[發明專利]薄膜晶體管、其制造方法和具有該薄膜晶體管的顯示設備

有效

• 申請號: 201110006612.8
• 申請日: 2011-01-10
• 公開（公告）號: CN102194886A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: 盧成仁;樸志容;樸慶珉;樸真爽;姜聲洲
• 申請（專利權）人: 三星移動顯示器株式會社
• 主分類號: H01L29/786
• 分類號: H01L29/786;H01L29/06;H01L29/10;H01L21/336
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 羅正云;王琦

技術領域

本發明涉及一種薄膜晶體管，一種制造薄膜晶體管的方法以及具有該薄膜晶體管的顯示設備，更為具體地，涉及一種具有通過連續側向結晶(SLS)形成的半導體層的薄膜晶體管、一種制造該薄膜晶體管的方法以及一種具有該薄膜晶體管的顯示設備。

背景技術

利用液晶的光電特性的液晶顯示設備被分類為無源矩陣型和有源矩陣型。利用薄膜晶體管的有源矩陣型液晶顯示設備在分辨率和顯示運動圖像的能力方面極好，并且比無源矩陣型應用得更加廣泛。

有源矩陣型液晶顯示設備(TFT-LCD)包括：在兩個基板之間注入了液晶的顯示面板、布置在顯示面板的后側且用作光源的背光以及用于驅動顯示面板的驅動IC。從背光進入顯示面板的光由根據驅動IC提供的信號所定向的液晶進行調制，并且輸出到外部以便顯示文本和圖像。

在有源矩陣型液晶顯示設備中，薄膜晶體管形成在鄰近背光的基板上。特別地，頂柵結構式薄膜晶體管，具有溝道區的半導體層鄰近該基板形成。因此，電特性被改變，使得泄漏電流因來自背光的入射光產生的電子空穴對所造成的載流子的增多而增大。結果，亮度被改變或者存在諸如在以垂直線的形式發射的光中發生的垂直串擾之類的故障，所以圖像質量被惡化。隨著背光的亮度增加，這種故障變得更加嚴重。

發明內容

因此，本發明的實施例提供了一種能最小化由電子空穴造成的泄漏電流的薄膜晶體管、一種制造這種薄膜晶體管的方法以及一種包括這種薄膜晶體管的顯示設備。

本發明的實施例提供了一種用于保持電特性均勻的薄膜晶體管、一種制造這種薄膜晶體管的方法以及一種包括這種薄膜晶體管的顯示設備。

為了實現本發明的上述和/或其它方面，根據本發明的實施例的薄膜晶體管包括：半導體層，形成在基板上；柵極絕緣層，形成在包括所述半導體層的基板上；柵電極，形成在所述半導體層上方的所述柵電極上；源電極和漏電極，連接到所述半導體層；以及3.5至4.5個突起，提供在與所述柵電極交疊的半導體層上。

根據本發明的實施例，一種制造薄膜晶體管的方法包括：在基板上形成非晶半導體層；使所述非晶半導體層結晶；在通過結晶步驟形成有突起的所述非晶半導體層上形成柵極絕緣層；在柵極絕緣層上形成柵電極；并且形成連接到所述半導體層的源電極和漏電極；其中所述柵電極與3.5至4.5個突起交疊。

根據本發明的實施例，具有薄膜晶體管的顯示設備包括：第一基板，在所述第一基板上形成有薄膜晶體管和連接到所述薄膜晶體管的第一電極；第二基板，在所述第二基板上形成有第二電極；以及注入所述第一電極和所述第二電極之間的密封空間的液晶層；其中所述薄膜晶體管包括：形成在所述第一基板上的半導體層、形成在包括所述半導體層的所述第一基板上的柵極絕緣層、形成在在所述半導體層上方的所述柵極絕緣層上的柵電極、連接到所述半導體層的源電極和漏電極以及在與所述柵電極交疊的半導體層上形成的3.5至4.5個突起。

根據本發明的實施例的薄膜晶體管包括半導體層包括：通過連續側向結晶(SLS)方法結晶而成的半導體層，并且與所述柵電極交疊的半導體層包括多個突起。當非晶半導體層通過SLS方法進行結晶時，這些突起形成為垂直于半導體層的縱向。

當與所述柵電極交疊的半導體層的突起的數目增加超過預定的數目時，由于閾值電壓因短溝道效應的降低而被改變為正(+)電壓，因此可以減小泄漏電流。然而，由于缺陷增加，所以電特性因電流的減小而惡化。另外，當與所述柵電極交疊的半導體層的突起的數目被減少為少于預定數目時，由于泄漏電流因短溝道效應而增大，所以薄膜晶體管發生故障。

根據本發明的實施例，與柵電極交疊的半導體層包括3.5至4.5個突起。當為了最小化泄漏電流和缺陷而調整如上所述的所述突起的數目時，可以保持薄膜晶體管的電特性均勻，并且可以防止由故障造成的顯示設備的圖像質量變差。

附圖說明

結合附圖，參照以下詳細的描述，本發明的完整理解和許多其附加優點將容易顯而易見，同時變得更好理解，在附圖中，相同的附圖標記表示相同或類似的元件，其中：

圖1A是圖示說明根據本發明的實施例的薄膜晶體管的剖視圖；

圖1B是圖示說明根據本發明的實施例的薄膜晶體管的俯視圖；

圖2A至圖2E是根據本發明的實施例的制造薄膜晶體管的方法的剖視圖；

圖3A是圖示說明薄膜晶體管的閾值電壓(Vth)隨突起的數目的變化的曲線圖；

圖3B是圖示說明薄膜晶體管的泄漏電流隨突起的數目的變化的曲線圖；

圖3C是圖示說明薄膜晶體管的電流隨突起的數目的變化的曲線圖；