薄膜晶體管及其制備方法、陣列基板技術

本發明專利技術公開了一種薄膜晶體管，包括形成在襯底基板上的有源層、柵電極、源電極和漏電極，其中，所述源電極和漏電極相互間隔設置，所述源電極與所述有源層之間以及所述漏電極與所述有源層之間分別設置有導電碳膜，所述源電極和所述漏電極通過所述導電碳膜分別電性連接至所述有源層，所述源電極和所述漏電極的材料為金屬銅。本發明專利技術還公開了如上所述薄膜晶體管的制備方法以及包含如上所述薄膜晶體管的陣列基板。

Thin film transistor, method for producing the same, and array substrate

The invention discloses a thin film transistor includes forming an active layer, a gate electrode, a source electrode and a drain electrode on a substrate, wherein, the source electrode and the drain electrode is spaced between the source electrode and the active layer and the drain conductive carbon film are respectively arranged between the electrode and the the active layer, the source electrode and the drain electrode through the conductive carbon film is respectively and electrically connected to the active layer, the source electrode and the drain electrode material for metal copper. The invention also discloses a method for preparing the thin film transistor as described above, and an array substrate including the thin film transistor as described above.

【技術實現步驟摘要】
薄膜晶體管及其制備方法、陣列基板
本專利技術涉及半導體器件
,尤其涉及一種薄膜晶體管及其制備方法，還涉及包含該薄膜晶體管的陣列基板。
技術介紹
平板顯示裝置具有機身薄、省電、無輻射等眾多優點，得到了廣泛的應用。現有的平板顯示裝置主要包括液晶顯示裝置(LiquidCrystalDisplay，LCD)及有機電致發光顯示裝置(OrganicLightEmittingDisplay，OLED)。薄膜晶體管(ThinFilmTransistor，TFT)是平板顯示裝置的重要組成部分，可形成在玻璃基板或塑料基板上，通常作為開光裝置和驅動裝置用在諸如LCD、OLED。在顯示面板工業中，隨著目前顯示行業中大尺寸化，高解析度的需求越來越強烈，對有源層半導體器件充放電提出了更高的要求。IGZO(indiumgalliumzincoxide，銦鎵鋅氧化物)是一種含有銦、鎵和鋅的非晶氧化物，其具有高遷移率，載流子遷移率是非晶硅的20～30倍，可以大大提高TFT對像素電極的充放電速率，具有高開態電流、低關態電流可以迅速開關，提高像素的響應速度，實現更快的刷新率，同時更快的響應也大大提高了像素的行掃描速率，使得超高分辨率在顯示面板中成為可能。隨著顯示面板的分辨率升高和尺寸的增大，“信號延遲”現象將更加嚴重，降低布線電阻成為一項迫切的需求。Cu的導電性僅次于Ag，而且原材料價格低廉，被認為是最有希望的低電阻率布線材料，現有技術中已有使用Cu作為TFT的源/漏電極的材料。但是，Cu原子在熱或電場應力下易擴散至氧化物半導體有源層，導致TFT電學性能劣化和可靠性降低。Cu原子的內層電子軌道全滿，外層電子軌道半滿，其化學活性較弱，難以與大多數襯底鍵合，材料層之間的粘附性很差。為了阻止Cu的擴散及增加Cu的粘附性，常用的方法是在Cu和襯底(絕緣層或氧化物半導體有源層)之間引入“阻擋層”。通常使用鈦(Ti)、鉭(Ta)、鉬(Mo)等難熔金屬，這些金屬與襯底和Cu之間的粘附性都較好，同時起到阻止Cu擴散的作用。然而，在引入難熔金屬作為“阻擋層”之后，由于Cu和作為“阻擋層”的金屬的刻蝕特性存在差異，在制備源/漏電極的構圖工藝中，刻蝕工藝通常比較復雜，并且刻蝕效果往往不理想，增加了工藝難度。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術提供了一種薄膜晶體管，通過對薄膜晶體管的結構的改進，獲得了較低的布線電阻并且降低了工藝難度，其應用于顯示面板的陣列基板中，有利于獲得超高分辨率在顯示面板。