专利名称：薄膜晶体管和具有该薄膜晶体管的平板显示装置的制作方法
技术领域：
本公开涉及一种薄膜晶体管和包括该薄膜晶体管的一种平板显示装置(例如有机发光显示装置或液晶显示装置)。
背景技术：
通常，诸如有机发光显示装置或液晶显示装置的平板显示装置包括薄膜晶体管 (TFT)和由TFT驱动并显示图像的像素单元。TFT通常具有这样的结构，其中，栅极、有源层以及源极和漏极堆叠在基底上。因此，当通过安装在基底中的电路将电流施加到栅极时，电流通过有源层被施加到源极和漏极，并且电流同时被施加到连接到源极或漏极的像素电极。像素单元通常包括像素电极、面向像素电极的对向电极以及设置在像素电极和对向电极之间的发射操作层。如果该装置是有机发光显示装置，则发射操作层可以是用于自发光的有机发射层。如果该装置是液晶显示装置，则发射操作层是选择性地允许背光穿过的液晶层。在这种装置中，当电流如上所述地通过TFT施加到像素电极时，在像素电极和对向电极之间形成最佳电压。因此，在发射操作层中产生发射，从而显示图像。
发明内容
本公开提供一种改善后防止在有源层的晶化过程中的热流至栅极的薄膜晶体管 (TFT)以及包括该TFT的平板显示装置。根据一方面，提供一种TFT，该TFT包括基底；栅极，形成在基底上方，栅极由掺杂有杂质的硅形成；栅极布线，连接到栅极；有源层，形成在栅极上方；源极和漏极，连接到有源层。栅极布线可包括硅层，掺杂有与形成栅极的硅的杂质相同的杂质，并且硅层位于与栅极相同的层上；金属层，形成在硅层上方。有源层可由通过热晶化的非晶硅形成。杂质可以是N型杂质。该TFT还可包括在有源层上的被构造为保护有源层不被蚀刻的蚀刻停止层。栅极绝缘层可形成在栅极和有源层之间。钝化层可形成在源极和漏极上方。根据另一方面，提供一种包括TFT和由TFT驱动的像素单元的平板显示装置，其中，该TFT包括基底；栅极，形成在基底上方并由掺杂有杂质的硅形成；栅极布线，连接到栅极；有源层，形成在栅极上方；源极和漏极，连接到有源层。栅极布线可包括硅层，掺杂有与形成栅极的硅的杂质相同的杂质，并且硅层位于与栅极相同的层上；金属层，形成在硅层上方。
有源层可由通过热晶化的非晶硅形成。杂质可以是N型杂质。所述平板显示装置还可包括在有源层上的被构造为保护有源层不被蚀刻的蚀刻停止层。栅极绝缘层可形成在栅极和有源层之间。钝化层可形成在源极和漏极上方。像素单元可包括像素电极，连接到源极和漏极；对向电极，面向像素电极；发射操作层，设置在像素电极和对向电极之间，发射操作层被构造为根据施加到像素电极和对向电极之间的电压来操作。发射操作层可包括有机发射层和液晶层中的一种。根据这里公开的TFT和平板显示装置，可以防止在有源层的晶化过程中的热流至栅极，因此可确保稳定的晶化，从而减少产品的质量变差。
通过参照附图详细描述示例性实施例，上述和其它特征和优点将变得更加清楚， 在附图中图1是示出作为平板显示装置的示例的有机发光显示装置的实施例的剖视图；图2是示出作为平板显示装置的示例的液晶显示装置的实施例的剖视图；图3A至图3E是用于描述图1和图2中示出的平板显示装置的实施例的TFT的制造工艺的实施例的剖视图。
具体实施例方式在下文中，将参照附图详细描述示例性实施例。相同的标号在整个说明书中通常指示相同的元件。在说明书中，为了易读性，可省略对公知的功能和结构的详细描述。在附图中，为了清楚起见，可以夸大层和区域的厚度。还应理解的是，当层被称作 “在”另一层或基底“上”时，该层可以直接在其它层或基底上，或者也可存在中间层。已经广泛地使用利用激光通过热使TFT的有源层晶化的方法，其中，有源层由非晶硅形成。在有源层的晶化过程中，在有源层和设置在有源层下面的栅极之间会由于热流而出现问题。栅极由诸如铝的金属形成并设置在有源层下面。如果通过使用激光将热施加到有源层来使有源层晶化，则热快速地流至由金属形成的栅极，因此有源层不能被充分地晶化。因此，为了确保有源层的稳定的晶化，需要开发一种能够解决由于热流导致的这种问题的方法。图1是示出作为平板显示装置的示例的有机发光显示装置的实施例的剖视图。参照图1，有机发光显示装置包括TFT 100和像素单元200。像素单元200由TFT 100驱动并通过发光来显示图像。像素单元200包括像素电极210、面向像素电极210的对向电极230、设置在像素电极210和对向电极230之间的有机发射层220(或发射操作层)。