阅读说明：本技术 薄膜晶体管及其制造方法 (Thin film transistor and method of manufacturing the same ) 是由 翟玉浩 于 2019-10-24 设计创作，主要内容包括：本申请提供一种薄膜晶体管及其制备方法,所述薄膜晶体管包括基板、有源层、若干第一金属单元、栅极绝缘层、栅极层、平坦层、源极和漏极。在所述基板上依次设置有源层、若干第一金属单元、栅极绝缘层、栅极层、平坦层、源极和漏极。所述源极与所述第一金属单元电连接所述漏极与所述第一金属单元电连接。所述有源层分为第一区域和第二区域。所述有源层的第一区域的氧空位密度大于所述有源层的第二区域的氧空位密度。本申请提供的一种薄膜晶体管及其制备方法提高了器件的电子迁移率,进而提高了器件的性能。(The application provides a thin film transistor and a preparation method thereof. The substrate is sequentially provided with an active layer, a plurality of first metal units, a grid insulating layer, a grid layer, a flat layer, a source electrode and a drain electrode. The source electrode is electrically connected with the first metal unit, and the drain electrode is electrically connected with the first metal unit. The active layer is divided into a first region and a second region. The first region of the active layer has an oxygen vacancy density greater than the oxygen vacancy density of the second region of the active layer. The thin film transistor and the preparation method thereof improve the electron mobility of the device, and further improve the performance of the device.)

薄膜晶体管及其制造方法

技术领域

本申请涉及显示面板领域，具体涉及一种薄膜晶体管及其制造方法。

背景技术

随着电子显示技术的不断发展，柔性显示装置以其可弯曲、优良的均匀性和表面平坦性等众多优点，成为了最具发展潜力的新一代显示技术，但由于器件中的有源层的氧空位密度低，影响了器件的电子迁移率，进而影响了器件的性能。

发明内容

本申请提供一种薄膜晶体管及其制造方法，以提高器件的性能。

本申请提供一种薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括：

基板；

有源层，所述有源层设置于所述基板上，所述有源层分为第一区域和第二区域，所述有源层的第一区域与所述有源层的第二区域连接，所述有源层的第一区域的氧空位密度大于所述有源层的第二区域的氧空位密度；

若干第一金属单元，所述若干第一金属单元设置于所述有源层的第一区域上，所述第一金属单元相互绝缘；

栅极绝缘层，所述栅极绝缘层设置于所述有源层及所述若干第一金属单元上；

栅极层，所述栅极层设置于所述栅极绝缘层上；

平坦层，所述平坦层覆盖于所述有源层、所述若干第一金属单元、所述栅极绝缘层及所述栅极层上；

源极，所述源极设置于所述平坦层上，所述源极与所述第一金属单元和/或所述有源层的第二区域电连接；以及

漏极，所述漏极设置于所述平坦层上，所述漏极与所述第一金属单元和/或所述有源层的第二区域电连接。

在本申请所提供的薄膜晶体管中，所述平坦层包括第一通孔和第二通孔，所述第一通孔暴露所述第一金属单元和/或所述有源层的第二区域。所述第二通孔暴露所述第一金属单元和/或所述有源层的第二区域。

在本申请所提供的薄膜晶体管中，所述源极包括第一电连接部，所述漏极包括第二电连接部，所述第一电连接部填充于所述第一通孔，且电连接于所述源极和所述第一金属单元和/或所述有源层的第二区域，所述第二电连接部填充于所述第二通孔，且电连接于所述源极和所述第一金属单元和/或所述有源层的第二区域。

在本申请所提供的薄膜晶体管中，所述若干第一金属单元的厚度为5纳米-100纳米。

在本申请所提供的薄膜晶体管中，所述有源层的厚度为50纳米-100纳米。

在本申请所提供的薄膜晶体管中，所述若干金属单元的材料包括Al、Mo和Ti中的一种或几种组合。

本申请提供一种薄膜晶体管的制备方法，所述薄膜晶体管的制备方法包括：

提供一基板，在所述基板上形成有源层，所述有源层包括第一区域和第二区域，所述有源层的第一区域与所述有源层的第二区域连接；

在所述有源层上形成光刻胶层，对所述光刻胶层进行图案化处理形成若干光刻胶单元，每一所述光刻胶单元位于所述有源层的第二区域上，每一所述光刻胶单元相互间隔；

在所述若干光刻胶单元及所述有源层的第一区域上沉积第一金属层，所述第一金属层包括若干第一金属单元和若干第二金属单元，所述若干第一金属单元位于所述有源层的第一区域上，所述若干第二金属单元位于所述若干光刻胶单元上，所述第一金属单元与所述第二金属单元相互绝缘；

