一种薄膜晶体管、阵列基板及薄膜晶体管的制作方法与流程

本申请涉及显示领域，尤其涉及一种薄膜晶体管、阵列基板及薄膜晶体管的制作方法。

背景技术：

目前的显示类型主要包括液晶显示(Liquid Crystal Display，LCD)、有机发光二极管显示(Organic Light-Emitting Diode，OLED)、等离子显示(Plasma Display Panel，PDP)和电子墨水显示等多种。由于现有的显示器件的分辨率越来越高，进而，相应的，显示器件中的薄膜晶体管的有源层越来越短，而薄膜晶体管有源层的缩短会致使薄膜晶体管发生短沟道效应和热载流子效应，导致薄膜晶体管的性能发生异常，进而影响显示器件的正常显示。

图1所示为现有的一种薄膜晶体管的结构示意图，包括：设置在衬底基板11上方隔离层12，设置在隔离层12上方的有源层131，设置在有源层131一侧的源极132以及设置在有源层131另一侧的漏极133，设置在有源层131上方的栅极15，以及设置在有源层131与栅极15之间的栅极绝缘层14，其中，现有薄膜晶体管通常在栅极绝缘层14下方的两侧掺杂相对源漏掺杂浓度较低的杂质，形成第一轻掺杂漏区134和第二轻掺杂漏区135，依此削减电场梯度的坡度，降低热载流子效应对薄膜晶体管的影响，但该种结构的薄膜晶体管，不仅不能避免短沟道效应的发生，而且还会导致沟道变得更短，使薄膜晶体管的更易发生短沟道效应。

综上，现有的薄膜晶体管容易发生短沟道效应，导致薄膜晶体管的性能较差。

技术实现要素：

本申请实施例提供一种薄膜晶体管、阵列基板及薄膜晶体管的制作方法，以降低薄膜晶体管由于有源层的缩短而产生短沟道效应的几率，提高薄膜晶体管的性能。

本申请实施例提供一种薄膜晶体管，包括：

设置在衬底基板上方的有源层，设置在所述有源层一侧的源极以及设置在所述有源层另一侧的漏极，设置在所述有源层上方或下方的栅极，以及设置在所述有源层与所述栅极之间的栅极绝缘层；

其中，所述源极与所述有源层之间还设置有连接所述源极与所述有源层的第一反型电极，所述漏极与所述有源层之间还设置有连接所述漏极与所述有源层的第二反型电极，所述第一反型电极与所述源极的导电类型相反，所述第二反型电极的导电类型与所述漏极的导电类型相反。

优选的，所述栅极在所述衬底基板上的正投影至少覆盖所述有源层在所述衬底基板上的正投影。

优选的，所述栅极绝缘层在所述衬底基板上的正投影与所述有源层、所述第一反型电极和所述第二反型电极在所述衬底基板上的正投影的组合重叠，所述栅极在衬底基板上的正投影与所述栅极绝缘层在所述衬底基板上的正投影重叠。

优选的，所述有源层为多晶硅薄膜，所述源极和所述漏极为掺杂P型杂质离子的多晶硅薄膜，所述第一反型电极和所述第二反型电极为掺杂N型杂质离子的多晶硅薄膜；或者，所述源极和所述漏极为掺杂N型杂质离子的多晶硅薄膜，所述第一反型电极和所述第二反型电极为掺杂P型杂质离子的多晶硅薄膜。

优选的，所述第一反型电极掺杂的杂质离子的浓度小于所述源极掺杂的杂质离子的浓度，所述第二反型电极掺杂的杂质离子的浓度小于所述漏极掺杂的杂质离子的浓度。

本申请实施例提供一种阵列基板，包括本申请实施例提供的所述的薄膜晶体管。

本申请实施例提供一种薄膜晶体管的制作方法，所述制作方法包括：

在衬底基板的上方形成有源层，以及在所述有源层的一侧形成与所述有源层相接触的第一反型电极，在所述有源层的另一侧边形成与所述有源层相接触的第二反型电极；

形成与所述第一反型电极相接触的源极，以及与所述第二反型电极相接触的漏极，所述源极与所述第一反型电极的导电类型相反，所述漏极与所述第二反型电极的导电类型相反；

其中，在形成所述第一反型电极和所述第二反型电极之前，所述制作方法还包括：在所述有源层之上形成栅极绝缘层，以及在所述栅极绝缘层之上形成栅极；或者，在形成所述有源层之前，所述制作方法还包括：在所述衬底基板之上形成栅极，以及在所述栅极之上形成栅极绝缘层。

