專利名稱：Tft、有該tft的電子器件及有該tft的平板顯示器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種薄膜晶體管(TFT)以及具有該薄膜晶體管的電子平板顯示器，尤其涉及至少在一個(gè)溝道中包括納米粒子的薄膜晶體管和電子顯示器件。
背景技術(shù)：
相關(guān)申請交叉參考本申請要求2004年7月21日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請No.10-2004-0056820的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容在此結(jié)合作為參考。
有機(jī)電致發(fā)光顯示(OELD)器件可分為利用手動(dòng)驅(qū)動(dòng)方法的無源矩陣(PM)或利用有源驅(qū)動(dòng)方法的有源矩陣(AM)。
在PM OELD器件中，分別由排列成列和行的陽極電極和陰極電極形成像素，其中，掃描信號從行驅(qū)動(dòng)電路施加到陰極。然而，每次只從多個(gè)陰極行中選出一行。數(shù)據(jù)信號隨后從列驅(qū)動(dòng)電路施加給陽極來顯示圖像。
相反，AM OLED器件使用薄膜晶體管(TFT)利用控制信號控制單個(gè)像素，并且由于其更合適用來處理大量的信號，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于顯示運(yùn)動(dòng)圖像。
AM平板顯示器件的TFT包括源極區(qū)域、漏極區(qū)域、在源極區(qū)域和漏極區(qū)域之間具有溝道區(qū)域的半導(dǎo)體有源層、與溝道區(qū)域絕緣的柵電極以及源電極和漏電極。
半導(dǎo)體有源層通常由非晶硅或者多晶硅形成。然而，由于非晶硅具有不良的電學(xué)特性和低的電學(xué)可靠性，多晶硅更普遍。當(dāng)前多晶硅的遷移率值能夠高到幾百cm2/Vs，并且多晶硅具有良好的電特性(例如，漏電流小)和高可靠性。
然而，當(dāng)通過利用超過300℃高溫的結(jié)晶工藝結(jié)晶非晶硅時(shí)形成多晶硅。
最近，平板顯示器已經(jīng)變得有柔韌性了，當(dāng)施加預(yù)定壓力來保證足夠的視角時(shí)，甚至能夠彎曲一定量。因此，這些柔性平板顯示器件已經(jīng)用在便攜式產(chǎn)品中，例如，臂帶(arm band)、電子錢包和筆記本電腦。
然而，當(dāng)采用通過與上述方法類似的方法形成的結(jié)晶多晶硅TFT時(shí)，很難獲得柔性平板顯示器件。結(jié)果，為形成柔性產(chǎn)品，包括襯底的大部分的顯示元件應(yīng)該由柔性材料形成，例如，丙烯酸、聚酰亞胺、聚碳酸酯、聚酯、聚酯薄膜或者塑料。但是，這些材料耐熱性不高。
因此，為生產(chǎn)應(yīng)用在柔性平板顯示器件中的多晶硅TFT，有必要找到能夠在塑料能被處理的低溫下形成的TFT結(jié)構(gòu)。
在日本公開申請2004-048062中描述了在柔性產(chǎn)品中使用的TFT的制造方法，該TFT包括使用納米結(jié)構(gòu)形成的溝道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種改進(jìn)的TFT和具有該改進(jìn)TFT的平板顯示器件。TFT的這種結(jié)構(gòu)使許多不同類型的TFT容易同時(shí)形成。
本發(fā)明公開了一種TFT，包括具有至少兩層納米粒子層的有源層，每一納米粒子層包括至少一種納米粒子類型；插入在兩層納米粒子層之間的絕緣層；與有源層絕緣的柵電極；以及在各個(gè)溝道中形成的源電極和漏電極。源電極和漏電極接觸有源層的納米粒子層中的一層。
本發(fā)明還公開了一種包括彼此電連接的兩種不同類型的TFT的電子器件。每一個(gè)TFT包括包括至少兩層納米粒子層的有源層，每一納米粒子層具有至少一個(gè)納米粒子；插入在TFT中設(shè)置的兩層有源層之間的絕緣層；與有源層絕緣的柵電極；以及和有源層的一個(gè)納米粒子層接觸的源電極和漏電極。
本發(fā)明提供一種平板顯示器件，包括，襯底；以及設(shè)置在襯底上的具有多個(gè)像素的發(fā)光區(qū)域，每一個(gè)像素包括多個(gè)選擇驅(qū)動(dòng)電路。每一個(gè)選擇驅(qū)動(dòng)電路包括至少一個(gè)TFT，其包括包括至少兩層納米粒子層的有源層，每一納米粒子層包括至少一種納米粒子類型；插入在兩層納米粒子層之間的絕緣層；與有源層絕緣的柵電極；以及與有源層的納米粒子層中的一層接觸的源電極和漏電極。
本發(fā)明還提供一種平板顯示器件包括襯底；以及設(shè)置在襯底上的具有多個(gè)像素的發(fā)光區(qū)域，每一個(gè)像素包括多個(gè)選擇驅(qū)動(dòng)電路。每一個(gè)選擇驅(qū)動(dòng)電路包括至少兩種不同類型的TFT，其中每一個(gè)TFT包括包括納米粒子層的有源層，該納米粒子層包括至少一種納米粒子；與有源層絕緣的柵電極；以及與有源層的納米粒子層接觸的源電極和漏電極，其中絕緣層插入在每一個(gè)選擇驅(qū)動(dòng)電路的TFT的有源層之間。


