一种薄膜晶体管及其制作方法、阵列基板、显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种薄膜晶体管及其制作方法、阵列基板、显示装置，涉及显示技术领域，可有效提高薄膜晶体管在光照下的可靠性，进而提高显示装置的显示性能。其中，薄膜晶体管包括设于衬底基板的第一有源层，第一有源层由掺杂有金属元素的金属氧化物半导体材料形成，所掺杂的金属元素的化学活泼性高于金属氧化物半导体中的金属元素的化学活泼性。上述薄膜晶体管用于实现画面显示。

A thin film transistor and its manufacturing method, array substrate and display device

The present invention provides a thin film transistor array substrate and manufacturing method thereof, and display device, relates to the field of display technology, can effectively improve the reliability of thin film transistor under illumination, and then improve the performance of the display device. Among them, the first active layer of thin film transistor comprises a substrate, a first active layer by forming a metal oxide semiconductor material doped with metal elements, the chemical active metal element doped chemical reactivity is higher than that of metal elements in the metal oxide semiconductor. The thin film transistor is used to realize the display of the picture.

【技术实现步骤摘要】
一种薄膜晶体管及其制作方法、阵列基板、显示装置
本专利技术涉及显示
，尤其涉及一种薄膜晶体管及其制作方法、阵列基板、显示装置。
技术介绍
相较于非晶硅薄膜晶体管而言，氧化物薄膜晶体管具有高迁移率、良好的均匀性、低温工艺等优点，因此，基于氧化物薄膜晶体管的氧化物背板(Oxidebackplane，以下简称OxideBP)技术被普遍应用于实现高分辨率、高刷新频率、窄边框、低功耗的大尺寸有机发光二极管(OrganicLight-EmittingDiode，以下简称OLED)显示装置中。目前，虽然氧化物薄膜晶体管的开关特效已经得到了很大的提升，但是，由于氧化物薄膜晶体管的沟道材料的禁带宽度较小，氧化物薄膜晶体管在光照下的可靠性，例如负偏压温度光照稳定性(NegativeBiasTemperatureIlluminationStability，以下简称NBTIS)特性并不理想，这就势必会影响OLED显示装置所显示的画面的质量，即影响OLED显示装置的显示性能。
技术实现思路
本专利技术提供了一种薄膜晶体管及其制作方法、阵列基板、显示装置，可有效提高薄膜晶体管在光照下的可靠性，进而提高显示装置的显示性能。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术的第一方面提供了一种薄膜晶体管，包括设于衬底基板的第一有源层，所述第一有源层由掺杂有金属元素的金属氧化物半导体材料形成，所掺杂的金属元素的化学活泼性高于所述金属氧化物半导体中的金属元素的化学活泼性。在本专利技术所提供的薄膜晶体管中，包括由掺杂有金属元素的金属氧化物半导体材料形成的第一有源层，并且，所掺杂的金属元素的化学活泼性高于金属氧化物半导体中的金属元素的化学活泼性。基于金属氧化物半导体原理，在金属氧化物半导体中掺杂金属元素后，由于所掺杂的金属元素的化学活泼性高于金属氧化物半导体中的金属元素的化学活泼性，这样一来，就使得金属氧化物半导体中的氧元素向化学活泼性更强的金属元素附近移动，使得氧元素的电子密度分布向所掺杂的金属元素方向偏移，这样金属氧化物半导体中氧元素与金属元素的电子云重叠程度降低，结合能下降，使得导带底向高能端偏移。而由于价带位置保持不变，导带底向高能端偏移，这样就增大了导带底与价带顶之间的能量差，即增大了金属氧化物半导体的禁带宽度，而当金属氧化物半导体的禁带宽度增大后，在光照条件下，金属氧化物半导体材料基本不吸收可见光区域能量的光子，从而尽可能少的激发出电子-空穴对，进而提高薄膜晶体管的可靠性，如NBTIS特性，提高显示装置的显示性能。本专利技术的第二方面提供了一种薄膜晶体管的制作方法，所述薄膜晶体管的制作方法应用于如本专利技术的第一方面所述的薄膜晶体管中，所述薄膜晶体管的制作方法包括：提供一衬底基板；在所述衬底基板形成第一有源层，其中，所述第一有源层由掺杂有金属元素的金属氧化物半导体材料形成，所掺杂的金属元素的化学活泼性高于所述金属氧化物半导体中的金属元素的化学活泼性；在所述第一有源层背向所述衬底基板的表面形成第二有源层，其中，所述第二有源层由掺杂非金属元素的金属氧化物半导体材料形成，所掺杂的非金属元素的离子半径与氧的离子半径的差值在预设阈值范围内；在所述第二有源层背向所述第一有源层的表面的第三有源层，其中，所述第三有源层由n型掺杂的氧化物半导体材料形成。