晶体管及其制备方法、有机电致发光装置及其制备方法

文档序号:9930503阅读:315来源:国知局
晶体管及其制备方法、有机电致发光装置及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及半导体领域,具体涉及一种高性能低温多晶硅金属氧化物晶体管及其 制备方法,本发明还涉及使用所述晶体管的有机电致发光装置及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 有机电致发光是指有机发光材料在电流或电场的激发作用下发光的现象。有机 电致发光装置(Organic Lighting Emitting Display,简称0LED),与传统的液晶显示器 (Liquid Crystal Display,简称LCD)显示方式不同,具有自发光的特性,无需背光灯。0LED 具有厚度薄、视角宽、对比度高、响应速度快、功耗低、柔性化等优点,是目前平板显示技术 中受关注最多的技术之一,且已成为最有希望取代LCD的下一代平板显示技术。
[0003] 有机电致发光装置驱动电路可以使用LTPS-PM0S (低温多晶硅-空穴导电型金属 氧化物晶体管,Low Temperature Ploy-Silicon Positive Metal Oxide Semiconductor) 或者CM0S(互补型金属氧化物晶体管,Complementary Metal Oxide Semiconductor)电路 结构,PM0S电路因制造工艺简单、成本较低等优点,逐步成为主流趋势。
[0004] 现有LTPS-PM0S中,由于多晶硅层晶粒间界存在大量的悬挂键(在晶格表面的最 外层的每个原子有一个未配对的电子,即有一个未饱和的键)与缺陷,形成高密度缺陷态, 流经多晶硅层的载流子首先被这些缺陷捕获,减少了参与导电的自由载流子的数量。同时, 上述缺陷态在捕获载流子之前是电中性的,但是捕获载流子之后就带电了,在其周围形成 一个多子势区,阻挡载流子从一个晶粒向另一个晶粒运动,导致载流子迀移率下降,从而影 响半导体层的载流子迀移率,导致晶体管亚阈值摆幅增大,大幅削弱电压对电流的控制能 力,进而影响LTPS-PM0S的性能,以及使用所述晶体管的有机电致发光装置的性能。

