專利名稱：薄膜晶體管和使用該薄膜晶體管的有機電致發光顯示器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種薄膜晶體管(TFT)和一種使用該薄膜晶體管的電致發光顯示器，尤其涉及一種具有輕摻雜漏極(LDD)結構的薄膜晶體管以及使用該薄膜晶體管的有機電致發光顯示器。
背景技術：
通常，在用TFT作為開關裝置的有源矩陣有機電致發光顯示器中，可以在每個像素中形成像素驅動TFT以驅動像素，且TFT可以用在驅動像素驅動TFT并將信號施加到掃描線(即，柵極線)和信號線(即，數據線)上的驅動電路中。多晶硅TFT可以在類似于非晶硅TFT的溫度下制造，且與非晶硅TFT相比可能具有更高的電子或空穴遷移率。此外，有可能實現具有n溝道和p溝道的互補金屬氧化物半導體(CMOS)TFT，使得可以在大尺寸絕緣襯底上同時形成驅動電路TFT和像素驅動TFT。
不過，在CMOS多晶硅TFT的NMOS TFT中，一般用磷(P)作為摻雜離子，因為磷具有比硼(B)大的質量，硅晶體可能被破壞，從而造成受損區域，其中硼一般用于制造PMOS TFT。該受損區域即使在隨后的激活工序中可能也不能完全恢復。
這一受損區域可能會導致熱載流子應力，其中，當電子從源極區域到漏極區域加速時，它們可能會穿透柵極絕緣層或MOS界面。此外，熱載流子應力可能會降低電子遷移率，這對有機電致發光顯示器中的電路運行的穩定性帶來不利影響，還可能會增大截止電流。
為了解決這個問題，有人建議采用形成輕摻雜漏極(LDD)的方法和LDD結構，其中，源極和漏極區域的某些部分以低濃度摻雜以降低截止電流并使開啟電流的減少最小化。
圖1A、圖1B和圖1C為示出具有常規LDD結構的TFT的截面圖。
參考圖1A，可以使用等離子體增強化學氣相淀積(PECVD)、低壓化學氣相淀積(LPCVD)、濺射或其他類似方法在具有緩沖層11的絕緣襯底10上淀積并晶化非晶硅，形成多晶硅層。
在形成多晶硅層之后，接著可以在其上形成光致抗蝕劑以形成有源層，有源層12可以通過使用光致抗蝕劑作為掩模構圖多晶硅層形成。
接著可以在有源層12上淀積柵極絕緣層13，在柵極絕緣層13上淀積柵極金屬。然后可以通過構圖柵極金屬形成柵電極14。
在形成柵電極14后，可以使用柵電極14作為掩模進行低濃度摻雜以在有源層中形成LDD區域，從而界定源極和漏極區域12S和12D。源極和漏極區域12S和12D之間的區域起到TFT的溝道區域12C的作用。
參考圖1B，在形成源極和漏極區域12S和12D之后，可以通過在絕緣襯底10上涂布光致抗蝕劑并曝光，形成用于形成TFT的具有LDD結構的源極和漏極區域12S和12D的光致抗蝕劑圖案15。
在形成光致抗蝕劑圖案15之后，可以使用光致抗蝕劑圖案15作為掩模向有源層中進行高濃度摻雜，形成LDD區域12S-L和12D-L以及高摻雜區域12S-H和12D-H。
參考圖1C，在高濃度摻雜之后，可以通過在具有柵電極14的絕緣襯底10的整個表面上形成并構圖層間絕緣層16形成暴露源極和漏極區域12S和12D的一部分的接觸孔16a。
接著，可以在絕緣襯底10的整個表面上淀積導電層并進行光刻以形成源電極和漏電極17S和17D，它們通過接觸孔16a電連接至源極和漏極區域12S和12D，由此形成TFT。
不過，形成如上所述的TFT需要獨立的掩模過程以形成LDD區域，這增加了制造時間和成本。
發明內容
