薄膜晶体管及其制造方法和显示器件的制作方法

专利名称：薄膜晶体管及其制造方法和显示器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种包括一种液晶显示(LCD)器件的显示器件，更具体地， 涉及一种薄膜晶体管阵列基板及其制造方法。
背景技术：
近来，LCD器件作为平板显示器件已受到广泛关注。由于它们的高对比 度、适合用于显示灰度或运动图像并且低功耗，人们正在积极研究LCD器件。
特别地，由于LCD器件可制造为薄厚度，因此它们可用作为诸如壁挂电 视的超薄显示器件。另外，由于LCD器件比CRT的重量轻并且功耗低，将它 们作为显示器用于使用电池工作的笔记本电脑、个人便携式终端、TV和航天 飞机的监视器。因此，LCD器件作为下一代显示器件已受到广泛关注。
一般地，LCD器件包括具有在由栅线和数据线限定的各像素区域中的 TFT、像素电极，和存储电容的TFT阵列基板、具有滤色片层和公共电极的滤 色片阵列基板，以及夹入在该两基板之间的液晶层。LCD器件通过在电极施 加电压而使液晶层的液晶分子重新排列并通过控制透光率显示图像。
在该LCD器件中，TFT作为开关元件用于显示图像。
该TFT在单位像素区域中的栅线和数据线之间的交叉部分处形成，并用 于切换用于单位像素区域的电流。在TFT导通状态期间，电流导通以将与特 定单位像素区域连接的电容充电到预期电压。在截止状态期间，保持该充电状 态直到寻址单位像素区域的下一周期。
电压值决定表示从对应单位像素区域的液晶层透射的光量的灰度值。
以上提到的TFT有两类结构，艮卩，源极和漏极设置在一个平面上的共面 型TFT,和源极和漏极设置在不同平面上的交错型TFT。 一般地，多晶硅TFT
采用共面型TFT，而非晶硅TFT采用交错型TFT。
该交错型TFT分为倒置交错型TFT和普通交错型TFT。其中倒置交错型 TFT包括设置在源极和漏极下方的栅极，而普通交错型TFT包括设置在源极 和漏极上方的栅极。倒置交错型TFT称为底栅型TFT，而普通交错型TFT称 为顶栅型TFT。
一般地，LCD器件具有底栅型TFT。如图1所示，该底栅型TFT包括栅 极12a、设置在包括栅极的整个表面上的栅绝缘层13、在栅极上方的栅绝缘层 上形成的半导体(a-Si)层14、设置在除半导体层的沟道区域外的其它区域中 的欧姆接触层(n+a-SO 14a，和形成在该欧姆接触层上的源极15a和漏极15b。
栅绝缘层13以通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺沉积诸如 具有约为7.5的介电常数的硅氮化物(SiNx)或硅氧化物(SiOx)的无机材料 的方式形成。
然而，当栅绝缘层通过沉积这种无机材料形成时，将可能出现以下问题。 也就是说，当栅绝缘层由这种无机材料形成时，利用单沉积工艺该栅绝缘
层很难具有均匀厚度。因此，该沉积工艺应当执行两次。这将使制造工艺复杂
并且增加生产成本。
为了解决上述问题，提出了一种用于形成由具有介电常数3-4的有机材料
组成的栅绝缘层。通过该方法，栅绝缘层可通过采用不昂贵的设备利用单沉积
工艺形成。
不同于无机栅绝缘层，由于有机栅绝缘层通过涂敷工艺形成，诸如旋涂或 狭缝涂敷，而不是PECVD工艺，从而简化了工艺步骤并降低了生产成本。另 外，利用这种均匀厚度的有机栅绝缘层，使栅线和栅极变为平坦的。
然而，由于有机栅绝缘层具有比无机栅绝缘层小的介电常数，当有机和无 极栅绝缘层具有相同厚度时，在栅线层和数据线之间形成的寄生电容(Cgs) 值将变小。这是因为在相对的电极之间形成的绝缘层具有与它的介电常数和厚 度成正比但是与相对电极的面积成反比的电容值。
如果寄生电容(Cgs)值变小，则用以下等式l表示的电压降AVp增加。 如此小的寄生电容(Cgs)值将导致诸如闪烁、图像模糊或屏幕亮度不一致的 不希望的影响。
等式L A^ = ^—
这里，Cgs为在栅极、源极和漏极之间形成的电容，Clc为在液晶盒中累 积的电容，并且Cst为在存储电容中形成的电容。AVp为施加在源极的数据电 压Vd和在液晶盒中充电的电压Vlc两者的电压差，并且AVg为高电平的栅电 压Vgh和低电平的栅电压Vgl两者的电压差。
