一种非对称薄膜晶体管结构及其制备方法技术

本发明专利技术涉及显示器件的结构及其制备领域，尤其涉及一种非对称薄膜晶体管结构及其制备方法，通过对传统薄膜晶体管结构进行改善，在传统栅极线的靠近漏极的一侧制备第二栅极线，通过栅极互连线使传统方法的第一栅极线与第二栅极线连接，第一栅极线与第二栅极线共同构成栅极，且第二栅极线应用于Drain区易发漏电流位置，从而提升了氧化层厚度并减低了高电场处的浓度，以改善漏电流，同时可整合至MIM制程，具有较强的实用性。

Asymmetric thin film transistor structure and preparation method thereof

The present invention relates to a display device structure and its preparation field, especially relates to an asymmetric structure of thin film transistor and a preparation method thereof, by improving on the traditional structure of thin film transistor, in the traditional gate line near the drain side of the preparation of the second gate line, a first gate line, the traditional method is connected to the second gate lines through the gate the interconnection line, first and second gate lines constitute the gate and the second gate line is applied to the Drain region is prone to leakage current position, so as to enhance the thickness of the oxide layer and reducing the concentration of high electric field, in order to improve the leakage current, and can be integrated into the MIM process, with strong practicability.

【技术实现步骤摘要】
一种非对称薄膜晶体管结构及其制备方法
本专利技术涉及显示器件的结构及其制备领域，尤其涉及一种非对称薄膜晶体管结构及其制备方法。
技术介绍
薄膜晶体管(ThinFilmTransistor，简称TFT)，其半导体衬底上的半导体层通常包括源极区和漏极区及在源极区和漏极区之间的沟道区，在沟道区的上方制备有栅极结构，在薄膜晶体管的栅极上施加一导通电压，使得源极与漏极之间导通。但是，薄膜晶体管在关态模式下当有横向电场Vds时会在漏极区与沟道区接壤的区域产生漏电流，而且随着横向电场的增大，漏电流增加，当漏电流增大到一定程度将给薄膜晶体管带来一定的性能影响甚至使其损坏报废。因此，如何在保持薄膜晶体管性能的情况下减少甚至避免由于横向电场产生的漏电流对薄膜晶体管的影响成为本领域技术人员面临的一大难题。
技术实现思路
针对上述存在的问题，本专利技术提供了一种非对称薄膜晶体管结构，其中，该非对称薄膜晶体管结构包括半导体衬底、半导体层、第一栅绝缘层、第一栅极线、第二栅绝缘层、第二栅极线、介质层、保护层和栅极互连线，具体的，该技术方案具体为：一种非对称薄膜晶体管结构，包括：半导体层，包括源极区、漏极区及位于所述源极区和漏极区之间的沟道区；第一栅绝缘层，设置于所述半导体层上并覆盖部分所述沟道区；第一栅极线，设置于所述第一栅绝缘层之上；第二栅绝缘层，设置于所述半导体层上并覆盖所述第一栅极线；第二栅极线，设置于所述第二绝缘层之上，所述第二栅极线于第一方向上与部分所述第一栅极线和部分所述沟道区重叠；其中，所述第二栅极线于所述第一方向与所述沟道区重叠的区域和所述第一栅极线覆盖所述沟道区的区域相异，所述第二栅绝缘层包括一第一绝缘层开口，透过所述第一绝缘层开口使所述第一栅极线与一栅极互连线相接，其中所述栅极互连线亦与所述第二栅极线相接。优选的，还包括介质层，所述介质层覆盖所述第二栅极线和所述第二栅绝缘层，其中所述介质层包括一第一开口，所述第一开口与所述第一绝缘层开口相连。优选的，所述第二栅绝缘层还包括一第二绝缘层开口和一第三绝缘层开口，所述第二绝缘层开口和所述第三绝缘层开口分别暴露所述半导体层的所述源极区和所述漏极区。优选的，所述介质层还包括一第二开口和一第三开口，所述第二开口和所述第三开口分别与所述第二绝缘层开口和所述第三绝缘层开口相接。优选的，还包括源极互连线和漏极互连线，所述源极互连线和所述漏极互连线分别通过所述介质层的所述第二开口和所述第三开口，所述第二栅绝缘层的所述第二绝缘层开口和所述第三绝缘层开口与所述源极区和所述漏极区连接。优选的，所述半导体层为多晶硅层。