專利名稱：防止基板變形的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及防止基板由于熱應(yīng)力或沉積應(yīng)力引起的變形。
背景技術(shù)：
優(yōu)先權(quán)要求本申請根據(jù)35U.S.C.§119要求于2004年11月20日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的名稱為“SUBSTRATE AND SUBSTRATE WITH THIN FILM TRANSISTOR(基板和具有薄膜晶體管的基板)”、正式指定序列號為10-2004-0095535的申請的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容在此結(jié)合并作為參考。
對最近需求日益增加的移動顯示裝置和柔性顯示裝置的要求為薄、輕以不易破碎。
移動顯示裝置和柔性顯示裝置可以通過利用薄的玻璃基板來實現(xiàn)薄和輕。薄的玻璃基板不容易進行處理和精確對準，并且在抵抗外部沖擊方面非常弱。為了解決這些問題，已經(jīng)采用一種利用現(xiàn)有玻璃基板，然后以化學(xué)方法或機械方法使該玻璃基板變薄的方法。然而，該方法復(fù)雜并且變薄的玻璃基板對于抵抗外部沖擊仍然非常弱。因此，該方法在實踐中不能使用。
為了解決由玻璃基板的使用引起的這些問題，已經(jīng)使用利用塑料基板的方法，該塑料基板比玻璃基板更柔軟并且不容易被外部沖擊損傷。然而，塑料基板具有低的熱阻，因此它不能耐受高溫處理，例如多晶硅薄膜晶體管的形成和其它沉積。
為了解決這些問題，已經(jīng)提出了一種利用具有高熱阻和高柔性的金屬基板的方法。然而，當將一層沉積在金屬基板上并且由此得到的金屬基板經(jīng)歷高溫處理時，由此得到的金屬基板由于基板和該層的熱膨脹系數(shù)之間的差異而變形。例如，當該層的熱膨脹系數(shù)大于金屬基板的熱膨脹系數(shù)時，金屬基板朝向該層的方向凸起。相反，當金屬基板的熱膨脹系數(shù)大于該層的熱膨脹系數(shù)時，金屬基板朝向與該層的方向相對的方向凸起。當然，這個問題不僅在使用金屬基板時出現(xiàn)，在使用其他基板時也會出現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種防止由于熱應(yīng)力或沉積應(yīng)力而變形的基板。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種基板，其包括設(shè)置在該基板的一個表面上的薄膜晶體管；和變形防止層，其設(shè)置在該基板的另一個表面上并包括至少一層。
該基板優(yōu)選進一步包括設(shè)置在該基板的一個表面上的平整層，其中薄膜晶體管設(shè)置在該平整層上，并且變形防止層的材料和厚度都與平整層的材料和厚度相同。
平整層優(yōu)選包括氧化硅。
該基板優(yōu)選進一步包括設(shè)置在該基板的一個表面上的平整層；和設(shè)置在平整層上的緩沖層，其中薄膜晶體管設(shè)置在緩沖層上，變形防止層包括材料和厚度與平整層的材料和厚度相同的第一層以及材料和厚度與緩沖層的材料和厚度相同的第二層。
平整層優(yōu)選包括氧化硅。
該基板優(yōu)選進一步包括設(shè)置在該基板一個表面的整個區(qū)域上以覆蓋薄膜晶體管的保護膜。
優(yōu)選變形防止層的材料和厚度與保護膜的材料和厚度相同。
該基板優(yōu)選進一步包括設(shè)置在該基板的一個表面上的平整層，其中薄膜晶體管設(shè)置在平整層上，變形防止層包括材料和厚度與平整層的材料和厚度相同的第一層以及材料和厚度與保護膜的材料和厚度相同的第三層。
平整層包括氧化硅。
該基板優(yōu)選進一步包括設(shè)置在該基板的一個表面上的平整層；和設(shè)置在平整層上的緩沖層，其中薄膜晶體管設(shè)置在緩沖層上，且變形防止層包括材料和厚度與平整層的材料和厚度相同的第一層，材料和厚度與緩沖層的材料和厚度相同的第二層，以及材料和厚度與保護膜的材料和厚度相同的第三層。
平整層優(yōu)選包括氧化硅。
變形防止層優(yōu)選設(shè)置在該基板的該一個表面上并且包括材料和厚度與形成在該基板的該一個表面的整個區(qū)域上的層的材料和厚度相同的層。