參考附圖，通過詳細(xì)描述其實(shí)施例，本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更加顯而易見。
圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的TFT的橫截面圖。
圖2是圖1有源層的局部透視圖。
圖3、圖4和圖5是沿圖1的I-I線截取的橫截面圖，用于說明圖1的TFT的制造方法。
圖6和圖7是沿圖1的I-I線截取的橫截面圖，用于說明圖1的TFT的另一種制造方法。
圖8是示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的TFT的結(jié)構(gòu)的橫截面圖。
圖9是沿圖8的II-II線截取的橫截面圖。
圖10是沿圖8的III-III線截取的橫截面圖。
圖11是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的平板顯示器件的平面結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖12是示出發(fā)射區(qū)域和非發(fā)射區(qū)域的電路結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖13是示出圖12的發(fā)射區(qū)域和非發(fā)射區(qū)域結(jié)構(gòu)的橫截面圖。
圖14是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的平板顯示器件的有源層的俯視圖。
圖15是示出圖12的發(fā)射區(qū)域和非發(fā)射區(qū)域的交替結(jié)構(gòu)的橫截面圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參考附圖更全面地描述本發(fā)明，其中本發(fā)明的實(shí)施例在附圖中示出。
在附圖中，為清楚起見放大了層和區(qū)域的厚度?？梢岳斫猓?dāng)將如層、薄膜、區(qū)域或者襯底的元件描述為在另一個(gè)元件“上”時(shí)，其能直接地位于另一個(gè)元件上或者也可以存在介入元件。相反，當(dāng)將一元件稱為“直接地在”另一個(gè)元件上時(shí)，不存在介入元件。在說明書中相似的附圖標(biāo)記代表相似的元件。
參考圖1，TFT形成在襯底10上。襯底10可以由丙烯酸、聚酰亞胺、聚碳酸酯、聚酯、聚脂薄膜或者塑料形成，但是不局限于這些材料，例如，也可以由玻璃材料形成。如果需要，在襯底10上也可以形成用于防止摻雜離子的擴(kuò)散的緩沖層和用于防止?jié)駳饣蛘呖諝獾臐B透的阻擋層。
TFT包括有源層11，與有源層11絕緣的柵電極14，以及與有源層11接觸的源電極和漏電極16。
有源層11可以以預(yù)定方式在襯底10上形成然后可以形成覆蓋有源層11的柵絕緣薄膜13。柵電極14可以形成在柵絕緣薄膜13上然后可以形成覆蓋柵電極14的層間絕緣層15。然后在柵絕緣薄膜13和層間絕緣層15中可以形成接觸孔17。源電極和漏電極16可以形成在層間絕緣層15上并且連接有源層11。這種TFT結(jié)構(gòu)不局限于上述結(jié)構(gòu)，在本發(fā)明中可以實(shí)現(xiàn)多種TFT結(jié)構(gòu)。
如圖2所示，有源層11可以包括至少兩層納米粒子層11a和11b，每一納米粒子層包括至少一個(gè)納米粒子12，并且絕緣層11c插入納米粒子層11a和11b之間。這里，第一納米粒子層11a和第二納米粒子層11b均具有多個(gè)平行排列的納米粒子12。然而，也能包括其它納米粒子層。
納米粒子12可以下述材料形成包括CdS、CdSe和CdTe的IIB-VIA族化合物、包括GaAs的IIIA-VA族化合物、IVA族元素或者包括Si的化合物、或者包括Ni、Co、Fe、Pt、Au和Ag的族中的金屬或者化合物；納米粒子12不局限于上面所列的化合物和元素，并且能由各種合適的材料形成。
可以在形成TFT之前，利用物理或者化學(xué)方法形成納米粒子12?，F(xiàn)在將描述形成納米粒子12的方法的一些例子。
在化學(xué)方法中，納米粒子12可以包括由上述所列的納米粒子化合物之一形成的核。納米粒子12還可以包括涂覆在核上的這些化合物之一。
例如，用于形成CdSeZnS納米粒子的第一個(gè)步驟是制備CdSe納米晶體。眾所周知這種納米粒子的尺寸為大約23-55且這些粒子中的尺寸分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差為大約5-10％。這種CdSe納米粒子可以在高溫下通過膠質(zhì)生長過程形成并且伴隨用于控制粒子大小的沉淀過程。在膠質(zhì)生長過程中，通過快速地將有機(jī)金屬前體注入高溫溶劑中，同質(zhì)核即刻產(chǎn)生。用作Cd源的有機(jī)金屬前體包括Cd化合物，例如，CdMe2。用作Se源的有機(jī)化合物可以是三烷基磷硒化物(trialkylphospnine selenide)，例如，(TMS)2Se、TOPSe或TBPSe。接著，在合適的溫度下，CdSe粒子被溶劑中包含Zn和S前體的溶液包覆，例如，TOP。Zn和S前體可以分別是二乙基鋅(diethylzinc)和hexamethyldisilaztine。
