薄膜晶体管及其制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种薄膜晶体管及其制造方法，所述薄膜晶体管包括基板、源极、漏极、第一绝缘层、有源层、第二绝缘层、栅极和第三绝缘层。源极、漏极和第一绝缘层设置在基板上，第一绝缘层位于源极和漏极之间，且源极、漏极和第一绝缘层构成同一平面；有源层设置在源极、漏极和第一绝缘层构成的同一平面上，源极、漏极与有源层直接接触；第二绝缘层覆盖有源层，栅极设置在第二绝缘层上，第三绝缘层设置在栅极上。有源层设置在源极、漏极和第一绝缘层构成的同一平面上，增加了有源层与源极和漏极的接触面积，减小了有源层与源极、漏极之间的接触电阻，保证了TFT的性能。上述薄膜晶体管的制造方法，步骤简单，降低了制造成本。
【专利说明】薄膜晶体管及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及显示【技术领域】，特别是涉及薄膜晶体管及其制造方法。
【背景技术】
[0002]薄膜场效应晶体管(Thin Flim Transistor, TFT)技术是采用新材料和新工艺的大规模半导体集成电路技术。其是在玻璃或塑料基板等非单晶片上制作大规模半导体集成电路，通过溅射、化学沉积工艺形成制造电路必需的各种膜，通过对膜的加工制造集成电路。随着显示技术的发展，TFT背板的应用也越来越广泛。
[0003]薄膜晶体管是TFT背板的核心，对于现有顶栅的LTPS (Low TemperaturePoly-silicon，低温多晶硅技术)结构，一般需要8_10道掩膜工艺，而薄膜晶体管在制造过程中形成接触孔工艺较困难，且形成接触孔的面积较小，直接增加了源漏极与有源层之间的接触电阻，影响了 TFT的性能。
【发明内容】
[0004]基于此，有必要提供一种接触电阻小的薄膜晶体管及其制造方法。
[0005]一种薄膜晶体管，包括:
[0006]基板；
[0007]源极、漏极和第一绝缘层，所述源极、漏极和第一绝缘层设置在所述基板上，所述第一绝缘层位于所述源极和漏极之间，且所述源极、漏极和第一绝缘层构成同一平面；
[0008]有源层，所述有源层设置在所述源极、漏极和第一绝缘层构成的同一平面上，所述源极和漏极与所述有源层直接接触；
[0009]第二绝缘层，覆盖所述有源层；
[0010]栅极，所述栅极设置在所述第二绝缘层上；以及
[0011]第三绝缘层，所述第三绝缘层设置在所述栅极上。
[0012]在其中一个实施例中，所述有源层为多晶硅层。
[0013]在其中一个实施例中，所述第一绝缘层和所述第二绝缘层的材质选自SiNj^P S1x中的一种或两种。
[0014]在其中一个实施例中，所述基板的材质为玻璃。
[0015]在其中一个实施例中，所述栅极的材质为铬、铬的合金材料、铝或铝合金。
[0016]一种薄膜晶体管的制造方法，包括以下步骤:
[0017]在基板上形成第一绝缘层；
[0018]在所述第一绝缘层的两侧形成源极和漏极，所述源极、漏极和第一绝缘层构成同一平面；
[0019]在所述源极、漏极和第一绝缘层构成的同一平面上形成有源层，所述源极和漏极与所述有源层直接接触；
[0020]在所述有源层上形成第二绝缘层，覆盖所述有源层；[0021 ] 在所述第二绝缘层上形成栅极；
[0022]在所述栅极上形成第三绝缘层，得到所述薄膜晶体管。
[0023]在其中一个实施例中，所述有源层通过非晶硅采用激光晶化形成。
[0024]在其中一个实施例中，所述第一绝缘层和所述第二绝缘层采用化学气相沉积形成。
[0025]上述薄膜晶体管，在源极和漏极之间插入了第一绝缘层，源极、漏极和第一绝缘层构成同一平面，而有源层设置在所述源极、漏极和第一绝缘层构成的同一平面上，即有源层与源极、漏极直接接触，增加了有源层与源极和漏极的接触面积，减小了有源层与源极、漏极之间的接触电阻，保证了 TFT的性能。同时，在制作时可以调节第一绝缘层的面积，进而增大有源层和源极、漏极之间的接触面积，降低了有源层与源极、漏极的接触电阻，提高了有源层与源极、漏极之间的导电性。另外，还可以利用源漏金属层与栅极作为存储电容两极板，有源层和第二绝缘层作为电容介质，实现薄膜晶体管的储电功能。上述薄膜晶体管的制造方法，步骤简单，降低了制造成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1为本发明一实施方式的薄膜晶体管的结构示意图。
