CN104103643B - 显示面板以及其包含的薄膜晶体管基板的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种显示面板以及其包含的薄膜晶体管基板的制备方法，其中该显示面板包括一种薄膜晶体管基板，而该薄膜晶体管基板的制备过程中，是于源极及漏极与多晶硅层间形成一金属薄膜层，并于退火工艺中，同时掺杂以及活化多晶硅层，而形成金属硅化物，如此可降低显示面板整体的工艺温度于400℃以下。

Description

显示面板以及其包含的薄膜晶体管基板的制备方法

技术领域

本发明是关于一种显示面板以及其制备方法，尤指一种用于显示面板的薄膜晶体管基板及其制备方法。

背景技术

由于近年来显示面板的普及化，成为目前市场上的主流商品，为了满足消费者对于显示面板的需求，半导体工艺技术逐渐成熟，也伴随着薄膜晶体管的工艺技术朝着快速以及低成本的方向发展。现今显示面板中的薄膜晶体管主要分为由非晶硅(Amorphous-Silicon；a-Si)、或由多晶硅(Poly-Silicon；p-Si)所制成，虽然目前薄膜晶体管尚以非晶硅的工艺为主流，然而由于以多晶硅制备的薄膜晶体管具有高亮度、高分辨率、质轻、低耗电量等优点，因此以多晶硅制备的薄膜晶体管的工艺技术被视为重要的研究目标。

传统的多晶硅薄膜晶体管的制备过程中，需要经过掺杂(doping)、掺杂活化(dopant activation)、氢化(hydrogenation)、以及去氢化(dehydrogenation)的步骤，以上步骤皆需经由热或激光能量处理，而为了使掺杂的不纯物活化，使多晶硅层的源极和漏极低电阻化，关闭电压值提高，需经由热处理或激光使之活化，已知的热处理温度大约为550-600℃，如此的高温将会限制薄膜晶体管基版的使用材料，例如无法使用塑料基板或具可挠曲特性的基板等，而激光活化的成本则相当高，为了因应现今显示面板的发展趋势，以及降低生产成本的目标，目前急需发展一种多晶硅薄膜晶体管的低温工艺，替代多晶硅的掺杂、以及掺杂活化的步骤，以节省成本，并且扩大包含多晶硅薄膜晶体管的显示面板的应用范围。

发明内容

本发明的目的是在提供一种显示面板，包括一种薄膜晶体管，以及该薄膜晶体管的制备方法。

本发明所提供的薄膜晶体管基板是包括：一基板；一第一金属层，形成于基板上；一绝缘层，形成于基板以及第一金属层上；一多晶硅层，形成于绝缘层上；一第二金属层，形成于多晶硅层及绝缘层上；一金属薄膜层，形成于第二金属层与多晶硅层之间；以及一金属硅化物，形成于多晶硅层与金属薄膜层之间。

本发明的另一目的是在提供一种薄膜晶体管基板的制备方法，该方法至少包括：(A)提供一基板；其上方依序形成一第一金属层、一绝缘层、以及一多晶硅层，其中，第一金属层是设于基板上；绝缘层是设于基板及第一金属层上；以及多晶硅层是设于绝缘层上；(B)于绝缘层及多晶硅是层上形成一金属薄膜层；(C)形成一第二金属层于金属薄膜层上；以及(D)对薄膜晶体管基板进行一退火工艺，使金属薄膜层与多晶硅层反应形成一金属硅化物。

在一实施例中，金属薄膜层是至少一选自铝、镓、铟、铊、及其合金所组成的群组。

在一实施例中，金属薄膜层厚度为1-500nm。

在一实施例中，金属薄膜层厚度为510nm。

在一实施例中，第二金属层包括一源极及一漏极，对应于源极的金属硅化物与对应漏极的金属硅化物的距离是介于1μm至20μm间。

在一实施例中，退火工艺温度为300-400℃。

附图说明

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下，其中：

图1A—1Q是本发明的低温多晶硅薄膜晶体管的制作流程。

图2A及图2B是本发明中金属硅化物的态样。

具体实施方式

本发明的薄膜晶体管基板的一较佳实施态样是如图1Q所示，该结构的一较佳工艺是如图1A-1Q所示。而该结构的制备方法则如下所述。

如图1A所示，提供一基板100，于该基板100上形成一第一金属层101，其中，本实施例的基板100为玻璃基板，而其他实施态样则可为塑料基板；以及该第一金属层101为钼金属，其他实施态样中则可为铝、铜、钼、钨或其合金等金属材料所制成。接着如图1B所示，利用光刻蚀刻工艺，形成一第一光阻层102于第一金属层101上，并于蚀刻第一金属层101后，再以化学溶剂去除第一光阻层102以形成如图1C中所示的栅极1011及1012。

