形成结晶半导体层的方法、制造薄膜晶体管的方法、薄膜晶体管和显示设备与流程

文档序号:18219598发布日期:2019-07-19 22:54阅读:176来源:国知局
形成结晶半导体层的方法、制造薄膜晶体管的方法、薄膜晶体管和显示设备与流程

本发明涉及半导体技术,更具体地,涉及形成结晶半导体层的方法、制造薄膜晶体管的方法、薄膜晶体管、以及显示设备。



背景技术:

诸如液晶显示(lcd)和有机发光二极管(oled)之类的显示装置已经广泛使用。lcd和oled显示装置使用薄膜晶体管(tft)来控制显示面板中的像素。tft的示例包括非晶硅tft、多晶硅tft、单晶硅tft和金属氧化物tft。薄膜晶体管可以分类为顶栅型和底栅型。



技术实现要素:

在一方面,本发明提供了一种形成结晶半导体层的方法,包括:在基底基板上形成绝缘结晶诱导层;通过在绝缘结晶诱导层上沉积半导体材料来在绝缘结晶诱导层的远离基底基板的一侧形成半导体材料层,半导体材料在诱导半导体材料结晶的沉积温度下沉积;在半导体材料层的远离绝缘结晶诱导层的一侧形成包括合金的合金结晶诱导层;以及,使合金结晶诱导层退火以进一步诱导半导体材料结晶,从而形成结晶半导体层;其中,在使合金中的相对更导电的元素富集到远离基底基板的一侧以及使合金中的相对较少导电的元素富集到靠近基底基板的一侧的条件下执行使合金结晶诱导层退火,从而形成经退火的结晶诱导层。

可选地,经退火的结晶诱导层中的合金中的相对更导电的元素具有沿从靠近基底基板的一侧到远离基底基板的一侧的方向的增大梯度分布;并且,经退火的结晶诱导层中的合金中的相对较少导电的元素具有沿从靠近基底基板的一侧到远离基底基板的一侧的方向的减小梯度分布。

可选地,使用高度纹理化绝缘材料来形成绝缘结晶诱导层。

可选地,高度纹理化绝缘材料的晶格常数与结晶半导体层的晶格常数之比在1.5:1至1:1.5的范围内。

可选地,绝缘结晶诱导层包括选自由以下各项构成的组中的材料:氧化镁、氧化铝、氧化锆和氧化铪。

可选地,所述合金是金属硅合金;合金中的相对更导电的元素是金属;并且,合金中的相对较少导电的元素是硅。

可选地,所述合金包括选自由以下各项构成的组中的材料:金硅合金、铝硅合金、锡硅合金和铜硅合金。

可选地,经退火的结晶诱导层中的金属具有沿从靠近基底基板的一侧到远离基底基板的一侧的方向的增大梯度分布;并且,经退火的结晶诱导层中的硅具有沿从靠近基底基板的一侧到远离基底基板的一侧的方向的减小梯度分布。

可选地,所述沉积温度在250摄氏度至400摄氏度的范围内。

另一方面,本发明提供了一种制造薄膜晶体管的方法,包括:根据本文所述方法形成结晶半导体层;使用单个掩膜板在同一构图工艺中对经退火的结晶诱导层和结晶半导体层进行构图,从而形成有源层,位于与有源层相对应的区域以外的区域中的经退火的结晶诱导层被实质上移除;在至少部分地保持位于与有源层的源极接触部分和漏极接触部分相对应的区域中的经退火的结晶诱导层的同时,移除位于与有源层的沟道部分相对应的区域中的经退火的结晶诱导层,从而形成包括位于源极接触部分上的第一欧姆接触垫和位于漏极接触部分上的第二欧姆接触垫的欧姆接触层;以及,在第一欧姆接触垫的远离基底基板的一侧形成源极,并且在第二欧姆接触垫的远离基底基板的一侧形成漏极。

