一种有源矩阵显示器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种有源矩阵显示器，包括多个薄膜晶体管，其中每个薄膜晶体管包括：有源层，由多晶硅薄膜构成，该多晶硅薄膜中具有平行的导电带或导电线，所述导电带或导电线连接多个晶粒；有源层上的源极和漏极；栅极绝缘层；栅极；所述导电带或导电线由掺杂的线条构成；平行的导电带或导电线的方向垂直于电流方向。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及多晶硅技术，更具体地涉及ー种有源矩阵显示器。
技术介绍
在传统的有源矩阵显示领域，TFT通常是用非晶硅(a-Si)材料做成的。这主要是因为其在大面积玻璃底板上的低处理温度和低制造成本。最近多晶硅用于高分辨率的液晶显示器(IXD)和有源有机电致发光显示器(AMOLED)。多晶硅还有着在玻璃基板上集成电路 的优点。此外，多晶硅具有较大像素开ロ率的可能性，提高了光能利用效率并且减少了 LC和底部发光OLED显示器的功耗。众所周知，多晶硅TFT更适合用于驱动OLED像素，不仅因为OLED是电流驱动设备，a-Si TFT有驱动OLED的长期可靠性问题，而且也是因为非晶硅电子迁移率较小，需要大的W/L的比例，以提供足够的OLED像素驱动电流。因此，对于高清晰度显不器，闻品质多晶娃TFT是必不可少的。为了实现有源矩阵TFT显示板的エ业化生产，需要非常高的多晶硅薄膜的质量。它需要满足在大面积的玻璃基板上低温处理，低成本的制造，制造エ艺稳定，高性能，器件性能的高均匀性和高可靠性。高温多晶硅技术可以用来实现高性能的TFT，但它不能被应用在商业面板中使用的普通玻璃基板。在这种情况下，必须使用低温多晶硅(LTPS)。有三个主要的LTPS技木(I)在600°C下退火很长一段时间的固相结晶(SPC) ；(2)准分子激光结晶、退火(ELC/ELA)或快速加热退火；(3)金属诱导结晶(MIC)。ELC可以产生最佳效果，但受限于高的设备投资和维护成本，而且玻璃基板的尺寸也难以进ー步增加。SPC是最便宜的技术，但需要在600°C下退火24小时左右才結晶。MIC的缺点是金属污染和TFT器件的非均匀性。从而，还没有任何一种技术能够满足所有上述的低成本和高性能的要求。所有的多晶硅薄膜材料的共同点是，薄膜上的晶粒的结晶方向的大小和形状在本质上是随机分布。当这种多晶硅薄膜被用做TFT的有源层，TFT的电学特性受限于沟道中出现的晶界。晶粒的分布是随机的，使得整个基板的TFT的电学特性不均匀。正是这种电学特性分布离散的问题，使得最終的显示出现如mura的缺陷和非均匀的亮度。
技术实现思路
为克服上述缺陷，本申请提出一种有源矩阵显示器，包括多个薄膜晶体管，其中每个薄膜晶体管包括有源层，由多晶硅薄膜构成，该多晶硅薄膜中具有平行的导电带或导电线，所述导电带或导电线连接多个晶粒；有源层上的源极和漏极；栅极绝缘层；栅极；所述导电带或导电线由掺杂的线条构成；平行的导电带或导电线的方向垂直于电流方向。包括的多个薄膜晶体管中包括P型薄膜晶体管和N型薄膜晶体管，其中P型薄膜晶体管的构成有源层的多晶硅薄膜中的导电带或导电线由掺硼的线条构成，N型薄膜晶体管的构成有源层的多晶硅薄膜中的导电带或导电线由掺磷的线条构成。多个导电带或导电线的宽度和间距与晶粒大小类似。构成有源层的多晶硅薄膜中，掺杂的线条中，多晶硅薄膜厚度方向上的掺杂高峰位于多晶硅薄膜厚度的中心。使用这种BG多晶硅层作为有源层，保证电流垂直流过平行线TFT设计，晶界的影响可以減少。阈值电压，开关比率，器件迁移率，整个基板的均匀性，亚阈值斜率和器件的可靠性这些重要的特性都可以使用现在的这种技术得到改进。这些改迸，同时也可以使得成本较低，价格更为低廉，使高性能的LTPS TFT成为现实。