[发明专利]薄膜晶体管、其制备方法及有机发光二极管显示设备

说明书

技术领域

本发明涉及薄膜晶体管、制备薄膜晶体管的方法以及包括薄膜晶体管的 有机发光二极管显示设备。

背景技术

一般而言，多晶硅层可应用于高场效应迁移率电路和高操作速度电路。 多晶硅具有可适用于互补型金属氧化物半导体(CMOS)电路结构的优点， 并且广泛用于薄膜晶体管的半导体层。这种薄膜晶体管经常用作有源矩阵液 晶显示器(AMLCD)中的有源设备以及用作有机发光二极管(OLED)中 的切换设备或驱动设备。

使非晶硅结晶以形成多晶硅的方法包括固相结晶、准分子激光器结晶、 金属诱导结晶以及金属诱导侧向结晶。固相结晶是一种在大约700℃的最高 温度下将非晶硅层退火若干小时的方法，其中该温度是包括薄膜晶体管的显 示设备的玻璃基板的熔化温度。准分子激光器结晶通过用准分子激光器照射 非晶硅层以在很短的时间内将其局部加热到高温来实现结晶。金属诱导结晶 包括通过将非晶硅层放在与诸如镍、钯、金或铝之类的金属接触的地方或者 将其掺杂有诸如镍、钯、金或铝之类的金属来将非晶硅层相变为多晶硅层。 金属诱导侧向结晶涉及在由金属和硅起反应所形成的硅化物侧向扩展的同 时诱导非晶硅层的连续结晶。

然而，固相结晶具有的缺点在于过长的加工时间以及基板由于过长的高 温加热处理而卷曲的趋势。准分子激光器结晶具有的缺点在于需要昂贵的激 光器并且形成了降低半导体层-栅极绝缘层界面特性的结晶化表面突起。

当前，正在广泛研究使用金属结晶非晶硅层的方法，这是因为与固相结 晶相比，它们具有的优点在于能够在更低温度下并且在更短时间内产生结 晶。使用金属进行结晶的方法包括金属诱导结晶(MIC)、金属诱导侧向结 晶(MILC)以及超晶粒硅(SGS)结晶。

确定薄膜晶体管的特性的一个重要因素是泄露电流。特别在利用金属催 化剂结晶半导体层的处理中，金属催化剂可能残留在沟道区中，从而增加泄 露电流。因此，如果不控制残留在沟道区中的金属催化剂的浓度，则薄膜晶 体管的泄露电流增加，并且它的电特性被降低。

发明内容

本发明的各方面提供了使用利用金属催化剂结晶的半导体层的薄膜晶 体管、制备该晶体管的方法以及包括该晶体管的有机发光二极管(OLED) 显示设备。

根据本发明的各方面，一种薄膜晶体管包括：缓冲层，置于基板上；第 一半导体层和第二半导体层，置于该缓冲层上，该第二半导体层形成于该第 一半导体层上；栅极电极，置于该基板上并与该第一半导体层和第二半导体 层绝缘；栅极绝缘层，将该栅极电极与该第一半导体层和该第二半导体层绝 缘；以及源极电极和漏极电极，与该栅极电极绝缘并且连接到该第二半导体 层。

根据本发明的另一示范性实施例，一种有机发光二极管(OLED)显示 设备包括：缓冲层，形成于基板上；第一半导体层和第二半导体层，形成于 该缓冲层上，该第二半导体层形成于该第一半导体层上；栅极电极，置于该 基板上并与该第一半导体层和第二半导体层绝缘；栅极绝缘层，将该栅极电 极与该第一半导体层和第二半导体层绝缘；源极电极和漏极电极，与该栅极 电极绝缘并且连接到该第二半导体层；绝缘层，置于该基板上以覆盖所述源 极电极和漏极电极；以及第一电极、有机发光层和第二电极，置于该绝缘层 上，该第一电极被连接到所述源极电极和漏极电极之一。

本发明的附加方面和/或优点将在以下描述中被提出并且通过该描述部 分地显而易见或者通过本发明的实践而被获知。

附图说明

本发明的这些和/或其它方面和优点将通过以下结合附图对实施例的描 述变得明显并且更易于理解，在附图中：

图1A到图1G示出了根据本发明示范性实施例的制备多晶硅层的方法；

图1H是根据本发明示范性实施例的第一金属催化剂结晶区的显微图；

图1I是根据本发明示范性实施例的第二金属催化剂结晶区的显微图；

图2A到图2C示出了根据本发明示范性实施例的顶栅极薄膜晶体管；

图3A到图3D示出了根据本发明示范性实施例的底栅极薄膜晶体管； 以及

图4示出了根据本发明示范性实施例的有机发光二极管(OLED)显示 设备。

具体实施方式