专利名称：薄膜晶体管及制造该薄膜晶体管的方法
技术领域：
实例实施方式涉及薄膜晶体管(TFT)，具体地，涉及当电极通过喷墨印刷形成时电极表面的平坦性被改善的TFT。
背景技术：
薄膜晶体管(T FT)在各种应用中使用，例如作为液晶显示器(LCD)以及使用有机发光二极管(OLED)的显示器的开关器件和驱动器件，以及作为交叉点型存储器件的选择开关。目前，LCD被广泛用作电视(TV)面板，正在进行OLED用于TV的研究。通常，大尺寸TV或数字信息显示器(DID)应当以低成本生产并具有高图像质量(在移动图像表现、高分辨率、亮度、黒白比以及颜色再现性上)。TFT应当适于用作高性能显示器的开关器件和驱动器件，该高性能显示器使用例如玻璃的大尺寸基板形成。TFT通过使用传统的光刻エ艺形成。然而，传统的光刻エ艺是相对复杂的エ艺，其中光致抗蚀剂(PR)被使用和去除，导电或半导电材料被沉积，沉积的材料的一部分被去除。由于高材料消耗，传统的光刻エ艺对环境是不利的。作为光刻的ー种选择，印刷被用于制造TFT，并且印刷的使用逐渐增加。在各种印刷方法中，喷墨印刷被广泛使用。然而，当导电或半导电材料被喷墨印刷时，当包含在墨水中的溶剂蒸发时，与印刷区域的任何其他部分相比，包含在墨水中的溶质的浓度在印刷区域的边缘处更大。这样的效果被称作“咖啡斑点”效应。在存在咖啡斑点效应的情况下，印刷区域的平坦性水平相对低。
发明内容
本发明可提供具有提高的平坦性水平的薄膜晶体管(TFT)，该薄膜晶体管包括在一方向上的连续栅极线。本发明可提供通过喷墨印刷在一方向上形成连续栅极线从而制造具有提高的平坦性水平的TFT的方法。根据实例实施方式，ー种薄膜晶体管包括至少一条栅极线，在第一方向上延伸；栅极绝缘层，形成在栅极线上；以及源极和漏极，形成在栅极绝缘层上。从由源极和漏极构成的组中选出的至少ー个包括延伸部分，该延伸部分在第一方向上平行于栅极线延伸。栅极线可以具有带有弯曲部分的横截面。源极和漏极的每个可以包括延伸部分，源极的延伸部分和漏极的延伸部分设置为对应于栅极线的相对两侧。栅极线的宽度可以为60微米或更小，栅极线的宽度可以为约35至约55微米。栅极线可以包括在第一方向上延伸的至少两条栅极线。从由源极和漏极构成的组中选出的至少ー个可以包括多个延伸部分。至少两条栅极线中的至少ー个的宽度可以为60微米或更小。源极和漏极的每个可以包括多个延伸部分。源极和漏极的每个的延伸部分的一部分可以形成在栅极绝缘层的一部分上，在栅极绝缘层的该部分处延伸部分交叠至少两条栅极线，源极的延伸部分和漏极的延伸部分交替布置。根据ー些实例实施方式，薄膜晶体管阵列可以包括共同享有一条栅极线的多个上文所述的TFT。根据其他实例实施方式，一种制造薄膜晶体管的方法包括通过喷墨印刷在基板上沿第一方向形成至少一条栅极线；在栅极线上形成栅极绝缘层；以及在栅极绝缘层上形成源极和漏扱。从由源极和漏极构成的组中选出的至少ー个包括延伸部分，该延伸部分形成为平行于栅极线延伸。
从以下结合附图的简洁描述，将更清楚地理解实例实施方式。图I至图SB表现了如在此描述的没有限制的实例实施方式。图IA是示出根据实例实施方式的薄膜晶体管(TFTs)的平面图；图IB为沿图IA的线1B-1B’截取的剖视图； 图IC为沿图IA的线1C-1C’截取的剖视图；图2是示出图IA的TFT的阵列结构的平面图；图3A至3D是示出根据至少ー个实例实施方式制造TFT的方法的平面图；图4为图3A-3D的方法的流程图；图5A为示出根据另ー实例实施方式的TFT的平面图；图5B为沿图5A的线VB-VB’截取的剖视图；图5C为沿图5A的线VC-VC’截取的剖视图；图6A为示出根据又ー实例实施方式的TFT的平面图；图6B为沿图6A的线VIB-VIB’截取的剖视图；图7为根据ー些实例实施方式的电子系统的方块图；图8A为示出传统TFT的平面图；以及图8B沿图8A的线VIIIB-VIIIB’的一部分截取的剖视图，示出咖啡斑点效应的结
果O
