專利名稱：多晶硅層的制法、tft及其制法及oled顯示裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及多晶硅層的制作方法、用該多晶硅層制作的薄膜晶體管 (TFT )、 TFT的制作方法和具有該TFT的有機發(fā)光二極管(OLED )顯示裝 置。更特別的是，本發(fā)明涉及利用結(jié)晶誘導金屬晶化制作多晶硅層的方法， 其中該方法通過形成和退火其中的金屬層或硅化物層去除存在于將成為溝 道的多晶硅層區(qū)域中的結(jié)晶誘導金屬。本發(fā)明還涉及具有半導體層的TFT、 TFT的制作方法和具有TFT的OLED顯示裝置，該半導體層利用多晶硅層 制作，該多晶硅層由所述方法形成，以便明顯減少泄漏電流。
背景技術(shù)：
通常，因為多晶硅層具有高的場效應遷移率(field-effect mobility )并且 可以應用于高速電路和構(gòu)成CMOS電路，所以多晶硅層廣泛地用作TFTs的 半導體層。采用多晶硅層的TFT典型地用作有源矩陣液晶顯示 (AMLCD-active-matrix liquid crystal display)裝置的有源元件和OLED的轉(zhuǎn) 換與驅(qū)動元件。
非晶硅層結(jié)晶為多晶硅層的方法包括固相晶化(SPC-solid phase crystallization)、準分子激光晶化(ELC -excimer Laser Crystallization )、 金 屬誘導晶化(MIC-metal induced crystallization )和金屬誘導橫向晶化
(MILC-metal induced lateral crystallization ) 。 SPC是在玻璃的轉(zhuǎn)變溫度以下 或者在玻璃的轉(zhuǎn)變溫度(典型地，約700。C或者小于700°C)退火非晶硅層 幾個至幾十個小時的方法，該玻璃用作使用薄膜晶體管的顯示裝置的襯底。 ELC是通過用準分子激光照射非晶硅層并在非常短的時間內(nèi)局部地加熱非 晶硅層到高溫的結(jié)晶非晶硅層的方法。MIC是通過用金屬例如鎳(Ni)、釔
(Pd)、金(Au)和鋁(Al)與非晶硅層接觸，或者將該些金屬注入到非晶 硅層中，從非晶硅到多晶硅的相轉(zhuǎn)移誘導的方法。MILC是通過由硅與金屬 反應形成的硅化物的橫向擴散誘導非晶硅層連續(xù)結(jié)晶化的方法。然而，SPC的缺點是處理時間長，以及由于長時間處理和用于退火的高
溫而改變襯底的風險。ELC的缺點在于，需要昂貴的激光設備，以及由于在 建立的多晶化(polycrystallized )表面上產(chǎn)生的凸起而使半導體層和柵絕緣 層之間的界面性能會很差。MIC和MILC的缺點在于，大量的結(jié)晶誘導金屬 殘存在晶體化的多晶硅層中而增加TFT半導體層的泄露電流。
最近，為了開發(fā)比SPC時間更短和溫度更低的結(jié)晶非晶硅層的方法，已 經(jīng)廣泛地研究利用金屬結(jié)晶非晶硅層的方法。利用金屬結(jié)晶的方法包括上面 討論的MIC和MILC,以及下面討論的超晶粒硅(SGS-super grain silicon ) 晶化。然而，利用結(jié)晶誘導金屬的結(jié)晶方法具有由結(jié)晶誘導金屬的污染引起 TFT性能可能變差的問題。
因此，利用結(jié)晶誘導金屬結(jié)晶非晶硅層之后，可以實施吸除工藝 (gettering process )以去除結(jié)晶誘導金屬。通常利用雜質(zhì)實施吸除工藝，例 如利用磷(phosphorous)或者惰性氣體，或者通過在多晶硅層上形成非晶硅 層的方法來實施吸除工藝。然而，即使通過這些方法，結(jié)晶誘導金屬不可能 有效地從多晶硅層去除，并且很高的泄露電流仍然會是問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供多晶硅層的制作方法，該方法通過去除存在于將成為溝道 的多晶硅層區(qū)域中的結(jié)晶誘導金屬而利用結(jié)晶誘導金屬結(jié)晶；薄膜晶體管 (TFT )，具有由該方法形成的多晶硅層形成的半導體層使得顯著降低泄露電 流的；TFT的制作方法；以及采用TFT的有機發(fā)光二極管(OLED )。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，從由金屬誘導晶化(MIC)技術(shù)、金屬誘導橫向 晶化(MILC)技術(shù)和超晶粒硅(SGS)技術(shù)形成的多晶硅層的第一預定區(qū) 域去除結(jié)晶誘導金屬的方法包括提供與多晶硅層的第二預定區(qū)域中的多晶 硅層接觸的金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案；以及實施退火，以將存在于 第 一預定區(qū)域的結(jié)晶誘導金屬吸到第二預定區(qū)域。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，多晶硅層的制作方法包括在襯底上形成 非晶硅層；利用結(jié)晶誘導金屬使非晶硅層結(jié)晶為多晶硅層；形成金屬層圖案 或者金屬硅化物層圖案，與多晶硅層中溝道區(qū)之外的區(qū)域相對應的多晶硅層 的上、下區(qū)域接觸；以及退火襯底，以將存在于多晶硅層溝道區(qū)中的結(jié)晶誘 導金屬吸到多晶硅層中與金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案相對應的區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，TFT包括村底；半導體層，設置在襯底 上，且包括溝道區(qū)、源區(qū)和漏區(qū)；金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案，設置
與半導體層的溝道區(qū)相對應；柵絕緣層，插設在柵電極和半導體層之間以使 半導體層與柵電極絕緣；以及源電極和漏電極，電連接到半導體層的源區(qū)和漏區(qū)。
根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例，TFT的制作方法包括制備襯底；在襯 底上形成非晶硅層；利用結(jié)晶誘導金屬使非晶硅層結(jié)晶為多晶硅層；形成與 多晶硅層中溝道區(qū)之外的區(qū)域相對應的多晶硅層的上方和下方接觸的金屬 層圖案或者金屬硅化物層圖案；形成與多晶硅層的溝道區(qū)相對應的柵電極； 形成在柵電極與多晶硅層之間的柵絕緣層以使多晶硅層與柵電極絕緣；形成 電連接到多晶硅層的源區(qū)和漏區(qū)的源電極和漏電極；以及形成金屬層圖案或 者金屬硅化物層圖案之后，退火襯底，以使存在于多晶硅層溝道區(qū)中的結(jié)晶 誘導金屬吸到與金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案相對應的多晶硅層區(qū)域。
根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，提供OLED顯示裝置，包括襯底；半導 體層，設置在村底上，且包括溝道區(qū)、源區(qū)和漏區(qū)；金屬層圖案或者金屬硅 化物層圖案，設置在與溝道區(qū)之外的區(qū)域相對應的半導體層的上方或者下 方；柵電極，設置為與半導體層的溝道區(qū)相對應；柵絕緣層，插設在柵電極 和半導體層之間，以使半導體層與柵電極絕緣；源電極和漏電極，電連接到
