專利名稱：一種單柵極雙薄膜晶體管及其器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體及光電顯示器件制造領(lǐng)域，特別涉及一種單柵極雙薄膜晶體管及其器件。
背景技術(shù)：
氫化非晶硅a_Si:H薄膜晶體管目前普遍運(yùn)用于液晶顯示器的制造過(guò)程中，作為液晶顯示像素驅(qū)動(dòng)的開(kāi)關(guān)器件，它具有容易制備，均一性好，成本較低等優(yōu)點(diǎn)。由于a_Si:H 薄膜晶體管的小電流及其可控特性，使得其在對(duì)于電流和速度要求不高的某些領(lǐng)域中具有重大的應(yīng)用價(jià)值；例如在大面積顯示中，需要許多晶體管來(lái)控制發(fā)光管陣列，a_Si:H薄膜晶體管就能夠很好地發(fā)揮作用。但是a_Si:H薄膜晶體管同時(shí)也存在一些明顯的缺陷，其中最重要的問(wèn)題就是閾值電壓的亞穩(wěn)特性，比如隨著使用時(shí)間的增加，在較長(zhǎng)時(shí)間施加?xùn)牌珘阂院?，其閾值電壓以及亞閾效率都將要發(fā)生漂移，a_Si:H薄膜晶體管的性能會(huì)發(fā)生劣化，導(dǎo)致TFT的電學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定。由于閾值電壓漂移，必然引起驅(qū)動(dòng)電流的漂移，而又因?yàn)镺LED是一種電流驅(qū)動(dòng)的發(fā)光器件，驅(qū)動(dòng)電流的漂移使得a-Si H薄膜晶體管對(duì)OLED的驅(qū)動(dòng)性能很差，極易出現(xiàn)顯示異常的情況。此外，如果閾值電壓在面內(nèi)漂移不均，也可能造成液晶顯示不均的問(wèn)題。如何提高薄膜晶體管的性能，特別是改善其性能衰退的性質(zhì)，成為當(dāng)前液晶顯示器制造的關(guān)鍵問(wèn)題。目前出現(xiàn)了一些技術(shù)，其中最有效的就是LTPS(Low Temperature Poly-silicon，低溫多晶硅)技術(shù)，具體方法是利用多晶硅形成有源層，可以有效地穩(wěn)定閾值電壓。但是LTPS技術(shù)成本較高，而且所成薄膜的均一性也不盡人意，器件關(guān)態(tài)漏電流較大易于擊穿，同時(shí)低溫大面積制備難度較高，工藝復(fù)雜，這些均制約了 LTPS技術(shù)的應(yīng)用。 就目前的發(fā)展?fàn)顩r而言，LTPS技術(shù)還有待進(jìn)一步改進(jìn)，應(yīng)用尚不廣泛?？偠灾蔷Ч杈哂谐杀镜土痛竺娣e制造等優(yōu)點(diǎn)，因此可用來(lái)制作顯示或成像器件中起選址作用的像素矩陣，以及制作與選址矩陣同時(shí)制作在玻璃襯底的顯示驅(qū)動(dòng)電路，仍然是當(dāng)前的實(shí)際生產(chǎn)中使用最多的薄膜晶體管技術(shù)。但是它的載流子遷移率低和穩(wěn)定性差，因此在要求高器件密度的場(chǎng)合受到一定的限制。

實(shí)用新型內(nèi)容(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有a_Si:H薄膜的性能問(wèn)題，通過(guò)改進(jìn)薄膜晶體管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)改善薄膜晶體管的性質(zhì)，可以得到性能較好，成本較低的產(chǎn)品。( 二 )技術(shù)方案為此解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型具體采用如下方案進(jìn)行首先，本實(shí)用新型提供一種單柵極雙薄膜晶體管，所述晶體管包括兩個(gè)薄膜晶體管，所述兩個(gè)薄膜晶體管在空間上垂直分布，共用一個(gè)柵極，所述兩個(gè)薄膜晶體管分別位于所述柵極的上、下面。
3[0012]優(yōu)選地，所述單柵極雙薄膜晶體管由基板1、第一有源層2、第一歐姆接觸層4、第一柵極絕緣層3、柵極層5、第二柵極絕緣層6、第二有源層7、第二歐姆接觸層8、源漏極層 9、保護(hù)層10依次構(gòu)成。優(yōu)選地，所述源漏極層9與第一歐姆接觸層4形成接觸，所述第一有源層2、所述第一歐姆接觸層4、所述第一柵極絕緣層3、所述柵極層5和所述源漏極層9構(gòu)成第一薄膜晶體管；所述柵極層5、所述第二柵極絕緣層6、所述第二有源層7、所述第二歐姆接觸層8和所述源漏極層9構(gòu)成第二薄膜晶體管。優(yōu)選地，所述第一有源層2和所述第二有源層7采用非晶硅、多晶硅、晶體硅、微晶硅、氧化物半導(dǎo)體材料、和/或有機(jī)半導(dǎo)體材料構(gòu)成本征、η型摻雜或ρ型摻雜半導(dǎo)體。