[發(fā)明專利]微晶薄膜晶體管、包括該晶體管的顯示裝置及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110369325.3
• 申請日: 2011-11-18
• 公開（公告）號: CN102544070A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金杞泰;金圣起;李洪九;裵俊賢
• 申請（專利權(quán)）人: 樂金顯示有限公司
• 主分類號: H01L29/41
• 分類號: H01L29/41;H01L27/12;H01L21/28;H01L21/84
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝;呂俊剛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微晶薄膜晶體管，更具體地涉及微晶薄膜晶體管、包括該微晶薄膜晶體管的顯示裝置及其制造方法。

背景技術(shù)

本發(fā)明要求2010年12月8日提交的韓國專利申請No.10-2010-0125110的優(yōu)選權(quán)，通過引用將其結(jié)合于此用于一切目的，如同全面在此闡述一樣。

直到最近，顯示裝置通常使用陰極射線管(CRT)。目前，為了開發(fā)作為CRT的替代品的諸如液晶顯示器(LCD)、等離子體顯示面板(PDP)、場發(fā)射顯示器(FED)、和有機電致發(fā)光顯示器(OLED)的各種類型的平板顯示器進行了很多努力和研究。作為這些平板顯示器，通常使用有源矩陣型顯示器，其包括以矩陣形式排列的多個像素并且每個像素包括作為開關(guān)元件的薄膜晶體管。

薄膜晶體管包括由諸如硅的半導(dǎo)體制成的有源層。由于可在諸如便宜的玻璃基板的大尺寸的基板上形成非晶硅(a-Si:H)并且工序因此很簡單，所以非晶硅被廣泛使用。

然而，由于其低場效應(yīng)遷移率，使用非晶硅的薄膜晶體管響應(yīng)時間慢，并且很難針對大尺寸的顯示裝置以高速度驅(qū)動。

因此，建議采用使用多晶硅的薄膜晶體管的顯示裝置。在使用多晶硅的顯示裝置中，可在相同基板上形成像素區(qū)域中的薄膜晶體管和驅(qū)動電路，并且不需要將薄膜晶體管連接到驅(qū)動電路的附加工序，由此工序很簡單。此外，由于多晶硅具有非晶硅的100倍或者200倍的電場遷移率，多晶硅響應(yīng)時間快并且溫度和光線穩(wěn)定。

通過對非晶硅進行晶體化來形成多晶硅。總體而言，通過利用準(zhǔn)分子激光的激光退火對非晶硅進行熱處理來形成多晶硅。然而，因為在退火工序中窄激光束橫跨并且用多次發(fā)射逐漸掃描基板，因此晶體化很慢，并且因為激光束的發(fā)射不均勻，多晶硅取決于位置而變得不均勻。

最近，建議使用間接熱晶體化(indirect?thermal?crystallization，ITC)將非晶硅晶體化為微晶硅(uc-Si)的技術(shù)。

ITC是通過使用二極管激光器照射光束、在熱轉(zhuǎn)換層將照射激光的能量轉(zhuǎn)換為熱、接著使用通過轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的高溫?zé)釋⒎蔷Ч杈w化為微晶硅來形成微晶硅的技術(shù)。由于相比于具有308納米的紫外準(zhǔn)分子激光，紅外激光更穩(wěn)定，并且能夠均勻晶體化，所以可獲得元件的均勻特性。

圖1是例示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的使用微晶硅的薄膜晶體管的截面圖。

參照圖1，柵極12位于基板10上，以及柵絕緣層16位于柵極12上。有源層20位于柵絕緣層16上，并且蝕刻阻擋件22位于有源層20上。有源層20由微晶硅制成。歐姆接觸層24位于蝕刻阻擋層22上，并且源極32和漏極34位于歐姆接觸層24上形成并且彼此隔開。

包括由微晶硅制成的有源層20的薄膜晶體管具有大于由非晶硅制成的薄膜晶體管的遷移率和可靠性。

然而，微晶硅薄膜晶體管具有在關(guān)斷狀態(tài)下電流特性相對低的缺點。

圖2是例示微晶硅薄膜晶體管的電流-電壓特性的曲線圖。在圖2中，源極和漏極之間的電流(IDS)和施加到柵極的電壓(VGS)關(guān)于施加到漏極的電壓(VD)的特性用對數(shù)函數(shù)表示。

參照圖2，當(dāng)VD是10V時，在關(guān)斷狀態(tài)下出現(xiàn)漏電流。漏電流造成顯示裝置的對比度劣化。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明致力于一種基本避免了由于相關(guān)技術(shù)的限制和缺點造成的一個或更多個問題的微晶薄膜晶體管、包括該微晶薄膜晶體管的顯示裝置及其制造方法。

本發(fā)明的優(yōu)點是提供一種可改善關(guān)斷狀態(tài)下的電流特性和對比度特性的微晶薄膜晶體管、包括該微晶薄膜晶體管的顯示裝置及其制造方法。

本發(fā)明的其它特征及優(yōu)點將在以下的說明書中進行闡述，并且一部分根據(jù)本說明書將是清楚的，或者可以從本發(fā)明的實踐獲知。本發(fā)明的這些和其它優(yōu)點可以通過在本書面說明書及其權(quán)利要求書及附圖中具體指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。

為了實現(xiàn)這些和其它優(yōu)點，并且根據(jù)本發(fā)明的目的，如這里所具體實施和廣泛描述的，一種顯示裝置包括：基板；在所述基板上彼此交叉以限定像素區(qū)域的選通線和數(shù)據(jù)線；薄膜晶體管，其連接到所述選通線和數(shù)據(jù)線，并且包括順序形成的柵極、由微晶硅制成的有源層、以及源極和漏極；所述薄膜晶體管上的鈍化層；以及所述鈍化層上的像素區(qū)域中的第一電極，該第一電極連接到所述漏極，其中，所述漏極和所述柵極之間的第一交疊寬度小于所述源極和所述柵極之間的第二交疊寬度。