TWI450394B - 具有偏移結構之薄膜電晶體 - Google Patents

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TWI450394B
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Jeong-Hwan Kim
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Jung-Hyun Kim
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Description

具有偏移結構之薄膜電晶體
相關申請案之交互參照
此申請案主張於西元2010年6月8日在韓國智慧財產局所提出的韓國專利申請案第10-2010-0053666號的優先權與裨益,上述韓國專利申請案的整體內容是以參照方式而納入本文。
根據本發明之實施例的觀點是關於薄膜電晶體,且更特別是關於具有偏移結構之高電壓的薄膜電晶體。
薄膜電晶體(TFT,thin film transistor)是特殊型式的場效電晶體(FET,field effect transistor),其中,薄的半導體膜被形成在絕緣支撐基板上。類似於FET,TFT具有三個端子,即:閘極、汲極、及源極,且實行切換為主要功能。藉由調整被施加到閘極的電壓,TFT實行切換,使得流通在源極及汲極之間的電流可為“接通(on)”或“關斷(off)”狀態。
習用的高電壓TFT是高電壓被施加到其之一種型式的TFT。習用的高電壓TFT可運用偏移結構,使得其可對於高電壓為更具抵抗性。習用的偏移結構具有偏移區域,其為在源極區域及汲極區域之間的高電阻區域。概括而言,若高電壓被施加在源極區域及汲極區域之間,則高電壓亦被遞送到高電阻的偏移區域,因而阻止高電場被形成在通道層上。是以,TFT可維持在充分低位準的“關 斷”電流Ioff
然而,由於高電阻的偏移區域是故意被運用在習用的高電壓TFT以降低當高電壓被施加時而引起的偏壓應力,“接通”電流Ion的量可能最後為減小。
為了解決或減輕其具有偏移結構而使“接通”電流Ion的量減小之習用的高電壓薄膜電晶體(TFT)的問題嚴重性,本發明的一或多個實施例提出一種薄膜電晶體,其中,低的“關斷”電流及高的“接通”電流Ion可分別維持在充分低的位準及充分高的位準。
在本發明的一個示範實施例中,揭示一種薄膜電晶體(TFT)。該種TFT包括主動(active)區域。主動區域被分成第一主動區域及第二主動區域。主動區域包括閘極電極、主動層、閘極絕緣層、及源極/汲極電極層。主動層包括第一主動層及第二主動層。第一主動層對應於第一主動區域。第二主動層對應於第二主動區域。第一主動層及第二主動層是與閘極電極為重疊。閘極絕緣層是在閘極電極與主動層之間。源極/汲極電極層包括第一源極/汲極電極、第二源極/汲極電極、第三源極/汲極電極、及第四源極/汲極電極。第一及第二源極/汲極電極被電氣連接到第一主動層。第三及第四源極/汲極電極被電氣連接到第二主動層。選自第一到第四源極/汲極電極之中的二個源極/汲極電極是與閘極電極為部分重疊。出自第一到第四源極/汲極電極之中的其他二個源極/汲極電極是與閘極電極為偏移。第一到第四源極/汲極電極與閘極電極是對稱配置。
第一及第三源極/汲極電極可被電氣連接到彼此,使得相同電壓 被施加到第一及第三源極/汲極電極。第二及第四源極/汲極電極可被電氣連接到彼此,使得相同電壓被施加到第二及第四源極/汲極電極。
第一源極/汲極電極及第三源極/汲極電極可被連接到彼此。第二源極/汲極電極及第四源極/汲極電極可被連接到彼此。
該種TFT可包括二個TFT。該二個TFT的對應的源極/汲極及閘極電極可用對稱配置所連接以作用為單一個TFT。
