一种薄膜晶体管及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种有机发光显示器件。具体涉及一种薄膜晶体管及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 有机电致发光是指有机发光材料在电流或电场的激发作用下发光的现象。有机 发光显示器件（Organic Lighting Emitting Display,简称0LED)，与传统的液晶显示器 (Liquid Crystal Display，简称IXD)显示方式不同，具有自发光的特性，无需背光灯。OLED 具有厚度薄、视角宽、对比度高、响应速度快、功耗低、柔性化等优点，是目前平板显示技术 中受关注最多的技术之一，且已成为最有希望取代LCD的下一代平板显示技术。
[0003] 作为有机发光显示器的关键器件之一，薄膜晶体管（Thin-filmtransistor，简称 TFT)的性能直接影响显示质量的好坏，目前TFT-LCD大部分采用硅基材料的薄膜晶体管， 如多晶硅（P-Si) TFT，但随着OLED的不断发展和柔性显示技术的需求，需要一种载流子迁 移率较高且能在低温下制造的有源层半导体材料，而高载流子迁移率的P-Si在低温下大 面积制造比较困难。透明的非晶金属氧化物，具有透光率和载流子迁移率高的优点，不但可 以制备透明TFT，而且还可以大幅提高TFT对像素电极的充放电速率和像素的相应速度，已 成为目前OLED中的前沿技术。
[0004] 目前的金属氧化物薄膜晶体管主要采用底栅结构，该结构中栅极层和源/漏电极 层容易产生较大的寄生电容，从而使得像素电路中产生大的存储电容，影响显示装置的性 能。因此，顶栅结构的薄膜晶体管成为了一个重要的研究方向，但顶栅结构中金属氧化物半 导体层的导电性能较差，而且金属氧化物半导体层与源/漏电极层接触区域小，易造成金 属氧化物半导体层与源/漏电极层接触电阻大的问题。
[0005] 中国专利文献CN103076703A公开了一种顶栅型金属氧化物薄膜晶体管，如图1所 示，包括衬底基板10、位于衬底基板上的金属氧化物半导体层20、位于金属氧化物半导体 层上的源极61和漏极62、位于源极和漏极之上且位于源极和漏极之间的栅极绝缘层30、位 于栅极绝缘层之上的栅极40、位于栅极上的Al 2O3绝缘层50、位于Al2O3绝缘层之上的绝缘 膜70、以及位于最顶层的数据线80。该方案在形成薄膜晶体管的过程中，通过铺设Al层， 经过在氧气环境中的高温反应使部分金属氧化物半导体层反应形成源极和漏极，同时将Al 膜层反应生成Al2O3绝缘层，使得液晶面板的寄生电容减小到常规面板的1/5左右，从而减 小了晶体管存储电容、提高了开口率。但该晶体管结构中金属氧化物半导体层氧含量比较 高，导电能力较差，无法有效解决金属氧化物半导体层与源/漏极间接触电阻大的问题。
【发明内容】
[0006] 为此，本发明所要解决的是现有技术中顶栅型金属氧化物薄膜晶体管半导体层和 源/漏电极层接触电阻较大的问题，从而提出金属氧化物半导体层和源/漏电极层接触电 阻小的一种薄膜晶体管及其制造方法。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
[0008] 本发明所述的一种薄膜晶体管，包括依次堆叠设置在衬底上的金属氧化物半导体 层、第一绝缘层、栅极层、第二绝缘层和源/漏电极层，其特征在于，所述第一绝缘层和/或 第二绝缘层为由金属层氧化后得到的金属氧化物层，所述金属氧化物层具有绝缘性能。
[0009] 所述金属层为Al、Zn、Fe、Cu中的一种或多种的组合。
[0010] 所述第一绝缘层为直接形成的绝缘金属氧化物层、氮化硅层或氧化硅层中一层或 多层的堆叠层，其厚度为50nm-350nm。
[0011] 所述第二绝缘层的厚度为100nm-500nm。
[0012] 所述第二绝缘层直接形成在所述第一绝缘层上，并覆盖所述栅极层。
[0013] 所述第二绝缘层直接形成在所述金属氧化物半导体层上，并覆盖所述栅极层。
[0014] 所述薄膜晶体管的制造方法，包括以下步骤：
[0015] Sl 1、在衬底上形成金属氧化物半导体层；
[0016] S12、在衬底上形成覆盖金属氧化物半导体层的金属层，所述金属层经氧化后形成 的金属氧化物层具有绝缘性能；并对金属氧化物半导体层和金属层进行无氧退火处理；
[0017] S13、在氧气环境下，对金属层进行氧化处理，至金属层全部被氧化，制得第一绝缘 层；
[0018] S14、在第一绝缘层上直接形成栅极、第二绝缘层和源/漏电极层。
[0019] 所述薄膜晶体管的制造方法，包括以下步骤：
[0020] S21、在衬底上形成金属氧化物半导体层；
[0021] S22、在金属氧化物半导体层上方居中形成第一绝缘层，沿金属氧化物半导体层沟 道长度方向，第一绝缘层的长度小于金属氧化物半导体层的长度，在第一绝缘层上直接形 成栅极层；
[0022] S23、在金属氧化物半导体层上直接形成覆盖栅极层的金属层，所述金属层经氧化 后形成的金属氧化物层具有绝缘性能；并对设置在衬底上的各层进行无氧退火处理；
[0023] S24、在氧气环境下，对金属层进行氧化处理，至金属层全部被氧化，制得第二绝缘 层；
[0024] S25、在第二绝缘层上直接形成源/漏电极层。
[0025] 所述薄膜晶体管的制造方法，包括以下步骤：
[0026] S31、在衬底上形成金属氧化物半导体层；
[0027] S32、在金属氧化物半导体层上方居中形成第一金属层，所述第一金属层经氧化后 形成的金属氧化物层具有绝缘性能；沿金属氧化物半导体层沟道长度方向，第一金属层的 长度小于金属氧化物半导体层的长度，在第一金属层上直接形成栅极层；
[0028] S33、在金属氧化物半导体层上直接形成覆盖栅极层的第二金属层，所述第二金属 层经氧化后形成的金属氧化物层具有绝缘性能；并对设置在衬底上的各层进行无氧退火处 理；
[0029] S34、在氧气环境下，对第一金属层和第二金属层进行氧化处理，至金属层全部被 氧化，制得第一绝缘层和第二绝缘层；
[0030] S35、在第二绝缘层上直接形成源/漏电极层。
[0031] 步骤S14中的所述的第二绝缘层与步骤S22中所述的第一绝缘层独立的选自氮化 硅层或氧化硅层。
[0032] 本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
[0033] 1.本发明所述的一种薄膜晶体管及其制造方法，其第一绝缘层和/或第二绝缘层 为由金属层氧化后得到的金属氧化物层，所述金属氧化物层具有绝缘性能。所述金属层为 Al、Zn、Fe、Cu中的一种或多种的组合。所述金属层在无氧条件下高温退火形成金属氧化物 层的过程中，会吸收金属氧化物半导体中的氧，这可有效降低源/漏极区域的金属氧化物 半导体中的氧含量，从而提高接触区金属氧化物半导体的导电性能，减少金属氧化物半导 体与源/漏电极层间的接触电阻。
[0034] 2.本发明所述的一种薄膜晶体管及其制造方法，其金属层和金属氧化物层的形成 可使用同一台溅射设备来实现，工艺简单，且降低了设备成本与生产成本。
[0035] 3.本发明所述的一种薄膜晶体管及其制造方法，无需在第二绝缘层之上再制作一 层绝缘层即可达到理想的技术效果，减少了一次成膜工艺，在制作工艺中可节约机时和成 本。
【附图说明】
[0036] 为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合 附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
[0037] 图1现有技术的顶栅结构薄膜晶体管的结构示意图；
[0038] 图2是本发明的顶栅结构薄膜晶体管的结构示意图。
[0039] 图中附图标记表不为：90_衬底、91-金属氧化物半导体层、92-第一绝缘层、93-栅 极层、