一种薄膜晶体管阵列基板及制造方法和显示面板技术

本发明专利技术的薄膜晶体管阵列基板及制造方法和显示面板，使开关薄膜晶体管与驱动薄膜晶体管具有不同的电特性。包括：采用非晶化半导体形成有源区；在形成开关薄膜晶体管和驱动薄膜晶体管的过程中，使开关薄膜晶体管沟道形成区域与基板间的绝缘层厚度大于驱动薄膜晶体管沟道形成区域与基板间绝缘层的厚度；将开关薄膜晶体管和驱动薄膜晶体管的有源区由非晶化转变为晶化。本发明专利技术的薄膜晶体管阵列基板及制造方法和显示面板，通过控制开关薄膜晶体管和驱动薄膜晶体管沟道下方的绝缘层的厚度，改变不同类型薄膜晶体管在晶化过程中的晶粒结构从而改变迁移率，进而控制相应类型薄膜晶体管的亚阈值摆幅，最终实现不同特性的薄膜晶体管，提升显示器件的品质。

Thin film transistor array substrate, manufacturing method and display panel thereof

The thin film transistor array substrate, the manufacturing method and the display panel of the invention make the switch thin-film transistor have different electrical characteristics with the driving thin-film transistor. In the process of forming switched thin film transistors and driving thin film transistors, the thickness of the insulating layer between the switch film transistor forming region and the substrate is greater than that of the driving thin film transistor groove forming region and the insulating layer between the substrate. The active region of the thin film transistor is changed from amorphization to crystallization. The film transistor array substrate and the manufacturing method and display panel of the present invention change the grain structure of different types of thin film transistors in the crystallization process by controlling the thickness of the switch thin film transistors and driving the insulation layer below the channel transistor, and then controlling the corresponding type of thin film transistors. Sub threshold swing, ultimately achieve different characteristics of thin film transistors, improve the quality of display devices.

