改进的薄膜晶体管的制作方法

文档序号:7213488阅读:223来源:国知局
专利名称:改进的薄膜晶体管的制作方法
技术领域
本发明涉及薄膜晶体管、使用该晶体管的显示板、以及它们的制造方法。
背景技术
硅分为非晶硅或晶体硅。非晶硅可被沉积以在低温形成薄膜,并被广泛用作沉积在低熔点玻璃基板上的通道层。然而,薄膜非晶硅具有这样的缺点,如较低的场效应迁移率以及由此使其在大型显示器件中的应用受到限制。多晶硅具有较高的场效应迁移率、用于高频操作的优异特性以及低泄漏电流,对于这样的应用对该多晶硅需求日渐增加。
多晶硅薄膜通常通过利用激光束结晶非晶硅薄膜和受激准分子激光器退火、连续横向结晶法(sequential lateral solidification)等形成。
然而,用激光束结晶需要昂贵的设备而导致较高的制造成本。另外,激光束结晶在薄膜上方不会制成均匀结晶结构。

发明内容
根据本发明具体实施方式
的薄膜晶体管包括基板;设置在基板上的控制电极;设置在控制电极上的栅极绝缘层;设置在栅极绝缘层上的半导体件,其覆盖在所述控制电极上,并且包括非晶硅的第一部分和多晶硅的第二部分;接触半导体件的输入电极;以及接触半导体件的输出电极。
半导体件的第二部分可在输入电极和输出电极之间延伸。该薄膜晶体管可进一步包括多个插入在输入电极和半导体件之间以及输出电极和半导体件之间的欧姆接触,并且欧姆接触包含掺杂杂质的非晶硅。
半导体件的第二部分可包含足够低含量的导电组分,例如,Al、Ni、或Au,其可被包含在每一个输入电极和输出电极中。
每一个输入电极和输出电极可包括第一金属膜,该第一金属膜包含Al、Ni、或Au;设置在第一金属膜下的第二金属膜;以及设置在第一金属膜上的第三金属膜。该第二和第三金属膜可包含Mo、Cr、Ta、Ti、及其合金中的至少一种。
根据本发明具体实施方式
的显示板包括基板;设置在基板上的扫描线,其包括第一控制电极;设置在扫描线上的栅极绝缘层;设置在栅极绝缘层上的非晶硅的第一半导体件,其包括非晶硅的第一部分和多晶硅的第二部分;接触第一半导体件的数据线;和数据线隔开的第一输出电极,其接触第一半导体件;设置在第一半导体件上的钝化层;以及设置在钝化层上的像素电极。
第一半导体件的第二部分可在数据线和第一输出电极之间延伸。显示板可进一步包括多个插入在数据线和第一半导体件之间以及在第一输出电极和第一半导体件之间的欧姆接触,欧姆接触包含掺杂杂质的非晶硅。
每一个数据线和第一输出电极可包括第一金属膜,该第一金属膜包含Al、Ni、或Au;设置在第一金属膜下的第二金属膜;以及设置在第一金属膜上的第三金属膜。该第二和第三金属膜可包含Mo、Cr、Ta、Ti、及其合金中的至少一种。
第一半导体件的第一部分可具有与数据线和第一输出电极基本相同的形状。
第一输出电极可被连接至像素电极。
显示板可进一步包括设置在基板上的第二控制电极;设置在栅极绝缘层上的第二半导体件,其覆盖在第二控制电极上,并且包括非晶硅的第一部分和多晶硅的第二部分;接触第二半导体件的驱动电压线;接触第二半导体件的第二输出电极,其被连接至像素电极;以及设置在像素电极上的有机发光件。该第一输出电极和第二控制电极可彼此电连接。
根据本发明具体实施方式
的制造薄膜晶体管的方法包括在基板上形成控制电极;在控制电极上形成栅极绝缘层;在栅极绝缘层上顺序形成本征半导体件和非本征半导体件;在非本征半导体件和栅极绝缘层上沉积导电层;在导电层上形成光刻胶;通过利用光刻胶作为蚀刻掩模而蚀刻导电层和非本征半导体件,以形成输入电极、输出电极以及欧姆接触,并暴露本一部分征半导体件;用去膜剂除去光刻胶,以在半导体件的暴露部分上形成金属薄膜;以及对基板进行退火,以结晶半导体件的暴露部分。
导电层可包含可溶入用于光刻胶的去膜剂中的材料,并且该金属薄膜可通过沉积由该去膜剂从该导电层溶解的材料而形成。
导电层可包含能用作用于结晶的晶种的材料,或结晶可包括具有金属薄膜的晶种的金属引发结晶。
退火可在约130~400℃进行。
导电层可包括第一金属膜,该第一金属膜包含Al、Ni、或Au;设置在第一金属膜下的第二金属膜;以及设置在第一金属膜上的第三金属膜。该第二和第三金属膜可包含Mo、Cr、Ta、Ti、及其合金中的至少一种。
去膜剂可包括二乙二醇丁醚(或二乙二醇单丁醚)、二乙二醇单乙醚、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、以及单异丙醇胺。


通过阅读随后结合附图的描述,本发明将变得更加显而易见,其中图1为根据本发明具体实施方式
的LCD的结构图;图2A为根据本发明具体实施方式
的LCD的像素的等效电路图;图2B为根据本发明具体实施方式
的OLED显示器的像素的等效电路图;图3为根据本发明具体实施方式
,用于液晶显示器的TFT阵列面板的像素电极附近的布局图。
图4为图3所示TFT阵列面板沿线IV-IV的剖视图;图5为根据本发明具体实施方式
,在图1所示的TFT阵列面板中,在扫描驱动器中的TFT的布局图;图6为图5所示TFT沿线VI-VI的剖视图;图7和图9为根据本发明具体实施方式
,图3-6所示TFT阵列面板的在其制造方法的第一步骤的布局图;图8和图10分别为根据本发明具体实施方式
的图7和图9所示TFT阵列面板沿线VIII-VIII和X-X的剖视图;图11和图13为图3-6所示的TFT阵列面板在图7-10所示步骤之后的步骤的布局图;图12和图14分别为图11和图13所示的TFT阵列面板沿线XII-XII和XIV-XIV的剖视图;图15和17为图3-6所示的TFT阵列面板在图11-14所示步骤之后的步骤的布局图;图16和图18分别为图15和图17所示的TFT阵列面板沿线XVI-XVI和XVIII-XVIII的剖视图;图19和21为图3-6所示的TFT阵列面板在图15-18所示步骤之后的步骤的布局图;图20和图22分别为图19和图21所示的TFT阵列面板沿线XX-XX和XXII-XXII的剖视图;
图23为根据本发明另一个具体实施方式
的TFT阵列面板的布局图;图24和图25分别为图23所示的TFT阵列面板沿线XXIV-XXIV和XXV-XXV的剖视图;图26为根据本发明具体实施方式
的图23-25所示TFT阵列面板在其制造方法的第一步骤的布局图;图27和图28分别为图26所示的TFT阵列面板沿线XXVII-XXVII和XXVIII-XXVIII的剖视图;图29和图30分别为图26所示的TFT阵列面板沿线XXVII-XXVII和XXVIII-XXVIII的在图27和图28所示的步骤之后的步骤的剖视图;图31和图32分别为图26所示的TFT阵列面板沿线XXVII-XXVII和XXVIII-XXVIII的在图29和图30所示的步骤之后的步骤的剖视图;图33为图23-25所示的TFT阵列面板在图26-32所示的步骤之后的步骤的布局图;图34和图35分别为图33所示的TFT阵列面板沿线XXXIV-XXXIV和XXXV-XXXV的剖视图;图36为图23-25所示的TFT阵列面板在图33-35所示的步骤之后的步骤的布局图;图37和图38分别为图36所示的TFT阵列面板沿线XXXVII-XXXVII和XXXVIII-XXXVIII的剖视图;
图39为根据本发明具体实施方式
的用于OLED显示器的面板单元的布局图;图40和图41分别为图39所示的面板单元沿线XL-XL和XLI-XLI的剖视图;图42为根据本发明具体实施方式
