專利名稱：薄膜晶體管及其制造方法和利用該薄膜晶體管的顯示設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
所描述的技術(shù)總地涉及薄膜晶體管及其制造方法和具有該薄膜晶體管的顯示設(shè)備。更具體地說，所描述的技術(shù)總地涉及包括通過利用金屬催化劑被結(jié)晶化的多晶硅層的薄膜晶體管及其制造方法和具有該薄膜晶體管的顯示設(shè)備。
背景技術(shù)：
大多數(shù)平板顯示設(shè)備，例如有機發(fā)光二極管(OLED)顯示器、液晶顯示器(IXD)等， 包括薄膜晶體管。尤其是，具有良好載流子遷移率的低溫多晶硅薄膜晶體管(LTPS TFT)能應(yīng)用于高速運行電路，并且能用于CMOS電路，因此LTPS TFT已經(jīng)得到普遍使用。LTPS TFT包括通過對非晶硅膜進(jìn)行結(jié)晶化而形成的多晶硅膜。在本背景技術(shù)部分中公開的以上信息僅用于增強對所描述技術(shù)背景的理解，因此它可以包含不構(gòu)成在本國已為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

發(fā)明內(nèi)容
示例性實施例提供一種薄膜晶體管，包括基板、位于所述基板上并且通過利用金屬催化劑被結(jié)晶化的半導(dǎo)體層、與所述半導(dǎo)體層絕緣并且被設(shè)置在所述半導(dǎo)體層上的柵電極、以及被設(shè)置在所述半導(dǎo)體層與所述柵電極之間的吸氣層，所述吸氣層利用具有比所述半導(dǎo)體層中的金屬催化劑的擴散系數(shù)小的擴散系數(shù)的金屬氧化物形成。所述吸氣層的擴散系數(shù)可以大于0且小于所述金屬催化劑的擴散系數(shù)的1/100。所述薄膜晶體管可以進(jìn)一步包括被設(shè)置在所述基板與所述半導(dǎo)體層之間的緩沖層。所述金屬催化劑可以以從1. 0el2原子/cm2到1. 0el5原子/cm2范圍內(nèi)的表面密度在所述緩沖層與所述半導(dǎo)體層之間分散。所述金屬催化劑可以以從1. 0el2原子/cm2到1. 0el5原子/cm2范圍內(nèi)的表面密度在所述半導(dǎo)體層上分散。所述金屬催化劑可以包括鎳(Ni)、鈀(Pd)、鈦(Ti)、銀(Ag)、金(Au)、錫(Sn)、銻 (Sb)、銅(Cu)、鈷(Co)、鉬(Mo)、鋱(Tb)、釕(Ru)、鎘(Cd)和鉬(Pt)中至少之一。所述吸氣層可以包括鈧(Sc)、鈦(Ti)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、 鉻(Cr)、鉬(Mo)、鎢(W)、錳(Mn)、錸(Re)、釕(Ru)、鋨(Os)、鈷(Co)、銠(Rh)、銥(Ir)、鉬 (Pt)、釔(Y)、鑭(La)、鍺(Ge)、鐠(Pr)、釹(Nd)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鋁(Al)、氮化鈦(TiN)和氮化鉭(TaN)、其合金、或其硅化物中至少之一。所述薄膜晶體管可以進(jìn)一步包括被設(shè)置在所述吸氣層與所述半導(dǎo)體層之間的柵絕緣層。所述薄膜晶體管可以進(jìn)一步包括覆蓋所述柵電極的層間絕緣層、形成在所述層間絕緣層上的源電極、以及形成在所述層間絕緣層上且與所述源電極間隔開的漏電極。多個接觸孔可以延伸穿過所述層間絕緣層、所述吸氣層和所述柵絕緣層以露出所述半導(dǎo)體層的相應(yīng)部分，并且所述源電極和所述漏電極通過相應(yīng)接觸孔接觸所述半導(dǎo)體層的所述相應(yīng)部分。所述薄膜晶體管可以進(jìn)一步包括被設(shè)置在所述吸氣層與所述半導(dǎo)體層之間的柵絕緣層，所述柵絕緣層利用所述半導(dǎo)體層被圖案化，并且所述吸氣層可以接觸所述半導(dǎo)體
層的一側(cè)。所述薄膜晶體管可以進(jìn)一步包括被設(shè)置在所述吸氣層與所述柵電極之間的柵絕緣層。所述吸氣層可以接觸所述半導(dǎo)體層，并且所述吸氣層和所述半導(dǎo)體層可以具有相同的圖案。示例性實施例提供一種制造薄膜晶體管的方法，包括提供基板；在所述基板上形成非晶硅層；通過利用金屬催化劑對所述非晶硅層結(jié)晶化形成多晶硅層；通過對所述多晶硅層進(jìn)行圖案化形成半導(dǎo)體層，所述半導(dǎo)體層包括殘余量的金屬催化劑；在所述半導(dǎo)體層上形成柵絕緣層；在所述柵絕緣層上形成多個吸氣孔；在所述柵絕緣層上形成吸氣金屬層以通過所述多個吸氣孔接觸所述半導(dǎo)體層；以及在通過熱處理過程對所述吸氣金屬層進(jìn)行氧化的同時形成吸氣層，并且減小包括在所述半導(dǎo)體層中的金屬催化劑的密度。所述方法可以進(jìn)一步包括在所述吸氣層上形成柵電極以便疊蓋所述半導(dǎo)體層的區(qū)域；形成層間絕緣層以覆蓋所述柵電極；形成多個接觸孔以穿透所述層間絕緣層、所述吸氣層和所述柵絕緣層且露出所述半導(dǎo)體層的源部分和漏部分；以及在所述層間絕緣層上形成源電極和漏電極，以通過所述多個接觸孔接觸所述半導(dǎo)體層。所述多個接觸孔可以疊蓋所述多個吸氣孔。在形成所述多個接觸孔時，可以消除所述吸氣層的通過所述多個吸氣孔接觸所述半導(dǎo)體層的部分。示例性實施例提供一種制造薄膜晶體管的方法，包括提供基板；在所述基板上形成非晶硅層；通過利用金屬催化劑對所述非晶硅層結(jié)晶化來形成多晶硅層；在所述多晶硅層上涂覆絕緣材料；通過對所述多晶硅層和所述絕緣材料圖案化以相同圖案形成半導(dǎo)體層和柵絕緣層；在所述柵絕緣層上形成吸氣金屬層以接觸所述半導(dǎo)體層的一側(cè)；以及通過熱處理過程對所述吸氣金屬層氧化形成吸氣層，并且減少包括在所述半導(dǎo)體層中的金屬催化劑的密度。示例性實施例提供一種制造薄膜晶體管的方法，包括提供基板；在所述基板上形成非晶硅層；通過利用金屬催化劑對所述非晶硅層結(jié)晶化形成多晶硅層；在所述多晶硅層上形成吸氣金屬層；通過熱處理過程對所述吸氣金屬層進(jìn)行氧化，并且減小包括在所述半導(dǎo)體層中的金屬催化劑的密度；通過對所述多晶硅層和所述氧化后的吸氣金屬層圖案化以相同圖案形成半導(dǎo)體層和吸氣層；以及在所述吸氣層上形成柵絕緣層。所述吸氣層可以利用具有比所述半導(dǎo)體層中的金屬催化劑的擴散系數(shù)小的擴散系數(shù)的金屬氧化物形成。所述吸氣層的擴散系數(shù)可以大于0且小于所述金屬催化劑的擴散系數(shù)的1/100。所述方法可以進(jìn)一步包括在所述基板與所述非晶硅層之間形成緩沖層。所述金屬催化劑可以以從1. 0el2原子/cm2到1. 0el5原子/cm2范圍內(nèi)的表面密度在所述緩沖層與所述非晶硅層之間分散。所述金屬催化劑可以以從1. 0el2原子/cm2到1. 0el5原子/cm2范圍內(nèi)的表面密度在所述非晶硅層上分散。
