薄膜晶体管及其制备方法、显示装置
阅读：412发布：2020-05-08
专利汇可以提供薄膜晶体管及其制备方法、显示装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种 薄膜 晶体管及其制备方法、显示装置。所述 薄膜晶体管 包括 基板 、栅极、有源层、源极以及漏极。所述栅极设于所述基板上。所述有源层绝缘设于所述栅极上，并对应于所述栅极。所述源极绝缘设于所述栅极上，并与所述有源层的一端电连接。所述漏极绝缘设于所述栅极上，并与所述有源层的另一端电连接。，下面是薄膜晶体管及其制备方法、显示装置专利的具体信息内容。
1.一种薄膜晶体管，其特征在于，包括：
基板；
栅极，设于所述基板上；
有源层，绝缘设于所述栅极上，并对应于所述栅极；
源极，绝缘设于所述栅极上，并与所述有源层的一端电连接；
漏极，绝缘设于所述栅极上，并与所述有源层的另一端电连接。
2.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述源极的一端延伸至所述有源层远离所述栅极的一表面上，所述漏极的一端延伸至所述有源层靠近所述栅极的一表面上。
3.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述漏极的一端延伸至所述有源层远离所述栅极的一表面上，所述源极的一端延伸至所述有源层靠近所述栅极的一表面上。
4.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，还包括：
栅极绝缘层，设于所述基板上，并覆盖所述栅极。
5.如权利要求4所述的薄膜晶体管，其特征在于，还包括：
钝化层，设于所述栅极绝缘层上，并覆盖所述源极、漏极以及所述有源层。
6.一种制备方法，用以制备如权利要求1所述的薄膜晶体管，包括以下步骤：
提供一基板；
在所述基板上形成栅极；
在所述栅极上形成有源层、源极以及漏极。
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，
在所述栅极上形成有源层、源极以及漏极步骤中包括以下步骤：
在所述栅极上形成所述漏极；
在所述栅极上形成所述有源层，所述有源层的一端覆于所述漏极的一端上；
在所述栅极上形成所述源极，所述源极的一端覆于所述有源层的另一端上。
8.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，
在所述栅极上形成有源层、源极以及漏极步骤中包括以下步骤：
在所述栅极上形成所述源极；
在所述栅极上形成所述有源层，所述有源层的一端覆于所述源极的一端上；
在所述栅极上形成所述漏极，所述漏极的一端覆于所述有源层的另一端上。
9.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：
在所述基板和所述栅极上形成栅极绝缘层；
在所述有源层、漏极和源极上形成钝化层。
10.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-5中任意一项所述的薄膜晶体管。
薄膜晶体管及其制备方法、显示装置
技术领域
背景技术
[0002] 随着大尺寸、高解析度的电子产品受到越来越多的关注，对薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)的性能也提出了越来越高的要求，尤其是薄膜晶体管寿命能够直接影响着产品的量产开发进度。
[0003] 目前，针对底栅薄膜晶体管的结构，根据源极/漏极和有源层之间的相对关系，存在着Bottom connect(底部连接)、Top connect(顶部连接)和Self-aligned(自对准)三种结构。在Bottom connect结构和Top connect结构中，源极和漏极设置在有源层的同一侧，当薄膜晶体管工作时，电荷在有源层之间传输，此时与源极/漏极接触的有源层表面的性能容易对晶体管稳定性产生影响。
[0004] 比如，晶体管结构是Bottom connect里的背沟道刻蚀结构，在刻蚀源极和漏极时，其有源层的结构会被破坏，从而劣化TFT晶体稳定性。当进行正栅压温度应力(Positive Bias Temperature Stress)测试时，靠近钝化层的有源层容易聚集空穴，产生较严重的驼峰效应等影响。除了有源层表面性能易受破坏外，有源层与钝化层(或者绝缘层)之间界面往往存在缺陷，也影响着TFT器件性能的稳定性。
发明内容
[0005] 本发明的目的是提供一种薄膜晶体管及其制备方法、显示装置，以解决现有技术中薄膜警惕晶体管稳定性不高，其有源层中易聚集空穴，从而导致严重的驼峰效应等问题。
[0006] 为实现上述目的，本发明提供一种薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括基板、栅极、有源层、源极以及漏极。所述栅极设于所述基板上。所述有源层绝缘设于所述栅极上，并对应于所述栅极。所述源极绝缘设于所述栅极上，并与所述有源层的一端电连接。所述漏极绝缘设于所述栅极上，并与所述有源层的另一端电连接。