,在图39-41所示的用于OLED显示器的面板单元的制造方法的第一步骤中,该面板单元的布局图;图43和图44分别为图42所示的面板单元沿线XLIII-XLIII和XLIV-XLIV的剖视图;图45为图39-41所示的面板单元在图42-44所示的步骤之后的步骤的布局图;图46和图47分别为图45所示的面板单元沿线XLVI-XLVI和XLVII-XLVII的剖视图;图48为图39-41所示的面板单元在图45-47所示的步骤之后的步骤的布局图;图49和图50分别为图48所示的面板单元沿线XLIX-XLIX和L-L的剖视图;图51为图39-41所示的面板单元在图15-18所示的步骤之后的步骤的布局图;以及图52和图53分别为图51所示的面板单元沿线LII-LII和LIII-LIII的剖视图。
具体实施例方式
下文将参照附图对本发明作更充分的描述,其中示出了本发明的优选具体实施方式

在附图中,为了清楚,将层的厚度和区加以放大。全文中相同的标号指代相同的元件。应该理解,当提到一个元件(如层、区或基板)“在”另一元件“上”时,其可以是直接在另一元件上或者也可存在介入元件。相反,当提到一个元件“直接在”另一元件上时,则不存在介入元件。
现在将参照图1、2A和2B描述根据本发明具体实施方式
的显示器件。
图1为根据本发明具体实施方式
的显示器件的框图;图2A为根据本发明具体实施方式
的LCD的像素的等效电路图;图2B为根据本发明具体实施方式
的OLED显示器的像素的等效电路图。
参照图1,根据本发明具体实施方式
的显示器件包括显示板单元300、扫描驱动器400、数据驱动器500、灰度电压(gray voltage)发生器800、以及信号控制器600。面板单元300包括多个信号线G1-Gn和D1-Dm、以及多个连接至信号线G1-Gn和D1-Dm的像素PX。图2A所示的用于LCD的面板单元300包括下面板100、面对下面板100的上面板200、以及插入面板100和200之间的LC层3。对于图2B所示的OLED显示器,面板单元300可仅仅包括一个面板(未示出)。
信号线G1-Gn和D1-Dm被设置在面板单元300的显示区DA中,并延伸到显示区DA之外。这些信号线包括多个传送扫描信号的扫描线G1-Gn(下文也称作“扫描信号”)和多个传送数据电压的数据线D1-Dm。扫描线G1-Gn延伸基本以横向延伸并且相互基本平行,而数据线D1-Dm基本以纵向延伸并且相互基本平行。
像素PX设置在显示区DA中并基本排列成矩阵。每个像素PX包括至少一个开关元件(未示出)和至少一个电容器(未示出)。
参照图2A,LCD的每个像素PX,例如,连接至第i个扫描线Gi(i=1,2,……,n)和第j个数据线Dj(j=1,2,……,m)的像素PX包括开关晶体管Qs、液晶(LC)电容器Clc、以及存储电容器Cst。存储电容器Cst可被省去。
开关晶体管Qs被设置在下面板100上,并且可以为薄膜晶体管(TFT)。开关晶体管Qs具有三个端子,即,连接至扫描线Gi的控制端子、连接至数据线Dj的输入端子、以及连接至LC电容器Clc和存储电容器Cst的输出端子。
LC电容器Clc包括设置在下面板100上的像素电极191以及设置在上面板200上的公共电极270,它们作为两个端子。设置在两个电极191和270之间的LC层3起电容器Clc的电介质的作用。像素电极191被连接至开关晶体管Qs,而公共电极270由公共电压Vcom供电并覆盖上面板200的整个表面。不同于图2A,公共电极270可设置在下面板100上,并且电极191和270中的至少一个可具有棒或长条的形状。
存储电容器Cst为LC电容器Clc的辅助电容器。存储电容器Cst包括像素电极191和单独的信号线,其设置在下面板100上,交迭覆盖在像素电极191和绝缘层上,由公共电压Vcom供电。可替换地,存储电容器Cst包括像素电极191和称作在前扫描线的邻近扫描线Gi-1,存储电容器Cst交迭覆盖在像素电极191和绝缘层上。
对于彩色显示,每个像素独特地显示一种基色(即,空间分开)或每个像素连续地依次显示基色(即,时间分开),使得基色的空间或时间的总和被识别为希望的颜色。一组基色的实例包括红色、绿色以及蓝色。图2A示出了空间分开的实例,其中每个像素包括滤色片230,其显示在面对像素电极191的上面板200的区中的一种基色。可选替换地,滤色片230被设置在下面板100上的像素电极191上面或下面。一个或多个偏振片(未示出)附着于面板单元300上。
参照图2B,其示出了OLED的等效电路,每个像素PX,例如,连接至扫描线Gi(i=1,2,......,n)和数据线Dj的像素包括OLEDLD、驱动晶体管Qd、电容器Cst、以及开关晶体管Qs。
开关晶体管Qs具有控制端子、输入端子、以及输出端子。开关晶体管Qs的控制端子连接至扫描线Gi,而开关晶体管Qs的输入端子连接至数据线Dj。开关晶体管Qs的输出端子连接至驱动晶体管Qd。
驱动晶体管Qd也具有控制端子、输入端子、以及输出端子。驱动晶体管Qd的控制端子连接至开关晶体管Qs的输出端子,而驱动晶体管Qd的输入端子连接至驱动电压Vdd。驱动晶体管Qd的输出端子连接至OLED LD。
电容器Cst被连接在驱动晶体管Qd的控制端子和输入端子之间。
OLED LD具有连接至驱动晶体管Qd的输出端子的阳极和连接至公共电压Vcom的阴极。
开关晶体管Qs和驱动晶体管Qd为包含非晶硅或多晶硅的n-通道场效应晶体管(FET)。然而,晶体管Qs和Qd中的至少一种可以为p-通道FET。在晶体管Qs和Qd、电容器Cst、以及OLED LD之间的连接关系可以互换。
再参照图1,灰度电压发生器800产生相关于像素PX的亮度的全部数量的灰度电压或有限数量的灰度电压(下文称作“基准灰度电压(reference gray voltage)”)。用于LCD的灰度电压发生器800产生两组(基准)灰度电压,并且一组中的(基准)灰度电压具有对应公共电压Vcom的正极,而在另一组中的灰度电压具有对应公共电压Vcom的负极。
扫描驱动器400连接至面板单元300的扫描线G1-Gn并组合成高电平电压和低电平电压Voff,以产生应用于扫描线G1-Gn的扫描信号。扫描驱动器400被整合到面板单元300内并被设置在显示区DA之外。扫描驱动器400包括多个单元电路(未示出)。每个单元电路连接至扫描线G1-Gn中的一个并且包括多个TFT。然而,扫描驱动器400可包括至少一个安装在面板300上或带载封装(tapecarrier package,TCP)型中的柔性印刷电路(FPC)膜上的集成电路(IC)芯片,其附着于面板300。
数据驱动器500连接至面板单元300的数据线D1-Dm并为数据线D1-Dm施加数据电压,其选自由灰度电压发生器800提供的灰度电压。然而,当灰度电压发生器800只产生有限数量的基准灰度电压而不是所有的灰度电压时,数据驱动器500可分隔基准电压,以产生数据电压。数据驱动器500可被整合到面板单元300中,或者可包括至少一个安装在面板单元300上或安装在带载封装(TCP)型柔性印刷电路(FPC)膜上的集成电路(IC)芯片,其附着于面板单元300。数据驱动器500也被设置在显示区DA之外。
信号控制器600控制扫描驱动器400和数据驱动器500等,并可被安装在印刷电路板(PCB)(未示出)上。
现在将详细描述上述显示器件的运作。