本發明提供了一種具有LDD結構的TFT和一種使用該TFT的有機電致發光顯示器，該LDD結構可以不使用獨立的掩模形成。
本發明的其他特點將在以下的描述中闡明，且其一部分將從描述中明了，或者可通過本發明的實踐獲知。
本發明公開了一種TFT，其包括輕摻雜漏極(LDD)區域形成圖案和形成在LDD區域形成圖案上的不平坦結構中且具有包括LDD區域的源極區域和漏極區域的有源層。
本發明還公開了一種顯示器，其包括輕摻雜漏極(LDD)區域形成圖案和形成在絕緣襯底上的同一層上的像素電極，形成在LDD區域形成圖案上的不平坦結構中并且具有包括LDD結構的源極區域和漏極區域的有源層，形成在柵極絕緣層上的柵極，以及分別連接到源極和漏極區域的源電極和漏電極。源電極或者漏電極連接到像素電極。
本發明還公開了一種TFT，其包括形成在絕緣襯底上的源電極和漏電極，以及形成在源電極和漏電極上的不平坦結構中并且具有包括LDD結構的源極區域和漏極區域的有源層。
本發明還公開了一種顯示器，其包括形成在絕緣襯底上的同一層上的源電極、漏電極和像素電極，以及形成在源電極和漏電極上的不平坦結構中的具有源極區域和包括LDD區域的漏極區域的有源層。柵極絕緣層形成在具有有源層的絕緣襯底的整個表面上，且柵電極形成在柵極絕緣層上。絕緣層形成在具有柵電極的絕緣襯底的整個表面上，且其具有通過暴露像素電極的一部分界定發光區域的開口。有機層形成在絕緣層的開口上，且上電極形成在絕緣襯底的整個表面上。
應當理解，上述一般說明和以下的詳細說明都是示范性和解釋性的，意在提供權利要求所述的本發明的進一步解釋。
本說明所包含的附圖提供了對本發明進一步的理解，其被引入并構成本說明的一部分，闡明了本發明的實施例并與說明一起解釋了本發明的原理。
圖1A、圖1B和圖1C為示出具有常規LDD結構的TFT的制造工藝的截面圖。
圖2A、圖2B、圖2C和圖2D為示出根據本發明的第一示范性實施例的有機電致發光顯示器的制造工藝的截面圖。
圖3A、圖3B和圖3C為示出根據本發明的第二示范性實施例的有機電致發光顯示器的制造工藝的截面圖。
具體實施例方式
下文中將參照附圖描述本發明的示范性實施例。
圖2A、圖2B、圖2C和圖2D為示出根據本發明的第一示范性實施例的有機電致發光顯示器的制造工藝的截面圖。
參考圖2A，可以通過PECVD、LPCVD、濺射或其他類似方法在絕緣襯底20上淀積緩沖層21(或擴散阻擋層)。緩沖層21可以防止絕緣襯底的雜質，諸如金屬離子擴散并滲透到多晶硅有源層。
盡管可以將玻璃或塑料用作絕緣襯底20，但是玻璃是優選的材料。
在形成緩沖層21后，可以通過淀積并構圖諸如ITO、IZO或其他類似材料的透明導電材料在緩沖層21上形成像素電極31和LDD區域形成圖案22。
像素電極31和LDD區域形成圖案22的邊緣部分可以具有大約10°到大約45°的傾斜角。
接下來，可以通過PECVD、LPCVD、濺射或其他類似方法在絕緣襯底的整個表面上淀積非晶硅層。非晶硅層可以沿著LDD區域形成圖案22的形狀不平坦地形成，因為在LDD區域形成圖案22的邊緣部分上的非晶硅層可以沿著角度部分的傾斜角形成。
在形成非晶硅層后可以在真空爐中執行脫氫處理。在利用LPCVD或濺射法淀積非晶硅層時不能執行脫氫工藝。
多晶硅層可以通過利用非晶硅晶化工藝晶化非晶硅層形成，在該工藝中將高能量輻照到非晶硅層上。可以將使用激光的晶化工藝，諸如準分子激光退火(ELA)、連續橫向固化(SLS)或其他類似工藝用作晶化工藝。
