[发明专利]薄膜晶体管及其制备方法、阵列基板

说明书

本发明公开了一种薄膜晶体管，包括衬底基板、半导体有源层、栅电极、栅极绝缘层、源电极和漏电极，其中，所述栅极绝缘层形成在所述衬底基板上，所述栅极绝缘层中设置有通孔以及环绕于所述通孔四周的环状凹槽，所述栅电极形成在所述通孔中，所述半导体有源层形成在所述环状凹槽中，所述栅电极在所述通孔中的高度至少高于所述环状凹槽的底部，所述源电极和漏电极相互间隔地形成在所述栅极绝缘层上并分别与所述半导体有源层连接。本发明还公开了如上所述薄膜晶体管的制备方法以及包含该薄膜晶体管的阵列基板。

技术领域

本发明涉及半导体器件技术领域,尤其涉及一种薄膜晶体管及其制备方法，还涉及一种包含所述薄膜晶体管的阵列基板。

背景技术

平板显示装置具有机身薄、省电、无辐射等众多优点，得到了广泛的应用。现有的平板显示装置主要包括液晶显示装置(Liquid Crystal Display，LCD)及有机电致发光显示装置(Organic Light Emitting Display，OLED)。薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)阵列基板是是平板显示装置的重要组成部分，可形成在玻璃基板或塑料基板上。

传统的技术中，如图1所示，薄膜晶体管包括形成于玻璃基板1上的栅电极2、覆设于所述栅电极2上的栅极绝缘层3、形成于所述栅极绝缘层3上的有源层4以及形成于所述有源层4上的源电极5和漏电极6。其中，所述源电极5和漏电极6相互间隔，所述有源层4对应于所述栅电极2的区域为沟道区4a。如图1的薄膜晶体管结构中，所述有源层4暴露于栅极绝缘层3，所述有源层4的沟道区4a容易受到后续工序的影响，特别是使用氧化物半导体材料的有源层。例如，在制备形成有源层4之后，在进行形成源电极5和漏电极6的光罩(Mask)工艺时，有源层4的沟道区表面的容易被刻蚀液损伤，从而造成薄膜晶体管的电学特性(例如信赖性和阈值电压的稳定性)发生劣化。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种薄膜晶体管及其制备方法，其可以有效地保护薄膜晶体管的沟道区，提升薄膜晶体管的电学特性的稳定性。

为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种薄膜晶体管，包括衬底基板、半导体有源层、栅电极、栅极绝缘层、源电极和漏电极，其中，所述栅极绝缘层形成在所述衬底基板上，所述栅极绝缘层中设置有通孔以及环绕于所述通孔四周的环状凹槽，所述栅电极形成在所述通孔中，所述半导体有源层形成在所述环状凹槽中，所述栅电极在所述通孔中的高度至少高于所述环状凹槽的底部，所述源电极和漏电极相互间隔地形成在所述栅极绝缘层上并分别与所述半导体有源层连接。

其中，所述薄膜晶体管还包括栅极基座，所述栅极基座形成于所述衬底基板上，所述栅极绝缘层位于所述栅极基座上，所述通孔连通至所述栅极基座，所述栅电极形成在所述通孔中并与所述栅极基座连接。

其中，所述栅极基座包括与所述栅电极连接的第一区域和从所述第一区域的相对两侧延伸出的第二区域，所述第一区域的线宽大于所述第二区域的线宽。

其中，所述栅电极的高度至少与所述栅极绝缘层的上表面平齐。

其中，所述通孔为圆形通孔，所述环状凹槽为圆环状凹槽，所述通孔和所述环状凹槽呈同轴结构。

其中，所述半导体有源层的材料为氧化物半导体材料。

其中，所述源电极和所述漏电极在所述栅极绝缘层上位于所述栅电极的相对两侧，所述半导体有源层的与所述源电极和所述漏电极连接的位置被导体化形成导体。

本发明还提供了如上所述的薄膜晶体管的制备方法，其包括：

提供衬底基板，在所述衬底基板上沉积形成所述栅极绝缘层；

应用光罩工艺在所述栅极绝缘层上刻蚀形成所述环状凹槽；

在所述环状凹槽中沉积半导体材料，形成所述半导体有源层；