薄膜晶体管及其制作方法、阵列基板和显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种薄膜晶体管及其制作方法、阵列基板和显示装置，以避免沟道区域的半导体层发生损伤。本发明专利技术中薄膜晶体管，包括栅电极、栅极绝缘层、半导体层和源漏电极，还包括：位于所述半导体层上方，覆盖所述源漏电极的沟道区域，由金属氧化物绝缘体构成的绝缘体层。通过本发明专利技术，当空气中的水蒸气浸入时，该金属氧化物绝缘体构成的绝缘体层会首先与水蒸气发生反应，从而能够防止沟道区域的金属氧化物半导体被损伤。

【技术实现步骤摘要】
薄膜晶体管及其制作方法、阵列基板和显示装置
本专利技术涉及薄膜晶体管制作
，尤其涉及一种薄膜晶体管及其制作方法、阵列基板和显示装置。
技术介绍
近年来，薄膜晶体管液晶显示器（ThinFilmTransistorLiquidCrystalDisplay，简称TFT-LCD）得到越来越广泛的应用，同时用于驱动并控制像素的薄膜晶体管技术也随之得到发展，已由原来的非晶硅薄膜晶体管发展到现在的低温多晶硅薄膜晶体管、氧化物薄膜晶体管等。氧化物薄膜晶体管，其电子迁移率、开态电流、开关特性等特性优于非晶硅，由于氧化物的均匀性较好，在掩膜数量和制作难度上均有优势，在制作大尺寸的显示器方面也没有难度，足以用于需要快速响应和较大电流的应用，因此，氧化物薄膜晶体管日益受到重视。如图1所示为现有的氧化物薄膜晶体管结构示意图，包括基板1、栅电极2、栅极绝缘层3、半导体层4、刻蚀阻挡层5和源漏电极7。在进行氧化物薄膜晶体管制作的过程中，一般在基板1上依次进行栅极金属层、栅极绝缘层、金属氧化物半导体层、刻蚀阻挡层和数据线金属层的成膜、曝光、显影和刻蚀，以依次形成栅电极2、栅极绝缘层3、半导体层4、刻蚀阻挡层5和源漏电极7。刻蚀阻挡层5一般是由硅的氧化物（SiOx）、硅的氮化物（SiNx）、和硅的氮氧化物（SiON），其中一种或多种组成的多层膜结构，因此防水性不佳，在产品制作的后续工艺中，以及使用过程中，很容易受到空气中水蒸气的浸入，从而使刻蚀阻挡层下方的沟道区域对应的半导体层被损伤并，造成产品的失效。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种薄膜晶体管及其制作方法，阵列基板和显示装置，以避免沟道区域的半导体层发生损伤。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：本专利技术一方面提供了一种薄膜晶体管，包括栅电极、栅极绝缘层、半导体层和源漏电极，还包括：位于所述半导体层上方，覆盖所述源漏电极的沟道区域，由金属氧化物绝缘体构成的绝缘体层。本专利技术另一方面还提供了一种薄膜晶体管的制作方法，包括：在基板上形成栅电极，并在所述栅电极之上形成栅极绝缘层；形成半导体层，并在所述半导体层之上形成金属氧化物绝缘体层；形成源漏电极。本专利技术还提供了一种包括上述任一薄膜晶体管的阵列基板。本专利技术还提供了一种包括上述阵列基板的显示装置。本专利技术提供的薄膜晶体管、薄膜晶体管的制作方法、阵列基板和显示装置，在半导体层上形成有由金属氧化物绝缘体构成的绝缘体层，当空气中的水蒸气浸入时，该金属氧化物绝缘体构成的绝缘体层会首先与水蒸气发生反应，并转化为半导体，从而能够防止沟道区域的金属氧化物半导体被损伤；并且本专利技术实施例中绝缘体层和半导体层都是由金属氧化物构成，因此可以采用相似的工艺进行刻蚀显影，无需单独制作刻蚀阻挡层，简化了制作工艺。附图说明图1为现有技术中薄膜晶体管截面示意图；图2为本专利技术实施例提供的薄膜晶体截面示意图；图3为本专利技术实施例提供的薄膜晶体管又一截面示意图；图4为本专利技术实施例提供的薄膜晶体管制作方法流程图。具体实施方式本专利技术实施例提供的薄膜晶体管，在半导体层上方形成有由金属氧化物绝缘体构成的绝缘体层，其能够与水蒸气发生反应，从而能够防止沟道区域的金属氧化物半导体被损伤。以下将结合附图对本专利技术实施例中薄膜晶体管的制作方法进行详细说明，以下仅为较佳的实施例，并不引以为限。本专利技术实施例一提供了一种薄膜晶体管，该薄膜晶体管包括：基板1、栅电极2、栅极绝缘层3、半导体层4、绝缘体层6和源漏电极7，如图2所示，栅电极2形成在基板1上，栅极绝缘层3形成在栅电极2上方，在栅电极2上方形成有半导体层4，在半导体层4上方形成有覆盖源漏电极沟道区域、由金属氧化物绝缘体构成的绝缘体层6，该绝缘体层6由于其由金属氧化物构成，故其可以与浸入其中的水蒸气发生反应，从而避免其下方的半导体层4受到损伤，在绝缘层6之上还形成有源漏电极7。优选的，本专利技术实施例中绝缘体层6位于半导体层上的位置可以灵活设置，由于在使用过程中，仅有在源漏电极7的沟道区域位置处，会有水蒸气浸入，故为节省金属氧化物绝缘体材料的使用，可仅在位于源漏电极7的沟道区域对应位置处设置该绝缘体层6，即绝缘体层6和源漏电极7没有交叠区域，可再次参阅图2。当然为了制作工艺简单，降低刻蚀难度，可在半导体层4上方设置整层绝缘体层，此时为了使半导体层4与源漏电极7之间实现欧姆接触，可在设置的绝缘体层6与源漏电极7的交叠区域位置处，设置电性连接半导体层4和欧姆接触层7的过孔8，如图3所示。更为优选的，本专利技术实施了中为了简化工艺，可使绝缘体层6和半导体层4采用相同的金属氧化物材料，并通过控制氧元素在金属氧化物材料中的百分比含量形成不同的金属氧化物，使形成绝缘体的金属氧化物中氧元素百分比含量高于半导体4的金属氧化物中氧元素百分比含量，将金属氧化物中氧元素百分比含量控制在60%～90%范围内，形成绝缘体，进而构成绝缘体层6。本专利技术实施例中绝缘体层6采用与半导体层4相同的金属氧化物，当金属氧化物绝缘体与水蒸气发生反应后，其可转化为半导体，不仅具有现有的刻蚀阻挡层的功能，并且在有水蒸气浸入时，转化为半导体兼具半导体层的作用。本专利技术实施例提供的薄膜晶体管，在半导体层上方形成有由金属氧化物绝缘体构成的绝缘体层，若空气中的水蒸气浸入，金属氧化物绝缘体构成的绝缘体层会首先与水蒸气反应，并转化为半导体，从而保护金属氧化物半导体；同时，可以用金属氧化物绝缘体代替刻蚀阻挡层，从而节省刻蚀阻挡层制作，简化制作工艺。本专利技术实施例二还提供了一种薄膜晶体管的制作方法，该制作过程如图4所示，主要包括：S401：提供一基板，并在基板1上形成栅电极2。在S401中，上述基板1可以是玻璃基板、石英基板等基于无机材料的基板，也可以是采用有机材料的基板。具体的，本专利技术实施例中形成栅电极2的栅电极层材料可选用钼（Mo）、钼铌合金（MoNb）、铝（Al）、铝钕合金（AlNd）、钛（Ti）和铜（Cu）中的一种或多种材料形成的单层或多层复合叠层，优选Mo、Al或含Mo、Al的合金组成的单层或多层复合膜，且膜层厚度为100nm～500nm。S402：在栅电极2之上形成栅极绝缘层3。具体的，本专利技术实施例中栅极绝缘层3，可由硅的氧化物（SiOx）、硅的氮化物（SiNx）、铪的氧化物（HfOx）、硅的氮氧化物（SiON）、铝的氧化物（AlOx）等中的一种或两种组成的多层复合膜组成。S403：形成金属氧化物半导体薄膜和金属氧化物绝缘体薄膜。具体的，在本实施例中，金属氧化物半导体和金属氧化物绝缘体可以由包含In（铟）、Ga（镓）、Zn（锌）、O（氧）、Sn（锡）和Al（铝）等元素的薄膜形成，其中薄膜中必须包含氧元素和其他两种或两种以上的元素，如IGZO（氧化铟镓锌）、IZO（氧化铟锌）、InSnO（氧化铟锡）、InGaSnO（氧化铟镓锡）等，当然金属氧化物绝缘体中氧元素百分比含量需要高于金属氧化物半导体中的氧元素百分比含量。具体的，本专利技术实施例中形成金属氧化物半导体薄膜和金属氧化物绝缘体薄膜时可采用沉积、旋涂和喷涂等方式，成膜方式灵活。本专利技术实施例中优选采用磁控溅射成膜法，无需进行退火工艺，以避免后续进行退火工艺，对金属氧化物的性能造成影响。进一步的，本专利技术实施例中金属氧化物半导体和金属氧化物绝缘体可选用相同的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄膜晶体管，包括栅电极、栅极绝缘层、半导体层和源漏电极，其特征在于，还包括：位于所述半导体层上方，覆盖所述源漏电极的沟道区域，由金属氧化物绝缘体构成的绝缘体层。

【技术特征摘要】
1.一种薄膜晶体管，包括栅电极、栅极绝缘层、半导体层和源漏电极，其特征在于，还包括：位于所述半导体层上方，覆盖所述源漏电极的沟道区域，由金属氧化物绝缘体构成的绝缘体层，其中，所述源漏电极直接与所述半导体层电连接；所述绝缘体层具有与所述半导体层相同的金属氧化物材料，所述金属氧化物材料包含氧元素和铟、镓、锌、锡、铝元素中的两种或两种以上的元素，且绝缘体层中氧元素在金属氧化物中的百分比含量为60％～90％。2.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述绝缘体层与所述源漏电极不具有交叠区域。3.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述绝缘体层与所述源漏电极具有交叠区域，且在所述交叠区域具有电性连接所述源漏电极以及所述半导体层的过孔。4.一种薄膜晶体管制作方法，其特征在于，包括：在基板上形成栅电极，并在所述栅电极之上形成栅极绝缘层；沉积预形成金属氧化物半导体层的金属氧化物薄膜；注入包含有氧气O2和氩气或包含有氧气O2和氮气的反应气体；控制O2在所述反应气体中的比例，依次形成包含有相同金属氧化物材料的金属氧化物半导体层和金属氧化物绝缘体层，所述金属氧化物材料包含氧元素和铟、镓、锌、锡、铝元素中的两种或两种以上的元素；其中，形成所述金属氧化物半导体层时，O2在反应气体中的比例为10％～40％；形成所述金属氧化物绝缘体层时，O2在反应气体中的比例为6...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜雷，
申请(专利权)人：合肥京东方光电科技有限公司，京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：