CN101097962A

CN101097962A - 双沟道薄膜晶体管

Info

Publication number: CN101097962A
Application number: CNA2006100908498A
Authority: CN
Inventors: 陈晋升; 刘志鸿; 洪建兴; 黄坤源
Original assignee: Chunghwa Picture Tubes Ltd
Current assignee: Chunghwa Picture Tubes Ltd
Priority date: 2006-06-26
Filing date: 2006-06-26
Publication date: 2008-01-02

Abstract

一种应用于薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)的双沟道薄膜晶体管，其包含有基板、栅极、源极与漏极，此漏极还包括两个漏极电极，且这些漏极电极与源极形成双沟道，以及，一个沟道层位于该源极与该漏极和该栅极之间。

Description

双沟道薄膜晶体管

技术领域

本发明涉及一种薄膜晶体管，尤指一种具有双沟道的薄膜晶体管。

背景技术

一般而言，薄膜晶体管液晶显示器(thin film transistor-liquid crystaldisplay，TFT-LCD)主要由彩色滤光片基板与位于两基板之间的液晶层所构成，其中薄膜晶体管阵列基板具有多个薄膜晶体管，并且薄膜晶体管是以矩阵的方式排列，且每个薄膜晶体管都有与其电性连接的像素电极，形成像素单元。薄膜晶体管是用来作为液晶显示单元的开关元件。其中，每一个薄膜晶体管是在绝缘基板上依序制作栅极、沟道层、源极/漏极。

请参考图1，图1为公知技术的薄膜晶体管的结构示意图。如上所述，公知技术的液晶显示器具有多个排列整齐的阵列式像素单元(未显示)。该像素单元主要由像素电极111和薄膜晶体管100所构成。其中薄膜晶体管100包含有基板(未显示)、栅极106、沟道层112和源极/漏极108/110层，其中源极/漏极108/110之间又具有沟道114。且栅极106与扫瞄线105电性连接，而源极/漏极108/110分别与数据线102以及像素电极111电性连接。

但是，在薄膜晶体管的制作过程中，常会因为沟道回蚀刻(back channeletch，BCE)工艺残留以及漏极与源极沟道(SD channel)工艺残留等问题，使得一些金属微粒或者是导电的污染物在完成蚀刻及清洗工艺后，仍残留在薄膜晶体管的沟道处，产生点缺陷，造成薄膜晶体管中源极和漏极之间的沟道发生短路情况，破坏薄膜晶体管控制开关的作用。

请参考图2至图3，图2至3为公知技术修补薄膜晶体管沟道点缺陷的示意图。图2和3的条件延续图1的条件，不同的是，位于漏极110和源极108之间的沟道114却都发生了点缺陷202的情况，使得沟道114的功用被破坏，造成薄膜晶体管100无法正常开启或关闭来驱动相对应的像素单元(未显示)。在公知技术中，修补薄膜晶体管沟道点缺陷的方法主要有两种，第一种如同图2所示，利用点银胶等方式，形成导线204以直接将漏极110和数据线102电连接起来，因此不论扫瞄线(未显示)有无电压信号传入，薄膜晶体管100所对应的像素单元(未显示)内的像素电极和共同电极之间一直存在有电位差，亦即使此像素单元(未显示)内液晶分子直接随数据线102的所有数据信号偏转，维持呈现亮点的状态。另外一种修补薄膜晶体管沟道点缺陷的方法，则如同图3所示，利用激光等切割方法将漏极110局部切断，形成切口206，让漏极110和源极108无法电连结，使得其所对应的像素单元(未显示)无法接受数据线102的数据信号而产生电位差，液晶分子不会偏转，也就一直维持暗点的状态。

虽然，公知技术可以利用直接连接漏极和数据线的方式，使发生点缺陷的像素单元一直维持亮点，或者切断漏极使得发生点缺陷的像素单元始终保持暗点等方式，去修补发生点缺陷的像素单元，但是，无论哪一种修补方式，都无法正常驱动发生点缺陷的像素单元。因此如何研发出一种修补方法，使得发生点缺陷的薄膜晶体管仍能正常维持像素单元内的作动与功能，实为该领域的重要课题。

发明内容

本发明提供一种双沟道薄膜晶体管，以解决上述问题。

本发明的一优选实施例中，提供一种应用于薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)的双沟道薄膜晶体管，其包含有栅极、源极与漏极，此漏极还包括两个漏极电极，且这些漏极电极与源极形成双沟道，以及，沟道层位于该源极与该漏极和该栅极之间。

由于本发明的薄膜晶体管的漏极具有两个漏极电极，而这些漏极电极各自和源极之间均可形成独立沟道，以构成一个双沟道薄膜晶体管结构。因此，当其中一个沟道因为点缺陷而被破坏时，便可通过切断部分漏极电极的方式，终止该异常沟道的运作，并利用其他功能完好的沟道继续作用，以维持像素单元内的薄膜晶体管依旧可以维持正常作动的功能。

