專利名稱：薄膜晶體管(tft)和包括該薄膜晶體管的平板顯示器以及它們的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種薄膜晶體管(TFT)、制造該TFT的方法和包括該TFT的平板顯示器及其制造方法。具體地說，本發(fā)明涉及一種具有改進(jìn)結(jié)構(gòu)的TFT，該結(jié)構(gòu)包括層間介電(Interlevel Dielectric，ILD)層和源極/漏極極電極，以及一種制造該TFT的方法，和包括該TFT的平板顯示器件。
背景技術(shù)：
平板顯示器件，如液晶顯示器(LCD)、有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)或無機(jī)發(fā)光二極管，按照驅(qū)動(dòng)方法分為使用無源驅(qū)動(dòng)方法的無源矩陣(PM)平面顯示器件和使用有源驅(qū)動(dòng)方法的有源矩陣(AM)平板顯示器件。
在PM平板顯示器件中，陽(yáng)極和陰極分別以多個(gè)列和行設(shè)置，掃描信號(hào)通過行驅(qū)動(dòng)電路供給到陰極上。在這種情況下，只選擇多行中的一行。另外，數(shù)據(jù)信號(hào)通過列驅(qū)動(dòng)電路輸輸入到每一個(gè)像素中。
AM平板顯示器件廣泛地用作顯示器件，其使用薄膜晶體管(TFT)來控制信號(hào)輸入到每個(gè)像素中，適合于巨大信號(hào)量的處理，以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)圖像。
在TFT平板顯示器中，在基質(zhì)上形成有由半導(dǎo)體構(gòu)成的有源層。在有源層上形成有柵絕緣層，以覆蓋有源層。柵極40形成在柵絕緣層上。柵極由層間介電(ILD)層覆蓋，且在柵絕緣層和ILD層中形成接觸孔，通過該接觸孔暴露有源層的源極/漏極區(qū)。在ILD層上形成源極/漏極。源極/漏極通過接觸孔與有源層的源極/漏極區(qū)相連。當(dāng)形成源極/漏極時(shí)，一起形成了平板顯示器的各種信號(hào)互連。
源極/漏極和信號(hào)互連可由鉬或鉬合金形成。由于鉬具有較高的電阻率，所以增加了源極/漏極和信號(hào)互連的電阻，導(dǎo)致包括TFT的平板顯示器的信號(hào)延遲。信號(hào)延遲使得平板顯示器的圖像質(zhì)量降低。
為了解決這些問題，源極/漏極和信號(hào)互連由雙層形成，該雙層包括鉬層和形成在鉬層上具有低電阻的鋁層。但是，源極/漏極之一與像素電極(沒有示出)的氧化銦錫(ITO)層接觸。由于鋁層和ITO層之間形成了氧化層，所以像素電極和與像素電極接觸的源極/漏極之間的接觸電阻增加了。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種薄膜晶體管(TFT)和具有該TFT的平面顯示器，這種TFT能夠降低源極/漏極的互連電阻(interconnection resistance)，防止有源層的污染，降低像素電極和與像素電極接觸的源極/漏極之間的接觸電阻，平穩(wěn)地向有源層提供氫，具有高遷移率、開電流(on-current)特性和閾值電壓特性。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種薄膜晶體管(TFT)，該TFT包括具有溝道區(qū)和源極/漏極區(qū)的有源層；適于向溝道區(qū)提供信號(hào)的柵極；分別連接到源極/漏極區(qū)的源極/漏極，該源極/漏極包括鈦、鈦合金、鉭、鉭合金中的至少一種；插入源極/漏極和有源層之間的絕緣層，其包括氮化硅。
源極/漏極包括第一金屬層圖案，第二金屬層圖案和第三金屬層圖案，這些金屬層圖案在有源層方向上順序堆疊。
第一金屬層圖案包括鉻、鉻合金、鉬和鉬合金中的至少一種。
第二金屬層圖案包括Al、AlSi、AlNd和AlCu中的至少一種。
第三金屬層圖案包括鈦、鈦合金、鉭和鉭合金中的至少一種。
第一金屬層圖案包括鈦、鈦合金、鉭和鉭合金中的至少一種。
該TFT進(jìn)一步包括設(shè)置在第一和第二金屬層圖案之間的保護(hù)層圖案。
