CN101621075B - 薄膜晶体管及其制造方法和平板显示装置 - Google Patents

薄膜晶体管及其制造方法和平板显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种使用氧化物半导体作为有源层的薄膜晶体管(TFT)、一种制造所述TFT的方法和一种具有所述TFT的平板显示装置，所述TFT包括：栅电极，形成在基底上；有源层，由氧化物半导体形成，并通过栅极绝缘层与栅电极绝缘；源极和漏极，结合到有源层；界面稳定层，形成在有源层的一个表面或两个表面上。在所述TFT中，界面稳定层由带隙为3.0eV至8.0eV的氧化物形成。因为界面稳定层的特性与栅极绝缘层和钝化层的特性相同，所以保持了在化学上高的界面稳定性。因为界面稳定层的带隙等于或大于有源层的带隙，所以在物理上防止了电荷俘获。

Description

薄膜晶体管及其制造方法和平板显示装置
本申请要求于2008年6月30日在韩国知识产权局提交的第10-2008-0062418号韩国专利申请的优先权，通过引用将该申请的内容全部包含于此。
技术领域
本发明的多个方面涉及一种使用氧化物半导体作为有源层的薄膜晶体管、一种制造所述薄膜晶体管的方法和一种具有所述薄膜晶体管的平板显示装置。更具体地讲，本发明的多个方面涉及一种具有形成在有源层的一个表面或两个表面上的界面稳定层的薄膜晶体管、一种制造所述薄膜晶体管的方法和一种具有所述薄膜晶体管的平板显示装置。
背景技术
通常，薄膜晶体管(TFT)包括：有源层，提供沟道区、源区和漏区；栅电极，形成在沟道区上，并通过栅极绝缘层与有源层电绝缘。
如上所述构造的TFT的有源层通常由诸如非晶硅或多晶硅的半导体材料形成。然而，如果有源层由非晶硅形成，则迁移率低，因此难以以高速度操作驱动电路。如果有源层由多晶硅形成，则迁移率高，而阈值电压不均匀。因此，应当添加单独的补偿电路。
因为使用低温多晶硅(LTPS)来制造TFT的传统方法涉及高成本工艺(例如，激光热处理)，所以设备投资和管理成本高，并且难以将传统方法应用到大尺寸的基底。
为了解决这样的问题，最近已经对用作有源层的氧化物半导体进行了研究。
在第2004-273614号日本专利公开中已经公开了使用氧化锌(ZnO)或以ZnO为主成分的氧化物半导体作为有源层的TFT。
因为以ZnO为主成分的氧化物半导体的非晶态和高迁移率，所以推测这种氧化物半导体是稳定的材料。如果这样的氧化物半导体被用作有源层，则能够使用传统的设备来制造TFT，而不用另外购买单独的处理设备。在低温下沉积氧化物半导体，不需要离子注入。此外，使用溅射方法沉积氧化物半导体。因此，可以将氧化物半导体应用到大尺寸的基底。
然而，因为使用氧化物半导体作为有源层的TFT的电特性根据工艺条件和TFT的结构而易于改变，所以可靠性会降低。具体地说，当TFT由恒压或恒流驱动时，阈值电压根据时间沿正(+)向变化。估计这样的现象是因为电荷俘获而导致的，其中，所述电荷俘获由有源层和绝缘层之间或有源层和钝化层之间的界面的劣化引起。
发明内容
因此，本发明的多个方面提供了一种能够改善有源层的界面特性的薄膜晶体管(TFT)、一种制造所述薄膜晶体管的方法和一种具有所述薄膜晶体管的平板显示装置。
本发明的多个方面提供了一种能够在有源层的界面中防止电荷俘获的TFT、一种制造所述TFT的方法和一种具有所述TFT的平板显示装置。
本发明的多个方面提供了一种具有高的电特性和可靠性的TFT、一种制造所述TFT的方法和一种具有所述TFT的平板显示装置。
根据本发明的一方面，一种TFT包括：基底；栅电极，形成在所述基底上；有源层，由氧化物半导体形成，并通过栅极绝缘层与所述栅电极绝缘；源极和漏极，电结合到所述有源层；界面稳定层，形成在所述有源层的顶表面和底表面中的任意一个上，其中，所述界面稳定层由带隙为3.0eV至8.0eV的氧化物形成。
根据本发明的另一方面，一种制造TFT的方法包括：在基底上形成栅电极；在所述基底上形成栅极绝缘层，以覆盖所述栅电极；在所述栅极绝缘层上形成界面稳定层和氧化物半导体层；将所述氧化物半导体层图案化，从而形成有源层；形成电结合到所述有源层的源极和漏极，其中，所述界面稳定层由带隙为3.0eV至8.0eV的氧化物形成。
根据本发明的又一方面，一种制造TFT的方法包括：在基底上形成栅电极；在具有所述栅电极的基底上形成栅极绝缘层；在所述栅极绝缘层上形成氧化物半导体层和界面稳定层；将所述界面稳定层和所述氧化物半导体层图案化，从而形成有源层；形成电结合到所述有源层的源极和漏极，其中，所述界面稳定层由带隙为3.0eV至8.0eV的氧化物形成。
