TW499607B - Thin film transistor and liquid display device - Google Patents

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Description

修正
499607 _者號 8810MQ7 五、發明說明（1) [發明技術領域] 本發明係有關平坦化膜薄膜電晶體（Thin Fi lm Transistor簡稱TFT)及以TFT使用為切換元件之液晶顯示 裝置（Liquid Crystal Display 簡稱LCD)。 [習用技術] 近來，正在開發以使用多晶矽膜為能動層之TFT做為主 動矩陣（active ma tr i x )方式LCD之驅動元件，或晝素驅動 元件。 以下就習用TFT之LCD加以說明。 第6圖所示為習用畫素部TFT之平面圖。第7圖所示 使用TFT之LCD，沿第6圖C-C線之剖面圖。 如第6圖所示，晝素部TFT設在供給閘極信號之閘極作 號線G，與供給影像信號之汲極信號線j)的交差點附近。^ 源極連接顯示電極。 /、 兹依據第7圖說明TFT之構造。 在由石英破璃，無鹼，（alkali)玻璃等所形成之絕緣 =1上，依次形成鉻（Cr)，鉬（M〇)等之高融點金屬所形土 甲極2，閑極絕緣膜3，及多晶石夕膜所形成之能動層4。 、在該能動層4,設有在閘極2上之通道7,及在通道7 在通道7上之停止層8予以罩幕並植入離子所形成t 源極5及汲極6。 K 次籍閘極絕緣膜3，能動層4及停止層8上之全面 將對二二、、2膜9，S1 N膜1 0及S 1 〇2膜11，以形成廣間膜1 2。並 、、w ;汲極6所設接觸孔以鋁A1等金屬予以填充，而形j
499607 修· _案號 88104407 五、發明說明（2) 曰 修正 汲極電極1 3。再全面以例如由有機樹脂等形成能使表面平 坦之平坦化膜15。然後，在對應於該平坦化膜15之源極5之 位置，形成以接觸孔並在平坦膜15上，形成以介經該接觸孔 而由沒極5及接觸ITO(Indium Tin Oxide)所成兼做；:及極電 極14的透明電極16。 在裝有如此製成之TFT之絕緣基板，及在裝有對向於該 基板1之電極（圖省略）等的對向基板17，其周邊以密封接着 劑1 8黏着，而在所形成之空隙充填以液晶1 9。 [本發明欲解決之問題]
然而在上述習用之TFT構造，由於在硬化時產生密封接 着劑之不純物或不純物離子，或與平坦化膜1 5相接之液晶 1 9中的水份或不純物離子，或介經密封部之剝落而浮起處 20而由外部進入水份，或平坦化膜丨5因接觸大氣而附着於 大氣中之水份荨附着於平坦化膜15表面，而使平坦化膜15 表面帶有電荷，因而使平坦化膜丨5或層間膜丨2，分別在其膜 之上下產生分極。
如此，即在TFT形成反通道（back channel),而有使TFT
之臨界電壓變化之缺點D
又，在將TFT使用於LCD時，如TFT之臨界電壓向增加之 方向變化，則TFT之導通（on)電流降低，產生使晝素常時輝 焭的輝點缺點。反之，如果向臨界電壓減少之方向變化，則 切離（〇 f f )電流增加，產生不能使畫素充份輝亮之滅點缺 陷。而不能獲得良好顯示。又，如果各τί?τ之臨界電壓參差 不均時，則有不能在顯示面上獲得均一之明亮顯示之缺
2002. 04.16. 005 第5頁