優(yōu)選地，所述第一柵極絕緣層3、所述第二柵極絕緣層6和所述保護(hù)層10采用無(wú)機(jī)絕緣材料和/或有機(jī)絕緣材料中的至少一種構(gòu)成。優(yōu)選地，所述柵極層5和所述源漏極層9采用金屬、多晶硅或?qū)щ姳∧ぶ械闹辽僖环N構(gòu)成。優(yōu)選地，所述第一歐姆接觸層4和所述第二歐姆接觸層8采用非晶硅、多晶硅、晶體硅、微晶硅、氧化物半導(dǎo)體材料、和/或有機(jī)半導(dǎo)體材料構(gòu)成η型摻雜或ρ型摻雜半導(dǎo)體。優(yōu)選地，所述基板1由玻璃、塑料、硅片或陶瓷構(gòu)成。更進(jìn)一步地，本實(shí)用新型還提供一種采用上述單柵極雙薄膜晶體管制作的液晶顯示面板，所述液晶顯示面板采用所述單柵極雙薄膜晶體管作為液晶盒支撐物。(三)有益效果本實(shí)用新型采用并聯(lián)的兩個(gè)薄膜晶體管作為開(kāi)關(guān)器件，通過(guò)在垂直方向上制作的兩個(gè)薄膜晶體管，具有更好的穩(wěn)定性，可以得到比現(xiàn)有技術(shù)更高的開(kāi)關(guān)態(tài)電流比值，更有利于實(shí)現(xiàn)更大的灰階電壓。

圖1為本實(shí)用新型所提供的單柵極雙薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型所提供的單柵極雙薄膜晶體管的等效電路圖；圖3為本實(shí)用新型所提供的薄膜晶體管用作液晶盒支撐物示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。首先，參見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型中的單柵極雙薄膜晶體管，依次由基板1、第一有源層 2、第一歐姆接觸層4、第一柵極絕緣層3、柵極層5、第二柵極絕緣層6、第二有源層7、第二歐姆接觸層8、源漏極層9、保護(hù)層10逐層疊加構(gòu)成。其中，通過(guò)刻蝕使源漏極層9與第一歐姆接觸層4形成接觸，第一有源層2、第一歐姆接觸層4、第一柵極絕緣層3、柵極層5和源漏極層9等效構(gòu)成第一薄膜晶體管，主體位于柵極層5下方；柵極層5、第二柵極絕緣層6、 第二有源層7、第二歐姆接觸層8和源漏極層9等效構(gòu)成第二薄膜晶體管，主體位于柵極層
45上方。上述兩個(gè)薄膜晶體管共用一個(gè)柵極層5，在源漏極層9中二者的源極等效為并聯(lián)形式和二者的漏極也等效為并聯(lián)形式。所述基板1材料為玻璃、塑料、硅片和陶瓷的任一種。所述第一有源層2和第二有源層7采用的材料為非晶硅、多晶硅、微晶硅、氧化物半導(dǎo)體材料和有機(jī)半導(dǎo)體材料中的任一種，由此構(gòu)成本征半導(dǎo)體、η型摻雜半導(dǎo)體或ρ型摻雜半導(dǎo)體。所述第一柵極絕緣層3、所述第二柵極絕緣層6和所述保護(hù)層10所用材料為有機(jī)絕緣材料和/或無(wú)機(jī)絕緣材料(如氮化物、氧化物、氮氧化物等)，可以為其中一種，也可以為兩種或兩種以上的組合。所述柵極層5和所述源漏極層9所用材料為金屬、多晶硅或?qū)щ姳∧ぶ械囊环N或幾種組合。所述第一歐姆接觸層4和所述第二歐姆接觸層8所用材料為摻雜的半導(dǎo)體材料， 為非晶硅、多晶硅、微晶硅、氧化物半導(dǎo)體材料、有機(jī)半導(dǎo)體材料中的一種，摻雜可以是η型摻雜也可以是P型摻雜。圖2是本實(shí)用新型中的單柵極雙薄膜晶體管的等效電路圖，其中12是柵極，13是源極，14是漏極，可以看出，在等效電路圖中，本實(shí)用新型的單柵極雙薄膜晶體管中的兩個(gè)薄膜晶體管的源、漏極并聯(lián)，共用一個(gè)柵極，所述兩個(gè)薄膜晶體管分別設(shè)置于所述柵極的上下面。具體地，本實(shí)用新型中的單柵極雙薄膜晶體管的各結(jié)構(gòu)層可采取下述步驟按照結(jié)構(gòu)層次序逐層制備①選用合適的基板襯底，對(duì)基板進(jìn)行清洗；②在基板表面制備第一有源層2及其圖形；③沉積一層?xùn)艠O絕緣膜形成第一柵極絕緣層3 ；④在絕緣膜上面制備柵電極形成柵極層5，并形成柵極圖形；⑤依次沉積柵極絕緣膜(形成第二柵極絕緣層6)、第二有源層7 ；⑥形成第二有源層7圖形；⑦刻蝕出到達(dá)第一層有源層2的接觸孔；⑧依次沉積摻雜的歐姆接觸層和源漏極金屬(形成源漏極層9)并形成圖形，其中，在其他區(qū)域形成第二歐姆接觸層8，在步驟⑦中刻蝕出的所述接觸孔處形成第一歐姆接觸層4，源漏極層9金屬在所述接觸孔處與第一歐姆接觸層4接觸；⑨沉積保護(hù)層10并制備漏極接觸孔11 ；⑩制備像素電極并形成圖形。更進(jìn)一步地，本實(shí)用新型中還采用上述單柵極雙薄膜晶體管來(lái)制作液晶顯示面板，如圖3所示，所述液晶顯示面板采用上述單柵極雙薄膜晶體管16作為液晶盒支撐物，在襯底1和CF基板15之間形成穩(wěn)定的盒厚。這種方式制作的液晶顯示面板，減少了液晶盒支撐物的噴灑工序且能得到穩(wěn)定的盒厚，因而成本更低、性能更好。以上實(shí)施方式僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型，而并非對(duì)本實(shí)用新型的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本實(shí)用新型的范疇，本實(shí)用新型的實(shí)際保護(hù)范圍應(yīng)