所述金屬催化劑可以包括鎳(Ni)、鈀(Pd)、鈦(Ti)、銀(Ag)、金(Au)、錫(Sn)、銻 (Sb)、銅(Cu)、鈷(Co)、鉬(Mo)、鋱(Tb)、釕(Ru)、鎘(Cd)和鉬(Pt)中至少之一。所述吸氣層可以包括鈧(Sc)、鈦(Ti)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、 鉻(Cr)、鉬(Mo)、鎢(W)、錳(Mn)、錸(Re)、釕(Ru)、鋨(Os)、鈷(Co)、銠(Rh)、銥(Ir)、鉬 (Pt)、釔(Y)、鑭(La)、鍺(Ge)、鐠(Pr)、釹(Nd)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鋁(Al)、氮化鈦(TiN)、和氮化鉭(TaN)、其合金、或其硅化物中至少之一。所述熱處理過程可以在從400到993攝氏度的溫度下被執(zhí)行。示例性實施例提供一種顯示設(shè)備，包括基板、位于所述基板上并且通過利用金屬催化劑被結(jié)晶化的半導(dǎo)體層、與所述半導(dǎo)體層絕緣并且被設(shè)置在所述半導(dǎo)體層上的柵電極、被設(shè)置在所述半導(dǎo)體層與所述柵電極之間的吸氣層，所述吸氣層利用具有比所述半導(dǎo)體層中的金屬催化劑的擴散系數(shù)小的擴散系數(shù)的金屬氧化物形成、接觸所述半導(dǎo)體層的源區(qū)并且與所述柵電極間隔開的源電極、以及接觸所述半導(dǎo)體層的漏區(qū)并且與所述柵電極和所述源電極間隔開的漏電極。所述顯示設(shè)備可以進(jìn)一步包括被設(shè)置在所述吸氣層與所述半導(dǎo)體層之間的柵絕緣層。所述顯示設(shè)備可以進(jìn)一步包括覆蓋所述柵電極的層間絕緣層，其中所述源電極形成在所述層間絕緣層上，并且所述漏電極形成在所述層間絕緣層上且與所述源電極間隔開。多個接觸孔可以延伸穿過所述層間絕緣層、所述吸氣層和所述柵絕緣層以露出所述半導(dǎo)體層的部分。所述源電極和所述漏電極可以通過所述接觸孔接觸所述半導(dǎo)體層的所述部分。所述顯示設(shè)備可以進(jìn)一步包括被設(shè)置在所述吸氣層和所述半導(dǎo)體層之間的柵絕緣層，所述柵絕緣層以與所述半導(dǎo)體層相同的圖案被圖案化。所述吸氣層可以接觸所述半導(dǎo)體層的一側(cè)。所述顯示設(shè)備可以進(jìn)一步包括被設(shè)置在所述吸氣層和所述柵電極之間的柵絕緣層。所述吸氣層可以接觸所述半導(dǎo)體層，并且所述吸氣層和所述半導(dǎo)體層可以具有相同的圖案。所述顯示設(shè)備可以進(jìn)一步包括連接至所述漏電極的有機發(fā)光二極管。所述顯示設(shè)備可以進(jìn)一步包括連接至所述漏電極的像素電極、形成在所述像素電極上的液晶層、以及形成在所述液晶層上的公共電極。


通過參照附圖詳細(xì)描述示例性實施例，以上和其它特征及優(yōu)點對于本領(lǐng)域普通技術(shù)來說將變得更加明顯，在附圖中圖1示出根據(jù)示例性實施例的具有薄膜晶體管的顯示設(shè)備的俯視圖。圖2示出圖1所示顯示設(shè)備的像素電路的電路圖。圖3示出根據(jù)該示例性實施例的薄膜晶體管的放大截面圖。圖4至圖8示出如圖3所示薄膜晶體管的制造過程的順序截面圖。圖9示出根據(jù)另一示例性實施例的薄膜晶體管的放大截面圖。
圖10至圖12示出如圖9所示薄膜晶體管的制造過程的順序截面圖。圖13示出根據(jù)改進(jìn)后示例性實施例的薄膜晶體管的放大截面圖。圖14示出根據(jù)另一示例性實施例的薄膜晶體管的放大截面圖。圖15和圖16示出如圖14所示薄膜晶體管的制造過程的順序截面圖。圖17示出根據(jù)另一示例性實施例的顯示設(shè)備的像素電路的等效電路。
具體實施例方式現(xiàn)在將在下文中參照附圖對示例實施例進(jìn)行更充分地描述，不過，這些實施例可以以不同形式具體體現(xiàn)，并且不應(yīng)該被解釋為局限于此處所提出的實施例。而是，這些實施例被提供以使本公開內(nèi)容詳細(xì)和完整，并且向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分傳達(dá)本發(fā)明的范圍。在附圖中，層和區(qū)域的尺寸可能為了圖示的清楚起見被放大。還應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)一層或元件被提及在另一層或基板“上”時，它可以直接在該另一層或基板上，或者也可以存在中間層。進(jìn)一步，應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)一層被提及在另一層“下面”時，它可以直接在下面，并且也可以存在一個或多個中間層。另外，還應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)一層被提及在兩層“之間”時，它可以是這兩層之間的唯一層，或者也可以存在一個或多個中間層。相同的附圖標(biāo)記始終表示相同的元件。另外，為了清楚描述本發(fā)明的各方面起見，與描述不相關(guān)的部分被省略。而且，在若干示例性實施例中，除了第一示例性實施例之外的示例性實施例可以僅針對與第一示例性實施例的部件不同的部件進(jìn)行描述。現(xiàn)在將參照圖1至圖3描述根據(jù)示例性實施例的薄膜晶體管11和具有該薄膜晶體管的顯示設(shè)備101。如圖1所示，顯示設(shè)備101可以包括被劃分成顯示區(qū)域(DA)和非顯示區(qū)域(NA) 的基板111。多個像素區(qū)域(PE)可以形成在顯示區(qū)域(DA)中顯示圖像，而驅(qū)動電路910和 920可以形成在非顯示區(qū)域(NA)中。像素區(qū)域(PE)表示形成有用于顯示圖像的像素的區(qū)域。不過，如上所描述的那樣，驅(qū)動電路910和920 二者都不需要形成在非顯示區(qū)域(NA) 中，并且它們中的一個或二者可以被省略。如圖2所示，顯示設(shè)備101可以表示具有2Tr_lCap配置的有機發(fā)光二極管(OLED) 顯示器，該配置針對每個像素區(qū)域(PE)包括有機發(fā)光二極管70、薄膜晶體管(TFT) 11和 21以及電容器80。不過，顯示設(shè)備不局限于以上所描述的配置。因此，顯示設(shè)備101可以表示每個像素區(qū)域(PE)包括三個或多個薄膜晶體管和至少兩個電容器的有機發(fā)光二極管 (OLED)顯示器。進(jìn)一步，顯示設(shè)備101可以形成為具有另外的帶有額外布線的配置。因此， 至少一個額外形成的薄膜晶體管和電容器可以配置補償電路。