主動層可包括選自非晶矽、多晶矽、微晶矽、氧化物半導體、有機半導體以及其組合所組成的群組的材料。
主動區域可更包括在主動層與源極/汲極電極層之間的歐姆接觸層。
第一主動層可包括第一源極/汲極區域、第二源極/汲極區域以及第一通道區域。第一源極/汲極區域對應於第一源極/汲極電極。第二源極/汲極區域對應於第二源極/汲極電極。第一通道區域是在第一源極/汲極區域及第二源極/汲極區域之間。第二主動層可包括第三源極/汲極區域、第四源極/汲極區域以及第二通道區域。第三源極/汲極區域對應於第三源極/汲極電極。第四源極/汲極區域對應於第四源極/汲極電極。第二通道區域是在第三源極/汲極區域及第四源極/汲極區域之間。
第一通道區域可包括第一偏移區域。第一偏移區域並未與閘極電極、第一源極/汲極電極以及第二源極/汲極電極之中的任一者為重疊。第二通道區域可包括第二偏移區域。第二偏移區域並未與閘極電極、第三源極/汲極電極以及第四源極/汲極電極之中的任一者為重疊。
在第二主動區域中的源極/汲極電極層可為旋轉對稱於在第一主 動區域中的源極/汲極電極層。
第一源極/汲極電極及第二源極/汲極電極之中的一者可與閘極電極為重疊。第一源極/汲極電極及第二源極/汲極電極之中的另一者可與閘極電極為偏移。
第一主動區域及第二主動區域可為彼此絕緣。
閘極電極可包括第一閘極電極及第二閘極電極。第一閘極電極及第二閘極電極是彼此為平行。
第一及第三源極/汲極電極可被電氣連接到彼此,使得相同電壓被施加到第一及第三源極/汲極電極。第二及第四源極/汲極電極可被電氣連接到彼此,使得相同電壓被施加到第二及第四源極/汲極電極。
在第二主動區域中的源極/汲極電極層可為旋轉對稱於在第一主動區域中的源極/汲極電極層。
第一到第四源極/汲極電極之中的一者可與第一閘極電極為部分重疊。第一到第四源極/汲極電極之中的另一者可與第二閘極電極為部分重疊。
與第二主動層為重疊的第一閘極電極的寬度可為小於與第一主動區域為重疊的第一閘極電極的寬度。
主動區域可更包括偏移電極。偏移電極是與在第一閘極電極及第二閘極電極之間的區域為重疊。偏移電極是與主動層為絕緣。
偏移電極可包括第一偏移電極及第二偏移電極。第一偏移電極是與在第一及第二源極/汲極電極之間的區域為重疊。第一偏移電極是與第一主動層為絕緣。第二偏移電極是與在第三及第四源極/汲極電極之間的區域為重疊。第二偏移電極是與第二主動層為絕緣。
第一及第三源極/汲極電極可被電氣連接到彼此,使得相同電壓被施加到第一及第三源極/汲極電極。第二及第四源極/汲極電極可被電氣連接到彼此,使得相同電壓被施加到第二及第四源極/汲極電極。
偏移電極可被電氣連接到第一閘極電極及第二閘極電極。
第一主動區域及第二主動區域可為彼此絕緣。
在根據本發明的另一個示範實施例中,揭示一種薄膜電晶體(TFT)。該種TFT包括主動區域。主動區域被分成第一主動區域、第二主動區域、及第三主動區域。主動區域包括閘極電極、主動層、閘極絕緣層以及源極/汲極電極層。主動層包括第一主動層、第二主動層以及第三主動層。第一主動層對應於第一主動區域。第二主動層對應於第二主動區域。第三主動層對應於第三主動區域。第一主動層、第二主動層及第三主動層是與閘極電極為重疊。閘極絕緣層是在閘極電極與主動層之間。源極/汲極電極層包括第一源極/汲極電極、第二源極/汲極電極、第三源極/汲極電極、第四源極/汲極電極、第五源極/汲極電極及第六源極/汲極電極。第一源極/汲極電極及第二源極/汲極電極被電氣連接到第一主動層。第三源極/汲極電極及第四源極/汲極電極被電氣連接到第二主動層。第五源極/汲極電極及第六源極/汲極電極被電氣連接到第三主動層。選自第一到第四源極/汲極電極之中的二個源極/汲極電極是與閘極電極為部分重疊。出自第一到第四源極/汲極電極之中的其他二個源極/汲極電極是與閘極電極為偏移。第一到第六源極/汲極電極與閘極電極是對稱配置。