晶化之后，LDD區域形成圖案22的邊緣部分上的一部分多晶硅層可以具有比LDD區域形成圖案22的其他部分上的一部分多晶硅層更低的結晶度。
這是因為在LDD區域形成圖案22的邊緣部分上的這部分非晶硅層可以比LDD區域形成圖案22的其他部分上的那部分非晶硅層薄。
在形成多晶硅層之后，可以在多晶硅層上形成光致抗蝕劑。利用光致抗蝕劑作為掩模構圖多晶硅層形成有源層23。
有源層23可能因下面的LDD區域形成圖案22而不平坦。在LDD區域形成圖案22的角度部分上的一部分有源層23可以根據LDD區域形成圖案22的角度部分的傾斜角形成10°到45°的傾斜形狀。
參考圖2B，在形成有源層23之后，可以通過在有源層23上淀積柵極絕緣層24，在柵極絕緣層24上淀積柵極金屬，接著構圖柵極金屬形成柵電極25。
接著，可以通過使用柵電極25作為掩模以高濃度向有源層23中摻入雜質離子形成源極和漏極區域23S和23D。源極和漏極區域23S和23D之間的區域起到TFT的溝道區域23C的作用。
與LDD區域形成圖案22的其他部分上的源極和漏極區域23 S和23D的其他部分23S-H和23D-H比較，LDD區域形成圖案22的邊緣部分上的源極和漏極區域23S和23D的傾斜部分可以充當具有輕摻雜濃度的區域，即，LDD區域23S-L和23D-L。LDD區域形成圖案22的其他部分上的源極和漏極區域23 S和23D的諸部分可以充當高摻雜區域23S-H和23D-H。
這是因為，在LDD區域形成圖案22的邊緣部分上的有源層23的傾斜部分可能具有比形成在LDD區域形成圖案22的其他部分上的有源層23的非傾斜部分更低的結晶度，造成了更低的雜質摻雜度。
參考圖2C，在形成具有LDD區域23S-L和23D-L的源極和漏極區域23S和23D之后，可以在具有柵電極25的絕緣襯底的整個表面上形成層間絕緣層26。
然后可以執行激活工藝，其中有源層23中摻入的雜質通過爐中退火進一步被激活。
在執行退火工藝之后，可以通過構圖層間絕緣層26形成暴露源極和漏極區域23S和23D的一部分的接觸孔26a，同時形成暴露像素電極31的開口26b。
接著，可以通過在絕緣襯底20的整個表面上淀積并構圖導電層形成源電極和漏電極27S和27D，它們通過接觸孔26a連接到源極和漏極區域23S和23D，這樣形成了TFT。
此外，源電極或漏電極27S、27D之一可以通過開口26b連接到像素電極31。圖2C的示范性實施例示出了連接到像素電極3 1的漏電極27D。
參考圖2D，在形成源電極和漏電極27S和27D之后，可以在絕緣襯底的整個表面上形成鈍化層28。鈍化層28可以通過CVD或其他類似方法形成，并且其可以由SiO2或SiNx形成。
接著，可以執行退火工藝，以通過修復制造過程中造成的損傷增強TFT的特性。
退火之后，可以形成平面化層29以除去下部結構的臺階。平面化層29可以由丙烯、聚酰亞胺(PI)、聚酰胺(PA)、苯并環丁烯(benzocyclobutene，BCB)或其他類似材料形成。
接著，可以形成暴露像素電極31的一部分的開口29，以界定有機發光裝置OLED的發光區域。
然后可以在包括像素電極31的絕緣襯底20的整個表面上形成有機層32。根據其功能，有機層32可以包括數層。通常，除了發光層之外，有機層32可以包括一多層結構，該多層結構包括空穴注入層(HIL)、空穴輸運層(HTL)、空穴阻擋層(HBL)、電子輸運層(ETL)和電子注入層(EIL)中的至少一層。
