本發(fā)明涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種顯示基板、半導(dǎo)體器件及其制作方法、顯示裝置。

背景技術(shù)：

在平板顯示技術(shù)領(lǐng)域，薄膜晶體管因具有體積小、功耗低、制造成本相對(duì)較低等優(yōu)點(diǎn)，逐漸在當(dāng)今平板顯示市場占據(jù)了主導(dǎo)地位。低溫多晶硅薄膜晶體管(Low Temperature Poly-Silicon Thin Film Transistor，簡稱LTPS TFT)的載流子遷移率更高，且特性更穩(wěn)定，更容易實(shí)現(xiàn)窄邊框和高PPI，因此，LTPS技術(shù)越來越受市場青睞。

有機(jī)發(fā)光二極管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)顯示器又稱為有機(jī)電激光顯示器、有機(jī)發(fā)光半導(dǎo)體顯示器，與液晶顯示(Liquid Crystal Display,LCD)是不同類型的發(fā)光原理。OLED顯示技術(shù)具有自發(fā)光、廣視角、幾乎無窮高的對(duì)比度、較低耗電、極高反應(yīng)速度等優(yōu)點(diǎn)，被稱為下一代顯示技術(shù)，很有可能在不久將來取代LCD。

OLED顯示器的每一像素區(qū)域包括開關(guān)薄膜晶體管和驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管，開關(guān)薄膜晶體管和驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管的有源層由同一多晶硅層構(gòu)成，通過對(duì)非晶硅層進(jìn)行準(zhǔn)分子激光退火工藝制得所述多晶硅層。其中，開關(guān)薄膜晶體管的柵電極與柵線連接，源電極與數(shù)據(jù)線連接，漏電極與顯示用電極連接，通過柵線制打開薄膜晶體管，數(shù)據(jù)線上的像素電壓通過薄膜晶體管傳輸至顯示用電極，控制顯示過程。為了更好地顯示不同灰階，需要減小驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管的工作電流I_on＝[uC_ox(W/L)(Vg-Vth)²]/2，u為遷移率，W為溝道寬度，L為溝道長度。現(xiàn)有技術(shù)中，為了減小I_on，將驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管的溝道長度L做得比較大(如20um以上)，這樣就限制了OLED往更高PPI上發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種顯示基板、半導(dǎo)體器件及其制作方法、顯示裝置，用以解決通過增大薄膜晶體管的溝道長度來減小工作電流的方式，不利于實(shí)現(xiàn)高PPI的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例中提供一種半導(dǎo)體器件的制作方法，所述半導(dǎo)體器件包括第一薄膜晶體管和第二薄膜晶體管，所述制作方法包括：

形成所述第一薄膜晶體管的第一有源層和第二薄膜晶體管的第二有源層，形成所述第一薄膜晶體管的第一有源層和第二薄膜晶體管的第二有源層的步驟包括：

形成同層設(shè)置的第一非晶硅層圖形和第二非晶硅層圖形；

提供一遮擋層，所述遮擋層包括透光區(qū)域和不透光區(qū)域；

利用激光通過所述遮擋層照射所述第一非晶硅層圖形和第二非晶硅層圖形，所述第一非晶硅層圖形與所述透光區(qū)域的位置對(duì)應(yīng)，所述第二非晶硅層圖形與所述不透光區(qū)域的位置對(duì)應(yīng)，所述第一非晶硅層圖形被激光照射后發(fā)生結(jié)晶，形成第一多晶硅層，由所述第一多晶硅層形成所述第一有源層，由所述第二非晶硅層圖形形成所述第二有源層，所述第一有源層的晶粒尺寸大于所述第二有源層的晶粒尺寸。

本發(fā)明實(shí)施例中還提供一種顯示基板的制作方法，所述顯示基板包括多個(gè)像素區(qū)域，所述制作方法包括：

在每一像素區(qū)域形成一半導(dǎo)體器件，所述制作方法采用如上所述的制作方法在每一像素區(qū)域形成所述半導(dǎo)體器件。

本發(fā)明實(shí)施例中還提供一種顯示基板，所述顯示基板包括多個(gè)像素區(qū)域，每一像素區(qū)域包括一半導(dǎo)體器件，所述半導(dǎo)體器件包括第一薄膜晶體管和第二薄膜晶體管，所述第一薄膜晶體管的第一有源層的晶粒尺寸大于所述第二薄膜晶體管的第二有源層的晶粒尺寸。

