薄膜晶體管及其制造方法
【技術領域】
[0001 ]本公開涉及薄膜晶體管及其制造方法。
【背景技術】
[0002]近年來，新型平板顯示(FPD)產業發展日新月異。消費者對于大尺寸、高分辨率平板顯示的高需求量刺激著整個產業不斷進行顯示技術提升。而作為FH)產業核心技術的薄膜晶體管(TFT)背板技術，也在經歷著深刻的變革。氧化物TFT不僅具有較高的迀移率，而且制作工藝簡單，制造成本較低，還具有優異的大面積均勻性。因此氧化物TFT技術自誕生以來便備受業界矚目。
[0003]氧化物半導體具有載流子迀移率較高、對可見光透明等優點，在平板顯示的TFT基板領域，有替代用傳統硅工藝制備的薄膜晶體管的趨勢。但由于氧化物半導體有源層電導率較低，通常采用射頻濺射的方法制備。相比于直流濺射，射頻濺射具有速度慢、需要調匹配、工藝重復差、多元薄膜的成分不均勻以及射頻輻射大等缺點。因此，工業生產一般不用射頻濺射。此外，由于絕緣層和半導體有源層的工藝溫度高、難以與柔性襯底兼容。

【發明內容】

[0004]本發明的實施例提供一種薄膜晶體管的制造方法，包括:采用直流濺射法在基板上沉積金屬薄膜層的步驟;將所述金屬薄膜層中的金屬完全氧化或者部分氧化形成金屬氧化物薄膜層的步驟。
[0005]在本發明實施例提供的薄膜晶體管的制造方法中，例如，在所述采用直流濺射法在基板上沉積金屬薄膜層的步驟之后，將所述金屬薄膜層中的金屬完全氧化或者部分氧化形成金屬氧化物薄膜層的步驟之前，進一步包括對所述金屬薄膜層圖形化的步驟。
[0006]在本發明實施例提供的薄膜晶體管的制造方法中，例如，在將所述金屬薄膜層中的金屬完全氧化或者部分氧化形成金屬氧化物薄膜層的步驟之后，進一步包括對所述金屬氧化物薄膜層圖形化的步驟。
[0007]在本發明實施例提供的薄膜晶體管的制造方法中，例如，所述采用直流濺射法在基板上沉積金屬薄膜層的步驟包括:采用直流濺射法在所述基板上沉積第一金屬薄膜層的步驟;和采用直流濺射法在所述第一金屬薄膜層上沉積第二金屬薄膜層的步驟。
[0008]在本發明實施例提供的薄膜晶體管的制造方法中，例如，將所述金屬薄膜層中的金屬完全氧化或者部分氧化形成金屬氧化物薄膜層的步驟包括:將所述第二金屬薄膜層完全氧化為第二金屬氧化物薄膜層，將所述第一金屬薄膜層表面氧化形成第一金屬氧化物薄膜層，所述第一金屬薄膜層未被氧化的部分為第三金屬薄膜層，所述第一金屬氧化物薄膜層覆蓋在所述第三金屬薄膜層之上。
[0009]在本發明實施例提供的薄膜晶體管的制造方法中，例如，在將所述金屬薄膜層中的金屬完全氧化或者部分氧化形成金屬氧化物薄膜層的步驟之后，還包括對所述第二金屬氧化物薄膜層圖形化的步驟。
[0010]在本發明實施例提供的薄膜晶體管的制造方法中，例如，所述基板溫度與環境溫度相同。
[0011]在本發明實施例提供的薄膜晶體管的制造方法中，例如，所述第一金屬薄膜層中的金屬為鋁、鉭、鈦或它們任意兩者或三者的合金。
[0012]在本發明實施例提供的薄膜晶體管的制造方法中，例如，所述第二金屬薄膜層中的金屬為鋅、錫、銦或它們任意兩者或三者的合金。
[0013]在本發明實施例提供的薄膜晶體管的制造方法中，例如，所述第三金屬薄膜層為柵極層，所述第一金屬氧化物薄膜層為柵極絕緣層，所述第二金屬氧化物薄膜層為有源層。
[0014]在本發明實施例提供的薄膜晶體管的制造方法中，例如，所述基板為柔性基板。所述柔性基板材料例如可以為聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN )、聚對苯二甲酸乙二酯(PET )、聚酰亞胺(PI)或者金屬箔。
[0015]在本發明實施例提供的薄膜晶體管的制造方法中，例如，所述第三金屬薄膜層的厚度為10-1OOOnm，所述第二金屬薄膜層的厚度為10-200nm，所述第一金屬氧化物薄膜層的厚度為50-400nmo
[0016]在本發明實施例提供的薄膜晶體管的制造方法中，例如，進一步包括在所述基板與沉積所述金屬薄膜層的一側相對的另一側，設置水氧阻隔層或者緩沖層的步驟。
[0017]在本發明實施例提供的薄膜晶體管的制造方法中，例如，所述水氧阻隔層或者緩沖層的材料為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或氧化鋁。
