薄膜晶体管、其制造方法和包括其的显示装置的制造方法_4

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B与漏极电极232B之间的栅极电极220B施加栅极电压以开启薄膜晶体管200B时,因为通过具有比有源层250B相对高的载流子浓度的导电层240A使电流密集地流动,所以可减小有源层上的沟道区域的实质长度。
[0071]图3A是根据本发明示例性实施方式的显示装置的概念图。图3B是图3A中所述的子像素区域的放大概念图。
[0072]显示装置300是应用有根据本发明各种示例性实施方式的薄膜晶体管的显示装置。显示装置300是用于显示图像的装置,显示装置的例子包括各种显示装置,如有机发光二极管(0LED)装置、液晶显示(LCD)装置和电泳显示(EPD)装置。在图3A中,在应用有根据本发明各种示例性实施方式的薄膜晶体管的各种显示装置300之中,将作为一个例子描述有机发光二极管装置。
[0073]显示装置300包括基板310、至少一个薄膜晶体管以及有机发光二极管(0LED),有机发光二极管包括阳极、有机发光层和阴极。在显示装置300的基板310的多个子像素区域SP中包括用于使有机发光层发光的至少一个薄膜晶体管。例如,如图3B中所示,可在子像素区域SP中包括开关晶体管TR1和驱动晶体管TR2这两个薄膜晶体管,但晶体管的数量不限于此。可在子像素区域中进一步包括用于各种目的的各种薄膜晶体管。
[0074]参照图3A和图3B,开关晶体管TR1包括与从栅极驱动模块320延伸的栅极配线S连接的栅极电极、与从数据驱动模块330延伸的数据配线D连接的第一电极、以及与驱动晶体管TR2的栅极电极连接的第二电极。开关晶体管TR1的第一电极和第二电极分别是源极电极和漏极电极,可根据开关晶体管TR1的种类将第一电极和第二电极确定为源极电极和漏极电极之一。驱动晶体管TR2包括与开关晶体管TR1的第二电极连接的栅极电极、与从电源模块340延伸的第一电源配线Vdd连接的第一电极、以及与有机发光二极管(0LED)连接的第二电极。驱动晶体管TR2的第一电极和第二电极分别是源极电极和漏极电极,可根据驱动晶体管TR2的种类将第一电极和第二电极确定为源极电极和漏极电极之一。
[0075]这样,当使用开关晶体管TR1和驱动晶体管TR2这两个薄膜晶体管时,在驱动晶体管TR2的栅极电极与驱动晶体管TR2的第二电极之间形成第一电容器Cst,且随着第一电容器Cst的值增加,数据电压的电压传输率增加。对于这一点,使用两个薄膜晶体管是有效的。
[0076]因而,当将根据本发明各种示例性实施方式的薄膜晶体管应用于显示装置300的驱动晶体管TR2时,就是说,当向驱动晶体管TR2应用与有源层接触、与至少一部分栅极电极重叠且与栅极电极绝缘的导电层时,因为导电层与至少一部分栅极电极重叠,所以在栅极电极与导电层之间形成第二电容器Cp。此外,当与导电层接触的有源层的区域与驱动晶体管TR2的第二电极接触时,第二电容器Cp具有不同于第一电容器Cst的值。然而,因为第二电容器Cp与第一电容器Cst并联,所以驱动晶体管TR2的栅极电极和驱动晶体管TR2的第二电极的总电容值增加。因此,当将根据本发明各种示例性实施方式的薄膜晶体管应用于显示装置300的驱动晶体管TR2时,因为驱动晶体管TR2的栅极电极与驱动晶体管TR2的第二电极之间的电容值增加,所以对于数据电压的电压传输率是有利的。
[0077]当显示装置300是透明有机发光二极管显示装置时,有机发光二极管显示装置的多个子像素区域SP各包括发光区域和光传输区域,薄膜晶体管和有机发光二极管可布置在有机发光区域中。
[0078]当在显示装置300中使用根据本发明各种示例性实施方式的薄膜晶体管时,可根据显示装置300的种类而部分改变薄膜晶体管的设计。例如,当显示装置300为柔性显示装置时,因为显示装置300需要反复弯曲或折叠,所以组成薄膜晶体管的各元件需要易于弯曲或折叠。此外,当显示装置300为透明显示装置时,即使从一侧观看显示装置300,也需要在一定程度上看到显示装置的另一侧。因此,可大大减小组成薄膜晶体管的各种元件的尺寸,或组成薄膜晶体管的各种元件可由透明材料形成。
[0079]显示装置可以是液晶显示装置,液晶显示装置包括下基板、上基板、像素电极、公共电极、滤色器和夹在上基板与下基板之间的液晶层。液晶显示装置包括多个像素区域且包括用于单独驱动多个像素区域的多个薄膜晶体管。