該保護(hù)層圖案包括鈦、鈦合金、鉭和鉭合金中的至少一種。
所述絕緣層覆蓋柵極。
所述絕緣層夾在柵極和有源層之間。
該有源層包括多晶硅。
根據(jù)發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種包括薄膜晶體管(TFT)的平板顯示器，其中該TFT包括具有溝道區(qū)和源極/漏極區(qū)的有源層；適于向溝道區(qū)提供信號(hào)的柵極；分別連接到源極/漏極區(qū)的源極/漏極，該源極/漏極包括鈦、鈦合金、鉭和鉭合金中的至少一種；插入源極/漏極和有源層之間的絕緣層，其包括氮化硅。
根據(jù)發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種制造薄膜晶體管的方法，該方法包括在基質(zhì)上形成通過柵絕緣層而彼此絕緣的有源層和柵極，并形成層間介電層來覆蓋有源層和柵極，柵絕緣層和ILD層中的至少一個(gè)包含氮化硅；熱處理所述基質(zhì)；在柵絕緣層和ILD層的至少一個(gè)中形成源極/漏極接觸孔；形成源極/漏極，該源極/漏極排列在ILD層上，通過源極/漏極接觸孔與有源層相接觸，并包括鈦、鈦合金、鉭和鉭合金中的至少一種。
形成源極/漏極極電極包括形成第一金屬層圖案，第二金屬層圖案和第三金屬層圖案，這些金屬層圖案設(shè)置在ILD層上并且通過源極/漏極接觸孔與有源層接觸。
形成源極/漏極包括在包含通過源極/漏極接觸孔而暴露的有源層的基質(zhì)的整個(gè)表面上堆疊第一金屬層；圖案化第一金屬層以形成第一金屬層圖案；在第一金屬層圖案上順序堆疊第二金屬層和第三金屬層；圖案化第二金屬層和第三金屬層，以形成第二金屬層圖案和第三金屬層圖案。
形成源極/漏極包括在包含通過源極/漏極接觸孔而暴露的有源層的基質(zhì)的整個(gè)表面上順序堆疊第一金屬層、第二金屬層和第三金屬層；圖案化第一金屬層、第二金屬層和第三金屬層，以形成第一金屬層圖案、第二金屬層圖案和第三金屬層圖案。
第一金屬層圖案包括鉻、鉻合金、鉬和鉬合金中的至少一種。
第二金屬層圖案包括Al、AlSi、AlNd和AlCu中的至少一種。第三金屬層圖案包括鈦、鈦合金、鉭和鉭合金中的至少一種。
第一金屬層圖案包括鈦、鈦合金、鉭和鉭合金中的至少一種。
該方法進(jìn)一步包括在形成第二金屬層圖案之前在第一金屬層圖案上形成保護(hù)層圖案。
根據(jù)本發(fā)明的另外一個(gè)方面，提供一種制造平板顯示器的方法，該方法包括制造薄膜晶體管(TFT)，其包括在基質(zhì)上形成通過柵絕緣層而彼此絕緣的有源層和柵極，并形成層間介電(ILD)層來覆蓋有源層和柵極，柵絕緣層和ILD層中的至少一個(gè)包含氮化硅；熱處理所述基質(zhì)；在柵絕緣層和ILD層的至少一個(gè)中形成源極/漏極接觸孔；形成源極/漏極，該源極/漏極設(shè)置在ILD層上，其通過源極/漏極接觸孔與有源層接觸，并包括鈦、鈦合金、鉭和鉭合金中的至少一種；形成絕緣層來覆蓋TFT；以及在絕緣層上形成與TFT的源極/漏極連接的像素電極。


由于結(jié)合附圖考慮并參照下面的詳細(xì)描述，本發(fā)明會(huì)更好理解，對(duì)本發(fā)明更加完整的理解及其一些伴隨的優(yōu)點(diǎn)將更顯然，相同的附圖標(biāo)記表示相同或相似的部件，其中圖1是平板顯示器薄膜晶體管(TFT)的橫截面視圖；圖2是依照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的TFT的橫截面視圖；圖3是依照本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方案的TFT的橫截面視圖；圖4是依照本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方案的TFT的橫截面視圖；圖5是依照本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方案的TFT的橫截面視圖；圖6是包括圖2中的TFT的有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)的橫截面視圖；圖7是包括圖3中的TFT的OLED的橫截面視圖；圖8是包括圖4中的TFT的OLED的橫截面視圖；圖9是包括圖5中的TFT的OLED的橫截面視圖；具體實(shí)施方式