根据本发明的再一方面，一种具有TFT的平板显示装置包括：第一基底，在所述第一基底上形成有多个像素、多个TFT和多个第一电极，所述像素由多条第一导线和第二导线限定，所述TFT控制提供到各个像素的信号，所述第一电极分别电结合到所述TFT；第二基底，在所述第二基底上形成有第二电极；液晶层，注入到在所述第一电极和所述第二电极之间密封的空间中。所述TFT中的每个包括：栅电极，形成在所述第一基底上；有源层，由氧化物半导体制成，并通过栅极绝缘层与所述栅电极绝缘；源极和漏极，电结合到所述有源层；界面稳定层，形成在所述有源层的顶表面和底表面中的一者或两者上，其中，所述界面稳定层具有3.0eV至8.0eV的带隙。
根据本发明的再一方面，一种具有TFT的平板显示装置包括：第一基底，在所述第一基底上形成有有机发光装置和TFT，所述有机发光装置均包括第一电极、有机薄膜层和第二电极，所述TFT控制相应的有机发光装置的操作；第二基底，与所述第一基底相对设置。每个TFT包括：栅电极，形成在所述第一基底上；有源层，由氧化物半导体制成，并通过栅极绝缘层与所述栅电极绝缘；源极和漏极，电结合到所述有源层；界面稳定层，形成在所述有源层的顶表面和底表面中的一者或两者上，其中，所述界面稳定层由带隙为3.0eV至8.0eV的氧化物形成。
在根据本发明的多个方面的TFT中，界面稳定层形成在有源层的一个表面或两个表面上。因为包含氧化物的界面稳定层的特性与栅极绝缘层和钝化层的特性相同，所以保持了在化学上高的界面稳定性。因为界面稳定层的带隙等于或大于有源层的带隙，所以在物理上防止了电荷俘获。因此，通过高的界面稳定性和电荷迁移率，使得诸如阈值电压的变化之类的电特性的变化最小化，并可以防止可靠性随温度和时间而降低。当根据本发明多个方面的TFT应用于平板显示装置时，能够通过稳定的电特性实现改善的图像质量。
本发明的附加方面和/或优点将在下面的描述中部分地进行说明，并部分地根据该描述将是明显的，或者可以由本发明的实施而获知。
附图说明
通过以下结合附图对实施例的描述，本发明的这些和/或其它方面和优点将变得明显且更易于理解，在附图中：
图1是根据本发明实施例的薄膜晶体管(TFT)的剖视图。
图2是根据本发明实施例的TFT的剖视图。
图3是根据本发明实施例的TFT的剖视图。
图4是根据本发明实施例的TFT的剖视图。
图5是根据本发明实施例的TFT的剖视图。
图6A至图6D是示出根据本发明多个方面的制造TFT的方法的剖视图。
图7A和图7B是示出根据本发明多个方面的TFT的可靠性测量结果的曲线图。
图8A至图8C是示出根据本发明多个方面的TFT的应力测量结果的曲线图。
图9是示出根据本发明多个方面的具有TFT的平板显示装置的实施例的透视图。
图10A和图10B分别是示出根据本发明多个方面的具有TFT的平板显示装置的另一实施例的平面图和剖视图。
图11是图10A中的有机发光装置的剖视图。
具体实施方式
在下面的详细描述中，仅通过举例说明的方式仅示出并描述了本发明的特定示例性实施例。本领域技术人员将认识到，在不脱离本发明的精神或范围的所有情况下，所描述的实施例可以以各种不同的方式来修改。因此，附图和描述将被视为在本质上是示出性的而非限制性的。另外，当元件被称作“在”、“形成在”或“设置在”另一元件“上”时，该元件可以直接在、直接形成在或直接设置在另一元件上，或者可以在这两个元件之间设置一个或多个中间元件。另外，当元件被称作“连接到”、“结合到”或“电结合到”另一元件时，该元件可以直接连接到另一元件，或者在这两个元件之间设置一个或多个中间元件的情况下间接地连接到另一元件。在下文中，相同的标号表示相同的元件。
图1是根据本发明实施例的薄膜晶体管(TFT)的剖视图，在图1中示出了具有底栅结构的TFT的示例。缓冲层11形成在基底10上，栅电极12形成在缓冲层11上。栅极绝缘层13和界面稳定层14顺序地形成在具有栅电极12的基底10上，由氧化物半导体制成的有源层15形成在具有界面稳定层14的基底10上。源极16a和漏极16b分别结合到有源层15并位于有源层15的相对侧。
界面稳定层14是带隙等于或大于有源层15的带隙的氧化物，例如，所述氧化物具有3.0eV至8.0eV的带隙。界面稳定层14可以包含从由硅的氧化物、硅的氮氧化物、硅的碳氧化物、SiOxCyHz、硅的氟氧化物、锗的氧化物、钆的氧化物、铝的氧化物、镓的氧化物、锑的氧化物、锆的氧化物、铪的氧化物、钽的氧化物、钇的氧化物、钒的氧化物、镁的氧化物、钙的氧化物、钡的氧化物、锶的氧化物和旋涂玻璃(SOG)组成的组中选择的任何一种，其中，x＝0.90～1.0，y＝0～0.1，z＝0～0.1，其中，x+y+z＝1。
有源层15包括沟道区15a、源区15b和漏区15c。在有源层15中，沟道区15a被设置成与栅电极12叠置。有源层15可以包含氧化锌(ZnO)，并可以掺杂有镓(Ga)、铟(In)、锡(Sn)、锆(Zr)、铪(Hf)、镉(Cd)、银(Ag)、铜(Cu)、锗(Ge)、钆(Gd)和钒(V)中的至少一种离子。此外，有源层15可以由ZnO、ZnGaO、ZnInO、ZnSnO、GaInZnO、CdO、InO、GaO、SnO、AgO、CuO、GeO、GdO、HfO等形成。
