晶体管和包括该晶体管的显示装置的制作方法

1.发明涉及一种晶体管和一种包括该晶体管的显示装置，更具体地，涉及一种包括氧化物基半导体材料的显示装置。


背景技术：

2.显示装置可以包括像素和用于驱动像素的驱动器。像素和驱动器中的每者可以包括晶体管。
3.显示装置的尺寸已经变得相对大。因此，电流通过显示装置的晶体管相对快速地供应到显示装置的组件。另外，随着显示装置的性能提高，快速供应的电流支持高分辨率图像的输出。因此，正在开发具有增大的电子迁移率的晶体管。


技术实现要素：

4.发明提供了一种具有提高的电子迁移率并且包括氧化物基半导体材料的晶体管以及包括该晶体管的显示装置。
5.然而，发明不限于这里描述的实施例，并且可以在不脱离发明的思想和范围的情况下进行各种扩展。
6.根据实施例，晶体管包括：栅电极；有源层，在栅电极上；以及源电极和漏电极，在有源层上并且连接到有源层。有源层可以包括：下有源层，在栅电极上并且包括氧化物基半导体材料；以及上有源层，在下有源层上并且包括氧化物基半导体材料和吸氧材料。
7.在实施例中，氧化物基半导体材料可以包括从氧化锌、氧化锡、氧化铟、氧化铟锌、氧化铟镓、氧化锌锡和氧化铟镓锌中选择的至少一种。
8.在实施例中，吸氧材料可以包括从铪、锶、钡、镁、镧、钇、锆和钪中选择的至少一种。
9.在实施例中，有源层的总厚度可以为近似15纳米至近似60纳米。
10.在实施例中，下有源层和上有源层可以彼此接触，并且下有源层中的氧空位可以比上有源层中的氧空位大。
11.在实施例中，包括在上有源层中的吸氧材料的含量可以为近似0.5原子百分比至近似5原子百分比。
12.在实施例中，下有源层与上有源层的厚度比可以是近似1:4至近似4:1。
13.根据实施例，晶体管包括：有源层；栅电极，在有源层上；以及源电极和漏电极，在栅电极上并且连接到有源层。有源层可以包括：下有源层，包括氧化物基半导体材料和吸氧材料；以及上有源层，在下有源层上并且包括氧化物基半导体材料。
14.在实施例中，氧化物基半导体材料可以包括从氧化锌、氧化锡、氧化铟、氧化铟锌、氧化铟镓、氧化锌锡和氧化铟镓锌中选择的至少一种。
15.在实施例中，吸氧材料可以包括从铪、锶、钡、镁、镧、钇、锆和钪中选择的至少一种。
16.在实施例中，有源层的总厚度可以为近似15纳米至近似60纳米。
17.在实施例中，下有源层和上有源层可以彼此接触，并且上有源层中的氧空位可以比下有源层中的氧空位大。
18.在实施例中，包括在下有源层中的吸氧材料的含量可以为近似0.5原子百分比至近似5原子百分比。
19.在实施例中，下有源层与上有源层的厚度比可以为近似1:4至近似4:1。
20.根据实施例，显示装置可以包括：基底；第一晶体管，在基底上并且包括第一有源层；下电极，在第一晶体管上；中间层，在下电极上；以及上电极，在中间层上。第一有源层可以包括：下有源层，包括氧化物基半导体材料和吸氧材料；以及上有源层，在下有源层上并且包括氧化物基半导体材料。
21.在实施例中，氧化物基半导体材料可以包括从氧化锌、氧化锡、氧化铟、氧化铟锌、氧化铟镓、氧化锌锡和氧化铟镓锌中选择的至少一种。
22.在实施例中，吸氧材料可以包括从铪、锶、钡、镁、镧、钇、锆和钪中选择的至少一种。
23.在实施例中，下有源层和上有源层可以彼此接触，并且上有源层中的氧空位可以比下有源层中的氧空位大。
24.在实施例中，显示装置还可以包括在基底上并且包括第二有源层的第二晶体管。第二有源层可以包括氧化物基半导体材料的单层。
25.在实施例中，第一晶体管的电子迁移率可以比第二晶体管的电子迁移率大。
26.在实施例中，第一晶体管和第二晶体管可以在彼此相同的层中。
27.在实施例中，显示装置还可以包括在基底上并且包括第二有源层的第二晶体管。第二有源层可以包括硅基半导体材料，并且第二晶体管可以连接到下电极。
28.在实施例中，第一晶体管和第二晶体管可以在彼此不同的层中。
29.根据一个或更多个实施例，晶体管包括有源层，并且有源层包括：下有源层，包括氧化物基半导体材料；以及上有源层，包括氧化物基半导体材料和吸氧材料。
30.吸氧材料可以从下有源层去除氧，以增加下有源层中的氧空位。因此，可以提高包括有源层的晶体管的电子迁移率。
31.然而，发明不限于以上效果，并且可以在不脱离发明的思想和范围的情况下进行各种扩展。
附图说明
32.通过参照附图更详细地描述本公开的实施例，本公开的以上和其他优点和特征将变得更明显，在附图中：
33.图1是示出显示装置的实施例的平面图；
34.图2是示出沿着线i-i'截取的图1的显示装置的实施例的剖视图；
35.图3是示出沿着线i-i'截取的图1的显示装置的实施例的剖视图；
36.图4是示出沿着线i-i'截取的图1的显示装置的实施例的剖视图；
37.图5a和图5b是示出其中包括在下有源层中的氧移动到上有源层的有源层的实施例的剖视图；
38.图6是示出沿着线i-i'截取的图1的显示装置的实施例的剖视图；
39.图7是示出沿着线i-i'截取的图1的显示装置的实施例的剖视图；
40.图8是示出沿着线i-i'截取的图1的显示装置的实施例的剖视图；
41.图9是示出沿着线i-i'截取的图1的显示装置的实施例的剖视图；
42.图10a和图10b是示出其中包括在上有源层中的氧移动到下有源层的有源层的实施例的剖视图；
43.图11是示出沿着线i-i'截取的图1的显示装置的实施例的剖视图；
44.图12是示出沿着线i-i'截取的图1的显示装置的实施例的剖视图；以及
45.图13是示出图2的晶体管的实施例的剖视图。
具体实施方式
46.在下文中，将参照附图更详细地描述发明的实施例。
47.现在将在下文中参照附图更充分地描述发明，在附图中示出了各种实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为限于这里阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底的和完整的，并且将向本领域技术人员充分传达发明的范围。相同的附图标记将用于附图中的相同的元件，并且将省略相同的元件的冗余描述。
