一种薄膜晶体管及其制作方法及一种阵列基板技术

本发明专利技术公开了一种薄膜晶体管及其制作方法及一种阵列基板，涉及薄膜晶体管及其制作领域，用以提高薄膜晶体管驱动电压的稳定性以及寿命。本发明专利技术提供的薄膜晶体管的制作方法包括：形成栅极、有源层、源极和漏极的过程，以及形成栅极保护层和刻蚀阻挡层的过程；所述栅极保护层位于所述栅极和有源层之间，所述刻蚀阻挡层位于所述有源层上方、用于保护所述有源层；其中，所述栅极保护层和刻蚀阻挡层至少之一采用射频反应磁控溅射方法制作而成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及薄膜晶体管及其制作领域，尤其涉及ー种薄膜晶体管及其制作方法及一种阵列基板。
技术介绍
在各种显示装置的显示元件中，通过施加驱动电压来驱动显示装置的薄膜晶体管(Thin Film Transistor, TFT)被大量使用。在TFT的有源层一直使用稳定性和加工性较好的非晶硅(a-Si)材料，但是a-Si材料的载流子迁移率较低，不能满足大尺寸、高分辨率显示器件的要求，特别是不能满足下一代有源矩阵式有机发光显示器件(Active Matrix Organic Light Emitting Device, AMOLED)的要求。铟镓锌氧化物(In-Ga-Zn-Oxide，IGZ0)薄膜晶体管，由于其有源层(IGZ0)具有较高的载流子迁移率，以及较高的热学、化学稳定性，成为人们的研究热点。但是在制作IGZO薄膜晶体管的栅极绝缘层(Gate Insulator, GI )、刻蚀阻挡层(Etch Stop Layer, ESL)和钝化保护层(Passivation，PVX)吋，对薄膜的致密性要求非常严格，一般GI、ESL、PVX层作为绝缘保护层，以避免有害物质如氢(H)、H2O扩散到有源层IGZO中，或者源极和漏极S/D层，导致IGZO-TFT特性的严重劣化，产生驱动电压不稳定，寿命大幅度下降等问题。现有技术采用等离子体化学气相沉积(PECVD)制作GI、ESL、以及PVX层。通常情况下，GI, ESL,以及PVX层为氧化硅SiOx薄膜，在制作エ艺上，GI或ESL或PVX采用SiH4和N2O气体在PECVD设备中反应生成。在生成的膜层中不可避免地残留有一定数量的H或H2O,这些物质会扩散到TFT的IGZO层，从而造成IGZO-TFT特性的严重劣化，产生驱动电压不稳定，寿命大幅度下降等问题。现有技术可以通过控制PECVDF设备SiH4和N2O气体的流量，制作低H含量的SiOx薄膜，但是采用PECVD技术制作的薄膜不够致密，PVX层无法阻止外界的H2O或/和O2滲透到IGZO层，对TFT特性造成的劣化，也无法完全去除H对TFT的影响，导致薄膜晶体管的驱动电压不稳定，并且薄膜晶体管的寿命较短。因此，在制作IGZO-TFT的过程中，控制GI、ESL和PVX膜层的H含量，制作低H含量或者没有H的GI、ESL和PVX膜层，对制作性能稳定良好的IGZO-TFT至关重要。然而现有技术通过PECVDF技术制作得到的IGZO-TFT，GI层、ESL层和PVX层不够致密，H含量较高，IGZO-TFT的驱动电压不稳定，以及寿命较短。
技术实现思路
本专利技术实施例提供ー种薄膜晶体管及其制作方法及一种阵列基板，用以提高薄膜晶体管驱动电压的稳定性及薄膜晶体管的寿命。本专利技术实施例提供的ー种薄膜晶体管的制作方法，包括形成栅极、有源层、源极和漏极的过程，以及形成栅极保护层和刻蚀阻挡层的过程；所述栅极保护层位于所述栅极和有源层之间，所述刻蚀阻挡层位于所述有源层上方、用于保护所述有源层；其中，所述栅极保护层和刻蚀阻挡层至少之一采用射频反应磁控溅射方法制作而成。本专利技术实施例提供的ー种薄膜晶体管，利用上述方法制作而成。本专利技术实施例提供的ー种阵列基板，包括所述薄膜晶体管。本专利技术实施例提供的薄膜晶体管及其制作方法，降低了栅极保护层、刻蚀阻挡层的H含量，提高了栅极保护层、刻蚀阻挡层的致密性，提高薄膜晶体管驱动电压的稳定性及薄膜晶体管的寿命。包含上述薄膜晶体管的阵列基板也具有同样效果。附图说明图I为本专利技术实施例提供的制作底栅型薄膜晶体管的方法流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的底栅型薄膜晶体管的结构示意图； 图3为本专利技术实施例提供的形成有栅极的薄膜晶体管的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的形成有栅极保护层的薄膜晶体管的结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的形成有有源层的薄膜晶体管的结构示意图；图6为本专利技术实施例提供的形成有刻蚀阻挡层的薄膜晶体管的结构示意图；图7本专利技术实施例提供的形成有S/D层的薄膜晶体管的结构示意图；图8本专利技术实施例提供的形成有钝化保护层的薄膜晶体管的结构示意图。具体实施例方式本专利技术实施例提供了ー种薄膜晶体管及其制作方法及一种阵列基板，用以降低GI>ESL和PVX膜层的H含量、提高GI、ESL和PVX膜层的致密性，提高薄膜晶体管驱动电压的稳定性及薄膜晶体管的寿命。本专利技术实施例，通过采用射频反应磁控派射(Radio Franquency ReactiveSputter)技术，制作不含氢H的GI、ESL和PVX膜层，实现高稳定性的IGZO薄膜晶体管，并且，在制作S/D层和有源层时，通过使用一个掩模板、同一次刻蚀エ艺同时对S/D层和有源层进行刻蚀，简化制作エ艺流程、节约器件的制作成本。下面简单介绍ー下射频反应磁控溅射技木。射频反应磁控溅射属于磁控溅射中的ー种。射频磁控溅射是利用气体放电中的高能粒子轰击固体表面，使得固体表面的原子溢出，并溅射到相应的基板上。在溅射绝缘材料时，通常采用射频磁控溅射。射频反应磁控溅射是为了控制沉积到基板上的薄膜的成份，在溅射气体中引入反应气体，使得固体表面(靶材)上溅射出来的原子和反应气体反应，最后得到的化合物沉积到相应的基板上形成所需要的成分的薄膜。本专利技术实施例中，氩气(Ar)作为溅射气体，氧气(O2)或氮气(N2)作为反应气体，气体放电中的高能Ar离子对硅(Si)靶进行溅射，溅射产生的Si原子和反应气体O2或N2发生反应生成SiOx或SiNx，该SiOx或SiNx最后沉积到TFT的基板上，形成SiOx或SiNx绝缘层薄膜，该薄膜经过光刻刻蚀エ艺，可以作为IGZO-TFT的GI、ESL或PVX膜层。采用所述射频反应磁控溅射技术，得到的GI、ESL和PVX膜层致密性好、相邻膜层之间或膜层与基板之间的附着力强、外界气体透过率小，能够很好的阻挡外界的H2O等气体，提高器件的性能(提高器件驱动电压的稳定性及寿命)。本专利技术实施例提供的ー种薄膜晶体管的制作方法，包括形成栅极、有源层、源极和漏极的过程，以及形成栅极保护层和刻蚀阻挡层的过程；所述栅极保护层位于所述栅极和有源层之间，所述刻蚀阻挡层位于所述有源层上方、用于保护所述有源层；其中，所述栅极保护层和刻蚀阻挡层至少之一采用射频反应磁控溅射方法制作而成。需要说明的是，本专利技术实施例提供的薄膜晶体管的制作方法，在制作栅极保护层和/或刻蚀阻挡层时采用射频反应磁控溅射方法。在形成栅极、有源层、源极和漏极的过程时，和现有技术相同。并且，本专利技术实施例提供的晶体管可以是任何包括所述栅极、有源层、源极、漏极、栅极保护层和刻蚀阻挡层的晶体管，并且该晶体管的所述栅极保护层位于所述栅极和有源层之间，所述刻蚀阻挡层位于所述有源层上方、用于保护所述有源层。 较佳地，所述方法还包括采用射频反应磁控溅射方法形成位于薄膜晶体管最外层上的钝化保护层。较佳地、所述栅极保护层、刻蚀阻挡层和钝化保护层，至少之ー为氧化硅层或氮化娃层。所述栅极保护层、刻蚀阻挡层和钝化保护层为氧化硅层时。较佳地，形成所述栅极保护层，具体为在通有氩气和氧气的环境下，使氩气在射频高压电源的作用下形成等离子体轰击硅靶材，氧气和轰击出来的硅形成所述栅极保护层；和/或形成所述刻蚀阻挡层，具体为在通有氩气和氧气的环境下，使氩气在射频高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种薄膜晶体管的制作方法，包括形成栅极、有源层、源极和漏极的过程，以及形成栅极保护层和刻蚀阻挡层的过程；其中，所述栅极保护层位于所述栅极和有源层之间，所述刻蚀阻挡层位于所述有源层上方、用于保护所述有源层；其特征在于， 所述栅极保护层和刻蚀阻挡层至少之一采用射频反应磁控溅射方法制作而成。2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述方法还包括采用射频反应磁控溅射方法形成位于薄膜晶体管最外层上的钝化保护层。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述栅极保护层、刻蚀阻挡层和钝化保护层，至少之一为氧化硅层或氮化硅层。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，形成所述栅极保护层，具体为在通有氩气和氧气的环境下，使氩气在射频高压电源的作用下形成等离子体轰击硅靶材，氧气和轰击出来的硅形成所述栅极保护层；和/或 形成所述刻蚀阻挡层，具体为在通有氩气和氧气的环境下，使氩气在射频高压电源的作用下形成等离子体轰击硅靶材，氧气和轰击出来的硅形成所述刻蚀阻挡层；和/或 形成所述钝化保护层，具体为在通有氩气和氧气的环境下，使氩气在射频高压电源的作用下形成等离子体轰击硅靶材，氧气和轰击出来的硅形成钝化保护层。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，形成所述栅极保护层，具体为在通有氩气和氮气的环境下，使氩气在射频高压电源的作用下形成等离子体轰击硅靶材，氮气和轰击出来的硅形成所述栅极保护层；和/或 形成所述刻蚀...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫梁臣，
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：