CN104617108B - 低温多晶硅tft基板结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种低温多晶硅TFT基板结构，包括基板、多晶硅层、栅极绝缘层、栅极、层间绝缘层、及源/漏极；所述栅极绝缘层、及层间绝缘层上对应多晶硅层的上方设有第一过孔，所述层间绝缘层上对应栅极的上方设有第二过孔，所述源/漏极分别经由第一过孔、及第二过孔与多晶硅层、及栅极相接触，所述第一过孔、及第二过孔相互贯通构成过孔。本发明通过改进多晶硅层、栅极及过孔的平面布局结构，使本发明的低温多晶硅TFT基板结构在高像素密度的情况下，当制程中过孔发生漂移时，能够保证多晶硅层与源/漏极之间的接触面积不变或变化范围较小，从而改善由于过孔发生漂移而导致多晶硅层与源/漏极之间的接触阻抗发生变异的问题。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种低温多晶硅TFT基板结构。
背景技术
平面显示装置具有机身薄、省电、无辐射等众多优点，得到了广泛的应用。现有的平面显示装置主要包括液晶显示装置(Liquid Crystal Display，LCD)及有机电致发光显示装置(Organic Light Emitting Display，OLED)。薄膜晶体管(TFT)是平面显示装置的重要组成部分，低温多晶硅(Low Temperature Poly-silicon，LTPS)技术是新一代薄膜晶体管液晶显示器的制造技术，与传统非晶硅显示器的最大差异在于低温多晶硅显示器反应速度较快，且有高亮度、高解析度与低耗电量等优点。随着全球显示面板竞争日趋激烈，各大厂商对像素密度(High PPI,High Pixels Per Inch)的追求也越来越高，在某些领域所搭载的显示面板像素密度已高达538。对于平面显示装置的面板设计来说，更高的像素密度就意味着更小的子像素面积，在制程能力不变的情况下，电路有效布局的面积就越小，尤其是对于AMOLED显示面板，通常一个子像素里包含有2～7个TFT，这就对电路布局提出了更高的要求。
请参阅图1，为一种现有低像素密度低温多晶硅TFT基板结构的剖面示意图，该现有低像素密度低温多晶硅TFT基板结构包括基板100、形成于所述基板100上的多晶硅层110、形成于所述多晶硅层110上覆盖所述多晶硅层110与基板100的栅极绝缘层200、形成于所述栅极绝缘层200上的栅极210、形成于所述栅极210上覆盖所述栅极210与栅极绝缘层200的层间绝缘层300、及形成于所述层间绝缘层300上的源/漏极310。所述栅极绝缘层200、及层间绝缘层300上对应所述多晶硅层110的上方设有过孔410，所述层间绝缘层300上对应所述栅极210的上方设有过孔420，所述源/漏极310分别经由所述过孔410、及过孔420与所述多晶硅层110、及栅极210相接触。请参阅图2，为图1在水平面的垂直投影示意图，其中虚线部分外围为布线区域，当所述过孔410发生漂移时，所述多晶硅层110与所述源/漏极310的接触面积不变。
请参阅图3，为一种现有中像素密度低温多晶硅TFT基板结构的剖面示意图，为了提高像素密度，使过孔410、及过孔420相贯通构成过孔400。请参阅图4，为图3在水平面的垂直投影示意图，其中虚线部分外围为布线区域，当所述过孔400发生漂移时，所述多晶硅层110与所述源/漏极310的接触面积减小，最大减小比率约为30％，导致多晶硅层110与所述源/漏极310的接触阻抗发生变异，进而影响TFT基板的性能。
请参阅图5，为一种现有高像素密度低温多晶硅TFT基板结构的剖面示意图，为了提高像素密度，使过孔410、及过孔420相贯通构成过孔400。请参阅图6，为图5在水平面的垂直投影示意图，其中虚线部分外围为布线区域，所述过孔400的长度与宽度均为4.75μm，所述多晶硅层110与所述源/漏极310的接触面积为4.75×4.75/2＝11.28μm2。如图7所示，假设在制程过程中，所述过孔400沿图6中的箭头方向的最大漂移距离为1.25μm，此时所述多晶硅层110与所述源/漏极310的接触面积减小了4.75×1.25≈5.94μm2。过孔400发生漂移前后面积最大减小比率为5.94/11.28×100％≈53％，导致多晶硅层110与所述源/漏极310的接触阻抗发生较大变异，严重影响TFT基板的性能。
