[发明专利]一种薄膜晶体管、制备方法及相应的液晶显示器

说明书

技术领域

本发明涉及薄膜晶体管（Thin Film Transistor，TFT）技术，特别涉及一种薄膜晶体管、制备方法及相应的液晶显示器。

背景技术

近年来，已经出现了将由铟（In）、镓（Ga）、锌（Zn）和氧（O）组成的无定形氧化物半导体用于薄膜晶体管的沟道层的技术。但是，含有诸如Zn O的氧化物半导体层对于空气中所含的氧、水分等具有高敏感性，存在由于上述成份的接触导致半导体的电特性变化的情形。因此，为了使薄膜晶体管实现稳定的使用性能，必须通过使用由绝缘层构成的保护层将氧化物半导体层与空气隔离开来。

通过等离子体增强化学气相沉积法、溅射法等可以形成这样的绝缘保护层时，但是来自绝缘保护层的氢扩散可能会使薄膜晶体管的特性劣化。

其中，栅极绝缘层（GI Layer）通常以等离子体增强化学气相沉积设备（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，PECVD）成膜而成，氧化物半导体层（IGZO）中的氧会与外部的氢进行结合会造成薄膜晶体管组件的电性劣化及稳定性劣化；一般情况下，若栅极绝缘层采用SiOx，则其氢含量大约为5%；若采用SiNx，则其氢含量高达25%左右，而栅极绝缘层直接与氧化物半导体层接触，故，毫无疑问，若栅极绝缘层中含有的氢过高，会与氧化物半导体层（IGZO）中的氧相结合，从而会造成薄膜晶体管组件的电性劣化及稳定性劣化，因此如何控制栅极绝缘层的氢含量（特别是靠近氧化物半导体层部份的）是氧化物薄膜晶体管组件的制程中需要考虑的重要因素。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种薄膜晶体管、制备方法及相应的液晶显示器，可以降低栅极绝缘层中的氢含量，从而避免薄膜晶体管电性劣化。

为了解决上述技术问题，本发明的实施例的一方面提供了一种薄膜晶体管，至少包括在衬底上形成的栅极电极、与所述栅极电极接触的栅极绝缘层，和设置于所述栅极绝缘层另一侧的氧化物半导体层，所述栅极绝缘层的氢浓度呈现浓度梯度分布，靠近栅极电极的部份氢浓度较高，而靠近氧化物半导体层的部份氢浓度较低。

其中，所述氧化物半导体层含有ZnOx，SnOx，InOx，GaOx中至少一种。

其中，所述栅极绝缘层是由SiOx，SiNx，SiOxNy或其叠层所组成。

其中，在所述氧化物半导体层的外部依次形成源极电极层、漏极电极层和保护层。

其中，所述栅极绝缘层靠近栅极电极部份的氢浓度高于1E22 /cm³。

其中，所述栅极绝缘层靠近氧化物半导体层部份的氢浓度低于1E22 /cm³。

相应地，本发明实施例的另一方面还提供了一种薄膜液晶管液晶显示器，其显示面板中薄膜液晶管采用前述的薄膜液晶管。

相应地，本发明实施例的再一方面还提供了一种薄膜液晶管的制备方法，在栅极绝缘层成膜步骤之后，在形成氧化物半导体层的步骤之前，至少包括采用高温热处理进行脱氢的步骤，使所述栅极绝缘层的氢浓度呈现浓度梯度分布，靠近栅极电极的部份氢浓度较高，而靠近氧化物半导体层的部份氢浓度较低。

其中，所述采用高温热处理进行脱氢的步骤中的处理条件为：

采用350℃~400℃的真空环境进行0.5~1.5小时的高温脱氢热处理。

其中，所述栅极绝缘层靠近栅极电极部份的氢浓度高于1E22 /cm³，所述栅极绝缘层靠近氧化物半导体层部份的氢浓度低于1E22 /cm³。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

根据本发明的实施例，在栅极绝缘层成膜后，在氧化物半导体层成膜前，进行高温热处理脱氢，使所述栅极绝缘层的氢浓度呈现浓度梯度分布，靠近栅极电极的部份氢浓度较高，而靠近氧化物半导体层的部份氢浓度较低。可有效减少栅极绝缘层（特别是靠近氧化物半导体层的部份）所含氢浓度，避免氧化物半导体层中的氧会与栅极绝缘层中的氢结合而导致的薄膜晶体管电性劣化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是根据本发明一个实施例的薄膜晶体管的截面结构示意图；

图2是根据本发明一个实施例的栅极绝缘层中氢浓度的曲线示意图；