當電子和空穴復合時，發光層發出具有特定波長的光，電子和空穴是通過有機電致發光裝置OLED的陰極和陽極注入的。可以在電極和發光層之間有選擇地插入具有電荷輸運功能的HIL、HTL、HBL、ETL、EIL等至少一層以獲得高效率的發光。
當有機電致發光裝置的像素電極31充當陽極電極時，接下來形成的上電極可以充當陰極電極。在這種情況下，HIL和HTL可以位于像素電極31和發光層之間，HBL、ETL和EIL可以位于發光層和隨后形成的上電極之間。
此外，當像素電極31充當陰極電極時，隨后形成的可以充當陽極電極，獲得與上述布置相反的有機層布置。
這種包括發光層的有機層32可以通過濕式涂敷法形成，在濕式涂敷法中涂敷是在溶液狀態中完成的，如旋涂、深涂敷、噴涂、絲網印刷、墨噴式印刷或其他類似方法，或者通過干式涂敷法，諸如濺射、真空淀積或其他類似方法形成。
在形成有機層32之后，接著可以在有機層32上形成上電極33，這樣就形成了包括像素電極31、有機層32和上電極33的有機發光裝置OLED。
雖然未在圖中示出，上襯底可以封裝該有機發光裝置OLED。
圖3A、圖3B和圖3C是示出根據本發明第二示范性實施例的有機電致發光顯示器的制造工藝的截面圖。
參考圖3A，可以在具有緩沖層41的絕緣襯底40上淀積并構圖諸如ITO、IZO或其他類似材料的透明導電材料，以形成源電極和漏電極42S和42D以及像素電極51。
源電極和漏電極42S和42D以及像素電極51的邊緣部分可以具有大約10°到大約45°的傾斜角。
與第一實施例類似，接著可以通過淀積非晶硅層、使用激光通過晶化工藝形成并構圖多晶硅層形成TFT的有源層43。
晶化工藝之后，在源電極和漏電極42S和42D的傾斜邊緣部分上的一部分多晶硅層可能具有比不在源電極和漏電極42S和42D的傾斜邊緣部分上的一部分多晶硅層更低的結晶度。
有源層43可能因下面的源電極和漏電極42S和42D而不平坦地形成。
參考圖3B，在形成有源層43之后，可以通過在有源層43上淀積柵極絕緣層44，在柵極絕緣層44上淀積柵極金屬，接著構圖柵極金屬形成柵電極45。
接著，可以通過使用柵電極45作為掩模以高濃度向有源層43中摻入雜質離子形成源極和漏極區域43S和43D。源極和漏極區域43S和43D之間的區域起到TFT的溝道區域43C的作用。
與源電極和漏電極42S和42D的其他部分上的源極和漏極區域43S和43D的部分43S-H和43D-H相比較，源電極和漏電極42S和42D的邊緣部分上的源極和漏極區域43S和43D的傾斜部分成為具有低摻雜濃度的區域，即LDD區域43S-L和43D-L。源電極和漏電極42S和42D上的源極和漏極區域43S和43D的部分43S-H和43D-H可以充當高摻雜區域43S-H和43D-H。
參考圖3C，在形成具有LDD區域43S-L和43D-L的源極和漏極區域43S和43D之后，可以在具有柵電極45的絕緣襯底40的整個表面上形成鈍化層46，其可以由SiO2或SiNx形成。
接著可以在爐中執行退火工藝以進一步激活摻入有源層43的雜質，并通過修復在TFT制造過程中造成的損傷區域提高TFT的特性。
可以在執行退火工藝之后在絕緣襯底40的整個表面上形成平面化層47。類似第一示范性實施例，該平面化層47可以由丙烯、聚酰亞胺(PI)、聚酰胺(PA)、苯并環丁烯(BCB)或其他類似材料形成。
接著，可以形成開口47a，以暴露像素電極51的一部分，并界定有機發光裝置OLED的發光區域。
