一种低温多晶硅薄膜晶体管及其制造方法技术

本申请提出了一种低温多晶硅薄膜晶体管及其制造方法。本发明专利技术是要解决现有产品由SiNx与SiO2组成的栅极绝缘层具有表面接触特性与薄膜连续性不好，形成二段角，出现光电介质层断裂，造成短路，导致产品性能异常的问题。它包括基板、第一栅极、缓冲层、有源层、栅极绝缘层、第二栅极、介电层、第一像素电极层、有机平坦层、第一氧化铟锡层、第二氧化铟锡层、钝化层和第二像素电极层。方法：形成依次包括基板、第一栅极、缓冲层、有源层、栅极绝缘层、第二栅极、介电层、第一像素电极层、有机平坦层、第一氧化铟锡层、第二氧化铟锡层、钝化层和第二像素电极层在内的多层结构。本发明专利技术为两层氧化铟锡层膜层结构，避免二段角异常的出现。

Low temperature polycrystalline silicon thin film transistor and manufacturing method thereof

A low temperature polysilicon thin film transistor and a method of manufacturing the same are provided. The present invention is to solve the existing grid products by SiNx and SiO2. The insulating layer has a contact surface characteristics and film continuity is not good, the formation of two angle, the emergence of optical dielectric layer rupture, causing a short circuit, causing abnormal product performance problems. It includes a substrate, a first gate, a buffer layer, an active layer, a gate insulating layer, and a second gate dielectric layer, a first pixel electrode layer, the organic planarization layer, the first layer of indium tin oxide, indium tin oxide layer second, a passivation layer and a pixel electrode layer second. Methods: the formation of multi layer structure comprises a substrate, a first gate, a buffer layer, an active layer, a gate insulating layer, and a second gate dielectric layer, a first pixel electrode layer, the organic planarization layer, the first layer of indium tin oxide, indium tin oxide layer second, a passivation layer and a pixel electrode layer, second. The invention relates to a two layer indium tin oxide film structure, which can avoid the occurrence of the abnormal two segment angle.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及显示
，尤其涉及一种低温多晶硅薄膜晶体管及其制造方法。
技术介绍
随着半导体技术的发展，视频产品，特别是数字化的视频或影像装置已经成为在一般日常生活中所常见的产品。这些数字化的视频或影像装置中，显示器是一个重要组件，以显示相关信息。在现今的平板显示器技术中，液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)可以说是其中最为成熟的技术，例如，日常生活中常见的手机、数码相机、摄影机、笔记本电脑以至于监视器均是利用此项技术所制造的商品。液晶显示器具有机身薄、省电、无辐射等众多优点，得到了广泛的应用。现有市场上的液晶显示器大部分为背光型液晶显示器，其包括液晶面板及背光模组(backlight module)。液晶面板的工作原理是在两片平行的玻璃基板当中放置液晶分子，并在两片玻璃基板上施加驱动电压来控制液晶分子的旋转方向，以将背光模组的光线折射出来产生画面。由于液晶面板本身不发光，需要借由背光模组提供的光源来正常显示影像，因此，背光模组成为液晶显示器的关键零组件之一。氧化物半导体IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide，铟镓锌氧化物)由于其载流子迁移率是非晶硅的20～30倍，可以大大提高薄膜晶体管对像素电极的充放电速率，提高像素的响应速度，实现更快的刷新率，同时更快的响应也大大提高了像素的行扫描速率，使得超高分辨率在薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，TFT-LCD)中成为可能。另外，由于薄膜晶体管数量减少和提高了每个像素的透光率，IGZO液晶显示器具有更高的能效水平，而且效率更高。氧化物半导体IGZO可以利用现有的非晶硅生产线生产，只需稍加改动，因此在成本方面比低温多晶硅更有竞争力。然而，随着人们对于显示器视觉要求提高，加上新技术应用领域不断扩展，更高像质、高清晰度、高亮度且具有低价位的平面显示器已成为未来显示技术发展的趋势，也是新的显示技术发展的原动力。而平面显示器中的低温多晶硅(Low Temperature Poly-silicon，LTPS)薄膜晶体管除了具有符合有源驱动潮流的特性外，其技术也正是一个可以达到上述目标的重要技术突破。传统的LTPS TFT如图1所示，包括玻璃基板101、置于玻璃基板101的缓冲层102，在该缓冲层102上形成多晶硅，其上包含有设置在源极区域103的源极电极和设置在漏极区域104的漏极电极以及设置在通道区域111上的栅极绝缘层GI。在该GI层上形成有栅极电极108和钝化层109。GI层通常采用两层复合结构：介电层105和介电层107，一般为SiO2和SiNx。但是，由SiNx与SiO2组成的栅极绝缘层具有表面接触特性与薄膜连续性不好，而且在氧化铟锡层蚀刻制程后易形成倒角，形成二段角，光电介质层覆盖后在BITO爬坡处出现光电介质层断裂，造成公共电极与像素电极之间的短路，导致产品性能异常。
