CN105789216B

CN105789216B - 显示面板与其制造方法

Info

Publication number: CN105789216B
Application number: CN201410804614.5A
Authority: CN
Inventors: 李冠锋; 蒋国璋; 颜子旻
Original assignee: Innolux Display Corp
Current assignee: Innolux Corp
Priority date: 2014-12-22
Filing date: 2014-12-22
Publication date: 2019-02-15
Anticipated expiration: 2034-12-22
Also published as: CN105789216A

Abstract

本发明公开一种显示面板与其制造方法，该显示面板包括：第一基板；第一绝缘层，位于第一基板上；半导体层，位于第一绝缘层上；以及第二绝缘层，位于半导体层与第一绝缘层上，且第二绝缘层具有一邻近第一绝缘层的表面；其中第二绝缘层中与表面相隔0‑40nm的第一区域的氟离子增益率介于80％至95％之间。

Description

显示面板与其制造方法

技术领域

本发明涉及显示面板，特别是涉及其上的绝缘层。

背景技术

现有沉积绝缘层(如氧化硅或氮化硅)的步骤中，在重复多次后需清洁沉积腔室。一般而言，清洁沉积腔室的方法以远端等离子体处理含氟气体(比如氩气+NF₃)以形成氟离子(F^-)，再将氟离子输送至沉积腔室。然而上述清洁制作工艺将残留氟离子于沉积腔室中，并混入沉积形成的绝缘层中。上述氟离子累积在绝缘层表面的程度会影响到半导体元件的性能，太多或太少都会有不好的影响，故目前需要调整以改善半导体元件的性能。

发明内容

为解决上述问题，本发明一实施例提供的显示面板，包括：第一基板；第一绝缘层，位于第一基板上；半导体层，位于第一绝缘层上；以及第二绝缘层，位于半导体层与第一绝缘层上，且第二绝缘层具有邻近第一绝缘层的表面；其中第二绝缘层中与表面相隔0-40nm的第一区域的氟离子增益率介于80％至95％之间。

本发明一实施例提供的显示面板，包括：第一基板；半导体层，位于第一基板上；第一绝缘层，位于半导体层上；以及第二绝缘层，位于第一绝缘层上，且第二绝缘层具有邻近第一基板的表面，其中第二绝缘层中与表面相隔0-40nm的第一区域的氟离子增益率介于80％至95％之间。

本发明一实施例提供的显示面板的制造方法，包括：(1)以等离子体源提供氟离子至沉积腔室中，以清洁沉积腔室；(2)在步骤(1)后，沉积氟离子吸收层于沉积腔室的内壁上；(3)在步骤(2)后，将第一基板传输至沉积腔室中，且第一基板上已沉积有第一绝缘层与半导体层；以及(4)在步骤(3)后，沉积第二绝缘层于第一绝缘层与半导体层上。

附图说明

图1至图3为本发明一实施例中，沉积第二绝缘层的示意图；

图4为本发明第一与第二实施例中，SIMS的量测结果示意图；

图5A-图5C与图6A-图6B为本发明实施例中，薄膜晶体管的结构；

图7为本发明实施例中，显示面板的结构。

符号说明

11 远端等离子体源

13 沉积腔室

14 氟离子吸收层

15 第一基板

17 半导体层

18 表面

19 第二绝缘层

20 第二基板

30 显示介质

40A、40B、40C、50A、50B 薄膜晶体管

41 栅极

43 第一绝缘层

45A 源极

45B 漏极

具体实施方式

本发明一实施例提供一种显示面板的制造方法。如图1所示，远端等离子体源(Remote plasma source)11施加至含氟化学品(如Ar+NF₃)以形成氟离子。接着将上述氟离子导入沉积腔室13中，以清洁沉积腔室13。

接着减少沉积腔室13中的氟离子，再将第一基板15传输至沉积腔室13中。上述第一基板15已沉积有第一绝缘层43与半导体层17。在本发明一实施例中，第一基板15可为透光(如玻璃、石英、或类似物)或不透光(如晶片、陶瓷、或类似物)的刚性无机材质，也可为塑胶、橡胶、聚酯、聚亚酰胺或聚碳酸酯等可挠性有机材质。在本发明一实施例中，第一绝缘层43可为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、或其组合，半导体层17可为非晶质硅(amorphousSilicon)、多晶硅(poly-Silicon)、氧化铟镓锌(Indium-Gallium-Zinc Oxide，IGZO)、氧化铟镓锌锡(Indium-Gallium-Zinc-Tin Oxide，IGZTO)、氧化锌(Zinc oxide，ZnO)、氧化铟锌锡(Indium-Zinc-Tin Oxide，IZTO)、氧化镓锌(Gallium-Zinc Oxide，GZO)、氧化锌锡(Zinc-Tin Oxide，ZTO)。

