薄膜晶体管器件及制造方法、显示基板技术

本公开提供了一种薄膜晶体管器件及其制造方法、显示基板，所述薄膜晶体管器件包括：衬底；位于所述衬底之上的栅极、有源层、源极和漏极；其特征在于，所述有源层为多膜层堆叠结构，包括堆叠设置的至少一层第一氧化物半导体层和至少一层第二氧化物半导体层，所述第一氧化物半导体层的组分配比与所述第二氧化物半导体层的组分配比不同；其中第二氧化物半导体层能够提升膜层稳定性的元素相对第一氧化物半导体层所占比例高，第一氧化物半导体层中自由电子较多的元素相对所述第二氧化物半导体层所占比例高。本公开实施例提供的薄膜晶体管器件及其制造方法、显示基板，能够在一定光照条件下光电流表现出急剧增大的现象，可作为一种有效的光敏传感器。有效的光敏传感器。有效的光敏传感器。

【技术实现步骤摘要】
薄膜晶体管器件及制造方法、显示基板


[0001]本专利技术涉及显示
，尤其涉及一种薄膜晶体管器件及其制造方法、显示基板。

技术介绍

[0002]近年来，对TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管)器件的开发，尤其是特性优化提升的研究越来越深入。铟镓锌氧化物(Indium Gallium Zinc Oxide，IGZO)为代表的非晶氧化物TFT由于其较高的迁移率、较小的漏电流、以及工艺制程的简单易行，在显示领域得到了广泛应用。非晶氧化物TFT在光照条件下，会产生光生空穴，此时再施加负的栅压，这些光生空穴作为载流子，使得光电流增强。但是，在相关技术中采用的单层氧化物有源层的TFT，施加负栅压时尽管电流会有一定的提升，但是与不加光相比变化不大，不适合作为光敏传感器器件。