附图说明

图1为公知技术的薄膜晶体管的结构示意图。

图2至3为公知技术修补薄膜晶体管沟道点缺陷之示意图。

图4为本发明薄膜晶体管的一优选实施例的结构示意图。

图5为本发明修补薄膜晶体管沟道点缺陷的一优选实施例的示意图。

图6为本发明薄膜晶体管的另一优选实施例的结构示意图。

图7为本发明修补薄膜晶体管沟道点缺陷的一优选实施例的示意图。

附图标记说明

100、500、700 薄膜晶体管

102、502、702 数据线

105、505、705 扫瞄线

106、506、706 栅极

108、508、708 源极

110、510、710 漏极

111、521、721 像素电极

112、512、712 沟道层

114、512a、512b、712a、712b 沟道

202、602、802 点缺陷

204 导线

206、604、804 切口

510a、510b、710a、710b 漏极电极

具体实施方式

请参考图4，图4为本发明薄膜晶体管的一优选实施例的结构示意图。本发明的薄膜晶体管结构可应用在薄膜晶体管液晶显示器或者是发光二极体显示器(organic light-emitting diode，OLED)，此实施例中以应用于薄膜晶体管液晶显示器为例。如图4所示，薄膜晶体管液晶显示器包含有多个像素单元(未显示)，而每个像素单元皆由一个薄膜晶体管500来控制其相对应的像素单元内的液晶分子是否偏转。其中，各薄膜晶体管500均具有基板(未显示)，栅极506设置于基板上，栅极绝缘层(未显示)覆盖于栅极506和基板上，以及沟道层512设置于栅极绝缘层上，并位于该栅极506上方。另外，各薄膜晶体管500均具有和扫瞄线505相连的栅极506，一个I型的源极508和一个C型的漏极510。此外，C型的漏极510又包含两条L型的漏极电极510a、510b，而I型的源极508则卡合于C型的漏极510的缺口中，并且与两条L型的漏极电极510a、510b分别在沟道层512中形成沟道512a、512b，其中栅极506和沟道层512之间又具有栅极绝缘层(未显示)。其中，源极508与数据线502电性连接，而漏极电极510a、510b与该像素电极521电性连接。所以，当像素单元(未显示)内的栅极506受扫瞄线505的电压信号开启时，位于源极508、漏极电极510a、510b之间的沟道层512便会因启始电压的反转作用而产生沟道(channel)512a、512b，以让源极508和漏极电极510a、510b形成电性连接，进而让数据线502的数据信号得以通过源极508传入漏极电极510a、510b，而使漏极510电性连接的像素电极521和相对应的共同电极(未显示)产生电位差，使得像素单元(未显示)内的液晶分子产生偏转。

如前所述，在薄膜晶体管的制作过程中，常会因为沟道回蚀刻(BCE)工艺残留以及漏极电极与源极沟道(SD channel)工艺残留等问题，使得一些金属微粒或者是导电的污染物残留在薄膜晶体管的沟道处，产生点缺陷，造成薄膜晶体管中源极和漏极电极之间的沟道发生短路情况，破坏薄膜晶体管控制开关的作用。

请参考图5，图5为本发明修补薄膜晶体管沟道点缺陷的一优选实施例的示意图。图5延续图4的条件，并说明当图4的薄膜晶体管500发生点缺陷602时的修补方式。如图5所示，漏极电极510a和源极508之间发生点缺陷602，使得位于漏极电极510a和源极508间之沟道512a的功用被破坏。在本优选实施例中利用如激光切割等方式，局部切断漏极电极510a，形成切口604，让漏极电极510a无法和像素电极521电连结，所以像素电极521不再经由漏极电极510a来传递数据信号，但是仍保留了漏极电极510b和源极508之间通过沟道512b来电连结的完整性。所以，当像素单元(未显示)内的栅极506受扫瞄线505的电压信号开启时，位于源极508、漏极电极510b之间的沟道层512便会因启始电压的反转作用而产生沟道512b，以让源极508和漏极电极510b形成电性连接，进而让数据线502的数据信号得以通过漏极电极510b传入和漏极510相电性连接的像素电极521，并和相对应的共同电极(未显示)产生电位差，使得像素单元(未显示)内的液晶分子产生偏转。也就是说，利用本发明修补发生点缺陷602的像素单元依旧可以维持正常作动的功能。

