[发明专利]包括薄膜晶体管的阵列基板及其制造方法

说明书

本申请要求2008年11月7日提交的韩国专利申请 No.10-2008-0110664的优先权，此处以引证的方式并入其全部内容。

技术领域

本申请涉及用于显示设备的阵列基板，且更具体而言，涉及包括具 有多晶硅沟道区域的薄膜晶体管的阵列基板及该阵列基板的制造方法。

背景技术

随着信息时代不断发展，具有轻重量、薄外形和低功耗的平板显示 (FPD)设备已经取代了阴极射线管(CRT)设备。液晶显示(LCD)设 备、等离子体显示板(PDP)设备、场致发射显示(FED)设备以及电致 发光显示(ELD)设备是FPD设备的示例。因为包括薄膜晶体管作为对 各个像素的施加电压进行控制的开关元件的LCD设备(被称为有源矩阵 LCD(AM-LCD)设备)具有高分辨率和显示运动图像的良好特性，所 以AM-LCD设备已经被广为使用。

另外，使用有机发光材料的ELD设备(被称为有机电致发光显示 (OELD)设备)以相对较高亮度和低驱动电压来显示图像。因为OELD 设备为发射型(emissive type)，所以OELD设备由于超薄外形而具有较佳 的对比度。另外，因为它们具有仅为几个微秒的短响应时间，所以它们 能够容易地显示运动图像。而且。OELD设备在视角方面没有限制且即 使在相对较低温度下也能稳定工作。再者，因为OELD设备仅使用低电 压工作，例如约5V至15V的DC(直流)，所以用于OELD设备的驱动 电路可以便宜且容易地制造。因此，OELD设备已成为最近研究和开发 的主题。

LCD设备和OELD设备各包括具有薄膜晶体管(TFT)作为对各个 像素的施加电压进行控制的开关元件的阵列基板。因此，各个像素区域 中的TFT连接到选通线、数据线和像素电极以根据选通线的选通信号将 数据线的数据信号发送到像素电极。

图1是示出根据相关技术的用于阵列基板的具有非晶硅半导体层的 薄膜晶体管的截面图。在图1中，在像素区域P的晶体管区域TrA中在 基板9上形成栅极10且在该栅极10上形成栅绝缘层18。在栅极10上 方在栅绝缘层18上形成包括本征非晶硅的有源层20a和掺杂非晶硅的欧 姆接触层20b的半导体层20。有源层20a的端部上的欧姆接触层20b彼 此隔开以露出有源层20a的中部。在欧姆接触层20b上形成源极和漏极 26和28以露出有源层20a的中部。栅极10、栅绝缘层18、半导体层20、 源极26和漏极28构成了薄膜晶体管(TFT)Tr。

钝化层36形成在TFT Tr上且具有露出漏极28的漏接触孔30。像素 电极38形成在钝化层36上且通过漏接触孔30与漏极28相连。尽管在 图1中未示出，在基板9的上方形成连接到栅极10的选通线和连接到源 极26的数据线。

在根据相关技术的阵列基板中，TFT Tr的有源层20a包括非晶硅。 因为非晶硅具有随机的原子布置，当光照射时或者当施加电场时，非晶 硅具有准静态。因此，具有非晶硅的有源层20a的TFT在稳定性方面具 有缺陷。另外，由于非晶硅的有源层20a的沟道区域中的载流子具有约 0.1cm²/Vsec至约1.0cm²/Vsec范围内的相对较低的迁移率，所以具有非 晶硅的有源层20a的TFT在用于驱动电路的开关元件的用途中具有缺陷。

为了解决非晶硅的上述问题，已经提议了具有多晶硅的有源层的 TFT以及通过使非晶硅结晶以形成多晶硅来制造该TFT的方法。例如， 有源层的非晶硅可以通过准分子激光退火(ELA)工艺来结晶而变成多 晶硅。

图2是根据相关技术的具有用于阵列基板的多晶硅的半导体层的薄 膜晶体管的截面图。在图2中，在基板51上形成缓冲层53且在该缓冲 层53上形成包括沟道区域55a、源区55b和漏区55c的半导体层55。沟 道区域55a包括本征多晶硅，并且在沟道区域55a两侧的源区和漏区55b 和55c包括掺杂多晶硅。例如，源区和漏区55b和55c可以掺杂有高浓 度的正杂质(p+)或者高浓度的负杂质(n+)。在半导体层55上形成栅绝 缘层58且在半导体层55上方在栅绝缘层58上形成栅极59。在栅极59 上形成层间绝缘层61。栅绝缘层58和层间绝缘层61包括分别露出源区 和漏区55b和55c的第一接触孔63和第二接触孔64。