[发明专利]薄膜晶体管及其制造方法

说明书

本发明的一个技术方案所涉及的薄膜晶体管的制造方法包括在衬底上形成活性层。以能够与上述活性层电连接的方式形成源极区域和漏极区域。通过等离子体CVD在上述活性层的表面形成由氧化硅构成的第一金属氧化物层。通过ALD在上述第一金属氧化物层的表面形成由氧化铝构成的第二金属氧化物层。在上述第二金属氧化物层的表面形成栅电极。

技术领域

本发明涉及具有多层结构的栅极绝缘膜的薄膜晶体管及其制造方法。

背景技术

LTPS薄膜晶体管(Low Temperature Poly Silicon TFT，低温多晶硅薄膜晶体管)迁移率高，用于有机EL显示装置、液晶显示装置。例如在专利文献1中公开了在活性层中使用了LTPS的薄膜晶体管。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-98149号公报。

发明内容

发明要解决的问题

通常，使用了多晶硅(poly silicon)的薄膜晶体管在多晶硅上依次制作栅极绝缘膜、栅电极。然而，当栅极绝缘膜的覆盖率差时，栅极绝缘膜在具有凹凸的多晶硅上无法均匀地成膜。因此，泄露电流流过栅电极与多晶硅之间，产生图像出现斑驳等显示装置上的问题。

鉴于如上的情况，本发明的目的在于，提供一种覆盖率高且晶体管特性优异的薄膜晶体管及其制造方法。

用于解决问题的方案

为了实现上述目的，本发明的一个技术方案所涉及的薄膜晶体管的制造方法包括在衬底上形成活性层。

以能够与上述活性层电连接的方式形成源极区域和漏极区域。

通过等离子体CVD在上述活性层的表面形成由氧化硅构成的第一金属氧化物层。

通过ALD在上述第一金属氧化物层的表面形成由氧化铝构成的第二金属氧化物层。

在上述第二金属氧化物层的表面形成栅电极。

在上述制造方法中，依次形成第一金属氧化物层和第二金属氧化物层来作为栅极绝缘膜。因为第二金属氧化物层由通过ALD成膜的氧化铝膜构成，所以与利用通过等离子体CVD成膜的氧化硅单膜的栅极绝缘膜相比，可得到高的覆盖率。由此，能够有效地防止栅电极与活性层之间的泄露电流，能够制造良好的阈值电压控制可能的薄膜晶体管。

此外，通过像这样将栅极绝缘膜形成为多层，与利用氧化硅单膜的栅极绝缘膜相比，表观介电常数变高。由此，活性层的电子迁移率被改善。

也可以还包括：在上述第一金属氧化物层与上述第二金属氧化物层之间形成富氢的中间层的工序；以及对上述中间层进行退火处理的工序。

根据该制造方法，富氢的中间层所包含的大量氢原子由于退火而移动至活性层与第一金属氧化物层的界面。大量氢原子将存在于该界面的悬空键(dangling bond)终止，使界面态密度降低。由此，能够防止栅电极与活性层之间的泄露电流，能够制造具有良好的开关特性的薄膜晶体管。

此外，根据该制造方法，第二金属氧化物层作为阻挡层发挥功能，第一金属氧化物层和中间层所包含的氢原子由于退火而变得容易移动至活性层与第一金属氧化物层的界面。由此，能够提高该界面的缺陷修复效果。

也可以通过对上述第一金属氧化物层进行氢等离子体处理来形成上述中间层。

也可以通过在上述第一金属氧化物层和第二金属氧化物层之间形成氮化硅或氮氧化硅的层来形成上述中间层。