半導體層的源區(qū)和漏區(qū)；第一電極，電連接到源電極和漏電極；有機層，設 置在第一電極上；以及第二電極，設置在有機層上。
本發(fā)明其它的方面和/或優(yōu)點將部分地在以下的描述中闡明，而部分地 從以下的描述中明顯易懂，或者可以由本發(fā)明的實施認識到。
結(jié)合附圖，通過對實施例的如下描述，本發(fā)明這些和/或其他的方面和優(yōu) 點將變得更加清楚和更容易理解，其中
圖1A到1D為圖解本發(fā)明實施例的結(jié)晶工藝的截面圖2A到2B為圖解利用本發(fā)明實施例的多晶硅層的制作方法去除殘存 于將成為溝道的多晶硅層區(qū)域中的結(jié)晶誘導金屬的截面圖3A到3E為圖解多晶硅層和吸除多晶硅層中的結(jié)晶誘導金屬的機構(gòu)的截面圖4為圖解利用本發(fā)明另 一個實施例的多晶硅層的制作方法去除殘存于 將成為溝道的多晶硅層區(qū)域中的結(jié)晶誘導金屬的工藝的截面圖5A到5C為圖解利用圖2A到2B的多晶硅層的制作方法制作頂柵薄 膜晶體管的工藝的截面圖6A到6C為圖解利用圖2A到2B的多晶硅層的制作方法制作底柵薄 膜晶體管的工藝；
圖7A到7C為圖解利用圖4的多晶硅層的制作方法制作頂柵薄膜晶體 管的工藝的截面圖8為由本發(fā)明示范性實施例的多晶硅層的制作方法形成的薄膜晶體管 與由利用磷摻雜(phosphorous-doping )的傳統(tǒng)的吸除方法形成的薄膜晶體管 的半導體層之間，每單位寬度的截止電流(off-current)值的對比曲線和
圖9為包括利用圖2A到2B的多晶硅層的制作方法形成的薄膜晶體管 的有機發(fā)光二極管顯示裝置的截面圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在，將詳細參考本發(fā)明的實施例、附圖中圖解的實例，其中相同的參 考數(shù)字通篇表示相同的元件。為了說明本發(fā)明，下面通過參考附圖對實施例 進行描述。
圖1A到1D為圖解本發(fā)明示范性實施例的結(jié)晶工藝的截面圖。
首先，如圖1A所示，緩沖層110形成在襯底100上，襯底100由玻璃 或者塑料形成；緩沖層110是絕緣層，并且利用化學氣相沉積(CVD)或者 物理氣相沉積(PVD)由氧化硅、氮化硅或者其結(jié)合物形成。緩沖層110用 來防止在襯底100中濕氣或者雜質(zhì)擴散的發(fā)生或者用來調(diào)整結(jié)晶工藝中的熱 交換率，從而使非晶硅的結(jié)晶易于進行。
隨后，非晶硅層120形成在緩沖層110上。作為非限制性實例，非晶硅 層120可以由CVD或者PVD形成。而且，在形成非晶硅層120時或者之后， 可以實施去氫(dehydrogenation )工藝，以降^氐氫濃度。
然后，非晶硅層120結(jié)晶為多晶硅層。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，利用結(jié) 晶誘導金屬的結(jié)晶方法使非晶硅層結(jié)晶為多晶硅層，例如金屬誘導結(jié)晶(MIC )技術(shù)、金屬誘導橫向結(jié)晶(MILC )技術(shù)或者超晶粒硅(SGS )技術(shù)。 超晶粒硅技術(shù)是結(jié)晶非晶硅層的方法，該方法中為了控制多晶硅的晶粒 尺寸在幾微米((im)到幾百微米(pm)范圍內(nèi)，降低了擴散到非晶硅層的 結(jié)晶誘導金屬的濃度。通常，降低結(jié)晶誘導金屬的濃度增加了由隔開結(jié)晶進 行位置產(chǎn)生的多晶硅的晶粒尺寸。為了降低擴散到一^晶硅層的結(jié)晶誘導金屬 的濃度，蓋層(capping layer)可以形成在非晶硅層上，并且結(jié)晶誘導金屬 層可以形成在蓋層上，且以可控的方式退火以使結(jié)晶誘導金屬擴散到非晶硅 層?？蛇x擇地，為了在低濃度下擴散到非晶硅層而不需要在非晶硅層上形成 蓋層，可以設置薄結(jié)晶誘導金屬層。
作為特殊的非限制性實例，多晶硅層優(yōu)選地由SGS晶化技術(shù)形成，下 面將進行描述。
圖1B為圖解在非晶硅層上形成蓋層和結(jié)晶誘導金屬層的工藝的截面 圖。參考圖1B,蓋層130形成在非晶硅層120上。蓋層130可以由經(jīng)過退 火結(jié)晶金屬能夠擴散穿過的任何材料形成，例如氮化硅或者氧化硅和氮化硅 的結(jié)合。蓋層130由任何合適的沉積方法形成，例如CVD或者PVD。作為 非限制性實例，蓋層130可以形成為1到2000埃的厚度。當蓋層130的厚 度小于1埃時，很難控制擴散穿過蓋層130的結(jié)晶誘導金屬的量。當蓋層130 的厚度大于2000埃，擴散到非晶硅層120的結(jié)晶誘導金屬的量可能太少， 以致很難使非晶硅層結(jié)晶為多晶硅層。
隨后，結(jié)晶誘導金屬設置在蓋層130上，以形成結(jié)晶誘導金屬層140。 作為非限制性實例，結(jié)晶誘導金屬可以選自由鎳(Ni)、鈀(Pd)、銀(Ag)、 金(Au)、鋁(Al)、錫(Sn)、銻(Sb)、銅(Cu)、鋱(Tb )和鎘(Cd)組 成的組。作為特殊的非限制性的實例，結(jié)晶誘導金屬可以是Ni。作為非限制 性實例，結(jié)晶誘導金屬層140可以在蓋層130上形成為具有10"到1015原子 / cm2 ( atoms/cm2 )的表面濃度。當形成具有小于1011原子/cm2的表面濃度的 結(jié)晶誘導金屬層時，種子即結(jié)晶核的數(shù)量可能太少，并且從而很難由SGS 晶化技術(shù)使非晶硅層結(jié)晶為多晶硅層。當形成具有大于10"原子/cn^的表面 濃度的結(jié)晶誘導金屬層時，擴散到非晶硅層中的結(jié)晶誘導金屬的量可能太 大，以致多晶硅層中產(chǎn)生的晶粒尺寸較小。多晶硅層中殘存的結(jié)晶誘導金屬 的量也增加，并且從而由圖案化多晶硅層形成的半導體層的性能變差。
圖1C為圖解由退火襯底使結(jié)晶誘導金屬穿過蓋層擴散到非晶硅層界面的工藝的截面圖。參考圖1C,具有緩沖層110、非晶硅層120、蓋層130和 結(jié)晶誘導金屬層140的襯底100被退火150以使結(jié)晶誘導金屬層140的一些 結(jié)晶誘導金屬移動到非晶硅層120的表面。也就是，在退火工藝中，僅僅非 常少量的結(jié)晶誘導金屬140b從金屬層140穿過蓋層130擴散到非晶硅層120 的表面，并且大部分結(jié)晶誘導金屬140a沒有到達非晶硅層120，或者根本沒 有穿過蓋層130。
從而，到達非晶硅層120表面的結(jié)晶誘導金屬的量由蓋層130的阻擋擴 散能力(diffusion blocking ability )決定，到達非晶硅層120表面的結(jié)晶誘導 金屬的量緊密地與蓋層130的厚度有關(guān)。也就是，當蓋層130的厚度增加時， 擴散的結(jié)晶誘導金屬的量減少，并且從而產(chǎn)生的晶粒變大。另一方面，如果 蓋層130的厚度降低，擴散的結(jié)晶誘導金屬的量增加，并且從而產(chǎn)生的晶粒 變小。
退火工藝150可以在20(TC到900。C的溫度下實施幾秒到幾小時以擴散 結(jié)晶誘導金屬。退火條件不限于在此描述的這些，并且可以選擇為防止由過 度退火引起的襯底變形，以及增加生產(chǎn)成本而降低產(chǎn)量。作為非限制性實例， 退火工藝150可以是電爐法(furnace process),迅速熱退火(RTA )工藝、 UV工藝和激光工藝中的一個。
