顯示面板以及其包含的薄膜晶體管基板的制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明是有關(guān)于一種顯示面板以及其包含的薄膜晶體管基板的制備方法，其中該顯示面板包括一種薄膜晶體管基板，而該薄膜晶體管基板的制備過(guò)程中，是于源極及漏極與多晶硅層間形成一金屬薄膜層，并于退火工藝中，同時(shí)摻雜以及活化多晶硅層，而形成金屬硅化物，如此可降低顯示面板整體的工藝溫度于400℃以下。
【專(zhuān)利說(shuō)明】顯示面板以及其包含的薄膜晶體管基板的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明是關(guān)于一種顯示面板以及其制備方法，尤指一種用于顯示面板的薄膜晶體 管基板及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 由于近年來(lái)顯示面板的普及化，成為目前市場(chǎng)上的主流商品，為了滿(mǎn)足消費(fèi) 者對(duì)于顯示面板的需求，半導(dǎo)體工藝技術(shù)逐漸成熟，也伴隨著薄膜晶體管的工藝技術(shù) 朝著快速以及低成本的方向發(fā)展?，F(xiàn)今顯示面板中的薄膜晶體管主要分為由非晶硅 (Amorphous-Silicon ;a-Si)、或由多晶娃（Poly-Silicon ;p-Si)所制成，雖然目前薄膜晶 體管尚以非晶娃的工藝為主流，然而由于以多晶娃制備的薄I旲晶體管具有商殼度、商分辨 率、質(zhì)輕、低耗電量等優(yōu)點(diǎn)，因此以多晶硅制備的薄膜晶體管的工藝技術(shù)被視為重要的研究 目標(biāo)。
[0003] 傳統(tǒng)的多晶硅薄膜晶體管的制備過(guò)程中，需要經(jīng)過(guò)摻雜（doping)、摻雜活化 (dopant activation)、氫化（hydrogenation)、以及去氫化（dehydrogenation)的步驟， 以上步驟皆需經(jīng)由熱或激光能量處理，而為了使摻雜的不純物活化，使多晶硅層的源極和 漏極低電阻化，關(guān)閉電壓值提高，需經(jīng)由熱處理或激光使之活化，已知的熱處理溫度大約為 550-600°C，如此的高溫將會(huì)限制薄膜晶體管基版的使用材料，例如無(wú)法使用塑料基板或具 可撓曲特性的基板等，而激光活化的成本則相當(dāng)高，為了因應(yīng)現(xiàn)今顯示面板的發(fā)展趨勢(shì)，以 及降低生產(chǎn)成本的目標(biāo)，目前急需發(fā)展一種多晶硅薄膜晶體管的低溫工藝，替代多晶硅的 摻雜、以及摻雜活化的步驟，以節(jié)省成本，并且擴(kuò)大包含多晶硅薄膜晶體管的顯示面板的應(yīng) 用范圍。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是在提供一種顯示面板，包括一種薄膜晶體管，以及該薄膜晶體管 的制備方法。
[0005] 本發(fā)明所提供的薄膜晶體管基板是包括：一基板；一第一金屬層，形成于基板上； 一絕緣層，形成于基板以及第一金屬層上；一多晶娃層，形成于絕緣層上；一第二金屬層， 形成于多晶硅層及絕緣層上；一金屬薄膜層，形成于第二金屬層與多晶硅層之間；以及一 金屬硅化物，形成于多晶硅層與金屬薄膜層之間。
[0006] 本發(fā)明的另一目的是在提供一種薄膜晶體管基板的制備方法，該方法至少包括： (A) 提供一基板；其上方依序形成一第一金屬層、一絕緣層、以及一多晶娃層，其中，第一金 屬層是設(shè)于基板上；絕緣層是設(shè)于基板及第一金屬層上；以及多晶硅層是設(shè)于絕緣層上； (B) 于絕緣層及多晶硅是層上形成一金屬薄膜層；（C)形成一第二金屬層于金屬薄膜層上； 以及（D)對(duì)薄膜晶體管基板進(jìn)行一退火工藝，使金屬薄膜層與多晶硅層反應(yīng)形成一金屬硅 化物。
