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顯示裝置的薄膜晶體管基板及其制造方法

文檔序號:6869713閱讀:124來源:國知局
專利名稱:顯示裝置的薄膜晶體管基板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種顯示裝置的薄膜晶體管基板及其制造方法。
背景技術(shù)
由于液晶顯示裝置(LCD)比陰極射線管(CRT)更薄、更輕且功耗更小,LCD已經(jīng)通常被用于平板顯示器。LCD通常包括其上形成有公共電極和濾色器的上基板、其上形成有像素電極和薄膜晶體管(TFT)的下基板、以及注入在上和下基板之間的液晶。
驅(qū)動電路驅(qū)動相應(yīng)于每個像素的TFT,由此導(dǎo)致液晶分子改變它們的取向。液晶分子的取向的如此改變控制了從背光傳輸?shù)綖V色器的光量。
TFT包括柵電極、源電極、漏電極和形成溝道區(qū)的半導(dǎo)體層。非晶硅或多晶硅被用于半導(dǎo)體層,且非晶硅具有低的關(guān)閉電流。然而,非晶硅的缺點在于當(dāng)其被光照射時產(chǎn)生泄漏電流。泄漏電流妨礙了存儲電容器保持需要的電勢,由此產(chǎn)生閃爍或余像。
為了防止非晶硅暴露于背光的光,引入了全部島狀的結(jié)構(gòu),其被設(shè)計為在柵電極區(qū)域內(nèi)形成非晶硅(即,僅在與柵電極重疊的區(qū)域中形成)。然而,因為開口率隨著柵電極的尺寸變大而減小,這樣的結(jié)構(gòu)不利地具有低開口率,而且因為RC延遲隨著數(shù)據(jù)布線和柵電極重疊的面積變大而增加,這樣的結(jié)構(gòu)還導(dǎo)致RC延遲增加。

發(fā)明內(nèi)容
因此,本發(fā)明的一個方面是提供一種用于顯示裝置的TFT基板和制造其的方法,所述TFT基板具有高開口率且引起較少的余像。
本發(fā)明的前述和/或其它方面還通過提供一種用于顯示裝置的TFT基板來獲得,所述TFT基板包括包括柵電極的柵極布線;數(shù)據(jù)布線,包括數(shù)據(jù)線、連接到數(shù)據(jù)線的源電極和連接到像素電極的漏電極;以及半導(dǎo)體層,設(shè)置于柵極布線和數(shù)據(jù)布線之間,其中漏電極下的半導(dǎo)體層設(shè)置于柵電極的區(qū)域內(nèi),且源電極下的半導(dǎo)體層從柵電極向外延伸。
根據(jù)本發(fā)明的實施例,半導(dǎo)體層包括非晶硅。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例,TFT基板還包括歐姆接觸層,設(shè)置于半導(dǎo)體層和數(shù)據(jù)布線之間且包括與半導(dǎo)體層相同的圖案。
本發(fā)明的前述和/或其它方面還通過提供一種用于顯示裝置的TFT基板來獲得,所述TFT基板包括包括柵電極的柵極布線;數(shù)據(jù)布線,包括數(shù)據(jù)線、連接到數(shù)據(jù)線的源電極和連接到像素電極的漏電極;以及半導(dǎo)體層,設(shè)置于柵線和數(shù)據(jù)線之間且形成源電極和漏電極之間的溝道區(qū),其中與漏電極重疊的半導(dǎo)體層設(shè)置于柵電極的區(qū)域內(nèi),且與源電極重疊的半導(dǎo)體層從柵電極向外延伸。
本發(fā)明的前述和/或其它方面還通過提供一種用于顯示裝置的TFT基板的制造方法來獲得,所述方法包括通過沉積并構(gòu)圖柵極布線材料來形成包括柵電極的柵極布線;在柵極布線上形成與柵電極部分重疊的半導(dǎo)體層;以及通過沉積并構(gòu)圖數(shù)據(jù)布線材料來形成源電極和漏電極,源電極下的半導(dǎo)體層從柵電極向外延伸且漏電極下的半導(dǎo)體層設(shè)置于柵電極的區(qū)域內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的實施例,在前述的實施例中,部分的源電極可以從柵電極向外延伸(即,進(jìn)入未與柵電極重疊的區(qū)域)。


