[发明专利]氧化物半导体薄膜晶体管及其制作方法

说明书

一种氧化物半导体薄膜晶体管，包括基板，依次设置在基板上的栅极、栅极绝缘层、氧化物半导体层和源漏极金属层，源漏极金属层包括间隔设置的源极和漏极，氧化物半导体层包括第一氧化物层和层叠设置在第一氧化物层上方的第二氧化物层，第一氧化物层的含氧量低于第二氧化物层；部分第一氧化物层从第二氧化物层的两侧露出，源极和漏极相互间隔并分别与从第二氧化物层的两侧露出的第一氧化物层直接接触连接，使得源极、漏极与氧化物半导体层形成了较好的欧姆接触，有效地提高了薄膜晶体管的开态电流，优化了薄膜晶体管的综合性能。本发明还涉及一种氧化物半导体薄膜晶体管的制作方法。

技术领域

本发明涉及薄膜晶体管技术领域，且特别是涉及一种氧化物半导体薄膜晶体管及其制作方法。

背景技术

目前应用于显示器的开关元件仍为非晶硅(a-Si)薄膜晶体管和多晶硅(p-Si)薄膜晶体管，其中非晶硅薄膜晶体管应用最为广泛，但非晶硅薄膜晶体管存在电子迁移率低(只有0.3～1cm²/V·s)、光照稳定性差等问题。而多晶硅薄膜晶体管虽然在电子迁移率方面高出非晶硅薄膜晶体管很多，但具有构造复杂、漏电流大、膜质均一性差等问题。随着显示技术的快速发展，视频格式从标清到高清到超清，对显示的分辨庇的要求逐渐增加，对薄膜晶体管的性能及尺寸提出了越来越高的要求，非晶硅薄膜晶体管和多晶硅薄膜晶体管已不能完全满足这些要求，且高温制作工艺也没办法制备较大尺寸的显示面板。

近年来，无定形氧化物半导体薄膜晶体管(Amorphous Oxide SemiconductorThin Film Transistor，AOS TFT)因具有良好的电学特性和光学特性，在学术界、工业界受到了广泛关注。尤其是非晶铟镓锌氧化物薄膜晶体管(Amorphous InGaZnO Thin FilmTransistor，a-IGZO TFT)，以其电子迁移率高(10cm²/V·s)、功耗低、工艺简单(无需高温制作)、响应速度快、大面积均匀性好、可见光范围内透过率高等优点被认为是有源矩阵有机发光二极管(Active Matrix Organic Light Emitting Diode，AMOLED)和有源矩阵液晶显示器(Active Matrix Liquid Crystal Display，AMLCD)驱动电路的核心部件，也被认为是随着显示器向大尺寸、柔性化、轻便方向发展的最具有竞争力的背板驱动技术。

对于性能优良的薄膜晶体管，需要具备较大的阈值电压，较高的开关态电流比，较小的亚阈值摆幅，以及较高的稳定性。一般来说，薄膜晶体管的场效应迁移率越大，像素存储电容充电越快，薄膜晶体管的漏电流越小，像素存储电容放电越快，薄膜晶体管的亚阈值摆幅越小，薄膜晶体管的开关态转换越快、越省电。但这些对氧化物半导体层的结构、表面缺陷态、载流子浓度和载流子迁移率等特性提出了较高的要求。

如图1所示，现有的一种氧化物半导体薄膜晶体管中，包括基板1，依次设置在基板1上的栅极2、栅极绝缘层3、氧化物半导体层4和源漏电极层5。其中，氧化物半导体层4一般采用单层结构，在制作氧化物半导体层4的过程中，通过控制氧化物半导体层4的含氧量来调节载流子浓度，从而使氧化物半导体层4具有不同的电子迁移率。然而，具有不同的含氧量的氧化物半导体层4均存在优缺点，例如含氧量较低的氧化物半导体层4虽然电子迁移率高、阈值电压较大，但关态电流也较大；含氧量较高的氧化物半导体层4则电子迁移率较低，关态电流较小，但阈值电压也相应的变小，单层结构的氧化物半导体层4其非单一性的特征限制了薄膜晶体管的综合性能的提高。