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薄膜晶體管、有源矩陣背板及其制造方法和顯示器的制作方法

文檔序號:6958215閱讀:180來源:國知局
專利名稱:薄膜晶體管、有源矩陣背板及其制造方法和顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及有機發(fā)光二極管顯示技術(shù),尤其涉及一種薄膜晶體管、有源矩陣背板及其制造方法和顯示器。
背景技術(shù)
有源矩陣有機發(fā)光二極管(ActiveMatrix Organic Light Emitting Diode,簡稱 AMOLED)顯示器具有主動發(fā)光、發(fā)光效率高、對比度高、分辨率高、功耗低、色域?qū)?、輕、薄、無視角限制,并且發(fā)光材料豐富,易實現(xiàn)彩色顯示;響應(yīng)速度快,動態(tài)畫面質(zhì)量極高;使用溫度范圍廣、抗震能力強;可實現(xiàn)柔性顯示;成本降低空間巨大等諸多優(yōu)勢。因此AMOLED在目前世界平板顯示產(chǎn)業(yè)中具有巨大潛力。AMOLED顯示技術(shù)在過去的十多年里發(fā)展迅猛,取得了重大的突破性進展。實現(xiàn)大尺寸AMOLED顯示器的途徑之一是使用有源矩陣薄膜晶體管 (Thin Film Transistor,簡稱 TFT)背板。AMOLED采用TFT的有源矩陣背板通常包括由橫縱交叉的數(shù)據(jù)線和柵線圍設(shè)定義出的矩陣形式排列的多個像素單元。每個像素單元中都包括有OLED以及有源器件構(gòu)成的像素驅(qū)動電路。OLED —般是通過電流驅(qū)動而不是電壓驅(qū)動的,所以像素驅(qū)動電路通常包括有一個或多個開關(guān)TFTjga TFT和存儲電容,如圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)中一種像素驅(qū)動電路的電路原理圖。圖1中連接OLED 80的像素驅(qū)動電路包括數(shù)據(jù)線5、柵線2、選擇信號線10、 開關(guān)TFT 30、充電TFT 50 JgaTFT 40、隔斷TFT 70、電源線12和存儲電容60。由開關(guān)TFT 30在柵線2的控制下實現(xiàn)選通,從而將數(shù)據(jù)信號電壓通過開關(guān)TFT 30傳輸給存儲電容60, 由存儲電容60持續(xù)放電給驅(qū)動TFT 40,驅(qū)動TFT 40向OLED 80提供驅(qū)動電流?,F(xiàn)有技術(shù)中,有源矩陣背板上的所有TFT結(jié)構(gòu)相同,都包括源電極、漏電極、柵電極和半導(dǎo)體有源層,源電極和漏電極分別搭接在半導(dǎo)體有源層,其間形成TFT溝道,半導(dǎo)體有源層與柵電極之間通過柵絕緣層隔離。半導(dǎo)體有源層的材質(zhì)可以為非晶硅,也可以為低溫多晶硅。但是這兩種材質(zhì)的TFT均存在缺陷。對于驅(qū)動TFT而言,非晶硅有源層的工作電壓在長時間內(nèi)是大于零的,使得占空比接近100%。長時間電壓驅(qū)動非晶硅TFT,產(chǎn)生了晶體管應(yīng)力效應(yīng)。特別是柵電極和源電極之間的偏壓使得電荷被捕集在非晶硅半導(dǎo)體和柵絕緣層的界面處;或者使得電荷被捕集在柵絕緣層里面;或者破壞非晶硅半導(dǎo)體薄膜里面或非晶硅半導(dǎo)體和柵絕緣薄膜界面處的分子鍵,而制造新的缺陷態(tài)。從而使得非晶硅TFT的閾值電壓發(fā)生漂移,流過的非晶硅TFT 電流也隨之改變。另外,不像多晶硅或晶體硅具有互補式金屬氧化物半導(dǎo)體(CM0Q器件, 非晶硅只有一種N型場效應(yīng)晶體管。一般而言交流電壓信號施加在非晶硅TFT電極上面時, 可以降低電荷陷阱的發(fā)生率和提高非晶硅TFT的壽命。由于通常OLED的制造方法使得顯示器所有像素具有公共陰極,較難使用N型場效應(yīng)晶體管作為OLED的電流驅(qū)動晶體管。一些制造商使用非晶硅制造OLED的有源矩陣TFT背板,因為非晶硅TFT是有源矩陣液晶顯示的驅(qū)動電路,具有制造成本低、設(shè)備和工藝技術(shù)成熟、供應(yīng)鏈完善等優(yōu)勢。AMOLED使用多晶硅TFT作為像素驅(qū)動電路的TFT時,存在的缺陷是激光退火的制造成本高昂;多晶硅晶粒大小不一導(dǎo)致遷移率均勻性差;生產(chǎn)良率較低。在多晶硅TFT構(gòu)成的像素驅(qū)動電路中,因為多晶硅晶粒大小不均勻造成的閾值電壓和遷移率變化,會使源漏電流變得不均勻。特別是使用準(zhǔn)分子激光退火方法制作的多晶硅薄膜,由于準(zhǔn)分子激光脈沖之間的重復(fù)性和穩(wěn)定性對于非晶硅結(jié)晶而言不是很好,而且在工藝過程中都需要采取掃描式的方法使得整個基板的非晶硅結(jié)晶,從而使得多晶硅晶粒大小非常不均勻。有時其閾值電壓和遷移率的差異可以達到4 5倍,導(dǎo)致多晶硅TFT的電流電壓曲線差異非常大。 因為OLED的驅(qū)動TFT —般工作在電流飽和區(qū),流過驅(qū)動TFT的電流(I)與柵源電壓(Vgs) 和閾值電壓差值(Vt)的平方以及遷移率成比例,即I ~ μ (Vgs-Vt)20由于OLED發(fā)光亮度與電流有一定的比例關(guān)系,驅(qū)動TFT電流的改變使得OLED顯示亮度發(fā)生不可控制的變化, 導(dǎo)致顯示畫面品質(zhì)變壞。人眼可以觀察到小至的亮度變化,而顯示器5%的亮度改變就是不可接受的。所以驅(qū)動AMOLED的多晶硅TFT —般需要采用補償電路,調(diào)節(jié)晶粒大小不均勻所造成的閾值電壓和遷移率漂移。通過檢測驅(qū)動TFT或者像素驅(qū)動電路其他晶體管的閾值電壓,加載到存儲在存儲電容的信號電壓之上,補償閾值電壓的漂移,或者不均勻的閾值電壓和遷移率。當(dāng)Vgs等于寫入的信號電壓(Vdata)與閾值電壓之和時,I ~ (Vgs-Vt)2 = (Vdata+Vt-Vt)2 = ¥叔切2,驅(qū)動OLED的電流與閾值電壓無關(guān)?;蛘哌€可以把數(shù)據(jù)電流直接寫入驅(qū)動TFT,在驅(qū)動TFT建立的柵極電壓保存于存儲電容,使得OLED的工作電流不受多晶硅不均勻的閾值電壓和遷移率影響。綜上分析可知,無論采用非晶硅還是低溫多晶硅來制備TFT的有源層,都會存在缺陷,并且制備工藝復(fù)雜,通常需要八次至九次掩膜構(gòu)圖工藝才能制備完成有源矩陣背板, 顯著影響了產(chǎn)品成本和質(zhì)量。例如,圖1所示的像素驅(qū)動電路多使用低溫多晶硅TFT,可以為底柵結(jié)構(gòu)或頂柵結(jié)構(gòu)。對于底柵結(jié)構(gòu)的有源矩陣背板,第一次構(gòu)圖工藝需要形成柵電極和柵線等圖案;第二次構(gòu)圖工藝需要形成有源層圖案,具體是沉積非晶硅薄膜,配以高溫環(huán)境下的去氫工藝,通過激光退火結(jié)晶的方式將非晶硅轉(zhuǎn)換成低溫多晶硅材料;第三次構(gòu)圖工藝以柵電極作為掩模版,搭配背面曝光形成溝道保護層;為了降低低溫多晶硅漏電流,需要第四次構(gòu)圖工藝,用低劑量的離子諸如形成高阻值區(qū),利用額外氧化層作為輕摻雜漏極(LDD)與本征多晶硅溝道阻擋層,第三次和第四次構(gòu)圖定義N型與P型低溫多晶硅區(qū)域,再在高溫環(huán)境下激活注入離子,形成輕摻雜區(qū)和對應(yīng)于多晶硅TFT漏極接觸區(qū)和源極接觸區(qū)的重摻雜區(qū)。此種結(jié)構(gòu)無法使用柵自對準(zhǔn)摻雜技術(shù),使得TFT本身的寄生電容比較大;第五次構(gòu)圖工藝形成透明導(dǎo)電的像素電極;第六次和第七次構(gòu)圖工藝分別定義接觸孔與數(shù)據(jù)線、源電極和漏電極等圖案,形成各TFT;第八次構(gòu)圖工藝定義氮化硅保護層的透明像素電極開口,形成鈍化層。對于頂柵結(jié)構(gòu),第一次構(gòu)圖工藝是形成有源層圖案,在有源層中形成溝道摻雜層; 第二次構(gòu)圖工藝定義出有源區(qū)域;第三次構(gòu)圖工藝定義柵線和柵電極層圖案;利用第一層金屬作為掩模版,以低劑量的離子注入形成高阻值的輕摻雜漏極,以第四次與第五次構(gòu)圖工藝定義N型與P型低溫多晶硅區(qū)域,再以高溫環(huán)境將注入離子活化,形成輕摻雜區(qū)和重摻雜區(qū);第六次和第七次構(gòu)圖工藝分別定義出接觸孔與數(shù)據(jù)線、源電極和漏電極的圖案,形成各TFT ;第八次構(gòu)圖工藝定義鈍化層過孔;第九次構(gòu)圖工藝形成透明導(dǎo)電的像素電極。上述AMOLED像素驅(qū)動電路在電源和OLED的工作線路上,使用了兩個串聯(lián)的TFT, 兩個TFT的工作電壓增加了電源負載,使得功耗增大。此像素驅(qū)動電路使用額外的選擇信號線控制隔斷TFT,增加了像素驅(qū)動電路設(shè)計和陣列設(shè)計的復(fù)雜性,有可能降低良率。使用激光退火晶化制作的低溫多晶硅TFT,其閾值電壓和遷移率均勻性比較差,必須使用4T1C 的像素驅(qū)動電路,對于底部發(fā)光的AMOLED顯示器而言,也不利于高解析度顯示器的制作。 