薄膜晶體管及其制造方法以及電子設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本申請涉及薄膜晶體管及其制造方法以及電子設(shè)備。根據(jù)本技術(shù)的實施方式提供了一種薄膜晶體管，包括：柵電極以及一對源電極和漏電極；以及半導(dǎo)體層，具有在其中形成的溝道，并且具有分別連接至所述一對源電極和漏電極的一對連接部，其中，所述一對連接部的相對面中的一者或者兩者為非平面。
【專利說明】薄膜晶體管及其制造方法以及電子設(shè)備
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2013年7月19日遞交到日本專利局的JP2013-150413的優(yōu)先權(quán)，其中所述全部內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及一種其中溝道和電極線之間的連接部由干法蝕刻形成的薄膜晶體管(TFT)、制造所述薄膜晶體管的方法，以及包括所述薄膜晶體管的電子設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0004]在平板顯示器中，例如液晶顯示器和有機電致發(fā)光(EL)顯示，在實際應(yīng)用中薄膜晶體管(TFT)被廣泛的用作為驅(qū)動元件。所述薄膜晶體管是使用半導(dǎo)體材料，例如非晶硅
(Si)、多晶硅(polysilicon)、氧化物半導(dǎo)體或者用于活性層(溝道)的有機半導(dǎo)體制成的。
[0005]使用上述的半導(dǎo)體材料形成的所述溝道經(jīng)由設(shè)置在層間絕緣膜中的接觸孔電連接至電極線(例如各個源電極和漏電極)。所述接觸孔是由濕法蝕刻形成的(例如日本未經(jīng)審查專利申請公開第2001-305576號以及第2012-160679號)。在所述接觸孔是由濕蝕刻形成的情況下，降低了布局效率因為必須考慮到用于避免蝕刻劑的滲流影響的溝道區(qū)的保護的處理界限。
[0006]這樣的低效率布局可以通過干法蝕刻形成所述接觸孔而改善。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]然而，當(dāng)所述接觸孔由干法蝕刻形成時，所述接觸孔穿透溝道。這是因為與互補金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)處理過程不同，在溝道下的層中沒有設(shè)置金屬硅化物薄膜或諸如此類的蝕刻阻止膜，并且所述溝道和電極線之間的接觸面積被限定于設(shè)置在所述溝道中的所述接觸孔的側(cè)面的區(qū)域中。因此，布局效率得到改善的同時接觸電阻增加。此外，既然極易發(fā)生電流集中，所以電遷移(EM)阻抗降劣化。
[0008]希望提供一種薄膜晶體管，能夠減少接觸電阻并且提高EM阻抗、制造所述薄膜晶體管的方法以及電子設(shè)備。
[0009]根據(jù)本技術(shù)的實施方式提供了一種薄膜晶體管，包括:柵電極和一對源電極和漏電極；以及具有溝道形成在其中的半導(dǎo)體層，并且具有分別連接至所述一對源電極和漏電極的一對連接部，其中所述一對連接部的相對面(opposed surface)中的一者或者兩者為非平面。
[0010]根據(jù)本技術(shù)的實施方式，提供了一種制造薄膜晶體管的方法，所述方法包括以下步驟:
[0011](A)在基板上形成柵電極；
[0012](B)在所述基板和所述柵電極上形成半導(dǎo)體層；
[0013](C)在所述半導(dǎo)體層中形成通孔，并且形成具有其中一者或者兩者為非平面的相對面的一對連接部；以及
[0014](D)在半導(dǎo)體層上形成一對源電極和漏電極，所述源電極和漏電極經(jīng)由所述連接部被連接至所述半導(dǎo)體層。
[0015]根據(jù)本技術(shù)的實施方式，提供了一種擁有顯示單元的電子設(shè)備，所述顯示單元設(shè)置有多個顯示器件和被配置為驅(qū)動顯示器件的多個薄膜晶體管，每一個薄膜晶體管包括:柵電極以及一對源電極和漏電極；以及半導(dǎo)體層，具有形成在其中的溝道，并且具有分別連接至所述一對源電極和漏電極的一對連接部，其中所述一對連接部的相對面中的一者或者兩者為非平面。
[0016]在所述薄膜晶體管、制造所述薄膜晶體管的所述方法、以及根據(jù)上述相應(yīng)的本技術(shù)的實施方式的所述電子設(shè)備中，設(shè)置在所述半導(dǎo)體層中的所述一對連接部的相對面中的一者或者兩者形成為非平面。這擴大了連接部中的一者或兩者中所述半導(dǎo)體層與所述源電極和/或漏電極之間的接觸面積。
[0017]根據(jù)所述薄膜晶體管、制造所述薄膜晶體管的所述方法、以及根據(jù)上述相應(yīng)的本技術(shù)的實施方式的所述電子設(shè)備，設(shè)置在所述半導(dǎo)體層中的所述一對連接部的相對面中的一者或者兩者形成為一種非平面。這擴大了連接部中的一者或者兩者中的所述半導(dǎo)體層與所述源電極和/或漏電極之間的接觸面積，并且允許減少接觸電阻。此外，由于電流集中的發(fā)生被抑制，則EM阻抗得到改善。