信号控制器600被供以输入图像信号R、G以及B和来自外部图形控制器(未示出)用于控制其显示的输入控制信号。输入图像信号R、G以及B包含像素PX的亮度信息,并且该亮度具有预定数的灰度,例如,1024(=210)、256(=28)、或64(=26)灰度。输入控制信号包括垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、主时钟(main clock)MCLK、以及数据启动信号DE。
基于输入控制信号和输出图像信号R、G以及B,信号控制器600产生扫描控制信号CONT1和数据控制信号CONT2,并且信号控制器600处理适于面板单元300和数据驱动器500运行的图像信号R、G以及B。信号控制器600将扫描控制信号CONT1发送到扫描驱动器400并且将处理过的图像信号DAT和数据控制信号CONT2发送到数据驱动器500。
扫描控制信号CONT1包括用于指示以起始扫描的扫描起始信号STV和至少一个用于控制高电平电压的输出时期的时钟信号。扫描控制信号CONT1可包括用于限定高电平电压的持续时间的输出启动信号OE。
数据控制信号CONT2包括水平同步起始信号STH,用于通知用于一组像素PX的数据传送的起始;加载信号LOAD,用于指示以将模拟数据电压施加到数据线D1-Dm;以及数据时钟信号HCLK。用于LCD的数据控制信号CONT2可进一步包括用于反向数据电压的极性(相关于公共电压Vcom)的反相信号RVS。
响应于来自信号控制器600的数据控制信号CONT2,数据驱动器500接收来自信号控制器600的该组像素PX的数字图像信号DAT的包,将数字图像信号DAT转换为选自灰度电压的模拟数据电压,并将模拟数据电压施加至数据线D1-Dm。
响应于来自信号控制器600的扫描控制信号CONT1,扫描驱动器400将高电平电压施加至扫描线G1-Gn,由此开启连接至其的开关晶体管Qs。施加至数据线D1-Dm的数据电压接着通过激活的开关晶体管Qs提供给像素PX。
在LCD中,施加至像素PX的数据电压和公共电压Vcom之间的差被表示为横跨像素PX的LC电容器Clc的电压,其被称作像素电压。在LC电容器Clc中的LC分子具有取决于像素电压大小的取向,并且分子取向决定穿过LC层3的光的偏振。偏振片将光偏振转换为光透射,以便使像素PX具有用图像信号DAT的灰度表示的亮度。
在OLED显示器中,提供给像素PX的数据电压被施加至像素PX的驱动晶体管Qd的控制端子,并且驱动晶体管Qd驱动输出电流ILD,其大小取决于在其控制端子和输出端子之间的电压。像素PX的OLED LD发出其强度取决于驱动晶体管Qd的输出电流ILD的光,使得像素PX具有用图像信号DAT的灰度表示的亮度。
通过重复这个过程每一个水平期(也称作“1H”并等于水平同步信号Hsync和数据启动信号DE的一个时期),所有扫描线G1-Gn顺序地被供以高电平电压,由此将数据电压施加至所有像素PX,以显示用于画面(frame)的图像。
对于LCD,当接下来的画面在一个画面完成后启动时,对施加至数据驱动器500的反转控制信号RVS加以控制,使得使数据电压的极性被反转(其被称作“画面反转(frameinversion)”)。还可对反转控制信号RVS加以控制,使得将数据线中流过的数据电压的极性在一个画面期间定期地加以反转(例如,行反转和点反转),或将在一个包中的数据电压的极性加以反转(例如,列反转和点反转)。
现在将参照图3、4、5以及6详细描述下面板,即用于根据本发明具体实施方式
的图2A所示LCD的TFT阵列面板。
图3为用于根据本发明具体实施方式
的液晶显示器的TFT阵列面板的像素电极附近的布局图;图4为图3所示TFT阵列面板沿线IV-IV的剖视图;图5为根据本发明具体实施方式
,在图1所示的TFT阵列面板中,在扫描驱动器中的TFT的布局图;以及图6为图5所示TFT沿线VI-VI的剖视图。
在诸如透明玻璃或塑料的绝缘基板110上形成了多个栅极导体,其包括多个扫描线121(其包括第一控制电极124a)、多个存储电极线131、以及多个第二控制电极124b。
扫描线121传送扫描信号并基本沿横向延伸。每个扫描线121的末端连接至扫描驱动器400和向下突出的第一控制电极124a。
从扫描线121向下突出的第一控制电极124a和第二控制电极124b可连接至用于施加控制信号的信号线(未示出)。
存储电极线131被供以预定的电压并且每个存储电极线131包括基本平行于扫描线121延伸的晶体管管座(stem)和多对从晶体管管座分支的第一和第二存储电极133a和133b。每个存储电极线131被设置在两个邻近扫描线121之间,并且晶体管管座靠近两个邻近扫描线121中的一个。每个存储电极133a和133b具有连接至晶体管管座的固定端部和与其相对设置的自由端部。第二存储电极133b的固定端部具有较大面积,而其自由端部被分成线性分支和弯曲分支两部分。然而,存储电极线131可具有各种形状和排列。
栅极导体121、124b和131可用诸如Al和Al合金的含Al金属、诸如Ag和Ag合金的含Ag金属、诸如Cu和Cu合金的含Cu金属、诸如Mo和Mo合金的含Mo金属、Cr、Ta、或Ti制成。然而,栅极导体121、124b和131可具有多层结构,其包括具有不同物理性质的两个导电膜(未示出)。该两个膜中的一个可用低电阻金属制成,用于减少信号延迟或压降,其中低电阻金属包括含Al金属、含Ag金属、以及含Cu金属。另一个膜可用诸如含Mo金属、Cr、Ta、或Ti的材料制成,其具有良好物理性质、化学性质、以及与其它诸如氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)的电接触性质。两个膜组合的良好实例为下Cr膜和上Al(合金)膜以及下Al(合金)膜和上Mo(合金)膜。然而,栅极导体121、124b和131可用各种金属或导体制成。
栅极导体121、124b和131的侧边相对于基板110的表面倾斜,并且其倾角在约30~80度的范围内。
优选用氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)制成的栅极绝缘层140形成在栅极导体121、124b和131上。
多个半导体条151和多个半导体岛154b形成在栅极绝缘层140上。每个半导体条151基本沿纵向延伸,并包括多个朝向第一控制电极124a分支的突出部154a。半导体条151在扫描线121和存储电极线131附近变宽,使得半导体条151覆盖扫描线121和存储电极线131的大面积。半导体岛154b设置在第二控制电极124b上。
除了在图4中用标记A指出的部分和在图6中用标记B指出的部分,半导体条151和半导体岛154b可用氢化非晶硅(简写为“a-Si”)制成,A和B部分可用多晶硅制成。A和B部分可包含足够少量的导体,如金属。
多个欧姆接触条和岛161和165a形成在半导体条151上,并且多个欧姆接触岛163b和165b形成在半导体岛154b上。欧姆接触条和岛161、163b、165a和165b优选用由诸如磷的n型杂质重掺杂的n+氢化a-Si制成,或者它们可用硅化物制成。每个欧姆接触条161包括多个突出部163a,并且突出部163a和欧姆接触岛165a成对位于半导体条151的突出部154a上。
半导体条和岛151和154b以及欧姆接触161、163b、165a和165b的侧边相对于基板110的表面倾斜,并且其倾角优选在约30~80度的范围内。
在欧姆接触161、163b、165a和165b以及栅极绝缘层140上形成多个数据导体,其包括多个数据线171(包括第一输入电极173a)、多个第二输入电极173b、以及多个第一和第二输出电极175a和175b。