在本发明一实施例中，上述减少沉积腔室13中的氟离子的步骤，包括使用一泵将未反应的氟离子以及与氟离子反应而形成的化合物抽离沉积腔室13，以及沉积氟离子吸收层14于沉积腔室13的内壁上，如图2所示。一般而言，为避免氟离子吸收层14影响之后形成的第二绝缘层19(见图3)组成，氟离子吸收层14的组成与第二绝缘层19的组成优选相同。举例来说，若后续形成的第二绝缘层19包含氧化硅，则氟离子吸收层14也为氧化硅。若后续形成的第二绝缘层19包含氮化硅，则氟离子吸收层14也为氮化硅。若后续形成的第二绝缘层19包含氮氧化硅，则氟离子吸收层14也为包含氮化硅与氧化硅的双层结构。然而上述仅为优选实施例而已，氟离子吸收层14与第二绝缘层19的组成也可不同。本发明不同实施例中，氟离子吸收层14为厚度介于200至1000nm之间的氧化硅层、氮化硅层、或氮化硅层与氧化硅层的双层结构。

接着如图3所示，沉积第二绝缘层19于第一绝缘层43与半导体层17上，且第二绝缘层19具有邻近第一绝缘层43的表面18。如前所述，第二绝缘层19可为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、或其组合。由于在沉积第二绝缘层19前，在沉积腔室13的内壁上沉积氟离子吸收层14，可以减少沉积腔室13中的氟离子，因此可有效降低第二绝缘层19中的氟离子累积在表面18的浓度。

在本发明另一实施例中，半导体层17位于第一绝缘层43与第一基板15之间。后续形成氟离子吸收层14与沉积第二绝缘层19的步骤与前述类似，在此不赘述。

在以下实施例中，SIMS(Secondary Ion Mass Spectrometry)被使用来量测氟离子在第二绝缘层19中的含量，且量测的区域位于第一基板的非显示区。虽然量测的区域位于第一基板的非显示区，但在沉积制作工艺中，第二绝缘层是整面的形成在显示区与非显示区中，因此，第二绝缘层在非显示区的氟离子含量分布会相同于第二绝缘层在显示区的氟离子含量分布。实施例的量测条件如下：

Apparatus used:CAMECA IMS 6F

Source:Cs⁺

Energy:15KeV

Collected area(in diameter):30μm

SIMS的量测结果显示，在实施例中，第二绝缘层19中与表面18不同距离处具有不同的氟离子含量，其中，SIMS所侦测到的氟离子信号强度以每秒计数值(counts persecond)为单位。有鉴于SIMS会因为使用不同侦测离子源而造成氟离子信号强度不一致的问题，本发明提出一种不受侦测离子源种类影响的氟离子含量的量测方法，其将总量测区域中某一深度下的氟离子信号强度扣除氟离子背景强度，以得到该深度下的氟离子校正值。若将氟离子校正值对总量测区域所涵盖的深度做积分，即为总量测区域的氟离子增益值。更进一步，若将氟离子校正值对一被定义区域所涵盖的深度做积分，再除以总量测区域的氟离子增益值，即为该区域的氟离子增益率。在本发明中，总量测区域被定义为第二绝缘层中与表面相隔0～80nm的区域，而氟离子背景强度被定义为第二绝缘层中与表面相隔40～80nm的第二区域B所量测到的最低的氟离子信号强度。

在第一实施例中，在抽离沉积腔室13中的氟离子后，在沉积腔室的内壁上沉积厚度约200nm的氧化硅层，以减少沉积腔室13中的氟离子。由于先减少沉积腔室13中的氟离子，可降低第二绝缘层19靠近表面18的氟离子浓度。SIMS的量测结果，如图4所示，第二绝缘层19中与表面18相隔0-40nm的第一区域A的氟离子信号强度的极大值为1.79E6(C/S)，而第二绝缘层19中与表面相隔40～80nm的第二区域B所量测到的最低的氟离子信号强度为氟离子背景强度I_B。将第一实施例中随距离变化的氟离子信号强度(如实线所示)扣除氟离子背景强度I_B后得到的氟离子校正值对第一区域A(与表面18相距0～40nm)做积分，即为第一区域A的氟离子增益值。若将氟离子校正值对总量测区域T(与表面18相距0～80nm)做积分，即为总量测区域T的氟离子增益值。将第一区域A的氟离子增益值除以总量测区域T的氟离子增益值，即为第一区域A的氟离子增益率，经计算后其值约为88％，且第二绝缘层19中与表面18相隔40-80nm的第二区域B的氟离子增益率约为12％。此外，增加沉积于沉积腔室内壁上的氧化硅层厚度，可进一步降低第一区域A的氟离子增益率。若预先沉积厚度约1000nm的氧化硅层，则第一区域A的氟离子增益率可为82％，而第二区域B的氟离子增益率为18％。也就是说，若使用氧化硅作为氟离子吸收层14，第一区域A的氟离子增益率与第二区域B的氟离子增益率的比值约为4.6～7.3之间。