也就是说，寄生电容Cgs对用等式1表示的AVp影响很大，并且与面板 特性和图像质量紧密相关。为了降低AVp，应当增加寄生电容Cgs值。为了增 加寄生电容Cgs值，应当增加栅绝缘层的介电常数。因此，栅绝缘层应当具有 高介电常数。
如上所述，以上提到的用于制造TFT阵列基板的相关技术方法存在以下 问题。
当将硅氮化物或硅氧化物的无机栅绝缘层用于栅绝缘层时，制造工艺变得 复杂并且制造成本增加。另外，当将诸如聚乙烯醇(polyvinyl alcohol)和聚乙 烯苯酚(polyvinyl phenol)的有机绝缘层用于栅绝缘层时，由于有机绝缘层的 低介电常数将使AVp值增加并且栅绝缘层的涂敷厚度变得不均匀。

发明内容
因此，本发明涉及一种薄膜晶体管阵列基板及其制造方法，其基本上克服 了因现有技术的局限和缺点而引导致的一个或多个问题。
本发明的优点在于提供一种薄膜晶体管阵列基板及其制造方法，其能改善 薄膜晶体管的性能。
本发明的其它特征和优点将在下面的说明中给出，其中一部分特征和优点 可以从说明中明显得出或是通过本发明的实践而得到。通过在文字说明部分、 权利要求书以及附图中特别指出的结构，可以实现和获得本发明的目的和其它 优点。
为了得到这些和其它优点并根据本发明的目的，作为概括性和广义描述 的， 一种用于在基板上制造薄膜晶体管(TFT)的方法包括形成栅极、形成 与该栅极绝缘并与该栅极部分交叠的半导体层；在该栅极和该半导体层之间依 次形成第一和第二栅绝缘层，其中该第一栅绝缘层由不同于该第二栅绝缘层的 材料形成并且该第一和第二栅绝缘层其中的至少之一包括溶胶-凝胶化合物*, 以及在该半导体层的两侧形成源极和漏极。
依次沉积该溶胶-凝胶型的第一栅绝缘层和无机绝缘层材料或有机聚合物 的第二栅绝缘层从而形成双层栅绝缘层。
在本发明的另一方面， 一种显示器件包括显示面板；向多条栅线施加扫 描信号的栅驱动器和向所述显示面板的多条数据线施加视频信号的数据驱动 器，该栅线和数据线限定多个像素；以及在各像素中的薄膜晶体管，该薄膜晶 体管包括栅极、栅绝缘层、半导体层和源/漏极，该栅绝缘层还具有第一栅绝 缘层和第二栅绝缘层，该第二栅绝缘层包含的材料不同于第一栅绝缘层的材 料，其中该第一和第二栅绝缘层其中至少之一包括有机/无机混合材料。
在本发明的再一方面， 一种在基板上的薄膜晶体管(TFT)包括栅极、 与栅极绝缘并与该栅极部分交叠的半导体层；在该栅极和该半导体层之间的第
一和第二栅绝缘层，其中该第一栅绝缘层由不同于第二栅绝缘层的材料形成并
且第一和第二栅绝缘层其中至少之一包括溶胶-凝胶化合物；以及源极和漏极 在该半导体层的两侧处。
很显然，上面对本发明的一般性描述和下面的详细说明都是示例性和解释 性的，其意在对本发明的权利要求作进一步解释。


本申请所包含用于进一步理解本发明并与说明书相结合构成说明书的一 部分的附图表示本发明的实施例并与说明书一起解释本发明的原理。在附图 中
图1示出了描述相关技术底栅型薄膜晶体管的横截面图-, 图2示出了描述根据本发明底栅型TFT的截面图； 图3示出了包括由SiNx形成的栅绝缘层的TFT的特性的示意图； 图4示出了包括含有溶胶-凝胶化合物的双层栅绝缘层的TFT的特性的示 意图5示出了包括SiNx层或双层栅绝缘层中任意之一作为栅绝缘层的各个 TFT彼此相比较的示意图6示出了本发明底栅型有机薄膜晶体管的橫截面图；以及 图7示出了本发明TFT阵列基板的横截面图。
具体实施例方式
现在将详细说明本发明的实施例，所述实施例的实例示于附图中。在附图 中尽可能地用相同的参考标记表示相同或相似的部件。
以下将参考附图解释根据本发明的薄膜晶体管的制造方法和TFT阵列基 板的制造方法。
图2所示为本发明底栅型薄膜晶体管的横截面图。图6所示为本发明底栅 型有机薄膜晶体管的横截面图。图7所示为本发明阵列基板的横截面图。
薄膜晶体管的制造方法
参照图2，低电阻金属例如铜Cu、铝A1、铝钕合金-AlNd、钼Mo、铬Cr、 钛Ti、钽Ta、钼-钨MoW或等类似利用溅射方法首先沉积在基板lll上，并 且利用光刻工艺构图从而形成栅极112a。
接着在包含栅极112a的整个表面上形成由包含硅和金属的有机/无机混合 型材料形成的第一栅绝缘层113a，其中该有机/无机混合型材料可为包含硅醇 盐和金属醇盐的溶胶-凝胶化合物。醇盐为一种其中金属原子取代乙醇中羟基 的氢原子的化合物。