不論是底柵還是頂柵結(jié)構(gòu),其工藝流程均需要八 九次光刻工藝,大大增加了制造成本,并且降低了良品率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種薄膜晶體管、有源矩陣背板及其制造方法和顯示器,以簡化OLED 顯示器的生產(chǎn)工藝,改善產(chǎn)品質(zhì)量。本發(fā)明實施例提供一種薄膜晶體管的制造方法,包括制備第一薄膜晶體管和第二薄膜晶體管的流程,所述第一薄膜晶體管包括第一柵電極、第一有源層、第一漏電極和第一源電極,所述第二薄膜晶體管包括第二柵電極、第二有源層、第二漏電極和第二源電極,其中,同時制備所述第一有源層和第二有源層的流程包括形成非晶硅有源層薄膜,并通過構(gòu)圖工藝形成包括第一有源層和第二有源層的圖案;在形成上述圖案后涂覆光刻膠,并通過曝光顯影工藝在所述第二有源層的部分區(qū)域上方形成接觸過孔;在形成上述圖案的光刻膠上形成誘導(dǎo)金屬薄膜,進行熱處理,以使所述第二有源層在所述接觸過孔處誘導(dǎo)金屬薄膜的誘導(dǎo)下發(fā)生橫向金屬誘導(dǎo)結(jié)晶,從非晶硅材質(zhì)結(jié)晶成為低溫多晶硅材質(zhì);剝離光刻膠及其上的誘導(dǎo)金屬薄膜。本發(fā)明實施例還提供了一種有源矩陣背板的制造方法,包括在襯底基板上制備開關(guān)薄膜晶體管、驅(qū)動薄膜晶體管、數(shù)據(jù)線、柵線、電源線和像素電極的流程,所述開關(guān)薄膜晶體管包括第一柵電極、第一有源層、第一漏電極和第一源電極,所述驅(qū)動薄膜晶體管包括第二柵電極、第二有源層、第二漏電極和第二源電極,其中,同時制備所述第一有源層和第二有源層的流程包括形成非晶硅有源層薄膜,并通過構(gòu)圖工藝形成包括第一有源層和第二有源層的圖案;在形成上述圖案后涂覆光刻膠,并通過曝光顯影工藝在所述第二有源層的部分區(qū)域上方形成接觸過孔;在形成上述圖案的光刻膠上形成誘導(dǎo)金屬薄膜,進行熱處理,以使所述第二有源層在所述接觸過孔處誘導(dǎo)金屬薄膜的誘導(dǎo)下發(fā)生橫向金屬誘導(dǎo)結(jié)晶,從非晶硅材質(zhì)結(jié)晶成為低溫多晶硅材質(zhì);剝離光刻膠及其上的誘導(dǎo)金屬薄膜。本發(fā)明實施例還提供了一種薄膜晶體管,包括第一薄膜晶體管和第二薄膜晶體管,所述第一薄膜晶體管包括第一柵電極、第一有源層、第一漏電極和第一源電極,所述第二薄膜晶體管包括第二柵電極、第二有源層、第二漏電極和第二源電極,其中所述第一有源層和第二有源層同層設(shè)置;所述第一有源層的材質(zhì)為非晶硅;所述第二有源層的材質(zhì)為低溫多晶硅。
本發(fā)明實施例還提供了一種有源矩陣背板,包括襯底基板,所述襯底基板上形成有開關(guān)薄膜晶體管、驅(qū)動薄膜晶體管、存儲電容、數(shù)據(jù)線、柵線、電源線和像素電極的圖案, 所述開關(guān)薄膜晶體管包括第一柵電極、第一有源層、第一漏電極和第一源電極,所述驅(qū)動薄膜晶體管包括第二柵電極、第二有源層、第二漏電極和第二源電極,其中所述第一有源層和第二有源層同層設(shè)置;所述第一有源層的材質(zhì)為非晶硅;第二有源層的材質(zhì)為低溫多晶娃。本發(fā)明實施例還提供了一種顯示器,包括框架、驅(qū)動裝置和形成有有機發(fā)光二極管的有源矩陣背板,其中所述有源矩陣背板采用本發(fā)明所提供的有源矩陣背板。本發(fā)明提供的薄膜晶體管、有源矩陣背板及其制造方法和顯示器,通過橫向金屬誘導(dǎo)結(jié)晶工藝,能夠同時且同層制備非晶硅TFT和低溫多晶硅TFT的有源層,實現(xiàn)工藝簡單,且能夠適用于同時需要使用非晶硅TFT和低溫多晶硅TFT的情況,發(fā)揮各自TFT的性能優(yōu)點。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種像素驅(qū)動電路的電路原理圖;圖2為本發(fā)明實施例一提供的薄膜晶體管的制造方法的流程圖;圖3為本發(fā)明實施例二提供的薄膜晶體管的制造方法的流程圖;圖4為本發(fā)明實施例三提供的薄膜晶體管的制造方法的流程圖;圖5為本發(fā)明實施例四提供的有源矩陣背板的制造的流程圖;圖6A為本發(fā)明實施例四中有源矩陣背板執(zhí)行第一次光刻工藝后的局部俯視結(jié)構(gòu)示意圖;圖6B為圖6A中的A-A向結(jié)構(gòu)示意圖;圖6C為圖6A中的B-B向結(jié)構(gòu)示意圖;圖7A為本發(fā)明實施例四中有源矩陣背板執(zhí)行第二次光刻工藝后的局部俯視結(jié)構(gòu)示意圖;圖7B為圖7A中的A-A向結(jié)構(gòu)示意圖;圖7C為圖7A中的B-B向結(jié)構(gòu)示意圖;圖8為本發(fā)明實施例四中有源矩陣背板經(jīng)過熱處理后的結(jié)構(gòu)示意圖;圖9A為本發(fā)明實施例四中有源矩陣背板執(zhí)行第四次光刻工藝后的局部俯視結(jié)構(gòu)示意圖;圖9B為圖9A中的A-A向結(jié)構(gòu)示意圖;圖9C為圖9A中的B-B向結(jié)構(gòu)示意圖;圖IOA為本發(fā)明實施例四中有源矩陣背板執(zhí)行第六次光刻工藝后的局部俯視結(jié)構(gòu)示意圖;圖IOB為圖IOA中的A-A向結(jié)構(gòu)示意圖;圖IOC為圖IOA中的B-B向結(jié)構(gòu)示意圖;圖11為本發(fā)明實施例五提供的有源矩陣背板的制造方法的流程圖;圖12A為本發(fā)明實施例五中有源矩陣背板執(zhí)行第一次光刻工藝后的局部俯視結(jié)構(gòu)示意9
圖12B為圖12A中的A-A向結(jié)構(gòu)示意圖;圖12C為圖12A中的B-B向結(jié)構(gòu)示意圖;圖13為本發(fā)明實施例五中有源矩陣背板經(jīng)過熱處理后的結(jié)構(gòu)示意圖;圖14A為本發(fā)明實施例五中有源矩陣背板執(zhí)行第二次光刻工藝后的局部俯視結(jié)構(gòu)示意圖;圖14B為圖14A中的A-A向結(jié)構(gòu)示意圖;圖14C為圖14A中的B-B向結(jié)構(gòu)示意圖;圖15A為本發(fā)明實施例五中有源矩陣背板執(zhí)行第四次光刻工藝后的局部俯視結(jié)構(gòu)示意圖;圖15B為圖15A中的A-A向結(jié)構(gòu)示意圖;圖15C為圖15A中的B-B向結(jié)構(gòu)示意圖;圖16A為本發(fā)明實施例五中有源矩陣背板執(zhí)行第六次光刻工藝后的局部俯視結(jié)構(gòu)示意圖;圖16B為圖16A中的A-A向結(jié)構(gòu)示意圖;圖16C為圖16A中的B-B向結(jié)構(gòu)示意圖;圖17為本發(fā)明實施例七提供的有源矩陣背板的電路原理示意圖。附圖標(biāo)記1-襯底基板; 2-柵線;3-光刻膠;4-柵絕緣層; 5-數(shù)據(jù)線;6-接觸過孔;61-源極接觸區(qū);62-漏極接觸區(qū);7-電源線;8-誘導(dǎo)金屬薄膜;9-鈍化層;10-選擇信號線;11-像素電極; 12-電源線;13-柵極過孔;14-電源過孔; 15平坦化層; 16-像素過孔;17-緩沖層;18-源極過孔; 19-漏極過孔;30-開關(guān)TFT;31-第一柵電極;32-第一有源層;33-第一源電極;34-第一漏電極;40-驅(qū)動TFT ;41-第二柵電極;42-第二有源層;43-第二源電極;44-第二漏電極;50-充電TFT; 60-存儲電容;70-隔斷 TFT;80-0LED。
具體實施例方式為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚,下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖,對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明保護的范圍。實施例一圖2為本發(fā)明實施例一提供的薄膜晶體管的制造方法的流程圖,該制造方法包括制備第一薄膜晶體管和第二薄膜晶體管的流程,其中,第一薄膜晶體管和第二薄膜晶體管可以理解為兩類薄膜晶體管,每種薄膜晶體管的數(shù)量可以為一個或多個。第一薄膜晶體管包括第一柵電極、第一有源層、第一漏電極和第一源電極,第二薄膜晶體管包括第二柵電極、第二有源層、第二漏電極和第二源電極,其結(jié)構(gòu)可以是頂柵形式,也可以是底柵形式。在該制造方法中,同時制備第一有源層和第二有源層的流程具體包括如下步驟步驟210、形成非晶硅有源層薄膜,并通過構(gòu)圖工藝形成包括第一有源層和第二有源層的圖案;步驟220、在形成上述圖案后涂覆光刻膠,并通過曝光顯影工藝在第二有源層的部分區(qū)域上方形成接觸過孔;上述步驟220中,通過曝光顯影工藝在第二有源層的部分區(qū)域上方形成接觸過孔優(yōu)選是在第二有源層的源極接觸區(qū)和漏極接觸區(qū)上方分別形成接觸過孔。所謂源極接觸區(qū)是有源層與源電極接觸的區(qū)域,所謂漏極接觸區(qū)是有源層與漏電極接觸的區(qū)域。為了形成包括低溫多晶硅區(qū)域的第二有源層,需使用一種金屬誘導(dǎo)結(jié)晶工藝對第二有源層進行誘導(dǎo)結(jié)晶退火處理。因為誘導(dǎo)金屬只淀積在第二有源層的部分區(qū)域,而不沉積在其他區(qū)域,為避免產(chǎn)生金屬污染,需要在金屬淀積之前形成一層光刻膠圖案,對其他區(qū)域進行保護。大部分區(qū)域都被光刻膠所覆蓋,只在第二有源層的部分區(qū)域,例如源極接觸區(qū)和漏極接觸區(qū)形成光刻膠過孔。在形成接觸過孔時,優(yōu)選是避免在第二有源層形成溝道的中間區(qū)域處形成接觸過孔,以避免影響源漏電極間的溝道性能。步驟230、在形成上述圖案的光刻膠上形成誘導(dǎo)金屬薄膜,進行熱處理,以使第二有源層在接觸過孔處誘導(dǎo)金屬薄膜的誘導(dǎo)下發(fā)生橫向金屬誘導(dǎo)結(jié)晶,從非晶硅材質(zhì)結(jié)晶成為低溫多晶硅材質(zhì),則第二有源層的材質(zhì)發(fā)生變化,而第一有源層的材質(zhì)在光刻膠的保護下不會發(fā)生金屬誘導(dǎo),而能夠保持原非晶硅材質(zhì);步驟M0、剝離光刻膠及其上的誘導(dǎo)金屬薄膜,即形成了兩種不同材質(zhì)的第一有源
