双栅电极氧化物薄膜晶体管及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种双栅电极氧化物薄膜晶体管及其制造方法，该薄膜晶体管包括基板；形成于基板上方的底栅电极；形成于底栅电极上方的第一栅极绝缘层；形成于第一栅极绝缘层上方的半导体层；形成于半导体层上方的第二栅极绝缘层；形成于第二栅极绝缘层上方的顶栅电极；双栅电极氧化物薄膜晶体管还包括数据线，数据线与底栅电极或者数据线与顶栅电极处于同一金属层。上述薄膜晶体管的制备方法中，将数据线与底栅(或顶栅)电极共用同一金属层，且一次光刻实现图形化处理，从而减少光罩数量的使用，降低生产成本。另外，由于最终制得薄膜晶体管为双栅电极结构，能够增强薄膜晶体管的稳定性、提高其响应速度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及显示
，具体是一种双栅电极氧化物薄膜晶体管及其制备方法。
技术介绍
氧化物半导体的载流子迁移率是非晶硅的20-30倍，可以大大提高TFT对像素电极的充放电速率，提高像素的响应速度，实现更快的刷新率，同时更快的响应也大大提高了像素的行扫描速率，使得超高分辨率在TFT-LCD中成为可能。因此，氧化物薄膜晶体管技术正逐渐成为下一代显示技术的有力竞争者。但是该技术应用于显示面板量产时存在一重要的制约因素——其稳定性不够，故具有更高稳定性的双栅电极结构被广泛关注。双栅电极薄膜晶体管的结构一般是将有源层夹在两层栅电极介质中间，与只设有单栅电极结构的薄膜晶体管相比，双栅电极薄膜晶体管不仅具有复杂的结构更具有相对复杂的制备工艺，因此其成本也相对较高。由此可见，针对传统双栅电极薄膜晶体管的结构及制备方法进行改进和优化具有重大的研究意义和广泛的应用价值。
技术实现思路
为克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种双栅电极氧化物薄膜晶体管及其制备方法，通过对双栅电极氧化物薄膜晶体管的结构及其制备方法进行优化和改进，来提高薄膜晶体管结构的稳定性、提升薄膜晶体管性能、优化工艺流程、降低生产成本。本专利技术包括两个方面，第一个方面，本专利技术提供一种双栅电极氧化物薄膜晶体管，包括：基板；形成于所述基板上方的底栅电极；形成于所述底栅电极上方的第一栅极绝缘层；形成于所述第一栅极绝缘层上方的半导体层；形成于所述半导体成上方的第二栅极绝缘层；形成于所述第二栅极绝缘层上方的顶栅电极；所述双栅电极氧化物薄膜晶体管还包括数据线，所述数据线与所述底栅电极或者所述数据线与所述顶栅电极处于同一金属层。【数据线-底栅】可选地，所述数据线形成于所述基板上方，且所述数据线与所述底栅电极处于同一金属层。【数据线-顶栅】可选地，所述数据线形成于所述第二栅极绝缘层上方，且所述数据线与所述顶栅电极处于同一金属层。【源漏极】进一步地，所述双栅电极氧化物薄膜晶体管还包括分别形成于所述半导体层两侧的源极和漏极，所述源极和所述漏极是通过对所述半导体层进行等离子处理得到的。【互联层+接触孔】进一步地，所述双栅电极氧化物薄膜晶体管还包括形成于所述顶栅电极上方的互联层，且所述互联层中形成有若干接触孔，各所述接触孔的位置分别对应于所述数据线、所述源极、所述漏极，且各所述接触孔分别使所述数据线上表面部分暴露、所述源极上表面部分暴露、所述漏极上表面部分暴露。【ITO】进一步地，所述双栅电极氧化物薄膜晶体管还包括形成于所述互联层上方、所述接触孔中的ITO膜层，所述ITO膜层用于实现所述数据线与所述源极的互联，和/或用于实现所述漏极与所述ITO膜层的互联。