本申请涉及显示技术领域，尤其涉及一种氧化物薄膜晶体管及其制造方法和显示设备。
背景技术：
在有源矩阵显示技术中，每一个子像素都由集成在其后的薄膜晶体管(thinfilmtransistor，tft)进行驱动，从而可以实现高速度、高亮度、高对比度的屏幕显示效果。
常见的薄膜晶体管通常由栅极/源极/漏极(gate/source/drain)、绝缘层以及半导体层构成。栅极控制着半导体层的工作区域(耗尽区或积累区)，从而控制着薄膜晶体管的开关。当栅极施加电压半导体层内可形成沟道，半导体层包括靠近栅极的前沟道以及相较于前沟道远离所述栅极的背沟道，对于n型掺杂半导体层来说，当栅极加正偏压，紧贴栅极的前沟道(前沟道和栅极被绝缘层隔开)产生电子的积累，薄膜晶体管处于打开状态，当源极/漏极电极增加偏压时，薄膜晶体管中有电流通过。
现有技术中薄膜晶体管根据半导体层的材料主要分为非晶硅(a-si)薄膜晶体管、低温多晶硅(lowtemperaturepoly-silicon，ltps)薄膜晶体管以及氧化物半导体(oxidesemiconductor)薄膜晶体管，氧化物半导体薄膜晶体管(oxidetft)由于相比低温多晶硅薄膜晶体管制程简单，与非晶硅薄膜晶体管制程相容性较高，而得到了广泛应用。但是氧化物薄膜晶体管同样存在着迁移率较低和稳定性差的问题。
技术实现要素：
基于此，根据本申请的一个方面，提供了一种氧化物半导体薄膜晶体管，以在包括氧化物半导体膜的晶体管中可以抑制电特性的变动且提高可靠性。
所述氧化物薄膜晶体管，包括：
设置于基板上的栅电极；
所述栅电极上的绝缘层；
所述绝缘层上的氧化物半导体层；以及
所述氧化物半导体层上的源电极和漏电极；
其中，所述氧化物半导体层在厚度方向上的氧空位浓度呈梯度变化，靠近所述绝缘层的所述氧化物半导体层的部分其氧空位浓度大于远离所述绝缘层的所述氧化物半导体层的部分的氧空位浓度。
在一实施例中，所述氧化物半导体层包括前沟道区域和背沟道区域；位于所述背沟道区域且远离所述绝缘层的部分所述氧化物半导体层掺杂有氮元素。
在一实施例中，所述氧化物半导体层的材料为金属氧化物半导体。
在一实施例中，所述氧化物半导体层的材料为铟镓锌氧化物。
根据本申请的一个方面，提供一种显示设备，包括如上所述的氧化物薄膜晶体管。
根据本申请的一个方面，提供一种氧化物薄膜晶体管的制造方法，包括：
在基板上形成栅极；
在所述栅极上形成绝缘层；
通过相同工艺，在不同的工艺条件下形成氧化物半导体层，以使所述氧化物半导体层在厚度方向上的氧空位浓度呈梯度变化，靠近所述绝缘层的所述氧化物半导体层的部分其氧空位浓度大于远离所述绝缘层的所述氧化物半导体层的部分的氧空位浓度；
在所述氧化物半导体层上形成源电极和漏电极。
在一实施例中，通过相同工艺，在不同的工艺条件下形成氧化物半导体层，以使所述氧化物半导体层在厚度方向上的氧空位浓度呈梯度变化，靠近所述绝缘层的所述氧化物半导体层的部分其氧空位浓度大于远离所述绝缘层的所述氧化物半导体层的部分的氧空位浓度包括：
通过第一溅射工艺，在第一气氛下形成第一部分氧化物半导体层，所述第一气氛为非氧气气氛；
在所述第一气氛基础上在第一预定时间内持续通入氧气，并执行第二溅射工艺，以形成第二部分氧化物半导体层。
在一实施例中，在所述第一气氛基础上在预定时间内持续通入氧气，并执行第二溅射工艺，以形成第二部分氧化物半导体层后，还包括：
在第二预定时间内持续通入氮气，并执行第三溅射工艺，以形成掺杂有氮元素的第三部分氧化物半导体层。