[0007] 进一步地，所述源极的一端延伸至所述有源层远离所述栅极的一表面上，所述漏极的一端延伸至所述有源层靠近所述栅极的一表面上。
[0008] 进一步地，所述漏极的一端延伸至所述有源层远离所述栅极的一表面上，所述源极的一端延伸至所述有源层靠近所述栅极的一表面上。。
[0009] 进一步地，所述薄膜晶体管中还包括栅极绝缘层，其设于所述基板上，并覆盖所述栅极。
[0010] 进一步地，所述薄膜晶体管中还包括钝化层，其设于所述栅极绝缘层上，并覆盖所述源极、漏极以及所述有源层。
[0011] 本发明中还提供一种用以制备上述薄膜晶体管的制备方法，其包括以下步骤：
[0012] 提供一基板。在所述基板上形成栅极。在所述栅极上形成有源层、源极以及漏极。
[0013] 进一步地，在所述栅极上形成有源层、源极以及漏极步骤中包括以下步骤：
[0014] 在所述栅极上形成所述漏极。在所述栅极上形成所述有源层，所述有源层的一端覆于所述漏极的一端上。在所述栅极上形成所述源极，所述源极的一端覆于所述有源层的另一端上。
[0015] 进一步地，在所述栅极上形成有源层、源极以及漏极步骤中包括以下步骤：
[0016] 在所述栅极上形成所述源极。在所述栅极上形成所述有源层，所述有源层的一端覆于所述源极的一端上。在所述栅极上形成所述漏极，所述漏极的一端覆于所述有源层的另一端上。
[0017] 进一步地，所述制备方法中还包括以下步骤：
[0018] 在所述基板和所述栅极上形成栅极绝缘层。在所述有源层、漏极和源极上形成钝化层。
[0019] 本发明中还提供一种显示装置，其包括如上所述的薄膜晶体管。
[0020] 本发明的优点是：本发明的一种薄膜晶体管，其通过将源极和漏极分别设于有源层上下两侧，改善有源层中空穴聚集的问题，避免出现驼峰效应。同时，还减小源极、漏极所述接触的有源层的表面对薄膜晶体管性能的影响，提高所述薄膜晶体管的稳定性。并且，所述薄膜晶体管的制备方法简单，材料易得。附图说明
[0021] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022] 图1为本发明实施例1中薄膜晶体管的层状结构示意图；
[0023] 图2为本发明实施例1中制备方法的制备流程图；
[0024] 图3为本发明实施例2中薄膜晶体管的层状结构示意图；
[0025] 图4为本发明实施例2中制备方法的制备流程图；
[0026] 图5为本发明实施例1和2中步骤S20中的层状结构示意图；
[0027] 图6为本发明实施例1和2中步骤S30中的层状结构示意图；
[0028] 图7为本发明实施例1中步骤S40中的层状结构示意图；
[0029] 图8为本发明实施例1中步骤S50中的层状结构示意图；
[0030] 图9为本发明实施例1中步骤S70中的层状结构示意图；
[0031] 图10为本发明实施例2中步骤S40中的层状结构示意图；
[0032] 图11为本发明实施例2中步骤S50中的层状结构示意图；
[0033] 图12为本发明实施例2中步骤S70中的层状结构示意图。
[0034] 图中部件表示如下：
[0035] 薄膜晶体管100；
[0036] 基板10；栅极20；
[0037] 栅极绝缘层30；有源层40；
[0038] 源极50；漏极60；
[0039] 钝化层70。
具体实施方式
[0040] 以下参考说明书附图介绍本发明的优选实施例，证明本发明可以实施，所述发明实施例可以向本领域中的技术人员完整介绍本发明，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的发明实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
[0041] 在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一部件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。
[0042] 此外，以下各发明实施例的说明是参考附加的图示，用以例示本发明可用以实施的特定发明实施例。本发明中所提到的方向用语，例如，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、“侧面”等，仅是参考附加图式的方向，因此，使用的方向用语是为了更好、更清楚地说明及理解本发明，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0043] 当某些部件被描述为“在”另一部件“上”时，所述部件可以直接置于所述另一部件上；也可以存在一中间部件，所述部件置于所述中间部件上，且所述中间部件置于另一部件上。当一个部件被描述为“安装至”或“连接至”另一部件时，二者可以理解为直接“安装”或“连接”，或者一个部件通过一中间部件间接“安装至”、或“连接至”另一个部件。
