薄膜晶体管、阵列基板和显示面板制造技术

本实用新型专利技术实施例公开了一种薄膜晶体管、阵列基板和显示面板。该薄膜晶体管包括：有源层，所述有源层包括沟道区；栅绝缘层，位于所述有源层的一侧；所述栅绝缘层包括层叠设置的至少两层栅绝缘介质层，所述栅绝缘层包括凹槽，所述凹槽在所述有源层上的垂直投影与所述有源层的沟道区交叠；栅电极层，位于所述栅绝缘层远离所述有源层的一侧；部分所述栅电极层位于所述凹槽外，位于所述凹槽外的所述栅电极层与所述有源层之间的距离为第一距离，另一部分所述栅电极层位于所述凹槽内，位于所述凹槽内的所述栅电极层与所述有源层的距离为第二距离，所述第一距离大于所述第二距离。与现有技术相比，本实用新型专利技术实施例减小了薄膜晶体管的关态电流。

Thin film transistor, array substrate and display panel

【技术实现步骤摘要】
薄膜晶体管、阵列基板和显示面板
本技术实施例涉及显示
，尤其涉及一种薄膜晶体管、阵列基板和显示面板。
技术介绍
随着显示技术的不断发展，显示面板得到了越来越广泛的应用，人们对显示面板的要求也越来越高。其中，显示面板的低功耗和稳定性成为评价显示面板性能的重要指标。现有的显示面板的显示由阵列基板上的驱动阵列提供驱动信号，阵列基板上设置有数量众多的薄膜晶体管(ThinFilmTransistor，TFT)，TFT的性能对显示面板的功耗和稳定性起到了决定性的作用。然而，现有的TFT存在关态电流较大的问题，影响了显示面板的功耗和稳定性。
技术实现思路
本技术实施例提供一种薄膜晶体管、阵列基板和显示面板，以减小TFT的关态电流。为实现上述技术目的，本技术实施例提供了如下技术方案：一种薄膜晶体管，包括：有源层，所述有源层包括沟道区；栅绝缘层，位于所述有源层的一侧；所述栅绝缘层包括层叠设置的至少两层栅绝缘介质层，所述栅绝缘层包括凹槽；栅电极层，位于所述栅绝缘层远离所述有源层的一侧；部分所述栅电极层位于所述凹槽外，位于所述凹槽外的所述栅电极层与所述有源层之间的距离为第一距离，另一部分所述栅电极层位于所述凹槽内，位于所述凹槽内的所述栅电极层与所述有源层的距离为第二距离，所述第一距离大于所述第二距离。从上述技术方案可以看出，本技术实施例设置部分栅电极层位于栅绝缘层的凹槽内，使得栅电极层也形成一凹槽结构。其中，栅电极层的中间部分与有源层的距离较近，两者之间产生的电场强度较强，定义为强电场区；栅电极层的两侧与有源层的距离较远，两者之间产生的电场强度较弱，定义为弱电场区。当TFT在截止状态时，栅电极层两侧的弱电场区可有效阻止载流子(电子或空穴)的传输路径，从而减少TFT的漏电流。由于多晶硅晶界中的缺陷态会释放大量的电子或空穴，造成低温多晶硅TFT相比于其他类型的TFT具有较大的关态电流(漏电流)，本技术实施例提供的TFT的栅电极层两侧的弱电场区有利于阻止这些电子或空穴的传输，从而减小TFT的关态电流。本技术实施例提供的TFT除了具有减小关态电流的有益效果之外，还可以具有以下有益效果：第一方面，由于栅绝缘层包括至少两层栅绝缘介质层，栅电极层和有源层之间的介质材料包括至少两种，因此，强电场区的栅绝缘介质层和弱电场区的栅绝缘介质层不仅厚度不同，其材料也不同。具体地，强电场区的栅绝缘介质层的材料可以包括介电常数较大的材料，例如High-K，以增强TFT的栅电极的控制力；弱电场区的栅绝缘介质层的材料可以包括介电常数较小的材料，例如氧化硅或氮化硅，以进一步抑制TFT的关态电流。第二方面，由于栅绝缘层包括至少两层栅绝缘介质层，可以在至少两层栅绝缘介质层中的任意一层设置一凹槽，因此，只需刻蚀栅绝缘介质层中的一层即可形成栅绝缘层上的凹槽，以使栅绝缘层整体包括凹槽，而其他的栅绝缘介质层无需进行刻蚀，有利于减少刻蚀对栅绝缘层的影响。进一步地，所述至少两层栅绝缘介质层包括：第一栅绝缘介质层和第二栅绝缘介质层；所述第一栅绝缘介质层位于所述有源层和所述第二栅绝缘介质层之间，所述第二栅绝缘介质层设置有第一凹槽，部分所述栅电极层位于所述第一凹槽内。其中，只需对第二栅绝缘介质层进行刻蚀，而无需刻蚀第一栅绝缘介质层，有利于第一栅绝缘介质层选择性能较好且对刻蚀工艺比较敏感的材料，例如High-K。进一步地，所述至少两层栅绝缘介质层包括：第一栅绝缘介质层和第二栅绝缘介质层；所述第二栅绝缘介质层位于所述有源层和所述第一栅绝缘介质层之间，所述第二栅绝缘介质层设置有第二凹槽，部分所述第一栅绝缘介质层位于所述第二凹槽。其中，只需对第二栅绝缘介质层进行刻蚀，而无需刻蚀第一栅绝缘介质层，有利于第一栅绝缘介质层选择性能较好且对刻蚀工艺比较敏感的材料，例如High-K。进一步地，所述第一栅绝缘介质层的介电常数大于所述第二栅绝缘介质层的介电常数。其中，High-K的介电常数大，第一栅绝缘介质层可以设置为High-K材料，使得栅电极层和有源层之间形成的电容较大。然而，High-K现在的工艺还不太成熟，对High-K做刻蚀会破坏High-K的性能。本技术实施方式的栅绝缘层中包括未被刻蚀的第一栅绝缘介质层，因此，第一栅绝缘介质层的材料选择范围更广，可以选择介电常数较大的High-K材料。这样设置，栅电极层和有源层之间形成的电容大，更有利于栅电极层对有源层的控制，从而有利于提升TFT的性能。另外，SiOx和SiNx的介电常数较小，刻蚀工艺较为成熟，对SiOx和SiNx进行刻蚀对其性能影响较小，因此，被刻蚀的第二栅绝缘介质层可以选择SiOx或SiNx材料。进一步地，所述第二栅绝缘介质层的厚度与所述第一栅绝缘介质层的厚度比为α，0＜α＜0.5。其中，第二栅绝缘介质层的厚度决定了弱电场区相比于强电场区的电场强度减弱的程度，第二栅绝缘层的厚度越厚，弱电场区的强度减弱的越多，TFT的关态电流越小，然而，会削弱栅电极层对TFT的控制能力，导致开关TFT的开启速度变慢，或者导致驱动TFT的驱动电流变小；第二栅绝缘层的厚度越薄，弱电场区的强度减弱的越少，栅极对TFT的控制力越强，然而，TFT的关态电流越大。在本技术实施方式中，设置第二栅绝缘介质层的厚度与第一栅绝缘介质层的厚度比介于0和0.5之间，有利于在确保栅极对TFT的控制力的基础上，减小TFT的关态电流。进一步地，所述凹槽的面积与所述沟道区的面积比为β，0.65＜β＜0.95。其中，由于凹槽的面积与沟道区的面积比决定了强电场区和弱电场区的面积比，凹槽与沟道区的面积比越小，弱电场区所占的面积比例越大，TFT的关态电流越小，然而，会削弱栅电极层对TFT的控制能力，导致开关TFT的开启速度变慢，或者导致驱动TFT的驱动电流变小，本实施方式设置凹槽的面积与沟道区的面积比介于0.65和0.95之间，有利于在确保栅极对TFT的控制力的基础上，减小TFT的关态电流。进一步地，所述薄膜晶体管为顶栅结构。进一步地，所述薄膜晶体管为底栅结构；所述薄膜晶体管还包括缓冲层，所述缓冲层位于所述栅电极层远离所述有源层的一侧；所述缓冲层包括凸起；部分所述栅电极层位于所述凸起边缘，位于所述凸起边缘的所述栅电极层与所述有源层之间的距离为第三距离，另一部分所述栅电极层位于所述凸起顶部，位于所述凸起顶部的所述栅电极层距离所述有源层之间的距离为第四距离，所述第三距离大于所述第四距离。相应地，本技术还提供了一种阵列基板，包括：衬底和位于所述衬底上的如本技术任意实施例所述的薄膜晶体管。相应地，本技术还提供了一种显示面板，包括：如本技术任意实施例所述的阵列基板。本技术实施例设置部分栅电极层位于栅绝缘层的凹槽内，使得栅电极层也形成一凹槽结构，栅电极层的不同位置与有源层之间的距离不等，栅电极层的凹槽顶部(栅电极层的两侧)与有源层之间的距离为第一距离d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有源层，所述有源层包括沟道区；/n栅绝缘层，位于所述有源层的一侧；所述栅绝缘层包括层叠设置的至少两层栅绝缘介质层，所述栅绝缘层包括凹槽；/n栅电极层，位于所述栅绝缘层远离所述有源层的一侧；部分所述栅电极层位于所述凹槽外，位于所述凹槽外的所述栅电极层与所述有源层之间的距离为第一距离，另一部分所述栅电极层位于所述凹槽内，位于所述凹槽内的所述栅电极层与所述有源层的距离为第二距离，所述第一距离大于所述第二距离。/n