補償電路可以通過改善在每個像素區(qū)域(PE)中形成的有機發(fā)光二極管70的均勻度來抑制圖像質(zhì)量偏差的產(chǎn)生。一般而言，補償電路可以包括2到8個薄膜晶體管。而且，圖1所示在基板111的非顯示區(qū)域(NA)中形成的驅(qū)動電路910和920可以包括另外的薄膜晶體管。有機發(fā)光二極管70可以包括作為空穴注入電極的陽極電極、作為電子注入電極的陰極電極、以及被設(shè)置在所述陽極與所述陰極之間的有機發(fā)射層。詳細(xì)地說，顯示設(shè)備101可以針對每個像素區(qū)域(PE)包括第一薄膜晶體管11和第二薄膜晶體管21。第一薄膜晶體管11和第二薄膜晶體管21可以分別包括柵電極、有源層、源電極以及漏電極。柵極線(GL)、數(shù)據(jù)線(DL)和公共電源線(VDD)連同電容器線(CL) 一起被示出在圖2中，不過本發(fā)明不限于此。因此，電容器線(CL)可以依據(jù)情況被省略。數(shù)據(jù)線(DL)可以連接至第二薄膜晶體管21的源電極，而柵極線(GL)可以連接至第二薄膜晶體管21的柵電極。第二薄膜晶體管21的漏電極可以通過電容器80連接至電容器線(CL)。節(jié)點可以形成在第二薄膜晶體管21的漏電極和電容器80之間，并且可以連接至第一薄膜晶體管11的柵電極。第一薄膜晶體管11的漏電極可以連接至公共電源線 (VDD)，而第一薄膜晶體管11的源電極可以連接至有機發(fā)光二極管70的陽極。第二薄膜晶體管21可以用作開關(guān)以用于選擇像素區(qū)域(PE)來發(fā)光。在第二薄膜晶體管21導(dǎo)通時，電容器80被充電，并且這種情況下的充電量可以與從數(shù)據(jù)線(DL)供給的電壓電勢成比例。在第二薄膜晶體管21截止的同時，當(dāng)具有針對每幀被增加的電壓的信號被輸入至電容器線(CL)時，第一薄膜晶體管11的柵電勢可以根據(jù)基于電容器80中所充的電勢通過電容器線(CL)施加的電壓電平而增加。第一薄膜晶體管11在柵電勢超出閾值電壓時導(dǎo)通。施加到公共電源線VDD的電壓可以通過第一薄膜晶體管11被施加到有機發(fā)光二極管70，并且有機發(fā)光二極管70發(fā)光。像素區(qū)域(PE)的配置不限于以上描述，而是可由本領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā)明的實施例范圍內(nèi)以各種方式改變?，F(xiàn)在參照圖3對根據(jù)示例性實施例的薄膜晶體管11的配置進(jìn)行描述。薄膜晶體管11可以表示圖2所示的第一薄膜晶體管。圖2所示的第二薄膜晶體管21可以具有與薄膜晶體管11相同的配置，或者可以具有不同的配置?；?11可以利用玻璃、石英、陶瓷或塑料的透明絕緣基板形成。不過，基板111不限于此，而是基板111也可以形成為不銹鋼的金屬基板。而且，在基板111由塑料制成時， 它可以形成為柔性基板。緩沖層120可以形成在基板111上。緩沖層120可以通過利用化學(xué)氣相沉積或物理氣相沉積來形成為單層或包括氧化硅層和氮化硅層中至少之一的多層。緩沖層120可以通過防止基板111所產(chǎn)生的濕氣或雜質(zhì)的擴散，或者通過控制結(jié)晶化期間熱量的傳送速度，而有助于非晶硅層的結(jié)晶化。通過利用金屬催化劑而結(jié)晶化的半導(dǎo)體層131可以形成在緩沖層120上。半導(dǎo)體層131可以通過對在緩沖層120上形成的非晶硅層結(jié)晶化來形成多晶硅層，然后對該多晶硅層進(jìn)行圖案化而形成。金屬催化劑用于對非晶硅層結(jié)晶化，并且殘余量的金屬催化劑可以留在結(jié)晶化后的半導(dǎo)體層131中。在本示例性實施例中，超顆粒硅(SGS)結(jié)晶化方法可以被使用。SGS結(jié)晶化方法通過將散布到非晶硅層的金屬催化劑的濃度控制到低濃度，來將晶粒的大小控制在從幾ym 到幾百μ m。金屬催化劑以低濃度分散開，從而將散布到非晶硅層的金屬催化劑的濃度控制到低濃度。SGS結(jié)晶化方法可以在低溫下在相對短的時間內(nèi)對非晶硅層結(jié)晶化。例如，對于通過利用鎳(Ni)作為金屬催化劑對非晶硅層結(jié)晶化的過程，鎳(Ni)可以與非晶硅層中的硅 (Si)結(jié)合以變成二硅化鎳(NiSi2)。二硅化鎳(NiSi2)可以充當(dāng)培育晶體的種子。
因此，通過金屬催化劑而結(jié)晶化的多晶硅層可以具有幾十Pm的晶粒大小，這可以大于固相結(jié)晶化(SPC)多晶硅層的晶粒大小。而且，在通過SGS結(jié)晶化方法形成的多晶硅層的情況下，多個子晶粒邊界可以存在于單個晶粒邊界中，從而最小化由于晶粒邊界引起的均勻性惡化。進(jìn)一步，利用通過SGS結(jié)晶化方法形成的多晶硅層的薄膜晶體管11可以具有相對高的電流驅(qū)動性能，也就是電子遷移率，但是它可能由于殘留在半導(dǎo)體層131中的金屬催化劑而具有相對高的泄漏電流。不過，根據(jù)本示例性實施例，泄漏電流可以通過減小殘留在半導(dǎo)體層131中的金屬催化劑的量而得到抑制。詳細(xì)地說，在非晶硅層形成在緩沖層120上之前，金屬催化劑可以以從1. 0el2原子/cm2到1.0el5原子/cm2范圍內(nèi)的表面密度被分散在緩沖層120上。金屬催化劑可以出現(xiàn)在緩沖層120與非晶硅層之間。較少量的金屬催化劑可以作為分子被分散在緩沖層120 上。在金屬催化劑被形成為小于1. 0el2原子/cm2的表面密度時，種子的數(shù)量，即結(jié)晶化的核可以更少，并且可能難以根據(jù)SGS結(jié)晶化方法將非晶硅層充分結(jié)晶成多晶硅層。另一方面，在金屬催化劑被形成為大于1. 0el5原子/cm2的表面密度時，散布到非晶硅層的金屬催化劑的數(shù)量可能被增加，以減少多晶硅層的晶粒并增加殘留在多晶硅層中的金屬催化劑的數(shù)量。因此，通過對多晶硅層進(jìn)行圖案化而形成的半導(dǎo)體層131的特性可能被惡化。本示例性實施例不限于上述描述。金屬誘導(dǎo)結(jié)晶化(MIC)方法或金屬誘導(dǎo)橫向結(jié)晶化(MILC)方法也可以用于利用金屬催化劑的結(jié)晶化方法。金屬催化劑可以不被分散在緩沖層120與非晶硅層之間，而是被分散在非晶硅層的頂部上。不過，在金屬催化劑被設(shè)置在非晶硅層之下以培育晶體時，與金屬催化劑被設(shè)置在非晶硅層之上以培育晶體的情況相比，晶粒邊界可能變得更加模糊，并且晶粒內(nèi)的缺陷可能被進(jìn)一步減少。金屬催化劑可以包括鎳(Ni)、鈀(Pd)、鈦(Ti)、銀(Ag)、金(Au)、錫(Sn)、銻(Sb)、 銅(Cu)、鈷(Co)、鉬(Mo)、鋱(Tb)、釕(Ru)、鎘(Cd)和鉬(Pt)中至少之一。例如，鎳(Ni) 可以用作金屬催化劑。