[发明专利]包含遮光层的薄膜晶体管及其制备方法

说明书

技术领域

本申请涉及薄膜晶体管制备技术，特别是涉及一种包含遮光层的薄膜晶体管及其制备方法。

背景技术

显示技术和产业是当今信息技术和产业的最具发展潜力的领域之一。显示技术的核心是薄膜晶体管(TFT)技术，有源矩阵寻址方式的平板显示如液晶显示(Liquid Crystal Display，LCD)、有机发光二极管显示(Organic Light-Emitting Diode，OLED)都依赖于TFT的控制和驱动。

随着显示器分辨率、帧频的不断提高，甚至采用TFT实现外围驱动，对TFT的驱动能力要求越来越高，高迁移率氧化物TFT的研究越来越多的受到关注。另一方面，当TFT用于有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)等新型显示时，对其在栅极应力下的长期稳定性要求更高，此时制备高稳定性的器件尤为重要。

从器件结构而言，目前TFT通常采用底栅和顶栅两种结构。对底栅结构而言，栅极与源/漏之间的交叠将引入较大的寄生电容，从而限制其在快速电路中的应用。相对于底栅结构器件，顶栅自对准结构的薄膜晶体管，以其具有工艺简单、能有效减小寄生电容的影响、便于器件尺寸小型化等特点，让人们眼前一亮，受到了广泛关注。

对于自对准顶栅结构器件而言，其存在的一个亟待解决的问题为：其受环境光的影响大，器件的基本电学特性在有环境光辐照下变化较大，同时，器件的可靠性及功耗也会受到环境光的影响。

针对这个问题，当前采用的主要方法为，在衬底上方淀积一层金属作为遮光层，再在遮光层上方淀积一层栅介质层作为金属隔离层，此金属隔离层为绝缘介质用于将遮光层与有源层隔开。这样的方法虽然在一定程度上解决了环境光对器件的影响，但也由于金属遮光层具有导电特性，需将其接一个固定电位。如果不接固定电位，则增加浮空节点，引入电容耦合，造成电路不稳定；如果增加该固定电位，则会增加电路的复杂程度和功耗。

发明内容

本申请提供了一种薄膜晶体管，包括衬底；形成在所述衬底上的经图形化的遮光层，其中所述遮光层采用绝缘非金属遮光材料；形成在所述遮光层以上的有源层，所述有源层包括所述晶体管的沟道、源区和漏区；形成在所述有源层上的栅介质层和形成在所述栅介质层上的栅电极；以及形成在所述有源层和所述栅电极上的钝化层。

特别的，该薄膜晶体管还包括形成在所述遮光层和所述有源层之间的绝缘的隔离层。

特别的，所述绝缘非金属材料包括非氢化非晶硅、有色一元/复合金属氧化物和/或黑色有机材料。

特别的，所述非氢化非晶硅材料的厚度为50nm～200nm，所述有色一元/复合金属氧化物材料的厚度为50nm～200nm，所述黑色有机材料的厚度为0.5～3μm。

特别的，所述隔离层包括氧化硅、氮化硅、氧化铝和/或聚酰亚胺。

本申请还提供了一种薄膜晶体管，包括衬底；形成在所述衬底上的栅电极；形成在所述栅电极和所述衬底上的栅介质层；形成在所述栅介质层上的有源层，所述有源层包括所述晶体管的沟道、源区和漏区；形成在所述有源层上的源/漏接触电极；形成在所述源/漏接触电极和所述有源层上的钝化层；以及形成在所述钝化层上的经图形化的遮光层，其中所述遮光层采用绝缘非金属遮光材料。

特别的，所述绝缘非金属遮光材料包括非氢化非晶硅、有色一元/复合金属氧化物和/或黑色有机材料。

特别的，所述非氢化非晶硅材料的厚度为50nm～200nm，有色一元/复合金属氧化物材料的厚度为50nm～200nm，所述黑色有机材料的厚度为0.5～3μm。

本申请还提供了一种制备薄膜晶体管的方法，包括在衬底上形成遮光层并对其进行图形化，其中所述遮光层采用绝缘非金属遮光材料；在所述遮光层以上形成有源层；在所述有源层上依次淀积栅介质层和栅电极；在所述栅电极两侧的所述有源层中形成源区和漏区；以及在所述有源层和所述栅电极上形成钝化层。

特别的，该方法还包括在所述遮光层和所述有源层之间形成绝缘的隔离层。

本申请还提供了一种制备薄膜晶体管的方法，包括在衬底上形成栅电极层并对其进行图形化以形成栅电极；在所述栅电极上形成栅介质层；在所述栅介质层上形成有源层；在所述有源层上形成源/漏接触电极；在所述源/漏接触电极和所述有源层上形成钝化层；以及在所述钝化层上形成遮光层并对其图形化，其中所述遮光层采用绝缘非金属遮光材料。