用于薄膜晶体管的多晶硅薄膜及使用该多晶硅薄膜的显示器件制造技术

用于ＴＦＴ（薄膜晶体管）的多晶硅薄膜以及使用ＴＦＴ的显示装置，其中晶界的数目对载流子的运动施加重大影响，提供工作通道之间的距离“Ｓ”满足Ｓ＝ｍＧｓ.ｓｅｃθ－Ｌ的关系的双通道或多通道ＴＦＴ，并且提供通过同步化双通道或多通道的每个通道中所包含的晶界数目而提高ＴＦＴ特征均匀性的显示器件Ｓ＝ｍＧｓ.ｓｅｃθ－Ｌ在上式中，Ｇｓ为多晶硅薄膜的晶粒尺寸，ｍ为１或更大的整数，θ为倾斜角，即主晶界（“初级”晶界）沿垂直于工作通道的方向倾斜的角度，Ｌ为每个具有双通道或多通道的ＴＦＴ的工作通道的长度。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于薄膜晶体管的多晶硅薄膜以及使用该多晶硅薄膜的显示器件，更具体地，本专利技术涉及用于薄膜晶体管的多晶硅薄膜，其具有晶体生长方向恒定且规则化的晶粒，以及采用通过该多晶硅薄膜制成的薄膜晶体管的显示器件。
技术介绍
众所周知，当利用多晶硅制备薄膜晶体管(TFT)基材时，价键缺陷，如存在于工作通道区中所包含的多晶硅晶界上的原子悬空键，提供了载流子捕集器。因此，晶粒的尺寸、尺寸均匀性、数目和位置以及取向不仅直接或间接地施加致命影响于TFT特性如阈值电压(Vth)、亚阈值斜率(SubthresholdSlope)、载流子迁移性、漏电流和装置稳定性，而且还在利用TFT制备主动矩阵显示器基材时，对基材位置的均匀性产生重要影响。具体地，晶界严重地影响TFT间的特性均匀性，因为为了提高TFT特性，晶粒变得更大和更规则。在使用具有恒定尺寸且生长方向恒定不变地调整为工作通道方向的多晶硅晶粒，于TFT基材或主动矩阵显示器的整个或部分区域中制备TFT的情况下，采用具有同一工作通道长度的双工作通道或多工作通道所制备的TFT可能具有更好的TFT特性，因为与制备只包含单个工作通道的TFT时相比，对载流子的运动产生致命影响的晶界数目减少了。例如，当使用晶粒大小为Gs且主晶界的倾斜角为θ的多晶硅，制备只包含长度为2L宽度为W的单个工作通道的TFT时，如图1A所示，工作通道区域中所包含的主晶界数为3，且通道的总长度为2L。相反，对于包含多通道的TFT而言，每个通道区域中所包含的主晶界数可以为2或1(图1B)。因此，当担当载流子运动势垒的主晶界减少时，TFT特性将得到整体改善。然而，在使用双通道或多通道制备的TFT中，每个工作通道中所包含的主晶界数可以根据通道的位置而变化，且TFT的一致性可能因此而恶化。例如，如图1B所示，在第一工作通道中包括一个主晶界，而在第二工作通道中包括了两个主晶界。为了修补该问题，国际专利WO97/45827报道，可以利用连续横向固化(SLS，Sequential Lateral Solidification)的结晶技术，在基材上形成多晶或单晶的大硅粒(图3)，而且当使用多晶或单晶大晶粒制备TFT时，所获特性仅次于使用单晶硅制备的TFT的特性。然而，通过形成单晶硅制备TFT的SLS方法的问题在于，需要将TFT精确地排列在工作通道区域中那些在技术上很难制备多个TFT的基材位置上，而且与使用多晶硅制备TFT基材时相比，形成尺寸至少相当于工作通道区域的单晶硅需要更长的时间。众所周知，使用多晶硅制备TFT的SLS方法优于通过形成单晶硅制备TFT的SLS方法。这就是使用单晶硅制备TFT的SLS较使用多晶硅制备TFT的SLS方法更费时的原因。因此，在商业生产方面，采用单晶硅的SLS方法的产量减少了。然而，在制备主动矩阵显示器时，需要采用单晶硅的TFT的特殊性能，例如完全内嵌的驱动电路所需的特性以及高性能的TFT所需的电路(如数字模拟转换器(DAC)电路)等。当使用多晶硅制备TFT时，可以根据晶粒的大小和工作通道的尺寸，在工作通道区域内包括几个主晶界，可以预测TFT特性的恶化，因而，完全内嵌的电路可能不充分。另一方面，如美国专利6,177,301所公开的，当在采用SLS结晶技术通过形成大硅粒来制备TFT(用于包括驱动器和像素阵列的液晶显示器件(LCD)中)的过程中，工作通道的方向与SLS结晶方法的晶粒生长方向平行时，如图4A所示，晶界对载流子的势垒作用最小化。因此，可以获得仅次于单晶硅特性的TFT特性，尽管这些特性大大地恶化，如图4B所示，因为很多担当载流子捕集器的晶界存在于工作通道方向与晶粒生长方向相互垂直的地方。很多情况下，当实际制备有源矩阵显示时，驱动器电路内的TFT通常具有90°角，其中可以通过以工作通道区域的方向与晶粒生长方向成30°至60°角倾斜(以便在不显著恶化每个TFT的特性的同时，改善TFT之间的一致性)的方式，倾斜地制备有源矩阵显示，从而改善器件的一致性，如图4C所示。然而，由于该方法也使用SLS结晶技术形成的有限大小晶粒，故工作通道区域内包括了几个主晶界。