48.将理解的是，当元件被称为与另一元件相关(诸如“在”另一元件“上”)时，该元件可以直接在所述另一元件上，或者可以在它们之间存在中间元件。相反，当元件被称为与另一元件相关(诸如“直接在”另一元件“上”)时，不存在中间元件。
49.将理解的是，尽管这里可以使用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件、组件、区域、层或部分与另一元件、组件、区域、层或部分区分开。因此，在不脱离这里的教导的情况下，下面讨论的第一“元件”、“组件”、“区域”、“层”或“部分”可以被称为第二元件、组件、区域、层或部分。
50.这里使用的术语仅出于描述特定实施例的目的，而不旨在成为限制。如这里所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则“一”、“一个(种/者)”、“该(所述)”和“至少一个(种/者)”不表示数量的限制，并且旨在包括单数和复数两者。例如，除非上下文另外清楚地指出，否则“元件”与“至少一个元件”具有相同的含义。“至少一个(种/者)”不应被解释为限制“一”或“一个(种/者)”。“或”是指“和/或”。如这里所使用的，术语“和/或”包括一个或更多个相关所列项中的任何组合和所有组合。还将理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”或“包括”和/或其变型时，说明存在所陈述的特征、区域、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、区域、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
51.此外，这里可以使用诸如“下”或“底部”和“上”或“顶部”的相对术语，用来描述如图中示出的一个元件与另一元件的关系。将理解的是，除了图中描绘的方位之外，相对术语旨在涵盖装置的不同方位。例如，如果图中的一个图中的装置被翻转，则被描述为在其他元件的“下”侧上的元件随后将被定位为在其他元件的“上”侧上。因此，术语“下”可以根据图的特定方位而涵盖“下”和“上”两种方位。相似地，如果图中的一个图中的装置被翻转，则被描述为“在”其他元件“下方”或“之下”的元件随后将被定位为“在”其他元件“上方”。因此，
术语“在
……
下方”或“在
……
之下”可以涵盖上方和下方两种方位。
52.考虑到所讨论的测量和与特定量的测量相关的误差(即，测量系统的局限性)，如这里所使用的“约”或“近似”包括所陈述的值，并且是指在如由本领域普通技术人员确定的特定值的可接受偏差范围内。例如，“约”可以是指在一个或更多个标准偏差内，或在所陈述的值的
±
30％、
±
20％、
±
10％或
±
5％内。
53.除非另有定义，否则这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的意思相同的意思。还将理解的是，术语(诸如在常用词典中定义的术语)应当被解释为具有与它们在相关领域和本公开的上下文中的意思一致的意思，并且将不以理想化或过于形式化的含义来解释，除非在这里明确地如此定义。
54.这里参照作为理想实施例的示意图的剖面图来描述实施例。如此，预计出现例如由制造技术和/或公差引起的图示的形状的变化。因此，这里描述的实施例不应该被解释为限于如这里示出的区域的特定形状，而将包括例如由制造导致的形状偏差。例如，示出或描述为平坦的区域通常可以具有粗糙和/或非线性特征。此外，示出的锐角(或尖角)可以是圆形的(或倒圆的)。因此，在图中示出的区域本质上是示意性的，它们的形状并不旨在示出区域的精确形状，也不旨在限制本权利要求的范围。
55.图1是示出显示装置的实施例的平面图。
56.参照图1，显示装置可以包括显示区域da和与显示区域da相邻的非显示区域nda。在实施例中，非显示区域nda可以围绕显示区域da。非显示区域nda可以在沿着由彼此交叉的第一方向(例如，图1中的水平方向)和第二方向(例如，图1中的竖直方向)限定的平面的方向上与显示区域da相邻。显示装置及其各种组件可以设置在由彼此交叉的第一方向和第二方向限定的平面中。显示装置及其各种组件的厚度可以沿着与第一方向和第二方向中的每者交叉的第三方向来限定。
57.包括多个像素px的设置为多个的像素px可以设置在显示区域da中。在实施例中，像素px可以以矩阵的形式布置。然而，由于以上构造是出于说明性目的而设置的，因此像素px可以以各种方式布置。
58.驱动器200可以设置在非显示区域nda中。驱动器200可以驱动像素px。驱动器200可以通过包括多条传输布线200b的设置为多条的传输布线200b接收信号(例如，电信号)。驱动器200可以通过包括多条扇出布线200a的设置为多条的扇出布线200a将信号传输到显示区域da。
59.另外，电路膜100可以设置在非显示区域nda中。电路膜100可以从其外部接收信号。由电路膜100接收的信号可以通过传输布线200b、驱动器200和扇出布线200a传输到显示区域da。显示区域da可以显示与信号对应的图像。
60.图2、图3和图4是分别示出沿着线i-i'截取的图1的显示装置的实施例的剖视图。图5a和图5b是示出其中包括在下有源层中的氧移动到上有源层的有源层的实施例的剖视图。
61.参照图2至图5b，显示装置可以包括基底300、缓冲层310、栅极绝缘层320、层间绝缘层330、通孔绝缘层340、像素限定层pdl、显示元件(诸如有机发光二极管oled)和第一晶体管tft1。有机发光二极管oled可以包括下电极351、中间层352和面对下电极351的上电极353，且中间层352在上电极353与下电极351之间。第一晶体管tft1可以包括栅电极315(例
