薄膜晶體管及其制造方法、oled背板和顯示裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種薄膜晶體管及其制造方法、OLED背板和顯示裝置，涉及顯示領(lǐng)域，能夠降低金屬與半導(dǎo)體之間的接觸電阻，形成較理想的歐姆接觸，優(yōu)化薄膜晶體管的電流-電壓特性。本發(fā)明提供的薄膜晶體管，包括：有源層和源漏電極，所述源漏電極與所述有源層之間形成有合金化膜層，且，形成所述合金化膜層的第一種材料與形成所述源漏電極的最底層的材料相同，形成所述合金化膜層的第二種材料與形成所述有源層的最上層的材料相同。
【專利說明】薄膜晶體管及其制造方法、OLED背板和顯示裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及顯示領(lǐng)域，尤其涉及一種薄膜晶體管及其制造方法、0LED背板和顯示 裝直。

【背景技術(shù)】
[0002] 薄膜晶體管是一種絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管，應(yīng)用廣泛。于顯示領(lǐng)域如OLED (Organic Light Emitting Diode,有機(jī)發(fā)光）顯示，薄膜晶體管主要用于形成驅(qū)動(dòng)電路，控制一個(gè)獨(dú) 立像素上顯示信號(hào)的加載。
[0003] 薄膜晶體管主要包括：有源層、柵電極、柵絕緣層、源電極和漏電極。其中，有源層 一般為功能材料層，實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體器件的電學(xué)性能，源電極和漏電極用來實(shí)現(xiàn)器件電流的輸 入和輸出，一般由金屬制成。在0LED背板工藝中，半導(dǎo)體層一般為多晶娃薄膜，電極與半導(dǎo) 體層的接觸其實(shí)質(zhì)為金屬與多晶硅之間的接觸，金屬與多晶硅之間的接觸電阻會(huì)直接影響 薄膜晶體管的電流-電壓（IV)特性，接觸電阻越大，器件源漏極間的寄生電阻越大，不僅會(huì) 加大電路的功耗和噪聲，也會(huì)影響了電路的速度。因此，如何降低金屬與多晶硅之間的接觸 電阻，即在半導(dǎo)體與金屬之間形成更理想的歐姆接觸，是本領(lǐng)域技術(shù)人員一直在探究的問 題。
[0004] 金屬與半導(dǎo)體的接觸，如果表現(xiàn)為理想的歐姆接觸，其接觸面的電阻值即遠(yuǎn)小于 半導(dǎo)體本身的電阻，當(dāng)有電流流過時(shí)，歐姆接觸上的電壓降遠(yuǎn)小于器件本身的壓降，這種接 觸不影響器件的電流-電壓特性，或者說器件的電流-電壓特性是由器件本身的電阻決定 的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的實(shí)施例提供一種薄膜晶體管及其制造方法、0LED背板和顯示裝置，能夠 降低金屬與半導(dǎo)體之間的接觸電阻，形成較理想的歐姆接觸，優(yōu)化薄膜晶體管的電流-電 壓特性。
[0006] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案：
[0007] -方面，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種薄膜晶體管，包括：有源層和源漏電極，所述源 漏電極與所述有源層之間形成有合金化膜層，且，形成所述合金化膜層的第一種材料與形 成所述源漏電極的最底層的材料相同，形成所述合金化膜層的第二種材料與形成所述有源 層的最上層的材料相同。
[0008] 可選地，所述合金化膜層通過在所述有源層的最上層上沉積一層所述第一種材料 的膜層，再通過合金化處理得到。
[0009] 可選地，所述合金化處理為激光處理或者快速退火處理。
[0010] 可選地，所述有源層的最上層或者整個(gè)所述有源層采用P型硅制成。
[0011] 可選地，所述源漏電極的最底層或者整個(gè)所述源漏電極采用金屬鈦制成。
[0012] 可選地，所述合金化膜層為金屬鈦與P型硅形成的合金化膜層。