用于形成納米粒子12的物理方法可以是真空合成、氣相合成、凝聚相合成、通過離子化簇束的高速沉積、凝固、拋光、混合合金處理(mixalloyprocessing)、沉積方法或者凝膠-溶膠方法，及其它合適的物理方法。
納米粒子12可以為P型或者N型半導(dǎo)體并且能以多種形狀形成，例如，納米線、納米帶、納米棒以及包括單個(gè)壁層或者多個(gè)壁層的納米管。
現(xiàn)在描述形成納米粒子12的方法的詳細(xì)例子。
具有20-40nm厚度的P型Si納米線能利用商業(yè)上可得到的單體分散的金膠體粒子(British Biocell Internation Ltd)通過在反應(yīng)器中熱沉積SiH4和B2H6來合成。反應(yīng)溫度為420℃-480℃且反應(yīng)器包括8英寸管式爐，其中粒子的生長能用計(jì)算機(jī)控制。當(dāng)總壓力為大約30托且硅烷的分壓大約為2托時(shí)，反應(yīng)進(jìn)行大約40分鐘，。考慮到摻雜水平，SiH4和B2H6的比保持在6400∶1。納米線的摻雜濃度為大約4×10E+17cm-3。盡管不使用高溫退火處理，摻雜水平越高，接觸電阻越低。
利用激光輔助催化生長(LCG)技術(shù)合成N型Si納米線。簡而言之，進(jìn)行利用Nd:YAG激光(532nm；8ns脈沖寬度，300mJ/pulse，10Hz)燒蝕金靶的方法。通過在反應(yīng)器中與SiH4氣體反應(yīng)，產(chǎn)生的金納米簇催化粒子生長成Si納米線。當(dāng)摻雜N型Si納米線時(shí)，通過在反應(yīng)器的入口設(shè)置Au-P靶(99.5∶0.5wt％，Alfa Aesar)和附加的紅磷(99％Alfa Aesar)產(chǎn)生摻雜劑。
可以分別利用N、Ga和Mg通過將氨氣(99.99％，Matheson)、Ga金屬(99.9999％，Alfa Aesar)和Mg3N2(99.6％，Alfa Aesar)形成為金屬催化的化學(xué)氣相沉積(CVD)靶，來合成N型GaN納米線。襯底可由c面藍(lán)寶石形成。MgN2(s)根據(jù)熱分解，且產(chǎn)生設(shè)置在Ga源上游的Mg摻雜劑。納米線在950℃的溫度下形成，并且用鎳作為催化劑。得到的Ga納米線具有大約10-40μm的長度分布。
通過真空蒸汽輸運(yùn)(vacuum vapour transport)方法合成N型CdS納米帶。將少量的CdS粉末，大約100mg放置于真空蒸汽輸運(yùn)器的末端，然后密封。當(dāng)加熱真空蒸汽輸運(yùn)器的一端以維持CdS粉末在900℃的溫度，真空蒸汽輸運(yùn)器的另一端維持在低于50℃的溫度。兩個(gè)小時(shí)后，CdS粉末移動(dòng)到真空蒸汽輸運(yùn)器的冷端并且粘在真空蒸汽輸運(yùn)器的壁上。得到的材料為具有大約30-150nm厚度的納米帶。納米帶的寬度為大約0.5-5μm且長度為大約10-200nm。
在直徑為2.5cm的熔爐反應(yīng)器(總壓強(qiáng)＝1atm)中，在275℃的溫度下進(jìn)行CVD 15分鐘來形成Ge納米線，其中H2的流量為100sccm，同時(shí)保持GeH4(在He中10％)的流量在10sccm。使用SiO2襯底，在該襯底上平均直徑為20nm的Au納米晶體均勻分布。
InP納米線利用LCG方法形成。LCG靶可由94％的InP、5％的用作催化劑的Au和1％的作為摻雜劑的Te或者Zn構(gòu)成。靶被設(shè)置在熔爐的上游端，在生長納米線時(shí)該端被保持在大約800℃的溫度。用Nd-YAG激光器(1064nm波長)照射10分鐘，然后納米線被收集到了熔爐的冷下游端(NATURE，409，66-69(2001))。
ZnO納米棒通過在60℃的溫度下添加65mL的乙醇到125mL的甲醇中來形成，在所述乙醇中溶解了14.8g(0.23mol)的氫氧化鉀(KOH)，在所述甲醇中大約溶解了29.5g(0.13mol)的醋酸鋅二水化合物(ZnOCOCH3-2H2O)。在60℃下攪動(dòng)反應(yīng)物幾天。沉淀物用甲醇沖洗且在5500rpm的轉(zhuǎn)速下離心地分離30分鐘。獲得的納米粒子在大約2∶1的比例的乙二醇∶水的溶劑中稀釋。制成后大約3天，可以得到直徑大約15-30nm且長度大約200-300nm的納米棒。除了上述方法以外，納米線也能利用CVD方法形成(NANO LETTERS，3(8)，1097-1101(2003))。
第一和第二納米粒子層11a和11b能設(shè)置成使得它們的納米粒子12彼此垂直(如圖2所示)或者彼此平行(未示出)。
溝道形成在第一和第二納米粒子層11a和11b之一中且可以平行于納米粒子12延伸的方向延伸。當(dāng)溝道平行于納米粒子12形成時(shí)，由于對沿溝道移動(dòng)的載流子的電阻減小，TFT的遷移率特性能進(jìn)一步增加。
因此，在本發(fā)明中，通過形成納米粒子層使得納米粒子層能以不同的方向設(shè)置，獲得了具有期望遷移率特性的溝道。