該基板優(yōu)選包括金屬基板。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種疊層基板，包括基板；和設(shè)置在該基板的一個表面上的變形防止層。
該疊層基板優(yōu)選進一步包括設(shè)置在該基板的另一個表面上的平整層。
優(yōu)選變形防止層的材料和厚度與平整層的材料和厚度相同。
平整層優(yōu)選包括氧化硅。
該基板優(yōu)選包括金屬基板。


當參考附圖對本發(fā)明進行更詳細的描述時，本發(fā)明將變得更易于理解并且其更完整的評價和許多優(yōu)點將是顯而易見的，在附圖中，相同的附圖標記表示相同或相似的元件，其中圖1為具有不同熱膨脹系數(shù)的兩層的疊層的截面示意圖；圖2和3為通過熱應(yīng)力變形的圖1的疊層的截面示意圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明實施例的包括薄膜晶體管的基板的截面示意圖；圖5為其上形成有平整層的金屬基板的截面示意圖；圖6為根據(jù)本發(fā)明另一實施例的包括薄膜晶體管的基板的截面示意圖；圖7為根據(jù)本發(fā)明又一實施例的包括薄膜晶體管的基板的截面示意圖；圖8為根據(jù)本發(fā)明又一實施例的包括薄膜晶體管的基板的截面示意圖；圖9為根據(jù)本發(fā)明又一實施例的包括薄膜晶體管的基板的截面示意圖；圖10為根據(jù)本發(fā)明又一實施例的包括薄膜晶體管的基板的截面示意圖；和圖11為根據(jù)本發(fā)明又一實施例的包括薄膜晶體管的基板的截面示意圖。
具體實施例方式
移動顯示裝置和柔性顯示裝置可以通過利用薄的玻璃基板來實現(xiàn)薄和輕。薄的玻璃基板不容易進行處理和精確對準，并且在抵抗外部沖擊方面非常弱。
為了解決這些問題，已經(jīng)提出了一種利用具有高熱阻和高柔性的金屬基板的方法。然而，當層2沉積在金屬基板1上并且由此得到的金屬基板1經(jīng)歷高溫處理時，如圖1所示，由此得到的金屬基板1由于基板1和層2的熱膨脹系數(shù)之間的差異而變形。例如，當層2的熱膨脹系數(shù)大于金屬基板1的熱膨脹系數(shù)時，如圖2所示，金屬基板1朝向?qū)?的方向凸起。相反，當金屬基板1的熱膨脹系數(shù)大于層2的熱膨脹系數(shù)時，如圖3所示，金屬基板1朝向與層2的方向相對的方向凸起。當然，這個問題不僅在使用金屬基板時出現(xiàn)，在使用其他基板時也會出現(xiàn)。
圖4為根據(jù)本發(fā)明實施例的包括薄膜晶體管120的基板110的截面示意圖。參考圖4，薄膜晶體管120形成在基板110的一個表面上，至少包括一層的變形防止層101形成在基板110的另一個表面上。基板110可以為金屬基板或由其他各種材料的基板。
薄膜晶體管120包括由MoW等形成的柵電極121；與柵電極121絕緣的源電極122和漏電極123；以及半導(dǎo)體層124，其與柵電極121絕緣并接觸源電極122和漏電極123。為了使半導(dǎo)體層124與柵電極121絕緣，在半導(dǎo)體層124和柵電極121之間設(shè)置柵絕緣膜130。源電極122和漏電極123可以利用層間絕緣膜140與柵電極121絕緣。
在該實施例中，多晶硅層可以用作半導(dǎo)體層124。該多晶硅層通過將非晶硅層轉(zhuǎn)化為多晶硅層的結(jié)晶工藝制造。對應(yīng)于低溫工藝的結(jié)晶工藝的例子包括激光退火、引入金屬的結(jié)晶(MIC)等。該多晶硅層通常利用準分子激光退火方法或者順序橫向固化方法來制造，其中準分子激光退火方法為利用激光使非晶硅層熔化然后同時冷卻已熔化的非晶硅層和使晶粒生長，順序橫向固化方法基于這一事實非晶硅晶粒從激光輻射的非晶硅層的液體區(qū)域和未被激光輻射的非晶硅層的固體區(qū)域之間的邊界垂直生長。
通常，在基板上形成薄膜晶體管的工藝為高溫工藝，特別是，這種結(jié)晶工藝為高溫工藝。因此，在薄膜晶體管的制造期間可能發(fā)生由于熱引起的變形、層的剝落等。
如果變形防止層101沒有形成在基板110上，則基板110會由于熱應(yīng)力而向更靠近薄膜晶體管120的方向或相反方向發(fā)生彎曲。因此，該彎曲可以通過在與熱應(yīng)力施加的方向相反的方向上對基板110施加應(yīng)力來防止。