数据线171传送数据电压并基本沿纵向延伸以与扫描线121相交。每个数据线171也与存储电极线131相交,并在邻近成对的存储电极133a和133b之间延伸。每个数据线171可包括具有较大面积用于接触另一层或外部驱动电路的端部(未示出)。数据线171可被延伸,以连接至可被整合在基板110上的数据驱动器500。
第一输入电极173a从数据线171朝向第一控制电极124a突出,并弯曲如同字符J。第一输出电极175a与数据线171隔开并被相对于第一控制电极124a相对第一输入电极173a设置。每个第一输出电极175a包括宽端部和窄端部。宽端部交迭覆盖在存储电极线131上而窄端部部分被第一输入电极173a所包围。
第一控制电极124a、第一输入电极173a、和第一输出电极175a以及半导体条151的突出部154a形成用于像素PX的TFT。该TFT具有在突出部154a的多晶部分A中形成的通道,突出部154a设置在第一输入电极173a和第一输出电极175a之间。
第二控制电极124b、第二输入电极173b、和第二输出电极175b以及半导体岛154b形成用于扫描驱动器400的TFT。该TFT具有在半导体岛154b的多晶部分B中形成的通道,半导体岛154b设置在第二输入电极173b和第二输出电极175b之间。
由于TFT的通道在多晶部分A和B(其具有高的电子移动性)中形成,所以提高了TFT的驱动速度。另外,在半导体条和岛151和154b或欧姆接触161中没有轻掺杂区,其在传统多晶硅TFT中通常需要以减少泄漏电流、163b、165a以及165b。因此,该TFT的结构更简单。
数据导体171、173b、175a以及175b具有三层状结构,该结构包括下膜171p、173bp、175ap以及175bp;中膜171q、173bq、175aq以及175bq;以及上膜171r、173br、175ar和175br。下膜171p、173bp、175ap和175bp可用难熔金属如Cr、Mo、Ta、Ti或其合金制成,中膜171q、173bq、175aq以及175bq可用低电阻金属如含Al金属、含Au金属、以及含Ni金属制成,而上膜171r、173br、175ar以及175br可用难熔金属或其合金制成,并且其具有与ITO或IZO的良好接触特性。三层结构的实例为下Mo(合金)膜、中间Al(合金)膜、以及上Mo(合金)层。
数据导体171、173b、175a以及175b可具有双层状结构,该结构包括难熔金属下膜(未示出)和含Al金属、含Au金属、或含Ni金属的低电阻上膜(未示出)。另外,数据导体171、173b、175a以及175b可具有单层结构,该结构优选用含Al金属、含Au金属、或含Ni金属制成。然而,数据导体171、173b、175a以及175b可用各种金属或导体制成。
在图2和3中,对于第一输入电极173a,其下膜、中膜以及上膜分别用另外的字符p、q和r表示。
容纳在半导体条151和岛154b中的导体可以为数据导体171、173b、175a以及175b的材料中的一种。
数据导体171、173b、175a以及175b具有斜边轮廓,并且其倾角在约30~80度的范围内。
欧姆接触161、163b、165a以及165只被插入在下面半导体条和岛151和154b与在其上的上面数据导体171、173b、175a以及175b之间,减少其间的接触电阻。尽管半导体条151在大多数地方比数据线171更窄,但是如上所述,半导体条151的宽度在接近扫描线121和存储电极线131的地方变大,以平滑表面轮廓,从而防止数据线171断开。半导体条和岛151和154b包括一些暴露的部分,其未被数据导体171、173b、175a以及175b所覆盖,如位于输入电极173a和173a与输出电极175a和175b之间的部分。
钝化层180形成在数据导体171、173b、175a和175b以及半导体条和岛151和154b的暴露部分上。钝化层180可用无机或有机绝缘体制成,并且其可具有平的顶面。无机绝缘体的实例包括氮化硅和氧化硅。有机绝缘体可具有光敏性并且介电常数低于约4.0。钝化层180可包括无机绝缘体下膜和有机绝缘体上膜,使得其具有有机绝缘体的优异绝缘特性,同时防止半导体条和岛151和154b的暴露部分免受有机绝缘体的损害。
钝化层180具有多个暴露第一输出电极175a的接触孔185。钝化层180和栅极绝缘层140具有多个接触孔183和多个接触孔184,其中接触孔183暴露靠近第二存储电极133b的固定端部的部分存储电极线131,接触孔184暴露第二存储电极133b自由端部的线性分支。
多个像素电极191和多个跨接线(overpass)84形成在钝化层180上。它们可用诸如ITO或IZO的透明导体或诸如Ag、Al、Cr、或其合金的反射导体制成。
像素电极191通过接触孔185物理和电连接至第一输出电极175a,以便使像素电极191接收来自第一输出电极175a的数据电压。由数据电压供电的像素电极191与由公共电压Vcom供电的上面板200的公共电极270共同产生电场,其决定设置在该两个电极之间的液晶层3的液晶分子的取向。液晶分子的取向决定穿过液晶层3的光的偏振。像素电极191和公共电极270形成液晶电容器,其在TFT关闭后存储施加的电压。
像素电极191和连接至其上的漏极175交迭覆盖在包括存储电极133a和133b的存储电极线131上,以形成存储电容器,这提高了液晶电容器的电压存储能力。
跨接线84横跨扫描线121,并且它们分别通过接触孔183和184连接至存储电极线131的暴露部分和第二存储电极133b自由端部的暴露线性分支,接触孔183和184关于扫描线121彼此相对设置。包括存储电极133a和133b的存储电极线131以及跨接线84可被用来修补扫描线121、数据线171、或TFT中的缺陷。
下面将参照图7-22以及图3-6描述根据本发明具体实施方式
的图3-6所示的TFT阵列面板的制造方法。
图7和图9为根据本发明具体实施方式
,图3-6所示TFT阵列面板的在其制造方法的第一步骤中的布局图;而图8和图10分别为根据本发明具体实施方式
的图7和图9所示TFT阵列面板沿线VIII-VIII和X-X的剖视图。图11和图13为图3-6所示的TFT阵列面板在图7-10所示步骤之后的步骤中的布局图;而图12和图14分别为图11和图13所示的TFT阵列面板沿线XII-XII和XIV-XIV的剖视图。图15和17为图3-6所示的TFT阵列面板在图11-14所示步骤之后的步骤中的布局图;而图16和图18分别为图15和图17所示的TFT阵列面板沿线XVI-XVI和XVIII-XVIII的剖视图。图19和21为图3-6所示的TFT阵列面板在图15-18所示步骤之后的步骤中的布局图;而图20和图22分别为图19和图21所示的TFT阵列面板沿线XX-XX和XXII-XXII的剖视图。
参照图7-10,金属层被沉积在绝缘基板110上并被图样化(patterned),以形成多个包括第一控制电极124a的扫描线121、多个包括存储电极133a和133b的存储电极线131、以及多个第二控制电极124b。
然后,通过等离子体增强化学气相淀积顺序沉积栅极绝缘层140、本征a-Si层150、以及非本征a-Si层160。
参照图11-14,利用光刻和蚀刻将非本征a-Si层160和本征a-Si层150图样化,以形成多个非本征半导体条和岛164a和164b、以及多个(本征)半导体条和岛151和154b。每个半导体条151包括多个突出部154a。