[0007] 在一實(shí)施例中，金屬薄膜層是至少一選自鋁、鎵、銦、鉈、及其合金所組成的群組。
[0008] 在一實(shí)施例中，金屬薄膜層厚度為l_500nm。
[0009] 在一實(shí)施例中，金屬薄膜層厚度為510nm。
[0010] 在一實(shí)施例中，第二金屬層包括一源極及一漏極，對(duì)應(yīng)于源極的金屬硅化物與對(duì) 應(yīng)漏極的金屬硅化物的距離是介于1 μ m至20 μ m間。
[0011] 在一實(shí)施例中，退火工藝溫度為300-400°C。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012] 為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖作詳 細(xì)說(shuō)明如下，其中：
[0013] 圖1A - 1Q是本發(fā)明的低溫多晶硅薄膜晶體管的制作流程。
[0014] 圖2A及圖2B是本發(fā)明中金屬硅化物的態(tài)樣。

【具體實(shí)施方式】
[0015] 本發(fā)明的薄膜晶體管基板的一較佳實(shí)施態(tài)樣是如圖1Q所示，該結(jié)構(gòu)的一較佳工 藝是如圖1A-1Q所示。而該結(jié)構(gòu)的制備方法則如下所述。
[0016] 如圖1A所不，提供一基板100,于該基板100上形成一第一金屬層101，其中，本實(shí) 施例的基板100為玻璃基板，而其他實(shí)施態(tài)樣則可為塑料基板；以及該第一金屬層101為鑰 金屬，其他實(shí)施態(tài)樣中則可為鋁、銅、鑰、鎢或其合金等金屬材料所制成。接著如圖1B所示， 利用光刻蝕刻工藝，形成一第一光阻層102于第一金屬層101上，并于蝕刻第一金屬層101 后，再以化學(xué)溶劑去除第一光阻層102以形成如圖1C中所示的柵極1011及1012。
[0017] 接著，如圖1D所示，形成一絕緣層104于柵極1011及1012、以及顯露的基板100 上，其中，絕緣層為至少一選自氧化硅層、及氮化硅層所組成的群組，且絕緣層的厚度為 30-100nm。再于絕緣層104上形成一多晶娃層105,該多晶娃層105是由一非晶娃層（圖 未示），經(jīng)激光退火后轉(zhuǎn)換為多晶硅層105,該多晶硅層的厚度為30-60nm。接著如圖1E所 示，利用光刻蝕刻工藝，形成第二光阻層106于該多晶硅層105上，并于蝕刻該多晶硅層105 后，使用化學(xué)溶劑移除第二光阻層106,而形成圖案化的多晶硅層1051及1052,是如圖1F 所示。
[0018] 接著，如圖1G所示，形成一金屬薄膜層107于柵極絕緣層104以及圖案化的多晶 硅層1051及1052上，其中，本實(shí)施例的金屬薄膜層107為鋁金屬薄膜層，且厚度為1500nm， 較佳的厚度選擇可為510nm，然而其他實(shí)施態(tài)樣中，金屬薄膜層可選自鋁、鎵、銦、鉈、及其合 金所組成的群組。再如圖1H所示，于金屬薄膜層107上形成第二金屬層108,該第二金屬層 是由鑰/鋁/鑰的多層金屬沉積而成，然而其他實(shí)施態(tài)樣中，第二金屬層可為鋁、銅、鑰、鑰 /銅/鑰、鈦/銅/鈦、鑰/鋁/鑰、或鈦/鋁/鈦其中之一所組成。
[0019] 接著，如圖II所示，利用光刻蝕刻工藝，于第二金屬層108上形成一第三光阻層 109,并同時(shí)蝕刻第二金屬層108以及金屬薄膜層107后，使用化學(xué)溶劑移除第三光阻層 109,形成如圖1J所示的圖案化第二金屬層108,圖案化第二金屬層108包括位于控制區(qū)11 的源極1081以及漏極1082 ;以及位于像素區(qū)12的像素區(qū)金屬層1083,同時(shí)，金屬薄膜層 107具有與第二金屬層108相對(duì)應(yīng)的圖案。