在第二实施例中，在抽离沉积腔室13中的氟离子后，在沉积腔室的内壁上沉积厚度约200nm的氮化硅层，以减少沉积腔室13中的氟离子。由于先减少沉积腔室13中的氟离子，可降低第二绝缘层19靠近表面18的氟离子浓度。SIMS的量测结果，如图4所示，第二绝缘层19中与表面18相隔0-40nm的第一区域A的氟离子信号强度的极大值为8.09E5(C/S)，而第二绝缘层19中与表面18相隔40～80nm的第二区域B所量测到的最低的氟离子信号强度为氟离子背景强度I_C(I_B与I_C的值在图4中近乎重叠)。将第二实施例中随距离变化的氟离子信号强度(如虚线所示)扣除氟离子背景强度I_C后得到的氟离子校正值对第一区域A(与表面18相距0～40nm)做积分，即为第一区域A的氟离子增益值。若将氟离子校正值对总量测区域T(与表面相距0～80nm)做积分，即为总量测区域T的氟离子增益值。将第一区域A的氟离子增益值除以总量测区域T的氟离子增益值，即为第一区域A的氟离子增益率，经计算后其值约为95％，且第二绝缘层19中与表面18相隔40-80nm的第二区域B的氟离子增益率约为5％。同样的，增加预先沉积的氮化硅层的厚度，可再降低第一区域A的氟离子增益率。若预先沉积厚度约1000nm的氮化硅层，则第一区域A的氟离子增益率可为88％，而第二区域B的氟离子增益率为12％。也就是说，若使用氮化硅作为氟离子吸收层14，第一区域A的氟离子增益率与第二区域B的氟离子增益率的比值约为7.3～19.0。

在第三实施例中，在抽离沉积腔室13中的氟离子后，在沉积腔室的内壁上沉积厚度约200nm的氮化硅层与氧化硅层的双层结构，以减少沉积腔室13中的氟离子。由于先减少沉积腔室13中的氟离子，可降低第二绝缘层19靠近表面18的氟离子浓度。SIMS的量测结果显示，第二绝缘层19中与表面18相隔0-40nm的第一区域A的氟离子信号强度的极大值为2.57E6(C/S)，且第二绝缘层19中与表面18相隔0-40nm的第一区域A的氟离子增益率约为83％，且第二绝缘层19中与表面18相隔40-80nm的第二区域B的氟离子增益率约为17％。同样的，增加预先沉积的氮化硅层与氧化硅层的双层结构的厚度，可再降低第一区域A的氟离子增益率。若预先沉积厚度约1000nm的氮化硅层与氧化硅层，则第一区域A的氟离子增益率可为80％，而第二区域B的氟离子增益率为20％。也就是说，若使用氮化硅与氧化硅作为氟离子吸收层14，第一区域A的氟离子增益率与第二区域B的氟离子增益率的比值约为4.0～4.9。

总结来说，在第一至第三实施例中，若先在沉积腔室13中预先沉积一氟离子吸收层14，再沉积第二绝缘层19，可降低第二绝缘层19靠近表面18的氟离子浓度，电性量测结果显示，在第一至第三实施例中，薄膜晶体管的临界电压介于0V至1V之间，且磁滞值介于0V至0.5V之间。

SIMS量测结果显示，不同成分的氟离子吸收层14都具有降低氟离子集中在第二绝缘层19的表面18的效果，差异仅在于程度不同。由前述可知，若使用氮化硅与氧化硅的双层结构作为氟离子吸收层14，则第二绝缘层19中与表面18相隔0-40nm的第一区域A的氟离子增益率为约80％～83％。若使用氧化硅作为氟离子吸收层14，则第二绝缘层19中与表面18相隔0-40nm的第一区域A的氟离子增益率为约82％～88％。使用氮化硅作为氟离子吸收层14，则第二绝缘层19中与表面18相隔0-40nm的第一区域A的氟离子增益率为约88％～95％。