[0080]当将参照图1A-2B描述的根据本发明各种示例性实施方式的薄膜晶体管应用于液晶显示装置时,导电层可形成在薄膜晶体管的漏极电极下方。在图1A-2B中,尽管示出了导电层形成在薄膜晶体管的源极电极下方,但当将根据本发明各种示例性实施方式的薄膜晶体管应用于液晶显示装置时,导电层可形成在薄膜晶体管的漏极电极下方,从而使形成在导电层与栅极电极之间的电容器用作存储电容器。
[0081]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。图5A-5E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工艺剖面图。
[0082]首先,在基板上形成导电层(S40)。将参照图5A详细描述形成导电层的工艺。
[0083]参照图5A,在基板510上形成导电层540。形成导电层540可包括在基板510的整个表面上形成用于导电层的金属材料以及通过光刻工艺将用于导电层的金属材料选择性地构图。
[0084]参照图5B,在一些不例性实施方式中,可由与导电层540相同的材料、与导电层540同时形成光扩散图案545。形成光扩散图案545可包括在基板510的整个表面上形成用于导电层的金属材料并通过光刻工艺将用于导电层的金属材料选择性地构图而与导电层540同时形成光扩散图案545。
[0085]随后,在导电层的至少一部分上形成与导电层接触的有源层(S41),在有源层上形成栅极绝缘膜(S42),并在栅极绝缘膜上形成栅极电极(S43)。参照图5C,在导电层540的至少部分区域上形成与导电层540接触的有源层550。形成有源层550可包括在包括导电层540的基板510的整个表面上形成半导体,即用于有源层的材料,并通过光刻工艺将用于有源层的材料选择性构图来形成有源层550。尽管图5C中示出了有源层550形成在导电层540的整个区域上,但本发明并不限于此。有源层550可形成在导电层540的部分区域上。
[0086]在形成有源层550之后,在有源层550的部分区域上形成栅极绝缘膜561和栅极电极520。形成栅极绝缘膜561和栅极电极520可包括在基板510的整个表面上形成用于栅极绝缘膜的材料和用于栅极电极的材料以及通过光刻工艺将用于栅极绝缘膜的材料和用于栅极电极的材料选择性地构图。
[0087]之后,向有源层550的部分区域赋予导电性。向有源层550的部分区域赋予导电性可包括使用栅极电极520作为掩模向有源层550的部分区域赋予导电性。向有源层550的部分区域赋予导电性是为了减小有源层550中的与源极电极531和漏极电极532接触的区域的电阻。虽然通过使用栅极电极520作为掩模而未向与栅极电极520重叠的有源层550的第一区域551赋予导电性,但可仅向与源极电极和漏极电极重叠的有源层550的第二区域552赋予导电性。
[0088]随后,在栅极电极上形成层间绝缘膜(S44),并形成与有源层电连接的源极电极和漏极电极(S45)。参照图5E,形成层间绝缘膜562可包括在其上形成有栅极电极520的基板510的整个表面上形成用于层间绝缘膜的材料并通过光刻工艺将用于层间绝缘膜的材料选择性地构图来形成用于暴露有源层550的第二区域552的接触孔。可在形成包括接触孔的层间绝缘膜562之后形成与有源层550电连接的源极电极531和漏极电极532。
[0089]下文将描述本发明的薄膜晶体管的各种特性。
[0090]根据本发明的另一特性,有源层由氧化物半导体材料形成,且一个或多个导电层由导电金属材料形成。
[0091 ] 根据本发明的再一特性,栅极电极以及一个或多个导电层至少通过绝缘层物理地分离,由此在栅极电极与一个或多个导电层之间产生电容。
[0092]根据本发明的再一特性,导电层之一的至少一部分夹在有源层的第一区域的第二部分与栅极电极之间。
[0093]根据本发明的再一特性,导电层之一的至少一部分夹在有源层的第一区域的第二部分与基板之间。
[0094]根据本发明的再一特性,有源层的第一区域的第二部分夹在导电层之一与栅极电极之间。
[0095]根据本发明的再一特性,源极电极和漏极电极中的至少一个与导电层直接物理接触。
[0096]根据本发明的再一特性,源极电极和漏极电极中的至少一个与有源层的第二区域直接物理接触,所述第二区域在横向上紧邻所述第一区域。
[0097]根据本发明的再一特性,有源层的第二区域具有比有源层的第一区域高的导电性。
[0098]根据本发明的再一特性,源极电极和漏极电极中的一个与导电层直接物理接触,另一个与有源层的第二区域直接物理接触。
[0099]根据本发明的再一特性,导电层之一与有源层的第二区域直接物理接触。
[0100]根据本发明的再一特性,源极电极和漏极
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