在形成開口47a之后，可以類似于第一示范性實施例在像素電極51上形成有機層52。
接著，可以在有機層52上形成上電極53，這樣就形成了包括像素電極51、有機層52和上電極53的有機發光裝置OLED。
雖然未示出，上襯底可以封裝該有機發光裝置OLED。
對于上述TFT而言，LDD區域可以使用一次摻雜工藝，無需獨立的額外掩模形成。
如上所述，根據本發明的示范性實施例，無需增加獨立的掩模即可以實現具有LDD結構的TFT以及使用該TFT的有機電致發光顯示器。
盡管上述示范性實施例展示了一種有機電致發光顯示器，但本發明并不受其限制，且本發明的TFT可以用在任何使用TFT的裝置中。
本領域的技術人員應該很容易明白，可以在不背離本發明的精神或范圍的情況下能夠對本發明做出多種修改和變化。因此，只要在所附權利要求及其等價表述的范圍之內，本發明意圖覆蓋本發明的修改和變化。
本申請要求于2004年4月28日提交的韓國專利申請No.10-2004-0029508的優先權和權益，在此將其引入以做參考，如同在此充分闡述一般。
權利要求
1.一種薄膜晶體管，其包括輕摻雜漏極區域形成圖案；以及以及形成在輕摻雜漏極區域形成圖案上的不平坦結構中的有源層，具有包括LDD區域的源極區域和漏極區域。
2.如權利要求1所述的薄膜晶體管，其中所述輕摻雜漏極區域形成圖案由透明導電材料形成。
3.如權利要求1所述的薄膜晶體管，其中所述輕摻雜漏極區域形成圖案具有傾斜角為大約10°到大約45°的邊緣部分。
4.如權利要求1所述的薄膜晶體管，其中所述輕摻雜漏極區域在所述輕摻雜漏極區域形成圖案的邊緣部分上形成在所述有源層的傾斜區域中。
5.如權利要求1所述的薄膜晶體管，其中所述輕摻雜漏極區域具有比所述源極區域和所述漏極區域的其余部分更低的結晶度。
6.如權利要求1所述的薄膜晶體管，其進一步包括絕緣襯底；以及形成在所述絕緣襯底上的緩沖層，其中所述輕摻雜漏極區域形成圖案形成在所述緩沖層上。
7.如權利要求6所述的薄膜晶體管，其中所述絕緣襯底為玻璃襯底和塑料襯底之一。
8.一種顯示器，其包括輕摻雜漏極區域形成圖案和形成在絕緣襯底上的同一層上的像素電極；形成在所述輕摻雜漏極區域形成圖案上的不平坦結構中的有源層，具有包括LDD區域的源極區域和漏極區域；形成在柵極絕緣層上的柵電極；以及分別連接到所述源極區域和所述漏極區域的源電極和漏電極，其中源電極或者漏電極連接到像素電極。
9.如權利要求8所述的顯示器，其中所述輕摻雜漏極區域形成圖案由透明導電材料形成。
10.如權利要求8所述的顯示器，其中所述輕摻雜漏極區域形成圖案具有傾斜角為大約10°到大約45°的邊緣部分。
11.如權利要求8所述的顯示器，其中所述輕摻雜漏極區域在所述輕摻雜漏極區域形成圖案的邊緣部分上形成在所述有源層的傾斜區域中。
12.如權利要求8所述的顯示器，其中所述輕摻雜漏極區域具有比所述源極區域和所述漏極區域的其余部分更低的結晶度。
13.如權利要求8所述的顯示器，其進一步包括形成在所述絕緣襯底上的緩沖層。
14.如權利要求8所述的顯示器，其進一步包括形成在具有所述源電極和所述漏電極的絕緣襯底的整個表面上的絕緣層，其中所述絕緣層具有通過暴露所述像素電極的一部分而界定發光區域的開口。
15.如權利要求14所述的顯示器，其中所述絕緣層包括由無機材料形成的鈍化層；以及由有機材料形成的平面化層。
16.如權利要求15所述的顯示器，其中所述鈍化層為二氧化硅(SiO2)層或氮化硅(SiNx)層。