[0020] 如圖1K所示，于圖案化的第二金屬層108、顯露的多晶硅層1051、及1052上形 成保護(hù)層110后，進(jìn)行退火工藝，退火溫度大約為350-400°C，退火時(shí)間大約為1-2小時(shí)， 于退火工藝后，再快速的降低溫度到環(huán)境溫度，然而其他實(shí)施態(tài)樣中，退火工藝溫度可為 300-400°C，此退火工藝可利用金屬薄膜層107作為摻雜物質(zhì)，對(duì)與金屬薄膜層107接觸的 多晶硅層1051U052進(jìn)行摻雜，以形成鋁硅化物1071，并同時(shí)進(jìn)行摻雜活化的程序，請(qǐng)參照 圖2A，經(jīng)退火工藝后，與金屬薄膜層107接觸的多晶硅層1051會(huì)與鋁金屬反應(yīng)形成鋁硅化 物1071，又如圖2B所示，依退火工藝參數(shù)的調(diào)整，反應(yīng)所形成的鋁硅化物1071可于多晶硅 層1051中擴(kuò)散，而為了保持良好的晶體管性質(zhì)，所形成的鋁硅化物1071的距離a為Ιμπι 至20 μ m間，應(yīng)至少為1 μ m (含）以上，且若符合微型化的需求，鋁硅化物1071之間的距離 a可為4 μ m (含）以下。
[0021] 接著，參照?qǐng)D1M，利用光刻蝕刻法，于保護(hù)層110上形成第四光阻層111，并蝕刻保 護(hù)層110后，使用化學(xué)溶劑移除第四光阻層111，如圖1N所示，于像素區(qū)12的保護(hù)層110 上形成連接孔112以顯露出像素區(qū)金屬層1083。接著，如圖10所示，形成導(dǎo)電層113于保 護(hù)層110上，并填滿(mǎn)連接孔112,本案的導(dǎo)電層113是為鋼錫氧化物（ΙΤ0)所構(gòu)成。如圖1P 所示，再形成一第五光阻層114于像素區(qū)12,并利用光刻蝕刻工藝蝕刻控制區(qū)11的導(dǎo)電層 113,使用化學(xué)溶劑將第五光阻層114移除后，即形成如圖1Q所示的多晶硅薄膜晶體管基 板。
[0022] 如圖1Q所示，經(jīng)上述工藝所制備的多晶硅薄膜晶體管基板，包括：一基板100 ; - 第一金屬層101，形成于基板100上；一絕緣層104,形成于基板100以及第一金屬層101 上；一多晶娃層105,形成于絕緣層104上；一第二金屬層108,形成于多晶娃層105及絕緣 層104上，且第二金屬層108包括一源極1081、以及一漏極1082 ;-金屬薄膜層107,是設(shè) 于第二金屬層108與多晶娃層105及絕緣層104之間，其中，金屬薄膜層107與第二金屬層 108相互對(duì)應(yīng)，一錯(cuò)娃化物1071，形成于第二金屬層108與該多晶娃層105之間；一保護(hù)層 110,形成于第二金屬層108以及顯露的多晶硅層105上；以及一導(dǎo)電層113,形成于像素區(qū) 12的保護(hù)層110上，以及連接孔112。
[0023] 本發(fā)明的顯示面板的一較佳實(shí)施態(tài)樣是包括上述的薄膜晶體管基板（圖1Q)、對(duì) 側(cè)基板（圖未示）可包含或不包含彩色濾光片、及/或觸控元件（圖未示）等本【技術(shù)領(lǐng)域】 使用的顯示面板的各個(gè)元件。由于本【技術(shù)領(lǐng)域】者均了解顯示面板的各個(gè)元件組成及結(jié)構(gòu)， 故不再贅述。
[0024] 本實(shí)施例的顯示面板的制作方法，可應(yīng)用于各種顯示面板上，如顯示介質(zhì)為液 晶的液晶顯示面板（LCD)或顯示介質(zhì)為有機(jī)發(fā)光二極管的有機(jī)發(fā)光二極管顯示面板上 (0LED);并可將所制得的顯示面板應(yīng)用于各種電子元件上，如手機(jī)、筆記本電腦、攝影機(jī)、照 相機(jī)、音樂(lè)播放器、行動(dòng)導(dǎo)航裝置、電視等。