圖1是平板顯示器TFT的橫截面視圖。參照?qǐng)D1，在基質(zhì)10上形成由半導(dǎo)體構(gòu)成的有源層20。在有源層20上形成柵絕緣層30以覆蓋有源層20。在柵絕緣層30上形成柵極40。柵極40被層間介電(ILD)層50覆蓋。在柵絕緣層30和ILD層50中形成接觸孔50a，通過該接觸孔暴露有源層20的源極/漏極區(qū)域。在ILD層50上形成源極/漏極55。源極/漏極55通過接觸孔50a與有源層20的源極/漏極區(qū)域相連。當(dāng)形成源極/漏極55時(shí)，一起形成了平板顯示器的各種信號(hào)互連(沒有示出)。
源極/漏極55和信號(hào)互連由鉬或鉬合金形成。由于鉬具有較高的電阻率，所以增加了源極/漏極55和信號(hào)互連的電阻，導(dǎo)致包含該TFT的平板顯示器中的信號(hào)延遲。該信號(hào)延遲使得平板顯示器的圖像質(zhì)量降低。
為了解決這些問題，源極/漏極55和信號(hào)互連由包含鉬層和形成在鉬層上面的具有低電阻的鋁層的雙層形成。但是，源極/漏極55之一與像素電極(沒有示出)的氧化銦錫(ITO)層相接觸。由于在鋁層和ITO層之間形成氧化層，所以像素電極和與像素電極接觸的源極/漏極55之間的接觸電阻增加了。
將參照其中示出了本發(fā)明典型實(shí)施方案的附圖更加全面地描述本發(fā)明。但是，本發(fā)明可以表現(xiàn)為不同的形式，不應(yīng)該解釋為局限于在這里列出的實(shí)施方案。更恰當(dāng)?shù)卣f，提供的這些實(shí)施方案，以使公開更加全面和完整，并將對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員完整傳達(dá)本發(fā)明的范圍。
應(yīng)當(dāng)理解到，當(dāng)層被提到在另一層或在半導(dǎo)體基質(zhì)上時(shí)，則該層可直接在另一層或在半導(dǎo)體基質(zhì)上，或也可以存在中間層。為了便于理解，在可能的地方使用了相同的參考數(shù)字來指定附圖中共用的相同元件。
圖2是依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的薄膜晶體管(TFT)的橫截面視圖。參閱圖2，TFT形成在基質(zhì)100上?；|(zhì)100可以是玻璃、塑料或金屬基質(zhì)。在基質(zhì)100上形成緩沖層105。緩沖層105用來保護(hù)在隨后步驟中形成的TFT免受例如從基質(zhì)100發(fā)射出來的堿性離子等雜質(zhì)，該緩沖層可由氧化硅或氮化硅形成。
在緩沖層105上堆疊非晶硅層，并且通過晶化非晶硅層來形成多晶硅層?？梢允褂美鐪?zhǔn)分子激光退火(ELA)，順序橫向固化(SLS)，金屬誘導(dǎo)晶化(MIC)或金屬誘導(dǎo)橫向晶化(MILC)的方法將非晶硅層晶化。
將多晶硅層圖案化，以便在基質(zhì)100上形成有源層110。然后，在包含有源層110的基質(zhì)100的整個(gè)表面上形成柵絕緣層115。在柵絕緣層115上堆疊柵極材料，并將其圖案化從而形成柵極120以對(duì)應(yīng)于有源層110的預(yù)定部分，例如有源層110的溝道區(qū)110b。柵極材料可以是鋁、鋁合金、鉬和鉬合金中的至少一種。特別是，鉬鎢合金可以用作柵極材料。
使用柵極120在有源層110上摻雜離子，以在有源層110中形成源極/漏極區(qū)110a，同時(shí)確定插在源極/漏極區(qū)110a之間的溝道區(qū)110b。接下來，形成層間介電層125，以覆蓋柵極120。在該情形中，柵極120和有源層110的堆疊次序可以相反。
ILD層125形成以后，形成源極/漏極接觸孔122，以將ILD層125和柵絕緣層115打孔，從而通過源極/漏極接觸孔122暴露有源層110的源極/漏極區(qū)110a。