結(jié)合附圖,從示范性實施例的以下描述,本發(fā)明的以上和/或其它方面和優(yōu)點將變得明顯易懂,在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的TFT基板的布局圖;圖2是沿圖1的II-II線所截取的截面圖;圖3是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的柵極布線和半導(dǎo)體層的布局圖;圖4是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的半導(dǎo)體層和數(shù)據(jù)布線的布局圖;圖5是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的柵極布線和數(shù)據(jù)布線的布局圖;圖6A到8B是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的TFT基板的制造工藝的圖;圖9是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的TFT基板的布局圖;圖10是沿圖9的X-X線所截取的截面圖;圖11是根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的TFT基板的布局圖;圖12是沿圖11的XII-XII線所截取的截面圖。
具體實施例方式
現(xiàn)將詳細(xì)參考本發(fā)明的示范性實施例,在附圖中示出了其示例,其中通篇相似的參考標(biāo)號指示相似的元件。為了解釋本發(fā)明,通過參考附圖來在以下描述實施例。
將在以下參考圖1到5描述根據(jù)第一實施例的TFT基板1。
現(xiàn)參考圖1到4,柵極布線21和22形成于絕緣基板11上。柵極布線21和22包括沿橫向方向延伸的柵線21和連接?xùn)啪€21的柵電極22。
柵極絕緣層31由例如氮化硅(SiNx)制成且形成于絕緣基板11上且覆蓋柵極布線21和22。
半導(dǎo)體層32由例如非晶硅形制成且形成于柵電極22的柵極絕緣層31上。歐姆接觸層由例如硅化物和用n型雜質(zhì)重?fù)诫s的n+氫化非晶硅制成且形成于半導(dǎo)體層32上。
數(shù)據(jù)布線41、42和43形成于歐姆接觸層33和柵極絕緣層31上。在一個示例中,數(shù)據(jù)布線41、42和43可以具有Mo單層結(jié)構(gòu)或Mo/Al/Mo三層結(jié)構(gòu)。
數(shù)據(jù)布線41、42和43設(shè)置于縱向方向。數(shù)據(jù)布線41、42和43包括與柵線21相交且界定像素的數(shù)據(jù)線41,從延伸到歐姆接觸層33的上部分的數(shù)據(jù)線41分出的源電極42,和與源電極42分離且設(shè)置于與源電極42相對的歐姆接觸層33的上部分上的漏電極43。在一個示例中,源電極42具有U形狀。
鈍化層51形成于數(shù)據(jù)布線41、42和43以及未被數(shù)據(jù)布線41、42和43覆蓋的半導(dǎo)體層32上。鈍化層51優(yōu)選地由通過等離子體增強化學(xué)氣相沉積(PECVD)工藝沉積的氮化硅(SiNx)、a-Si:C:O或a-Si:O:F制成,和/或由含丙稀的有機絕緣材料制成。通過PECVD工藝沉積的a-Si:C:O層和a-Si:O:F層均具有低介電常數(shù),在一個實施例中,其低于4。因此,這樣的層即使厚度薄也具有小的寄生電容。而且,這樣的層與其它層比較具有好的粘結(jié)性能以及高臺階覆蓋率。另外,因為這樣的層由無機材料制成,它們比有機絕緣層具有更高的熱穩(wěn)定性。
鈍化層51具有暴露漏電極43的接觸孔71。像素電極61形成于鈍化層51上且通過接觸孔61電連接到漏電極43,且設(shè)置于像素區(qū)中。像素電極61由透明導(dǎo)電材料制成,比如氧化銦錫(ITO)或氧化銦鋅(IZO)。這里,像素電極61與柵線21重疊,由此組成存儲電容器??梢詫⒋鎯﹄娙莶季€加到設(shè)置有柵極布線21和22的同一層中以增加存儲電容。
在以下進(jìn)一步描述TFT基板1中柵極布線21和22、半導(dǎo)體層32以及數(shù)據(jù)布線41、42和43的布局。
參考圖3,首先描述柵極布線21和22以及半導(dǎo)體層32的布局。半導(dǎo)體層32的較大部分與柵電極22重疊,但是半導(dǎo)體層32的某些部分A和B沒有與柵電極22重疊。在這樣的結(jié)構(gòu)中,柵電極22的尺寸可以比較小,因為柵電極22不需覆蓋整個半導(dǎo)體層32。漏電極43形成于半導(dǎo)體層32與柵電極22完全重疊的區(qū)域上,且源電極42形成于半導(dǎo)體層32從柵電極22向外延伸(見例如圖2)到不與柵電極22重疊的區(qū)域中的區(qū)域上。