像素电极210连接到TFT 100。将预定的电压施加到对向电极230。电压还通过TFT 100被选择性地施加到像素电极210。因此，根据选择性地施加到像素电极210的电压，在像素电极210和对向电极230 之间形成预定的电压差(或电场)。当施加该预定的电压差(或电场时，设置在像素电极 210和对向电极230之间的有机发射层220通过发光来显示图像。TFT 100具有在基底101上顺序地堆叠栅极110、有源层130以及源极151和漏极152的结构。在一些实施例中，栅极110电连接到栅极布线120并通过栅极布线120接收电流。 栅极110可由掺杂有杂质的硅形成。栅极布线120可被构造为双层结构，其中，由诸如铝的金属形成的金属层122形成在掺杂有杂质的硅层121上。硅层121和栅极110可掺杂有相同的杂质。栅极110不由普通的金属形成，从而在由非晶硅形成的有源层130的晶化过程中产生的热不通过栅极110流动。如果栅极110由普通的金属形成，则用以使有源层130晶化的热会通过由具有优良的导热性的金属形成的栅极110流动。利用由掺杂有杂质的硅形成的栅极110，由于硅具有相对低的导热性，所以可以充分地防止施加到有源层130的热逸散至栅极110。由于硅掺杂有杂质，所以硅具有适当的导电性。杂质可以是诸如磷(P)的N型杂质。栅极布线120应当具有高的电子迁移率，以确保控制速度。在一些实施例中，栅极布线120被构造为双层结构，其中，金属层122形成在硅层121上。栅极布线120不像栅极 110那样直接设置在有源层130下面。因此，即使栅极布线120由金属形成，栅极布线120 也不妨碍有源层130的晶化。因此，由于电子迁移率非常重要，所以形成金属层122来确保高的电子迁移率。图1中的有机发光显示装置的实施例还包括栅极绝缘层170、防止有源层130被蚀刻的蚀刻停止层140、钝化层160、平坦化层180和像素限定层M0。图2示出了液晶显示装置的实施例。液晶显示装置包括像素单元300和图1中示出的TFT 100，在像素单元300中，液晶层320形成在像素电极310和对向电极330之间。当根据通过TFT 100的选择性地施加而将预定的电压形成在像素电极310和对向电极330之间时，液晶层320的液晶的布置改变，以选择性地允许背光(未示出)穿过，从而显示图像。图2中的液晶显示器的实施例也包括栅极绝缘层170、防止有源层130被蚀刻的蚀刻停止层140、钝化层160和平坦化层180。在下文中，将描述用于形成可在诸如图1中的有机发光显示装置或图2中的液晶显示装置的平板显示装置中使用的TFT 100的方法。图3A至图3E是描述制造TFT 100的工艺的实施例的示意性剖视图。参照图3A，在基底101上形成栅极110和栅极布线120。在一些实施例中，基底101可由玻璃或塑料形成。还可在基底101上形成缓冲层 (未示出)，以维持基底101的平滑并防止杂质进入基底101。栅极110可由如上所述的掺杂有杂质的硅形成。栅极布线120可被构造为双层结构，其中，金属层122形成在硅层121上。可通过在基底101上沉积硅并在其上掺杂的N型杂质来首先形成栅极110和硅层121，然后可在栅极布线120的硅层121上形成金属层122。 可形成与金属相比具有相对低的导热性的栅极110和包括金属层122并具有高的电子迁移率的栅极布线120。如图;3B所示，栅极绝缘层170和有源层130顺序地堆叠在前述结构上。栅极绝缘层170可由诸如SiNx或SiOx的无机绝缘层材料或诸如聚酰亚胺的有机层材料形成。
有源层130可由非晶硅形成。如图;3B所示，当激光照射到有源层130上时，对应的部分被加热并然后被晶化。由掺杂有杂质的硅形成的栅极110设置在其上照射有激光的有源层130下面。因此，可充分地防止用于使有源层130晶化的热流至栅极110。因此，稳定地执行有源层130的晶化，并且可防止例如未晶化的有源层130的质量差。如图3C所示，通过在有源层130上形成蚀刻停止层140并对蚀刻停止层140进行蚀刻来形成有源层130的图案。如图3D所示，形成源极151和漏极152，如图3E所示，形成钝化层160和平坦化层 180。蚀刻停止层140、钝化层160和平坦化层180均可由有机绝缘层或无机绝缘层形成。可通过上述工艺形成TFT 100。如果在TFT 100上形成包括像素电极210、有机发射层220和对向电极230的像素单元200，则可形成图1中的有机发光显示装置的实施例。 如果在TFT 100上形成包括像素电极310、液晶层320和对向电极330的像素单元300，则可形成图2中的液晶显示装置的实施例。实现了能够稳定地执行有源层130的晶化的TFT 100，并且包括该TFT100的平板