本發(fā)明實(shí)施例中還提供一種顯示裝置，包括如上所述的顯示基板。

本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下：

上述技術(shù)方案中，顯示基板的每一像素區(qū)域包括作為開關(guān)元件的第一薄膜晶體管和作為驅(qū)動(dòng)元件的第二薄膜晶體管，第一薄膜晶體管的第一有源層和第二薄膜晶體管的第二有源層由同一非晶硅層制得。并設(shè)置激光通過一遮擋層對(duì)非晶硅層進(jìn)行準(zhǔn)分子激光退火工藝，以使第一有源層的晶化程度大于第二有源層的晶化程度，減小第二薄膜晶體管的工作電流I_on，以更好地顯示不同的灰階，提高顯示質(zhì)量。同時(shí)，第一薄膜晶體管具有較大的工作電流I_on，保證第一薄膜晶體管的性能。另外，在滿足驅(qū)動(dòng)的前提下，還能夠?qū)⒌诙∧ぞw管的溝道長度做得更小，有利于實(shí)現(xiàn)高PPI。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1表示本發(fā)明實(shí)施例中半導(dǎo)體器件的制作方法流程圖；

圖2-圖5表示本發(fā)明實(shí)施例中半導(dǎo)體器件的制作過程示意圖一；

圖6和圖7表示本發(fā)明實(shí)施例中半導(dǎo)體器件的制作過程示意圖二；

圖8-圖10表示本發(fā)明實(shí)施例中半導(dǎo)體器件的制作過程示意圖三；

圖11表示準(zhǔn)分子激光退火工藝中激光能量和形成的多晶硅晶粒尺寸的關(guān)系示意圖。

具體實(shí)施方式

對(duì)于OLED顯示技術(shù)，每一像素區(qū)域包括開關(guān)薄膜晶體管和驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管，其中，開關(guān)薄膜晶體管和驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管的有源層由同一非晶硅層制得。為了更好地顯示不同灰階，需要減小驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管的開態(tài)電流I_on。

本發(fā)明通過減小驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管的遷移率的方式來減小I_on，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中通過增大溝道長度來減小的I_on方式，能夠獲得更小的溝道長度，有利于實(shí)現(xiàn)高PPI。

當(dāng)開關(guān)薄膜晶體管和驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管的有源層由同一非晶硅層制得時(shí)，可以通過減小驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管的有源層的晶化程度來獲得較小的遷移率。即，開關(guān)薄膜晶體管的有源層的晶粒尺寸大于驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管的有源層的晶粒尺寸。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，設(shè)置激光通過一遮擋層對(duì)所述非晶硅層進(jìn)行準(zhǔn)分子激光退火的工藝，所述遮擋層包括透光區(qū)域和不透光區(qū)域，所述透光區(qū)域與開關(guān)薄膜晶體管的有源層所在的區(qū)域位置對(duì)應(yīng)，所述不透光區(qū)域與驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管的有源層所在的區(qū)域位置對(duì)應(yīng)，以使開關(guān)薄膜晶體管的有源層的晶化程度大于驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管的有源層的晶化程度。

需要說明的是，非晶硅的晶化程度越高，其晶粒尺寸越大。

下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例一

本實(shí)施例中提供一種半導(dǎo)體器件的制作方法，所述半導(dǎo)體器件包括第一薄膜晶體管和第二薄膜晶體管。所述制作方法包括：

在一基底100上形成所述第一薄膜晶體管的第一有源層和第二薄膜晶體管的第二有源層。

結(jié)合圖2-圖5所示，形成所述第一薄膜晶體管的第一有源層和第二薄膜晶體管的第二有源層的步驟包括：

形成同層設(shè)置的第一非晶硅層圖形10和第二非晶硅層圖形11，第一非晶硅層圖形10位于第一薄膜晶體管所在的區(qū)域200內(nèi)，第二非晶硅層圖形11位于第二薄膜晶體管所在的區(qū)域300內(nèi)；

提供一遮擋層1，遮擋層1包括透光區(qū)域和不透光區(qū)域；

利用激光通過遮擋層1照射第一非晶硅層圖形10和第二非晶硅層圖形11，第一非晶硅層圖形10與所述透光區(qū)域的位置對(duì)應(yīng)，第二非晶硅層圖形11與所述不透光區(qū)域的位置對(duì)應(yīng)，第一非晶硅層圖形10被激光照射后發(fā)生結(jié)晶，形成第一多晶硅層2，由第一多晶硅層2形成所述第一有源層，由所述第二非晶硅層圖形11形成所述第二有源層3，且所述第一有源層的晶粒尺寸大于所述第二有源層的晶粒尺寸。