因此，有必要提供一种新的低温多晶硅TFT基板结构，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低温多晶硅TFT基板结构，在高像素密度的情况下，当制程中过孔发生漂移时，能够保证多晶硅层和源/漏极之间的接触面积不变或变化范围较小，从而改善由于过孔发生漂移而导致多晶硅层与源/漏极之间的接触阻抗发生变异的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种低温多晶硅TFT基板结构，包括基板、形成于所述基板上的多晶硅层、形成于所述多晶硅层上覆盖所述多晶硅层与基板的栅极绝缘层、形成于所述栅极绝缘层上的栅极、形成于所述栅极上覆盖所述栅极与栅极绝缘层的层间绝缘层、及形成于所述层间绝缘层上的源/漏极；
所述栅极绝缘层、及层间绝缘层上对应所述多晶硅层的上方设有第一过孔，所述层间绝缘层上对应所述栅极的上方设有第二过孔，所述源/漏极分别经由所述第一过孔、及第二过孔与所述多晶硅层、及栅极相接触；
所述多晶硅层和栅极均为长方形结构，所述栅极的垂直投影面积位于所述多晶硅层的垂直投影面积内部，所述栅极的宽度小于所述多晶硅层的宽度，所述栅极的长度小于或等于所述多晶硅层的长度，所述第一过孔、及第二过孔相互贯通构成过孔，所述过孔的垂直投影为一长方形，其位于所述多晶硅层的垂直投影内部，所述过孔的宽度大于所述栅极的宽度且小于所述多晶硅层的宽度，所述过孔的长度小于所述多晶硅层的长度且小于或等于所述栅极的长度；
所述第二过孔的垂直投影面积为所述栅极的垂直投影面积与所述过孔的垂直投影面积相互重合的部分；
所述第一过孔的垂直投影面积为所述过孔的垂直投影面积减掉所述第二过孔的垂直投影面积。
所述栅极的长度等于所述过孔的长度。
所述过孔的长度与宽度均为4.75μm。
所述栅极的宽度为3μm。
所述栅极与所述过孔的垂直投影面积相互重合的部分的长度为3.75μm。
所述栅极的长度等于所述多晶硅层的长度。
所述栅极的宽度为3μm。
所述基板为玻璃基板。
所述栅极绝缘层的材料为氧化硅、氮化硅、或二者的组合。
所述层间绝缘层的材料为氧化硅、氮化硅、或二者的组合。
本发明的有益效果：本发明的低温多晶硅TFT基板结构，通过改进多晶硅层、栅极及过孔的平面布局结构，使栅极的垂直投影面积位于多晶硅层的垂直投影面积内部，并将栅极的宽度设成小于多晶硅层的宽度，将栅极的长度设成小于或等于多晶硅层的长度，同时使过孔的垂直投影面积位于多晶硅层的垂直投影面积内部，并将过孔的宽度设成大于栅极的宽度且小于多晶硅层的宽度，将过孔的长度设成小于多晶硅层的长度且小于或等于栅极的长度，使本发明的低温多晶硅TFT基板结构在高像素密度的情况下，当制程中过孔发生漂移时，能够保证多晶硅层和源/漏极之间的接触面积不变或变化范围较小，从而改善由于过孔发生漂移而导致多晶硅层与源/漏极之间的接触阻抗发生变异的问题。
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
附图中，
图1为一种现有低像素密度低温多晶硅TFT基板结构的剖面示意图；
图2为图1在水平面的垂直投影示意图；
图3为一种现有中像素密度低温多晶硅TFT基板结构的剖面示意图；
图4为图3在水平面的垂直投影示意图；
图5为一种现有高像素密度低温多晶硅TFT基板结构的剖面示意图；
图6为图5在水平面的垂直投影示意图；
图7为图6中过孔发生漂移后的示意图；
图8为本发明低温多晶硅TFT基板结构的第一实施例的剖面示意图；
图9为图8在水平面的垂直投影示意图；
图10为图9中过孔发生漂移后的示意图；
图11为本发明低温多晶硅TFT基板结构的第二实施例沿第一过孔处的剖面示意图；
图12为本发明低温多晶硅TFT基板结构的第二实施例沿第二过孔处的剖面示意图；
图13为图11-12所示的低温多晶硅TFT基板结构在水平面的垂直投影示意图；
图14为图13中过孔发生漂移后的示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
请同时参阅图8与图11，本发明提供一种低温多晶硅TFT基板结构，包括基板1、形成于所述基板1上的多晶硅层11、形成于所述多晶硅层11上覆盖所述多晶硅层11与基板1的栅极绝缘层2、形成于所述栅极绝缘层2上的栅极21、形成于所述栅极21上覆盖所述栅极21与栅极绝缘层2的层间绝缘层3、及形成于所述层间绝缘层3上的源/漏极31。