[0018]應(yīng)當(dāng)理解上述兩者概述及以下的詳細(xì)說明是示例性的，并且旨在提供權(quán)利要求中技術(shù)的另外說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]附圖被包括進來以提供對所述公開的進一步理解并形成一體并且構(gòu)成本說明書的一部分。所述附圖示出實施方式和所述規(guī)范，并且用于說明所述技術(shù)的原理。
[0020]圖1A為示出根據(jù)本公開的第一實施方式的薄膜晶體管的構(gòu)成的平面圖。
[0021]圖1B為在圖1A中示出的所述薄膜晶體管的截面圖。
[0022]圖2A為示出在圖1A和IB中示出的所述薄膜晶體管的制造過程的截面圖。
[0023]圖2B為根據(jù)圖2A的截面圖。
[0024]圖2C為根據(jù)圖2B的截面圖。
[0025]圖2D為根據(jù)圖2C的截面圖。
[0026]圖3為示出根據(jù)本公開的實施方式的包括所述薄膜晶體管的顯示單元的示例性構(gòu)成的框圖。
[0027]圖4為示出在圖3中示出的像素的示例性構(gòu)成細(xì)節(jié)的電路圖。
[0028]圖5A為示出根據(jù)本公開第二實施方式的薄膜晶體管的構(gòu)成的平面圖。
[0029]圖5B為在圖5A中示出的所述薄膜晶體管的截面圖。
[0030]圖6A為示出根據(jù)本公開的變形I的薄膜晶體管的構(gòu)成的平面圖。
[0031]圖6B為在圖6A中示出的所述薄膜晶體管的截面圖。
[0032]圖7A為示出根據(jù)本公開的變形2的薄膜晶體管的示例性構(gòu)成的平面圖。
[0033]圖7B為示出根據(jù)本公開的變形2的薄膜晶體管的另一個示例性構(gòu)成的平面圖。
[0034]圖7C為示出根據(jù)本公開的變形2的薄膜晶體管的另一個示例性構(gòu)成的平面圖。
[0035]圖8為示出根據(jù)本公開的變形2的薄膜晶體管的另一個示例性構(gòu)成的平面圖。
[0036]圖9為示出根據(jù)本公開的變形2的薄膜晶體管的另一個示例性構(gòu)成的平面圖。
[0037]圖10為示出根據(jù)本公開的變形2的薄膜晶體管的另一個示例性構(gòu)成的平面圖。
[0038]圖11為示出根據(jù)本公開的變形2的薄膜晶體管的另一個示例性構(gòu)成的平面圖。
[0039]圖12A為示出根據(jù)本公開的變形3的薄膜晶體管的構(gòu)成的截面圖。
[0040]圖12B為在圖12A中示出的所述薄膜晶體管的連接部的放大圖。
[0041]圖13為示出根據(jù)本公開的變形4的薄膜晶體管的構(gòu)成的截面圖。
[0042]圖14A為示出根據(jù)上述實施方式和變形之一的包括所述薄膜晶體管的顯示單元的應(yīng)用示例I的外觀的透視圖。
[0043]圖14B為示出在圖14A中示出的所述應(yīng)用示例的外觀的另一個實施例的透視圖。
[0044]圖15為示出應(yīng)用示例2的外觀的透視圖。
[0045]圖16為示出應(yīng)用示例3的外觀的透視圖。
[0046]圖17A為示出應(yīng)用示例4的外觀的前視透視圖。
[0047]圖17B為示出應(yīng)用示例4的外觀的后視透視圖。
[0048]圖18為示出應(yīng)用示例5的外觀的透視圖。
[0049]圖19為示出應(yīng)用示例6的外觀的透視圖。
[0050]圖20A包括示出處于閉合狀態(tài)的應(yīng)用示例7的框圖。
[0051]圖20B為示出處于打開狀態(tài)的應(yīng)用示例7的框圖。
【具體實施方式】
[0052]在下文中本公開的一些實施方式將參考附圖詳細(xì)地描述。注意下文中的說明將按以下順序安排。
[0053]1.第一實施方式(具有梳形連接部的底柵型TFT)。
[0054]1-1.TFT 的構(gòu)造。
[0055]1-2.制造TFT的方法。
[0056]1-3.顯示單元的總體構(gòu)造。
[0057]1-4.功能和效果。
[0058]2.第二實施方式(具有圓形連接部的TFT)。
[0059]3.變形。
[0060]3-1.變形I (具有多個連接部的TFT)。
[0061]3-2.變形2 ( —種在半導(dǎo)體的端面上設(shè)置連接部的示例)。
[0062]3-3.變形3 ( —種在連接部的壁面具有錐角的示例)。
[0063]3-4.變形 4 (頂柵型 TFT)。
[0064]4.應(yīng)用實例。
[0065]〈1.第一實施方式>
[0066][1-1.薄膜晶體管構(gòu)造]
[0067]圖1A示出了根據(jù)本公開的第一實施方式的薄膜晶體管(TFT) I的平面構(gòu)造。圖1B示出了沿著圖1A中1-1線的所述薄膜晶體管I的截面構(gòu)造。所述薄膜晶體管I是所謂的底柵型TFT(—種反相交錯結(jié)構(gòu))。在所述薄膜晶體管I中，柵電極12、柵絕緣膜13、半導(dǎo)體層14、溝道保護膜15以及源電極和漏電極16A和16B，按以上述順序設(shè)置在由玻璃等材料制成的基板11上。在第一實施方式的所述薄膜晶體管I中，所述半導(dǎo)體層14、所述源電極16A、以及所述漏電極16B經(jīng)由設(shè)置在所述半導(dǎo)體層14中的通孔14A和14B的壁面(連接部Al和A2)彼此相互電連接。
