一种高稳定性氧化物TFT结构制造技术

本实用新型专利技术提供一种高稳定性氧化物TFT结构，其基板上设有第一金属层，第一金属层包括栅极和栅极驱动线；第一金属层之上设有第一绝缘层；第一绝缘层之上设有有源层，有源层之上设置第二金属层，第二金属层包括源极、漏极，源极包括相互连接的第一中间导电层和源极金属层，漏极包括相互连接的第二中间导电层和漏极金属层；源极金属层通过第一中间导电层与有源层一端连接，漏极金属层通过第二中间导电层与有源层另一端连接；源极金属层和漏极金属层属于同一金属层，第一中间导电层和第二中间导电层属于同一金属层。本实用新型专利技术通过结构优化以减少源漏极金属离子对沟道区的扩散效果，同时氧化物TFT有源层沟道上下界面间的薄膜应力差异，从而提高器件稳定性。从而提高器件稳定性。从而提高器件稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种高稳定性氧化物TFT结构


[0001]本技术涉及显示器面板领域，具体涉及一种高稳定性氧化物TFT结构。

技术介绍

[0002]随着消费市场需求的多样化，消费者对显示设备的要求也越来越高，对于大多数消费者来说，高分辨率及刷新率的显示器可以带来更流畅的游戏体验和视觉体验。为了实现更高规格的显示效果，对于驱动面板显示的膜晶体管TFT器件性能便提出了更高的需求，因此，金属氧化物TFT因其具有漏电流小、场效应迁移率高、区域均匀性大等优点而受到人们的青睐。
[0003]氧化物TFT器件具备优秀的电学特性，但是在高分辨率及高刷新率的显示需求下，对于器件的商业化制备也存在的诸多困难，例如高PPI的显示面板需要进一步缩小器件尺寸，但是随着有源层沟道的缩窄，器件的稳定性将更难以维持。小尺寸TFT器件将受到短沟道效应的影响，即金属离子容易通过源漏极与有源层的接触面而扩散至沟道区，使得TFT实际半导体特性的沟道长度相较于设计值进一步减少，造成器件阈值电压负移导致器件失效。同时，小尺寸TFT器件的稳定性更易受到镀膜工艺产生的薄膜内应力影响而导致电性恶化，为改善薄膜应力影响需搭配一定的加热工艺进行去应力退火以消除薄膜内应力优化器件电性，但是由于不同材料间本身热膨胀系数存在差异，导致在加热或者降温过程中将产生不同薄膜间的应力残留。
[0004]例如，现有背沟道式氧化物TFT结构是TFT源漏极通过有源层接触区直接覆盖于有源层之上，源漏极之间的距离即为TFT的沟道长度。由于在阵列基板中需要降低信号线的阻抗以减小面板功耗以及输入电压压降造成的显示失真，为此，Al、Cu等低电阻金属常被作为TFT栅极以及源漏极的材料之一，但是Al、Cu较容易发生离子扩散造成半导体层失效，所以一般还需搭配Mo、Ti等具有低扩散效果的金属材料作为扩散阻挡层并制作出具有金属夹层结构的栅极以及源漏极，如Mo/Al/Mo、Ti/Al/Ti、Mo/Cu/Mo结构等，以此可以减少Al、Cu离子扩散以及降低源漏极与有源层的接触电阻。并且Mo、Ti金属与氧化物半导体材料具有相近功函数可以进一步降低接触电阻。虽然夹层结构可以一定程度减少Al、Cu离子的扩散，但是随着器件尺寸的减小，离子扩散造成的短沟道效应将逐步放大，现有夹层结构金属作为源漏极已逐渐无法满足沟道长度小于3um的TFT器件的稳定制备。
[0005]同时由于Al、Cu与现有氧化硅以及氮化硅等绝缘层材料的热膨胀系数相差较大，并且为了减低电阻，基板结构中Al、Cu一般具有较大的厚度，较厚的金属厚度更进一步增加了在热制程过程中金属薄膜与绝缘层薄膜间的应力残留，该应力残留作用于TFT有源层沟道，造成器件的电性恶化。
[0006]因此本技术提出了一种新型氧化物TFT结构，通过结构优化以减少源漏极金属离子对沟道区的扩散效果，同时氧化物TFT有源层沟道上下界面间的薄膜应力差异，从而提高器件稳定性。