[0018]本發明的實施例還提供一種薄膜晶體管，包括:基板，依次設置在所述基板上的柵極層、柵極絕緣層以及有源層，其中所述柵極層的金屬元素與所述柵極絕緣層的金屬元素相同。
[0019]在本發明實施例提供的薄膜晶體管中，例如，所述柵極層與所述柵極絕緣層一體成型。
[0020]在本發明實施例提供的薄膜晶體管中，例如，所述柵極絕緣層是由所述柵極層的表層氧化而成，所述柵極絕緣層包覆所述柵極層的上表面和側面。
[0021]在本發明實施例提供的薄膜晶體管中，例如，所述柵極絕緣層的圖形與所述有源層的圖形相同。或者，所述柵極絕緣層的圖形大于所述有源層的圖形。
【附圖說明】
[0022]為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅涉及本發明的一些實施例，而非對本發明的限制。
[0023]圖1a-1e為本發明實施例中采用直流濺射法制造薄膜晶體管過程示意圖；
[0024]圖2為本發明一實施例提供的薄膜晶體管結構示意圖；
[0025]圖3為本發明另一實施例提供的薄膜晶體管結構示意圖。
【具體實施方式】
[0026]為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例的附圖，對本發明實施例的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于所描述的本發明的實施例，本領域普通技術人員在無需創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0027]除非另作定義，本公開所使用的技術術語或者科學術語應當為本發明所屬領域內具有一般技能的人士所理解的通常意義。本發明專利申請說明書以及權利要求書中使用的“第一” “第二”以及類似的詞語并不表示任何順序、數量或者重要性，而只是用來區分不同的組成部分。同樣，“一個”或者“一”等類似詞語也不表示數量限制，而是表示存在至少一個。“連接”或者“相連”等類似的詞語并非限定于物理的或者機械的連接，而是可以包括電性的連接，不管是直接的還是間接的。
[0028]圖1a-1e及圖2示意了本發明的一個實施方式中薄膜晶體管的制造過程。如圖1a所示，在基板10上采用直流濺射法沉積第一金屬薄膜層20。所述第一金屬薄膜層20中的金屬為鋁。需要說明的是，所述第一金屬薄膜層20中的金屬材料并不限于本實施方式中的鋁，可以為任何可作柵極的金屬材料，例如鋁、鉭、鈦或它們任意兩者或三者的合金。直流濺射是一種采用直流電源進行磁控濺射沉積薄膜的方法。在本實施例中，直流濺射采用Ar氣等離子體，濺射氣壓為0.l_3Pa，直流電源功率是200W-5000W。在直流濺射操作過程中，不需要加熱基板10。例如，在薄膜制備過程以及后續工藝步驟中，基板10的溫度與環境溫度相同，例如環境溫度可以為15°C_35°C，或者例如為25°C。由于在直流濺射過程中基板溫度較低，因此基板1可以采用柔性基板。例如，所述柔性基板材料可以為聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚酰亞胺(PI)或者金屬箔。
[0029]如圖1b所示，采用直流濺射法在所述第一金屬薄膜層20上沉積第二金屬薄膜層30。所述第二金屬薄膜層30中的金屬為鋅。需要說明的是，所述第二金屬薄膜層30中的金屬材料并不限于本實施方式中的鋅，可以為任何氧化后可作為半導體有源層的金屬材料，例如鋅、錫、銦或它們任意兩者或三者的合金。
[0030]如圖1c所示，對所述第一金屬薄膜層20和所述第二金屬薄膜層30圖形化，形成圖形化之后的第一金屬薄膜層21和第二金屬薄膜層31。由于該圖形化步驟采用同一掩模板一次完成，第一金屬薄膜層21和第二金屬薄膜層31具有相同的圖形。
[0031]如圖1d所示，對所述第一金屬薄膜層21和所述第二金屬薄膜層31進行氧化，將所述第二金屬薄膜層31完全氧化為第二金屬氧化物薄膜層32，而將所述第一金屬薄膜層21部分氧化，形成未被氧化的第三金屬薄膜層22和覆蓋在所述第三金屬薄膜層22之上的第一金屬氧化物薄膜層23 ο由于所述第三金屬薄膜層22與所述第一金屬氧化物薄膜層23在氧化前都屬于所述第一金屬薄膜層21的一部分，可