在一实施例中，通过溅射工艺，所述第一部分氧化物半导体层的厚度为
在一实施例中，所述第二部分氧化物半导体层的厚度为
本公开实施例提供一种氧化物薄膜晶体管及其制造方法和显示设备，所述氧化薄膜晶体管中的氧化物半导体层在厚度方向上的氧空位浓度呈梯度变化，靠近所述绝缘层的所述氧化物半导体层的部分其氧空位浓度大于远离所述绝缘层的所述氧化物半导体层的部分的氧空位浓度，由此在靠近栅极一侧的部分氧化物半导体层载流子浓度高，提高了薄膜晶体管的电子迁移率，并且远离栅极一侧的部分氧化物半导体层由于氧空位浓度低而不容易受到水氧以及负偏压光照影响，提高了氧化物薄膜晶体管的稳定性。
附图说明
图1为本公开实施例提供的一种氧化物薄膜晶体管的结构示意图；
图2为图1所示实施例中氧化物半导体层的结构示意图；
图3为本公开一种氧化物薄膜晶体管制造方法的流程示意图；
图4a-图4c为本公开一种氧化物薄膜晶体管制造方法流程结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如背景技术所述，本公开的发明人研究发现导致氧化物薄膜晶体管稳定性差的主要原因是氧化物半导体层对空气中的水氧比较敏感，表面吸附氧分子将会引入受主表面态，而吸附水将会引入施主表面态，会使阈值电压发生变化；另外，氧化物半导体层对短波长紫外光有很好的吸收作用，因此在光照和长时间负偏栅压电应力作用下，氧化物薄膜晶体管的阈值通常会大幅向负向移动，造成器件功能失效，这同样是由于氧化物薄膜晶体管背沟道区域吸附的氧分子会以氧离子的形式存在，在负偏压和光照条件下，这些吸附的氧会被分解吸附，产生空穴电子对，从而影响阈值电压的偏移，从而影响器件的稳定性。
此外，本申请的发明人进一步发现氧化物薄膜晶体管电子迁移率较低的主要原因一方面是有源层与绝缘层界面处的载流子浓度低造成的，另外一方面是有源层存在的突变同质结或突变异质结势垒阻碍了载流子的传输。
为解决上述问题，本公开一方面提供了一种氧化物薄膜晶体管，能够较佳地改善上述问题。
本公开实施例提供了一种氧化物薄膜晶体管，如图1所示，氧化物薄膜晶体管10，包括：设置于基板11上的栅电极12，设置于栅电极12上的绝缘层13，设置于绝缘层13上的氧化物半导体层14；以及氧化物半导体层13上的源电极15和漏电极16，设置在源极15和漏极16远离基板11一侧的钝化层17；
其中，氧化物半导体层14在厚度方向上的氧空位浓度呈梯度变化，靠近绝缘层13的氧化物半导体层14的部分其氧空位浓度大于远离绝缘层13的氧化物半导体层14的部分的氧空位浓度。
图1所示实施例中，氧化物半导体层14包括前沟道区域a和背沟道区域b，其中前沟道区域a位于氧化物半导体层14与绝缘层13界面处，背沟道区域b位于氧化物半导体层14与钝化层17界面处；前沟道区域a中氧化物半导体的氧空位浓度高于背沟道区域b中氧化物半导体的氧空位浓度。
由于氧化物半导体层14在靠近栅极一侧的部分氧化物半导体层载流子浓度高，提高了薄膜晶体管的电子迁移率，并且远离栅极一侧的部分氧化物半导体层由于氧空位浓度低而不容易受到水氧以及负偏压光照影响，提高了氧化物薄膜晶体管的稳定性。
图2为图1所示氧化物薄膜晶体管实施方式中氧化物半导体层14的具体结构示意图，如图2所示，氧化物半导体层14包括第一氧化物半导体子层141、第二氧化物半导体子层142和第三氧化物半导体子层143，其中，第一氧化物半导体子层141的氧空位浓度大于第二氧化物半导体子层142的氧空位浓度，第三氧化物半导体子层143的氧空位浓度小于第二氧化物半导体子层142的氧空位浓度，由此氧化物半导体层14呈现在厚度方向上的氧空位浓度呈梯度变化。
