技术领域
[0001] 本发明涉及薄膜晶体管器件技术领域，具体涉及一种薄膜晶体管装置制备方法和薄膜晶体管装置。
相关背景技术
[0002] 主动矩阵式有机发光显示器包括开关薄膜晶体管(开关TFT)、驱动薄膜晶体管(驱动TFT)和有机发光器件，其中的驱动薄膜晶体管用于驱动有机发光器件发光，开关薄膜晶体管起开关作用。驱动薄膜晶体管和开关薄膜晶体管所需要的亚阈值摆幅并不相同，驱动薄膜晶体管需要具有相对于开关薄膜晶体管较高的亚阈值摆幅(sub-threshold swing)，这样有利于灰阶的控制，开关薄膜晶体管亚阈值摆幅越小，其开关性能越好。
[0003] 然而在现有技术中，一个像素电路中的驱动薄膜晶体管和开关薄膜晶体管的制程是相同的，导致驱动薄膜晶体管和开关薄膜晶体管的亚阈值摆幅大小相等，这并不利用灰阶的控制，也不利于开关薄膜晶体管的运行。
具体实施方式
[0050] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0051] 图1所示为本发明一实施例提供的一种薄膜晶体管装置制备方法的流程示意图。如图1所示，该方法包括：
[0052] 步骤101：在基板1上制备至少两个薄膜晶体管半成品，其中薄膜晶体管半成品包括有源层2、栅极绝缘层3和栅极4，至少两个薄膜晶体管半成品包括至少一个起驱动作用的薄膜晶体管半成品和至少一个起开关作用的薄膜晶体管半成品。
[0053] 应当理解，薄膜晶体管的完整结构应至少包括有源层2、栅极绝缘层3、栅极4、层间介质层、源极6和漏极7，而上述的薄膜晶体管半成品中还未制备层间介质层、源极6和漏极7。有源层2用于形成导电沟道，可采用多晶硅制成；栅极绝缘层3用于将有源层2与栅极4绝缘；后续制备的层间介质层用于将薄膜晶体管半成品与源极6/漏极7绝缘。
[0054] 在本发明一实施例中，所要制备的薄膜晶体管采用顶栅结构，则薄膜晶体管半成品的制备流程为：在基板1上依次制备有源层2、栅极绝缘层3和栅极4。这样栅极4位于薄膜晶体管半成品的表面，后续所制备的层间介质层是为了形成栅极4与源极6/漏极7之间的绝缘。
[0055] 在本发明另一实施例中，所要制备的薄膜晶体管采用底栅结构，则薄膜晶体管半成品的制备流程为：在基板1上依次制备栅极4、栅极绝缘层3和有源层2。这样有源层2位于薄膜晶体管半成品的表面，后续所制备的层间介质层是为了形成有源层2与源极6/漏极7之间的绝缘。
[0056] 步骤102：在至少两个薄膜晶体管半成品表面制备层间介质层。
[0057] 层间介质层除了形成薄膜晶体管半成品与源极6/漏极7之间的绝缘外，层间介质层中所包含的氢键还可扩散至有源层2中以填充有源层2中的界面陷阱，从而使得薄膜晶体管的有源层2中的界面陷阱减少，载流子迁移率升高，亚阈值摆幅减小。现有技术中驱动薄膜晶体管和开关薄膜晶体管的制程是相同的，驱动薄膜晶体管和开关薄膜晶体管中的层间介质层厚度相等，因此层间介质层中的氢键对驱动薄膜晶体管和开关薄膜晶体管的亚阈值摆幅的影响也是相同的，即，驱动薄膜晶体管和开关薄膜晶体管的亚阈值摆幅大小相等。
[0058] 应当理解，层间介质层的制备可采用等离子体增强化学气相沉积法工艺完成(PECVD)，然而本发明对层间介质层的具体制备方法并不做限定。
[0059] 步骤103：减薄起驱动作用的薄膜晶体管半成品表面的层间介质层。