[0027]图2为本发明一实施方式的薄膜晶体管制造的流程图。
[0028]图3为本发明一实施方式的薄膜晶体管制造过程的结构示意图一。
[0029]图4为本发明一实施方式的薄膜晶体管制造过程的结构示意图二。
[0030]图5为本发明一实施方式的薄膜晶体管制造过程的结构示意图三。
[0031]图6为本发明一实施方式的薄膜晶体管制造过程的结构示意图四。
[0032]图7为本发明一实施方式的薄膜晶体管制造过程的结构示意图五。
[0033]图8为本发明一实施方式的薄膜晶体管制造过程的结构示意图六。
【具体实施方式】
[0034]为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
[0035]需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0036]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的【技术领域】的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0037]如图1所示，一实施方式的薄膜晶体管10，包括基板100、源极102、漏极104、第一绝缘层106、有源层108、第二绝缘层110、栅极112、第三绝缘层114。
[0038]源极102和漏极104设置在基板100上，在源极102和漏极104之间设有第一绝缘层106,源极102、漏极104和第一绝缘层106构成同一平面。在本实施例中，基板100为玻璃基板。源极102、漏极104—般采用铝合金或金属铝或金属铬制作。漏极104接数据信号线，源极102接像素电极。源极102和漏极104形成于玻璃基板上，在源极102和漏极104之间设置有第一绝缘层106。第一绝缘层106将源极102和漏极104隔开，其材质为SiNx和S1x中的一种或两种。例如，第一绝缘层106的材质可以为Si02。
[0039]有源层108设置在源极102、漏极104和第一绝缘层106上，源极102和漏极104与有源层108直接接触。有源层108即非晶硅层或多晶硅层，其是TFT的核心层。有源层108形成于源极102、漏极104和第一绝缘层106上，与源极102、漏极104直接接触，增加了有源层108与源极102、漏极104的接触面积，减少了它们之间的接触电阻。第一绝缘层106相当于在源漏极与有源层108之间插入的缓冲修饰层，减小了有源层108与源漏极的接触电阻。在制作第一绝缘层106时，第一绝缘层106的面积可以进行调整，进而增大有源层108与源漏极的接触面积，降低它们之间的接触电阻。
[0040]第二绝缘层110覆盖有源层108。第二绝缘层110的作用是保护有源层108，其材质为为SiNj^P S1x中的一种或两种。例如，第二绝缘层110的材质可以为Si3N4。
[0041]栅极112设置在第二绝缘层110上。栅极112 —般采用金属铬、铬的合金材料、铝或铝合金材料制作。
[0042]第三绝缘层114设置在栅极112上。第三绝缘层114用于绝缘下一工艺流程的阳极层。第三绝缘层114的材质为聚酰亚胺(Polyimide, PI)或亚克力。
[0043]另外，可以利用源漏金属层和栅极112作为存储电容两极板，有源层108和第二绝缘层I1作为电容介质，实现薄膜晶体管100的储电功能。
[0044]如图2及图3-8所示，上述薄膜晶体管10的制造方法，包括以下步骤:
[0045]如图3所示，步骤S210，在基板100上形成第一绝缘层106。采用化学气相沉积(Chemical Vapor Deposit1n, CVD)在基板100上形成第一绝缘层106。在形成第一绝缘层106之前，需要对基板100进行预清洗。
[0046]如图4所示，步骤S220，在第一绝缘层106的两侧形成源极102和漏极104，源极102、漏极104和第一绝缘层106构成同一平面。采用物理气相沉积(Physical VaporDeposit1n, PVD)在基板100上形成源极102和漏极104，源极102和漏极104位于第一绝缘层106的两侧,源极102、漏极104和第一绝缘层106构成同一平面。