【发明内容】

[0005] 本发明所要解决的技术问题是现有LTPS-PM0S中,多晶硅层表面存在大量缺陷 态,容易捕获经过的电子,从而影响晶体管性能的问题,从而提供一种多晶硅层表面缺陷态 少的晶体管及其制备方法,以及应用所述晶体管的有机电致发光装置及其制备方法。
[0006] 为解决上述技术问题,本发明是通过以下技术方案实现的:
[0007] 本发明所述的一种晶体管,包括基板,沿垂直基板方向,依次在基板上方形成的半 导体层、栅极绝缘层、栅极层、层间绝缘层和源/漏电极层;所述半导体层为多晶硅层;
[0008] 所述层间绝缘层包括非晶娃层。
[0009] 所述非晶硅层的前驱体为H 2。
[0010] 所述非晶硅层的厚度为1000 A~3 500A。
[0011] 所述层间绝缘层还包括氧化硅层和/或氮化硅层。
[0012] 所述氧化硅层和/或所述氮化硅层的厚度为100Q A~4QO〇As
[0013] 所述基板上还直接设置有缓冲层。
[0014] 所述的晶体管的制备方法,包括如下步骤:
[0015] S1、在基板上依次形成半导体层、栅极绝缘层、栅极层、以及包括非晶硅层的层间 绝缘层;
[0016] S2、在栅极绝缘层、层间绝缘层中形成两个贯通的孔道,以暴露半导体层两端的部 分区域;
[0017] S3、在层间绝缘层上形成直接覆盖半导体层两端孔道对应区域的源/漏电极层, 以形成源极和漏极;
[0018] S4、以层间绝缘层为氢源对半导体层进行氢化处理。步骤S1中,所述非晶硅层的 前驱体为SiIV^H2。
[0019] 步骤S1中,还包括在所述基板上直接形成缓冲层的步骤。
[0020] 本发明所述的一种有机电致发光装置,包括所述的晶体管。
[0021] 还包括有机发光二极管,所述有机发光二极管进一步包括依次层叠设置的第一电 极层、有机发光层和第二电极层,所述第一电极层与源/漏电极层电连接。
[0022] 所述晶体管上还形成有用于平滑所述晶体管上表面的平坦化层,所述第一电极层 直接设置在所述平坦化层上;
[0023] 所述平坦化层上还设置覆盖所述第一电极层部分区域的像素限定层,用于限定所 述有机发光二极管的发光区域。
[0024] 所述的电致发光装置的制备方法,包括如下步骤:
[0025] S1、在基板上依次形成半导体层、栅极绝缘层、栅极层、以及包括非晶硅层的层间 绝缘层;
[0026] S2、在栅极绝缘层、层间绝缘层中形成两个贯通的孔道,以暴露半导体层两端的部 分区域;
[0027] S3、在层间绝缘层上形成直接覆盖半导体层两端孔道对应区域的源/漏电极层, 以形成源极和漏极;
[0028] S4、以层间绝缘层为氢源对半导体层进行氢化处理。
[0029] 步骤S4之后还包括在所述晶体管上形成有机发光二极管的步骤。
[0030] 本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:
[0031] 1、本发明所述的晶体管,包括基板,沿垂直基板方向,依次在基板上方形成的半导 体层、栅极绝缘层、栅极层、层间绝缘层和源/漏电极层,所述层间绝缘层包括非晶硅层。由 于非晶硅层中含有丰富的氢原子,以非晶硅层作为氢源对半导体层进行氢化处理,驱动非 晶硅层中的氢原子向半导体层中迀移,以填充半导体层中的缺陷态,能够有效提高半导体 层的载流子迀移率,降低晶体管亚阈值摆幅,从而加强电压对电流的控制能力,进而提高所 述晶体管性能。
[0032] 2、本发明所述的晶体管,以5以4与H2为非晶硅层的前驱体,能够进一步提高非晶 硅层中氢原子浓度,提高半导体层的氢化效率。
[0033] 3、本发明所述的晶体管,以非晶硅层为层间绝缘层,由于非晶硅层优异的紫外光 线吸收性能,能够有效阻挡环境中的紫外光线对晶体管的侵害作用,提高所述晶体管的使 用寿命。
[0034] 4、本发明所述的晶体管的制备方法,工艺简单,适合大规模的工业化生产。
[0035] 5、本发明所述的有机电致发光装置,包括所述的晶体管,电压对电流的控制能力 强,性能优异。
[0036] 6、本发明所述的有机电致发光装置的制备方法,工艺简单,适合大规模的工业化 生产。
【附图说明】
[0037] 为了使本发明的内容更容易被清楚的理解,下面结合附图,对本发明作进一步详 细的说明,其中,
[0038] 图1A-图1D为本发明所述有机电致发光装置在制备过程中的剖视图。
[0039] 其中附图标记为:00_基板、01-缓冲层、02-半导体层、03-栅极绝缘层、04-栅极 层、05-二氧化硅层、06-非晶硅层、07-源/漏电极层、08-平坦化层、09-第一电极层、10-像 素限定层、11-有机发光层、12-第二电极层。
【具体实施方式】
[0040] 为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明的实 施方式作进一步地详细描述。
[0041] 本发明可以以许多不同的形式实施,而不应该被理解为限于在此阐述的实施例。 相反,提供这些实施例,使得本公开将是彻底和完整的,并且将把本发明的构思充分传达给 本领域技术人员,本发明将仅由权利要求来限定。在附图中,为了清晰起见,会夸大层和区 域的尺寸和相对尺寸。应当理解的是,当元件例如层、区域或基板被称作"形成在"或"设置 在"另一元件"上"时,该元件可以直接设置在所述另一元件上,或者也可以存在中间元件。 相反,当元件被称作"直接形成在"或"直接设置在"另一元件上时,不存在中间元件。应当 理解的是,由于源极与漏极为同层以同种工艺制备,为了表述方便,本申请中以"源/漏电 极层"表示源极与漏极所在的层。
[0042] 本实施例提供一种晶体管,如图1D所示,包括基板00,沿垂直基板00方向,依次 在基板00上方形成的缓冲层01、半导体层02、栅极绝缘层03、栅极层04、层间绝缘层和源 /漏电极层07。
[0043] 所述基板00选自但不限于玻璃基板、聚合物基板以及任意其它衬底,本实施例优 选为玻璃基板。
[0044] 所述缓冲层01、半导体层02、栅极绝缘层03、栅极层04、源/漏电极层07的所用 材料、厚度与制备工艺同现有技术。
[0045] 所述缓冲层01选自但不限于单层或多层的绝缘的氧化物和/或氮化物,厚度为 300人~2000 A,本实施例优选为依次层叠设置的500 A的氮化硅层与1000 A的氧化硅 层。所述缓冲层01能够有效防止半导体层02中的注入离子渗出,以保证半导体层02的半 导体性能。作为本发明的可变换实施例,所述晶体管还可以不含缓冲层01。
[0046] 所述栅极绝缘层03选自但不限于单层或多层的绝缘的氧化物和/或氮化物,厚度 为500人~2000 A
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