通過鎳(Ni)和硅(Si)的結(jié)合產(chǎn)生的二硅化鎳(NiSi2)可以有效促進(jìn)晶體成長。柵絕緣層140可以形成在半導(dǎo)體層131上。柵絕緣層140可以形成為覆蓋緩沖層 120上的半導(dǎo)體層131。柵絕緣層140可以包括例如正硅酸乙酯(TEOS)、氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiO2)的至少一種絕緣材料。吸氣層(getter layer) 135可以形成在柵絕緣層140上。吸氣層135可以利用具有比半導(dǎo)體層131中的金屬催化劑的擴散系數(shù)低的擴散系數(shù)的金屬氧化物來形成。詳細(xì)地說，吸氣層135的擴散系數(shù)可以大于0且小于金屬催化劑的擴散系數(shù)的1/100。在吸氣層135的擴散系數(shù)等于或小于金屬催化劑的1/100時，吸氣層135可以有效吸除半導(dǎo)體層131中的金屬催化劑。作為金屬催化劑的鎳在半導(dǎo)體層131中具有10_5cm2/S或更小的擴散系數(shù)。因此， 在將鎳(Ni)用于金屬催化劑的情況下，吸氣層135具有大于0且小于10_7cm2/s的擴散系數(shù)可能是有效的。用于形成吸氣層135的吸氣金屬可以是鈧( )、鈦(Ti)、鋯(&)、鉿 (Hf)、釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鎢(W)、錳(Mn)、錸(Re)、釕(Ru)、鋨(Os)、 鈷(Co)、銠0 )、銥(Ir)和鉬(Pt)中至少之一。它也可以是釔(Y)、鑭(La)、鍺(Ge)、鐠(ft·)、釹(Nd)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鋁(Al)、氮化鈦(TiN)和氮化鉭(TaN)中至少之一。而且， 以上描述的金屬的合金或它們的硅化物能被用于吸氣金屬。吸氣層135可以通過利用吸氣金屬形成吸氣金屬層以及對該吸氣金屬層應(yīng)用熱處理而被形成。該熱處理過程在從400到993攝氏度的溫度下執(zhí)行。在吸氣金屬層被加熱時，吸氣金屬層可以被氧化以變成吸氣層135。而且，在熱處理過程期間，半導(dǎo)體層131中的金屬催化劑的至少部分可以通過吸氣層135被移除。對于用于消除半導(dǎo)體層131中的金屬催化劑的過程，作為熱處理過程的結(jié)果，殘留在半導(dǎo)體層131中的金屬催化劑的至少部分可以遷移到半導(dǎo)體層131的接觸吸氣金屬層的部分。在這種情況下，金屬催化劑可以被沉淀在吸氣金屬層上，并且可以不再遷移，這是因為對于金屬催化劑來說保持與吸氣金屬層接觸比留在半導(dǎo)體層131中在熱力學(xué)上要更穩(wěn)定。因此，殘留在半導(dǎo)體層131中的金屬催化劑的至少部分可以被移除。吸氣層135接合半導(dǎo)體層131的地方未在圖3中示出，這是因為吸氣層135的這部分在如下要描述的用于形成接觸孔166和167的過程期間被消除。由于吸氣層135接觸半導(dǎo)體層131的部分被移除，因此薄膜晶體管11的特性惡化由于殘留了更少的金屬催化劑而被更穩(wěn)定抑制。利用金屬氧化物形成的吸氣層135可以具有從幾nm到幾十nm范圍內(nèi)的厚度。吸氣層135可以用作絕緣體以補充柵絕緣層140。在吸氣層135具有小于幾nm的厚度時，有效地移除金屬催化劑可能變得很困難。另一方面，在吸氣層135具有大于幾十nm的厚度時， 可能在熱處理過程中產(chǎn)生熱應(yīng)力。柵電極151可以形成在吸氣層135上。柵電極151可以被設(shè)置成疊蓋半導(dǎo)體層 131的區(qū)域。柵電極151可以包括鉬(Mo)、鉻(Cr)、鋁(Al)、銀(Ag)、鈦(Ti)、鉭(Ta)和鎢 (W)中至少之一。層間絕緣層160可以形成在柵電極151處。層間絕緣層160可以在吸氣層135上方覆蓋柵電極151。層間絕緣層160可以與柵絕緣層140類似的由正硅酸乙酯(TEOS)、氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiO2)形成，不過也不限于此。接觸孔166和167可以延伸穿過層間絕緣層160、吸氣層135和柵絕緣層140以露出半導(dǎo)體層131的相應(yīng)部分。接觸半導(dǎo)體層131的源電極176和漏電極177可以通過相應(yīng)接觸孔166和167形成在層間絕緣層160上。源電極176可以與漏電極177間隔開。與柵電極151類似地，源電極176和漏電極177可以包括鉬(Mo)、鉻(Cr)、鋁(Al)、銀(Ag)、鈦(Ti)、鉭(Ta)和鎢 (W)中至少之一。根據(jù)如上所述的配置，薄膜晶體管11可以具有通過利用金屬催化劑在在低溫下且短時間內(nèi)被結(jié)晶化的半導(dǎo)體層131，而且該半導(dǎo)體層131中殘留的金屬催化劑的量可以被有效減少。而且，顯示設(shè)備101可以具有帶有半導(dǎo)體層131的薄膜晶體管11，在該半導(dǎo)體層 131中，金屬催化劑的量可能已經(jīng)得到有效減少?，F(xiàn)在將參照圖4至圖10描述根據(jù)示例性實施例的制造薄膜晶體管11的方法。首先，如圖4所示，緩沖層120可以形成在基板111上。緩沖層120可以通過利用化學(xué)氣相沉積或物理氣相沉積形成為單層或包括氧化硅層和氮化硅層中至少之一的多層。
金屬催化劑可以以從1. 0el2原子/cm2到1. 0el5原子/cm2范圍內(nèi)的表面密度分散在緩沖層120上。更少量的金屬催化劑可以作為分子被分散在緩沖層120上。例如，鎳可以用作金屬催化劑。非晶硅層可以形成在緩沖層120上。而且，在非晶硅層形成時或形成之后，可以執(zhí)行用于降低氫的濃度的去氫化過程。非晶硅層可以被結(jié)晶化以形成多晶硅層。在非晶硅層被加熱時，分散在緩沖層120上的金屬催化劑(MC)可以促進(jìn)晶體的生長。金屬催化劑可以控制非晶硅層在相對短的時間內(nèi)且在低溫下被結(jié)晶化。本示例性實施例不限于以上描述。因此，金屬催化劑可以被直接分散在非晶硅層之上而不是被分散在緩沖層120上。半導(dǎo)體層131可以通過對結(jié)晶化后的多晶硅層進(jìn)行圖案化而被形成。在這種情況下，用于結(jié)晶化的金屬催化劑可以留在半導(dǎo)體層131中。如圖5中所示，柵絕緣層140可以形成在半導(dǎo)體層131上。柵絕緣層140可以被圖案化以形成用于露出半導(dǎo)體層131的部分的多個吸氣孔146和147。如圖6中所示，吸氣金屬層可以形成在柵絕緣層140上。吸氣金屬層可以通過多個吸氣孔146和147來接觸半導(dǎo)體層131。吸氣金屬層可以由具有比半導(dǎo)體層131中的金屬催化劑的擴散系數(shù)小的擴散系數(shù)的金屬來形成。