图2是根据本发明实施例的TFT的剖视图。将仅描述与图1中示出的结构的不同之处。
图1的TFT的结构为界面稳定层14被形成为比有源层15宽。另一方面，图2的TFT的结构为界面稳定层24被形成为尺寸与有源层15的尺寸相同。此时，将界面稳定层24和有源层15同时图案化，使得界面稳定层24的侧壁和有源层15的侧壁彼此对应。因此，能够减少工艺的数量。
图3是根据本发明实施例的TFT的剖视图。下面将仅描述与图1和图2中示出的结构的不同之处。
图1或图2的TFT的结构为源极16a和漏极16b直接与有源层15接触。另一方面，图3的TFT的结构为钝化层26形成在具有有源层15和界面稳定层24的基底10上。虽然图3的TFT示出为包括界面稳定层24，但该TFT可以包括图1中的界面稳定层14。源极27a和漏极27b通过形成在钝化层26中的接触孔结合到有源层15。钝化层26可以由包括从由锌(Zn)、镓(Ga)、铟(In)、锡(Sn)、锆(Zr)、铪(Hf)、镉(Cd)、银(Ag)、铜(Cu)、锗(Ge)、钆(Gd)、钒(V)、硅(Si)和铝(Al)组成的组中选择的物质的氧化物形成。
由氧化物形成的钝化层26可以在形成源极27a和漏极27b的蚀刻工艺中保护有源层15的沟道区15a，并可用作蚀刻停止层(etch stop layer)。因此，可以防止有源层15由于在蚀刻工艺中使用的等离子体或酸而受到损害。
氧化物半导体易于被等离子体损坏或者易于被酸等蚀刻。因此，在没有钝化层26的结构中，当薄膜形成在有源层15上时，或者当蚀刻所形成的薄膜时，氧化物半导体会被等离子体损坏。此外，载流子由于轰击效应、辐射效应等而增多，从而改变有源层15的电特性。TFT的电特性由于有源层15的电特性的改变而会降低，并且基底内的特性分散(characteristic dispersion)会降低。
图4是根据本发明实施例的TFT的剖视图。图1至图3的TFT的结构为界面稳定层14或24形成在有源层15的底表面下方(即，更靠近基底10)。另一方面，图4的TFT的结构为界面稳定层35形成在有源层34的顶表面上，即形成在有源层34的相距基底30较远的表面上。
参照图4，缓冲层31形成在基底30上，栅电极32形成在缓冲层31上。栅极绝缘层33形成在具有栅电极32的基底30上，由氧化物半导体制成的有源层34对应于栅电极32形成在栅极绝缘层33上。界面稳定层35形成在有源层34上，源极36a和漏极36b结合到界面稳定层35和有源层34。
有源层34提供沟道区34a、源区34b和漏区34c。在有源层34中，沟道区34a被设置成与栅电极32叠置。有源层34可以包含氧化锌(ZnO)，并可以掺杂有镓(Ga)、铟(In)、锡(Sn)、锆(Zr)、铪(Hf)、镉(Cd)、银(Ag)、铜(Cu)、锗(Ge)、钆(Gd)和钒(V)中的至少一种离子。
界面稳定层35是带隙等于或大于有源层34的带隙的氧化物，例如，所述氧化物具有3.0eV至8.0eV的带隙。界面稳定层35可以包含从由硅的氧化物、硅的氮氧化物、硅的碳氧化物、SiOxCyHz、硅的氟氧化物、锗的氧化物、钆的氧化物、铝的氧化物、镓的氧化物、锑的氧化物、锆的氧化物、铪的氧化物、钽的氧化物、钇的氧化物、钒的氧化物、镁的氧化物、钙的氧化物、钡的氧化物、锶的氧化物和SOG组成的组中选择的任何一种，其中，x＝0.90～1.0，y＝0～0.1，z＝0～0.1，其中，x+y+z＝1。优选地，将在有源层34与源极36a和漏极36b之间设置的界面稳定层35形成为具有例如10
Figure G2009101378793D00061
至20
Figure G2009101378793D00062
的厚度，使得有源层34与源极36a和漏极36b之间的接触电阻能够低。此外，可以将界面稳定层35和有源层34同时图案化。
图5是根据本发明实施例的TFT的剖视图。图1至图3的TFT的结构为界面稳定层14或24形成在有源层15的底表面下方，图4的TFT的结构为界面稳定层35形成在有源层34的顶表面上。图5的TFT的结构为第一界面稳定层44和第二界面稳定层46分别形成在有源层45的底表面和顶表面上，即，第一界面稳定层44和第二界面稳定层46形成在有源层45的相对侧上。
参照图5，缓冲层41形成在基底40上，栅电极42形成在缓冲层41上。栅极绝缘层43形成在具有栅电极42的基底40上，由氧化物半导体制成的有源层45对应于栅电极42形成在栅极绝缘层43上。此时，第一界面稳定层44和第二界面稳定层46分别形成在有源层45的底表面和顶表面上，源极47a和漏极47b结合到第一界面稳定层44、第二界面稳定层46和有源层45。
有源层45提供沟道区45a、源区45b和漏区45c。在有源层45中，沟道区45a被设置成与栅电极42叠置。构成有源层45的氧化物半导体可以包含氧化锌(ZnO)，并可以掺杂有镓(Ga)、铟(In)、锡(Sn)、锆(Zr)、铪(Hf)、镉(Cd)、银(Ag)、铜(Cu)、锗(Ge)、钆(Gd)和钒(V)中的至少一种离子。
