[发明专利]氧化物薄膜晶体管及其制造方法、阵列基板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种薄膜晶体管(TFT)，更具体而言，涉及TFT及其制造方法、具有TFT的显示装置用阵列基板及其制造方法。

背景技术

电视机产品是正在快速增长的平板显示器市场中的主要应用目标。当前，液晶显示器(LCD)是电视机面板的主流，关于有机发光显示装置在电视机中的应用的研究一直在活跃地进行。

目前的电视机显示器技术聚焦于市场所需的主要项目，市场的需求包括大尺寸电视机或数字信息显示器(DID)、低成本、高图像品质(视频表现性能、高分辨率、亮度、对比度和色域等)。

为满足这些需求，需要下述薄膜晶体管(TFT)，所述薄膜晶体管可以应用为性能优异的显示器的开关和驱动元件，而不增加成本，并伴有如玻璃等基板尺寸的增大。

因此，在这种趋势下，未来技术的发展预计将聚焦于保证能够低成本地制造具有优异性能的显示面板的TFT制造技术。

作为显示器的常见驱动和开关元件的非晶硅TFT(a-Si TFT)是当前常用的可以低成本均一地形成在尺寸超过2m的大型基板上的元件。

然而，因为显示器趋于具有大尺寸和高图像品质，所以需要具备高装置性能，然而已确定，迁移率为0.5cm2/Vs的现有a-Si TFT已经达到极限。

因此，需要迁移率高于a-Si TFT的高性能TFT及其制造技术。此外，a-Si TFT还具有可靠性问题，随着其持续运转，装置特性持续劣化，导致无法保持初始性能。

这是a-Si TFT难以应用于有机发光二极管(OLED)的原因，与由AC驱动的LCD不同，所述有机发光二极管是在持续施加电流的同时运转。

性能明显高于a-Si TFT的多晶硅TFT具有数十至数百cm2/Vs的高迁移率，因此其性能适用于具有现有a-Si TFT所难以实现的高图像品质的显示器，并且与a-Si TFT相比在运转中几乎不会使装置特性劣化。但是，与a-Si TFT相比，多晶Si TFT的制造需要非常多的工序，并且必须首先应投资附加的设备。

因此，p-Si(多晶Si)TFT适用于制造具有高图像品质的显示器，或者适用于如OLED等产品，但在成本方面则逊于现有a-Si TFT，因此其应用受到限制。

特别是，在p-Si TFT的情形中，由于制造设备的限制或均一性的缺陷等技术问题，目前尚未实现使用尺寸为1m的大型基板的制造过程，因此p-Si TFT在应用于电视机产品方面的困难是导致高性能p-Si TFT难以轻易立足于市场的一个因素。

因此，对于可支持如大尺寸、低成本和均一性等a-Si TFT的优点和如高性能和可靠性等优点的新TFT技术的需求正在快速增加，对于新TFT技术的研究也一直在活跃进行。氧化物半导体是该新TFT技术的一个典型。

氧化物半导体具有下述优点：具有比a-Si TFT高的迁移率，和比多晶硅(p-Si)TFT简单的制造工序和更低的制造成本，因此其在LCD或OLED中具有高实用价值。

关于这一点，将参照图1～3描述利用氧化物半导体的现有技术中氧化物TFT的结构。

图1是现有技术中氧化物TFT结构的平面图。

图2是现有技术中氧化物TFT的沿图1中的线II-II截得的截面示意图。

图3是图2中“A”部分的放大截面图，示出了蚀刻停止层图案与源极和漏极之间的距离。

如图1～3所示，现有技术中氧化物TFT 10包括：图案化的栅极13，其形成在基板11上并且具有一定的宽度和长度；栅绝缘层15，其形成于包括栅极在内的基板11整个表面上；有源层17，其形成于包括栅极13上侧在内的栅绝缘层15的上部，并由经图案化具有一定形状的氧化物半导体制成；蚀刻停止层19，其形成于有源层17上，并经图案化以具有一定形状；和源极21和漏极23，它们在蚀刻停止层19上部彼此分开，并形成于有源层17和栅绝缘层15的上部。

此处，蚀刻停止层19与栅极13和有源层17重叠，并形成于有源层17的沟道区的上部。

此外，源极21和漏极23形成为在蚀刻停止层19上部分开，并形成于蚀刻停止层19、有源层17和栅绝缘层15上。

在此情形中，源极21与蚀刻停止层19的一侧重叠的第一宽度W1不同于漏极23与蚀刻停止层19的另一侧重叠的第二宽度W2。