上述步驟中，第一薄膜晶體管的第一有源層和第二薄膜晶體管的第二有源層由同一非晶硅層制得。并設(shè)置激光通過一遮擋層對(duì)非晶硅層進(jìn)行準(zhǔn)分子激光退火工藝，以使第一有源層的晶化程度大于第二有源層的晶化程度，減小第二薄膜晶體管的工作電流I_on。同時(shí)，第一薄膜晶體管具有較大的工作電流I_on，保證第一薄膜晶體管的性能。

其中，第一有源層2的晶粒尺寸為280～320nm，第二有源層3的晶粒尺寸小于20nm，一般為10nm。

當(dāng)應(yīng)用于OLED顯示裝置上時(shí)，所述第一薄膜晶體管為像素區(qū)域的開關(guān)薄膜晶體管，以保證開關(guān)薄膜晶體管具有較大的工作電流I_on。所述第二薄膜晶體管為像素區(qū)域的驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管，以減小驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管的工作電流I_on，更好得顯示不同的灰階，提高顯示質(zhì)量。

本實(shí)施例中，參見圖2-圖4所示，利用激光通過遮擋層1照射第一非晶硅層圖形10和第二非晶硅層圖形11的步驟具體包括：

首先利用第一激光通過遮擋層1照射第一非晶硅層圖形10和第二非晶硅層圖形11，第一非晶硅層圖形10被激光照射后發(fā)生結(jié)晶，形成一過渡層12，結(jié)合圖2和圖3所示；

然后利用第二激光通過遮擋層1照射過渡層12和第二非晶硅層圖形11，過渡層12被激光照射后發(fā)生結(jié)晶，形成第一多晶硅層2，其中，第一多晶硅層2的晶粒尺寸大于過渡層11的晶粒尺寸，由第一多晶硅層2形成第一薄膜晶體管的第一有源層，由第二非晶硅層圖形11形成第二薄膜晶體管的第二有源層3，結(jié)合圖2-圖4所示。

上述步驟通過兩次準(zhǔn)分子激光退火工藝對(duì)非晶硅進(jìn)行晶化，從而減小每一準(zhǔn)分子激光退火工藝中的激光能量，有利于實(shí)現(xiàn)第二非晶硅層圖形11的微晶化，形成微晶硅層，具體由所述微晶硅層形成第二薄膜晶體管的第二有源層3，使第二薄膜晶體管具有較小的工作電流I_on，并提高晶化的均一性。同時(shí)，在兩次較小能量的激光作用下形成的第一多晶硅層的晶粒尺寸，相當(dāng)于一次較大能量的激光作用下形成的多晶硅層晶粒尺寸，能夠降低功耗。

其中，所述第一激光的能量為320～350mj/cm²，所述第二激光的能量為200～350mj/cm²。所述第一有源層的晶粒直徑為280～320nm，所述第二有源層的晶粒直徑小于20nm。

上述步驟中第一非晶硅層圖形10和第二非晶硅層圖形11的晶化過程如下：

參見圖2和圖3所示，在第一次準(zhǔn)分子激光退火工藝中，第一非晶硅層圖形10在第一激光的作用下，會(huì)形成50nm以上的晶粒(參見圖11所示)，形成過渡層12。而由于遮擋層1的不透光區(qū)域完全遮擋第一激光照射第二非晶硅層圖形11所在的區(qū)域，只能在熱傳導(dǎo)能量的作用下，實(shí)現(xiàn)微結(jié)晶，形成微晶硅層3，且由于熱傳導(dǎo)效率的原因，實(shí)際作用在第二非晶硅層圖形11的激光能量會(huì)小于300mj/cm2，因此，第一次準(zhǔn)分子激光退火工藝后，微晶硅層3的晶粒尺寸會(huì)小于20nm。