第一界面稳定层44和第二界面稳定层46中的每个是带隙等于或大于有源层45的带隙的氧化物，例如，所述氧化物具有3.0eV至8.0eV的带隙。第一界面稳定层44和第二界面稳定层46中的每个可以包含从由硅的氧化物、硅的氮氧化物、硅的碳氧化物、SiOxCyHz、硅的氟氧化物、锗的氧化物、钆的氧化物、铝的氧化物、镓的氧化物、锑的氧化物、锆的氧化物、铪的氧化物、钽的氧化物、钇的氧化物、钒的氧化物、镁的氧化物、钙的氧化物、钡的氧化物、锶的氧化物和SOG组成的组中选择的任何一种，其中，x＝0.90～1.0，y＝0～0.1，z＝0～0.1，其中，x+y+z＝1。优选地，将在有源层45的底表面上形成的第一界面稳定层44形成为具有例如50
Figure G2009101378793D00071
至5000
Figure G2009101378793D00072
的厚度，从而充分地保护有源层45，并保持界面稳定性。优选地，将在有源层45的顶表面上形成的第二界面稳定层46形成为具有100
Figure G2009101378793D00073
以下的厚度，使得有源层45与源极47a和漏极47b之间的接触电阻能够低。更优选地，将第二界面稳定层46形成为具有10
Figure G2009101378793D00074
至20
Figure G2009101378793D00075
的厚度。
在图4和图5的TFT中，界面稳定层35和第二界面稳定层46可以在形成源极36a和漏极36b或源极47a和漏极47b的蚀刻工艺中保护有源层34或45的沟道区34a或45a，并可用作蚀刻停止层。因此，可以防止有源层34或45被等离子体等损坏。
在下文中，将参照图6A至图6D详细描述根据本发明多个方面的制造如上所述构造的TFT的方法。将以图5的结构作为示例进行描述。
参照图6A，在基底40上形成栅电极42，然后在具有栅电极42的基底40上形成栅极绝缘层43。可以在基底40上形成缓冲层41，从而防止杂质扩散，可以在缓冲层41上形成栅电极42。基底40可以包括：半导体基底，例如硅(Si)；绝缘基底，例如玻璃或塑料；或者金属基底。栅电极42由诸如Al、Cr或MoW之类的金属形成，栅极绝缘层43由诸如SiO2、SiNx或GaO3之类的绝缘材料形成。
参照图6B，在栅极绝缘层43上顺序地形成第一界面稳定层44、氧化物半导体层49和第二界面稳定层46。第一界面稳定层44和第二界面稳定层46中的每个是带隙等于或大于所得的有源层45的带隙的氧化物，例如，所述氧化物具有3.0eV至8.0eV的带隙。第一界面稳定层44和第二界面稳定层46中的每个可以包含从由硅的氧化物、硅的氮氧化物、硅的碳氧化物、SiOxCyHz、硅的氟氧化物、锗的氧化物、钆的氧化物、铝的氧化物、镓的氧化物、锑的氧化物、锆的氧化物、铪的氧化物、钽的氧化物、钇的氧化物、钒的氧化物、镁的氧化物、钙的氧化物、钡的氧化物、锶的氧化物和SOG组成的组中选择的任何一种，其中，x＝0.90～1.0，y＝0～0.1，z＝0～0.1，其中，x+y+z＝1。
可以使用诸如射频(RF)或直流(DC)溅射沉积方法之类的物理方法来沉积氧化硅(SiOx)或氧化铝(AlOx)。当使用RF溅射沉积方法来沉积氧化铝(AlOx)时，将氧比例调节为4％至10％，从而获得具有优异的抗应力(例如，由温度和/或栅极偏置(gate bias)导致的应力)性的第一界面稳定层44和第二界面稳定层46。
参照图6C，将第二界面稳定层46、氧化物半导体层49和第一界面稳定层44顺序地图案化，从而在第一界面稳定层44和第二界面稳定层46之间形成由氧化物半导体制成的有源层45。本发明的多个方面还提供了，可以同时将第二界面稳定层46、氧化物半导体层49和第一界面稳定层44图案化。此时，可以不将形成在氧化物半导体层49的底表面下方的第一界面稳定层44图案化，如图1所示。此外，不需要包括第二界面稳定层46，如图1和图2所示。
参照图6D，结合到第二界面稳定层46和有源层45的源极47a和漏极47b通过以下步骤形成：使用Mo、MoW、Al、AlNd或AlLiLa等在基底40的整个表面上形成导电层；然后将导电层图案化。此时，如图3所示，源极和漏极可以通过以下步骤形成：在具有有源层的基底上形成钝化层；在钝化层中形成接触孔，以暴露有源层；在钝化层上形成导电层，以填充接触孔；然后将导电层图案化。
如上所述，在根据本发明多个方面的TFT中，在有源层的一个表面或两个表面上形成界面稳定层。界面稳定层由带隙为3.0eV至8.0eV的氧化物制成。如果界面稳定层的带隙小于有源层的带隙(例如，3.0eV)，则电荷容易传输，因此不能有效地使用沟道的载流子。如果界面稳定层的带隙大于8.0eV，则由于高绝缘特性而导致电特性降低。因为包含氧化物的界面稳定层具有与栅极绝缘层和钝化层一样的特性，所以保持了化学上高的界面稳定性。此外，因为界面稳定层的带隙等于或大于有源层的带隙，所以物理上防止电荷俘获。