圖1D為圖解利用擴散的結(jié)晶誘導金屬使非晶硅層結(jié)晶為多晶硅層的工 藝的截面圖。參考圖1D,利用穿過蓋層130擴散到非晶硅層120表面的結(jié) 晶誘導金屬140b使非晶硅層120結(jié)晶為多晶硅層160。也就是，擴散的結(jié)晶 誘導金屬140b與非晶硅層的硅結(jié)合以形成金屬硅化物，該金屬硅化物形成 結(jié)晶核，即種子，并且從而非晶硅層從種子結(jié)晶為多晶硅層。
如圖1D所示，不去除蓋層130和結(jié)晶誘導金屬層140,也可以實施退 火工藝170?？蛇x擇地，多晶硅層可以通過下面的步驟形成使結(jié)晶誘導金 屬擴散到非晶硅層120上，以形成金屬硅化物，該金屬硅化物是結(jié)晶核；去 除蓋層130和結(jié)晶誘導金屬140;然后退火暴露的非晶硅層。
圖2A和2B為圖解本發(fā)明第一示范性實施例的多晶硅層的制作工藝的 截面圖。
首先，如圖2A所示，提供襯底200，該襯底200具有緩沖層210和通 過利用如圖1A到1D所示的結(jié)晶誘導金屬結(jié)晶非晶硅層形成的多晶硅層 220。金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案230形成在多 晶硅層220的預定區(qū)域上。該預定區(qū)域選作完成的TFT中溝道區(qū)之外的區(qū)域。 在多晶硅層220中，金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案230由擴散系數(shù)比結(jié) 晶誘導金屬的擴散系數(shù)小的金屬或者其合金或者其硅化物形成。金屬層圖案 或者金屬硅化物層圖案的金屬或者金屬硅化物因其吸除特性而選擇，使得結(jié) 晶誘導金屬被吸除到與金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案230相對應的多晶 珪層220中的區(qū)域220a。
在多晶硅層220中，金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案230的金屬或者 金屬硅化物的擴散系數(shù)可以為結(jié)晶誘導金屬的1/100或者更小。當金屬或者 金屬硅化物的擴散系數(shù)是結(jié)晶誘導金屬的1/100或者更小時，用于吸除的金 屬或者金屬硅化物可以防止從與金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案230相對 應的區(qū)域220a擴散到多晶硅層220中的另外區(qū)域。
Ni廣泛地用作結(jié)晶誘導金屬，用于結(jié)晶為多晶硅層。因為Ni具有在多 晶硅中約l(T5cm2/s或者更小的擴散系數(shù)，所以在由Ni結(jié)晶化的多晶硅層中， 為了吸除的作用而采用的金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案230的金屬或者 金屬硅化物的擴散系數(shù)可以是Ni擴散系數(shù)的1/100或者更小，即從0到 10—7cm2/s。作為非限制性實例，金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案230可以 包括選自由鈧(Sc)、鈦(Ti)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、釩(V)、鈮(Nb)、鉭 (Ta)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鴒(W)、錳(Mn)、錸(Re )、釘(Ru)、鋨 (Os )、鈷(Co )、銠(Rh )、銥(Ir )、柏(Pt )、釔(Y )、鑭(La )、鈰(Ce )、 鐠(Pr)、釹(Nd)、鏑(Dy)、鈥(Ho )、氮化鈦(TiN)、氮化鉭(TaN) 及其合金或者其硅化物組成的組中的一個。
金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案230可以形成在多晶硅層220上，以 與多晶硅層220中將成為溝道的區(qū)域隔開50微米或者更小。當圖案230形 成為與溝道區(qū)間隔大于50微米時，存在于溝道區(qū)的結(jié)晶誘導金屬必須擴散 得更遠以被吸到與圖案230相對應的區(qū)域220a中。因此，會必需退火襯底 較長時間，從而，襯底變形，并且使結(jié)晶誘導金屬擴散到區(qū)域220a變得困 難。
作為非限制性實例，金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案230可以形成為 30到10000埃的厚度。當圖案230的厚度小于30埃時，結(jié)晶誘導金屬不能 有效地吸到與金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案230相對應的多晶硅層220的區(qū)域220a中。當圖案230的厚度大于10000埃時，圖案230可能太厚， 并且從而由于應力而可能發(fā)生層剝落。
當^r屬層圖案或者金屬硅化物層圖案230僅在多晶硅層220的預定區(qū)域 上通過沉積金屬層或者金屬硅化物層形成并且然后為了陸續(xù)的吸除工藝而 退火時，金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案230可以形成為30到10000埃 的厚度。
可選#^也，通過在多晶硅層220上形成中間層、在中間層中形成孔以暴 露預定區(qū)域，并且在中間層的的整個表面和暴露區(qū)域上沉積金屬層或者金屬 硅化物層，可以形成將接觸多晶硅層220的預定區(qū)域的金屬層圖案或者金屬 硅化物層圖案230。這樣形成的金屬層或者金屬硅化物層可以通過用于后續(xù) 吸除的退火而熱膨脹，而使襯底200變形，并且從而金屬層圖案或者金屬硅 化物層圖案230可以形成為30到2000埃的厚度。
然后，退火具有緩沖層210、多晶硅層220和金屬層圖案或者金屬硅化 物層圖案230的襯底200。實施退火工藝以通過使結(jié)晶誘導金屬擴散到與金 屬層圖案或者金屬硅化物層圖案230相對應的多晶硅層220的區(qū)域220a中 吸除多晶硅層220的溝道區(qū)中的結(jié)晶誘導金屬。退火工藝可以進行10秒到 IO小時。如果Ni用作結(jié)晶誘導金屬，退火可以在500。C到993。C的溫度下進 行。特別地，當溫度小于500。C時，Ni會很難擴散到多晶硅層220中的預定 區(qū)域。而在溫度大于Ni的熔點993。C時，Ni會以液相存在。
同樣，當退火時間小于10秒時，會很難從多晶硅層220的溝道區(qū)充分 去除結(jié)晶誘導金屬。當退火時間大于IO小時時，由于退火時間長，襯底200 可能變形，這對產(chǎn)品成本和產(chǎn)量是不希望的。
此外，為了提高吸除效率，n型摻雜或者p型摻雜可以注入到與金屬層 圖案或者金屬硅化物層圖案230相對應的多晶硅層220中的區(qū)域220a。作為 非限制性實例，n型摻雜可以是磷(P)，并且p型摻雜可以是硼(B)。而且， 通過利用離子或者等離子在多晶硅層220與金屬層圖案或者金屬硅化物層圖 案230相對應的區(qū)域220a中形成破壞區(qū)域(damage region) 220b，可以提 高吸除效率。