層和第二有源層。本實施例薄膜晶體管的制造方法中,制備柵電極、源電極和漏電極的流程可以采用多種方式制備,在此并不限定。在本實施例步驟230中完成了誘導(dǎo)金屬薄膜的形成以及金屬誘導(dǎo)結(jié)晶的過程,具體操作如下可使用射頻濺射、蒸鍍、磁控濺射、化學(xué)氣相沉積、原子層氣相沉積或亞原子層氣相沉積的方法在光刻膠上實現(xiàn)誘導(dǎo)金屬薄膜的沉積。所沉積的誘導(dǎo)金屬薄膜厚度可以在1納米 20納米之間,誘導(dǎo)金屬薄膜的厚度也可以自由選擇,使得第二有源層的非晶硅薄膜在一定溫度和時間內(nèi)產(chǎn)生金屬誘導(dǎo)結(jié)晶即可??紤]設(shè)備使用成本和工藝效率,前述誘導(dǎo)金屬薄膜厚度是首選范圍。誘導(dǎo)金屬薄膜的材料可以是鈦、銀、金、鋁、錫、銻、銅、鈷、鉻、鉬、鉬或鎳等。因為金屬鎳可以和硅原子形成金屬硅化物,具有最接近硅晶體晶格常數(shù)的晶體結(jié)構(gòu),所以優(yōu)選采用鎳制備誘導(dǎo)金屬薄膜。最優(yōu)的實現(xiàn)方案是使用亞原子層氣相沉積工藝淀積一層厚度為2納米的鎳金屬薄膜。該方案可以最大程度降低金屬誘導(dǎo)工藝所造成的晶格變形和薄膜應(yīng)力及應(yīng)變。亞原子層氣相沉積工藝是一種化學(xué)氣相沉積方法,使用包含金屬原子的氣體先驅(qū)物在高溫下分解,控制氣體先驅(qū)物通入化學(xué)氣相沉積腔室的流量和時間,每次淀積在光刻膠上形成一層亞原子層的鎳金屬薄膜;適量的,約2納米的亞原子層的鎳金屬薄膜有利于降低金屬污染
11引起的反向漏電流,也足以形成金屬硅化物誘導(dǎo)非晶硅結(jié)晶。淀積在其它區(qū)域的鎳金屬薄膜直接形成于光刻膠之上,使用有機溶劑如丙酮等除去光刻膠的同時,能夠去除不需要的鎳金屬薄膜。進行熱處理的方法可以有快速退火(RTA)和準(zhǔn)分子激光結(jié)晶等。快速退火方法使用一種加熱燈如鹵素?zé)艋螂?,在幾秒或幾分鐘?nèi)加熱基板至800°C ;準(zhǔn)分子激光結(jié)晶方法使用準(zhǔn)分子激光,在短時間內(nèi)加熱激光照射部分至很高的溫度。本發(fā)明實施例中首選的熱處理方法是使用傳統(tǒng)的退火爐,在較低溫度下,如300°C 600°C之間,通過金屬誘導(dǎo)的方式使得非晶硅薄膜結(jié)晶形成多晶硅薄膜。與沒有金屬誘導(dǎo)的傳統(tǒng)固相晶化比較,金屬誘導(dǎo)結(jié)晶具有較低的晶化溫度和較大的晶粒,多晶硅晶粒的缺陷也比固相晶化少許多。最佳方法是鎳金屬誘導(dǎo)晶化,當(dāng)一層鎳金屬薄膜淀積在非晶硅表面并退火,鎳硅化物就形成,析出的鎳金屬硅化物作為誘導(dǎo)多晶硅的媒介。因為鎳硅化物的自由能較非晶硅低,鎳離子在非晶硅薄膜中的擴散系數(shù)較高,所以通過鎳離子在非晶硅的擴散反應(yīng)成為硅化物持續(xù)擴張再結(jié)晶。一般在325°C 400°C溫度范圍內(nèi),鎳金屬硅化物(NiSi2)容易形成并生長,NiSi2是立方晶格與硅晶格類似,并且其晶格常數(shù)只相差0. 4%,因此非常適合作為非晶硅結(jié)晶的籽晶。鎳的自由能低于a-Si的界面, 形成一驅(qū)動力將鎳擴散到非晶硅薄膜并形成硅化物,當(dāng)這層硅化物不斷往非晶硅薄膜內(nèi)成長,留下結(jié)晶硅。本發(fā)明實施例的金屬誘導(dǎo)結(jié)晶是在300°C 600°C的退火爐中進行熱處理 0. 1 10小時,最佳結(jié)晶方法是在350°C的氮氣氣氛退火爐熱處理2小時;一般而言,鎳金屬誘導(dǎo)結(jié)晶的橫向生長速率大約是每小時1.5微米,有鎳金屬覆蓋的第二有源層的源漏電極接觸區(qū)的非晶硅薄膜發(fā)生結(jié)晶,形成多晶硅薄膜;沒有鎳金屬覆蓋的第二有源層其他部分的非晶硅薄膜,通過NiSi2晶格的橫向擴散生長也會發(fā)生結(jié)晶,形成多晶硅薄膜。因此覆蓋第二有源層源漏電極接觸區(qū)的鎳金屬薄膜,最終晶化整個第二有源層,形成多晶硅薄膜晶體管的溝道。由于非晶硅固相晶化工藝是在沒有催化劑等媒介物質(zhì)情況下進行熱處理, 其工藝溫度和時間都需要提高和增加,一般需要600°C以上的溫度和10 20小時的時間; 對于沒有鎳金屬薄膜沉積的第一有源層,在第二有源層進行金屬誘導(dǎo)晶化的同時,相當(dāng)于進行了固相晶化,但是由于工藝溫度和時間的限制,并沒有形成多晶硅薄膜,仍然保持非晶硅薄膜。采用本實施例的技術(shù)方案,可以同時制備非晶硅薄膜和多晶硅薄膜作為有源層的兩種薄膜晶體管,簡化了制備工藝,降低了生產(chǎn)成本,其優(yōu)勢在需要同時采用低溫多晶硅薄膜晶體管和非晶硅薄膜晶體管的情況下尤為顯著,能夠分別發(fā)揮兩種薄膜晶體管各自的性能優(yōu)勢。實施例二圖3為本發(fā)明實施例二提供的薄膜晶體管的制造方法的流程圖,本實施例可以實施例一為基礎(chǔ),具體為一種制備底柵形式薄膜晶體管的方法,則制備第一薄膜晶體管和第二薄膜晶體管的流程具體包括如下步驟步驟310、在襯底基板上形成柵金屬薄膜,并通過構(gòu)圖工藝形成包括第一柵電極和第二柵電極的圖案;步驟320、在形成上述結(jié)構(gòu)的襯底基板上形成柵絕緣層,并在柵絕緣層上執(zhí)行實施例一中提供的同時制備第一有源層和第二有源層的流程;
步驟330、在形成上述圖案的襯底基板上,通過構(gòu)圖工藝在柵絕緣層中形成柵極過孔,柵極過孔的位置對應(yīng)于第二柵電極;步驟340、在形成上述圖案的襯底基板上形成源漏金屬薄膜,通過構(gòu)圖工藝形成包括第一源電極、第一漏電極、第二源電極和第二漏電極的圖案,第一漏電極通過柵極過孔與第二柵電極連接。上述技術(shù)方案提供了制備底柵式薄膜晶體管的方法,并且,第一薄膜晶體管的第一漏電極通過柵極過孔與第二柵電極相連,則能夠通過非晶硅的第一薄膜晶體管源漏電極之間的通斷電壓來驅(qū)動低溫非晶硅的第二薄膜晶體管。實施例三圖4為本發(fā)明實施例三提供的薄膜晶體管的制造方法的流程圖,本實施例可以實施例一為基礎(chǔ),具體為一種制備頂柵形式薄膜晶體管的方法,則制備第一薄膜晶體管和第二薄膜晶體管的流程具體包括如下步驟步驟410、在襯底基板上執(zhí)行實施例一所提供的同時制備第一有源層和第二有源層的流程;步驟420、在形成上述圖案的襯底基板上形成柵絕緣層;步驟430、在柵絕緣層上形成柵金屬薄膜,并通過構(gòu)圖工藝形成包括第一柵電極和第二柵電極的圖案;步驟440、在形成上述圖案的襯底基板上形成鈍化層,并通過構(gòu)圖工藝形成包括源極過孔、漏極過孔和柵極過孔的圖案,其中,源極過孔為多個,分別對應(yīng)于第一源電極和第二源電極設(shè)置,具體是設(shè)置在第一有源層和第二有源層各自源極接觸區(qū)的位置,類似地,漏極過孔也為多個,分別對應(yīng)于第一漏電極和第二漏電極設(shè)置,具體是設(shè)置在第一有源層和第二有源層各自漏極接觸區(qū)的位置,柵極過孔對應(yīng)于第二柵電極設(shè)置;步驟450、在鈍化層上形成源漏金屬薄膜,并通過構(gòu)圖工藝形成包括第一源電極、 第一漏電極、第二源電極和第二漏電極的圖案,第一源電極和第二源電極分別通過源極過孔與第一有源層和第二有源層連接,第一漏電極和第二漏電極分別通過漏極過孔與第一有源層和第二有源層連接,第一漏電極通過柵極過孔與第二柵電極連接。上述技術(shù)方案提供了制備頂柵式薄膜晶體管的方法,并且,第一薄膜晶體管的第一漏電極通過柵極過孔與第二柵電極相連,則能夠通過非晶硅的第一薄膜晶體管源漏電極之間的通斷電壓來驅(qū)動低溫多晶硅的第二薄膜晶體管。在本實施例上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上,在執(zhí)行同時制備第一有源層和第二有源層的流程之前,優(yōu)選是還制備緩沖層。緩沖層可以避免襯底基板中的雜質(zhì)對有源層薄膜的污染, 特別是避免通常作為襯底基板的玻璃中的雜質(zhì)污染有源層薄膜。本發(fā)明實施例還提供了一種有源矩陣背板的制造方法,包括在襯底基板上制備開關(guān)薄膜晶體管、驅(qū)動薄膜晶體管、數(shù)據(jù)線、柵線、電源線和像素電極的流程,開關(guān)薄膜晶體管包括第一柵電極、第一有源層、第一漏電極和第一源電極,驅(qū)動薄膜晶體管包括第二柵電極、第二有源層、第二漏電極和第二源電極,其中,同時制備第一有源層和第二有源層的流程包括形成非晶硅有源層薄膜,并通過構(gòu)圖工藝形成包括第一有源層和第二有源層的圖案;