可选地,在形成绝缘结晶诱导层之前,所述方法还包括:在基底基板上形成栅极;其中,绝缘结晶诱导层形成为使栅极与有源层绝缘的栅绝缘层。

另一方面,本发明提供了一种薄膜晶体管,包括:基底基板;绝缘结晶诱导层,其位于基底基板上;有源层,其位于绝缘结晶诱导层的远离基底基板的一侧,有源层具有沟道部分、源极接触部分和漏极接触部分,有源层包括结晶半导体;欧姆接触层,其包括位于源极接触部分的远离绝缘结晶诱导层的一侧的第一欧姆接触垫和位于漏极接触部分的远离绝缘结晶诱导层的一侧的第二欧姆接触垫;源极,其位于第一欧姆接触垫的远离基底基板的一侧;以及,漏极,其位于第二欧姆接触垫的远离基底基板的一侧;其中,第一欧姆接触垫包括合金,该合金具有在第一欧姆接触垫的远离基底基板的一侧上富集的合金中的相对更导电的元素和在第一欧姆接触垫的靠近基底基板的一侧上富集的合金中的较少导电的元素;并且,第二欧姆接触垫包括合金,该合金具有在第二欧姆接触垫的远离基底基板的一侧上富集的合金中的相对更导电的元素和在第二欧姆接触垫的靠近基底基板的一侧上富集的合金中的较少导电的元素。

可选地,第一欧姆接触垫中的合金中的相对更导电的元素具有沿从靠近基底基板的一侧到远离基底基板的一侧的方向的增大梯度分布;第一欧姆接触垫中的合金中的相对较少导电的元素具有沿从靠近基底基板的一侧到远离基底基板的一侧的方向的减小梯度分布;第二欧姆接触垫中的合金中的相对更导电的元素具有沿从靠近基底基板的一侧到远离基底基板的一侧的方向的增大梯度分布;并且,第二欧姆接触垫中的合金中的相对较少导电的元素具有沿从靠近基底基板的一侧到远离基底基板的一侧的方向的减小梯度分布。

可选地,绝缘结晶诱导层包括高度纹理化绝缘材料。

可选地,高度纹理化绝缘材料的晶格常数与结晶半导体的晶格常数之比在1.5:1至1:1.5的范围内。

可选地,绝缘结晶诱导层包括选自由以下各项构成的组中的材料:氧化镁、氧化铝、氧化锆和氧化铪。

可选地,所述合金是金属硅合金;合金中的相对更导电的元素是金属;合金中的相对较少导电的元素是硅;第一欧姆接触垫包括在第一欧姆接触垫的远离基底基板的一侧上富集的金属和在第一欧姆接触垫的靠近基底基板的一侧上富集的硅;并且,第二欧姆接触垫包括在第二欧姆接触垫的远离基底基板的一侧上富集的金属和在第二欧姆接触垫的靠近基底基板的一侧上富集的硅。

可选地,所述合金包括选自由以下各项构成的组中的材料:金硅合金、铝硅合金、锡硅合金和铜硅合金。

可选地,所述薄膜晶体管还包括:栅极,其位于绝缘结晶诱导层的靠近基底基板的一侧;其中,绝缘结晶诱导层用作使栅极与有源层绝缘的栅绝缘层。

另一方面,本发明提供了一种显示设备,该显示设备包括本文所述的薄膜晶体管以及用于驱动图像显示的一个或多个集成电路。

附图说明

以下附图仅为根据所公开的各种实施例的用于示意性目的的示例,并且不旨在限制本发明的范围。

图1a至图1h示出了根据本公开的一些实施例中的形成结晶半导体层和制造薄膜晶体管的方法。

图2a至图2h示出了根据本公开的一些实施例中的形成结晶半导体层和制造薄膜晶体管的方法。

具体实施方式

现在将参照以下实施例更具体地描述本公开。需注意,以下对一些实施例的描述仅针对示意和描述的目的而呈现于此。其不旨在是穷尽性的或者受限为所公开的确切形式。

在本公开中发现,在常规薄膜晶体管或由常规方法制造的薄膜晶体管中存在若干问题。在常规薄膜晶体管中,迁移率已达到瓶颈,并且使用现有工艺进一步改善变得困难。在常规结晶诱导工艺中,仍难以移除结晶诱导材料。因此,残留的结晶诱导材料不利影响薄膜晶体管性能的问题提出了挑战。

