[发明专利]一种薄膜晶体管及其制备方法、阵列基板、显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种薄膜晶体管及其制备方法、阵列基板、显示装置。

背景技术

随着显示器尺寸的不断增大以及驱动电路频率的不断提高，现有的非晶硅薄膜晶体管的迁移率已经难以满足需求。

高迁移率的薄膜晶体管（Thin Film Transistor，TFT）有多晶硅TFT和金属氧化物TFT。但多晶硅TFT的均一性差，制作工艺复杂，且受到激光晶化等设备的限制，不利于大规模生产；而金属氧化物TFT的迁移率高、均一性好、透明、制作工艺简单，可以更好地满足大尺寸的液晶显示器（Liquid Crystal Display，简称LCD）、有机发光二极管显示器（Organic Light Emitting Diode，简称OLED）、以及高分子发光二极管显示器（Polymer Light Emitting Diode，简称PLED）的需求，受到了广泛的关注。

一般情况下，对于薄膜晶体管而言，在源、漏极与半导体有源层之间的接触表面上会产生一定的能量势垒，从而形成接触电阻；该能量势垒可以阻碍载流子的运动。当界面处的能量势垒较大，形成肖特基接触时，便容易引起信号的损失，从而影响TFT的性能。

此外，现有的金属氧化物TFT的制备过程中，后续工艺中在对位于所述金属氧化物半导体有源层上方的源、漏金属层进行刻蚀时，可能会对所述金属氧化物半导体有源层产生损伤，从而导致TFT性能的恶化；因此，在所述金属氧化物半导体有源层的上方还会设置刻蚀阻挡层，以防止后续的制备工艺可能对所述金属氧化物半导体有源层产生的损伤。但刻蚀阻挡层的增加会导致TFT制备过程的复杂化，同时提高了成本。因此，在保证TFT性能的前提下，简化制备工艺十分重要。

发明内容

本发明的实施例提供一种薄膜晶体管及其制备方法、阵列基板、显示装置，可解决源、漏极与半导体有源层之间的接触电阻问题，并减少构图工艺次数、同时降低成本。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一方面，提供一种薄膜晶体管，包括设置在基板上的栅极、栅绝缘层、金属氧化物半导体有源层、源极和漏极；所述金属氧化物半导体有源层设置在所述基板与所述源极和所述漏极之间，且与所述源极和所述漏极之间的间隙对应；所述薄膜晶体管还包括与所述金属氧化物半导体有源层同层设置且接触的第一图案和第二图案；所述第一图案与所述源极对应且直接接触，所述第二图案与所述漏极对应且直接接触。其中，所述第一图案和所述第二图案均包括氧化铟系二元金属氧化物，所述金属氧化物半导体有源层包括氧化铟系多元金属氧化物半导体，且所述氧化铟系多元金属氧化物为在所述氧化铟系二元金属氧化物中注入金属掺杂离子并经退火处理后得到的金属氧化物。

可选的，所述薄膜晶体管为底栅型；所述薄膜晶体管还包括设置在所述源极和所述漏极上方的保护层。

可选的，所述薄膜晶体管为顶栅型。

进一步可选的，所述氧化铟系二元金属氧化物包括铟锡氧化物（Indium Tin Oxide，简称ITO）、或铟镓氧化物（Indium Gallium Oxide，简称IGO）、或铟锌氧化物（Indium Zinc Oxide，简称IZO）；所述金属掺杂离子包括锌离子（Zn²⁺）、镓离子（Ga³⁺）、锡离子（Sn²⁺）、铝离子（Al³⁺）、以及铪离子（Hf⁴⁺）中的至少一种。

还提供一种阵列基板，包括上述的薄膜晶体管。

还提供一种显示装置，包括上述的阵列基板。

另一方面，提供一种上述薄膜晶体管的制备方法，包括在基板上形成栅极、栅绝缘层、金属氧化物半导体有源层、源极和漏极。所述在基板上形成金属氧化物半导体有源层包括：在基板上形成氧化铟系二元金属氧化物图案层，所述图案层包括与所述源极对应的第一图案、与所述漏极对应的第二图案、以及与所述源极和所述漏极之间的间隙对应的第三图案，且所述氧化铟系二元金属氧化物图案层与所述源极和所述漏极直接接触；以形成在所述源极和所述漏极上方的绝缘层为阻挡层，采用离子注入技术向所述氧化铟系二元金属氧化物图案层注入金属掺杂离子，并进行退火处理，将所述第三图案的所述氧化铟系二元金属氧化物转化为氧化铟系多元金属氧化物半导体，形成所述金属氧化物半导体有源层。