專利名稱：納米硅薄膜晶體管液晶顯示器的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及納米硅薄膜應(yīng)用技術(shù)和液晶顯示技術(shù)領(lǐng)域，特指一種將納米硅薄膜晶體管 控制液晶材料已達(dá)到顯示圖像的目的的裝置，即納米硅薄膜晶體管液晶顯示器。
背景技術(shù)：
從二十世紀(jì)90年代以來(lái)，隨著納米材料以及信息顯示技術(shù)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展， 人們對(duì)信息的產(chǎn)生和攝取方式的多樣化顯示技術(shù)不斷提出更高的要求。液晶顯示器件以其 大容量、高清晰度和高品質(zhì)全彩色視頻顯示越來(lái)越受到大眾的青睞，成為目前平板顯示技 術(shù)的主導(dǎo)和開發(fā)的熱點(diǎn)。薄膜晶體管液晶顯示器為該領(lǐng)域開辟了新的發(fā)展空間，實(shí)驗(yàn)研究 觀測(cè)，納米硅薄膜是一種特殊網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的薄膜，在該結(jié)構(gòu)中呈現(xiàn)出緊密相接而又雜亂的細(xì) 小晶粒(原子陣列明顯不同與非晶硅和微晶硅)，最小晶粒尺寸可達(dá)到2nm左右，如果恰 當(dāng)控制其晶粒尺寸，只可在室溫下得到高達(dá)lC^Q—'cm—'的電導(dǎo)率，電導(dǎo)激活能僅為0.10eV。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高遷移率、高電導(dǎo)率、低漏電流以及良好I-V特性的納米硅 薄膜晶體管液晶顯示器的制備方法，用薄膜液晶顯示器件作液晶材料的開元元件制備出納
米硅薄膜晶體管液晶顯示器件，該顯示器件具有響應(yīng)時(shí)間縮短、清晰度高的特點(diǎn)。 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是包括如下步驟
(1) 在玻璃或單晶硅基板上通過(guò)金屬濺射成膜、光刻、濕刻制作掃描線極源漏極電
極；
(2) 利用等離子體化學(xué)汽相沉積技術(shù)制備納米硅薄膜；通過(guò)連續(xù)成膜、小島光刻、 小島干刻制作晶體管的有源層，在該有源層的基礎(chǔ)上加入了一層非晶硅，厚度約為150nm;
(3) 制備柵極絕緣層和鈍化保護(hù)層，該柵極絕緣層和鈍化保護(hù)層共用氮化硅薄膜；
(4) 經(jīng)過(guò)孔千刻S/D金屬Al層濺射成膜、S/D光刻、S/D濕刻形成TFT的源、漏電 極、柵極及數(shù)據(jù)線；最終在玻璃基板上形成晶體管陣列。
本發(fā)明將納米硅薄膜晶體管應(yīng)用于液晶顯示設(shè)備，利用等離子體化學(xué)汽相沉積技術(shù)， 通過(guò)改變工藝參數(shù)，制備具有高遷移率特性納米硅薄膜，然后根據(jù)設(shè)計(jì)的納米硅薄膜晶體 管結(jié)構(gòu)，制定加工方案制造出高遷移率、低漏電流的納米硅薄膜晶體管陣列，進(jìn)而作為開 關(guān)元件制備納米硅薄膜晶體管液晶顯示器件，該顯示器件是響應(yīng)時(shí)間短、容量大、清晰度 高和品質(zhì)高全真彩色視頻顯示設(shè)備。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。 圖l是本發(fā)明的納米硅薄膜晶體管示意圖； 圖2是納米硅薄膜晶體管液晶顯示器的工作原理圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1、 2所示，利用的等離子體化學(xué)汽相沉積的技術(shù)(PECVD)，通過(guò)改變控制參 數(shù)來(lái)制備納米硅薄膜，并按照?qǐng)Dl所示的晶體管結(jié)構(gòu)制定加工路線和加工方案，即在玻 璃或單晶硅基板上通過(guò)金屬濺射成膜、光刻、濕刻技術(shù)制作掃描線極源漏極電極；PECVD 連續(xù)成膜，小島光刻，小島干刻等工藝制程制作所需晶體管的有源層、歐姆接觸層、鈍化 保護(hù)層，或度分別為60nm、 100nm、 300nm。經(jīng)過(guò)孔干刻S/D金屬Al層濺射成膜，S/D 光刻，S/D濕刻等工藝制程。形成晶體管(TFT)的源、漏電極、柵極及數(shù)據(jù)線；最終在 玻璃基板上形成TFT陣列。該晶體管陣列在設(shè)計(jì)過(guò)程中在有源層納米硅薄膜的基礎(chǔ)上加 入了一層非晶硅，厚度約為150nm，以降低晶體管的漏電流，柵極絕緣層和鈍化保護(hù)層共 用氮化硅薄膜，減少了制備工藝步驟。納米硅薄膜晶體管液晶顯示器件的關(guān)鍵技術(shù)是納米 硅薄膜晶體管的陣列技術(shù)，如此納米硅薄膜晶體管液晶顯示器件的制備的關(guān)鍵得到了解決。