优选的，所述第一栅绝缘层包括第一氧化硅层和第一氮化硅层，且所述第一氧化硅层设置于所述半导体层之上，所述第一氮化硅层覆盖所述第一氧化硅层。优选的，所述第一氧化硅层的厚度为650～750埃，所述第一氮化硅层的厚度为400～500埃。优选的，所述第二栅绝缘层的材质为氮化硅。优选的，所述第二栅绝缘层的厚度为900～1100埃。优选的，还包括一保护层，设置于所述介质层之上。一种非对称薄膜晶体管结构的制备方法，所述方法包括：提供一半导体衬底；于所述半导体衬底的上表面制备包括源极区、漏极区及位于所述源极区和漏极区之间的沟道区的半导体层；于所述半导体层上并覆盖部分所述沟道区制备第一栅绝缘层，在所述第一栅绝缘层之上制备第一栅极线；在所述第一栅极线上制备具有第一绝缘层开口、第二绝缘层开口和一第三绝缘层开口的第二栅绝缘层后，于所述第二绝缘层上制备第二栅极线，其中所述第二栅极线于第一方向上与部分所述第一栅极线和部分所述沟道区重叠，所述第二栅极线于所述第一方向与所述沟道区重叠的区域和所述第一栅极线覆盖所述沟道区的区域相异；其中，透过所述第一绝缘层开口使所述第一栅极线与一栅极互连线相接，所述栅极互连线还与所述第二栅极线相接，所述第二绝缘层开口和所述第三绝缘层开口分别暴露所述半导体层的所述源极区和所述漏极区。优选的，所述制备方法还包括：制备具有第一开口、第二开口和一第三开口的介质层覆盖所述第二栅极线和所述第二栅绝缘层，并使得所述第一开口与所述第一绝缘层开口相连；其中，所述第二开口和所述第三开口分别与所述第二绝缘层开口和所述第三绝缘层开口相接，源极互连线和漏极互连线分别通过所述第二开口和所述第三开口，所述第二栅绝缘层的所述第二绝缘层开口和所述第三绝缘层开口与所述源极区和所述漏极区连接；制备一保护层于所述介质层之上。优选的，所述制备第一绝缘层的方法还包括：制备第一氧化硅层于所述半导体层之上；制备第一氮化硅层覆盖所述第一氧化硅层。上述方案具有如下优点或者有益效果：本专利技术一种非对称薄膜晶体管结构及其制备方法，通过对在传统薄膜晶体管制备过程中，在传统栅极线的靠近漏极的一侧制备第二栅极线，通过栅极互连线使传统方法的第一栅极线与第二栅极线连接，第一栅极线与第二栅极线共同构成栅极，且第二栅极线应用于Drain区易发漏电流位置，从而提升了氧化层厚度并减低了高电场处的浓度，以改善漏电流，同时可整合至MIM制程，具有较强的实用性。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未可以按照比例绘制附图，重点在于示出本专利技术的主旨。图1是本专利技术非对称薄膜晶体管结构示意图；图2～10是本专利技术非对称薄膜晶体管结构的制备方法的流程结构示意图。具体实施方式下面根据具体的实施例及附图对本专利技术作进一步的说明，但是不作为本专利技术的限定。图1是本专利技术非对称薄膜晶体管结构的一实施例的结构示意图；如图1所示，一种非对称薄膜晶体管结构，包括衬底1，半导体层2，第一栅绝缘层4，第一栅极线6，第二栅绝缘层5，第二栅极线8，介质层12，保护层13，栅极互连线7，源极互连线10，漏极互连线9，栅极引脚13’，源极引脚17和漏极引脚14，其中：半导体层2，覆盖衬底1的上表面，且该半导体层2中还设置有源极区11、漏极区3及位于所述源极区11和漏极区3之间的沟道区15，优选的，本实施例中的半导体层可以为多晶硅，即半导体层可以为多晶硅层。第一栅绝缘层4，设置于半导体层2上并覆盖部分沟道区，作为本专利技术一个优选实施例，第一栅绝缘层4临近源极区11覆盖部分沟道区的上表面，即相对于漏极区3，第一栅绝缘层4更靠近源极区11。第一栅极线6，设置于第一栅绝缘层4之上，全覆盖第一栅绝缘层4的上表面。第二栅绝缘层5，覆盖第一栅极线6和第一栅绝缘层4暴露的表面，以及半导体层2暴露的上表面，其中，第一栅绝缘层4暴露的表面主要指第一栅绝缘层4的侧面。第二栅极线8，设置于所述第二绝缘层5之上，部分覆盖第二栅绝缘层5的上表面，第二栅极线8于第一方向上与部分第一栅极线6和部分沟道区重叠，第二栅极线8于第一方向与沟道区重叠的区域和第一栅极线6覆盖沟道区的区域相异，即第二栅极线8设置于沟道区第二区域15的正上方并延伸至部分第一栅极线6的上方，其中第一方向为各个膜层的叠层方向。进一步的，所述第二栅绝缘层5包括一第一绝缘层开口、第二绝缘层开口和一第三绝缘层开口，该第一绝缘层开口的作用在于透过第一绝缘层开口使第一栅极线6与一栅极互连线7相接，同时栅极互连线7也与第二栅极线8相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非对称薄膜晶体管结构，其特征在于，包括：半导体层，包括源极区、漏极区及位于所述源极区和漏极区之间的沟道区；第一栅绝缘层，设置于所述半导体层上并覆盖部分所述沟道区；第一栅极线，设置于所述第一栅绝缘层之上；第二栅绝缘层，设置于所述半导体层上并覆盖所述第一栅极线；第二栅极线，设置于所述第二绝缘层之上，所述第二栅极线于第一方向上与部分所述第一栅极线和部分所述沟道区重叠；其中，所述第二栅极线于所述第一方向与所述沟道区重叠的区域和所述第一栅极线覆盖所述沟道区的区域相异，所述第二栅绝缘层包括一第一绝缘层开口，透过所述第一绝缘层开口使所述第一栅极线与一栅极互连线相接，其中所述栅极互连线亦与所述第二栅极线相接。

