本發(fā)明的實施例涉及一種雙柵薄膜晶體管及其制備方法、陣列基板及顯示裝置。
背景技術:
隨著顯示技術的發(fā)展,液晶顯示器(Liquid Crystal Display,LCD)等平面顯示裝置因具有高畫質(zhì)、省電、機身薄及應用范圍廣等優(yōu)點,而被日益廣泛地應用于手機、電視、數(shù)字相機、筆記本電腦等各種消費性電子產(chǎn)品。薄膜晶體管作為開關部件和驅(qū)動部件普遍應用于各種顯示器件中,隨著便攜式電子產(chǎn)品的發(fā)展,顯示器件的尺寸越來越小,為了滿足越來越小的顯示器件水平,需要減少顯示器件尺寸,在薄膜晶體管中所使用的非常重要的半導體材料也需要隨著顯示器件尺寸的減小而進行性能提升。
傳統(tǒng)的薄膜晶體管一般為單柵極結(jié)構(gòu),存在穩(wěn)定性較差等問題。為解決單柵極薄膜晶體管存在的穩(wěn)定性問題,一種新的雙柵薄膜晶體管技術發(fā)展起來,在有源層兩側(cè)分別設置有頂柵極和底柵極,通過雙柵極驅(qū)動有源層,可較容易控制閾值電壓;同時,還可以大幅提升載流子遷移率。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明至少一實施例提供一種雙柵薄膜晶體管、雙柵薄膜晶體管的制備方法、陣列基板及顯示裝置。
本發(fā)明至少一個實施例提供一種雙柵薄膜晶體管,其包括:襯底基板;第一柵極,設置在所述襯底基板上;第一柵絕緣層,設置在所述第一柵極上,所述第一柵絕緣層包括暴露一部分所述第一柵極的第一過孔;有源層,設置在所述第一柵絕緣層上,所述有源層與所述第一柵極在垂直于所述襯底基板的方向上至少部分重疊設置;第二柵絕緣層,設置在所述有源層上;第一電極和第二電極,設置為與所述有源層接觸;第二柵極,設置在所述第二柵絕緣層上,在垂直于所述襯底基板的方向上,所述第二柵極與所述有源層至少部分重疊,所述第二柵極和所述第一電極、第二電極同層形成;連接電極,所述連接電極與所述第二柵極電連接且通過所述第一過孔與所述第一柵極電連接。
該雙柵薄膜晶體管,通過一道光刻工藝同時形成第一電極、第二電極和第二柵極,通過透明連接電極電連接第一柵極和第二柵極實現(xiàn)雙柵結(jié)構(gòu),可減少掩膜數(shù)量,縮短生產(chǎn)時間,降低生產(chǎn)成本,有效提升產(chǎn)品良率,提高薄膜晶體管的穩(wěn)定性和可靠性,優(yōu)化薄膜晶體管的響應速度。
例如,本發(fā)明一實施例提供的雙柵薄膜晶體管,還包括:第一鈍化層,其中,所述第一鈍化層設置在所述第二柵極上,所述第一鈍化層包括暴露一部分所述第二柵極的第二過孔和暴露所述第一過孔的第三過孔,所述連接電極設置在所述第一鈍化層上,所述連接電極通過所述第二過孔與所述第二柵極電連接以及通過所述第三過孔、第一過孔與所述第一柵極電連接。
例如,在本發(fā)明一實施例提供的雙柵薄膜晶體管中,所述第一電極和所述第二電極形成在所述第二柵絕緣層上,所述第二柵絕緣層包括至少暴露一部分所述有源層且分別位于所述第二柵極兩側(cè)的第四過孔和第五過孔,所述第一電極通過所述第四過孔與所述有源層電連接,所述第二電極通過所述第五過孔與所述有源層電連接。
例如,在本發(fā)明一實施例提供的雙柵薄膜晶體管中,所述第二柵絕緣層部分覆蓋在所述有源層上,在平行于所述襯底基板的方向上,在所述第二柵極兩側(cè),所述有源層有至少部分由所述第二柵絕緣層暴露的第一端和第二端,所述第一電極通過所述第一端與所述有源層進行搭接,所述第二電極通過所述第二端與所述有源層進行搭接。
例如,在本發(fā)明一實施例提供的雙柵薄膜晶體管中,所述連接電極的材料為透明導電材料。
例如,在本發(fā)明一實施例提供的雙柵薄膜晶體管中,所述第二柵極、所述第一電極和所述第二電極由選自鉬、鉬合金、銅、銅合金、鋁、鋁合金、鈦、鈦合金中的一種或多種形成。
例如,在本發(fā)明一實施例提供的雙柵薄膜晶體管中,所述有源層為非晶硅層、多晶硅層或金屬氧化物半導體層。
本發(fā)明至少一實施例提供一種陣列基板,其包括上述任一項所述的雙柵薄膜晶體管。
例如,本發(fā)明一實施例提供的陣列基板,還包括:設置在所述襯底基板上的柵線,其中,所述柵線與所述第一柵極電連接,所述第一過孔暴露一部分所述柵線,所述連接電極與所述第二柵極電連接并通過所述第一過孔與所述柵線電連接。
例如,本發(fā)明一實施例提供的陣列基板,還包括:像素電極或公共電極,其中,所述像素電極或所述公共電極與所述連接電極同層形成。
