薄膜晶体管及其制造方法与包括薄膜晶体管的显示装置制造方法及图纸

薄膜晶体管及其制造方法与包括薄膜晶体管的显示装置。一种薄膜晶体管包括：有源层，该有源层位于基板上；栅极，该栅极被配置为与所述有源层间隔开并且与所述有源层局部交叠；以及栅极绝缘层，该栅极绝缘层的至少一部分被设置在所述有源层和所述栅极之间，其中，所述栅极绝缘层包括：第一栅极绝缘层，该第一栅极绝缘层位于所述有源层和所述栅极之间；以及第二栅极绝缘层，该第二栅极绝缘层被配置为具有与所述第一栅极绝缘层的介电常数不同的介电常数(k)，并且被设置在与所述第一栅极绝缘层相同的层中，并且其中，所述第二栅极绝缘层的至少一部分被设置在所述有源层和所述栅极之间。

【技术实现步骤摘要】
薄膜晶体管及其制造方法与包括薄膜晶体管的显示装置
本公开涉及一种具有包括不同类型绝缘层的栅极绝缘层的薄膜晶体管，制造该薄膜晶体管的方法以及包括该薄膜晶体管的显示装置。更详细地，本公开涉及一种具有包括第一栅极绝缘层和其介电常数与第一栅极绝缘层的介电常数不同的第二栅极绝缘层在内的栅极绝缘层的薄膜晶体管，制造该薄膜晶体管的方法以及包括该薄膜晶体管的显示装置。
技术介绍
可以在玻璃基板或塑料基板上制造薄膜晶体管，从而将薄膜晶体管广泛用作诸如液晶显示装置或有机发光装置之类的显示装置中的开关器件或驱动器件。根据用于有源层的材料，薄膜晶体管能够大致分类为具有非晶硅有源层的非晶硅薄膜晶体管、具有多晶硅有源层的多晶硅薄膜晶体管、以及具有氧化物半导体有源层的氧化物半导体薄膜晶体管。非晶硅在短时间内沉积，并且形成为有源层，由此非晶硅薄膜晶体管(a-SiTFT)具有制造时间短和制造成本低的优点。同时，其具有由于低迁移率而导致的电流驱动效率差以及阈值电压变化的缺点。因此，难以将非晶硅薄膜晶体管用于有源矩阵有机发光装置(AMOLED)。多晶硅薄膜晶体管(poly-SiTFT)可以通过沉积非晶硅并且使所沉积的非晶硅结晶来获得。多晶硅薄膜晶体管具有电子迁移率高、稳定性好、实现薄型化和高分辨率以及功率效率高的优点。多晶硅薄膜晶体管可以包括低温多晶硅(LTPS)薄膜晶体管以及多晶硅薄膜晶体管。然而，制造多晶硅薄膜晶体管的工序不可避免地需要使非晶硅结晶的步骤，从而由于制造步骤数量增加而导致制造成本增加。另外，它具有在高温下结晶的缺点。因此，难以将多晶硅薄膜晶体管应用于大型显示装置。具有高迁移率并且电阻根据氧含量而变化大的氧化物半导体薄膜晶体管(氧化物半导体TFT)的优点在于，便于获得期望的特性。此外，对于用于制造氧化物半导体薄膜晶体管的工序，以相对低的温度形成氧化物的有源层，由此可以降低制造成本。此外，由于氧化物的性质，氧化物半导体是透明的，由此有利于实现透明显示装置。近来，随着高分辨率或高像素密度在移动显示装置中的发展，在小面积中布置大量像素，从而减小了薄膜晶体管的尺寸，并且还缩短了沟道长度。另外，为了使用薄膜晶体管作为显示装置的驱动晶体管，需要增加薄膜晶体管的s因子。因此，如果氧化物半导体薄膜晶体管的沟道长度短或s因子大，则氧化物半导体薄膜晶体管可以用作显示装置的薄膜晶体管。
技术实现思路
鉴于以上及其它问题以及与相关技术关联的限制做出了本公开。本公开的目的是提供一种具有包括具有不同介电常数(k)的不同类型绝缘层的栅极绝缘层的薄膜晶体管。本公开的另一个目的是提供由于通过改进栅极绝缘层而获得的短沟道而具有小面积的薄膜晶体管。本公开的另一个目的是提供一种具有大的s因子的、能够用作显示装置的驱动晶体管的薄膜晶体管。本公开的另一个目的是提供一种具有改善的稳定性和可靠性的薄膜晶体管。本公开的另一个目的是提供一种包括上述薄膜晶体管的显示装置。本公开的另一个目的是提供一种制造上述薄膜晶体管的方法。根据本公开的一个方面，上述和其它目的可以通过提供一种薄膜晶体管来实现，该薄膜晶体管包括：有源层，该有源层位于基板上；栅极，该栅极被配置为与所述有源层间隔开并且与所述有源层局部交叠；以及栅极绝缘层，该栅极绝缘层的至少一部分被设置在所述有源层和所述栅极之间，其中，所述栅极绝缘层包括：第一栅极绝缘层，该第一栅极绝缘层位于所述有源层和所述栅极之间；以及第二栅极绝缘层，该第二栅极绝缘层被配置为具有与所述第一栅极绝缘层的介电常数不同的介电常数(k)，并且被设置在与所述第一栅极绝缘层相同的层中，并且其中，所述第二栅极绝缘层的至少一部分被设置在所述有源层和所述栅极之间。