為了實現上述目的，本專利技術采用了如下的技術方案：一種薄膜晶體管，包括形成在襯底基板上的有源層、柵電極、源電極和漏電極，其中，所述源電極和漏電極相互間隔設置，所述源電極與所述有源層之間以及所述漏電極與所述有源層之間分別設置有導電碳膜，所述源電極和所述漏電極通過所述導電碳膜分別電性連接至所述有源層，所述源電極和所述漏電極的材料為金屬銅。其中，所述導電碳膜為一層以上的石墨烯薄膜。其中，所述導電碳膜的厚度為0.3～1nm。其中，所述有源層的材料為金屬氧化物半導體材料。其中，所述金屬氧化物半導體材料選自ZnO、InZnO、ZnSnO、GaInZnO和ZrInZnO中的任意一種或兩種以上。其中，所述薄膜晶體管為底柵結構的薄膜晶體管；所述柵電極形成于所述襯底基板上，所述柵電極上覆設有柵極絕緣層，所述有源層形成于所述柵極絕緣層上且相對位于所述柵電極的上方，所述源電極和漏電極相互間隔地形成于所述有源層上。如上所述的薄膜晶體管的制備方法，其包括步驟：S1、提供襯底基板并通過第一次構圖工藝制備形成圖案化的柵電極；S2、在所述襯底基板上制備形成柵極絕緣層；S3、在所述柵極絕緣層上通過第二次構圖工藝制備形成圖案化的有源層；S4、在所述有源層上制備形成導電碳膜；S5、在所述導電碳膜上通過第三次構圖工藝制備形成圖案化的源電極和漏電極；其中，所述源電極和漏電極相互間隔地設置，所述有源層對應于所述源電極和漏電極相互間隔的區域形成溝道區；S6、去除對應于所述溝道區上方的導電碳膜，獲得所述薄膜晶體管。其中，在所述有源層上制備形成導電碳膜的步驟具體包括：S41、提供一支撐襯底，在所述支撐襯底上沉積形成導電碳膜；S42、將所述導電碳膜轉移結合到所述有源層上；S43、去除所述支撐襯底。其中，步驟S6中，應用等離子體表面處理工藝或者是高溫加熱去除對應于所述溝道區上方的導電碳膜。本專利技術的另一方面是提供一種薄膜晶體管陣列基板，其包括襯底基板以及陣列設置于所述襯底基板上的薄膜晶體管，每一所述薄膜晶體管電性連接有一像素電極，其中，所述薄膜晶體管為如上所述的薄膜晶體管。本專利技術實施例中提供的薄膜晶體管，源電極與有源層之間以及漏電極與有源層之間分別設置有導電碳膜，由此：(1)、源電極和漏電極的材料可以直接使用純Cu材料，使用低成本的材料即可獲得較低的布線電阻；(2)、導電碳膜可以作為刻蝕阻擋層，在進行源/漏電極的構圖工藝時，純Cu金屬膜相對現有技術的Mo/Cu或Ti/Cu等金屬膜更容易刻蝕，并且刻蝕效果更佳，不僅降低了工藝難度，也提高了器件的電氣性能；(3)、導電碳膜具有良好的導電性能，不會影響源/漏電極與有源層的電連接，并且導電碳膜可以阻擋源/漏電極的Cu原子擴散至氧化物半導體有源層。基于以上，該薄膜晶體管應用于顯示面板的陣列基板中，有利于獲得超高分辨率在顯示面板。附圖說明圖1是本專利技術實施例提供的薄膜晶體管的結構示意圖；圖2a-圖2f是本專利技術實施例中的薄膜晶體管的制備方法中，各個步驟得到的器件結構的示例性圖示；圖3a-圖3c是本專利技術實施例中的在有源層上制備形成導電碳膜的示例性圖示；圖4是本專利技術實施例提供的陣列基板的結構示意圖；圖5是本專利技術實施例提供的顯示裝置的結構示意圖。具體實施方式為使本專利技術的目的、技術方案和優點更加清楚，下面結合附圖對本專利技術的具體實施方式進行詳細說明。這些優選實施方式的示例在附圖中進行了例示。附圖中所示和根據附圖描述的本專利技術的實施方式僅僅是示例性的，并且本專利技術并不限于這些實施方式。在此，還需要說明的是，為了避免因不必要的細節而模糊了本專利技術，在附圖中僅僅示出了與根據本專利技術的方案密切相關的結構和/或處理步驟，而省略了與本專利技術關系不大的其他細節。本實施例首先提供了一種薄膜晶體管，參閱圖1，所述薄膜晶體管2形成于襯底基板1上，所述薄膜晶體管2包括柵電極21、柵極絕緣層22、有源層23、源電極24和漏電極25。具體地，如圖1所示，本實施例提供的薄膜晶體管2是底柵型的薄膜晶體管，所述柵電極21形成于所述襯底基板1上，所述柵電極21上覆設有柵極絕緣層22，所述有源層23形成于所述柵極絕緣層22上且相對位于所述柵電極21的上方，所述源電極24和漏電極25相互間隔地形成于所述有源層23上，所述源電極24和漏電極25與所述有源層23分別電性連接。進一步地，如圖1所示，所述源電極24與所述有源層23之間以及所述漏電極25與所述有源層23之間分別設置有導電碳膜26，所述源電極24和所述漏電極25通過所述導電碳膜26分別電性連接至所述有源層23。需要說明的是，在另外的一些實施例中，所述薄膜晶體管2也可以設計頂柵型結構的薄膜晶體管。其中，所述源電極24和所述漏電極25的材料采用金屬銅(Cu)。所述導電碳膜26可以是由石墨烯材料制備本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種薄膜晶體管，包括形成在襯底基板上的有源層、柵電極、源電極和漏電極，其特征在于，所述源電極和漏電極相互間隔設置，所述源電極與所述有源層之間以及所述漏電極與所述有源層之間分別設置有導電碳膜，所述源電極和所述漏電極通過所述導電碳膜分別電性連接至所述有源層，所述源電極和所述漏電極的材料為金屬銅。

