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CN106024638A - 薄膜晶体管及其制作方法 - Google Patents

薄膜晶体管及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种薄膜晶体管的制作方法,其包括:在基板(10)上形成有源层(20);在基板(10)上同时形成与有源层(20)的两端分别接触的源极(30)和漏极(40)以及覆盖有源层(20)、源极(30)和漏极(40)的绝缘层(50);在绝缘层(50)上同时形成栅极(60)以及覆盖栅极(60)的钝化层(70)。本发明还提供了一种利用该制作方法制作的薄膜晶体管。本发明的薄膜晶体管可以在常温下进行,从而实现不耐高温的柔性基板上制备薄膜晶体管的目的,甚至不需要PECVD等昂贵的设备,能够大大降低柔性显示制造的工艺成本。

Description

薄膜晶体管及其制作方法
技术领域
本发明属于电子元器件制作技术领域,具体地讲,涉及一种薄膜晶体管及其制作方法。
背景技术
柔性显示具有轻、薄、可弯曲、可折叠等特点,其相比传统的硬质基板(诸如玻璃基板)的平板显示,具有广阔的应用前景。
在传统的平板显示中,尤其在薄膜晶体管的制作过程中,由于制作工艺温度特别是PECVD工艺温度较高,对基板的温度要求较高。然后柔性基板一般采用有机高分子材料,其很难承受较高的温度,如果直接应用传统的制作工艺(诸如PECVD工艺)将阻碍柔性显示技术的发展。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提供了一种采用阳极氧化处理工艺的薄膜晶体管及其制作方法。
根据本发明的一方面,提供了一种薄膜晶体管的制作方法,其包括:在基板上形成有源层;在基板上同时形成与有源层的两端分别接触的源极和漏极以及覆盖有源层、源极和漏极的绝缘层;在绝缘层上同时形成栅极以及覆盖栅极的钝化层。
进一步地,利用金属氧化物半导体材料在基板上形成有源层。
进一步地,在基板上同时形成与有源层的两端分别接触的源极和漏极以及覆盖有源层、源极和漏极的绝缘层的具体方法包括:在基板上形成覆盖有源层的金属层;在金属层上形成与将要形成源极和漏极的区域相对的光刻胶层;对金属层进行阳极氧化处理,其中,未被光刻胶层覆盖的金属层被氧化,被光刻胶层覆盖的金属层未被氧化;剥离光刻胶层,继续对金属层进行阳极氧化处理,使未被氧化的金属层的表面被氧化,从而与未被光刻胶层覆盖而被氧化的金属层形成绝缘层,经继续阳极氧化处理后未被氧化的金属层形成源极和漏极。
进一步地,在绝缘层上同时形成栅极以及覆盖栅极的钝化层的具体方法包括:在绝缘层上形成金属层;在金属层上形成与将要形成栅极的区域相对的光刻胶层;对金属层进行阳极氧化处理,其中,未被光刻胶层覆盖的金属层被氧化,被光刻胶层覆盖的金属层未被氧化;剥离光刻胶层,继续对金属层进行阳极氧化处理,使未被氧化的金属层的表面被氧化,从而与未被光刻胶层覆盖而被氧化的金属层形成钝化层,经继续阳极氧化处理后未被氧化的金属层形成栅极。
根据本发明的另一方面,还提供了一种薄膜晶体管,其包括:在基板上的有源层;在基板上且与有源层的两端分别接触的源极和漏极;在基板上覆盖有源层、源极和漏极的绝缘层;在绝缘层上的栅极;在绝缘层上且覆盖栅极的钝化层。
进一步地,所述有源层由金属氧化物半导体材料形成。
进一步地,所述基板为柔性基板或硬质基板。
进一步地,利用阳极氧化处理的方法同时形成所述源极、所述漏极及所述绝缘层。
进一步地,利用阳极氧化处理的方法同时形成所述栅极和所述钝化层。
本发明的有益效果:本发明将金属氧化物半导体薄膜晶体管(TFT)的制备工艺与阳极氧化技术相结合,整个制备过程在常温下进行,从而实现不耐高温的柔性基板上制备薄膜晶体管,甚至不需要PECVD等昂贵的设备,能够大大降低柔性显示制造的工艺成本。
附图说明
通过结合附图进行的以下描述,本发明的实施例的上述和其它方面、特点和优点将变得更加清楚,附图中:
图1示出了根据本发明的实施例的薄膜晶体管的结构示意图;
图2A至图2H示出了根据本发明的实施例的薄膜晶体管的制作方法的流程图。
具体实施方式
以下,将参照附图来详细描述本发明的实施例。然而,可以以许多不同的形式来实施本发明,并且本发明不应该被解释为限制于这里阐述的具体实施例。相反,提供这些实施例是为了解释本发明的原理及其实际应用,从而使本领域的其他技术人员能够理解本发明的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。
在附图中,为了清楚器件,夸大了层和区域的厚度。相同的标号在附图中始终表示相同的元件。
图1示出了根据本发明的实施例的薄膜晶体管的结构示意图。
参照图1,根据本发明的实施例的薄膜晶体管具有顶栅结构,其包括:在基板10上的有源层20;在基板10上且与有源层20的两端分别接触的源极30和漏极40;在基板10上覆盖有源层20、源极30和漏极40的绝缘层50;在绝缘层50上的栅极60;在绝缘层50上且覆盖栅极60的钝化层70。
优选地,基板10可以为柔性基板,其采用柔性材料制成,但本发明并不限制于此,例如基板10也可以是玻璃基板或者其他的硬质基板。
可选地,有源层20由金属氧化物半导体材料制成,诸如二氧化锌(ZnO)、三氧化二铟(In2O3)、二氧化锡(SnO2)等。
可选地,源极30、漏极40和栅极60可以由金属材料或者合金材料制成,例如铝、镁、钛等金属及其合金材料。
可选地,可以利用阳极氧化处理工艺同时形成源极30、漏极40和绝缘层50。其中,绝缘层50可以由形成源极30和漏极40的金属材料或合金材料的氧化物形成。
可选地,可以利用阳极氧化处理工艺同时形成栅极60和钝化层70。其中,钝化层70可以由形成栅极60的金属材料或合金材料的氧化物形成。
图2A至图2H示出了根据本发明的实施例的薄膜晶体管的制作方法的流程图。
参照图2A,在基板10上形成有源层20。具体地,首先,在基板10上沉积金属氧化物半导体材料层;接着,对金属氧化物半导体材料层进行曝光、刻蚀,以形成有源层20。
参照图2B,在基板10上形成覆盖有源层20的金属层M1。具体地,可利用合适的沉积方法在基板10上沉积覆盖有源层20的金属层M1。
参照图2C,在金属层M1上形成与将要形成源极和漏极的区域(即有源层20的两端区域)相对的光刻胶层PR1。这里,在金属层M1上形成两个光刻胶层PR,其中一个相对于将要形成源极的区域,其中另一个相对于将要形成漏极的区域。
参照图2D,对金属层M1进行阳极氧化处理,其中,未被光刻胶层覆盖的金属层被氧化,以形成氧化金属层MO,被光刻胶层覆盖的金属层M1未被氧化。
参照图2E,剥离光刻胶层PR1,继续对未被氧化的金属层M1进行阳极氧化处理,使未被氧化的金属层M1的表面被氧化,从而与未被光刻胶层覆盖而被氧化的金属层(即图2D中的MO)形成绝缘层50,经继续阳极氧化处理后未被氧化的金属层形成源极30和漏极40。
参照图2F,在绝缘层50上形成金属层M2。具体地,可利用合适的沉积方法在绝缘层50上沉积金属层M2。
参照图2G,在金属层M2上形成与将要形成栅极的区域相对的光刻胶层PR2。
参照图2H,经曝光、刻蚀处理后,将未被光刻胶层PR2覆盖的金属层M2去除。
返回参照图1,剥离光刻胶层PR2,并对剩余的金属层M2进行阳极氧化处理,使剩余的金属层M2的表面被氧化,以形成钝化层70,未被氧化的金属层形成栅极60。
综上所述,根据本发明的实施例的薄膜晶体管及其制作方法,其将金属氧化物半导体(TOS)薄膜晶体管(TFT)的制备工艺与阳极氧化技术相结合,整个制备过程在常温下进行,从而实现不耐高温的柔性基板上制备薄膜晶体管,甚至不需要PECVD等昂贵的设备,能够大大降低柔性显示制造的工艺成本。
虽然已经参照特定实施例示出并描述了本发明,但是本领域的技术人员将理解:在不脱离由权利要求及其等同物限定的本发明的精神和范围的情况下,可在此进行形式和细节上的各种变化。

