薄膜晶体管的制作方法与流程

本发明涉及显示面板制造技术领域，尤其涉及一种薄膜晶体管的制作方法。

背景技术：

近年来，液晶显示(Liquid Crystal Display，LCD)器和有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode，OLED)显示器等平板显示器已经逐步取代CRT显示器，成为显示器市场中的主流产品。

现有市场上的液晶显示器大部分为背光型液晶显示器，其包括液晶显示面板及背光模组(Backlight Module)。液晶显示面板包括相对设置的薄膜晶体管阵列基板(Thin Film Transistor Array Substrate，TFT Array Substrate)与彩色滤光片(Color Filter，CF)基板及两者之间的液晶分子。主动式液晶显示器中，包括阵列排布的多个像素，每个像素电性连接一个薄膜晶体管(TFT)，薄膜晶体管的栅极(Gate)连接至水平扫描线，漏极(Drain)连接至垂直方向的数据线，源极(Source)则连接至像素电极。在水平扫描线上施加足够的电压，会使得电性连接至该条水平扫描线上的所有TFT打开，从而数据线上的信号电压能够写入像素，控制不同液晶的透光度进而达到控制色彩与亮度的效果。

OLED按照驱动方式可以分为无源矩阵型OLED(Passive Matrix OLED，PMOLED)和有源矩阵型OLED(Active Matrix OLED，AMOLED)两大类，即直接寻址和薄膜晶体管矩阵寻址两类。其中，AMOLED具有呈阵列式排布的像素，属于主动显示类型，发光效能高，通常用作高清晰度的大尺寸显示装置。

不论是主动式LCD还是AMOLED，薄膜晶体管均为必不可少的结构，其性能很大程度影响了主动式LCD及AMOLED的品质。现有的薄膜晶体管的结构一般包括栅极、设于栅极上的栅极绝缘层、设于栅极绝缘层上的有源层、及设于栅极绝缘层及有源层上并与有源层两端接触的源漏极，有源层包括位于两端的源漏极接触区、及位于源漏极接触区之间的沟道区。现有技术中，一般会在源漏极接触区进行离子重掺杂，以使源漏极接触区分别与源漏极产生欧姆接触，同时，会在沟道区两端也即源漏极内侧分别设置轻掺杂漏极区(Light Doped Drain，LDD)，用于分担部分电压，防止产生热载流子效应。由于该轻掺杂漏极区的离子掺杂浓度小于源漏极接触区的离子掺杂浓度，因此制作时需要进行多次离子掺杂制程才能完成轻掺杂漏极区及源漏极接触区的制作，操作复杂，生产效率低。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种薄膜晶体管的制作方法，在同一离子掺杂制程中制得源漏极接触区、及轻掺杂漏极区，操作简单，生产效率高。

为实现上述目的，本发明提供一种薄膜晶体管的制作方法，包括如下步骤：

步骤1、提供一有源层，在所述有源层上沉积绝缘材料，形成栅极绝缘层，在所述栅极绝缘层上涂布光阻材料，形成光阻层；

步骤2、提供一半色调掩膜板，所述半色调掩膜板包括对应有源层两端设置的第一曝光区、位于第一曝光区内侧且与第一曝光区相邻的第二曝光区、及位于第二曝光区内侧且与第二曝光区相邻的第三曝光区；

所述第一曝光区、第二曝光区、及第三曝光区的透光率依次增大或依次减小；

步骤3、利用所述半色调掩膜板对光阻层进行曝光显影，在光阻层上形成对应第一曝光区的第一光阻区、对应第二曝光区的第二光阻区、及对应第三曝光区的第三光阻区；

所述光阻层在第一光阻区的厚度小于在第二光阻区的厚度，所述光阻层在第二光阻区的厚度小于在第三光阻区的厚度；

步骤4、去除第一光阻区的光阻层并薄化第二光阻区、及第三光阻区的光阻层，以第二光阻区及第三光阻区剩余的光阻层为遮挡对栅极绝缘层进行蚀刻，减薄对应第一光阻区的栅极绝缘层的厚度；

步骤5、去除第二光阻区的光阻层并薄化第三光阻区的光阻层，以第三光阻区剩余的光阻层为遮挡对栅极绝缘层进行蚀刻，减薄对应第一光阻区及第二光阻区的栅极绝缘层的厚度，在所述栅极绝缘层上形成对应第一光阻区的第一绝缘层区、对应第二光阻区的第二绝缘层区、及对应第三光阻区的第三光绝缘层区，所述栅极绝缘层在第一绝缘层区的厚度小于在第二绝缘层区的厚度，所述栅极绝缘层在第二绝缘层区的厚度小于在第三绝缘层区的厚度，去除第三光阻区剩余的光阻层；