具体实施例方式现将出口其中示出实例实施方式的附图更完全地描述实例实施方式。然而，实例实施方式可以以不同的形式实现，而不应限于这里阐述的实施方式；而是，提供这些实施方式使得本公开彻底和完整，并向本领域一般技术人员全面地传达实例实施方式的构思。在附图中，为了清楚，夸大了层和区域的厚度。附图中相似的附图标记指代相似的元件，所以将省略对它们的描述。图IA是示出根据实例实施方式的薄膜晶体管(TFTs)的平面图。參照图1A，根据至少ー个实例实施方式的TFT I可以包括栅极11、栅极绝缘层12、源极13、漏极14和沟道
15。栅极11可以沿第一方向在基板上，栅极绝缘层12可以在栅极11上。源极13和漏极14可以在栅极绝缘层12上。源极13和漏极14可以分别包括公共部分13a和14a以及延伸部分13b和14b。源极13的延伸部分13b和漏极14的延伸部分14b可以在栅极11的面对两侧上平行于第一方向。沟道15可以包括半导体材料并可以在源极13和漏极14上。根据ー些实例实施方式，源极13和漏极14的位置可以相对于彼此改变。图IB是沿图IA的线IB-IB’截取的剖视图。參照图1B，栅极11可以在基板10上。栅极绝缘层12可以在栅极11上。栅极13和漏极14可以在栅极绝缘层12的对应于栅极11的相对两侧的部分上。沟道15可以在栅极绝缘层12的在源极13与漏极14之间的部分上。
图IC是沿图IA的线IC-IC’截取的剖视图。图IC为沿栅极11的第一方向截取的TFT I的剖视图。參照图1C，栅极11可以在基板10上。栅极绝缘层12可以在栅极11上。漏极14可以在栅极绝缘层12上，包括半导体材料的沟道15可以在漏极14的延伸部分14b上。当栅极11通过喷墨印刷形成时，线形栅极11的厚度可以在第一方向上是均匀的，源极13的延伸部分13b和漏极14的延伸部分14b可以包括突出端。根据至少ー个实例实施方式，TFT I包括沿第一方向穿过TFT I持续延伸的栅极11。例如，栅极线11可以穿过整个TFT I使得栅极11的端部不在TFT I内。TFT的平面度整体上可以是统一的平面度当TFT通过使用传统的喷墨印刷工艺制造时，连接到栅极汇流线的栅极延伸部分可以突出，在此情形下，栅极的端部可以向上突出。图8A为示出传统TFT的平面图。图8B为沿图8A的线VIIIB-VIIIB’的一部分截取的剖视图，示出咖啡斑点效应的結果。图8B是示出栅极的突出端的视图，该突出端是在形成栅极时由于咖啡斑点效应而形成。參照图8A和8B，TFT 8可以包括栅极延伸部分101、栅极绝缘层102、源极103和漏极104。栅极延伸部分101可以是在基板100上的栅极线的栅极延伸。栅极绝缘层102可以在栅极延伸部分101上。源极可以在栅极绝缘层102的对应于栅极延伸部分101的部分上。在喷墨印刷期间，可以形成连接到栅极汇流线的多个栅极延伸部分101。当形成栅极延伸部分101时，在栅极延伸部分101的端部处的溶剂蒸发速率可以大于栅极延伸部分101的其他部分的溶剂蒸发速率。在喷墨エ艺的墨水里的溶质可以朝向栅极延伸部分101的端部流动。栅极延伸部分101的厚度可以是不均匀的，栅极延伸部分101的端部可以突出。咖啡斑点效应指代这种现象，可能在延伸部分的端部处发生(例如，图8A和SB的区域C)。栅极延伸部分101的端部可以由于咖啡斑点效应而厚于栅极延伸部分101的其他部分并突出。栅极可以突出为相对靠近形成在栅极上方的源极或漏极103。可能发生电流泄漏或者可能増大电流泄漏。在根据至少ー个实例实施方式的TFT I中，栅极汇流线可以通过喷墨印刷形成，栅极汇流线可以用作栅极11。源极13和漏极14的延伸部分13b和14b可以形成在栅极11上。在此结构中，栅极11的厚度可以是恒定的(例如，均匀的)。当传统TFT 8通过喷墨印刷形成时，咖啡斑点效应可以在栅极的上表面和侧表面相遇的地方产生突起。根据实例实施方式，当栅极11通过喷墨印刷形成为线形时，如图IB所示，栅极11的横截面可以在侧表面和顶表面相遇的地方是弯曲的。即使在此情形下，如果栅极11的宽度相对宽，例如超过约60微米，栅极11的相对两侧可以由于咖啡斑点效应而突出。因而，栅极11的宽度可以等于或小于约60微米，例如几纳米至约60微米。