接着,通过溅射等沉积数据金属层170。金属层170包括下膜170p,其优选用含Mo金属制成;中膜170q,其优选用含Al金属制成;以及上膜170r,其优选用含Mo金属制成。
参照图15-18,将光刻胶40形成在数据金属层170上,并且接着利用光刻胶蚀刻掩模40通过光刻和湿蚀刻将金属层170图样化,以形成多个数据导体,该数据导体包括多个数据线171(其包括第一输入电极173a)、多个第二输入电极173b、以及多个第一和第二输出电极175a和175b。在图16和18中,对于每个数据导体171、173a、173b、175a以及175b,其下膜、中膜、以及上膜分别用另外的字符p、q、r表示。
然后,将非本征半导体条和岛164a和164b的暴露部分(其未被数据导体171、173b、175a以及175b所覆盖)除去,以完成多个欧姆接触条161并暴露本征半导体条和岛151和154b的部分,其中欧姆接触条161包括突出部163a和多个欧姆接触岛163b、165a和165b。
接着,利用光刻胶去膜剂将光刻胶40除去,其中光刻胶去膜剂包括二乙二醇丁醚(或二乙二醇单丁醚)、二乙二醇单乙醚、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、以及单异丙醇胺。在上面列出的物质中,二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、以及单异丙醇胺溶解中膜171q、173bq、175aq以及175bq中的Al,并且该溶解的Al流到半导体条和岛151和154b暴露部分的表面上而形成薄膜。Al薄膜的厚度可等于或大于约1纳米。
在约130~400℃进行退火引起半导体条和岛151和154b的暴露部分从其表面被结晶,这是由于在半导体条和岛151和154b的暴露部分上的Al薄膜充当结晶的晶种。在多晶化(polycrystallization)后,Al可保留在半导体条和岛151和154b中。
参照图19-22,光敏性有机钝化层180被形成并通过光刻加以图样化,以形成多个接触孔185以及多个接触孔183和184侧壁的上部。然后,蚀刻栅极绝缘层140,以完成接触孔183和184。
最后,利用溅射和图样化ITO等的透明导电层,如图3-6所示,形成多个像素电极191和多个跨接线84。
如上所述,由于在结晶中不需要激光束并且不需要用于形成诸如轻掺杂区的杂质区的杂质注入步骤,所以简化了该方法步骤。
数据导体171、173b、175a以及175b可包含任何可溶入光刻胶去膜剂中并能用作结晶晶种的导电材料。
下面将参照图23、24和25详细描述图2A所示的TFT阵列面板的另一实施例。
图23为根据本发明另一个具体实施方式
的TFT阵列面板的布局图;而图24和图25分别为图23所示的TFT阵列面板沿线XXIV-XXIV和XXV-XXV的剖视图。
根据该具体实施方式
的TFT阵列面板既不包括扫描驱动器也不包括数据驱动器,因此其不包括图5和6所示的TFT。除此之外,根据该具体实施方式
的TFT阵列面板的层状结构几乎与图3和4所示的结构相同。
也就是说,在基板110上设置了多个包括扫描线121和存储电极线131的栅极导体。每个扫描线121包括控制电极124,而每个存储电极线131包括第一和第二存储电极133a和133b。
栅极绝缘层140设置在栅极导体121和131以及基板110上。
多个包括突出部154的半导体条151设置在栅极绝缘层140上,并且每个半导体条151包括多个多晶部分A和其它非晶部分。
多个包括突出部163的欧姆接触条161和多个欧姆接触岛165设置在半导体条151上。
多个包括多个数据线171和多个输出电极175的数据导体形成在欧姆接触161和165上。每个数据线171包括多个输入电极173,并且数据导体171和175覆盖半导体条151的非晶部分但不覆盖多晶部分。
钝化层180形成在数据导体171和175、半导体岛154的多晶部分A、以及栅极绝缘层140上。多个接触孔183、184和185设置在钝化层180和栅极绝缘层140上。
多个像素电极191和多个跨接线84形成在钝化层180上。
不同于图3和4所示的TFT阵列面板,除了暴露于数据导体171和175外的多晶部分A之外,半导体条151具有几乎与数据导体171和175以及在下面的欧姆接触161和165相同的平面形状。
每个扫描线121包括具有用于接触扫描驱动器40的较大面积的端部129,并且每个数据线171包括具有用于接触数据驱动器500的较大面积的端部179。多个暴露扫描线121的端部129的接触孔181形成在栅极绝缘层140和钝化层180中,并且多个暴露数据线171的端部179的接触孔182形成在钝化层180中。
多个通过接触孔181连接至扫描线121的端部129的接触辅助件81和多个通过接触孔182连接至数据线171的端部179的接触辅助件82形成在钝化层180上。接触辅助件81和82保护端部129和179,并且增强端部129和179与驱动器400和500的端子之间的粘合力。
图3和4所示的TFT阵列面板的许多上述特性可应用于图23-25所示的TFT阵列面板。
下面将参照图26-38以及图23-25描述根据本发明具体实施方式
的图23-25所示的TFT阵列面板的制造方法。
图26为根据本发明具体实施方式
的图23-25所示TFT阵列面板在其制造方法的第一步骤中的布局图;图27和图28分别为图26所示的TFT阵列面板沿线XXVII-XXVII和XXVIII-XXVIII的剖视图;图29和图30分别为图26所示的TFT阵列面板沿线XXVII-XXVII和XXVIII-XXVIII的在图27和图28所示的步骤之后的步骤的剖视图;而图31和图32分别为图26所示的TFT阵列面板沿线XXVII-XXVII和XXVIII-XXVIII的在图29和图30所示的步骤之后的步骤的剖视图。图33为图23-25所示的TFT阵列面板在图26-32所示的步骤之后的步骤的布局图;而图34和图35分别为图33所示的TFT阵列面板沿线XXXIV-XXXIV和XXXV-XXXV的剖视图。图36为图23-25所示的TFT阵列面板在图33-35所示的步骤之后的步骤中的布局图;而图37和图38分别为图36所示的TFT阵列面板沿线XXXVII-XXXVII和XXXVIII-XXXVIII的剖视图。
参照图26-28,将金属层沉积在绝缘基板110上并通过光刻和蚀刻加以图样化,以形成多个包括控制电极124和端部129的扫描线121以及多个包括存储电极133a和133b的存储电极线131。
然后,顺序沉积栅极绝缘层140、本征非晶(a-Si)硅层150、非本征非晶硅层160、以及数据金属层170。金属层170包括下膜170p,优选用Mo制成;中膜170q,优选用Al制成;以及上膜170r,优选用Mo制成。
参照图29和30,将光刻胶膜涂覆在数据金属层170上并进行曝光以及用光掩模(未示出)显影,以形成具有位置依赖性厚度的光刻胶50。具体地说,光刻胶50包括多个第一部分52,其设置在导线区WA上;以及多个第二部分54,其比第一部分52薄并被设置在通道区CA上。在其它区域EA上没有光刻胶。
为了描述方便,将在导线区WA、通道区、以及剩余区EA上的数据金属层170的部分、非本征a-Si层160、以及本征a-Si层150分别称作第一部分、第二部分、以及第三部分。