步骤6、从栅极绝缘层的一侧对有源层进行离子掺杂，形成对应第一绝缘层区的源漏极接触区、及对应第二绝缘层区的轻掺杂漏极区；

所述源漏极接触区的离子掺杂浓度大于轻掺杂漏极区的离子掺杂浓度。

所述光阻材料为正性光阻材料；

所述第一曝光区的透光率大于第二曝光区的透光率，所述第二曝光区的透光率大于第三曝光区的透光率。

所述光阻材料为负性光阻材料；

所述第一曝光区的透光率小于第二曝光区的透光率，所述第二曝光区的透光率小于第三曝光区的透光率。

所述第二曝光区中各个位置的透光率均相同；

所述光阻层在第二光阻区中的厚度均匀；

所述栅极绝缘层在第二绝缘层区中的厚度均匀；

所述轻掺杂漏极区的离子掺杂浓度均匀。

所述第二曝光区包括多个依次排列的子曝光区，所述多个子曝光区的透光率依次增大或依次减小；

所述第二光阻区包括对应多个子曝光区的子光阻区，所述光阻层在多个子光阻区的厚度向着远离第一光阻区的方向依次增大；

所述步骤5具体包括：

步骤51、去除第二光阻区中最靠近第一光阻区的子光阻区的光阻层并薄化除该子光阻区以外的子光阻区及第三光阻区的光阻层，以第二光阻区及第三光阻区剩余的光阻层为遮挡对栅极绝缘层进行蚀刻，减薄对应第一光阻区及第二光阻区中光阻层被去除部分的栅极绝缘层的厚度；

步骤52、去除其余子光阻区中最靠近第一光阻区的子光阻区的光阻层并薄化除该子光阻区以外的子光阻区及第三光阻区的光阻层，以第二光阻区及第三光阻区剩余的光阻层为遮挡对栅极绝缘层进行蚀刻，减薄对应第一光阻区及第二光阻区中光阻层被去除部分的栅极绝缘层的厚度；

步骤53、重复步骤52，直至第二光阻区的光阻层被完全去除；

所述栅极绝缘层在第二绝缘层区中形成对应多个子光阻区的多个子绝缘层区，所述栅极绝缘层在多个子绝缘层区的厚度向着远离第一绝缘层区的方向依次增大；

所述轻掺杂漏极区包括对应多个子绝缘层区的多个子轻掺杂漏极区，所述多个子轻掺杂漏极区的离子掺杂浓度向着远离源漏极接触区方向逐渐减小。

所述步骤1提供的有源层设于一基板上，所述有源层与基板之间还设有分别与所述有源层两端相连接的源极和漏极；

还包括步骤7、在所述栅极绝缘层上沉积金属材料并进行图案化，形成栅极。

所述步骤4中通过灰化的方法去除第一光阻区的光阻层并薄化第二光阻区、及第三光阻区的光阻层；

所述步骤5中通过灰化的方法去除第二光阻区的光阻层并薄化第三光阻区的光阻层。

本发明的有益效果：本发明提供的一种薄膜晶体管的制作方法，在有源层上依次形成栅极绝缘层及光阻层，并利用一半色调掩膜板在光阻层上对应有源层形成由外至内依次排列且厚度依次增加的第一光阻区、第二光阻区、及第三光阻区，接着依次去除第一光阻区、及第二光阻区的光阻层，并在每次去除光阻层时以剩余的光阻层为遮挡蚀刻栅极绝缘层，使栅极绝缘层对应形成厚度依次增加的第一绝缘层区、第二绝缘层区、及第三绝缘层区，之后在栅极绝缘层一侧对有源层进行离子掺杂，在有源层的两端形成离子掺杂浓度高的源漏极接触区，在源漏极接触区内侧形成离子掺杂浓度低的轻掺杂漏极区，仅进行一道离子掺杂制程即可完成源漏极接触区及轻掺杂漏极区的制作，操作简单，生产效率高。

附图说明

为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图中，

图1为本发明的薄膜晶体管的制作方法的流程图；

图2为本发明的薄膜晶体管的制作方法的步骤3的示意图；

图3为本发明的薄膜晶体管的制作方法的步骤4的示意图；

图4-5为本发明的薄膜晶体管的制作方法的步骤5的示意图；

图6为本发明的薄膜晶体管的制作方法的步骤6的示意图；

图7为离子掺杂制程中离子掺杂植入深度与离子掺杂浓度的函数关系图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。