5由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求1.一種單柵極雙薄膜晶體管，其特征在于，所述晶體管包括兩個(gè)薄膜晶體管，所述兩個(gè)薄膜晶體管在空間上垂直分布，共用一個(gè)柵極，所述兩個(gè)薄膜晶體管分別位于所述柵極的上、下面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單柵極雙薄膜晶體管，其特征在于，所述單柵極雙薄膜晶體管由基板(1)、第一有源層( 、第一歐姆接觸層(4)、第一柵極絕緣層C3)、柵極層( 、第二柵極絕緣層(6)、第二有源層(7)、第二歐姆接觸層(8)、源漏極層(9)、保護(hù)層(10)依次構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單柵極雙薄膜晶體管，其特征在于，所述源漏極層(9)與第一歐姆接觸層(4)形成接觸，所述第一有源層O)、所述第一歐姆接觸層G)、所述第一柵極絕緣層(3)、所述柵極層( 和所述源漏極層(9)構(gòu)成第一薄膜晶體管；所述柵極層(5)、所述第二柵極絕緣層(6)、所述第二有源層(7)、所述第二歐姆接觸層(8)和所述源漏極層(9) 構(gòu)成第二薄膜晶體管。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單柵極雙薄膜晶體管，其特征在于，所述第一有源層( 和所述第二有源層(7)采用非晶硅、多晶硅、晶體硅、微晶硅、氧化物半導(dǎo)體材料、和/或有機(jī)半導(dǎo)體材料構(gòu)成本征、η型摻雜或ρ型摻雜半導(dǎo)體。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單柵極雙薄膜晶體管，其特征在于，所述第一柵極絕緣層 (3)、所述第二柵極絕緣層(6)和所述保護(hù)層(10)采用無(wú)機(jī)絕緣材料和/或有機(jī)絕緣材料中的至少一種構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單柵極雙薄膜晶體管，其特征在于，所述柵極層( 和所述源漏極層(9)采用金屬、多晶硅或?qū)щ姳∧ぶ械闹辽僖环N構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單柵極雙薄膜晶體管，其特征在于，所述第一歐姆接觸層(4) 和所述第二歐姆接觸層(8)采用非晶硅、多晶硅、晶體硅、微晶硅、氧化物半導(dǎo)體材料、和/ 或有機(jī)半導(dǎo)體材料構(gòu)成η型摻雜或P型摻雜半導(dǎo)體。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單柵極雙薄膜晶體管，其特征在于，所述基板(1)由玻璃、塑料、硅片或陶瓷構(gòu)成。
9.采用如權(quán)利要求1-8任一所述的單柵極雙薄膜晶體管制作的液晶顯示面板，其特征在于，所述液晶顯示面板采用所述單柵極雙薄膜晶體管作為液晶盒支撐物。
專利摘要本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體及光電顯示器件制造領(lǐng)域，提供了一種單柵極雙薄膜晶體管及其器件，通過(guò)采用并聯(lián)的兩個(gè)薄膜晶體管作為開(kāi)關(guān)器件，有更好的穩(wěn)定性；可以得到比現(xiàn)有技術(shù)更高的開(kāi)關(guān)態(tài)電流比值，更有利于實(shí)現(xiàn)更大的灰階電壓。這種方式明顯改善了目前液晶顯示行業(yè)中所用單薄膜晶體管可能產(chǎn)生的開(kāi)關(guān)態(tài)電流比值較小、以及閾值電壓漂移引起的顯示不均等問(wèn)題。
文檔編號(hào)H01L29/786GK202013886SQ20112010431
公開(kāi)日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2011年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月11日
發(fā)明者任慶榮, 張玉軍, 張航, 王路, 郭煒 申請(qǐng)人:京東方科技集團(tuán)股份有限公司