例如，栅极11的宽度可以为约35至约55微米。图2是示出图IA的TFT I的阵列结构的平面图。參照图2，TFT I包括在第一方向上延伸的栅极11、形成在栅极11上的栅极绝缘层12、形成在栅极绝缘层12上的多个源极13和漏极14以及包括半导体材料的沟道15。每个源极13可以包括延伸部分13b，每个漏极14可以包括延伸部分14b。在阵列结构中，栅极11可以是线形的并被多个TFT共同享有。源极13和漏极14可以在栅极11上方，栅极11的厚度可以是均匀的厚度。图3A-3D为示出根据至少ー个实例实施方式制造TFT的方法的平面图。图4为图3A-3D的方法的流程图。參考图3A和图4，可以制备基板10(S410)。基板10的材料没有限制，可以是例如使用在用于常规半导体エ艺的基板中的各种材料中的任ー种。例如，基板10的材料可以包括玻璃和/或塑料材料(例如，聚萘ニ甲酸こニ醇酯(PEN)、聚酰亚胺(PI)和/或聚对苯ニ甲酸こニ醇酯(PET))。栅极11可以形成在基板10上(S410)。为了预图案化其中将形成栅极11的区域，例如，光致抗蚀剂(PR)可以涂覆在基板10上，导电墨可以印刷在所得结构上，PR的没有覆盖其中将形成栅极11的区域的部分可以被去除。疏水涂层可以涂覆在基板10上。例如，可以使用自组装单层(SAM)材料(例如，十八烷基三氯硅烷(0TS，octadecyltrichlorosilane)和 / 或 n-octadecyltrichlorosilane)和 / 或具有相对低表 面能的含氟有机材料。保留在基板10上的将要形成栅极11的区域上的PR通过剥离可以被去除。涂覆期间被PR覆盖的区域的表面能可相对高，没有被PR覆盖的区域的表面能可相对低。导电墨可印刷在高表面能区域中以形成栅极11。栅极11的厚度可以为例如约60微米或更小，例如约35至约55微米。栅极11可以包括两条或更多栅极线。在此情形下，导电星可以是例如银纳米星、铜(Cu)星、金(Au)星和/或PED0T_PSS星。导电星可以在印刷之后被热处理。疏水涂层可以通过O2等离子体、Ar等离子体、CF4等离子体和/或紫外线(UV)臭氧清洁而去除。參考图3B和图4，栅极绝缘层12可以形成在栅极11上(S420)。栅极绝缘层12可以是常规使用的绝缘材料，并且可以是无机绝缘材料和/或有机绝缘材料。根据至少一个实例实施方式，栅极绝缘层12可以是包括无机绝缘材料和有机绝缘材料的多层结构。參考图3C和图4，源极13和漏极14可以形成在栅极绝缘层12上(S430)。像栅极11 一祥，源极13和漏极14可以包括导电材料，用于形成栅极11的エ艺也可以用于形成源极13和漏极14。參考图3D和图4，半导体材料可以印刷在源极13和漏极14上以形成沟道15(S440)。半导体材料可以不受限制，例如可以是无机半导体材料和/或有机半导体材料。例如，无机半导体材料可以包括基于Zn氧化物的材料(例如，Zn氧化物、Zn-In氧化物和/或Zn-In-Ga氧化物)。有机半导体材料可以是具有半导体特性的低分子量和/或聚合物有机材料(例如，并五苯、杂并苯(heteroacenes)、低聚噻吩(oligothiophenes)、聚噻吩(polythiophenes)、聚亚苯基亚こ烯基(polyphenylenevinylene)和丨或亚芳基碳ニ亚胺(arylenecarbodiimdes))。例如利用热处理可以对沟道15退火。可以进行钝化以防止退化。根据至少ー个实例实施方式的TFT可以包括多个栅极，栅极的数目可以不受限制。图5A为示出根据另ー实例实施方式的TFT的平面图。图5B为沿图5A的线VB-VB’截取的剖视图。图5C为沿图5A的线VC-VC’截取的剖视图。根据实例实施方式，TFT5可包括栅极31，栅极31包括两条栅极线31a和31b。參照图5A，TFT 5可以包括栅极31、栅极绝缘层32、源极33、漏极34和沟道35。栅极31可以包括在基板上沿第一方向延伸的第一栅极31a和第二栅极31b。栅极绝缘层32可以在栅极31上。源极33和漏极34可以在栅极绝缘层32上。