JP2006518935A - アクティブ・マトリックス・ディスプレー用トランジスタとその製造方法 - Google Patents
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Abstract
本発明はアクティブ・マトリックス・ディスプレー用トランジスタ1とこのトランジスタの製造方法に係るものであって、高い電界効果移動度、優れたスレショールド電圧安定性、高レベルの駆動回路集積、そして高いデュ-ティ比を実現する。
【解決手段】
トランジスタ1は微晶質シリコンフイルム5と絶縁体3とを備える。この微晶質シリコンフイルムの結晶質フラクションは80%以上である。本発明のトランジスタ1は絶縁体3と微晶質シリコンフイルム5との間にプラズマ処理されたインターフェース4を有し、トランジスタ1の線形移動度が1.5cm2V−1s−1に等しいか、それよりも大きくなっており、スレショールド電圧安定性を示している。微晶質シリコンフイルム5の粒子6のサイズは10nmと400nmとの間にある、本発明はアクティブにアドレスされるピクセルのライン‐コラム・マトリックスを有するディスプレー・ユニットにも係るものであり、各ピクセルは少なくともトランジスタ1を含んでいる。
Description
・微晶質シリコンフイルムは、サイズが10nmと400nmとの間にある粒子を備える;
・粒子のサイズは100nmと200nmとの間にある;
・微晶質シリコンフイルムの厚みは100nmと450nmとの間にある。;
・トランジスタ1はトップ−ゲート電極を有する。;
・トランジスタ1はボトム−ゲート電極を有する;
・微晶質シリコンフイルムは熱線(hot wire)技術でつくられる;
・微晶質シリコンフイルムは無線周波数グロー放電技術でつくられる。
・ピクセルは発光有機物質を含んでいる。
・ピクセルは液晶である。
・ピクセルは発光ポリマー物質である。
・各ピクセルを駆動する電子制御手段は対応微晶質シリコンフイルム上に少なくとも部分的に集積されている。
アクティブ材料と電極とを形成する工程を含み、アクティブ材料は蒸着法によって形成されており、そしてトランジスタは絶縁体を備え、
前記絶縁体のトップにプラズマ処理したインターフェースを形成する工程、そして
少なくとも堆積ケミカルエレメントと結晶化ケミカルエレメントとを使って100℃と400℃の間の温度で前記の処理したインターフェースのトップに微晶質シリコンフイルムを形成する工程
を備えていることを特徴とするアクティブ・マトリックス・ディスプレー用トランジスタの製造方法にも関するものである。
・プラズマ処理のインターフェースはSiNx層、SiNxOy層、SiO2層そしてガラスから成るグループから選択される;
・N2、O2、N2OそしてNH3から成るグループから選択されたガスを使ってプラズマ処理インターフェースを形成する。
・Ar、Xe、KrそしてHeから成るグループから選択されたバッファーガスを使って微晶質シリコンフイルムを形成する;
・結晶化ケミカルエレメントがH2である;
・堆積ケミカルエレメントがSiH4、SiF4から成るグループから選ばれている;
・堆積ケミカルエレメントのフラックスと結晶化ケミカルエレメントのフラックスとが微晶質シリコンフイルムの成長中平衡状態である;
・トップ・ゲートトランジスタを形成する;
・ソース電極とドレイン電極のパターンを形成する金属層を備える基板を形成する;
・ボトム・ゲートトランジスタを形成する;
・基板がゲート電極を備えている;
・微晶質シリコンフイルムの粒子は10nmと400nmとの間にある;
・微晶質シリコンフイルムの厚みは100nmと450nmとの間にある;
・蒸着法が無線周波数グロー放電技術を使う;
・13.56メガヘルツPECVDリアクターを使う。
本発明によるトランジスタ1の製造方法を先ず実施して、SiF4‐Ar‐H2混合物からつくられたボトム・ゲート薄膜トランジスタを研究した。図2に示す実験値(円と逆三角形)は前記のμc‐Si:H薄膜トランジスタの線形移動度(cm2V‐1s‐1)8に対する「パーコレーション厚み」(nm)7の関数として得られた。「パーコレーション厚み」とは、フイルムにおける結晶質フラクションが100%に到達するときの厚みとして定義されるパラメーターである。破線9(実線10)は見やすくするためのガイドラインを与えるために示しているだけである。
図3はμc-Si:Hの薄膜5の原子間力顕微鏡(AFM)レリーフを示している。このμc-Si:Hの薄膜5はSiNxの薄膜3をArプラズマへ曝し、そしてSiF4-Ar-H2混合プラズマで処理することにより形成される。像は5×5μm2の面積にわたって横に広がる。μc-Si:Hの薄膜で造られる薄膜トランジスタの測定が0.02cm2N.sのオーダーの線形移動度を示している。このAFM像は平均のサイズが80nm以下の小さい晶子6を示している。
2 電極
3 絶縁体
4 インターフェース
5 微晶質シリコンフイルム
6 晶子
Claims (27)
