薄膜晶体管和显示面板的制作方法

1.本技术涉及显示技术领域，具体涉及一种薄膜晶体管和显示面板。


背景技术：

2.在有源矩阵平板显示领域，包括有源矩阵式液晶显示(amlcd)、有源矩阵有机发光二极体(amoled)，薄膜晶体管作为像素的开关，具有无可替代的作用。高分辨、大尺寸、以及柔性显示已成为显示技术发展的新方向，为此对薄膜晶体管也提出了更高的要求。氧化物薄膜晶体管(tft)由于其非晶结构及比a-si较高的迁移率，及较低的成本在大尺寸及高分辨及柔性显示中应用尤为突出。为了提高氧化物tft稳定性，刻蚀阻挡层(esl)结构的tft被广泛采用，该结构可有效降低外界环境因素与源漏电极的刻蚀损伤对背沟道的影响。然而，刻蚀阻挡层(esl)结构的阵列制造方法需要更多的光罩次数，且显著增加tft大小和寄生电容。背沟道蚀刻型(bce)结构的tft无需蚀刻阻挡层，沟道较esl结构可显著缩小，因而具有相对esl结构更低的生产成本和技术优势，但背沟道极易受到后制程的影响，导致器件性能不佳，固其工艺要求较高，一般在lcd中有所应用。随着显示要求的不断提高，即高分辨、高刷新频率的普及，对tft的迁移率提出了更高的要求，目前可用于量产的氧化铟镓锌(igzo)tft其迁移率还远远不够，急需提高。同时这种背沟道蚀刻型(bce)结构的氧化物tft广泛采用的有源层为zno中掺入in/ga，即igzo，其对水氧非常敏感，且极易受h的注入影响，导致器件性能变差。因而其上下层的绝缘层的选择比较受限，多采用具有一定的阻水氧功能且少氢补氧的sio
x
，工艺比较受限，且器件的储存稳定性不佳。此外，igzo作为有源层的tft其受光照比较敏感，光照下容易产生光生载流子，不了利于器件的光照稳定性。背沟道蚀刻型(bce)结构的氧化物器件，易受到上光照的影响。
3.因此，亟待提供一种薄膜晶体管，以减少光照影响，提高光照稳定性。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的不足，本技术提供了一种薄膜晶体管，可以有效减少半导体膜层中氧空位的生成，以及减少光照对igzo中载流子的浓度的影响，提高器件的稳定性。
5.本技术提供一种薄膜晶体管，包括：
6.玻璃基板，
7.栅极，设置在所述玻璃基板上；
8.栅绝缘层，设置在所述玻璃基板上，且覆盖所述栅极；
9.氧化物半导体复合膜层，设置在所述栅绝缘层上，且位于所述栅极的上方；
10.源漏极，设置在所述氧化物半导体复合膜层上，包括源极和漏极，且所述源极与所述漏极同层布置；
11.其中，所述氧化物半导体复合膜层包括第一金属氧化物层、第二金属氧化物层和第三金属氧化物层，所述第二金属氧化物层和所述第三金属氧化物层中掺杂钛。
12.可选的，在本技术的一些实施例中，所述第二金属氧化物层中钛的摩尔百分比为
0.1％～1.5％。
13.可选的，在本技术的一些实施例中，所述第三金属氧化物层中钛的摩尔百分比为1.5％～3％。
14.可选的，在本技术的一些实施例中，所述第一金属氧化物层位于所述栅绝缘层背离所述栅极的一侧，所述第二金属氧化物层位于所述第一金属氧化物层背离所述栅绝缘层的一侧，所述第三金属氧化物层位于所述第二金属氧化物层背离所述第一金属氧化物层的一侧。
15.可选的，在本技术的一些实施例中，所述薄膜晶体管还包括保护层，位于所述栅绝缘层且覆盖所述源极和所述漏极。
16.可选的，在本技术的一些实施例中，所述保护层的材料包括sio
x
。
17.可选的，在本技术的一些实施例中，所述氧化物半导体复合膜层的材料包括氧化铟镓锌(igzo)。
18.可选的，在本技术的一些实施例中，所述第一金属氧化物层的材料包括氧化铟镓锌(igzo)。
19.可选的，在本技术的一些实施例中，所述第二金属氧化物层为在氧化铟镓锌中掺杂金属钛。
20.可选的，在本技术的一些实施例中，所述第三金属氧化物层为在氧化铟镓锌中掺杂金属钛。
21.可选的，在本技术的一些实施例中，所述第二金属氧化物层包括相互分隔设置的两部分，分别与所述第一金属氧化物层的两端连接。所述第三金属氧化物层包括相互分隔设置的两部分，分别与第二金属氧化物层的相互分隔设置的两部分连接。