如，第一栅电极)、有源层325(例如，第一有源层)、源电极331(例如，第一源电极)和漏电极332(例如，第一漏电极)。在实施例中，有源层325可以包括下有源层325a和面对下有源层325a的上有源层325b。
62.基底300可以包括透明或不透明材料。基底300可以包括刚性材料。在实施例中，例如，基底300可以包括石英基底、合成石英基底、氟化钙基底、掺杂氟的石英基底、钠钙玻璃基底、无碱玻璃基底等。另外，基底300可以包括具有延展性的材料。
63.缓冲层310可以设置在基底300上。缓冲层310可以减少或有效地防止金属原子或杂质从基底300扩散到第一晶体管tft1和/或有机发光二极管oled。另外，当基底300的表面不均匀或不平坦时，缓冲层310可以用于改善基底300的表面的平坦度。缓冲层310可以包括硅、金属氧化物等。
64.栅电极315可以设置在缓冲层310上。栅电极315可以包括金属、合金、金属氮化物、导电金属氧化物、透明导电材料等。在实施例中，例如，栅电极315可以包括金(au)、银(ag)、铝(al)、铂(pt)、镍(ni)、钛(ti)、钯(pd)、镁(mg)、钙(ca)、锂(li)、铬(cr)、钽(ta)、钼(mo)、钪(sc)、钕(nd)、铱(ir)、铝(al)合金、氮化铝(aln
x
)、银(ag)合金、钨(w)、氮化钨(wn
x
)、铜(cu)合金、钼(mo)合金、氮化钛(tin
x
)、氮化钽(tan
x
)、氧化锶钌(srru
x
oy)、氧化锌(zno
x
)、氧化铟锡(“ito”)、氧化锡(sno
x
)、氧化铟(ino
x
)、氧化镓(gao
x
)、氧化铟锌(“izo”)等。这些可以单独使用或彼此组合使用。
65.栅极绝缘层320可以设置在缓冲层310上，以覆盖栅电极315。栅极绝缘层320可以包括硅、金属氧化物等。在实施例中，例如，栅极绝缘层320可以包括氧化硅(sio
x
)、氮化硅(sin
x
)、氮氧化硅(sio
x
ny)、碳氧化硅(sio
xcy
)、氮碳化硅(sic
x
ny)、氧化铝(alo
x
)、氮化铝(aln
x
)、氧化钽(tao
x
)、氧化铪(hfo
x
)、氧化锆(zro
x
)、氧化钛(tio
x
)等。在实施例中，栅极绝缘层320可以具有平坦的顶表面。在实施例中，栅极绝缘层320可以包括栅电极315的轮廓或沿着栅电极315的轮廓形成，以相对于参考(诸如基底300的上表面)而具有提供平坦的顶表面的均匀厚度。
66.下有源层325a可以设置在栅极绝缘层320上。下有源层325a可以包括氧化物基半导体材料(例如，如包括或包含氧化物的氧化物半导体材料)。下有源层325a可以不包括吸氧材料。在实施例中，下有源层325a可以包括从氧化锌(zno
x
)、氧化锡(sno
x
)、氧化铟(ino
x
)、氧化铟锌(“izo”)、氧化铟镓(“igo”)、氧化锌锡(znsn
x
oy)和氧化铟镓锌(“igzo”)中选择的至少一种。
67.上有源层325b可以设置在下有源层325a上。在实施例中，上有源层325b可以与下有源层325a接触。当接触时，元素可以在它们之间形成界面。上有源层325b可以包括氧化物基半导体材料和吸氧材料。在实施例中，例如，上有源层325b可以包括从铪(hf)、锶(sr)、钡(ba)、镁(mg)、镧(la)、钇(y)、锆(zr)和钪(sc)中选择的至少一种作为吸氧材料。在实施例中，例如，上有源层325b可以包括掺杂有吸氧材料的氧化物基半导体材料。在实施例中，包括在上有源层325b中的吸氧材料的含量可以为近似0.5原子百分比至近似5原子百分比。
68.如图5a和图5b中所示，上有源层325b包括吸氧材料，使得上有源层325b可以使包括在下有源层325a中的氧的含量减少。在提供显示装置的方法中，对下有源层325a和上有源层325b进行热处理(如图5a和图10a中的三角形所指示)的工艺可以将包括在下有源层325a中的氧移动到上有源层325b。因此，可以增加下有源层325a中的氧空位，从而可以增大
下有源层325a的电子迁移率。因此，可以改善第一晶体管tft1的电子迁移率和电可靠性。移动到上有源层325b的氧使包括在上有源层325b中的氧的含量增大。在实施例中，下有源层325a中的氧空位可以比上有源层325b中的氧空位大。
69.在实施例中，下有源层325a可以包括氧化铟镓锌(“igzo”)，并且上有源层325b可以包括其中氧化铟镓锌(“igzo”)掺杂有铪(hf)的材料。然而，由于以上构造是出于说明性目的而设置的，因此下有源层325a可以包括氧化物基半导体材料之中的至少一种，并且上有源层325b可以包括掺杂有吸氧材料中的至少一种的相应的氧化物基半导体材料。
70.在实施例中，有源层325沿着厚度方向的总厚度可以是近似15纳米(nm)至近似60nm。下有源层325a与上有源层325b的厚度比可以是近似1:4至4:1。如图3中所示，下有源层325a的厚度可以比上有源层325b的厚度大。如图4中所示，上有源层325b的厚度可以比下有源层325a的厚度大。如上所述，下有源层325a与上有源层325b的厚度比可以变化，使得可以改善包括有源层325的第一晶体管tft1的性能(例如，电子迁移率、导通/截止比等)。出于说明性目的，将参照下表1来描述以上构造。
71.[表1]
[0072]
上有源层325b的厚度:下有源层325a的厚度迁移率亚阈值摆幅导通/截止比参考1113:11.260.981.152:13.450.67460.841:12.870.814.851:21.580.812.69
[0073]
