晶體管、其制造方法、陣列基板、顯示面板及顯示裝置的制造方法

晶體管、其制造方法、陣列基板、顯示面板及顯示裝置的制造方法
【專利摘要】本發明的實施方式提供晶體管及其制造方法、陣列基板、顯示面板以及顯示裝置。根據一個實施方式的晶體管，包括：有源層，其包括三維納米復合材料，所述三維納米復合材料包括半導體材料和位于所述半導體材料中的多個納米柱；和分別與所述有源層的源極接觸區域和漏極接觸區域接觸的源極電極和漏極電極。
【專利說明】
晶體管、其制造方法、陣列基板、顯示面板及顯示裝置
技術領域
[0001]本發明的實施方式涉及半導體領域，更具體地說，涉及晶體管及其制造方法、陣列基板、顯示面板以及顯示裝置。
【背景技術】
[0002]現有的晶體管，例如薄膜晶體管(TFT)中，當金屬和半導體材料相互接觸時，由于兩種材料具有不同的功函數，電子將會從低功函數的一邊流向另一邊，直到費米能級相平衡，并在界面處形成歐姆接觸或者肖特基接觸。
[0003 ]肖特基接觸的電阻會限制器件的頻率響應，且電阻的充電與放電會造成額外的能量消耗。而歐姆接觸既不產生明顯的附加阻抗，也不會使半導體內部的平衡載流子濃度發生顯著的改變，是TFT器件中的理想接觸方式。
[0004]通常實現歐姆接觸有兩種方式:
[0005](I)降低金屬與半導體間的勢皇高度；
[0006](2)對半導體進行高濃度摻雜。
[0007]目前，實際生產中主要是通過在半導體表面摻雜高濃度雜質，確保界面的歐姆接觸，例如LTPS-TFT中采用柵極作為掩膜對p-Si層進行離子注入，形成N+的源區和漏區。
[0008]但表面重摻雜過程復雜，工藝步驟繁多，需要多次蝕刻和沉積處理，影響產品良率和成本，而且重摻雜還容易使晶體管發生穿通或短路，導致關態電流偏大，使得TFT關態時液晶像素上的電荷難以維持，影響器件的顯示質量。

【發明內容】

[0009]為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明的實施方式致力于降低金屬-半導體接觸的電阻，具體地提供了以下技術方案。
[0010][I]一種晶體管，包括:
[0011]有源層，其包括三維納米復合材料，所述三維納米復合材料包括半導體材料和位于所述半導體材料中的多個納米柱;和
[0012]分別與所述有源層的源極接觸區域和漏極接觸區域接觸的源極電極和漏極電極。
[0013]上述方案[I]的晶體管中，利用三維納米復合材料作為有源層的材料，三維納米復合材料具有極大的表面-體積比，從而使得載流子的注入不局限在金屬-半導體接觸面，還能通過納米柱與半導體材料的界面，對有源層內部進行載流子注入，極大地增加了載流子注入面積，降低了金屬-半導體接觸的電阻，降低了晶體管的閾值電壓，提高了晶體管的性會K。
[0014][2]根據技術方案[I]所述的晶體管，其中，所述納米柱在與所述有源層垂直的方向上延伸并包括鈣鈦礦導電材料。
[0015][3]根據技術方案[2]所述的晶體管，其中，所述鈣鈦礦導電材料包括LaNi03、SrRuO3、La0.B7Sr0.33Μη03、超導釔鋇銅氧化物(YBCO)和超導鑭鍶鈷氧化物(LSC0)中的至少一種。
[0016]上述方案[3]的晶體管中，鈣鈦礦導電材料具有較低的電阻和較高的功函數，能夠降低金屬-半導體接觸的電阻，降低晶體管的閾值電壓，提高晶體管的性能。另外，上述鈣鈦礦導電材料特別是LaN13材料中不含稀有或貴金屬元素，也有效地降低了產品的成本。
[0017][4]根據技術方案[I]所述的晶體管，其中，所述半導體材料包括氧化銦錫鋅(ITZO)、氧化鉿銦鋅(HIZO)、氧化鋅(ZnO)和氧化銦鎵鋅(IGZO)中的至少一種。
