可克服薄膜晶体管制备过程中栅极绝缘层中-OH基团与有源层发生界面反应、以及栅极绝缘层表面被轰击产生的缺陷，从而优化薄膜晶体管的特性。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种薄膜晶体管，包括栅极、有源层以及位于栅极和有源层之间的栅极绝缘层，所述栅极绝缘层和有源层之间还设置有晶体材料薄膜层。所述晶体材料薄膜层为透明导电材料。所述透明导电材料包括有铟锡氧化物、铟锌氧化物、石墨烯、和单壁碳纳米管中的一种或多种。所述晶体材料薄膜层的图形大于等于有源层的图形。所述薄膜晶体管还包括：设置于基板上的栅极、设置于栅极上的栅极绝缘层、设置于有源层上的阻挡层、设置于有源层和阻挡层上的源漏极、设置于阻挡层和源漏极上的钝化层；所述晶体材料薄膜层位于所述栅极绝缘层之上，所述有源层位于所述晶体材料薄膜层之上。所述薄膜晶体管还包括：基板、设置于基板上的源漏极、设置于基板和源漏极上的有源层、设置于有源层上的栅极绝缘层，以及设置于栅极绝缘层之上的栅极；所述晶体材料薄膜层位于所述栅极绝缘层之下，所述有源层位于所述晶体材料薄膜层之下。所述晶体材料薄膜层的厚度为400～500埃米。一种阵列基板，包括上述的薄膜晶体管。一种显示装置，包括上述的阵列基板。一种薄膜晶体管的制作方法，该方法包括：形成包括栅极的图形、包括有源层的图形，以及位于栅极层和有源层之间的栅极绝缘层，所述栅极绝缘层和有源层之间形成有晶体材料薄膜层。在栅极绝缘层和有源层之间形成有晶体材料薄膜层，其制作方法具体包括：在栅极绝缘层之上采用透明导电材料形成晶体材料薄膜层。在栅极绝缘层和有源层之间形成有晶体材料薄膜层，其制作方法具体包括：在有源层之上采用透明导电材料形成晶体材料薄膜层。本专利技术提供的薄膜晶体管，在栅极绝缘层和有源层之间设置晶体材料薄膜层，所述晶体材料薄膜层的设置隔断了沉积有源层时，树脂材料中的氧离子与有源层发生界面反应，且栅极绝缘层的表面也不会被Ar原子或Ar离子轰击，栅极绝缘层的表面得到了保护，因此，薄膜晶体管工作时也就不会产生栅极漏电流，从而优化了薄膜晶体管的特性。附图说明图1为现有薄膜晶体管的结构示意图；图2为本专利技术实施例形成栅极后的结构示意图；图3为本专利技术实施例形成晶体材料薄膜后的结构示意图；图4为本专利技术实施例形成阻挡层后的结构示意图；图5为本专利技术实施例形成钝化层后的结构示意图；图6为本专利技术实施例薄膜晶体管的一种结构示意图。图7为本专利技术实施例薄膜晶体管的又一种结构示意图。附图标记说明：1、栅极绝缘层；2、有源层；3、栅极；4、晶体材料薄膜层；5、阻挡层；6、源漏极；6a、源极；6b、漏极；7、钝化层；8、像素电极；9、过孔。具体实施方式本专利技术的基本思想是：在栅极绝缘层和有源层之间设置晶体材料薄膜层，以克服现有栅极绝缘层和有源层接触界面存在的问题。其中，所述晶体材料薄膜层为透明导电材料，例如：铟锡氧化物(如ITO)或铟锌氧化物(如IZO)、石墨烯或单壁碳纳米管等材料。所述晶体材料薄膜层可以为一层或多层，所述晶体材料薄膜层可以包括单一的透明导电材料，也可以为包括多种透明导电材料的复合层。下面结合附图及具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。本专利技术薄膜晶体管的制备流程，包括：形成包括栅极的图形、包括有源层的图形，以及位于栅极层和有源层之间的栅极绝缘层，所述栅极绝缘层和有源层之间形成有晶体材料薄膜层。下面以底栅型薄膜晶体管的制作方法进行描述：其具体流程包括如下：步骤一：在基板上形成包括栅极3的图形；在基板上形成栅极层薄膜并图形化，形成栅极。这里，可采用湿法刻蚀工艺形成栅极3，该步骤可以采用现有构图工艺，此处不再详述，形成的结构如图2所示。在制作栅极时，还可以包括栅极引出线(未示出)；或者，还可以同时制作公共电极或公共电极线等(未示出)。步骤二：形成栅极绝缘层1，并在栅极绝缘层1上形成包括晶体材料薄膜层4的图形；在形成栅极的基板上形成栅极绝缘层薄膜，形成栅极绝缘层；具体包括：在形成栅极的基板上涂覆栅极绝缘材料，如PVP，可以采用现有技术形成栅极绝缘层1。这里，所述栅极绝缘层1还可以是氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiOx)、氧化铪(HfOx)、氧化铝(AlOx)或由至少其中的两种组成的多层叠层膜，厚度一般控制在例如100nm～500nm，优选300nm-400nm，透过率控制在85％以上。此外，栅极绝缘层1还可以采用物理溅射法溅射沉积方法形成例如300nm-500nm的绝缘层薄膜，材料可以选用氧化铝(Al2O3)等。在形成栅极绝缘层1之后，在基板上形成一晶体材料薄膜并图形化，形成晶体材料薄膜层4。例如，具体包括：在形成栅极绝缘层1的基板上沉积一层晶体材料，如ITO、IZO、石墨烯或单壁碳纳米管等，采用构图工艺，如：干法刻蚀工艺形成晶体材料薄膜层4，如图3所示。除了沉积的方式，晶体材料的形成还可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄膜晶体管，包括栅极、有源层以及位于栅极和有源层之间的栅极绝缘层，其特征在于，所述栅极绝缘层和有源层之间还设置有晶体材料薄膜层。

【技术特征摘要】
1.一种薄膜晶体管，包括栅极、有源层以及位于栅极和有源层之间的栅极
绝缘层，其特征在于，所述栅极绝缘层和有源层之间还设置有晶体材料薄膜层。
2.根据权利要求1所述的薄膜场效应晶体管，其特征在于，所述晶体材料
薄膜层为透明导电材料。
3.根据权利要求2所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述透明导电材料包
括有铟锡氧化物、铟锌氧化物、石墨烯、和单壁碳纳米管中的一种或多种。
4.根据权利要求1或2所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述晶体材料薄
膜层的图形大于等于有源层的图形。
5.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，还包括：设置于基板
上的栅极、设置于栅极上的栅极绝缘层、设置于有源层上的阻挡层、设置于有
源层和阻挡层上的源漏极、设置于阻挡层和源漏极上的钝化层；
所述晶体材料薄膜层位于所述栅极绝缘层之上，所述有源层位于所述晶体
材料薄膜层之上。
6.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，还包括：基板、设置
于基板上的源漏极、设置于基板和源漏极上的有源层、设置于有源层上的栅极
绝缘层，以及设置于栅极绝缘...

【专利技术属性】
技术研发人员：田宗民，阎长江，谢振宇，
申请(专利权)人：北京京东方光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11