因此,本公开特别提供了形成结晶半导体层的方法、制造薄膜晶体管的方法、薄膜晶体管、以及显示设备,其实质上消除了由于相关技术的限制和缺陷而导致的问题中的一个或多个。在一方面,本公开提供了一种形成结晶半导体层(crystallizedsemiconductorlayer)的方法。在一些实施例中,所述方法包括:在基底基板上形成绝缘结晶诱导层(insulatingcrystallizationinducinglayer);通过在绝缘结晶诱导层上沉积半导体材料来在绝缘结晶诱导层的远离基底基板的一侧形成半导体材料层,半导体材料在诱导半导体材料结晶的沉积温度下沉积;在半导体材料层的远离绝缘结晶诱导层的一侧形成包括合金的合金结晶诱导层(alloycrystallizationinducinglayer);以及,使合金结晶诱导层退火以进一步诱导半导体材料结晶,从而形成结晶半导体层。可选地,在使合金中的相对更导电的元素富集(enrich)到远离基底基板的一侧以及使合金中的相对较少导电的元素富集到靠近基底基板的一侧的条件下执行使合金结晶诱导层退火,从而形成经退火的结晶诱导层。

另一方面,本发明还提供了一种制造薄膜晶体管的方法。在一些实施例中,所述方法包括:形成本文所述的结晶半导体层;使用单个掩膜板在同一构图工艺中对经退火的结晶诱导层和结晶半导体层进行构图,从而形成有源层,位于与有源层相对应的区域以外的区域中的经退火的结晶诱导层被实质上移除;在至少部分地保持位于与有源层的源极接触部分和漏极接触部分相对应的区域中的经退火的结晶诱导层的同时,移除位于与有源层的沟道部分相对应的区域中的经退火的结晶诱导层,从而形成包括位于源极接触部分上的第一欧姆接触垫和位于漏极接触部分上的第二欧姆接触垫的欧姆接触层;以及,在第一欧姆接触垫的远离基底基板的一侧形成源极,并且在第二欧姆接触垫的远离基底基板的一侧形成漏极。

另一方面,本公开提供了一种通过本文所述方法制造的薄膜晶体管。在本方法中,使用两个结晶诱导层来执行半导体层结晶,一个结晶诱导层位于待结晶的半导体材料层的顶部,而另一个结晶诱导层位于待结晶的半导体材料层的底部。与常规薄膜晶体管(即使是具有通过常规结晶诱导方法结晶的半导体层的薄膜晶体管)相比,由本方法制造的薄膜晶体管具有异常高的迁移率。此外,与常规结晶诱导方法相比,本方法避免了残留的结晶诱导材料不利影响薄膜晶体管性能的问题。在本方法中,结晶诱导材料的移除不成问题。此外,由本方法制造的薄膜晶体管具有有源层与源极/漏极之间显著提高的欧姆接触。

图1a至图1h示出了根据本公开的一些实施例中的形成结晶半导体层和制造薄膜晶体管的方法。参照图1a,在一个示例中,待形成的薄膜晶体管为底栅型薄膜晶体管。所述方法包括首先在基底基板10上形成栅极20。

各种适当导电电极材料和各种适当制造方法可以用于制作栅极20。例如,可以通过例如溅射或气相沉积在衬底上沉积导电电极材料并通过例如诸如湿法蚀刻之类的光刻来对导电电极材料进行构图,从而形成栅极20。适当导电电极材料的示例包括但不限于:铝、铬、钨、钛、钽、钼、铜、以及含有它们的合金或层压件。

可选地,栅极20形成为具有1000nm至5000nm范围内的厚度。

参照图1b,在形成栅极20之后,在栅极20的一侧形成绝缘结晶诱导层30。在薄膜晶体管为图1a至图1h所描述的底栅型薄膜晶体管的情况下,绝缘结晶诱导层30不仅在制造结晶半导体层期间用作结晶诱导层,而且同时用作使栅极20与有源层(稍后形成)彼此绝缘的栅绝缘层。

各种适当绝缘和结晶诱导材料可以用于制作绝缘结晶诱导层30。在一些实施例中,使用高度纹理化绝缘材料来形成绝缘结晶诱导层30。如本文所用,术语“纹理化”指的是层中的晶体具有优先取向,例如,面外(out-of-plane)或面内(in-plane),或两者。可选地,选择用于制作绝缘结晶诱导层30的材料,以使得高度纹理化绝缘材料的晶格常数类似于结晶半导体层的晶格常数,以促进结晶诱导工艺。可选地,选择用于制作绝缘结晶诱导层30的材料,以使得高度纹理化绝缘材料的晶格常数与结晶半导体层的晶格常数之比在1.5:1至1:1.5(例如,1.4:1至1:1.4、1.3:1至1:1.3、1.2:1至1:1.2、1.1:1至1:1.1、以及1.05:1至1:1.05)的范围内。用于制作绝缘结晶诱导层30的适当绝缘和结晶诱导材料的示例包括:氧化镁、氧化铝、氧化锆和氧化铪。