去除所述若干光刻胶单元及所述若干光刻胶单元上的第二金属单元，保留所述有源层的第一区域上的第一金属单元；

对所述有源层的第一区域上的第一金属单元及所述有源层进行热处理，形成有源层的第一区域的氧空位密度大于所述有源层的第二区域的氧空位密度；

在所述有源层及所述若干第一金属单元上形成栅极绝缘层及栅极层；

在所述有源层、所述若干第一金属单元、所述栅极绝缘层和所述栅极层上覆盖平坦层；以及

在所述平坦层形成源极和漏极，所述源极与所述第一金属单元和/或所述有源层的所述第二区域电连接，所述漏极与所述第一金属单元和/或所述有源层的所述第二区域电连接。

在本申请所提供的薄膜晶体管的制备方法中，所述每一光刻胶单元的厚度均大于与其相邻的所述第一金属单元的厚度。

在本申请所提供的薄膜晶体管的制备方法中，所述每相邻光刻胶单元的间距为1纳米-5微米。

在本申请所提供的薄膜晶体管的制备方法中，所述第一金属层的厚度为5纳米-100纳米。

本申请提供一种薄膜晶体管及其制备方法，所述薄膜晶体管包括基板、有源层、若干第一金属单元、栅极绝缘层、栅极层、平坦层、源极和漏极。所述有源层设置于所述基板上，所述有源层分为第一区域和第二区域，所述若干第一金属单元设置于所述有源层的第一区域上，所述栅极绝缘层设置于所述有源层及所述若干第一金属单元上，所述栅极层设置于所述栅极绝缘层上，所述平坦层覆盖于所述有源层、所述若干第一金属单元、所述栅极绝缘层及所述栅极层上，所述源极设置于所述平坦层上，所述源极与所述第一金属单元和/或所述有源层的第二区域电连接，所述漏极设置于所述平坦层上，所述漏极与所述第一金属单元和/或所述有源层的第二区域电连接。在本申请中所述有源层的第一区域的氧空位密度大于所述有源层的第二区域的氧空位密度，提高了器件的电子迁移率，进而提高了器件的性能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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。

图1为本申请提供的薄膜晶体管的第一种结构剖视图。

图2为本申请提供的薄膜晶体管的第二种结构剖视图。

图3为本申请提供的薄膜晶体管的制备方法流程图。

图4为本申请提供的薄膜晶体管的制备方法流程剖视图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1，图1为本申请提供的薄膜晶体管的第一种结构剖视图。本申请提供一种薄膜晶体管10。所述薄膜晶体管10包括基板100、有源层110、若干第一金属单元120、栅极绝缘层130、栅极层140、平坦层150、源极160和漏极170。

所述有源层110设置于所述基板100上。所述有源层110的材料包括铟镓锌氧化物(IGZO)、锌锡氧化物(ZTO)和铟锌氧化物(IZO)中的一种或几种组合。所述有源层110分为第一区域111和第二区域112。所述有源层110的第一区域111与所述有源层110的第二区域112连接。所述有源层110的第一区域111的氧空位密度大于所述有源层110的第二区域112的氧空位密度。所述有源层110的厚度D₁为50-100纳米。

所述若干第一金属单元120设置于所述有源层110的第一区域111上。所述若干第一金属单元120的厚度D₂为5-100纳米。所述若干金属单元的材料包括Al、Mo和Ti中的一种或几种组合。所述第一金属单元120相互绝缘。

所述栅极绝缘层130设置于所述有源层110及所述若干第一金属单元120上。所述栅极层140设置于所述栅极绝缘层130上。所述平坦层150覆盖于所述有源层110、所述若干第一金属单元120、所述栅极绝缘层130及所述栅极层140上。所述平坦层150包括第一通孔151和第二通孔152。所述第一通孔151暴露所述第一金属单元120。所述第二通孔152暴露所述第一金属单元120。所述源极160包括第一电连接部161。所述第一电连接部161填充于所述第一通孔151，且电连接于所述源极160和所述第一金属单元120。所述漏极170包括第二电连接部171。所述第二电连接部171填充于所述第二通孔152，且电连接于所述源极110和所述第一金属单元120。

请参阅图2，图2为本申请提供的薄膜晶体管的第二种结构剖视图。所述第一通孔151暴露所述第一金属单元120和所述有源层110的第二区域112。所述第一电连接部161电连接于所述源极160和所述第一金属单元120及所述有源层110的第二区域112。所述第二通孔152暴露所述第一金属单元120和所述有源层110的第二区域112。所述第二电连接部171电连接于所述源极110和所述第一金属单元120及所述有源层110的第二区域112。所述有源层210的厚度D₃与所述有源层110的厚度D₁相同。所述第一金属单元220的厚度D₄与所述第一金属单元120的厚度D₂相同。