詳細(xì)地說，在吸氣金屬層的擴散系數(shù)等于或小于金屬催化劑的擴散系數(shù)的1/100時，半導(dǎo)體層131中的金屬催化劑可以被有效移除。吸氣層135可以通過經(jīng)由熱處理過程對吸氣金屬層進(jìn)行氧化來形成。吸氣層135 可以利用具有比半導(dǎo)體層131中的金屬催化劑的擴散系數(shù)小的擴散系數(shù)的金屬氧化物來形成。在通過熱處理過程形成吸氣層135的同時，包括在半導(dǎo)體層131中的金屬催化劑的密度可以被減小。殘留在半導(dǎo)體層131中的至少一些金屬催化劑可以被消除。在熱處理期間，殘留在半導(dǎo)體層131中的至少一些金屬催化劑遷移到半導(dǎo)體層的觸摸吸氣金屬層的部分。已遷移到吸氣金屬層的金屬催化劑可以留存在吸氣金屬層上，并且可以不再散布，這是因為對于金屬催化劑來說接觸吸氣金屬層而不是出現(xiàn)在半導(dǎo)體層131中可能是更穩(wěn)定的。包括在半導(dǎo)體層131中的金屬催化劑的量可能被減小。而且，吸氣層135可以利用從幾nm到幾十nm的厚度來形成。如圖7中所示，柵電極151可以形成在吸氣層135上。吸氣層135可以用作絕緣體，這是由于它是由金屬氧化物形成的。吸氣層135可以補充柵絕緣層140。如圖8中所示，覆蓋柵電極151的層間絕緣層160可以被形成。穿過層間絕緣層 160、吸氣層135和柵絕緣層140并露出半導(dǎo)體層131的相應(yīng)部分的接觸孔166和167可以被形成。接觸孔166和167可以疊蓋如圖6中所示形成在柵絕緣層140中的吸氣孔146和 147。在接觸孔166和167被形成時，吸氣層135的通過吸氣孔146和147接觸半導(dǎo)體層 131的部分可以被消除。如圖3中所示，源電極176和漏電極177可以在它們之間形成有間隙。通過以上所描述的制造方法，根據(jù)本示例性實施例的薄膜晶體管11可以被制造出。也就是說，包括在半導(dǎo)體層131中的金屬催化劑可以被有效吸氣。
現(xiàn)在將參照圖9對根據(jù)另一示例性實施例的薄膜晶體管12進(jìn)行描述。如圖9中所述，緩沖層120可以形成在基板111上，并且通過利用金屬催化劑被結(jié)晶化的半導(dǎo)體層131可以形成在緩沖層120上。金屬催化劑可以用于對半導(dǎo)體層131結(jié)晶化，并且它的部分可以留在結(jié)晶化后的半導(dǎo)體層中。利用半導(dǎo)體層131圖案化的柵絕緣層240可以形成在半導(dǎo)體層131上。柵絕緣層 240可以以與半導(dǎo)體層131相同的圖案來形成，除了以下要描述的接觸孔166和167之外。 也就是說，在本示例性實施例中，柵絕緣層240不是直接形成在緩沖層120上。吸氣層235可以形成在柵絕緣層240上。吸氣層235可以利用具有比半導(dǎo)體層 131中的金屬催化劑的擴散系數(shù)小的擴散系數(shù)的金屬氧化物來形成。在本示例性實施例中， 吸氣層235可以形成為覆蓋半導(dǎo)體層131和柵絕緣層M0，并且可以接觸緩沖層120。在這種情況下，吸氣層235可以形成為接觸半導(dǎo)體層131的一側(cè)。留在半導(dǎo)體層131中的金屬催化劑可以在吸氣層235接觸半導(dǎo)體層131的地方被消除。而且，由金屬氧化物構(gòu)成的吸氣層235可以具有從幾nm到幾十nm的厚度，并且可以用作絕緣體以支持柵絕緣層對0。柵電極151可以形成在吸氣層235上。柵電極151可以被設(shè)置成疊蓋半導(dǎo)體層 131的區(qū)域。層間絕緣層160可以形成在柵電極151上。也就是說，層間絕緣層160可以在吸氣層235上覆蓋柵電極151。接觸孔166和167可以延伸穿過層間絕緣層160、吸氣層235和柵絕緣層MO以露出半導(dǎo)體層131的相應(yīng)部分。接觸半導(dǎo)體層131的源電極176和漏電極177可以穿過層間絕緣層160上的接觸孔166和167而形成。源電極176可以與漏電極177間隔開。通過以上描述的配置，根據(jù)本示例性實施例的薄膜晶體管12可以具有通過利用金屬催化劑在低溫下被快速結(jié)晶化的半導(dǎo)體層131，并且來自該半導(dǎo)體層131的金屬催化劑的量被有效減少?，F(xiàn)在將參照圖10至圖12對根據(jù)本示例性實施例的制造薄膜晶體管12的方法進(jìn)行描述。緩沖層120可以形成在基板111上，并且金屬催化劑可以以從1.0el2原子/cm2到 1. 0el5原子/cm2范圍內(nèi)的表面密度被分散在緩沖層120上。例如，鎳可以用于金屬催化劑。非晶硅層可以形成在緩沖層120上，并且多晶硅層可以通過利用金屬催化劑對非晶硅層結(jié)晶化來形成。絕緣材料可以被沉積在多晶硅層上，并且如圖10中所示，多晶硅層和絕緣材料可以被圖案化以形成半導(dǎo)體層131和柵絕緣層Mo。半導(dǎo)體層131和柵絕緣層 240可以被形成為具有相同的圖案。用于結(jié)晶化的金屬催化劑可以殘留在半導(dǎo)體層131中。不過，根據(jù)本示例性實施例的制造薄膜晶體管12的方法不限于此。絕緣材料可以被沉積在非晶硅層上，并且在絕緣材料被沉積的同時，非晶硅層可以被結(jié)晶化。在這種情況下，金屬催化劑可以遷移到絕緣材料以減小殘留在半導(dǎo)體層131中的金屬催化劑。如圖11中所示，吸氣金屬層可以被形成為在柵絕緣層240上方從緩沖層120延伸。吸氣金屬層可以接觸半導(dǎo)體層131的一側(cè)。吸氣金屬層可以利用具有比半導(dǎo)體層131 中的金屬催化劑的擴散系數(shù)小的擴散系數(shù)的金屬來形成。
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吸氣層235可以通過經(jīng)由熱處理過程對吸氣金屬層進(jìn)行氧化來形成。吸氣層235 可以利用具有比半導(dǎo)體層131中的金屬催化劑的擴散系數(shù)小的擴散系數(shù)的金屬氧化物來形成。在吸氣層235通過熱處理過程被形成的同時，包括在半導(dǎo)體層131中的金屬催化劑的密度可以被減小。半導(dǎo)體層131中的金屬催化劑的至少部分可以被消除。殘留在半導(dǎo)體層131中的金屬催化劑的至少部分可以在熱處理過程期間遷移到半導(dǎo)體層131的接觸吸氣金屬層的區(qū)域。已遷移到吸氣金屬層的金屬催化劑可以留存在吸氣金屬層中，并且可以不再遷移。因此，殘留在半導(dǎo)體層131中的金屬催化劑的至少部分可以被消除。進(jìn)一步，吸氣層235可以以從幾nm到幾十nm的厚度來形成。如圖12中所示，柵電極151可以形成在吸氣層235上。吸氣層235可以用作絕緣體，這是由于它可以利用金屬氧化物來形成。吸氣層235補充柵絕緣層M0。如圖9中所示，覆蓋柵電極151的層間絕緣層160可以被形成。