【技术特征摘要】
1.一种非对称薄膜晶体管结构，其特征在于，包括：半导体层，包括源极区、漏极区及位于所述源极区和漏极区之间的沟道区；第一栅绝缘层，设置于所述半导体层上并覆盖部分所述沟道区；第一栅极线，设置于所述第一栅绝缘层之上；第二栅绝缘层，设置于所述半导体层上并覆盖所述第一栅极线；第二栅极线，设置于所述第二绝缘层之上，所述第二栅极线于第一方向上与部分所述第一栅极线和部分所述沟道区重叠；其中，所述第二栅极线于所述第一方向与所述沟道区重叠的区域和所述第一栅极线覆盖所述沟道区的区域相异，所述第二栅绝缘层包括一第一绝缘层开口，透过所述第一绝缘层开口使所述第一栅极线与一栅极互连线相接，其中所述栅极互连线亦与所述第二栅极线相接。2.如权利要求1所述的非对称薄膜晶体管结构，其特征在于，还包括介质层，所述介质层覆盖所述第二栅极线和所述第二栅绝缘层，其中所述介质层包括一第一开口，所述第一开口与所述第一绝缘层开口相连。3.如权利要求1所述的非对称薄膜晶体管结构，其特征在于，所述第二栅绝缘层还包括一第二绝缘层开口和一第三绝缘层开口，所述第二绝缘层开口和所述第三绝缘层开口分别暴露所述半导体层的所述源极区和所述漏极区。4.如权利要求3所述的非对称薄膜晶体管结构，其特征在于，所述介质层还包括一第二开口和一第三开口，所述第二开口和所述第三开口分别与所述第二绝缘层开口和所述第三绝缘层开口相接。5.如权利要求4所述的非对称薄膜晶体管结构，其特征在于，还包括源极互连线和漏极互连线，所述源极互连线和所述漏极互连线分别通过所述介质层的所述第二开口和所述第三开口，所述第二栅绝缘层的所述第二绝缘层开口和所述第三绝缘层开口与所述源极区和所述漏极区连接。6.如权利要求1所述的非对称薄膜晶体管结构，其特征在于，所述半导体层为多晶硅层。7.如权利要求1所述的非对称薄膜晶体管结构，其特征在于，所述第一栅绝缘层包括第一氧化硅层和第一氮化硅层，且所述第一氧化硅层设置于所述半导体层之上，所述第一氮化硅层覆盖所述第一氧化硅层。8.如权利要求7所述的非对称薄膜晶体管结构，其特征在于，所述第一氧化硅层...

【专利技术属性】
技术研发人员：左文霞，孙鲁男，严进嵘，
申请(专利权)人：上海和辉光电有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31