在這種結(jié)構(gòu)中，這些納米粒子層能由不同的納米粒子組成。也就是說，一個(gè)納米粒子層能由P型納米粒子形成而另一個(gè)納米粒子層能由N型粒子形成。在這種情形中，通過控制源電極和漏電極16的接觸孔的位置，即深度，能容易地形成P型TFT、N型TFT或者互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)TFT。
參考圖2，本發(fā)明的實(shí)施例包括有源層11，其具有依次形成第一納米粒子層11a、絕緣層11c和第二納米粒子層11b的結(jié)構(gòu)。第一納米粒子層11a和第二納米粒子層11b能由不同種類的納米粒子形成。例如，第一納米粒子層11a能由P型納米粒子形成而第二納米粒子層11b能由N型納米粒子形成。然而，有源層不局限于這種情形。也就是說，納米粒子層能由具有不同遷移率特性的納米粒子形成。
可以利用多種方法，在襯底上形成納米粒子12，例如，利用聚合物模子的壓印方法或者利用納米粒子沿一個(gè)方向排列的施主板(donor sheet)的激光轉(zhuǎn)印方法。此外，也能使用噴墨印刷方法。
納米粒子沿一個(gè)方向排列的第一納米粒子層11a可以形成在襯底10上，且隨后可以形成覆蓋第一納米粒子層11a的絕緣層11c。第二納米粒子層11b能在絕緣層11c上形成。然后，同時(shí)圖形化第一納米粒子層11a、第二納米粒子層11b和絕緣層11c以形成具有希望圖形的有源層11。
參考圖2，典型地納米粒子12包括由氧化膜12b包圍的核單元12a，并且，例如，如果核單元12a具有30nm的直徑，那么氧化膜12b具有大約1-10nm的厚度。這種結(jié)構(gòu)可以在包含硅的納米粒子中觀測到。
然而，當(dāng)有源層11包括具有氧化膜12b的納米粒子12時(shí)，有源層11和源電極及漏電極16之間的接觸電阻增加。因此，除了在柵絕緣膜13和層間絕緣層15中形成接觸孔17外，還可以在的氧化膜12b中形成接觸孔17。
圖3、圖4和圖5詳細(xì)示出在圖2中描述的有源層11的第二納米粒子層11b。
如圖3所示，由納米粒子12形成的有源層11可以形成在襯底10上?？梢孕纬蓶沤^緣膜13和層間絕緣層15來覆蓋有源層11。如上所描述的，通過圖形化第一納米粒子層11a、絕緣層11c和第二納米粒子層11b，可以形成有源層11。柵電極14(參見圖1)可以插在柵絕緣膜13和層間絕緣層15之間。
參見圖4，通過蝕刻柵絕緣膜13和層間絕緣層15直到氧化膜12b被蝕刻，形成接觸孔17。
可以在柵絕緣膜13和層間絕緣層15被蝕刻后，利用干法蝕刻方法或者緩沖氧化物蝕刻(BOE)單獨(dú)地蝕刻氧化膜12b，但是發(fā)明不局限于此。即，氧化膜12b、柵絕緣膜13和層間絕緣層15能同時(shí)被蝕刻。
在接觸孔17中，露出核單元12a且氧化膜12b殘留在第二納米粒層11中的納米粒子12的底面上。接觸孔17可以實(shí)現(xiàn)為任何形狀，只要其暴露第二納米粒子層11b中的納米粒子12的核單元12a的至少一部分。
如圖5所示，源電極和漏電極16形成在接觸孔17中及層間絕緣層15上。由于源電極及漏電極16能直接接觸第二納米粒子層11b中的納米粒子12的核單元12a，源電極及漏電極16和有源層11之間的接觸電阻能顯著地減小。
這時(shí)，通過氧化膜12b和絕緣層11c，第一納米粒子層11a和第二納米粒子層11b彼此絕緣。
相反，參見圖6，形成接觸孔17以露出第一納米粒子層11a的核單元12a，并且，如圖7所示，然后形成源電極及漏電極16。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，因?yàn)樾纬捎性磳?1時(shí)，第一納米粒子層11a和第二納米粒子層11b中的納米粒子12可以有各種排列，所以能控制有源層11的遷移率。
將提供溝道遷移率的兩個(gè)例子。在第一個(gè)例子中，如圖5所示，在將第一納米粒子層11a垂直于第二納米粒子層11b設(shè)置以形成有源層11后，在平行于第二納米粒子層11b中納米粒子12的縱向方向上在第二納米粒子層11b中形成溝道。在第二個(gè)例子中，如圖7所示，溝道形成在第一納米粒子層11a中。由于溝道方向平行于納米粒子的縱軸，第一例子比第二例子顯示更高的遷移率。因此，不進(jìn)行另外的制作過程就可以獲得具有期望遷移率的TFT。
另一方面，當(dāng)實(shí)現(xiàn)CMOS TFT時(shí)，第一納米粒子層11a由P型納米粒子形成且第二納米粒子層11b由N型納米粒子形成。通過利用溝道形成在第一納米粒子層11a中的TFT作為P型TFT且利用溝道形成在第二納米粒子層11b中的TFT作為N型TFT能獲得CMOS TFT。
在圖8、圖9和圖10所描述的TFT中，有源層包括單層納米粒子層。
第一TFT 30第二TFT 40設(shè)置在襯底20上。第一和第二TFT 30和40可以是不同種類的TFT，但是它們可以彼此電連接。第一和第二TFT 30和40也可以是分離的。
第一和第二TFT 30和40分別可以包括有源層31和41、柵電極32和42以及源電極和漏電極33和43。但是，第一和第二TFT可以具有各種結(jié)構(gòu)。
有源層31和41均可以包括單層納米粒子層或者包括含有納米粒子12的多層納米粒子層。絕緣層22插在有源層31和41之間。
如圖2所示，有源層31和41的納米粒子12可以彼此垂直地設(shè)置，或者可以彼此平行地設(shè)置。