显示装置可确保稳定的质量。根据TFT以及包括该TFT的平板显示装置的实施例，由于防止了用以使有源层晶化的热容易地流向栅极，所以能够执行对有源层的稳定的晶化。可解决例如未晶化的有源层130的质量差的问题。另外，由于栅极布线包括金属层，所以可确保栅电极的优良的电子迁移率。在上述实施例中，在附图中示出了一个TFT和一个像素单元，但是这仅仅是为了便于描述，其它实施例可包括多个TFT和多个像素。虽然已经参照本发明的示例性实施例具体地示出和描述了本发明，但是本领域普通技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以进行形式和细节上的各种改变。
权利要求
1.一种薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括 基底；栅极，形成在基底上方，栅极由掺杂有杂质的硅形成； 栅极布线，连接到栅极； 有源层，形成在栅极上方； 源极和漏极，连接到有源层。
2.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，所述栅极布线包括硅层，掺杂有与形成栅极的硅的杂质相同的杂质，并且硅层位于与栅极相同的层上； 金属层，形成在硅层上方。
3.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，有源层由通过热晶化的非晶硅形成。
4.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，杂质是N型杂质。
5.如权利要求1所述的薄膜晶体管，所述薄膜晶体管还包括在有源层上的被构造为保护有源层不被蚀刻的蚀刻停止层。
6.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，栅极绝缘层形成在栅极和有源层之间。
7.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，钝化层形成在源极和漏极上方。
8.一种包括薄膜晶体管和由薄膜晶体管驱动的像素单元的平板显示装置，其中，薄膜晶体管包括基底；栅极，形成在基底上方并由掺杂有杂质的硅形成； 栅极布线，连接到栅极； 有源层，形成在栅极上方； 源极和漏极，连接到有源层。
9.如权利要求8所述的平板显示装置，其中，栅极布线包括硅层，掺杂有与形成栅极的硅的杂质相同的杂质，并且硅层位于与栅极相同的层上； 金属层，形成在硅层上方。
10.如权利要求8所述的平板显示装置，其中，有源层由通过热晶化的非晶硅形成。
11.如权利要求8所述的平板显示装置，其中，杂质是N型杂质。
12.如权利要求8所述的平板显示装置，所述薄膜晶体管还包括在有源层上的被构造为保护有源层不被蚀刻的蚀刻停止层。
13.如权利要求8所述的平板显示装置，其中，栅极绝缘层形成在栅极和有源层之间。
14.如权利要求8所述的平板显示装置，其中，钝化层形成在源极和漏极上方。
15.如权利要求8所述的平板显示装置，其中，像素单元包括 像素电极，连接到源极和漏极；对向电极，面向像素电极；发射操作层，设置在像素电极和对向电极之间，发射操作层被构造为根据施加到像素电极和对向电极之间的电压来操作。
16.如权利要求8所述的平板显示装置，其中，发射操作层包括有机发射层和液晶层中的一种。
全文摘要
本发明公开了一种薄膜晶体管(TFT)和包括该TFT的平板显示装置。该TFT包括基底；栅极，形成在基底上方，栅极由掺杂有杂质的硅形成；栅极布线，连接到栅极；有源层，形成在栅极上方；源极和漏极，连接到有源层。根据这种结构，由于可以防止在有源层的晶化过程中的热流至栅极，所以可对有源层执行稳定的晶化，因此可降低产品的错误率。
文档编号H01L29/49GK102446975SQ201110303848
公开日2012年5月9日 申请日期2011年9月29日 优先权日2010年10月1日
发明者崔俊厚, 柳春其 申请人:三星移动显示器株式会社