作为一种可行的实施方式，第一氧化物半导体子层141、第二氧化物半导体子层142和第三氧化物半导体子层143的氧空位浓度在各自厚度方向上不存在梯度变化，但满足第一氧化物半导体子层141中氧空穴浓度高于第二氧化物半导体子层142中氧空穴的浓度，第三氧化物半导体子层143中氧空穴的浓度小于第二氧化物半导体子层142中氧空穴浓度。
作为另一种可行的实施方式，第一氧化物半导体子层141的氧空位浓度在第一氧化物半导体子层141厚度方向上也存在梯度变化，第一氧化物半导体子层141中靠近绝缘层13的氧化物半导体中的氧空位浓度高于第一氧化物半导体子层141中远离绝缘层13的氧化物半导体中的氧空位浓度；同样的，第二氧化物半导体子层142和第三氧化物半导体子层143的氧空位浓度在各自厚度方向上也存在梯度变化，且在第二氧化物半导体子层142和第三氧化物半导体子层143中靠近绝缘层13的氧化物半导体中的氧空位浓度分别高于各自层中远离绝缘层13的氧化物半导体中的氧空位浓度，需要说明的是，在本实施方式中，第一氧化物半导体子层141中氧空穴最低浓度高于第二氧化物半导体子层142中氧空穴的最高浓度，第三氧化物半导体子层143中氧空穴的最高浓度小于第二氧化物半导体子层142中氧空穴最低浓度。由此设置，可以使三个氧化物半导体子层之间形成缓变同质结或缓变异质结，降低了势垒。
作为另一种可行的实施方式，第一氧化物半导体子层141的氧空位浓度在第一氧化物半导体子层141厚度方向上不存在梯度变化，第二氧化物半导体子层142和第三氧化物半导体子层143的氧空位浓度在厚度方向上存在梯度变化，在第二氧化物半导体子层142和第三氧化物半导体子层143中靠近绝缘层13的氧化物半导体中的氧空位浓度分别高于各自层中远离绝缘层13的氧化物半导体中的氧空位浓度，且第一氧化物半导体子层141中氧空穴浓度高于第二氧化物半导体子层142中氧空穴的最高浓度，第三氧化物半导体子层143中氧空穴的最高浓度小于第二氧化物半导体子层142中氧空穴最低浓度。由此设置，也可以使三个氧化物半导体子层之间形成缓变同质结或缓变异质结，降低了势垒。
上述实施方式仅是基于氧化物半导体层14包括三个氧化物半导体子层的举例，氧化物半导体层14可以包括至少两层的氧化物半导体子层，即可以包括两层的氧化物半导体子层或多于两层的氧化物半导体子层，只要满足氧化物半导体层14在厚度方向上的氧空位浓度呈梯度变化，靠近绝缘层13的氧化物半导体层14的部分其氧空位浓度大于远离绝缘层13的氧化物半导体层14的部分的氧空位浓度，即可提高了氧化物薄膜晶体管的稳定性。
在此基础上，相邻半导体子层之一在其子层厚度方向上的氧空位浓度呈梯度变化可以在该相邻半导体子层之间形成缓变同质结或缓变异质结，降低了势垒，提高了氧化物薄膜晶体管的载流子迁移率。
进一步的，位于背沟道区域b且远离绝缘层的部分氧化物半导体层掺杂有氮元素，氧化物半导体掺杂有氮元素的氧化物半导体子层相较于未掺杂氮元素的氧化物半导体子层可以进一步降低氧空位的浓度，同时具有更好的电子迁移率且载流子浓度更低，从而可以进一步降低负偏压和光照条件下薄膜晶体管阈值电压的偏移，同时也降低了薄膜晶体管关态时的漏电流。