第一栅极绝缘层的侧表面可以与第二栅极绝缘层的侧表面接触。在平面图中，第一栅极绝缘层可以设置在由栅极限定的区域内部。例如，从俯视图看，第二栅极绝缘层可以完全围绕第一栅极绝缘层。第二栅极绝缘层的至少一部分可以延伸至栅极的侧表面和上表面。第二栅极绝缘层的介电常数(k)可以比第一栅极绝缘层的介电常数高。第二栅极绝缘层可以包括氧化铪(HfO2)、氧化锆(ZrO2)、氧化铝(Al2O3)、氮化硅(SiNx)和氧化钛(TiO2)中的至少一种。第二栅极绝缘层的介电常数(k)可以比第一栅极绝缘层的介电常数低(k)。所述第二栅极绝缘层可以包括氧化锶(SrO2)和氧化镧(La2O3)中的至少一种。有源层可以包括：第一氧化物半导体层；以及位于第一氧化物半导体层上的第二氧化物半导体层。根据本公开的另一方面，提供了一种显示装置，该显示装置包括：至少一个像素驱动电路，该至少一个像素驱动电路位于基板上；以及显示元件，该显示元件与所述至少一个像素驱动电路中的每一个电连接，其中，每个像素驱动电路包括薄膜晶体管，其中，每个薄膜晶体管包括：有源层，该有源层位于所述基板上；栅极，该栅极被配置为与所述有源层间隔开并且与所述有源层局部交叠；以及栅极绝缘层，该栅极绝缘层的至少一部分被设置在所述有源层和所述栅极之间，其中，所述栅极绝缘层包括：第一栅极绝缘层，该第一栅极绝缘层位于所述有源层和所述栅极之间；以及第二栅极绝缘层，该第二栅极绝缘层被配置为具有与所述第一栅极绝缘层的介电常数不同的介电常数(k)，并且该第二栅极绝缘层被设置在与所述第一栅极绝缘层相同的层中并且被设置为围绕所述第一栅极绝缘层，并且其中，所述第二栅极绝缘层的至少一部分被设置在所述有源层和所述栅极之间。第二栅极绝缘层的至少一部分可以延伸至栅极的侧表面和上表面。第二栅极绝缘层的介电常数(k)可以比第一栅极绝缘层的介电常数(k)高。第二栅极绝缘层的介电常数(k)可以比第一栅极绝缘层的介电常数(k)低。根据本公开的另一方面，提供了一种制造薄膜晶体管的方法，该方法包括：在基板上形成有源层；在有源层上依次沉积第一栅极绝缘材料层和栅极材料层；通过对第一栅极绝缘材料层和栅极材料层蚀刻，来形成第一栅极绝缘层图案和栅极；通过对第一栅极绝缘层图案蚀刻来形成第一栅极绝缘层；以及在栅极上并且在与第一栅极绝缘层相同的层上形成第二栅极绝缘层，其中，第二栅极绝缘层具有与第一栅极绝缘层的介电常数(k)不同的介电常数(k)，并且第二栅极绝缘层的至少一部分设置在有源层和栅极之间。第二栅极绝缘层可以通过金属有机化学气相沉积(MOCVD)形成。第二栅极绝缘层可以延伸至栅极的侧表面和上表面。第二栅极绝缘层的介电常数(k)可以高于第一栅极绝缘层的介电常数(k)。第二栅极绝缘层的介电常数(k)可以低于第一栅极绝缘层的介电常数(k)。根据本公开的一个实施方式，薄膜晶体管包括栅极绝缘层，该栅极绝缘层包括具有不同介电常数(k)的不同类型的绝缘层。如果构成栅极绝缘层的不同类型的绝缘层中的任何一种具有高介电常数(高k)，则有源层的迁移率增加，从而可以提供具有短沟道的薄膜晶体管。另外，如果构成栅极绝缘层的不同类型的绝缘层中的任何一种具有低介电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄膜晶体管，该薄膜晶体管包括：/n有源层，该有源层位于基板上；/n栅极，该栅极被配置为与所述有源层间隔开并且与所述有源层局部交叠；以及/n栅极绝缘层，该栅极绝缘层的至少一部分被设置在所述有源层和所述栅极之间，/n其中，所述栅极绝缘层包括：/n第一栅极绝缘层，该第一栅极绝缘层位于所述有源层和所述栅极之间；以及/n第二栅极绝缘层，该第二栅极绝缘层被配置为具有与所述第一栅极绝缘层的介电常数不同的介电常数，并且被设置在与所述第一栅极绝缘层相同的层中，并且/n其中，所述第二栅极绝缘层的至少一部分被设置在所述有源层和所述栅极之间。/n