有源層31可以是由P型納米粒子組成的P型納米粒子層，而有源層41可以是由N型納米粒子組成的N型納米粒子層，或者，正好相反，有源層31可以是N型納米粒子層而有源層41可以是P型納米粒子層。
為了獲得期望的TFT結(jié)構(gòu)，形成覆蓋圖形化的有源層的絕緣層，而用不同于第一有源層的形成方法來圖形化其它有源層?？梢岳枚喾N方法來形成形成有源層31和41的納米粒子層，例如，利用聚合物模子的壓印方法、激光轉(zhuǎn)印方法或者噴墨印刷方法。
如上所述，即使有源層31和41作為在襯底20上的不同層形成，在有源層31和41中的納米粒子12可以包括核單元12a和圍繞的氧化膜12b。
因此，參考圖9和圖10，源電極和漏電極33和43可以接觸每一個(gè)有源層31和41中的核單元12a。
利用第一TFT 30作為P型TFT而第二TFT 40作為N型TFT，在圖8中所描述的TFT可以是CMOS TFT，或者第一TFT 30可以為N型TFT而第二TFT 40可以為P型TFT。這種TFT結(jié)構(gòu)能應(yīng)用到平板顯示器件中，例如，OELD顯示器件。
參考圖11，具有OELD器件和選擇驅(qū)動(dòng)電路的多個(gè)子像素設(shè)置在發(fā)射區(qū)域50中。
驅(qū)動(dòng)子像素的水平驅(qū)動(dòng)器和/或者垂直驅(qū)動(dòng)器設(shè)置在非發(fā)射區(qū)域60中。在圖11中，僅描述了垂直驅(qū)動(dòng)器VD，但是本發(fā)明不局限于此，例如，水平驅(qū)動(dòng)器或者電平轉(zhuǎn)移電路的多個(gè)電路可以設(shè)置在非發(fā)射區(qū)域60中。非發(fā)射區(qū)域60也包括連接外部電路的終端單元和至少密封發(fā)射區(qū)域50的密封單元。
圖12是示出在發(fā)射區(qū)域50中單元像素的選擇驅(qū)動(dòng)電路SC和在非發(fā)射區(qū)域60中的垂直驅(qū)動(dòng)器VD的CMOS TFT61的電路圖。該電路不局限于圖12中所示，并且可以以多種電路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。
圖13示出在單元像素之一中的選擇驅(qū)動(dòng)電路SC的驅(qū)動(dòng)TFT51和開關(guān)TFT52，以及垂直驅(qū)動(dòng)器VD的CMOS TFT 61。CMOS TFT 61包括處于耦合狀態(tài)的P型TFT 63和N型TFT 62。垂直驅(qū)動(dòng)器VD包括CMOS TFT 61和多個(gè)TFT和電路器件。
TFT 51、52、62和63形成在襯底100上，其類似于在圖1中所示的襯底10。如果有必要，緩沖層110可以形成在襯底100上，用于防止摻雜離子的擴(kuò)散，且如果襯底100由塑料形成可以形成阻擋層。
第一和第二納米粒子層11a和11b形成在襯底100上。第一納米粒子層11a可以由P型納米粒子形成而第二納米粒子層11b可以由N型納米粒子形成。絕緣層11c可以插入在第一和第二納米粒子層11a和11b之間，由此以形成多個(gè)有源層121、122、123和124。
在襯底1 00的整個(gè)表面上形成第一納米粒子層11a、絕緣層11c和第二納米粒子層11b之后，通過圖形化半導(dǎo)體有源層121、122、123和124來形成溝道，如圖14中所示。
由于在發(fā)射區(qū)域50中，包含在單元像素50a中的有源層121和122可以是P型有源層，可以在由P型納米粒子形成的第一納米粒子層11a中形成溝道。在COMS TFT的情形中，可以在由N型納米粒子形成的N型有源層123的第二納米粒子層11b中形成溝道，且可以在由P型納米粒子形成的P型有源層124的第一納米粒子層11a中形成溝道。
包括在單元像素50a中的有源層121和122的溝道都能在第二納米粒子層11b中形成，或者，有源層121和122之一的溝道能在第二納米粒子層11b中形成，并且，另一溝道能在第一納米粒子層11a中形成。同樣，當(dāng)包括在單元像素50a中的有源層的數(shù)量增加時(shí)，P型納米粒子層和N型納米粒子層可以混合。
同樣，如上所述，可以考慮每一層納米粒子層中的納米粒子的排列和溝道方向，來圖形化有源層121和122。TFT51、52、62和63的相應(yīng)有源層121、122、123和124可以如圖15所示形成。
P型驅(qū)動(dòng)TFT51的有源層121、開關(guān)TFT52的有源層122以及CMOS TFT61的P型TFT 63的有源層124形成在緩沖層110上。在有源層121、122和124上形成絕緣層120之后，CMOS TFT 61的N型TFT 62的有源層123接著形成在絕緣層120上。
參考圖13和圖15，柵絕緣膜130形成在圖形化的有源層121、122、123和124上，且柵電極141、142、143和144可以由柵絕緣膜130上的導(dǎo)電金屬形成。