在一种实施例中，所述第一通孔151暴露所述有源层110的第二区域112。所述第一电连接部161电连接于所述源极160和所述有源层110的第二区域112。所述第二通孔152暴露所述有源层110的第二区域112。所述第二电连接部171电连接于所述源极110和所述有源层110的第二区域112。

在一种实施例中，所述第一通孔151暴露所述第一金属单元120。所述第一电连接部161电连接于所述源极160和所述第一金属单元120。所述第二通孔152暴露所述第一金属单元120和所述有源层110的第二区域112。所述第二电连接部171电连接于所述源极110和所述第一金属单元120及所述有源层110的第二区域112。

在一种实施例中，所述第一通孔151暴露所述有源层110的第二区域112。所述第一电连接部161电连接于所述源极160和所述有源层110的第二区域112。所述第二通孔152暴露所述第一金属单元120和所述有源层110的第二区域112。所述第二电连接部171电连接于所述源极110和所述第一金属单元120及所述有源层110的第二区域112。

在一种实施例中，所述第一通孔151暴露所述第一金属单元120和所述有源层110的第二区域112。所述第一电连接部161电连接于所述源极160和所述第一金属单元120及所述有源层110的第二区域112。所述第二通孔152暴露所述第一金属单元120。所述第二电连接部171电连接于所述源极110和所述第一金属单元120。

在一种实施例中，所述第一通孔151暴露所述第一金属单元120和所述有源层110的第二区域112。所述第一电连接部161电连接于所述源极160和所述第一金属单元120及所述有源层110的第二区域112。所述第二通孔152暴露所述有源层110的第二区域112。所述第二电连接部171电连接于所述源极110和所述有源层110的第二区域112。

在一种实施例中，所述第一通孔151暴露所述有源层110的第二区域112。所述第一电连接部161电连接于所述源极160和所述有源层110的第二区域112。所述第二通孔152暴露所述第一金属单元120。所述第二电连接部171电连接于所述源极110和所述第一金属单元120。

在一种实施例中，所述第一通孔151暴露所述第一金属单元120。所述第一电连接部161电连接于所述源极160和所述第一金属单元120。所述第二通孔152暴露所述有源层110的第二区域112。所述第二电连接部171电连接于所述源极110和所述有源层110的第二区域112。

请参阅图3，图3为本申请提供的薄膜晶体管的制造方法的流程示意图。请参阅图4，图4为本申请提供的薄膜晶体管的制造方法的流程剖视图。本申请还提供一种薄膜晶体管的制造方法。所述方法包括：

301、提供一基板310，在所述基板310上形成有源层320，所述有源层320包括第一区域321和第二区域321，所述有源层320的第一区域321与所述有源层320的第二区域322连接。

在所述基板310上采用物理气相沉积工艺沉积铟镓锌氧化物(IGZO)作为有源层320。所述有源层320的厚度D₅与所述有源层110的厚度D₁相同。

302、在所述有源层320上形成光刻胶层330，对所述光刻胶层330进行图案化处理形成若干光刻胶单元332，每一所述光刻胶单元332位于所述有源层320的第二区域322上，每一所述光刻胶单元332相互间隔。

采用半掩膜板工艺处理在所述有源层320上形成光刻胶层330。对所述光刻胶层330进行蚀刻工艺处理。所述光刻胶层330形成光刻胶图案331。对所述光刻胶图案331进行灰化处理。所述光刻胶图案331形成若干光刻胶单元332。所述光刻胶单元332相互间隔。每一所述光刻胶单元332的间距为1微米-5微米。

303、在所述若干光刻胶单元332及所述有源层320的第一区域321上沉积第一金属层340，所述第一金属层340包括若干第一金属单元341和若干第二金属单元342，所述若干第一金属单元341位于所述有源层320的第一区域321上，所述若干第二金属单元342位于所述若干光刻胶单元332上，所述第一金属单元341与所述第二金属单元342相互绝缘。

在所述若干光刻胶单元332及所述有源层320上采用物理气相沉积工艺沉积第一金属层340。所述第一金属层340的厚度D₆为5纳米-100纳米。所述第一金属层340的材料包括Al、Ti、Mo、In或Ga等。在本实施例中，所述第一金属层340的材料为Al。形成的所述第一金属层340包括若干第一金属单元341和若干第二金属单元342。所述若干第一金属单元341位于所述有源层320的第一区域321上。所述若干第二金属单元342位于所述若干光刻胶单元332上。所述第一金属单元341与所述第二金属单元342相互绝缘。所述每一光刻胶单元332的厚度均大于与其相邻的所述第一金属单元341的厚度D₆。