技术实现思路

[0003]本公开实施例提供了一种薄膜晶体管器件及其制造方法、显示基板，能够在一定光照条件下光电流表现出急剧增大的现象，可作为一种有效的光敏传感器。
[0004]本公开实施例所提供的技术方案如下：
[0005]本公开实施例提供了一种薄膜晶体管器件，包括：衬底；位于所述衬底之上的栅极、有源层、源极和漏极；所述有源层为多膜层堆叠结构，包括堆叠设置的至少一层第一氧化物半导体层和至少一层第二氧化物半导体层，所述第一氧化物半导体层的组分配比与所述第二氧化物半导体层的组分配比不同；其中第二氧化物半导体层能够提升膜层稳定性的元素相对第一氧化物半导体层所占比例高，第一氧化物半导体层中自由电子较多的元素相对所述第二氧化物半导体层所占比例高。
[0006]示例性的，所述第一氧化物半导体层为第一铟镓锌锡氧化物层；
[0007]所述第二氧化物半导体层为第二铟镓锌锡氧化物层；其中，
[0008]所述第一铟镓锌锡氧化物层中铟元素的原子百分比大于所述第二铟镓锌锡氧化物层中铟元素的原子百分比；
[0009]所述第二铟镓锌锡氧化物层中镓元素的原子百分比大于所述第一铟镓锌锡氧化物层中镓元素的原子百分比；和/或，
[0010]所述第二铟镓锌锡氧化物层中锌元素的原子百分比大于所述第一铟镓锌锡氧化物层中锌元素的原子百分比；和/或，
[0011]所述第二铟镓锌锡氧化物层中锡元素的原子百分比大于所述第一铟镓锌锡氧化物层中锡元素的原子百分比。
[0012]示例性的，所述多膜层堆叠结构包括位于最靠近衬底的一侧的第一膜层和位于最远离衬底一侧的第二膜层，所述第一膜层为所述第一氧化物半导体层，所述第二膜层为所述第二氧化物半导体层。
[0013]示例性的，所述多膜层堆叠结构还包括位于所述第一膜层和所述第二膜层之间的中间膜层；所述中间膜层为单膜层，包括所述第一氧化物半导体层或所述第二氧化物半导体层中的一种；或者，所述中间膜层为多膜层，包括至少一层所述第一氧化物半导体层和所述第二氧化物半导体层。
[0014]示例性的，所述第一铟镓锌锡氧化物层的组分配比为：In：Ga：Zn：Sn＝1：(0.2～0.4)：(1.6～2.2)：(0.3～0.5)；
[0015]所述第二铟镓锌锡氧化物层的组分配比为：In：Ga：Zn：Sn为＝1：(4.5～5.1)：(3.3～3.9)：(0.9～1.3)。
[0016]示例性的，所述栅极为铜金属层和钛金属层的叠层结构。
[0017]示例性的，所述源极和所述漏极为钼铌合金层和铜金属层的叠层结构。
[0018]示例性的，所述薄膜晶体管器件还包括覆盖在所述源极和所述漏极的远离所述衬底一侧的钝化层，所述钝化层为氮化硅和氧化硅的叠层结构。
[0019]本公开实施例还提供了一种薄膜晶体管器件的制造方法，用于制造本公开实施例提供的薄膜晶体管器件，所述方法包括：
[0020]在衬底上形成栅极、有源层、源极和漏极，其中所述有源层为多膜层堆叠结构，包括堆叠设置的至少一层第一氧化物半导体层和至少一层第二氧化物半导体层，所述第一氧化物半导体层的组分配比与所述第二氧化物半导体层的组分配比不同。
[0021]示例性的，所述方法中在所述衬底上形成有源层的步骤具体包括：
[0022]由靠近衬底一侧至远离衬底一侧依次沉积至少一层第一铟镓锌锡氧化物层和至少一层第二铟镓锌锡氧化物层，退火热处理之后，进行图形化处理，以形成所述有源层图案。
[0023]本公开实施例还提供了一种显示基板，包括本公开实施例提供的薄膜晶体管器件。
[0024]本公开实施例所带来的有益效果如下：
[0025]上述方案中，所述薄膜晶体管器件的有源层采用至少一层第一氧化物半导体层和至少一层第二氧化物半导体层的叠层结构，第一氧化物半导体层和第二氧化物半导体层中组分配比不同，其中第二氧化物半导体层能够提升膜层稳定性的元素相对第一氧化物半导体层所占比例高，第一氧化物半导体层中自由电子较多的元素相对所述第二氧化物半导体层所占比例高。对于氧化物TFT器件来说，在光照下沟道中产生光生空穴，它们作为导电载流子，造成光电流增强。第二氧化物半导体层中能够提升膜层稳定性的元素所占比例相对较高，可以提升非晶结构的稳定性，光照下产生的光生空穴较少，即参与导电的空穴载流子较少，光电流也就较小，与不加光相比几乎无变化；而第一氧化物半导体层中自由电子较多的元素所占比例相对较高，这样，第一氧化物半导体层的自由电子较多，光照下产生的光生空穴更易与一部分自由电子发生复合，但总体而言仍然是产生了多余的正电荷，所以使得光电流有一定程度的增强。这样有源层采用这种第一氧化物半导体层和第二氧化物半导体层的叠层结构，在负的栅压(Vgs)作用下，由于比较稳定的第二氧化物层的作用，光照下产生的光生空穴与自由电子复合的数量大大减小，起导电作用的空穴载流子较多，光电流也就较大。也就是说，采用这种氧化物半导体层作为有源层的薄膜晶体管器件在一定光照条件下光电流表现出急剧增大的现象，可作为一种有效的光敏传感器。
附图说明
[0026]图1为本公开实施例提供的薄膜晶体管器件的制造方法中步骤S1在衬底上形成栅极及栅极绝缘层的结构示意图；
[0027]图2为本公开实施例提供的薄膜晶体管器件的制造方法中在栅极绝缘层之上形成有源层的结构示意图；
[0028]图3为本公开实施例提供的薄膜晶体管器件的制造方法中步骤S3在有源层之上形成源极和漏极的结构示意图；
[0029]图4为本公开实施例提供的薄膜晶体管器件的制造方法中步骤S4在源、漏极之上形成钝化层的结构示意图；
[0030]图5为本公开实施例提供的薄膜晶体管器件的制造方法中在钝化层之上形成有机树脂层的结构示意图；
[0031]图6为对照组第一组的有源层为单层第一氧化物半导体层的TFT器件的转移特性曲线，a为加光条件下的TFT器件特性曲线，b为不加光条件下的TFT器件特性曲线；
[0032]图7为对照组第二组的有源层为单层第二氧化物半导体层的TFT器件的转移特性曲线，a为加光条件下的TFT器件特性曲线，b为不加光条件下的TFT本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种薄膜晶体管器件，包括：衬底；位于所述衬底之上的栅极、有源层、源极和漏极；其特征在于，所述有源层为多膜层堆叠结构，包括堆叠设置的至少一层第一氧化物半导体层和至少一层第二氧化物半导体层，所述第一氧化物半导体层的组分配比与所述第二氧化物半导体层的组分配比不同；其中第二氧化物半导体层能够提升膜层稳定性的元素相对第一氧化物半导体层所占比例高，第一氧化物半导体层中自由电子较多的元素相对所述第二氧化物半导体层所占比例高。2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管器件，其特征在于，所述第一氧化物半导体层为第一铟镓锌锡氧化物层；所述第二氧化物半导体层为第二铟镓锌锡氧化物层；其中，所述第一铟镓锌锡氧化物层中铟元素的原子百分比大于所述第二铟镓锌锡氧化物层中铟元素的原子百分比；所述第二铟镓锌锡氧化物层中镓元素的原子百分比大于所述第一铟镓锌锡氧化物层中镓元素的原子百分比；和/或，所述第二铟镓锌锡氧化物层中锌元素的原子百分比大于所述第一铟镓锌锡氧化物层中锌元素的原子百分比；和/或，所述第二铟镓锌锡氧化物层中锡元素的原子百分比大于所述第一铟镓锌锡氧化物层中锡元素的原子百分比。3.根据权利要求2所述的薄膜晶体管器件，其特征在于，所述多膜层堆叠结构包括位于最靠近衬底的一侧的第一膜层和位于最远离衬底一侧的第二膜层，所述第一膜层为所述第一氧化物半导体层，所述第二膜层为所述第二氧化物半导体层。4.根据权利要求3所述的薄膜晶体管器件，其特征在于，所述多膜层堆叠结构还包括位于所述第一膜层和所述第二膜层之间的中间膜层；所述中间膜层为单膜层，包括所述第一氧化物半导体层或所述第二氧化物半导体层中的一种；或者，所述中间膜层为多膜层，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨金玲，黄洪涛，曹焜，程一鸣，王梅，
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：