[发明专利]一种薄膜晶体管及其制作方法、显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及显示及半导体器件技术领域，尤其涉及一种薄膜晶体管及其制 作方法、显示装置。

背景技术

对于薄膜晶体管来说，有源层中沟道区的载流子的迁移率影响了器件的电 导率和工作频率，载流子的迁移率的提升有利于器件性能的提升。现有技术中 有利用应力提高载流子的方法，主要包括：一是，通过在有源层下方设置衬底 异质结结构或在有源层中沟道区的两侧设置异质结源漏结构，以引入应力来提 高载流子的迁移率，但是，衬底异质结结构或异质结源漏结构为半导体结构， 会导致沟道区引入杂质缺陷和晶格缺陷，且这种方式的制作工艺复杂，限制尺 寸的缩小；二是在器件上方覆盖高应力薄膜，通过薄膜自身的形变带动下方的 器件发生形变从而在有源层中产生应力，进而改变器件的载流子迁移特征，这 种方式的制作工艺也较复杂，且限制尺寸的缩小。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种薄膜晶体管及其制作方法、显示装置，用 于解决提升薄膜晶体管的沟道区的载流子的迁移率，简化制作工艺。

本发明实施例的目的是通过以下技术方案实现的：

一种薄膜晶体管，包括：衬底基板，和位于所述衬底基板上的源极、漏极、 栅极、栅绝缘层和有源层；其中，所述栅绝缘层设置在所述栅极与所述有源层 之间；所述源极和所述漏极分别与所述有源层连接；

所述栅极为复合金属层；所述复合金属层包括至少一层靠近所述栅绝缘层 的具有掺杂离子的第一金属层，和至少一层远离所述栅绝缘层的第二金属层； 其中，所述具有掺杂离子的第一金属层用于对所述有源层引入应力。

较佳地，所述具有掺杂离子的第一金属层中的掺杂离子为氮离子。

较佳地，所述氮离子的剂量范围为1.0e¹²～1.0e¹³/cm²。

较佳地，所述栅绝缘层的材料至少包括氧化硅和氮化硅。

较佳地，所述第一金属层和第二金属层的材料至少包括钼、钛和铝中的一 种。

较佳地，所述复合金属层包括一层所述具有掺杂离子的第一金属层和两层 第二金属层；所述第一金属层的材料为钼或钛，靠近所述第一金属层的第二金 属层的材料为铝，远离所述第一金属层的第二金属层的材料为钼或钛。

较佳地，所述栅极、所述有源层和所述栅绝缘层在所述衬底基板上的层叠 顺序依次为所述有源层、所述栅绝缘层和所述栅极。

较佳地，还包括层间介质层；

所述层间介质层覆盖所述栅极和所述栅绝缘层；所述源极贯穿所述层间介 质层和所述栅绝缘层与所述有源层连接；所述漏极贯穿所述层间介质层和所述 栅绝缘层与所述有源层连接。

较佳地，所述栅极、所述有源层和所述栅绝缘层在所述衬底基板上的层叠 顺序依次为所述栅极、所述栅绝缘层。

一种显示装置，包括以上任一项所述的薄膜晶体管。

一种薄膜晶体管的制作方法，包括：在衬底基板上形成栅极、栅绝缘层、 有源层、源极和漏极的制作步骤；其中，所述栅绝缘层设置在所述栅极与所述 有源层之间；所述源极和所述漏极分别与所述有源层连接；其中，

形成栅极的制作步骤，包括：

利用离子注入工艺和构图工艺形成复合金属层，以形成栅极；所述复合金 属层包括至少一层靠近所述栅绝缘层的具有掺杂离子的第一金属层，和至少一 层远离所述栅绝缘层的第二金属层，所述具有掺杂离子的第一金属层用于通过 所述栅绝缘层对所述有源层引入应力。

较佳地，在衬底基板上形成栅极、栅绝缘层、有源层、源极和漏极的制作 步骤，包括：

形成位于衬底基板上的有源层；

形成位于所述有源层和所述衬底基板上的栅绝缘层；

利用离子注入工艺和构图工艺，形成位于所述栅绝缘层上且在所述有源层 上方的复合金属层，以形成栅极；

以所述复合金属层为掩膜，利用离子注入工艺透过所述栅绝缘层向所述有 源层中进行离子注入；

分别形成与所述有源层连接的源极和漏极。

较佳地，所述利用离子注入工艺和构图工艺，形成位于所述栅绝缘层上且 在所述有源层上方的复合金属层，以形成栅极，包括：

在所述栅绝缘层上且在所述有源层上方形成至少一层整层的第一金属薄 膜；

对所述第一金属薄膜进行氮离子注入；