在形成上述圖案后涂覆光刻膠,并通過曝光顯影工藝在第二有源層源極的部分區(qū)域上方形成接觸過孔,優(yōu)選是通過曝光顯影工藝在第二有源層的源極接觸區(qū)和漏極接觸區(qū)上方形成接觸過孔;在形成上述圖案的光刻膠上形成誘導(dǎo)金屬薄膜,進行熱處理,以使第二有源層在接觸過孔處誘導(dǎo)金屬薄膜的誘導(dǎo)下發(fā)生橫向金屬誘導(dǎo)結(jié)晶,從非晶硅材質(zhì)結(jié)晶成為低溫多晶硅材質(zhì);剝離光刻膠及其上的誘導(dǎo)金屬薄膜。本發(fā)明的有源矩陣背板中制備開關(guān)薄膜晶體管和驅(qū)動薄膜晶體管的流程可類似的采用本發(fā)明實施例所提供的薄膜晶體管的制造方法,將開關(guān)薄膜晶體管視為第一薄膜晶體管,將驅(qū)動薄膜晶體管視為第二薄膜晶體管。上述技術(shù)方案可實現(xiàn)同時制造兩種材質(zhì)的薄膜晶體管,分別發(fā)揮兩種薄膜晶體管各自的優(yōu)勢。非晶硅TFT由于其有源層是非晶硅薄膜,即使在制作工藝過程中使得非晶硅薄膜包含了一定含量的氫原子,用來中和非晶硅薄膜的缺陷如懸掛鍵等,但是非晶硅薄膜材料中還是具有相當(dāng)高的缺陷密度。在長時間的電壓驅(qū)動工作下,非晶硅TFT的缺陷容易捕獲有源層傳輸?shù)碾娮虞d流子,形成帶電荷的缺陷,從而引起能帶平移和閾值電壓的漂移。所以非晶硅TFT不適合于直接驅(qū)動0LED,因為OLED需要長時間的驅(qū)動電流保持發(fā)光狀態(tài)。而低溫多晶硅TFT具有一定程度的結(jié)晶度,材料內(nèi)部缺陷相對于非晶硅薄膜大大減少,試驗表明低溫多晶硅TFT在長時間驅(qū)動電流通過后,閾值電壓的漂移非常小,以致忽略不計。所以本發(fā)明的驅(qū)動TFT使用低溫多晶硅TFT,可以保持TFT閾值電壓的穩(wěn)定,以及不隨時間變化的穩(wěn)定的驅(qū)動電流。采用上述制造工藝的有源矩陣背板制備過程有多種,下面詳細介紹幾種優(yōu)選的實施方式。實施例四圖5為本發(fā)明實施例四提供的有源矩陣背板的制造方法的流程圖,本實施例以制備底柵結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管為例進行說明,在襯底基板上制備開關(guān)薄膜晶體管、驅(qū)動薄膜晶體管、數(shù)據(jù)線、柵線、電源線和像素電極的流程具體包括步驟501、在襯底基板1上形成柵金屬薄膜,并通過構(gòu)圖工藝形成包括柵線2、電源線7、第一柵電極31和第二柵電極41的圖案,此為第一次光刻工藝,所形成圖案如圖6A、圖 6B和圖6C所示;優(yōu)選是在形成柵金屬薄膜之前,進一步在襯底基板上形成一緩沖層,可以是氧化硅或氮化硅,或者二者的結(jié)合,一般緩沖層的厚度在50納米 500納米之間,其作用是防止玻璃基板的雜質(zhì)擴散。上述步驟501中,柵金屬薄膜的材料可以為鉬、鋁、鋁鎳合金、鉬鎢合金、鉻、或銅等金屬,其厚度優(yōu)選在100納米 500納米之間,最佳厚度是300納米。本實施例中,優(yōu)選是采用磁控濺射工藝形成鉬和純鋁的兩層金屬薄膜,其中鉬金屬薄膜的最佳厚度是50納米, 純鋁金屬薄膜的最佳厚度是200納米。形成圖案的刻蝕工藝可以是使用腐蝕劑和腐蝕液的濕法刻蝕,也可以是使用腐蝕氣體的等離子體或者反應(yīng)氣體離子的干法腐蝕,本實施例的最佳刻蝕方法是使用腐蝕液的濕法腐蝕,腐蝕液首選硝酸、磷酸和醋酸的混合腐蝕液。步驟502、在形成上述圖案的襯底基板1上形成柵絕緣層4 ;
柵絕緣層的材料可以為氧化硅、或氮化硅、或氧化硅和氮化硅的組合,厚度在50 納米 500納米之間。一種優(yōu)選方案是利用化學(xué)汽相沉積的方法連續(xù)依次淀積100納米 400納米的氮化硅薄膜和50納米 100納米的氧化硅薄膜。最佳柵絕緣層是包括250納米的氮化硅薄膜和50納米的氧化硅薄膜。 而后在柵絕緣層上執(zhí)行上述同時制備第一有源層和第二有源層的流程,即執(zhí)行如下步驟步驟503、在柵絕緣層4上形成非晶硅有源層薄膜,并通過構(gòu)圖工藝形成包括第一有源層32和第二有源層42的圖案,此為第二次光刻工藝,所形成圖案如圖7A、圖7B和圖 7C所示;上述步驟502和步驟503具體可以在襯底基板上以化學(xué)氣相沉積工藝連續(xù)沉積的方式生長氮化硅和非晶硅層,分別作為柵絕緣層和非晶硅有源層薄膜?;瘜W(xué)氣相沉積工藝可以是等離子體增強化學(xué)氣相沉積、低壓化學(xué)氣相沉積、大氣壓化學(xué)氣相沉積、高密度等離子體化學(xué)氣相沉積、或微波電子回旋共振化學(xué)氣相沉積等。首選方案是等離子體增強化學(xué)氣相沉積。制備柵絕緣層的氮化硅薄膜和氧化硅薄膜以及制備有源層的非晶硅薄膜可以使用同一工藝方法在同一設(shè)備內(nèi)完成沉積,也可以使用不同工藝方法在不同設(shè)備完成沉積。本實施例的最佳方法是使用等離子體增強化學(xué)氣相沉積在同一設(shè)備連續(xù)沉積氮化硅薄膜、氧化硅薄膜和非晶硅薄膜。非晶硅薄膜厚度在50納米 500納米,或100納米 500納米之間,最佳非晶硅薄膜厚度是100納米或250納米。可以使用第二個掩模板通過光刻方法形成第一有源層和第二有源層的圖案,具體可以使用濕法腐蝕或者干法腐蝕工藝刻蝕。本實施例的最佳方法是使用腐蝕氣體的等離子體或者反應(yīng)氣體離子的干法腐蝕,腐蝕氣體包括四氟化碳、或六氟化硫、或氯氣、以及氫氣或氦氣、或前述幾種氣體的混合氣體。步驟504、在形成上述圖案后涂覆光刻膠3,并通過曝光顯影工藝在第二有源層42 部分區(qū)域,優(yōu)選是在源極接觸區(qū)61和漏極接觸區(qū)62的上方形成接觸過孔6 ;上述步驟504是定義光刻膠的圖案,保留的光刻膠能夠覆蓋開關(guān)TFT的有源層和溝道區(qū)域以及驅(qū)動TFT溝道的中央?yún)^(qū)域。步驟505、在形成上述圖案的光刻膠3上形成誘導(dǎo)金屬薄膜8,進行熱處理,以使接觸誘導(dǎo)金屬薄膜8的第二有源層42的源極接觸區(qū)61和漏極接觸區(qū)62,在金屬誘導(dǎo)下從非晶硅材質(zhì)結(jié)晶成為低溫多晶硅材質(zhì),如圖8所示;上述步驟505可以采用濺射或者原子層沉積的方式,在光刻膠上沉積誘導(dǎo)金屬薄膜,配以高溫環(huán)境下的去氫工藝,通過高溫退火處理使得能夠與誘導(dǎo)金屬薄膜接觸的非晶硅薄膜結(jié)晶成為多晶硅薄膜。步驟506、剝離光刻膠3及其上的誘導(dǎo)金屬薄膜8 ;步驟507、在形成上述圖案的襯底基板1上,通過構(gòu)圖工藝在柵絕緣層4中形成柵極過孔13和電源過孔14,其中,柵極過孔13對應(yīng)于第二柵電極41的位置設(shè)置,電源過孔 14對應(yīng)于電源線7的位置設(shè)置,此為第三次光刻工藝,過孔的直徑大小優(yōu)選在5微米 20 微米之間,最佳過孔大小是10微米; 上述柵極過孔和電源過孔可使用第三個掩模板進行濕法腐蝕或干法腐蝕來形成。 本實施例的最佳方法是使用腐蝕氣體的等離子體或者反應(yīng)氣體離子的干法腐蝕,腐蝕氣體包括四氟化碳、或六氟化硫、或氯氣、以及氫氣或氦氣、或前述幾種氣體的混合氣體。因為使用沉積摻雜的非晶硅薄膜作為非晶硅TFT的源極接觸區(qū)和漏極接觸區(qū),以及金屬誘導(dǎo)晶化時所摻入的金屬摻雜多晶硅薄膜作為多晶硅TFT的源極接觸區(qū)和漏極接觸區(qū),所以不需要額外的光刻工藝進行源極接觸區(qū)和漏極接觸區(qū)的摻雜。所謂非晶硅薄膜的沉積摻雜,是在通過等離子體增強化學(xué)氣相沉積(PECVD)方法形成非晶硅薄膜時,除在PECVD設(shè)備中通入硅烷外,還可通入磷烷、硼烷等氣體,以實現(xiàn)沉積摻雜。步驟508、在形成上述圖案的襯底基板1上形成源漏金屬薄膜,通過構(gòu)圖工藝形成包括數(shù)據(jù)線5、第一源電極33、第一漏電極34、第二源電極43和第二漏電極44的圖案,第一漏電極;34通過柵極過孔13與第二柵電極41連接,第二源電極43通過電源過孔14與電源線7連接,此為第四次光刻工藝,所形成圖案如圖9A、圖9B和圖9C所示;上述步驟508中的源漏金屬薄膜,可以使用射頻濺射、蒸鍍、磁控濺射、或化學(xué)氣相沉積的方法來形成,源漏金屬薄膜材料可以是鉬、鋁、鋁鎳合金、鉬鎢合金、鉻、銅等金屬; 其厚度可以在100納米 500納米之間。本實施例的最佳方法是磁控濺射工藝形成鉬金屬薄膜,最佳厚度是250納米。開關(guān)薄膜晶體管和驅(qū)動薄膜晶體管的溝道即對應(yīng)柵電極與有源層重疊的區(qū)域,優(yōu)選是開關(guān)薄膜晶體管溝道的長度在4微米 8微米之間,寬度在20微米 30微米之間,第一有源層重疊在第一柵電極上區(qū)域的長度和寬度即對應(yīng)于溝道的長度和寬度,長度是沿著源電極和漏電極相互對置的方向。長度最佳是5微米,寬度最佳是25 微米。驅(qū)動薄膜晶體管的溝道長度優(yōu)選在2微米 8微米之間,寬度優(yōu)選在5微米 15微米之間,第二有源層重疊于第二柵電極上區(qū)域的長度和寬度就對應(yīng)于溝道的長度和寬度, 長度最佳是5微米,寬度最佳是10微米。對源漏金屬薄膜的刻蝕工藝可以是使用腐蝕劑和腐蝕液的濕法刻蝕,也可以是使用腐蝕氣體的等離子體或者反應(yīng)氣體離子的干法腐蝕,本實施例的最佳刻蝕方法是使用腐蝕液的濕法腐蝕,腐蝕液首選硝酸、磷酸和醋酸的混合腐蝕液。步驟509、在形成上述圖案的襯底基板1上形成平坦化層15,并通過構(gòu)圖工藝在平坦化層15中形成像素過孔16的圖案,此為第五次光刻工藝;上述步驟509中可以利用化學(xué)汽相沉積方法形成平坦化層。化學(xué)氣相沉積工藝可以是等離子體增強化學(xué)氣相沉積、低壓化學(xué)氣相沉積、大氣壓化學(xué)氣相沉積、高密度等離子體化學(xué)氣相沉積、微波電子回旋共振化學(xué)氣相沉積;本實施例的最佳方法是使用等離子體增強化學(xué)氣相沉積氮化硅薄膜。采用氧化硅/氮化硅雙層薄膜或氮化硅薄膜作為層間絕緣層,也就是平坦化層,或者也可以是有機薄膜材料如聚四氟乙烯等,其厚度在200納米 500納米之間,或200納米 1000納米之間,最佳平坦化層是400納米的氮化硅薄膜。平坦化層的制備工藝與柵絕緣層的制備工藝類似。使用第五個掩模板通過光刻方法形成平坦化層中的像素過孔,使用濕法腐蝕或者干法腐蝕工藝刻蝕。本實施例的最佳方法是使用腐蝕氣體的等離子體或者反應(yīng)氣體離子的干法腐蝕,腐蝕氣體包括四氟化碳、或六氟化硫、或氯氣、以及氫氣或氦氣、或前述幾種氣體的混合氣體。步驟510、在形成上述圖案的襯底基板1上形成像素電極薄膜,并通過構(gòu)圖工藝形成包括像素電極11的圖案,像素電極11通過像素過孔16與第二漏電極44相連,并且,像素電極11的圖案與第二柵電極41的圖案部分重疊,以形成存儲電容60,此為第六次光刻工藝,所形成圖案如圖10A、圖IOB和圖IOC所示。