优选的，所述在衬底基板的上方形成有源层，以及在所述有源层的一侧形成与所述有源层相接触的第一反型电极，在所述有源层的另一侧边形成与所述有源层相接触的第二反型电极；形成与所述第一反型电极相接触的源极，以及与所述第二反型电极相接触的漏极，具体包括：

在衬底基板的上方形成多晶硅薄膜层，将所述多晶硅薄膜层的第一区域的中部第一子区域作为所述有源层；

采用第一离子注入工艺，向所述多晶硅薄膜层的第一子区域的以外区域注入P型杂质离子，形成第一轻掺杂区；

采用第二离子注入工艺，向所述多晶硅薄膜层的所述第一区域一侧的区域注入N型杂质离子，形成源极，向所述多晶硅薄膜层的第一区域另一侧的区域注入N型杂质离子，形成漏极，将所述多晶硅薄膜层的所述有源层与所述源极之间的区域作为第一反型电极，将所述多晶硅薄膜层的所述有源层与所述漏极之间的区域作为第二反型电极。

优选的，所述采用第一离子注入工艺，向所述多晶硅薄膜层的第一子区域的以外区域注入P型杂质离子，具体包括：

以与衬底基板的法线的倾斜角为30°～75°，剂量为1E13atoms/cm²～8E14atoms/cm²，向所述多晶硅薄膜层的第一子区域的以外区域注入P型杂质离子，形成所述第一轻掺杂区。

优选的，所述采用第二离子注入工艺，向所述多晶硅薄膜层的所述第一区域一侧的区域注入N型杂质离子，形成源极，向所述多晶硅薄膜层的第一区域另一侧的区域注入N型杂质离子，形成漏极，具体包括：

以与衬底基板的法线的倾斜度为0°～7°，剂量为1E15atoms/cm²～1E18atoms/cm²，向所述多晶硅薄膜层的所述第一区域一侧的区域注入N型杂质离子，形成源极，向所述多晶硅薄膜层的第一区域另一侧的区域注入N型杂质离子，形成所述漏极。

本申请实施例有益效果如下：本申请实施提供的薄膜晶体管，通过在源极与有源层之间设置第一反型电极，在漏极与有源层之间设置第二反型电极，由于第一反型电极与源极的导电类型相反，第二反型电极与漏极的导电类型相反，进而可以提高源极与漏极的穿透电压，降低薄膜晶体管由于有源层的缩短而产生短沟道效应的几率，提高薄膜晶体管的性能。

附图说明

图1为现有技术的一种薄膜晶体管的结构示意图

图2为本申请实施例提供的一种顶栅型薄膜晶体管的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的另一种顶栅型薄膜晶体管的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种底栅型薄膜晶体管的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种设置有隔离层的顶栅型薄膜晶体管的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种薄膜晶体管的制作方法的流程图；

图7为本申请实施例中，形成多晶硅薄膜层后的示意图；

图8为本申请实施例中，形成栅极以及栅极绝缘层后的示意图；

图9为本申请实施例中，在多晶硅薄膜层上注入P型杂质离子后的示意图；

图10为本申请实施例中，在多晶硅薄膜层上注入N型杂质离子后的示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明实施例的实现过程进行详细说明。需要注意的是，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本申请实施例提供一种薄膜晶体管，具体可以为顶栅型薄膜晶体管，也可以为底栅型薄膜晶体管，以下分别进行举例说明。

参见图2，本申请实施例提供一种顶栅型薄膜晶体管，包括：设置在衬底基板1上方的有源层31，设置在有源层31一侧的源极32以及设置在有源层31另一侧的漏极33，设置在有源层31上方的栅极5，以及设置在有源层31与栅极5之间的栅极绝缘层4。其中，源极32与有源层31之间还设置有连接源极32与有源层31的第一反型电极34，漏极33与有源层31之间还设置有连接漏极33与有源层31的第二反型电极35，第一反型电极34与源极32的导电类型相反，第二反型电极35的导电类型与漏极33的导电类型相反。