換句話說，當基板110不具有形成在其上的變形防止層101，并向更靠近形成在基板110的一個表面上的薄膜晶體管120的方向彎曲時，與圖2所示的情況類似，在基板110的另一表面上由熱膨脹系數(shù)小于基板110的材料形成變形防止層101，因此可以防止由熱應(yīng)力導(dǎo)致的基板110的變形。同樣，當基板110不具有形成在其上的變形防止層101，并向遠離形成在基板110的一個表面上的薄膜晶體管120的方向彎曲時，與圖3所示的情況類似，在基板110的另一表面上由熱膨脹系數(shù)大于基板110的材料形成變形防止層101，因此可以防止由熱應(yīng)力導(dǎo)致的基板110的變形。即，變形防止層101的材料和厚度可以根據(jù)基板110彎曲的方向和程度適當?shù)剡M行選擇，從而可以防止基板110的變形?；?10的變形的防止有助于防止層之間的分離等。
由于在薄膜晶體管120形成在基板110上之后的工藝(例如有機/無機材料的沉積)也可能是高溫工藝，因此基板110的變形或者層之間的分離可能由于各層的熱膨脹系數(shù)之間的差異而發(fā)生。然而，它們可以通過形成在基板110的另一表面上的變形防止層101來防止。
盡管本實施例涉及多晶硅薄膜晶體管，但是各種薄膜晶體管可以應(yīng)用于本發(fā)明。該規(guī)則同樣適用于下面所述的實施例。為了方便，下面的實施例只涉及圖4所示的多晶硅薄膜晶體管。
圖5為其上形成有平整層212的金屬基板210的截面示意圖。圖6為根據(jù)本發(fā)明另一實施例的包括薄膜晶體管220的金屬基板210的截面示意圖。
金屬基板210具有高柔性和高熱阻。如圖5所示，金屬基板210的一個表面非常粗糙，因此在其上形成薄膜晶體管等之前它需要平整化。平整化可以通過首先化學(xué)或機械拋光金屬基板210的粗糙表面，然后在金屬基板210的拋光表面上形成平整層212來進行。在該情況下，平整層212具有約5000至10000的厚度，因此它具有內(nèi)應(yīng)力。因此，優(yōu)選平整層212由內(nèi)應(yīng)力小的氧化硅材料形成。該優(yōu)選同樣適用于下述實施例。
然而，平整層212由于熱應(yīng)力膨脹，因此它具有與基板210不同的熱膨脹系數(shù)。該熱膨脹系數(shù)差異引起基板210變形。特別是，當在平整層212上由多晶硅形成半導(dǎo)體層224以形成薄膜晶體管220時，基板210必須經(jīng)歷高溫處理，因此最小化由于平整層212和基板210的熱膨脹系數(shù)之間的差異引起的變形是很重要的。該變形可以通過在基板210的另一表面上形成變形防止層202來防止。
在該情況下，變形防止層的材料和厚度優(yōu)選與平整層212的材料和厚度相同，因為由平整層212和基板210的熱膨脹系數(shù)之間的差異引起的基板210的變形，可以通過沿與施加熱應(yīng)力的方向相反的方向?qū)?10施加與施加到基板210上的熱應(yīng)力大小相同的應(yīng)力來防止。
圖7為根據(jù)本發(fā)明另一實施例的包括薄膜晶體管320的基板310的截面示意圖。本實施例中的基板310與圖6的基板210的不同之處在于在平整層312上形成緩沖層314，該平整層312形成在基板310的一個表面上，以及形成在基板310的另一表面上的變形防止層包括第一層302和第二層304。
第一層302形成以用于抵消由于平整層312和基板310的熱膨脹系數(shù)之間的差異引起的熱應(yīng)力。
薄膜晶體管320根據(jù)施加到柵電極321上的信號控制在源電極322和漏電極323之間傳輸?shù)男盘?。為了正確地實現(xiàn)這個目的，源電極322和漏電極323之間的溝道形成在其中的半導(dǎo)體層324應(yīng)當被保護免受外部污染。在該實施例中，為了防止外部污染物穿透半導(dǎo)體層324，在半導(dǎo)體層324下形成緩沖層314。然而，由于緩沖層314和基板310的熱膨脹系數(shù)之間的差異引起的熱應(yīng)力可能再次施加到基板310。在該情況下，第二層304抵消該熱應(yīng)力。
由于第一層302用于抵消由于平整層312引起的熱應(yīng)力，因此第一層302優(yōu)選以與平整層312相同的材料和相同的厚度形成。由于第二層304用于抵消由于緩沖層314引起的熱應(yīng)力，因此第二層304優(yōu)選以與緩沖層314相同的材料和相同的厚度形成。