圖3A到3E圖解了多晶硅層和利用金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案 230吸除多晶硅層220中的結(jié)晶誘導金屬的機構(gòu)。特別地，圖3A為具有金 屬層圖案或者金屬硅化物層圖案230和多晶硅層220中與金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案230相對應的區(qū)域220a的多晶硅層的截面。圖3B到3E為 代表退火之前(圖3B)、期間內(nèi)(圖3C到3D)和之后(圖3E)的連續(xù)時 段在圖3A的多晶硅層220相應橫向位置處的結(jié)晶誘導金屬濃度的曲線圖。
首先，參考圖3B，退火襯底200之前，多晶硅層220中結(jié)晶誘導金屬 的濃度是常數(shù)。退火期間，在金屬層圖案230的情況下，金屬層圖案230的 金屬與多晶硅層220的硅結(jié)合以在多晶硅層220與金屬層圖案或者金屬硅化 物層圖案230相對應的的區(qū)域220a中形成金屬硅化物；在金屬硅化物層圖 案的情況下，金屬硅化物層圖案的金屬硅化物移動到多晶硅層220的區(qū)域 220a。而且，當退火襯底200時，存在于多晶硅層220中并且在多晶硅層220 中具有高的擴散系數(shù)的結(jié)晶誘導金屬開始隨機地擴散到多晶硅層220中。
在退火期間，當隨機移動的結(jié)晶誘導金屬擴散進入多晶硅層220中與金 屬層圖案或者金屬硅化物層圖案230相對應的區(qū)域220a中時，具有不同的 金屬硅化物的區(qū)域220a中的結(jié)晶誘導金屬比沒有金屬層圖案或者金屬硅化 物層圖案230的多晶硅層區(qū)域中的結(jié)晶誘導金屬在熱力學上更穩(wěn)定。從而， 擴散到區(qū)域220a中的結(jié)晶誘導金屬不可能逃逸。
結(jié)果，參考圖3C，鄰近與金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案230相對 應的區(qū)域220a的多晶硅層220中的結(jié)晶誘導金屬的濃度逐漸降低，并且從 而在多晶硅220中區(qū)域220a與遠離區(qū)域220a的區(qū)域之間產(chǎn)生濃度差。
參考圖3D，由于濃度差，遠離與金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案230 相對應的區(qū)域220a的多晶硅層220中的結(jié)晶誘導金屬也擴散到與區(qū)域220a 相鄰的區(qū)i或。
隨后，參考圖3E，大部分多晶硅層220中的結(jié)晶誘導金屬擴散到與金 屬層圖案或者金屬硅化物層圖案230相對應的區(qū)域220a以隨著時間被吸除， 并且從而僅僅幾個結(jié)晶誘導金屬殘存在區(qū)域220a之外。根據(jù)此規(guī)律，殘存 在多晶硅層220中將成為溝道的區(qū)域中的結(jié)晶誘導金屬可以利用金屬層圖案 或者金屬硅化物層圖案230去除。
圖4為圖解利用本發(fā)明第二實施例制作多晶硅層的方法制作多晶硅層的 工藝的截面圖。除了第二實施例中不同于第一實施例的特別說明之外，參考 第 一 示范性實施例中的說明對該工藝進行描述。
首先，提供具有緩沖層410的襯底400。然后，金屬層圖案或者金屬硅 化物層圖案420形成在緩沖層410上的預定區(qū)域，以與不包括以后將形成溝道區(qū)的區(qū)域相對應。
隨后，非晶硅層形成在具有金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案420的襯 底400上，并且利用圖1A到圖ID的實施例中所描述的結(jié)晶誘導金屬結(jié)晶 為多晶硅層430。這里，在用于結(jié)晶的退火期間，結(jié)晶誘導金屬移動到與金 屬層圖案或者金屬硅化物層圖案420相對應的多晶硅層430中的區(qū)域430a 的吸除工藝可以同時進行。
然后，退火具有緩沖層410、金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案420和 多晶硅層430的襯底400。退火工藝允許存在于多晶硅層430將形成溝道的 區(qū)域中的結(jié)晶誘導金屬擴散到多晶硅層430與金屬層圖案或者金屬硅化物層 圖案420相對應的區(qū)域430a使得吸除多晶硅層430的溝道區(qū)中的結(jié)晶誘導 金屬。
圖5A到5C圖解包括根據(jù)本發(fā)明第一實施例制作的多晶硅層的頂柵薄 膜晶體管(TFT)的制作工藝的截面圖。
參考圖5A,緩沖層510由氧化硅、氮化硅或者二者的結(jié)合物形成在襯 底500上，襯底由玻璃、不銹鋼或者塑料形成。緩沖層510用于防止襯底500 上產(chǎn)生濕氣或者雜質(zhì)的擴散和/或調(diào)整結(jié)晶中的熱交換率使得非晶硅層易于 結(jié)晶。
隨后，非晶硅層形成在緩沖層510上，并且利用如圖1A到1D的實施例 的結(jié)晶誘導金屬結(jié)晶為多晶硅層。圖案化多晶硅層以形成半導體層520?？?選擇地，多晶硅層的圖案化工藝可以在后續(xù)工藝中進行。
然后，參考圖5B，金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案530形成在半導體 層520上，以與將成為控制TFT電流的溝道區(qū)的區(qū)域之外的區(qū)域的頂表面相 接觸。
金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案530可以形成在半導體層520上，以 與半導體層520中將成為溝道的區(qū)域隔開50微米或者更小的距離。當金屬 層圖案或者金屬硅化物層圖案530形成在與溝道區(qū)隔開大于50微米的區(qū)域 中時，存在于溝道區(qū)的結(jié)晶誘導金屬必須擴散得更遠以被吸到該區(qū)域。在這 種情況下，由于需要較長的退火以使結(jié)晶誘導金屬擴散經(jīng)過較長距離，襯底 可能變形，并且因而結(jié)晶誘導金屬可能難以擴散到該區(qū)域。
金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案530可以形成為30到10000埃的厚 度。當厚度小于30埃時，結(jié)晶誘導金屬不可能有效地被吸到半導體520與金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案530相對應的區(qū)域中。然而，當厚度大于 10000埃時，金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案530變厚，并且從而可能發(fā) 生由應力引起的層剝離。
然后，退火具有緩沖層510、半導體層520和金屬層圖案或者金屬硅化 物層圖案530的襯底500，從而使半導體層520溝道區(qū)中殘存的結(jié)晶誘導金 屬擴散到半導體層520與金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案530相對應的區(qū) 域520a中以被吸除。退火工藝與制作多晶硅層的方法中描述的相同，并且 可以在形成金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案530之后任何時間進行。退火 后，金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案530可以去除。