表1示出了在有源层325的总厚度为近似50nm时，在改变下有源层325a与上有源层325b的厚度比的同时已经执行的第一晶体管tft1的性能测试的结果。参考的结果可以指参考晶体管的结果，该参考晶体管包括具有包括igzo而不包括铪(hf)的单层的参考有源层。表1示出了在参考晶体管的电子迁移率、亚阈值摆幅以及导通/截止比的值分别被设定为1时的结果。当电子迁移率和导通/截止比的值中的每者大于1时，这些值可以表示第一晶体管tft1的性能与参考晶体管相比是优异的。当亚阈值摆幅的值变得小于1时，该值可以表示第一晶体管tft1的性能比参考晶体管的性能好。
[0074]
在实施例中，由于上有源层325b包括吸氧材料(例如，铪)，因此发现与参考晶体管相比，包括有源层325的第一晶体管tft1的性能得到改善。
[0075]
另外，在实施例中，即使在上有源层325b与下有源层325a的厚度比变化时，发现与参考晶体管相比，第一晶体管tft1的性能也得到改善。
[0076]
尽管出于说明性目的，已经在表1中示出了在有源层325的总厚度为近似50nm时第一晶体管tft1的性能，但是即使在有源层325的总厚度为近似15nm至近似60nm时，第一晶体管tft1的性能也可以比参考晶体管好。另外，尽管在上有源层325b与下有源层325a的厚度比为3:1至1:2时已经执行了测试，但是实施例不限于此，即使在上有源层325b与下有源层325a的厚度比为4:1至1:4时，第一晶体管tft1的性能也可以比参考晶体管好。这可以相似地应用于下面将描述的各种晶体管。
[0077]
层间绝缘层330可以设置在栅极绝缘层320上以覆盖有源层325。层间绝缘层330可以包括硅、金属氧化物等。在实施例中，层间绝缘层330可以具有平坦的顶表面。在实施例
中，层间绝缘层330可以沿着有源层325的轮廓设置或形成，以具有提供平坦的顶表面的均匀厚度。
[0078]
源电极331和漏电极332可以设置在层间绝缘层330上。源电极331可以通过设置或形成在排除层间绝缘层330的一部分的区域处的接触孔连接到有源层325的源区。漏电极332可以通过设置或形成在排除层间绝缘层330的一部分的区域处的接触孔连接到有源层325的漏区。源电极331和漏电极332可以包括导电材料(诸如钼(mo)、铜(cu)、铝(al)或钛(ti))或者由导电材料(诸如钼(mo)、铜(cu)、铝(al)或钛(ti))形成。
[0079]
在实施例中，显示装置可以包括包含多个第一晶体管tft1的设置为多个的第一晶体管tft1。第一晶体管tft1中的一些可以作为开关晶体管操作，并且第一晶体管tft1中的一些可以作为驱动晶体管操作。在实施例中，例如，当第一部分第一晶体管tft1作为驱动晶体管操作时，该第一部分第一晶体管tft1可以连接到有机发光二极管oled。
[0080]
通孔绝缘层340可以设置在层间绝缘层330上，以覆盖源电极331和漏电极332。在实施例中，通孔绝缘层340可以经受平坦化工艺以布置有机发光二极管oled。因此，通孔绝缘层340可以具有平坦的顶表面。通孔绝缘层340可以包括硅、金属氧化物等。另外，通孔绝缘层340可以包括有机绝缘材料(诸如聚酰亚胺(“pi”))或者由有机绝缘材料(诸如聚酰亚胺(“pi”))形成。
[0081]
下电极351可以设置在通孔绝缘层340上。下电极351可以通过设置或形成在排除通孔绝缘层340的一部分的区域处的接触孔连接到作为驱动晶体管操作的第一晶体管tft1。在实施例中，下电极351可以连接到源电极331。下电极351可以包括导电材料(诸如金属、合金或透明导电氧化物)或者由导电材料(诸如金属、合金或透明导电氧化物)形成。在实施例中，例如，导电材料可以包括银(ag)、氧化铟锡(“ito”)等。
[0082]
像素限定层pdl可以设置在通孔绝缘层340上。像素限定层pdl可以覆盖下电极351的边缘，并且可以限定使下电极351的顶表面暴露于像素限定层pdl外部的像素开口。像素限定层pdl可以包括有机绝缘材料(诸如聚酰亚胺(“pi”))或者由有机绝缘材料(诸如聚酰亚胺(“pi”))形成。
[0083]
中间层352可以设置在下电极351上。中间层352可以设置在通过像素开口暴露于像素限定层pdl外部的下电极351上。中间层352可以包括有机发光材料和量子点中的至少一种。
[0084]
在实施例中，有机发光材料可以包括低分子量有机化合物或高分子量有机化合物。在实施例中，例如，低分子量有机化合物可以包括铜酞菁、n,n'-二苯基联苯胺、三-(8-羟基喹啉)铝等，并且高分子量有机化合物可以包括聚(3,4-乙撑二氧噻吩)、聚苯胺、聚苯撑乙烯撑、聚芴等。
[0085]
在实施例中，量子点可以包括核，核包括ii-vi族化合物、iii-v族化合物、iv-vi族化合物、iv族元素、iv族化合物以及它们的组合。在实施例中，量子点可以具有包括核和围绕核的壳的核-壳结构。壳可以用作用于通过减少或有效地防止核的化学改变来保持半导体特性的保护层，并且用作用于赋予量子点电泳特性的充电层。
[0086]
上电极353可以设置在中间层352上。在实施例中，上电极353可以设置在像素限定层pdl上。上电极353可以包括导电材料(诸如金属、合金或透明导电氧化物)或者由导电材料(诸如金属、合金或透明导电氧化物)形成。在实施例中，例如，导电材料可以包括铝(al)、
铂(pt)、银(ag)、镁(mg)、金(au)、铬(cr)、钨(w)、钛(ti)等。
[0087]
图6是示出沿着线i-i'截取的图1的显示装置的实施例的剖视图。除了第二晶体管tft2之外，图6可以与图2基本上相同。因此，将省略冗余组件的描述。
[0088]
参照图2和图6，显示装置可以包括基底300、缓冲层310、栅极绝缘层320、层间绝缘层330、通孔绝缘层340、第一晶体管tft1、第二晶体管tft2、像素限定层pdl和有机发光二极管oled。
[0089]