更具体地说，硅醇盐与溶剂型金属醇盐反应，从而形成溶胶-凝胶化合物。 该溶胶-凝胶化合物为有机/无机混合型材料。另外，该溶胶-凝胶型化合物的介 电常数和透光率根据硅醇盐和金属醇盐的含量比而发生变化。例如，当将硅醇 盐和金属醇盐以1比1的比例混合时，溶胶-凝胶混合物具有高介电常数和高 透光率。由于这种有机/无机化合物材料具有良好的绝缘效果，高耐热性、高 硬度并且高透光率，而且还易于控制其介电常数，因此该溶胶-凝胶化合物适 合用于薄膜晶体管的栅绝缘层。
金属醇盐的金属微粒由钛Ti，锆Zr、钇，Y、铝A1、铪Hf、钙Ca和镁Mg 其中至少之一构成。这里，金属醇盐的金属微粒的介电常数大于7从而它适合 用于高介电常数的栅绝缘层。
硅醇盐和金属醇盐的溶胶化合物通过水解和凝结反应形成。这里，水或乙 醇用作催化剂用于加速反应。
有机/无机化合物材料可通过印刷、涂敷和沉积工艺中任意之一形成，从 而有可以简化工艺并获得优良的平整性。在形成溶胶-凝胶化合物的第一栅绝缘层113a之后，利用PECVD (等离 子增强化学气相沉积)方法在包含第一栅绝缘层113a的整个基板表面上形成 例如硅氧化物SKX或硅氮化物SiNx的无机绝缘层以形成第二栅绝缘层113b。
由于无机绝缘层的第二栅绝缘层113b具有约为7的介电常数并且溶胶-凝胶化合物的第一栅绝缘层113a具有高介电常数，因此整个栅绝缘层具有高 介电常数。如上所述，由于金属醇盐的介电常数为等于或大于7，第一栅绝缘 层113a具有高介电常数。
通过改善栅绝缘层的介电特性，存储电容(Cst)值增加。因此，可以克 服在上述等式1中所示的薄膜晶体管中电压下降(AVp)的问题，从而提高显 示质量。而且，第一和第二栅绝缘层113a和113b可通过印刷、涂敷和沉积工 艺中任意之一以及一 PECVD工艺形成，从而与先前两轮或更多的PECVD工 艺相比可以简化工艺。
采用包含具有介电常数为等于或大于7的第一栅绝缘层113a (Si-Sol/Me-So1)和无机材料的第二栅绝缘层113b的栅绝缘层时，薄膜晶体 管的迁移率还可从0.4提高到1.0或更高。
利用以上方式，包括第一和的第二栅绝缘层的双栅绝缘层完成。第一栅绝 缘层可以由SiNz或SiOx形成并且第二栅绝缘层由有机/无机混合型材料形成。
这里，以下将对使用硅氮化物作为栅绝缘层的相关技术晶体管和使用复合 材料(溶胶-凝胶化合物)作为第一和第二栅绝缘层中任意一层的本发明晶体 管之间的特性进行相互比较。
首先，图3所示为晶体管特性的示意图。其中SiNx沉积的厚度大于4000 A 以形成晶体管的栅绝缘层和具有宽/长为25/5的晶体管的沟道层。参照图3，
横轴Vc表示施加在栅极上的电压值，并且纵轴lD表示流向源极和漏极的电流
值。每个图描述当分别将0.1V和10V施加在源极和漏极时，施加在栅极的电 压值和流向源极和漏极的电流值之间的关系。注意当将0.1V施加在源极和漏 极时，流向源极和漏极的电流值，大于当将10V施加在源极和漏极时，流向 源极和漏极的电流值。这里，注意晶体管的迁移率值为0.411cn^/Vs。
以上所示的结果为当复合材料用于双栅绝缘材料的任意一层时的近似平 均值。图4所示为晶体管特性的示意图。其中SiN/沉积厚度大于2000 A以形 成第一栅绝缘层，复合材料涂敷厚度大于2000A以形成第二栅绝缘层以及晶
体管的沟道层具有25/5的宽/长。参照图4，注意当将10V施加在源极和漏极 时，流向源极和漏极的电流大于当将0.1V施加在源极和漏极时，流向源极和 漏极的电流。主要的一点在于即使复合材料用于双栅绝缘层中任意之一时，晶 体管的开/关特征也明显可见是平滑的。这里，注意与将SiNx用作栅绝缘层的 情况相比，晶体管的迁移率值增加为1.085 cm2/VS。
同时，在图5中，将当硅氮化物用作栅绝缘层时所得的图形和当复合材料 用作双栅绝缘层中任意之一所得的图形进行相互比较。图5中的新纵轴值lD (W/L)表示图3和图4中的纵轴值除以每个晶体管的W/L的值。也就是说， 图5所示为在将10V的电压VD施加在源极和漏极的状态下随施加在栅极的电 压值Vc的变化所得到的值lD (W/L)。参照图5，注意当溶胶-凝胶化合物用 作双栅绝缘层的任意一层时值lD (W/L)大于当硅氮化物用作栅绝缘层时。因 此，注意包括双栅绝缘层其包括溶胶-凝胶化合物的晶体管具有优异的特性。