22.可选的，在本技术的一些实施例中，所述源极和所述漏极分别与所述第三金属氧化物层的相互分隔设置的两部分连接。
23.可选的，在本技术的一些实施例中，所述栅绝缘层的材料包括sio
x
。
24.相应的，本技术还提供一种显示面板，包括如上所述的薄膜晶体管。
25.本技术的有益效果在于：
26.本技术提供了一种薄膜晶体管中，在背沟道蚀刻型(bce)结构薄膜晶体管(tft)中采用多层半导体膜的氧化物半导体复合膜层，具体地，具有三层半导体膜，其中两层掺杂有不同含量的金属元素钛。
27.本技术的薄膜晶体管中，金属氧化物为主要的半导体层，钛(ti)由于其氧负性较低，与氧(o)之间的结合力较强，可以减少半导体膜层中的氧空位的生成，进而减小薄膜中载流子的浓度，提高器件的稳定性。当ti的含量较低时，如第二金属氧化物层，可将半导体膜层中游离的氧减小，减小导电离子间由于自身碰撞导致的有效载流子浓度减少，可在一定程度上提高器件的迁移率；当ti的含量继续增大时，如第三金属氧化物层，载流子浓度减少，稳定性提高。
附图说明
28.为了更清楚地说明本技术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技术的一些实施例，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。
29.图1是本技术实施例提供的薄膜晶体管的结构示意图；
30.图2是本技术实施例提供的薄膜晶体管中氧化物半导体复合膜层的制作过程中的结构示意图一；
31.图3是本技术实施例提供的薄膜晶体管中氧化物半导体复合膜层的制作过程中的结构示意图二；
32.图4是本技术实施例提供的薄膜晶体管的部分结构示意图。
33.附图标记说明：100、薄膜晶体管；110、玻璃基板；120、栅极；130、栅绝缘层；140、氧化物半导体复合膜层；141、第一金属氧化物层；142、第二金属氧化物层；143、第三金属氧化物层；150、源漏极；151、源极；152、漏极；160、保护层。
具体实施方式
34.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。此外，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本技术，并不用于限制本技术。在本技术中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”和“下”通常是指装置实际使用或工作状态下的上和下，具体为附图中的图面方向。
35.本技术实施例提供一种薄膜晶体管和显示面板。以下分别进行详细说明。需说明的是，以下实施例的描述顺序不作为对实施例优选顺序的限定。
36.本技术实施例提供一种薄膜晶体管100，请参阅图1，包括玻璃基板110、栅极120、栅绝缘层130、氧化物半导体复合膜层140、源漏极150。
37.进一步地，所述栅极120为金属层，并且所述栅极120设置在所述玻璃基板110上。所述栅绝缘层130(gate insulator,gi)设置在所述玻璃基板110上，且所述栅绝缘层130覆盖所述栅极120；可以想象，所述栅绝缘层130设置在所述栅极120背离所述玻璃基板110的一侧，以及设置在所述玻璃基板110上与所述栅极120的同一侧。更进一步地，所述栅绝缘层130的材料可以为氧化硅(sio
x
)。
38.本技术实施例中，所述氧化物半导体复合膜层140，设置在所述栅绝缘层130背离所述栅极120的一侧。所述氧化物半导体复合膜层140位于所述栅极120的上方。进一步地，所述氧化物半导体复合膜层140包括第一金属氧化物层141、第二金属氧化物层142和第三金属氧化物层143。所述第一金属氧化物层141设置在所述栅绝缘层130背离所述栅极120的一侧。所述第二金属氧化物层142设置在所述第一金属氧化物层141背离所述栅绝缘层130的一侧。所述第三金属氧化物层143设置在所述第二金属氧化物层142背离所述第一金属氧化物层141的一侧。