源极33和漏极34可以分别包括公共部分33a和34a以及延伸部分33b和34b。源极33的延伸部分33b和漏极34的延伸部分34b的每个可以交叠栅极31的一部分。源极33的延伸部分33b可以在第一栅极31a与第二栅极31b之间延伸。漏极34的延伸部分34b可以在栅极31的相对两侧上，例如在第一栅极31a和第二栅极31b的不包括源极33的侧面上。根据实例实施方式，源极33和漏极34的位置可以改变。包括半导体材料的沟道35可以在栅极绝缘层32的在栅极31、源极33和漏极34上的部分上。參照图5B，栅极31可以在基板30上，栅极绝缘层32可以在栅极31上。源极33和漏极34可以分别在栅极绝缘层32的对应于栅极31两侧的部分上。包括半导体材料的沟道35可以在栅极绝缘层32的在源极33与漏极34之间的部分上。如果栅极31通过喷 墨印刷形成为线形(与延伸形(extension form)相反)，则栅极31的横截面可以在侧表面和顶表面相遇的地方是弯曲的。如果栅极31的宽度大于约60微米，则栅极31的第一和第ニ栅极31a和31b的顶部会由于咖啡斑点效应而突出。栅极31的宽度可以为约几纳米至约60微米(例如，约35微米至约55微米)。第一栅极31a与第二栅极31b之间的间隔可以被选择性地控制。參照图5C，栅极31可以在基板30上，栅极绝缘层32可以在栅极31上。漏极34可以在栅极绝缘层32上。包括半导体材料的沟道35可以在漏极34上。如果栅极31通过喷墨印刷形成为线形，则线形的栅极31的厚度可以是均匀的、，源极33的延伸部分33b和/或漏极34的延伸部分34b可以包括突出部分。图6A为示出根据又ー实例实施方式的TFT的平面图。图6B为沿图6A的线VIB-VIB’截取的剖视图。根据实例实施方式的TFT 6可以包括栅极41、栅极绝缘层42、源极43和漏极44。在根据至少ー个实例实施方式的TFT 6中，栅极41可以包括五条栅极线41a_41e。由于栅极41包括多条线，所以源极和漏极的每个的延伸部分可以沿第一方向平行于栅极线。每个延伸部分的在栅极绝缘层42上的部分可以交叠栅极41，源极43的延伸部分和漏极44的延伸部分可以交替布置在栅极绝缘层42上。參照图6A和图6B，栅极41可以在基板40上，栅极41包括沿第一方向的第一栅极41a、第二栅极41b、第三栅极41c、第四栅极41d和第五栅极41e。栅极绝缘层42可以在栅极41上。源极43和漏极44可以在栅极绝缘层42上。源极43的延伸部分43b和漏极44的延伸部分44b可以每个交叠栅极41的设置在其下的部分。根据至少ー个实例实施方式，源极43和漏极44的位置可以改变。包括半导体材料的沟道45可以在栅极绝缘层42的设置在栅极41、源极43和漏极44上的部分上。參照图6B，栅极41可以在基板40上，栅极41包括第一栅极41a、第二栅极41b、第三栅极41c、第四栅极41d和第五栅极41e。栅极绝缘层42可以在栅极41上。源极43的延伸部分43b和漏极44的延伸部分44b可以在栅极绝缘层42的对应于栅极41a、41b、41c、41d和41e的侧面的部分上。包括半导体材料的沟道45可以在源极43的延伸部分43b、漏极44的延伸部分44b以及栅极绝缘层42上。如果栅极41通过喷墨印刷形成，则栅极41的横截面在侧表面和顶表面相遇的地方可以是弯曲的，栅极41的宽度可以为约几纳米至约60微米(例如，约35微米至约55微米)。
图7为根据ー些实例实施方式的电子系统的方块图。电子系统7000可以是，例如，移动电话、智能电话、个人数字助理(PDA)、可携式摄像机、汽车导航系统(CNS)和/或便携多媒体播放器(PMP)，但是电子系统7000不限于此。參考图7，电子系统7000可以包括系统总线7300，系统总线7300电连接显示器件7100、电源7200、中央处理器(CPU) 7400、存储器7500和用户界面7600。显示器件7100可以包括根据关于图1A-6B描述的实例实施方式的TFT。CPU 7400可以控制电子系统7000的总体操作。存储器7500可以存储电子系统7000的操作所必要的信息。用户界面7600可以提供电子系统7000与用户之间的界面。电源7200可以供应电源到其他元件(例如，CPU 7400、存储器7500、用户界面7600和显示器件 7100)。 根据至少ー个实例实施方式的TFT包括均匀厚度的线形栅扱，TFT的性能可以改善。多个栅极可以被包括在ー个TFT中，TFT的驱动效率可以改善。虽然已经具体示出并描述了实例实施方式，但是本领域一般技术人员将理解可以在其中进行形式和细节上的改变而没有脱离权利要求的精神和范围。