、發明說明（3) 本發明有鑑於上述習用缺點，而以可抑制TF T上平坦化 膜，或層間膜產生分極，而提供穩定之臨界電壓之TFT，減低 輝點等之缺陷，以獲得顯示面均勻明亮顯示之LCI)為目的。 [解決課題之手段] 本發明之TFT係在絕緣基板上，具備閘極電極；閘極絕 緣膜；具有通道之多晶矽膜；設在該通道上之停止絕緣膜； 層間膜；源極電極及汲極電極，平坦化膜以及透明電極之順 次裝備的薄膜電晶體。而於源極電極或汲極電極中之任一 電極延伸於通道上方之層間膜上，以及/或透明電極延伸至 通道上方而設於平坦化膜上。 本發明之LCD即係具備上述之薄膜電晶體。 [本發明之實施形態] 以下說明本發明之TFT。 第1圖表示本發明TFT之平面圖。第2圖表示沿第1圖中 A-A線之剖面圖。 如第1圖所示，在閘極信號線G與汲極信號線D交差點附 近，設有連接顯示電極16之TFT。 如第2圖所示，在石英玻璃，無鹼玻璃案所形成之絕緣 基板1上，依次形成由Cr，Mo等高融點金屬形成之閘極電極 2 ; Si N膜及Si 02膜形成之閘極絕緣膜3;以及多晶矽膜形成 之能動層4。 該能動層4，在閘極電極2上方之通道7,設有在其通道7 ， 之兩侧植入離子所形成之源極5及汲極6。
C:\Program Files\Patent\310433. ptd 第 6 頁 499607 五、發明說明（4) 在通道7上，在植入離子以形成源極5及汲極6時，為使 離子不致進入通道7,設有由Si 〇2膜所形成之停止層8,做為 覆蓋通道7罩幕。 然後，在閘極絕緣膜3，能動層4及停止層8上之全面，依 次積層Si 〇2膜9, Si N膜10及Si〇2膜11，以形成層間膜12 〇又 於對應於汲極6而設在其層間膜12之接觸孔，以鋁A1等金屬 充填，形成汲極電極13。然後，在全面以例如有機樹脂，形 成平坦化膜1 5。在該平坦化膜1 5之對應於源極5位置形成 接觸孔，並形成以與源極5接觸之ιτο的透明導電材料所成 兼做源極電極14的透明電極之顯示電極16。 此時，顯示電極16如第1圖及第2圖所示，只少能將通、蓄 7予以覆蓋而形成之。 、 以上述方式，液晶中之水份或由密封接着劑之間隙渗 入之水份，即不會附着於通道上之平坦化膜丨5表面，可防^止 分極並抑制產生反通道。亦即，可穩定TFT之臨界電壓，減 少液晶顯示板顯示面内的輝度之參差不勻。 又，因為各顯示電極所供給電壓之顯示領域相同，即使 在顯示領域内某特定處（例如顯示板周圍）因為71^分極而 產生反通道，因各顯示領域在通道上方所設顯示電壓係 加相同電壓，在各顯示領域產生相同程度之反通道，所以 顯示領域之輝度可保均勻。 ’ 各 上述TFT使用於LCD時，如第3圖所示，TFT之構造係如 述第2圖所述，在通道上方之平坦化膜上配置顯示電極上 TFT構造。而LCD之構造，係將該含TFT之絕緣基板丨，及與該
499607 五、發明說明（5) 基板1對向之對向基板17之周圍，以密封接着劑18黏着，而 於兩基板1，1 7所形成之空隙，充填以液晶19。 於是，可防止在層間膜，平坦化膜表面之蓄積電荷，或 於平坦化膜之上下分極。因使用臨界電壓穩定之TFT，可減 低輝點等之缺陷，而得顯示面可均勻明亮顯示之LCD。 [第2實施形態] 以下說明本發明第2實施形態。 第4圖表示本發明第2實施形態之TFT平面圖。第5圖表 示沿第4圖中B-B線之剖面圖。 如第5圖所示，第2實施形態TFT之構造與第1實施形態 所示至層間膜12為止之構造相同。 其與第1實施形態不同之點，係在第丨實施形態之顯示 電極16至少覆蓋通道7，而本實施形態則為至少沒極電極13 覆蓋通道7。 汲極電極13係在源極6上之接觸孔，以A1充填形成時， 使之覆蓋通道7而延伸以形成之。 如此，再依序形成平坦化膜15及顯示電極16，以完成 TFT ° 如上所述，則即使液晶中之水份或密封接着劑之間隙 滲入水份附着於通道上之平坦化膜15表面而產生分極，因 為由覆盡通道7而形成之波極電極13，可防止層間膜12產生 分極，並抑制反通道之產生。 又，在顯示領域，因各汲極電極所供給之電壓相同，即 使顯示領域内某特定處（例如顯示板周圍）因TFT分極而產