39.进一步地，所述第二金属氧化物层142包括相互隔开的两部分，分别设置在所述第一金属氧化物层141的两端。进一步地，所述第三金属氧化物层143包括相互隔开的两部分，分别设置在前述相互隔开的第二金属氧化物层142的两部分上。
40.进一步地，所述第二金属氧化物层142和所述第三金属氧化物层143中掺杂钛。所述第一金属氧化物层141的材料包括氧化铟镓锌(igzo)。进一步地，所述第二金属氧化物层142和所述第三金属氧化物层143中均可包括氧化铟镓锌。
41.所述源漏极150为金属层，所述源漏极150设置在所述氧化物半导体复合膜层140背离所述栅绝缘层130、所述栅极120的一侧。进一步地，所述源漏极150分为源极151和漏极152，所述源极151与所述漏极152同层布置，且所述源极151与所述漏极152之间相互隔开设置。
42.进一步地，请继续参阅图1，所述源极151与所述漏极152下方的第二金属氧化物层142和第三金属氧化物层143分别与源极151与漏极152一一对应，即第二金属氧化物层142和第三金属氧化物层143包括相互隔开不连接的两部分，分别与其上方的源极151、漏极152连接。
43.在本技术的一些实施例中，所述第二金属氧化物层142中钛的摩尔百分比可以为0.1％、0.2％、0.4％、0.5％、0.8％、1.0％、1.2％、1.4％或1.5％。进一步地，所述第二金属氧化物层142可以为在氧化铟镓锌中掺杂金属钛。
44.在本技术的一些实施例中，所述第三金属氧化物层中钛的摩尔百分比可以为1.5％、1.6％、1.8％、2.0％、2.2％、2.5％、2.7％、2.9％或3％。进一步地，所述第三金属氧化物层可以为在氧化铟镓锌中掺杂金属钛。
45.本技术实施例中，氧化物半导体复合膜层140为主要的半导体层，钛(ti)由于其氧负性较低，与氧(o)之间的结合力较强，可以减少半导体膜层中氧空位的生成，进而减小薄膜中载流子的浓度，提高器件的稳定性。当ti的含量较低时，可将半导体膜层中游离的氧减小，减小导电离子间由于自身碰撞导致的有效载流子浓度减少，可在一定程度上提高器件的迁移率。当ti的含量继续增大时，载流子浓度减少，稳定性提高。
46.已知igzo作为有源层的tft其受光照比较敏感，光照下容易产生光生载流子，不了利于器件的光照稳定性。背沟道蚀刻型结构的氧化物器件，易受到上光照的影响。而本技术实施例中，具有多层半导体结构，例如，igzo层上具有两层掺杂钛的igzo层，该两层掺杂钛的igzo层中，不仅可以有效减少光照对器件的影响，还可以有效减少半导体膜层中游离的氧。
47.在本技术的一些实施例中，所述第一金属氧化物层141位于栅绝缘层130背离所述栅极120的一侧，所述第二金属氧化物层142位于所述第一金属氧化物层141背离所述栅绝缘层130的一侧，所述第三金属氧化物层位于所述第二金属氧化物层142背离所述第一金属氧化物层141的一侧。
48.在本技术的一些实施例中，请继续参阅图1，所述薄膜晶体管100还包括保护层160。所述保护层160为无机绝缘覆盖层，位于所述栅绝缘层130上且覆盖所述源极和所述漏极。进一步地，所述保护层160的材料包括sio
x
。所述保护层160可以保护层，阻水氧功能；具有少氢补氧的作用。
49.在本技术一实施例中，请继续参阅图1，薄膜晶体管100包括：
50.玻璃基板110、栅极120，所述栅极120设置在所述玻璃基板110上的栅极120；
51.栅绝缘层130，设置在所述栅极120背离所述玻璃基板110一侧，同时所述栅绝缘层130设置在玻璃基板110上且覆盖所述栅极120；
