薄膜晶体管、其制造方法和包括薄膜晶体管的显示设备技术

本发明专利技术提供了一种薄膜晶体管、一种薄膜晶体管的制造方法以及一种包括薄膜晶体管的显示设备。薄膜晶体管包括有源层以及与有源层间隔开并至少部分地与有源层重叠的栅电极，其中有源层包括铜离子，并且在有源层的至少一部分沿其厚度方向具有铜离子的浓度梯度。沿其厚度方向具有铜离子的浓度梯度。沿其厚度方向具有铜离子的浓度梯度。

【技术实现步骤摘要】
薄膜晶体管、其制造方法和包括薄膜晶体管的显示设备
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2021年7月29日提交的韩国专利申请第10
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2021
‑
0099640号的优先权，该申请在此通过引用整体并入。


[0003]本公开涉及一种薄膜晶体管、其制造方法以及包含该薄膜晶体管的显示设备。

技术介绍

[0004]由于薄膜晶体管可以在玻璃基板或塑料基板上制造，薄膜晶体管已被广泛地用作显示设备(例如液晶显示设备或有机发光设备)的开关元件或驱动元件。
[0005]基于构成有源层的材料，薄膜晶体管可被分为非晶硅薄膜晶体管、多晶硅薄膜晶体管和氧化物半导体薄膜晶体管，在非晶硅薄膜晶体管中非晶硅被用作有源层，在多晶硅薄膜晶体管中多晶硅被用作有源层，在氧化物半导体薄膜晶体管中氧化物半导体被用作有源层。
[0006]氧化物半导体薄膜晶体管(TFT)，其根据氧含量具有较大的电阻变化，其优点是可以容易地获得所需的特性。此外，由于在制造氧化物半导体薄膜晶体管的过程中，构成有源层的氧化物可以在相对较低的温度下生长，因此氧化物半导体薄膜晶体管的制造成本降低。鉴于氧化物的特性，由于氧化物半导体是透明的，因此有利于实现一种透明的显示设备。
[0007]被用作显示设备的驱动元件的薄膜晶体管有利于具有大的s因子(亚阈值摆幅)以表示灰度。因此，将需要研究用作显示设备的驱动元件的薄膜晶体管，以具有大的s因子。