技术实现思路

[0007]本技术要解决的技术问题，在于提供一种高稳定性氧化物TFT结构，通过结构优化以减少源漏极金属离子对沟道区的扩散效果，同时氧化物TFT有源层沟道上下界面间的薄膜应力差异，从而提高器件稳定性。
[0008]本技术是这样实现的：
[0009]一种高稳定性氧化物TFT结构，所述氧化物TFT结构包括基板；
[0010]所述基板上设有第一金属层，所述第一金属层包括栅极和栅极驱动线；
[0011]所述第一金属层之上设置有第一绝缘层；
[0012]所述第一绝缘层之上设置有有源层，所述有源层与栅极相对应；
[0013]所述有源层之上设置有第二金属层，所述第二金属层包括源极、漏极以及数据信号线，所述源极包括相互连接的第一中间导电层和源极金属层，所述漏极包括相互连接第二中间导电层和漏极金属层；所述第一中间导电层和第二中间导电层分别与有源层的两端相连接；所述源极金属层通过所述第一中间导电层与有源层的一端连接，所述漏极金属层通过第二中间导电层与所述有源层的另一端连接；所述源极金属层和所述漏极金属层属于同一金属层，所述第一中间导电层和第二中间导电层属于同一金属层。
[0014]所述第一中间导电层和第二中间导电层相邻端的间距为TFT沟道长度；所述第一中间导电层和第二中间导电层相邻端的间距，小于所述源极金属层和所述漏极金属层相邻端的间距；
[0015]所述第一中间导电层、第二中间导电层的厚度，小于所述源极金属层、所述漏极金属层的厚度；
[0016]所述第二金属层之上设置有第二绝缘层。
[0017]进一步地，所述源极金属层和所述漏极金属层在垂直于基板方向上的投影区域，与所述有源层对应端在垂直于基板方向上的投影区域的交叠处的宽度小于等于1um或完全不交叠。
[0018]进一步地，所述源极金属层和所述漏极金属层在垂直于基板方向上的投影区域，与所述栅极对应端垂直于基板方向上的投影区域，完全不交叠。
[0019]进一步地，所述源极金属层和所述漏极金属层所在的金属层厚度为所述第一中间导电层、第二中间导电层的厚度在5nm～200nm之间。
[0020]进一步地，所述第一中间导电层位于所述源极金属层靠近基板一侧的下方；所述第二中间导电层位于所述漏极金属层靠近基本一侧的下方。
[0021]进一步地，所述数据信号线的材质与所述源极金属层和所述漏极金属层相同。
[0022]进一步地，所述第一中间导电层和所述第二中间导电层的材质为单质Mo、Ti、Nb、W、Ni、Ta、Ag，或上述金属合金材料；或选用氧化物导电材料。
[0023]进一步地，所述氧化物导电材料为氧化铟锡(ITO，In2O3：Sn)、掺铝的氧化锌(AZO，ZnO：Al)、掺氟的氧化锡(FTO，SnO2：F)以及掺锑的氧化锡(ATO，Sn2O：Sb)。
[0024]进一步地，所述有源层为金属氧化物半导体材料。
[0025]进一步地，所述源极金属层、所述漏极金属层与所述第一中间导电层、第二中间导电层所从属的两个金属层，可以分别通过两道光罩制得或者同时利用一道灰阶光罩制得。
[0026]本技术具有如下优点：
[0027]本技术在有源层与源漏极之间加入中间导电层，使得起主要导电作用的金属结构层以及介于有源层之间的中间导电层共同组成TFT源漏极；中间导电层与源漏极直接接触，所接触区域作为源漏极信号接触区；同时中间导电层相邻两端之间的距离定义为TFT沟道长度，因此起到主要导电作用的金属结构层两端的距离大于中间导电层两端的距离，即金属结构层两端的间距大于TFT沟道长度；从而减少源漏极金属离子对沟道区的扩散效果，避免造成器件阈值电压负移导致器件失效。
[0028]中间导电层的厚度小，材质与源漏极金属层或有源层相近，可大大降低材料膜层之间热膨胀系数差值，降低膜层之间的应力，减小加热或降温过程中的错层，从而提高器件稳定性。
[0029]总之，本技术提出了一种新的氧化物TFT结构，通过结构优化以减少源漏极金属离本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高稳定性氧化物TFT结构，其特征在于：所述氧化物TFT结构包括基板；所述基板上设有第一金属层，所述第一金属层包括栅极和栅极驱动线；所述第一金属层之上设置有第一绝缘层；所述第一绝缘层之上设置有有源层，所述有源层与栅极相对应；所述有源层之上设置有第二金属层，所述第二金属层包括源极、漏极以及数据信号线，所述源极包括相互连接的第一中间导电层和源极金属层，所述漏极包括相互连接第二中间导电层和漏极金属层；所述第一中间导电层和第二中间导电层分别与有源层的两端相连接；所述源极金属层通过所述第一中间导电层与有源层的一端连接，所述漏极金属层通过第二中间导电层与所述有源层的另一端连接；所述源极金属层和所述漏极金属层属于同一金属层，所述第一中间导电层和第二中间导电层属于同一金属层；所述第一中间导电层和第二中间导电层相邻端的间距为TFT沟道长度；所述第一中间导电层和第二中间导电层相邻端的间距，小于所述源极金属层和所述漏极金属层相邻端的间距；所述第一中间导电层、第二中间导电层的厚度，小于所述源极金属层、所述漏极金属层的厚度；所述第二金属层之上设置有第二绝缘层。2.根据权利要求1所述的一种高稳定性氧化物TFT结构，其特征在于：所述源极金属层和所述漏极金属层在垂直于基板方向上的投影区域，与所述有源层对应端在垂直于基板方向上的投影区域的交叠处的宽度小于等于1um或完全不交叠。3.根据权利要求1所述的一种高稳定性氧化物TFT结构，其特征在于：所述源极金属层和所述漏极金属层在垂直于基板方向上的投影区域，与所述栅极对应端垂直于基板方向...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宇怀，
申请(专利权)人：华映科技集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：