[发明专利]一种薄膜晶体管及其制备方法、阵列基板和显示器

说明书

技术领域

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

背景技术

在平面显示，例如液晶显示器、有机电致发光显示器或者无机电致发光显示器中，薄膜晶体管一般用作开关元件来控制像素，或是用作驱动元件来驱动像素。薄膜晶体管按照硅薄膜性质通常可分为非晶硅（a-Si）与多晶硅（Poly-Si）两种，与非晶硅薄膜晶体管相比较，多晶硅薄膜晶体管有更高的电子迁移率、更佳的液晶特性以及较少的漏电流，因此利用多晶硅薄膜晶体管制作的显示器会有较高的分辨率以及较快的反应速度，低温多晶硅技术已逐渐取代非晶硅技术成为薄膜晶体管研发的主流。

现有技术中多晶硅薄膜晶体管的制备工艺流程如图1所示，首先在基板上采用等离子体增强化学气相沉积（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，PECVD）的方法沉积一层非晶硅（a-Si）薄膜，进行第一道掩膜，形成非晶硅薄膜所需要的图形，接着进行热退火与准分子激光退火处理，去除非晶硅中的氢气并使非晶硅变成多晶硅，按照图1中的多晶硅薄膜晶体管的制备工艺流程可以看到，现有技术中制备多晶硅薄膜晶体管时所需的掩膜板为8道，且需要进行两次离子注入。第一次离子注入是形成存储电容的下电极，第二次离子注入是对半导体与源漏电极的接触区域进行注入，目的是降低接触电阻，其中，第一次离子注入的掩膜板是光刻胶，第二次离子注入的掩膜板是栅电极。

综上所述，多晶硅薄膜晶体管的工艺存在许多缺点，例如：合格率较差、工艺复杂、成本较高等。尤其是离子注入工艺，当离子注入时的掩膜板为光刻胶时，注入离子的能量极易引起光刻胶的固化，导致光刻胶残留，影响下步工序，并且常用的多晶硅薄膜晶体管的掩膜板多达8道，与一般的非晶硅薄膜晶体管的5道或者6道掩膜板相比，更为复杂耗时，严重降低了工业化生产产能，增加了成本。

发明内容

本发明实施例提供了一种薄膜晶体管的制备方法，用以减少掩膜板数量，缩短工艺时间，提高生产效率，节约生产成本。本发明还提供了一种薄膜晶体管、阵列基板及显示器。

根据本发明一实施例，提供的一种薄膜晶体管的制备方法，该方法包括：

在基板上依次沉积缓冲层和半导体非晶硅薄膜层；

在缓冲层上形成有源层及存储电容的下电极区；

在有源层及存储电容的下电极区上形成栅极绝缘层，在栅极绝缘层上形成栅电极及栅线；

将形成有栅极绝缘层、栅电极及栅线的基板放入离子注入设备中，进行离子注入,在所述有源层两端及所述存储电容的下电极区形成导体区域；

在栅极绝缘层和栅电极上形成第一绝缘层，在第一绝缘层上形成第一过孔；

在第一绝缘层上形成源极、漏极及存储电容的上电极，其中所述源极和漏极通过所述第一过孔与有源层形成的导体区域相连；

在源极、漏极及存储电容的上电极上形成第二绝缘层，并在第二绝缘层上形成第二过孔；

在第二绝缘层上形成像素电极，该像素电极通过第二过孔与漏极相连。

由本发明实施例提供的上述薄膜晶体管的制备方法，该方法减少了所用掩膜板的数量，且只进行一次离子注入，缩短了工艺时间，提高了生产效率，节约了生产成本。

较佳地，所述在缓冲层上形成有源层及存储电容的下电极区，包括：

对缓冲层上的半导体非晶硅薄膜层进行热退火和准分子激光退火，得到多晶硅薄膜层；

在得到的多晶硅薄膜层上涂覆光刻胶，并进行曝光及显影，之后进行刻蚀并去除光刻胶，在缓冲层上形成有源层及存储电容的下电极区。

这样，所述缓冲层可以保护多晶硅薄膜层，防止高温工艺过程中，基板中的杂质离子热扩散进入多晶硅薄膜层中而影响其特性。

较佳地，所述在有源层及存储电容的下电极区上形成栅极绝缘层，在栅极绝缘层上形成栅电极及栅线，包括：

沉积栅极绝缘层和栅极金属层，在栅极金属层上涂覆光刻胶，并进行曝光及显影，之后对栅极金属层进行刻蚀并去除光刻胶，形成栅极绝缘层、栅电极及栅线。

这样，所述栅极绝缘层和栅电极的形成可以通过一道掩膜板来实现，从而节省了工艺时间，节约了生产成本。

较佳地，在完成离子注入后，所述方法还包括：

将所述基板进行快速热退火处理，对注入的离子进行激活。

这样，所述通过快速热退火处理后将注入的离子激活后，可以消除晶格损伤，使不在晶格位置上的离子运动到晶格位置，以便具有电活性，产生自由载流子。