在本發(fā)明的一些實施例的陣列基板中,該雙柵薄膜晶體管的連接電極與陣列基板中的像素電極或公共電極可通過同一透明導電薄膜通過一次構(gòu)圖工藝形成,簡化制備工藝步驟,使陣列基板結(jié)構(gòu)更加簡單,有效提高產(chǎn)能。
例如,在本發(fā)明一實施例提供的陣列基板中,所述像素電極和所述公共電極同層或非同層形成。
本發(fā)明至少一實施例提供一種雙柵薄膜晶體管的制備方法,其包括:提供襯底基板;在所述襯底基板上形成第一柵極;在所述第一柵極上形成第一柵絕緣層,并且在所述第一柵絕緣層中形成暴露一部分所述第一柵極的第一過孔;在所述第一柵絕緣層上形成有源層,所述有源層與所述第一柵極在垂直于所述襯底基板的方向上至少部分重疊設置;在所述有源層上形成第二柵絕緣層;通過同一導電薄膜形成第二柵極、第一電極和第二電極,其中,所述第二柵極位于所述第二柵絕緣層上且在垂直于所述襯底基板的方向上與所述有源層至少部分重疊設置,所述第一電極和所述第二電極與所述有源層接觸;形成連接電極,所述連接電極電連接所述第二柵極并通過所述第一過孔電連接所述第一柵極。
例如,本發(fā)明一實施例提供的雙柵薄膜晶體管的制備方法還包括:在所述第二柵極上形成第一鈍化層,并且在所述第一鈍化層中形成暴露至少部分所述第二柵極的第二過孔和暴露所述第一過孔的第三過孔,所述連接電極通過所述第二過孔與所述第二柵極電連接以及通過所述第三過孔、第一過孔與所述第一柵極電連接。
例如,在本發(fā)明一實施例提供的雙柵薄膜晶體管的制備方法中,所述連接電極由透明導電薄膜形成。
本發(fā)明至少一實施例提供一種顯示裝置,其包括上述任一項所述的陣列基板。
需要理解的是本發(fā)明的上述概括說明和下面的詳細說明都是示例性和解釋性的,用于進一步說明所要求的發(fā)明。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術方案,下面將對實施例的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅涉及本發(fā)明的一些實施例,而非對本發(fā)明的限制。
圖1a為本發(fā)明一實施例提供的一種雙柵薄膜晶體管的平面圖;
圖1b為沿圖1a中線A-A’方向雙柵薄膜晶體管的截面結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2a-2l為本發(fā)明一實施例提供的雙柵薄膜晶體管的制備方法的工藝流程圖;
圖3a為本發(fā)明一實施例提供的另一種雙柵薄膜晶體管的平面圖;
圖3b為沿圖3a中線B-B’方向雙柵薄膜晶體管的截面結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4a為本發(fā)明一實施例提供的另一種雙柵薄膜晶體管的平面圖;
圖4b為沿圖4a中線C-C’方向雙柵薄膜晶體管的截面結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5a為本發(fā)明一實施例提供的一種陣列基板的平面圖;
圖5b為沿圖5a中線D-D’方向陣列基板的截面結(jié)構(gòu)示意圖;
圖6為本發(fā)明一實施例提供的另一種陣列基板的截面結(jié)構(gòu)示意圖;
圖7為本發(fā)明一實施例提供的再一種陣列基板的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚,下面將結(jié)合本發(fā)明實施例的附圖,對本發(fā)明實施例的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然,所描述的實施例是本發(fā)明的一部分實施例,而不是全部的實施例。基于所描述的本發(fā)明的實施例,本領域普通技術人員在無需創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明保護的范圍。