【具体】进一步地，所述ITO膜层包括第一ITO膜层和第二ITO膜层，所述第一ITO膜层将所述数据线与所述源极互联，所述第二ITO膜层与所述漏极互联。【图形化】进一步地，所述底栅电极为图形化的底栅电极。进一步地，所述顶栅电极为图形化的顶栅电极。进一步地，所述半导体层为图形化的半导体层。进一步地，所述数据线为图形化的数据线。进一步地，所述第二ITO膜层为图形化的第二ITO膜层。【材料】进一步地，所述第一栅极绝缘层选用SiOx或氧化铝薄膜。进一步地，所述第二栅极绝缘层选用SiOx或氧化铝薄膜。进一步地，所述半导体层选用非晶IGZO薄膜。进一步地，所述互联层为SiOx薄膜、SiNx薄膜中的一种或两种的组合。第二个方面，本专利技术提供一种上述双栅电极氧化物薄膜晶体管的制备方法，包括以下步骤：准备一基板；在所述基板上形成底栅电极；在所述底栅电极上方形成第一栅极绝缘层；在所述第一栅极绝缘层上方形成半导体层；在所述半导体层上方形成第二栅极绝缘层；在所述第二栅极绝缘层上方形成顶栅电极；其中，所述双栅电极氧化物薄膜晶体管中还包括数据线，所述数据线与所述底栅电极或所述数据线与所述顶栅电极处于同一金属层。【底栅电极-具体】进一步地，在本专利技术所述的制备方法中，在所述基板上形成底栅电极是在所述基板上形成第一金属层，对所述第一金属层进行图形化处理，得到图形化的底栅电极。【数据线-底栅】进一步地，在本专利技术所述的制备方法中，在所述基板上形成底栅电极步骤是在所述基板上形成第一金属层，对所述第一金属层进行一次图形化处理，同时得到图形化的数据线和图形化的底栅电极，使所述数据线与所述底栅电极处于同一金属层且均位于所述基板上。优选地，在本专利技术所述的制备方法中，对所述第一金属层进行图形化处理是采用一次光刻工艺进行图形化处理。【半导体层-具体】进一步地，在本专利技术所述的制备方法中，在所述第一栅极绝缘层上方形成半导体层后，对所述半导体层进行图形化处理，得到图形化的半导体层，所述图形化的半导体层同时也对应于所述底栅电极上方。优选地，在本专利技术所述的制备方法中，对所述半导体层进行图形化处理是采用光刻工艺进行图形化处理。【顶栅电极-具体】进一步地，在本专利技术所述的制备方法中，在所述第二栅极绝缘层上方形成顶栅电极是在所述第二栅极绝缘层上方形成第二金属层，对所述第二金属层进行图形化处理，形成图形化的顶栅电极。更进一步地，对所述第二金属层进行图形化处理是在所述第二金属层上涂布光阻，再依次进行曝光和显影步骤，形成顶栅电极图形。【数据线-顶栅】进一步地，在本专利技术所述的制备方法中，在所述第二栅极绝缘层上方形成顶栅电极的同时也在所述第二栅极绝缘层上方形成所述数据线，且所述数据线与所述顶栅电极处于同一金属层。更进一步地，在所述第二栅极绝缘层上方形成顶栅电极的同时也在所述第二栅极绝缘层上方形成所述数据线是在所述第二栅极绝缘层上形成第二金属层，对所述第二金属层进行一次图形化处理，同时得到图形化的数据线和图形化的顶栅电极。更进一步地，对所述第二金属层进行图形化处理是在所述第二金属层上涂布光阻，再依次进行曝光和显影步骤，形成数据线图形和顶栅电极图形。进一步地，在本专利技术所述的制备方法中，形成所述数据线图形和所述顶栅电极图形后，将未被所述光阻保护的所述第二金属层、未被所述光阻保护的所述第二栅极绝缘层去掉，再除去所述光阻。优选地，采用干法刻蚀或湿法刻蚀将被所述光阻保护的所述第二金属层、未被所述光阻保护的所述第二栅极绝缘层去掉。