请参阅图1，本发明提供一种薄膜晶体管的制作方法，包括如下步骤：

步骤1、提供一有源层100，在所述有源层100上沉积绝缘材料，形成栅极绝缘层200，在所述栅极绝缘层200上涂布光阻材料，形成光阻层300。

具体地，所述步骤1提供的有源层100设于一基板上，所述有源层100与基板之间还设有分别与所述有源层100两端相连接的源极和漏极。

可选地，所述光阻材料为正性光阻材料、或为负性光阻材料。

步骤2、提供一半色调掩膜板900，所述半色调掩膜板900包括对应有源层100两端设置的第一曝光区910、位于第一曝光区910内侧且与第一曝光区910相邻的第二曝光区920、及位于第二曝光区920内侧且与第二曝光区920相邻的第三曝光区930；

所述第一曝光区910、第二曝光区920、及第三曝光区930的透光率依次增大或依次减小。

具体地，如若所述步骤1中选择使用正性光阻材料，所述步骤2中提供的掩膜板900中所述第一曝光区910的透光率大于第二曝光区920的透光率，所述第二曝光区920的透光率大于第三曝光区930的透光率。

具体地，如若所述步骤1中选择使用负性光阻材料，所述步骤2中提供的掩膜板900中所述第一曝光区910的透光率小于第二曝光区920的透光率，所述第二曝光区920的透光率小于第三曝光区930的透光率。

步骤3、请参阅图2，利用所述半色调掩膜板900对光阻层300进行曝光显影，在光阻层300上形成对应第一曝光区910的第一光阻区310、对应第二曝光区920的第二光阻区320、及对应第三曝光区930的第三光阻区330；

所述光阻层300在第一光阻区310的厚度小于在第二光阻区320的厚度，所述光阻层300在第二光阻区320的厚度小于在第三光阻区330的厚度。

步骤4、请参阅图3，去除第一光阻区310的光阻层300并薄化第二光阻区320、及第三光阻区330的光阻层300，以第二光阻区320及第三光阻区330剩余的光阻层300为遮挡对栅极绝缘层200进行蚀刻，减薄对应第一光阻区310的栅极绝缘层200的厚度。

具体地，所述步骤4中通过灰化的方法去除第一光阻区310的光阻层300并薄化第二光阻区320、及第三光阻区330的光阻层300。

步骤5、请参阅图4-5，去除第二光阻区320的光阻层300并薄化第三光阻区330的光阻层300，以第三光阻区330剩余的光阻层300为遮挡对栅极绝缘层200进行蚀刻，减薄对应第一光阻区310及第二光阻区320的栅极绝缘层200的厚度，在所述栅极绝缘层200上形成对应第一光阻区310的第一绝缘层区210、对应第二光阻区320的第二绝缘层区220、及对应第三光阻区320的第三光绝缘层区230，所述栅极绝缘层200在第一绝缘层区210的厚度小于在第二绝缘层区220的厚度，所述栅极绝缘层200在第二绝缘层区220的厚度小于在第三绝缘层区230的厚度，去除第三光阻区330剩余的光阻层300。

具体地，所述步骤5中通过灰化的方法去除第二光阻区320的光阻层300并薄化第三光阻区330的光阻层300。

步骤6、请参阅图6，从栅极绝缘层200的一侧对有源层100进行离子掺杂，形成对应第一绝缘层区210的源漏极接触区110、及对应第二绝缘层区220的轻掺杂漏极区120；

所述源漏极接触区110的离子掺杂浓度大于轻掺杂漏极区120的离子掺杂浓度。

具体地，所述薄膜晶体管的制作方法还包括步骤7、在所述栅极绝缘层200上沉积金属材料并进行图案化，形成栅极。

需要说明的是，本发明的薄膜晶体管的制作方法，在有源层100上依次形成栅极绝缘层200及光阻层300，并利用一半色调掩膜板900在光阻层300上对应有源层100形成由外至内依次排列且厚度依次增加的第一光阻区310、第二光阻区320、及第三光阻区330，接着依次去除第一光阻区310、及第二光阻区320的光阻层300，并在每次去除光阻层300时以剩余的光阻层300为遮挡蚀刻栅极绝缘层200，使栅极绝缘层200对应有源层100形成由外至内依次排列且厚度依次增加的第一绝缘层区210、第二绝缘层区220、及第三绝缘层区230，之后在栅极绝缘层200一侧对有源层100进行离子掺杂，由于栅极绝缘层200在第一绝缘层区210的厚度薄，而在第二绝缘层区220的厚度厚，使从栅极绝缘层220一侧对有源层100进行离子掺杂时，对应第一绝缘层区210的区域也即源漏极接触区110的离子掺杂植入深度大于对应第二绝缘层区220的区域也即轻掺杂漏极区120的离子掺杂植入深度，请参阅图7，在一定范围内，离子掺杂植入深度越大，离子掺杂的浓度越高，因此可通过控制离子注入能量，通过一道离子掺杂制程完成源漏极接触区110的离子掺杂浓度大于轻掺杂漏极区120的离子掺杂浓度，也即仅进行一道离子掺杂制程即可完成源漏极接触区110及轻掺杂漏极区120的制作，与现有技术利用多道离子掺杂制程相比，操作简单，生产效率高。