光刻胶的位置依赖性厚度可通过若干技术,例如,通过在用于形成光刻胶的光掩模上提供半透明区以及透光透明区和遮光不透明区而获得。半透明区可具有狭缝型图案、栅格型图案、具有中等透射率或中等厚度的薄膜。当使用狭缝型图案时,优选狭缝的宽度或狭缝之间的距离小于用于光刻的曝光器的分辨率。另一实施例是利用可回流(reflowable)光刻胶。具体地说,一旦用可回流材料制成的光刻胶图案通过利用只具有透明区和不透明区的普通光掩模形成,则进行回流过程,以流到没有光刻胶的区域上,从而形成薄的部分。
参照图31和32,设置在导线区WA上的数据金属层170的第三部分通过利用光刻胶50作为蚀刻掩模进行湿蚀刻而被除去,以形成多个数据金属件174。在图31和32中,对于数据金属件174,其下膜、中膜、以及上膜分别用另外的字符p、q以及r分别表示。
然后,将在导线区WA上的非本征a-Si层160和本征a-Si层150的第三部分通过干蚀刻加以除去,以形成多个非本征半导体条164和多个包括突出部154的(本征)半导体条151。
接着,将设置在通道区CA上的光刻胶50的第二部分54通过回蚀刻工艺(etch back process)除去。此时,光刻胶50的第一部分52可变薄。
参照图33-35,对数据金属件174通过利用光刻胶50的第一部分52进行湿蚀刻,以除去数据金属件174的第二部分,以便使每个数据金属件174被分割成多个输出电极175以及包括输入电极173和端部179的数据线171,并且同时,暴露在通道区CA上的非本征半导体条164的第二部分。在图34和35中,对于数据线171及其端部179、输入电极173、输出电极175,其下膜、中膜、以及上膜分别用另外的字符p、q以及r表示。
非本征半导体条164的第二部分通过干蚀刻加以除去,使得每个非本征半导体条164被分割成多个欧姆接触岛165和包括突出部163的欧姆接触条161,并且同时,暴露在通道区CA上的本征半导体条151的第二部分。
接着,将光刻胶50的第一部分52用光刻胶去膜剂加以除去,其中光刻胶去膜剂包括二乙二醇丁醚(或二乙二醇单丁醚)、二乙二醇单乙醚、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、以及单异丙醇胺。在上面列出的物质中,二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、以及单异丙醇胺溶解中膜171q和175q中的Al,并且该溶解的Al流到半导体条151暴露的第二部分的表面上而形成薄膜。Al薄膜的厚度可等于或大于约1纳米。
如参照图15-18所述,在约130-400℃进行退火引起半导体条151的第二部分被结晶。
参照图36-38,钝化层180以及栅极绝缘层140被沉积并图样化,以形成多个接触孔181、182、183、184以及185。
最后,如图23-25所示,通过溅射和图样化ITO或IZO的透明导电层而形成多个像素电极191、多个跨接线84、以及多个接触辅助件81和82。
因此,与图7-22所示相比,通过省去光刻步骤而简化了制造过程。
图7-22所示的制造方法的许多上述特性可应用于图26-38所示的制造方法。
参照图39、40以及41以及图1和2B,将详细描述图2B所示的OLED显示器的面板单元的示例性详细结构。
图39为根据本发明具体实施方式
的用于OLED显示器的面板单元的布局图;而图3和图4分别为图39所示的面板单元沿线XL-XL和XLI-XLI的剖视图。
在诸如透明玻璃或塑料的基板110上形成了多个栅极导体,其包括多个扫描线121(包括第一控制电极124a)和多个第二控制电极124b。
用于传送扫描信号的扫描线121基本横向延伸。每个扫描线121进一步包括用于接触另一层或外部驱动电路的具有较大面积的端部129,并且第一控制电极124a从扫描线121向上突出。扫描线121可延伸以直接连接至扫描驱动器400,其可被整合到基板110上。
每个第二控制电极124b与扫描线121隔开,并且其包括从第二控制电极124b向下延伸、转向右、并向上延伸的存储电极127。
栅极导体121和124b可用含Al金属、含Ag金属、含Cu金属、含Mo金属、Cr、Ta、Ti等制成。栅极导体121和124b可具有包括具有不同物理特性的两个膜的多层结构。该两个膜中的一个可用低电阻金属(包括含Al金属、含Ag金属、以及含Cu金属)制成用于减少信号延迟或压降。另一个膜可用诸如含Mo金属、Cr、Ta、或Ti的材料制成,其具有与其它诸如ITO或IZO的材料的良好的物理、化学、以及电接触特性。组合的较好实施例为下Cr膜和上Al(合金)膜以及下Al(合金)膜和上Mo(合金)膜。然而,栅极导体121和124b可用其它各种金属或导体制成。
栅极导体121和124b的侧边相对于基板110的表面倾斜,并且其倾角在约30~80度的范围内。
可用氮化硅或氧化硅制成的栅极绝缘层140在栅极导体121和124b上形成。
多个第一和第二半导体岛154a和154b形成在栅极绝缘层140上。第一和第二半导体岛154a和154b分别设置在第一和第二控制电极124a和124b上。除了在图40中用标记字符A表示的部分和在图41中用标记字符B表示的部分之外,半导体岛154a和154b可用氢化a-Si制成,并且A和B部分可用多晶硅制成。
多个成对的第一欧姆接触岛163a和165a以及多个成对的第二欧姆接触岛163b和165b分别形成在第一和第二半导体岛154a和154b上。欧姆接触163a、163b、165a以及165b可用硅化物或由诸如磷的n型杂质重掺杂的n+氢化a-Si制成。第一欧姆接触163a和165a成对位于第一半导体岛154a上,而第二欧姆接触163b和165b成对位于第二半导体岛154b上。
在欧姆接触163a、163b、165a和165b以及栅极绝缘层140上形成多个数据导体,其包括多个数据线171、多个驱动电压线172、以及多个第一和第二输出电极175a和175b。
用于传送数据信号的数据线171基本沿纵向延伸并相交于扫描线121。每个数据线171包括多个第一输入电极173a,其朝向第一控制电极124a延伸;以及具有用于接触另一层或外部驱动电路的较大面积的端部179。数据线171可延伸以直接连接至数据驱动器500,其可整合到基板110上。
用于传送驱动电压的驱动电压线172基本纵向延伸并相交于扫描线121。每个驱动电压线172包括多个第二输入电极173b,其朝向第二控制电极124b延伸。驱动电压线覆盖在存储电极127上并且它们可相互连接。
第一和第二输出电极175a和175b彼此分开并与数据线171和驱动电压线172分开。每对第一输入电极173a和第一输出电极175a相对于第一控制电极124a彼此相对设置,并且每对第二输入电极173b和第二输出电极175b相对于第二控制电极124b彼此相对设置。
数据导体171、172、175a和175b具有三层结构,包括下膜171p、172p、175ap以及175bp;中膜171q、172q、175aq和175bq;以及上膜171r、172r、175ar和175br。下膜171p、172p、175ap和175bp可用难熔金属如Cr、MO、Ta、Ti、或其合金制成,中膜171q、172q、175aq和175bq可用低电阻金属如含Al金属、含Au金属、以及含Ni金属制成,而上膜171r、172r、175ar和175br可用难熔金属或其合金制成,其具有与ITO或IZO的良好接触特性。三层结构的实施例为下Mo(合金)膜、中Al(合金)膜以及上Mo(合金)层。
