[发明专利]薄膜晶体管及其制作方法、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，具体地，涉及一种薄膜晶体管及其制作方法、阵列基板和显示装置。

背景技术

薄膜晶体管(TFT)是有源矩阵液晶显示屏(AMLCD)和有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)显示屏的像素驱动部件，在实现大尺寸、高清晰度、高帧频率的显示中起着重要作用。目前TFT的有源层材料主要有氢化非晶硅、低温多晶硅、有机半导体和氧化物半导体，其中，氧化物半导体具有较高的电子迁移率和好的均匀性，适用于驱动AMLCD和AMOLED。为了实现高分辨率显示，TFT器件尺寸需要实现“小型化”，而实现背沟道刻蚀(BCE)结构是TFT器件尺寸“小型化”的关键。

图1为现有的薄膜晶体管的结构图。请参阅图1，薄膜晶体管包括依次设置的基板1、栅极层2、栅绝缘层3、有源层4、源极/漏极(5，6)。该薄膜晶体管为背沟道刻蚀结构，即，源极/漏极(5，6)在沟道区A直接与有源层4相接触。经研究发现，在进行源极/漏极薄膜图形化形成源极/漏极(5，6)的刻蚀工艺时，有源层4在沟道区的部分因被源极/漏极的刻蚀液损伤，从而造成TFT器件的特性(例如信赖性和阈值电压的稳定性)变差。

发明内容

现有技术中有一种薄膜晶体管，其在有源层上，且对应沟道区上设置有刻蚀阻挡层，用于保护有源层，以避免有源层在沟道区的部分因被源极/漏极的刻蚀液损伤。但是，发明人通过研究发现，现有技术中的刻蚀阻挡层的材料为SiO₂、Al₂O₃等的富氧材料，这种富氧材料在实际应用中存在以下问题：

有源层所采用的材料通常为IGZO、ITZO或者IGZTO，这些材料是Sn_xO_y、Ga_xO_y、In_xO_y和Zn_xO_y这四种金属氧化物共同结合的晶体，本身含有Sn、Ga、In、Zn等元素。在这种情况下，若刻蚀阻挡层的材料为SiO₂或Al₂O₃，则会向有源层中引入新的元素，即，Al、Si等元素扩散至有源层，从而影响薄膜晶体管的稳定性。

此外，SiO₂或Al₂O₃材料的刻蚀阻挡层需要采用化学气相沉积(PECVD)工艺制作，而在进行PECVD时需要SiH₄等气体作为反应气体，SiH₄中含有较多的H元素，该H元素对IGZO等氧化物半导体材料具有破坏性作用，严重影响薄膜晶体管的特性和稳定性，甚至会使氧化物半导体材料导体化，从而使薄膜晶体管的开关特性失效。

为了至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一，本发明提出了一种薄膜晶体管及其制作方法、阵列基板和显示装置，其可以在保护有源层不被源极/漏极的刻蚀液损伤的基础上，不会向有源层中引入新的元素，从而可以提高薄膜晶体管的特性和稳定性。

为实现本发明的目的而提供一种薄膜晶体管，包括有源层，所述薄膜晶体管还包括设置在所述有源层上，且与所述有源层直接接触的保护层，所述保护层对应所述薄膜晶体管的沟道区；

所述保护层为富氧的金属氧化物绝缘材料，且所述富氧的金属氧化物绝缘材料满足：相对于所述有源层所采用的材料没有引入新的元素。

其中，所述有源层所采用的材料为氧化物半导体材料。

优选的，所述氧化物半导体材料包括IGZO、ITZO或者IGZTO。

优选的，所述富氧的金属氧化物绝缘材料包括Zn_xO_y；其中，y/x大于1。

优选的，所述富氧的金属氧化物绝缘材料包括Sn_xO_y；其中，y/x大于2；或者所述富氧的金属氧化物绝缘材料包括Ga_xO_y；其中，y/x大于3/2；或者，所述富氧的金属氧化物绝缘材料包括In_xO_y；其中，y/x大于2。

优选的，所述保护层的厚度为5～10nm。

优选的，所述有源层对应所述薄膜晶体管的沟道区以及位于所述沟道区两侧的欧姆接触区。

优选的，所述薄膜晶体管还包括依次设置的基板、栅极层、栅绝缘层、源极和漏极，其中，

所述有源层位于所述栅绝缘层之上；