除非另外定義,本公開使用的技術術語或者科學術語應當為本發(fā)明所屬領域內(nèi)具有一般技能的人士所理解的通常意義。本公開中使用的“第一”、“第二”以及類似的詞語并不表示任何順序、數(shù)量或者重要性,而只是用來區(qū)分不同的組成部分?!鞍ā被蛘摺鞍钡阮愃频脑~語意指出現(xiàn)該詞前面的元件或者物件涵蓋出現(xiàn)在該詞后面列舉的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件?!斑B接”或者“相連”等類似的詞語并非限定于物理的或者機械的連接,而是可以包括電性的連接,不管是直接的還是間接的。“上”、“下”、“左”、“右”等僅用于表示相對位置關系,當被描述對象的絕對位置改變后,則該相對位置關系也可能相應地改變。
附圖中各個部件或結(jié)構(gòu)并非嚴格按照比例繪制,為了清楚起見,可能夸大或縮小各個部件或結(jié)構(gòu)的尺寸,例如增加層的厚度、電極的寬度等,但是這些不應用于限制本公開的范圍。
利用雙柵提升薄膜晶體管特性是目前逐漸發(fā)展起來的一種新技術,通過雙柵驅(qū)動有源層能大幅提升薄膜晶體管的載流子遷移率,減小薄膜晶體管閾值電壓漂移,提高薄膜晶體管的穩(wěn)定性。然而,雙柵薄膜晶體管需要增加一次金屬構(gòu)圖工藝來形成頂柵極和一次沉積工藝形成保護該頂柵極層的絕緣層,構(gòu)圖工藝所需掩膜數(shù)量較多,工序流程較長,生產(chǎn)成本較高,嚴重影響產(chǎn)能;同時,更多的膜層和掩膜也帶來了產(chǎn)品綜合良率的大幅降低,從而限制雙柵薄膜晶體管技術的發(fā)展。
本發(fā)明實施例提供一種雙柵薄膜晶體管、雙柵薄膜晶體管的制備方法、陣列基板及顯示裝置。
本發(fā)明一個實施例提供一種雙柵薄膜晶體管,其包括襯底基板;第一柵極設置在所述襯底基板上;第一柵絕緣層設置在所述第一柵極上,所述第一柵絕緣層包括暴露一部分所述第一柵極的第一過孔;有源層設置在所述第一柵絕緣層上,所述有源層與所述第一柵極在垂直于所述襯底基板的方向上至少部分重疊設置;第二柵絕緣層設置在所述有源層上;第一電極和第二電極設置為與所述有源層接觸;第二柵極設置在所述第二柵絕緣層上,在垂直于所述襯底基板的方向上,所述第二柵極與所述有源層至少部分重疊,所述第二柵極和所述第一電極、第二電極同層形成;連接電極與所述第二柵極電連接且通過所述第一過孔與所述第一柵極電連接。第一電極和第二電極之一為源極,另一個為漏極。
對于該雙柵薄膜晶體管,可通過同一道光刻工藝形成第一電極、第二電極和第二柵極,通過透明連接電極電連接第一柵極和第二柵極實現(xiàn)雙柵結(jié)構(gòu),從而可以減少膜層和掩膜數(shù)量,縮短生產(chǎn)時間,降低生產(chǎn)成本,有效提升產(chǎn)能、產(chǎn)品良率,提高薄膜晶體管的穩(wěn)定性和可靠性,優(yōu)化薄膜晶體管的響應速度。
本發(fā)明一實施例提供一種陣列基板,其包括上述雙柵薄膜晶體管。該陣列基板可以包括多個像素單元,每個像素單元可以包括上述雙柵薄膜晶體管,且還可以包括像素電極或公共電極,其像素電極或公共電極與連接電極由同一透明導電薄膜通過一次構(gòu)圖工藝形成,因此可以進一步簡化陣列基板的制備工藝步驟,有效提高產(chǎn)能。
在本公開的實施例中,構(gòu)圖工藝例如為光刻構(gòu)圖工藝,其例如包括:在需要被構(gòu)圖的結(jié)構(gòu)層上涂覆光刻膠膜,光刻膠膜的涂覆可以采用旋涂、刮涂或者輥涂的方式;接著使用掩膜板對光刻膠層進行曝光,對曝光的光刻膠層進行顯影以得到光刻膠圖案;然后使用光刻膠圖案對結(jié)構(gòu)層進行蝕刻,可選地去除光刻膠圖案;最后剝離剩余的光刻膠以形成需要的結(jié)構(gòu)。
在本公開的實施例中,“同層”指的是采用同一成膜工藝形成用于形成特定圖形的膜層,然后利用同一掩模板通過一次構(gòu)圖工藝形成的層結(jié)構(gòu)。根據(jù)特定圖形的不同,一次構(gòu)圖工藝可能包括多次曝光、顯影或刻蝕工藝,而形成的層結(jié)構(gòu)中的特定圖形可以是連續(xù)的也可以是不連續(xù)的,這些特定圖形還可能處于不同的高度或者具有不同的厚度。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例提供的雙柵薄膜晶體管、雙柵薄膜晶體管的制備方法、陣列基板及顯示裝置進行詳細說明,但是本發(fā)明并不限于這些具體的實施例。
實施例一