[0068]所述柵電極12具有將柵壓施加到薄膜晶體管I并通過所述柵壓去控制所述半導(dǎo)體薄膜14中的電子密度的作用。所述柵電極12設(shè)置在所述基板11上的選擇區(qū)中，并且可以單元素金屬構(gòu)成，例如鉬(Pt)、鈦(Ti)、釕(Ru)、鑰(Mo)、銅(Cu)、鎢(W)、鎳(Ni)、鋁(Al)、以及鉭(Ta)或者其它合金。例如所述柵電極12可以是主要由銦(In)或者鋅(Zn)組成的透光氧化物構(gòu)成，并且可以具體地由包括氧化銦錫(ITO)、氧化銦錫(IZO)、氧化鋅(ZnO)等的透明導(dǎo)電薄膜構(gòu)成。兩個或更多的上述材料的堆疊可以用于所述柵電極12。例如具有400nm厚度(堆疊方向(Z軸方向)的厚度，在下文中簡單地稱為厚度)的鋁層鋁合金層以及具有50nm厚度的鑰層會被堆疊。鋁合金層的示例可以包括鋁釹合金層。
[0069]例如所述絕緣膜13可以通過包括一個或多個氧化硅(S1)膜、氮化硅(SiN)膜、氮氧化硅(S1N)膜、氧化鉿(HfO)膜、氧化鋁(AlO)膜、氮化鋁(AlN)膜、氧化鉭(TaO)膜、氧化鋯(ZrO)膜、氮氧化鉿膜、氮氧化硅鉿膜、氮氧化鋁膜、氮氧化鉭膜、以及氮氧化鋯膜的絕緣膜構(gòu)成。所述絕緣膜13具有單層結(jié)構(gòu)，或者具有兩個或更多層的堆疊結(jié)構(gòu)，例如SiN層和S1層。當(dāng)所述絕緣膜13具有兩個或更多層的堆疊結(jié)構(gòu)時，可以改善所述半導(dǎo)體層14的界面特征，或者可以有效的抑制外來的雜質(zhì)沾污入所述半導(dǎo)體層14。例如包含具有200nm厚度至800nm厚度的所述絕緣膜13。
[0070]所述半導(dǎo)體層14以島形圖案設(shè)置在所述絕緣膜13上，并且在與一對源電極和漏電極16A和16B之間的柵電極12相對的位置具有一個溝道區(qū)。例如所述半導(dǎo)體層14可以由在低溫或者高溫形成的多晶硅(低溫多晶硅LTPS，或者高溫多晶硅HTPS)或者非晶硅構(gòu)成。例如所述半導(dǎo)體層14可以由主要是一個或多個銦(In)、鎵(Ga)、鋅(Zn)、硅(Si)、錫(Sn)、鋁(Al)、以及鈦(Ti)的氧化物組成的氧化物半導(dǎo)體構(gòu)成。所述半導(dǎo)體層14可以由上述元素的復(fù)合氧化物構(gòu)成。這樣一個氧化物半導(dǎo)體的示例包括非結(jié)晶氧化物半導(dǎo)體例如氧化銦錫鋅(ITZO)和氧化銦鎵鋅(IGZ0，InGaZnO)。所述半導(dǎo)體層14可以部分地由這樣的非結(jié)晶氧化物半導(dǎo)體構(gòu)成。所述半導(dǎo)體層14同樣可以由結(jié)晶氧化物半導(dǎo)體例如氧化鋅(ZnO)、氧化銦錫(IZO)、氧化銦鎵(IG0)、IT0、和氧化銦(InO)構(gòu)成。透明氧化物半導(dǎo)體主要由氧化鋅組成，例如氧化銦鎵鋅(IGZO)、氧化鋅、鋁摻雜氧化鋅(AZO)、或者鎵摻雜氧化鋅可以用于所述半導(dǎo)體層14。盡管所述半導(dǎo)體層14可以是非結(jié)晶或者結(jié)晶的，結(jié)晶半導(dǎo)體層14具有對蝕刻液相對高的抗性，并且因此能夠更加輕易的應(yīng)用于器件結(jié)構(gòu)的構(gòu)造中。此外，所述半導(dǎo)體層14可以由例如包含有機導(dǎo)電材料和摻雜材料的有機半導(dǎo)體材料構(gòu)成。例如聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺、聚乙炔、聚亞苯基、聚呋喃、聚硒吩(polyselenophene)、聚異硫卻(polyisothianaphthene)、聚苯硫、聚苯乙烯撐,聚亞苯乙烯撐、聚萘、聚蒽、聚花(polypyrene)、聚甘菊藍(polyazulene)、酞菁、并五苯、部花青、以及聚乙烯二氧噻吩中的一個或多個可以被作為所述有機導(dǎo)電材料。例如一個或多個的碘、高氯酸、鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸、四氟硼酸、五氟化砷、六氟磷酸、烷基磺酸、全氟磺酸、聚丙烯酸、聚苯乙烯磺酸、以及十二基苯磺酸可被作為所述摻雜材料。例如考慮到在制造過程中的退火的供氧效率，所述半導(dǎo)體層14的厚度最好在5nm至10nm內(nèi)。
[0071]例如所述溝道保護膜15可以設(shè)置在所述半導(dǎo)體層14和所述絕緣膜13上以便覆蓋所述半導(dǎo)體層14。所述溝道保護膜15防止在構(gòu)造所述源電極16A和所述漏電極16B的過程中所述半導(dǎo)體層14(溝道區(qū))的損害。用于所述溝道保護膜15的材料的示例可以包括氧化硅、氧化鋁、以及氮化硅。所述溝道保護膜15的厚度例如在1nm到300nm之內(nèi)。
[0072]所述源電極16A和所述漏電極16B對在半導(dǎo)體層14的溝道長度方向(X軸方向)在所述溝道保護膜15上彼此相互成對，并且經(jīng)由連續(xù)穿透所述溝道保護膜15和所述半導(dǎo)體層14的通孔14A和14B連接到所述半導(dǎo)體層14。用于所述柵電極12的相同的材料可以被用于所述源電極16A和所述漏電極16B。例如所述源電極16A和所述漏電極16B各自由包括鑰、鋁、銅(Cu)、鈦、ΙΤ0、以及氧化鈦中的一個單層膜構(gòu)成，或者由包括兩個或更多上述材料的層疊型膜構(gòu)成。所述層疊型膜的構(gòu)造的示例包括:鑰層、鋁層、和鑰層的層疊，以及鑰層、鋁層、和鈦層的層疊。每一個源電極16A和漏電極16B的構(gòu)成材料可根據(jù)所述薄膜晶體管I的目的或者應(yīng)用適當(dāng)?shù)倪M行選擇。
