[發(fā)明專利]形成多晶硅層的方法、薄膜晶體管、顯示裝置及制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010506428.5
• 申請(qǐng)日: 2010-10-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102064089A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李東炫;李基龍;徐晉旭;梁泰勛;馬克西姆·莉薩契克;樸炳建;李吉遠(yuǎn);鄭在琓
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三星移動(dòng)顯示器株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01L21/02
• 分類號(hào): H01L21/02;H01L29/786;H01L21/336;H01L27/32
• 代理公司: 北京銘碩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11286
• 代理人: 韓明星;金光軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的方面涉及形成多晶硅層的方法、具有該多晶硅層的薄膜晶體管、具有該薄膜晶體管的有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)顯示裝置以及制造薄膜晶體管和有機(jī)發(fā)光二極管顯示裝置的方法，更具體地講，涉及一種使用金屬催化劑使非晶硅層晶化的方法，該方法通過(guò)以線性圖案刻劃緩沖層、非晶硅層或覆蓋層來(lái)控制金屬硅化物，從而控制多晶硅層的晶體生長(zhǎng)。

背景技術(shù)

通常，用于薄膜晶體管(TFT)的半導(dǎo)體層的多晶硅層具有各種優(yōu)點(diǎn)，諸如強(qiáng)電場(chǎng)效應(yīng)的遷移率、適于高速運(yùn)行電路且實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)電路。使用這樣的多晶硅層的晶體管主要用于有源矩陣液晶顯示器(AMLCD)的有源器件以及有機(jī)發(fā)光二極管顯示裝置(OLED顯示裝置)的開(kāi)關(guān)器件和驅(qū)動(dòng)器件。

使非晶硅層晶化成多晶硅層的方法包括固相結(jié)晶(SPC)、準(zhǔn)分子激光結(jié)晶(ELC)、金屬誘導(dǎo)結(jié)晶(MIC)和金屬誘導(dǎo)橫向結(jié)晶(MILC)。目前，由于使用金屬使非晶硅層晶化的方法能夠使非晶硅層在比SPC更低的溫度下在更短的時(shí)間內(nèi)晶化，所以該方法一直被廣泛地研究。使用金屬的晶化法包括MIC、MILC和超晶粒硅(SGS)晶化。然而，在這些使用金屬催化劑的方法中，難以控制由參與形成晶粒的金屬硅化物形成的晶種，并且TFT的器件性能會(huì)因由金屬催化劑導(dǎo)致的污染而劣化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的方面提供了一種具有特性得到改善的半導(dǎo)體層的薄膜晶體管、具有該薄膜晶體管的OLED顯示裝置以及制造它們的方法，其中，在使用金屬催化劑的晶化過(guò)程中通過(guò)刻劃設(shè)置在金屬催化劑的下面區(qū)域中緩沖層、非晶硅層或覆蓋層來(lái)控制金屬硅化物的形成、控制多晶硅層的晶粒并減少存在于半導(dǎo)體層中的金屬催化劑的量。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種形成多晶硅層的方法，該方法包括以下步驟：提供基底；在基底上形成緩沖層；在緩沖層上形成非晶硅層；在非晶硅層中形成凹槽；在非晶硅層上形成覆蓋層；在覆蓋層上形成金屬催化劑層；對(duì)基底進(jìn)行退火并使非晶硅層晶化成具有鄰近于形成的凹槽的晶種區(qū)域的多晶硅層。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種薄膜晶體管以及制造該薄膜晶體管的方法，該薄膜晶體管包括：基底；緩沖層，設(shè)置在基底上；半導(dǎo)體層，設(shè)置在緩沖層上并在半導(dǎo)體層的上表面上具有凹槽；柵絕緣層，設(shè)置在基底的整個(gè)表面上；柵電極，在柵絕緣層的與半導(dǎo)體層對(duì)應(yīng)的部分上；源電極和漏電極，與柵電極絕緣并與半導(dǎo)體層連接。這里，凹槽形成在半導(dǎo)體層的上表面上，金屬硅化物設(shè)置在凹槽中。制造薄膜晶體管的方法包括以下步驟：提供基底；在基底上形成緩沖層；在緩沖層上形成非晶硅層；在非晶硅層中形成凹槽；在非晶硅層上形成覆蓋層；在覆蓋層上形成金屬催化劑層；對(duì)基底進(jìn)行退火并使非晶硅層晶化成具有鄰近于凹槽的晶種區(qū)域的多晶硅層；去除金屬催化劑層和覆蓋層；圖案化多晶硅層并形成半導(dǎo)體層；在基底的整個(gè)表面上形成柵絕緣層；在柵絕緣層的與半導(dǎo)體層對(duì)應(yīng)的部分上形成柵電極；形成與柵電極絕緣并與半導(dǎo)體層連接的源電極和漏電極。

根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種具有所述薄膜晶體管的OLED顯示裝置以及制造該OLED顯示裝置的方法。具有薄膜晶體管的OLED顯示裝置包括：基底；緩沖層，設(shè)置在基底上；半導(dǎo)體層，設(shè)置在緩沖層上并在半導(dǎo)體層的上表面上具有凹槽；柵絕緣層，設(shè)置在基底的整個(gè)表面上；柵電極，在柵絕緣層的與半導(dǎo)體層對(duì)應(yīng)的部分上；源電極和漏電極，與柵電極絕緣并與半導(dǎo)體層連接；絕緣層，設(shè)置在基底的整個(gè)表面上；第一電極、有源層和第二電極，第一電極電連接到源電極和漏電極中的一個(gè)，其中，金屬硅化物設(shè)置在凹槽中。制造該OLED顯示裝置的方法包括以下步驟：提供基底；在基底上形成緩沖層；在緩沖層上形成非晶硅層；在非晶硅層中形成凹槽；在非晶硅層上形成覆蓋層；在覆蓋層上形成金屬催化劑層；對(duì)基底進(jìn)行退火并使非晶硅層晶化成具有鄰近于凹槽的晶種區(qū)域的多晶硅層；去除金屬催化劑層和覆蓋層；圖案化多晶硅層并形成半導(dǎo)體層；在基底的整個(gè)表面上形成柵絕緣層；在柵絕緣層的與半導(dǎo)體層對(duì)應(yīng)的部分上形成柵電極；形成與柵電極絕緣并與半導(dǎo)體層連接的源電極和漏電極；形成第一電極、有機(jī)層和第二電極，第一電極與源電極和漏電極中的一個(gè)連接。

在下面的描述中將部分地闡述本發(fā)明的附加方面和/或優(yōu)點(diǎn)，部分通過(guò)描述將是明顯的，或可以通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐而得到。

附圖說(shuō)明

通過(guò)結(jié)合附圖進(jìn)行的實(shí)施例的以下描述，本發(fā)明的這些和/或其他方面和優(yōu)點(diǎn)將變得清楚和更易于理解，其中：

圖1A至圖1E為根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的示意圖；

圖1F為在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中的晶化的多晶硅層的照片；