薄膜晶体管、其制造方法和包括其的显示装置的制造方法
【技术领域】
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请主张2013年3月29日在韩国专利局递交的韩国专利申请N0.10-2013-0034429的优先权，在此整体援引其公开内容加入本文。
[0003]发明背景
[0004]发明领域
[0005]本发明涉及一种薄膜晶体管、制造该薄膜晶体管的方法和包括该薄膜晶体管的显示装置，尤其涉及一种能够提高驱动特性的薄膜晶体管、制造该薄膜晶体管的方法和包括该薄膜晶体管的显示装置。
【背景技术】
[0006]近年来，随着对信息显示器关注的增长以及对便携式电子装置的需求增加，已广泛研制了轻便的薄膜型平板显示(FPD)装置且已将其商业化。特别是，在这些平板显示装置之中，广泛研制了液晶显示(LCD)装置和有机发光二极管(0LED)装置，且薄膜晶体管(TFT)被用作LCD装置和0LED装置中的开关元件和/或驱动元件。
[0007]薄膜晶体管的沟道区域是指当在源极电极与漏极电极之间施加栅极电压时产生的载流子通路。一般来说，随着沟道长度增加，薄膜晶体管(TFT)的电流驱动能力劣化。为补偿TFT的劣化，能够增加驱动电压。然而，更高驱动电压导致TFT的功率效率和寿命的降低。
【发明内容】
[0008]提供一种改善的薄膜晶体管。在一实施方式中，根据本发明示例性实施方式的薄膜晶体管可包括基板和形成在基板上的有源层。有源层可由半导体制成。可在有源层上方或在有源层下方形成栅极电极。导电层可与有源层接触，可与栅极电极的至少一部分重叠且可与栅极电极绝缘。源极电极和漏极电极可与有源层电连接。导电层能够减小薄膜晶体管的沟道长度。因此，能够增加薄膜晶体管的驱动电流，且能够降低薄膜晶体管的驱动电压。导电层能够增加源极电极与栅极电极之间或漏极电极与栅极电极之间的电容。因此，可提尚薄I旲晶体管的驱动特性。
[0009]在一个方面中，本发明涉及一种显示装置。在一实施方式中，根据本发明示例性实施方式的显示装置可包括开关晶体管、驱动晶体管和有机发光二极管。开关晶体管可包括与栅极配线连接的栅极电极、与数据配线连接的第一电极、以及第二电极。驱动晶体管可包括与开关晶体管的第二电极连接的栅极电极、与电源配线连接的第一电极、以及第二电极。有机发光二极管可具有与驱动晶体管连接的阳极、有机发光层和阴极。可在驱动晶体管的栅极电极与驱动晶体管的第二电极之间形成第一电容器和第二电容器。第一电容器和第二电容器可并联连接。因为第一电容器和第二电容器并联连接，所以增加了驱动晶体管的栅极电极与驱动晶体管的第二电极之间的总电容值。因此，能够提高显示装置中的数据电压的电压传输率。
[0010]在另一个方面中，本发明涉及一种制造TFT的方法。在一实施方式中，根据本发明示例性实施方式的制造薄膜晶体管的方法可包括:在基板上形成导电层；在导电层的至少部分区域上形成与所述导电层接触的有源层；在有源层上形成绝缘层；在绝缘层上形成栅极电极；以及形成分别与有源层电连接的源极电极和漏极电极。
【附图说明】
[0011]将结合附图从随后的详细描述中更清楚地理解本发明上述和其他的方面、特征和其他优点，其中:
[0012]图1A-1G是根据本发明各种示例性实施方式的薄膜晶体管的剖面图；
[0013]图2A和2B是根据本发明各种示例性实施方式的薄膜晶体管的剖面图；
[0014]图3A是根据本发明示例性实施方式的显示装置的示意图；
[0015]图3B是图解图3A中所述的子像素区域的示意图；
[0016]图4是描述根据本发明示例性实施方式的制造薄膜晶体管的方法的流程图；
[0017]图5A-5E图解了在根据本发明中所述的制造薄膜晶体管的示例性方法的制造过程中的TFT的剖面图。
【具体实施方式】
[0018]下面将参照附图详细描述本发明的示例性实施方式。尽管结合示例性实施方式示出并描述了本发明，但对于本领域技术人员来说是显而易见的，可在不脱离本发明的范围的情况下进行各种修改。
[0019]元件或层设置在或形成在另一元件或层“上”包括一元件形成为与另一元件直接物理接触的所有情形、以及一元件与另一元件通过形成在它们之间的一个或多个附加元件或层进行间接物理连接的情形。
[0020]术语“电连接”是指两个不同的元件或层直接物理接触或者经由一个或多个中间元件或层间接连接，以使电流能够在该两个不同的元件或层之间流动。