第二晶体管tft2可以包括栅电极316(例如，第二栅电极)、有源层326(例如，第二有源层)、源电极333(例如，第二源电极)和漏电极334(例如，第二漏电极)。除了有源层326的结构之外，第二晶体管tft2可以具有与第一晶体管tft1的结构基本上相同的结构。在实施例中，第一晶体管tft1和第二晶体管tft2及其各自的各种元件可以设置在同一层中。当在同一层中时，元件可以是同一材料层的相应的部分或图案。在图6中，例如，栅电极315和栅电极316可以因为是基底300上的同一材料层的相应的图案而在彼此相同的层中。
[0090]
有源层326可以设置在栅极绝缘层320上。有源层326可以是包括氧化物基半导体材料的单层。在实施例中，例如，有源层326可以包括铟(in)、锌(zn)、镓(ga)、锡(sn)、钛(ti)、铝(al)、锆(zr)等。另外，有源层326可以包括从氧化锌(zno
x
)、氧化锡(sno
x
)、氧化铟(ino
x
)、氧化铟锌(“izo”)、氧化铟镓(“igo”)、氧化锌锡(znsn
x
oy)和氧化铟镓锌(“igzo”)中选择的至少一种。
[0091]
由于仅具有氧化物基半导体材料的单层的有源层326，因此第二晶体管tft2可以具有比第一晶体管tft1的电子迁移率低的电子迁移率。换句话说，第一晶体管tft1的电子迁移率可以比第二晶体管tft2的电子迁移率高。然而，可以通过比提供第一晶体管tft1的工艺简单的制造工艺来提供或制造第二晶体管tft2。
[0092]
在实施例中，第一晶体管tft1可以作为驱动晶体管操作，并且第二晶体管tft2可以作为开关晶体管操作。然而，实施例不限于此，第二晶体管tft2可以作为驱动晶体管操作，并且第一晶体管tft1可以作为开关晶体管操作。
[0093]
图7、图8和图9是示出沿着线i-i'截取的图1的显示装置的相应的实施例的剖视图。图10a和图10b是示出其中包括在相应的上有源层中的氧移动到相应的下有源层的有源层的实施例的剖视图。
[0094]
参照图7至图10b，显示装置可以包括基底400、缓冲层410、栅极绝缘层420、层间绝缘层430、通孔绝缘层440、像素限定层pdl、有机发光二极管oled和第三晶体管tft3。有机发光二极管oled可以包括下电极451、中间层452和上电极453。第三晶体管tft3可以包括有源层415、栅电极425、源电极431和漏电极432。在实施例中，有源层415可以包括下有源层415a和上有源层415b。
[0095]
基底400可以包括透明或不透明材料。基底400可以包括刚性材料。在实施例中，例如，基底400可以包括石英基底、合成石英基底、氟化钙基底、掺杂氟的石英基底、钠钙玻璃基底、无碱玻璃基底等。另外，基底400可以包括具有延展性的材料。
[0096]
缓冲层410可以设置在基底400上。缓冲层410可以减少或有效地防止金属原子或杂质从基底400扩散到第三晶体管tft3和/或有机发光二极管oled。另外，当基底400的表面不均匀或不平坦时，缓冲层410可以用于改善基底400的表面的平坦度。缓冲层410可以包括硅、金属氧化物等。
[0097]
下有源层415a可以设置在缓冲层410上。下有源层415a可以包括氧化物基半导体材料和吸氧材料。在实施例中，下有源层415a可以包括从氧化锌(zno
x
)、氧化锡(sno
x
)、氧化铟(ino
x
)、氧化铟锌(“izo”)、氧化铟镓(“igo”)、氧化锌锡(znsn
x
oy)和氧化铟镓锌(“igzo”)中选择的至少一种作为氧化物基半导体材料。在实施例中，下有源层415a可以包括从铪(hf)、锶(sr)、钡(ba)、镁(mg)、镧(la)、钇(y)、锆(zr)和钪(sc)中选择的至少一种作为吸氧材料。在实施例中，例如，下有源层415a可以包括掺杂有吸氧材料的氧化物基半导体材料。在实施例中，包括在下有源层415a中的吸氧材料的含量可以为近似0.5原子百分比至近似5原子百分比。
[0098]
上有源层415b可以设置在下有源层415a上。上有源层415b可以与下有源层415a接触。上有源层415b可以包括氧化物基半导体材料。上有源层415b可以不包括吸氧材料。
[0099]
如图10a和图10b中所示，下有源层415a包括吸氧材料，使得下有源层415a可以使包括在上有源层415b中的氧的含量减少。在对上有源层415b和下有源层415a进行热处理的工艺中，包括在上有源层415b中的氧可以移动到下有源层415a。因此，可以增加上有源层415b中的氧空位，使得可以增大上有源层415b的电子迁移率。因此，可以改善第三晶体管tft3的电子迁移率和电可靠性。移动到下有源层415a的氧使包括在下有源层415a中的氧的含量增大。另外，上有源层415b中的氧空位可以比下有源层415a中的氧空位大。
[0100]
在实施例中，上有源层415b可以包括氧化铟镓锌(“igzo”)，并且下有源层415a可以包括其中氧化铟镓锌(“igzo”)掺杂有铪(hf)的材料。然而，由于以上构造是出于说明性目的而设置的，因此上有源层415b可以包括氧化物基半导体材料之中的至少一种，并且下有源层415a可以包括掺杂有吸氧材料中的至少一种的相应的氧化物基半导体材料。
[0101]
在实施例中，有源层415的总厚度可以为近似15nm至近似60nm。下有源层415a与上有源层415b的厚度比可以为近似1:4至4:1。如图8中所示，下有源层415a的厚度可以比上有源层415b的厚度大。如图9中所示，上有源层415b的厚度可以比下有源层415a的厚度大。
[0102]
栅极绝缘层420可以设置在缓冲层410上，以覆盖有源层415。栅极绝缘层420可以包括硅、金属氧化物等。在实施例中，例如，栅极绝缘层420可以包括氧化硅(sio
x
)、氮化硅(sin
x
)、氮氧化硅(sio
x
ny)、碳氧化硅(sio
xcy
)、氮碳化硅(sic
x
ny)、氧化铝(alo
x
)、氮化铝(aln
x
)、氧化钽(tao
x
)、氧化铪(hfo
x
)、氧化锆(zro
x
)、氧化钛(tio
x
)等。在实施例中，栅极绝缘层420可以具有平坦的顶表面。在实施例中，栅极绝缘层420可以沿着有源层415的轮廓设置或形成，以具有均匀的厚度。