接着，如图1D所示，形成一绝缘层104于栅极1011及1012、以及显露的基板100上，其中，绝缘层为至少一选自氧化硅层、及氮化硅层所组成的群组，且绝缘层的厚度为30-100nm。再于绝缘层104上形成一多晶硅层105，该多晶硅层105是由一非晶硅层(图未示)，经激光退火后转换为多晶硅层105，该多晶硅层的厚度为30-60nm。接着如图1E所示，利用光刻蚀刻工艺，形成第二光阻层106于该多晶硅层105上，并于蚀刻该多晶硅层105后，使用化学溶剂移除第二光阻层106，而形成图案化的多晶硅层1051及1052，是如图1F所示。

接着，如图1G所示，形成一金属薄膜层107于栅极绝缘层104以及图案化的多晶硅层1051及1052上，其中，本实施例的金属薄膜层107为铝金属薄膜层，且厚度为1500nm，较佳的厚度选择可为510nm，然而其他实施态样中，金属薄膜层可选自铝、镓、铟、铊、及其合金所组成的群组。再如图1H所示，于金属薄膜层107上形成第二金属层108，该第二金属层是由钼/铝/钼的多层金属沉积而成，然而其他实施态样中，第二金属层可为铝、铜、钼、钼/铜/钼、钛/铜/钛、钼/铝/钼、或钛/铝/钛其中之一所组成。

接着，如图1I所示，利用光刻蚀刻工艺，于第二金属层108上形成一第三光阻层109，并同时蚀刻第二金属层108以及金属薄膜层107后，使用化学溶剂移除第三光阻层109，形成如图1J所示的图案化第二金属层108，图案化第二金属层108包括位于控制区11的源极1081以及漏极1082；以及位于像素区12的像素区金属层1083，同时，金属薄膜层107 具有与第二金属层108相对应的图案。

如图1K所示，于图案化的第二金属层108、显露的多晶硅层1051、及1052上形成保护层110后，进行退火工艺，退火温度大约为350-400℃，退火时间大约为1-2小时，于退火工艺后，再快速的降低温度到环境温度，然而其他实施态样中，退火工艺温度可为300-400℃，此退火工艺可利用金属薄膜层107作为掺杂物质，对与金属薄膜层107接触的多晶硅层1051、1052进行掺杂，以形成铝硅化物1071，并同时进行掺杂活化的程序，请参照图2A，经退火工艺后，与金属薄膜层107接触的多晶硅层1051会与铝金属反应形成铝硅化物1071，又如图2B所示，依退火工艺参数的调整，反应所形成的铝硅化物1071可于多晶硅层1051中扩散，而为了保持良好的晶体管性质，所形成的铝硅化物1071的距离a为1μm至20μm间，应至少为1μm(含)以上，且若符合微型化的需求，铝硅化物1071之间的距离a可为4μm(含)以下。

接着，参照图1M，利用光刻蚀刻法，于保护层110上形成第四光阻层111，并蚀刻保护层110后，使用化学溶剂移除第四光阻层111，如图1N所示，于像素区12的保护层110上形成连接孔112以显露出像素区金属层1083。接着，如图10所示，形成导电层113于保护层110上，并填满连接孔112，本案的导电层113是为钢锡氧化物(ITO)所构成。如图1P所示，再形成一第五光阻层114于像素区12，并利用光刻蚀刻工艺蚀刻控制区11的导电层113，使用化学溶剂将第五光阻层114移除后，即形成如图1Q所示的多晶硅薄膜晶体管基板。