圖1a的平面圖示出了本實施例提供的雙柵薄膜晶體管的平面圖,圖1b為沿圖1a中沿線A-A’剖取的雙柵薄膜晶體管的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖1a和圖1b所示,該實施例的雙柵薄膜晶體管包括襯底基板10;第一柵極130設置在所述襯底基板10上;第一柵絕緣層120設置在所述第一柵極130上,所述第一柵絕緣層120包括暴露一部分所述第一柵極130的第一過孔20;有源層15設置在所述第一柵絕緣層120上,所述有源層15與所述第一柵極130在垂直于所述襯底基板10的方向上至少部分重疊設置;第二柵絕緣層121設置在所述有源層15上;第一電極160和第二電極161設置為與所述有源層15接觸;第二柵極131設置在所述第二柵絕緣層121上,在垂直于所述襯底基板10的方向上,所述第二柵極131與所述有源層15至少部分重疊,所述第二柵極131和所述第一電極160、第二電極161同層形成;連接電極18與所述第二柵極131電連接且通過所述第一過孔20與所述第一柵極130電連接。第一過孔20形成在第一柵極130與有源層15彼此重疊的區(qū)域之外。
例如,第二柵極131、第一電極160和第二電極161同層形成,從而可以減少膜層和掩膜數(shù)量,縮短生產(chǎn)時間,降低生產(chǎn)成本,有效提升產(chǎn)能及產(chǎn)品良率;同時第一柵極130和第二柵極131還可以起到遮光作用,阻擋從第一柵極130和第二柵極131兩個方向的光照射到有源層15上,從而減少或消除有源層15的溝道光致漏電流現(xiàn)象的發(fā)生。
如圖1a所示的實施例中,第二柵絕緣層121部分覆蓋在有源層15上,在第一方向上,在第二柵極131的兩側(cè),有源層15有至少部分由第二柵絕緣層121暴露的第一端和第二端,在第二方向上,第二柵絕緣層121則可以完全覆蓋有源層15。第一電極160通過第一端與有源層15進行搭接,第二電極161通過第二端與有源層15進行搭接,這里,第一電極160可以為源極或漏極,相應的第二電極161可以為漏極或源極。第二柵極131形成在第二柵絕緣層121上,在垂直于襯底基板10的方向上與有源層15至少部分重疊設置。
例如,本實施例提供的雙柵薄膜晶體管還可以包括第一鈍化層17,所述第一鈍化層17設置在所述第二柵極131上,可以覆蓋整個薄膜晶體管以提供保護作用,所述第一鈍化層17包括暴露一部分所述第二柵極131的第二過孔21和暴露所述第一過孔20的第三過孔22,所述連接電極18設置在所述第一鈍化層17上,連接電極18通過第二過孔21與第二柵極131電連接以及通過第三過孔22、第一過孔20與第一柵極130電連接。
如圖1a所示,驅(qū)動該雙柵薄膜晶體管的掃描信號線——柵線132與第一柵極130一體形成,在第一柵絕緣層120中設置的第一過孔20暴露一部分第一柵極130,該部分柵極也可以為柵線132的一部分,在第一鈍化層17中,第二過孔21暴露一部分第二柵極131,第三過孔22暴露第一過孔20,從而第三過孔22也相應地暴露一部分柵線132。連接電極18通過第二過孔21和第三過孔22電連接第二柵極131和柵線132,于是第一柵極130和第二柵極131能夠同時接收到柵線132傳輸?shù)南嗤膾呙栊盘?,進而保證對有源層15同時產(chǎn)生驅(qū)動作用。當柵線132上被施加開啟(ON)信號時,在第一柵極130和第二柵極131共同作用下,有源層15表面產(chǎn)生感應電荷,相應的形成低溝道電阻、大電流的開態(tài),該雙柵薄膜晶體管導通,第一電極160和第二電極161彼此電連接,可以在二者之間進行數(shù)據(jù)傳輸;當柵線132上被施加關閉(OFF)信號時,有源層15形成的導電溝道區(qū)形成高溝道電阻、小電流的關態(tài),該雙柵薄膜晶體管截止,第一電極160和第二電極161斷開,不能在二者之間進行數(shù)據(jù)傳輸。該雙柵薄膜晶體管中的有源層15通過第一柵極130和第二柵極131的相同電壓驅(qū)動作用,使得有源層15更加穩(wěn)定的導通第一電極160和第二電極161,提高該雙柵薄膜晶體管的穩(wěn)定性和驅(qū)動能力,減小器件閾值電壓漂移。
例如,襯底基板10可以是透明絕緣基板,比如玻璃基板、石英基板或其他合適的基板。
例如,該第一柵極130的材料可以包括銅基金屬、鋁基金屬、鎳基金屬等。例如,該銅基金屬為銅(Cu)、銅鋅合金(CuZn)、銅鎳合金(CuNi)或銅鋅鎳合金(CuZnNi)等性能穩(wěn)定的銅基金屬合金。
