薄膜晶体管及其制造方法技术

一种薄膜晶体管及其制造方法，薄膜晶体管制造方法包括：采用直流溅射法在基板上沉积金属薄膜层的步骤；将所述金属薄膜层中的金属完全氧化或者部分氧化形成金属氧化物薄膜层的步骤。薄膜晶体管具有紧密结合的栅极层和栅极绝缘层。本发明专利技术的薄膜晶体管的制造方法使得采用直流溅射制备薄膜晶体管变为可能，使用该方法制备得到的薄膜晶体管具有紧密结合的栅极层和栅极绝缘层，从而改善了绝缘效果。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及薄膜晶体管及其制造方法。
技术介绍
近年来，新型平板显示(FPD)产业发展日新月异。消费者对于大尺寸、高分辨率平板显示的高需求量刺激着整个产业不断进行显示技术提升。而作为FPD产业核心技术的薄膜晶体管(TFT)背板技术，也在经历着深刻的变革。氧化物TFT不仅具有较高的迁移率，而且制作工艺简单，制造成本较低，还具有优异的大面积均匀性。因此氧化物TFT技术自诞生以来便备受业界瞩目。氧化物半导体具有载流子迁移率较高、对可见光透明等优点，在平板显示的TFT基板领域，有替代用传统硅工艺制备的薄膜晶体管的趋势。但由于氧化物半导体有源层电导率较低，通常采用射频溅射的方法制备。相比于直流溅射，射频溅射具有速度慢、需要调匹配、工艺重复差、多元薄膜的成分不均匀以及射频辐射大等缺点。因此，工业生产一般不用射频溅射。此外，由于绝缘层和半导体有源层的工艺温度高、难以与柔性衬底兼容。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供一种薄膜晶体管的制造方法，包括：采用直流溅射法在基板上沉积金属薄膜层的步骤；将所述金属薄膜层中的金属完全氧化或者部分氧化形成金属氧化物薄膜层的步骤。在本专利技术实施例提供的薄膜晶体管的制造方法中，例如，在所述采用直流溅射法在基板上沉积金属薄膜层的步骤之后，将所述金属薄膜层中的金属完全氧化或者部分氧化形成金属氧化物薄膜层的步骤之前，进一步包括对所述金属薄膜层图形化的步骤。在本专利技术实施例提供的薄膜晶体管的制造方法中，例如，在将所述金属薄膜层中的金属完全氧化或者部分氧化形成金属氧化物薄膜层的步骤之后，进一步包括对所述金属氧化物薄膜层图形化的步骤。在本专利技术实施例提供的薄膜晶体管的制造方法中，例如，所述采用直流溅射法在基板上沉积金属薄膜层的步骤包括：采用直流溅射法在所述基板上沉积第一金属薄膜层的步骤；和采用直流溅射法在所述第一金属薄膜层上沉积第二金属薄膜层的步骤。在本专利技术实施例提供的薄膜晶体管的制造方法中，例如，将所述金属薄膜层中的金属完全氧化或者部分氧化形成金属氧化物薄膜层的步骤包括：将所述第二金属薄膜层完全氧化为第二金属氧化物薄膜层，将所述第一金属薄膜层表面氧化形成第一金属氧化物薄膜层，所述第一金属薄膜层未被氧化的部分为第三金属薄膜层，所述第一金属氧化物薄膜层覆盖在所述第三金属薄膜层之上。在本专利技术实施例提供的薄膜晶体管的制造方法中，例如，在将所述金属薄膜层中的金属完全氧化或者部分氧化形成金属氧化物薄膜层的步骤之后，还包括对所述第二金属氧化物薄膜层图形化的步骤。在本专利技术实施例提供的薄膜晶体管的制造方法中，例如，所述基板温度与环境温度相同。在本专利技术实施例提供的薄膜晶体管的制造方法中，例如，所述第一金属薄膜层中的金属为铝、钽、钛或它们任意两者或三者的合金。在本专利技术实施例提供的薄膜晶体管的制造方法中，例如，所述第二金属薄膜层中的金属为锌、锡、铟或它们任意两者或三者的合金。在本专利技术实施例提供的薄膜晶体管的制造方法中，例如，所述第三金属薄膜层为栅极层，所述第一金属氧化物薄膜层为栅极绝缘层，所述第二金属氧化物薄膜层为有源层。在本专利技术实施例提供的薄膜晶体管的制造方法中，例如，所述基板为柔性基板。所述柔性基板材料例如可以为聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚酰亚胺(PI)或者金属箔。在本专利技术实施例提供的薄膜晶体管的制造方法中，例如，所述第三金属薄膜层的厚度为100-1000nm，所述第二金属薄膜层的厚度为10-200nm，所述第一金属氧化物薄膜层的厚度为50-400nm。在本专利技术实施例提供的薄膜晶体管的制造方法中，例如，进一步包括在所述基板与沉积所述金属薄膜层的一侧相对的另一侧，设置水氧阻隔层或者缓冲层的步骤。在本专利技术实施例提供的薄膜晶体管的制造方法中，例如，所述水氧阻隔层或者缓冲层的材料为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或氧化铝。