源電極176和漏電極177可以形成在層間絕緣層160上。源電極176和漏電極177可以彼此間隔開，并且可以通過接觸孔166和167接觸半導(dǎo)體層131。通過以上描述的制造方法，根據(jù)第二示例性實施例的薄膜晶體管12可以被制造出。也就是說，包括在半導(dǎo)體層131中的金屬催化劑可以被有效吸氣。圖13示出根據(jù)改進(jìn)后示例性實施例的薄膜晶體管12。如圖13中所示，薄膜晶體管12可以進(jìn)一步在吸氣層235與柵電極151之間包括另外的柵絕緣層對5。由于吸氣層235可以利用氧化后的金屬形成，因此在金屬被不充分氧化且吸氣層235具有導(dǎo)電性時可能發(fā)生的問題可以通過提供另外的柵絕緣層234而被防止?，F(xiàn)在將參照圖14對根據(jù)另一示例性實施例的薄膜晶體管13進(jìn)行描述。如圖14中所示，緩沖層120可以形成在基板111上，并且通過利用金屬催化劑被結(jié)晶化的半導(dǎo)體層131可以被形成在緩沖層120上。金屬催化劑可以用于對半導(dǎo)體層131 結(jié)晶化，并且一些金屬催化劑可以殘留在結(jié)晶化后的半導(dǎo)體層131中。利用半導(dǎo)體層131圖案化的吸氣層335可以形成在半導(dǎo)體層131上。吸氣層335 可以利用與半導(dǎo)體層131相同的圖案來形成，除了以下將描述的接觸孔166和167之外。吸氣層335可以被形成為使得吸氣層335不是直接形成在緩沖層120上。吸氣層335可以接觸半導(dǎo)體層131。吸氣層335可以利用具有比半導(dǎo)體層131中的金屬催化劑的擴散系數(shù)小的擴散系數(shù)的金屬氧化物來形成。吸氣層335可以消除殘留在半導(dǎo)體層131中的至少一些金屬催化劑。進(jìn)一步，利用金屬氧化物形成的吸氣層335可以具有從幾nm到幾十nm的厚度，并且可以用作絕緣體以支持將要描述的柵絕緣層340。柵絕緣層340可以形成在吸氣層335上。在本示例性實施例中，柵絕緣層340可以形成為在緩沖層120上覆蓋半導(dǎo)體層131和吸氣層335。柵電極151可以形成在柵絕緣層340上。柵電極151可以被設(shè)置成疊蓋半導(dǎo)體層 131的區(qū)域。層間絕緣層160可以形成在柵電極151上。層間絕緣層160可以在吸氣層335上覆蓋柵電極151。
接觸孔166和167延伸穿過層間絕緣層160、吸氣層335和柵絕緣層340以露出半導(dǎo)體層131的相應(yīng)部分。接觸半導(dǎo)體層131的源電極176和漏電極177可以通過接觸孔166和167而被形成在層間絕緣層160上。源電極176和漏電極177可以彼此間隔開。通過以上描述的配置，根據(jù)本實施例的薄膜晶體管13可以具有通過利用金屬催化劑在低溫下被快速結(jié)晶化的半導(dǎo)體層131，并且殘留的金屬催化劑的量被進(jìn)一步有效減少。現(xiàn)在參照圖15和圖16對根據(jù)本示例性實施例的制造薄膜晶體管13的方法進(jìn)行描述。緩沖層120可以形成在基板111上，并且金屬催化劑可以以從1.0el2原子/cm2到 1. 0el5原子/cm2范圍內(nèi)的表面密度被分散在緩沖層120上。例如，鎳可以用于金屬催化劑。非晶硅層可以形成在緩沖層120上，并且多晶硅層可以通過利用金屬催化劑對非晶硅層結(jié)晶化來形成。用于結(jié)晶化的金屬催化劑可以殘留在結(jié)晶化后的多晶硅層中。吸氣金屬層可以形成在多晶硅層上以接觸多晶硅層。吸氣金屬層可以利用具有比多晶硅層中的金屬催化劑的擴散系數(shù)小的擴散系數(shù)的金屬來形成。吸氣金屬層可以通過熱處理過程被氧化，并且包括在多晶硅層中的金屬催化劑的密度可以被減小。多晶硅層中的至少部分金屬催化劑可以被移除。殘留在多晶硅層中的至少部分金屬催化劑由于熱處理而可以遷移到多晶硅層的觸摸吸氣金屬層的區(qū)域。已遷移到吸氣金屬層的金屬催化劑可以留存在吸氣金屬層中，并且可以不再遷移。因此，殘留在多晶硅層中的金屬催化劑可以被吸除。吸氣金屬層可以以從幾nm到幾十nm的厚度被形成。在吸氣金屬層具有小幾nm 的厚度時，可能難以移除金屬催化劑。另一方面，在吸氣金屬層具有大于幾十nm的厚度時， 可能在熱處理過程期間出現(xiàn)熱應(yīng)力。如圖15中所示，多晶硅層和氧化后的吸氣金屬層可以被一起圖案化，以按相同的圖案形成半導(dǎo)體層131和吸氣層335。如圖16中所示，柵絕緣層340可以形成在吸氣層335上。柵絕緣層340可以形成為在緩沖層120上覆蓋半導(dǎo)體層131和吸氣層335。柵電極151可以形成在柵絕緣層340上。如圖14中所示，覆蓋柵電極151的層間絕緣層160可以被形成。源電極176和漏電極177可以形成在層間絕緣層160上。源電極176和漏電極177可以彼此間隔開，并且通過接觸孔166和167接觸半導(dǎo)體層131。通過以上所描述的制造方法，根據(jù)本示例性實施例的薄膜晶體管13被制造出。也就是說，包括在半導(dǎo)體層131中的金屬催化劑可以被更有效的吸除?，F(xiàn)在將參照圖17對另一示例性實施例進(jìn)行描述。如圖17中所示，根據(jù)本示例性實施例的顯示設(shè)備可以包括液晶層300，而不是圖2 中所示的有機發(fā)光二極管70。詳細(xì)地說，顯示設(shè)備可以包括連接至薄膜晶體管11的漏電極的像素電極310、形成在像素電極310上的液晶層300，以及形成在液晶層300上的公共電極 320。薄膜晶體管可以具有與根據(jù)以上所述示例性實施例的薄膜晶體管11、12和13中至少之一相同的配置。液晶層300可以包括各種類型的液晶。而且，顯示設(shè)備可以進(jìn)一步包括被布置成與基板111相對的面對基板211，并且液晶層300在它們之間。公共電極320可以形成在面對基板211上。顯示設(shè)備可以進(jìn)一步包括被附接到基板111和面對基板211的偏振板(未示出)。進(jìn)一步，液晶層300和面對基板211不局限于圖17中所示的配置。液晶層300和面對基板211可以具有在本領(lǐng)域技術(shù)人員容易改進(jìn)的范圍內(nèi)的各種配置。作為總結(jié)和回顧，用于對非晶硅膜結(jié)晶化以形成LTPS TFT的方法可以包括固相結(jié)晶化方法、受激準(zhǔn)分子激光結(jié)晶化方法以及利用金屬催化劑的結(jié)晶化方法。而且，利用金屬的結(jié)晶化方法可以包括金屬誘導(dǎo)結(jié)晶化(MIC)方法、金屬誘導(dǎo)橫向結(jié)晶化(MILC)方法以及超顆粒硅(SGS)結(jié)晶化方法。在它們之中，利用金屬催化劑的結(jié)晶化方法具有在低溫下快速結(jié)晶化的優(yōu)勢。這些實施例可以避免由于在利用金屬催化劑的結(jié)晶化方法中殘留在半導(dǎo)體層中的金屬催化劑而導(dǎo)致的薄膜晶體管的元件特性惡化。因此，在非晶硅層通過利用金屬催化劑被結(jié)晶化時，期望用于消除金屬催化劑的有效吸除過程。這些實施例可以提供具有減小量的殘留在結(jié)晶化后的半導(dǎo)體層中的金屬催化劑的薄膜晶體管。所描述的實施例可以提供其中殘留在半導(dǎo)體層中的金屬催化劑可以被有效吸除的薄膜晶體管制造方法。雖然本公開內(nèi)容已經(jīng)結(jié)合目前被認(rèn)為可實踐的示例性實施例進(jìn)行了描述，但是應(yīng)該理解，本發(fā)明不局限于所公開的實施例，而是相反地，意在涵蓋包括在所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的各種修改和等同布置。