在上述各实施方式中，可以在制备氧化物半导体层的工艺中，通过调节部分工艺参数形成。氧化物半导体的材料可以为金属氧化物半导体材料，例如铟镓锌氧化物(igzo)、铟锡锌氧化物(itzo)等材料，氧化物半导体层中包含的各子层其材料可以相同也可以不同。
作为一典型实施例，氧化物半导体为铟镓锌氧化物，通过溅射工艺制备铟镓锌氧化物时，通过在不同的阶段变化三种工艺气氛条件，以形成第一铟镓锌氧化物子层、第二铟镓锌氧化物子层和第三铟镓锌氧化物子层，其中第一铟镓锌氧化物子层厚度为
本公开另一方面提供了一种显示设备，包括如上所述的氧化物薄膜晶体管。
本公开另一方面提供了一种氧化物薄膜晶体管的制造方法，如图3所示，包括：
在基板上形成栅极；
在栅极上形成绝缘层；
通过相同工艺，在不同的工艺条件下形成氧化物半导体层，以使氧化物半导体层在厚度方向上的氧空位浓度呈梯度变化，靠近绝缘层的所述氧化物半导体层的部分其氧空位浓度大于远离所述绝缘层的氧化物半导体层的部分的氧空位浓度；
在氧化物半导体层上形成源电极和漏电极。
在具体工艺中，通过调整工艺中的工艺条件，例如调节溅射工艺中的气氛组成、气压、通入量等工艺条件参数，可以在不同阶段形成氧空位浓度呈梯度变化的氧化物半导体层。
在进行氧化物半导体层制备的过程中，可以先分阶段调节工艺条件，每阶段的工艺条件调节完成后，再执行氧化物半导体层的溅射，使不同阶段形成的氧化物半导体层之间存在氧空位浓度差，且呈梯度变化；或者，也可以在调节工艺条件的过程中执行氧化物半导体层的溅射，以使氧化物半导体层之间存在氧空位浓度梯度变化。
例如，若以气氛组成的变化为各个阶段的分割点，在第一气氛组成中各气氛通入量、气压等工艺参数可以进行调节，在调节过程中通过溅射形成的第一部分氧化物半导体层的氧空位浓度可以存在梯度变化；同样，在第二气氛组成、第三气氛组成调节工艺参数分别形成的第二部分氧化物半导体层和第三部分氧化物半导体层也均可以呈现氧空位浓度梯度变化。
同样以气氛组成的变化为各个阶段的分割点，在第一气氛条件下各工艺参数固定不变，形成具有第一浓度的第一部分氧化物半导体层，然后，改变第一气氛的组成，使其变为第二气氛组成，并在第二气氛组成完成调节后各工艺参数固定不变后，再形成第二浓度的第二部分氧化物半导体层也可以实现最终制备完成后的氧化物半导体层整体呈现氧空位浓度梯度变化。
需要说明的是，上述分阶段形成部分氧化物半导体层的方式可以组合使用。
以下结合附图4a-4c详细说明本公开的氧化物薄膜晶体管的制造方法。
如图4a所示，首先提供基板11，并在基板11上形成氧化物薄膜晶体管的栅极12，并在栅极12上形成绝缘层13，在此过程中可采用现有的沉积和图案化工艺实现，在此不在赘述。
在上述前程结构的基础上，通过相同工艺，在不同的工艺条件下形成氧化物半导体层，以使氧化物半导体层在厚度方向上的氧空位浓度呈梯度变化，靠近绝缘层的氧化物半导体层的部分其氧空位浓度大于远离所述绝缘层的氧化物半导体层的部分的氧空位浓度；
具体的，参照图4a，作为一种实施例可采用通过第一溅射工艺，在第一气氛下形成第一部分氧化物半导体层141’；例如，在非氧气气氛，如在氩气气氛条件下，以铟镓锌氧化物靶材通过溅射工艺在前程结构基础上形成厚度为
参照图4b，在第一气氛基础上在第一预定时间内持续通入氧气，并执行第二溅射工艺，以形成第二部分氧化物半导体层；如上述举例，在形成了第一部分铟镓锌氧化物半导体层141’后，在氩气氛围的基础上，在第一预定时间内持续通入氧气，在第一预定时间之后，执行第二次溅射工艺，以形成厚度为
