[发明专利]薄膜晶体管及其有源层的制作方法与液晶显示器

说明书

技术领域

本发明是有关于一种薄膜晶体管及其有源层的制作方法，且特别是有关于一种可直接在大气下进行的薄膜晶体管的有源层的制作方法、具有此种有源层的薄膜晶体管与液晶显示器。

背景技术

非晶硅薄膜晶体管(Amorphous Silicon Transistor)及多晶硅薄膜晶体管(Low Temperature Polycrystalline Transistor)是现在有源矩阵式平面显示器中薄膜晶体管的主流技术，但由于工艺中需要真空镀膜及黄光工艺，故在设备、材料及工艺上都是高成本的考量。尤其是当基板尺寸越来越大的时候，如何去降低成本是优先解决的目标之一。

因此对于新的薄膜晶体管技术研发也有更多的投入。其中利用溶液工艺制作薄膜晶体管已成为现在热门研究的话题之一。近年来文献中利用溶液工艺制作如氧化锌(ZnO)的二六族化合物半导体的薄膜晶体管，其工艺不但快速容易，并且不需真空设备，可节省许多的工艺成本。元件电性也已经追上非晶硅薄膜晶体管，并且在元件的表现上也已经有相当不错的成果，使得应用于低成本、大面积的电子产品的机会大大提升。

以氧化锌半导体而言，目前已可从文献上得知使用溶液工艺将氧化锌前驱物溶液制备薄膜晶体管的方法有将氧化锌的纳米粒子均匀分散在溶剂中或使用氧化锌的溶胶-凝胶(sol-gel)溶液，并运用公知的涂布方式形成在元件基板上，再以传统热工艺进行移除残留的溶剂及再结晶。虽然些方法都可达到不错的元件特性，但因为工艺温度却往往要超过500℃以上，而造成工艺成本及产率上的问题。

发明内容

本发明的目的就是在提供一种薄膜晶体管的有源层的制作方法，以降低半导体工艺的成本。

本发明的再一目的是提供一种薄膜晶体管，具有可在大气与室温下制作的有源层。

本发明的又一目的是提供一种液晶显示器，具有上述薄膜晶体管。

本发明提出一种薄膜晶体管的有源层的制作方法，包括提供一个基板，再使用溶液工艺制备一种半导体前驱物溶液，接着提供上述半导体前驱物溶液到基板上，以形成一层半导体前驱物薄膜。然后，利用一道光源照射半导体前驱物薄膜，以移除半导体前驱物薄膜内残留的溶剂及使其产生半导体特性而形成一层半导体有源层。

依照本发明的优选实施例所述的制作方法，上述光源具有范围在5nm～750nm之间的波长以及范围在0.01mj/cm²～1200mj/cm²之间的能量密度。

依照本发明的优选实施例所述的制作方法，上述溶液工艺包括溶胶-凝胶法(Sol-gel)、化学浴沉积法(Chemical Bath Deposition)、光化学沉积法(Photo-chemical Deposition)或将半导体纳米粒子均匀分散于溶剂中。

依照本发明的优选实施例所述的制作方法，上述形成半导体前驱物薄膜的方法包括旋转涂布法(Spin-coating)、喷墨法(Inkjet Printing)、滴印法(Drop-printing)、滴铸法(Casting)、微触法(Micro-contact)、微印法(Micro-stamp)或浸渍法(Dipping)。

依照本发明的优选实施例所述的制作方法，在利用光源照射半导体前驱物薄膜之前可进行软烤。

依照本发明的优选实施例所述的制作方法，在形成半导体有源层之后，还包括移除未被光源照射到的上述半导体前驱物薄膜。

依照本发明的优选实施例所述的制作方法，形成半导体前驱物薄膜之后，还可提供一个掩模，以作为利用光源照射半导体前驱物薄膜时的光掩模(photomask)。

依照本发明的优选实施例所述的制作方法，上述半导体前驱物薄膜的材料包括二六族半导体前驱物，如氧化锌(ZnO)。

依照本发明的优选实施例所述的制作方法，上述基板包括硅晶片(Siwafer)、玻璃基板、陶瓷基板、金属基板、纸类基板或塑胶基板。

本发明再提出一种薄膜晶体管，包括基板、栅极、源极和漏极、绝缘层及一层半导体有源层。其中，栅极、源极和漏极分别配置于基板上，且通过位于基板上的绝缘层将栅极与源极和漏极隔开。而上述半导体有源层是连接源极和漏极，且这层半导体有源层是以上述薄膜晶体管的有源层的制作方法制备的，其中半导体有源层的材料是经光源照射后产生半导体特性之一种半导体前驱物。