[发明专利]具有氢阻挡层的薄膜晶体管和包括该薄膜晶体管的显示设备

说明书

公开一种薄膜晶体管。薄膜晶体管包括：设置在基板上的氧化物半导体层；在与氧化物半导体层隔离的状态下与氧化物半导体层的至少一部分重叠的栅极电极；连接至氧化物半导体层的源极电极；和以与源极电极间隔开的状态连接至氧化物半导体层的漏极电极，其中所述氧化物半导体层包括设置在基板上的第一子层、设置在第一子层上的第二子层和设置在第二子层上的第三子层，第二子层具有比第一子层和第三子层大的电阻以及比第一子层和第三子层低的载流子浓度，第一子层具有比第二子层和第三子层高的氢浓度，第一子层和第二子层的每一个具有结晶度。

技术领域

本发明涉及一种具有氢阻挡层的薄膜晶体管，制造该薄膜晶体管的方法和包括该薄膜晶体管的显示设备。

背景技术

在电子设备领域中，晶体管已被广泛用作开关装置或驱动装置。特别是，因为能够在玻璃基板或塑料基板上制造薄膜晶体管，所以薄膜晶体管作为诸如液晶显示设备或有机发光显示设备之类的显示设备的开关装置被广泛使用。

基于构成有源层的材料，薄膜晶体管可以被分类为将非晶硅用作有源层的非晶硅薄膜晶体管、将多晶硅用作有源层的多晶硅薄膜晶体管、或将氧化物半导体用作有源层的氧化物半导体薄膜晶体管。

因为在短时间内沉积非晶硅以形成有源层，所以非晶硅薄膜晶体管(a-Si TFT)的优点在于制造时间短并且制造成本低。然而，非晶硅薄膜晶体管的缺点在于非晶硅薄膜晶体管具有低霍尔迁移率，由此非晶硅薄膜晶体管的电流驱动能力不佳，并且非晶硅薄膜晶体管的阈值电压发生变化，由此在有源矩阵有机发光装置(AMOLED)中非晶硅薄膜晶体管的使用受到限制。

多晶硅薄膜晶体管(poly-Si TFT)通过沉积并结晶非晶硅来制造。为了制造多晶硅薄膜晶体管，需要结晶非晶硅的处理，所以处理数量增加，结果制造成本增加。另外，因为结晶处理在高处理温度下进行，因此难以将多晶硅薄膜晶体管应用于大尺寸设备。此外，因为多晶特性，难以确保多晶硅薄膜晶体管的均匀性。

对于氧化物半导体薄膜晶体管(氧化物半导体TFT)，构成有源层的氧化物可以在相对低的温度下沉积，氧化物半导体薄膜晶体管的霍尔迁移率高，并且基于氧的含量，氧化物半导体薄膜晶体管的电阻变化很大，由此容易获得氧化物半导体薄膜晶体管的期望的物理性质。另外，由于氧化物的性质，氧化物半导体是透明的，所以氧化物半导体薄膜晶体管在实现透明显示器方面是有利的。然而，由于氧化物半导体与绝缘层或钝化层接触导致的氢渗透，在氧化物半导体中出现氧空位，由此氧化物半导体的可靠性可能降低。

特别地，诸如聚酰亚胺(PI)基板之类的塑料基板包含大量的氢。因此，在柔性基板上形成氧化物半导体层的情况下，氧化物半导体层可能被从塑料基板释出的大量氢损坏。为了防止这种情况，可在塑料基板上设置缓冲层，并且可在缓冲层上形成氧化物半导体层。即使在这种情况下，氧化物半导体层也可能被缓冲层中含有的氢损坏。因此，在诸如聚酰亚胺(PI)基板之类的塑料基板上稳定地形成氧化物半导体层并不容易。

[现有技术文件]

[专利文件]

专利文件0001：发明名称为“半导体装置及其制造方法”的韩国专利申请公开No.10-2017-0024130。

专利文件0002：发明名称为“阵列基板及其制造方法”的韩国专利申请公开No.10-2015-0061076。

发明内容

考虑到上述问题做出了本发明，本发明的目的是提供一种包括展现出优异的氢阻挡性的氢阻挡层的薄膜晶体管。

本发明的另一个目的是提供一种包括展现出优异的氢阻挡性的氢阻挡层以及即使当在诸如聚酰亚胺(PI)基板之类的塑料基板上形成时也不会被损坏的氧化物半导体层的薄膜晶体管。

本发明的另一个目的是提供一种包括上述薄膜晶体管的显示设备。

本发明的另一个目的是提供一种包括上述薄膜晶体管的柔性显示设备。