圖8為根據(jù)本發(fā)明另一實施例的包括薄膜晶體管420的基板410的截面示意圖。通常，可以包括保護膜450以覆蓋形成在基板410的一個表面上的薄膜晶體管420。除了保護薄膜晶體管420不受到外部污染以外，保護膜450在薄膜晶體管420上形成各種元件之前使薄膜晶體管420的上表面平整化。
在薄膜晶體管420上的各種元件部分的形成可能是高溫工藝。在該情況下，可能由于保護膜450和基板410的熱膨脹系數(shù)之間的差異而發(fā)生基板410變形、層之間分離等。因此，形成變形防止層405以抵消由于保護膜450和基板410的熱膨脹系數(shù)之間的差異引起的熱應(yīng)力。變形防止層405的材料和厚度優(yōu)選與保護膜450的材料和厚度相同。
當然，這種保護膜可以應(yīng)用到圖6所示的基板結(jié)構(gòu)中。換句話說，保護膜可以形成于在平整層上形成的薄膜晶體管上，該平整層形成在基板的一個表面上。因此，如圖9的實施例所示，分別對應(yīng)于平整層512和保護膜550的第一層502和第三層505用作變形防止層，從而防止基板510的變形、層之間的分離等。
這種保護膜也可以應(yīng)用到圖7所示的基板結(jié)構(gòu)中。換句話說，保護膜可以形成于在緩沖層上形成的薄膜晶體管上，該緩沖層形成于在基板的一個表面上形成的平整層上。因此，如圖10的實施例所示，分別對應(yīng)于平整層612、緩沖層614和保護膜650的第一層602、第二層604和第三層605用作變形防止層，從而防止基板610的變形、層之間的分離等。
圖11為根據(jù)本發(fā)明另一實施例的包括薄膜晶體管720的基板710的截面示意圖。參考圖11，薄膜晶體管720形成在基板710的一個表面上，包括兩層703和704的變形防止層形成基板的另一表面上。變形防止層包括兩層703和704的原因在于形成在基板710的一個表面的整個區(qū)域上的層為兩個，即柵絕緣膜730和層間絕緣膜740。
如上所述，由于熱膨脹系數(shù)差異引起的基板變形主要是由于基板和形成在基板的整個表面上的每層的熱膨脹系數(shù)之間的差異。因此，優(yōu)選形成的變形防止層所包括的層對應(yīng)于形成在基板的整個表面上的層，以抵消由基板和形成在基板的整個表面上的層的熱膨脹系數(shù)之間的差異引起的熱應(yīng)力。在該情況下，包括在變形防止層中的層的材料和厚度優(yōu)選與形成在基板的整個表面上的層的材料和厚度相同。
盡管在上述實施例中，變形防止層形成在包括薄膜晶體管的基板上，但是變形防止層也可以形成在不具有薄膜晶體管的基板的一個表面上。在該情況下，即使包括形成在其一個表面上的變形防止層的基板經(jīng)歷高溫處理，也可以防止該基板的變形等。當然，在上述實施例中的所有元件可以應(yīng)用到不具有薄膜晶體管但在其一個表面上形成有變形防止層的基板上。例如，在基板的另一表面上形成平整層，變形防止層的材料和厚度與平整層的材料和厚度相同。
根據(jù)本發(fā)明的不具有薄膜晶體管的基板和具有薄膜晶體管的基板可以具有下述效果。首先，在其一個表面上形成有薄膜晶體管的基板的情況下，在基板的另一表面上形成變形防止層，從而防止由將非晶硅層轉(zhuǎn)化為多晶硅層以制造薄膜晶體管的過程中產(chǎn)生的熱引起的基板變形或?qū)又g的分離。
第二，變形防止層也可以防止可能在薄膜晶體管形成在基板上之后的工藝期間產(chǎn)生的、由各層的熱膨脹系數(shù)之間的差異引起的基板變形或?qū)又g的分離。
第三，在不具有薄膜晶體管的基板的情況下，在基板的一個表面上形成變形防止層，從而防止基板在經(jīng)歷高溫處理時變形。
雖然本發(fā)明已經(jīng)參考示例性實施例進行了描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，各種形式和細節(jié)的變化可以得到，只要不偏離本發(fā)明的精神和范圍，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求進行限定。
權(quán)利要求