例如,第二柵極131、第一電極160和第二電極161的材料可以由選自鉬、銅、鋁、鈦中的一種或多種或以上金屬任意組合形成的合金中的一種或多種或其他合適的材料形成。例如,第二柵極131、第一電極160和第二電極161可為單層或多層結(jié)構(gòu)。
例如,有源層15可以為非晶硅層、多晶硅層或金屬氧化物半導體層。例如,多晶硅可以為高溫多晶硅或低溫多晶硅,氧化物半導體可以為氧化銦鎵鋅(IGZO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化鋅(ZnO)或氧化鎵鋅(GZO)等。
例如,連接電極18的材料可以為透明導電材料,例如氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化銦鎵(IGO)、氧化鎵鋅(GZO)或碳納米管等。
例如,第一柵絕緣層120的材料可以包括氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiOx)、氮氧化硅(SiNxOy)或其他合適的材料,例如有機樹脂材料。
例如,第二柵絕緣層121的材料可以包括氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiOx)、氧化鋁(Al2O3)、氮化鋁(AlN)或其他適合的材料,例如有機樹脂材料。
例如,該第一鈍化層17的材料可以包括硅氧化物(SiOx)、硅氮化物(SiNx)、硅氮氧化物(SiOxNy)或其他合適的材料。例如,該第一鈍化層17可以為由氮化硅或者氧化硅構(gòu)成的單層結(jié)構(gòu),或者由氮化硅和氧化硅構(gòu)成的多層結(jié)構(gòu)。
下面將結(jié)合圖2a至圖2l對上述實施例的雙柵薄膜晶體管的制備方法進行說明。圖2b、圖2d、圖2f、圖2h、圖2j、和圖2l分別為沿圖2a、圖2c、圖2e、圖2g、圖2i、和圖2k中如圖1b所示的線A-A’的位置剖取的截面圖。圖2a、圖2c、圖2e、圖2g、圖2i、和圖2k中僅示出相關結(jié)構(gòu)的一部分以便更清楚地說明。
如圖2a和2b所示,提供一襯底基板10,在襯底基板10上沉積一層金屬薄膜,對該金屬薄膜進行構(gòu)圖工藝,由此在襯底基板10上形成第一柵極130。需要說明的是,形成第一柵極130的同時形成與第一柵極130電連接的柵線132,在本實施例中,第一柵極130和柵線132一體形成,第一柵極130從柵線132分叉得到,由此掃描信號通過柵線132被施加到第一柵極130上。
例如,該襯底基板10是透明絕緣基板,該襯底基板10的材料的示例可以是玻璃基板、石英基板或其他合適的材料。
例如,該金屬薄膜的材料可以包括銅基金屬、鋁基金屬、鎳基金屬等。例如,該銅基金屬為銅(Cu)、銅鋅合金(CuZn)、銅鎳合金(CuNi)或銅鋅鎳合金(CuZnNi)等性能穩(wěn)定的銅基金屬合金。例如,金屬薄膜可為單層或多層結(jié)構(gòu),相應地,形成的第一柵極130和柵線132可為單層或多層結(jié)構(gòu)。
例如,如圖2c和圖2d所示,在形成有第一柵極130和柵線132的襯底基板10上沉積一層絕緣層薄膜,然后對該絕緣層薄膜進行構(gòu)圖工藝以形成第一柵絕緣層120,在第一柵絕緣層120中包括暴露一部分第一柵極130(在本實施例中為柵線132的一部分)的第一過孔20。然后在該第一柵絕緣層120上沉積一層半導體層薄膜,通過構(gòu)圖工藝形成有源層15,有源層15在垂直于襯底基板10的方向上與第一柵極130至少部分重疊設置,例如,該有源層15的溝道區(qū)域與第一柵極130完全重疊。
例如,半導體層薄膜的材料為非晶硅、多晶硅或金屬氧化物半導體。例如,多晶硅可以為高溫多晶硅或低溫多晶硅,氧化物半導體可以為氧化銦鎵鋅(IGZO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化鋅(ZnO)或氧化鎵鋅(GZO)等。例如,該有源層15可形成為單層或多層結(jié)構(gòu)。
例如,如圖2e和2f所示,在有源層15上沉積一層絕緣層薄膜,然后對該絕緣層薄膜進行構(gòu)圖,形成第二柵絕緣層121。該第二柵絕緣層121部分覆蓋在有源層15上,在第一方向上,有源層15有至少部分由第二柵絕緣層121暴露的第一端和第二端,在第二方向上,第二柵絕緣層121完全覆蓋有源層15。