參考圖4,將描述半導(dǎo)體層32和數(shù)據(jù)布線41、42和43的布局。整個源電極42與半導(dǎo)體層32重疊,但是漏電極43的僅一部分與半導(dǎo)體層32重疊。半導(dǎo)體層32的某些部分C和D沒有用數(shù)據(jù)布線41、42和43覆蓋,且這樣的部分的某些也沒有用柵極布線21和22覆蓋。沒有被柵極布線21和22和數(shù)據(jù)布線41、42和43覆蓋的區(qū)域E和F(圖1)被暴露于從背光發(fā)射的光。
參考圖5,將描述柵極布線21和22以及數(shù)據(jù)布線41、42和43的布局。數(shù)據(jù)電極43的一部分與柵電極22重疊,且源電極42的部分G不與柵電極22重疊。
這樣的TFT基板具有以下的優(yōu)點。
首先,因為形成于源電極42下的半導(dǎo)體層32沒有完全被柵電極22覆蓋,柵電極22的尺寸可以比前述的在完全島結(jié)構(gòu)中可能的尺寸更小。因此,柵電極22的尺寸小于完全島結(jié)構(gòu)中的尺寸,且由此開口率較高。
第二,布線之間的RC延遲被降低。如圖5所示,源電極42的部分G從柵電極22向外延伸。于是,源電極42和柵電極22重疊的面積減小,由此減小了RC延遲。
第三,由漏電流導(dǎo)致的余像較少發(fā)生。形成于漏電極43下的半導(dǎo)體層32完全被柵電極22覆蓋(參考圖2中的H),從而沒有產(chǎn)生從漏電極43到源電極42的漏電流。另一方面,沒有被柵電極22或源電極42覆蓋的區(qū)域E和F被暴露于從背光發(fā)射的光。因此,產(chǎn)生了從源電極42到漏電極43的漏電流,因為空穴電流最初從暴露于來自背光的光的半導(dǎo)體層42的區(qū)域E和F產(chǎn)生。然而,從源電極42到漏電極43的漏電流不引起余像,因為余像是由從漏電極43到源電極42的漏電流導(dǎo)致的。
以上的實施例可以以各種方法修改。例如,半導(dǎo)體層32的區(qū)域E可以與柵線21或數(shù)據(jù)線41重疊,從而區(qū)域E不暴露于從背光發(fā)射的光。
現(xiàn)參考圖6A到8B,將描述根據(jù)第一實施例的TFT的制造工藝。圖6B、圖7B和圖8B是圖6A、圖7A和圖8A分別沿線VIB-VIB、VIIB-VIIB和VIIIB-VIIIB的截面圖。
首先,如圖6A和6B所示,通過沉積柵極布線材料且然后通過使用掩模的光刻來構(gòu)圖柵極布線材料,在絕緣基板11上形成包括柵線21和柵電極22的柵極布線21和22。柵電極22形成得小于完全島結(jié)構(gòu),由此提高開口率。
接下來,如圖7A和7B所示,依次沉積由氮化硅制成的層31、由非晶硅制成的層32以及由非晶硅制成的層33。然后,如圖8A和8B所示,通過層32和層33的光刻在柵電極22上方的柵極絕緣層31上形成半導(dǎo)體層32和歐姆接觸層31。其上將形成漏電極43的半導(dǎo)體層32的一部分形成于柵電極22的區(qū)域內(nèi)。其上將形成源電極42的半導(dǎo)體層32的另一部分從柵電極22向外延伸。因此,半導(dǎo)體層32部分地覆蓋柵電極22。
其后,如圖8A和8B進(jìn)一步所示,通過沉積數(shù)據(jù)布線材料且然后通過使用掩模的光刻來構(gòu)圖數(shù)據(jù)布線材料,從而形成數(shù)據(jù)布線41、42和43。數(shù)據(jù)布線41、42和43包括與柵線21相交的數(shù)據(jù)線41,連接到數(shù)據(jù)線41且在柵電極22上方延伸的源電極42,以及與源電極42分開并相對的漏電極43。隨后,將沒有由數(shù)據(jù)布線41、42和43覆蓋的摻雜的非晶硅層33蝕刻,由此將摻雜的非晶硅層33分為兩部分且暴露在兩個分開的摻雜的多晶硅層33之間的半導(dǎo)體層32。然后,優(yōu)選地在暴露的半導(dǎo)體層32上進(jìn)行氧等離子體處理以穩(wěn)定所暴露的表面。
在一個示例中,數(shù)據(jù)布線41、42和43可以具有Mo單層結(jié)構(gòu)或Mo/Al/Mo三層結(jié)構(gòu)。
