一种薄膜晶体管和显示面板制造技术

本发明专利技术公开一种薄膜晶体管和显示面板。薄膜晶体管包括衬底；位于衬底上层叠设置的半导体层、栅极绝缘层和栅极；半导体层包括接触设置的第一半导体层和第二半导体层，第二半导体层的载流子迁移率小于第一半导体层的载流子迁移率，半导体层包括沟道区以及位于沟道区两侧的源极区和漏极区；第一半导体层位于沟道区的部分与源极区之间设置有第一凹槽，和/或第一半导体层位于沟道区的部分与漏极区之间设置有第一凹槽；栅极绝缘层靠近栅极的表面对应第一凹槽的部分设有第二凹槽，第二凹槽内设有填充结构，构成填充结构的材料的介电常数大于栅极绝缘层的介电常数。本发明专利技术能够降低薄膜晶体管的漏电流及其阈值电压，提高薄膜晶体管的性能。

A thin film transistor and display panel

【技术实现步骤摘要】
一种薄膜晶体管和显示面板
本专利技术实施例涉及晶体管技术，尤其涉及一种薄膜晶体管和显示面板。
技术介绍
随着显示技术的发展，显示面板应用越来越广泛，所起到的作用也越来越大，显示面板的像素电路中包含多个薄膜晶体管，随着用户对显示面板显示效果的要求越来越高，相应地对薄膜晶体管的性能要求也越来越高。然而，现有的薄膜晶体管存在较大的漏电流，存在翘曲效应(Kinkeffect)，同时也导致显示面板存在flicker(闪烁)现象，显示面板的显示均一性较差，同时功耗也较高。
技术实现思路
本专利技术提供一种薄膜晶体管和显示面板，以减小薄膜晶体管的漏电流。第一方面，本专利技术实施例提供了一种薄膜晶体管，包括：衬底；位于所述衬底上层叠设置的半导体层、栅极绝缘层和栅极；所述半导体层包括接触设置的第一半导体层和第二半导体层，所述第二半导体层的载流子迁移率小于所述第一半导体层的载流子迁移率，所述半导体层包括沟道区以及位于所述沟道区两侧的源极区和漏极区，所述源极区和所述漏极区位于所述第一半导体层；所述第一半导体层位于所述沟道区的部分与所述源极区之间设置有第一凹槽，和/或所述第一半导体层位于所述沟道区的部分与所述漏极区之间设置有第一凹槽；所述栅极在所述衬底上的正投影覆盖所述第一凹槽及所述沟道区在所述衬底上的正投影，沿垂直于所述衬底的方向，所述栅极绝缘层靠近所述栅极的表面对应所述第一凹槽的部分设有第二凹槽，所述第二凹槽内设有填充结构，构成所述填充结构的材料的介电常数大于所述栅极绝缘层的介电常数。可选地，所述第二半导体层、所述第一半导体层及所述栅极绝缘层依次层叠于所述衬底上，所述第一凹槽内填充有所述栅极绝缘层材料。可选地，所述第一半导体层、所述第二半导体层及所述栅极绝缘层依次层叠于所述衬底上，所述第一凹槽内填充有所述第二半导体层材料。可选地，沿所述源极区、所述沟道区和所述漏极区的排列方向，所述第一凹槽的宽度小于所述沟道区的宽度。可选地，沿所述源极区、所述沟道区和所述漏极区的排列方向，所述第一凹槽的宽度小于或等于2μm。可选地，构成所述第二半导体层的材料包括金属氧化物半导体；优选地，构成所述第二半导体层的材料包括铟镓锌氧化物。可选地，沿垂直于所述衬底的方向，所述第二凹槽的厚度小于等于所述栅极绝缘层对应所述第一凹槽部分的厚度。可选地，所述第二凹槽的厚度等于所述栅极绝缘层对应所述第一凹槽部分的厚度。可选地，构成所述填充结构的材料包括氮化硅或金属氧化物。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种显示面板，包括多个像素驱动电路，每个所述像素驱动电路包括多个晶体管，至少一个所述晶体管为如第一方面所述的薄膜晶体管；优选地，所述像素驱动电路中的驱动晶体管为所述薄膜晶体管。本专利技术通过采用的薄膜晶体管的半导体层包括接触设置的第一半导体层和第二半导体层，第二半导体层的载流子迁移率小于第一半导体层的载流子迁移率；第一半导体层包括沟道区和分别位于沟道区两侧的源极区和漏极区，源极区和漏极区位于第一半导体层，第一半导体层位于沟道区的部分与源极区之间设置有第一凹槽，和/或第一半导体层位于沟道区的部分与漏极区之间设置有第一凹槽，当薄膜晶体管处于关态时，由于第一凹槽将沟道区和源极区以及漏极区隔断，电子无法直接在第一半导体层传输，而是通过第二半导体层传输，第二半导体层的载流子迁移率小于第一半导体层的载流子迁移率，降低了薄膜晶体管的关态电流，即降低了薄膜晶体管的漏电流，提升薄膜晶体管的性能。同时，栅极绝缘层靠近栅极的表面对应第一凹槽的部分设有第二凹槽，第二凹槽内设有填充结构，构成填充结构的材料的介电常数大于栅极绝缘层的介电常数，还能够降低薄膜晶体管的阈值电压，提升薄膜晶体管的性能。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种薄膜晶体管的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的又一种薄膜晶体管的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的又一种薄膜晶体管的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的又一种薄膜晶体管的结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的又一种薄膜晶体管的结构示意图；图6为本专利技术实施例提供的又一种薄膜晶体管的结构示意图；图7为本专利技术实施例提供的又一种薄膜晶体管的结构示意图；图8为本专利技术实施例提供的又一种薄膜晶体管的结构示意图；图9为本专利技术实施例提供的一种显示面板的结构示意图；图10为本专利技术实施例提供的一种像素驱动电路的电路结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。正如
技术介绍
中提到的现有的薄膜晶体管存在较大的漏电流问题，专利技术人经过仔细研究发现，产生此技术问题的原因在于：现有的薄膜晶体管一般为LTPS(LowTemperaturePoly-silicon，低温多晶硅)器件，LTPS具有较高的电子迁移率，但是在关态时漏电流较大，薄膜晶体管的输出特性曲线存在翘曲现象，也即翘曲效应；同时，也会造成采用该薄膜晶体管的显示面板上一帧的画面将会有一部分残留至下一帧画面，产生闪烁现象，即flicker现象，影响显示面板的显示效果。基于上述技术问题，本专利技术提出如下解决方案：图1为本专利技术实施例提供一种薄膜晶体管的结构示意图，参考图1，薄膜晶体管包括衬底101；位于衬底上层叠设置的半导体层、栅极绝缘层103和栅极104；半导体层包括接触设置的第一半导体层和第二半导体层1021，第二半导体层1021的载流子迁移率小于第一半导体层的载流子迁移率，半导体层包括沟道区以及位于沟道区两侧的源极区1023和漏极区1024，源极区1023和漏极区1024位于第一半导体层；第一半导体层位于沟道区的部分1022与源极区1023之间设置有第一凹槽201，和/或，第一半导体层位于沟道区的部分1022与漏极区1024之间设置有第一凹槽201。具体地，衬底101可采用玻璃衬底、聚合物衬底或者柔性材料衬底等。第一半导体层的材料可为LTPS，第一半导体层位于沟道区的部分1022可为未掺杂的LTPS，而源极区1023和漏极区1024均可为N型重掺杂的LTPS，具体可先制作一层LTPS，然后再对LTPS的一部分进行N型重掺杂，从而形成源极区1023和漏极区1024，再在LTPS上刻蚀出第一凹槽201以形成第一半导体层；或者，也可以制作完整层的LTPS后，先刻蚀第一凹槽201，接着再对LTPS的一部分进行N型重掺杂以形成源极区1023和漏极区1024，也即形成第一半导体层。LTPS材料的电子迁移率较高，电子直接在第一半导体层(LTPS)上传输时，会产生较大的关态电流，通过在第一半导体层位于沟道区的部分1022与源极区1023及漏极区1024中的至少一个之间设置第一凹槽201，阻断电子直接在第一半导体层上的传输通道，即电子无法直接在源极区1023、漏极区102本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄膜晶体管，其特征在于，包括：/n衬底；/n位于所述衬底上层叠设置的半导体层、栅极绝缘层和栅极；/n所述半导体层包括接触设置的第一半导体层和第二半导体层，所述第二半导体层的载流子迁移率小于所述第一半导体层的载流子迁移率，所述半导体层包括沟道区以及位于所述沟道区两侧的源极区和漏极区，所述源极区和所述漏极区位于所述第一半导体层；/n所述第一半导体层位于所述沟道区的部分与所述源极区之间设置有第一凹槽，和/或所述第一半导体层位于所述沟道区的部分与所述漏极区之间设置有第一凹槽；/n所述栅极在所述衬底上的正投影覆盖所述第一凹槽及所述沟道区在所述衬底上的正投影，沿垂直于所述衬底的方向，所述栅极绝缘层靠近所述栅极的表面对应所述第一凹槽的部分设有第二凹槽，所述第二凹槽内设有填充结构，构成所述填充结构的材料的介电常数大于所述栅极绝缘层的介电常数。/n

