[发明专利]氧化物薄膜晶体管及其制备方法、阵列基板和显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及液晶显示技术领域，尤其涉及一种氧化物薄膜晶体管(OxideTFT)及其制备方法、阵列基板和显示装置。

背景技术

目前，氧化物TFT(Thin-Film Transistor，薄膜晶体管)采用非晶金属氧化物半导体制作TFT的沟道层，主要包括氧化锌基薄膜晶体管(如：铟镓锌氧化物IGZO半导体)；其高迁移率、低亚阀值、低漏电流以及可低温制作等优良性能备受液晶行业的关注。但是，现有氧化物TFT的沟道层还存在一些问题有待解决。

现有技术中，氧化物TFT的沟道层通常在氩气(Ar)和氧气(O₂)的气氛下进行沉积，这将形成V[O]价态的缺陷，所述缺陷将捕获大量的载流子，最终产生类似磁滞滞后的现象，影响氧化物TFT的开关特性，进而影响显示面板的品质。

图1为现有氧化物TFT的结构示意图，如图1所示，所述氧化物TFT阵列基板包括：设置于基板1上的栅极2、栅绝缘层3、沟道层(或称有源层)4、阻挡层5、源极6a、漏极6b、钝化层7和像素电极8；其中，沟道层4采用IGZO等金属氧化物材料制作。现有技术中，所述源、漏极一般采用铝，钼，钛及氧化铟等金属制备，这类氧化物TFT的沟道层的价带跟金属的价带能级不同，形成一定的势垒而影响载流子迁移速率，因此氧化物TFT的电学特性往往受沟道层载流子的影响，且源、漏极与沟道层的界面接触电阻较高，磁滞滞后现象比较明显。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种氧化物TFT及其制备方法、阵列基板和显示装置，可有效减弱TFT的磁滞滞后现象。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供了一种氧化物薄膜晶体管的制备方法，包括：在基板上形成栅极、栅绝缘层、沟道层和源极、漏极；所述沟道层在含有氢气、氩气和氧气的第一混合气体中沉积。

优选的，所述源极和漏极在含有氢气和氩气的第二混合气体中沉积，所述源极和漏极采用呈导体特性非晶氧化物材料。

优选的，所述沟道层的形成方法具体为：

首先，在氩气和氧气的混合气体中，沉积厚度为50～80nm的第一非晶氧化物半导体薄膜；

然后，在氩气和氢气的混合气体中，继续沉积厚度为10～20nm的第二非晶氧化物半导体薄膜；

最后，对所述第一非晶氧化物半导体薄膜和第二非晶氧化物半导体薄膜进行构图工艺形成沟道层。

其中，所述氩气和氧气的比例为15∶1～20∶1；所述氩气和氢气的比例为9∶1～2∶1。

优选的，所述氩气和氧气的比例为19∶1；所述氩气和氢气的比例为9∶1。

上述方案中，所述源极和漏极的形成方法具体为：

首先，在比例为9∶1～2∶1的氩气和氢气的混合气体中，沉积厚度为10～20nm的第一非晶氧化物薄膜；

然后，在比例为3∶2～1∶1的氩气和氢气的混合气体中，继续沉积厚度为180～200nm的第二非晶氧化物薄膜；

最后，对所述第一非晶氧化物薄膜和第二非晶氧化物薄膜进行构图工艺形成源极和漏极。

优选的，在沉积所述第一非晶氧化物薄膜时，所述氩气和氢气的比例为2∶1。

上述方案中，所述非晶氧化物材料为：铟镓锌氧化物IGZO。

本发明还提供了一种氧化物薄膜晶体管，包括：栅极、栅绝缘层、沟道层以及源极和漏极；所述源极和漏极采用呈导体特性的非晶氧化物材料。

优选的，所述非晶氧化物材料为：铟镓锌氧化物IGZO。

本发明还提供了一种阵列基板，包括上述的氧化物薄膜晶体管。

本发明还提供了一种显示装置，包括上述的阵列基板。

本发明提供的氧化物TFT及其制备方法、阵列基板和显示装置，在常规的Ar和O₂的气氛下通入一定量的H2，从而将作为沟道层的非晶氧化物半导体的缺陷态V[O]变为[OH]态，即：从沟道层向源极、漏极逐渐过渡，也就是从半导体向导体逐渐过渡，晶体内部结构融合较好，载流子受阻碍的可能性也相对较小，因此可改善缺陷对沟道层载流子的捕获而造成的磁滞滞后现象。

此外，在形成阻挡层之后，在常规的Ar气氛下通入大量的H₂沉积非晶氧化物薄膜，使非晶氧化物薄膜呈现导体电学特性，形成源漏极，因源极、漏极与沟道层为同一材料，故源极、漏极与沟道层的界面接触电阻低，且受沟道层载流子影响小，很好的减弱磁滞滞后的现象，从而可提高显示面板的显示品质。

附图说明