源電極42具有U形狀,且源電極42的某些部分不與柵電極重疊。漏電極43部分地與柵電極22重疊,且漏電極43下的半導(dǎo)體層32設(shè)置于柵電極22的區(qū)域內(nèi)。
之后,如圖1和2所示,通過使用化學(xué)氣相沉積(CVD)工藝來生長氮化硅、a-Si:C:O、或a-Si:O:F或者涂布有機絕緣層來形成鈍化層51。接下來,通過光刻工藝來形成暴露漏電極33的接觸孔71。
最后,沉積ITO或IZO層且然后通過光刻來構(gòu)圖ITO或IZO層來形成通過接觸孔71連接到漏電極33的像素電極61,由此完成TFT基板1。
在以下將參考圖9和10描述根據(jù)第二實施例的TFT基板。
與第一實施例不同,整個源電極42與柵電極22重疊。與第一實施例相似,在漏電極43下的整個半導(dǎo)體層32與柵電極22重疊,且在源電極42下的半導(dǎo)體層32從柵電極22向外延伸。
根據(jù)第二實施例,源電極42和柵電極22重疊的區(qū)域變大,由此增加了RC延遲。然而,柵電極22的尺寸比完全島結(jié)構(gòu)中的尺寸變小,由此提高了開口率。而且,沒有產(chǎn)生從漏電極43到源電極42方向的漏電流,由此減少了余像。
在以下將參考圖11和12描述根據(jù)第三實施例的TFT基板。
與第一實施例不同,溝道區(qū)具有直線形狀。與第一實施例相似,在漏電極43下的整個半導(dǎo)體層32與柵電極22重疊,且在源電極42下的半導(dǎo)體層32從柵電極22向外延伸。
根據(jù)第三實施例,柵電極22的尺寸比完全島結(jié)構(gòu)中的尺寸變小,由此提高了開口率。而且,沒有產(chǎn)生從漏電極43到源電極42方向的漏電流,由此減少了余像。
根據(jù)本發(fā)明的實施例的TFT和TFT基板可以不僅用于LCD中而且用于有機發(fā)光二極管(OLED)中。
這里,OLED使用了當(dāng)其接收電信號時通過自身發(fā)光的有機材料。具有層結(jié)構(gòu)的如此的OLED包括陰極層(像素電極)、空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層、電子注入層和陽極層(相對電極)。根據(jù)本發(fā)明的實施例,TFT基板的漏極接觸部分與陰極層電連接,由此傳輸數(shù)據(jù)信號。另一方面,TFT基板的漏極接觸部分與陽極層電連接。
雖然已經(jīng)顯示和描述了本發(fā)明的一些實施例,本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解在不脫離由權(quán)利要求和其等同物所界定的本發(fā)明的原則和精神的范圍的情況下,可以在這些實施例中作出各種改變。
本申請要求于2005年2月11日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請No.2005-0011575的權(quán)益,其全部內(nèi)容引入于此作為參考。
權(quán)利要求
1.一種用于顯示裝置的薄膜晶體管基板,包括柵極布線,包括柵電極;數(shù)據(jù)布線,包括數(shù)據(jù)線、連接到所述數(shù)據(jù)線的源電極和連接到像素電極的漏電極;以及半導(dǎo)體層,設(shè)置于所述柵極布線和數(shù)據(jù)布線之間,其中所述漏電極下的半導(dǎo)體層設(shè)置于與所述柵電極重疊的區(qū)域內(nèi),且所述源電極下的半導(dǎo)體層從柵電極向外延伸到未與所述柵電極重疊的區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管基板,其中所述半導(dǎo)體層包括非晶硅。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管基板,還包括歐姆接觸層,設(shè)置于所述半導(dǎo)體層和數(shù)據(jù)布線之間且具有與所述半導(dǎo)體層相同的圖案。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管基板,其中所述源電極的一部分從所述柵電極向外延伸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管基板,其中所述源電極不從所述柵電極向外延伸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管基板,其中所述漏電極的一部分從所述柵電極向外延伸。
