氧化物薄膜晶體管及包括氧化物薄膜晶體管的陣列基板的制作方法
【專利說明】氧化物薄膜晶體管及包括氧化物薄膜晶體管的陣列基板
[0001]本申請要求享有于2013年11月26日提交的韓國專利申請第10-2013-0144359號的權(quán)益，通過引用將該申請并入本申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及薄膜晶體管(TFT)，尤其涉及具有優(yōu)良的特性和提高的可靠性的氧化物TFT及包括該氧化物TFT的陣列基板。
【背景技術(shù)】
[0003]隨著社會進(jìn)入信息時代，將全部種類的電信號表現(xiàn)為可視圖像的顯示裝置領(lǐng)域得到了快速發(fā)展。特別地，具有重量輕、薄和低功耗的特性的作為平板顯示裝置的液晶顯示(LCD)裝置或有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)顯示裝置被開發(fā)用作為陰極射線管類型的顯示裝置的替代。
[0004]包括作為開關(guān)元件的薄膜晶體管(TFT)的LCD裝置被稱作有源矩陣LCD (AM-LCD)裝置，由于AM-LCD裝置具有高分辨率和顯示移動圖像的優(yōu)良特性，因此AM-LCD裝置被廣泛使用。
[0005]另一方面，因?yàn)镺LED裝置具有高亮度、低功耗和高對比度的優(yōu)良特性，所以O(shè)LED顯示裝置被廣泛使用。此外，OLED顯示裝置具有高響應(yīng)速率、低生產(chǎn)成本及類似的優(yōu)點(diǎn)。OLED不需要背光，以致能提供薄且重量輕的裝置。
[0006]LCD裝置和OLED顯示裝置都需要作為開關(guān)元件以用于控制每個像素區(qū)域的導(dǎo)通和斷開的薄膜晶體管(TFT)。此外，OLED裝置需要作為驅(qū)動元件以用于驅(qū)動每個像素區(qū)域中的發(fā)光二極管的另一個TFT。
[0007]包括非晶硅半導(dǎo)體層的TFT已被廣泛使用。
[0008]最近，為了滿足大尺寸和高分辨率的要求，需要具有更快的信號處理、更穩(wěn)定的操作和耐用性更好的TFT。然而，使用非晶硅的TFT具有相對低的迀移率，例如小于Icm2/Vsec，這對大尺寸和高分辨率OLED顯示裝置存在限制。
[0009]因此，引入了包括氧化物半導(dǎo)體材料的有源層的氧化物TFT，該氧化物TFT具有優(yōu)良的電學(xué)特性，例如迀移率和截止電流。
[0010]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的氧化物TFT的示意截面圖。
[0011]如圖1所示，氧化物TFT包括柵極21、柵絕緣層30、氧化物半導(dǎo)體層40、蝕刻終止層50、源極62以及漏極64。
[0012]柵極21形成在基板(未圖示)上。柵絕緣層30覆蓋柵極21。
[0013]氧化物半導(dǎo)體層40形成在柵絕緣層30上且與柵極21對應(yīng)。氧化物半導(dǎo)體層40由氧化物半導(dǎo)體材料形成。
[0014]蝕刻終止層50形成在氧化物半導(dǎo)體層40上且與氧化物半導(dǎo)體層40的中心對應(yīng)。由于氧化物半導(dǎo)體層容易被蝕刻劑損壞，所述蝕刻劑用于為形成源極62和漏極64而蝕刻金屬層，因此蝕刻終止層50保護(hù)氧化物半導(dǎo)體層40。氧化物半導(dǎo)體層40的兩端被暴露。
[0015]源極62和漏極64分別與氧化物半導(dǎo)體層40的兩端連接且彼此間隔開。
[0016]TFT包括氧化物半導(dǎo)體層40，以致TFT的特性得到改善。
[0017]然而，氧化物半導(dǎo)體層40容易被光損壞。當(dāng)氧化物TFT被用于LCD裝置時，氧化物半導(dǎo)體層40被暴露到環(huán)境光。當(dāng)氧化物TFT被用于OLED顯示裝置時，氧化物半導(dǎo)體層40被暴露到環(huán)境光和來自發(fā)光二極管的光。因此，氧化物TFT的特性退化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]因此，本發(fā)明涉及一種基本上避免了由于現(xiàn)有技術(shù)的局限和缺陷導(dǎo)致的一個或多個問題的氧化物TFT及包括該氧化物TFT的陣列基板。