由上述可知，先减少沉积腔室13中的氟离子，可有效降低后续沉积于半导体层17上的第二绝缘层19的氟离子累积在表面18的浓度，进而改善薄膜晶体管的性质(如临界电压与磁滞值)。

上述结构可进一步应用于各种型态的薄膜晶体管。如图5A所示，当薄膜晶体管40A为底栅极结构时，可先形成栅极41与第一绝缘层43于第一基板15上，再形成半导体层17于第一绝缘层43上。接着图案化半导体层17，以作为薄膜晶体管40A的通道层。之后形成源极45A与漏极45B于图案化的半导体层17两侧上，以电连接图案化的半导体层17(即薄膜晶体管40B的通道层)的两侧。接着形成第二绝缘层19于第一绝缘层43、源极45A、漏极45B、与图案化的半导体层17上。在形成第二绝缘层19前，需先减少沉积腔室13中的氟离子如前述。

如图5B所示，当薄膜晶体管40B为底栅极结构时，可先形成栅极41与第一绝缘层43于第一基板15上，再形成源极45A与漏极45B于栅极41两侧上的第一绝缘层43上。接着形成半导体层17于上述结构上，再图案化半导体层17以形成薄膜晶体管40B的通道层。上述源极45A与漏极45B电连接图案化的半导体层17的两侧。接着形成第二绝缘层19于图案化的半导体层17、源极45A、与漏极45B上。在形成第二绝缘层19前，需先减少沉积腔室13中的氟离子如前述。

如图5C所示，当薄膜晶体管40C为底栅极结构时，可先形成栅极41与第一绝缘层43于第一基板15上，再形成半导体层17于第一绝缘层43上，并图案化半导体层17以作为薄膜晶体管40C的通道层。接着形成第二绝缘层19于半导体层17上。在形成第二绝缘层19前，需先减少沉积腔室13中的氟离子如前述。接着图案化第二绝缘层19以露出半导体层17的两侧，再形成源极45A与漏极45B分别电连接至半导体层17的两侧。

如图6A所示，当薄膜晶体管50A为顶栅极结构时，可先形成源极45A与漏极45B于半导体层17两侧上，且上述源极45A与45B电连接半导体层17的两侧。半导体层17即薄膜晶体管50A的通道层。接着形成第一绝缘层43于半导体层17、源极45A、与漏极45B上。接着形成栅极41于第一绝缘层43上。最后形成第二绝缘层19于栅极41与第一绝缘层43上，其中，第二绝缘层19具有邻近第一基板15的表面18，形成第二绝缘层19前，需先减少沉积腔室13中的氟离子如前述。

如图6B所示，当薄膜晶体管50B为顶栅极结构时，可先形成半导体层17，并形成绝缘层与栅极层覆盖半导体层17。接着图案化绝缘层与栅极层，以形成第一绝缘层43与栅极41覆盖半导体层17的中心部分。接着进行注入制作工艺，掺杂半导体层17的两侧，以定义源极45A与漏极45B。接着形成第二绝缘层19于第一绝缘层43、栅极41与掺杂的半导体层(源极45A与漏极45B)上，其中，第二绝缘层19具有邻近第一基板15的表面18。形成第二绝缘层19前，需先减少沉积腔室13中的氟离子如前述。

如图7所示，本发明一实施例的显示面板还包含一第二基板20，以及位于该第一基板15与第二基板20之间的显示介质30，其中，显示介质可为液晶层或OLED元件。而第二基板20可为透光(如玻璃、石英、或类似物)的刚性无机材质，也可为塑胶、橡胶、聚酯、聚亚酰胺或聚碳酸酯等可挠性有机材质。

虽然结合以上数个实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作任意的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以附上的权利要求所界定的为准。

Claims

1.一种显示面板，包括：

第一基板；

第一绝缘层，位于该第一基板上；

半导体层，位于该第一绝缘层上；以及

第二绝缘层，位于该半导体层与该第一绝缘层上，且该第二绝缘层具有一邻近该第一绝缘层的表面；

其中该第二绝缘层中与该表面相隔0-40nm的第一区域的氟离子增益率介于80％至95％之间。

2.如权利要求1所述的显示面板，其中，该第二绝缘层中与该表面相隔0-40nm的第一区域的氟离子增益率介于80％至83％之间。

3.如权利要求1所述的显示面板，其中，该第二绝缘层中与该表面相隔0-40nm的第一区域的氟离子增益率介于82％至88％之间。

4.如权利要求1所述的显示面板，其中，该第二绝缘层中与该表面相隔0-40nm的第一区域的氟离子增益率介于88％至95％之间。

5.如权利要求1所述的显示面板，其中，该第一区域的氟离子增益率，为氟离子校正值于该第一区域的积分值，除以氟离子校正值于该第二绝缘层中与该表面相隔0～80nm的总量测区域的积分值。