499607 五、發明說明（6) 生反通道，因為各顯示領域可由設置於通道上方之汲極電 極印加以相同電壓，產生相同程度之反通道，所以也可在顯 示領域内看見均勻明亮之顯示。 亦即，可減少液晶顯示板顯示面輝度之參差不齊，使 TFT之臨界電壓穩定。 又，在本實施形態，汲極電極13，係在通道7上以覆蓋通 道情形而形成。所以，使源極電極1 4與沒極電極1 3，同時以 A1形成。亦可在通道7上延伸形成源極電極14。此時，顯示 電極16與鋁A1所形成之源極電極14係相接觸。 又，本實施形態TFT應用於LCD時之構造，為例如將第3 圖構成LCD之TFT，以第4圖所示TFT置換之構造。 上述各實施形態係就LCD顯不領域之晝素部之tft予以 說明，但本發明並非以此為限定，亦可適用於對顯示領域供 給掃描信號或影像信號的顯示領域周邊驅動電路中之 八 TFT。此時，I T0膜設在驅動電路中TFT上之層間膜上。此 時，ΙΤ0膜之電位可為浮動（floating)，亦可與對向基板上 之對向電極相同電位。 在此情形下，與畫素部之TFT同樣，TFT之臨界 會變化，可穩定供給各信號至顯示領域，獲得良好 ^不 前面各實施形態係就，TFT含有2個閘極的雔4不。 (double gate)構造做說明。但只扪個閘極的所^雙^閘極 (single gate)構造，亦可得相同之本發明效明早閘極 [發明效果] ° 依本發明可防止層間膜之上下分極， 4抑制反通
499607 案號 88104407 -91 啤 7曰 修正 五、發明說明 (7) 4 ?::ί: 道之產生， 獲 得 穩 定臨界電 壓· 之TFT 及 減 低輝點 等 之 缺 獲得顯示面内均勻明亮顯示之LCD ( 3 [圖 式簡 單 說 明 ] 第1 圖 為 表 示 本發明實 施形態之TFT 之平面 圖 〇 第2 圖 為 本發 明實施形 態TFT之 剖 面 圖 〇 第3 圖 為 本 發 明實施形 態LCD之 剖 面 圖 〇 第4 圖 為 本 發 明實施形 態TFT之 平 面 圖 〇 第5 圖 為 本發 明實施形 態TFT之 剖 面 圖 〇 第6 圖 為 習 用 TFT之平面圖 〇 第7 圖 為 習 用LCD之剖面圖 〇 [符 號說 明 ] 1 絕 緣 基板 2 閘 極 3 閘 極 絕緣膜 4 能 動 層 5 源 極 6 汲 極 7 通 道 8 停 止 層 9、 11 Si 〇2 ) m 10 Si N ) m 12 層 間 膜 13 汲 極 電 極 14 源 極 電極 15 平 坦 化 膜 16 顯 示 電極 17 對 向 基 板 18 密 封 接著劑 19 液 晶 20 浮 起 處
310433.ptc 第10頁 2002. 04.16.010

Claims (1)

  1. 一種薄膜電晶體，其係 極，閘極絕緣膜，具有、、f 、、/板上，依次具備閘極電 ^ β μ t、之多晶矽膜，設於該通道上之 切，源極電極錢 ^ 的任—電極W前述源極電極或汲極電極中 上為特徵者。 、、上方延伸而故置於前述層間膜 3· 極Η薄屯曰曰體，其係在絕緣基板上’依次具備閘極電 ，/，絕緣膜，具有通道之多晶矽膜，設在該通道上之 :絶緣膜，層間膜，源極電極及汲極電極，平坦化膜及 、月％極之薄膜電晶體；而前述透明電極係向前述通道 上方延伸而設置在前述平坦化膜上為特徵者。 一種薄膜電晶體，其係在絕緣基板上，依次具備閘極電 ，，閘極絕緣膜，具有通道之多晶矽膜，設在該通道上之 如止絕緣膜，層間膜，源極電極及汲極電極，平坦化膜及 透明電極之薄膜電晶體；而前述源極電極之 任-電極係向前料道上方延伸㈣於前膜上， 同時前述透明電極係向前述通道上方延伸而設於前述 平坦化膜上為特徵者。 4· 一種液晶顯示裝置，其特徵為具備申請專利範圍第丨至_3 項中任/項所述之薄膜電晶體者。
    310433.ptc 第1頁 2002. 04.16· 012
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