- 微晶質シリコンフイルム(5)と絶縁体(3)とを備え、結晶質フラクションが80%以上であるアクティブ・マトリックス・ディスプレー用トランジスタであって、前記絶縁体(3)と前記微晶質シリコンフイルム(5)との間にはプラズマ処理インターフェース(4)があって、トランジスタ(1)は、1.5cm2V−1s−1に等しいか、それよりも大きい線形移動度を有し、スレショールド電圧安定性を示し、そして微晶質シリコンフイルム(5)は、サイズが10nmと400nmとの間にある粒子(6)備えていることを特徴とするアクティブ・マトリックス・ディスプレー用トランジスタ。
- 前記粒子のサイズは100nmと200nmとの間にある請求項1に記載のアクティブ・マトリックス・ディスプレー用トランジスタ。
- 微晶質シリコンフイルム(5)の厚みは100nmと450nmとの間にある請求項1もしくは2に記載のアクティブ・マトリックス・ディスプレー用トランジスタ。
- トランジスタ(1)はトップ−ゲート電極を有する請求項1ないし3のいずれかに記載のアクティブ・マトリックス・ディスプレー用トランジスタ。
- トランジスタ(1)はボトム−ゲート電極を有する請求項1ないし3のいずれかに記載のアクティブ・マトリックス・ディスプレー用トランジスタ。
- アクティブにアドレスされるピクセルのライン‐コラム・マトリックスを有するディスプレー・ユニットであって、各ピクセルが、請求項1ないし5のいずれかに記載のトランジスタを少なくとも備えている特徴とするディスプレー・ユニット。
- 前記ピクセルが発光有機材料を備えている請求項6に記載のディスプレー・ユニット。
- 前記ピクセルが液晶を備えている請求項6に記載のディスプレー・ユニット。
- 前記ピクセルが発光ポリマー材料を備えている請求項6に記載のディスプレー・ユニット。
- 各ピクセルを駆動する電子制御手段が対応微晶質シリコンフイルム上に少なくとも部分的に集積されている請求項6ないし9のいずれかに記載のディスプレー・ユニット。
- アクティブ材料と電極(2)とを形成する工程を備え、アクティブ材料が蒸着法によって形成されており、そしてトランジスタ(1)が絶縁体(3)を備えているアクティブ・マトリックス・ディスプレー用トランジスタの製造方法であって、
前記絶縁体(3)のトップにプラズマ処理したインターフェース(4)を形成する工程、そして
少なくとも堆積ケミカルエレメントと結晶化ケミカルエレメントとを使って100℃と400℃の間の温度で前記の処理したインターフェース(4)のトップに微晶質シリコンフイルム(5)を形成する工程
を備え、前記結晶質フラクションは80%以上であり、そして前記微晶質シリコンフイルム5は、サイズが10nmと400nmとの間にある粒子6を備えていることを特徴とするアクティブ・マトリックス・ディスプレー用トランジスタの製造方法。 - プラズマ処理のインターフェース4はSiNx層、SiNxOy層、SiO2層そしてガラスから成るグループから選択された請求項11に記載のトランジスタの製造方法。
- N2、O2、N2OそしてNH3から成るグループから選択されたガスを使ってプラズマ処理インターフェース4を形成する請求項12に記載のトランジスタの製造方法。
- Ar、Xe、KrそしてHeから成るグループから選択されたバッファーガスを使って微晶質シリコンフイルム5を形成する請求項11ないし13のいずれかに記載のトランジスタの製造方法。
- 結晶化ケミカルエレメントがH2である請求項11ないし14のいずれかに記載のトランジスタの製造方法。
- 堆積ケミカルエレメントがSiH4、SiF4から成るグループから選ばれた請求項11ないし15のいずれかに記載のトランジスタの製造方法。
- 堆積ケミカルエレメントのフラックスと結晶化ケミカルエレメントのフラックスとが微晶質シリコンフイルムの成長中平衡状態である請求項11ないし16のいずれかに記載のトランジスタの製造方法。
- トップ・ゲートトランジスタを形成する請求項11ないし17のいずれかに記載のトランジスタの製造方法。
- ソース電極とドレイン電極のパターンを形成する金属層を備える基板を形成する請求項18に記載のトランジスタの製造方法。
- ボトム・ゲートトランジスタを形成する請求項11ないし17のいずれかに記載のトランジスタの製造方法。
- 基板がゲート電極を備えている請求項20に記載のトランジスタの製造方法。
- 微晶質シリコンフイルム(5)は、サイズが10nmと400nmとの間にある粒子(6)を備えている請求項11ないし21のいずれかに記載のトランジスタの製造方法。
- 微晶質シリコンフイルム5の厚みは100nmと450nmとの間にある請求項11ないし22のいずれかに記載のトランジスタの製造方法。
- 微晶質シリコンフイルム5が熱線技術でつくられる請求項11ないし23のいずれかに記載のトランジスタの製造方法。
- 微晶質シリコンフイルム5が無線周波数グロー放電技術でつくられる請求項11ないし24のいずれかに記載のトランジスタの製造方法。
- 蒸着法が無線周波数グロー放電技術を使う請求項11ないし25のいずれかに記載のトランジスタの製造方法。
- 13.56メガヘルツPECVDリアクターを使う請求項26に記載のトランジスタの製造方法。
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