薄膜晶体管和具有该薄膜晶体管的显示装置制造方法及图纸

技术编号:6652374 阅读:194 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
描述的技术总体涉及一种薄膜晶体管和一种包括该薄膜晶体管的显示装置,该薄膜晶体管包括栅电极、半导体层和源/漏电极,其中,源/漏电极设置在形成有半导体层的区域的范围内。因此,当前实施例可以提供这样一种薄膜晶体管,在该薄膜晶体管中,因为阈值电压的变化量小,所以可靠性优异。

【技术实现步骤摘要】

描述的技术总体涉及一种薄膜晶体管和一种包括该薄膜晶体管的显示装置,更具体地讲,涉及这样一种薄膜晶体管,在该薄膜晶体管中,因为阈值电压的变化量小,所以可靠性优异。
技术介绍
薄膜晶体管通常设置有半导体层、栅电极、源电极和漏电极,半导体层设置有源区、漏区及设置在源区和漏区之间的沟道区。此外,半导体层可以包括多晶硅或非晶硅,由于多晶硅的电子迁移率高于非晶硅的电子迁移率,所以目前主要采用多晶硅。多晶硅薄膜晶体管分为栅电极设置在半导体层的沟道区上的顶栅型和栅电极设置在半导体层下方的底栅型。底栅型薄膜晶体管的优点在于制造工艺简单并且栅极绝缘层和沟道区之间的界面没被暴露,但是在元件的结构方面,由于栅电极、栅极绝缘层和源/漏电极的层状结构而在元件中存在MIM (金属-绝缘体-金属)结构,并且这部分由于电荷根据栅极电压的施加被捕获到绝缘体中而具有可靠性问题。在该
技术介绍
部分公开的上述信息仅是为了增强对描述的技术的背景的理解,因此它可能包含没有形成在该国已被本领域普通技术人员所知晓的现有技术的信息。
技术实现思路
描述的技术致力于提供一种薄膜晶体管,在该薄膜晶体管中,因为在元件中不包括MIM (金属-绝缘体-金属)结构,所以可靠性优异。因此,当前实施例的另一目的是提供一种阈值电压的变化量小的薄膜晶体管。示例性实施例提供了一种薄膜晶体管,所述薄膜晶体管包括栅电极、半导体层和源/漏电极,其中,源/漏电极设置在形成有半导体层的区域的范围中。另一实施例提供了一种薄膜晶体管,所述薄膜晶体管包括基底;栅电极,所述栅电极设置在基底的上部上;栅极绝缘层,所述栅极绝缘层设置在栅电极上;半导体层,所述半导体层设置在栅极绝缘层上;源/漏区,所述源/漏区设置在半导体层的上部的预定区域中;源/漏电极,所述源/漏电极电连接到源/漏区,其中,半导体层插入到栅电极和源/漏电极之间的所有区域中。另一实施例提供了一种薄膜晶体管,所述薄膜晶体管包括基底;源/漏电极,所述源/漏电极设置在基底的上部上;源/漏区,所述源/漏区设置在源/漏电极上;半导体层,所述半导体层设置在源/漏区的上部上;栅极绝缘层,所述栅极绝缘层设置在包括半导体层的基底的前表面上;栅电极,所述栅电极设置在栅极绝缘层上,其中,半导体层插入到栅电极和源/漏电极之间的所有区域中。又一实施例提供了一种包括薄膜晶体管的显示装置。因此,当前实施例可以提供这样的薄膜晶体管,在该薄膜晶体管中,因为在元件中不包括MIM (金属-绝缘体-金属)结构,所以可靠性优异。此外,当前实施例可以提供一种阈值电压的变化量小的薄膜晶体管。附图说明图IA是示出了具有普通结构的底栅型薄膜晶体管的平面图;图IB是沿着图IA中的A-A线截取的剖视图;图IC是沿着图IA中的B-B线截取的剖视图;图2A是示出了根据第一示例性实施例的底栅型薄膜晶体管的平面图;图2B是沿着图2A中的A-A线截取的剖视图;图2C是沿着图2A中的B-B线截取的剖视图;图3是包括根据第一示例性实施例的底栅型薄膜晶体管的有机发光二极管 (OLED)显示器的剖视图;图4是根据第一示例性实施例的底栅型薄膜晶体管的示例性变型;图5A是示出了根据第二示例性实施例的底栅型薄膜晶体管的剖视图;图5B是包括根据第二示例性实施例的底栅型薄膜晶体管的有机发光二极管 (OLED)显示器的剖视图;图6A是示出了根据第三示例性实施例的底栅型薄膜晶体管的平面图;图6B是沿着图6A中的C-C线截取的剖视图;图7是示出了根据第四示例性实施例的交错型薄膜晶体管的剖视图;图8是示出了阈值电压(Vth)根据源/漏电流(Ids)的变化而变化的曲线图;图9是示出了阈值电压(Vth)根据时间(S)的变化的曲线图。