[发明专利]一种薄膜晶体管、阵列基板及相关制备方法

说明书

本发明公开了一种薄膜晶体管、阵列基板及相关制备方法，包括在衬底基板上形成栅电极的图形、有源层的图形、源电极和漏电极的图形。在形成有源层的图形之前还形成导向结构和催化剂颗粒，利用催化剂颗粒与硅具有较低的共熔点、以非晶硅的吉布斯自由能大于结晶硅的吉布斯自由能为驱动力、通过熔融的催化剂颗粒吸收非晶硅形成过饱和硅共熔体，使硅成核生长成为硅基纳米线。并且在生长过程中，非晶硅薄膜在催化剂颗粒的作用下沿着导向结构线性生长，从而获得高密度、高均一性的硅基纳米线。另外，通过对催化剂颗粒的尺寸以及非晶硅薄膜的厚度进行控制还可以实现对硅基纳米线的宽度进行控制。从而实现尺度均一可控的硅基纳米线薄膜晶体管的制备。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤指一种薄膜晶体管、阵列基板及相关制备方法。

背景技术

硅基纳米线为近年来开发的新型硅基半导体材料，具有一维的尺度结构，更加优异的半导体特性。采用硅基纳米线作为薄膜晶体管沟道可以获得更高的迁移率以及更加稳定的特性。

但是，硅基纳米线作为薄膜晶体管沟道材料，其尺度的均一性、可控性尤为重要。为满足显示器件的均一性需求，如何获得尺度均一可控的硅基纳米线薄膜晶体管已成为人们研究的热点。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种薄膜晶体管、阵列基板及相关制备方法，用以实现尺度均一可控的硅基纳米线薄膜晶体管。

本发明实施例提供的一种薄膜晶体管的制备方法，包括在衬底基板上形成栅电极的图形、有源层的图形、源电极和漏电极的图形，在形成所述有源层的图形之前，还包括：

形成导向结构；

在所述导向结构至少一侧形成至少一个催化剂颗粒的图形；其中，所述催化剂颗粒与硅具有温度范围在200℃～1000℃共熔点；

形成所述第一有源层的图形，具体包括：

形成覆盖所述催化剂颗粒和所述导向结构的非晶硅薄膜；

对所述非晶硅薄膜进行退火，使非晶硅由所述催化剂颗粒开始沿所述导向结构的延伸方向生长形成硅基纳米线；

去除所述催化剂颗粒，并至少保留所述硅基纳米线，形成所述有源层的图形。

可选地，在本发明实施例提供的制备方法中，形成多个导向结构，所述多个导向结构中的任一个均沿第一方向延伸，所述多个导向结构垂直于所述第一方向的截面包括凹凸结构，且所述凹凸结构的每一凹槽内形成有一个所述催化剂颗粒。

可选地，在本发明实施例提供的制备方法中，形成多个导向结构，所述多个导向结构中的任一个均沿第一方向延伸，所述多个导向结构垂直于所述第一方向的截面为包括至少一个台阶的阶梯结构，且所述阶梯结构的每一台阶上形成有一个所述催化剂颗粒。

可选地，在本发明实施例提供的制备方法中，在形成所述栅电极的图形之后形成所述有源层的图形；

形成所述栅电极的图形之后，在形成所述有源层的图形之前，还包括：形成栅极绝缘层；

形成多个所述导向结构，具体包括：对所述栅极绝缘层进行构图，形成所述导向结构。

可选地，在本发明实施例提供的制备方法中，在形成所述栅电极的图形之后形成所述有源层的图形；

形成所述栅电极的图形之后，在形成第一有源层的图形之前，还包括：形成栅极绝缘层；

形成多个所述导向结构，具体包括：所述栅电极的图形和覆盖于所述栅电极上的所述栅极绝缘层构成所述导向结构，其中，所述栅电极垂直于所述第一方向的截面包括凹凸结构，或者，所述栅电极垂直于所述第一方向的截面包括至少一个台阶的阶梯结构。

可选地，在本发明实施例提供的制备方法中，在形成所述栅电极的图形之前形成所述有源层的图形；