本专利技术的实施例还提供一种薄膜晶体管，包括：基板，依次设置在所述基板上的栅极层、栅极绝缘层以及有源层，其中所述栅极层的金属元素与所述栅极绝缘层的金属元素相同。在本专利技术实施例提供的薄膜晶体管中，例如，所述栅极层与所述栅极绝缘层一体成型。在本专利技术实施例提供的薄膜晶体管中，例如，所述栅极绝缘层是由所述栅极层的表层氧化而成，所述栅极绝缘层包覆所述栅极层的上表面和侧面。在本专利技术实施例提供的薄膜晶体管中，例如，所述栅极绝缘层的图形与所述有源层的图形相同。或者，所述栅极绝缘层的图形大于所述有源层的图形。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本专利技术的一些实施例，而非对本专利技术的限制。图1a-1e为本专利技术实施例中采用直流溅射法制造薄膜晶体管过程示意图；图2为本专利技术一实施例提供的薄膜晶体管结构示意图；图3为本专利技术另一实施例提供的薄膜晶体管结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。除非另作定义，本公开所使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本专利技术专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。图1a-1e及图2示意了本专利技术的一个实施方式中薄膜晶体管的制造过程。如图1a所示，在基板10上采用直流溅射法沉积第一金属薄膜层20。所述第一金属薄膜层20中的金属为铝。需要说明的是，所述第一金属薄膜层20中的金属材料并不限于本实施方式中的铝，可以为任何可作栅极的金属材料，例如铝、钽、钛或它们任意两者或三者的合金。直流溅射是一种采用直流电源进行磁控溅射沉积薄膜的方法。在本实施例中，直流溅射采用Ar气等离子体，溅射气压为0.1-3Pa，直流电源功率是200W-5000W。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄膜晶体管的制造方法，包括：采用直流溅射法在基板上沉积金属薄膜层的步骤；将所述金属薄膜层中的金属完全氧化或者部分氧化形成金属氧化物薄膜层的步骤。

【技术特征摘要】
1.一种薄膜晶体管的制造方法，包括：
采用直流溅射法在基板上沉积金属薄膜层的步骤；
将所述金属薄膜层中的金属完全氧化或者部分氧化形成金属氧化物薄
膜层的步骤。
2.根据权利要求1所述的方法，在所述采用直流溅射法在基板上沉积
金属薄膜层的步骤之后，将所述金属薄膜层中的金属完全氧化或者部分氧化
形成金属氧化物薄膜层的步骤之前，进一步包括对所述金属薄膜层图形化的
步骤。
3.根据权利要求1或2所述的方法，在将所述金属薄膜层中的金属完
全氧化或者部分氧化形成金属氧化物薄膜层的步骤之后，进一步包括对所述
金属氧化物薄膜层图形化的步骤。
4.根据权利要求1或2所述的方法，所述采用直流溅射法在基板上沉
积金属薄膜层的步骤包括：
采用直流溅射法在所述基板上沉积第一金属薄膜层的步骤；和
采用直流溅射法在所述第一金属薄膜层上沉积第二金属薄膜层的步骤。
5.根据权利要求4所述的方法，将所述金属薄膜层中的金属完全氧化
或者部分氧化形成金属氧化物薄膜层的步骤包括：
将所述第二金属薄膜层完全氧化为第二金属氧化物薄膜层，将所述第一
金属薄膜层表面氧化形成第一金属氧化物薄膜层，所述第一金属薄膜层未被
氧化的部分为第三金属薄膜层，所述第一金属氧化物薄膜层覆盖在所述第三
金属薄膜层之上。
6.根据权利要求5所述的方法，在将所述金属薄膜层中的金属完全氧
化或者部分氧化形成金属氧化物薄膜层的步骤之后，还包括对所述第二金属
氧化物薄膜层图形化的步骤。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述基板温度与环境温度
相同。
8.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第一金属薄膜层中的金属
为铝、钽、钛或它们任意两者或三者的合金。
9.根据权利要求4所述的方法，其中，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫梁臣，袁广才，徐晓光，王磊，彭俊彪，兰林锋，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，华南理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11