[发明专利]一种薄膜晶体管及其制备方法、阵列基板和显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种薄膜晶体管及其制备方法、阵列基板和显示装置。

背景技术

平板显示器已取代笨重的阴极射线管（Cathode Ray Tube，CRT）显示器日益深入人们的日常生活中。目前，常用的平板显示器包括液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)和有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)显示器。上述平板显示器具有体积小、功耗低、无辐射等特点，在当前的平板显示器市场中占据了主导地位。

随着平板显示器的飞速发展，其尺寸、和分辨率不断地提高，同时也造成了驱动电路的频率不断地提高，现有的非晶硅薄膜晶体管迁移率很难满足，非晶硅薄晶体管的迁移率一般在0.5左右，平板显示器尺寸超过80英寸，驱动频率为120Hz时需要1cm²/V.S以上的迁移率，现在非晶硅的迁移率显然很难满足。尽管对多晶硅薄膜晶体管研究比较早，但是多晶硅薄膜晶体管的均一性差，制备工艺复杂；金属氧化物薄膜晶体管迁移率高，均一性好，透明，制备工艺简单，可以更好地满足大尺寸平板显示器和有源有机电致发光的需求，备受人们的关注，可以很好地满足大尺寸，高刷新频率LCD及OLED显示器高迁移率的需求。

通常制备金属氧化物薄膜晶体管栅绝缘层使用氧化硅（SiO_x）材料，但是沉积SiO_x速度慢，刻蚀速率低，造成同一厚度区间的SiO_x薄膜内部存在质密不均匀等缺陷，随着SiO_x薄膜厚度的增加，缺陷随之被放大，使得SiO_x薄膜与金属氧化物所形成的界面存在缺陷态，从而影响到薄膜晶体管的特性。同样的，与金属氧化物相接触的其他绝缘层，例如刻蚀阻挡层、钝化层等也存在这样的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种薄膜晶体管及其制备方法、阵列基板和显示装置，以解决现有技术中薄膜晶体管的绝缘层与构成半导体层的金属氧化物之间形成的界面存在缺陷态，从而影响到薄膜晶体管的特性的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明实施例提供一种薄膜晶体管，包括栅极、半导体层和绝缘层，所述绝缘层包括第一绝缘层，所述第一绝缘层由第一氧化硅薄膜和第二氧化硅薄膜组成，所述第二氧化硅薄膜与所述半导体层直接接触；其中，所述第二氧化硅薄膜的致密性大于所述第一氧化硅薄膜的致密性。

优选的，所述第一绝缘层的厚度之和为

优选的，所述第二氧化硅薄膜的厚度为

优选的，所述绝缘层还包括第二绝缘层，所述第二绝缘层由氮化硅薄膜和/或氮氧化硅薄膜组成。

优选的，所述半导体层由金属氧化物半导体薄膜组成。

优选的，所述绝缘层位于所述栅极和所述半导体层之间。

优选的，所述绝缘层位于所述半导体层的上方。

本发明实施例有益效果如下：薄膜晶体管的绝缘层至少包括第一绝缘层，第一绝缘层包括不同致密性的第一氧化硅薄膜和第二氧化硅薄膜；致密性较大的第二氧化硅薄膜与半导体层直接接触，与构成半导体层的金属氧化物之间形成良好的界面，提高薄膜晶体管特性。

本发明实施例提供一种阵列基板，包括如上所述的薄膜晶体管。

本发明实施例提供一种显示装置，包括如上所述的阵列基板。

本发明实施例提供一种薄膜晶体管的制备方法，用于制备如上所述的薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括栅极、半导体层和绝缘层，所述绝缘层包括由第一氧化硅薄膜和第二氧化硅薄膜组成的第一绝缘层；所述方法包括：形成栅极的步骤，形成半导体层的步骤和形成绝缘层的步骤，所述形成绝缘层的步骤包括：

采用第一速率沉积所述第一氧化硅薄膜以及采用第二速率沉积与所述半导体层直接接触的所述第二氧化硅薄膜，形成所述第一绝缘层的步骤；其中，所述第二速率小于所述第一速率。

优选的，所述第二速率为所述第一速率的1/5～4/5。

优选的，采用第一速率沉积所述第一氧化硅薄膜时，设备功率为8000-15000W，气压为1000-4000mT，反应气体N₂O/SiH₄的比例为20:1～50:1,沉积温度为200-300℃。