[0103]
栅电极425可以设置在栅极绝缘层420上。栅电极425可以包括金属、合金、金属氮化物、导电金属氧化物、透明导电材料等。在实施例中，例如，栅电极425可以包括金(au)、银(ag)、铝(al)、铂(pt)、镍(ni)、钛(ti)、钯(pd)、镁(mg)、钙(ca)、锂(li)、铬(cr)、钽(ta)、钼(mo)、钪(sc)、钕(nd)、铱(ir)、铝(al)合金、氮化铝(aln
x
)、银(ag)合金、钨(w)、氮化钨(wn
x
)、铜(cu)合金、钼(mo)合金、氮化钛(tin
x
)、氮化钽(tan
x
)、氧化锶钌(srru
x
oy)、氧化锌(zno
x
)、氧化铟锡(“ito”)、氧化锡(sno
x
)、氧化铟(ino
x
)、氧化镓(gao
x
)、氧化铟锌(“izo”)等。这些可以单独使用或彼此组合使用。
[0104]
层间绝缘层430可以设置在栅极绝缘层420上，以覆盖栅电极425。层间绝缘层430可以包括硅、金属氧化物等。在实施例中，层间绝缘层430可以具有平坦的顶表面。在实施例中，层间绝缘层430可以沿着栅电极425的轮廓设置或形成，以具有均匀的厚度。
[0105]
源电极431和漏电极432可以设置在层间绝缘层430上。源电极431可以通过设置或形成在排除层间绝缘层430和栅极绝缘层420的一部分的区域处的接触孔连接到有源层415的源区。漏电极432可以通过设置或形成在排除层间绝缘层430和栅极绝缘层420的一部分的区域处的接触孔连接到有源层415的漏区。源电极431和漏电极432可以包括导电材料(诸如钼(mo)、铜(cu)、铝(al)或钛(ti))或者由导电材料(诸如钼(mo)、铜(cu)、铝(al)或钛(ti))形成。
[0106]
在实施例中，显示装置可以包括包含多个第三晶体管tft3的设置为多个的第三晶体管tft3。第三晶体管tft3中的一些可以作为开关晶体管操作，并且第三晶体管tft3中的一些可以作为驱动晶体管操作。驱动晶体管可以连接到有机发光二极管oled。
[0107]
通孔绝缘层440可以设置在层间绝缘层430上，以覆盖源电极431和漏电极432。在实施例中，通孔绝缘层440可以经受平坦化工艺以布置有机发光二极管oled。因此，通孔绝缘层440可以具有平坦的顶表面。通孔绝缘层440可以包括硅、金属氧化物等。另外，通孔绝缘层440可以包括有机绝缘材料(诸如聚酰亚胺(“pi”))或者由有机绝缘材料(诸如聚酰亚胺(“pi”))形成。
[0108]
下电极451可以设置在通孔绝缘层440上。下电极451可以通过设置或形成在排除通孔绝缘层440的一部分的区域处的接触孔连接到作为驱动晶体管操作的第三晶体管tft3。在实施例中，下电极451可以连接到源电极431。下电极451可以包括导电材料(诸如金属、合金或透明导电氧化物)或者由导电材料(诸如金属、合金或透明导电氧化物)形成。在实施例中，例如，导电材料可以包括银(ag)、氧化铟锡(“ito”)等。
[0109]
像素限定层pdl可以设置在通孔绝缘层440上。像素限定层pdl可以覆盖下电极451的边缘，并且可以限定使下电极451的顶表面暴露于像素限定层pdl外部的像素开口。像素限定层pdl可以包括有机绝缘材料(诸如聚酰亚胺(“pi”))或者由有机绝缘材料(诸如聚酰亚胺(“pi”))形成。
[0110]
中间层452可以设置在下电极451上。中间层452可以设置在通过像素开口暴露于像素限定层pdl外部的下电极451上。中间层452可以包括有机发光材料和量子点中的至少一种。
[0111]
上电极453可以设置在中间层452上。在实施例中，上电极453可以设置在像素限定层pdl上。上电极453可以包括导电材料(诸如金属、合金或透明导电氧化物)或者由导电材料(诸如金属、合金或透明导电氧化物)形成。在实施例中，例如，导电材料可以包括铝(al)、铂(pt)、银(ag)、镁(mg)、金(au)、铬(cr)、钨(w)、钛(ti)等。
[0112]
图11是示出沿着线i-i'截取的图1的显示装置的实施例的剖视图。除了第四晶体管tft4之外，图11可以与图7基本上相同。因此，将省略冗余组件的描述。
[0113]
参照图7和图11，显示装置可以包括基底400、缓冲层410、栅极绝缘层420、层间绝缘层430、通孔绝缘层440、第三晶体管tft3、第四晶体管tft4、像素限定层pdl和有机发光二极管oled。
[0114]
第四晶体管tft4可以包括有源层416、栅电极426、源电极433和漏电极434。除了有源层416的结构之外，第四晶体管tft4可以具有与第三晶体管tft3的结构基本上相同的结构。在实施例中，第三晶体管tft3和第四晶体管tft4可以设置在同一层中。
[0115]
有源层416可以设置在缓冲层410上。有源层416可以是包括氧化物基半导体材料
的单层。在实施例中，例如，有源层416可以包括铟(in)、锌(zn)、镓(ga)、锡(sn)、钛(ti)、铝(al)、锆(zr)等。另外，有源层416可以包括从氧化锌(zno
x
)、氧化锡(sno
x
)、氧化铟(ino
x
)、氧化铟锌(“izo”)、氧化铟镓(“igo”)、氧化锌锡(znsn
x
oy)和氧化铟镓锌(“igzo”)中选择的至少一种。
[0116]
由于仅具有氧化物基半导体材料的单层的有源层416，因此第四晶体管tft4可以具有比第三晶体管tft3的电子迁移率低的电子迁移率。换句话说，第三晶体管tft3的电子迁移率可以比第四晶体管tft4的电子迁移率高。然而，可以通过比提供第三晶体管tft3的工艺简单的制造工艺来提供或制造第四晶体管tft4。
[0117]
图12是示出沿着线i-i'截取的图1的显示装置的实施例的剖视图。
[0118]
