[发明专利]薄膜晶体管及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种薄膜晶体管及其制造方法，尤其涉及一种具有闸极绝缘层的薄膜晶体管及其制造方法。

背景技术

近来环保意识抬头，具有低消耗功率、空间利用效率佳、无辐射、高画质等优越特性的液晶显示面板（Liquid crystal display panels）已成为市场主流。

以往，液晶显示面板大多采用非晶硅（a-Si）薄膜晶体管、或低温多晶硅（Low-temperature polysilicon，LTPS）薄膜晶体管作为各个像素结构的开关组件。然而，近年来，已有研究指出：相较于非晶硅薄膜晶体管，氧化物半导体（oxide semiconductor）薄膜晶体管具有较高的载子移动率（mobility）；并且，相较于低温多晶硅薄膜晶体管，氧化物半导体薄膜晶体管具有较佳的临界电压（threshold voltage，Vth）均匀性。因此，氧化物薄膜晶体管有潜力成为下一代平面显示器的关键组件。

如图1所示，为现有技术薄膜晶体管结构示意图。薄膜晶体管包括闸极(Gate)201，其上覆盖有闸极绝缘层204，闸极绝缘层204的上方设置有氧化物半导体层205，源极(Source)202及漏极(Drain)203彼此绝缘地设置在氧化物半导体层205的两侧。闸极绝缘层204的制作一般使用化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition，CVD）方法，可得到表面平整的闸极绝缘层204，即介电层。由电路设计及省电的需求，皆希望薄膜晶体管的临界电压Vth落在大于零的范围，但由于目前的闸极绝缘层204较薄，使得临界电压Vth经常落在-5V-0V之间，于正常操作情况下，需增加负电压来关闭薄膜晶体管。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种薄膜晶体管机器制造方法，通过设计具有不同厚度的闸极绝缘层，达到改变临界电压的目的。

为达到上述目的，本发明提出一种薄膜晶体管，包括：闸极、闸极绝缘层、氧化物半导体层、源极及漏极；闸极绝缘层覆盖该闸极；氧化物半导体层设置于该闸极绝缘层上；该源极与该漏极彼此绝缘地配置于该氧化物半导体层的两侧；其中，该闸极与该氧化物半导体层在水平方向上的投影具有重叠区域，该闸极绝缘层于该水平方向上具有第一区域及第二区域，该第一区域于垂直方向上具有第一厚度，该第二区域于该垂直方向上具有第二厚度，该第一厚度大于该第二厚度，该第一区域在该水平方向上的投影落在该重叠区域中。

作为可选的技术方案，该第一区域在该水平方向上的该投影的面积小于或等于该重叠区域的面积。

作为可选的技术方案，该薄膜晶体管还包含半导体保护层，该半导体保护层设置于该氧化物半导体层的上方，该源极覆盖部分该氧化物半导体层及部分该半导体保护层，且该漏极覆盖部分该氧化物半导体层及部分该半导体保护层。

作为可选的技术方案，该薄膜晶体管还包含保护层，该保护层覆盖该源极、该漏极以及该氧化物半导体层，该保护层具有开口，露出该漏极。

作为可选的技术方案，该薄膜晶体管还包含像素电极，该像素电极由该开口电性连接至该漏极。

本发明更提出一种薄膜晶体管的制造方法，包括步骤：于基板上形成闸极；于该基板上形成闸极绝缘层，该闸极绝缘层覆盖该闸极；于该闸极绝缘层上方形成氧化物半导体层；于该氧化物半导体层的两侧形成彼此绝缘的源极及漏极；其中，该闸极与该氧化物半导体层在水平方向上的投影具有重叠区域，该闸极绝缘层于该水平方向上具有第一区域及第二区域，该第一区域于垂直方向上具有第一厚度，该第二区域于该垂直方向上具有第二厚度，该第一厚度大于该第二厚度，该第一区域在该水平方向上的投影落在该重叠区域中。

作为可选的技术方案，该第一区域在该水平方向上的该投影的面积小于或等于该重叠区域的面积。

作为可选的技术方案，于该氧化物半导体层上方形成半导体保护层，该源极覆盖部分该氧化物半导体层及部分该半导体保护层，且该漏极覆盖部分该氧化物半导体层及部分该半导体保护层。

作为可选的技术方案，形成保护层，该保护层覆盖该源极、该漏极以及该氧化物半导体层，并于该保护层上形成开口，露出该漏极。

作为可选的技术方案，形成像素电极，该像素电极由该开口电性连接至该漏极。

与现有技术相比，本发明的薄膜晶体管的闸极绝缘层具有第一厚度及第二厚度，从而可以提升临界电压，使得临界电压处于大于零的状态。

附图说明

图1为现有技术薄膜晶体管结构示意图。

图2为本发明薄膜晶体管结构示意图。