通過源極/漏極接觸孔122形成源極/漏極131，其包括鈦、鈦合金、鉭和鉭合金中的至少一種。
在圖2的實(shí)施方案中，源極/漏極131包括第一金屬層圖案131a，第二金屬層圖案131c和第三金屬層圖案131d，這些金屬層在有源層110的方向上順序堆壘。
第一金屬層圖案131a可由作為耐熱金屬的鉻、鉻合金、鉬、鉬合金，或鈦或鉭中的至少一種形成。
第二金屬層圖案131c可由含有鋁的金屬層形成?；阡X的金屬可以是Al、AlSi、AlNd或AlCu。在形成第二金屬層圖案131c中可使用包含預(yù)定比率硅的AlSi。
第三金屬層圖案131d可以由鈦或鉭形成。
可將第一金屬層圖案131a形成這么一個(gè)厚度，在該厚度時(shí)，能防止堆疊在第一金屬層圖案131a上的由基于鋁的材料形成的第二金屬層圖案131c直接與有源層110的多晶硅層的表面突出相接觸。第一金屬層圖案131a的厚度可以是大約500-1500。
當(dāng)?shù)谝唤饘賹訄D案131a由鉻、鉻合金、鉬或鉬合金中的至少一種形成時(shí)，在隨后的熱處理步驟中，第一金屬層圖案131a具有高的熱穩(wěn)定性。另外，第一金屬層圖案131a具有比由基于鋁的金屬形成的第二金屬層圖案131c高的抗腐蝕性，源極/漏極131，有源層110和絕緣層115和125彼此平滑地接觸。
當(dāng)?shù)谝唤饘賹訄D案131a由鈦或鉭形成時(shí)，可防止在形成第二金屬層圖案131c中使用的基于鋁的金屬直接與有源層110接觸，防止有源層110的硅擴(kuò)散進(jìn)入由基于鋁的金屬形成的第二金屬層圖案131c而引起缺陷。另外，鈦或鉭用來防止由基于鋁的金屬形成的第二金屬層圖案131c中的如小突起這樣的缺陷。
在形成第二金屬層圖案131c中使用基于鋁的金屬，以改善源極/漏極131的導(dǎo)電性，并降低互連電阻。
另外，當(dāng)?shù)诙饘賹訄D案131c由基于鋁的金屬形成時(shí)和當(dāng)?shù)诙饘賹訄D案131c直接接觸平板顯示器件的像素電極時(shí)，如上面所述形成了氧化層。為了防止該氧化層的形成，在形成第三金屬層圖案131d中使用鈦或鉭，其用來防止如基于鋁的金屬的小突起這樣的缺陷。
第一至第三金屬層圖案131a，131c和131d是這樣形成的首先在源極/漏極接觸孔122中形成第一金屬層圖案131a，然后在第一金屬層圖案131a上順序堆疊在形成第二和第三金屬層圖案131c和131d中使用的的金屬并同時(shí)進(jìn)行圖案化，由此形成第二和第三金屬層圖案131c和131d。
但是，順序堆疊第一金屬層圖案131a，第二金屬層圖案131c和第三金屬層圖案131d并起圖案化，由此形成了第一至第三金屬層圖案131a，131c和131d。
在圖2顯示的實(shí)施方案中，柵絕緣層115和ILD層125中的至少一個(gè)可含有氮化硅。在氮化硅的形成處理過程中，它含有大量的氫。使用熱處理步驟可以將氮化硅中含的氫擴(kuò)散到有源層110中去。擴(kuò)散到有源層110中的氫防止在有源層110中的懸空鍵(dangling bonds)。
但是，如前面所述，因?yàn)樵礃O/漏極131中包含的鈦或鉭很好地與柵絕緣層115和/或ILD層125中的氮化硅中包含的氫反應(yīng)，所以阻止了氫的擴(kuò)散，并減少了有源層110中的氫化作用。因此，在圖2顯示的實(shí)施方案中，為了彌補(bǔ)氫化作用的減少，在形成包含鈦或鉭等的源極/漏極131和源極/漏極131之前，對(duì)包含氮化硅的柵絕緣層115和/或ILD層125進(jìn)行預(yù)熱處理。
這個(gè)熱處理在大約380℃下進(jìn)行。由于該熱處理步驟，有源層110的源極/漏極區(qū)110a中摻雜的離子被活化，這樣?xùn)沤^緣層115和/或ILD層125中包含的氫被擴(kuò)散到有源層110中。