[0019]本發(fā)明的目的是提供具有優(yōu)良的特性和改進(jìn)的可靠性的氧化物TFT。
[0020]本發(fā)明的另一目的是提供包括所述氧化物TFT的陣列基板。
[0021]本發(fā)明額外的優(yōu)點(diǎn)和特征將在下面的描述中列出，一部分將由所述描述變得顯而易見，或者可通過實(shí)施本發(fā)明而知曉。本發(fā)明的這些目的以及其他優(yōu)點(diǎn)可通過本說明書、權(quán)利要求書以及附圖中具體指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。
[0022]為了獲得這些和其他優(yōu)點(diǎn)，并且根據(jù)本發(fā)明的目的，如此處具體和概括地描述的那樣，本發(fā)明提供一種氧化物薄膜晶體管(TFT)，該氧化物TFT包括:包括第一半導(dǎo)體層和在第一半導(dǎo)體層上的第二半導(dǎo)體層的氧化物半導(dǎo)體層；在氧化物半導(dǎo)體層上的柵絕緣層；在柵絕緣層上的柵極；在柵極上的層間絕緣層；以及在層間絕緣層上且接觸氧化物半導(dǎo)體層的源極和漏極，其中第一半導(dǎo)體層的第一反射系數(shù)大于第二半導(dǎo)體層的第二反射系數(shù)。
[0023]在本發(fā)明的另一方面中，本發(fā)明提供一種氧化物薄膜晶體管(TFT)，該氧化物薄膜TFT包括:第一柵極；在第一柵極上的柵絕緣層；包括第一至第三半導(dǎo)體層的氧化物半導(dǎo)體層；接觸氧化物半導(dǎo)體層的第一部分的源極；接觸氧化物半導(dǎo)體層的第二部分的漏極；在源極和漏極上的鈍化層；在鈍化層上的第二柵極，其中第三半導(dǎo)體層位于第一半導(dǎo)體層與第二半導(dǎo)體層之間且具有比第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層小的反射系數(shù)。
[0024]在本發(fā)明的另一方面中，本發(fā)明提供一種用于顯示裝置的陣列基板，該陣列基板包括:在基板上包括第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層的氧化物半導(dǎo)體層；在氧化物半導(dǎo)體層上的柵絕緣層；在柵絕緣層上的柵極；在柵極上的層間絕緣層；在層間絕緣層上且接觸氧化物半導(dǎo)體層的源極和漏極；在源極和漏極上且包括漏極接觸孔的鈍化層；以及在鈍化層上且通過漏極接觸孔而接觸漏極的像素電極，其中第一半導(dǎo)體層的第一反射系數(shù)大于第二半導(dǎo)體層的反射系數(shù)。
[0025]在本發(fā)明的另一方面中，本發(fā)明提供一種用于顯示裝置的陣列基板，該陣列基板包括:在基板上的第一柵極；在第一柵極上的柵絕緣層；包括第一至第三半導(dǎo)體層的氧化物半導(dǎo)體層；接觸氧化物半導(dǎo)體層的第一部分的源極；接觸氧化物半導(dǎo)體層的第二部分的漏極；在源極和漏極上的第一鈍化層；在第一鈍化層上的第二柵極；在第二柵極上且包括漏極接觸孔的第二鈍化層；在第二鈍化層上且通過漏極接觸孔接觸漏極的像素電極，其中第三半導(dǎo)體層位于第一半導(dǎo)體層與第二半導(dǎo)體層之間且具有比第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層小的反射系數(shù)。
[0026]應(yīng)該理解的是，前述概括描述和下面的詳細(xì)描述是示例性的和說明性的，且旨在對要求保護(hù)的發(fā)明提供進(jìn)一步的說明。
【附圖說明】
[0027]附圖被包括在內(nèi)以提供對于本發(fā)明的進(jìn)一步的理解，它們被并入并構(gòu)成本說明書的一部分；附圖示出本發(fā)明的實(shí)施方式并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。
