[发明专利]显示装置的薄膜晶体管及其形成方法

说明书

本发明提供显示装置及其薄膜晶体管与形成方法。显示装置包含微结晶硅氧化物层及位于微结晶硅氧化物层上的硅层，且微结晶硅氧化物层的硅与氧的元素比大于1。显示装置的薄膜晶体管包含栅极电极、位于栅极电极上的微结晶硅化合物层、位于微结晶硅化合物层上的主动层以及位于主动层上的源极与漏极电极，其中微结晶硅化合物层的结晶粒径实质小于或等于20纳米(nm)。

技术领域

本发明一般系关于显示装置及其薄膜晶体管与形成方法，具体而言，本发明系关于提升微结晶硅层与其下层间的界面平整性与结晶率的显示装置及其薄膜晶体管与形成方法。

背景技术

平板显示器通常是通过薄膜晶体管开关阵列来控制各画素的运作，因此薄膜晶体管的良莠直接影响显示器的品质。现有显示器的薄膜晶体管是在玻璃基板上形成栅极，再依序形成栅极绝缘层、作为主动层的非晶硅层及源极与漏极电极。非晶硅层相较于微结晶硅层具有较低的迁移率(mobility)及较差的电性稳定性，因此近年来逐渐提出使用微结晶硅层作为主动层。

微结晶硅层一般是利用化学气相沉积法(CVD)形成。然而，沉积微结晶硅层时，不论是在栅极绝缘层或是玻璃基板上，都容易在与其相接的界面有非晶硅及空洞的形成，使得界面不平整而影响通道的形成及电子的传输，进而会影响整体元件的特性。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种显示装置及其薄膜晶体管与形成方法，其通过微结晶硅化合物的缓冲，使得后续成长的硅层有较佳的匹配性，改善整体元件特性。

本发明的另一目的在于提供一种显示装置及其薄膜晶体管与形成方法，其通过微结晶硅化合物层作为栅极绝缘层，提升主动层的结晶率，并改善界面的平整性。

于一实施例，本发明提供一种显示装置的薄膜晶体管，其包含：栅极电极、位于栅极电极上的微结晶硅化合物层，且微结晶硅化合物层的结晶粒径实质小于或等于20纳米(nm)、位于微结晶硅化合物层上的主动层、以及位于主动层上的源极与漏极电极。

于一实施例，微结晶硅化合物层包含微结晶硅氧化物、微结晶硅氮化物或微结晶硅氮氧化物。

于一实施例，微结晶硅氧化物的硅与氧的元素比大于1。

于一实施例，微结晶硅氧化物的硅与氧的元素比大于1.5且小于12。

于一实施例，微结晶硅化合物层系作为栅极绝缘层。

于一实施例，本发明的显示装置的薄膜晶体管更包含栅极绝缘层，其中栅极绝缘层位于栅极电极与微结晶硅化合物层之间。

于一实施例，栅极绝缘层包含非晶硅化合物层。

于一实施例，主动层包含微结晶硅层。

于一实施例，本发明的显示装置的薄膜晶体管更包含非晶硅层，其中非晶硅层位于微结晶硅层上。

于另一实施例，本发明提供一种显示装置，其包含微结晶硅氧化物层以及位于微结晶硅氧化物层上的硅层，其中微结晶硅氧化物层的硅与氧的元素比大于1。

于一实施例，微结晶硅氧化物层的结晶粒径实质小于或等于20纳米(nm)。

于一实施例，硅层包含微结晶硅层。

于另一实施例，本发明提供一种形成显示装置的薄膜晶体管的方法，其包含：形成栅极电极；形成微结晶硅化合物层于栅极电极上，该微结晶硅化合物层的结晶粒径实质小于或等于20纳米(nm)；形成主动层于微结晶硅化合物层上；以及形成源极与漏极电极于主动层上。

于一实施例，形成微结晶硅化合物层的步骤包含利用化学气相沉积提高硅烷及氢气的流量，以形成微结晶硅氧化物层。