【技术实现步骤摘要】
一种薄膜晶体管阵列基板及制造方法和显示面板
本专利技术涉及晶体管的结构和制造方法，特别是涉及一种薄膜晶体管的结构和制造方法。
技术介绍
现有技术中，如图1所示，薄膜晶体管两种主要结构类型为基板10左侧的底栅(bottom—gated)型结构和右侧的顶栅型(top—gated)结构，栅极01与有源区03间通过绝缘层02隔离，在源极04与漏极05之间，在有源区03贴近绝缘层02部分形成受控的沟道。在底栅型结构中在有源区下方的绝缘层02为栅极绝缘层。在顶栅型结构中有源区上方的绝缘层02为栅极绝缘层，而为了避免有源区被污染，通常在有源区下方形成缓冲绝缘层(图1中未示出)。主动矩阵式有机发光显示器(AMOLED)主要使用低温多晶硅薄膜晶体管(LTPS-TFT)驱动OLED发光。通常要求开关薄膜晶体管具有低的亚阈值摆幅(sub-thresholdswing，S.S)，使得导通电流(Ion)电流随电压变化更大，保证达到快速充放电的目的。另一方面，要求驱动薄膜晶体管具有较高的亚阈值摆幅，使得导通电流随电压变化更小，保证开关薄膜晶体管的开关性能更好，有利于灰阶的控制。对薄膜晶体管的亚阈值摆幅的影响因素主要有迁移率、栅极电容、有源层沟道的长和宽等。但是，在现有工艺中，开关薄膜晶体管2和驱动薄膜晶体管1的制程相同，其栅极绝缘层的厚度也相同，导致两种薄膜晶体管的亚阈值摆幅的大小相等，因此不利于有效的开启和闭合开关薄膜晶体管及灰阶的控制。可以通过改变栅极绝缘层的厚度改变不同类型薄膜晶体管的栅极电容大小，进而利用栅极电容大小控制相应类型薄膜晶体管的亚阈值摆幅。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供薄膜晶体管阵列基板及制造方法和显示面板，用于在薄膜晶体管阵列基板上同时制造符合相应电气特性的驱动薄膜晶体管和开关薄膜晶体管时，差异化开关薄膜晶体管与驱动薄膜晶体管，使开关薄膜晶体管与驱动薄膜晶体管具有不同的电特性。以保证开关薄膜晶体管亚阈值摆幅较小的前提下有效提高驱动薄膜晶体管的亚阈值摆幅，进而保证开关薄膜晶体管的开关能力，可以更好的控制灰阶的显示，提升显示器件的品质。本专利技术的薄膜晶体管阵列基板的制造方法，包括：采用非晶化半导体形成有源区；在形成开关薄膜晶体管和驱动薄膜晶体管的过程中，使开关薄膜晶体管沟道形成区域与基板间的绝缘层厚度大于驱动薄膜晶体管沟道形成区域与基板间绝缘层的厚度；将开关薄膜晶体管和驱动薄膜晶体管的有源区晶化。在底栅结构的薄膜晶体管阵列基板上，增加开关薄膜晶体管沟道形成区域与基板间的栅极绝缘层的厚度。在底栅结构的薄膜晶体管阵列基板上，减少驱动薄膜晶体管沟道形成区域与基板间的栅极绝缘层的厚度。在顶栅结构的薄膜晶体管阵列基板上，增加开关薄膜晶体管沟道形成区域与基板间的缓冲绝缘层的厚度。在顶栅结构的薄膜晶体管阵列基板上，减少驱动薄膜晶体管沟道形成区域与基板间的缓冲绝缘层的厚度。所述非晶化半导体为非晶硅。所述绝缘层为单层或多层结构，所述绝缘层包括氧化硅层、氮化硅层之一或其组合。所述晶化采用激光晶化。薄膜晶体管阵列基板，由上述的薄膜晶体管阵列基板的制造方法形成。显示面板包括上述的薄膜晶体管阵列基板。本专利技术的薄膜晶体管阵列基板及制造方法和显示面板采用新颖的处理方法改变了薄膜晶体管的电气特性。利用绝缘层导热系数低的特性，通过调整沟道形成区域与基板间的绝缘层的厚度改变不同类型薄膜晶体管沟道形成区域的散热能力。这样在初步形成薄膜晶体管后，在有源区由非晶化向晶化转变的过程中影响有源区晶粒的形成形状，利用晶粒形状改变电子和空穴的迁移率，改进薄膜晶体管的亚阈值摆幅(S.S)和导通电流(Ion)。形成了新颖的制造方法，实现了非晶材料的适用可能性。附图说明图1为现有技术中薄膜晶体管两种主要结构类型的比较示意图。图2为本专利技术薄膜晶体管阵列基板的一实施例(底栅型)的局部剖面示意图。图3为本专利技术薄膜晶体管阵列基板的一实施例(顶栅型)的局部剖面示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图纸中的步骤编号仅用于作为该步骤的附图标记，不表示执行顺序。在本专利技术一实施例的薄膜晶体管阵列基板的制造方法，主要采用以下方法改进同一阵列基板上现有开关薄膜晶体管和驱动薄膜晶体管的制造方法，包括：步骤100：采用非晶化半导体形成有源区。