6.如权利要求5所述的显示面板，其中，该氟离子校正值为该第二绝缘层中某一深度下的氟离子信号强度扣除一氟离子背景强度，其中，该氟离子背景强度为该第二绝缘层中与该表面相隔40～80nm的第二区域所量测到的最低的氟离子信号强度。

7.如权利要求1所述的显示面板，还包括：

栅极，位于该第一基板与该第一绝缘层之间；以及

源极与一漏极，位于该第一绝缘层上，且分别电连接至该半导体层的两侧，

其中该第二绝缘层覆盖该第一绝缘层、该半导体层、该源极、与该漏极。

8.如权利要求1所述的显示面板，还包括：

栅极，位于该第一基板与该第一绝缘层之间；以及

源极与一漏极，位于该第一绝缘层上，

其中该半导体层位于该源极与该漏极上，并电连接至该源极与该漏极。

9.如权利要求1所述的显示面板，还包括：

栅极，位于该第一基板与该第一绝缘层之间；以及

源极与一漏极，位于该第一绝缘层上并分别对应该半导体层的两侧，该源极与该漏极分别穿过该第一绝缘层以电连接至该半导体层。

10.如权利要求1所述的显示面板，还包括：

第二基板；以及

显示介质，位于该第一基板与该第二基板之间。

11.一种显示面板，包括：

第一基板；

半导体层，位于该第一基板上；

第一绝缘层，位于该半导体层上；以及

第二绝缘层，位于该第一绝缘层上，且该第二绝缘层具有一邻近该第一基板的表面，

12.如权利要求11所述的显示面板，其中，该第二绝缘层中与该表面相隔0-40nm的第一区域的氟离子增益率介于80％至83％之间。

13.如权利要求11所述的显示面板，其中，该第二绝缘层中与该表面相隔0-40nm的第一区域的氟离子增益率介于82％至88％之间。

14.如权利要求11所述的显示面板，其中，该第二绝缘层中与该表面相隔0-40nm的第一区域的氟离子增益率介于88％至95％之间。

15.如权利要求11所述的显示面板，其中，该第一区域的氟离子增益率，为氟离子校正值于该第一区域的积分值，除以氟离子校正值于该第二绝缘层中与该表面相隔0～80nm的总量测区域的积分值。

16.如权利要求15所述的显示面板，其中，该氟离子校正值为该第二绝缘层中某一深度下的氟离子信号强度扣除一氟离子背景强度，其中，该氟离子背景强度为该第二绝缘层中与该表面相隔40～80nm的第二区域所量测到的最低的氟离子信号强度。

17.如权利要求11所述的显示面板，还包括：

栅极，位于该第一绝缘层与该第二绝缘层之间；以及

源极与一漏极，位于该第一基板上，且分别电连接至该半导体层的两侧。

18.如权利要求11所述的显示面板，还包括：

栅极，位于该第一绝缘层与该第二绝缘层之间；

其中该半导体层的两侧具有掺杂物以作为源极区与漏极区，且该第二绝缘层覆盖该栅极、该源极区、与该漏极区。

19.如权利要求11所述的显示面板，还包括：

第二基板；以及

显示介质，位于该第一基板与该第二基板之间。

20.一种显示面板的制造方法，包括：

(1)以一远端等离子体源提供氟离子至一沉积腔室中，以清洁该沉积腔室；

(2)在步骤(1)后，沉积一氟离子吸收层于该沉积腔室的内壁上；

(3)在步骤(2)后，将一第一基板传输至该沉积腔室中，且该第一基板上具有一第一绝缘层与一半导体层；以及

(4)在步骤(3)后，沉积一第二绝缘层于该半导体层与该第一绝缘层上。

21.如权利要求20所述的显示面板的制造方法，其中该第二绝缘层包括氧化硅、氮化硅、或氮氧化硅层。

22.如权利要求20所述的显示面板的制造方法，其中该第二绝缘层为氧化硅层，而该氟离子吸收层包括200至1000nm的氧化硅层。

23.如权利要求20所述的显示面板的制造方法，其中该第二绝缘层为氮化硅层，而该氟离子吸收层包括200至1000nm的氮化硅层。

24.如权利要求20所述的显示面板的制造方法，其中该第二绝缘层为氮氧化硅层，而该氟离子吸收层包括200至1000nm的氧化硅层与氮化硅层的双层结构。