例如,如圖2g和2h所示,在依次形成有第一柵極130、第一柵絕緣層120、有源層15和第二柵絕緣層121的襯底基板10上沉積一層金屬薄膜,然后通過一次構(gòu)圖工藝形成第二柵極131、第一電極160和第二電極161。第一電極160被形成為通過暴露的第一端與有源層15進行搭接,第二電極161被形成為通過暴露的第二端與有源層15進行搭接,第二柵極131形成在第二柵絕緣層121上,且在垂直于襯底基板10的方向上例如與有源層15的溝道區(qū)域完全重疊設置。由此,第二柵極131在第一方向上位于第一電極160和第二電極161之間。本實施例的方法可以減少單獨利用金屬構(gòu)圖工藝形成第二柵極131和利用沉積工藝形成保護該第二柵極131的絕緣層,從而減少膜層和掩膜數(shù)量,縮短生產(chǎn)時間,降低生產(chǎn)成本,有效提升產(chǎn)能及產(chǎn)品良率。
例如,該金屬薄膜的材料可以包括鉬、銅、鋁、鎳中的一種或多種或以上金屬任意組合形成的合金中的一種或多種或其他合適的材料。例如,金屬薄膜可為單層或多層結(jié)構(gòu),相應地,第二柵極131、第一電極160和第二電極161可形成為單層或多層結(jié)構(gòu)。
例如,如圖2i和2j所示,在第二柵極131、第一電極160和第二電極161上沉積一層絕緣層薄膜,利用構(gòu)圖工藝形成第一鈍化層17。該第一鈍化層17包括第二過孔21和第三過孔22,該第二過孔21暴露一部分第二柵極131,該第三過孔22對應于在第一柵絕緣層120中形成的第一過孔20,即將其暴露。
例如,形成第一鈍化層17的材料可以包括硅氧化物(SiOx)、硅氮化物(SiNx)或硅氮氧化物(SiOxNy)等。例如,該第一鈍化層17可以為由氮化硅或者氧化硅構(gòu)成的單層結(jié)構(gòu),或者由氮化硅和氧化硅構(gòu)成的多層結(jié)構(gòu)。
需要說明的是,在第一柵絕緣層120中的第一過孔20和第一鈍化層17中的第三過孔22形成了暴露一部分柵線132的第三過孔22。當然,在之前的步驟中在第一柵絕緣層120中未形成第一過孔20的情況下,第三過孔22也可以在形成了第一鈍化層17之后,通過同一次構(gòu)圖工藝在第一柵絕緣層120和第一鈍化層17中形成,特別是在第一柵絕緣層120和第一鈍化層17采用相同的材料形成的情況下,形成該第三過孔22的構(gòu)圖工藝變得更簡單。
例如,如圖2k和2l所示,在第一鈍化層17上沉積一層透明導電薄膜,通過構(gòu)圖工藝形成連接電極18。該連接電極18通過第二過孔21和第三過孔22、第一過孔20電連接第二柵極131和柵線132。由于第一柵極130和柵線132一體形成,于是第一柵極130和第二柵極131也電連接,第一柵極130和第二柵極131通過柵線132傳輸?shù)耐粧呙栊盘柨刂七M而驅(qū)動有源層15,使得有源層15更加穩(wěn)定的導通第一電極160和第二電極161,提高該雙柵薄膜晶體管的穩(wěn)定性和驅(qū)動能力,減小器件閾值電壓漂移。
例如,形成連接電極18的材料可以為透明導電材料,例如氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化銦鎵(IGO)、氧化鎵鋅(GZO)或碳納米管等。例如,該連接電極18可為由上述材料形成的單層或多層結(jié)構(gòu)。
例如,沉積絕緣層薄膜和半導體層薄膜可以采用化學氣相沉積(CVD),如等離子體增強化學氣相沉積法(PECVD)、低壓化學氣相沉積(LPCVD)等,亦可以為物理氣相沉積(PVD)等。
例如,沉積金屬薄膜層和透明導電薄膜層可以采用氣相沉積法、磁控濺射法、真空蒸鍍法或其他合適的處理形成。但本發(fā)明的實施例不限于這些具體的方法。
例如,如上所述,形成第一柵絕緣層120和第二柵絕緣層121的材料的示例可以包括氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiOx)、氮氧化硅(SiNxOy)或其他合適的材料,例如有機樹脂材料。例如,該第一柵絕緣層120和第二柵絕緣層121可以為由上述材料中的一種或幾種構(gòu)成的單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)。
實施例二