層間絕緣層150形成在柵絕緣膜130和柵電極141、142、143和144上。源電極和漏電極161、162、163和164分別與柵電極141、142、143和144絕緣，并且設(shè)置在層間絕緣層150上。源電極和漏電極161、162、163和164由導(dǎo)電材料形成，例如，導(dǎo)電金屬膜或者導(dǎo)電聚合物。同樣，源電極及漏電極161、162、163和164分別通過接觸孔150a、150b、150c和150d接觸有源層121、122、123和124。在如圖13中所示的N型TFT 62的情形中，接觸孔150c延伸至第二納米粒子層11b的核單元，該核單元由N型納米粒子形成，在P型TFT63的情形中，接觸孔150d延伸至第一納米粒子層11a的核單元，該核單元由P型納米粒子形成。設(shè)置在發(fā)射區(qū)域50中的TFT 51和52具有延伸至第一納米粒子層11a的核單元的接觸孔150a和150b。
當(dāng)形成柵電極141、142、143和144以及源電極和漏電極161、162、163和164時(shí)，可以利用相同的材料形成電容器Cst。
鈍化膜170可以形成在源電極和漏電極161、162、163和164上，并且平坦化膜171可以由丙烯酸、苯并環(huán)丁烯(BCB)或者聚酰亞胺形成在鈍化膜170上。露出驅(qū)動(dòng)TFT 51的源電極或漏電極161之一的通孔170a形成在鈍化膜170和平坦化膜171中。鈍化膜170和平坦化膜171不必局限于上述設(shè)置，因?yàn)轵?qū)動(dòng)TFT 51可以包括鈍化膜170或者平坦化膜171之一。
像素電極180形成在平坦化膜171上，像素電極180為有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)的下電極層。像素電極180通過通孔170a連接源電極或漏電極161之一。
像素限定膜185形成在像素電極180上，該像素限定膜由絕緣材料制成，可以是有機(jī)物，如丙烯酸、BCB、聚酰亞胺，或者可以是無機(jī)物，如氧化硅或者氮化硅。如圖12所示，形成像素限定膜185以覆蓋選擇驅(qū)動(dòng)電路SC的驅(qū)動(dòng)TFT 51和開關(guān)TFT 52，且像素限定膜185具有露出像素限定電極185的預(yù)定部分的開口。
具有發(fā)射層的有機(jī)膜190至少涂覆在露出像素電極180的開口上。有機(jī)膜190可以形成在像素限定電極185的整個(gè)表面上。通過在每一個(gè)像素中圖形化成紅、綠和藍(lán)，有機(jī)膜190的發(fā)射層可以產(chǎn)生所有顏色。
可以形成像素限定薄膜185以覆蓋垂直或者水平驅(qū)動(dòng)器，然而，參考圖13和圖15，像素限定薄膜185不需要形成在設(shè)置非發(fā)射區(qū)域60的垂直或者水平驅(qū)動(dòng)器的位置上。
在形成有機(jī)膜190之后，形成作為OLED的下電極層的對電極195。可以形成覆蓋所有像素或一些像素的對電極195，或者可以對其圖形化。
像素電極180和對電極195通過有機(jī)膜190彼.此絕緣，且通過施加不同極性的電壓從有機(jī)膜190發(fā)射光。
像素電極180起陽極的作用，對電極195起陰極的作用。像素電極180和對電極195的極性可以改變。
像素電極180可以是透明電極或者反射電極。當(dāng)像素電極180為透明電極時(shí)，像素電極180可以由ITO、IZO、ZnO或者In2O3制成。當(dāng)像素電極180為反射電極時(shí)，反射膜可以由Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr或者這些金屬的化合物制成，該反射膜可以形成在透明電極上。
對電極195也可以是透明電極或者反射電極。當(dāng)對電極195為透明電極時(shí)，可以利用上述形成透明電極的材料，在對電極195上形成輔助電極層或者匯流電極線。當(dāng)對電極195為反射電極時(shí)，因?yàn)閷﹄姌O195作為陰極，可以通過沉積具有小功函數(shù)的金屬，例如，Li、Ca、LiF/Ca、LiF/A1、Al、Mg，或者這些金屬的化合物形成對電極195。
有機(jī)膜190可以是低分子量或者聚合體有機(jī)層。低分子量有機(jī)層可以為空子注入層(HIL)、空子傳輸層(HTL)、發(fā)射層(EML)、電子傳輸層(ETL)、電子注入層(EIL)或者這些的結(jié)合，且能由銅酞菁(CuPc)、N，N-二(萘-1-基)-N，N’-二苯基-聯(lián)苯胺(NPB)、三-8-羥基喹啉鋁(Alq3)構(gòu)成?？梢岳谜舭l(fā)法形成低分子有機(jī)層。
如果有機(jī)膜190由聚合物有機(jī)層形成，有機(jī)膜190可以是HTL和EML，且HTL可以由PEDOT形成而EML可以由亞苯基亞乙烯基(PPV)或者聚芴形成。利用包括絲網(wǎng)印刷方法或者噴墨印刷方法的多種方法可以形成聚合物有機(jī)層。
這種結(jié)構(gòu)也可以用于液晶顯示器件。同樣，在上述實(shí)施例中，選擇驅(qū)動(dòng)電路SC的驅(qū)動(dòng)TFT 51和開關(guān)TFT 52已經(jīng)描述為P型TFT，但是本發(fā)明不局限于此，驅(qū)動(dòng)TFT51和開關(guān)TFT52中的至少一個(gè)可以是N型TFT。
由于發(fā)射和非發(fā)射區(qū)域的TFT能夠調(diào)整成具有期望的遷移率特性，本發(fā)明提供用于形成不同種類的TFT的簡單工藝，并且其設(shè)計(jì)可以廣泛地改變。進(jìn)一步，P型TFT或者N型TFT能容易地形成，這促進(jìn)CMOSTFT的生產(chǎn)。