[0018][5]根據技術方案[2]所述的晶體管，其中，所述半導體材料和所述鈣鈦礦導電材料的體積比為70: 30?90:10。
[0019]上述方案[5]的晶體管中，通過改變所述半導體材料和所述鈣鈦礦導電材料的體積比，能夠改變半導體材料的載流子迀移率、載流子濃度以及電阻率，從而通過選擇合適的體積比增強半導體材料的器件特性。
[0020][6]根據技術方案[2]所述的晶體管，其中，所述半導體材料為氧化鋅，所述鈣鈦礦導電材料為LaN13，氧化鋅和LaN13的體積比為70:30,80:20或者90:10。
[0021]上述方案[6]的晶體管中，利用氧化鋅和LaN13自組裝生長形成的三維納米柱陣列結構作為TFT晶體管的有源層，ZnO與LaN13是邊界清晰的分離相，通過LaN13相對高的功函數和高電導能力能夠降低金屬-半導體界面的接觸電阻。
[0022][7]根據技術方案[I]所述的晶體管，其中，所述源極電極和漏極電極包括金屬。
[0023][8]根據技術方案[7]所述的晶體管，其中，所述金屬包括Mo、Au和Al中的至少一種。
[0024][9]根據技術方案[2]_[8]的任一方案所述的晶體管，其中，所述有源層的所述源極接觸區域和漏極接觸區域中鈣鈦礦導電材料所占的比例，高于所述有源層的其他區域中鈣鈦礦導電材料所占的比例。
[0025][10]根據技術方案[1]_[8]的任一方案所述的晶體管，其中，所述有源層的所述源極接觸區域和漏極接觸區域中所述納米柱的數量，大于所述有源層的其他區域中所述納米柱的數量。
[0026][11]根據技術方案[1]-[10]的任一方案所述的晶體管，還包括基板、柵極絕緣層和柵極，
[0027]所述基板為鈣鈦礦單晶基板或形成有鈣鈦礦緩沖層的基板。
[0028][12]根據技術方案[11]所述的晶體管，其中，所述基板包括(111)取向SiT13單晶基板，或緩沖層為SiT13的單晶硅基板。
[0029 ] [ 13 ] —種制造晶體管的方法，包括:
[0030]在基板上形成包括三維納米復合材料的有源層，所述三維納米復合材料包括半導體材料和位于所述半導體材料中的多個納米柱;和
[0031]形成分別與所述有源層的源極接觸區域和漏極接觸區域接觸的源極電極和漏極電極。
[0032]上述方案[13]的制造晶體管的方法中，利用三維納米復合材料形成有源層，突破了現有的表面后摻雜工藝技術的限制，能夠調節晶體管的載流子迀移率等性能。整個工藝使得三維納米復合材料有源層的晶體管性能得到了有效的保證，同時簡化了制造工藝，降低了成本。
[0033][14]根據技術方案[13]所述的方法，其中，所述納米柱在與所述有源層垂直的方向上延伸并包括鈣鈦礦導電材料，
[0034]在基板上形成所述有源層的步驟包括:
[0035]在鈣鈦礦單晶基板或形成有鈣鈦礦緩沖層的基板上，利用鈦礦導電材料的靶材和半導體材料的靶材進行沉積，形成所述三維納米自組裝復合材料。
[0036][15]根據技術方案[14]所述的方法，其中，所述鈣鈦礦導電材料包括LaNi03、SrRu03、LaQ.67SrQ.33Mn03、超導 YBCO 和超導 LSCO 中的至少一種。
[0037]上述方案[15]的方法中，鈣鈦礦導電材料具有較低的電阻和較高的功函數，能夠降低金屬-半導體接觸的電阻，降低晶體管的閾值電壓，提高晶體管的性能。另外，上述鈣鈦礦導電材料特別是LaN13材料中不含稀有或貴金屬元素，也有效地降低了產品的成本。
[0038][16]根據技術方案[13]所述的方法，其中，所述半導體材料包括ΙΤΖ0、ΗΙΖ0、Ζη0和IGZO中的至少一種。