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在上述步驟510中,可使用射頻濺射、蒸鍍、磁控濺射、化學(xué)氣相沉積的方法形成像素電極薄膜。像素電極薄膜可采用氧化銦錫(ITO)、或氧化銦鋅(IZO)、或氧化銦鎵鋅、或氧化鋅等氧化物薄膜等透明導(dǎo)電材料,其厚度優(yōu)選在10納米 100納米之間,或10納米 500納米之間,最佳像素電極是20納米厚的氧化銦錫薄膜。由于氧化銦錫薄膜或氧化鋅錫薄膜必須有高透光度與低阻值,因此優(yōu)選采用多晶態(tài)氧化銦錫薄膜或氧化鋅錫薄膜。本實施例的最佳方法是磁控濺射工藝形成氧化銦錫薄膜,最佳厚度是50納米。使用第六個掩模板通過光刻和刻蝕的方法形成像素電極;刻蝕的工藝可以是使用腐蝕劑和腐蝕液的濕法刻蝕,也可以是使用腐蝕氣體的等離子體或者反應(yīng)氣體離子的干法腐蝕,本實施例的最佳刻蝕方法是使用腐蝕液的濕法腐蝕,腐蝕液首選硝酸、磷酸和醋酸的混合腐蝕液。上述技術(shù)方案主要給出了有源矩陣背板上制備像素驅(qū)動電路的技術(shù)方案,有源矩陣背板上還可繼續(xù)制備空穴發(fā)射層、空穴傳輸層、電子傳輸層、電子發(fā)射層和OLED陰極等常規(guī)OLED的結(jié)構(gòu),在此不再贅述。本實施例中像素驅(qū)動電路和周邊電路采用高開口率的上部像素電極結(jié)構(gòu),后續(xù)工藝可采用傳統(tǒng)的非晶硅TFT陣列基板制備工藝。本實施例的技術(shù)方案將兩種材質(zhì)薄膜晶體管的制造方法應(yīng)用于OLED的有源矩陣背板制備過程中,第一柵電極、第一源電極、第一漏電極和非晶硅材質(zhì)的第一有源層構(gòu)成開關(guān)薄膜晶體管,第二柵電極、第二源電極、第二漏電極和低溫多晶硅材質(zhì)的第二有源層構(gòu)成驅(qū)動薄膜晶體管,且具體是制備底柵式薄膜晶體管的有源矩陣背板。實施例五圖11為本發(fā)明實施例五提供的有源矩陣背板的制造方法的流程圖,本實施例具體以制備頂柵結(jié)構(gòu)薄膜晶體管為例進行說明,在襯底基板上制備開關(guān)薄膜晶體管、驅(qū)動薄膜晶體管、數(shù)據(jù)線、柵線、電源線和像素電極的流程具體包括如下步驟首先在襯底基板上執(zhí)行同時制備第一有源層和第二有源層的流程,即執(zhí)行步驟111、在襯底基板1上形成非晶硅有源層薄膜,并通過構(gòu)圖工藝形成包括第一有源層32和第二有源層42的圖案,本實施例中優(yōu)選的是先在襯底基板1上形成一緩沖層 17,在緩沖層17上制備第一有源層32和第二有源層42,此為第一次光刻工藝,所形成的圖案如圖12A、圖12B和圖12C所示;緩沖層可以避免襯底基板對有源層材質(zhì)的污染,例如阻擋玻璃基板所含的雜質(zhì)擴散進入有源層之中,從而影響器件的閾值電壓,此處緩沖層可為氮化硅或氮化硅/氧化硅雙層結(jié)構(gòu)。非晶硅薄膜可以通過高溫去氫烘烤工藝防止在激光結(jié)晶中遭遇氫爆現(xiàn)象。步驟112、在形成上述圖案后涂覆光刻膠3,并通過曝光顯影工藝在第二有源層42 的部分區(qū)域,例如源極接觸區(qū)61和漏極接觸區(qū)62的上方形成接觸過孔6 ;上述步驟112中,光刻膠覆蓋開關(guān)TFT的第一有源層,以及驅(qū)動TFT溝道的中央?yún)^(qū)域。步驟113、在形成上述圖案的光刻膠3上形成誘導(dǎo)金屬薄膜8,進行熱處理,以使接觸誘導(dǎo)金屬薄膜8的第二有源層42的源極接觸區(qū)61和漏極接觸區(qū)62,在金屬誘導(dǎo)下從非晶硅材質(zhì)結(jié)晶成為低溫多晶硅材質(zhì),如圖13所示;上述步驟113中具體可以用濺射或原子層沉積的方式在光刻膠上沉積誘導(dǎo)金屬薄膜,通過高溫退火處理使得部分非晶硅薄膜結(jié)晶成為多晶硅薄膜。因為使用沉積摻雜的非晶硅薄膜作為非晶硅TFT的源極接觸區(qū)和漏極接觸區(qū),以及金屬誘導(dǎo)晶化時所摻入的金屬摻雜多晶硅薄膜作為多晶硅TFT的源極接觸區(qū)和漏極接觸區(qū),所以不需要額外的光刻工藝進行源極接觸區(qū)和漏極接觸區(qū)的摻雜。步驟114、剝離光刻膠3及其上的誘導(dǎo)金屬薄膜8 ;步驟115、在形成上述圖案的襯底基板1上形成柵絕緣層4 ;上述步驟115中,可先利用清洗工藝將柵絕緣層和低溫多晶硅的界面態(tài)降至最低,因為太多的界面態(tài)會降低器件的穩(wěn)定性。步驟116、在柵絕緣層4上形成柵金屬薄膜,并通過構(gòu)圖工藝形成包括柵線2、電源線7、第一柵電極31和第二柵電極41的圖案,此為第二次光刻工藝,所形成圖案如圖14A、 圖14B和圖14C所示;步驟117、在形成上述圖案的襯底基板1上形成鈍化層9,并通過構(gòu)圖工藝形成包括電源過孔14、源極過孔18、漏極過孔19和柵極過孔13的圖案,其中,電源過孔14對應(yīng)于電源線7設(shè)置,源極過孔18對應(yīng)于第一有源層32和第二有源層42各自的源極接觸區(qū)設(shè)置,漏極過孔19對應(yīng)于第一有源層32和第二有源層42各自的漏極接觸區(qū)設(shè)置,柵極過孔 13對應(yīng)于第二柵電極41設(shè)置,此為第三次光刻工藝;本步驟中,鈍化層為一層間絕緣層,其厚度在100納米 500納米之間,材料可以是氧化硅、或氮化硅、或者二者的組合;最佳的層間絕緣層是400納米的氮化硅薄膜。步驟118、在鈍化層9上形成源漏金屬薄膜,并通過構(gòu)圖工藝形成包括數(shù)據(jù)線5、第一源電極33、第一漏電極34、第二源電極43和第二漏電極44的圖案,第一源電極33和第二源電極43分別通過源極過孔18與第一有源層32和第二有源層42連接,第一漏電極34 和第二漏電極44分別通過漏極過孔19與第一有源層32和第二有源層42連接,第一漏電極34通過柵極過孔13與第二柵電極41連接,第二源電極43與電源線7連接,此為第四次光刻工藝,所形成圖案如圖15A、圖15B和圖15C所示;步驟119、在形成上述圖案的襯底基板1上形成平坦化層15,并通過構(gòu)圖工藝形成包括像素過孔16的圖案,其中,像素過孔16對應(yīng)于第二漏電極44的位置設(shè)置,此為第五次光刻工藝;上述步驟117中的鈍化層和步驟119中的平坦化層均可以采用氧化硅/氮化硅雙
層薄膜或氮化硅薄膜作為層間絕緣層。步驟1110、在形成上述圖案的襯底基板1上形成像素電極薄膜,并通過構(gòu)圖工藝形成包括像素電極11的圖案,像素電極11通過像素過孔16與第二漏電極44相連,且像素電極11的圖案與第二柵電極41的圖案部分重疊,以形成存儲電容60,此為第六次光刻工藝,所形成圖案如圖16A、圖16B和圖16C所示。本實施例中各層結(jié)構(gòu)的材料和厚度與實施例四中一致,在此不再贅述。各薄膜可采用射頻濺射、蒸鍍、磁控濺射、或化學(xué)氣相沉積的方法形成。本實施例的技術(shù)方案將兩種材質(zhì)薄膜晶體管的制造方法應(yīng)用于OLED的有源矩陣背板制備過程中,且與實施例四的區(qū)別在于具體是制備頂柵式薄膜晶管的有源矩陣背板。實施例六本發(fā)明實施例六提供了一種薄膜晶體管,包括第一薄膜晶體管和第二薄膜晶體管,第一薄膜晶體管包括第一柵電極、第一有源層、第一漏電極和第一源電極,第二薄膜晶體管包括第二柵電極、第二有源層、第二漏電極和第二源電極,其中第一有源層和第二有源層同層設(shè)置;第一有源層的材質(zhì)為非晶硅;第二有源層的材質(zhì)為低溫多晶硅。本發(fā)明實施例所提供的薄膜晶體管具體可以采用本發(fā)明實施例所提供的薄膜晶體管的制造方法來制備,能夠同時制備形成兩種不同材質(zhì)的薄膜晶體管,工藝簡單、成本低,并且形成的兩種不同材質(zhì)的薄膜晶體管能夠發(fā)揮各自的性能優(yōu)勢,改善產(chǎn)品的性能。非晶硅TFT具有較小的反向漏電流;OLED在驅(qū)動顯示的時候,可以保持存儲電容和驅(qū)動TFT 的有效工作電壓,而不發(fā)生因為開關(guān)TFT漏電引起的灰度變化。低溫多晶硅TFT作為驅(qū)動 TFT,相比較于非晶硅TFT的像素驅(qū)動電路,具有閾值電壓穩(wěn)定的特性,不隨負載或長時間電流驅(qū)動而發(fā)生漂移;因此兩個TFT和一個存儲電容就適用于驅(qū)動0LED,而不需要額外的補償電路。