所以，该方法对于要求等同于单晶硅的TFT特性的内嵌电路是不充分的，而且，不具有等同于能够控制工作通道区域内包括的主晶界数的精确性。因此，依然存在TFT的不一致性。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种用于TFT的多晶硅薄膜，其能够确保在使用尺寸恒定且生长方向恒定并沿工作通道方向调节的多晶硅晶粒于TFT基材或主动矩阵显示器的全部或部分区域上制备TFT时，用具有相等工作通道长度的双工作通道或多工作通道制备的TFT的特性，从而减少对载流子运动施加致命影响的晶界数目，进而同时改善TFT特性，并且使双通道或多通道的各个通道中所包含的晶界数目同步，本专利技术的目的还在于提供一种采用该TFT多晶硅薄膜的显示器件。本专利技术附加的目的和优点将在下文的描述中阐明，部分将通过描述变得明显，或者可以通过对本专利技术的实践了解。本专利技术的上述及其它目的通过提供用于TFT的多晶硅薄膜实现，其中包含双通道或多通道的TFT的每个工作通道之间的距离“S”具有如下述公式的关系[公式1]S＝mGs·secθ-L式中，Gs为多晶硅薄膜的晶粒尺寸，m为1或更大的整数，θ为倾斜角，即主晶界(“初级”晶界)沿垂直于工作通道的方向倾斜的角度，L为每个具有双通道或多通道的TFT的工作通道的长度。附图说明通过结合附图对本专利技术的实施例进行详细描述，本专利技术的上述和其它目的、优点将会变得更加清晰并被理解，其中图1A是图解由单个工作通道组成的TFT的横截面示意图，其中工作通道长2L，晶粒大小为Gs；图1B是图解由两个工作通道组成的TFT的横截面示意图；图2A是图解单个TFT的传统电路构造图；图2B是图解由两个TFT组成的TFT的传统电路构造图，所述两个TFT在共用电极连接；图3A和图3B是图解包括通过序贯横向凝固(SLS)结晶形成的大硅粒的传统工作通道的横截面示意图；图4A至图4C是图解包括通过SLS结晶形成的大硅粒的传统工作通道的更多横截面示意图；图5A至图5C是图解使用根据本专利技术的实施例，当θ＝0°时给定的晶粒大小和工作通道尺寸的单通道TFT和双通道TFT的横截面示意图；图6A是图解单栅的横截面示意图，其中根据本专利技术的实施例，工作通道长为2L；图6B是图解根据本专利技术的实施例的双栅的横截面示意图；图7是图解被用于计算本专利技术中定义的表达式1的双栅TFT的横截面示意图；图8是图解根据本专利技术的实施例的双栅TFT的同步条件的横截面示意图；图9A是图解θ＝0°的情形下的单栅TFT的横截面示意图；以及图9B是图解根据本专利技术的实施例的双栅TFT的横截面示意图。具体实施例方式下面将详细地阐述本专利技术的实施方式，其实例图解于附图中，其中在全文中，同样的标号代表同样的元件。下面将参考附图说明本专利技术的实施方式。由于晶粒的尺寸有限，所以晶界形成于相邻的晶粒之间。如果多晶硅的晶粒在制备用于主动矩阵显示器的TFT时直接或间接对TFT特性施加重要的影响，则可以扩大和调整多晶硅晶粒，以改善TFT特性。存在于工作通道区域中对TFT特性施加重要影响的晶界，特别是沿垂直于工作通道方向的倾斜角为-45°≤θ≤45°的“初级”晶界，如图1A和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于ＴＦＴ的多晶硅薄膜，所述ＴＦＴ工作通道之间的距离为“Ｓ”，其包括：满足下式关系的双通道或多通道：Ｓ＝ｍＧｓ.ｓｅｃ θ－Ｌ，式中Ｇｓ为多晶硅薄膜的晶粒尺寸，ｍ为１或更大的整数，θ为主晶界沿垂直于工作通道的方向倾斜的角度， Ｌ为每个具有双通道或多通道的ＴＦＴ的工作通道的长度。

【技术特征摘要】
KR 2002-1-18 3073/021.一种用于TFT的多晶硅薄膜，所述TFT工作通道之间的距离为“S”，其包括满足下式关系的双通道或多通道S＝mGs·secθ-L，式中Gs为多晶硅薄膜的晶粒尺寸，m为1或更大的整数，θ为主晶界沿垂直于工作通道的方向倾斜的角度，L为每个具有双通道或多通道的TFT的工作通道的长度。2.权利要求1的用于TFT的多晶硅薄膜，其中当θ为0°时，双通道或多通道之间的距离为“S”的整数倍。3.权利要求2的用于TFT的多晶硅薄膜，其中当θ为0°时，双通道或多通道之间的距离与“S”相同。4.权利要求1的用于TFT的多晶硅薄膜，其中该多晶硅薄膜形成于显示器件基材的整个区域上或者显示器件基材的部分区域上。5.权利要求1的用于TFT的多晶硅薄膜，其中所述晶粒尺寸为0.2μm或更大。6.权利要求1的用于TFT的多晶硅薄膜，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：李基龙，
申请(专利权)人：三星SDI株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]