【技術特征摘要】
1.一種薄膜晶體管，包括形成在襯底基板上的有源層、柵電極、源電極和漏電極，其特征在于，所述源電極和漏電極相互間隔設置，所述源電極與所述有源層之間以及所述漏電極與所述有源層之間分別設置有導電碳膜，所述源電極和所述漏電極通過所述導電碳膜分別電性連接至所述有源層，所述源電極和所述漏電極的材料為金屬銅。2.根據權利要求1所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述導電碳膜為一層以上的石墨烯薄膜。3.根據權利要求1或2所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述導電碳膜的厚度為0.3～1nm。4.根據權利要求1所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述有源層的材料為金屬氧化物半導體材料。5.根據權利要求4所述的薄膜晶體管陣列基板，其特征在于，所述金屬氧化物半導體材料選自ZnO、InZnO、ZnSnO、GaInZnO和ZrInZnO中的任意一種或兩種以上。6.根據權利要求1所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述薄膜晶體管為底柵結構的薄膜晶體管；所述柵電極形成于所述襯底基板上，所述柵電極上覆設有柵極絕緣層，所述有源層形成于所述柵極絕緣層上且相對位于所述柵電極的上方，所述源電極和漏電極相互間隔地形成于所述有源層上。7.一種如權利要求1-6任一所述的薄膜晶體管的制備方法...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊清斗，王質武，
申請(專利權)人：深圳市華星光電技術有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東,44