TWI469359B - 薄膜電晶體基板與其製造方法、顯示器 - Google Patents

Description

薄膜電晶體基板與其製造方法、顯示器

本發明有關於一種平面顯示器技術，特別是有關於一種可有效避免在進行雷射處理時而導致基板損毀之薄膜電晶體基板與其製造方法。

近年來，主動式陣列平面顯示器的需求快速的增加，例如主動式陣列有機發光裝置(AMOLED)顯示器。主動式陣列有機發光裝置通常利用薄膜電晶體作為畫素及驅動電路的開關元件，而其可依據主動層所使用的材料分為非晶矽(a-Si)及多晶矽薄膜電晶體。相較於非晶矽薄膜電晶體，多晶矽薄膜電晶體具有高載子遷移率及高驅動電路集積度及低漏電流的優勢而常用於高速操作的產品。因此，低溫多晶矽(low temperature polysilicon，以下簡稱LTPS)成為平面顯示器技術的一種新的應用。LTPS可藉由簡單的IC製程形成之，並將驅動電路整合於具有畫素的基板上，降低了製造成本。

此外，通常需於高溫(例如，600℃)下進行LTPS薄膜電晶體的一些製程，例如，氫化(hydrogenation)、除氫(dehydrogenation)、摻雜活化(dopant activation)或雷射退火(Laser Annealing)等過程。一般低溫多晶矽製程大多利用雷射退火技術，將雷射作為熱源以將非晶矽結構轉換為多晶矽結構。且依據現行雷射熱處理製程，將會超出基板所能承受的臨界點，例如350℃，而導致基板損毀。

鑑於傳統的裝置並無法有效的解決進行雷射處理而導致基板損毀，因此，需要提出一種新穎的技術以經濟且有效的方式，以解決上述問題。

鑑於上述，本發明實施例的目的之一在於提出一種薄膜電晶體基板與其製造方法以及顯示器，用以解決進行雷射處理而導致基板損毀之問題。

本發明實施例的目的之一在於提出一種薄膜電晶體基板與其製造方法，其設置保護層於基板之一側，進而防止雷射損毀基板。

在一實施例中，本發明提供一種薄膜電晶體基板，適用於一顯示器，包括：一第一基板；一保護層，形成於該第一基板之一側，該保護層整面覆蓋該第一基板，其中該保護層為具有吸收光或反射光特性之材質；以及一緩衝層，形成於該保護層之上。

在一實施例中，本發明提供一種薄膜電晶體基板之製造方法，適用於一顯示器，包括：提供一第一基板；於該第一基板之一側形成一保護層，該保護層整面覆蓋該第一基板，其中該保護層為具有吸收光或反射光特性之材質；以及於該保護層之上形成一緩衝層。

本發明亦提供一種顯示器，包括一如上所述之薄膜電晶體基板；一第二基板，與該薄膜電晶體基板相對設置；以及一顯示介質，設置於該薄膜電晶體基板與該第二基板之間。

為使 貴審查委員能對本發明之特徵、目的及功能有更進一步的認知與瞭解，下文特將本發明之裝置的相關細部結構以及設計的理念原由進行說明，以使得 審查委員可以了解本揭露之特點，詳細說明陳述如下：圖1A顯示根據本發明一實施例之一薄膜電晶體的製造方法，且該製造方法適用於一顯示器，且該顯示器可為一有機發光顯示器。如圖1A所示，提供一第一基板101，並於該第一基板101之一側整面設置一保護層102，接著於該保護層102之上再覆蓋一緩衝層103，並於該緩衝層103上設置一第一主動層104與一第二主動層105。此外，前述之第一基板101可為一軟性基板，材質可為聚對苯二甲酸乙酯(PET,Polyethylene Terephthalate)、萘二甲酸乙二酯(PEN,Polyethylene Naphthalate)、聚醯亞胺(PI,Polyimide)、聚醚碸(PES,Polyether Sulfone)、聚碳酸酯(PC,Polycarbonate)或其組合。該保護層102是由具有吸收光或反射光特性之材質所組成，且具有吸收光或反射光特性之材質包括金屬，例如，鋁(Al)、鉬(Mo)、銅(Cu)、鈦(Ti)、鎢(W)等或其組合。此外，該保護層之厚度介於1000埃(Å)~2000埃(Å)之間。前述之緩衝層可由氧化矽、氮化矽或其組合所構成，而第一與第二主動層可由低溫多晶矽所構成。另外，於第一基板101之另一側可接著粘膠層(glue)，以用於接著玻璃載板。

如圖1B所示，透過一摻雜活化(dopant activaton)處 理，以於該第一主動層104上形成N+摻雜區104a、104f、N-摻雜區104b、104d與一通道104c以及該第二主動層上形成P+摻雜區105a、105b與通道105c。前述之N+摻雜區鄰接該N-摻雜區104b，另一N+摻雜區104d鄰接該N-摻雜區104f，而該通道104c設於N-摻雜區104b、104d之間。該第二主動層之通道105c設置於P+摻雜區105a、105b之間。接著，再進行一溫度介於600℃到1200℃間的雷射摻雜活化(laser activation)處理。由於此時有保護層102之保護，可防止雷射穿透第一基板101與損毀第一基板101的物理特性，也間接保護了接著於該第一基板101之粘膠層與玻璃載板。

