[实用新型]低温多晶硅薄膜晶体管、阵列基板、显示面板

说明书

技术领域

本实用新型涉及显示技术领域，并且具体而言涉及一种低温多晶硅(lowtemperaturepolysilicon,LTPS)薄膜晶体管(thinfilmtransistor,TFT)、阵列基板和显示面板。

背景技术

LTPSTFT液晶显示器(liquidcrystaldisplay,LCD)有别于传统的非晶硅(a-Si)TFT-LCD。传统非晶硅材料的电子迁移率仅仅为0.5cm²/V.sec，而低温多晶硅的电子迁移率可以达到50~200cm²/V.sec。因此与传统非晶硅TFT-LCD相比，低温多晶硅TFT-LCD具有更高解析度、更快反应速度、更大开口率(apertureratio)、更高亮度等优点。另外，较高的电子迁移率使得可以将周边驱动电路集成在玻璃衬底上，实现玻璃上集成系统(SOG)，从而节省空间和成本。

在现有低温多晶硅工艺中，多晶硅(polysilicon,P-Si)有源层与栅极绝缘层(gateinsulatinglayer,GI)之间界面的处理通常采用栅极绝缘层预清洗(Pre-GIClean)工艺。即，在形成栅极绝缘层之前，对多晶硅有源层表面进行预清洗。这种预清洗工艺只能在一定程度上改善有源层和栅极绝缘层之间界面的粗糙度以及降低界面态缺陷密度。再者，不同规格的产品需要进行的预清洗工艺也不尽相同，从而提升了工艺复杂性与时间成本。

因此，本领域中存在对改进的低温多晶硅薄膜晶体管及其制作方法的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于减轻或解决前文所提到的问题的一个或多个。具体而言，本实用新型的低温多晶硅薄膜晶体管及制作方法、阵列基板、显示面板通过在有源层和栅极绝缘层之间设置氧化石墨烯(grapheneoxide)层，解决了多晶硅有源层和栅极绝缘层之间界面粗糙度和界面缺陷态密度的问题。

在第一方面，提供了一种低温多晶硅薄膜晶体管，包括设置在衬底上的有源层、源极、漏极、栅极以及位于所述有源层和所述栅极之间的栅极绝缘层，所述低温多晶硅薄膜晶体管还包括设置在所述有源层和所述栅极绝缘层之间的氧化石墨烯层。

根据此实施例，在多晶硅有源层和栅极绝缘层之间增加了氧化石墨烯层。氧化石墨烯是碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面层结构，其离子迁移率较高且具有共轭π键电子云分布。与多晶硅相比，氧化石墨烯具有更小的分子结构，使得可以进一步降低多晶硅有源层和栅极绝缘层之间界面粗糙度和界面缺陷态密度，从而提高低温多晶硅薄膜晶体管的特性。由于该氧化石墨烯层的应用，该低温多晶硅薄膜晶体管在制作过程中不需要进行栅极绝缘层预清洗工艺，从而简化制作工艺并且降低成本。

在优选实施例中，所述氧化石墨烯层的厚度可以为10-20nm。

根据此实施例，氧化石墨烯层可以具有10-20nm的厚度，从而提供平整表面。优选地，氧化石墨烯层的厚度可以为10nm。

在优选实施例中，所述低温多晶硅薄膜晶体管还可以包括形成在所述衬底上的缓冲层。

根据此实施例，通过在衬底和薄膜晶体管的有源层(当薄膜晶体管为顶栅结构时)或栅极(当薄膜晶体管为底栅结构时)之间设置缓冲层，可以提高待形成的有源层或栅极与衬底之间的附着程度。该缓冲层可以将衬底与有源层隔绝，避免衬底中杂质进入有源层，影响薄膜晶体管的性能。此外，在利用准分子激光退火将非晶硅转变为多晶硅以形成有源层时，该缓冲层还可以减小多晶硅和衬底之间的热扩散，降低退火时温度上升对衬底的影响。

在优选实施例中，所述缓冲层可以由氧化硅、氮化硅或氮氧化硅形成。所述缓冲层的厚度可以为50-300nm。优选地，所述缓冲层可以由氧化硅形成并且厚度可以为50-100nm。可替换地，所述缓冲层可以由氮化硅形成并且厚度可以为100-300nm。

根据此实施例，通过在衬底上形成具有上述厚度的缓冲层，不仅可以有效地隔绝来自衬底中的杂质，并且可以在激光退火时为衬底提供保护。

在优选实施例中，所述有源层可以设置在所述缓冲层上；所述低温多晶硅薄膜晶体管还可以包括设置在所述栅极上的层间电介质层(interlayerdielectriclayer,ILD)；以及所述源极和所述漏极可以分别通过贯穿所述氧化石墨烯层、所述栅极绝缘层和所述层间电介质层的过孔连接到所述有源层。