在形成第一和第二栅绝缘层113a和113b之后，在基板的整个表面上在高 温下形成具有500A或更薄厚度的非晶硅(a-Si)层以形成半导体层114。然后 在高温下形成具有约为300A到700A厚度的掺杂有n型杂质的非晶硅(a-Si) 以形成n+a-Si的欧姆接触层114a。在同一腔室中依次执行a-Si和n+a-Si沉积 工艺。然而，这些工艺可在独立的腔室中执行。
接下来，将低电阻金属例如铜Cu、铝A1、钼Mo、铬Cr、钛Ti、钽Ta、 钕化铝AlNd、钼-钨MoW或等类似物利用溅射工艺沉积在包括欧姆接触层 114a的基板的整个表面上，并接着利用光刻工艺构图以在半导体层114的两 侧处形成源极115a和漏极115b。
因此，可以完成包括栅极112a、栅绝缘薄膜113、半导体层114、欧姆接 触层114a，以及源极U5a和漏极115b的薄膜晶体管。
以上所述的薄膜晶体管为底栅型薄膜晶体管，其中栅极设置在源极和漏极 的下方。然而，应当理解本发明的原理可应用于包括顶栅型薄膜晶体管的其他 型晶体管。
对于顶栅薄膜晶体管的情况，在基板上形成源极和漏极。接着，半导体层 与中间的源极和漏极重叠。然后，在包括半导体层的基板的整个表面上依次形 成具有介电常数等于或大于7的第一栅绝缘层(Si-sol/Me-So1)和诸如SiNx 的无机材料的第二栅绝缘层。接着，在半导体层上的栅绝缘层处形成栅极。
为了形成源极和漏极及栅极，将低电阻金属例如铜Cu、铝Al、钕化铝 AlNd、钼Mo、铬Cr、钛Ti、钽Ta、钼-鸨MoW或等类似利用溅射工艺沉积 在包含欧姆接触层的基板的整个表面上，并接着利用光刻工艺构图。为了形成 半导体层，在高温下沉积非晶硅并然后对其进行构图。
为了形成第一栅绝缘层，硅醇盐与溶胶型金属醇盐反应，并且通过印刷、 涂敷和沉积工艺中任意之一形成溶胶-凝胶化合物材料。另外，通过利用 PECVD方法沉积诸如硅氧化物SiOx或硅氮化物SiNx的无机材料形成第二栅绝 缘层。
有机薄膜晶体管的制造方法
一种用于制造本发明有机薄膜晶体管的方法类似于以上所述的用于制造 本发明薄膜晶体管的方法。因此，将用相同的参考标记表示附图中相同或类似 的部分。
参照图6，首先n+a-Si、 ITO和Al沉积在基板上，并且利用光刻工艺构图 从而形成栅极112a。代替采用上述层，可利用涂敷或喷墨印刷的方法由诸如 聚乙撑二氧噻吩PEDOT (polyethylene-dioxythiophene)的导电有机聚合物材 料形成栅极112a。
接着，在包括栅极112a的基板的整个表面上形成包含硅醇盐和金属醇盐 的溶胶化合物的化合材料(Si-sol/Me-so1)。
具体地说，硅醇盐与溶胶型金属醇盐反应，从而形成溶胶-凝胶化合物。 该溶胶-凝胶化合物为有机/无机混合型材料。另外，根据硅醇盐和金属醇盐的 含量比该溶剂-凝胶化合物的介电常数和透光率发生改变。例如，当将硅醇盐 与金属醇盐以1比1的比例混合时，溶胶-凝胶化合物具有高介电常数和高透 光率。由于这种有机/无机化合物材料具有良好的绝缘效果、高耐热性、高硬 度和高透光率，并且还易于控制介电常数，这种溶胶-凝胶化合物适合用于薄 膜晶体管的栅绝缘层。
金属醇盐的金属微粒由钛Ti，锆Zr、钇,Y、铝A1、铪Hf、钙Ca和镁Mg 其中至少之一构成。这里，金属醇盐的金属微粒的介电常数大于7从而它适合
用于高介电常数的栅绝缘层。
硅醇盐和金属醇盐的溶胶化合物通过水解和凝结反应形成。这里，水或乙 醇用作催化剂用于加速反应。
在形成有机/无机化合材料的第一栅绝缘层113a之后，在包括第一栅绝缘 层113a的基板的整个表面上形成诸如聚乙烯醇PVA (polyvinyl alcohol),聚乙 酸乙烯酯PVAc (polyvinyl acetate),聚乙烯苯酚PVP (polyvinyl phenol),聚乙烯 甲基丙烯酸甲酯PMMA (polyvinyl methyl methacrylate)或等类似的有机聚合层 以形成第二栅绝缘层113b。
第一和第二栅绝缘层113a和114b可通过印刷、涂敷和沉积工艺中任意之 一形成从而可以简化工艺并得到优良的平整度。