【技术特征摘要】
1.一种薄膜晶体管，其特征在于，包括：
有源层，所述有源层包括沟道区；
栅绝缘层，位于所述有源层的一侧；所述栅绝缘层包括层叠设置的至少两层栅绝缘介质层，所述栅绝缘层包括凹槽；
栅电极层，位于所述栅绝缘层远离所述有源层的一侧；部分所述栅电极层位于所述凹槽外，位于所述凹槽外的所述栅电极层与所述有源层之间的距离为第一距离，另一部分所述栅电极层位于所述凹槽内，位于所述凹槽内的所述栅电极层与所述有源层的距离为第二距离，所述第一距离大于所述第二距离。


2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述至少两层栅绝缘介质层包括：第一栅绝缘介质层和第二栅绝缘介质层；
所述第一栅绝缘介质层位于所述有源层和所述第二栅绝缘介质层之间，所述第二栅绝缘介质层设置有第一凹槽，部分所述栅电极层位于所述第一凹槽内。


3.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述至少两层栅绝缘介质层包括：第一栅绝缘介质层和第二栅绝缘介质层；
所述第二栅绝缘介质层位于所述有源层和所述第一栅绝缘介质层之间，所述第二栅绝缘介质层设置有第二凹槽，部分所述第一栅绝缘介质层位于所述第二凹槽。


4.根据权利要求2或3所述的薄膜晶体管，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈闯，顾维杰，李胜斌，
申请(专利权)人：云谷固安科技有限公司，
类型：新型
国别省市：河北;13