在图40和41中,对于数据线171的端部179以及第一和第二输入电极173a和173b,其下膜、中膜以及上膜分别用p、q以及r表示。
与栅极导体121和124b相同,数据导体171、172、175a和175b具有倾斜边轮廓,并且其倾角在约30~80度的范围内。
欧姆接触163a、163b、165a和165b只插入在下面的半导体到154a和154b与在上面的数据导体171、172、175a和175b之间,降低其间的接触电阻。半导体岛154a和154b包括多个暴露部分,其未被数据导体171、172、175a和175b所覆盖,如设置在输入电极173a和173b与输出电极175a和175b之间的部分。
钝化层180形成在数据导体171、172、175a和175b以及半导体岛154a和154b的暴露部分上。钝化层180可用无机或有机绝缘体制成并且其可具有平的顶面。无机绝缘体的实例包括氮化硅和氧化硅。有机绝缘体可具有光敏性和低于约4.0的介电常数。钝化层180可包括无机绝缘体下膜和有机绝缘体上膜,使得其具有有机绝缘体的优异绝缘特性,同时防止半导体岛154a和154b的暴露部分免受有机绝缘体的损伤。
钝化层180具有多个接触孔182、185a和185b,用于分别暴露数据线171的端部179、第一输出电极175a、以及第二输出电极175b,并且钝化层180和栅极绝缘层140具有多个接触孔181和184,分别用于暴露扫描线121的端部129和第二控制电极124b。
多个像素电极191、多个连接件85、以及多个接触辅助件81和82形成在钝化层180上,并且可用诸0如ITO或IZO的透明导体、或用诸如Al、Ag、或其合金的反射导体制成。
像素电极191通过接触孔185b连接至第二输出电极175b而连接件85分别通过接触孔184和185b连接至第二控制电极124b和第一输出电极175a。
接触辅助件81和82分别通过接触孔181和182连接至扫描线121的端部129以及数据线171的端部179。接触辅助件81和82保护端部129和179,并增强端部129和179与外部装置之间的粘合力。
隔板(partition)361形成在钝化层180。隔板361象堤一样环绕像素电极191,以限定开口365。隔板361可用有机或无机绝缘材料制成并且可用含有黑色颜料的光敏材料制成以便使黑色隔板361可用作遮光件,简化隔板的形成。
多个发光件370形成在像素电极191上并局限在由隔板361限定的开口365中。每个发光件370可用唯一发出诸如红、绿以及蓝色光的基色光中的一种的有机材料制成。OLED显示器通过空间地加入单色性基色光(发自发光件370)而显示图像。然而,发光件370可发出白光并且多个滤色片(未示出)可提供在发光件370上或方下。
每个发光件370可具有多层结构,其包括用于发光的发光层(未示出)和用于改善发光层的发光效率的辅助层(未示出)。辅助层可包括用于改善电子和空穴平衡的电子传输层(未示出)和空穴传输层(未示出);以及用于改善电子和空穴的注入的空穴和电子注入层(未示出)和空穴注入层(未示出)。
公共电极270形成在发光件和隔板361上。公共电极270被供以公共电压Vcom,并且可用诸如Ca、Ba、Mg、Al、Ag等的反射金属,或诸如ITO或IZO的透明材料制成。
在上述的OLED显示器中,连接至扫描线121的第一控制电极124a、连接至数据线171的第一输入电极153a、以及第一输出电极155a连同第一半导体岛154a形成开关TFT Qs,其具有在第一半导体岛154a中形成的通道,第一半导体岛154a设置在第一源电极173a和第一漏极175a之间。
同样,连接至第一输出电极155a的第二控制电极124b、连接至驱动电压线172的第二输入电极153b、以及连接至像素电极191的第二输出电极155b连同第二半导体岛154b形成驱动TFT Qd,其具有在第二半导体岛154b中形成的通道,第二半导体岛154b设置在第二源电极173b和第二漏极175b之间。
像素电极191、发光件370、以及公共电极270形成OLED LD,其具有作为阳极的像素电极191以及作为阴极的公共电极270,或相反也可以。
存储电极127和驱动电压线172的叠置部分形成存储电容器Cst。
OLED显示器发出朝向基板110顶或底部的光,以显示图像。朝向基板110顶部的发光的顶部发光OLED显示器采用不透明像素电极191和透明公共电极270的组合,而朝向基板110底部发光的底发光OLED显示器采用透明像素电极191和不透明公共电极270的组合。
下面将参照图42-53以及图39-41描述根据本发明具体实施方式
用于图39-41所示的OLED显示器的面板单元的制造方法。
图42为根据本发明具体实施方式
,在图39-41所示的用于OLED显示的面板单元的制造方法的第一步骤中,该面板单元的布局图;而图43和图44分别为图42所示的面板单元沿线XLIII-XLIII和XLIV-XLIV的剖视图。图45为图39-41所示的面板单元在图42-44所示的步骤之后的步骤的布局图;而图46和图47分别为图45所示的面板单元沿线XLVI-XLVI和XLVII-XLVII的剖视图。图48为图39-41所示的面板单元在图45-47所示的步骤之后的步骤的布局图;而图49和图50分别为图48所示的面板单元沿线XLIX-XLIX和L-L的剖视图。图51为图39-41所示的面板单元在图15-18所示的步骤之后的步骤的布局图;以及而图52和图53分别为图51所示的面板单元沿线LII-LII和LIII-LIII的剖视图。
参照图42-44,金属层被沉积在绝缘基板110上并被图样化,以形成多个包括第一控制电极124a和端部129的扫描线121以及多个第二控制电极124b。
参照图45-47,将栅极绝缘层140、本征a-Si层、以及非本征a-Si层通过等离子体增强化学汽相沉积法等依次加以沉积,并且非本征a-Si层和本征a-Si层通过光刻和蚀刻加以图样化,以形成多个非本征半导体岛164a和164b以及多个(本征)半导体岛154a和154b。
接着,数据金属层170通过溅射等加以沉积。金属层170包括下膜170p,优选用含Mo金属制成;中膜170q,优选用含Al金属制成;以及上膜170r,优选用含Mo金属制成。
参照图48-50,光刻胶(未示出)形成在数据金属层170上,然后金属层170通过光刻加以图样化并利用光刻胶蚀刻掩模进行湿蚀刻,以形成多个数据导体,其包括多个包括第一输入电极173a和端部179的数据线171;多个包括第二输入电极173b的驱动电压线172;以及多个第一和第二输出电极175a和175b。在图49和50中,对于每个数据导体171、172、173a、173b、175a、175b以及179,其下膜、中膜以及上膜分别用另外的字符p、q以及r表示。
然后,非本征半导体岛164a和164b的暴露部分(其未被数据导体171、172、175a和175b所覆盖)被除去,以完成多个欧姆接触岛163a、163b、165a和165b并暴露本征半导体岛154a和154b的A和B部分。
接着,将光刻胶用光刻胶去膜剂加以除去。其中光刻胶去膜剂包括二乙二醇丁醚(或二乙二醇单丁醚)、二乙二醇单乙醚、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、以及单异丙醇胺。在上面列出的物质中,二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、以及单异丙醇胺溶解中膜171q、173bq、175aq以及175bq中的Al,并且该溶解的Al流到半导体岛154a和154b暴露部分A和B的表面上而形成薄膜。Al薄膜的厚度可等于或大于约1纳米。