具体实施例方式在下文中将参照附图更充分地描述当前实施例的目的、技术构成和效果,在附图中示出了示例性实施例。此外,在附图中,为了易于描述,会夸大层、区域等的长度和厚度。 在整个说明书中相同的标号指示相同的元件。图IA是示出了具有普通结构的底栅型薄膜晶体管的平面图,图IB是沿着图IA中的A-A线截取的剖视图,图IC是沿着图IA中的B-B线截取的剖视图。 参照图IA至图1C,在缓冲层22形成在诸如玻璃或塑料的绝缘基底21上并且在该基底的前表面上形成金属材料之后,将该金属材料图案化以形成栅电极23。在基底的前表面上形成包括氧化硅膜或氮化硅膜的单层或多层的栅极绝缘层M。在非晶硅层沉积在基底的前表面上之后,将非晶硅层图案化以形成非晶硅层图案 25。在绝缘膜形成在基底的前表面上之后,将绝缘膜图案化以形成从非晶硅层图案到沟道区的上部的蚀刻停止件26。在被注入高浓度杂质的非晶硅层形成在基底的前表面上之后,利用光致抗蚀剂图案和蚀刻停止件将该非晶硅层图案化,从而通过形成被注入高浓度杂质的非晶硅层图案27 来限定源/漏区。在导电金属被沉积在基底的前表面上之后,利用光致抗蚀剂图案和蚀刻停止件将导电金属图案化,从而通过形成源/漏电极观来完成底栅型薄膜晶体管。然而,具有如图IB中的Rl区域和图IC中的R2区域所示的普通结构的底栅型薄膜晶体管因为在元件中存在由栅电极23、栅极绝缘层M和源/漏电极观的层状结构构成的MIM(金属-绝缘体-金属)结构,并且在向这部分施加栅极电压的情况下在栅极绝缘层中发生电荷捕获等,所以在可靠性方面存在着问题。图2A是示出了根据第一示例性实施例的底栅型薄膜晶体管的平面图,图2B是沿着图2A中的A-A线截取的剖视图,图2C是沿着图2A中的B-B线截取的剖视图。参照图2A至图2C,在缓冲层122形成在诸如玻璃或塑料的透明绝缘基底121上并且在缓冲层上形成栅电极形成材料之后,将栅电极形成材料图案化以形成栅电极123。缓冲层起到防止在下面的基底中产生的杂质的湿气扩散的作用。在形成有栅电极123的基底上形成包括氧化硅膜或氮化硅膜的单层或多层的栅极绝缘层124,在栅极绝缘层上形成非晶硅层(未示出)。可以利用化学气相沉积或物理气相沉积来形成非晶硅层。此外,当形成非晶硅层时或者在形成非晶硅层之后,执行脱氢处理工艺或者可以执行降低氢的浓度的工艺。通过使非晶硅层晶化来形成多晶硅层(未示出),并且通过将多晶硅层图案化来形成半导体层125。作为通过使用多晶硅来使非晶硅晶化的方法,有固化晶化、准分子激光晶化、金属诱导晶化和金属诱导横向晶化,固相晶化是在大约700°C或更低的温度下使非晶硅层退火达数个小时至数十小时的方法,其中,700°C或更低的温度是玻璃的变形温度,所述玻璃是形成使用薄膜晶体管的显示元件的基底的材料;准分子激光晶化是通过将准分子激光射入到硅层来局部加热硅层并使硅层在非常短的时间内在高温下晶化的方法;金属诱导晶化是利用这样一种现象的方法,即,通过使诸如镍、钯、金、铝等的金属接触非晶硅层或将上述金属注入到非晶硅层而使金属诱导非晶硅的相变的现象;金属诱导横向晶化是利用金属与硅相互反应并且在将生成的硅化物连续地传输到侧部的同时连续地诱导硅的晶化的方法来使硅层晶化的方法。然而,在本实施例中,晶化方法不受限制。在本实施例中,当通过将多晶硅层图案化来形成半导体层125时,半导体层125的长度L2比通过后面的工艺形成的源电极到漏电极的范围内的长度L1长,并且半导体层125 的宽度W2比源电极或漏电极的宽度W1大。在包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄膜晶体管,所述薄膜晶体管包括栅电极、半导体层和源/漏电极,其中,源/漏电极设置在形成有半导体层的区域中。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员:秋秉权曹圭湜李源规朴容焕文相皓申旼澈梁泰勋崔埈厚崔宝京李仑揆
申请(专利权)人:三星移动显示器株式会社
类型:发明
国别省市:KR

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