绝缘结晶诱导层30可以制作成各种适当厚度。可选地,绝缘结晶诱导层30形成为具有500nm至2000nm(例如,500nm至700nm、700nm至900nm、900nm至1000nm、1000nm至1200nm、1200nm至1400nm、1400nm至1600nm、1600nm至1800nm以及1800nm至2000nm)的范围中的厚度。

参照图1c,随后在绝缘结晶诱导层的远离基底基板10的一侧形成半导体材料层40。例如,在诱导半导体材料结晶的沉积温度下在绝缘结晶半导体诱导层30上沉积半导体材料。各种适当沉积方法可用于沉积半导体材料。在一个示例中,在气相沉积工艺(例如,等离子体增强化学气相沉积(pecvd)工艺)中沉积半导体材料(例如,硅)。在另一示例中,利用溅射工艺(例如,磁控溅射工艺)来沉积半导体材料(例如,半导体氧化物)。为了有效地通过绝缘结晶诱导层30来诱导半导体材料结晶,(在气相沉积工艺中或在溅射工艺中)需要特定沉积温度。可选地,沉积温度在250摄氏度至400摄氏度(例如,250摄氏度至300摄氏度、300摄氏度至350摄氏度、以及350摄氏度至400摄氏度)的范围内。

参照图1d,在一些实施例中,所述方法还包括在半导体材料层40的远离绝缘结晶诱导层30的一侧形成(例如,沉积)包括合金的合金结晶诱导层50。在一些实施例中,所述合金包括相对更导电的元素(例如,导电元素)和相对较少导电的元素(例如,半导电元素)。可选地,所述合金是金属与半导体材料的合金,例如,金属硅合金。适当合金的示例包括:金硅合金、铝硅合金、锡硅合金和铜硅合金。

在一些实施例中,在形成合金结晶诱导层50之后,所述方法还包括使合金结晶诱导层50退火以进一步诱导半导体材料结晶。参照图1e,在使合金结晶诱导层退火之后,形成了其中半导体材料结晶的结晶半导体层41。

在一些实施例中,在使合金中的相对更导电的元素富集到远离基底基板10的一侧以及使合金中的相对较少导电的元素富集到靠近基底基板10的一侧的条件下执行使合金结晶诱导层退火的步骤,从而形成经退火的结晶诱导层51。可以控制相对更导电的元素与相对较少导电的元素之比,以使得可以实现相对更导电的元素与相对较少导电的元素之间的各种类型的分离。

参照图1e,在一些实施例中,在使合金结晶诱导层退火的步骤之后,将经退火的结晶诱导层51分成至少两个子层,包括第一子层511和第二子层512。第二子层512位于第一子层511的远离基底基板的一侧。在第二子层512中,富集了合金中的相对更导电的元素。在第一子层511中,富集了合金中的相对较少导电的元素。在一个示例中,合金是金属硅合金,第二子层512是由退火工艺中从合金中析出的金属形成的金属子层,并且第一子层511是在金属析出到第二子层512中时富集的硅。

各种适当退火方法可以用于使合金结晶诱导层退火。适当退火方法的示例包括激光退火和高温退火。

参照图1f,在退火步骤之后,利用例如光刻工艺对结晶半导体层41和经退火的结晶诱导层51进行构图。可选地,所述方法包括使用单个掩膜板在同一构图工艺中对经退火的结晶诱导层和结晶半导体层进行构图,从而形成有源层42,位于与有源层相对应的区域以外的区域中的经退火的结晶诱导层被实质上移除,从而形成图案化的经退火的结晶诱导层52(包括第一图案化子层521和第二图案化子层522)。可选地,图案化的经退火的结晶诱导层52在基底基板10上的正投影与有源层42在基底基板10上的正投影实质上重叠。可选地,利用干法蚀刻工艺执行对经退火的结晶诱导层和结晶半导体层进行构图。