參見圖3和圖4所示，在第二次準(zhǔn)分子激光退火工藝中，由于在第一次準(zhǔn)分子激光退火工藝后，過渡層12已經(jīng)形成了一定大小的多晶硅結(jié)晶晶粒，因此，在第二激光的作用下，結(jié)晶晶粒尺寸會(huì)迅速由50nm增大至300nm左右，即，在兩次較低能量的激光作用下形成的多晶硅晶粒尺寸，相當(dāng)于一次400mj/cm2的較大能量的激光作用下獲得的多晶硅晶粒尺寸。而對(duì)于第二非晶硅層圖形，由于在第一次準(zhǔn)分子激光退火工藝后，僅形成了微晶硅晶粒(晶粒尺寸在10nm左右)，而微晶硅仍需要突破較大的能量勢(shì)壘才能形成多晶硅。由于遮擋層1的不透光區(qū)域完全遮擋第二激光照射微晶硅層3所在的區(qū)域，實(shí)際作用在微晶硅層3的激光能量還不足以使此處的微晶硅突破能量勢(shì)壘形成晶粒尺寸較大的多晶硅，微晶硅層3仍維持微結(jié)晶狀態(tài)，并由微晶硅層3形成第二有源層。因此，在兩次較小能量的激光作用下，第二薄膜晶體管的第二有源層3的微晶硅晶粒尺寸(20nm以下)遠(yuǎn)小于第一薄膜晶體管的第一有源層2的多晶硅晶粒尺寸(300nm)。

需要說明的是，第一激光、第二激光僅是為了說明兩種不同能量的激光，便于描述，不具有其它限定意義。

本發(fā)明通過遮擋層來阻擋激光照射第二非晶硅層圖形，以減小第二有源層的晶粒尺寸，從而減小第二薄膜晶體管的遷移率，獲得較小的工作電流Ion。

在一個(gè)具體的實(shí)施方式中，結(jié)合圖6和圖7所示，提供一遮擋層1的步驟包括：

提供一基底；

在所述基底上形成不透光膜層，對(duì)所述不透光膜層進(jìn)行構(gòu)圖工藝，形成所述遮擋層。

該實(shí)施方式中，所述遮擋層單獨(dú)制作在一基底上，形成獨(dú)立的遮擋板，能夠重復(fù)使用，降低成本。

在另一個(gè)具體的實(shí)施方式中，結(jié)合圖3和圖4所示，提供一遮擋層1的步驟包括：

形成覆蓋第一非晶硅層圖形10和第二非晶硅層圖形11的不透光膜層；

對(duì)所述不透光膜層進(jìn)行構(gòu)圖工藝，形成所述遮擋層；

在利用激光通過所述遮擋層照射所述第一非晶硅層圖形和第二非晶硅層圖形的步驟之后，所述制作方法還包括：

去除所述遮擋層。

該實(shí)施方式中，通過成膜工藝和構(gòu)圖工藝，形成位于所述第二非晶硅層圖形所在區(qū)域的遮擋層，具有對(duì)位精確的優(yōu)點(diǎn)。并在準(zhǔn)分子激光退火工藝后，去除所述遮擋層。

上述兩個(gè)具體的實(shí)施方式中，通過不透光膜層形成遮擋層的不透光區(qū)域。所述不透光膜層可以由金屬鉻等透光率小于設(shè)定值(例如：小于5％)，基本不透光的材料制得，也可以由金屬銀等能夠反射光線的材料制得，所述反射材料的透光率也小于所述設(shè)定值。

在實(shí)際應(yīng)用過程中，結(jié)合圖5、圖8-圖10所示，還可以在形成用于制作第一有源層和第二有源層的非晶硅層102之后，先利用遮擋層1對(duì)非晶硅層102進(jìn)行準(zhǔn)分子激光退火工藝，使非晶硅層102對(duì)應(yīng)遮擋層1的不透光區(qū)域的第一部分形成第二薄膜晶體管的有源層3，而對(duì)應(yīng)遮擋層1的透光區(qū)域的第二部分形成多晶硅層103，多晶硅層103包括用于形成第一有源層的第一多晶硅層，如圖10所示；然后通過構(gòu)圖工藝，形成第一多晶硅層2的圖形和第二有源層3的圖形，由第一多晶硅層2形成第一薄膜晶體管的第一有源層，結(jié)合圖5和圖10所示。其中，對(duì)非晶硅層102也可以進(jìn)行兩次準(zhǔn)分子激光退火工藝，具體過程與上面類似，在此不再詳述。