虽然由有机材料构成的第二栅绝缘层113b具有略低的介电特征，但是由 于第一栅绝缘层U3a具有高介电常数，所以整个栅绝缘层具有高介电常数。 如上所述，由于金属醇盐具有等于或大于7的介电常数，所以第一栅绝缘层 113a具有高介电常数。
通过提高栅绝缘层的介电特征，存储电容(Cst)值增加。因此，可以克 服如上述等式1中所示的薄膜晶体管中电压降(AVp)的问题，从而改善显示质利用上述方式，完成包括第一和第二栅绝缘层的双栅绝缘层。第一栅绝缘 层可以由诸如PVA、 PVAc、 PVP、 PMMA的有机聚合层形成，并且第二栅绝 缘层可以由有机/无机混合型材料形成。
在形成第一和第二栅绝缘层113a和113b之后，在栅极112a上方的栅绝 缘层113上形成有机半导体层114，其中有机半导体层114由并五苯基或噻吩 基的低分子材料或聚噻吩基的高分子材料形成。
接着，银Ag、铝A1、镍Ni或等类似的金属材料通过溅射方法形成在包 括有机半导体层114的基板的整个表面上，并接着通过光刻工艺构图以在半导
体层114的两侧处形成源极115a和漏极115b。
因此，可以完成包括栅极U2a、栅绝缘层113、有机半导体层114，以及 源极115a和漏极115b的有机薄膜晶体管。
在上述中，有机薄膜晶体管形成为底栅型，其中栅极设置在源极和漏极下
方。然而，应当理解本发明的原理可应用于包括顶栅型薄膜晶体管的其他类型 薄膜晶体管中。
另外，可以用低温工艺制作上述有机薄膜晶体管。因此，柔性塑料基板或 薄膜可用作薄膜晶体管的基板。并且，改善有机半导体层和栅绝缘层之间的界 面特征从而可以增加薄膜晶体管的迁移率。
TFT阵列基板的制造方法
一种用于制造本发明的TFT阵列基板的方法类似于以上所述的用于制造 本发明的薄膜晶体管的方法。因此，在附图中将用相同的参考标记表示相同或 类似的部件。
仍参考图7，首先将低电阻金属例如铜Cu、铝A1、铷化铝AlNd、钼Mo、 铬Cr、钛Ti、钽Ta、钼-钨MoW或等类似物通过溅射法首先沉积在基板的整 个表面上，并利用光刻工艺构图以形成栅线112和栅极112a。
接着，在包括栅极112a的基板的整个表面上形成第一栅绝缘层113a，其 中第一栅绝缘层113a由包括硅醇盐和金属醇盐的溶胶化合物的化合物 (Si-sol/Me-so1)形成。
具体地说，硅醇盐与溶胶型金属醇盐反应，从而形成溶胶-凝胶化合物。 该溶胶-凝胶化合物为有机/无机混合型材料。另外，根据硅醇盐和金属醇盐的 含量比该溶剂-凝胶化合物的介电常数和透光率发生改变。例如，当将硅醇盐 与金属醇盐以1比1的比例混合时，溶胶-凝胶化合物具有高介电常数和高透 光率。由于这种有机/无机化合物材料具有良好的绝缘效果、高耐热性、高硬 度和高透光率，并且还易于控制介电常数，所以这种溶胶-凝胶化合物适合用 于薄膜晶体管的栅绝缘层中。
金属醇盐的金属微粒由钛Ti，锆Zr、钇Y、铝A1、铪Hf、钙Ca和镁Mg 其中至少任意之一构成。这里，金属醇盐的金属微粒的介电常数大于7从而它
适合用于高介电常数的栅绝缘层。
硅醇盐和金属醇盐的溶胶化合物通过水解和凝结反应形成。这里，水或乙 醇用作催化剂用于加速反应。
有机/无机化合物材料可通过印刷、涂敷和沉积工艺中任意之一形成，从 而可以简化工艺并得到优良的平整度。
在形成溶胶-凝胶化合物的第一栅绝缘层113a之后，例如硅氧化物SiOx 或硅氮化物SiNx的无机绝缘材料通过PECVD (等离子增强气相化学沉积)方 法形成在包括第一栅绝缘层113a的基板的整个表面上以形成第二栅绝缘层 113b。
由于第二栅绝缘层113b具有约为7的介电常数并且溶胶-凝胶化合物的第 一栅绝缘层113a具有高介电常数，因此整个栅绝缘层具有高介电常数。如上 所述，由于金属醇盐具有等于或大于7的介电常数，因此第一栅绝缘层113a 具有高介电常数。
通过提高栅绝缘层的介电特征，存储电容(Cst)的值增加。因此，可以 克服如上述等式l中所示的薄膜晶体管中的电压降(AVp)问题，从而改善显示 质量。并且，第一和第二栅绝缘层113a和113b可通过印刷、涂敷和沉积工艺 中任意之一和PECVD工艺形成从而与先前的两轮或多轮PECVD工艺相比可 以简化工艺。