[0039][17]根據技術方案[13]所述的方法，其中，所述源極電極和漏極電極包括金屬。
[0040][18]根據技術方案[17]所述的方法，其中，所述金屬包括Mo、Au和Al中的至少一種。
[0041][19]根據技術方案[14]所述的方法，其中，在基板上形成所述有源層的步驟包括:利用脈沖激光沉積法沉積所述三維納米自組裝復合材料。
[0042][20]根據技術方案[19]所述的方法，其中，通過調節激光頻率和沉積時間將所述半導體材料和所述鈣鈦礦導電材料的體積比調節為70: 30?90: 10。
[0043]上述方案[20]的方法中，通過改變所述半導體材料和所述鈣鈦礦導電材料的體積比，能夠改變半導體材料的載流子迀移率、載流子濃度以及電阻率，從而通過選擇合適的體積比增強半導體材料的器件特性。
[0044][21]根據技術方案[14]所述的方法，其中，所述半導體材料為氧化鋅，所述鈣鈦礦導電材料為LaN13，氧化鋅和LaN13的體積比為70:30,80:20或者90:10。
[0045]上述方案[21]的方法中，利用氧化鋅和LaN13自組裝生長形成的三維納米柱陣列結構作為TFT晶體管的有源層，ZnO與LaN13是邊界清晰的分離相，通過LaN13相對高的功函數和高電導能力能夠降低金屬-半導體界面的接觸電阻。
[0046][22]根據技術方案[14]所述的方法，其中，所述有源層的所述源極接觸區域和漏極接觸區域中鈣鈦礦導電材料所占的比例，高于所述有源層的其他區域中鈣鈦礦導電材料所占的比例。
[0047][23]根據技術方案[13]所述的方法，其中，所述有源層的所述源極接觸區域和漏極接觸區域中所述納米柱的數量，大于所述有源層的其他區域中所述納米柱的數量。
[0048][24]根據技術方案[13]_[23]的任一方案所述的方法，其中，所述基板包括(111)取向SiT13單晶基板，或緩沖層為SiT13的單晶硅基板。
[0049][25]根據技術方案[19]所述的方法，其中，
[0050]所述脈沖激光沉積法的沉積溫度為600-700°C，氧壓為80-120mtorr。
[0051][26]—種陣列基板，包括根據技術方案[1]-[12]的任一方案所述的晶體管。
[0052][27]—種顯示面板，包括根據技術方案[26]所述的陣列基板。
[0053 ] [28] —種顯示裝置，包括根據技術方案[27 ]所述的顯示面板。
【附圖說明】
[0054]為了更清楚地說明本發明的實施方式的技術方案，下面將對實施方式的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅涉及本發明的一些實施方式，而非對本發明的限制。
[0055]圖1是根據本發明的一個實施方式的晶體管的截面圖。
[0056]圖2是根據本發明的一個實施方式的晶體管的立體圖。
[0057]圖3(a)_(g)是根據本發明的另一個實施方式的制造晶體管的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0058]為使本發明的實施方式的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明的實施方式的附圖，對本發明的實施方式的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施方式是本發明的一部分實施方式，而不是全部的實施方式。基于所描述的本發明的實施方式，本領域普通技術人員在無需創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施方式，都屬于本發明保護的范圍。