本實施例中作為驅(qū)動TFT的低溫多晶硅TFT,可以由金屬誘導(dǎo)結(jié)晶工藝在較低溫度退火時形成低溫多晶硅薄膜;相對于激光退火結(jié)晶形成的低溫多晶硅薄膜,具有更好的多晶硅晶粒均勻性,以及更好的閾值電壓和遷移率的均勻性;因此本實施例驅(qū)動OLED的像素驅(qū)動電路,不需要額外的TFT補償閾值電壓和遷移率的不均勻性。實施例七本發(fā)明實施例七提供了一種有源矩陣背板,可參見圖10A、圖IOB和圖10C,或者圖 16A、圖16B和圖16C的結(jié)構(gòu)。該有源矩陣背板具體包括襯底基板1,襯底基板1上形成有開關(guān)薄膜晶體管、驅(qū)動薄膜晶體管、存儲電容60、數(shù)據(jù)線5、柵線2、電源線7和像素電極11 的圖案,開關(guān)薄膜晶體管包括第一柵電極31、第一有源層32、第一漏電極34和第一源電極 33,驅(qū)動薄膜晶體管包括第二柵電極41、第二有源層42、第二漏電極44和第二源電極43。 其中,第一有源層32和第二有源層42同層設(shè)置;第一有源層32的材質(zhì)為非晶硅;第二有源層42的材質(zhì)為低溫多晶硅。上述結(jié)構(gòu)具體為有源矩陣背板上的像素驅(qū)動電路,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解,在上述導(dǎo)電圖案之間需要以絕緣層保持絕緣,例如柵絕緣層4、鈍化層9和平坦化層15等。有源矩陣背板上還包括其他所需的結(jié)構(gòu),例如除像素電極11之外,在像素電極11之上還可以包括構(gòu)成OLED的空穴發(fā)射層、空穴傳輸層、電子傳輸層、電子發(fā)射層和OLED陰極等結(jié)構(gòu), OLED陰極和像素電極11可以作為驅(qū)動OLED的兩個電極。本實施例提供了一種有源矩陣背板的優(yōu)選結(jié)構(gòu),具體為2T1C結(jié)構(gòu),如圖17所示, 即兩個TFT和一個存儲電容60,兩個TFT分別是開關(guān)TFT和驅(qū)動TFT,且開關(guān)TFT為非晶硅下 1\驅(qū)動TFT為低溫多晶硅TFT。則該有源矩陣背板的結(jié)構(gòu)具體為數(shù)據(jù)線5和柵線2的數(shù)量為多條,橫縱交叉地圍設(shè)形成矩陣形式排列的多個像素單元,電源線7也為多條,分別形成在各像素單元中,具體可以是與柵線2平行且同層設(shè)置。在每個像素單元中開關(guān)TFT 30的數(shù)量為一個,開關(guān)TFT30的第一柵電極31與柵線2相連,第一源電極33與數(shù)據(jù)線5相連,第一漏電極;34與驅(qū)動TFT 40的第二柵電極41相連,且第一漏電極34與存儲電容60 的一端相連;驅(qū)動TFT 40的數(shù)量為一個,第二源電極43與電源線7相連,第二漏電極44與像素電極11相連;像素電極11的圖案與第二柵電極41的圖案部分重疊,形成存儲電容60。 開關(guān)TFT 30用于在柵線2輸入高電平進行主動選址顯示時,打開開關(guān)TFT 30,將數(shù)據(jù)線5 輸入的數(shù)據(jù)信號電壓為存儲電容60充電,以至能夠為驅(qū)動TFT 40的第二柵電極41提供與所需驅(qū)動電流相對應(yīng)的電壓。像素電極11作為OLED 80的一個電極,驅(qū)動TFT 40在存儲電容60提供電壓的控制下,從電源線7為像素電極11提供適當(dāng)?shù)尿?qū)動電流,以驅(qū)動OLED 80發(fā)光。存儲電容60由像素電極11和驅(qū)動TFT 40的第二柵電極41重疊形成,連接驅(qū)動 TFT 40的第二柵電極41和第二源電極43,用于保存驅(qū)動TFT 40的驅(qū)動電壓,從而使驅(qū)動 TFT40能夠向OLED 80器件提供穩(wěn)定的驅(qū)動電流。上述開關(guān)TFT和驅(qū)動TFT可以為頂柵結(jié)構(gòu)也可以為底柵結(jié)構(gòu),底柵結(jié)構(gòu)具體可參見圖10A、圖IOB和圖10C,頂柵結(jié)構(gòu)可參見圖16A、圖16B和圖16C的結(jié)構(gòu)。優(yōu)選是在第一有源層32和第二有源層42的下方還形成有緩沖層17,從而避免襯底基板1中雜質(zhì)對有源層的污染。本發(fā)明實施例所提供的有源矩陣背板具體可采用本發(fā)明實施例所提供的有源矩陣背板的制造方法來制備,且優(yōu)選的是制備2T1C結(jié)構(gòu)的像素驅(qū)動電路。所謂2T1C,即每個驅(qū)動OLED 80的像素驅(qū)動電路中包括兩個TFT和一個電容(C),不需要使用除柵線、數(shù)據(jù)線、 電源線和接地極以外的其他信號控制線。所謂接地極,與OLED的陰極相連,接地極的連接線通常設(shè)置在有源矩陣背板的非像素區(qū)域中。圖17所示的像素驅(qū)動電路,使用數(shù)據(jù)線5的數(shù)據(jù)電壓信號,通過兩個場效應(yīng)晶體管的像素驅(qū)動電路,在存儲電容60建立驅(qū)動TFT 40的精確的柵源電壓,從而實現(xiàn)精確控制流過OLED 80的電流。該像素驅(qū)動電路的特征在于使用不同半導(dǎo)體材料和工藝制作開關(guān) TFT 30和驅(qū)動TFT 40,既包含了非晶硅TFT,也包含多晶硅TFT ;使得像素驅(qū)動電路在驅(qū)動工作中產(chǎn)生的閾值電壓漂移、或者閾值電壓和遷移率的不均勻性、或者反向漏電流的影響降至最低。該像素驅(qū)動電路包括一個開關(guān)TFT 30、一個驅(qū)動TFT 40和一個存儲電容60,是最簡單的2T1C結(jié)構(gòu)。電源線7提供Vdd電壓信號、OLED 80和接地極提供Vss電壓信號。 提供OLED 80顯示所需驅(qū)動電流的驅(qū)動TFT 40的第二柵電極41和存儲電容60—端連接, 驅(qū)動TFT 40的第二源電極43和存儲電容60另一端連接。具體工作過程為當(dāng)柵線2提供一個高電平,打開了開關(guān)TFT 30,數(shù)據(jù)線5的數(shù)據(jù)電壓信號通過開關(guān)TFT 30傳遞到驅(qū)動 TFT 40的第一柵電極41,并給存儲電容60充電;使得驅(qū)動TFT 40的第一柵電極41相對于第一源電極43的電壓Vgs升高。此時電源線7提供低電平的Vdd電壓信號,使得有OLED 80處于截止?fàn)顟B(tài),保證驅(qū)動TFT 40沒有驅(qū)動電流通過。存儲電容60充電直到驅(qū)動TFT 40 的Vgs達到一定值,使得驅(qū)動TFT 40工作于電流飽和區(qū),并且在此電壓下驅(qū)動TFT 40正好提供所需要的驅(qū)動電流,使得OLED 80發(fā)射出所想要的亮度。然后柵線2提供低電平截止開關(guān)TFT 30,電源線7提供高電平的Vdd電壓信號,導(dǎo)通OLED 80使其發(fā)光顯示。本發(fā)明實施例還提供了一種顯示器,包括框架、驅(qū)動裝置和形成有有機發(fā)光二極管的有源矩陣背板,該有源矩陣背板采用本發(fā)明任意實施例所提供的有源矩陣背板。本發(fā)明所提供的有源矩陣背板和顯示器結(jié)構(gòu),具有諸多優(yōu)點第一、采用金屬橫向誘導(dǎo)的方法制備低溫多晶硅TFT的有源層。傳統(tǒng)的準(zhǔn)分子激光退火結(jié)晶技術(shù)的一個缺點是,制備的低溫多晶硅薄膜的性能強烈地依賴于激光脈沖能量密度的均勻性,其能量窗口決定了低溫多晶硅薄膜的微結(jié)構(gòu)和制備的TFT性能,較窄的工藝窗口嚴(yán)重影響生產(chǎn)量率。傳統(tǒng)的準(zhǔn)分子激光退火結(jié)晶的另一個缺點是,平均晶粒尺寸和TFT溝道尺寸相對不一致。由于一方面晶粒尺寸分布不均勻;另一方面不能精確控制晶粒間界相對于TFT溝道的位置,所以傳統(tǒng)的準(zhǔn)分子激光退火結(jié)晶方法制備的低溫多晶硅TFT性能嚴(yán)重退化,即不均勻。而本發(fā)明實施例使用一種金屬誘導(dǎo)橫向結(jié)晶的方法,形成驅(qū)動TFT的低溫多晶硅薄膜有源層和溝道部分。相對于傳統(tǒng)的固相晶化方式,金屬誘導(dǎo)橫向結(jié)晶具有較低的晶化溫度、較快的晶化速率與較大的晶粒,多晶硅中的缺陷密度也比固相晶化少三分之一。依照金屬材料的選擇,金屬誘導(dǎo)橫向晶化區(qū)分為兩類,一類為與硅形成共融的晶化方式,如金、鋁等金屬,利用金屬原子減弱硅鍵的鍵合力,有效降低成核能量。另一類為與硅形成硅化物的晶化方式,如鈀、鈦、鎳等金屬,通過硅化物與硅晶體類似的晶格結(jié)構(gòu),配合自由能的移動帶到降低成核能量。本發(fā)明實施例提供的金屬誘導(dǎo)橫向晶化可以使用上述兩種方式的任意一種。由于金屬的自由能低于金屬硅化物和非晶硅的界面能,形成一驅(qū)動力將金屬擴散到非晶硅薄膜并形成硅化物,這層硅化物不斷往非晶硅薄膜內(nèi)生長,留下橫向生長的結(jié)晶硅。通過控制非晶硅厚度、尺寸、金屬圖樣大小以及金屬距離溝道的遠近,可以在TFT溝道區(qū)域獲得均勻大小的低溫多晶硅晶粒,從而保證不同像素單元中的驅(qū)動TFT具有均勻大小的閾值電壓和遷移率。金屬誘導(dǎo)橫向晶化相對于準(zhǔn)分子激光晶化,其所形成的低溫多晶硅TFT具有更好的均勻性,而不需要特別的像素補償電路校正閾值電壓和遷移率。