[发明专利]晶体管、阵列基板及其制造方法、液晶面板和显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种氧化物薄膜晶体管（oxide TFT）、阵列基板及其制造方法，还涉及利用所述氧化物薄膜晶体管制备得到的液晶面板和显示装置。

背景技术

目前，氧化物薄膜晶体管通常包括底栅型TFT和顶栅型TFT，底栅型TFT的结构如图1所示，在玻璃基板1上形成有栅极2、栅绝缘层3、氧化物半导体层4、刻蚀阻挡层5、源漏金属层6、钝化层7，其中，栅极2形成在薄膜晶体管底部。顶栅型TFT的结构如图12所示，在玻璃基板1上形成有源漏金属层6、氧化物半导体层4、栅绝缘层3、栅极2等层结构，其中，栅极2形成在薄膜晶体管顶部。因此，氧化物薄膜晶体管的特性受到诸多因素的影响，例如栅绝缘层3及刻蚀阻挡层5的材料的特性等。由于在通过化学沉积形成栅绝缘层3和刻蚀阻挡层5的过程中会产生氢离子，而氢离子会逐渐与氧化物半导体层4中的氧结合，所以，其氧含量受到影响，从而影响IGZO薄膜的半导体特性，进而影响氧化物薄膜晶体管的稳定性，例如开启电压的漂移值变大。

为了消除上述氢离子所产生的影响，通常采用氢含量低的绝缘层来减小氢离子对氧化物半导体层的影响，例如采用由氧化铝、氧化硅等材料形成的绝缘层，但同时也带来工艺复杂的弊端，并且氧化硅薄膜的刻蚀比较困难，刻蚀速率低。

发明内容

为了以简单的工艺提高氧化物薄膜晶体管的特性，特别是氧化物薄膜晶体管的稳定性，本发明提供以下技术方案。

一种氧化物薄膜晶体管，包括氧化物半导体层和栅绝缘层，所述栅绝缘层包括氮氧化硅材质的氮氧化硅层，该氮氧化硅层贴靠于所述氧化物半导体层。

上述氧化物薄膜晶体管还可以包括形成于氧化物半导体层上的刻蚀阻挡层，所述刻蚀阻挡层为氮氧化硅材质。

在本发明的氧化物薄膜晶体管中，所述氮氧化硅材质是由氮化硅材质经氧化工艺处理形成。

本发明还涉及一种阵列基板，包括基板和氧化物薄膜晶体管，所述氧化物薄膜晶体管包括氧化物半导体层和栅绝缘层，所述栅绝缘层包括有氮氧化硅材质的氮氧化硅层，该氮氧化硅层贴靠于所述氧化物半导体层。

在上述阵列基板中，所述氧化物薄膜晶体管还可以包括形成于氧化物半导体层上的刻蚀阻挡层，所述刻蚀阻挡层为氮氧化硅材质。

在上述阵列基板中，所述氮氧化硅材质可以由氮化硅材质经氧化工艺处理而形成。

本发明的阵列基板的结构例如可以是在基板上先形成栅极层，在形成有栅极层的基板上覆盖栅绝缘层，然后在栅绝缘层上形成氧化物半导体层、刻蚀阻挡层和具有源电极及漏电极的源漏电极层，在所述源漏电极层上形成具有过孔的钝化层，并在钝化层上形成通过过孔与漏电极电连接的像素电极。

本发明的阵列基板的氮氧化硅层和刻蚀阻挡层的厚度均可以为优选地，所述氮氧化硅层和刻蚀阻挡层的厚度分别为

所述氮氧化硅材质中氧、硅、氮的摩尔比可以为1：0.5~3：0.5~4。

本发明还涉及上述氧化物薄膜晶体管的制备方法，所述方法包括形成氮化硅材质的氮化硅层，然后使部分或全部的氮化硅材质氧化形成氮氧化硅材质的步骤。

在上述氧化物薄膜晶体管的制备方法或阵列基板的制备方法中，通过离子注入设备将氧离子注入到氮化硅材质，从而使氮化硅材质氧化形成氮氧化硅材质。

本发明中可以采用氧化工艺形成所述氮氧化硅层。例如，采用干法刻蚀设备或离子注入设备，通过电离的方式进行所述氧化工艺。在进行氧化工艺时，功率、气压及氧流量等氧化工艺参数根据所使用的设备而有所不同，例如使用TFT-LCD 5G设备（SE-1300T，干法刻蚀设备）时，功率可以为1000W~15000W，气压可以为20mtorr~500mtorr，氧流量可以为100sccm~5000sccm，惰性气体可以为He、Ar等，流量可以为500sccm~3000sccm。

当使用离子注入设备进行氧化工艺时，离子注入设备通过将氧气电离成氧离子，并将其注入到栅绝缘层表面或刻蚀阻挡层表面，此时，功率可以设为1000W~10000W，气压可以设为20mtorr~300mtorr，氧流量可以设为50sccm~3000sccm。

优选在使氮化硅层氧化形成氮氧化硅层后进行退火工艺，对形成的氮氧化硅层进行优化。例如，可以在200℃~500℃下放置0.5~1小时进行退火工艺。

本发明还涉及一种液晶面板，包括上述阵列基板。

另外，本发明还涉及一种显示装置，包括上述阵列基板。