所述栅极绝缘层2、及层间绝缘层3上对应所述多晶硅层11的上方设有第一过孔41，所述层间绝缘层3上对应所述栅极21的上方设有第二过孔42，所述源/漏极31分别经由所述第一过孔41、及第二过孔42与所述多晶硅层11、及栅极21相接触，从而所述源/漏极31与所述多晶硅层11的接触面积即为所述第一过孔41的垂直投影面积，所述源/漏极31与所述栅极21的接触面积即为所述第二过孔42的垂直投影面积。所述多晶硅层11和栅极21均为长方形结构，所述栅极21的垂直投影面积位于所述多晶硅层11的垂直投影面积内部，所述栅极21的宽度小于所述多晶硅层11的宽度，所述栅极21的长度小于或等于所述多晶硅层11的长度，所述第一过孔41、及第二过孔42相互贯通构成过孔40，所述过孔40的垂直投影为一长方形，其位于所述多晶硅层11的垂直投影内部，所述过孔40的宽度大于所述栅极21的宽度且小于所述多晶硅层11的宽度，所述过孔40的长度小于所述多晶硅层11的长度且小于或等于所述栅极21的长度；
所述第二过孔42的垂直投影面积为所述栅极21的垂直投影面积与所述过孔40的垂直投影面积相互重合的部分；
所述第一过孔41的垂直投影面积为所述过孔40的垂直投影面积减掉所述第二过孔42的垂直投影面积。
请同时参阅图8至图10，为本发明低温多晶硅TFT基板结构的第一实施例：
如图9所示，所述栅极21的长度等于所述过孔40的长度，所述栅极21的宽度为3μm。
所述过孔40的长度与宽度均为4.75μm，所述过孔40的面积为4.75μm×4.75μm＝22.5625μm2。
所述栅极21与所述过孔40的垂直投影面积相互重合的部分的长度为3.75μm。因此，在该第一实施例中，所述第二过孔42的垂直投影面积为3.75μm×3μm＝11.25μm2，所述第一过孔41的垂直投影面积，也即所述多晶硅层11与所述源/漏极31的接触面积为4.75μm×4.75μm-3μm×3.75μm＝11.3125μm2。
假设在制程过程中，所述过孔40沿图9中的箭头方向漂移，这时所述第二过孔42的垂直投影面积增大，所述第一过孔41的垂直投影面积减少，如图10所示，当所述过孔40漂移至所述栅极21的垂直投影面积完全容纳于所述过孔40的垂直投影面积中时，所述第二过孔42的垂直投影面积达到最大，为4.75μm×3μm＝14.25μm2，而所述第一过孔41的垂直投影面积，也即所述多晶硅层11与所述源/漏极31的接触面积达到最小值，为4.75μm×4.75μm-3μm×4.75μm＝8.3125μm2，与过孔40发生漂移前相比，减小了11.3125μm2-8.3125μm2＝3.0μm2。由此可见，过孔40发生漂移后，所述多晶硅层11与所述源/漏极31的接触面积最大减小比率为3.0μm2/11.3125μm2×100％≈26.5％，而图5所示的现有高像素密度低温多晶硅TFT基板结构的过孔400发生漂移前后面积最大减小比率为53％，因此本发明的低温多晶硅TFT基板结构的第一实施例在高像素密度的情况下，当制程中过孔发生漂移时，能够保证多晶硅层和源/漏极之间的接触面积变化范围较小，从而改善由于过孔发生漂移而导致多晶硅层与源/漏极之间的接触阻抗发生变异的问题。
请同时参阅图11至图14，为本发明低温多晶硅TFT基板结构的第二实施例：
如图13所示，所述栅极21的长度大于所述过孔40的长度且等于所述多晶硅层11的长度，所述栅极21的宽度为3μm，所述过孔40的长度与宽度均为4.75μm。
因此，在该第二实施例中，所述第二过孔42的垂直投影面积为4.75μm×3μm＝14.25μm2，所述第一过孔41的垂直投影面积，也即所述多晶硅层11与所述源/漏极31的接触面积为4.75μm×4.75μm-3μm×4.75μm＝8.3125μm2。
假设在制程过程中，所述过孔40沿图12中的箭头方向的最大漂移距离为1.25μm，此时如图14所示，所述栅极21与所述过孔40的垂直投影面积相互重合的部分，也即所述第二过孔42的垂直投影面积并没有发生改变，因此，所述第一过孔41的垂直投影面积，也即所述多晶硅层11与所述源/漏极31的接触面积也没有发生改变，仍为4.75μm×4.75μm-3μm×4.75μm＝8.3125μm2，与过孔40发生漂移前的面积相同。因此本发明的低温多晶硅TFT基板结构的第二实施例在高像素密度的情况下，当制程中过孔发生漂移时，能够保证多晶硅层和源/漏极之间的接触面积不变，从而改善由于过孔发生漂移而导致多晶硅层与源/漏极之间的接触阻抗发生变异的问题。