如圖1C所示，形成一閘極絕緣層106以覆蓋前述之主動層104與105，再形成一第一金屬層110a，進而使經過摻雜活化處理之該第一主動層104、第二主動層105與該閘極絕緣層106、一第一金屬層110a形成CMOS、PMOS或NMOS電晶體。

如圖1D所示，於該閘極絕緣層106與該第一金屬層110a之上進行層間介電質(interlayer dielectric，ILD)沉積，以沉積一或多個介電層107，並對該介電層107進行蝕刻或圖案化處理，進而曝露出第一主動層104、第二主動層105與第一金屬層110a的部分區域。前述之蝕刻處理包括電漿蝕刻或反應離子蝕刻等，而前述之圖案化處理包括微影製程。前述之介電層107可由氧化矽、氮化矽或其組合所構成。

如圖1E所示，於經蝕刻或圖案化處理後之介電層107 形成複數接觸孔108，接著，再形成一第二金屬層110b於該介電層107之上，該第二金屬層110b經由該些接觸孔108與該N+摻雜區104a、104f及P+摻雜區105a、105b接觸。值得注意的是，該第二金屬層110亦可經由接觸孔108與該第一金屬層110a接觸。

如圖1F所示，於該介電層107與該第二金屬層110b上形成一鈍化層109。之後，則進行後續習知製程(例如形成平坦化層(planarization layer)、畫素定義層(pixel define layer)與畫素電極等)，於此不再贅述。前述之鈍化層109包含一材料，選擇自包含CoWP、CoP、NiWP、NiB、CoWB、NiReP、及CoReP之群組。且於前述製程完成之後，可再移除接著於該基板101之粘膠層(glue)與玻璃載板。

圖1F顯示本發明之一薄膜電晶體基板，適用於一顯示器，且該顯示器可為一有機發光顯示器。該薄膜電晶體基板包括：一第一基板101，且該第一基板可為一軟性基板；一保護層102，形成於該第一基板101之一側，該保護層102整面覆蓋該第一基板，且該保護層102是由具有吸收光或反射光特性之材質所組成，且具有吸收光或反射光特性之材質包括金屬，例如，鋁(Al)、鉬(Mo)、銅(Cu)、鈦(Ti)、鎢(W)等或其組合，而該保護層102之厚度介於1000 Å~2000Å之間；一緩衝層103，形成於該保護層102之上；一第一主動層104與一第二主動層105分別形成於該緩衝層103之上；一閘極絕緣層106，覆蓋於該第一與第二主動層104、105；一介電層107，形成於該閘極絕緣層106之上；一第一金屬層110a與複數延伸部接觸孔108，設置於該介電層 107；一第二金屬層110b設置於介電層107之上，該第二金屬層110b經由該些接觸孔108與該主動層接觸104、105；以及一鈍化層109，覆蓋於該第二金屬層110b與該介電層107。於本發明更可應用溫度介於600℃到1200℃間雷射摻雜活化處理於該第一主動層104上形成一N+摻雜區與一N-摻雜區以及於該第二主動層105形成一P+摻雜區，例如，透過一摻雜活化(dopant activaton)處理，以於該第一主動層104上形成N+摻雜區104a、104f、N-摻雜區104b、104d與一通道104c以及該第二主動層上形成P+摻雜區105a、105b與通道105c。前述之N+摻雜區鄰接該N-摻雜區104b，另一N+摻雜區104d鄰接該N-摻雜區104f，而該通道104c設於N-摻雜區104b、104d之間。該第二主動層之通道105c設置於P+摻雜區105a、105b之間。該第二金屬層110b經由該些接觸孔108與該N+摻雜區104a、104f及P+摻雜區105a、105b接觸。值得注意的是，該第二金屬層110亦可經由接觸孔108與該第一金屬層110a接觸。另外，前述之緩衝層103與介電層107可由氧化矽、氮化矽或其組合所構成。

再者，本發明提供一種顯示器，包括：相對設置之薄膜電晶體基板與第二基板；以及顯示介質設置於薄膜電晶體基板與第二基板之間，其中顯示介質可為有機發光層。

本發明設置保護層於軟性基板之一側，用以避免在進行雷射技術時，該雷射穿透軟性基板，進而損毀藉由接著層與該軟性基板相連接之玻璃基板，甚至同時損毀軟性基板與接著層的物理特性，進而提升產品的良率與使用效率。

唯以上所述者，僅為本發明之範例實施態樣爾，當不能以之限定本發明所實施之範圍。即大凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬於本發明專利涵蓋之範圍內，謹請 貴審查委員明鑑，並祈惠准，是所至禱。