【技术特征摘要】
1.一种薄膜晶体管，其特征在于，包括：
衬底；
位于所述衬底上层叠设置的半导体层、栅极绝缘层和栅极；
所述半导体层包括接触设置的第一半导体层和第二半导体层，所述第二半导体层的载流子迁移率小于所述第一半导体层的载流子迁移率，所述半导体层包括沟道区以及位于所述沟道区两侧的源极区和漏极区，所述源极区和所述漏极区位于所述第一半导体层；
所述第一半导体层位于所述沟道区的部分与所述源极区之间设置有第一凹槽，和/或所述第一半导体层位于所述沟道区的部分与所述漏极区之间设置有第一凹槽；
所述栅极在所述衬底上的正投影覆盖所述第一凹槽及所述沟道区在所述衬底上的正投影，沿垂直于所述衬底的方向，所述栅极绝缘层靠近所述栅极的表面对应所述第一凹槽的部分设有第二凹槽，所述第二凹槽内设有填充结构，构成所述填充结构的材料的介电常数大于所述栅极绝缘层的介电常数。


2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述第二半导体层、所述第一半导体层及所述栅极绝缘层依次层叠于所述衬底上，所述第一凹槽内填充有所述栅极绝缘层材料。


3.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述第一半导体层、所述第二半导体层及所述栅极绝缘层依次层叠于所述衬底上，所述第一凹槽内填充有所述第二半导体层材料。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王东平，胡诗犇，童晓阳，胡思明，韩珍珍，
申请(专利权)人：昆山国显光电有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32