为了提高防止电荷俘获的效果，优选地将界面稳定层的[H]、[OH-]的有效浓度调节为低于1019/cm3。如果界面稳定层的净电子浓度高于1019/cm3，则氢原子或氢氧根离子渗透(扩散)穿过有源层的表面，从而作为阱。因此，有源层的电特性会降低。为了将界面稳定层的[H]或[OH-]浓度调节为10+19/cm3或更低，可以使用物理沉积方法(例如，溅射沉积方法)，而不是使用化学沉积方法。
根据本发明多个方面的界面稳定层还在后续热处理工艺中提高恢复效果(curing effect)，从而防止有源层损坏。
图7A是示出根据本发明多个方面的TFT的可靠性测量结果的曲线图，其中，通过使用物理方法沉积氧化铝(AlOx)来形成界面稳定层。因为在温度从室温升高到100℃之后，阈值电压(Vth)、S-因子(亚阈值斜率因子(sub-threshold slope factor))和截止电流的变化是可忽略的，所以TFT具有优异的可靠性。图7B是示出根据本发明多个方面的TFT的可靠性测量结果的曲线图，其中，通过使用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)沉积氧化硅(SiOx)来形成界面稳定层。随着温度升高，阈值电压(Vth)沿负方向变化，且S-因子降低。
图8A和图8B是示出根据本发明多个方面的TFT的应力(stress)测量结果的曲线图。在图8A中，将15V的电压VGS施加到栅电极达1小时，在图8B中，将-15V的电压VGS施加到栅电极达1小时。在图8A中，阈值电压(Vth)的变化是0.5V，在图8B中，阈值电压(Vth)的变化是0.7V。
图8C是示出根据本发明多个方面的TFT的应力测量结果的曲线图，其中，使用氧化硅(SiOx)形成界面稳定层。在制造多晶硅TFT的过程中通常使用氧化硅(SiOx)，在900℃的温度下使用干的(O2)或湿的(H2O)热氧化方法形成的热氧化物(SiO2)用作氧化硅(SiOx)。当将15V的电压VGS施加到栅电极达1小时时，阈值电压(Vth)的变化为2.1V；当将-15V的电压VGS施加到栅电极达1小时时，阈值电压(Vth)的变化为-2.8V。因此，通过图8A和图8B的结果可见，TFT的可靠性与传统的TFT相比显著提高。
根据本发明多个方面的TFT可以应用于平板显示装置。图9是示出根据本发明多个方面的具有TFT的平板显示装置的实施例的透视图。将示意性地描述显示图像的显示面板100。
显示面板100包括彼此相对设置的两个基底110和120以及设置在两个基底110和120之间的液晶层130。在显示面板100中，像素区域113由多条栅极线111和数据线112限定，并以矩阵形式布置。
TFT 114控制提供到每个像素的信号，结合到晶体管114的像素电极115形成在栅极线111和数据线112的每个交叉部分处并位于基底110上。TFT 114具有图1至图5的结构中的任何一种结构，并可以使用参照图6A至图6D描述的制造TFT的方法来制造。
滤色器121和共电极122形成在基底120上。偏振板116和123分别形成在基底110和120的后表面上，背光(未示出)设置在偏振板116下方。
同时，驱动显示面板100的液晶显示器(LCD)驱动IC(未示出)安装在显示面板100的像素区域113的侧部。LCD驱动IC将从显示面板100的外部提供的电信号转换成扫描信号和数据信号，然后将转换的扫描信号提供到栅极线111，并将转换的数据信号提供到数据线112。
图10A和图10B分别是示出根据本发明多个方面的具有TFT的平板显示装置的另一实施例的平面图和剖视图。将示意性地描述显示图像的显示面板200。
参照图10A，将基底210分成像素区域220和围绕像素区域220的非像素区域230。在扫描线224和数据线226之间以矩阵形式连接的多个有机发光装置300形成在基底210的像素区域220上。从像素区域220延伸的扫描线224和数据线226形成在基底210的非像素区域230上，电源线(未示出)操作有机发光装置300，扫描驱动器234和数据驱动器236将从显示面板200的外部提供的信号分别提供到扫描线224和数据线226。
参照图11，有机发光装置300包括阳极电极317、阴极电极320以及形成在阳极电极317和阴极电极320之间的有机薄膜层319。有机薄膜层319被形成为具有空穴传输层、有机发光层和电子传输层层叠的结构。在有机薄膜层319中还可以包括空穴注入层、空穴阻挡层、电子阻挡层和电子注入层。有机发光装置300还可以包括用于控制有机发光装置300的操作的TFT和用于保持信号的电容器。
TFT可具有图1至图5的结构中的任何一种结构，并可以使用参照图6A至图6D描述的制造TFT的方法来制造。在下文中，将参照图10A和图11详细描述包括TFT的有机发光装置300。