304、去除所述若干光刻胶单元332及所述若干光刻胶单元332上的第二金属单元342，保留所述有源层320的第一区域321上的第一金属单元341。

采用剥离工艺去除所述若干光刻胶单元332及所述若干光刻胶单元332上的第二金属单元342。保留所述有源层320的第一区域321上的第一金属单元341。

305、对所述有源层320的第一区域321上的第一金属单元341及所述有源层320进行热处理，形成有源层320的第一区域321的氧空位密度大于有源层320的第二区域322的氧空位密度。

采用退火方式处理所述有源层320的第一区域321上的第一金属单元341及所述有源层320。因所述第一金属单元341中Al与所述第一区域321的有源层320中的氧原子发生反应，使得所述第一区域321的氧空位密度大于所述第二区域322的氧空位密度。退火方式的温度和气氛不限制。退火的温度可以为300摄氏度-380摄氏度。在本实施例中，退火的温度为350摄氏度。

在一些实施例中，对所述有源层320的第一区域321上的第一金属单元341及所述有源层320进行热处理的方法还包括等离子气体或者氢掺杂方式进行处理。

306、在所述有源层320及所述若干第一金属单元341上形成栅极绝缘层350及栅极层360。

采用化学气相沉积工艺在所述有源层320及所述若干第一金属单元341上沉积半导体层。在所述半导体层上采用物理气相沉积工艺沉积第二金属层。对所述第二金属层和所述半导体层进行黄光工艺处理和蚀刻工艺处理。所述半导体层形成具有图案的栅极绝缘层350。所述第二金属层形成具有图案的栅极层360。所述栅极绝缘层350的材料包括SiO_x和SiN_x中的一种或几种组合。所述栅极层360的材料包括Mo、Al、Ti、In和Ga中的一种或几种组合。

307、在所述有源层320、所述若干第一金属单元341、所述栅极绝缘层350和所述栅极层360上覆盖平坦层370。

在所述有源层320、所述若干第一金属单元341和所述栅极层360上采用化学气相沉积工艺沉积平坦层370。所述平坦层370的材料包括SiO_x或SiN_x中的一种或几种组合。对所述平坦层370进行蚀刻工艺处理。所述平坦层370形成包括第一通孔371和第二通孔372。所述第一通孔371贯穿所述平坦层370的一端，暴露所述第一金属单元341和/或所述有源层320的所述第二区域322。所述第二通孔372贯穿所述平坦层370的另一端，暴露所述第一金属单元341和/或所述有源层320的所述第二区域322。在本实施例中，所述第一通孔371贯穿所述平坦层370的一端，暴露所述第一金属单元341。所述第二通孔372贯穿所述平坦层370的另一端，暴露所述第一金属单元341。

308、在所述平坦370上形成源极380和漏极390，所述源极380与所述第一金属单元341和/或所述有源层320的第二区域322电连接，所述漏极390与所述第一金属单元341和/或所述有源层322的第二区域322电连接。

在所述平坦层370上采用物理气相沉积工艺沉积第三金属层。对所述第三金属层进行黄光工艺处理和蚀刻工艺处理。所述第三金属层形成具有图案的源极380和漏极390。所述源极380包括第一电连接部381。所述第一电连接部381填充于所述第一通孔371以电连接所述第一金属单元341和/或所述有源层320的所述第二区域322电连接。所述漏极390包括第二电连接部391。所述第二电连接部391与所述第一金属单元341和/或所述有源层320的所述第二区域322电连接。在本实施例中，所述第一电连接部381填充于所述第一通孔371以电连接所述第一金属单元341。所述第二电连接部391填充于所述第二通孔372以电连接所述第一金属单元341。

本申请提供一种薄膜晶体管及其制备方法，所述薄膜晶体管包括基板、有源层、若干第一金属单元、栅极绝缘层、栅极层、平坦层、源极和漏极。所述有源层设置于所述基板上，所述有源层分为第一区域和第二区域，所述若干第一金属单元设置于所述有源层的第一区域上，所述栅极绝缘层设置于所述有源层及所述若干第一金属单元上，所述栅极层设置于所述栅极绝缘层上，所述平坦层覆盖于所述有源层、所述若干第一金属单元、所述栅极绝缘层及所述栅极层上，所述源极设置于所述平坦层上，所述源极与所述第一金属单元和/或所述有源层的所述第二区域电连接，所述漏极设置于所述平坦层上，所述漏极与所述第一金属单元和/或所述有源层的第二区域电连接。在本申请中所述有源层的第一区域的氧空位密度大于所述有源层的第二区域的氧空位密度，提高了器件的电子迁移率，进而提高了器件的性能。

以上对本申请实施方式提供了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施方式的说明只是用于帮助理解本申请。同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。