同時，為了提高吸除效率，n型摻雜或者p型摻雜還可以注入半導體層 520與金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案530的區(qū)域520a中。作為非限制性 實例，n型摻雜可以是磷(P)，并且p型摻雜可以是硼(B)。同樣，破壞區(qū) 域(damage region)520b可以利用離子或者等離子形成在半導體層520與金屬 層圖案或者金屬硅化物層圖案530相對應的區(qū)域520a中，使得提高吸除效 率。
然后，參考圖5C,柵絕緣層540形成在具有金屬層圖案或者金屬硅化 物層圖案530的半導體層520上。作為非限制性實例，柵絕緣層540可以由 氧化硅、氮化硅或者二者的結(jié)合物形成。
隨后，用于柵電極的金屬層(未圖解)利用單層鋁或者單層鋁合金，例 如Al-Nd,或者利用具有Cr或Mo合金之上的鋁合金的多層形成在柵絕緣層 540上，并且通過利用光刻工藝刻蝕柵電極的金屬層形成柵電極550以與半 導體層520的溝道區(qū)相對應。
然后，層間(interlayer )絕緣層560形成在具有柵電極550的襯底的整
個表面上。作為非限制性實例，層間絕緣層560可以由二氧化硅、氮化硅或 者二者的結(jié)合物形成。
之后，刻蝕層間絕緣層560和柵絕緣層540以形成暴露半導體層520的 源和漏區(qū)的接觸孔。形成穿過接觸孔連接到源區(qū)和漏區(qū)的源電極571和漏電 極572。作為非限制性實例，源電極571和漏電極572可以由選自由Mo、 Cr、 W、 MoW、 Al、 Al陽Nd、 Ti、 TiN、 Cu、 Mo合金、Al合金和Cu合金組 成的組中的材料形成。從而，完成了具有半導體層520、柵電極550、源電 極571和漏電極572的TFT。圖6A到6C為圖解利用本發(fā)明第一實施例制作多晶硅層的方法制作底 柵電極TFT的工藝的截面圖。除以下的特別說明外，將參考上面的實施例對 該工藝進行描述。
參考圖6A，緩沖層610形成在襯底600上，用作柵電極的金屬層(未 示出)形成在緩沖層610上，并且柵電極620通過利用光刻工藝刻蝕柵電極 的金屬層形成。然后，柵絕緣層630形成在具有柵電極620的襯底600上。
隨后，參考圖6B，非晶硅層形成在柵絕緣層630上，并且然后利用圖 1A到1D的實施例中描述的結(jié)晶誘導金屬結(jié)晶為多晶硅層。圖案化多晶硅層 以形成半導體層640。可選擇地，圖案化可以在后續(xù)工藝中進行。
然后，利用與本發(fā)明第一實施例的制作多晶硅層的方法中描述的方法相 同的方法使金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案形成在將成為控制TFT電流 的溝道區(qū)的區(qū)域之外的半導體層640的頂表面上?？蛇x擇地，在形成為半導 體層640的非晶硅層形成之前，金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案650可以 形成在柵絕緣層630上。
隨后，退火具有緩沖層610、柵電極620、柵絕緣層630、半導體層640 和金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案650的襯底600,以使殘存在半導體層 640溝道區(qū)中的結(jié)晶誘導金屬擴散到半導體層640與金屬層圖案或者金屬硅 化物層圖案650相對應的區(qū)域640a中，使得吸除結(jié)晶誘導金屬。退火工藝 與制作多晶硅層的方法中描述的相同，并且可以在形成金屬層圖案或者金屬 硅化物層圖案650后的任何時間進行。退火工藝后，金屬層圖案或者金屬硅 化物層圖案650可以去除。
然后，參考圖6C,歐姆接觸材料層和源導電層和漏導電層隨后堆疊在 具有金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案650的半導體層640上，并且被圖案 化以形成源電極671 、漏電4及672和歐姆4妻觸層660 。作為非限制性實例， 歐姆接觸層660可以是雜質(zhì)摻雜非晶硅層。
源導電層、漏導電層和歐姆接觸材料層可以利用單一掩模圖案化，從而 避免使用用于每層的單獨掩模的額外時間和額外費用。從而，歐姆接觸層660 可以設置在源電極671和漏電極672的整個表面之下。歐姆接觸層660可以 插設在半導體層640與源電極671和漏電才及672之間，以^吏半導體層640與 源電極671和漏電極672歐姆接觸?？蛇x擇地，歐姆接觸層660可以省略。 在這種情況下，堆疊源導電層和漏導電層之前，傳導區(qū)域可以形成在半導體層640中，以歐姆接觸源電極671和漏電極672。從而，完成了包括柵電極 620、半導體層640、源電極671和漏電極672的底柵TFT。
圖7A到7C為圖解利用本發(fā)明第二實施例的制作多晶硅層的方法制作 頂柵TFT的工藝的截面圖。除了下面的特別說明之外，參考上面第二實施例 中的說明對該工藝描述。
首先，提供具有緩沖層710的襯底700。然后，金屬層圖案或者金屬硅 化物層圖案720形成在緩沖層710上的預定區(qū)域，以與以后將形成溝道區(qū)的 區(qū)域之外的半導體層區(qū)域相對應。
隨后，非晶硅層形成在具有金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案720的襯 底700上，并且利用如圖1A到1D的實施例中所描述的結(jié)晶誘導金屬結(jié)晶 為多晶硅層。圖案化多晶硅層以形成半導體層730?？蛇x擇地，圖案化可以 在后續(xù)工藝中實施。
然后，退火具有緩沖層710、金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案720和 半導體層730的襯底700,從而使殘存在半導體層730溝道區(qū)中的結(jié)晶誘導 金屬擴散到半導體層730與金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案720相對應的 區(qū)域730a中，使得吸除半導體層730中溝道區(qū)的結(jié)晶誘導金屬。退火工藝 可在形成金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案720之后的任何時間進行。
隨后，參考圖7C，柵絕緣層740形成在半導體層730上。然后，形成 柵電極的金屬層(未圖解)，并且通過利用光刻工藝刻蝕柵電極的金屬層形 成片冊電極750,以與半導體層730的溝道區(qū)相對應。
之后，層間絕緣層760形成在具有柵電極750的襯底的整個表面上，并 且刻蝕層間絕緣層760和柵絕緣層740以形成暴露半導體層730的源區(qū)和漏 區(qū)的接觸孔。形成穿過接觸孔連接源區(qū)和漏區(qū)的源電極771和漏電極772 。 從而，完成了具有半導體層730、 4冊電極750、源電極771和漏電極772的 TFT。
在本實施例中，雖然對具有形成于柵絕緣層上的柵電極的頂柵TFT進行 描述，但是本領域的普通技術(shù)人員應該理解的是，在不脫離本發(fā)明范圍的條 件下，本發(fā)明可以以各種方式修改和變換，例如，應用于底柵TFT。