【技术特征摘要】
20181226 KR 10-2018-01695861.一种薄膜晶体管，该薄膜晶体管包括：
有源层，该有源层位于基板上；
栅极，该栅极被配置为与所述有源层间隔开并且与所述有源层局部交叠；以及
栅极绝缘层，该栅极绝缘层的至少一部分被设置在所述有源层和所述栅极之间，
其中，所述栅极绝缘层包括：
第一栅极绝缘层，该第一栅极绝缘层位于所述有源层和所述栅极之间；以及
第二栅极绝缘层，该第二栅极绝缘层被配置为具有与所述第一栅极绝缘层的介电常数不同的介电常数，并且被设置在与所述第一栅极绝缘层相同的层中，并且
其中，所述第二栅极绝缘层的至少一部分被设置在所述有源层和所述栅极之间。


2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，所述第一栅极绝缘层的侧表面与所述第二栅极绝缘层的侧表面接触。


3.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，从俯视图看，所述第二栅极绝缘层完全围绕所述第一栅极绝缘层。


4.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，从俯视图看，所述第一栅极绝缘层被设置在由所述栅极限定的区域内部。


5.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，所述第二栅极绝缘层的至少一部分延伸至所述栅极的侧表面和上表面。


6.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，所述第二栅极绝缘层的介电常数比所述第一栅极绝缘层的介电常数高。


7.根据权利要求6所述的薄膜晶体管，其中，所述第二栅极绝缘层包括氧化铪(HfO2)、氧化锆(ZrO2)、氧化铝(Al2O3)、氮化硅(SiNx)和氧化钛(TiO2)中的至少一种。


8.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宰满，赵寅晫，
申请(专利权)人：乐金显示有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR