一种氧化物TFT及其制造方法技术

一种氧化物TFT，包括设置在基板上的栅极、栅绝缘层、有源层、源极和漏极，所述栅极、栅绝缘层、有源层、源极和漏极呈交错型或共面型的底栅结构布置，所述有源层具有与源极和漏极接触的接触端部，所述有源层为含有铟元素的氧化物半导体层，所述源极和漏极均由含铟的合金薄膜图形化而成。这种氧化物TFT的有源层与源极和漏极的接触端部可有效地被导体化，且不会影响有源层的沟道部位。响有源层的沟道部位。响有源层的沟道部位。

【技术实现步骤摘要】
一种氧化物TFT及其制造方法


[0001]本专利技术涉及一种氧化物TFT及其制造方法，属显示


技术介绍

[0002]氧化物TFT(薄膜晶体管)为采用IGZO等氧化物半导体膜层作为有源层的TFT器件。由于氧化物半导体的载流子迁移率高、导通电流大，故氧化物TFT适合用在充放电流较大的高分辨率、高刷新率TFT显示器中，以及用在以电流驱动为主的OLED显示屏和micro
‑
LED显示器中。
[0003]氧化物TFT一般采用底栅结构，其栅极及栅绝缘层设置在有源层底部，而源极和漏极一般与有源层膜块的两个端部形成接触，当源极和漏极垫设在上述接触端部的之下时为共面型结构，而当源极和漏极覆盖在上述接触端部之上时为交错型结构。由于有源层在一般状态下呈现为高绝缘性，因而在氧化物TFT的制造过程中，需预先将有源层的上述接触端部转变为导体，其一般是对接触端部实施离子注入、强紫外辐照等方法来实现的，上述方法在工艺上往往很难控制，其会影响到有源层的沟道部位(即源极和漏极之间的有源层区域)而使TFT器件的稳定性变差。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的为提供一种氧化物TFT及其制造方法，其有源层与源极和漏极的接触端部可有效地被导体化，且不会影响有源层的沟道部位，所采用的技术方案如下：一种氧化物TFT，包括设置在基板上的栅极、栅绝缘层、有源层、源极和漏极，所述栅极、栅绝缘层、有源层、源极和漏极呈交错型或共面型的底栅结构布置，所述有源层具有与源极和漏极接触的接触端部，其特征在于：所述有源层为含有铟元素的氧化物半导体层，所述源极和漏极均由含铟的合金薄膜图形化而成。
[0005]由此，在所述氧化物TFT中，源极和漏极均由含铟的合金薄膜图形化而成，源极和漏极中的铟原子扩散到有源层的接触端部中，其使得接触端部的铟元素浓度高于其他部位，其被掺杂为导体。
[0006]具体地，在所述氧化物TFT中，栅极为设置在基板(一般为玻璃基板)表面的金属电极，其可由钼、铝、铬等金属或合金的单层或多层薄膜(栅极金属层)图形化(光刻)而成，其厚度一般为200
〜
300 nm。
[0007]所述栅绝缘层覆盖栅极，其可为无机绝缘材料(如Al2O3、Si3N4、SiO2、HfO2)的膜层，其厚度一般为200
〜
500 nm。
[0008]所述有源层设置在栅绝缘层的外表面，其为厚度约50
〜
100nm的非晶态氧化物半导体薄膜，有源层一般通过光刻等工艺图形化为处于栅极之上的膜块。具体地，所述有源层可以是IGZO(氧化铟镓锌)薄膜，或是其他包含氧化铟的四元氧化物薄膜，如除氧化铟之外还包括氧化锡、氧化锌、氧化镓中的任意两种氧化物的氧化物薄膜。一般地，除了与源极和漏极的接触端部之外，有源层的金属元素与氧元素符合化学计量比因而呈高阻态，优选其
表面电阻超过10
10
Ω。
[0009]所述源极和漏极由含铟的合金薄膜图形化而成，其容易通过磁控溅射等真空沉积工艺进行镀膜，并光刻形成所需的图案(包括源极、漏极及其连出线路的图案)。当TFT被设计为共面型结构时，源极和漏极垫设在有源层的两个接触端部的之下；而当TFT被设计为交错型结构时，源极和漏极覆盖在有源层的两个接触端部之上。源极和漏极一般对向地搭接在有源层沟道部位的两端，其与有源层构成可由栅极电压控制通断的导电通道。
[0010]优选所述源极和漏极为铜铟合金薄膜，铜铟合金薄膜具有较好的导电性，且容易通过磁控溅射进行制作，也容易通过光刻工艺实现图形化。更优选在所述铜铟合金薄膜中，铟元素的质量比不少于1%，尤其是在所述铜铟合金薄膜中，铟元素的质量比为1.8%～2.2%。由此其铟元素可有效地扩散到有源层的接触端部中，实现对接触端部的高浓度掺杂而使其导体化。
[0011]也可优选所述源极和漏极由掺杂氧化铟的钼合金薄膜图形化而成。掺氧化铟的钼合金薄膜也具有良好的导电性，且也容易通过磁控溅射技术进行制作并进行光刻图形化。进一步优选地，在所述钼合金薄膜中，氧化铟的质量比不少于2%，更进一步优选地，在所述钼合金薄膜中，氧化铟的质量比为4%～6%，由此能保证铟元素可以有效地扩散到有源层的接触端部中，实现对接触端部有源层的高浓度掺杂而使其导体化。
[0012]由此，在这种氧化物TFT中，源极和漏极均由含铟的合金薄膜图形化而成，源极和漏极中的铟原子可扩散到有源层的接触端部中而使得接触端部的铟元素浓度高于其他部位，由此改变了其化学计量比而形成局部掺杂，使得接触端部被导体化。在这种氧化物TFT中，有源层的接触端部无需通过离子注入、强紫外辐照等方法来进行导体化，不会影响到有源层沟道部位而使TFT器件的稳定性变差。
[0013]本专利技术还提供上述氧化物TFT的两种制造方法，其第一种制造方法的步骤如下：步骤一、提供一玻璃基板，在其一个面上镀栅极金属层并图形化为栅极；步骤二、进一步在所述面镀一栅绝缘层，栅绝缘层覆盖所述栅极；步骤三、进一步在所述面镀一含铟的氧化物半导体层，并将其图形化为有源层的图形块；步骤四、进一步在所述面镀含铟的合金薄膜，并将其图形化为源极和漏极，源极和漏极相向地搭接在有源层之上，由此形成有源层的接触端部；步骤五、对所述氧化物TFT实施退火，使源极和漏极的铟原子扩散到接触端部中。
[0014]其第二种制造方法的步骤如下：步骤一、提供一玻璃基板，在其一个面上镀栅极金属层并图形化为栅极；步骤二、进一步在所述面镀一栅绝缘层，栅绝缘层覆盖所述栅极；步骤三、进一步在所述面镀含铟的合金薄膜，并将其图形化为相向布置在栅极之上的源极和漏极；步骤四、进一步在所述面镀含铟的氧化物半导体层薄膜，并将其图形化为有源层膜块，有源层膜块具有分别覆盖在源极和漏极上的两个接触端部；步骤五、对所述氧化物TFT实施退火，使源极和漏极的铟原子扩散到接触端部中。
[0015]具体地，上述各步骤的镀膜可以采用磁控溅射等方法来实现，而图形化一般可通过光刻工艺来实现。步骤五的退火条件优选为退火温度200℃～300℃，时间不小于20分钟。
[0016]以下通过附图和实施例来对本专利技术的技术方案做进一步的说明。
附图说明
[0017]图1为实施例一的氧化物TFT的平面结构示意图；图2为实施例一的氧化物TFT的剖面结构示意图；图3为实施例二的氧化物TFT的剖面结构示意图。
具体实施方式
[0018]实施例一如图1、图2所示，氧化物TFT 100，包括设置在基板10上的栅极20、栅绝缘层30、有源层40、源极50和漏极60，所述栅极20、栅绝缘层30、有源层40、源极50和漏极60呈交错型底栅结构布置，所述有源层40为含有铟元素的氧化物半导体层，所述源极50和漏极60均由含铟元素的合金薄膜图形化而成。
[0019]具体地，栅极20为设置在基板10(一般为玻璃基板)一表面的金属电极，其可以为钼铝钼薄膜或铬薄膜(栅极金属层)，其厚度一般为200
〜
300 nm，其通过光刻形成栅极20本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氧化物TFT，包括设置在基板上的栅极、栅绝缘层、有源层、源极和漏极，所述栅极、栅绝缘层、有源层、源极和漏极呈交错型或共面型的底栅结构布置，所述有源层具有与源极和漏极接触的接触端部，其特征在于：所述有源层为含有铟元素的氧化物半导体层，所述源极和漏极均由含铟的合金薄膜图形化而成。2.如权利要求1所述的氧化物TFT，其特征为：所述有源层的接触端部的铟元素浓度高于其他部位。3.如权利要求1所述的氧化物TFT，其特征为：所述源极和漏极为铜铟合金薄膜。4.如权利要求3所述的氧化物TFT，其特征为：所述铜铟合金薄膜的铟元素所占质量百分比不少于1%。5.如权利要求4所述的氧化物TFT，其特征为：所述铜铟合金薄膜的铟元素所占质量百分比为1.8%～2.2%。6.如权利要求1所述的氧化物TFT，其特征为：所述源极和漏极由掺杂氧化铟的钼合金薄膜图形化而成。7.如权利要求6所述的氧化物TFT，其特征为：所述钼合金薄膜的氧化铟所占质量百分比不少于2%。8.如权利要求7所述的氧化物TFT，其特征为：所述钼合金薄膜的氧化铟所占质量百分比为4%～6...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈梓林，
申请(专利权)人：陈梓林，
类型：发明
国别省市：