[发明专利]一种薄膜晶体管结构、液晶显示装置及一种制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及液晶显示领域，更具体的说，涉及一种薄膜晶体管结构、液晶显示装置及一种制造方法。

背景技术

现有的液晶面板多采用薄膜晶体管（TFT）来控制液晶分子的偏转。如图1所示，传统TFT制作工艺是在玻璃基板上依次形成TFT的闸极、源极和漏极，源极和漏极之间通过有源层连接，通常有源层的材质选用非晶质硅(p-Si，图中N+/a-Si所示)材质。随着技术的发展，研究人员开始用氧化铟镓锌（Indium Gallium Zinc Oxide，简称IGZO）作为有源层材料，用于替代N+/a-Si（如图2所示）。IGZO与非晶质硅材料相比，IGZO能够缩小TFT尺寸，将简单的外部电路整合至面板之中，使移动装置更轻薄，耗电量也降至之前的三分之二；IGZO还可提高液晶面板画素的开口率，较易实现高精细化，电子迁移率快20到30倍，可以大大降低液晶屏幕的响应时间。

但在实际使用过程中，采用IGZO的TFT的特性效率并不理想。如图3所示，中间电流随电压缓慢上升，需超过10伏特才可得到大于10^-6的电流值。通常定义电压值10伏特为Ion(TFT导通时的电流值)，负5伏特为Ioff(TFT关闭时的电流值)，Ion/Ioff大于10^-6才认定为可以应用在TFT器件中，而图3中的Ion/Ioff小于10^-3，使得现有的IGZO的TFT特性效率并不高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可以提升IGZO的TFT特性效率的一种薄膜晶体管结构、液晶显示装置及一种制造方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种薄膜晶体管结构，包括第一金属层，所述第一金属层上设有绝缘层，所述绝缘层表面在所述第一金属层正上方对应区域设有氧化铟镓锌材质的有源层，所述有源层的表面铺设有第二金属层，所述第二金属层在所述有源层的上表面设有缺口，所述有源层的上表面在所述缺口区域设有凹槽。

进一步的，所述第二金属层以缺口为界，缺口一端形成薄膜晶体管的源极金属层，缺口另一端形成薄膜晶体管的漏极金属层；所述有源层包括与源极金属层接触的第一区；与漏极金属层接触的第二区；连接第一区和第二区的第三区；所述第一区和第二区的厚度一致，所述第三区的厚度小于第一区和第二区；所述第一区跟缺口的一端平齐；所述第二区跟缺口的另一端平齐；所述第三区的上表面和第一区、第二区与缺口平齐的侧面组成所述凹槽。此为一种具体的有源层结构，由于有源层的第一区和第二区分别跟缺口的一端平齐，这样凹槽的形状就跟缺口保持一致，在制造过程中就能以源极金属层和漏极金属层为掩体，直接从缺口处蚀刻出凹槽，无须额外制作光罩，降低了制造成本。

进一步的，所述源极金属层包括覆盖在所述绝缘层表面的第一连接部，与第一连接部并跟所述有源层第一区侧面接触的第二连接部，覆盖在所述有源层第一区上表面并与第二连接部连接的第三连接部；所述漏极金属层包括覆盖在所述绝缘层表面的第四连接部，与第四连接部并跟所述有源层第二区侧面接触的第五连接部，覆盖在所述有源层第二区上表面并与第五连接部连接的第六连接部。此为一种具体的源极金属层和漏极金属层结构。

进一步的，所述凹槽的深度为所述第一区厚度的0.1%～95%。所述凹槽的深度为有源层上表面和凹槽底部之间的距离。此为一种凹槽深度的取值范围。只要超出0.1%，即可去除有源层中大部分材质不纯的表面物质，同时又留有足够的有源层，达到较优的TFT特性。

进一步的，所述凹槽的深度为所述第一区厚度的0.2%～55%。此为凹槽深度优选的取值范围。在此范围内，可以基本保证可以完全去除有源层中材质不纯的表面物质，同时又留有足够的有源层，达到较优的TFT特性。

进一步的，所述第二金属层表面及缺口和凹槽内覆盖有配向层。配向层可以对液晶分子的方向进行初始定位。

进一步的，所述配向层在漏极金属层表面覆盖有透明电极。透明电极跟缺口一端的第二金属层电连接，用于控制液晶分子的偏转角度。