[發明專利]氧化物薄膜晶體管、其制造的方法、具有其的顯示器件及該顯示器件的制造方法

有效

• 申請號: 201210585093.X
• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN103427023A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 徐鉉植;金汶九;金峰澈;李政訓;柳昌逸
• 申請（專利權）人: 樂金顯示有限公司
• 主分類號: H01L51/05
• 分類號: H01L51/05;H01L51/10;H01L51/40;H01L27/32;G02F1/1368
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國;鐘強

技術領域

本發明涉及薄膜晶體管(TFT)，更具體地，涉及氧化物TFT、制造該TFT的方法、具有該TFT的顯示器件以及制造該顯示器件的方法。?

背景技術

在顯著增長的平板顯示器市場，主要的應用對象是電視產品。目前，液晶顯示器(LCD)是TV面板的主流并且正在積極地開展將有機發光顯示器件應用于TV的研究。?

目前的TV顯示技術關注于市場所需的主要項目，并且市場需求包括大尺寸TV或數字信息顯示器(DID)、低成本、高畫質(視頻表現性能、高分辨率、亮度、對比度、色飽和度等)。?

為了滿足這些需求，需要可作為轉換和驅動元件而應用于性能優異的顯示器且不增加成本以及不增加諸如玻璃的基板尺寸等的薄膜晶體管(TFT)。?

因此，根據這種趨勢，預期未來的技術發展關注于確保能夠以制造低成本來制造性能優異的顯示面板的TFT制造技術。?

非晶硅TFT(a-Si?TFT)作為顯示器的傳統的驅動和轉換元件是目前普遍使用的元件，其可以低成本地均勻形成在尺寸超過2m的大基板上。?

然而，隨著顯示器趨于大尺寸和高畫質，需要高器件性能，并因此，確定現有的遷移率為0.5cm²/Vs的a-Si?TFT已經達到極限。?

因此，需要遷移率比a-Si?TFT更高的高性能TFT及其制造技術。另外，a-Si?TFT存在可靠性的問題，因為隨著其持續操作，器件特性持續劣化而造成無法維持初始性能。?

這是a-Si?TFT難以應用于有機發光二極管(OLED)器件的原因，因為相比于由AC驅動的LCD，OLED器件操作的同時持續施加電流。?

相比于a-Si?TFT，具有顯著高性能的多晶硅TFT具有從幾十到幾百cm²/Vs的高遷移率，因此，其具有可應用于現有a-Si?TFT難以實現的高畫質顯示器的性能并且相比于a-Si?TFT，器件特性很少由于操作而劣化。然而，相比于a-Si?TFT，多-Si?TFT（poly-Si?TFT，p-Si?TFT）的制造需要大量的工序并且首先需要對于額外設備的投資。?

因此，可適當地應用p-Si?TFT來制造具有高畫質的顯示器，或者可將p-Si?TFT應用于諸如OLED等的產品，但是p-Si?TFT比現有的a-Si?TFT成本更高，因此其應用有限。?

特別地，在p-Si?TFT情形下，由于諸如制造設備受限或均勻性缺陷的技術問題，目前尚未實現使用尺寸為1m的大基板的制造工藝，因此p-SiTFT應用于TV產品的難度成為在市場上難以輕易地專注于高性能p-Si?TFT的一項因素。?

因此，對于可支持a-Si?TFT的優勢（大尺寸、低成本和均勻性）和高性能及可靠性的優勢的需求正在高漲，并且正積極開展著對于新TFT技術的研究。氧化物半導體是其中典型的一種。?

氧化物半導體的優勢在于比a-Si?TFT具有高遷移率和比多晶硅(p-Si)TFT具有更簡單的制造工藝和更低的制造成本，因此，它在LCD或OLED中具有高利用價值。?

在這一觀點上，將參照圖1和圖2來描述使用氧化物半導體的現有技術的氧化物TFT的結構。?

圖1是現有技術的氧化物TFT的平面圖。?

圖2是沿圖1的線II-II的現有技術氧化物TFT的示意性截面圖。?

圖3是沿圖1的線III-III的橫截面圖，示意性地示出柵極、有源層和蝕刻終止層相互重疊的狀態。?

如圖1-3所示，現有技術的氧化物TFT10包括構圖在基板11上且具有一定寬度和長度的柵極13、形成在包括柵極13的基板11的整個表面上的柵絕緣層15、在柵絕緣層15上，于柵極13上方的由氧化物半導體形成且構圖為具有預定形狀的有源層圖案17、形成在有源層17上并構圖為具有預?定形狀的蝕刻終止層19，以及在蝕刻終止層19的上部彼此間隔開的和形成在有源層17和柵絕緣層15上部的源極21和漏極23。?

在此，有源層17可由任一種氧化物半導體形成，包括IGZO、ITZO、IZO和AGZO。?

如圖2的“A”所示，有源層17形成為延伸到柵極13的外部區域，使有源層17的一部分暴露到外部。因此，當將TFT應用于諸如LCD器件的顯示器件時，自柵極13外部暴露的有源層17暴露于環境光，例如在基板下的背光單元提供的光。?