52.氧化物半导体复合膜层140，设置在所述栅绝缘层130上，所述氧化物半导体复合膜层140包括：第一金属氧化物层141，设置在所述栅绝缘层130背离所述玻璃基板110的一侧，所述第一金属氧化物层的材料可以为氧化铟镓锌；第二金属氧化物层142，设置在所述第一金属氧化物层141背离所述玻璃基板110或所述栅绝缘层130的一侧，所述第二金属氧化物层142的材料可以为氧化铟镓锌掺杂低含量钛，其中，所述第二金属氧化物层142包括相互隔开并同层设置的两部分，分别与所述第一金属氧化物层141的两端连接；第三金属氧化物层143，设置在所述第二金属氧化物层142背离所述第一金属氧化物层141的一侧，所述第三金属氧化物层143的材料可以为氧化铟镓锌掺杂较高含量钛，其中，所述第三金属氧化物层143包括相互隔开并同层设置的两部分，分别与上述第二金属氧化物层142的两部分连接；
53.源漏极150，设置在所述第三金属氧化物层143上，所述源漏极150包括源极151和漏极152，并分别与上述第三金属氧化物层143的两部分连接；
54.保护层160，设置在所述栅绝缘层130、氧化物半导体复合膜层140及源漏极150上，用以隔绝水氧起到保护作用。所述保护层的材料可以为氧化硅，如sio
x
。
55.进一步地，所述氧化物半导体复合膜层140在薄膜晶体管100中，位于所述栅极120的上方。可以想象，所述氧化物半导体复合膜层140在所述玻璃基板110的正投影与所述栅极120具有重叠部分。
56.本技术实施例还提供所述薄膜晶体管的制备工艺，请参阅图2、图3和图4，图2、图3和图4示出了氧化物半导体复合膜层的工艺过程。
57.在一实施例中，所述薄膜晶体管中的氧化物半导体复合膜层的制备工艺，包括：
58.步骤一、请参阅图2，在玻璃基板110上制备形成栅极120，并在所述玻璃基板110和所述栅极120上制备形成栅绝缘层130；在栅绝缘层130上形成整面的第一金属氧化物层141"，在该第一金属氧化物层141"上形成整面的第二金属氧化物层142"，在该第二金属氧化物层142"上形成整面的第三金属氧化物层143"；
59.步骤二、请参阅图3，对步骤一中制得的膜层进行图案化，形成第一金属氧化物层141，以及预第二金属氧化物层142'和预第三金属氧化物层143'；
60.步骤三、请参阅图4，对步骤二制得的膜层继续进行图案化，在部分的第二金属氧化物层142'以及部分的第三金属氧化物层143'中形成一沟道，使得其均形成相互隔开的两部分，形成第二金属氧化物层142和第三金属氧化物层143，最终形成了氧化物半导体复合膜层。
61.进一步地，所述步骤一中，可以理解为，先在栅绝缘层130上沉积一层金属氧化物(如氧化铟镓锌(igzo))，再沉积一层掺杂钛(ti)的氧化物(如掺杂钛的氧化铟镓锌(igzo))，其中ti的摩尔百分比在0.1％～1.5％；在其上再沉积一层ti的含量较高的金属氧化物，其中ti的摩尔百分比在1.5％～3％之间。
62.进一步地，所述氧化物半导体复合膜层为多层结构，最下面一层为金属氧化物，其上为掺杂比例较低的含钛氧化物，再其上沉积一层含钛较第一层高的氧化物。更进一步地，含钛氧化物可以通过磁控溅射的方法制备，含钛氧化物薄膜的形成可以为：钛的含量在靶材的制备时调控，其中控制粉体中钛的含量，对粉体进行研磨，研磨后进行烧结制备成含有具体钛含量的靶材，最后通过磁控溅射的方法形成含有一定量钛的薄膜。
63.进一步地，结合图1和图4，在上述如图4所示的膜层上继续制备源漏极150；然后在玻璃基板上形成整面的保护层160，用以隔绝水氧。
64.本技术实施例还提供一种显示面板，包括如上所述的薄膜晶体管。
65.综上所述，本技术的薄膜晶体管，通过多层的氧化物半导体复合膜层的设置，有效减少半导体膜层中氧空位的生成，进而减小薄膜中载流子的浓度，以及减少光照的影响，提高了器件的光照稳定性。
66.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
67.以上对本技术实施例所提供的一种薄膜晶体管和显示面板进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本技术的思想，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技术的限制。