[发明专利]薄膜晶体管及其制作方法、显示基板和显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及到显示装置的技术领域，尤其涉及到一种薄膜晶体管及其制作方法、显示基板和显示装置。

背景技术

目前，氧化物晶体管由于具有较高的迁移率及与a-Si产线兼容性好而受到广泛的关注。然而刻蚀阻挡层(ESL)结构的氧化物晶体管由于存在工艺复杂，相对于a-Si竞争力不足，因此开发背沟道刻蚀型(BCE)的氧化物(如铟镓锌氧化物)薄膜晶体管成为开发重点，但是铟镓锌氧化物存在晶化温度高，如现有技术使用的铟镓锌氧氧化物半导体薄膜晶体管器件及背板制备时采用的靶材成分为InGaZnO₄，利用该成分靶材进行沉积的样品不易晶化，甚至基底加热至500度时仍不能结晶，使得其对工艺要求较高，从而影响到薄膜晶体管的生产效率以及其稳定性。

发明内容

本发明提供了一种薄膜晶体管及其制作方法、显示基板和显示装置，用以提高薄膜晶体管的制作效率以及薄膜晶体管的稳定性，进而提高显示装置的质量。

本发明提供了一种薄膜晶体管的制作方法，该方法包括以下步骤：

在衬底上采用铟镓锌氧化物InGaO₃(ZnO)_m制作具有C轴结晶取向特性的有源层，其中，m≥2。

在上述方案中，通过采用铟镓锌氧化物InGaO₃(ZnO)m制作的具有C轴结晶取向特性的有源层，改变了现有靶材中锌的含量，降低了铟镓锌氧化物的结晶温度，提高了薄膜晶体管的偏压测试的稳定性，结晶后的铟镓锌氧化物样品在源、漏极的刻蚀液中的刻蚀速率，与未结晶的铟镓锌氧化物样品在源、漏极刻蚀液中的刻蚀速率慢数倍，可以实现刻蚀的精确控制，也就是说，有源层材料的特性使薄膜晶体管可采用背沟道刻蚀型结构，减少了现有技术中刻蚀阻挡层的制作工艺，并且采用InGaO₃(ZnO)_m制作的有源层具有良好的电子迁移效果，提高了制作的有源层的质量，进而提高了显示装置的质量。

优选的，所述采用铟镓锌氧化物InGaO₃(ZnO)_m制作具有C轴结晶取向特性的有源层具体为：

通过物理气相沉积方式以第一功率和第一速率沉积具有C轴取向的第一铟镓锌氧化物层；

在形成的第一层铟镓锌氧化物层上通过物理气相沉积方式以第二功率和第二速率沉积第二铟镓锌氧化物层，所述第一铟镓锌氧化物层和第二铟镓锌氧化物层形成有源层，其中，所述第一功率小于所述第二功率，所述第一速率小于所述第二速率。

通过慢速沉积形成第一铟镓锌氧化物层，由于沉积速率慢，第一铟镓锌氧化物层可获得较好的结晶效果，在后续快速沉积形成第二铟镓锌氧化物层时，第一铟稼锌氧化物层可作为第二铟镓锌氧化物层结晶时的晶核，提高第二铟镓锌氧化物层结晶速率，进而提高了有源层的制作效率，同时保证了生成的有源层具有C轴结晶取向特性。

优选的，所述形成第一铟镓锌氧化物层的温度条件和第二铟镓锌氧化物层的温度条件均为200℃～400℃，与现有技术相比具有较低的结晶温度。

可选择的，所述通过物理气相沉积方式以第一功率和第一速率沉积具有C轴结晶取向特性的第一铟镓锌氧化物层；在形成的第一层铟镓锌氧化物层上通过物理气相沉积方式以第二功率和第二速率沉积第二铟镓锌氧化物层，所述第一铟镓锌氧化物层和第二铟镓锌氧化物层形成有源层，具体为采用激光脉冲方式：

采用Nd:YAG脉冲激光器，其输出波长为1064nm，重复频率为10Hz，脉宽为10ns；

首先，打开真空系统的机械泵，对真空室抽真空。当真空度达到0～5Pa时，打开分子泵，继续进行抽真空操作；

在真空度达到2.5×10^-4Pa时，关闭分子泵，打开机械泵，并同时向真空室通入氧气，使氧分压保持在10.0Pa；

沉积时，聚焦前激光采用第一功率，具体为0.3W，沉积铟镓锌氧化物层时的温度为200～400度，沉积时间为10～30s，铟镓锌氧化物以第一速率形成一层0-10nm的第一铟镓锌氧化物层；

降低氧气流量，保持真空腔压强为5.0Pa，聚焦前激光采用第二功率，具体为0.5W，在第一铟镓锌氧化物层上以第二沉积速率形成第二铟镓锌氧化物层。

可选择的，所述通过物理气相沉积方式以第一功率和第一速率沉积具有C轴结晶取向特性的第一铟镓锌氧化物层；在形成的第一层铟镓锌氧化物层上通过物理气相沉积方式以第二功率和第二速率沉积第二铟镓锌氧化物层，所述第一铟镓锌氧化物层和第二铟镓锌氧化物层形成有源层，具体为采用溅射方式：