[0073]在第一實施方式中，如上所述，所述半導(dǎo)體層14經(jīng)由設(shè)置在所述半導(dǎo)體層14中的通孔14A和14B的壁面(連接部Al和A2)電連接到源電極16A和漏電極16B。所述通孔14A和14B，例如所述連接部Al和A2，在它們橫穿所述柵電極12的相應(yīng)的相對面具有非平面的形狀。特別地，如在圖1A中示出的所述連接部Al和A2，在它們相應(yīng)的相對表面具有多個凹凸的表面，并且因此在XY方向具有梳形截面形狀。因此，所述半導(dǎo)體層14和每一個源電極16A和漏電極16B之間的接觸面積增加，導(dǎo)致接觸電阻減小。
[0074]未在圖中示出的一種保護膜、一種平坦化膜等被設(shè)置在所述源電極16A和所述漏電極16B上。例如，所述保護膜可以由氧化鋁膜和氧化硅膜之一的單層膜構(gòu)成，或者由所述氧化鋁膜和所述氧化硅膜的層疊型膜構(gòu)成。例如所述保護膜可具有1nm到10nm的厚度，最好為50nm以下。所述平坦化膜使所述基板11的表面平滑，所述表面因為具有薄膜晶體管I而變得不平順，并且例如可以由有機材料例如壓克力(acryl)、聚酰亞胺、以及酚醛清漆(novolac)構(gòu)成。
[0075][1-2.制造薄膜晶體管I的方法]
[0076]圖2A至2D為用于說明制造所述薄膜晶體管I的方法的示圖。例如，所述薄膜晶體管I可以如下被制造。
[0077]首先，如在圖2A中示出的，一種金屬膜(例如鑰膜)通過濺射工藝或者蒸鍍工藝在所述基板11的整個表面上以50nm的厚度形成。隨后所述金屬膜由光刻工藝以及蝕刻工藝圖案化以便形成所述柵電極12。隨后，所述絕緣膜13 (例如S12膜)由等離子CVD工藝形成以便覆蓋所述基板11和所述柵電極12，并且隨后所述半導(dǎo)體層14經(jīng)過濺射工藝在所述絕緣膜13上形成。
[0078]隨后如在圖2B中示出的，所述溝道保護膜15 (例如S12膜)在所述絕緣膜13上形成，并且所述半導(dǎo)體層14的厚度為300nm。隨后如在圖2C中示出的，所述通孔14A和14B通過利用光刻工藝和蝕刻工藝在一定程度上穿透所述溝道保護膜15和所述半導(dǎo)體層14形成。盡管濕法蝕刻工藝和干法蝕刻工藝都可以被利用，但是選擇所述干法蝕刻工藝能夠改善所述薄膜晶體管I的布局效率。所述干法蝕刻工藝通過使用CF4、C4F8以及SF6同時氧(O2)和氬(Ar)這樣的混合氣體使得能夠執(zhí)行各向異性蝕刻。所述通孔14A和14B可以各個完全穿透所述柵極絕緣膜13使得其底部與所述基板11的表面在同一水平。
[0079]隨后如在圖2D中示出的，金屬膜(Mo/Al/Mo層疊型膜)通過濺射工藝以50nm/500nm/50nm的厚度在所述溝道保護膜15上形成。隨后所述金屬膜通過光刻工藝和蝕刻工藝圖案化以便形成所述源電極16A和所述漏電極16B。
[0080]最后，絕緣膜(例如作為保護膜的氧化鋁膜)在所述溝道保護膜15上形成，所述源電極16A以及所述漏電極16B通過濺射工藝或者原子層沉積(ALD)工藝形成，并且隨后有機絕緣膜(例如作為平坦化膜的聚酰亞胺薄膜)通過旋涂工藝形成。因此，完成了圖1A和IB中示出的所述薄膜晶體管I。
[0081][1-3.顯示單元的總體構(gòu)造]
[0082]一種包括所述薄膜晶體管I的示例性顯示單元現(xiàn)在將利用圖3和4描述。圖3示出了所述顯示單元的總體構(gòu)造。在所述顯示單元中，多個像素10RU0G和1B設(shè)置在所述基板11上的顯示區(qū)域110中的矩陣中。所述像素10RU0G和1B具有顯示器件，例如分別發(fā)射紅色、綠色和藍色光線的有機電致發(fā)光(EL)器件。為了驅(qū)動所述像素10RU0G和10B，用于圖像顯示的信號線驅(qū)動電路120和掃描線驅(qū)動電路130被設(shè)置在所述顯示區(qū)域110的周圍，并且像素驅(qū)動電路140設(shè)置在所述顯示區(qū)域110內(nèi)。
[0083]圖4示出了所述像素驅(qū)動電路140的示例。所述像素驅(qū)動電路140是一種有源驅(qū)動電路，其包括驅(qū)動晶體管Trl、寫入晶體管Tr2以及設(shè)置在所述晶體管Trl和Tr2之間的保持電容元件。例如所述晶體管I可以充當(dāng)所述寫入晶體管Tr2。設(shè)置在每一個所述像素10RU0G和1B中的所述顯示器件被串聯(lián)到第一電源線(Vcc)和第二電源線(GND)之間的驅(qū)動晶體管TrI。
[0084]在所述像素驅(qū)動電路140中，多個信號線120A設(shè)置在縱列方向，并且多個掃描行130A設(shè)置在行列方向。各個信號線120A和各個掃描行130A的交叉點對應(yīng)于所述像素10R、1G和1B之一。各個信號線120A被連接至所述信號線驅(qū)動電路120，其經(jīng)由所述信號線120A提供圖像信號至所述寫入晶體管Tr2的源電極。例如所述線12W可以充當(dāng)所述信號線120A。各個掃描行130A被連接至所述掃描線驅(qū)動電路130，其經(jīng)由所述掃描線130A有順序的提供掃描信號至所述寫入晶體管Tr2的柵電極。
[0085][1-4.功能和效果]