附图说明以下參照附图对本技术实施例作进ー步说明，其中图Ia和图Ib分别为低温多晶硅薄膜和对应的势垒分布的示意图；图2a和图2b分别为搭桥晶粒多晶娃薄I旲和对应的势鱼分布的不意图；图3为形成BG线结构的横截面示意图；图4为以PR1075形成的周期为Ium的BG线图案的SEM图片；图5a、5b和5c分别为样品A、样品B和样品C结晶的横截面不意图；图6为所有样品通过光刻胶和离子注入形成BG线后的横截面示意图；图7a、7b和7c为TMAH刻蚀大晶粒多晶硅、小晶粒多晶硅和SR-MILC多晶硅的显微照片；图8为BG TFT结构横截面示意图；图9a为以Vgs作为函数的有BG和无BG的P沟道大晶粒MIC TFT的转移特征曲线，图9b为以Vgs作为函数的有BG和无BG的P沟道大晶粒MIC TFT的输出电流比图；图IOa和IOb为在Vds = -0. IV和Vds = -5V情况下BG大晶粒MIC TFT和非BG大晶粒MIC TFT的跨导；图Ila和Ilb分别为均匀分布的50个大晶粒MIC TFTs和50个BG大晶粒MICTFTs的TFT的Vth和GIDL性能差异；图12a和12b分别为以Vgs作为函数的，有着BG结构和没有BG结构的P型小晶粒MIC多晶硅TFT的转移特性曲线，和以Vgs作为函数的，有着BG结构和没有BG结构的P型小晶粒MIC多晶硅TFT的输出电流比；图13a和13b分别为在Vds = -0. IV和Vds = -5V时BG小晶粒MIC TFT和非BG小晶粒MIC TFT的跨导；图14a和14b分别为均匀分布的小晶粒MIC TFTs and BG小晶粒MICTFTs的Vth和GIDL性能的差异；图15a和15b分别为以Vgs为函数，有BG和无BG结构的P型沟道SR-MILCTFTs的转移特征曲线，和以Vgs为函数，有BG和无BG结构的P型沟道SR-MILCTFTs的输出电流比；图16为TMAH的蚀刻后的SR-MILC多晶硅的区域微观图.可以看到晶粒及其低角度晶界与MILC方向基本平行，已用点线圈标出A型和B型TFTs的电流方向平行和垂直于MILC方向；图17为一般的A型和B型SR-MILC TFTs的特有的对数比例曲线，主要的差异在于亚阈值区域；图18为以沟道长度作为函数，萃取A型和B型TFTs的Vth平均值和标准偏差(s. D.)；图19为A和B型的常规SR-MILC TFT的特有线性刻度的I_V曲线，可以看出在开态领域有最大的差别；图20为当Vds = -0. IV和Vgs = -18V时，A型和B型poly-Si TFTs的萃取电阻率；图21为BG结构的A型和B型TFTs的Vth ；图22为BG结构的A型和B型TFTs的电阻率。具体实施方式通常情况下，多晶硅由两个部分组成，一种是单一的晶粒区域，另ー种是晶界。晶粒内的导电特性几乎是相同的，而跨晶界的传导较差，这会导致整体的迁移率的损失和阈值电压的増加。多晶硅薄膜的薄膜晶体管(TFT)的有源通道通常由这样的多晶硅薄膜组成。随意性和变化的导电特性不利于显示性能和画面质量。典型的多晶硅结构图如图Ia所示，低温多晶硅薄膜包括晶粒和晶粒的边界。相邻的晶粒之间有明显的晶界。通常情况下，晶粒的长度是在几十纳米，到几微米大小之间，被认为是ー个单ー的晶体。晶界处通常分布有很多错位，堆栈故障和悬挂键缺陷。由于不同的制备方法，低温多晶硅薄膜内的晶粒可能是随机分布或呈方向性分布的。在晶界存在严重缺陷，将引起高势垒，如在图Ib所示。势垒(或斜势垒的垂直分量)垂直方向的载流子传输会影响到初始状态和载流能力。这种低温多晶硅薄膜制备的薄膜晶体管阈值电压，场效应迁移率都受限于晶界势垒。起连结作用的晶粒边界应用于TFT时，也会在高的反向栅极电压下，造成较大的漏电流。搭桥晶粒(BG)的多晶硅技术是在TFT的有源层，通过使用平行导电带或线连接晶粒的技术。形成导电带或垂直方向的电流流过的晶粒的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：赵淑云，郭海成，王文，
申请(专利权)人：广东中显科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：