非晶化半导体为非晶硅或者本领域技术人员已知的其他材料。有源区可以通过溅射、曝光、显影、刻蚀、剥离等工艺形成。步骤200：在形成开关薄膜晶体管和驱动薄膜晶体管的过程中，使开关薄膜晶体管沟道形成区域与基板间的绝缘层厚度大于驱动薄膜晶体管沟道形成区域与基板间绝缘层的厚度。沟道形成区域与基板间的绝缘层可以采用，采用化学气相沉积法、曝光、显影、刻蚀、剥离等工艺形成。绝缘层为单层或多层结构，绝缘层包括氧化硅层、氮化硅层之一或其组合。在一实施例中，绝缘层与有源层相邻。在形成薄膜晶体管的栅极之后，通常还包括：依次形成保护层、开关薄膜晶体管与驱动薄膜晶体管的源极/漏极、有机平坦层、有机电致发光电极、像素定义层等。以上步骤为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。步骤300：将开关薄膜晶体管和驱动薄膜晶体管的有源区由非晶化转变为晶化。晶化过程可以采用激光晶化或者本领域技术人员已知的晶化工艺。在保证上述管沟道形成区域的绝缘层厚度满足上述约束关系的前提下，开关薄膜晶体管和驱动薄膜晶体管可以是一致或不一致顶栅或底栅类型结构。本实施例的薄膜晶体管阵列基板的制造方法采用新颖的处理方法改变了薄膜晶体管的电气特性。利用基板与有源区间绝缘层导热系数低的特性，通过调整沟道形成区域与基板间的(底栅结构中的)栅极绝缘层或(顶栅结构中的)缓冲绝缘层的厚度改变不同类型薄膜晶体管沟道形成区域的散热能力。这样在初步形成薄膜晶体管后，在有源区由非晶化向晶化转变的过程中影响有源区晶粒的形成形状，利用晶粒形状改变电子和空穴的迁移率，改进薄膜晶体管的亚阈值摆幅和导通电流。本专利技术通过控制开关薄膜晶体管和驱动薄膜晶体管沟道下方的绝缘层的厚度，改变不同类型薄膜晶体管在晶化过程中的晶粒结构从而改变迁移率，进而控制相应类型薄膜晶体管的亚阈值摆幅，最终实现不同特性的薄膜晶体管(TFT)。在本专利技术一实施例的薄膜晶体管阵列基板的制造方法中，在形成底栅结构的薄膜晶体管阵列基板中，包括：步骤410：在基板上分别形成开关薄膜晶体管和驱动薄膜晶体管的栅极；步骤420：在栅极上形成栅极绝缘层；步骤430：增加开关薄膜晶体管沟道形成区域与基板间的栅极绝缘层的厚度，使得开关薄膜晶体管的沟道形成区域与基板间的栅极绝缘层的厚度大于驱动薄膜晶体管的沟道形成区域与基板间的栅极绝缘层的厚度；步骤440：在栅极绝缘层上形成非晶化有源层；步骤450：在非晶化有源层中形成驱动薄膜晶体管的有源区；步骤460：在非晶化有源层中形成开关薄膜晶体管的有源区；步骤470：晶化驱动薄膜晶体管的有源区；步骤480：晶化开关薄膜晶体管的有源区。本实施例的薄膜晶体管阵列基板的制造方法通过增加开关薄膜晶体管的沟道形成区域与基板间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄膜晶体管阵列基板的制造方法，其特征在于，包括：采用非晶化半导体形成有源区；在形成开关薄膜晶体管和驱动薄膜晶体管的过程中，使开关薄膜晶体管沟道形成区域与基板间的绝缘层厚度大于驱动薄膜晶体管沟道形成区域与基板间绝缘层的厚度；将开关薄膜晶体管和驱动薄膜晶体管的有源区晶化。

【技术特征摘要】
1.一种薄膜晶体管阵列基板的制造方法，其特征在于，包括：采用非晶化半导体形成有源区；在形成开关薄膜晶体管和驱动薄膜晶体管的过程中，使开关薄膜晶体管沟道形成区域与基板间的绝缘层厚度大于驱动薄膜晶体管沟道形成区域与基板间绝缘层的厚度；将开关薄膜晶体管和驱动薄膜晶体管的有源区晶化。2.如权利要求1所述的薄膜晶体管阵列基板的制造方法，其特征在于，在底栅结构的薄膜晶体管阵列基板上，增加开关薄膜晶体管沟道形成区域与基板间的栅极绝缘层的厚度。3.如权利要求1所述的薄膜晶体管阵列基板的制造方法，其特征在于，在底栅结构的薄膜晶体管阵列基板上，减少驱动薄膜晶体管沟道形成区域与基板间的栅极绝缘层的厚度。4.如权利要求1所述的薄膜晶体管阵列基板的制造方法，其特征在于，在顶栅结构的薄膜晶体管阵列基板...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐叶，
申请(专利权)人：昆山国显光电有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32