薄膜晶体管及其制备方法、显示基板

本公开属于显示，具体涉及一种薄膜晶体管及其制备方法、显示基板。

背景技术：

1、信息实代的发展中，各种人机交互都离不开显示屏幕，而为了应对各种场景中对于屏幕的需求，显示技术受到了越来越多的关注。作为显示技术的核心与关键技术，薄膜晶体管(thin-film transistor，tft)制备工艺有待进一步提升。由于显示基板存在多层薄膜，在膜层弯曲时容易受较大应力导致薄膜发生层间剥离。另外，薄膜晶体管迁移率的高低，同样决定了产品的显示性能，例如，现量产的非晶薄膜晶体管的迁移率普遍较低，如有源层材料为铟镓锌氧化物的薄膜晶体管igzo-tft的迁移率约在10cm2v-1s-1左右，并且容易产生阈值电压的漂移，降低tft特性的稳定性，从而降低产品良率。

技术实现思路

1、本公开旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种薄膜晶体管及其制备方法、显示基板。

2、第一方面，解决本公开技术问题所采用的技术方案是一种薄膜晶体管的制备方法，包括：对半导体材料层进行图案化形成有源层的步骤；其中，所述制备方法还包括：对待形成所述有源层的半导体材料进行超声退火的步骤。

3、在一些实施例中，所述对待形成所述有源层的半导体材料进行超声退火的步骤，包括：

4、形成所述半导体材料层，至少对所述半导体材料层对应待形成所述有源层位置处的半导体材料进行超声退火；

5、所述对半导体材料层进行图案化形成有源层的步骤，包括：

6、对超声退火后的所述半导体材料层进行图案化，形成所述薄膜晶体管的有源层。

7、在一些实施例中，所述形成所述半导体材料层，至少对所述半导体材料层对应待形成所述有源层位置处的半导体材料进行超声退火包括：

8、形成所述半导体材料层，对整层所述半导体材料层进行超声退火；所述超声退火的声场位于整层所述半导体材料层的中心和边缘区域。

9、在一些实施例中，所述超声退火的超声波频率在40khz～200khz之间。

10、在一些实施例中，所述超声退火的时长在5min～240min之间。

11、在一些实施例中，所述超声退火的环境包括充入氮气、氧气和氩气中任意一者所在的环境。

12、在一些实施例中，所述超声退火的加热方式包括激光、微波、光波、固态热传导、气态热传导中的任意一种。

13、在一些实施例中，所述有源层的材料为非晶材料。

14、在一些实施例中，所述半导体材料为非晶氧化物材料；

15、经过所述超声退火的所述非晶氧化物材料中金属原子与氧原子的成健比例大于未经过所述超声退火的所述非晶氧化物材料中金属原子与氧原子的成健比例；

16、经过所述超声退火的所述非晶氧化物材料中氧原子与氢原子的成健比例小于未经过所述超声退火的所述非晶氧化物材料中氧原子与氢原子的成健比例；

17、经过所述超声退火的所述非晶氧化物材料中氧原子的空位比例小于未经过所述超声退火的所述非晶氧化物材料中氧原子的空位比例；

18、经过所述超声退火的所述非晶氧化物材料中金属原子与氧原子的成健比例、氧原子与氢原子的成健比例、以及氧原子的空位比例之和为1；未经过所述超声退火的所述非晶氧化物材料中金属原子与氧原子的成健比例、氧原子与氢原子的成健比例、以及氧原子的空位比例之和为1。

19、在一些实施例中，经过所述超声退火的所述半导体材料在弹性模量范围a内对应的弹性模量分布比例之和，大于未经过所述超声退火的所述半导体材料在弹性模量范围b内对应的弹性模量分布比例之和；a∈[c-5gpa，c+5gpa]，所述c为经过所述超声退火的所述半导体材料的最大弹性模量分布比例所对应的弹性模量；b∈[d-5gpa，d+5gpa]，所述d为未经过所述超声退火的所述半导体材料的最大弹性模量分布比例所对应的弹性模量。

20、在一些实施例中，所述超声退火前后的所述半导体材料的弯曲程度相同时，经过所述超声退火的所述半导体材料所受应力的最大值与最小值之间的第一差值，小于未经过所述超声退火的所述半导体材料所受应力的最大值与最小值之间的第二差值。

21、第二方面，本公开实施例还提供了一种薄膜晶体管，其包括源极、漏极、有源层和栅极，所述有源层包括源极接触区、漏极接触区和夹设在所述源极接触区和漏极接触区之间的沟道区；所述沟道区与所述栅极在所述薄膜晶体管所在衬底基板上的正投影重叠，所述源极与位于所述源极接触区的有源层电连接，所述漏极与位于所述漏极接触区的有源层电连接；

22、所述有源层的材料为铟镓锌氧化物；所述铟镓锌氧化物中的金属原子与氧原子的成健比例大于53％；所述金属原子包括铟、镓和锌；所述铟镓锌氧化物中氢原子与氧原子的成健比例小于23％；所述铟镓锌氧化物中氧原子的空位比例小于24％。