[0086]如上所述，所述溝道和電極線(每一個源電極和漏電極)之間的接觸(contact)經(jīng)由在其間設(shè)置的層間絕緣層中通過所述濕法蝕刻工藝形成的所述接觸孔實現(xiàn)。在所述濕法蝕刻工藝中，為了保護所述溝道區(qū)免遭蝕刻劑的滲流需要在源電極側(cè)的接觸孔和漏電極側(cè)的接觸孔之間設(shè)計較寬的空間，然而這樣導(dǎo)致了布局效率的降低。
[0087]另一方面，所述干法蝕刻工藝允許在高深寬比下處理，并且允許形成所述接觸孔的同時減小所述源電極側(cè)的接觸孔和所述漏電極側(cè)的接觸孔之間的空間，得到布局效率的改善。然而，由于所述層間絕緣膜對溝道的低蝕刻選擇性，由所述干法蝕刻工藝形成的接觸孔穿透所述溝道。因此所述溝道與每一個所述源電極和所述漏電極之間的連接部被限定到形成于所述溝道中的接觸孔的側(cè)面，即被限定到與所述溝道的厚度相對應(yīng)的區(qū)域。因此所述溝道與每一個所述源電極和所述漏電極之間的接觸面積與使用所述濕法蝕刻工藝的情形相比有所減小，其不利地導(dǎo)致了接觸電阻的增加。此外，既然電流集中能夠輕易地發(fā)生，所以EM阻抗劣化。
[0088]相反，在所述薄膜晶體管I和第一實施方式的制造所述薄膜晶體管I的方法中，所述連接部Al和A2的相對面各自形成為非平面，在所述連接部Al和A2之間設(shè)置柵電極12，并且所述連結(jié)部Al和A2分別連接所述半導(dǎo)體層14與所述源電極16A以及所述半導(dǎo)體層14與所述漏電極16B，特別地，每一個所述連接部Al和A2的相對面在XY方向的截面形狀為梳形，其使得在所述連接部Al中的所述半導(dǎo)體層14與所述源電極16A之間的接觸面積，以及在所述連接部A2中的所述半導(dǎo)體層14與所述漏電極16B之間的接觸面積增加。
[0089]如上所述，根據(jù)所述薄膜晶體管I以及第一實施方式的制造所述薄膜晶體管I的方法，所述半導(dǎo)體層14與所述源極電極16A以及所述漏極電極16B之間的所述相對的連接部Al和A2的相對的表面各個形成為梳形。這導(dǎo)致了所述連接部Al中的所述半導(dǎo)體層14與所述源電極16A之間的接觸面積，以及在所述連接部A2中的所述半導(dǎo)體層14與所述漏電極16B之間的接觸面積增加。因此每一個所述連接部Al和A2的接觸電阻減小，并且電流集中的出現(xiàn)得到抑制，導(dǎo)致EM阻抗得到改善。
[0090]此外作為所述半導(dǎo)體層14與所述源電極16A以及所述漏電極16B之間的連接部Al和A2的通孔14A和14B由干法蝕刻工藝形成，使得能夠改善所述薄膜晶體管I的布局效率。因此得以實現(xiàn)減少所述薄膜晶體管I的尺寸。
[0091]現(xiàn)在將描述第二實施方式和變形I到4。與那些在第一實施方式中相似的部件將由相同的數(shù)字指定，因此說明將適當(dāng)?shù)氖÷浴?br>
[0092]<2.第二實施方式>
[0093]圖5A示出了根據(jù)本公開的第二實施方式的薄膜晶體管(TFT) 2的平面構(gòu)造。圖5B示出了沿著圖5A中I1-1I線的所述薄膜晶體管2的截面構(gòu)造。所述薄膜晶體管2不同于第一實施方式的薄膜晶體管I的地方在于設(shè)置在半導(dǎo)體層24中的每一個連接部Al和A2在XY方向的截面的形狀形成為一種多個圓周的形狀(圓形)。
[0094]如在第二實施方式中的所述圓形連接部Al和A2可以通過當(dāng)形成通孔24A和24B時控制在光刻工藝中的曝光條件，同時連續(xù)的穿透所述溝道保護膜15和所述半導(dǎo)體層14而形成。
[0095]如上所述在第二實施方式中，設(shè)置在所述半導(dǎo)體層24中的每一個連接部Al和A2在XY方向的截面形狀形成為圓形，使得能夠減少每一個所述連接部Al和A2的接觸電阻并且與第一實施方式相同抑制了電流集中的出現(xiàn)，導(dǎo)致EM阻抗得到改善。
[0096]<3.變形 >
[0097]現(xiàn)在將描述根據(jù)第一和第二實施方式以及根據(jù)所述薄膜晶體管I和2的變形(變形I至4)的薄膜晶體管(薄膜晶體管3、1A、2A、3A、3B、3C以及4至7)。
[0098][3-1.變形 I]
[0099]圖6A示出了根據(jù)本公開實施方式的變形I的薄膜晶體管3的平面構(gòu)造。圖6B示出了沿著圖6A中II1-1II線的所述薄膜晶體管3的截面構(gòu)造。所述薄膜晶體管3與第一實施方式的薄膜晶體管I相同是一種底柵型TFT。所述變形I不同于第一實施方式的地方在于設(shè)置在半導(dǎo)體層34中連接部Al和A2是由例如多個矩形通孔34A GAA1HlAAn)和34B(34B^..34BJ形成。盡管在本示例性情況中提供了三個通孔34A和三個通孔34B，但是并沒有限制于此?？梢蕴峁┝藘蓚€或者四個或者更多的通孔34A以及兩個或者四個或者更多的通孔34B。
[0100]這樣，所述半導(dǎo)體層34與所述源電極16A以及所述漏電極16B之間的所述連接部Al和A2分別提供了所述多個通孔344^344和34A3，以及所述多個通孔和34B3，并且同樣提供了與在第一和第二實施方式中相似的影響。
[0101][3_2.變形 2]