在圖3顯示的另一個(gè)實(shí)施方案中，ILD層125由具有第一ILD層125a和第二ILD層125b的雙層形成。在遠(yuǎn)離源極/漏極131的第一ILD層125a中可含有氮化硅。在源極/漏極131形成之前進(jìn)行熱處理以彌補(bǔ)氫化作用。在圖3中，ILD層125只有雙層，但是本發(fā)明不限于此。本實(shí)施方案還可包括具有多層結(jié)構(gòu)的ILD層125。在最接近有源層110的一側(cè)可形成氮化硅層。該雙層或多層結(jié)構(gòu)也可應(yīng)用于柵絕緣層115。
圖3所示的實(shí)施方案的其他特征和圖2所示的實(shí)施方案相同，因此，其詳細(xì)描述就省略了。
圖4是依照本發(fā)明另外一個(gè)實(shí)施方案的TFT的橫截面視圖。如圖4所示，在第一金屬層圖案131a和第二金屬層圖案131c之間形成保護(hù)層圖案131b。
第一金屬層圖案131a可包括鉻、鉻合金、鉬和鉬合金中的至少一種。該保護(hù)層圖案131b可包括鈦或鉭。
所述層具有四層結(jié)構(gòu)的原因是當(dāng)?shù)谝唤饘賹訄D案131a不足夠厚時(shí)，由于有源層110的表面粗糙度，有源層110和第二金屬層圖案131c可以相互接觸。
當(dāng)通過使用激光，也就是使用ELA或SLS，將有源層晶化而形成多晶硅層時(shí)，這個(gè)多晶硅層可具有由表面的突起而產(chǎn)生的粗糙表面。由于粗糙表面可穿過第一金屬層圖案131a并與第二金屬層圖案131c相接觸，從而產(chǎn)生破壞，所以形成保護(hù)層131b以防止這種破壞。
在圖4的實(shí)施方案中，在柵絕緣層115和/或ILD層125上形成氮化硅。為了防止由源極/漏極131的鈦或鉭引起的有源層110中氫化作用的減少，在源極/漏極131形成以前對(duì)基質(zhì)進(jìn)行熱處理。
圖4所示的實(shí)施方案的其他特征和如上描述的圖2和3的實(shí)施方案相同，因此，其詳細(xì)描述就省略了。
圖5是依照本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方案的TFT的橫截面視圖。在圖5的實(shí)施方案中，ILD層125由含第一ILD層125a和第二ILD層125b的雙層形成。在遠(yuǎn)離源極/漏極131的第一ILD層125a中可含有氮化硅。在源極/漏極131形成之前進(jìn)行熱處理以彌補(bǔ)氫化作用。
在圖5中，ILD層125只有雙層，但是本發(fā)明不限于此。本實(shí)施方案也可以包括具有多層結(jié)構(gòu)的ILD層125。在最接近有源層110一側(cè)可形成氮化硅層。該雙層或多層結(jié)構(gòu)也可應(yīng)用于柵絕緣層115。
圖5所示的實(shí)施方案的其他特征和如上描述的圖2至4的實(shí)施方案相同，因此，其詳細(xì)描述就省略了。
上面的TFT可以應(yīng)用到有源矩陣有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)或液晶顯示器(LCD)中。
圖6是具有圖2中的TFT的有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)的視圖，其中設(shè)置在發(fā)射區(qū)域中的子像素形成圖像。
大量的子像素設(shè)置在發(fā)射區(qū)域中。在全色OLED中，以各種圖案，例如線形，馬賽克或格子等排列紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)色的子像素，從而形成像素。另外，OLED不僅可以是全色平板顯示器，還可以是單色平板顯示器。
本發(fā)明不局限于圖2至5中的TFT的數(shù)量和排列，而且可以是各種數(shù)量和排列的TFT。
如圖6中所示，圖2中的TFT形成在基質(zhì)100上。該TFT與圖2顯示的實(shí)施方案中的是一樣的，因此詳細(xì)描述省略了。