實(shí)施例
在玻璃基板上采用PECVD沉積技術(shù)制作半導(dǎo)體層，即氮化硅薄膜做絕緣層及鈍化層 厚度為300nm，利用SiNx薄膜做柵極絕緣層克服了 Si02薄膜做柵極絕緣層阻擋陽(yáng)離子的 能力差、不具有防水汽等雜質(zhì)的滲透能力、抗輻射性能低等造成TFT器件性能不穩(wěn)定的 現(xiàn)象；納米硅薄膜層，釆用高氫稀釋硅烷作為反應(yīng)氣體，RF+DC雙重功率源作用，沉積壓 力為160Pa，功率為20(K300W，直流電壓為200~220V，襯底溫度為280。C的條件下生長(zhǎng) 厚度為100nm左右的本征納米硅薄膜，其很高的穩(wěn)定性、遷移率、電導(dǎo)率以及良好的I-V 特性，使TFT器件的漏電流的強(qiáng)度在VDC=10V時(shí)降低到IO"A;在4V的閥值電壓下， 開態(tài)電流與閉態(tài)電流比提高到108;厚度為60nm的n+納米硅薄膜層形成勢(shì)壘區(qū)。并在兩 端濺射Al薄膜作為源極、漏極和柵電極，通過(guò)柵極絕緣膜，與半導(dǎo)體相對(duì)置，通過(guò)施加 于柵極的電壓來(lái)控制源、漏電極間的電流。整個(gè)設(shè)備的液晶電容兩極分別接TFT的漏極 和玻璃基板上的common電極，并同驅(qū)動(dòng)電路的common電壓輸出端相連作為像素電容， 同時(shí)，與像素電容并聯(lián)一個(gè)存儲(chǔ)電容以克服像素電壓的波動(dòng)。存儲(chǔ)電容的另一個(gè)電極可以 利用柵線，也可以是利用柵金屬層(但不與柵線相連，'而是引出與common電極相連)單獨(dú)
4做出一個(gè)電容。當(dāng)Gate電極送入掃描信號(hào)，打開像素上的TFT的同時(shí)，源驅(qū)動(dòng)器Source Driver送入數(shù)據(jù)圖像信號(hào)通過(guò)TFT向像素電容充電。非選通掃描行的像素點(diǎn)沒有外部電 壓作用處于開路狀態(tài)。充電時(shí)間是掃描一行的時(shí)間，當(dāng)這一行掃描過(guò)后，TFT關(guān)斷，像素 電容保持這個(gè)電壓，保持時(shí)間為一幀的時(shí)間，即在這一幀時(shí)間內(nèi)，象素點(diǎn)保持同樣的亮度。
權(quán)利要求
1、一種納米硅薄膜晶體管液晶顯示器的制備方法，其特征是包括如下步驟(1)在玻璃或單晶硅基板上通過(guò)金屬濺射成膜、光刻、濕刻制作掃描線極源漏極電極；(2)利用等離子體化學(xué)汽相沉積技術(shù)制備納米硅薄膜；通過(guò)連續(xù)成膜、小島光刻、小島干刻制作晶體管的有源層，在該有源層的基礎(chǔ)上加入了一層非晶硅，厚度約為150nm；(3)制備柵極絕緣層和鈍化保護(hù)層，該柵極絕緣層和鈍化保護(hù)層共用氮化硅薄膜；(4)經(jīng)過(guò)孔干刻S/D金屬Al層濺射成膜、S/D光刻、S/D濕刻形成TFT的源、漏電極、柵極及數(shù)據(jù)線；最終在玻璃基板上形成晶體管陣列。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種納米硅薄膜晶體管液晶顯示器的制備方法，包括在玻璃或單晶硅基板上通過(guò)金屬濺射成膜、光刻、濕刻制作掃描線極源漏極電極；利用等離子體化學(xué)汽相沉積技術(shù)制備納米硅薄膜；通過(guò)連續(xù)成膜、小島光刻、小島干刻制作晶體管的有源層，在該有源層的基礎(chǔ)上加入了一層非晶硅，厚度約為150nm；制備柵極絕緣層和鈍化保護(hù)層，該柵極絕緣層和鈍化保護(hù)層共用氮化硅薄膜；經(jīng)過(guò)孔干刻S/D金屬Al層濺射成膜、S/D光刻、S/D濕刻形成TFT的源、漏電極、柵極及數(shù)據(jù)線；最終在玻璃基板上形成晶體管陣列。本發(fā)明制備的納米硅薄膜晶體管液晶顯示器件響應(yīng)時(shí)間短、容量大、清晰度高和品質(zhì)高全真彩色視頻顯示設(shè)備。
文檔編號(hào)H01L27/12GK101592834SQ20081023428
公開日2009年12月2日 申請(qǐng)日期2008年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月28日
發(fā)明者丁建寧, 程廣貴, 袁寧一, 郭立強(qiáng) 申請(qǐng)人:江蘇工業(yè)學(xué)院;江蘇大學(xué)