本發(fā)明像素驅(qū)動電路能夠有效控制金屬誘導(dǎo)橫向晶化的方向,使其與驅(qū)動TFT的溝道方向保持一致,以獲得高均勻性的低溫多晶硅晶粒以及均勻的閾值電壓和遷移率。相對于金屬誘導(dǎo)晶化工藝中非晶硅薄膜直接接觸大量金屬,本發(fā)明技術(shù)方案中金屬誘導(dǎo)橫向晶化的另一個優(yōu)點是減少金屬的使用劑量,降低了金屬污染的風(fēng)險,亦可以得到較大的晶粒。一般而言經(jīng)過金屬誘導(dǎo)橫向晶化后的溝道會含有一定數(shù)量的金屬濃度, 導(dǎo)致低溫多晶硅TFT的漏電流增大一個數(shù)量級左右。但是,本發(fā)明只使用金屬誘導(dǎo)橫向晶化制作驅(qū)動TFT,而不是開關(guān)TFT ;對于驅(qū)動TFT,長時間工作在飽和電流區(qū),占空比接近 100 %,所以即使漏電流增加也不會對器件工作造成影響。第二、能夠同時制備形成有源矩陣背板上兩種不同材質(zhì)的TFT,制備工藝簡單、成本低。本發(fā)明所提供有源矩陣背板制備方法,只使用六個掩模板和六次光刻工藝,就可以完成制作AMOLED的有源矩陣背板,并且同時適用于頂柵結(jié)構(gòu)和底柵結(jié)構(gòu)的低溫多晶硅 TFT,工藝流程簡單,提高了生產(chǎn)效率,降低了生產(chǎn)成本。在本發(fā)明的技術(shù)方案中,使用默認的、未摻雜的、金屬誘導(dǎo)橫向晶化形成低溫多晶硅薄膜,作為驅(qū)動TFT的有源層和溝道,不需要對低溫多晶硅薄膜進行額外的摻雜,亦即不需要離子注入工藝,所以相對于現(xiàn)有技術(shù)減少了兩道掩模板和兩次光刻工藝,非常有利于降低生產(chǎn)成本和提高工藝良率。第三、采用非晶硅TFT作為開關(guān)TFT。本發(fā)明像素驅(qū)動電路的開關(guān)TFT使用非晶硅TFT,而不是低溫多晶硅TFT。因為即使是準(zhǔn)分子激光退火形成的低溫多晶硅,其TFT也具有較高的漏電流,相對于非晶硅TFT的漏電流上升一個數(shù)量級;而對于金屬誘導(dǎo)晶化所形成的低溫多晶硅,其TFT的漏電流相對于非晶硅TFT,會上升一到兩個數(shù)量級。由于多晶硅晶粒具有較高的遷移率和1. 5eV左右的禁帶寬度,使得陷阱輔助隧道擊穿和帶間隧道擊穿的幾率增加,以及場效應(yīng)感應(yīng)漏電流增力口,導(dǎo)致低溫多晶硅TFT的漏電流上升。非晶硅TFT的最大優(yōu)點之一就是關(guān)態(tài)漏電流非常低,通常小于ΙρΑ。這是由于非晶硅薄膜具有相對高的禁帶寬度(約1.8eV),以及禁帶中央較低的態(tài)密度;因為非晶硅薄膜的費米能級一般在接近禁帶中央的位置,而非晶硅薄膜的缺陷態(tài)也大多集中在禁帶中央,使得其態(tài)密度很低。因為開關(guān)TFT —般是在十萬分之一的占空比時間內(nèi),提供一個選址信號和數(shù)據(jù)信號,以給存儲電容充電提供驅(qū)動TFT的柵極電壓;在驅(qū)動TFT長時間工作,提供OLED的驅(qū)動電流的時候,開關(guān)TFT處于關(guān)閉狀態(tài),要求開關(guān)TFT具有很低的漏電流,以保持存儲電容上面的電荷不發(fā)生泄漏,使得驅(qū)動TFT的柵極電壓和驅(qū)動電流保持穩(wěn)定。本發(fā)明因為采用了金屬誘導(dǎo)橫向晶化的方法制作低溫多晶硅薄膜的驅(qū)動TFT,可以在非晶硅薄膜沉積誘導(dǎo)結(jié)晶金屬的時候,使用覆蓋開關(guān)TFT溝道區(qū)域和有源層的光刻膠,保護開關(guān)TFT的非晶硅薄膜沒有金屬沉積在上面,從而不發(fā)生金屬誘導(dǎo)橫向結(jié)晶。因為金屬誘導(dǎo)晶化的工藝溫度遠遠低于固相晶化的工藝溫度,即使受保護的非晶硅薄膜經(jīng)過了一定時間和溫度的工藝處理,也不會發(fā)生晶化而形成多晶硅。本發(fā)明像素驅(qū)動電路使用非晶硅TFT作為開關(guān)TFT,可以提供足夠低的漏電流和足夠高的開關(guān)比,從而保持存儲電容較高的電壓保持率,以維持穩(wěn)定的驅(qū)動TFT的柵極電壓和穩(wěn)定的驅(qū)動電流。第四、采用低溫多晶硅TFT作為驅(qū)動TFT。由于OLED器件在發(fā)光顯示的時候,需要提供長時間的驅(qū)動電流,而非晶硅TFT在長時間柵極電壓的驅(qū)動下會發(fā)生閾值電壓漂移現(xiàn)象,所以本發(fā)明的像素驅(qū)動電路的驅(qū)動 TFT使用了沒有柵極偏壓應(yīng)力效應(yīng)的低溫多晶硅TFT。低溫多晶硅不會由于應(yīng)力效應(yīng)產(chǎn)生隨時間變化的閾值電壓漂移,電氣性能穩(wěn)定,使得驅(qū)動TFT能夠向OLED器件提供穩(wěn)定的驅(qū)動電流,而不受時間應(yīng)力效應(yīng)或者多晶硅薄膜均勻性的影響。第五、2T1C結(jié)構(gòu)的有源矩陣背板結(jié)構(gòu)簡單、可提高像素單元開口率。本發(fā)明所提供的有源矩陣背板中的像素驅(qū)動電路,只使用了一個驅(qū)動TFT,能夠減少TFT的個數(shù)和控制信號線的個數(shù),有利于增加像素單元的開口率,可以制作底發(fā)射的 OLED面板,適合于精確灰度調(diào)節(jié)的高清晰度顯示器,此外,還能夠降低OLED器件線路的工作電壓,節(jié)省顯示器的能耗。同時有利于簡化像素驅(qū)動電路設(shè)計和陣列設(shè)計以及驅(qū)動芯片, 提高工藝良率。第六、本發(fā)明的低溫多晶硅TFT使用金屬誘導(dǎo)結(jié)晶工藝形成,相對于快速退火結(jié)晶或激光退火結(jié)晶工藝,具有更低的工藝溫度,例如300°C 600°C之間,低于玻璃的形變溫度 600°C ;因此有利于防止有源矩陣背板制造過程中玻璃變形產(chǎn)生的損傷。第七、本發(fā)明提供制做上述有源矩陣背板的工藝方法,使用與非晶硅TFT陣列基板制造工藝相兼容的工藝流程、生產(chǎn)設(shè)備、制造工藝和原輔材料,最大化降低了新設(shè)備或設(shè)備升級的投資,有利于制造成本的優(yōu)化。最后應(yīng)說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案,而非對其限制;盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改,或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。
2權(quán)利要求
1.一種薄膜晶體管的制造方法,包括制備第一薄膜晶體管和第二薄膜晶體管的流程, 所述第一薄膜晶體管包括第一柵電極、第一有源層、第一漏電極和第一源電極,所述第二薄膜晶體管包括第二柵電極、第二有源層、第二漏電極和第二源電極,其特征在于,同時制備所述第一有源層和第二有源層的流程包括形成非晶硅有源層薄膜,并通過構(gòu)圖工藝形成包括第一有源層和第二有源層的圖案;在形成上述圖案后涂覆光刻膠,并通過曝光顯影工藝在所述第二有源層的部分區(qū)域上方形成接觸過孔;在形成上述圖案的光刻膠上形成誘導(dǎo)金屬薄膜,進行熱處理,以使所述第二有源層在所述接觸過孔處誘導(dǎo)金屬薄膜的誘導(dǎo)下發(fā)生橫向金屬誘導(dǎo)結(jié)晶,從非晶硅材質(zhì)結(jié)晶成為低溫多晶硅材質(zhì);剝離光刻膠及其上的誘導(dǎo)金屬薄膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管的制造方法,其特征在于,通過曝光顯影工藝在所述第二有源層的部分區(qū)域上方形成接觸過孔包括通過曝光顯影工藝在所述第二有源層的源極接觸區(qū)和漏極接觸區(qū)上方形成接觸過孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的薄膜晶體管的制造方法,其特征在于,制備所述第一薄膜晶體管和第二薄膜晶體管的流程包括在襯底基板上形成柵金屬薄膜,并通過構(gòu)圖工藝形成包括第一柵電極和第二柵電極的圖案;在形成上述圖案的襯底基板上形成柵絕緣層,并在所述柵絕緣層上執(zhí)行所述同時制備所述第一有源層和第二有源層的流程;在形成上述圖案的襯底基板上,通過構(gòu)圖工藝在所述柵絕緣層中形成柵極過孔;在形成上述圖案的襯底基板上形成源漏金屬薄膜,通過構(gòu)圖工藝形成包括第一源電極、第一漏電極、第二源電極和第二漏電極的圖案,所述第一漏電極通過所述柵極過孔與所述第二柵電極連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的薄膜晶體管的制造方法,其特征在于,制備所述第一薄膜晶體管和第二薄膜晶體管的流程包括在襯底基板上執(zhí)行所述同時制備所述第一有源層和第二有源層的流程;在形成上述圖案的襯底基板上形成柵絕緣層;在所述柵絕緣層上形成柵金屬薄膜,并通過構(gòu)圖工藝形成包括第一柵電極和第二柵電極的圖案;在形成上述圖案的襯底基板上形成鈍化層,并通過構(gòu)圖工藝形成包括源極過孔、漏極過孔和柵極過孔的圖案;在所述鈍化層上形成源漏金屬薄膜,并通過構(gòu)圖工藝形成包括第一源電極、第一漏電極、第二源電極和第二漏電極的圖案,所述第一源電極和第二源電極分別通過源極過孔與所述第一有源層和第二有源層連接,所述第一漏電極和第二漏電極分別通過漏極過孔與所述第一有源層和第二有源層連接,所述第一漏電極通過所述柵極過孔與所述第二柵電極連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的薄膜晶體管的制造方法,其特征在于,在形成上述圖案的光刻膠上形成誘導(dǎo)金屬薄膜包括在形成上述圖案的光刻膠上采用射頻濺射、蒸鍍、磁控濺射、化學(xué)氣相沉積、原子層氣相沉積或亞原子層氣相沉積的方法形成誘導(dǎo)金屬薄膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的薄膜晶體管的制造方法,其特征在于所述誘導(dǎo)金屬薄膜的厚度為1納米 20納米。