在制作非晶硅層102之前，還可以先形成一緩沖層101，防止基底100中的氫離子影響有源層的半導(dǎo)體性能。

本實(shí)施例中還提供一種顯示基板的制作方法，所述顯示基板包括多個(gè)像素區(qū)域，所述制作方法包括：

在每一像素區(qū)域形成一半導(dǎo)體器件，并采用上述的制作方法在每一像素區(qū)域形成所述半導(dǎo)體器件。

通過上述步驟在每一像素區(qū)域形成的半導(dǎo)體器件，包括第一薄膜晶體管和第二薄膜晶體管，其中，第一薄膜晶體管具體可以作為開關(guān)薄膜晶體管，具有較大的工作電流，提高薄膜晶體管的性能。第二薄膜晶體管具體可以作為驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管，具有較小的工作電流，以更好地顯示不同的灰階，提高顯示質(zhì)量。另外，在滿足驅(qū)動(dòng)的前提下，還能夠?qū)⒌诙∧ぞw管的溝道長度做得更小，有利于實(shí)現(xiàn)高PPI。

對(duì)于OLED顯示裝置，所述制作方法還包括：

在每一像素區(qū)域形成有機(jī)發(fā)光二極管；

形成多條柵線和多條數(shù)據(jù)線，所述柵線和數(shù)據(jù)線交叉分布，限定所述多個(gè)像素區(qū)域，所述第一薄膜晶體管的第一柵電極與柵線連接，第一源電極與數(shù)據(jù)線連接，第一漏電極與所述第二薄膜晶體管的第二柵電極連接；所述第二薄膜晶體管的第二漏電極與所述有機(jī)發(fā)光二極管的其中一個(gè)電極連接。

上述步驟制得的顯示基板，應(yīng)用于OLED顯示裝置，第一薄膜晶體管作為每一像素區(qū)域的開關(guān)薄膜晶體管，第二薄膜晶體管作為每一像素區(qū)域的驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管，能夠更好地顯示不同的灰階，提高顯示質(zhì)量，同時(shí)還能保證開關(guān)薄膜晶體管的性能。

實(shí)施例二

本實(shí)施例中提供一種顯示基板，所述顯示基板包括多個(gè)像素區(qū)域，每一像素區(qū)域包括一半導(dǎo)體器件，所述半導(dǎo)體器件包括第一薄膜晶體管和第二薄膜晶體管，所述第一薄膜晶體管的第一有源層的晶粒尺寸大于所述第二薄膜晶體管的第二有源層的晶粒尺寸。

上述技術(shù)方案中，每一像素區(qū)域包括半導(dǎo)體器件，所述半導(dǎo)體器件包括第一薄膜晶體管和第二薄膜晶體管，第一薄膜晶體管具體可以作為開關(guān)薄膜晶體管，具有較大的工作電流，提高薄膜晶體管的性能。第二薄膜晶體管具體可以為驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管，具有較小的工作電流，以更好地顯示不同的灰階，提高顯示質(zhì)量。

對(duì)于OLED顯示裝置，每一像素區(qū)域還包括有機(jī)發(fā)光二極管；

所述顯示基板還包括多條柵線和多條數(shù)據(jù)線，所述柵線和數(shù)據(jù)線交叉分布，限定所述多個(gè)像素區(qū)域；所述第一薄膜晶體管的第一柵電極與柵線連接，第一源電極與數(shù)據(jù)線連接，第一漏電極與所述第二薄膜晶體管的第二柵電極連接；所述第二薄膜晶體管的第二漏電極與所述有機(jī)發(fā)光二極管的其中一個(gè)電極連接。

上述顯示基板中，第一薄膜晶體管作為每一像素區(qū)域的開關(guān)薄膜晶體管，第二薄膜晶體管作為每一像素區(qū)域的驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管，能夠更好地顯示不同的灰階，提高顯示質(zhì)量，同時(shí)還能保證開關(guān)薄膜晶體管的性能。

本實(shí)施例中還一種顯示裝置，包括如上所述的顯示基板，用以減小驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管的工作電流，在滿足驅(qū)動(dòng)的前提下，還能夠?qū)Ⅱ?qū)動(dòng)薄膜晶體管的溝道長度做得更小，有利于實(shí)現(xiàn)高PPI。并保證開關(guān)薄膜晶體管具有足夠大的工作電流，滿足顯示需求。

所述顯示裝置可以為OLED顯示裝置，也可以為液晶顯示裝置。

所述第一薄膜晶體管并不局限于作為像素區(qū)域的開關(guān)薄膜晶體管，所述第二薄膜晶體管也并不局限于作為像素區(qū)域的驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管。例如：還可以在驅(qū)動(dòng)電路中根據(jù)需求采用上述半導(dǎo)體器件，使得其中一個(gè)薄膜晶體管具有較小的工作電流，而另一薄膜晶體管具有較大的工作電流。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和替換，這些改進(jìn)和替換也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。