1.一種薄膜晶體管基板，包括設(shè)置在該基板的一個表面上的薄膜晶體管；和變形防止層，其設(shè)置在該基板的另一個表面上并包括至少一層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的基板，進一步包括設(shè)置在該基板的該一個表面上的平整層，其中薄膜晶體管設(shè)置在該平整層上，并且變形防止層的材料和厚度都與平整層的材料和厚度相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的基板，其中平整層包括氧化硅。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的基板，進一步包括設(shè)置在該基板的該一個表面上的平整層；和設(shè)置在該平整層上的緩沖層，其中薄膜晶體管設(shè)置在該緩沖層上，且變形防止層包括材料和厚度與該平整層的材料和厚度相同的第一層以及材料和厚度與該緩沖層的材料和厚度相同的第二層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的基板，其中平整層包括氧化硅。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的基板，進一步包括設(shè)置在該基板的該一個表面的整個區(qū)域上以覆蓋薄膜晶體管的保護膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的基板，其中變形防止層的材料和厚度與保護膜的材料和厚度相同。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的基板，進一步包括設(shè)置在該基板的該一個表面上的平整層，其中薄膜晶體管設(shè)置在該平整層上，且變形防止層包括材料和厚度與該平整層的材料和厚度相同的第一層以及材料和厚度與該保護膜的材料和厚度相同的第三層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的基板，其中平整層包括氧化硅。
10.根據(jù)權(quán)利要求6的基板，進一步包括設(shè)置在該基板的該一個表面上的平整層；和設(shè)置在該平整層上的緩沖層，其中薄膜晶體管設(shè)置在該緩沖層上，且變形防止層包括材料和厚度與該平整層的材料和厚度相同的第一層，材料和厚度與該緩沖層的材料和厚度相同的第二層，以及材料和厚度與該保護膜的材料和厚度相同的第三層。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的基板，其中平整層包括氧化硅。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的基板，其中變形防止層設(shè)置在該基板的該一個表面上并且包括材料和厚度與形成在該基板的該一個表面上的整個區(qū)域上的層相同的層。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的基板，其中該基板包括金屬基板。
14.一種疊層基板，包括基板；和設(shè)置在該基板的一個表面上的變形防止層。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的疊層基板，進一步包括設(shè)置在該基板的另一個表面上的平整層。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的疊層基板，其中變形防止層的材料和厚度與平整層的材料和厚度相同。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的疊層基板，其中平整層包括氧化硅。
18.根據(jù)權(quán)利要求14的疊層基板，其中該基板包括金屬基板。
全文摘要
一種防止由于熱應(yīng)力或沉積應(yīng)力而變形的基板，包括設(shè)置在該基板一個表面上的變形防止層。該基板可以包括設(shè)置在該基板的一個表面上的薄膜晶體管和變形防止層，該變形防止層設(shè)置在該基板的另一個表面上并包括至少一層。
文檔編號H01L29/66GK1805154SQ200510137310
公開日2006年7月19日 申請日期2005年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月20日
發(fā)明者具在本, 申鉉秀, 徐旼徹, 牟然坤 申請人:三星Sdi株式會社