请参考图6，图6为本发明薄膜晶体管的另一优选实施例的结构示意图。图6和图4的结构相似，皆表示薄膜晶体管液晶显示器的像素单元(未显示)内的薄膜晶体管700结构。其中，薄膜晶体管700具有基板(未显示)，栅极706设置于基板上，栅极绝缘层(未显示)覆盖于栅极706和基板上，以及沟道层712设置于栅极绝缘层上，并位于该栅极706上方。另外，各薄膜晶体管700均具有和扫瞄线705相连之栅极706，一个T型的源极708和一个π型的漏极710，而π型的漏极710又包含两条L型的漏极电极710a、710b，T型的源极708则卡合于两条L型的漏极电极710a、710b之间，并且与两条L型的漏极电极710a、710b分别在沟道层712中形成沟道712a、712b，其中栅极706和沟道层712之间又具有栅极绝缘层(未显示)。所以，当像素单元(未显示)内的栅极706受扫瞄线705的电压信号开启时，位于源极708、漏极电极710a、710b之间的沟道层712便会因启始电压的反转作用而产生沟道(channel)712a、712b，以让源极708和漏极电极710a、710b形成电性连接，进而让数据线702的数据信号得以通过源极708传入漏极电极710a、710b，而使漏极710所电性连接的像素电极721和相对应的共同电极(未显示)产生电位差，使得像素单元(未显示)内的液晶分子产生偏转。

请参考图7，图7为本发明修补薄膜晶体管沟道点缺陷的一优选实施例的示意图。图7为图6的薄膜晶体管700发生点缺陷802时的修补方式示意图。图7中沟道712b发生点缺陷802的情况时，在本优选实施例中利用如激光等切割等方式，由局部切断漏极电极710b，形成切口804，让漏极电极710b无法和像素电极721电连结，所以像素电极721不再经由漏极电极710b来传递数据信号，但是仍保留了漏极电极710a和源极708之间通过沟道712a来电连结的完整性。所以，当像素单元(未显示)内的栅极706受扫瞄线705之电压信号开启时，位于源极708、漏极电极710a之间的沟道层712便会因启始电压的反转作用而产生沟道712a，以让源极708和漏极电极710a形成电性连接，进而让数据线702之数据信号得以通过漏极电极710a传入和漏极710相电性连接的像素电极721，并和相对应的共同电极(未显示)产生电位差，使得像素单元(未显示)内的液晶分子产生偏转。也就是说，利用本发明修补发生点缺陷802的像素单元依旧可以维持正常作动的功能。

值得一提的是，本发明并不局限于以上两种实施例中所述的两条漏极电极的设计，只要符合设计基准(design rule)的原则，并满足工艺条件及电路设计的架构，即可于各薄膜晶体管中形成多个沟道，另外，本发明中源极与漏极电极的图案配置方式，也可有多种变化型式，并不限于以上两种实施例中所述的外型样式。而且，本发明的薄膜晶体管因具有双沟道，所以不但具有可实质修补的好处，又大幅增加了薄膜晶体管的沟道宽度。

由于本发明的薄膜晶体管的漏极具有两个漏极电极，而这些漏极电极各自和源极之间均可形成独立沟道，所以构成一个双沟道晶体管结构。因此，当其中一个沟道因为点缺陷而被破坏时，便可通过切断部分漏极电极的方式，终止该异常沟道的运作，并利用其他功能完好的沟道继续作用，以维持像素单元内的薄膜晶体管依旧可以维持正常作动的功能。

以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的等同变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种双沟道薄膜晶体管，包含有：

基板；

栅极，设置于所述基板上；

栅极绝缘层，覆盖于所述栅极与所述基板；

沟道层，设置于所述栅极绝缘层上，并位于所述栅极上方；以及

源极与漏极，所述漏极还包括两漏极电极，且所述漏极电极与所述源极形成所述双沟道。

2.如权利要求1的双沟道薄膜晶体管，应用于有机发光二极体显示器中。

3.如权利要求1的双沟道薄膜晶体管，其中所述薄膜晶体管应用于薄膜晶体管液晶显示器之中。

4.如权利要求3的双沟道薄膜晶体管，其中所述薄膜晶体管液晶显示器包含有多个像素单元。

5.如权利要求4的双沟道薄膜晶体管，其中所述薄膜晶体管液晶显示器在各所述像素单元内具有液晶分子。

6.如权利要求3的双沟道薄膜晶体管，其中所述源极与所述薄膜晶体管液晶显示器的数据线电性连接。

7.如权利要求3的双沟道薄膜晶体管，其中所述栅极与扫瞄线电性连接。

8.如权利要求1的双沟道薄膜晶体管，其中所述漏极与像素电极电性连接。

9.如权利要求1的双沟道薄膜晶体管，其中所述源极为I型结构。

10.如权利要求1的双沟道薄膜晶体管，其中所述漏极为C型结构。

11.如权利要求10的双沟道薄膜晶体管，其中所述I型结构位于所述C型结构的缺口中。

12.如权利要求11的双沟道薄膜晶体管，其中各所述漏极电极均为L型结构，以构成所述C型结构的所述漏极。

13.如权利要求1的双沟道薄膜晶体管，其中所述源极为T型结构。

14.如权利要求13的双沟道薄膜晶体管，其中所述漏极系为π型结构。

15.如权利要求14的双沟道薄膜晶体管，其中各所述漏极电极均为L型结构，以构成所述π型结构的所述漏极。