[0060] 具体而言，驱动薄膜晶体管半成品表面的层间介质层的减薄可通过掩膜刻蚀工艺实现，如图2所示，先在该至少两个薄膜晶体管半成品表面制备掩膜层(例如可通过曝光、显影过程实现)，其中掩膜层暴露出起驱动作用的薄膜晶体管半成品表面的层间介质层(S21)；然后刻蚀暴露出的起驱动作用的薄膜晶体管半成品表面的层间介质层(S22)；最后去除掩膜层(S23)，从而达到仅对驱动薄膜晶体管半成品表面的层间介质层进行减薄的目的。
[0061] 步骤104：在每个薄膜晶体管半成品表面制备源极6和漏极7。
[0062] 在每个薄膜晶体管半成品表面制备源极6和漏极7后，起驱动作用的薄膜晶体管半成品和起开关作用的薄膜晶体管半成品便分别形成了完整的驱动薄膜晶体管和开关薄膜晶体管，但驱动薄膜晶体管中的层间介质层要比开关薄膜晶体管中的层间介质层薄。
[0063] 应当理解，源极6和漏极7的制备工艺可通过先打孔再进行金属沉积的方式实现，然而本发明对源极6和漏极7的具体制备工艺并不做限定。
[0064] 由此可见，采用本发明实施例提供的薄膜晶体管装置制备方法，通过减薄驱动薄膜晶体管的层间介质层，减少了驱动薄膜晶体管的层间介质层中可供给有源层2用于填充界面陷阱的氢键，从而使得驱动薄膜晶体管的有源层2具有较多的界面陷阱，使得驱动薄膜晶体管的载流子迁移率降低，亚阈值摆幅增大，从而可以更好的控制灰阶的显示，保证开关薄膜晶体管的开关性能。
[0065] 应当理解，基板1上起驱动作用的薄膜晶体管半成品和起开关作用的薄膜晶体管半成品的数量可由研发人员根据显示电路的实际需求而定，本发明对此不做限定。
[0066] 图3a～3c为本发明另一实施例提供的薄膜晶体管装置制备方法的结构分解流程示意图，其中的薄膜晶体管半成品采用顶栅结构。图3a’～3c’为本发明另一实施例提供的薄膜晶体管装置制备方法的结构分解流程示意图，其中的薄膜晶体管半成品采用底栅结构。
[0067] 如图3a和3a’所示，在基板1上制备有至少两个薄膜晶体管半成品，其中的每个薄膜晶体管半成品包括有源层2、栅极绝缘层3和栅极4。薄膜晶体管半成品表面的层间介质层可包括相互层叠的上子介质层51和下子介质层52。下子介质层52与栅极绝缘层3接触，且下子介质层52与栅极绝缘层3采用相同的材料制成。由于栅极绝缘层3和下子介质层52相接触且采用相同材料制成，可减少下子介质层52与栅极绝缘层3的接触面的界面缺陷，保证薄膜晶体管的工作性能。
[0068] 此时，如图3b和3b’所示，仅减薄起驱动作用的薄膜晶体管半成品表面的上子介质层51即可使得后续所形成的驱动薄膜晶体管的层间介质层比开关薄膜晶体管薄，以达到增大驱动薄膜晶体管亚阈值摆幅的目的。
[0069] 最后，如图3c和3c’所示，在每个薄膜晶体管半成品表面制备源极6和漏极7后，便形成了完整的驱动薄膜晶体管和开关薄膜晶体管，但驱动薄膜晶体管中的上子介质层51要比开关薄膜晶体管中的上子介质层51薄。
[0070] 在本发明一实施例中，由于有源层2和栅极4之间的栅极绝缘层3需保证较好的绝缘性能，栅极绝缘层3可采用较为致密的硅的氧化物制成，为了保证下子介质层52与栅极绝缘层3采用相同的材质，下子介质层52也可采用硅的氧化物制成；而上子介质层51可采用包含较多的氢键的硅的氮化物制成。
[0071] 应当理解，栅极绝缘层3、上子介质层51以及下子介质层52的具体材质都可由研发人员根据显示电路的实际需求而定，在本发明一实施例中，下子介质层52也可采用与栅极绝缘层3不同的材料制成。本发明对栅极绝缘层3、上子介质层51以及下子介质层52的具体材质并不做限定。