101‧‧‧第一基板

102‧‧‧保護層

103‧‧‧緩衝層

104‧‧‧第一主動層

105‧‧‧第二主動層

106‧‧‧閘極絕緣層

107‧‧‧介電層

108‧‧‧接觸孔

109‧‧‧鈍化層

110a‧‧‧第一金屬層

110b‧‧‧第二金屬層

104a、104f‧‧‧N+摻雜區

104b、104d‧‧‧N-摻雜區

104c‧‧‧通道

105a、105b‧‧‧P+摻雜區

105c‧‧‧通道

圖1A~1F顯示根據本發明一實施例之一薄膜電晶體基板的製造方法。

101‧‧‧第一基板

102‧‧‧保護層

103‧‧‧緩衝層

106‧‧‧閘極絕緣層

107‧‧‧介電層

109‧‧‧鈍化層

110a‧‧‧第一金屬層

110b‧‧‧第二金屬層

Claims (19)

1. 一種薄膜電晶體基板，包括：一第一基板；一金屬，形成於該第一基板之一側，該金屬整面覆蓋該第一基板，其中該金屬為具有吸收光或反射光特性之材質；以及一緩衝層，形成於該金屬之上。
2. 如申請專利範圍第1項所述之薄膜電晶體基板，其中該金屬為鋁(Al)、鉬(Mo)、銅(Cu)、鈦(Ti)、鎢(W)或其組合。
3. 如申請專利範圍第1項所述之薄膜電晶體基板，其中該金屬之厚度介於1000Å~2000Å之間。
4. 如申請專利範圍第1項所述之薄膜電晶體基板，其中該第一基板為軟性基板。
5. 如申請專利範圍第1項所述之薄膜電晶體基板，其中該第一基板為聚對苯二甲酸乙酯(PET,Polyethylene Terephthalate)、萘二甲酸乙二酯(PEN,Polyethylene Naphthalate)、聚醯亞胺(PI,Polyimide)、聚醚碸(PES,Polyether Sulfone)、聚碳酸酯(PC,Polycarbonate)或其組合。
6. 如申請專利範圍第1項所述之薄膜電晶體基板，更包括：一主動層，形成於該緩衝層之上；一閘極絕緣層，覆蓋於該主動層；一第一金屬層，設置於該閘極絕緣層之上；一介電層，於該閘極絕緣層之上；複數接觸孔，設置於該介電層；以及一第二金屬層，設置於該介電層之上，經由該些接 觸孔與該主動層接觸。
7. 如申請專利範圍第6項所述之薄膜電晶體基板，其中該主動層包括一N+摻雜區與一N-摻雜區。
8. 如申請專利範圍第6項所述之薄膜電晶體基板，其中該主動層包括一P+摻雜區。
9. 如申請專利範圍第7項所述之薄膜電晶體基板，其該第二金屬層與該N+摻雜區接觸。
10. 如申請專利範圍第8項所述之薄膜電晶體基板，其中該第二金屬層與該P+摻雜區接觸。
11. 一種薄膜電晶體基板之製造方法，包括：提供一第一基板；於該第一基板之一側形成一金屬，該金屬整面覆蓋該第一基板，其中該金屬為具有吸收光或反射光特性之材質；以及於該金屬之上形成一緩衝層。
12. 如申請專利範圍第11項所述之薄膜電晶體基板之製造方法，其中該金屬為鋁(Al)、鉬(Mo)、銅(Cu)、鈦(Ti)、鎢(W)或其組合。
13. 如申請專利範圍第11項所述之薄膜電晶體基板之製造方法，其中該金屬之厚度介於1000Å~2000Å之間。
14. 如申請專利範圍第11項所述之薄膜電晶體基板之製造方法，更包括：形成一主動層於該緩衝層之上；形成一閘極絕緣層，以覆蓋該主動層；設置一第一金屬層於該閘極絕緣層上； 形成一介電層於該閘極絕緣層之上；設置複數接觸孔於該介電層；以及設置一第二金屬層於該介電層之上，經由該些接觸孔與該主動層接觸。
15. 如申請專利範圍第14項所述之薄膜電晶體基板之製造方法，其中形成該閘極絕緣層前，進行一溫度介於600℃到1200℃間之雷射摻雜活化處理於該主動層上形成複數摻雜區。
16. 如申請專利範圍第15項所述之薄膜電晶體基板之製造方法，其中該些摻雜區為N+摻雜區及N-摻雜區。
17. 如申請專利範圍第15項所述之薄膜電晶體基板之製造方法，其中該些摻雜區為P+摻雜區。
18. 一種顯示器，包括：一如申請專利範圍第1項所述之薄膜電晶體基板；一第二基板，與該薄膜電晶體基板相對設置；以及一顯示介質，形成於該薄膜電晶體基板與該第二基板之間。
19. 如申請專利範圍第18項所述之顯示器，其中該顯示介質係為一有機發光層。