[发明专利]制造薄膜晶体管的方法及其脱氢装置和包括该方法制造的薄膜晶体管的有机发光显示设备

说明书

提供了一种制造薄膜晶体管的方法、用于执行该方法的脱氢装置以及包括通过该方法制造的薄膜晶体管的有机发光显示设备。制造薄膜晶体管的方法包括：在用于执行非晶硅层的脱氢工艺的腔室中将氧含量从第一值降低至第二值，将其上形成有非晶硅层的基板插入到腔室中，加热腔室内部以在非晶硅层上执行脱氢工艺，和使用激光通过结晶化非晶硅层形成多晶硅层。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年6月2日在韩国专利局提交的韩国专利申请No.10- 2016-0068618的优先权，本文中通过参考将其公开内容整体并入本文。

技术领域

本公开涉及制造薄膜晶体管的方法、用于执行该方法的脱氢装置和包括通过该方法制造的薄膜晶体管的有机发光显示设备，更特别地，涉及改善了膜特性的制造薄膜晶体管的方法、用于执行该方法的脱氢装置以及包括通过该方法制造的薄膜晶体管的有机发光显示设备。

背景技术

由于小的厚度和低的功耗，作为下一代显示设备的平板显示设备，诸如液晶显示设备、等离子体显示面板设备和有机发光显示设备已经逐步成为焦点。

具体地，与液晶显示设备不同，有机发光显示设备是自发光显示设备且不需要单独的光源。由此，可将有机发光显示设备制造为轻质量和薄外形。而且，由于通过低电压驱动，因此有机发光二极管显示设备在功耗方面是有利的。而且，有机发光二极管显示设备具有高响应速度、宽视角和高对比度 (CR)。因此，已经作为下一代显示设备研发了有机发光二极管显示设备。

有机发光显示设备包括有机发光二极管(OLED)和连接至有机发光二极管的薄膜晶体管。基于经由薄膜晶体管传输的驱动电流，有机发光显示设备发出具有特定波长的光。

由于在有机发光二极管中产生的光强度与经由薄膜晶体管传输的驱动电流强度成比例，因此可通过控制经由薄膜晶体管传输的驱动电流量调整包括有机发光二极管的子像素的亮度。

但是，在制造薄膜晶体管期间，薄膜晶体管的有源层的膜特性可能劣化，由此在有机发光显示设备中的薄膜晶体管的器件特性可能不一致。

具体地，薄膜晶体管包括多晶硅层，在多晶硅层上的栅极绝缘层，在栅极绝缘层上与多晶硅层交叠的栅极，和连接到多晶硅层的源极和漏极。多晶硅层可由低温多晶硅(LTPS)形成。通过在基板上形成非晶硅层和之后使用高能量激光结晶化非晶硅层来形成LTPS。

可通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法形成非晶硅层。由于具有低处理温度和快沉积速度，因此PECVD方法有利于增强处理速度和降低薄膜晶体管制造工艺的成本。但是，当使用PECVD形成非晶硅层时，硅烷气体(SiH₄)用作源气体。在这种情况下，在形成非晶硅层的工艺期间，在非晶硅层中含有大量氢。氢具有高气相压力，使得氢易于蒸发。

具体地，在通过结晶化非晶硅层形成多晶硅层的工艺期间，将高能量激光照射到非晶硅层上时，非晶硅层可熔化且氢可经由熔化的非晶硅层表面蒸发。这种情况下，氢渗入到熔化的非晶硅层表面使得表面粗糙，且熔化的非晶硅层被结晶化以被原样硬化，因此多晶硅层具有粗糙表面。多晶硅层的粗糙表面干扰电荷经由多晶硅层的移动，这会劣化薄膜晶体管的器件特性。为了解决上述问题，在结晶化非晶硅层之前执行去除非晶硅层中的氢的脱氢工艺。

通过将接近400℃的热施加到非晶硅层执行脱氢工艺，使得来自非晶硅层的氢逸出。通过脱氢工艺去除氢，从而解决由于结晶化非晶硅层的工艺期间的氢导致的膜特性劣化的问题。但是，由于在脱氢工艺期间进入的各种元素导致多晶硅层的膜特性劣化。