[0102]圖7A至7C示出了根據(jù)本公開實施方式的變形2的薄膜晶體管1A、2A以及3A的平面構(gòu)造。所述薄膜晶體管1A、2A以及3A與第一實施方式的薄膜晶體管I相同各自是底柵型TFT。所述薄膜晶體管IA和2A不同于第一和第二實施方式的地方在于第一和第二實施方式至中的所述梳形和圓形連接部Al和A2分別被設(shè)置在所述半導(dǎo)體層14的端面以及所述半導(dǎo)體層24的端面上。所述薄膜晶體管3A被配置使得在所述變形I中由所述多個通孔34(通孔34AU34A2和34A3，以及通孔34BU34B2和34B3)形成的所述連接部Al和A2與所述薄膜晶體管IA和2A同樣被設(shè)置在所述半導(dǎo)體層34的端面上。
[0103]這樣，所述半導(dǎo)體層14(24或者34)與所述源電極16A以及所述漏電極16B之間的所述連接部Al和A2被設(shè)置在所述半導(dǎo)體層14(24或者34)的端面上，并且同樣提供與那些在第一和第二實施方式以及所述變形I中相似的效果。這是因為所述連接部Al和A2的與相對面正相對并且兩者之間具有柵電極12的每一個表面為減少接觸電阻做出較小的貢獻。這樣，所述連接部Al和A2被設(shè)置在所述半導(dǎo)體層14 (24或者34)的端面上，以及位于所述連接部Al和A2的每一個相對面的相對的一側(cè)上的所述半導(dǎo)體層14(24或者34)被部分地除去，藉此形成了一種較小的薄膜晶體管。
[0104]所述連接部Al和A2可以不限制為具有所述梳形(所述薄膜晶體管1、1A以及3A)、所述圓形(所述薄膜晶體管2)、以及所述透鏡陣列形(所述薄膜晶體管2A)，并且可具有任何形狀只要所述半導(dǎo)體層14與每一個源電極16A和漏電極16B之間的接觸面積增加。例如在圖8中示出的，在Y軸方向延伸的翼狀部分34(^和34C2，可以設(shè)置在所述半導(dǎo)體層34的端面上的所述通孔34A和34B的相對面上。此外如在圖9中示出的，凸?fàn)畈糠諷AD1和34D2可以分別設(shè)置在所述通孔34A和34B的翼狀部分34Q和34C2內(nèi)。
[0105]可選地，所述連接部Al和A2可以各個形成如在圖10中示出的薄膜晶體管4中的鋸齒形，或者可以各個形成如在圖11中示出的薄膜晶體管5中的波形或者透鏡陣列形。
[0106][3_3.變形 3]
[0107]圖12A示出了根據(jù)本公開實施方式的變形3的薄膜晶體管6的截面構(gòu)造。所述薄膜晶體管6與第一實施方式的薄膜晶體管I相同是一種底柵型TFT。所述變形3不同于第一和第二實施方式以及變形I和2的地方在于在半導(dǎo)體層64與源電極16A和漏電極16B之間形成連接部Al和A2的每個通孔64A和64B的壁面如在圖12B中示出的具有一種錐角。
[0108]如在圖12A中示出的，所述通孔64A和64B應(yīng)當(dāng)在至少所述半導(dǎo)體層64中各自具有一種錐角的壁面。通過這樣的通孔64A和64B，例如晶片可以在使用Cl2作為蝕刻氣體的干法蝕刻過程中保持低溫狀態(tài)，導(dǎo)致在蝕刻的側(cè)壁上聚合物的附著增加。因此，形成如在圖12B中示出的錐形?；蛘?，氧化膜在蝕刻的同時使用C4F8和02作為蝕刻氣體側(cè)蝕刻抗蝕劑(resist)，藉此形成如在圖12B中示出的錐形。
[0109]這樣，在所述變形3的薄膜晶體管6中，所述半導(dǎo)體層64中的每一個通孔64A和64B的壁面構(gòu)成錐形。因此能夠增加所述連接部Al和A2中的所述半導(dǎo)體層64與所述源電極16A以及所述漏電極16B之間的接觸面積。因此可以進一步的減少每一個連接部Al和A2的接觸電阻。同樣能夠改善EM阻抗。
[0110][3-4.變形 4]
[0111]圖13示出了根據(jù)本公開實施方式的變形4的薄膜晶體管7的截面構(gòu)造。所述薄膜晶體管7不同于第一和第二實施方式以及所述變形I至3的地方在于其具有所謂的頂柵型TFT (具有交錯構(gòu)造)。在薄膜晶體管7中，所述半導(dǎo)體層14、所述溝道保護膜15、所述柵電極12、所述柵極絕緣膜13以及所述源電極和漏電極16A和16B依次被設(shè)置在由玻璃等材料構(gòu)成的基板11上。
[0112]所述變形4的薄膜晶體管7展現(xiàn)了如在第一實施方式中相同的效果，并且由于所述頂柵型結(jié)構(gòu)能夠允許源-漏電容減少。因此，所述薄膜晶體管7展現(xiàn)了減少針對所述柵電極16A的電位變化的漏電極16B側(cè)的電位變化的效果。
[0113]〈4.應(yīng)用實例〉
[0114]現(xiàn)在將描述包括如上所述的電子設(shè)備的所述薄膜晶體管I至7之一的所述顯示單元的應(yīng)用示例。所述電子設(shè)備的示例包括電視單元、數(shù)字照相機、筆記本式個人計算機、例如移動電話的移動終端設(shè)備、以及視頻攝像機。換言之，所述顯示單元適用于各種領(lǐng)域用于顯示外部接收的或者內(nèi)在生成的靜止的或者視頻圖像的圖像信號的電子設(shè)備。
[0115](應(yīng)用實例I)
[0116]圖14A和14B各個示出了包括根據(jù)應(yīng)用上述實施方式和變形的薄膜晶體管I至7之一的所述顯示單元的一種電子書的外觀。上述電子書各自具有顯示部分210和非顯示部分220。所述顯示部分210可以通過上述顯示單元構(gòu)成。
[0117](應(yīng)用實例2)
[0118]圖15示出了包括根據(jù)應(yīng)用上述實施方式和變形的所述薄膜晶體管I至7之一的所述顯示單元的一種智能電話的外觀。所述智能電話具有顯示部分230和非顯示部分240。所述顯示部分230可以通過上述顯示單元構(gòu)成。