[0044] 实施例1
[0045] 本发明实施例中提供了一种薄膜晶体管100，如图1所示，所述薄膜晶体管100包括基板10、栅极20、栅极绝缘层30、有源层40、源极50、漏极60以及钝化层70。
[0046] 所述基板10可以采用玻璃、石英等绝缘材料，其用于保护所述薄膜晶体管100的整体结构。
[0049] 所述有源层40设于所述栅极绝缘层30远离所述栅极20的一表面上，并与所述栅极20相互对应。所述有源层40可以为非晶硅半导体材料(α-Si)、低温多晶硅半导体材料(Low Temperature Poly-Silicon，LTPS)、金属氧化物半导体材料等半导体材料中的一种。
[0050] 所述源极50和漏极60也设于所述栅极绝缘层30远离栅极20的一表面上，并分别位于所述有源层40的两端。其中，所述源极50靠近所述有源层40的一端延伸至所述有源层40的上方，所述漏极60靠近所述有源层40的一端延伸至所述有源层40与所述栅极绝缘层30之间。所述源极50和所述漏极60与所述有源层40电连接。所述源极50和漏极60的材料可以采用包含铜、钛、钼、铝等导电性能优异的金属或合金。
[0051] 所述钝化层70设于所述栅极绝缘层30上，并包覆所述有源层40、源极50以及漏极60。所述钝化层70用于将所述源极50、漏极60钝化处理，并将所述有源层40绝缘保护。所述钝化层70可以代用不具备导电性能的无机材料，例如氧化硅、氮化硅等。
[0052] 所述薄膜晶体管100通过对所述栅极20施加电压，促使所述栅极20周围产生电场，所述电场会使所述有源层40的表面产生感应电荷，在所述有源层40内形成导电沟道，使所述源极50和漏极60之间实现电连接，从而达到控制所述源极50和漏极60电流的目的，实现对显示装置中每一显示像素的驱动。
[0054] 本发明实施例中还提供一种薄膜晶体管100的制备方法，制备流程如图2所示，所述制备方法包括以下具体步骤：
[0055] S10)提供一基板10：所述基板10由玻璃、石英、等绝缘材料所制成的。
[0058] S40)制备漏极60：如图7所示，在所述栅极绝缘层30远离所述栅极20的一表面上通过沉积法或蒸镀法形成一金属材料层，然后通过光罩制程将所述金属材料层曝光并蚀刻，使其图案化，形成所述漏极60。
[0059] S50)制备有源层40：如图8所示，在所述栅极绝缘层30和所述漏极60上沉积一半导体材料层，并通过光罩制程将所述半导体材料层曝光并蚀刻，使其图案化，形成所述有源层40。其中，所述有源层40与所述栅极20相对应，其一端与所述漏极60连接并延伸至所述漏极
60远离所述栅极绝缘层30的一表面上。
60远离所述栅极绝缘层30的一表面上。
[0060] S60)制备源极50：如图9所示，在所述栅极绝缘层30、漏极60以及所述有源层40上通过沉积法或蒸镀法形成一金属材料层，然后通过光罩制程将所述金属材料层曝光并蚀刻，使其图案化，形成所述源极50。其中，所述源极50的一端与所述有源层40的另一端连接并延伸至所述有源层40远离所述栅极绝缘层30的一面边上。
[0061] S70)制备钝化层70：在所述栅极绝缘层30上沉积一无机材料层，形成所述钝化层70，最终制备完成如图1所示的薄膜晶体管100。其中，所述钝化层70包覆所述有源层40、漏极60以及源极50。
[0062] 本发明实施例中的所提供的一种薄膜晶体管100，其通过将源极50和漏极60分别设于有源层40上下两侧，改善有源层40中空穴聚集的问题，避免出现驼峰效应，使有源层40中的电荷主要在有源层40内移动，并减小源极50、漏极60所述接触的有源层40的表面对薄膜晶体管100性能的影响，提高所述薄膜晶体管100的稳定性。并且，所述薄膜晶体管100的制备方法简单，材料易得。
[0063] 实施例2
[0064] 本发明实施例中提供了一种薄膜晶体管100，如图3所示，所述薄膜晶体管100包括基板10、栅极20、栅极绝缘层30、有源层40、源极50、漏极60以及钝化层70。
[0065] 所述基板10可以采用玻璃、石英等绝缘材料，其用于保护所述薄膜晶体管100的整体结构。
[0066] 所述栅极20设于所述基板10上，所述栅极20的材料为高导电率的金属或合金材料，例如铝、银、铜等金属材料。
[0067] 所述栅极20绝缘绝缘层覆于所述栅极20和所述基板10上，其用于绝缘保护所述栅极20。所述栅极绝缘层30的材料中具有硅氧化物、硅氮化物等无机材料中的一种或多种。
[0068] 所述有源层40设于所述栅极绝缘层30远离所述栅极20的一表面上，并与所述栅极20相互对应。所述有源层40可以为非晶硅半导体材料(α-Si)、低温多晶硅半导体材料(Low Temperature Poly-Silicon，LTPS)、金属氧化物半导体材料等半导体材料中的一种。