如图4c所示，形成第二部分氧化物半导体层后，还包括在第二预定时间内改变工艺气氛，并执行第三溅射工艺，以形成第三部分氧化物半导体层，例如在第二预定时间内持续通入氮气，通过再次溅射工艺，以形成掺杂有氮元素的第三部分氧化物半导体层；延续上述举例的工艺，在形成第二部分铟镓锌氧化物半导体层142’后，可以在第二预定时间内持续通入氮气，在第二预定时间后执行第三溅射工艺，形成厚度为
在形成氧化物半导体叠层141’/142’/143’后，还包括对氧化物半导体叠层图案化的步骤，形成源极和漏极的步骤，以及在源极和漏极远离基板一侧形成钝化层的步骤，本领域技术人员可以采用现有技术实现这些步骤，在此不再赘述。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
1.一种氧化物薄膜晶体管，其特征在于，包括：
设置于基板上的栅电极；
所述栅电极上的绝缘层；
所述绝缘层上的氧化物半导体层；以及
所述氧化物半导体层上的源电极和漏电极；
其中，所述氧化物半导体层在厚度方向上的氧空位浓度呈梯度变化，靠近所述绝缘层的所述氧化物半导体层的部分其氧空位浓度大于远离所述绝缘层的所述氧化物半导体层的部分的氧空位浓度。
2.根据权利要求1所述的氧化物薄膜晶体管，其特征在于，所述氧化物半导体层包括前沟道区域和背沟道区域；位于所述背沟道区域且远离所述绝缘层的部分所述氧化物半导体层掺杂有氮元素。
3.根据权利要求2所述的氧化物薄膜晶体管，其特征在于，所述氧化物半导体层的材料为金属氧化物半导体。
4.根据权利要求3所述的氧化物薄膜晶体管，其特征在于，所述氧化物半导体层的材料为铟镓锌氧化物。
5.一种显示设备，其特征在于，包括如权利要求1-4任一项所述的氧化物薄膜晶体管。
6.一种氧化物薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，包括：
在基板上形成栅极；
在所述栅极上形成绝缘层；
通过相同工艺，在不同的工艺条件下形成氧化物半导体层，以使所述氧化物半导体层在厚度方向上的氧空位浓度呈梯度变化，靠近所述绝缘层的所述氧化物半导体层的部分其氧空位浓度大于远离所述绝缘层的所述氧化物半导体层的部分的氧空位浓度；
在所述氧化物半导体层上形成源电极和漏电极。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，通过相同工艺，在不同的工艺条件下形成氧化物半导体层，以使所述氧化物半导体层在厚度方向上的氧空位浓度呈梯度变化，靠近所述绝缘层的所述氧化物半导体层的部分其氧空位浓度大于远离所述绝缘层的所述氧化物半导体层的部分的氧空位浓度包括：
通过第一溅射工艺，在第一气氛下形成第一部分氧化物半导体层，所述第一气氛为非氧气气氛；
在所述第一气氛基础上在第一预定时间内持续通入氧气，并执行第二溅射工艺，以形成第二部分氧化物半导体层。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述第一气氛基础上在预定时间内持续通入氧气，并执行第二溅射工艺，以形成第二部分氧化物半导体层后，还包括：
在第二预定时间内持续通入氮气，并执行第三溅射工艺，以形成掺杂有氮元素的第三部分氧化物半导体层。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一部分氧化物半导体层的厚度为
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第二部分氧化物半导体层的厚度为