具体地，在本发明的一优选实施例中，所述第二曝光区920中各个位置的透光率均相同，由于所述第二曝光区920中各个位置的透光率均相同，步骤3完成后所述光阻层300在第二光阻区320中的厚度均匀，进而在步骤5中对应形成的第二绝缘层区220中的栅极绝缘层200的厚度也均匀，由于栅极绝缘层200在第二绝缘层区220中的厚度均匀，因此通过栅极绝缘层200对有源层100进行离子掺杂，对应第二绝缘层区220的轻掺杂漏极区120的离子掺杂浓度均匀。

具体地，在本发明的另一实施例中，所述第二曝光区920包括多个依次排列的子曝光区，所述多个子曝光区的透光率依次增大或依次减小，具体地，当光阻材料选择正性光阻材料时，所述多个子曝光区的透光率向着远离第一曝光区910的方向依次减小；当光阻材料选择负性光阻材料时，所述多个子曝光区的透光率向着远离第一曝光区910的方向依次增大。

进一步地，由于第二曝光区920包括多个子曝光区，步骤3中对应第二曝光区920形成的第二光阻区320也相应包括对应多个子曝光区的子光阻区，所述光阻层300在多个子光阻区的厚度向着远离第一光阻区310的方向依次增大。

进一步地，该实施例的步骤5具体包括：

步骤51、去除第二光阻区320中最靠近第一光阻区310的子光阻区的光阻层300并薄化除该子光阻区以外的子光阻区及第三光阻区330的光阻层300，以第二光阻区320及第三光阻区330剩余的光阻层300为遮挡对栅极绝缘层200进行蚀刻，减薄对应第一光阻区310及第二光阻区320中光阻层300被去除部分的栅极绝缘层200的厚度。

步骤52、去除其余子光阻区中最靠近第一光阻区310的子光阻区的光阻层300并薄化除该子光阻区以外的子光阻区及第三光阻区330的光阻层300，以第二光阻区320及第三光阻区330剩余的光阻层300为遮挡对栅极绝缘层200进行蚀刻，减薄对应第一光阻区310及第二光阻区320中光阻层300被去除部分的栅极绝缘层200的厚度。

步骤53、重复步骤52，直至第二光阻区320的光阻层300被完全去除。

该步骤5完成后，第二绝缘层区220中也相应形成对应第二光阻区320中多个子光阻区的多个子绝缘层区，所述栅极绝缘层200在多个子绝缘层区的厚度向着远离第一绝缘层区210的方向依次增大。

进一步地，由于第二绝缘层区220形成有多个子绝缘层区，且栅极绝缘层200在多个子绝缘层区的厚度向着远离第一绝缘层区210的方向依次增大，通过该栅极绝缘层200对有源层100进行离子掺杂后，对应第二绝缘层区220的轻掺杂漏极区120形成对应多个子绝缘层区的多个子轻掺杂漏极区，且多个子轻掺杂漏极区的离子掺杂浓度向着远离源漏极接触区110方向逐渐减小，使轻掺杂漏极区120内部具有阶梯状的离子掺杂浓度，能更有效地防止载热流子效应。

综上所述，本发明的薄膜晶体管的制作方法，在有源层上依次形成栅极绝缘层及光阻层，并利用一半色调掩膜板在光阻层上对应有源层形成由外至内依次排列且厚度依次增加的第一光阻区、第二光阻区、及第三光阻区，接着依次去除第一光阻区、及第二光阻区的光阻层，并在每次去除光阻层时以剩余的光阻层为遮挡蚀刻栅极绝缘层，使栅极绝缘层对应形成厚度依次增加的第一绝缘层区、第二绝缘层区、及第三绝缘层区，之后在栅极绝缘层一侧对有源层进行离子掺杂，在有源层的两端形成离子掺杂浓度高的源漏极接触区，在源漏极接触区内侧形成离子掺杂浓度低的轻掺杂漏极区，仅进行一道离子掺杂制程即可完成源漏极接触区及轻掺杂漏极区的制作，操作简单，生产效率高。

以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明后附的权利要求的保护范围。