如图1Q所示，经上述工艺所制备的多晶硅薄膜晶体管基板，包括：一基板100；一第一金属层101，形成于基板100上；一绝缘层104，形成于基板100以及第一金属层101上；一多晶硅层105，形成于绝缘层104上；一第二金属层108，形成于多晶硅层105及绝缘层104上，且第二金属层108包括一源极1081、以及一漏极1082；一金属薄膜层107，是设于第二金属层108与多晶硅层105及绝缘层104之间，其中，金属薄膜层107与第二金属层108相互对应，一铝硅化物1071，形成于第二金属层108与该多晶硅层105之间；一保护层110，形成于第二金属层108以及显露的多晶硅层105上；以及一导电层113，形成于像素区12的保护层110 上，以及连接孔112。

本发明的显示面板的一较佳实施态样是包括上述的薄膜晶体管基板(图1Q)、对侧基板(图未示)可包含或不包含彩色滤光片、及/或触控元件(图未示)等本技术领域使用的显示面板的各个元件。由于本技术领域者均了解显示面板的各个元件组成及结构，故不再赘述。

本实施例的显示面板的制作方法，可应用于各种显示面板上，如显示介质为液晶的液晶显示面板(LCD)或显示介质为有机发光二极管的有机发光二极管显示面板上(OLED)；并可将所制得的显示面板应用于各种电子元件上，如手机、笔记本电脑、摄影机、照相机、音乐播放器、行动导航装置、电视等。

上述实施例的目的是在提供一种显示面板，包括一种薄膜晶体管，以及该薄膜晶体管的制备方法。本发明的薄膜晶体管是为一种低温多晶硅薄膜晶体管，而本发明的技术特征在于不需对多晶硅层进行额外的掺杂以及掺杂活化的程序，而是在制备过程中，于退火程序时，通过形成于多晶硅层上的金属薄膜与接触的多晶硅层反应，同时进行掺杂及掺杂活化而形成金属硅化物，如此一来，本发明的低温多晶硅薄膜晶体管的制备温度可控制于400℃以下，而制备过程温度的降低除了可降低制备成本以外，亦可增加基板材料的选择，并利用于更多种类的显示面板上。

上述实施例仅是为了方便说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以权利要求范围所述为准，而非仅限于上述实施例。

Claims (8)

1.一种显示面板，包括一薄膜晶体管基板，其中，该薄膜晶体管基板包括：

一基板；

一第一金属层，形成于该基板上；

一绝缘层，形成于该基板以及该第一金属层上；

一多晶硅层，形成于该绝缘层上；

一第二金属层，形成于该多晶硅层及该绝缘层上；

一金属薄膜层，形成于该第二金属层与该多晶硅层之间；以及

一金属硅化物，形成于该多晶硅层与该金属薄膜层之间；

其中该第二金属层包括一源极及一漏极，对应于该源极的该金属硅化物与对应该漏极的该金属硅化物间的距离介于1μm至20μm之间。

2.根据权利要求1所述的显示面板，其中该金属薄膜层是至少一选自铝、镓、铟、铊、及其合金所组成的群组。

3.根据权利要求1所述的显示面板，其中该金属薄膜层的厚度为1-500nm。

4.根据权利要求1所述的显示面板，其中该金属薄膜层的厚度为5-10nm。

5.一种薄膜晶体管基板的制备方法，该方法至少包括：

(A)提供一基板；其上方依序形成一第一金属层、一绝缘层、以及一多晶硅层，其中，该第一金属层设于该基板上；该绝缘层设于该基板及该第一金属层上；以及该多晶硅层设于该绝缘层上；

(B)于该绝缘层及该多晶硅层上形成一金属薄膜层；以及

(C)对该薄膜晶体管基板进行一退火工艺，使该金属薄膜层与该多晶硅层反应形成一金属硅化物；

其中该退火工艺温度为300-400℃。

6.根据权利要求5所述的薄膜晶体管基板的制备方法，其中该金属薄膜层是至少一选自铝、镓、铟、铊、及其合金所组成的群组。

7.根据权利要求5所述的薄膜晶体管基板的制备方法，还包括形成一第二金属层于该金属薄膜层上。

8.根据权利要求5所述的薄膜晶体管基板的制备方法，其中该金属薄膜层的厚度为1-500nm。