圖8為利用通過磷摻雜的傳統(tǒng)吸除方法形成的TFT的半導體層與根據(jù)本 發(fā)明的方面制作多晶硅層的方法形成的TFT的半導體層之間的每單位寬度 截止電流(A/pm)的對比曲線圖。這里，水平軸上的部分A表示利用通過P摻雜的傳統(tǒng)吸除方法的TFT,而部分B和部分C表示利用本發(fā)明的制作多 晶硅層的方法的TFT,其中在部分B中，Ti用在金屬層圖案中，并且在部分 C中，Mo用在金屬層圖案中。垂直軸表示TFT中每單位寬度半導體層的截 止電流。
傳統(tǒng)的通過P摻雜的吸除方法通過以2 x 1014/cm2的劑量摻雜磷到半導 體層溝道區(qū)之外的區(qū)域中來進行，并且在550。C下退火半導體層一個小時。 根據(jù)本發(fā)明的各個方面制作多晶硅層的方法分別通過在半導體層溝道外的 區(qū)域沉積厚度為100埃的Ti或者Mo來實施，并且在與通過P摻雜的吸除方 法中描述的條件相同的條件下退火。退火后，測量每個晶體管的每單位寬度 半導體層的截止電流。
根據(jù)本發(fā)明的各個方面，當將Ti或者Mo沉積到半導體層的區(qū)域上并且 用于吸除而退火半導體層時，Ti或者Mo與半導體層的Si反應以形成硅化 Ti或者硅化Mo。在與Ti或者Mo層接觸的半導體層的下區(qū)域，在硅化Ti 或者硅化Mo從半導體層界面生長的區(qū)域中形成一個區(qū)域，并且結(jié)晶誘導金 屬被吸除其中。
參考圖8中的部分A,利用通過P摻雜的傳統(tǒng)吸除方法的TFT的半導 體層每單位寬度截止電流近似為4.5 x 10"2到7.0 x l(T12 (A/拜)。相反地， 參考圖8的部分B和部分C,通過利用Ti的根據(jù)本發(fā)明的各個方面的制作 多晶硅層的方法的TFT的每單位寬度半導體層的截止電流為5.0X10—13 (A/|im)或者更小，并且利用Mo的每單位寬度半導體層的截止電流為6.0 x 10-13 (A/Vm)或者更小。從而，可以看出與傳統(tǒng)方法形成的TFT對比， 根據(jù)本發(fā)明方面的TFT中每單位寬度的截止電流明顯降低。
隨后，通過利用根據(jù)本發(fā)明的方面的多晶硅層的制作方法，可以看出殘 存在半導體層溝道區(qū)中的結(jié)晶誘導金屬量急劇地降低，該量影響TFT的截止
電流，并且從而可以提供具有明顯低的泄露電流和優(yōu)秀電性能的TFT。
圖9為包括本發(fā)明實施例的TFT的有機發(fā)光二極管(OLED )顯示裝置 的截面圖。
參考圖9,絕緣層575形成在襯底500包括圖5C實施例的TFT的整個 表面上。絕緣層575可以是選自由二氧化硅、氮化硅和玻璃基硅酸鹽(silicate on glass)組成的組中的材料形成的非有機層，或者是選自由聚酰亞胺 (polyimide)、 苯并環(huán)丁烯系才對月旨(benzocyclobutene series resin )和丙烯酸脂(acrylate)組成的組中的材料形成的有機層。同樣，絕緣層可以利用堆疊 非有機層和有機層形成。
暴露源電極571或者漏電極572的通孔利用刻蝕絕緣層575形成。形成 經(jīng)由通孔連接到源電極571或者漏電極572之一的第一電極580。第一電極 580可以是陽極或者陰極。當?shù)谝浑姌O580是陽極時，該陽極可以由ITO、 IZO或者ITZO形成的透明導電材料形成，并且當?shù)谝浑姌O580是陰極時， 該陰極可以由Mg、 Ca、 Al、 Ag、 Ba或者其合金形成。
然后，具有部分地暴露第一電極580表面的開口的像素限制層(pixel defining layer) 585形成在第一電極580上，并且包括發(fā)射層的有機層590 形成在暴露的第一電極580上。有機層590還可以包括至少一個空穴注入層 (hole injection layer )、空穴傳輸層、空穴阻擋層、電子阻擋層、電子注入層 和電子傳輸層。然后，第二電極595形成在有機層590上。從而，完成了本 發(fā)明示范性實施例的OLED顯示裝置。
總起來說，在利用結(jié)晶誘導金屬結(jié)晶成的多晶硅層中，包括具有在多晶 硅層中比結(jié)晶誘導金屬更小的擴散系數(shù)的金屬或者其合金的金屬層圖案或 者金屬硅化物層圖案可以形成在預定區(qū)域上方或者下方，該預定區(qū)域與多晶 硅層中將成為溝道的區(qū)域之外的區(qū)域相對應，并且然后可以退火多晶硅層， 從而去除存在于多晶硅層溝道區(qū)中的結(jié)晶誘導金屬。結(jié)果，包含該半導體層 的TFT的截止電流可以顯著降低，并且可以提供具有優(yōu)秀電性能的TFT和 包括該TFT的OLED顯示裝置。
根據(jù)以上描述的本發(fā)明的各個方面，存在于多晶硅層溝道區(qū)中的結(jié)晶誘 導金屬可以完全去除，并且結(jié)晶誘導金屬被完全去除的多晶硅層區(qū)域可以用 作TFT的溝道區(qū)，并且從而提供具有優(yōu)秀電性能，例如低截止電流的TFT、 制作該TFT的方法和包括該TFT的OLED顯示裝置。
雖然已經(jīng)展示和描述了本發(fā)明的幾個實施例，但是本領域的技術(shù)人員應 該理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對實施例進行改變， 這些改變的范圍限定在權(quán)利要求及其等同物的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種從多晶硅層的第一預定區(qū)域去除結(jié)晶誘導金屬的方法，所述多晶硅層由金屬誘導晶化技術(shù)、金屬誘導橫向晶化技術(shù)或者超晶粒硅技術(shù)形成，所述方法包括提供與所述多晶硅層的第二預定區(qū)域中的多晶硅層相接觸的金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案；和進行退火以將存在于所述第一預定區(qū)域中的結(jié)晶誘導金屬吸到所述第二預定區(qū)域。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中與所述多晶硅層的第二預定區(qū)域中的 多晶硅層相接觸的所述金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案的提供通過在所 述多晶硅層的所述第二預定區(qū)域中的所述多晶硅層上形成所述金屬層圖案 或者所述金屬硅化物層圖案來完成。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中與所述多晶硅層的第二預定區(qū)域中的 多晶硅層相接觸的所述金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案的提供通過這樣 的步驟來完成在襯底上形成所述金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案；形成 非晶硅層使得成為所述第 一預定區(qū)域的所述非晶硅層的第 一 區(qū)域接觸所述 襯底并且成為所述第二預定區(qū)域的所述非晶硅層的第二區(qū)域接觸所述金屬 層圖案或者金屬硅化物層圖案；通過金屬誘導晶化技術(shù)、金屬誘導橫向晶化 技術(shù)或者超晶粒硅技術(shù)，結(jié)晶所述非晶硅層，以形成所述多晶硅層。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第二預定區(qū)域形成為距所述第一 預定區(qū)域50微米或者更小的距離。