缓冲层41形成在基底210上，栅电极42形成在像素区域220的缓冲层41上。此时，结合到栅电极42的扫描线224形成在像素区域220中。扫描线224连接到有机发光装置300的栅电极42。扫描线224可以从像素区域220和焊盘228延伸，以接收从显示面板200的外部提供的信号，扫描线224可以形成在非像素区域230中。
栅极绝缘层43形成在具有栅电极42的基底210上，由氧化物半导体制成的有源层45对应于栅电极42形成在栅极绝缘层43上。界面稳定层44和46分别形成在有源层45的底表面和顶表面上。
源极47a和漏极47b分别形成在有源层45的两侧。此时，结合到源极47a和漏极47b中的一个的数据线226形成在像素区域220中。数据线226可以从像素区域220延伸，以接收从显示面板200的外部提供的信号，数据线226可以形成在非像素区域230中。
平坦化层48形成在上述构造的TFT上方，通孔形成在平坦化层48中，以暴露源极47a或漏极47b。阳极电极317被形成为通过通孔结合到源极47a或漏极47b。
像素限定层318形成在平坦化层48上，以暴露阳极电极317的区域(发光区域)，有机薄膜层319形成在被暴露的阳极电极317上。阴极电极320形成在具有有机薄膜层319的像素限定层318上。
参照图10B，密封像素区域220的密封基底400设置在具有有机发光装置300的基底210上方，密封基底400通过密封构件410与基底210结合，从而完成显示面板200。
虽然已经示出并描述了本发明的一些实施例，但本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可以在实施例中做出改变，本发明的范围由权利要求书及其等同物限定。

Claims (41)

1.一种薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括：
基底；
栅电极，形成在所述基底上；
栅极绝缘层，形成在所述基底上，以覆盖所述栅电极；
有源层，由氧化物半导体形成，并通过所述栅极绝缘层与所述栅电极绝缘；
源极和漏极，电结合到所述有源层；
界面稳定层，形成在所述有源层的整个顶表面上并在所述有源层的整个顶表面与所述源极和所述漏极之间以及形成在所述有源层的底表面上，所述界面稳定层由带隙为3.0eV至8.0eV且等于或大于所述有源层的带隙的氧化物形成。
2.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，所述氧化物半导体包括氧化锌。
3.如权利要求2所述的薄膜晶体管，其中，所述氧化物半导体掺杂有镓、铟、锡、锆、铪、镉、银、铜、锗、钆和钒中的至少一种离子。
4.如权利要求1所述的薄膜晶体管，所述薄膜晶体管还包括：
钝化层，形成在所述基底上，以覆盖所述有源层，所述钝化层具有形成在其中的接触孔，以暴露所述有源层，
其中，所述源极和所述漏极通过所述接触孔电结合到所述有源层。
5.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，所述界面稳定层的侧壁和所述有源层的侧壁彼此对应。
6.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，在所述有源层的底表面处的界面稳定层被形成为比所述有源层宽。
7.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，所述界面稳定层包含从由硅的氧化物、硅的氮氧化物、硅的碳氧化物、SiOxCyHz、硅的氟氧化物、锗的氧化物、钆的氧化物、铝的氧化物、镓的氧化物、锑的氧化物、锆的氧化物、铪的氧化物、钽的氧化物、钇的氧化物、钒的氧化物、镁的氧化物、钙的氧化物、钡的氧化物、锶的氧化物和SOG组成的组中选择的一种，其中，SOG是旋涂玻璃，x＝0.90～1.0，y＝0～0.1，z＝0～0.1，其中，x+y+z＝1。
8.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，所述界面稳定层的氢原子或氢氧根离子浓度为1019/cm3或低于1019/cm3。
9.一种制造薄膜晶体管的方法，所述方法包括以下步骤：
在基底上形成栅电极；
在所述基底上形成栅极绝缘层，以覆盖所述栅电极；
在所述栅极绝缘层上顺序地形成第一界面稳定层和氧化物半导体层；
将所述氧化物半导体层图案化，以形成有源层；
在所述有源层上与所述第一界面稳定层相对地形成第二界面稳定层；
形成电结合到所述有源层的源极和漏极，
其中，所述第二界面稳定层形成在所述有源层的整个顶表面上并在所述有源层的整个顶表面与所述源极和所述漏极之间，所述第一界面稳定层由带隙为3.0eV至8.0eV的氧化物形成，所述第二界面稳定层由带隙为3.0eV至8.0eV且等于或大于所述有源层的带隙的氧化物形成。
