[发明专利]微晶非晶硅复合型薄膜晶体管及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及薄膜晶体管技术领域，特别涉及一种微晶非晶硅复合型薄膜晶体管及其制造方法。

背景技术

平板显示技术发展至今，已全面取代了传统的CRT(Cathode Ray Tube，阴极射线管)显示器，尤其是随着九十年代初TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管)技术的成熟，彩色液晶平板显示器迅速发展，不到10年的时间，TFT-LCD迅速成长为主流显示器。目前主流的TFT面板有a-Si(非晶硅)TFT和LTPS(Low Temperature Poly-silicon，低温多晶硅)TFT两种。

低温多晶硅LTPS技术最初是为了降低笔记本电脑显示屏的能耗，令笔记本电脑显得更薄更轻而研发的技术，大约在二十世纪九十年代中期开始走向试用阶段。由LTPS衍生的新一代有机发光液晶面板OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)也正式走上实用阶段，它的最大优势在于超薄、重量轻、低耗电，同时其自身发光的特点，因而可以提供更艳丽的色彩和更清晰的影像。更进一步地，AMOLED(Active Matrix/Organic Light Emitting Diode，有源矩阵有机发光二极管)面板凭借其高画质、移动图像响应时间短、低功耗、宽视角及超轻超薄等优点，成为了未来显示技术的最好选择。

而之前普遍应用于LCD产业的a-Si非晶硅TFT，由于迁移率较低，阈值电压漂移严重，而且稳定性也较差，a-Si TFT较难直接应用于电流型驱动的AMOLED中。

多晶硅Poly-Si TFT凭借其不错的稳定性和较高的迁移率，获得了目前的部分液晶面板厂商的支持，希望开发出成熟的Poly-Si TFT阵列背板技术，提供给大尺寸的AMOLED及LTPS TFT-LCD面板使用。但是Poly-Si TFT需要特别的晶化工艺，如采用激光退火(准分子激光退火，ELA)及非激光退火(固相晶化，SPC；金属诱导晶化，MIC等)。针对ELA来讲，其均匀性一直无法提高，激光束尺寸小及工艺窗口窄，很难制作大尺寸的显示屏，成本昂贵，并且其工艺复杂；针对SPC来讲，退火温度非常高，时间比较长，不适用于玻璃基板；针对MIC来讲，则会出现金属离子残留于沟道区，导致漏电流非常大。

而最近出现的微晶硅TFT，因为拥有较佳的稳定性能、不错的背板均匀性、较低的工艺成本也日渐受到重视。同非晶硅一样，微晶硅TFT阵列背板工艺只需要简单的5次掩膜(Mask)工艺，较Poly-Si TFT阵列背板工艺需要9次掩膜生产工序而言，工艺简单并且投资较低，可制作大尺寸AMOLED及LTPS TFT-LCD面板。

但是微晶硅TFT之前的研发主要是倾向于采用顶栅结构，这种结构的微晶硅TFT容易造成比较高的漏电流；而如果采用底栅结构微晶硅TFT，又会在有源层沟道区域出现一层较为严重的“无序层”，这层无序层常被称为结晶孵化过程产生的“孵化层”，是生长的微晶硅材料在制备到100nm左右、甚至更厚的薄膜时显示出的非晶相的无序状况。随着该孵化层的出现，有源层沟道区域内部带来了更多的晶界及缺陷，阻碍了载流子的传输，使得TFT的动作延迟并且工作特性也变得不稳定。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对上述缺点，本发明为了解决现有技术中各种薄膜晶体管普遍存在的性能不稳定及漏电流较高的问题，提供了一种微晶非晶硅复合型薄膜晶体管及其制造方法，降低了薄膜晶体管的漏电流并提高了稳定性。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明具体采用如下方案进行：

首先，本发明提供一种微晶非晶硅复合型薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括：

基底，以及在所述基底一侧依次形成的栅极、栅绝缘层、有源层的微晶硅部分、有源层的非晶硅部分、n⁺a-Si:H层、源漏极和钝化层。

优选地，所述薄膜晶体管为底栅结构，其中所述有源层的微晶硅部分厚度为30-50nm；所述有源层的非晶硅部分厚度为100-150nm。

更进一步地，本发明还同时提供一种微晶非晶硅复合型薄膜晶体管的制造方法，所述方法包括步骤：

S1，在基底的一侧，依次制备栅极和栅绝缘层；

S2，在所述栅绝缘层上，采用分区制作方式形成具有微晶硅部分和非晶硅部分的复合有源层；

S3，在所述复合有源层的非晶硅部分之上，依次制备n⁺a-Si:H层、源漏极和钝化层。