参照图1g,在对经退火的结晶诱导层和结晶半导体层进行构图之后,所述方法还包括:在至少部分地保持位于与有源层42的源极接触部分422和漏极接触部分423相对应的区域中的经退火的结晶诱导层的同时,移除位于与有源层42的沟道部分421相对应的区域中的图案化的经退火的结晶诱导层,从而形成欧姆接触层53。可选地,欧姆接触层53形成为包括位于源极接触部分422上的第一欧姆接触垫531和位于漏极接触部分423上的第二欧姆接触垫532。第一欧姆接触垫531形成为使得合金中的相对更导电的元素在第一欧姆接触垫531的远离基底基板10的一侧富集并且使得合金中的相对较少导电的元素在第一欧姆接触垫531的靠近基底基板10的一侧富集,并且第二欧姆接触垫532形成为使得合金中的相对更导电的元素在第二欧姆接触垫532的远离基底基板10的一侧富集并且使得合金中的相对较少导电的元素在第二欧姆接触垫532的靠近基底基板10的一侧富集。在一个示例中,第一欧姆接触垫531形成为使得金属在第一欧姆接触垫531的远离基底基板10的一侧富集并且使得硅在第一欧姆接触垫531的靠近基底基板10的一侧富集,并且第二欧姆接触垫532形成为使得金属在第二欧姆接触垫532的远离基底基板10的一侧富集并且使得硅在第二欧姆接触垫532的靠近基底基板10的一侧富集。

可选地,在移除位于与有源层42的沟道部分421相对应的区域中的图案化的经退火的结晶诱导层的步骤期间,可采用过蚀刻技术来确保完全或近乎完全移除位于与沟道部分421相对应的区域中的残留合金材料。可选地,在移除位于与有源层42的沟道部分421相对应的区域中的图案化的经退火的结晶诱导层的步骤中使用50%过蚀刻。

可选地,如图1g所示,第一欧姆接触垫531形成为包括子层5311和位于子层5311的远离基底基板10的一侧的子层5312。在子层5312中,富集了合金中的相对更导电的元素。在子层5311中,富集了合金中的相对较少导电的元素。在一个示例中,合金是金属硅合金,子层5312是金属子层,并且子层5311与子层5312相比富集了硅。

可选地,如图1g所示,第二欧姆接触垫532形成为包括子层5321和位于子层5321的远离基底基板10的一侧的子层5322。在子层5322中,富集了合金中的相对更导电的元素。在子层5321中,富集了合金中的相对较少导电的元素。在一个示例中,合金是金属硅合金,子层5322是金属子层,并且子层5321与子层5322相比富集了硅。

本薄膜晶体管中的欧姆接触层53包括在与有源层42接触的一侧上富集的相对较少导电的元素(例如,诸如硅的半导体元素)和在与源极/漏极接触的一侧上富集的相对更导电的元素(例如,金属元素),欧姆接触层53沿着从有源层42至源极/漏极的方向从相对较少导电的元素过渡到相对更导电的元素,显著增强了欧姆接触层53的欧姆接触特性。在由本方法制造的薄膜晶体管中,可以增强薄膜晶体管的导通电流(on-statecurrent),从而增强薄膜晶体管对发光元件的驱动能力。

可选地,可以利用单个掩膜板(例如,半色调掩膜板或灰色调掩膜板)在同一构图工艺中执行图1f和图1g中描述的步骤。例如,所述方法包括:利用单个掩膜板在同一构图工艺中,对经退火的结晶诱导层和结晶半导体层进行构图,并且,在至少部分地保持位于与有源层42的源极接触部分422和漏极接触部分423相对应的区域中的经退火的结晶诱导层的同时,移除位于与有源层42的沟道部分421相对应的区域中的经退火的结晶诱导层,从而形成有源层42以及欧姆接触层53,所述欧姆接触层53包括位于源极接触部分422上的第一欧姆接触垫531和位于漏极接触部分423上的第二欧姆接触垫532。

参照图1h,在一些实施例中,所述方法还包括:在第一欧姆接触垫531的远离基底基板10的一侧形成源极61,并且在第二欧姆接触垫532的远离基底基板10的一侧形成漏极62。由于在沟道部分的底侧形成沟道,因此可以最小化残留合金对薄膜晶体管性能的影响。

本方法大大简化了薄膜晶体管的制造工艺。由于本方法采用两个结晶诱导层,因此可以显著改善结晶程度,导致有源层的增强特性。结果,可以在由本方法制造的薄膜晶体管中实现高迁移率。本方法还避免了需要常规工艺中所要求的脱氢、再氢化和掺杂。可以将合金结晶诱导层图案化为欧姆接触层,进一步简化了制造工艺。欧姆接触层沿着从有源层至源极/漏极的方向从相对较少导电的元素过渡到相对更导电的元素,显著增强了欧姆接触层的欧姆接触特性。例如,通过过蚀刻移除位于与有源层的沟道部分相对应的区域中的合金结晶诱导层。可以最小化或实质上消除残留合金材料的不利影响。