需要说明的是，图2仅是以栅极绝缘层4在衬底基板1上的正投影与有源层31、第一反型电极34和第二反型电极35在衬底基板1上的正投影的组合重叠为例进行的举例说明，在具体实施时，栅极绝缘层在衬底基板上的正投影至少覆盖有源层在衬底基板1上的正投影。即，本申请实施例提供的薄膜晶体管，其还可以是如图3所示的结构，即，栅极绝缘层4在衬底基板1上的正投影只是与有源层31在衬底基板上的正投影重叠，栅极5在衬底基板上的正投影与栅极绝缘层4在衬底基板上的正投影重叠，或者，也可以是，栅极绝缘层在衬底基板上的正投影与有源层、部分第一反型电极和部分第二反型电极在衬底基板上的正投影的组合重叠(未示出)。

参见图4，本申请实施例提供一种底栅型薄膜晶体管，包括：设置在衬底基板1上方的栅极5，设置在栅极上方的栅极绝缘层4，设置在栅极绝缘层4上方的有源层31，设置在有源层31一侧的源极32以及设置在有源层31另一侧的漏极33；其中，源极32与有源层31之间还设置有连接源极32与有源层31的第一反型电极34，漏极33与有源层31之间还设置有连接漏极33与有源层31的第二反型电极35，第一反型电极34与源极32的导电类型相反，第二反型电极35的导电类型与漏极33的导电类型相反。

在具体实施时，对于顶栅型薄膜晶体管，参见图5，在衬底基板1与有源层31之间还设置有隔离层2，用于防止衬底基板1的杂质扩散到有源层31，对薄膜晶体管造成影响。当然，对于底栅型薄膜晶体管，在衬底基板与栅极之间也可以设置有隔离层。

在具体实施时，对于顶栅型薄膜晶体管，优选的，有源层的材质可以为多晶硅薄膜，源极和漏极可以为掺杂N杂质离子的多晶硅薄膜，第一反型电极和第二反型电极可以为掺杂P型杂质离子的多晶硅薄膜，第一反型电极掺杂的P型杂质离子的浓度小于源极掺杂的N型杂质离子的浓度，第二反型电极掺杂的P型杂质离子的浓度小于漏极掺杂的N型杂质离子的浓度，有源层、源极以及漏极位于同一层。即，本申请实施例提供的薄膜晶体管，可以先在衬底基板上形成多晶硅薄膜层，在多晶硅薄膜层的第一区域上方形成栅极绝缘层，以及在栅极绝缘层上形成栅极，而后，将栅极以及栅极绝缘层进行遮挡，以与衬底基板的法线成预设倾斜角，在栅极绝缘层两侧向没有被遮挡的多晶硅薄膜层注入P型杂质离子，由于是以预设倾斜角进行离子注入，则可在栅极绝缘层正下方的多晶硅薄膜也注入P型杂质离子，最后，再采用0角度注入N型杂质离子，由于是采用垂直注入，则栅极绝缘层正下方不会注入N型杂质离子，则，在最终形成的薄膜晶体管中，将栅极绝缘层两侧正下方注入有P型杂质离子的多晶硅薄膜分别作为第一反型电极和第二反型电极，将后续在栅极绝缘层两侧又注入有N型杂质离子的多晶硅薄膜层分别作为源极和漏极。以对多晶硅薄膜层采用不同的角度注入不同的杂质离子形成第一反型电极、第二反型电极、源极以及漏极，可以简化薄膜晶体管的制作过程，提高薄膜晶体管的制作效率。当然，本申请实施例提供的薄膜晶体管也可以采用其他材质以及相应的其它方法形成，在此不做限制。

在具体实施时，第一型杂质离子为P型杂质离子，第二型杂质离子为N型杂质离子；或者，第一型杂质离子为N型杂质离子，第二型杂质离子为P型杂质离子。P型杂质离子具体可以为硼、锗或其它Ⅲ族元素，N型杂质离子，具体可以为磷、砷、锑或其它Ⅴ族元素。

本申请实施例提供一种阵列基板，包括本申请实施例提供的薄膜晶体管。

参见图6，本申请实施例提供一种薄膜晶体管的制作方法，制作方法包括：

步骤101、在衬底基板的上方形成有源层，以及在有源层的一侧形成与有源层相接触的第一反型电极，在有源层的另一侧边形成与有源层相接触的第二反型电极。

在具体实施时，本申请实施例制作的薄膜晶体管可以为顶栅型薄膜晶体管，也可以为底栅型薄膜晶体管，对于制作顶栅型薄膜晶体管，在形成第一反型电极和第二反型电极之前，薄膜晶体管的制作方法还包括：在有源层之上形成栅极绝缘层，以及在栅极绝缘层之上形成栅极；对于制作底栅型薄膜晶体管，在形成有源层之前，薄膜晶体管的制作方法还包括：在衬底基板之上形成栅极，以及在栅极之上形成栅极绝缘层。