采用本专利技术所提供的薄膜晶体管的制作方法所制作的薄膜晶体管，包括由掺杂有金属元素的金属氧化物半导体材料形成的第一有源层、由掺杂非金属元素的金属氧化物半导体材料形成的第二有源层、以及由n型掺杂的氧化物半导体材料形成的第三有源层。对于第一有源层来说，在金属氧化物半导体中掺杂金属元素后，由于所掺杂的金属元素的化学活泼性高于金属氧化物半导体中的金属元素的化学活泼性，从而使得金属氧化物半导体中的氧元素向化学活泼性更强的金属元素附近移动，进而使得氧元素的电子密度分布向所掺杂的金属元素方向偏移，这样金属氧化物半导体中氧元素与金属元素的电子云重叠程度降低，结合能下降，使得导带底向高能端偏移，进而增大了导带底与价带顶之间的能量差，即增大了金属氧化物半导体的禁带宽度。当金属氧化物半导体的禁带宽度增大后，在光照条件下，金属氧化物半导体材料基本不吸收可见光区域能量的光子，从而尽可能少的激发出电子-空穴对，进而提高薄膜晶体管的可靠性，如NBTIS特性。对于第二有源层来说，由于在第二有源层中掺杂的非金属元素的离子半径与氧的离子半径的差值在预设阈值范围内，因此，所掺杂的非金属元素可以近似替代氧，减少氧化物薄膜晶体管中的氧空位的数量，使得氧化物薄膜晶体管的阈值电压向正方向漂移，得到合适数值的阈值电压。此外，氧空位数量的减少，还可进一步减少体缺陷密度，从而提高氧化物薄膜晶体管的亚阈特性和正偏压稳定性，进而提高薄膜晶体管的可靠性。对于第三有源层来说，由于第三有源层由n型掺杂的氧化物半导体材料形成，因此，第三有源层就具有较高载流子浓度，从而提高了薄膜晶体管的场效应迁移率和PBTS特性，进而提高了薄膜晶体管的可靠性。本专利技术的第三方面提供了阵列基板，包括如本专利技术的第一方面所述的薄膜晶体管。本专利技术所提供的阵列基板的有益效果与本专利技术的第一方面所提供的薄膜晶体管的有益效果相同，此处不再赘述。本专利技术的第四方面提供了显示装置，包括如本专利技术的第三方面所述的阵列基板。本专利技术所提供的显示装置的有益效果与本专利技术的第一方面所提供的薄膜晶体管的有益效果相同，此处不再赘述。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本专利技术实施例一所提供的薄膜晶体管的结构示意图一；图2为本专利技术实施例一所提供的薄膜晶体管的结构示意图二；图3为本专利技术实施例二所提供的薄膜晶体管的制作方法的流程图一；图4为本专利技术实施例二所提供的薄膜晶体管的制作方法的流程图二；图5为本专利技术实施例二所提供的薄膜晶体管的制作方法的流程图三。附图标记说明：1-衬底基板；2-第一有源层；3-第二有源层；4-第三有源层；5-栅极；6-栅极绝缘层；7-层间绝缘层；8-源极；9-漏极；10-遮光层；11-缓冲层。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本专利技术保护的范围。实施例一如图1所示，本实施例提供了一种薄膜晶体管，该薄膜晶体管包括设于衬底基板1的第一有源层2。其中，第一有源层2由掺杂有金属元素的金属氧化物半导体材料形成，所掺杂的金属元素的化学活泼性高于金属氧化物半导体中的金属元素的化学活泼性。在本实施例所提供的薄膜晶体管中，包括由掺杂有金属元素的金属氧化物半导体材料形成的第一有源层2，并且，所掺杂的金属元素的化学活泼性高于金属氧化物半导体中的金属元素的化学活泼性。基于金属氧化物半导体原理，在金属氧化物半导体中掺杂金属元素后，由于所掺杂的金属元本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄膜晶体管，其特征在于，包括设于衬底基板的第一有源层，所述第一有源层由掺杂有金属元素的金属氧化物半导体材料形成，所掺杂的金属元素的化学活泼性高于所述金属氧化物半导体中的金属元素的化学活泼性。

【技术特征摘要】
1.一种薄膜晶体管，其特征在于，包括设于衬底基板的第一有源层，所述第一有源层由掺杂有金属元素的金属氧化物半导体材料形成，所掺杂的金属元素的化学活泼性高于所述金属氧化物半导体中的金属元素的化学活泼性。2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所掺杂的金属元素为镁。3.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述薄膜晶体管还包括设在所述第一有源层背向所述衬底基板的表面的第二有源层，所述第二有源层由掺杂有非金属元素的金属氧化物半导体材料形成，其中，所掺杂的非金属元素的离子半径与氧的离子半径的差值在预设阈值范围内。4.根据权利要求3所述的薄膜晶体管，其特征在于，所掺杂的非金属元素为氮。5.根据权利要求3所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述薄膜晶体管还包括设在所述第二有源层背向所述第一有源层的表面的第三有源层，所述第三有源层由n型掺杂的氧化物半导体材料形成。6.根据权利要求1～5任一项所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述金属氧化物半导体材料为铟镓锌氧化物半导体材料或氧化锌基半导体材料。7.根据权利要求5所述的薄膜晶体管，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋振，王国英，
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