[0047]如图5所示，步骤S230，在源极102、漏极104和第一绝缘层106构成的同一平面上形成有源层108，源极102和漏极104与有源层108直接接触。采用化学气相沉积在源极102、第一绝缘层106、漏极104上沉积非晶娃,然后通过准分子激光退火(Excimer LaserAnnealer,ELA)工艺将非晶硅转化为多晶硅，制备得到有源层108。得到的有源层108与源极102和漏极104直接接触。在本实施例中，由于是采用ELA照射非晶硅，将非晶硅转化为多晶硅，进而得到有源层。在采用ELA照射非晶硅转化为多晶硅的过程中，要求非晶硅处于同一平面上，才能使得得到的多晶硅即有源层108均匀性好。如图5所示，本实施例的有源层108是处于同一平面的。
[0048]如图6所示，步骤S240，在有源层108上形成第二绝缘层110，覆盖有源层108。采用化学气相沉积在有源层108上沉积第二绝缘层110，第二绝缘层110起到隔离和保护有源层108的作用。
[0049]如图7所示，步骤S250，在第二绝缘层110上形成栅极112。采用物理气相沉积在第二绝缘层110上形成栅极112。
[0050]如图8所示，步骤S260，在所述栅极112上形成第三绝缘层114，得到薄膜晶体管。第三绝缘层114的作用是绝缘下一工艺流程的阳极层。第三绝缘层114的材质为聚酰亚胺(Polyimide, PI)或亚克力。
[0051]上述薄膜晶体管，栅极112加上一定的电压后，就会在第二绝缘层110附近的有源层108感应出电荷，在源极102和漏极104之间的有源层108形成导电通道，在一定的源-漏电压下，源极102和漏极104之间就有电流通过，通过阳极，将电流输送到发光层，发光层发光。
[0052]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种薄膜晶体管，其特征在于，包括: 基板； 源极、漏极和第一绝缘层，所述源极、漏极和第一绝缘层设置在所述基板上，所述第一绝缘层位于所述源极和漏极之间，且所述源极、漏极和第一绝缘层构成同一平面； 有源层，所述有源层设置在所述源极、漏极和第一绝缘层构成的同一平面上，所述源极和漏极与所述有源层直接接触； 第二绝缘层，覆盖所述有源层； 栅极，所述栅极设置在所述第二绝缘层上；以及 第三绝缘层，所述第三绝缘层设置在所述栅极上。
2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述有源层为多晶硅层。
3.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述第一绝缘层和所述第二绝缘层的材质选自SiNj^P S1x中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述基板的材质为玻璃。
5.根据权利要求1-4任一项所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述栅极的材质为铬、铬的合金材料、招或招合金。
6.一种薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，包括以下步骤: 在基板上形成第一绝缘层； 在所述第一绝缘层的两侧形成源极和漏极，所述源极、漏极和第一绝缘层构成同一平面； 在所述源极、漏极和第一绝缘层构成的同一平面上形成有源层，所述源极和漏极与所述有源层直接接触； 在所述有源层上形成第二绝缘层，覆盖所述有源层； 在所述第二绝缘层上形成栅极； 在所述栅极上形成第三绝缘层，得到所述薄膜晶体管。
7.根据权利要求6所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，所述有源层通过非晶娃米用激光晶化形成。
8.根据权利要求6或7所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，所述第一绝缘层和所述第二绝缘层采用化学气相沉积形成。
【文档编号】H01L21/336GK104393052SQ201410709740
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月28日 优先权日:2014年11月28日
【发明者】李辉 申请人:昆山国显光电有限公司