[0013] 進(jìn)一步地，所述的薄膜晶體管還包括：柵電極和柵絕緣層；所述柵絕緣層設(shè)置在 所述有源層上，所述柵電極設(shè)置在所述柵絕緣層上，所述柵絕緣層還設(shè)置有暴露出所述有 源層的過孔，所述合金化膜層設(shè)置在所述過孔內(nèi)，所述源漏電極通過所述過孔內(nèi)的合金化 膜層與所述有源層電連接。
[0014] 本發(fā)明實(shí)施例還提供一種0LED背板，包括：任一項(xiàng)所述的薄膜晶體管。
[0015] 本發(fā)明實(shí)施例還提供一種顯示裝置，包括：任一項(xiàng)所述的薄膜晶體管，或者，所述 的0LED背板。
[0016] 另一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種薄膜晶體管的制造方法，包括：形成有源層的工 序和形成源漏電極的工序，還包括：在所述源漏電極與所述有源層之間形成有合金化膜層 的工序，其中，形成所述合金化膜層的第一種材料與形成所述源漏電極的最底層的材料相 同，形成所述合金化膜層的第二種材料與形成所述有源層的最上層的材料相同。
[0017] 可選地，在所述源漏電極與所述有源層之間形成有合金化膜層的工序，具體為：在 所述有源層的最上層上沉積一層所述第一種材料的膜層，再進(jìn)行合金化處理。
[0018] 可選地，在所述有源層的最上層上沉積一層所述第一種材料的膜層，再進(jìn)行合金 化處理，具體包括：
[0019] 在完成有源層與源漏電極的接觸孔刻蝕之后，沉積所述第一種材料的膜層；
[0020] 通過構(gòu)圖工藝，刻蝕掉所述接觸孔之外的所述第一種材料，保留所述接觸孔內(nèi)的 所述第一種材料；
[0021] 對(duì)所述接觸孔內(nèi)的所述第一種材料與有源層的最上層進(jìn)行合金化處理，生成所述 第一種材料與所述第二種材料的合金化膜層。
[0022] 可選地，所述合金化處理為激光處理或者快速退火處理。
[0023] 具體地，所述有源層的最上層或者整個(gè)所述有源層采用P型硅制成，所述源漏電 極的最底層或者整個(gè)所述源漏電極采用金屬鈦制成；所述合金化處理具體為：采用1500? 2000W的激光功率，對(duì)所述源漏電極形成區(qū)域的鈦薄膜及P型硅薄膜進(jìn)行掃描；或者，使用 快速退火設(shè)備，在氬氣氣氛下，在600?700°C溫度下進(jìn)行快速退火處理。
[0024] 本發(fā)明實(shí)施例提供的薄膜晶體管及其制造方法、0LED背板和顯示裝置，在源漏電 極與有源層之間形成有合金化膜層，且，所述合金化膜層采用如下材料形成：與形成源漏電 極的最底層相同的材料，以及與形成有源層的最上層相同的材料。合金化膜層可以降低金 屬（即源漏電極）與半導(dǎo)體（即有源層）之間的勢(shì)壘高度，從而降低源漏電極與有源層之 間的接觸電阻，形成良好的歐姆接觸，優(yōu)化薄膜晶體管的電流-電壓特性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的 附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng) 域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附 圖。
[0026] 圖1為現(xiàn)有薄膜晶體管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例一提供的薄膜晶體管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例二提供的薄膜晶體管的制造方法流程圖；
[0029] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例二中第一具體實(shí)施例各膜層的上下相對(duì)關(guān)系示意圖；
[0030] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例二中第二具體實(shí)施例的具體工藝流程示意圖。
[0031] 附圖標(biāo)記：
[0032] 10-緩沖層，11-有源層，12-柵絕緣層，13-柵極，14-源電極，15-漏電極，
[0033] 16-層間絕緣層，17-合金化膜層。

【具體實(shí)施方式】