如圖6中所示，當(dāng)在ILD層125上形成源極/漏極131時(shí)，形成了分開的互連(interconnection)135。在圖6的實(shí)施方案中，當(dāng)形成源極/漏極131的第一金屬層圖案131a時(shí)，形成互連135，當(dāng)形成第二和第三金屬層圖案131c和131d時(shí)不形成互連，互連135可包括由與在形成第二金屬層圖案131c中使用的相同的材料而形成的第二金屬互連135c和由與在形成第三金屬層圖案131d中使用的相同的材料而形成的第三金屬互連135d。在本發(fā)明中，互連135不限于此。當(dāng)源極/漏極131的第一金屬層圖案131a與第二和第三金屬層圖案131c和131d同時(shí)圖案化和形成時(shí)，互連135可以進(jìn)一步包括第一金屬互連(沒有示出)，其由與在形成第一金屬層圖案131a中使用的相同的材料形成。
以這樣的方式形成互連135和源極/漏極131以后，形成鈍化層160以覆蓋互連135和源極/漏極131。鈍化層160可以由無機(jī)材料，如氧化硅和氮化硅等，或有機(jī)材料，如丙烯類(acryl)、聚酰亞胺和BCB等，或其混合物形成。在鈍化層160中形成通孔160a后，在鈍化層160上形成像素電極170，以與源極/漏極131電極之一接觸。由有機(jī)材料形成像素定義層(pixel definition layer)175，以覆蓋像素電極170。在像素定義層175中形成預(yù)定開口175a以后，在至少由開口175a限定的區(qū)域中形成有機(jī)層200。有機(jī)層200包括發(fā)射層。在有機(jī)層200上形成對(duì)置電極(opposite electrode)220，以覆蓋全部像素。本發(fā)明不局限于上面描述的結(jié)構(gòu)，而是OLED可以很多種結(jié)構(gòu)。
OLED通過根據(jù)電流發(fā)出紅、綠、藍(lán)光來顯示預(yù)定的圖像信息。OLED包括與TFT的源極/漏極131之一相連的像素電極170，覆蓋全部像素的對(duì)置電極220，置于像素電極170和對(duì)置電極220之間并能發(fā)光的有機(jī)層200。
像素電極175和對(duì)置電極220之問通過有機(jī)層200彼此絕緣，并給有機(jī)膜200供給不同極性的電壓，以從有機(jī)層200發(fā)射光。
有機(jī)層200可以是低分子或高分子有機(jī)層。當(dāng)?shù)头肿佑袡C(jī)層用作有機(jī)層200時(shí)，低分子層可通過以單一或復(fù)合結(jié)構(gòu)堆疊空穴注入層(HIL)、空穴傳輸層(HTL)、發(fā)射層(EML)、電子傳輸層(ETL)、電子注入層(EIL)而形成。低分子有機(jī)層可以由許多種有機(jī)材料構(gòu)成，如酞菁銅染料(CuPc)，N，N’-二(萘-1-基)-N，N’-二苯基-聯(lián)苯胺(NPB)，和三-8-羥基喹啉鋁(Alq3)。這些低分子有機(jī)層是通過氣相沉積形成的。
當(dāng)高分子有機(jī)層用作有機(jī)層200時(shí)，高分子層通常具有其中形成有HTL和EML的結(jié)構(gòu)。在這種情況下，PEDOT用作HTL，高分子有機(jī)材料如聚亞苯基亞乙烯(Poly-Phenylenevinylene)和聚芴(Polyfluorene)被用作EML。這些高分子有機(jī)層是通過絲網(wǎng)印刷或噴墨印刷等形成的。
本發(fā)明不局限于上面描述的有機(jī)層，而是可以應(yīng)用很多種實(shí)施方案。
像素電極170作為陽(yáng)極，對(duì)置電極220作為陰極。像素電極170和對(duì)置電極220的極性可以顛倒。
像素電極170可以是透明電極或反射電極。透明電極可以由ITO、IZO、ZnO或In2O3形成，在反射層由Ag、Mg、Al、Pt、Au、Ni、Nd、Ir、Cr或其混合物形成后，在反射層上可形成反射電極，該反射電極由ITO、IZO、ZnO或In2O3形成。
對(duì)置電極220也可以是透明電極或反射電極。當(dāng)透明電極用作對(duì)置電極220時(shí)，因?yàn)閷?duì)置電極220用作陰極，所以在有機(jī)膜190上沉積具有小功函數(shù)的金屬，例如Li，Ca，LiF/Ca，LiF/Al，Al，Mg或其混合物后，輔助電極層或總線電極線可由在形成透明電極中使用的材料，如ITO，IZO，ZnO或In2O3形成。反射電極可以通過在OLED的整個(gè)表面上沉積金屬，如Li，Ca，LiF/Ca，LiF/Al，Al，Mg或其混合物形成。