Claims (10)

1.一种薄膜晶体管的制作方法,其特征在于,包括:
在基板(10)上形成有源层(20);
在基板(10)上同时形成与有源层(20)的两端分别接触的源极(30)和漏极(40)以及覆盖有源层(20)、源极(30)和漏极(40)的绝缘层(50);
在绝缘层(50)上同时形成栅极(60)以及覆盖栅极(60)的钝化层(70)。
2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管的制作方法,其特征在于,利用金属氧化物半导体材料在基板(10)上形成有源层(20)。
3.根据权利要求1所述的薄膜晶体管的制作方法,其特征在于,在基板(10)上同时形成与有源层(20)的两端分别接触的源极(30)和漏极(40)以及覆盖有源层(20)、源极(30)和漏极(40)的绝缘层(50)的具体方法包括:
在基板(10)上形成覆盖有源层(20)的金属层;
在金属层上形成与将要形成源极(30)和漏极(40)的区域相对的光刻胶层;
对金属层进行阳极氧化处理,其中,未被光刻胶层覆盖的金属层被氧化,被光刻胶层覆盖的金属层未被氧化;
剥离光刻胶层,继续对金属层进行阳极氧化处理,使未被氧化的金属层的表面被氧化,从而与未被光刻胶层覆盖而被氧化的金属层形成绝缘层(50),经继续阳极氧化处理后未被氧化的金属层形成源极(30)和漏极(40)。
4.根据权利要求1或3所述的薄膜晶体管的制作方法,其特征在于,在绝缘层(50)上同时形成栅极(60)以及覆盖栅极(60)的钝化层(70)的具体方法包括:
在绝缘层(50)上形成金属层;
在金属层上形成与将要形成栅极(60)的区域相对的光刻胶层;
将未被光刻胶层覆盖的金属层去除;
剥离光刻胶层,并对剩余的金属层进行阳极氧化处理,使剩余的金属层的表面被氧化以形成钝化层(70),未被氧化的金属层形成栅极(60)。
5.根据权利要求1所述的薄膜晶体管的制作方法,其特征在于,所述基板(10)为柔性基板或硬质基板。
6.一种薄膜晶体管,其特征在于,包括:
在基板(10)上的有源层(20);
在基板(10)上且与有源层(20)的两端分别接触的源极(30)和漏极(40);
在基板(10)上覆盖有源层(20)、源极(30)和漏极(40)的绝缘层(50);
在绝缘层(50)上的栅极(60);
在绝缘层(50)上且覆盖栅极(60)的钝化层(70)。
7.根据权利要求6所述的薄膜晶体管,其特征在于,所述有源层(20)由金属氧化物半导体材料形成。
8.根据权利要求6所述的薄膜晶体管,其特征在于,所述基板(10)为柔性基板或硬质基板。
9.根据权利要求6所述的薄膜晶体管,其特征在于,利用阳极氧化处理的方法同时形成所述源极(30)、所述漏极(40)及所述绝缘层(50)。
10.根据权利要求6或9所述的薄膜晶体管,其特征在于,利用阳极氧化处理的方法同时形成所述栅极(60)和所述钝化层(70)。
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