[0034] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。
[0035] 需要說明的是，對(duì)于液晶顯示領(lǐng)域的晶體管來說，漏電極和源電極沒有明確的區(qū) 另IJ，并且制備時(shí)往往通過同樣的膜層、工序同步制成，因此本發(fā)明實(shí)施例出現(xiàn)的源漏電極應(yīng) 理解為為漏電極和源電極的統(tǒng)稱。本發(fā)明實(shí)施例中所提到合金化膜層可以單獨(dú)應(yīng)用于源電 極或漏電極，當(dāng)然更為優(yōu)選地是同時(shí)應(yīng)用于源電極和漏電極。
[0036] 實(shí)施例一
[0037] 圖1所示為一種現(xiàn)有薄膜晶體管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，柵絕緣層12中設(shè)置過孔，源 電極15、漏電極14通過直接沉積在過孔內(nèi)的有源層11上而與有源層11連接。
[0038] 參照?qǐng)D2所示，本發(fā)明實(shí)施例的薄膜晶體管包括：有源層11和源電極14、漏電極 15,其中，源電極14、漏電極15與有源層11之間形成有合金化膜層17,且，形成合金化膜層 17的第一種材料與形成源電極14、漏電極15的最底層的材料相同，形成合金化層17的第 二種材料與形成有源層12的最上層的材料相同。
[0039] 實(shí)現(xiàn)歐姆接觸需要保證金屬與半導(dǎo)體間有低的勢(shì)魚高度（Barrier Height)，或者 半導(dǎo)體有高濃度的雜質(zhì)摻入即重?fù)诫s。通常源電極14、漏電極15不只包括一種金屬膜層， 往往由多種金屬膜層疊加形成，有源層12同樣也不限于一個(gè)膜層，一般而言，影響金屬與 半導(dǎo)體間的勢(shì)壘高度的主要是與合金化膜層17相接觸的膜層，即源電極14、漏電極15中的 最底層以及有源層12的最上層這兩層膜層，因此，本實(shí)施例選擇這兩層膜層的材料形成合 金化膜層17,可以有效降低金屬與半導(dǎo)體之間的勢(shì)壘高度，從而降低源漏電極與有源層之 間的接觸電阻，形成良好的歐姆接觸，優(yōu)化薄膜晶體管的電流-電壓特性。
[0040] 本實(shí)施例對(duì)上述合金化膜層17的具體形成方式不做限定，可以是本領(lǐng)域技術(shù)人 員所熟知的任意實(shí)現(xiàn)方式。下面僅舉出一種作為示例：在有源層11的最上層上沉積一層第 一種材料的膜層，再通過合金化處理得到?？蛇x地，所述合金化處理為激光處理或者快速退 火處理。該方式簡(jiǎn)單易行、便于與前后工序銜接。
[0041] 圖2所示薄膜晶體管，制造時(shí)先在基板（未示出）上形成緩沖層10,該薄膜晶體管 形成于緩沖層10上，薄膜晶體管自下而上依次包括有源層11、柵絕緣層12、柵電極13 (柵 金屬層）、層間絕緣層（inter-layer dielectric) 16、源電極14和漏電極15 (源漏金屬 層），柵絕緣層12設(shè)置在有源層11上，柵電極13再設(shè)置在柵絕緣層12上，柵絕緣層還設(shè)置 有暴露出有源層11的過孔，合金化膜層17設(shè)置在過孔內(nèi)，源電極14和漏電極15通過過孔 內(nèi)合金化膜層17與有源層11電連接。
[0042] 本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，圖2所示僅為符合本發(fā)明實(shí)施例的一種薄膜晶體 管，為便于理解的目的示出，并不用于限定。
[0043] 可選地，上述的有源層11采用包括但不限于硅、鍺等的半導(dǎo)體材料制成，源電極 14、漏電極15用包括但不限于金屬鈦Ti、鑰Mo、鋁A1的材料形成，一般為多種材料形成的 疊層結(jié)構(gòu)，如Ti/Al/Ti，Mo/Al/Mo或其它。一種【具體實(shí)施方式】中，有源層11的最上層或者 整個(gè)有源層11采用P型硅制成，源漏電極的最底層或者整個(gè)源漏電極采用金屬鈦Ti制成， 合金化膜層17則為金屬鈦Ti與P型硅形成的合金化膜層。