另一方面，在LCD中，形成覆蓋像素電極170的下校準(zhǔn)層(lower alignmentlayer)(未示出)，從而制造LCD的下基質(zhì)。
像素電極170通過通孔160a與源極/漏極131之一接觸。防止像素電極170與由Ti或Ta形成的第三金屬層圖案131d接觸，并防止與由基于Al的金屬形成的第二金屬層圖案131c直接接觸。
該TFT不僅用于與像素中的像素電極接觸，而且還用作轉(zhuǎn)換(switching)TFT，補(bǔ)償電路TFT，或發(fā)射區(qū)域外部的驅(qū)動(dòng)電路的TFT。
圖7是具有圖3中的TFT的OLED的視圖。圖7中的ILD層125的結(jié)構(gòu)不同于圖6中的結(jié)構(gòu)。該ILD層125的結(jié)構(gòu)已經(jīng)在上述圖3的實(shí)施方案中的描述過了，因此詳細(xì)描述就省略了。
圖8是具有圖4中的TFT的OLED的視圖。圖8中的源極/漏極131的結(jié)構(gòu)不同于圖6中的結(jié)構(gòu)。該源極/漏極131的結(jié)構(gòu)已經(jīng)在上述圖4的實(shí)施方案中的描述過了，因此詳細(xì)描述就省略了。
互連135可具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中順序形成與在形成第一金屬層圖案131a中使用的相同的材料的第一金屬層連線135a，與在形成保護(hù)層圖案131b中使用的相同的材料的保護(hù)層連線135b，與在形成第二金屬層圖案131c中使用的相同的材料的第二金屬層連線135c，與在形成第三金屬層圖案131d中使用的相同的材料的第三金屬層連線135d。
圖9是具有圖5中的TFT的OLED的視圖。圖9中的ILD層125的結(jié)構(gòu)不同于圖8中的結(jié)構(gòu)。該ILD層125的結(jié)構(gòu)已經(jīng)在上述圖5的實(shí)施方案中的描述過了，因此詳細(xì)描述就省略了。
根據(jù)前面的描述，本發(fā)明具有下述效果。第一，獲得了能減小源極/漏極的互連電阻，防止有源層的污染，降低像素電極和源極/漏極之間的接觸電阻的TFT，以及具有該TFT的平板顯示器件。第二、獲得了能平穩(wěn)地向有源層提供氫并具有高遷移率、開電流特性和閾值電壓特性的TFT，以及具有該TFT的平板顯示器件。
盡管已經(jīng)參照典型的實(shí)施方案具體顯示和描述了本發(fā)明，但是對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離由所附權(quán)利要求確定的本發(fā)明精神和范圍的情況下，可以在形式和細(xì)節(jié)上做出各種改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種薄膜晶體管(TFT)，包括具有溝道區(qū)和源極/漏極區(qū)的有源層；用來向溝道區(qū)提供信號(hào)的柵極；分別連接到源極/漏極區(qū)的源極/漏極，該源極/漏極包括鈦、鈦合金、鉭和鉭合金中的至少一種；和夾在源極/漏極和有源層之間的絕緣層，其包括氮化硅。
2.權(quán)利要求1的TFT，其中源極/漏極包括在有源層的方向上順序堆疊的第一金屬層圖案，第二金屬層圖案和第三金屬層圖案。
3.權(quán)利要求2的TFT，其中第一金屬層圖案包括鉻、鉻合金、鉬和鉬合金中的至少一種。
4.權(quán)利要求2的TFT，其中第二金屬層圖案包括Al、AlSi、AlNd和AlCu中的至少一種。
5.權(quán)利要求2的TFT，其中第三金屬層圖案包括鈦、鈦合金、鉭和鉭合金中的至少一種。
6.權(quán)利要求2的TFT，其中第一金屬層圖案包括鈦、鈦合金、鉭和鉭合金中的至少一種。
7.權(quán)利要求3的TFT，其進(jìn)一步包括置于第一金屬層圖案和第二金屬層圖案之間的保護(hù)層圖案。
8.權(quán)利要求7的TFT，其中該保護(hù)層圖案包括鈦、鈦合金、鉭和鉭合金中的至少一種。