采用包含具有等于或大于7的介电常数的第一栅绝缘层113a (Si-Sol/Me-So1)和无机材料的第二栅绝缘层113b的栅绝缘层，薄膜晶体管 的迁移率还可从0.4提高到l.O或更高。这种情况下，第一栅绝缘层可以由无 机材料组成并且第二栅绝缘层可以由有机/无机混合型材料形成。
在形成第一和第二栅绝缘层113a和113b之后，在基板的整个表面上形成 非晶硅(a-SO层从而形成半导体层114。然后沉积用n型杂质离子掺杂的非 晶硅a-Si并构图以形成n+a-Si的欧姆接触层114a。
接下来，将低电阻金属例如铜Cu、铝A1、铷化铝AlNd、钼Mo、铬Cr、 钛Ti、钽Ta、钼-钨MoW或等类似物利用溅射法沉积在包含欧姆接触层114a 的基板的整个表面上，并接着利用光刻工艺构图以在半导体层114的两侧处形 成源极115a和漏极115b以及形成与源极115a连接的数据线115。
栅线垂直于数据线形成以限定单位像素。包括栅极112a、栅绝缘层113、 半导体层114、欧姆接触层114a和源极115a及漏极115b的薄膜晶体管形成 在邻近栅线和数据线的交叉点处。上述薄膜晶体管可形成为顶栅型薄膜晶体管
或顶栅型有机薄膜晶体管。
接下来，在包括薄膜晶体管的基板的整个表面上形成钝化层116。这里，
钝化层可通过涂敷诸如BCB (苯环丁烷)或丙烯酸基材料的有机材料形成， 或者通过沉积诸如SiNx或SiOx的无机材料形成。
然后，选择性地除去钝化层116以暴露部分漏极115b从而形成接触孔。 接着，在包括该接触孔的钝化层116的整个表面上沉积ITO(氧化铟锡)或IZO (氧化铟锌)的透明导电材料，并且构图以形成通过接触孔与漏极U5b电接 触的像素电极117。
虽然未示出，接着将上述TFT阵列基板与另一基板相粘接，并在该两者 之间具有液晶层。相对的基板包括防止漏光的黑矩阵层；包括固定排列的R、 G、 B彩色光阻的滤色片层；保护滤色片层并获得整个表面上的平整度的涂覆 层；以及与TFT阵列基板的像素电极形成电场的公共电极。
如上所述，本发明用于制造TFT阵列基板的方法具有以下优点。
在本发明用于制造TFT阵列基板的方法中，依次沉积溶剂型的第一栅绝 缘层和无机材料或有机聚合物的第二栅绝缘层从而栅绝缘层具有双层结构。因 此，栅绝缘层有可能具有高介电常数。
通过增强栅绝缘层的介电特征，存储电容(Cst)值增加。因此，可以克 服上述等式1中所示的薄膜晶体管中的电压降(AVp)问题，从而提高了显 示质量。
另外，根据硅醇盐和金属醇盐的含量比，可以控制绝缘效果，耐热性、硬 度和有机/无机复合材料中的透光率。因此，有机/无机复合材料适合用于薄膜 晶体管的栅绝缘层，或者LCD器件的栅绝缘层。
相关技术中用于制造栅绝缘层的方法需要制造两个沉积工艺。在本发明 中，栅绝缘层可通过印刷、涂敷或沉积溶胶-凝胶化合物材料和通过沉积无机 绝缘材料形成。因此，印刷、涂敷和沉积工艺中任意之一能代替一轮沉积工艺。 因此，本发明的用于制造栅绝缘层的方法更简化。
很显然，对于熟悉本领域的技术人员来说，在不脱离本发明的精神或范围
内，可以对本发明做出各种改进和变型。因此，本发明意在覆盖落入所附权利 要求及其等同物范围内的改进和变型。
权利要求
1.一种用于在基板上制造薄膜晶体管的方法，包括形成栅极；形成与所述栅极绝缘并与所述栅极部分交叠的半导体层；在所述栅极和所述半导体层之间依次形成第一和第二栅绝缘层，其中所述第一栅绝缘层由不同于所述第二栅绝缘层的材料形成并且所述第一和第二栅绝缘层其中至少之一包括溶胶-凝胶化合物；以及在所述半导体层的两侧处形成源极和漏极。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述溶胶-凝胶化合物包括 硅醇盐和金属醇盐。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述金属醇盐的金属微粒 包括钛Ti、锆Zr、钇Y、铝A1、铪Hf、转Ca和镁Mg其中至少之一。
4. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述金属醇盐包括介电常 数约为7或大于7的材料。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二栅绝缘层包括无 机绝缘层。