图2a至图2h示出了根据本公开的一些实施例中的形成结晶半导体层和制造薄膜晶体管的方法。图2a至图2d描述的工艺与图1a至图1d描述的工艺实质上类似。参照图2e,在一些实施例中,可以控制相对更导电的元素与相对较少导电的元素之比,以使得将经退火的结晶诱导层51不分成子层。例如,经退火的结晶诱导层51保持为单个层,其中的元素具有沿从靠近基底基板的一侧到远离基底基板的一侧的方向的梯度分布。本公开中,元素的梯度分布是指,元素在合金的不同位置具有不同的含量,从而构成含量的梯度分布。可选地,经退火的结晶诱导层51中的合金中的相对更导电的元素具有沿从靠近基底基板10的一侧到远离基底基板10的一侧的方向的增大梯度分布。可选地,经退火的结晶诱导层51中的合金中的相对较少导电的元素具有沿从靠近基底基板10的一侧到远离基底基板10的一侧的方向的减小梯度分布。在一个示例中,所述合金是金属硅合金,经退火的结晶诱导层51中的金属具有沿从靠近基底基板10的一侧到远离基底基板10的一侧的方向的增大梯度分布,并且经退火的结晶诱导层51中的硅具有沿从靠近基底基板10的一侧到远离基底基板10的一侧的方向的减小梯度分布。

参照图2f,在退火步骤之后,利用例如光刻工艺对结晶半导体层41和经退火的结晶诱导层51进行构图。可选地,所述方法包括使用单个掩膜板在同一构图工艺中对经退火的结晶诱导层和结晶半导体层进行构图,从而形成有源层42,位于与有源层相对应的区域以外的区域中的经退火的结晶诱导层被实质上移除,从而形成图案化的经退火的结晶诱导层52。可选地,图案化的经退火的结晶诱导层52中的合金中的相对更导电的元素具有沿从靠近基底基板10的一侧到远离基底基板10的一侧的方向的增大梯度分布,并且图案化的经退火的结晶诱导层52中的合金中的相对较少导电的元素具有沿从靠近基底基板10的一侧到远离基底基板10的一侧的方向的减小梯度分布。

参照图2g,在对经退火的结晶诱导层和结晶半导体层进行构图之后,所述方法还包括:在至少部分地保持位于与有源层42的源极接触部分422和漏极接触部分423相对应的区域中的经退火的结晶诱导层的同时,移除位于与有源层42的沟道部分421相对应的区域中的图案化的经退火的结晶诱导层,从而形成欧姆接触层53。可选地,欧姆接触层53形成为包括位于源极接触部分422上的第一欧姆接触垫531和位于漏极接触部分423上的第二欧姆接触垫532。第一欧姆接触垫531形成为使得合金中的相对更导电的元素在第一欧姆接触垫531的远离基底基板10的一侧富集并且使得合金中的相对较少导电的元素在第一欧姆接触垫531的靠近基底基板10的一侧富集,并且第二欧姆接触垫532形成为使得合金中的相对更导电的元素在第二欧姆接触垫532的远离基底基板10的一侧富集并且使得合金中的相对较少导电的元素在第二欧姆接触垫532的靠近基底基板10的一侧富集。

可选地,第一欧姆接触垫531形成为使得第一欧姆接触垫531中的合金中的相对更导电的元素具有沿从靠近基底基板10的一侧到远离基底基板10的一侧的方向的增大梯度分布,并且第一欧姆接触垫531中的合金中的相对较少导电的元素具有沿从靠近基底基板10的一侧到远离基底基板10的一侧的方向的减小梯度分布。

可选地,第二欧姆接触垫532形成为使得第二欧姆接触垫532中的合金中的相对更导电的元素具有沿从靠近基底基板10的一侧到远离基底基板10的一侧的方向的增大梯度分布,并且第二欧姆接触垫532中的合金中的相对较少导电的元素具有沿从靠近基底基板10的一侧到远离基底基板10的一侧的方向的减小梯度分布。