参照图12，显示装置可以包括基底500、缓冲层505、第一栅极绝缘层510、第一层间绝缘层515、第二层间绝缘层520、第二栅极绝缘层525、第三层间绝缘层530、通孔绝缘层535、像素限定层pdl、第五晶体管tft5、第六晶体管tft6和有机发光二极管oled。第五晶体管tft5可以包括栅电极527、有源层523、源电极531和漏电极532。有源层523可以包括下有源层523a和上有源层523b。第六晶体管tft6可以包括栅电极513、有源层507、源电极533和漏电极534。在实施例中，第五晶体管tft5和第六晶体管tft6可以设置在彼此不同的层中。即，相似的元件(诸如各自的栅电极或各自的有源层)在彼此不同的层中。
[0119]
基底500可以包括透明或不透明材料。基底500可以包括刚性材料。在实施例中，例如，基底500可以包括石英基底、合成石英基底、氟化钙基底、掺杂氟的石英基底、钠钙玻璃基底、无碱玻璃基底等。另外，基底500可以包括具有延展性的材料。
[0120]
缓冲层505可以设置在基底500上。缓冲层505可以设置在整个基底500之上。缓冲层505可以减少或有效地防止金属原子或杂质从基底500扩散到第五晶体管tft5和第六晶体管tft6。另外，当基底500的表面不均匀时，缓冲层505可以用于改善基底500的表面的平坦度。缓冲层505可以包括硅、金属氧化物等。
[0121]
有源层507可以设置在缓冲层505上。有源层507可以包括硅基半导体材料(例如，如包括或包含硅的硅半导体材料)。在实施例中，例如，有源层507可以包括非晶硅、多晶硅等。
[0122]
第一栅极绝缘层510可以设置在缓冲层505上。第一栅极绝缘层510可以设置为覆盖有源层507。第一栅极绝缘层510可以包括硅、金属氧化物等。
[0123]
栅电极513可以设置在第一栅极绝缘层510上。栅电极513可以包括金属、合金、金属氮化物、导电金属氧化物、透明导电材料等。在实施例中，例如，栅电极513可以包括金(au)、银(ag)、铝(al)、铂(pt)、镍(ni)、钛(ti)、钯(pd)、镁(mg)、钙(ca)、锂(li)、铬(cr)、钽(ta)、钼(mo)、钪(sc)、钕(nd)、铱(ir)、铝(al)合金、氮化铝(aln
x
)、银(ag)合金、钨(w)、氮化钨(wn
x
)、铜(cu)合金、钼(mo)合金、氮化钛(tin
x
)、氮化钽(tan
x
)、氧化锶钌(srru
x
oy)、氧化锌(zno
x
)、氧化铟锡(“ito”)、氧化锡(sno
x
)、氧化铟(ino
x
)、氧化镓(gao
x
)、氧化铟锌(“izo”)等。这些可以单独使用或彼此组合使用。
[0124]
第一层间绝缘层515可以设置在第一栅极绝缘层510上，以覆盖栅电极513。第一层间绝缘层515可以包括硅、金属氧化物等。在实施例中，例如，第一层间绝缘层515可以包括氧化硅(sio
x
)、氮化硅(sin
x
)、氮氧化硅(sio
x
ny)、碳氧化硅(sio
xcy
)、氮碳化硅(sic
x
ny)、氧化铝(alo
x
)、氮化铝(aln
x
)、氧化钽(tao
x
)、氧化铪(hfo
x
)、氧化锆(zro
x
)、氧化钛(tio
x
)等。
在实施例中，第一层间绝缘层515可以具有平坦的顶表面。在实施例中，第一层间绝缘层515可以沿着栅电极513的轮廓设置或形成，以具有均匀的厚度。
[0125]
尽管未示出，但是至少一个电极图案可以设置在第一层间绝缘层515与第二层间绝缘层520之间。在实施例中，电极图案可以沿着厚度方向(例如，图12中的竖直方向)与栅电极513叠置或对准，以作为电容电极操作。
[0126]
在实施例中，电极图案可以与有源层523叠置。在这种情况下，电极图案可以设置在有源层523下方(例如，比有源层523靠近基底500)以阻挡光，或者可以用作下栅电极。可选地，电极图案可以连接到位于图12中示出的层外部的电源。因此，可以从电源向电极图案供应电压。
[0127]
第二层间绝缘层520可以设置在第一层间绝缘层515上。在实施例中，第二层间绝缘层520可以具有平坦的顶表面。第二层间绝缘层520可以包括硅、金属氧化物等。
[0128]
下有源层523a可以设置在第二层间绝缘层520上。下有源层523a可以包括氧化物基半导体材料和吸氧材料。在实施例中，例如，下有源层523a可以包括从铪(hf)、锶(sr)、钡(ba)、镁(mg)、镧(la)、钇(y)、锆(zr)和钪(sc)中选择的至少一种作为吸氧材料。在实施例中，例如，下有源层523a可以包括掺杂有吸氧材料的氧化物基半导体材料。在实施例中，包括在下有源层523a中的吸氧材料的含量可以为近似0.5原子百分比至近似5原子百分比。
[0129]
上有源层523b可以设置在下有源层523a上。上有源层523b可以与下有源层523a接触。上有源层523b可以包括氧化物基半导体材料。在实施例中，例如，上有源层523b可以包括从氧化锌(zno
x
)、氧化锡(sno
x
)、氧化铟(ino
x
)、氧化铟锌(“izo”)、氧化铟镓(“igo”)、氧化锌锡(znsn
x
oy)和氧化铟镓锌(“igzo”)中选择的至少一种。
[0130]
由于下有源层523a包括吸氧材料，因此可以减少包括在上有源层523b中的氧的含量。在对下有源层523a和上有源层523b进行热处理的工艺中，包括在上有源层523b中的氧可以移动到下有源层523a。因此，可以增加上有源层523b中的氧空位，使得可以增大上有源层523b的电子迁移率。因此，可以改善第五晶体管tft5的电子迁移率和电可靠性。移动到下有源层523a的氧增加，包括在下有源层523a中的氧的含量增大。另外，上有源层523b中的氧空位可以比下有源层523a中的氧空位大。
[0131]
在实施例中，上有源层523b可以包括氧化铟镓锌(“igzo”)，并且下有源层523a可以包括其中氧化铟镓锌(“igzo”)掺杂有铪(hf)的材料。然而，由于以上构造是出于说明性目的而设置的，因此上有源层523b可以包括氧化物基半导体材料之中的至少一种，并且下有源层523a可以包括掺杂有吸氧材料中的至少一种的相应的氧化物基半导体材料。