10.如权利要求9所述的方法，其中，所述第一界面稳定层包含从由硅的氧化物、硅的氮氧化物、硅的碳氧化物、SiOxCyHz、硅的氟氧化物、锗的氧化物、钆的氧化物、铝的氧化物、镓的氧化物、锑的氧化物、锆的氧化物、铪的氧化物、钽的氧化物、钇的氧化物、钒的氧化物、镁的氧化物、钙的氧化物、钡的氧化物、锶的氧化物和SOG组成的组中选择的一种，其中，SOG是旋涂玻璃，x＝0.90～1.0，y＝0～0.1，z＝0～0.1，其中，x+y+z＝1。
11.如权利要求10所述的方法，其中，使用物理沉积方法形成所述第一界面稳定层。
12.如权利要求9所述的方法，其中，所述氧化物半导体层包含氧化锌。
13.如权利要求12所述的方法，其中，所述氧化物半导体层掺杂有镓、铟、锡、锆、铪、镉、银、铜、锗、钆和钒中的至少一种离子。
14.如权利要求9所述的方法，其中，在形成有源层的步骤中将所述第一界面稳定层图案化。
15.如权利要求9所述的方法，其中，所述第二界面稳定层被形成为
Figure FSB00000916878700021
至
Figure FSB00000916878700022
的厚度。
16.如权利要求9所述的方法，其中，所述第一界面稳定层被形成为
Figure FSB00000916878700023
至
Figure FSB00000916878700024
的厚度。
17.如权利要求9所述的方法，其中，所述第二界面稳定层包含从由硅的氧化物、硅的氮氧化物、硅的碳氧化物、SiOxCyHz、硅的氟氧化物、锗的氧化物、钆的氧化物、铝的氧化物、镓的氧化物、锑的氧化物、锆的氧化物、铪的氧化物、钽的氧化物、钇的氧化物、钒的氧化物、镁的氧化物、钙的氧化物、钡的氧化物、锶的氧化物和SOG组成的组中选择的一种，其中，SOG是旋涂玻璃，x＝0.90～1.0，y＝0～0.1，z＝0～0.1，其中，x+y+z＝1。
18.如权利要求17所述的方法，其中，使用物理沉积方法形成所述第二界面稳定层。
19.如权利要求9所述的方法，所述方法还包括以下步骤：
在具有所述有源层的基底上形成钝化层；
在所述钝化层中形成接触孔，以暴露所述有源层；
在所述钝化层上形成导电层，以填充所述接触孔；
将所述导电层图案化，以形成源极和漏极。
20.如权利要求19所述的方法，其中，所述钝化层由氧化物形成，所述氧化物包括从由锌、镓、铟、锡、锆、铪、镉、银、铜、锗、钆、钒、硅和铝组成的组中选择的材料。
21.如权利要求19所述的方法，其中，当将所述导电层图案化时，所述钝化层被用作蚀刻停止层。
22.一种制造薄膜晶体管的方法，所述方法包括以下步骤：
在基底上形成栅电极；
在具有所述栅电极的基底上形成栅极绝缘层；
在所述栅极绝缘层上顺序地形成氧化物半导体层和界面稳定层；
将所述界面稳定层和所述氧化物半导体层图案化，以形成有源层；
形成电结合到所述有源层的源极和漏极，
其中，所述界面稳定层形成在所述有源层的整个顶表面上并在所述有源层的整个顶表面与所述源极和所述漏极之间，所述界面稳定层由带隙为3.0eV至8.0eV且等于或大于所述有源层的带隙的氧化物形成。
23.如权利要求22所述的方法，其中，所述氧化物半导体层包含氧化锌。
24.如权利要求23所述的方法，其中，所述氧化物半导体层掺杂有镓、铟、锡、锆、铪、镉、银、铜、锗、钆和钒中的至少一种离子。
25.如权利要求22所述的方法，其中，所述界面稳定层包含从由硅的氧化物、硅的氮氧化物、硅的碳氧化物、SiOxCyHz、硅的氟氧化物、锗的氧化物、钆的氧化物、铝的氧化物、镓的氧化物、锑的氧化物、锆的氧化物、铪的氧化物、钽的氧化物、钇的氧化物、钒的氧化物、镁的氧化物、钙的氧化物、钡的氧化物、锶的氧化物和SOG组成的组中选择的一种，其中，SOG是旋涂玻璃，x＝0.90～1.0，y＝0～0.1，z＝0～0.1，其中，x+y+z＝1。
26.如权利要求22所述的方法，其中，使用物理沉积方法形成所述界面稳定层。
27.如权利要求22所述的方法，其中，所述界面稳定层被形成为
Figure FSB00000916878700041
至
Figure FSB00000916878700042
的厚度。
28.一种平板显示装置，所述平板显示装置包括：
第一基底，在所述第一基底上设置有多个像素和多个薄膜晶体管，所述多个像素中的每个像素具有第一电极，其中，所述像素由多条第一导电线和第二导电线限定，所述薄膜晶体管控制提供到各个像素的信号，所述第一电极分别结合到所述薄膜晶体管；
第二基底，在所述第二基底上形成有第二电极；
液晶层，设置于在所述第一电极和所述第二电极之间密封的空间中，
其中，所述薄膜晶体管中的每个包括：栅电极，形成在所述第一基底上，并电连接到所述第一导电线和所述第二导电线中的一者；栅极绝缘层，形成在所述第一基底上，以覆盖所述栅电极；有源层，由氧化物半导体制成，并通过所述栅极绝缘层与所述栅电极绝缘；源极和漏极，电结合到所述有源层，所述源极和所述漏极中的一者电结合到所述第一导电线和所述第二导电线中的另一者，所述源极和所述漏极中的另一者电结合到所述第一电极；界面稳定层，形成在所述有源层的整个顶表面上并在所述有源层的整个顶表面与所述源极和所述漏极之间，其中，所述界面稳定层由带隙为3.0eV至8.0eV且等于或大于所述有源层的带隙的氧化物形成。