权利要求
1.ー种薄膜晶体管，包括 至少一条栅极线，在第一方向上延伸； 栅极绝缘层，在所述栅极线上；以及 源极和漏极，在所述栅极绝缘层上， 所述源极和所述漏极的至少ー个包括至少ー个延伸部分，该延伸部分在所述第一方向上平行于所述栅极线延伸。
2.如权利要求I所述的薄膜晶体管，其中所述栅极线的横截面包括弯曲部分。
3.如权利要求I所述的薄膜晶体管，其中 所述源极和所述漏极的每个包括延伸部分，以及 所述源极的延伸部分和所述漏极的延伸部分设置为对应于所述栅极线的相对两侧。
4.如权利要求I所述的薄膜晶体管，其中所述栅极线的宽度小于或等于60微米。
5.如权利要求4所述的薄膜晶体管，其中所述栅极线的宽度为35微米至55微米。
6.如权利要求I所述的薄膜晶体管，其中所述栅极线是在所述第一方向上延伸的至少两条栅极线。
7.如权利要求6所述的薄膜晶体管，其中所述延伸部分是多个延伸部分。
8.如权利要求6所述的薄膜晶体管，其中所述至少两条栅极线中的至少ー个的宽度小于或等于60微米。
9.如权利要求6所述的薄膜晶体管，其中所述源极和所述漏极的每个包括多个延伸部分。
10.如权利要求9所述的薄膜晶体管，其中 所述延伸部分的至少ー个交叠所述至少两条栅极线，以及 所述源极的延伸部分和所述漏极的延伸部分交替布置。
11.如权利要求I所述的薄膜晶体管，其中所述薄膜晶体管不包括所述栅极线的端部。
12.ー种薄膜晶体管阵列，包括 共同享有一条栅极线的多个如权利要求I所述的薄膜晶体管。
13.—种制造薄膜晶体管的方法，该方法包括 通过喷墨印刷在基板上沿第一方向形成至少一条栅极线； 在所述栅极线上形成栅极绝缘层；以及 在所述栅极绝缘层上形成源极和漏极，使得所述源极和所述漏极的至少ー个包括平行于所述栅极线延伸的至少ー个延伸部分。
14.如权利要求13所述的方法，其中形成所述至少一条栅极线包括形成所述栅极线使得所述栅极线的横截面包括弯曲部分。
15.如权利要求14所述的方法，其中形成所述源极和所述漏极包括所述源极和所述漏极的每个形成有至少ー个延伸部分，所述延伸部分对应于所述栅极线的相对两侧。
16.如权利要求13所述的方法，其中形成所述至少一条栅极线包括所述栅极线形成为宽度小于或等于60微米。
17.如权利要求16所述的方法，其中形成所述至少一条栅极线包括形成所述栅极线以使宽度为35微米至55微米。
18.如权利要求13所述的方法，其中形成所述至少一条栅极线包括形成在所述第一方向上延伸的至少两条栅极线。
19.如权利要求18所述的方法，其中形成所述源极和所述漏极包括所述源极和所述漏极的所述至少ー个形成有多个延伸部分。
20.如权利要求18所述的方法，其中形成所述至少两条栅极线包括至少一条所述栅极线形成为宽度小于或等于60微米。
21.如权利要求18所述的方法，其中形成所述源极和所述漏极包括所述源极和所述漏极的每个形成有多个延伸部分。
22.如权利要求21所述的方法，其中所述源极和所述漏极的每个形成有多个延伸部分包括所述延伸部分的每个交叠至少一条所述栅极线，所述源极的延伸部分与所述漏极的延伸部分交替布置。
全文摘要
本发明提供了薄膜晶体管(TFT)及制造该薄膜晶体管的方法。TFT包括厚度均匀的线形栅极。栅极的横截面在侧表面和顶表面相遇的地方是弯曲的。该栅极包括一条或两条或者更多条栅极线。
文档编号H01L21/77GK102655174SQ201210054770
公开日2012年9月5日 申请日期2012年3月5日 优先权日2011年3月3日
发明者李丞镐, 洪英基, 郑在佑, 金重赫 申请人:三星电子株式会社