9.權(quán)利要求1的TFT，其中該絕緣層覆蓋柵極。
10.權(quán)利要求1的TFT，其中該絕緣層夾在柵極和有源層之間。
11.權(quán)利要求1的TFT，其中該有源層包括多晶硅。
12.一種包含薄膜晶體管(TFT)的平板顯示器，該TFT包括具有溝道區(qū)和源極/漏極區(qū)的有源層；用來向溝道區(qū)提供信號(hào)的柵極；分別連接到源極/漏極區(qū)的源極/漏極，該源極/漏極包括鈦、鈦合金、鉭和鉭合金中的至少一種；和夾在源極/漏極和有源層之間的絕緣層，其包含氮化硅。
13.一種制造薄膜晶體管(TFT)的方法，該方法包括在基質(zhì)上形成通過柵絕緣層而彼此絕緣的有源層和柵極，并形成層間介電(ILD)層來覆蓋有源層和柵極，柵絕緣層和ILD層中的至少一個(gè)包含氮化硅；熱處理所述基質(zhì)；在柵絕緣層和ILD層的至少一個(gè)中形成源極/漏極接觸孔；以及形成源極/漏極，該源極/漏極設(shè)置在ILD層上，其通過源極/漏極接觸孔與有源層接觸，且包括鈦、鈦合金、鉭和鉭合金中的至少一種。
14.權(quán)利要求13的方法，其中形成源極/漏極包括形成第一金屬層圖案，第二金屬層圖案和第三金屬層圖案，這些金屬層圖案設(shè)置在ILD層上并且通過源極/漏極接觸孔與有源層接觸。
15.權(quán)利要求13的方法，其中形成源極/漏極包括在包括通過源極/漏極接觸孔而暴露的有源層的基質(zhì)的整個(gè)表面上堆疊第一金屬層；圖案化第一金屬層以形成第一金屬層圖案；在第一金屬層圖案上順序堆疊第二金屬層和第三金屬層；以及圖案化第二金屬層和第三金屬層以形成第二金屬層圖案和第三金屬層圖案。
16.權(quán)利要求13的方法，其中形成源極/漏極包括在包括通過源極/漏極接觸孔而暴露的有源層的基質(zhì)的整個(gè)表面上順序堆疊第一金屬層，第二金屬層和第三金屬層；圖案化第一金屬層、第二金屬層和第三金屬層以形成第一金屬層圖案、第二金屬層圖案和第三金屬層圖案。
17.權(quán)利要求14的方法，其中第一金屬層圖案包括鉻、鉻合金、鉬和鉬合金中的至少一種。
18.權(quán)利要求14的方法，其中第二金屬層圖案包括Al、AlSi、AlNd和AlCu中的至少一種。
19.權(quán)利要求14的方法，其中第三金屬層圖案包括鈦、鈦合金、鉭和鉭合金中的至少一種。
20.權(quán)利要求14的方法，其中第一金屬層圖案包括鈦、鈦合金、鉭和鉭合金中的至少一種。
21.權(quán)利要求17的方法，其進(jìn)一步包括在形成第二金屬層圖案之前在第一金屬層圖案上形成保護(hù)層圖案。
22.一種制造平板顯示器的方法，該方法包括制造薄膜晶體管，其包括在基質(zhì)上形成通過柵絕緣層而彼此絕緣的有源層和柵極，并形成層間介電(ILD)層以覆蓋有源層和柵極，柵絕緣層和ILD層中的至少一個(gè)包含氮化硅；熱處理所述基質(zhì)；在柵絕緣層和ILD層的至少一個(gè)中形成源極/漏極接觸孔；形成源極/漏極，所述源極/漏極設(shè)置在ILD層上，其通過源極/漏極接觸孔與有源層接觸，并包括鈦、鈦合金、鉭和鉭合金中的至少一種；形成絕緣層以覆蓋TFT；以及形成連接到在絕緣層上的TFT的源極/漏極的像素電極。
全文摘要
薄膜晶體管(TFT)能夠減小源極/漏極的互連電阻，防止有源層的污染，減少像素電極和源極/漏極之間的接觸電阻，平穩(wěn)地向有源層提供氫并具有高遷移率、開電流特性和閾值電壓特性。該TFT包括具有溝道區(qū)和源極/漏極區(qū)的有源層；用于向溝道區(qū)提供信號(hào)的柵極；分別與源極/漏極區(qū)相連的源極/漏極，該源極/漏極包括鈦、鈦合金、鉭、鉭合金中的至少一種；夾在源極/漏極和有源層之間的絕緣層，其包括氮化硅。
文檔編號(hào)H01L21/336GK1716637SQ20051009131
公開日2006年1月4日 申請(qǐng)日期2005年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月30日
發(fā)明者金泰成 申請(qǐng)人:三星Sdi株式會(huì)社