23、在一些实施例中，所述有源层的材料为铟镓锌氧化物，且铟、镓和锌的组分配比为1:1:1。

24、在一些实施例中，所述有源层的载流子迁移率大于或等于20cm2v--s--。

25、在一些实施例中，所述薄膜晶体管的开关比大于或等于108。

26、在一些实施例中，所述薄膜晶体管的亚阈值摆幅在0.05mv/dec～0.25mv/dec之间。

27、在一些实施例中，所述薄膜晶体管的阈值电压在0～1v之间。

28、第三方面，本公开实施例还包括一种显示基板，其包括衬底基板，以及设置在所述衬底基板上的像素驱动电路；所述像素驱动电路中的至少一个薄膜晶体管为上述实施例中任一项所述的薄膜晶体管。

29、在一些实施例中，所述衬底基板为柔性衬底。

技术特征：

1.一种薄膜晶体管的制备方法，其包括：对半导体材料层进行图案化形成有源层的步骤；其中，所述制备方法还包括：对待形成所述有源层的半导体材料进行超声退火的步骤。

2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管的制备方法，其中，所述对待形成所述有源层的半导体材料进行超声退火的步骤，包括：

3.根据权利要求2所述的薄膜晶体管的制备方法，其中，所述形成所述半导体材料层，至少对所述半导体材料层对应待形成所述有源层位置处的半导体材料进行超声退火包括：

4.根据权利要求1所述的薄膜晶体管的制备方法，其中，所述超声退火的超声波频率在40khz～200khz之间。

5.根据权利要求1所述的薄膜晶体管的制备方法，其中，所述超声退火的时长在5min～240min之间。

6.根据权利要求1所述的薄膜晶体管的制备方法，其中，所述超声退火的环境包括充入氮气、氧气和氩气中任意一者所在的环境。

7.根据权利要求1所述的薄膜晶体管的制备方法，其中，所述超声退火的加热方式包括激光、微波、光波、固态热传导、气态热传导中的任意一种。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的薄膜晶体管的制备方法，其中，所述有源层的材料为非晶材料。

9.根据权利要求8所述的薄膜晶体管的制备方法，其中，所述半导体材料为非晶氧化物材料；

10.根据权利要求1～7中任一项所述的薄膜晶体管的制备方法，其中，经过所述超声退火的所述半导体材料在弹性模量范围a内对应的弹性模量分布比例之和，大于未经过所述超声退火的所述半导体材料在弹性模量范围b内对应的弹性模量分布比例之和；a∈[c-5gpa，c+5gpa]，所述c为经过所述超声退火的所述半导体材料的最大弹性模量分布比例所对应的弹性模量；b∈[d-5gpa，d+5gpa]，所述d为未经过所述超声退火的所述半导体材料的最大弹性模量分布比例所对应的弹性模量。

11.根据权利要求1～7中任一项所述的薄膜晶体管的制备方法，其中，所述超声退火前后的所述半导体材料的弯曲程度相同时，经过所述超声退火的所述半导体材料所受应力的最大值与最小值之间的第一差值，小于未经过所述超声退火的所述半导体材料所受应力的最大值与最小值之间的第二差值。

12.一种薄膜晶体管，其包括源极、漏极、有源层和栅极，所述有源层包括源极接触区、漏极接触区和夹设在所述源极接触区和漏极接触区之间的沟道区；所述沟道区与所述栅极在所述薄膜晶体管所在衬底基板上的正投影重叠，所述源极与位于所述源极接触区的有源层电连接，所述漏极与位于所述漏极接触区的有源层电连接；

13.根据权利要求12所述的薄膜晶体管，其中，所述有源层的材料为铟镓锌氧化物，且铟、镓和锌的组分配比为1:1:1。

14.根据权利要求12所述的薄膜晶体管，其中，所述有源层的载流子迁移率大于或等于20cm2v-1s-1。

15.根据权利要求12所述的薄膜晶体管，其中，所述薄膜晶体管的开关比大于或等于108。

16.根据权利要求12所述的薄膜晶体管，其中，所述薄膜晶体管的亚阈值摆幅在0.05mv/dec～0.25mv/dec之间。

17.根据权利要求12所述的薄膜晶体管，其中，所述薄膜晶体管的阈值电压在0～1v之间。

18.一种显示基板，其包括衬底基板，以及设置在所述衬底基板上的像素驱动电路；所述像素驱动电路中的至少一个薄膜晶体管为权利要求12～17中任一项所述的薄膜晶体管。

19.根据权利要求18所述的显示基板，其中，所述衬底基板为柔性衬底。

技术总结本公开提供一种薄膜晶体管及其制备方法、显示基板，属于显示技术领域，其中，薄膜晶体管的制备方法对半导体材料进行图案化形成有源层的步骤；其中，制备方法还包括：对待形成有源层的半导体材料进行超声退火的步骤。技术研发人员：喻志农,刘斌,王浩然,宁策,袁广才受保护的技术使用者：北京理工大学技术研发日：技术公布日：2024/10/10