[0028]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的氧化物TFT的示意截面圖。
[0029]圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的氧化物TFT的示意截面圖。
[0030]圖3是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的氧化物TFT的示意截面圖。
[0031]圖4是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施方式的氧化物TFT的示意截面圖。
[0032]圖5A至圖5E是圖示根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施方式的陣列基板的顯示區(qū)域的制造工藝的截面圖。
[0033]圖6是示出根據(jù)等離子體條件的氧化物半導(dǎo)體層的表面的曲線圖。
[0034]圖7A至圖7C是圖示漏極電流相對于柵極電壓的曲線圖。
[0035]圖8是根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施方式的氧化物TFT的示意截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]現(xiàn)在將詳細(xì)參考優(yōu)選實(shí)施方式，這些實(shí)施方式的實(shí)例在附圖中被示出。
[0037]圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的氧化物TFT的示意截面圖。
[0038]如圖2所示，氧化物TFT 100包括柵極121、柵絕緣層130、氧化物半導(dǎo)體層140、蝕刻終止層150、源極162以及漏極164。
[0039]柵極121形成在基板(未圖示)上且由低阻材料形成，例如鋁(Al)、銅(Cu)、金(Au)、銀(Ag)、鈦(Ti)、鉻(Cr)、鎢(W)、銘(Ta)、鉬(Mo)及它們的鈣(Ca)、鎂(Mg)、鋅(Zn)、T1、Mo、鎳(Ni)、錳(Mn)、鋯(Zr)、鎘(Cd)、Au、Ag、鈷(Co)、銦(In)、Ta、鉿(Hf)、W 和 Cr 合金。柵絕緣層130覆蓋柵極121。柵絕緣層130由無機(jī)絕緣材料形成，例如氧化硅或氮化娃。
[0040]氧化物半導(dǎo)體層140形成在柵絕緣層130上且與柵極121對應(yīng)。氧化物半導(dǎo)體層140由氧化物半導(dǎo)體材料形成，例如氧化銦鎵鋅(IGZO)、氧化銦錫鋅(ITZO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化銦鎵(IGO)或氧化銦鋁鋅(IAZO)。
[0041]氧化物半導(dǎo)體層140包括第一半導(dǎo)體層142和第二半導(dǎo)體層144。氮(N2)或硫
(S)被摻入氧化物半導(dǎo)體材料中以形成第二半導(dǎo)體層144。因此，第二半導(dǎo)體層144具有比第一半導(dǎo)體層142的第一反射系數(shù)大的第二反射系數(shù)。
[0042]蝕刻終止層150形成在氧化物半導(dǎo)體層140上且與氧化物半導(dǎo)體層140的中心對應(yīng)。由于氧化物半導(dǎo)體層容易被蝕刻劑損壞，所述蝕刻劑用于為形成源極162和漏極164而蝕刻金屬層，因此蝕刻終止層150保護(hù)氧化物半導(dǎo)體層140。氧化物半導(dǎo)體層140的兩端被暴露。例如，蝕刻終止層150可由無機(jī)絕緣材料形成，例如氧化硅或氮化硅。
[0043]源極162和漏極164分別與氧化物半導(dǎo)體層140的兩端連接且彼此間隔開。源極162和漏極164中的每一個由低阻材料形成，例如鋁(Al)、銅(Cu)、金(Au)、銀(Ag)、鈦(Ti)、鉻(Cr)、鎢(W)、鉈(Ta)、鉬(Mo)及它們的鈣(Ca)、鎂(Mg)、