參考公開的實(shí)施例，已經(jīng)詳細(xì)地示出并描述了本發(fā)明，在不偏離由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在形式和細(xì)節(jié)方面做出各種改變是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.一種薄膜晶體管(TFT)，包括有源層，其包括至少兩層納米粒子層，每一納米粒子層包括至少一個(gè)納米粒子；絕緣層，插入在兩層納米粒子層之間；柵電極，與有源層絕緣；源電極和漏電極，與有源層的至少一層納米粒子層接觸。
2.如權(quán)利要求1的TFT，其中有源層包括由至少一個(gè)P型納米粒子組成的P型納米粒子層。
3.如權(quán)利要求1的TFT，其中有源層包括由至少一個(gè)N型納米粒子組成的N型納米粒子層。
4.如權(quán)利要求1的TFT，其中一納米粒子層的至少一個(gè)納米粒子的縱軸的延伸方向不同于另一納米粒子層的至少一個(gè)納米粒子的縱軸的延伸方向。
5.如權(quán)利要求1的TFT，其中所述至少兩層納米粒子層的納米粒子的縱軸沿相同的方向延伸。
6.如權(quán)利要求1的TFT，其中TFT為互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)TFT，包括P型TFT，其包括具有由P型納米粒子形成的P型納米粒子層的P型有源層，且源電極和漏電極接觸P型有源層的P型納米粒子層；以及，N型TFT，其包括具有由N型納米粒子形成的N型納米粒子層的N型有源層，且源電極和漏電極接觸N型有源層的N型納米粒子層。
7.如權(quán)利要求6的TFT，其中P型有源層包括P型納米粒子層和N型納米粒子層，N型有源層包括P型納米粒子層和N型納米粒子層。
8.如權(quán)利要求1的TFT，其中所述至少一個(gè)納米粒子選自包括納米線、納米棒和納米帶的組。
9.如權(quán)利要求1的TFT，其中至少兩個(gè)納米粒子包括在每一層納米粒子層中且每一層納米粒子層的納米粒子彼此平行排列。
10.如權(quán)利要求1的TFT，其中溝道的縱軸平行于接觸源電極和漏電極的納米粒子層的所述至少一個(gè)納米粒子的縱軸。
11.如權(quán)利要求1的TFT，其中所述至少一個(gè)納米粒子包括核單元和覆蓋核單元的氧化膜，并且源電極和漏電極接觸該至少一個(gè)納米粒子的核單元。
12.一種電子器件，包括彼此電連接的至少兩種不同類型的TFT，每一TFT包括有源層，包括至少兩層納米粒子層，每一層納米粒子層具有至少一個(gè)納米粒子；絕緣層，插入在兩層有源層之間，所述有源層設(shè)置在TFT中；與有源層絕緣的柵電極；以及源電極和漏電極，接觸有源層的至少一層納米粒子層。
13.如權(quán)利要求12的電子器件，其中不同類型的TFT的溝道的縱軸沿不同的方向延伸。
14.如權(quán)利要求12的電子器件，其中所述至少二TFT包括P型TFT和N型TFT。
15.如權(quán)利要求12的電子器件，其中不同類型的TFT的納米粒子的縱軸沿不同的方向延伸。
16.如權(quán)利要求12的電子器件，其中不同類型的TFT的納米粒子的縱軸沿相同的方向延伸。
17.如權(quán)利要求12的電子器件，其中所述至少一個(gè)納米粒子選自包括納米線、納米棒和納米帶的組。
18.如權(quán)利要求12的電子器件，其中每一層納米粒子層中至少包括兩個(gè)納米粒子并且這些納米粒子彼此平行排列。
19.如權(quán)利要求12的電子器件，其中溝道的縱軸平行于接觸源電極和漏電極的納米粒子層的所述至少一個(gè)納米粒子的縱軸。
20.如權(quán)利要求12的電子器件，其中所述至少一個(gè)納米粒子包括核單元以及覆蓋該核單元的氧化膜，并且源電極和漏電極接觸該至少一個(gè)納米粒子的核單元。
21.一種平板顯示器件，包括襯底；以及發(fā)射區(qū)域，具有設(shè)置在襯底上的多個(gè)像素，每一個(gè)像素包括多個(gè)選擇驅(qū)動(dòng)電路，其中每個(gè)選擇驅(qū)動(dòng)電路包括至少一個(gè)TFT，該至少一個(gè)TFT包括有源層，包括具有至少一個(gè)納米粒子的至少兩層納米粒子層；絕緣層，插入在兩層納米粒子層之間；與有源層絕緣的柵電極；源電極和漏電極，接觸有源層的至少一層納米粒子層。
22.如權(quán)利要求21的平板顯示器件，其中有源層包括由P型納米粒子組成的P型納米粒子層。
23.如權(quán)利要求21的平板顯示器件，其中有源層包括由N型納米粒子組成的N型納米粒子層。
24.如權(quán)利要求21的平板顯示器件，還包括CMOS TFT，其電連接至少一個(gè)選擇驅(qū)動(dòng)電路，該CMOS包括P型TFT，包括具有由P型納米粒子形成的P型納米粒子層的P型有源層，以及接觸P型納米粒子層的源電極和漏電極；以及N型TFT，包括具有由N型納米粒子形成的N型納米粒子層的N型有源層，以及接觸N型有源層的N型納米粒子層的源電極和漏電極。
25.如權(quán)利要求24的平板顯示器件，其中P型有源層包括P型納米粒子層和N型納米粒子層，且N型有源層包括P型納米粒子層和N型納米粒子層。