17.如權利要求15所述的顯示器，其中所述平面化層由丙烯、聚酰亞胺(PI)、聚酰胺(PA)和苯并環丁烯(BCB)之一形成。
18.一種薄膜晶體管，其包括形成在絕緣襯底上的源電極和漏電極；以及形成在所述源電極和所述漏電極上的不平坦結構中的有源層，其具有包括LDD區域的源極區域和漏極區域。
19.如權利要求18所述的薄膜晶體管，其中所述源電極和所述漏電極由透明導電材料形成。
20.如權利要求18所述的薄膜晶體管，其中所述源電極和所述漏電極具有傾斜角為大約10°到大約45°的邊緣部分。
21.如權利要求18所述的薄膜晶體管，其中所述輕摻雜漏極區域在所述源電極和所述漏電極的邊緣部分上形成在所述有源層的傾斜區域中。
22.如權利要求18所述的薄膜晶體管，其中所述輕摻雜漏極區域具有比所述源極區域和所述漏極區域的其余部分更低的結晶度。
23.如權利要求18所述的薄膜晶體管，其進一步包括形成在所述絕緣襯底上的緩沖層。
24.如權利要求18所述的薄膜晶體管，其中所述絕緣襯底為玻璃襯底和塑料襯底之一。
25.一種顯示器，其包括形成在絕緣襯底上的同一層上的源電極、漏電極和像素電極；形成在所述源電極和所述漏電極上的不平坦結構中的有源層，其具有包括輕摻雜漏極區域的源極區域和漏極區域；形成在具有所述有源層的絕緣襯底的整個表面上的柵極絕緣層；形成在所述柵極絕緣層上的柵電極；形成在具有所述柵電極的絕緣襯底的整個表面上的絕緣層，其具有通過暴露所述像素電極的一部分界定發光區域的開口；形成在所述絕緣層的開口上的有機層；以及形成在所述絕緣襯底的整個表面上的上電極。
26.如權利要求25所述的顯示器，其中或者所述源電極或者所述漏電極與所述像素電極一體地形成。
27.如權利要求25所述的顯示器，其中所述源電極和所述漏電極由透明導電材料形成。
28.如權利要求25所述的顯示器，其中所述源電極和所述漏電極具有傾斜角為大約10°到大約45°的邊緣部分。
29.如權利要求25所述的顯示器，其中所述輕摻雜漏極區域在所述源電極和所述漏電極的邊緣部分上形成在所述有源層的傾斜區域中。
30.如權利要求25所述的顯示器，其中所述輕摻雜漏極區域具有比所述源極區域和所述漏極區域的其余部分更低的結晶度。
31.如權利要求25所述的顯示器，其進一步包括形成在所述絕緣襯底上的緩沖層。
32.如權利要求25所述的顯示器，其中所述絕緣層包括由無機材料形成的鈍化層；以及由有機材料形成的平面化層。
33.如權利要求32所述的顯示器，其中所述鈍化層為二氧化硅(SiO2)層或氮化硅(SiNx)層。
34.如權利要求32所述的顯示器，其中所述平面化層由丙烯、聚酰亞胺(PI)、聚酰胺(PA)和苯并環丁烯(BCB)之一形成。
35.如權利要求25所述的顯示器，其中所述顯示器為有機電致發光顯示器。
36.如權利要求8所述的顯示器，其中所述顯示器為有機電致發光顯示器。
全文摘要
本發明公開了一種具有輕摻雜漏極(LDD)結構的薄膜晶體管(TFT)，其包括輕摻雜漏極(LDD)區域形成圖案、形成在LDD區域形成圖案上的不平坦結構中且具有包括LDD區域的源極區域和漏極區域的有源層。柵電極可以形成在柵極絕緣層上，且源電極和漏電極連接到源極和漏極區域。
文檔編號H01L27/32GK1691356SQ20051006595
公開日2005年11月2日 申請日期2005年4月15日 優先權日2004年4月28日
發明者吳相憲 申請人:三星Sdi株式會社