[发明专利]一种具有较高载流子传输特性的TFT基板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于制备薄膜晶体管(TFT)的一种具有较高载流子传输特性的非晶硅薄膜，以及制备这种薄膜的方法，采用这种薄膜制备的非晶硅TFT，特别适用于驱动有机电致发光器件(OLED)。

背景技术

通常，用来制备驱动OLED的TFT基板有三种，包括非晶硅TFT基板、低温多晶硅TFT基板与单晶硅TFT基板。前两种基板都是将TFT直接制作在玻璃基板上，而单晶硅TFT基板是在单晶硅晶圆上制作的TFT。其中，非晶硅TFT基板有制备工艺相对简单、设备投入相对较少、制备成本相对较低等优点。

OLED器件是属于电流型驱动的显示器件，其正常工作的关键是在于驱动电路应能给其提供足够大的工作电流。由于非晶硅TFT载流子迁移速率较低温多晶硅TFT载流子迁移速率低两个数量级，传统的非晶硅TFT在OLED小尺寸显示屏中无法提供足够大的工作电流，这样造成小尺寸OLED显示屏的亮度较低，无法进行正常工作。因此，对于用于诸如手机显示屏的小尺寸OLED显示屏，都是采用低温多晶硅TFT驱动。然而，制备低温多晶硅TFT的多晶硅薄膜层有两种方法，一种是金属横向诱导法(MILC)，另一种是准分子激光退火(ELA)。MILC制备的低温多晶硅薄膜由于金属粒子无法完全清除，其制作的TFT的光电性能不能达到OLED器件正常工作的要求。

目前，市场上销售的有源OLED产品所使用的低温多晶硅TFT基板都是采用的准分子激光退火方法来实现的，这种方法制备低温多晶硅薄膜有以下不足之处：其一，ELA设备的价格非常昂贵，一台ELA生产设备的价格大概是在千万美元以上，造成低温多晶硅薄膜基板的制备成本的增加。其二，用ELA方法在晶化非晶硅薄膜需要较长的时间，增加了低温多晶硅薄膜基板的制备周期，相应的生产线的产能就会受到影响。。

发明内容

本发明的目的是为了提高生产效率，大幅度地减少硅薄膜基板的制备成本，提出一种具有较高载流子传输特性的TFT基板及其制备方法。

所述具有较高载流子传输特性的TFT基板包括玻璃基板、非晶硅薄膜，其特征在于：在所述非晶硅薄膜中掺杂有非线性电阻材料。

所述非线性电阻材料是下述材料的一种或多种：CdS、CdSe、CdTe。

所述非线性电阻材料的掺杂浓度按重量百分比是：1％-2％。

所述具有较高载流子传输特性的TFT基板的制备方法包括如下步骤：A、将清洗干净的玻璃基板放入PECVD的基板座上，对系统抽真空，对玻璃基板进行加热；B、将硅烷、硫化氢、非线性电阻材料的分别通过多路气体接入装置送入PECVD反应腔体内，根据掺杂的比例要求调节气体的流量，开启反应室电源使各路气体在反应腔体中产生辉光放电，使掺杂的非晶硅薄膜就在玻璃基板上均匀的生长到所需的厚度。

步骤A中所述玻璃基板的温度达到200℃左右。

本发明具有以下优点：

一、使用了掺杂型非晶硅薄膜，与低温多晶硅薄膜相比，由于在非晶硅薄膜中掺入了非线性电阻材料，这种材料具有这样的特性，即在不加电压的情况下，其电阻率很大；但是如果加上大于一定的阈值电压，其电阻率却变得很小。换一个角度来说，当这种掺杂型非晶硅薄膜在加上一定的电压具有较高的载流子迁移率。在这种情况下，用掺杂型非晶硅薄膜制备的TFT，其性能应该与低温多晶硅薄膜制备的TFT性能相当。

二、用此掺杂型非晶硅薄膜来制备OLED用的TFT，在不降低其驱动性能的同时，大幅度地降低了TFT基板的制作成本，有效的简化了TFT基板的制备工艺。

三、用此掺杂型非晶硅薄膜来制备OLED用的TFT，同时还可以极大地提高TFT基板的生产产能，减少了TFT基板的制备时间周期。

附图说明

附图是本发明具体实施方式掺杂型非晶硅薄膜TFT基板简单示意图。

具体实施方式

本实施例的技术方案是在真空镀膜工艺中采用等离子体增强化学汽相沉积技术(PECVD)来制备，PECVD设备有多路气体接入装置，可以同时将几种气体导入到设备的反应腔体内，进行掺杂非晶硅薄膜的生长。其方法如下，将几种反应气体通过PECVD设备有多路气体接入装置输入，调节好各种气体的流量以达到按一定比例掺杂的目的。开启PECVD反应电源，使各种气体在反应腔体中正常反应，最后均匀沉积在玻璃基板上。完成掺杂型非晶硅薄膜基板的制备工艺。