在一个示例中,所述合金是金属硅合金,合金中的相对更导电的元素是金属,并且合金中的相对较少导电的元素是硅。可选地,第一欧姆接触垫531形成为使得第一欧姆接触垫531中的合金中的金属具有沿从靠近基底基板10的一侧到远离基底基板10的一侧的方向的增大梯度分布,并且第一欧姆接触垫531中的合金中的硅具有沿从靠近基底基板10的一侧到远离基底基板10的一侧的方向的减小梯度分布。可选地,第二欧姆接触垫532形成为使得第二欧姆接触垫532中的合金中的金属具有沿从靠近基底基板10的一侧到远离基底基板10的一侧的方向的增大梯度分布,并且第二欧姆接触垫532中的合金中的硅具有沿从靠近基底基板10的一侧到远离基底基板10的一侧的方向的减小梯度分布。

图2h中所描述的工艺与图1h中描述的工艺实质上类似。

另一方面,本公开提供了一种薄膜晶体管。在一些实施例中,并且参照图1h和图2h,薄膜晶体管包括:基底基板10;绝缘结晶诱导层30,其位于基底基板10上;有源层42,其位于绝缘结晶诱导层30的远离基底基板10的一侧,有源层42包括沟道部分421、源极接触部分422和漏极接触部分423,有源层42包括结晶半导体;欧姆接触层53,其包括位于源极接触部分422的远离绝缘结晶诱导层30的一侧的第一欧姆接触垫531和位于漏极接触部分423的远离绝缘结晶诱导层30的一侧的第二欧姆接触垫532;源极61,其位于第一欧姆接触垫531的远离基底基板10的一侧;以及,漏极62,其位于第二欧姆接触垫532的远离基底基板10的一侧。可选地,第一欧姆接触垫531包括合金,该合金具有在第一欧姆接触垫531的远离基底基板10的一侧上富集的合金中的相对更导电的元素和在第一欧姆接触垫531的靠近基底基板10的一侧上富集的合金中的较少导电的元素。可选地,第二欧姆接触垫532包括合金,该合金具有在第二欧姆接触垫532的远离基底基板10的一侧上富集的合金中的相对更导电的元素和在第二欧姆接触垫532的靠近基底基板10的一侧上富集的合金中的较少导电的元素。在一个示例中,第一欧姆接触垫531具有在第一欧姆接触垫531的远离基底基板10的一侧富集的金属以及在第一欧姆接触垫531的靠近基底基板10的一侧富集的硅,并且第二欧姆接触垫532具有在第二欧姆接触垫532的远离基底基板10的一侧富集的金属以及在第二欧姆接触垫532的靠近基底基板10的一侧富集的硅。

在一些实施例中,并且参照图1h,第一欧姆接触垫531包括子层5311和位于子层5311的远离基底基板10的一侧的子层5312。在子层5312中,富集了合金中的相对更导电的元素。在子层5311中,富集了合金中的相对较少导电的元素。在一个示例中,合金是金属硅合金,子层5312是金属子层,并且子层5311与子层5312相比富集了硅。

在一些实施例中,并且参照图1h,第二欧姆接触垫532包括子层5321和位于子层5321的远离基底基板10的一侧的子层5322。在子层5322中,富集了合金中的相对更导电的元素。在子层5321中,富集了合金中的相对较少导电的元素。在一个示例中,合金是金属硅合金,子层5322是金属子层,并且子层5321与子层5322相比富集了硅。

在一些实施例中,并且参照图2h,第一欧姆接触垫531中的合金中的相对更导电的元素具有沿从靠近基底基板10的一侧到远离基底基板10的一侧的方向的增大梯度分布;并且,第一欧姆接触垫531中的合金中的相对较少导电的元素具有沿从靠近基底基板10的一侧到远离基底基板10的一侧的方向的减小梯度分布。

在一些实施例中,并且参照图2h,第二欧姆接触垫532中的合金中的相对更导电的元素具有沿从靠近基底基板10的一侧到远离基底基板10的一侧的方向的增大梯度分布;并且,第二欧姆接触垫532中的合金中的相对较少导电的元素具有沿从靠近基底基板10的一侧到远离基底基板10的一侧的方向的减小梯度分布。

在一个示例中,所述合金是金属硅合金,合金中的相对更导电的元素是金属,并且合金中的相对较少导电的元素是硅。可选地,在第一欧姆接触垫531中,第一欧姆接触垫531中的合金中的金属具有沿从靠近基底基板10的一侧到远离基底基板10的一侧的方向的增大梯度分布,并且第一欧姆接触垫531中的合金中的硅具有沿从靠近基底基板10的一侧到远离基底基板10的一侧的方向的减小梯度分布。可选地,在第二欧姆接触垫532中,第二欧姆接触垫532中的合金中的金属具有沿从靠近基底基板10的一侧到远离基底基板10的一侧的方向的增大梯度分布,并且第二欧姆接触垫532中的合金中的硅具有沿从靠近基底基板10的一侧到远离基底基板10的一侧的方向的减小梯度分布。