[0021]在本说明书中，相同的标记在整个附图的描述中表示相同的元件。
[0022]附图中所示的各个元件的尺寸和厚度仅是为了便于描述而示出，其并不意在限制本发明的范围。
[0023]本发明的发明人发现，因为在具有反向交叠结构(inverted-staggeredstructure)的薄膜晶体管中，要在防止源极电极与漏极电极之间发生短路的同时考虑栅极电极、源极电极和漏极电极之间的排列，所以在具有反向交叠结构的薄膜晶体管中很难实现短沟道设计。此外，本发明的发明人发现，因为在具有共面结构的薄膜晶体管中，沟道长度取决于栅极电极的宽度，所以就薄膜晶体管的设计裕度而言很难使沟道长度最小。因此，本发明的发明人提出了一种新型薄膜晶体管结构及其制造方法，其可在保持现有电极的宽度和排列的同时减小薄膜晶体管的沟道长度。
[0024]现在将参照附图详细描述本发明的示例性实施方式。
[0025]图1A是根据本发明一实施方式的示例性薄膜晶体管的剖面图。参照图1A，薄膜晶体管100A包括基板110A、导电层140A、有源层150A、栅极绝缘膜161A、栅极电极120A、层间绝缘膜162A、源极电极131A和漏极电极132A。在图1A中，在各种薄膜晶体管之中，将描述具有共面结构的薄膜晶体管。
[0026]基板110A是用于支撑能够形成于基板110A上的各种元件的部件。基板110A可由诸如玻璃或塑料之类的绝缘材料形成，但并不限于此。基板可由各种材料形成。
[0027]基板110A可根据薄膜晶体管100A应用的不同领域而由不同材料形成。例如，当薄膜晶体管100A用在柔性显示装置中时，基板110A可由柔性绝缘材料形成。在此，可用的柔性绝缘材料的例子包括聚酰亚胺(PI)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)以及硅酮丙烯酸树脂(silicone-acylic resin)。此外，当薄膜晶体管100A用在透明显示装置中时，基板110A可由透明绝缘材料形成。
[0028]导电层140A形成在基板110A上。形成导电层140A是为了减小薄膜晶体管100A的沟道区域，并且导电层140A可由导电金属材料形成。导电层140A可由与下述的栅极电极120A相同的材料形成，或者可由与源极电极131A和漏极电极132A相同的材料形成。导电层140A与下述的有源层150A接触，导电层140A与栅极电极120A的至少一部分重叠并与栅极电极120A绝缘。因此，导电层140A能够减小薄膜晶体管100A的沟道长度。例如，通过形成导电层140A可将大约9 μπι的电流沟道长度减小至4.5 μπι。
[0029]有源层150Α形成在基板110Α上。有源层150Α也被称为活性层，其可以是包括氧化物半导体的层。可使用各种金属氧化物作为有源层150Α的氧化物半导体。例如，氧化物半导体的组成材料的例子包括:诸如氧化铟锡镓锌(In_Sn_Ga_Zn_0)基材料的四元金属氧化物；诸如氧化铟镓锌(In-Ga-Zn-Ο)基材料、氧化铟锡锌(In-Sn-Zn-0)基材料、氧化铟铝锌(In-Al-Zn-Ο)基材料、氧化铟铪锌(In-Hf-Zn-0)基材料、氧化锡镓锌(Sn-Ga-Zn-0)基材料、氧化铝镓锌(Al-Ga-Ζη-Ο)基材料和氧化锡铝锌(Sn-Al-Zn-0)基材料之类的三元金属氧化物；诸如氧化铟锌(Ιη-Ζη-0)基材料、氧化锡锌(Sn-Zn-Ο)基材料、氧化招锌(Al-Ζη-Ο)基材料、氧化锌镁(Ζη-Mg-O)基材料、氧化锡镁(Sn-Mg-Ο)基材料、氧化铟镁(Ιη-Mg-O)基材料、氧化铟镓(Ιη-Ga-O)基材料之类的二元金属氧化物；氧化铟(Ιη_0)基材料；氧化锡(Sn-Ο)基材料以及氧化锌(Ζη-0)基材料。各氧化物半导体材料中包含的元素的组分比率没有特别限制，可以以各种组分比率进行调整。可通过在基板110A上沉积氧化物半导体材料之后构图该氧化物半导体材料从而仅留下与希望形成的有源层150A的尺寸对应的氧化物半导体，来形成有源层150A。
[0030]有源层150A包括第一区域151和第二区域152A，第一区域151A用作未被赋予导电性(例如没有通过等离子处理增加电荷载流子)的一般氧化物半导体区域，第二区域152A用作被赋予导电性(例如通过等离子处理增加电荷载流子)的氧化物半导体区域。有源层150A的第一区域151A是有源层150A中与栅极电极120A重叠的那部分。有源层150A的第二区域152A是未与