圖3a示出了實施例二提供的雙柵薄膜晶體管的平面圖,圖3b為沿圖3a中線B-B’剖取的雙柵薄膜晶體管的截面圖。如圖3a和3b所示,本實施例提供的雙柵薄膜晶體管中,第二柵絕緣層122完全覆蓋在有源層15上,第二柵極131、第一電極162和第二電極163通過一次構(gòu)圖工藝形成在第二柵絕緣層122上。第二柵絕緣層122包括至少暴露一部分有源層15且分別位于第二柵極131兩側(cè)的第四過孔23、第五過孔24和暴露第一過孔20的第六過孔25,第一電極162通過第四過孔23與有源層15電連接,第二電極163通過第五過孔24與有源層15電連接,在垂直于襯底基板10的方向上,第二柵極131與有源層15至少部分重疊設置。第一鈍化層17覆蓋在第二柵極131、第一電極162和第二電極163上,第一鈍化層17包括暴露一部分所述第二柵極131的第二過孔21和暴露所述第六過孔25的第三過孔22,連接電極18設置在第一鈍化層17上且通過第二過孔21和第三過孔22、第六過孔25、第一過孔20電連接第二柵極131和柵線132。本實施例的雙柵薄膜晶體管其余各層的結(jié)構(gòu)與實施例一相同,且各層可以采用實施例一中介紹的材料制備。
例如,本實施例提供的雙柵薄膜晶體管的制備方法,在形成有源層15之后,在有源層15上沉積一層絕緣層薄膜并構(gòu)圖形成第二柵絕緣層122,該第二柵絕緣層122完全覆蓋在有源層15上,并且包括至少暴露一部分有源層15的第四過孔23、第五過孔24和暴露第一過孔20的第六過孔25。接著在該第二柵絕緣層122上沉積金屬薄膜并構(gòu)圖形成第一電極162、第二電極163和第二柵極131,該第一電極162形成在第四過孔23處,第二電極163形成在第五過孔24處,第二柵極131在垂直于襯底基板10的方向上與有源層15至少部分重疊設置,在平行于襯底基板的方向上,第四過孔23和第五過孔24分別位于第二柵極131兩側(cè)。然后在第一電極162、第二電極163和第二柵極131上形成覆蓋第一電極162、第二電極163和第二柵極131的第一鈍化層17,第一鈍化層17包括暴露一部分所述第二柵極131的第二過孔21和暴露所述第六過孔25的第三過孔22。本實施其余各層可以采用與實施例一中相同的制備方法形成,在此不再贅述。
實施例三
圖4a示出了實施例三提供的雙柵薄膜晶體管的平面圖,圖4b為沿圖4a中線C-C’剖取的雙柵薄膜晶體管的截面圖。實施例一和實施例二中,連接電極18設置在第一鈍化層17上,在本實施例中,如圖4a和4b所示,連接電極180設置在第二柵絕緣層123上,連接電極180與第二柵極131進行搭接連接,并通過第一過孔20與柵線132電連接。本實施例中省去了第一鈍化層17,利用第二柵絕緣層123對連接電極180和有源層15、第二電極165進行絕緣,從而可以進一步減少膜層,簡化制備工藝步驟,降低生產(chǎn)成本,有效提高產(chǎn)能。本實施的雙柵薄膜晶體管的其余各層可以形成與實施例一或?qū)嵤├邢嗤慕Y(jié)構(gòu),在此不做限制。
例如,本實施例提供的雙柵薄膜晶體管的制備方法,在形成有源層15之前的步驟可以與實施例一相同,在形成有源層15之后,在有源層15上沉積一層絕緣層薄膜并利用構(gòu)圖工藝形成第二柵絕緣層123;接著在第二柵絕緣層123上沉積一層金屬薄膜,通過一道構(gòu)圖工藝形成第二柵極131、第一電極164和第二電極165;然后仍然在第二柵絕緣層123上沉積一層透明導電薄膜,通過構(gòu)圖工藝形成連接電極180。連接電極180與第二柵極131進行搭接連接,并通過第一過孔20與柵線132電連接,從而電連接第一柵極130和第二柵極131。第二柵極131在垂直于襯底基板10的方向上,與有源層15至少部分重疊設置,第一電極164和第二電極165與有源層15的連接方式可以與實施例一或?qū)嵤├嗤?/p>
實施例四
本實施例提供了一種陣列基板,其包括上述任一實施例提供的雙柵薄膜晶體管。本發(fā)明實施例的陣列基板可以包括多條柵線和多條數(shù)據(jù)線,這些柵線和數(shù)據(jù)線彼此交叉由此限定了排列為矩陣的像素單元,每個像素單元包括作為開關元件的薄膜晶體管。
例如,圖5a示出了本實施例提供的一種陣列基板的平面圖,圖5b為沿圖5a中沿線D-D’剖取的陣列基板的截面結(jié)構(gòu)示意圖;圖6示出了本實施例提供的另一種陣列基板的截面結(jié)構(gòu)示意圖;圖7示出了本實施例提供的再一種陣列基板的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
