[發(fā)明專利]包括薄膜晶體管的陣列基板及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910142646.2
• 申請(qǐng)日: 2009-06-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101740499A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盧炯求;安炳喆;崔熙東;徐誠(chéng)模;李晙珉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 樂(lè)金顯示有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/82
• 分類號(hào): H01L21/82;H01L21/768;H01L21/268;H01L21/263;H01L27/02
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝

本申請(qǐng)要求2008年11月7日提交的韓國(guó)專利申請(qǐng) No.10-2008-0110664的優(yōu)先權(quán)，此處以引證的方式并入其全部?jī)?nèi)容。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及用于顯示設(shè)備的陣列基板，且更具體而言，涉及包括具 有多晶硅溝道區(qū)域的薄膜晶體管的陣列基板及該陣列基板的制造方法。

背景技術(shù)

隨著信息時(shí)代不斷發(fā)展，具有輕重量、薄外形和低功耗的平板顯示 (FPD)設(shè)備已經(jīng)取代了陰極射線管(CRT)設(shè)備。液晶顯示(LCD)設(shè) 備、等離子體顯示板(PDP)設(shè)備、場(chǎng)致發(fā)射顯示(FED)設(shè)備以及電致 發(fā)光顯示(ELD)設(shè)備是FPD設(shè)備的示例。因?yàn)榘ū∧ぞw管作為對(duì) 各個(gè)像素的施加電壓進(jìn)行控制的開(kāi)關(guān)元件的LCD設(shè)備(被稱為有源矩陣 LCD(AM-LCD)設(shè)備)具有高分辨率和顯示運(yùn)動(dòng)圖像的良好特性，所 以AM-LCD設(shè)備已經(jīng)被廣為使用。

另外，使用有機(jī)發(fā)光材料的ELD設(shè)備(被稱為有機(jī)電致發(fā)光顯示 (OELD)設(shè)備)以相對(duì)較高亮度和低驅(qū)動(dòng)電壓來(lái)顯示圖像。因?yàn)镺ELD 設(shè)備為發(fā)射型(emissive?type)，所以O(shè)ELD設(shè)備由于超薄外形而具有較佳 的對(duì)比度。另外，因?yàn)樗鼈兙哂袃H為幾個(gè)微秒的短響應(yīng)時(shí)間，所以它們 能夠容易地顯示運(yùn)動(dòng)圖像。而且。OELD設(shè)備在視角方面沒(méi)有限制且即 使在相對(duì)較低溫度下也能穩(wěn)定工作。再者，因?yàn)镺ELD設(shè)備僅使用低電 壓工作，例如約5V至15V的DC(直流)，所以用于OELD設(shè)備的驅(qū)動(dòng) 電路可以便宜且容易地制造。因此，OELD設(shè)備已成為最近研究和開(kāi)發(fā) 的主題。

LCD設(shè)備和OELD設(shè)備各包括具有薄膜晶體管(TFT)作為對(duì)各個(gè) 像素的施加電壓進(jìn)行控制的開(kāi)關(guān)元件的陣列基板。因此，各個(gè)像素區(qū)域 中的TFT連接到選通線、數(shù)據(jù)線和像素電極以根據(jù)選通線的選通信號(hào)將 數(shù)據(jù)線的數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送到像素電極。

圖1是示出根據(jù)相關(guān)技術(shù)的用于陣列基板的具有非晶硅半導(dǎo)體層的 薄膜晶體管的截面圖。在圖1中，在像素區(qū)域P的晶體管區(qū)域TrA中在 基板9上形成柵極10且在該柵極10上形成柵絕緣層18。在柵極10上 方在柵絕緣層18上形成包括本征非晶硅的有源層20a和摻雜非晶硅的歐 姆接觸層20b的半導(dǎo)體層20。有源層20a的端部上的歐姆接觸層20b彼 此隔開(kāi)以露出有源層20a的中部。在歐姆接觸層20b上形成源極和漏極 26和28以露出有源層20a的中部。柵極10、柵絕緣層18、半導(dǎo)體層20、 源極26和漏極28構(gòu)成了薄膜晶體管(TFT)Tr。

鈍化層36形成在TFT?Tr上且具有露出漏極28的漏接觸孔30。像素 電極38形成在鈍化層36上且通過(guò)漏接觸孔30與漏極28相連。盡管在 圖1中未示出，在基板9的上方形成連接到柵極10的選通線和連接到源 極26的數(shù)據(jù)線。

在根據(jù)相關(guān)技術(shù)的陣列基板中，TFT?Tr的有源層20a包括非晶硅。 因?yàn)榉蔷Ч杈哂须S機(jī)的原子布置，當(dāng)光照射時(shí)或者當(dāng)施加電場(chǎng)時(shí)，非晶 硅具有準(zhǔn)靜態(tài)。因此，具有非晶硅的有源層20a的TFT在穩(wěn)定性方面具 有缺陷。另外，由于非晶硅的有源層20a的溝道區(qū)域中的載流子具有約 0.1cm²/Vsec至約1.0cm²/Vsec范圍內(nèi)的相對(duì)較低的遷移率，所以具有非 晶硅的有源層20a的TFT在用于驅(qū)動(dòng)電路的開(kāi)關(guān)元件的用途中具有缺陷。

為了解決非晶硅的上述問(wèn)題，已經(jīng)提議了具有多晶硅的有源層的 TFT以及通過(guò)使非晶硅結(jié)晶以形成多晶硅來(lái)制造該TFT的方法。例如， 有源層的非晶硅可以通過(guò)準(zhǔn)分子激光退火(ELA)工藝來(lái)結(jié)晶而變成多 晶硅。

圖2是根據(jù)相關(guān)技術(shù)的具有用于陣列基板的多晶硅的半導(dǎo)體層的薄 膜晶體管的截面圖。在圖2中，在基板51上形成緩沖層53且在該緩沖 層53上形成包括溝道區(qū)域55a、源區(qū)55b和漏區(qū)55c的半導(dǎo)體層55。溝 道區(qū)域55a包括本征多晶硅，并且在溝道區(qū)域55a兩側(cè)的源區(qū)和漏區(qū)55b 和55c包括摻雜多晶硅。例如，源區(qū)和漏區(qū)55b和55c可以摻雜有高濃 度的正雜質(zhì)(p+)或者高濃度的負(fù)雜質(zhì)(n+)。在半導(dǎo)體層55上形成柵絕 緣層58且在半導(dǎo)體層55上方在柵絕緣層58上形成柵極59。在柵極59 上形成層間絕緣層61。柵絕緣層58和層間絕緣層61包括分別露出源區(qū) 和漏區(qū)55b和55c的第一接觸孔63和第二接觸孔64。