[0059]在本發明的描述中，需要說明的是，術語“上”、“下”、“頂”、“底”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
[0060]此外，在本發明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上，“多條”的含義是兩條或兩條以上。
[0061]下面就結合附圖對本發明的各個優選實施方式進行詳細的說明。
[0062]〈晶體管〉
[0063]圖1是根據本發明的一個實施方式的晶體管的截面圖。如圖1所示，本實施方式的晶體管，包括:有源層20，其包括三維納米復合材料，所述三維納米復合材料包括半導體材料和位于所述半導體材料中的多個納米柱;和分別與所述有源層的源極接觸區域和漏極接觸區域接觸的源極電極60和漏極電極70。在本實施方式中，有源層的源極接觸區域是有源層的源極和源極電極相接觸的區域，有源層的漏極接觸區域是有源層的漏極與漏極電極相接觸的區域，晶體管的溝道區域位于源極接觸區域和漏極接觸區域之間。
[0064]本實施方式的晶體管中，利用三維納米復合材料作為有源層的材料，三維納米復合材料具有極大的表面-體積比，從而使得載流子的注入不局限在金屬-半導體接觸面，還能通過納米柱與半導體材料的界面，對有源層內部進行載流子注入，極大地增加了載流子注入面積，降低了金屬-半導體接觸的電阻，降低了晶體管的閾值電壓，提高了晶體管的性會K。
[0065]如圖1所示，優選，納米柱在與有源層垂直的方向上延伸并包括鈣鈦礦導電材料，有源層20優選位于基板10上。基板10優選為鈣鈦礦單晶基板，或形成有鈣鈦礦緩沖層的單晶Si等其他基板，本實施方式對此沒有任何限制，只要能夠在其上形成三維納米自組裝復合材料即可。例如，基板可以為(111)取向SiT13單晶基板，或緩沖層為外延鈣鈦礦氧化物SiTi03的單晶Si基板。優選，米用脈沖激光沉積法(PLD)沉積緩沖層。
[0066]另外，如圖1所示，晶體管優選包括位于有源層20上的柵極絕緣層30和位于柵極絕緣層30上的柵極40。應該理解，本實施方式并不限于圖1所示的頂柵結構，也可以適用底柵結構。
[0067]在本實施方式中，有源層20的三維納米復合材料優選是包括導電材料和半導體材料的三維納米自組裝復合材料，其中，導電材料優選為鈣鈦礦導電材料。
[0068]在本實施方式中，鈣鈦礦導電材料優選包括LaN13、SrRuO3、La0.eySr0.S3MnO3、超導YBCO和超導LSCO中的至少一種。半導體材料優選包括能夠與所述鈣鈦礦材料形成三維納米自組裝結構的半導體材料，具體例如包括ΙΤΖ0、ΗΙΖ0、Ζη0和IGZO中的至少一種。源極電極60和漏極電極70優選包括Mo、Au和Al中的至少一種。
[0069]在本實施方式中，在有源層20的形成過程中，鈣鈦礦導電材料自組裝形成納米柱
25。有源層20的具體結構如圖2所示。圖2是根據本發明的一個實施方式的晶體管的立體圖。
[0070]如圖2所示，在基板10上形成有源層20。有源層20中具有多個納米柱25，多個納米柱優選在與有源層20垂直的方向上延伸并包括鈣鈦礦導電材料。源極電極60和漏極電極70分別與有源層20的源極接觸區域和漏極接觸區域形成源極金屬-半導體接觸80和漏極金屬-半導體接觸90。
[0071]另外，優選，有源層20的源極接觸區域和漏極接觸區域中鈣鈦礦導電材料所占的比例，高于有源層20的其他區域中鈣鈦礦導電材料所占的比例。在有源層20具有多個納米柱25的情況下，優選，有源層20的源極接觸區域和漏極接觸區域中納米柱25的數量，大于有源層20的其他區域中所述納米柱的數量。