具体的，所述基板1为玻璃基板。
所述栅极绝缘层2的材料为氧化硅、氮化硅、或二者的组合。
所述层间绝缘层3的材料为氧化硅、氮化硅、或二者的组合。
综上所述，本发明的低温多晶硅TFT基板结构，通过改进多晶硅层、栅极及过孔的平面布局结构，使栅极的垂直投影面积位于多晶硅层的垂直投影面积内部，并将栅极的宽度设成小于多晶硅层的宽度，将栅极的长度设成小于或等于多晶硅层的长度，同时使过孔的垂直投影面积位于多晶硅层的垂直投影面积内部，并将过孔的宽度设成大于栅极的宽度且小于多晶硅层的宽度，将过孔的长度设成小于多晶硅层的长度且小于或等于栅极的长度，使本发明的低温多晶硅TFT基板结构在高像素密度的情况下，当制程中过孔发生漂移时，能够保证多晶硅层和源/漏极之间的接触面积不变或变化范围较小，从而改善由于过孔发生漂移而导致多晶硅层与源/漏极之间的接触阻抗发生变异的问题。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种低温多晶硅TFT基板结构，其特征在于，包括基板(1)、形成于所述基板(1)上的多晶硅层(11)、形成于所述多晶硅层(11)上覆盖所述多晶硅层(11)与基板(1)的栅极绝缘层(2)、形成于所述栅极绝缘层(2)上的栅极(21)、形成于所述栅极(21)上覆盖所述栅极(21)与栅极绝缘层(2)的层间绝缘层(3)及形成于所述层间绝缘层(3)上的源/漏极(31)；
所述栅极绝缘层(2)及层间绝缘层(3)上对应所述多晶硅层(11)的上方设有第一过孔(41)，所述层间绝缘层(3)上对应所述栅极(21)的上方设有第二过孔(42)，所述源/漏极(31)分别经由所述第一过孔(41)及第二过孔(42)与所述多晶硅层(11)及栅极(21)相接触；
所述多晶硅层(11)和栅极(21)均为长方形结构，所述栅极(21)的垂直投影面积位于所述多晶硅层(11)的垂直投影面积内部，所述栅极(21)的宽度小于所述多晶硅层(11)的宽度，所述栅极(21)的长度小于或等于所述多晶硅层(11)的长度，所述第一过孔(41)及第二过孔(42)相互贯通构成过孔(40)，所述过孔(40)的垂直投影为一长方形，其位于所述多晶硅层(11)的垂直投影内部，所述过孔(40)的宽度大于所述栅极(21)的宽度且小于所述多晶硅层(11)的宽度，所述过孔(40)的长度小于所述多晶硅层(11)的长度且小于或等于所述栅极(21)的长度；
所述第二过孔(42)的垂直投影面积为所述栅极(21)的垂直投影面积与所述过孔(40)的垂直投影面积相互重合的部分；
所述第一过孔(41)的垂直投影面积为所述过孔(40)的垂直投影面积减掉所述第二过孔(42)的垂直投影面积。
2.如权利要求1所述的低温多晶硅TFT基板结构，其特征在于，所述栅极(21)的长度等于所述过孔(40)的长度。
3.如权利要求2所述的低温多晶硅TFT基板结构，其特征在于，所述过孔(40)的长度与宽度均为4.75μm。
4.如权利要求3所述的低温多晶硅TFT基板结构，其特征在于，所述栅极(21)的宽度为3μm。
5.如权利要求4所述的低温多晶硅TFT基板结构，其特征在于，所述栅极(21)与所述过孔(40)的垂直投影面积相互重合的部分的长度为3.75μm。
6.如权利要求1所述的低温多晶硅TFT基板结构，其特征在于，所述栅极(21)的长度等于所述多晶硅层(11)的长度。
7.如权利要求6所述的低温多晶硅TFT基板结构，其特征在于，所述栅极(21)的宽度为3μm。
8.如权利要求1所述的低温多晶硅TFT基板结构，其特征在于，所述基板(1)为玻璃基板。
9.如权利要求1所述的低温多晶硅TFT基板结构，其特征在于，所述栅极绝缘层(2)的材料为氧化硅、氮化硅、或二者的组合。
10.如权利要求1所述的低温多晶硅TFT基板结构，其特征在于，所述层间绝缘层(3)的材料为氧化硅、氮化硅、或二者的组合。
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