6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第二栅绝缘层包括硅 氮化物或硅氧化物。
7. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述半导体层包括非晶硅。
8. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二栅绝缘层包括有 机聚合材料。
9. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第二栅绝缘层包括聚 乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯苯酚和聚乙烯甲基丙烯酸甲酯其中至少之一。
10. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述半导体层由并五苯基 材料或噻吩基材料形成。
11. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述溶胶-凝胶化合物的 介电常数和透光率根据硅醇盐和金属醇盐的含量比改变。
12. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述溶胶-凝胶化合物通 过印刷、涂敷和沉积工艺中任意之一形成。
13. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述形成栅极、半导体层、栅绝缘层和源极及漏极的步骤包括 在基板上形成所述栅极；在包括所述栅极的基板的整个表面上形成所述栅绝缘层； 在所述栅极上方的所述栅绝缘层上形成所述半导体层；以及 在所述半导体的两侧处形成所述源极和漏极。
14. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述形成栅极、半导体层、 栅绝缘层和源极及漏极的步骤包括.-在基板上形成所述源极和漏极；形成与中间的所述源极和漏极交叠的所述半导体层； 在包括所述半导体层的基板的整个表面上形成所述栅绝缘层；以及 在所述半导体层上方的栅绝缘层上形成所述栅极。
15. —种显示器件，包括 显示面板；向多条栅线施加扫描信号的栅驱动器以及向所述显示面板的多条数据线 施加视频信号的数据驱动器，所述栅线和数据线限定多个像素；以及在每个像素中的薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括栅极、栅绝缘层、半导 体层和源/漏极，所述栅绝缘层还具有第一栅绝缘层和第二栅绝缘层，所述第 二栅绝缘层包含的材料不同于所述第一栅绝缘层的材料，其中所述第一和第二 栅绝缘层其中至少之一包括有机/无机混合材料。
16. 根据权利要求15所述的显示器件，其特征在于，所述有机/无机混合 材料为溶胶-凝胶化合物。
17. 根据权利要求15所述的显示器件，其特征在于，所述有机/无机混合 材料包括硅醇盐和金属醇盐。
18. 根据权利要求17所述的显示器件，其特征在于，所述有机/无机混合 材料的介电常数和透光率根据所述硅醇盐和所述金属醇盐的含量比改变。
19. 根据权利要求17所述的显示器件，其特征在于，在有机/无机混合型 材料中所述硅醇盐的量基本上与所述金属醇盐的量相同。
20. 根据权利要求17所述的显示器件，其特征在于，所述金属醇盐的金 属微粒包括钛Ti、锆Zr、钇Y、铝A1、铪Hf、钙Ca和镁Mg其中至少任意 之一。
21. 根据权利要求17所述的显示器件，其特征在于，所述金属醇盐包括 介电常数约为或大于7的材料。
22. 根据权利要求15所述的显示器件，其特征在于，所述第一和第二栅 绝缘层其中之一包括无机绝缘材料。
23. 根据权利要求22所述的显示器件，其特征在于，所述无机绝缘材料 为硅氮化物或硅氧化物。
24. 根据权利要求15所述的显示器件，其特征在于，所述半导体层包括非晶娃o
25. 根据权利要求24所述的显示器件，其特征在于，所述第一和第二栅 绝缘层其中至少之一包括无机绝缘材料，该无机绝缘材料与包括非晶硅的半导 体层相接触。
26. 根据权利要求15所述的显示器件，其特征在于，所述第一和第二栅 绝缘层其中之一包括有机聚合材料。