[0072]本實施方式的晶體管中，利用三維納米復合材料作為有源層的材料。三維納米復合材料具有極大的表面-體積比，從而使得載流子的注入不局限在金屬-半導體接觸面80和90，還能通過納米柱體25與半導體薄膜25的界面，對半導體層內部進行載流子注入，極大地增加了載流子注入面積，降低了金屬-半導體接觸的電阻，降低了晶體管的閾值電壓，提高了晶體管的性能。
[0073]另外，本實施方式的晶體管中，鈣鈦礦導電材料具有較低的電阻和較高的功函數，能夠降低金屬-半導體接觸的電阻，降低晶體管的閾值電壓，提高晶體管的性能。另外，上述鈣鈦礦導電材料特別是LaN13材料中不含稀有或貴金屬元素，也有效地降低了產品的成本。
[0074]在本實施方式中，優選，晶體管是薄膜場效應晶體管TFT。
[0075]本實施方式的TFT晶體管中，優選利用六角纖鋅礦型材料ZnO和鈣鈦礦型氧化物材料LaN13自組裝生長形成的三維納米柱陣列結構作為TFT晶體管的有源層，ZnO與LaN13是邊界清晰的分離相，通過LaN13相對高的功函數和高電導能力能夠降低金屬-半導體界面的接觸電阻。
[0076]在本實施方式中，優選，半導體材料和鈣鈦礦導電材料的體積比為70: 30?90: 10。更優選，所述半導體材料為氧化鋅，所述鈣鈦礦導電材料為LaN13,氧化鋅和LaN13的體積比為 70:30，80:20或者 90:10。
[0077]本實施方式的晶體管中，通過改變所述半導體材料和所述鈣鈦礦導電材料的體積比，能夠改變半導體材料的載流子迀移率、載流子濃度以及電阻率，從而通過選擇合適的體積比增強半導體材料的器件特性。
[0078]在本實施方式中，優選，有源層20的源極接觸區域和漏極接觸區域分別與所述源極電極60和漏極電極70形成歐姆接觸。
[0079]本實施方式的晶體管中，所述有源層的源極接觸區域和漏極接觸區域分別與所述源極電極和漏極電極形成歐姆接觸，歐姆接觸既不產生明顯的附加阻抗，也不會使半導體內部的平衡載流子濃度發生顯著的改變，降低了金屬-半導體接觸的電阻，降低了晶體管的閾值電壓，提高了晶體管的性能。
[0080]本發明的實施方式還提供一種陣列基板，其包括上述實施方式所提供的晶體管。
[0081]本發明的實施方式還提供一種顯示面板，其包括上述實施方式提供的陣列基板。
[0082]本發明的實施方式還提供一種顯示裝置，其包括上述實施方式提供的顯示面板。本實施方式提供的顯示裝置可以為電子紙、手機、平板電腦、電視機、顯示器、筆記本電腦、導航儀等任何具有顯示功能的產品或部件。
[0083]〈晶體管的制造方法〉
[0084]在同一發明構思下，圖3(a)_(g)是根據本發明的另一個實施方式的制造晶體管的方法的流程圖。下面就結合這些圖，對本實施方式進行描述。對于那些與前面實施方式相同的部分，適當省略其說明。
[0085]總的來說，本實施方式的制造晶體管的方法，包括:在基板上形成包括三維納米復合材料的有源層，所述三維納米復合材料包括半導體材料和位于所述半導體材料中的多個納米柱;和形成分別與所述有源層的源極接觸區域和漏極接觸區域接觸的源極電極和漏極電極。
[0086]本實施方式的制造晶體管的方法中，利用三維納米復合材料形成有源層，突破了現有的表面后摻雜工藝技術的限制，能夠調節晶體管的載流子迀移率等性能。整個工藝使得三維納米復合材料有源層的晶體管性能得到了有效的保證，同時簡化了制造工藝，降低了成本。
[0087]本實施方式中，基板優選為鈣鈦礦單晶基板，或形成有鈣鈦礦緩沖層的單晶Si等其他基板，本實施方式對此沒有任何限制，只要能夠在其上形成三維納米自組裝復合材料即可。例如，基板可以為(111)取向SiT13單晶基板，或緩沖層為外延鈣鈦礦氧化物SiT13的單晶Si基板。優選，采用脈沖激光沉積法(PLD)沉積緩沖層。