5. 如權(quán)利要求l-4之一所述的方法，其中包括在所述金屬層圖案或者金 屬硅化物層圖案中的金屬或者金屬硅化物的擴散系數(shù)為所述結(jié)晶誘導金屬 擴散系數(shù)的1/100或者更小。
6. 如權(quán)利要求l-4之一所述的方法，其中所述結(jié)晶誘導金屬包括鎳，并 且包括在所述金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案中的金屬或者金屬硅化物 的擴散系數(shù)從大于0到l(T7cm2/s。
7. 如權(quán)利要求l-4之一所述的方法，其中所述金屬層圖案或者金屬硅化 物層圖案包括從鈧、鈥、鋯、鉿、釩、鈮、鉭、鉻、鉬、鴒、錳、4來、釕、 鋨、鈷、銠、銥、鉑、釔、鑭、鈰、鐠、釹、鏑、鈥、氮化鈦、氮化鉭及其合金或者其硅化物組成的組中選擇的一個。
8. 如權(quán)利要求l-4之一所述的方法，其中所述退火在500。C到993。C溫 度下進行10秒到10小時。
9. 如權(quán)利要求l-4之一所述的方法，其中所述金屬層圖案或者金屬硅化 物層圖案在形成時不包括擴散系數(shù)大于10-7cm2/s的任何金屬或者金屬硅化物。
10. —種制作多晶硅層的方法，包括 在襯底上形成非晶硅層；利用結(jié)晶誘導金屬使所述非晶硅層結(jié)晶為多晶硅層；形成與所述多晶硅層的上方和下方區(qū)域相接觸的金屬層圖案或者金屬 硅化物層圖案，所述多晶硅層的上方和下方區(qū)域與多晶硅層中溝道區(qū)之夕卜的 區(qū)i或相對應；以及退火所述襯底，以將存在于所述多晶硅層溝道區(qū)中的結(jié)晶誘導金屬吸到 多晶硅層與金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案相對應的區(qū)域。
11. 如權(quán)利要求10所述的方法，其中在所述多晶硅層中，所述金屬層 圖案或者金屬硅化物層圖案包括擴散系數(shù)比所述結(jié)晶誘導金屬小的金屬或 者金屬硅化物或者二者的合金。
12. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中包括在所述金屬層圖案或者金屬硅 化物層圖案中的所述金屬或者金屬硅化物的擴散系數(shù)為所述結(jié)晶誘導金屬 擴散系數(shù)的1/100或者更小。
13. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述結(jié)晶誘導金屬包括鎳，并且包 括在所述金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案中的金屬或者金屬硅化物的擴 散系數(shù)從大于0到l(T7cm2/s。
14. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述金屬層圖案或者金屬硅化物層 圖案包括從鈧、鈥、《告、鉿、釩、鈮、鉭、鉻、鉬、鴒、錳、4來、釕、鋨、 鈷、銠、銥、鉬、釔、鑭、鈰、鐠、釹、鏑、鈥、氮化鈦、氮化鉭及其合金 或硅化物組成的組中選4奪的 一個。
15. 如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述退火在500。C到993。C溫度下 進行10秒到10小時。
16. 如權(quán)利要求IO所述的方法，其中所述非晶硅層的結(jié)晶通過金屬誘導 晶化技術(shù)、金屬誘導橫向晶化技術(shù)或者超晶粒硅技術(shù)實施。
17. 如權(quán)利要求IO所述的方法，其中所述金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案形成為與所述多晶硅層中的溝道區(qū)分隔50微米或者更小。
18. 如權(quán)利要求IO所述的方法，其中所述金屬層圖案或者金屬硅化物層 圖案形成的厚度為30到10000埃。
19. 如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述金屬層圖案或者金屬硅化物層 圖案形成的厚度為30到2000埃。
20. 如權(quán)利要求IO所述的方法，還包括將n型雜質(zhì)或者p型雜質(zhì)注入到所述多晶硅層與金屬層圖案或者金屬硅 化物層圖案相對應的區(qū)域中，或者利用離子或者等離子在所述多晶硅層與金 屬層圖案或者金屬硅化物層圖案相對應的區(qū)域中形成破壞區(qū)域。
21. —種薄膜晶體管，包括 襯底；半導體層，設置在所述襯底上，并且包括溝道區(qū)、源區(qū)和漏區(qū)；金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案，設置在該半導體層與所述溝道區(qū)之 外的區(qū)域相對應的上方和下方；柵電極，設置為與所述半導體層的溝道區(qū)相對應；柵絕緣層，插設在所述柵電極和所述半導體層之間以使所述半導體層與 所述4冊電才及絕纟彖；和源電極和漏電極，電連接到所述半導體層的源區(qū)和漏區(qū)。
22. 如權(quán)利要求21所述的薄膜晶體管，其中在所述半導體層中，所述金 屬層圖案或者金屬硅化物層圖案包括擴散系數(shù)比結(jié)晶誘導金屬小的金屬或 者金屬硅化物或者二者的合金。
23. 如權(quán)利要求22所述的薄膜晶體管，其中包括在所述金屬層圖案或者 金屬硅化物層圖案中的所述金屬或者金屬硅化物的擴散系數(shù)為所述結(jié)晶誘 導金屬擴散系數(shù)的1/100或者更小。
24. 如權(quán)利要求23所述的薄膜晶體管，其中所述結(jié)晶誘導金屬包括鎳， 并且包括在所述金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案中的金屬或者金屬硅化 物的擴散系數(shù)從大于0到1 (T7cm2/s 。
25. 如權(quán)利要求22所述的薄膜晶體管，其中所述金屬層圖案或者金屬硅 化物層圖案包括從Sc、 Ti、 Zr、 Hf、 V、 Nb、 Ta、 Cr、 Mo、 W、 Mn、 Re、 Ru、 Os、 Co、 Rh、 Ir、 Pt、 Y、 La、 Ce、 Pr、 Nd、 Dy、 Ho、 TiN、 TaN及其合金或者硅化物組成的組中選擇的 一個。
26. 如權(quán)利要求21所述的薄膜晶體管，其中所述金屬層圖案或者金屬硅 化物層圖案以與所述半導體層溝道區(qū)分隔50微米或者更小。
27. 如權(quán)利要求21所述的薄膜晶體管，其中所述金屬層圖案或者金屬硅 化物層圖案的厚度為30到10000埃。
28. 如權(quán)利要求21所述的薄膜晶體管，還包括n型雜質(zhì)或者p型雜質(zhì)，在所述半導體層與所述金屬層圖案或者金屬硅 化物層圖案相對應的預定區(qū)域中；或者破壞區(qū)域，利用離子或者等離子形成 在所述半導體層與金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案相對應的預定區(qū)域中。
29. 如權(quán)利要求21所述的薄膜晶體管，其中所述半導體層的溝道區(qū)缺乏 結(jié)晶誘導金屬。