可选地，通过剥离的方法或者利用氧气进行等离子轰击的方法将所述光阻除去。【源漏极】进一步地，在本专利技术所述的制备方法中，还包括以下步骤：以所述图形化的顶栅电极为保护层，对所述半导体层进行等离子处理，使处于所述图形化的顶栅电极保护范围之外的所述半导体层分别形成源极和漏极。【源漏极-具体】进一步地，在本专利技术所述的制备方法中，所述等离子处理采用H2或Ar。【互联层+接触孔】进一步地，在本专利技术所述的制备方法中，还包括以下步骤：在所述顶栅电极上方形成互联层，对所述互联层进行图形化处理，在所述互联层中形成若干接触孔，各所述接触孔的位置分别对应于所述数据线、所述源极、所述漏极，且各所述接触孔分别使所述数据线上表面部分暴露、所述源极上表面部分暴露、所述漏极上表面部分暴露。【ITO】进一步地，在本专利技术所述的制备方法中，还包括以下步骤：在所述互联层、所述接触孔中形成ITO膜层，对所述ITO膜层进行图形化处理，使所述ITO膜层将所述数据线与所述源极互联，和/或使所述ITO膜层与所述漏极互联。【具体】进一步地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双栅电极氧化物薄膜晶体管，其特征在于，所述双栅电极氧化物薄膜晶体管包括：基板；形成于所述基板上方的底栅电极；形成于所述底栅电极上方的第一栅极绝缘层；形成于所述第一栅极绝缘层上方的半导体层；形成于所述半导体成上方的第二栅极绝缘层；形成于所述第二栅极绝缘层上方的顶栅电极；所述双栅电极氧化物薄膜晶体管还包括数据线，所述数据线与所述底栅电极或者所述数据线与所述顶栅电极处于同一金属层。

【技术特征摘要】
1.一种双栅电极氧化物薄膜晶体管，其特征在于，所述双栅电极氧化物薄膜晶体管包括：基板；形成于所述基板上方的底栅电极；形成于所述底栅电极上方的第一栅极绝缘层；形成于所述第一栅极绝缘层上方的半导体层；形成于所述半导体成上方的第二栅极绝缘层；形成于所述第二栅极绝缘层上方的顶栅电极；所述双栅电极氧化物薄膜晶体管还包括数据线，所述数据线与所述底栅电极或者所述数据线与所述顶栅电极处于同一金属层。2.如权利要求1所述的双栅电极氧化物薄膜晶体管，其特征在于：所述数据线形成于所述基板上方，且所述数据线与所述底栅电极处于同一金属层；或者所述数据线形成于所述第二栅极绝缘层上方，且所述数据线与所述顶栅电极处于同一金属层。3.如权利要求1-2任一项所述的双栅电极氧化物薄膜晶体管，其特征在于：所述双栅电极氧化物薄膜晶体管还包括分别形成于所述半导体层两侧的源极和漏极，所述源极和所述漏极是通过对所述半导体层进行等离子处理得到的。4.如权利要求3所述的双栅电极氧化物薄膜晶体管，其特征在于：所述双栅电极氧化物薄膜晶体管还包括形成于所述顶栅电极上方的互联层，且所述互联层中形成有若干接触孔，各所述接触孔的位置分别对应于所述数据线、所述源极、所述漏极，且各所述接触孔分别使所述数据线上表面部分暴露、所述源极上表面部分暴露、所述漏极上表面部分暴露。5.如权利要求4所述的双栅电极氧化物薄膜晶体管，其特征在于：所述双栅电极氧化物薄膜晶体管还包括形成于所述互联层上方、所述接触孔中的ITO膜层，所述ITO膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢应涛，
申请(专利权)人：武汉华星光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42