[0132]
在实施例中，有源层523的总厚度可以为近似15nm至近似60nm。上有源层523b与下有源层523a的厚度比可以为近似1:4至4:1。
[0133]
第二栅极绝缘层525可以设置在第二层间绝缘层520上。第二栅极绝缘层525可以设置为覆盖有源层523。在实施例中，第二栅极绝缘层525可以具有平坦的顶表面。在实施例中，第二栅极绝缘层525可以沿着有源层523的轮廓设置或形成而具有均匀的厚度。第二栅极绝缘层525可以包括硅、金属氧化物等。
[0134]
栅电极527可以设置在第二栅极绝缘层525上。栅电极527可以包括金属、合金、金属氮化物、导电金属氧化物、透明导电材料等。
[0135]
第三层间绝缘层530可以设置在第二栅极绝缘层525上，以覆盖栅电极527。第三层
间绝缘层530可以包括硅、金属氧化物等。在实施例中，第三层间绝缘层530可以具有平坦的顶表面。在实施例中，第三层间绝缘层530可以沿着栅电极527的轮廓设置或形成，以具有均匀的厚度。
[0136]
源电极531和533以及漏电极532和534可以均设置在第三层间绝缘层530上。即，源电极531和533以及漏电极532和534在彼此相同的层中。源电极531可以通过接触孔连接到有源层523的源区。源电极533可以通过接触孔连接到有源层507的源区。漏电极532可以通过接触孔连接到有源层523的漏区。漏电极534可以通过接触孔连接到有源层507的漏区。源电极531和533以及漏电极532和534可以包括导电材料(诸如钼(mo)、铜(cu)、铝(al)或钛(ti))或者由导电材料(诸如钼(mo)、铜(cu)、铝(al)或钛(ti))形成。
[0137]
在实施例中，显示装置包括包含硅基半导体材料的第六晶体管tft6，使得可以确保高电子迁移率，并且同时，显示装置包括包含氧化物基半导体材料的第五晶体管tft5，使得可以减少电流泄漏。
[0138]
尽管第五晶体管tft5和第六晶体管tft6已经在图12中被示出为具有顶栅结构，但是以上构造是出于说明性目的而设置的，并且实施例不限于此。在实施例中，例如，第五晶体管tft5和第六晶体管tft6可以具有底栅结构。然而，在晶体管具有底栅结构的情况下，下有源层523a和上有源层523b沿着厚度方向的位置可以颠倒。
[0139]
通孔绝缘层535可以设置在第三层间绝缘层530上，以覆盖源电极531和533以及漏电极532和534。在实施例中，通孔绝缘层535可以经受平坦化工艺，以布置有机发光二极管oled。因此，通孔绝缘层535可以具有平坦的顶表面。通孔绝缘层535可以包括硅、金属氧化物等。另外，通孔绝缘层535可以包括有机绝缘材料(诸如聚酰亚胺(“pi”))或者由有机绝缘材料(诸如聚酰亚胺(“pi”))形成。
[0140]
下电极541可以设置在通孔绝缘层535上。下电极541可以通过设置在排除通孔绝缘层535的一部分的区域处的接触孔连接到第六晶体管tft6。在实施例中，下电极541可以连接到漏电极534。下电极541可以包括导电材料(诸如金属、合金或透明导电氧化物)或者由导电材料(诸如金属、合金或透明导电氧化物)形成。在实施例中，例如，导电材料可以包括银(ag)、氧化铟锡(“ito”)等。
[0141]
像素限定层pdl可以设置在通孔绝缘层535上。像素限定层pdl可以覆盖下电极541的边缘，并且可以限定使下电极541的顶表面暴露于像素限定层pdl外部的像素开口。像素限定层pdl可以包括有机绝缘材料(诸如聚酰亚胺(“pi”))或者由有机绝缘材料(诸如聚酰亚胺(“pi”))形成。
[0142]
中间层542可以设置在下电极541上。中间层542可以设置在通过像素开口暴露于像素限定层pdl外部的下电极541上。中间层542可以包括有机发光材料和量子点中的至少一种。
[0143]
上电极543可以设置在中间层542上。在实施例中，上电极543可以设置在像素限定层pdl上。上电极543可以包括导电材料(诸如金属、合金或透明导电氧化物)或者由导电材料(诸如金属、合金或透明导电氧化物)形成。在实施例中，例如，导电材料可以包括铝(al)、铂(pt)、银(ag)、镁(mg)、金(au)、铬(cr)、钨(w)、钛(ti)等。
[0144]
图13是示出图2的晶体管的实施例的剖视图。除了不包括图2的层间绝缘层330之外，图13的第七晶体管tft7可以与图2的第一晶体管tft1中的每个基本上相同。因此，将省
略冗余组件的描述。
[0145]
参照图2和图13，在第七晶体管tft7中，源电极331和漏电极332可以与有源层325直接接触。换句话说，与第一晶体管tft1不同，由于层间绝缘层330从有源层325与源电极331和漏电极332中的每者之间被排除，因此源电极331和漏电极332可以在没有接触孔的情况下与有源层325接触。源电极331和漏电极332还在沿着基底300的方向上从有源层325延伸，以与栅极绝缘层320接触。栅极绝缘层320和通孔绝缘层340彼此形成界面。在实施例中，有源层325可以是单层，或者可以包括沿着基底300的厚度方向的多层。
[0146]
尽管以上已经描述了发明的实施例，但是本领域普通技术人员将理解的是，在不脱离如所附权利要求中公开的发明的思想和范围的情况下，可以对发明进行各种改变和修改。
[0147]
发明可以应用于晶体管以及包括该晶体管的显示装置。发明的实施例可以应用于高分辨率智能电话、移动电话、智能板、智能手表、平板个人计算机(“pc”)、车辆导航系统、电视、计算机监视器、膝上型计算机等。
[0148]
尽管以上已经描述了本发明的示例性实施例，但是本领域普通技术人员将理解的是，在不脱离如所附权利要求中公开的本发明的思想和范围的情况下，可以对本发明进行各种改变和修改。