[0119](應(yīng)用實例3)
[0120]圖16示出了包括根據(jù)應(yīng)用上述實施方式和變形的所述薄膜晶體管I至7之一的所述顯示單元的一種電視單元的外觀。該電視單元具有包括前面板310和濾光鏡320的圖像顯示屏部分300。所述圖像顯示屏部分300可以通過上述顯示單元構(gòu)成。
[0121](應(yīng)用實例4)
[0122]圖17A和17B分別示出了包括根據(jù)應(yīng)用上述實施方式和變形的薄膜晶體管I至7之一的所述顯示單元的一種數(shù)字照相機的外觀。所述數(shù)字照相機具有閃光的發(fā)光部分410、顯示部分420、菜單開關(guān)430以及快門按鈕440。所述顯示部分420可以通過上述顯示單元構(gòu)成。
[0123](應(yīng)用實例5)
[0124]圖18示出了包括根據(jù)應(yīng)用上述實施方式和變形的所述薄膜晶體管I至7之一的顯示單元的筆記本式個人計算機的外觀。所述筆記本式個人計算機具有機身510、用于字符等輸入操作的鍵盤520、以及顯示圖像的顯示部分530。所述顯示部分530可以通過上述顯示單元構(gòu)成。
[0125](應(yīng)用實例6)
[0126]圖19示出了包括根據(jù)應(yīng)用上述實施方式和變形的所述薄膜晶體管I至7之一的顯示單元的視頻攝像機的外觀。所述視頻攝像機具有機身部分610、設(shè)置在所述機身部分610正面的拍攝物體的透鏡620、用于拍攝的啟/停開關(guān)630、以及顯示部分640。所述顯示部分640可以通過上述顯示單元構(gòu)成。
[0127](應(yīng)用實例7)
[0128]圖20A和20B各個示出了包括根據(jù)應(yīng)用上述實施方式和變形的薄膜晶體管I至7之一的所述顯示單元的一種移動電話的外觀。例如所述移動電話可以由通過鉸鏈部分730連接至彼此的上殼體710和下殼體720構(gòu)成，并且可具有顯示器740、子顯示器750、閃光燈760、以及照相機770。所述顯示器740或者所述子顯示器750可以通過上述顯示單元構(gòu)成。
[0129]盡管本公開的示例性實施方式的所述薄膜晶體管I至7已經(jīng)利用上文中的第一和第二實施方式以及變形I至4描述，但是所述公開不限于此。根據(jù)本公開示例性實施方式的每一個薄膜晶體管I至7的構(gòu)造，制造各個薄膜晶體管的方法，以及顯示單元的布線圖只要與在上面描述的實施方式獲得的影響相似可以免于變形或者改變。例如盡管設(shè)置在所述半導(dǎo)體層(例如半導(dǎo)體層14)中的所述連接部Al和A2在上面描述的實施方式和變形中具有相同的形狀，但是所述連接部Al和A2可具有不同的形狀。例如所述連接部Al可形成為梳形，并且所述連接部A2可以形成為圓形。
[0130]此外，盡管上述實施方式和變形已經(jīng)利用所述薄膜晶體管I的特定構(gòu)造描述，但是所述薄膜晶體管I還可以具有另一個層。所述半導(dǎo)體層14可以是由硅構(gòu)成。此外，盡管上述實施方式已經(jīng)描述了所述薄膜晶體管I構(gòu)成所述寫入晶體管Tr2的情形，但是例如所述薄膜晶體管I可以構(gòu)成所述驅(qū)動晶體管Trl。
[0131 ] 此外，各個層的材料和厚度或者各個層的所述薄膜形成的方法以及所述薄膜形成的情況已經(jīng)在上面描述的實施方式中描述。換言之，可以使用其它材料和厚度或者其它薄膜形成方法和膜形成條件。
[0132]根據(jù)上述本公開的示例性實施方式可以至少達到以下的配置。
[0133](I) 一種薄膜晶體管，包括:
[0134]柵電極以及一對源電極和漏電極；以及
[0135]半導(dǎo)體層，具有形成在其中的溝道，并且具有分別連接至所述一對源電極和漏電極的一對連接部，
[0136]其中，所述一對連接部的相對面中的一者或者兩者為非平面。
[0137](2)根據(jù)(I)所述的薄膜晶體管，其中，每一個所述連接部形成穿透所述半導(dǎo)體層以及所述半導(dǎo)體層與所述一對源電極和漏電極之間設(shè)置的絕緣層的通孔的壁面。
[0138](3)根據(jù)(I)或(2)所述的薄膜晶體管，其中，每一個所述連接部具有凹凸形的截面。
[0139](4)根據(jù)(3)所述的薄膜晶體管，其中，所述凹凸形是梳形、圓形、鋸齒形、波形以及透鏡陣列形之一。
[0140](5)根據(jù)(2)到(4)中的任一項所述的薄膜晶體管，其中，所述通孔的所述壁面至少在所述半導(dǎo)體層中為錐形。
[0141](6)根據(jù)(I)到(5)中的任一項所述的薄膜晶體管，其中，所述半導(dǎo)體層是由低溫多晶硅、氧化物半導(dǎo)體材料以及有機半導(dǎo)體材料之一形成。
[0142](7)根據(jù)(I)到￠)中的任一項所述的薄膜晶體管，其中，所述半導(dǎo)體層設(shè)置在所述柵電極與所述源電極和漏電極之間。
[0143](8)根據(jù)(I)到(6)中的任一項所述的薄膜晶體管，其中，所述一對源電極和漏電極被設(shè)置在所述柵電極和所述半導(dǎo)體層之間。
[0144](9) 一種制造薄膜晶體管的方法，所述方法包括:
[0145]在基板上形成柵電極；
[0146]在所述基板和所述柵電極上形成半導(dǎo)體層；