在一些实施例中,使用高度纹理化绝缘材料来形成绝缘结晶诱导层。可选地,选择用于制作绝缘结晶诱导层30的材料,以使得高度纹理化绝缘材料的晶格常数类似于结晶半导体层的晶格常数,以促进结晶诱导工艺。可选地,选择用于制作绝缘结晶诱导层30的材料,以使得高度纹理化绝缘材料的晶格常数与结晶半导体层的晶格常数之比在1.5:1至1:1.5(例如,1.4:1至1:1.4、1.3:1至1:1.3、1.2:1至1:1.2、1.1:1至1:1.1、以及1.05:1至1:1.05)的范围内。用于制作绝缘结晶诱导层30的适当绝缘和结晶诱导材料的示例包括:氧化镁、氧化铝、氧化锆和氧化铪。可选地,绝缘结晶诱导层30形成为具有500nm至2000nm(例如,500nm至700nm、700nm至900nm、900nm至1000nm、1000nm至1200nm、1200nm至1400nm、1400nm至1600nm、1600nm至1800nm以及1800nm至2000nm)的范围中的厚度。

在一些实施例中,所述合金包括相对更导电的元素(例如,导电元素)和相对较少导电的元素(例如,半导电元素)。可选地,所述合金是金属与半导体材料的合金,例如,金属硅合金。适当合金的示例包括:金硅合金、铝硅合金、锡硅合金和铜硅合金。

在一些实施例中,所述薄膜晶体管还包括栅极。可选地,薄膜晶体管为顶栅型薄膜晶体管。可选地,薄膜晶体管为底栅型薄膜晶体管。可选地,并且参照图1h和图2h,栅极20位于绝缘结晶诱导层30的靠近基底基板10的一侧。可选地,绝缘结晶诱导层30还用作使栅极20与有源层42绝缘的栅绝缘层。

另一方面,本公开还提供了一种显示设备。所述显示设备包括本文描述或通过本文描述的方法制造的薄膜晶体管,并且还包括用于驱动图像显示的一个或多个集成电路。可选地,显示设备包括显示面板。可选地,显示面板包括阵列基板和对置基板。可选地,阵列基板包括本文描述或通过本文描述的方法制造的薄膜晶体管。

可选地,所述显示设备为液晶显示设备。可选地,所述显示设备为有机发光二极管显示设备。可选地,所述显示设备为电泳显示设备。在一些实施例中,所述显示设备包括布置成具有多行和多列的阵列的多个子像素。可选地,所述多个子像素中的每一个包括本文描述或通过本文描述的方法制造的至少一个薄膜晶体管。适当显示设备的示例包括但不限于:电子纸、移动电话、平板计算机、电视、监视器、笔记本计算机、数字相框、gps等。

出于示意和描述目的已示出对本发明实施例的上述描述。其并非旨在穷举或将本发明限制为所公开的确切形式或示例性实施例。因此,上述描述应当被认为是示意性的而非限制性的。显然,许多修改和变形对于本领域技术人员而言将是显而易见的。选择和描述这些实施例是为了解释本发明的原理和其最佳方式的实际应用,从而使得本领域技术人员能够理解本发明适用于特定用途或所构思的实施方式的各种实施例及各种变型。本发明的范围旨在由所附权利要求及其等同形式限定,其中除非另有说明,否则所有术语以其最宽的合理意义解释。因此,术语“发明”、“本发明”等不一定将权利范围限制为具体实施例,并且对本发明示例性实施例的参考不隐含对本发明的限制,并且不应推断出这种限制。本发明仅由所附权利要求的精神和范围限定。此外,这些权利要求可涉及使用跟随有名词或元素的“第一”、“第二”等术语。这种术语应当理解为一种命名方式而非意在对由这种命名方式修饰的元素的数量进行限制,除非已给出具体数量。所描述的任何优点和益处不一定适用于本发明的全部实施例。应当认识到的是,本领域技术人员在不脱离所附权利要求所限定的本发明的范围的情况下可以对所描述的实施例进行变化。此外,本公开中没有元件和组件是意在贡献给公众的,无论该元件或组件是否明确地记载在所附权利要求中。

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