[0044] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種薄膜晶體管，在源漏電極與有源層之間形成有合金化膜 層，源漏電極與有源層之間可形成良好的歐姆接觸，接觸電阻小，薄膜晶體管的電流-電壓 特性好。
[0045] 本發(fā)明實(shí)施例還提供一種0LED背板，包括：實(shí)施例任一項(xiàng)所述的薄膜晶體管。
[0046] 本發(fā)明實(shí)施例還提供一種顯示裝置，包括：上述任一項(xiàng)所述的薄膜晶體管，或者， 上述的0LED背板。所述顯示裝置可以為：液晶面板、電子紙、0LED面板、手機(jī)、平板電腦、電 視機(jī)、顯示器、筆記本電腦、數(shù)碼相框、導(dǎo)航儀等任何具有顯示功能的產(chǎn)品或部件。
[0047] 鑒于已描述的原因，本實(shí)施例提供的0LED背板以及顯示裝置，由于其上薄膜晶體 管的電流-電壓特性好，從而使電路的功耗和噪聲降低，電路運(yùn)算速度升，最終提高顯示裝 置的顯示品質(zhì)、反應(yīng)速度等等。
[0048] 實(shí)施例二
[0049] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種薄膜晶體管的制造方法，如圖3所示，該方法包括：
[0050] 101、形成有源層的工序；103、形成源漏電極的工序；還包括：102、在源漏電極與 有源層之間形成有合金化膜層的工序，其中，形成合金化膜層的第一種材料與形成源漏電 極的最底層的材料相同，形成所述合金化膜層的第二種材料與形成所述有源層的最上層的 材料相同。
[0051] 需要注意的是，上述工序編號(hào)并不用于限定執(zhí)行的先后順序，僅便于區(qū)分。例如還 可以先形成源漏電極（工序103)，再形成合金化膜層（工序102)，最后形成有源層（工序 101)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行靈活設(shè)置。
[0052] 在源漏電極與有源層之間形成有合金化膜層的工序102具體實(shí)現(xiàn)方式多樣，不 列舉。可選地，工序102具體為：在有源層的最上層上沉積一層述第一種材料的膜層， 再進(jìn)行合金化處理?？蛇x地，所述合金化處理為激光處理或者快速退火處理。
[0053] 具體而言，在完成有源層與源漏電極的接觸孔刻蝕之后，沉積第一種材料的膜層； 通過構(gòu)圖工藝，刻蝕掉所述接觸孔之外的所述第一種材料，保留所述接觸孔內(nèi)的所述第一 種材料；對(duì)所述接觸孔內(nèi)的所述第一種材料與有源層的最上層進(jìn)行合金化處理，生成所述 第一種材料與所述第二種材料的合金化膜層。
[0054] 下面通過兩種具體的實(shí)施例對(duì)薄膜晶體管的制造方法進(jìn)行詳細(xì)敘述。
[0055] 第一具體的實(shí)施例：本實(shí)施例在沉積源漏金屬層之前，在接觸孔內(nèi)沉積一層與 源漏金屬層最低層的金屬材料相同的金屬，通過激光合金化的方式，將接觸孔（即過孔） 內(nèi)的金屬與多晶硅形成合金，進(jìn)而降低接觸電阻，形成良好的歐姆接觸，針對(duì)LTPS (low temperature poly-silicon低溫多晶娃）背板的薄膜晶體管制程為例，如薄膜晶體管有源 層11的最上層或者整個(gè)有源層采用P型硅制成，源電極14、漏電極15的最底層或者整個(gè)源 電極14、漏電極15采用金屬鈦制成，具體制程如下：
[0056] 在基板上沉積有源層11、柵絕緣層12和柵金屬層，并通過刻蝕（包括干法和濕 法刻蝕）形成柵極13以及在柵絕緣層12中形成接觸孔之后，沉積一層金屬（即第一材料 膜層）。若源漏金屬層結(jié)構(gòu)為Ti/Al/Ti的疊層結(jié)構(gòu)時(shí)，則在接觸孔刻蝕之后沉積該金屬 為Ti金屬。具體可在Ar氣氛中，在4kW的功率下，采用濺射（sputter)設(shè)備沉積厚度為

【權(quán)利要求】