技术实现思路
针对上述现有技术中的问题，本专利技术提出了一种低温多晶硅薄膜晶体管及其制造方法。根据本专利技术的第一个方面，一种低温多晶硅薄膜晶体管，包括：基板；第一栅极，其形成在所述基板上；缓冲层，其形成在所述第一栅极上；有源层，其形成在所述缓冲层上；所述有源层包括源极区、漏极区以及通道区，所述通道区设置于所述源极区与所述漏极区之间；栅极绝缘层，其形成在所述有源层以及曝露的缓冲层上；第二栅极，其形成在所述栅极绝缘层上；介电层，其形成在所述第二栅极以及曝露的栅极绝缘层上；所述介电层和栅极绝缘层中形成有过孔，且在过孔内曝露所述源极区以及所述漏极区；第一像素电极层，其形成在所述介电层和栅极绝缘层中形成的过孔内；所述第一像素电极层包括源电极和漏电极；有机平坦层，其形成在所述第一像素电极层以及曝露的介电层上；所述有机平坦层内设置有第一过孔；第一氧化铟锡层和第二氧化铟锡层，所述第一氧化铟锡层和第二氧化铟锡层连续形成在所述有机平坦层上；所述第一氧化铟锡层内设置有第二过孔；所述第二过孔位于第一过孔的上方；所述第二氧化铟锡层内设置有第三过孔；所述第三过孔位于第二过孔的上方；钝化层，其形成在所述第二氧化铟锡层的上表面并填充于第一过孔、第二过孔和第三过孔内；且所述钝化层内设置有第四过孔；第二像素电极层，其形成在所述钝化层内的第四过孔以及所述钝化层的表面。所述基板的材料可选择为硅、石英、玻璃、陶瓷、金刚石等无机材料或塑料、树脂等高分子材料；优选的是，所述基板为玻璃基板。所述第一栅极为钨、铬、铝、钼或铜；优选的是，所述第一栅极为铬。所述缓冲层为氮化硅层、氧化硅层以及氮氧化硅层所组成的单层或是多层结构材质层结构；优选的是，所述缓冲层为二氧化硅层。所述有源层为非晶硅与金属氧化物半导体、或低温多晶硅与非晶硅、或低温多晶硅与金属氧化物半导体、或均为金属氧化物半导体；优选的是，所述有源层为金属氧化物半导体。所述栅极绝缘层为氮化硅层、氧化硅层或氮氧化硅层；优选的是，所述栅极绝缘层为氧化硅层。所述第二栅极为钨、铬、铝、钼或铜；优选的是，所述第二栅极为铬。所述有机平坦层内的第一过孔的纵向截面为第一长方形；所述第一长方形的长边与基板平行。所述第一氧化铟锡层的厚度≤150埃；所述第一氧化铟锡层内的第二过孔的纵向截面为第一梯形，且所述第一梯形的短底边位于朝向所述基板的一侧；所述第一梯形的短底边的长度≥所述第一长方形的长边的长度。所述第二氧化铟锡层内的第三过孔的纵向截面为第二梯形，且所述第二梯形的短底边位于朝向所述基板的一侧。所述第二梯形的短底边的长度大于所述第一梯形的长底边的长度。所述钝化层内的第四过孔的纵向截面为第二长方形；所述第二长方形的短边与基板平行。所述第二长方形的短边的长度小于第一长方形的长边的长度。根据本专利技术的第二个方面，提供了一种用于低温多晶硅薄膜晶体管的制造方法，其包括：形成依次包括基板、第一栅极、缓冲层、有源层、栅极绝缘层、第二栅极、介电层、第一像素电极层、有机平坦层、第一氧化铟锡层、第二氧化铟锡层、钝化层和第二像素电极层在内的多层结构。优选的是，进一步包括下列步骤：提供基板；在所述基板上形成第一栅极；在所述第一栅极上形成缓冲层；通过退火制程对所述缓冲层进行退火以形成多晶硅层，并且图案化所述多晶硅层，以形成有源层于所述缓冲层上，其中所述有源层包括源极区、漏极区以及通道区，所述通道区设置于所述源极区与所述漏极区之间；在所述有源层以及曝露的缓冲层上形成栅极绝缘层；在所述栅极绝缘层上形成栅极材质层，并且图案化所述栅极材质层，以微影蚀刻图案化的栅极材质层，以形成第二栅极；在所述第二栅极以及曝露的栅极绝缘层上形成介电层；并且微影蚀刻介电层以及栅极绝缘层，以形成过孔于所述介电层和栅极绝缘层中，且在过孔内曝露所述源极区以及所述漏极区；在所述介电层和栅极绝缘层中的过孔内形成第一像素电极层；所述第一像素电极层包括源电极和漏电极；所述源电极与源极区电性连接，所述漏电极与漏极区电性连接；在所述第一像素电极层以及曝露的介电层上形成有机平坦层；在所述有机平坦层内蚀刻形成第一过孔；在所述有机平坦层上形成第一氧化铟锡层并填充于第一过孔内；并且微影蚀刻在所述第一氧化铟锡层内形成柱型过孔；在所述有机平坦层上连续形成第一氧化铟本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低温多晶硅薄膜晶体管，其特征在于，包括：基板；第一栅极，其形成在所述基板上；缓冲层，其形成在所述第一栅极上；有源层，其形成在所述缓冲层上；所述有源层包括源极区、漏极区以及通道区，所述通道区设置于所述源极区与所述漏极区之间；栅极绝缘层，其形成在所述有源层以及曝露的缓冲层上；第二栅极，其形成在所述栅极绝缘层上；介电层，其形成在所述第二栅极以及曝露的栅极绝缘层上；所述介电层和栅极绝缘层中形成有过孔，且在过孔内曝露所述源极区以及所述漏极区；第一像素电极层，其形成在所述介电层和栅极绝缘层中形成的过孔内；所述第一像素电极层包括源电极和漏电极；有机平坦层，其形成在所述第一像素电极层以及曝露的介电层上；所述有机平坦层内设置有第一过孔；第一氧化铟锡层和第二氧化铟锡层，所述第一氧化铟锡层和第二氧化铟锡层连续形成在所述有机平坦层上；所述第一氧化铟锡层内设置有第二过孔；所述第二过孔位于第一过孔的上方；所述第二氧化铟锡层内设置有第三过孔；所述第三过孔位于第二过孔的上方；钝化层，其形成在所述第二氧化铟锡层的上表面并填充于第一过孔、第二过孔和第三过孔内；且所述钝化层内设置有第四过孔；第二像素电极层，其形成在所述钝化层内的第四过孔以及所述钝化层的表面。...