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的薄膜晶體管的制造方法,其特征在于所述誘導(dǎo)金屬薄膜的材質(zhì)為鈦、銀、金、鋁、錫、銻、銅、鈷、鉻、鉬、鉬或鎳。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的薄膜晶體管的制造方法,其特征在于,在形成上述圖案的光刻膠上形成誘導(dǎo)金屬薄膜包括在形成上述圖案的光刻膠上采用亞原子層氣相沉積工藝沉積厚度為2納米的鎳金屬薄膜作為誘導(dǎo)金屬薄膜。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的薄膜晶體管的制造方法,其特征在于,所述進行熱處理包括采用退火爐加熱到300°C 600°C,持續(xù)2小時以進行熱處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的薄膜晶體管的制造方法,其特征在于所述非晶硅有源層薄膜的厚度在50納米 500納米之間。
11.一種有源矩陣背板的制造方法,包括在襯底基板上制備開關(guān)薄膜晶體管、驅(qū)動薄膜晶體管、數(shù)據(jù)線、柵線、電源線和像素電極的流程,所述開關(guān)薄膜晶體管包括第一柵電極、第一有源層、第一漏電極和第一源電極,所述驅(qū)動薄膜晶體管包括第二柵電極、第二有源層、 第二漏電極和第二源電極,其特征在于,同時制備所述第一有源層和第二有源層的流程包括形成非晶硅有源層薄膜,并通過構(gòu)圖工藝形成包括第一有源層和第二有源層的圖案;在形成上述圖案后涂覆光刻膠,并通過曝光顯影工藝在所述第二有源層的部分區(qū)域上方形成接觸過孔;在形成上述圖案的光刻膠上形成誘導(dǎo)金屬薄膜,進行熱處理,以使所述第二有源層在所述接觸過孔處誘導(dǎo)金屬薄膜的誘導(dǎo)下發(fā)生橫向金屬誘導(dǎo)結(jié)晶,從非晶硅材質(zhì)結(jié)晶成為低溫多晶硅材質(zhì);剝離光刻膠及其上的誘導(dǎo)金屬薄膜。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的有源矩陣背板的制造方法,其特征在于,通過曝光顯影工藝在所述第二有源層的部分區(qū)域上方形成接觸過孔包括通過曝光顯影工藝在所述第二有源層的源極接觸區(qū)和漏極接觸區(qū)上方形成接觸過孔。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的有源矩陣背板的制造方法,其特征在于,在襯底基板上制備開關(guān)薄膜晶體管、驅(qū)動薄膜晶體管、數(shù)據(jù)線、柵線、電源線和像素電極的流程包括在襯底基板上形成柵金屬薄膜,并通過構(gòu)圖工藝形成包括柵線、電源線、第一柵電極和第二柵電極的圖案;在形成上述圖案的襯底基板上形成柵絕緣層,并在所述柵絕緣層上執(zhí)行所述同時制備所述第一有源層和第二有源層的流程;在形成上述圖案的襯底基板上,通過構(gòu)圖工藝在所述柵絕緣層中形成柵極過孔和電源過孔;在形成上述圖案的襯底基板上形成源漏金屬薄膜,通過構(gòu)圖工藝形成包括數(shù)據(jù)線、第一源電極、第一漏電極、第二源電極和第二漏電極的圖案,所述第一漏電極通過所述柵極過孔與所述第二柵電極連接,所述第二源電極通過所述電源過孔與所述電源線連接;在形成上述圖案的襯底基板上形成平坦化層,并通過構(gòu)圖工藝在平坦化層中形成像素過孔的圖案;在形成上述圖案的襯底基板上形成像素電極薄膜,并通過構(gòu)圖工藝形成包括像素電極的圖案,所述像素電極通過像素過孔與所述第二漏電極相連,且所述像素電極的圖案與所述第二柵電極的圖案部分重疊,以形成存儲電容。
14.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的有源矩陣背板的制造方法,其特征在于,在襯底基板上制備開關(guān)薄膜晶體管、驅(qū)動薄膜晶體管、數(shù)據(jù)線、柵線、電源線和像素電極的流程包括在襯底基板上執(zhí)行所述同時制備所述第一有源層和第二有源層的流程; 在形成上述圖案的襯底基板上形成柵絕緣層;在所述柵絕緣層上形成柵金屬薄膜,并通過構(gòu)圖工藝形成包括柵線、電源線、第一柵電極和第二柵電極的圖案;在形成上述圖案的襯底基板上形成鈍化層,并通過構(gòu)圖工藝形成包括電源過孔、源極過孔、漏極過孔和柵極過孔的圖案;在所述鈍化層上形成源漏金屬薄膜,并通過構(gòu)圖工藝形成包括數(shù)據(jù)線、第一源電極、第一漏電極、第二源電極和第二漏電極的圖案,所述第一源電極和第二源電極分別通過源極過孔與所述第一有源層和第二有源層連接,所述第一漏電極和第二漏電極分別通過漏極過孔與所述第一有源層和第二有源層連接,所述第一漏電極通過所述柵極過孔與所述第二柵電極連接,所述第二源電極與所述電源線連接;在形成上述圖案的襯底基板上形成平坦化層,并通過構(gòu)圖工藝形成包括像素過孔的圖案;在形成上述圖案的襯底基板上形成像素電極薄膜,并通過構(gòu)圖工藝形成包括像素電極的圖案,所述像素電極通過像素過孔與所述第二漏電極相連,且所述像素電極的圖案與第二柵電極的圖案部分重疊,以形成存儲電容。
15.一種薄膜晶體管,包括第一薄膜晶體管和第二薄膜晶體管,所述第一薄膜晶體管包括第一柵電極、第一有源層、第一漏電極和第一源電極,所述第二薄膜晶體管包括第二柵電極、第二有源層、第二漏電極和第二源電極,其特征在于所述第一有源層和第二有源層同層設(shè)置;所述第一有源層的材質(zhì)為非晶硅;所述第二有源層的材質(zhì)為低溫多晶硅。
16.一種有源矩陣背板,包括襯底基板,所述襯底基板上形成有開關(guān)薄膜晶體管、驅(qū)動薄膜晶體管、存儲電容、數(shù)據(jù)線、柵線、電源線和像素電極的圖案,所述開關(guān)薄膜晶體管包括第一柵電極、第一有源層、第一漏電極和第一源電極,所述驅(qū)動薄膜晶體管包括第二柵電極、第二有源層、第二漏電極和第二源電極,其特征在于所述第一有源層和第二有源層同層設(shè)置;所述第一有源層的材質(zhì)為非晶硅;第二有源層的材質(zhì)為低溫多晶硅。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的有源矩陣背板,其特征在于所述數(shù)據(jù)線和柵線的數(shù)量為多條,橫縱交叉地圍設(shè)形成矩陣形式排列的多個像素單元;在每個像素單元中所述開關(guān)薄膜晶體管的數(shù)量為一個,所述第一柵電極與柵線相連,所述第一源電極與數(shù)據(jù)線相連,所述第一漏電極與驅(qū)動薄膜晶體管的第二柵電極相連;所述驅(qū)動薄膜晶體管的數(shù)量為一個,所述第二源電極與電源線相連,所述第二漏電極與所述像素電極相連;所述像素電極的圖案與所述第二柵電極的圖案部分重疊,形成所述存儲電容。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的有源矩陣背板,其特征在于所述開關(guān)薄膜晶體管和所述驅(qū)動薄膜晶體管為頂柵結(jié)構(gòu)或底柵結(jié)構(gòu),所述第一有源層和第二有源層的下方形成有緩沖層。
19.一種顯示器,包括框架、驅(qū)動裝置和形成有有機發(fā)光二極管的有源矩陣背板,其特征在于所述有源矩陣背板采用權(quán)利要求16或17或18所述的有源矩陣背板。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種薄膜晶體管、有源矩陣背板及其制造方法和顯示器。該薄膜晶體管的制造方法包括制備第一薄膜晶體管和第二薄膜晶體管的流程,其中同時制備第一和第二有源層的流程包括形成非晶硅有源層薄膜,并通過構(gòu)圖工藝形成包括第一和第二有源層的圖案;涂覆光刻膠,并通過曝光顯影工藝在第二有源層的部分區(qū)域上方形成接觸過孔;在形成上述圖案的光刻膠上形成誘導(dǎo)金屬薄膜,進行熱處理,以使第二有源層在接觸過孔處誘導(dǎo)金屬薄膜的誘導(dǎo)下發(fā)生橫向金屬誘導(dǎo)結(jié)晶,從非晶硅材質(zhì)結(jié)晶成為低溫多晶硅材質(zhì);剝離光刻膠及其上的誘導(dǎo)金屬薄膜。本發(fā)明通過橫向金屬誘導(dǎo)結(jié)晶工藝,能夠同時且同層制備非晶硅TFT和低溫多晶硅TFT的有源層。
文檔編號H01L27/32GK102479752SQ20101057443
公開日2012年5月30日 申請日期2010年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者馬占杰, 龍春平 申請人:京東方科技集團股份有限公司
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