薄膜晶体管和薄膜晶体管阵列面板制造技术

本发明专利技术提供一种薄膜晶体管和薄膜晶体管阵列面板。所述薄膜晶体管包括：基板；栅电极，设置在基板上；半导体层，设置在基板上并部分地交叠栅电极；源电极和漏电极，关于半导体层的沟道区彼此间隔开；绝缘层，设置在栅电极与半导体层之间；和阻挡层，设置在半导体层与源电极之间以及半导体层与漏电极之间，其中阻挡层包括石墨烯。基于用于半导体层的材料的类型提供欧姆接触。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的示范性实施方式涉及一种薄膜晶体管和薄膜晶体管阵列面板。
技术介绍
通常，诸如液晶显示器、有机发光二极管显示器等平板显示器包括多对场产生电极和夹置于场产生电极之间的电-光有源层。液晶显示器包括液晶层作为电-光有源层，有机发光二极管显不器包括有机发光层作为电-光有源层。一对场产生电极中的一个通常连接到开关元件以接收电信号，电-光有源层将电信号转换为光信号，由此显示图像。在平板显示器中，薄膜晶体管(TFT)是通常用作开关元件的三端子元件。平板显示器还包括信号线，诸如栅线和数据线，栅线传输用于控制薄膜晶体管的扫描信号，数据线·传输施加到像素电极的信号。随着显示装置变得更大，为了实现高速驱动，已经研究了氧化物半导体技术，还研究了用于减小信号线中的电阻的方法。近年来，已经提出了以铜取代已知的金属布线材料的方法，铜与已知的金属布线材料相比具有更好的电阻特性和更好的电迁移特性。然而，铜与玻璃基板具有弱的粘附性，即使在诸如200°C的相对低的温度下也可能扩散到绝缘层或半导体层，因此使得实质上难以将铜应用为单独的金属布线材料。因此，为了防止扩散，已经提出了可以在玻璃基板与栅极布线之间以及在半导体层与数据布线之间形成阻挡金属层，该阻挡金属层是能够改善粘附特性并防止向半导体层扩散的铜布线结构。在
技术介绍
部分公开的以上信息仅仅是为了提高对本专利技术的背景的理解，因此可能包含未形成本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
提供阻挡层以防止主布线层的金属材料的扩散，阻挡层可以包括各种金属和金属材料，诸如锰、钛等。然而，在使用氧化物半导体的情况下，存在氧化物半导体的组成成分的一部分由于与氧结合的金属特性而被提取(extract)的问题。这导致在氧化物半导体与阻挡层之间的界面中形成突起。本专利技术的示范性实施方式提供一种包括阻挡层的薄膜晶体管及相应的薄膜晶体管阵列面板，该阻挡层防止主布线层的金属材料扩散并减少诸如突起的外来物质缺陷。应该理解，上述一般描述及下面的详细描述是示范性和说明性的，旨在提供对本专利技术的进一步解释。本专利技术的一示范性实施方式提供一种薄膜晶体管，包括基板；栅电极，设置在基板上；半导体层，设置在基板上，半导体层具有沟道区；源电极和漏电极，关于半导体层的沟道区彼此间隔开；绝缘层，设置在栅电极与半导体层之间；和阻挡层，设置在半导体层与源电极之间以及半导体层与漏电极之间，其中阻挡层包括石墨烯。薄膜晶体管还可以包括设置在源电极和漏电极上的盖层。盖层可以包括石墨烯。阻挡层可以接触源电极和漏电极。薄膜晶体管还可以包括设置在盖层上的钝化层。钝化层可以接触半导体层的相应于沟道区的上表面。半导体层可以包括氧化物半导体。半导体层可以包括锌(Zn)、铟(In)、锡(Sn)、镓(Ga)和铪(Hf)中至少之一。半导体层可以包括非晶硅。薄膜晶体管还可以包括设置在半导体层与阻挡层之间的欧姆接触层。源电极和漏电极可以包括下层和设置在下层上的上层，下层包括铜、锰和钛中至少之一，上层包括铜。本专利技术的另一示范性实施方式提供一种薄膜晶体管阵列面板，包括基板；设置在所述基板上的栅线和栅电极，栅线和栅电极彼此连接；栅绝缘层，设置在栅线和栅电极上；半导体层，设置在栅绝缘层上；设置在半导体层上的数据线和连接到数据线的源电极；漏电极，与源电极间隔开；钝化层，设置在数据线、源电极和漏电极上并具有接触孔；像素电极，设置在钝化层上并通过接触孔连接到漏电极；和阻挡层，设置在半导体层与源电极之间以及半导体层与漏电极之间，其中阻挡层包括石墨烯。薄膜晶体管阵列面板还可以包括设置在源电极与钝化层之间以及漏电极与钝化层之间的盖层。盖层可以包括石墨烯。阻挡 层可以接触源电极和漏电极。