權(quán)利要求
1.一種薄膜晶體管，包括 基板；半導(dǎo)體層，被提供在所述基板上并且通過利用金屬催化劑被結(jié)晶化； 柵電極，與所述半導(dǎo)體層絕緣并且被設(shè)置在所述半導(dǎo)體層上；以及吸氣層，被設(shè)置在所述半導(dǎo)體層與所述柵電極之間，并且利用具有比所述半導(dǎo)體層中的金屬催化劑的擴散系數(shù)小的擴散系數(shù)的金屬氧化物形成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其中所述吸氣層的擴散系數(shù)大于0且小于所述金屬催化劑的擴散系數(shù)的1/100。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，進(jìn)一步包括 被設(shè)置在所述基板與所述半導(dǎo)體層之間的緩沖層，其中所述金屬催化劑以從1. 0el2原子/cm2到1. 0el5原子/cm2范圍內(nèi)的表面密度在所述緩沖層與所述半導(dǎo)體層之間分散。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其中所述金屬催化劑以從1. 0el2原子/cm2到1. 0el5原子/cm2范圍內(nèi)的表面密度在所述半導(dǎo)體層上分散。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其中所述金屬催化劑包括鎳(Ni)、鈀(Pd)、鈦(Ti)、銀(Ag)、金(Au)、錫(Sn)、銻(Sb)、銅 (Cu)、鈷(Co)、鉬(Mo)、鋱(Tb)、釕(Ru)、鎘(Cd)和鉬(Pt)中至少之一。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其中所述吸氣層包括鈧(Sc),It (Ti)、鋯⑶、鉿(Hf)、釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、鉻(Cr)、 鉬(Mo)、鎢(W)、錳(Mn)、錸(Re)、釕(Ru)、鋨(Os)、鈷(Co)、銠(1 )、銥(Ir)、鉬(Pt)、釔 (Y)、鑭(La)、鍺(Ge)、鐠(Pr) M (Nd)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鋁(Al)、氮化鈦(TiN)、和氮化鉭 (TaN)、其合金、或其硅化物中至少之一。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，進(jìn)一步包括 被設(shè)置在所述吸氣層與所述半導(dǎo)體層之間的柵絕緣層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的薄膜晶體管，進(jìn)一步包括覆蓋所述柵電極的層間絕緣層、形成在所述層間絕緣層上的源電極以及形成在所述層間絕緣層上且與所述源電極間隔開的漏電極。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的薄膜晶體管，其中多個接觸孔延伸穿過所述層間絕緣層、所述吸氣層和所述柵絕緣層以露出所述半導(dǎo)體層的相應(yīng)部分，并且所述源電極和所述漏電極通過相應(yīng)接觸孔接觸所述半導(dǎo)體層的所述相應(yīng)部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，進(jìn)一步包括被設(shè)置在所述吸氣層與所述半導(dǎo)體層之間的柵絕緣層，所述柵絕緣層利用所述半導(dǎo)體層被圖案化，并且其中所述吸氣層接觸所述半導(dǎo)體層的一側(cè)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，進(jìn)一步包括被設(shè)置在所述吸氣層與所述柵電極之間的柵絕緣層，并且其中所述吸氣層接觸所述半導(dǎo)體層，并且所述吸氣層和所述半導(dǎo)體層具有相同的圖案。
12.一種制造薄膜晶體管的方法，包括 提供基板；在所述基板上形成非晶硅層；通過利用金屬催化劑對所述非晶硅層結(jié)晶化來形成多晶硅層； 通過對所述多晶硅層進(jìn)行圖案化來形成半導(dǎo)體層； 在所述半導(dǎo)體層上形成柵絕緣層； 在所述柵絕緣層上形成多個吸氣孔；在所述柵絕緣層上形成吸氣金屬層，以通過所述多個吸氣孔接觸所述半導(dǎo)體層；以及在通過熱處理過程對所述吸氣金屬層進(jìn)行氧化的同時形成吸氣層，并且減小包括在所述半導(dǎo)體層中的金屬催化劑的密度。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制造薄膜晶體管的方法，進(jìn)一步包括 在所述吸氣層上形成柵電極以便疊蓋所述半導(dǎo)體層的區(qū)域； 形成覆蓋所述柵電極的層間絕緣層；形成多個接觸孔以穿透所述層間絕緣層、所述吸氣層和所述柵絕緣層且露出所述半導(dǎo)體層的源部分和漏部分；以及在所述層間絕緣層上形成源電極和漏電極，以通過所述多個接觸孔中相應(yīng)接觸孔接觸所述半導(dǎo)體層。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的制造薄膜晶體管的方法，其中所述多個接觸孔疊蓋所述多個吸氣孔。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的制造薄膜晶體管的方法，其中在形成所述多個接觸孔時，消除所述吸氣層的通過所述多個吸氣孔接觸所述半導(dǎo)體層的部分。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制造薄膜晶體管的方法，其中所述吸氣層利用具有比所述半導(dǎo)體層中的金屬催化劑的擴散系數(shù)小的擴散系數(shù)的金屬氧化物形成。