【技术特征摘要】
1.一种低温多晶硅薄膜晶体管，其特征在于，包括：基板；第一栅极，其形成在所述基板上；缓冲层，其形成在所述第一栅极上；有源层，其形成在所述缓冲层上；所述有源层包括源极区、漏极区以及通道区，所述通道区设置于所述源极区与所述漏极区之间；栅极绝缘层，其形成在所述有源层以及曝露的缓冲层上；第二栅极，其形成在所述栅极绝缘层上；介电层，其形成在所述第二栅极以及曝露的栅极绝缘层上；所述介电层和栅极绝缘层中形成有过孔，且在过孔内曝露所述源极区以及所述漏极区；第一像素电极层，其形成在所述介电层和栅极绝缘层中形成的过孔内；所述第一像素电极层包括源电极和漏电极；有机平坦层，其形成在所述第一像素电极层以及曝露的介电层上；所述有机平坦层内设置有第一过孔；第一氧化铟锡层和第二氧化铟锡层，所述第一氧化铟锡层和第二氧化铟锡层连续形成在所述有机平坦层上；所述第一氧化铟锡层内设置有第二过孔；所述第二过孔位于第一过孔的上方；所述第二氧化铟锡层内设置有第三过孔；所述第三过孔位于第二过孔的上方；钝化层，其形成在所述第二氧化铟锡层的上表面并填充于第一过孔、第二过孔和第三过孔内；且所述钝化层内设置有第四过孔；第二像素电极层，其形成在所述钝化层内的第四过孔以及所述钝化层的表面。2.根据权利要求1所述的一种低温多晶硅薄膜晶体管，其特征在于，所述有源层为非晶硅与金属氧化物半导体、或低温多晶硅与非晶硅、或低温多晶硅与金属氧化物半导体、或均为金属氧化物半导体。3.根据权利要求1所述的一种低温多晶硅薄膜晶体管，其特征在于，所述栅极绝缘层为氮化硅层、氧化硅层或氮氧化硅层。4.根据权利要求1所述的一种低温多晶硅薄膜晶体管，其特征在于，所述第一氧化铟锡层的厚度≤150埃。5.根据权利要求4所述的一种低温多晶硅薄膜晶体管，其特征在于，所述第二氧化铟锡层内的第三过孔的纵向截面为第二梯形，且所述第二梯形的短底边位于朝向所述基板的一侧。6.一种低温多晶硅薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，包括：形成依次包括基板、第一栅极、缓冲层、有源层、栅极绝缘层、第二栅极、介电层、第一像素电极层、有机平坦层、第一氧化铟锡层、...

【专利技术属性】
技术研发人员：张占东，
申请(专利权)人：武汉华星光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42