27. 根据权利要求26所述的显示器件，其特征在于，所述有机聚合材料 包括聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯苯酚和聚乙烯甲基丙烯酸甲酯其中至 少任意之一。
28. 根据权利要求15所述的显示器件，其特征在于，所述半导体层由并 五苯基材料或噻吩基材料形成。
29. 根据权利要求28所述的显示器件，其特征在于，所述有机/无机混合 材料与包括并五苯基材料或噻吩基材料的半导体层相接触。
30. 根据权利要求15所述的显示器件，其特征在于，所述第一栅绝缘层 的厚度为约2000 A以及所述第二栅绝缘层的厚度为约2000 A。
31. —种在基板上的薄膜晶体管，包括 栅极；与所述栅极绝缘并与所述栅极部分交叠的半导体层；在所述栅极和所述半导体层之间的第一和第二栅绝缘层，其中所述第一栅 绝缘层由不同于所述第二栅绝缘层的材料形成并且所述第一和第二栅绝缘层 其中至少之一包括溶胶-凝胶化合物；以及在所述半导体层的两侧处的源极和漏极。
32. 根据权利要求31所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述溶胶-凝胶化 合物包括硅醇盐和金属醇盐。
33. 根据权利要求32所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述金属醇盐的 金属微粒包括钛Ti、锆Zr、钇Y、铝A1、铪Hf、钙Ca和镁Mg其中至少任意之一。
34. 根据权利要求32所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述金属醇盐包 括介电常数约为7或大于7的材料。
35. 根据权利要求31所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述第二栅绝缘 层包括无机绝缘材料。
36. 根据权利要求35所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述第二栅绝缘 层包括硅氮化物和硅氧化物。
37. 根据权利要求35所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述半导体层包 括非晶硅。
38. 根据权利要求31所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述第二栅绝缘 层包括有机聚合材料。
39. 根据权利要求38所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述第二栅绝缘 层包括聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯苯酚和聚乙烯甲基丙烯酸甲酯其中 至少任意之一。
40. 根据权利要求38所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述半导体层由 并五苯基材料或噻吩基材料形成。
41. 根据权利要求32所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述溶胶-凝胶化 合物的介电常数和透光率根据所述硅醇盐和所述金属醇盐的含量比改变。
42. 根据权利要求31所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述薄膜晶体管 为底栅型或顶栅型薄膜晶体管。
全文摘要
本发明公开了一种用于在基板上制造薄膜晶体管的方法，该方法包括形成栅极；形成与栅极绝缘并与栅极部分交叠的半导体层；在栅极和半导体层之间依次形成第一和第二栅绝缘层，其中所述第一栅绝缘层由不同于第二栅绝缘层的材料形成并且第一和第二栅绝缘层其中至少之一包括溶胶化合物；以及在半导体层的两侧处形成源极和漏极。
文档编号H01L29/786GK101097868SQ20061016065
公开日2008年1月2日 申请日期2006年11月29日 优先权日2006年6月30日
发明者田雄基, 蔡基成, 许宰硕 申请人:Lg.菲利浦Lcd株式会社