29.如权利要求28所述的平板显示装置，其中，所述氧化物半导体包括氧化锌。
30.如权利要求29所述的平板显示装置，其中，所述氧化物半导体掺杂有镓、铟、锡、锆、铪、镉、银、铜、锗、钆和钒中的至少一种离子。
31.如权利要求28所述的平板显示装置，其中，所述薄膜晶体管中的每个还包括钝化层，所述钝化层形成在所述第一基底上，以覆盖所述有源层，所述钝化层具有形成在其中的接触孔，以暴露所述有源层，
其中，所述源极和所述漏极通过所述接触孔电结合到所述有源层。
32.如权利要求28所述的平板显示装置，其中，所述界面稳定层被形成为比所述有源层宽。
33.如权利要求28所述的平板显示装置，其中，所述界面稳定层包括从由硅的氧化物、硅的氮氧化物、硅的碳氧化物、SiOxCyHz、硅的氟氧化物、锗的氧化物、钆的氧化物、铝的氧化物、镓的氧化物、锑的氧化物、锆的氧化物、铪的氧化物、钽的氧化物、钇的氧化物、钒的氧化物、镁的氧化物、钙的氧化物、钡的氧化物、锶的氧化物和SOG组成的组中选择的一种，其中，SOG是旋涂玻璃，x＝0.90～1.0，y＝0～0.1，z＝0～0.1，其中，x+y+z＝1。
34.一种平板显示装置，所述平板显示装置包括：
第一基底，在所述第一基底上形成有有机发光装置、扫描线和数据线以及薄膜晶体管，所述有机发光装置包括第一电极、有机薄膜层和第二电极，所述薄膜晶体管控制所述有机发光装置的操作；
第二基底，与所述第一基底相对设置，
其中，所述薄膜晶体管包括：栅电极，形成在所述第一基底上，并电连接到所述扫描线和所述数据线中的一者；栅极绝缘层，形成在所述第一基底上，以覆盖所述栅电极；有源层，由氧化物半导体制成，并通过所述栅极绝缘层与所述栅电极绝缘；源极和漏极，电结合到所述有源层，所述源极和所述漏极中的一者电结合到所述扫描线和所述数据线中的另一者，所述源极和所述漏极中的另一者电结合到所述第一电极；界面稳定层，形成在所述有源层的整个顶表面上并在所述有源层的整个顶表面与所述源极和所述漏极之间，其中，所述界面稳定层由带隙为3.0eV至8.0eV且等于或大于所述有源层的带隙的氧化物形成。
35.如权利要求34所述的平板显示装置，其中，所述氧化物半导体包括氧化锌。
36.如权利要求35所述的平板显示装置，其中，所述氧化物半导体掺杂有镓、铟、锡、锆、铪、镉、银、铜、锗、钆和钒中的至少一种离子。
37.如权利要求34所述的平板显示装置，还包括钝化层，所述钝化层形成在所述第一基底上，以覆盖所述有源层，所述钝化层具有形成在其中的接触孔，以暴露所述有源层，
其中，所述源极和所述漏极通过所述接触孔电结合到所述有源层。
38.如权利要求34所述的平板显示装置，其中，所述界面稳定层被形成为比所述有源层宽。
39.如权利要求34所述的平板显示装置，其中，所述界面稳定层包含从由硅的氧化物、硅的氮氧化物、硅的碳氧化物、SiOxCyHz、硅的氟氧化物、锗的氧化物、钆的氧化物、铝的氧化物、镓的氧化物、锑的氧化物、锆的氧化物、铪的氧化物、钽的氧化物、钇的氧化物、钒的氧化物、镁的氧化物、钙的氧化物、钡的氧化物、锶的氧化物和SOG组成的组中选择的一种，其中，SOG是旋涂玻璃，x＝0.90～1.0，y＝0～0.1，z＝0～0.1，其中，x+y+z＝1。
40.一种薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括：
基底；
栅电极，形成在所述基底上；
栅极绝缘层，形成在所述基底上，以覆盖所述栅电极；
有源层，由氧化物半导体形成，并通过所述栅极绝缘层与所述栅电极绝缘；
源极和漏极，电结合到所述有源层；
界面稳定层，形成在所述有源层的整个顶表面上并在所述有源层的整个顶表面与所述源极和所述漏极之间，所述界面稳定层由带隙为3.0eV至8.0eV且等于或大于所述有源层的带隙的氧化物形成。
41.一种薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括：
基底；
栅电极，形成在所述基底上；
栅极绝缘层，形成在所述基底上，以覆盖所述栅电极；
有源层，由氧化物半导体形成，并通过所述栅极绝缘层与所述栅电极绝缘；
源极和漏极，电结合到所述有源层；
界面稳定层，形成在所述有源层的整个顶表面上并在所述有源层的整个顶表面与所述源极和所述漏极之间，所述界面稳定层由带隙为3.0eV至8.0eV且等于或大于所述有源层的带隙的氧化物形成，所述界面稳定层的氢原子或氢氧根离子浓度为1019/cm3或低于1019/cm3。
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