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的制造薄膜晶體管的方法，其中所述吸氣層的擴散系數(shù)大于0且小于所述金屬催化劑的擴散系數(shù)的1/100。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的制造薄膜晶體管的方法，進(jìn)一步包括 在所述基板與所述非晶硅層之間形成緩沖層，其中所述金屬催化劑以從1. 0el2原子/cm2到1. 0el5原子/cm2范圍內(nèi)的表面密度在所述緩沖層與所述非晶硅層之間分散。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的制造薄膜晶體管的方法，其中所述金屬催化劑以從1. 0el2原子/cm2到1. 0el5原子/cm2范圍內(nèi)的表面密度在所述非晶硅層上分散。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的制造薄膜晶體管的方法，其中所述金屬催化劑包括鎳(Ni)、鈀(Pd)、鈦(Ti)、銀(Ag)、金(Au)、錫(Sn)、銻(Sb)、銅 (Cu)、鈷(Co)、鉬(Mo)、鋱(Tb)、釕(Ru)、鎘(Cd)和鉬(Pt)中至少之一。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的制造薄膜晶體管的方法，其中所述吸氣層包括鈧(Sc),It (Ti)、鋯⑶、鉿(Hf)、釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、鉻(Cr)、 鉬(Mo)、鎢(W)、錳(Mn)、錸(Re)、釕(Ru)、鋨(Os)、鈷(Co)、銠(Rh)、銥(Ir)、鉬(Pt)、釔 (Y)、鑭(La)、鍺(Ge)、鐠(ft·)、釹(Nd)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鋁(Al)、氮化鈦(TiN)、和氮化鉭 (TaN)、其合金、或其硅化物中至少之一。
22.根據(jù)權(quán)利要求16所述的制造薄膜晶體管的方法，其中所述熱處理過程在從400到993攝氏度的溫度下執(zhí)行。
23.一種制造薄膜晶體管的方法，包括 提供基板；在所述基板上形成非晶硅層；通過利用金屬催化劑對所述非晶硅層結(jié)晶化來形成多晶硅層； 在所述多晶硅層上涂覆絕緣材料；通過對所述多晶硅層和所述絕緣材料進(jìn)行圖案化，以相同圖案形成半導(dǎo)體層和柵絕緣層；在所述柵絕緣層上形成吸氣金屬層以接觸所述半導(dǎo)體層的一側(cè)；以及通過熱處理過程對所述吸氣金屬層進(jìn)行氧化來形成吸氣層，并且減少包括在所述半導(dǎo)體層中的金屬催化劑的密度。
24.一種制造薄膜晶體管的方法，包括 提供基板；在所述基板上形成非晶硅層；通過利用金屬催化劑對所述非晶硅層結(jié)晶化來形成多晶硅層，所述多晶硅層包括殘余量的金屬催化劑；在所述多晶硅層上形成吸氣金屬層；通過熱處理過程對所述吸氣金屬層進(jìn)行氧化，并且減小包括在所述半導(dǎo)體層中的金屬催化劑的密度；通過對所述多晶硅層和所述氧化后的吸氣金屬層進(jìn)行圖案化，以相同圖案形成半導(dǎo)體層和吸氣層；以及在所述吸氣層上形成柵絕緣層。
25.—種顯示設(shè)備，包括 基板；半導(dǎo)體層，提供在所述基板上并且通過利用金屬催化劑被結(jié)晶化； 柵電極，與所述半導(dǎo)體層絕緣并且被設(shè)置在所述半導(dǎo)體層上； 吸氣層，被設(shè)置在所述半導(dǎo)體層與所述柵電極之間，并且利用具有比所述半導(dǎo)體層中的金屬催化劑的擴散系數(shù)小的擴散系數(shù)的金屬氧化物形成；源電極，接觸所述半導(dǎo)體層的源區(qū)并且與所述柵電極間隔開；以及漏電極，接觸所述半導(dǎo)體層的漏區(qū)并且與所述柵電極和所述源電極間隔開。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的顯示設(shè)備，進(jìn)一步包括 被設(shè)置在所述吸氣層與所述半導(dǎo)體層之間的柵絕緣層。
27.根據(jù)權(quán)利要求沈所述顯示設(shè)備，進(jìn)一步包括覆蓋所述柵電極的層間絕緣層，其中所述源電極形成在所述層間絕緣層上，并且所述漏電極形成在所述層間絕緣層上且與所述源電極間隔開。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的顯示設(shè)備，其中多個接觸孔延伸穿過所述層間絕緣層、所述吸氣層和所述柵絕緣層以露出所述半導(dǎo)體層的部分，并且所述源電極和所述漏電極通過相應(yīng)接觸孔接觸所述半導(dǎo)體層的所述部分。
29.根據(jù)權(quán)利要求25所述的顯示設(shè)備，進(jìn)一步包括被設(shè)置在所述吸氣層和所述半導(dǎo)體層之間的柵絕緣層，所述柵絕緣層以與所述半導(dǎo)體層相同的圖案被圖案化，其中所述吸氣層接觸所述半導(dǎo)體層的一側(cè)。
30.根據(jù)權(quán)利要求25所述的顯示設(shè)備，進(jìn)一步包括 被設(shè)置在所述吸氣層和所述柵電極之間的柵絕緣層，其中所述吸氣層接觸所述半導(dǎo)體層，并且所述吸氣層和所述半導(dǎo)體層具有相同的圖案。
31.根據(jù)權(quán)利要求25所述的顯示設(shè)備，進(jìn)一步包括 連接至所述漏電極的有機發(fā)光二極管。
32.根據(jù)權(quán)利要求25所述的顯示設(shè)備，進(jìn)一步包括連接至所述漏電極的像素電極、形成在所述像素電極上的液晶層以及形成在所述液晶層上的公共電極。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種薄膜晶體管及其制造方法和利用該薄膜晶體管的顯示設(shè)備。該薄膜晶體管包括基板、提供在所述基板上并且通過利用金屬催化劑被結(jié)晶化的半導(dǎo)體層、與所述半導(dǎo)體層絕緣并且被設(shè)置在所述半導(dǎo)體層上的柵電極、以及設(shè)置在所述半導(dǎo)體層與所述柵電極之間的吸氣層，所述吸氣層利用具有比所述半導(dǎo)體層中的金屬催化劑的擴散系數(shù)小的擴散系數(shù)的金屬氧化物形成。
文檔編號H01L29/786GK102386235SQ20111025921
公開日2012年3月21日 申請日期2011年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月3日
發(fā)明者孫榕德, 徐晉旭, 樸承圭, 樸炳建, 樸鐘力, 李東炫, 李卓泳, 李吉遠(yuǎn), 李基龍, 蘇炳洙, 鄭在琓, 鄭珉在, 鄭胤謨 申請人:三星移動顯示器株式會社