[0025] 上述實(shí)施例的目的是在提供一種顯示面板，包括一種薄膜晶體管，以及該薄膜晶 體管的制備方法。本發(fā)明的薄膜晶體管是為一種低溫多晶硅薄膜晶體管，而本發(fā)明的技術(shù) 特征在于不需對(duì)多晶硅層進(jìn)行額外的摻雜以及摻雜活化的程序，而是在制備過(guò)程中，于退 火程序時(shí)，通過(guò)形成于多晶硅層上的金屬薄膜與接觸的多晶硅層反應(yīng)，同時(shí)進(jìn)行摻雜及摻 雜活化而形成金屬硅化物，如此一來(lái)，本發(fā)明的低溫多晶硅薄膜晶體管的制備溫度可控制 于400°C以下，而制備過(guò)程溫度的降低除了可降低制備成本以外，亦可增加基板材料的選 擇，并利用于更多種類(lèi)的顯示面板上。
[0026] 上述實(shí)施例僅是為了方便說(shuō)明而舉例而已，本發(fā)明所主張的權(quán)利范圍自應(yīng)以權(quán)利 要求范圍所述為準(zhǔn)，而非僅限于上述實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1. 一種顯示面板，包括一薄膜晶體管基板，其中，該薄膜晶體管基板包括： 一基板； 一第一金屬層，形成于該基板上； 一絕緣層，形成于該基板以及該第一金屬層上； 一多晶硅層，形成于該絕緣層上； 一第二金屬層，形成于該多晶硅層及該絕緣層上； 一金屬薄膜層，形成于該第二金屬層與該多晶硅層之間；以及 一金屬娃化物，形成于該多晶娃層與該金屬薄膜層之間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示面板，其中該金屬薄膜層是至少一選自鋁、鎵、銦、鉈、及 其合金所組成的群組。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示面板，其中該金屬薄膜層的厚度為l_500nm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示面板，其中該金屬薄膜層的厚度為510nm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示面板，其中該第二金屬層包括一源極及一漏極，對(duì)應(yīng)于 該源極的該金屬硅化物與對(duì)應(yīng)該漏極的該金屬硅化物間的距離介于1 μ m至20 μ m之間。
6. -種薄膜晶體管基板的制備方法，該方法至少包括： (A) 提供一基板；其上方依序形成一第一金屬層、一絕緣層、以及一多晶娃層，其中，該 第一金屬層設(shè)于該基板上；該絕緣層設(shè)于該基板及該第一金屬層上；以及該多晶硅層設(shè)于 該絕緣層上； (B) 于該絕緣層及該多晶硅層上形成一金屬薄膜層；以及 (C) 對(duì)該薄膜晶體管基板進(jìn)行一退火工藝，使該金屬薄膜層與該多晶硅層反應(yīng)形成一 金屬娃化物。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的薄膜晶體管基板的制備方法，其中該金屬薄膜層是至少一選 自鋁、鎵、銦、鉈、及其合金所組成的群組。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的薄膜晶體管基板的制備方法，還包括形成一第二金屬層于該 金屬薄膜層上。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的薄膜晶體管基板的制備方法，其中該金屬薄膜層的厚度為 l_500nm〇
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的薄膜晶體管基板的制備方法，其中該退火工藝溫度為 300-400。。。
【文檔編號(hào)】H01L21/77GK104103643SQ201310119477
【公開(kāi)日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2013年4月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月8日
【發(fā)明者】劉侑宗, 李淂裕, 黃建達(dá) 申請(qǐng)人:群創(chuàng)光電股份有限公司