非遮光型薄膜晶体管、阵列基板及显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及薄膜晶体管技术领域，提供了一种非遮光型薄膜晶体管以及包括该非遮光型薄膜晶体管的阵列基板和显示装置。该薄膜晶体管结构为非遮光型底栅结构，其有源层由微晶硅有源层和非晶硅有源层两层构成；微晶硅有源层设置在栅绝缘层的上方，且其与源极和漏极相对应的两个区域分别伸出于栅极；非晶硅有源层仅存在于被栅电极遮挡的源极和漏极之间；这两层有源层薄膜的厚度可自由分配，微晶硅有源层可设置得尽量薄些，非晶硅有源层可设置得相对厚些，由此能够有效抑制背光照射下导致的关态电流上升，且能够提高TFT器件的迁移率和开态电流，增大开态电流与关态电流之比。

Non shading type thin film transistor, array substrate and display device

The invention relates to the technical field of thin film transistors, and provides a non shading type thin film transistor and an array substrate and a display device including the same. The thin film transistor structure is non shading type bottom gate structure, the active layer is composed of microcrystalline silicon active layer and amorphous silicon active layer two layer; microcrystalline silicon active layer disposed on the gate insulating layer above the source and drain regions corresponding to the two pole respectively extend out of the gate; amorphous silicon the active layer only exists in the gate electrode was blocked between source and drain; the two layer active layer thickness of the film free distribution, microcrystalline silicon active layer can be set as thin, amorphous silicon active layer can be set to be relatively thick, which can effectively suppress the off state current under backlight illumination caused rise, and can improve the rate of migration of TFT devices and on state current, increasing the on state current and off state current ratio.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及薄膜晶体管
，特别提供了一种非遮光型薄膜晶体管、阵列基板及显示装置。
技术介绍
如图1所示，薄膜晶体管器件(ThinFilmTransistor，TFT)本身的漏电流导电机制主要是沟道热离子发射形成的空穴电流，还有光照下产生的漏电流。在薄膜晶体管器件的工作环境中，既有来自背光源穿过衬底基板1的光照，也有来自外界的光照，形成的反射光和杂散光在有源层4中形成光生载流子，即电子-空穴对，在外加电场作用下，电子往漏极7方向移动，空穴往源极6方向移动，从而形成空穴漏电流。在TFT-LCD中采用底栅结构的金属栅极2来阻挡来自背光源的光照。为了降低TFT的漏电流，可通过降低有源层4形成的空穴的输出效率或减少有源层4的光照接触面积来实现。而非遮光型结构TFT的源漏极7两侧的有源层4伸出栅极2，在TFT关态，源漏极7和栅极2之间隔着N+微晶硅层5、有源层4、空穴积累层、栅绝缘层3，沟道上的空穴积累层和N+微晶硅层5之间形成PN结，使得电流只能从空穴积累层往外流，而不能从外往内流，可以有效降低空穴的输出效率，但由于有源层4伸出栅极2，大大增加了有源层4的光照面积，使得光照漏电流增加。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术的目的是提供一种能够有效的降低光照漏电流，同时保证开态电流与关态电流之比不降反升的非遮光型薄膜晶体管、阵列基板和显示装置。(二)技术方案为实现上述目的，本专利技术提供了一种非遮光型薄膜晶体管，该非遮光型薄膜晶体管包括形成在衬底基板一侧的栅极、栅绝缘层、微晶硅有源层、非晶硅有源层、源极和漏极、钝化层；在垂直于所述衬底基板的方向上，所述微晶硅有源层探出于所述栅极，所述源极和漏极均延伸至所述栅极之内；所述非晶硅有源层形成于所述微晶硅有源层之上、并位于所述源极和漏极之间。优选的，所述微晶硅层与所述源极和漏极之间均隔设有N+微晶硅层。优选的，所述非晶硅有源层较所述微晶硅有源层厚。优选的，所述微晶硅有源层的厚度为30nm～50nm。优选的，所述微晶硅有源层由内至外依次包括厚度为20nm～30nm晶化率为70％～80％的第一微晶硅薄膜层、厚度为10nm～20nm晶化率为60％～70％的第二微晶硅薄膜层和厚度为10nm～20nm晶化率为50％～60％的第三微晶硅薄膜。优选的，所述非晶硅有源层的厚度为40nm～60nm。优选的，在所述微晶硅有源层与所述非晶硅有源层之间设有过渡层，所述过渡层为厚度为10nm～20nm晶化率为40％～50％的膜层。优选的，所述栅绝缘层的主要材质为SiNx优选的，所述栅绝缘层的厚度为350nm～450nm。优选的，还包括钝化层，所述钝化层包覆在所述源极、漏极和非晶硅有源层之外。优选的，所述钝化层的材质为SiNx。优选的，所述钝化层的厚度为400nm～600nm。本专利技术还提供了一种阵列基板，该阵列基板包括如上所述的非遮光型薄膜晶体管。本专利技术还提供了一种显示装置，该显示装置包括如上所述的非遮光型薄膜晶体管。(三)有益效果本专利技术提供的一种薄膜晶体管以及包括该晶体管的阵列基板和显示装置，该薄膜晶体管结构为非遮光型底栅结构，其有源层由微晶硅有源层和非晶硅有源层两层构成；微晶硅有源层设置在栅绝缘层的上方，且其与源极和漏极相对应的两个区域分别伸出于栅极；非晶硅有源层仅存在于被栅电极遮挡的源极和漏极之间，这两层有源层薄膜的厚度可自由分配，微晶硅有源层可设置得尽量薄些，非晶硅有源层可设置得相对厚些，由此能够有效抑制背光照射下导致的关态电流上升，且能够提高TFT器件的迁移率和开态电流，增大开态电流与关态电流之比。附图说明图1是现有技术中的一种非遮光型薄膜晶体管的示意图。图2是本专利技术实施例的一种非遮光型薄膜晶体管的示意图。附图标记：1、衬底基板；2、栅极；3、栅绝缘层；4、有源层；41、微晶硅有源层；42、非晶硅有源层；5、N+微晶硅层；6、源极；7、漏极；8、钝化层。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。如图2所示，本专利技术实施例提供的一种非遮光型薄膜晶体管，包括形成在衬底基板1一侧的栅极2、在栅极2之上形成的栅绝缘层3、在栅绝缘层3之上形成的微晶硅有源层41和N+微晶硅层5、在N+微晶硅层5之上形成的源极6和漏极7以及非晶硅有源层42；在垂直于衬底基板1的方向上，微晶硅有源层41的两端分别探出于栅极2，源极6和漏极7均延伸至栅极2之内；非晶硅有源层42形成于微晶硅有源层41之上、并位于源极6和漏极7之间；其中，衬底基板1为玻璃基底；栅极2通电后在有源层上感应产生空穴积累层；N+微晶硅层5用于与空穴积累层之间形成PN结，使得电流只能从空穴积累层往外流，而不能从外往内流，可以有效降低空穴的输出效率。由上可知，本专利技术的薄膜晶体管的有源层由微晶硅有源层41和非晶硅有源层42两层构成，微晶硅有源层41设置在栅绝缘层3的上方，且其与源极6和漏极7相对应的两个区域分别伸出于栅极2；非晶硅有源层42仅存在于被栅极2遮挡的源极6和漏极7之间，这两层有源层薄膜的厚度可自由分配，微晶硅有源层41可设置得尽量薄些，非晶硅有源层42可设置得相对厚些，见光区有源层薄膜的厚度在显著减小后，能够降低光照漏电流；栅电极遮挡区仅仅位于源漏电极之间的有源层的膜厚优化及界面优化，能够减小背沟道漏电流，确保开态电流与关态电流之比不降低；前沟道有源层为微晶硅薄膜，器件迁移率增大，可提升开态电流。其中，非晶硅有源层42优选较微晶硅有源层41厚；具体的，非晶硅有源层42的厚度优选为40nm～60nm，而微晶硅有源层41的厚度优选为30nm～50nm，较厚的非晶硅有源层42保证了载流子通过的沟道厚度，这样微晶硅有源层41就可以设置得尽量薄，以减少光生载流子的产生。厚度为30nm～50nm的微晶硅有源层41由内至外依次包括厚度为20nm～30nm晶化率为7本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非遮光型薄膜晶体管，其特征在于，包括形成在衬底基板一侧的栅极、栅绝缘层、微晶硅有源层、非晶硅有源层、源极和漏极、钝化层；在垂直于所述衬底基板的方向上，所述微晶硅有源层探出于所述栅极，所述源极和漏极均延伸至所述栅极之内；所述非晶硅有源层形成于所述微晶硅有源层之上、并位于所述源极和漏极之间。