26.如權(quán)利要求21的平板顯示器件，其中每一個(gè)選擇驅(qū)動(dòng)電路包括至少兩種不同類型的TFT，并且接觸源電極和漏電極的兩種不同類型的TFT的納米粒子層設(shè)置在不同的層上。
27.如權(quán)利要求26的平板顯示器件，其中用于每一個(gè)選擇驅(qū)動(dòng)電路的不同類型的TFT的溝道的軸縱沿不同的方向延伸。
28.如權(quán)利要求26的平板顯示器件，其中每一個(gè)選擇驅(qū)動(dòng)電路的至少兩種TFT包括P型TFT和N型TFT。
29.如權(quán)利要求21的平板顯示器件，其中一層納米粒子層的至少一個(gè)納米粒子的縱軸的延伸方向不同于另一層納米粒子層的至少一個(gè)納米粒子的縱軸的方向延伸。
30.如權(quán)利要求21的平板顯示器件，其中所述至少兩層納米粒子層的納米粒子的縱軸沿相同的方向延伸。
31.如權(quán)利要求21的平板顯示器件，其中所述至少一個(gè)納米粒子選自包括納米線、納米棒和納米帶的組。
32.如權(quán)利要求21的平板顯示器件，其中每一層納米粒子層中包括至少兩個(gè)納米粒子，且每一層納米粒子層的納米粒子彼此平行排列。
33.如權(quán)利要求21的平板顯示器件，其中溝道的縱軸平行于接觸源電極和漏電極的納米粒子層的所述至少一個(gè)納米粒子的縱軸。
34.如權(quán)利要求21的平板顯示器件，其中所述至少一個(gè)納米粒子包括核單元以及覆蓋該核單元的氧化膜，且源電極和漏電極接觸該至少一個(gè)納米粒子的核單元。
35.如權(quán)利要求21的平板顯示器件，其中每一個(gè)像素包括電連接到選擇驅(qū)動(dòng)電路的有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)。
36.一種平板顯示器件，包括襯底；以及發(fā)射區(qū)域，具有設(shè)置在襯底上的多個(gè)像素，每一個(gè)像素包括多個(gè)選擇驅(qū)動(dòng)電路，其中每個(gè)選擇驅(qū)動(dòng)電路包括至少兩種不同類型的TFT，選擇驅(qū)動(dòng)電路的每個(gè)TFT包括有源層，具有包括至少一個(gè)納米粒子的至少兩層納米粒子層；與有源層絕緣的柵電極；以及源電極和漏電極，接觸有源層的至少一層納米粒子層，其中絕緣層插入在每個(gè)選擇驅(qū)動(dòng)電路的TFT的有源層之間。
37.如權(quán)利要求36的平板顯示器件，其中每一個(gè)選擇驅(qū)動(dòng)電路的不同類型的TFT的溝道的縱軸沿不同的方向延伸。
38.如權(quán)利要求36的平板顯示器件，其中每個(gè)選擇驅(qū)動(dòng)電路的所述至少二TFT包括P型TFT和N型TFT。
39.如權(quán)利要求36的平板顯示器件，還包括電連接至至少一個(gè)選擇驅(qū)動(dòng)電路的CMOS TFT，該COMS TFT包括P型TFT，包括具有由P型納米粒子形成的P型納米粒子層的P型有源層，以及接觸P型有源層的P型納米粒子層的源電極和漏電極。N型TFT，包括具有由N型納米粒子形成的N型納米粒子層的N型有源層，以及接觸N型有源層的N型納米粒子層的源電極和漏電極；以及絕緣層，插入在P型有源層和N型有源層之間。
40.如權(quán)利要求36的平板顯示器件，其中不同類型的TFT的納米粒子的縱軸沿不同的方向延伸。
41.如權(quán)利要求36的平板顯示器件，其中不同類型的TFT的納米粒子的縱軸沿相同的方向延伸。
42.如權(quán)利要求36的平板顯示器件，其中所述至少一個(gè)納米粒子選自包括納米線、納米棒和納米帶的組。
43.如權(quán)利要求36的平板顯示器件，其中每一層納米粒子中包括至少兩個(gè)納米粒子，并且這些納米粒子彼此平行排列。
44.如權(quán)利要求36的平板顯示器件，其中溝道的縱軸平行于接觸源電極和漏電極的納米粒子層的所述至少一個(gè)納米粒子的縱軸。
45.如權(quán)利要求36的平板顯示器件，其中所述至少一個(gè)納米粒子包括核單元以及覆蓋該核單元的氧化膜，且源電極和漏電極接觸該至少一個(gè)納米粒子的核單元。
46.如權(quán)利要求36的平板顯示器件，其中每個(gè)像素包括電連接到選擇驅(qū)動(dòng)電路的OLED。
全文摘要
本發(fā)明提供一種改進(jìn)的薄膜晶體管(TFT)，該薄膜晶體管能在室溫下形成且有源層和源電極及漏電極之間的接觸電阻得到改善，且還提供一種利用該TFT的平板顯示器件。該TFT包括有源層，該有源層包括至少兩層納米粒子層，所述納米粒子層包括至少一種納米粒子類型；插在納米粒子層之間的絕緣層；與有源層絕緣的柵電極；以及在各自的溝道中形成的源電極及漏電極，源電極及漏電極接觸有源層的納米粒子層之一。該TFT的結(jié)構(gòu)使多個(gè)不同類型的TFT的同時(shí)生產(chǎn)變得容易。
文檔編號H01L27/00GK1728404SQ20051009806
公開日2006年2月1日 申請日期2005年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月21日
發(fā)明者徐旼徹, 具在本, 金慧東 申請人:三星Sdi株式會(huì)社