[0147]在所述半導(dǎo)體層中形成通孔，并且形成具有其中一者或兩者為非平面的相對面的一對連接部；以及
[0148]在所述半導(dǎo)體層上形成一對源電極和漏電極，所述源電極和漏電極經(jīng)由所述連接部部分被連接至所述半導(dǎo)體層。
[0149](10)根據(jù)(9)所述的方法，其中，所述連接部由干法蝕刻形成。
[0150](11)根據(jù)(9)或(10)所述的方法，其中，所述半導(dǎo)體層設(shè)置在所述柵電極與所述源電極和漏電極之間。
[0151](12)根據(jù)(9)或(10)所述的方法，其中，所述一對源電極和漏電極被設(shè)置在所述柵電極與所述半導(dǎo)體層之間。
[0152](13) 一種設(shè)置有顯示單元的電子設(shè)備，所述顯示單元設(shè)置有多個顯示器件和被配置為驅(qū)動所述顯示器件的多個薄膜晶體管，每一個所述薄膜晶體管包括:
[0153]柵電極以及一對源電極和漏電極；以及
[0154]半導(dǎo)體層，具有形成在其中的溝道，并且具有分別連接至所述一對源電極和漏電極的一對連接部，
[0155]其中，所述一對連接部的相對面中的一者或兩者為非平面。
[0156]本領(lǐng)域中的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其不同的變形、組合、子組合和變更可以根據(jù)在所附權(quán)利要求或者所述其等同物的范圍內(nèi)的設(shè)計需求及其他因素出現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種薄膜晶體管，包括: 柵電極以及一對源電極和漏電極；以及 半導(dǎo)體層，具有形成在其中的溝道，并且具有分別連接至所述一對源電極和漏電極的一對連接部， 其中，所述一對連接部的相對面中的一個或兩個面為非平面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其中，每一個所述連接部形成穿透所述半導(dǎo)體層以及所述半導(dǎo)體層與所述一對源電極和漏電極之間設(shè)置的絕緣層的通孔的壁面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其中，每一個所述連接部具有凹凸形的截面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的薄膜晶體管，其中，所述凹凸形是梳形、圓形、鋸齒形、波形以及透鏡陣列形之一。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的薄膜晶體管，其中，所述通孔的所述壁面至少在所述半導(dǎo)體層中為錐形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其中，所述半導(dǎo)體層是由低溫多晶硅、氧化物半導(dǎo)體材料以及有機半導(dǎo)體材料之一形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其中，所述半導(dǎo)體層設(shè)置在所述柵電極與所述源電極和漏電極之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其中，所述一對源電極和漏電極設(shè)置在所述柵電極和所述半導(dǎo)體層之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其中，所述一對連接部的形狀彼此不同。
10.一種制造薄膜晶體管的方法，所述方法包括: 在基板上形成柵電極； 在所述基板和所述柵電極上形成半導(dǎo)體層； 在所述半導(dǎo)體層中形成通孔，并且形成具有其中一面或兩面為非平面的相對面的一對連接部；以及 在所述半導(dǎo)體層上形成一對源電極和漏電極，所述源電極和漏電極經(jīng)由所述連接部連接至所述半導(dǎo)體層。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述連接部由干法蝕刻形成。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述半導(dǎo)體層設(shè)置在所述柵電極與所述源電極和漏電極之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述一對源電極和漏電極設(shè)置在所述柵電極與所述半導(dǎo)體層之間。
14.一種設(shè)置有顯示單元的電子設(shè)備，所述顯示單元設(shè)置有多個顯示器件和被配置為驅(qū)動所述顯示器件的多個薄膜晶體管，每一個所述薄膜晶體管包括: 柵電極以及一對源電極和漏電極；以及 半導(dǎo)體層，具有形成在其中的溝道，并且具有分別連接至所述一對源電極和漏電極的一對連接部， 其中，所述一對連接部的相對面中的一個或兩個面為非平面。
【文檔編號】H01L29/786GK104300003SQ201410325781
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年7月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月19日
【發(fā)明者】甘利浩一 申請人:索尼公司