[0088]另外，優選，納米柱在與所述有源層垂直的方向上延伸并包括鈣鈦礦導電材料，在所述有源層上形成柵極絕緣層，并在所述柵極絕緣層上形成柵極。
[0089]本實施方式中，所述三維納米復合材料優選是包括鈣鈦礦導電材料和半導體材料的三維納米自組裝復合材料，在基板上形成所述有源層的步驟包括:在鈣鈦礦單晶基板或形成有鈣鈦礦緩沖層的基板上，利用鈦礦導電材料的靶材和半導體材料的靶材進行沉積，形成所述三維納米自組裝復合材料。所述1丐鈦礦導電材料優選包括LaNi03、SrRu〇3、La0.eySr0.S3MnO3、超導YBCO和超導LSCO中的至少一種。
[0090]本實施方式的方法中，鈣鈦礦導電材料具有較低的電阻和較高的功函數，能夠降低金屬-半導體接觸的電阻，降低晶體管的閾值電壓，提高晶體管的性能。另外，上述鈣鈦礦導電材料特別是LaN13材料中不含稀有或貴金屬元素，也有效地降低了產品的成本。
[0091 ]本實施方式中，半導體材料優選包括能夠與所述媽鈦礦材料形成三維納米自組裝結構的半導體材料。具體地，半導體材料優選包括ΙΤΖ0、ΗΙΖ0、Ζη0和IGZO中的至少一種。
[0092]本實施方式的方法中，利用六角纖鋅礦型材料ZnO和鈣鈦礦型氧化物材料LaN13自組裝生長形成的三維納米柱陣列結構作為TFT晶體管的有源層，ZnO與LaN13是邊界清晰的分離相，通過LaN13相對高的功函數和高電導能力能夠降低金屬-半導體界面的接觸電阻。
[0093]如圖3所示，優選在有源層20中形成多個納米柱25，多個納米柱優選在與有源層20垂直的方向上延伸并包括鈣鈦礦導電材料。源極電極60和漏極電極70分別與有源層20的源極接觸區域和漏極接觸區域形成源極金屬-半導體接觸80和漏極金屬-半導體接觸90。
[0094]另外，優選，有源層20的源極接觸區域和漏極接觸區域中鈣鈦礦導電材料所占的比例，高于有源層20的其他區域中鈣鈦礦導電材料所占的比例。在有源層20中形成多個納米柱25的情況下，優選，有源層20的源極接觸區域和漏極接觸區域中納米柱25的數量，大于有源層20的其他區域中所述納米柱的數量。
[0095]本實施方式中，源極電極和漏極電極優選包括Mo、Au和AI中的至少一種。另外，優選，利用脈沖激光沉積法沉積所述三維納米自組裝復合材料。進而，優選，通過調節激光頻率和沉積時間將所述半導體材料和所述鈣鈦礦導電材料的體積比調節為70:30?90:10。更優選，在半導體材料為氧化鋅，鈣鈦礦導電材料為LaN13的情況下，將氧化鋅和LaN13的體積比調節為70:30，80:20或者90:10。
[0096]本實施方式的方法中，通過改變所述半導體材料和所述鈣鈦礦導電材料的體積比，能夠改變半導體材料的載流子迀移率、載流子濃度以及電阻率，從而通過選擇合適的體積比增強半導體材料的器件特性。
[0097]本實施方式中，優選，晶體管是TFT。另外，優選，所述有源層的源極接觸區域和漏極接觸區域分別與所述源極電極和漏極電極形成歐姆接觸。
[0098]本實施方式的方法中，所述有源層的源極接觸區域和漏極接觸區域分別與所述源極電極和漏極電極形成歐姆接觸，歐姆接觸既不產生明顯的附加阻抗，也不會使半導體內部的平衡載流子濃度發生顯著的改變，降低了金屬-半導體接觸的電阻，降低了晶體管的閾值電壓，提高了晶體管的性能。
[0099]下面結合具體實例對本實施方式作進一步說明，但本實施方式并不限于以下實例。圖3 (a) - (g)是本實施方式的制造晶體管的方法的一個實例。
[0100]實例:采用體積比為Zn0(80%)-LaNi03(20%)的納米自組裝結構作為半導體有源層的薄膜場效應晶體管TFT:
[0101]本實例所制備的晶體管包括依次層疊的鈣鈦礦單晶基板、ZnO-LaN13層、柵極絕緣層、柵極金屬，制備方法如下:
[0102]鈣鈦礦單晶基板采用標準方法清洗，或在Si基板上采用脈沖激光沉積法(PLD)先沉積鈣鈦礦緩沖層；準備單獨的LaN13、ZnO陶瓷靶材；之后采用PLD法沉積Zn0(80%)_LaNi03(20% )層，根據體積比V(ZnO):V(LaNi03) = 8:2的要求，來調節激光頻率和沉積時間，沉積溫度為600-700 0C，優選650 °C，氧壓為80-120mtorr，優選10mtorr，厚度為150nm，并光刻、蝕刻出所需圖形;再采用CVD方法在4500C下形成柵極介質S12 150nm;采用濺射法沉積柵極金屬Mo 200nm，并光刻、蝕刻出所需圖形；再在其上采用CVD方法制備S12鈍化層，約100?500nm，并進而光刻、蝕刻出連接孔；之后采用濺射法沉積源極/漏極電極金屬Mo/A1200nm，并光刻、蝕刻出所需圖形；形成TFT晶體管結構。其中，自組裝結構中ZnO和LaN13的體積比，可以通過沉積條件的改變在較大范圍內變化。
[0103]具體地，如圖3(a)_(g)所示，本實例具體包括以下步驟:
[0104]如圖(a)所示，清洗單晶基板1，準備單獨的LaN13、ZnO陶瓷靶材；
[0105]如圖(b)所示，根據成份比例，確定沉積時間，利用脈沖激光沉積法制備ZnO-LaN13有源層20 ；
[0106]如圖(c)所示，進行光刻、蝕刻，得到所需圖形；
[0107]如圖(d)所示，采用濺射法沉積制備柵極絕緣層30;
[0108]如圖(e)所示，在柵極絕緣層30之上沉積柵極40，并光刻、蝕刻得到所需柵極圖形；
[0109]如圖⑴所示，沉積Si02/SiNx等的鈍化層50;
[0110]如圖(g)所示，利用光刻、ICP法蝕刻Via孔，再采用濺射等方法沉積源極電極60和漏極電極70，并進行光刻、蝕刻，最后進行測試、分析。
[0111]本實例的方法中，利用六角纖鋅礦型材料ZnO和鈣鈦礦型氧化物材料LaN13自組裝生長形成的三維納米柱陣列結構作為TFT晶體管的有源層20，Zn0與LaN13是邊界清晰的分離相，通過LaN13相對高的功函數和高電導能力能夠降低金屬-半導體界面的接觸電阻。
[0112]以上雖然通過一些示例性的實施方式詳細地描述了本發明的晶體管及其制造方法、陣列基板、顯示面板以及顯示裝置，但是以上這些實施方式并不是窮舉的，本領域技術人員可以在本發明的精神和范圍內實現各種變化和修改。因此，本發明并不限于這些實施方式，本發明的范圍僅以所附權利要求為準。
【主權項】
1.一種晶體管，包括: 有源層，其包括三維納米復合材料，所述三維納米復合材料包括半導體材料和位于所述半導體材料中的多個納米柱;和 分別與所述有源層的源極接觸區域和漏極接觸區域接觸的源極電極和漏極電極。2.根據權利要求1所述的晶體管，其中，所述納米柱在與所述有源層垂直的方向上延伸并包括鈣鈦礦導電材料。3.根據權利要求2所述的晶體管，其中，所述鈣鈦礦導電材料包括LaN13、SrRuO3、La0.67Sr0.S3MnO3、超導釔鋇銅氧化物和超導鑭鍶鈷氧化物中的至少一種。4.根據權利要求1所述的晶體管，其中，所述半導體材料包括氧化銦錫鋅、氧化鉿銦鋅、氧化鋅和氧化銦鎵鋅中的至少一種。5.根據權利要求2所述的晶體管，其中，所述半導體材料和所述鈣鈦礦導電材料的體積比為 70:30 ?90:10。6.根據權利要求2所述的晶體管，其中，所述半導體材料為氧化鋅，所述鈣鈦礦導電材料為LaN13，氧化鋅和LaN13的體積比為70:30，80:20或者90: 10。