一种薄膜晶体管及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种薄膜晶体管及其制备方法和应用，属于晶体管技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种薄膜晶体管及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及晶体管
，尤其涉及一种薄膜晶体管及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]薄膜晶体管
(Thin Film Transistor
，简称
TFT)
是一种器件
。
液晶显示屏及
OLED
显示屏每个像素点的控制都是由集成在像素点后面的薄膜晶体管来驱动，因此
TFT
器件尺寸与性能决定了显示屏的分辨率与性能
。
[0003]目前，
TFT
主要有底栅式与顶栅式两种结构组成形式
。
这两种结构组成的
TFT
都需要通过沉积
、
光刻
、
刻蚀等多种步骤形成多层薄膜，不仅结构组成复杂，而且多层膜层的叠加也不利于
TFT
器件小尺寸化
。
另外，多层膜层的叠加形成的
TFT
为平面结构，其平面结构的横向尺寸越大，显示面板的分辨率越低
。
[0004]因此，提供一种结构简化且尺寸小的薄膜晶体管已成为本领域亟需解决的技术问题
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种薄膜晶体管及其制备方法和应用，本专利技术提供的薄膜晶体的结构简化且尺寸小
。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种薄膜晶体管，所述薄膜晶体管由从下到上依次层叠设置的
TFT
背板
、
第一电极
、
有源层
、
第二电极
、
栅绝缘层和栅电极组成；
[0008]所述
TFT
背板
、
第一电极
、
第二电极和有源层被所述栅绝缘层覆盖，与栅电极隔离；
[0009]所述栅电极位于所述栅绝缘层的一端或两端；
[0010]所述第一电极为源电极，所述第二电极为漏电极；或者，所述第一电极为漏电极，所述第二电极为源电极；
[0011]所述第二电极的层数为单层或多层；当所述第二电极的层数为单层时，所述第二电极的材质为
ITO
材料；当所述第二电极的层数为多层时，所述第二电极的材质为
ITO
材料和叠加在所述
ITO
材料表面的纯金属或合金；所述纯金属或合金为铝
、
钼
、
银
、
铜和钛中的一种元素组成的纯金属或多种元素组成的合金
。
[0012]优选地，当所述第二电极的层数为单层时，所述第二电极的厚度为
30nm
～
60nm
；当所述第二电极的层数为多层时，所述第二电极的厚度为
50nm
～
200nm。
[0013]优选地，所述第一电极和所述栅电极的材质独立地包括铝
、
钼
、
银
、
铜和钛中的一种元素组成的纯金属或多种元素组成的合金；所述第一电极和所述栅电极的厚度独立地为
50nm
～
200nm。
[0014]优选地，所述有源层的材质为
IGZO
材料；所述有源层的厚度为
10nm
～
100nm。
[0015]优选地，所述栅绝缘层的材质为
SiO
x
或
SiN
x
，所述栅绝缘层的厚度为
[0016]本专利技术还提供了上述技术方案所述薄膜晶体管的制备方法，包括：
[0017]在
TFT
背板上依次沉积第一电极
、
有源层
、
第二电极
、
栅绝缘层和栅电极，得到薄膜晶体管
。
[0018]优选地，所述有源层沉积完成后还包括依次进行的图形化处理和退火处理；所述退火处理的保温温度为
220℃
～
280℃
，退火处理的保温时间为
60min
～
120min
，退火处理的气氛为空气
。
[0019]优选地，所述第一电极
、
有源层
、
第二电极和栅电极的沉积方式均为磁控溅射沉积；所述磁控溅射沉积的功率独立地为
0.2kW
～
1.0kW
，所述磁控溅射沉积的工作气压独立地为
10
‑6Pa
～
10
‑4Pa。
[0020]优选地，所述栅绝缘层的沉积方式为等离子增强化学气相沉积；所述等离子增强化学气相沉积的功率为
0.2kW
～
1.0kW
，所述等离子增强化学气相沉积的工作气压为
0.5Pa
～
5Pa
，所述等离子增强化学气相沉积的沉膜温度为室温～
350℃。
[0021]本专利技术还提供了上述技术方案所述薄膜晶体管或上述技术方案所述制备方法制备得到的薄膜晶体管在显示面板中的应用
。
[0022]本专利技术提供的薄膜晶体管，采用第一电极
、
第二电极垂向布局，栅电极侧向布局的方式，制备得到立式结构的薄膜晶体管横向尺寸较小；而且本专利技术省略了刻蚀阻挡层的设置，不仅使薄膜晶体管的结构简化，而且使第二电极直接与有源层电接触，减少了刻蚀阻挡层占用的体积，从而可以利用栅绝缘层将第一电极
、
第二电极和有源层覆盖，薄膜晶体管横向尺寸进一步减小，更有利于提高薄膜晶体管在用于显示面板时的分辨率；另外，本专利技术通过设置第二电极的层数和材质，使第二电极直接与有源层电接触时保证像素电路使用仍具有良好的稳定性，从而能够在不牺牲器件性能的基础上有效减小薄膜晶体管的尺寸
。
[0023]实施例的结果显示，本专利技术提供的薄膜晶体管器件开关比
≥107，亚域值摆幅为
0.44V/dec
，阈值电压
‑
0.72V
，迁移率为
17.2cm2·
V
‑1s
‑1；而且，本专利技术提供的薄膜晶体管的垂直器件面积是传统平面器件面积的
1/8
，尺寸更小
。
由此可知，本专利技术提供的薄膜晶体管能够在用于显示面板时具有良好的分辨率和稳定性，且结构简化，尺寸更小
。
附图说明
[0024]图1为本专利技术实施例1提供的薄膜晶体管的结构组成示意图，其中，
100
为
TFT
背板，
201
为第一电极，
301
为有源层，
401
为第二电极，
500
为删绝缘层，
601
为栅电极；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种薄膜晶体管，其特征在于，所述薄膜晶体管由从下到上依次层叠设置的
TFT
背板
、
第一电极
、
有源层
、
第二电极
、
栅绝缘层和栅电极组成；所述
TFT
背板
、
第一电极
、
第二电极和有源层被所述栅绝缘层覆盖，与栅电极隔离；所述栅电极位于所述栅绝缘层的一端或两端；所述第一电极为源电极，所述第二电极为漏电极；或者，所述第一电极为漏电极，所述第二电极为源电极；所述第二电极的层数为单层或多层；当所述第二电极的层数为单层时，所述第二电极的材质为
ITO
材料；当所述第二电极的层数为多层时，所述第二电极的材质为
ITO
材料和叠加在所述
ITO
材料表面的纯金属或合金；所述纯金属或合金为铝
、
钼
、
银
、
铜和钛中的一种元素组成的纯金属或多种元素组成的合金
。2.
如权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，当所述第二电极的层数为单层时，所述第二电极的厚度为
30nm
～
60nm
；当所述第二电极的层数为多层时，所述第二电极的厚度为
50nm
～
200nm。3.
如权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述第一电极和所述栅电极的材质独立地包括铝
、
钼
、
银
、
铜和钛中的一种元素组成的纯金属或多种元素组成的合金；所述第一电极和所述栅电极的厚度独立地为
50nm
～
200nm。4.
如权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述有源层的材质为
IGZO
材料；所述有源层的厚度为
10nm
～
100nm。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：陈龙龙，李喜峰，张建华，孙本孝，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：