在约130~400℃进行退火引起半导体岛154a和154b的暴露部分A和B从其表面被结晶,这是由于在半导体岛154a和154b的暴露部分A和B上的Al薄膜充当结晶的晶种。
参照图51-53,通过光刻将光敏性有机钝化层180形成并图样化,以形成多个接触孔182、185a和185b以及多个接触孔181和184侧壁的上部。然后,将栅极绝缘层140加以蚀刻,以完成接触孔181和184。
接着,通过溅射和图样化ITO等的透明导电层而形成多个像素电极191、多个连接件85、以及多个接触辅助件81和82。
最后,如图39-41所示,顺序形成具有多个开口365的隔板361、多个有机发光件370、以及公共电极270。
尽管上文详细描述了本发明的优选具体实施方式
,但是应清楚地理解,对于本发明技术领域的技术人员来说,基于本文教导的发明构思作出许多改变和/或更改也将落入本发明的精神和范围内。
权利要求
1.一种薄膜晶体管,包括基板;设置在所述基板上的控制电极;设置在所述控制电极上的栅极绝缘层;设置在所述栅极绝缘层上的半导体件,重叠覆盖在所述控制电极上,并且包括非晶硅的第一部分和多晶硅的第二部分;接触所述半导体件的输入电极;以及接触所述半导体件的输出电极。
2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管,其中,所述半导体件的所述第二部分在所述输入电极和所述输出电极之间延伸。
3.根据权利要求2所述的薄膜晶体管,进一步包括多个插入在所述输入电极和所述半导体件之间以及所述输出电极和所述半导体件之间的欧姆接触,并且包含掺杂有杂质的非晶硅。
4.根据权利要求1所述的薄膜晶体管,其中,所述半导体件的所述第二部分包含足够低含量的导电成分。
5.根据权利要求4所述的薄膜晶体管,其中,在所述半导体件的所述第二部分中的所述导电成分包含Al、Ni、或Au。
6.根据权利要求4所述的薄膜晶体管,其中,所述输入电极和所述输出电极中的每一个包括在所述半导体件的第二部分中的所述导电成分。
7.根据权利要求1所述的薄膜晶体管,其中,所述输入电极和所述输出电极中的每一个包括第一金属膜,所述第一金属膜包含Al、Ni、或Au。
8.根据权利要求7所述的薄膜晶体管,其中,所述输入电极和所述输出电极中的每一个进一步包括设置在所述第一金属膜下的第二金属膜。
9.根据权利要求8所述的薄膜晶体管,其中,所述输入电极和所述输出电极中的每一个进一步包括设置所述第一金属膜上的第三金属膜。
10.根据权利要求9所述的薄膜晶体管,其中,所述第二和第三金属膜包含Mo、Cr、Ta、Ti、及其合金中的至少一种。
11.一种显示板,包括基板;扫描线,其设置在所述基板上并且包括第一控制电极;设置在所述扫描线上的栅极绝缘层;第一半导体件,其设置在所述栅极绝缘层上并且包括非晶硅的第一部分和多晶硅的第二部分;接触所述第一半导体件的数据线;第一输出电极,其与所述数据线分开并且接触所述第一半导体件;设置在所述第一半导体件上的钝化层;以及设置在所述钝化层上的像素电极。
12.根据权利要求11所述的显示板,其中,所述第一半导体件的所述第二部分在所述数据线和所述第一输出电极之间延伸。
13.根据权利要求12所述的显示板,进一步包括多个欧姆接触,所述欧姆接触插入所述数据线和所述第一半导体件之间以及所述第一输出电极和所述第一半导体件之间,并且包含掺杂有杂质的非晶硅。
14.根据权利要求13所述的显示板,其中,所述数据线和所述第一输出电极中的每一个包括第一金属膜,所述第一金属膜包含Al、Ni、或Au。
15.根据权利要求14所述的显示板,其中,所述数据线和所述第一输出电极中的每一个进一步包括设置在所述第一金属膜下的第二金属膜。
16.根据权利要求15所述的显示板,其中,所述数据线和所述第一输出电极中的每一个进一步包括设置在所述第一金属膜上的第三金属膜。
17.根据权利要求16所述的显示板,其中,所述第二和第三金属膜包含Mo、Cr、Ta、Ti、及其合金中的至少一种。
18.根据权利要求11所述的显示板,其中,所述第一半导体件的所述第一部分具有与所述数据线和所述第一输出电极基本相同的形状。
19.根据权利要求11所述的显示板,其中,所述第一输出电极连接至所述像素电极。
20.根据权利要求11所述的显示板,进一步包括设置在所述基板上的第二控制电极;设置在所述栅极绝缘层上的第二半导体件,重叠覆盖在所述第二控制电极上,并且包括非晶硅的第一部分和多晶硅的第二部分;接触所述第二半导体件的驱动电压线;接触所述第二半导体件并连接至所述像素电极的第二输出电极;以及设置在所述像素电极上的有机发光件。
21.根据权利要求20所述的显示板,其中,所述第一输出电极和所述第二控制电极彼此电连接。
22.一种制造薄膜晶体管的方法,所述方法包括在基板上形成控制电极;在所述控制电极上形成栅极绝缘层;在所述栅极绝缘层上顺序地形成本征半导体件和非本征半导体件;在所述非本征半导体件和所述栅极绝缘层上沉积导电层;在所述导电层上形成光刻胶;通过利用所述光刻胶作为蚀刻掩模而蚀刻所述导电层和所述非本征半导体件,以形成输入电极、输出电极、以及欧姆接触,以及暴露所述本征半导体件的部分;用去膜剂除去所述光刻胶,以在所述半导体件的暴露部分上形成金属薄膜;以及对所述基板进行退火,以使所述半导体件的暴露部分结晶。
23.根据权利要求22所述的方法,其中,所述导电层包含可溶入用于所述光刻胶的所述去膜剂中的材料。
24.根据权利要求23所述的方法,其中,所述金属薄膜通过沉积由所述去膜剂从所述导电层溶解的材料而形成。
25.根据权利要求22所述的方法,其中,所述导电层包含可用作所述结晶的晶种的物质。
26.根据权利要求22所述的方法,其中,所述结晶包括用所述金属薄膜的晶种而金属引发的结晶。
27.根据权利要求22所述的方法,其中,所述退火在约130~400℃进行。
28.根据权利要求22所述的方法,其中,所述导电层包括第一金属膜,所述第一金属膜包含Al、Ni、或Au。
29.根据权利要求28所述的方法,其中,所述导电层进一步包括设置在所述第一金属膜下的第二金属膜;以及设置在所述第一金属膜上的第三金属膜。
30.根据权利要求29所述的方法,其中,所述第二和第三金属膜包含Mo、Cr、Ta、Ti及其合金中的至少一种。
31.根据权利要求22所述的方法,其中,所述去膜剂包括二乙二醇丁醚(或二乙二醇单丁醚)、二乙二醇单乙醚、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、以及单异丙醇胺。
全文摘要
本发明涉及薄膜晶体管,其包括基板;设置在该基板上的控制电极;设置在该控制电极上的栅极绝缘层;设置在该栅极绝缘层上的半导体件,其覆盖在所述控制电极上,并且包括第一部分非晶硅和第二部分多晶硅;接触该半导体件的输入电极;以及接触所述半导体件的输出电极。
文档编号H01L27/12GK1956224SQ200610149848
公开日2007年5月2日 申请日期2006年10月27日 优先权日2005年10月28日
发明者李禹根, 周振豪 申请人:三星电子株式会社
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