30. —種制作薄膜晶體管的方法，包括 制備襯底；在所述襯底上形成非晶硅層；利用結(jié)晶誘導金屬使所述非晶硅層結(jié)晶成多晶硅層；形成與所述多晶硅層的上方和下方接觸的金屬層圖案或者金屬硅化物 層圖案，所述多晶硅層的上方和下方與所述多晶硅層溝道區(qū)之外的區(qū)域相對 應；形成與所述多晶硅層溝道區(qū)相對應的柵電極；在所述柵電極和所述多晶硅層之間形成柵絕緣層，以使所述多晶硅層與 所述4冊電纟及絕纟彖；形成電連接到所述多晶硅層的源區(qū)和漏區(qū)的源電極和漏電極；以及 形成所述金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案后，將所述襯底退火，以使存在于所述多晶硅層溝道區(qū)中的所述結(jié)晶誘導金屬吸到所述多晶硅層與所述金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案相對應的區(qū)域。
31. 如權(quán)利要求30所述的方法，還包括將所述襯底退火以吸除存在于所述多晶硅層溝道區(qū)中的所述結(jié)晶誘導 金屬之后，去除所述金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案。
32. 如權(quán)利要求30-31之一所述的方法，其中在所述多晶硅層中，所述 金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案包括擴散系數(shù)比所述結(jié)晶誘導金屬小的 金屬或者金屬硅化物或者二者的合金。
33. 如權(quán)利要求32所述的方法，其中所述金屬層圖案或者金屬硅化物層 圖案的金屬或者金屬硅化物的擴散系數(shù)為所述結(jié)晶誘導金屬擴散系數(shù)的 1/100或者更小。
34. 如權(quán)利要求33所述的方法，其中所述結(jié)晶誘導金屬包括鎳，并且所 述金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案的金屬或者金屬硅化物的擴散系數(shù)從 大于0到10-"cmVs或者更小。
35. 如權(quán)利要求33所述的方法，其中所述金屬層圖案或者金屬硅化物層 圖案包括選自由Sc、 Ti、 Zr、 Hf、 V、 Nb、 Ta、 Cr、 Mo、 W、 Mn、 Re、 Ru、 Os、 Co、 Rh、 Ir、 Pt、 Y、 La、 Ce、 Pr、 Nd、 Dy、 Ho、 TiN、 TaN及其合金 或硅化物組成的組中的 一個。
36. 如權(quán)利要求30所述的方法，其中所述退火在50(TC到993。C溫度下 進行10秒到10小時。
37. 如權(quán)利要求30所述的方法，其中所述非晶硅層的結(jié)晶通過MIC、 MILC或者SGS技術(shù)實施。
38. 如權(quán)利要求30所述的方法，還包括將n型雜質(zhì)或者p型雜質(zhì)注入到所述多晶硅層與所述金屬層圖案或者金 屬硅化物層圖案相對應的區(qū)域中，或者利用離子或者等離子在所述多晶硅層 與所述金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案相對應的區(qū)域中形成破壞區(qū)域。
39. —種有機發(fā)光二極管顯示裝置，包括 襯底；半導體層，設置在所述襯底上，并且包括溝道區(qū)、源區(qū)和漏區(qū)；金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案，設置在所述半導體層與所述溝道區(qū) 之外的區(qū)域相對應的上方和下方；柵電極，設置為與所述半導體層的溝道區(qū)相對應；柵絕緣層，插設在所述柵電極和所述半導體層之間，以使所述半導體層 與所述柵電極絕緣；源電極和漏電極，電連接到所述半導體層的源區(qū)和漏區(qū)；第一電極，電連接到所述源電極和漏電極；有機層，設置在所述第一電極上；和第二電極，設置在所述有機層上。
40. 如權(quán)利要求39所述的有機發(fā)光二極管顯示裝置，其中在所述多晶硅層中，所述金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案包括擴散系數(shù)比所述結(jié)晶誘導 金屬小的金屬或者金屬硅化物或者二者的合金。
41. 如權(quán)利要求39所述的有機發(fā)光二極管顯示裝置，其中所述金屬層圖 案或者金屬硅化物層圖案的金屬或者金屬硅化物的擴散系數(shù)為所述結(jié)晶誘 導金屬擴散系數(shù)的1/100或者更小。
42. 如權(quán)利要求41所述的有機發(fā)光二極管顯示裝置，其中所述結(jié)晶誘導 金屬包括鎳，并且所述金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案的金屬或者金屬硅 化物的擴散系數(shù)從大于0到10—7cm2/s。
43. 如權(quán)利要求41所述的有機發(fā)光二極管顯示裝置，其中所述金屬層圖 案或者金屬硅化物層圖案包括選自由Sc、 Ti、 Zr、 Hf、 V、 Nb、 Ta、 Cr、 Mo、 W、 Mn、 Re、 Ru、 Os、 Co、 Rh、 Ir、 Pt、 Y、 La、 Ce、 Pr、 Nd、 Dy、 Ho、 TiN、 TaN及其合金或珪化物組成的組中的一個。
44. 如權(quán)利要求39所述的有機發(fā)光二極管顯示裝置，其中所述金屬層圖 案或者金屬硅化物層圖案與所述半導體層的溝道區(qū)分隔50微米或者更小。
45. 如權(quán)利要求39所述的有機發(fā)光二極管顯示裝置，其中所述金屬層圖 案或者金屬硅化物層圖案的厚度為30到10000埃。
46. 如權(quán)利要求39所述的有機發(fā)光二極管顯示裝置，還包括 n型雜質(zhì)或者p型雜質(zhì)，在與所述金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案相對應的所述半導體層中；或者破壞區(qū)域，利用離子或者等離子形成在所述半 導體層中與金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案相對應。
47. 如權(quán)利要求39所述的有機發(fā)光二極管顯示裝置，其中所述半導體層 的溝道區(qū)中缺乏所述結(jié)晶誘導金屬。
全文摘要
本發(fā)明提供制作多晶硅層的方法，包括在襯底上形成非晶硅層；利用結(jié)晶誘導金屬使非晶硅層結(jié)晶為多晶硅層；形成與多晶硅層中溝道區(qū)之外的區(qū)域相對應的多晶硅層的上方和下方接觸的金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案；以及退火該襯底以將存在于多晶硅層溝道區(qū)中的結(jié)晶誘導金屬吸到具有金屬層圖案或者金屬硅化物層圖案的多晶硅層區(qū)域。此外，存在于多晶硅溝道區(qū)中的結(jié)晶誘導金屬可以有效地去除，并且從而可以制作具有改良泄露電流特性的薄膜晶體管和包括該薄膜晶體管的OLED顯示裝置。
文檔編號H01L21/77GK101315883SQ200810108798
公開日2008年12月3日 申請日期2008年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月31日
發(fā)明者徐晉旭, 樸炳建, 李吉遠, 李基龍, 梁泰勛 申請人:三星Sdi株式會社