7.一種用于顯示裝置的薄膜晶體管基板,包括柵極布線,包括柵電極;數(shù)據(jù)布線,包括數(shù)據(jù)線;連接到所述數(shù)據(jù)線的源電極和連接到像素電極的漏電極;以及半導(dǎo)體層,設(shè)置于所述柵極布線和數(shù)據(jù)布線之間且形成所述源電極和漏電極之間的溝道區(qū),其中與所述漏電極重疊的半導(dǎo)體層設(shè)置于與所述柵電極重疊的區(qū)域內(nèi),且與所述源電極重疊的半導(dǎo)體層向外延伸到未與所述柵電極重疊的區(qū)域。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的薄膜晶體管基板,其中所述源電極的一部分從所述柵電極向外延伸。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的薄膜晶體管基板,其中所述半導(dǎo)體層包括非晶硅。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的薄膜晶體管基板,還包括歐姆接觸層,設(shè)置于所述半導(dǎo)體層和數(shù)據(jù)布線之間且具有與所述半導(dǎo)體層相同的圖案。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的薄膜晶體管基板,其中所述源電極不從所述柵電極向外延伸。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的薄膜晶體管基板,其中所述漏電極的一部分從所述柵電極向外延伸。
13.一種用于顯示裝置的TFT基板的制造方法,包括形成包括柵電極的柵極布線;在所述柵極布線上形成部分與所述柵電極重疊的半導(dǎo)體層;以及在所述半導(dǎo)體層的上方形成源電極和漏電極,所述源電極下的半導(dǎo)體層向外延伸到未與所述柵電極重疊的區(qū)域,且所述漏電極下的半導(dǎo)體層設(shè)置于與所述柵電極重疊的區(qū)域內(nèi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的制造方法,其中所述源電極的一部分從所述柵電極向外延伸。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的制造方法,其中所述半導(dǎo)體層包括非晶硅。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的制造方法,還包括形成歐姆接觸層,所述歐姆接觸層設(shè)置于所述半導(dǎo)體層和數(shù)據(jù)布線之間且具有與所述半導(dǎo)體層相同的圖案。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的制造方法,其中所述源電極不從所述柵電極向外延伸。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的制造方法,其中所述漏電極的一部分從所述柵電極向外延伸。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于顯示裝置的薄膜晶體管基板及其制造方法。所述薄膜晶體管基板包括柵極布線,包括柵電極;數(shù)據(jù)布線,包括數(shù)據(jù)線、連接到所述數(shù)據(jù)線的源電極和連接到像素電極的漏電極;以及半導(dǎo)體層,設(shè)置于所述柵極布線和數(shù)據(jù)布線之間,其中所述漏電極下的半導(dǎo)體層設(shè)置于與所述柵電極重疊的區(qū)域內(nèi),且所述源電極下的半導(dǎo)體層從柵電極向外延伸到未與所述柵電極重疊的區(qū)域。有利地,本公開提供了一種具有高開口率和導(dǎo)致少余像的用于顯示裝置的薄膜晶體管基板及其制造方法。
文檔編號H01L21/82GK1828909SQ20061000423
公開日2006年9月6日 申請日期2006年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月11日
發(fā)明者羅柄善, 郭相基, 金東奎, 李敬弼 申請人:三星電子株式會社
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