[0072] 图4所示为本发明另一实施例所提供的薄膜晶体管装置制备方法的流程示意图。与图1所示的制备方法不同，在图4所示的实施例中是先制备好完整的驱动薄膜晶体管和开关薄膜晶体管，然后再对驱动薄膜晶体管表面的层间介质层进行减薄，同样能使驱动薄膜晶体管的层间介质层比开关薄膜晶体管薄，以达到增大驱动薄膜晶体管亚阈值摆幅的目的。如图4所示，该方法可包括：
[0073] 步骤401：如图5a所示，在基板1上制备至少两个薄膜晶体管，至少两个薄膜晶体管包括至少一个起驱动作用的薄膜晶体管和至少一个起开关作用的薄膜晶体管。
[0074] 由此可见，在本发明实施例中，先在基板1上制备了至少两个完整的薄膜晶体管，其中包括至少一个驱动薄膜晶体管和至少一个开关薄膜晶体管。由于完整的薄膜晶体管表面的源极6和漏极7并不能完全覆盖的层间介质层，因此驱动薄膜晶体管和开关薄膜晶体管的表面都是暴露有层间介质层的。
[0075] 步骤402：如图5b所示，减薄起驱动作用的薄膜晶体管中的层间介质层。
[0076] 通过对驱动薄膜晶体管中的层间介质层进行减薄，则可直接达到增大驱动薄膜晶体管亚阈值摆幅的目的。如图6所示，具体的减薄过程可包括：先在该至少两个薄膜晶体管表面制备掩膜层，其中掩膜层暴露出起驱动作用的薄膜晶体管表面的层间介质层(S61)；刻蚀暴露出的起驱动作用的薄膜晶体管表面的层间介质层(S62)；以及，去除掩膜层(S63)。
[0077] 应当理解，虽然在图5a和5b所示的结构图中驱动薄膜晶体管和开关薄膜晶体管均采用了顶栅结构，即有源层2、栅极绝缘层3和栅极4依次制备在了基板1上；但驱动薄膜晶体管和开关薄膜晶体管其实也可采用底栅结构，即栅极4、栅极绝缘层3和有源层2依次制备在了基板1上。
[0078] 在本发明一实施例中，当先制备好完整的驱动薄膜晶体管和开关薄膜晶体管，再对驱动薄膜晶体管的层间介质层进行减薄时，层间介质层也可包括相互层叠的上子介质层51和下子介质层52，其中下子介质层52与薄膜晶体管中的栅极绝缘层3接触，下子介质层52可与栅极绝缘层3采用相同的材料制成；此时仅减薄起驱动作用的薄膜晶体管半成品表面的上子介质层51即可，在此不再赘述。
[0079] 本发明一实施例还提供一种薄膜晶体管装置，如图5b所示，该薄膜晶体管装置包括：基板1和制备在基板1上的至少两个薄膜晶体管。该至少两个薄膜晶体管包括至少一个起驱动作用的薄膜晶体管和至少一个起开关作用的薄膜晶体管，起驱动作用的薄膜晶体管中的层间介质层比起开关作用的薄膜晶体管中的层间介质层薄。
[0080] 应当理解，虽然在图5b所示的结构图中驱动薄膜晶体管和开关薄膜晶体管均采用了顶栅结构，层间介质层用于将栅极4与源极6/漏极7绝缘；但驱动薄膜晶体管和开关薄膜晶体管其实也可采用底栅结构，此时层间介质层用于将有源层2与源极6/漏极7绝缘。
[0081] 在本发明一实施例中，层间介质层包括相互层叠的上子介质层51和下子介质层52。下子介质层52与薄膜晶体管中的栅极绝缘层3接触，下子介质层52可与栅极绝缘层3采用相同的材料制成。起驱动作用的薄膜晶体管中的上子介质层51比起开关作用的薄膜晶体管中的上子介质层51薄。
[0082] 由于驱动薄膜晶体管的层间介质层较薄，驱动薄膜晶体管的层间介质层中可供给有源层2用于填充界面陷阱的氢键也较少，从而使得驱动薄膜晶体管的有源层2具有较多的界面陷阱，使得驱动薄膜晶体管的载流子迁移率降低，亚阈值摆幅增大，从而可以更好的控制灰阶的显示，保证开关薄膜晶体管的开关性能。
[0083] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。