7.根據權利要求1所述的晶體管，其中，所述源極電極和漏極電極包括金屬。8.根據權利要求7所述的晶體管，其中，所述金屬包括Mo、Au和Al中的至少一種。9.根據權利要求2所述的晶體管，其中，所述有源層的所述源極接觸區域和漏極接觸區域中鈣鈦礦導電材料所占的比例，高于所述有源層的其他區域中鈣鈦礦導電材料所占的比例。10.根據權利要求1所述的晶體管，其中，所述有源層的所述源極接觸區域和漏極接觸區域中所述納米柱的數量，大于所述有源層的其他區域中所述納米柱的數量。11.根據權利要求1-10的任一項所述的晶體管，還包括基板、柵極絕緣層和柵極， 所述基板為鈣鈦礦單晶基板或形成有鈣鈦礦緩沖層的基板。12.根據權利要求11所述的方法，其中，所述基板包括(111)取向SiT13單晶基板，或緩沖層為SiT13的單晶硅基板。13.—種制造晶體管的方法，包括: 在基板上形成包括三維納米復合材料的有源層，所述三維納米復合材料包括半導體材料和位于所述半導體材料中的多個納米柱;和 形成分別與所述有源層的源極接觸區域和漏極接觸區域接觸的源極電極和漏極電極。14.根據權利要求13所述的方法，其中，所述納米柱在與所述有源層垂直的方向上延伸并包括鈣鈦礦導電材料，在基板上形成所述有源層的步驟包括: 在鈣鈦礦單晶基板或形成有鈣鈦礦緩沖層的基板上，利用鈦礦導電材料的靶材和半導體材料的靶材進行沉積，形成三維納米自組裝復合材料。15.根據權利要求14所述的方法，其中，所述鈣鈦礦導電材料包括LaN13、SrRuO3、La0.67Sr0.S3MnO3、超導釔鋇銅氧化物和超導鑭鍶鈷氧化物中的至少一種。16.根據權利要求13所述的方法，其中，所述半導體材料包括氧化銦錫鋅、氧化鉿銦鋅、氧化鋅和氧化銦鎵鋅中的至少一種。17.根據權利要求13所述的方法，其中，所述源極電極和漏極電極包括金屬。18.根據權利要求17所述的方法，其中，所述金屬包括Mo、Au和Al中的至少一種。19.根據權利要求14所述的方法，其中，在基板上形成所述有源層的步驟包括: 利用脈沖激光沉積法沉積所述三維納米自組裝復合材料。20.根據權利要求19所述的方法，其中，通過調節激光頻率和沉積時間將所述半導體材料和所述鈣鈦礦導電材料的體積比調節為70: 30?90: 10。21.根據權利要求14所述的方法，其中，所述半導體材料為氧化鋅，所述鈣鈦礦導電材料為LaN13，氧化鋅和LaN13的體積比為70:30，80:20或者90: 10。22.根據權利要求14所述的方法，其中，所述有源層的所述源極接觸區域和漏極接觸區域中鈣鈦礦導電材料所占的比例，高于所述有源層的其他區域中鈣鈦礦導電材料所占的比例。23.根據權利要求13所述的方法，其中，所述有源層的所述源極接觸區域和漏極接觸區域中所述納米柱的數量，大于所述有源層的其他區域中所述納米柱的數量。24.根據權利要求13-23的任一項所述的方法，其中，所述基板包括(I 11)取向S i T i O3單晶基板，或緩沖層為SiT13的單晶硅基板。25.根據權利要求19所述的方法，其中， 所述脈沖激光沉積法的沉積溫度為600-7000C，氧壓為80-120mtorr。26.—種陣列基板，包括權利要求1-12的任一項所述的晶體管。27.—種顯示面板，包括權利要求26所述的陣列基板。28.一種顯示裝置，包括權利要求27所述的顯示面板。
【文檔編號】H01L21/77GK105977304SQ201610374908
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月31日
【發明人】雎長城, 孟虎, 李延釗
【申請人】京東方科技集團股份有限公司