[发明专利]一种用于软性显示器的薄膜晶体管的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种软性显示器，尤其涉及一种用于该软性显示器的薄膜晶体管的制造方法。

背景技术

薄膜晶体管(ThinFilmTransistor,TFT)是一种广泛应用于显示器技术的半导体元件，例如应用在液晶显示器(LiquidCrystalDisplay,LCD)、有机发光二极管显示器(OrganicLightEmittingDiodedisplay,OLED)及电子纸(Electronicpaper,E-paper)等显示产品。利用薄膜晶体管提供电压或电流的切换，使得各显示器中的像素呈现亮、暗及灰阶的显示效果。然而，薄膜晶体管的电子迁移率(mobility)大小为薄膜晶体管利用于显示器时的重要指标特性，这是因为，电子迁移率直接影响到该薄膜晶体管的切换速度，进而对显示器的显示画面质量有很大的影响。

目前，显示器业界使用的薄膜晶体管可根据使用的半导体层材料来做区分，包括非晶硅薄膜晶体管(amorphoussiliconTFT，a-SiTFT)、多晶硅薄膜晶体管(polysiliconTFT)以及氧化物半导体薄膜晶体管(oxidesemiconductorTFT)。其中，非晶硅薄膜晶体管由于具有工艺技术成熟以及良率高的优点，目前仍是显示器业界中的主流。但非晶硅薄膜晶体管受到非晶硅半导体材料本身特性的影响，使其电子迁移率无法大幅且有效地通过工艺或元件设计的调整来改善，故无法满足未来更高规格显示器的需求。而多晶硅薄膜晶体管受惠于其多晶硅材料的特性，于电子迁移率上有大幅的改善。但由于多晶硅薄膜晶体管的工艺复杂，且于大尺寸面板应用时会有结晶化工艺导致结晶程度均匀性不佳的问题存在，故目前多晶硅薄膜晶体管仍以小尺寸面板应用为主。而氧化物半导体薄膜晶体管则是应用近年来新崛起的氧化物半导体材料，此类材料一般为非晶相(amorphous)结构，没有应用于大尺寸面板上均匀性不佳的问题，且可利用多种方式成膜，例如溅镀、旋涂以及印刷等方式。因此在工艺上甚至还较非晶硅薄膜晶体管更有工艺简化的弹性。而氧化物半导体薄膜晶体管的电子迁移率一般可较非晶硅薄膜晶体管高10倍以上，此程度已可满足未来高规格显示器的需求。

在现有技术中，常见的氧化物薄膜晶体管元件结构主要有共平面(Coplanar)、蚀刻阻障层(IslandStop/EtchStopLayer，IS/ESL)和背通道蚀刻(BackChannelEtch，BCE)这三种。以共平面结构为例，其制程简单，但氧化物半导体层要攀爬源极和漏极金属，因而容易导致电特性与接触问题，且可靠度不佳。此外，氧化物薄膜晶体管材料也容易受光照影响而导致电特性的改变，即，临界电压偏移(ThresholdVoltageShift，VthShift)。当前，将氧化铟镓锌(IGZO)材质的金属氧化物薄膜晶体管推广到软性塑胶基板时，往往需要先生长一缓冲层(bufferlayer)，以避免在第一道黄光/蚀刻时损坏到塑胶基板。不过，缓冲层(诸如SiNx/SiOx)即使先用400℃高温去氢后，仍可能含有过高含量的氢原子，进而导致组件的电特性偏向导体，影响薄膜晶体管的切换性能。

有鉴于此，如何设计一种用于软性显示器的金属氧化物薄膜晶体管的制造方法，以尽可能去除缓冲层中的高含量氢原子，从而克服现有技术的上述缺陷和不足，是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。

发明内容

针对现有技术中的用于软性显示器的金属氧化物薄膜晶体管在制造时所存在的上述缺陷，本发明提供了一种新颖的、用于软性显示器的金属氧化物薄膜晶体管的制造方法，藉由制程中的金属氧化物半导体来吸收缓冲层中的高含量氢原子，改善组件的电特性。

依据本发明的一个方面，提供了一种用于软性显示器的薄膜晶体管的制造方法，该软性显示器包括一基板、位于基板上的一绝缘层以及位于绝缘层上方的一缓冲层，其中，该制造方法包括以下步骤：

形成一第一金属氧化层于所述缓冲层的上方；

对所述第一金属氧化层进行高温热退火处理，使所述第一金属氧化层吸收所述缓冲层中的大量氢原子；

移除已吸收所述氢原子的所述第一金属氧化层；以及

形成一薄膜晶体管于所述缓冲层的上方。

在其中的一实施例，上述形成所述薄膜晶体管的步骤还包括：形成一第二金属氧化层于所述缓冲层的上方；形成一栅极绝缘层于所述第二金属氧化层的上方；形成一栅电极于所述栅极绝缘层的上方；形成一层间介电层以覆盖所述第二金属氧化层与所述栅电极；以及形成一源电极和一漏电极，所述源电极和所述漏电极经由过孔与所述第二金属氧化层相接触。