【技术特征摘要】
1.一种非遮光型薄膜晶体管，其特征在于，包括形成在衬底基板一侧的栅极、栅绝缘层、微晶硅有源层、非晶硅有源层、源极和漏极、钝化层；在垂直于所述衬底基板的方向上，所述微晶硅有源层探出于所述栅极，所述源极和漏极均延伸至所述栅极之内；所述非晶硅有源层形成于所述微晶硅有源层之上、并位于所述源极和漏极之间。
2.根据权利要求1所述的非遮光型薄膜晶体管，其特征在于，所述微晶硅层与所述源极和漏极之间均隔设有N+微晶硅层。
3.根据权利要求1所述的非遮光型薄膜晶体管，其特征在于，所述非晶硅有源层较所述微晶硅有源层厚。
4.据权利要求1所述的非遮光型薄膜晶体管，其特征在于，所述微晶硅有源层的厚度为30nm～50nm。
5.根据权利要求4所述的非遮光型薄膜晶体管，其特征在于，所述微晶硅有源层由内至外依次包括厚度为20nm～30nm晶化率为70％～80％的第一微晶硅薄膜层、厚度为10nm～20nm晶化率为60％～70％的第二微晶硅薄膜层和厚度为10nm～20nm晶化率为50％～60％的第三微晶硅薄膜层。
6.根据权利要求1所述的非遮光型薄膜晶体管，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：邸云萍，
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