1. 一種薄膜晶體管，包括：有源層和源漏電極，其特征在于， 所述源漏電極與所述有源層之間形成有合金化膜層，且，形成所述合金化膜層的第一 種材料與形成所述源漏電極的最底層的材料相同，形成所述合金化膜層的第二種材料與形 成所述有源層的最上層的材料相同。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其特征在于， 所述合金化膜層通過在所述有源層的最上層上沉積一層所述第一種材料的膜層，再通 過合金化處理得到。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述合金化處理為激光處理或者 快速退火處理。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其特征在于， 所述有源層的最上層，或者整個(gè)所述有源層采用P型硅制成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的薄膜晶體管，其特征在于， 所述源漏電極的最底層，或者整個(gè)所述源漏電極采用金屬鈦制成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的薄膜晶體管，其特征在于， 所述合金化膜層為金屬鈦與P型硅形成的合金化膜層。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的薄膜晶體管，其特征在于，還包括：柵電極和柵絕緣層； 所述柵絕緣層設(shè)置在所述有源層上，所述柵電極設(shè)置在所述柵絕緣層上，所述柵絕緣 層還設(shè)置有暴露出所述有源層的過孔，所述合金化膜層設(shè)置在所述過孔內(nèi)，所述源漏電極 通過所述過孔內(nèi)的合金化膜層與所述有源層電連接。
8. -種OLED背板，其特征在于，包括：權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的薄膜晶體管。
9. 一種顯示裝置，其特征在于，包括：權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的薄膜晶體管，或者，權(quán) 利要求8所述的OLED背板。
10. -種薄膜晶體管的制造方法，包括：形成有源層的工序和形成源漏電極的工序，其 特征在于，還包括： 在所述源漏電極與所述有源層之間形成有合金化膜層的工序，其中，形成所述合金化 膜層的第一種材料與形成所述源漏電極的最底層的材料相同，形成所述合金化膜層的第二 種材料與形成所述有源層的最上層的材料相同。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的制造方法，其特征在于，在所述源漏電極與所述有源層之 間形成有合金化膜層的工序，具體為： 在所述有源層的最上層上沉積一層所述第一種材料的膜層，再進(jìn)行合金化處理。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的薄膜晶體管，其特征在于，在所述有源層的最上層上沉積 一層所述第一種材料的膜層，再進(jìn)行合金化處理，具體包括： 在完成有源層與源漏電極的接觸孔刻蝕之后，沉積所述第一種材料的膜層； 通過構(gòu)圖工藝，刻蝕掉所述接觸孔之外的所述第一種材料，保留所述接觸孔內(nèi)的所述 第一種材料； 對(duì)所述接觸孔內(nèi)的所述第一種材料與有源層的最上層進(jìn)行合金化處理，生成所述第一 種材料與所述第二種材料的合金化膜層。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的制造方法，其特征在于，所述合金化處理為激光處理 或者快速退火處理。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的制造方法，其特征在于， 所述有源層的最上層或者整個(gè)所述有源層采用P型硅制成，所述源漏電極的最底層或 者整個(gè)所述源漏電極采用金屬鈦制成；所述合金化處理具體為： 采用1500?2000W的激光功率，對(duì)所述源漏電極形成區(qū)域的鈦薄膜及P型硅薄膜進(jìn)行 掃描；或者， 使用快速退火設(shè)備，在氬氣氣氛下，在600?700°C溫度下進(jìn)行快速退火處理。
【文檔編號(hào)】H01L29/786GK104300006SQ201410555601
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月17日
【發(fā)明者】張慧娟, 劉政 申請(qǐng)人:京東方科技集團(tuán)股份有限公司