步骤102、形成与第一反型电极相接触的源极，以及与第二反型电极相接触的漏极，源极与第一反型电极的导电类型相反，漏极与第二反型电极的导电类型相反。

在具体实施时，对于在衬底基板的上方形成有源层，以及在有源层的一侧形成与有源层相接触的第一反型电极，在有源层的另一侧边形成与有源层相接触的第二反型电极；形成与第一反型电极相接触的源极，以及与第二反型电极相接触的漏极，具体包括：

在衬底基板的上方形成多晶硅薄膜层，将多晶硅薄膜层的第一区域的中部第一子区域作为有源层；

采用第一离子注入工艺，向多晶硅薄膜层的第一子区域的以外区域注入P型杂质离子，形成第一轻掺杂区，优选的，以与衬底基板的法线的倾斜角为30°～75°，剂量为1E13atoms/cm²～8E14atoms/cm²，向多晶硅薄膜层的第一子区域的以外区域注入P型杂质离子，形成第一轻掺杂区；

采用第二离子注入工艺，向多晶硅薄膜层的第一区域一侧的区域注入N型杂质离子，形成源极，向多晶硅薄膜层的第一区域另一侧的区域注入N型杂质离子，形成漏极，将多晶硅薄膜层的有源层与源极之间的区域作为第一反型电极，将多晶硅薄膜层的有源层与漏极之间的区域作为第二反型电极，优选的，以与衬底基板的法线的倾斜度为0°～7°，剂量为1E15atoms/cm²～1E18atoms/cm²，向多晶硅薄膜层的第一区域一侧的区域注入N型杂质离子，形成源极，向多晶硅薄膜层的第一区域另一侧的区域注入N型杂质离子，形成漏极。

为了更详细的对本申请实施例提供的薄膜晶体管的制作方法进行说明，以下以形成顶栅型低温多晶硅薄膜晶体管为例，结合附图7至附图10对本申请实施例提供的多层膜层图案的制作方法进行如下详细说明：

步骤一，衬底基板1上形成隔离层2，在隔离层2上形成多晶硅薄膜层3。其中，形成的隔离层2可以防止衬底基板1的杂质扩散到后续形成的有源层，进而以防止影响薄膜晶体管的性能。衬底基板1具体可以为玻璃衬底基板。在衬底基板1上形成多晶硅薄膜层3后的示意图如图7所示。

步骤二，在多晶硅薄膜层3中部的第一区域10的上方形成栅极绝缘层4，以及在栅极绝缘层4上形成栅极5，其中，栅极绝缘层4在衬底基板1上的正投影与第一区域10在衬底基板1上的正投影重叠，栅极5在衬底基板1上的正投影与第一区域10在衬底基板1上的正投影重叠。形成栅极5后的示意图如图8所示。

步骤三，对栅极绝缘层4和栅极5通过光刻胶遮挡(图中未示出)，以与衬底基板1的法线的倾斜角为45°，P型杂质离子的注入剂量为5E13atoms/cm²，向多晶硅薄膜层3注入P型杂质离子，使多晶硅薄膜层3的第一子区域100以外的区域注入P型杂质离子，形成第一轻掺杂区30，将未被注入P型杂质离子的第一子区域100的多晶硅薄膜作为有源层31。其中，第一子区域100为第一区域10中间的部分区域。具体的P型杂质离子可以为硼、锗或其它等Ⅲ族元素。形成第一轻掺杂区后的示意图如图9所示。

步骤四，对栅极绝缘层4和栅极5通过光刻胶遮挡，以与衬底基板1的法线的倾斜度为0°，N型杂质离子的注入剂量为1E16atoms/cm²，向第一区域10一侧的区域注入N型杂质离子，形成源极32，向第一区域10另一侧的区域注入N型杂质离子，形成漏极33，将有源层31与源极32之间的区域作为第一反型电极34，将有源层31与漏极33之间的区域作为第二反型电极35。形成第一反型电极34以及第二反型电极35后的示意图如图10所示。

综上所述，本申请实施提供的薄膜晶体管，通过在源极与有源层之间设置第一反型电极，在漏极与有源层之间设置第二反型电极，由于第一反型电极与源极的导电类型相反，第二反型电极与漏极的导电类型相反，进而可以提高源极与漏极的穿透电压，降低薄膜晶体管由于有源层的缩短而产生短沟道效应的几率，提高薄膜晶体管的性能。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。