技术实现思路

[0008]本公开是鉴于上述问题而作出的，且本公开的一个目的是提供一种具有大的s因子的薄膜晶体管。
[0009]本公开的另一目的是提供一种包括具有大的s因子的薄膜晶体管的显示设备，以实现优良的灰度表示能力。
[0010]本公开的又一目的是提供一种具有大的s因子的薄膜晶体管的制造方法。
[0011]除了如上所述的本公开的目的之外，本公开的其他目的和特征将由本领域的技术人员从本公开的以下描述中清楚地理解。
[0012]根据本公开的一方面，可以通过提供一种薄膜晶体管来实现上述和其他目的，该薄膜晶体管包括有源层，以及与有源层间隔开并至少部分地与有源层重叠的栅电极，其中有源层包括铜离子，并且在有源层的至少一部分中沿其厚度方向的具有铜离子的浓度梯度。
[0013]铜离子的浓度在有源层的表面上可以是一致的。
[0014]铜离子的浓度可以在距离有源层表面相同深度的不同点处是相同的。
[0015]有源层可被设置在基板上，且铜离子的浓度可以在有源层中沿着朝向基板的方向降低。
[0016]铜离子可包括Cu
+
和Cu
2+
。
[0017]在有源层中Cu
2+
的浓度可高于的Cu
+
的浓度。
[0018]在有源层中的铜离子的浓度可以是0.1at％(原子％)至0.18at％(原子％)。
[0019]有源层可包括氧化物半导体材料。
[0020]有源层可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。
[0021]有源层还可包括位于第二氧化物半导体层上的第三氧化物半导体层。
[0022]薄膜晶体管可具有0.2或更大的s因子。
[0023]根据本公开的另一方面，上述和其他目的可通过提供一种包括上述薄膜晶体管的显示设备来实现。
[0024]根据本公开的另一方面，可以通过提供一种薄膜晶体管的制造方法来实现上述和其他目的，该方法包括：在基板上形成有源材料层，在有源材料层上形成铜层，通过对有源材料层和铜层进行图案化而形成有源层和铜图案，移除铜图案，以及对有源层进行热处理。
[0025]在铜图案被移除后，铜离子可存在于有源层的表面上。
[0026]铜图案可具有2nm至5nm的厚度。
[0027]热处理可以在250℃至350℃的温度下进行。
[0028]形成有源材料层可包括在基板上形成第一氧化物半导体材料层，以及在第一氧化物半导体材料层上形成第二氧化物半导体材料层。
[0029]形成有源材料层还可包括在第二氧化物半导体材料层上形成第三氧化物半导体材料层。
附图说明
[0030]本公开的上述和其他目的、特征和其他优点将从结合附图的以下详细描述中更清楚地理解，其中：
[0031]图1是示出根据本公开的一个实施例的薄膜晶体管的剖视图；
[0032]图2是示出图1的薄膜晶体管的有源层的示意性剖视图；
[0033]图3是示出根据图2的有源层的距离其上表面的深度而变化的离子浓度的图；
[0034]图4是示出根据本公开的另一实施例的薄膜晶体管的剖视图；
[0035]图5是示出根据本公开的又一实施例的薄膜晶体管的剖视图；
[0036]图6是示出根据本公开的又一实施例的薄膜晶体管的剖视图；
[0037]图7是示出根据本公开的又一实施例的薄膜晶体管的剖视图；
[0038]图8是示出根据本公开的又一实施例的薄膜晶体管的剖视图；
[0039]图9是示出比较例和本公开的实施例的薄膜晶体管的阈值电压的图；
[0040]图10A至图10G是根据本公开的一个实施例的薄膜晶体管的制造工艺图；
[0041]图11A是示出有源层的活化能Ea的图；
[0042]图11B是示出有源层的态密度(DOS)的图；
[0043]图12是示出根据本公开的另一实施例的显示设备的示意图；
[0044]图13是示出图12的任一个像素的电路图；
[0045]图14是示出图13的像素的平面图；
[0046]图15是沿图14的线I
‑
I'截取的剖视图；
[0047]图16是示出根据本公开的又一实施例的显示设备的像素的电路图；
[0048]图17是示出根据本公开的又一实施例的显示设备的像素的电路图；以及
[0049]图18是示出根据本公开的又一实施例的显示设备的像素的电路图。
具体实施方式
[0050]本公开的优点和特征及其实施方法将通过参照附图描述的以下实施例来阐明。然而，本公开可被实现为不同的形式并且不应被解释为限于本文公开的实施例。而是，提供这些实施例使得本公开将是彻底的和完整的，并且将本公开的范围充分地传达给本领域技术人员。此外，本公开仅由权利要求的范围来限定。
[0051]在用于描述本公开的实施例的附图中公开的形状、尺寸、比率、角度和数目仅是示例，并且因此本公开不限于所示的细节。相同的附图标记在整个说明书中指代相同的元件。在以下描述中，当确定相关的已知功能或配置的详细描述不必要地模糊本公开的重点时，将省略该详细描述。
[0052]在使用本说明书中所描述的“包括”、“具有”和“包含”的情况下，可以添加另一个部件部分，除非使用“仅～”。单数形式的术语可包括复数形式，除非相反地指出。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种薄膜晶体管，包括：有源层；和与所述有源层间隔开并至少部分与所述有源层重叠的栅电极，其中，所述有源层包括铜离子，并且在所述有源层的至少一部分中沿其厚度方向具有铜离子的浓度梯度。2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，所述铜离子的浓度在所述有源层的表面上是一致的。3.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，所述铜离子的浓度在距离所述有源层的表面相同深度的不同点处是相同的。4.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，所述有源层被设置在基板上，并且所述铜离子的浓度在所述有源层中沿朝向所述基板的方向降低。5.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，所述铜离子包括Cu
+
和Cu
2+
。6.根据权利要求5所述的薄膜晶体管，其中，在所述有源层中Cu
2+
的浓度高于Cu
+
的浓度。7.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，在所述有源层中所述铜离子的浓度为0.1at％至0.18at％。8.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，所述有源层包括氧化物半导体材料。9.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，所述有源层包括：第一氧化物半导体层；和位于所述第一氧化物半导体层上的第二氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：高承孝，N，
申请(专利权)人：乐金显示有限公司，
类型：发明
国别省市：