[0069] 所述源极50和漏极60也设于所述栅极绝缘层30远离所述栅极20的一表面上，并分别位于所述有源层40的两端。其中，所述源极50靠近所述有源层40的一端延伸至所述有源层40与所述栅极绝缘层30之间，所述漏极60靠近所述有源层40的一端延伸至所述有源层40的上方。所述源极50和所述漏极60与所述有源层40电连接。所述源极50和漏极60的材料可以采用包含铜、钛、钼、铝等导电性能优异的金属或合金。
[0070] 所述钝化层70设于所述栅极绝缘层30上，并包覆所述有源层40、源极50以及漏极60。所述钝化层70用于将所述源极50、漏极60钝化处理，并将所述有源层40绝缘保护。所述钝化层70可以代用不具备导电性能的无机材料，例如氧化硅、氮化硅等。
[0071] 所述薄膜晶体管100通过对所述栅极20施加电压，促使所述栅极20周围产生电场，所述电场会使所述有源层40的表面产生感应电荷，在所述有源层40内形成导电沟道，使所述源极50和漏极60之间实现电连接，从而达到控制所述源极50和漏极60电流的目的，实现对显示装置中每一显示像素的驱动。
[0072] 本发明实施例中还提供了一种显示装置，所述显示装置中包括上述的薄膜晶体管100，所述显示装置可以为手机、平板电脑、笔记本电脑等任何具有显示功能的产品或者部件。
[0073] 本发明实施例中还提供一种薄膜晶体管100的制备方法，制备流程如图4所示，所述制备方法包括以下具体步骤：
[0074] S10)提供一基板10：所述基板10由玻璃、石英、等绝缘材料所制成的。
[0075] S20)制备栅极20：如图5所示，在所述基板10上通过沉积法或蒸镀法制备一导电材料层，然后通过光罩制程将所述导电材料层曝光并蚀刻，使其图案化，形成所述栅极20。
[0076] S30)制备栅极绝缘层30：如图6所示，在所述基板10和所述栅极20上通过化学气相沉积法、物理气相沉积法等沉积方法中的一种沉积一无机材料层，形成所述栅极绝缘层30。
[0077] S40)制备源极50：如图10所示，在所述栅极绝缘层30远离所述栅极20的一表面上通过沉积法或蒸镀法形成一金属材料层，然后通过光罩制程将所述金属材料层曝光并蚀刻，使其图案化，形成所述源极50。
[0078] S50)制备有源层40：如图11所示，在所述栅极绝缘层30和所述源极50上沉积一半导体材料层，并通过光罩制程将所述半导体材料层曝光并蚀刻，使其图案化，形成所述有源层40。其中，所述有源层40与所述栅极20相对应，其一端与所述源极50连接并延伸至所述源极50远离所述栅极绝缘层30的一表面上。
[0079] S60)制备漏极60：如图12所示，在所述栅极绝缘层30、源极50以及所述有源层40上通过沉积法或蒸镀法形成一金属材料层，然后通过光罩制程将所述金属材料层曝光并蚀刻，使其图案化，形成所述漏极60。其中，所述漏极60的一端与所述有源层40的另一端连接并延伸至所述有源层40远离所述栅极绝缘层30的一面边上。
[0080] S70)制备钝化层70：在所述栅极绝缘层30上沉积一无机材料层，形成所述钝化层70，最终制备完成如图3所示的薄膜晶体管100。其中，所述钝化层70包覆所述有源层40、漏极60以及源极50。
[0081] 本发明实施例中的所提供的一种薄膜晶体管100，其通过将源极50和漏极60分别设于有源层40上下两侧，改善有源层40中空穴聚集的问题，避免出现驼峰效应，使有源层40中的电荷主要在有源层40内移动，并减小源极50、漏极60所述接触的有源层40的表面对薄膜晶体管100性能的影响，提高所述薄膜晶体管100的稳定性。并且，所述薄膜晶体管100的制备方法简单，材料易得。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 显示装置 | 2020-05-08 | 668 |
| 一种薄膜晶体管阵列基板的制作方法 | 2020-05-08 | 222 |
| 薄膜晶体管及其制备方法、显示装置 | 2020-05-08 | 811 |
| GOA电路、显示面板及薄膜晶体管的阈值电压补偿方法 | 2020-05-11 | 931 |
| 一种显示面板及显示装置 | 2020-05-08 | 84 |
| 薄膜晶体管的制备方法、光罩、薄膜晶体管及显示装置 | 2020-05-08 | 706 |
| 电子装置、拼接电子设备与其操作方法 | 2020-05-08 | 433 |
| 显示面板、显示设备、指纹解锁方法及触控方法 | 2020-05-11 | 852 |
| 薄膜晶体管阵列基板和包括其的数字X射线检测器 | 2020-05-08 | 846 |
| 一种TFT阵列基板和显示面板 | 2020-05-08 | 283 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
薄膜晶体管热门专利
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