例如,本實施例提供的陣列基板還可以包括柵線132,柵線132與第一柵極130電連接,如圖5a和5b所示,本實施例中,柵線132和第一柵極130一體形成。第一鈍化層17包括暴露一部分第二柵極131的第二過孔21和暴露一部分柵線132的第三過孔22,連接電極18通過第二過孔21與第二柵極131電連接并通過第三過孔22與柵線132電連接,從而第一柵極130和第二柵極131能夠同時接收到柵線132傳輸?shù)膾呙栊盘枺M而保證對有源層15同時產(chǎn)生驅(qū)動作用,優(yōu)化了雙柵薄膜晶體管的響應速度,保證了陣列基板的穩(wěn)定性。
例如,如圖5a和5b所示,本實施例提供的陣列基板還可以包括像素電極19,像素電極19和連接電極18同層設置。第一鈍化層17還包括暴露一部分第二電極161的第七過孔26,像素電極19通過第七過孔26與第二電極161電連接。例如,像素電極19可以為狹縫電極或面狀電極。
例如,本實施例提供的陣列基板還可以包括公共電極30。如圖6所示,公共電極30設置在第一鈍化層17上,公共電極30與像素電極19、連接電極18可以同層形成。例如,像素電極19和公共電極30均為狹縫電極,像素電極19的分支和公共電極30的分支彼此交替設置。例如,如圖7所示,公共電極30與像素電極19可以不同層設置,像素電極19設置在第一鈍化層17上,在像素電極19上還包括第二鈍化層170,公共電極30設置在第二鈍化層170上,像素電極19和公共電極30可以均為狹縫電極,二者的狹縫例如彼此重疊或彼此交錯布置。例如,像素電極19和公共電極30的形成順序可以相反,即公共電極30可以與連接電極18設置在第一鈍化層17上,像素電極19設置在公共電極30和連接電極18之上。
在本實施例中,像素電極19和/或公共電極可以與連接電極18同層形成,從而進一步減少陣列基板的膜層和掩模數(shù)量,縮短制備時間,降低工藝復雜度,降低生產(chǎn)成本,有效提升產(chǎn)能。
例如,像素電極19和/或公共電極30可以采用與連接電極18相同的材料形成。
在上述陣列基板結(jié)構(gòu)的描述中以實施例一中的雙柵薄膜晶體管為例進行了描述,但是本領域技術人員應當理解,本發(fā)明其余實施例提供的雙柵薄膜晶體管也同樣適用于本實施例的陣列基板。
需要說明的是,為表示清楚,并沒有給出詳細敘述該陣列基板的全部結(jié)構(gòu)。為實現(xiàn)陣列基板的必要功能,本領域技術人員可以根據(jù)具體應用場景進行設置其他未敘述的結(jié)構(gòu),本發(fā)明對此不做限制。
實施例五
本實施例提供了一種顯示裝置,其包括實施例四所述的陣列基板。該所述顯示裝置可以為電視、數(shù)碼相機、手機、手表、平板電腦、筆記本電腦、導航儀等任何具有顯示功能的產(chǎn)品或者部件。
例如,該顯示裝置的一個示例為液晶顯示裝置,包括陣列基板和對置基板,二者彼此對置以形成液晶盒,在液晶盒中填充有液晶材料。該對置基板例如為彩膜基板。陣列基板的每個像素單元的像素電極用于施加電場對液晶材料的旋轉(zhuǎn)的程度進行控制從而進行顯示操作。通常液晶顯示裝置包括背光源,該背光源例如相對于對置基板設置于陣列基板的后側(cè)。
該顯示裝置的另一個示例為有機發(fā)光二極管(OLED)顯示裝置,其中,陣列基板上形成有機發(fā)光二極管,每個像素單元的像素電極可以作為有機發(fā)光二極管的陽極或陰極,或者可以與有機發(fā)光二極管的陽極或陰極電連接,用于驅(qū)動有機發(fā)光二極管發(fā)光以進行顯示操作。
該顯示裝置的再一個示例為電子紙顯示裝置,其中,陣列基板上形成有電子墨水層,每個像素單元的像素電極作為用于施加驅(qū)動電子墨水中的帶電微顆粒移動以進行顯示操作的電壓。
對于本公開,還有以下幾點需要說明:
(1)本發(fā)明實施例附圖只涉及到與本發(fā)明實施例涉及到的結(jié)構(gòu),其他結(jié)構(gòu)可參考通常設計。
(2)為了清晰起見,在用于描述本發(fā)明的實施例的附圖中,層或區(qū)域的厚度被放大或縮小,即這些附圖并非按照實際的比例繪制。
(3)在不沖突的情況下,本發(fā)明的實施例及實施例中的特征可以相互組合以得到新的實施例。
以上所述,僅為本發(fā)明的具體實施方式,但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此,本發(fā)明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。