钝化层可以接触半导体层的上表面，半导体层具有沟道区。半导体层可以包括氧化物半导体。半导体层可以包括锌(Zn)、铟(In)、锡(Sn)、镓(Ga)和铪(Hf)中至少之一。半导体层可以包括非晶硅。薄膜晶体管阵列面板还可以包括设置在半导体层与阻挡层之间的欧姆接触层。源电极和漏电极可以包括下层和设置在下层上的上层，下层包括铜、锰和钛中至少之一，上层包括铜。根据本专利技术的示范性实施方式，可以通过由石墨烯形成的阻挡层而防止布线材料的扩散，并防止在使用氧化物半导体作为半导体层时产生突起。本专利技术的其他特征将在下面的描述中阐述，并且部分地将从该描述而变得明显，或者可以通过实践本专利技术而获知。附图说明附图被包括以提供对本专利技术的进一步理解，附图被结合在本说明书中并构成本说明书的一部分，附图示出了本专利技术的实施方式并与描述一起用于解释本专利技术的原理。图I是示出根据本专利技术的一示范性实施方式的薄膜晶体管的截面图；图2是示出根据本专利技术的一示范性实施方式的薄膜晶体管的截面图；图3是示出根据本专利技术的一示范性实施方式的薄膜晶体管的截面图；图4是示出根据本专利技术的一示范性实施方式的薄膜晶体管阵列面板的一个像素的布局图；图5是沿图4的线V-V’截取的截面图；图6是根据本专利技术的一示范性实施方式的使用石墨烯作为阻挡层的薄膜晶体管结构的电子显微图；图7是示出在热处理之前薄膜晶体管的组成材料在图6的A、B和C位置的计数图；图8是根据本专利技术的一示范性实施方式的薄膜晶体管的电子显微图；图9是示出在热处理之后薄膜晶体管的组成材料在图8的A、B和C位置的计数图；图10是根据本专利技术的一示范性实施方式的使用石墨烯作为盖层的薄膜晶体管结构的电子显微图。具体实施例方式在下文参考附图更充分地描述本专利技术，在附图中示出了本专利技术的实施方式。然而，本专利技术可以以许多不同的形式实施且不应理解为限于这里给出的实施方式。而是提供这些实施方式使得本公开完整，并向本领域技术人员充分传达本专利技术的范围。在附图中，为了清晰可能夸大了层和区域的尺寸和相对尺寸。在图中相同的附图标记表示相同的元件。将理解，当元件或层被称为在另一元件或层“上”、或者“连接到”另一元件或层时，它可能直接在另一元件或层上或者直接连接到另一元件或层，或者可以存在中间的元件或层。相反，当元件或层被称为“直接在”另一元件或层“上”或者“直接连接到”另一元件或层时，不存在中间元件或层。 将理解，为了公开的目的，“X、Y和Z中的至少之一”可以理解为只有X、只有Y、只有Z或者X、Y和Z的两个或更多个项目的任意组合(例如，XYZ、XYY、TL、ZZ)。图I是示出根据本专利技术的一示范性实施方式的薄膜晶体管的截面图。参照图1，栅电极124设置在绝缘基板110上，该绝缘基板110可以由透明玻璃或塑料制成。栅电极124可以具有包括第一层124p和第二层124q的双层结构。第一层124p和第二层124q可以分别由诸如铝(Al)和铝合金等的铝基金属、诸如银(Ag)和银合金等的银基金属、诸如铜(Cu)和铜合金等的铜基金属、诸如钥(Mo)和钥合金等的钥基金属、铬(Cr)、钛(Ti)、钽(Ta)、猛(Mn)等制成。此外，第一层124p和第二层124q可以通过结合具有不同物理性质的其他层而形成。栅电极124被示出为形成为双层结构，但是本公开的多个方面不限于此，栅电极124可以形成为其他结构，诸如单层结构或三层结构。栅绝缘层140设置在栅电极124上，栅绝缘层140可以由诸如硅氧化物或硅氮化物的绝缘材料制成。半导体层151形成在栅绝缘层140上。半导本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄膜晶体管，包括：基板；栅电极，设置在所述基板上；半导体层，设置在所述基板上，所述半导体层具有沟道区；源电极和漏电极，关于所述半导体层的所述沟道区彼此间隔开；绝缘层，设置在所述栅电极与所述半导体层之间；和阻挡层，设置在所述半导体层与所述源电极之间以及所述半导体层与所述漏电极之间，其中所述阻挡层包括石墨烯。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：李镕守，姜闰浩，柳世桓，张宗燮，
申请(专利权)人：三星显示有限公司，
类型：发明
国别省市：