第一、第三、及第五源極/汲極電極可被電氣連接到彼此,使得相同電壓被施加到第一、第三及第五源極/汲極電極。第二、第 四、及第六源極/汲極電極可被電氣連接到彼此,使得相同電壓被施加到第二、第四及第六源極/汲極電極。
在第三主動區域中的源極/汲極電極層可為對稱於在第一主動區域中的源極/汲極電極層。
第一源極/汲極電極及第二源極/汲極電極可與閘極電極為部分重疊。第三源極/汲極電極及第四源極/汲極電極可與閘極電極為偏移。
第一主動層可包括第一源極/汲極區域、第二源極/汲極區域、及第一通道區域。第一源極/汲極區域對應於第一源極/汲極電極。第二源極/汲極區域對應於第二源極/汲極電極。第一通道區域是在第一源極/汲極區域及第二源極/汲極區域之間。第二主動層可包括第三源極/汲極區域、第四源極/汲極區域及第二通道區域。第三源極/汲極區域對應於第三源極/汲極電極。第四源極/汲極區域對應於第四源極/汲極電極。第二通道區域是在第三源極/汲極區域及第四源極/汲極區域之間。第三主動層可包括第五源極/汲極區域、第六源極/汲極區域及第三通道區域。第五源極/汲極區域對應於第五源極/汲極電極。第六源極/汲極區域對應於第六源極/汲極電極。第三通道區域是在第五源極/汲極區域及第六源極/汲極區域之間。
第二通道區域可包括偏移區域。偏移區域並未與閘極電極、第三源極/汲極電極及第四源極/汲極電極之中的任一者為重疊。
在第一主動區域中的源極/汲極電極層、在第二主動區域中的源極/汲極電極層以及在第三主動區域中的源極/汲極電極層可沿著對稱軸為對稱。
與第二主動層為重疊的閘極電極的寬度可為小於與第一及第三主 動區域為重疊的閘極電極的寬度。
第一到第三主動區域可為彼此絕緣。
在根據本發明的又一個示範實施例中,揭示一種薄膜電晶體(TFT)。該種TFT包括主動區域。主動區域被分成第一主動區域、第二主動區域、第三主動區域及第四主動區域。主動區域包括閘極電極、主動層、閘極絕緣層及源極/汲極電極層。主動層包括第一主動層、第二主動層、第三主動層及第四主動層。第一主動層對應於第一主動區域。第二主動層對應於第二主動區域。第三主動層對應於第三主動區域。第四主動層對應於第四主動區域。第一主動層、第二主動層、第三主動層及第四主動層是與閘極電極為重疊。閘極絕緣層是在閘極電極與主動層之間。源極/汲極電極層包括第一源極/汲極電極、第二源極/汲極電極、第三源極/汲極電極、第四源極/汲極電極、第五源極/汲極電極、第六源極/汲極電極、第七源極/汲極電極以及第八源極/汲極電極。第一源極/汲極電極及第二源極/汲極電極被電氣連接到第一主動層。第三源極/汲極電極及第四源極/汲極電極被電氣連接到第二主動層。第五源極/汲極電極及第六源極/汲極電極被電氣連接到第三主動層。第七源極/汲極電極及第八源極/汲極電極被電氣連接到第四主動層。選自第三到第六源極/汲極電極之中的二個源極/汲極電極是與閘極電極為部分重疊。出自第三到第六源極/汲極電極之中的其他二個源極/汲極電極是與閘極電極為偏移。第一到第八源極/汲極電極與閘極電極是對稱配置。
第一、第三、第五及第七源極/汲極電極可被電氣連接到彼此,使得相同電壓被施加到第一、第三、第五及第七源極/汲極電極。第二、第四、第六及第八源極/汲極電極可被電氣連接到彼此 ,使得相同電壓被施加到第二、第四、第六及第八源極/汲極電極。
第一主動層可包括第一源極/汲極區域、第二源極/汲極區域、及第一通道區域。第一源極/汲極區域對應於第一源極/汲極電極。第二源極/汲極區域對應於第二源極/汲極電極。第一通道區域是在第一源極/汲極區域及第二源極/汲極區域之間。第二主動層可包括第三源極/汲極區域、第四源極/汲極區域、及第二通道區域。第三源極/汲極區域對應於第三源極/汲極電極。第四源極/汲極區域對應於第四源極/汲極電極。第二通道區域是在第三源極/汲極區域及第四源極/汲極區域之間。第三主動層可包括第五源極/汲極區域、第六源極/汲極區域、及第三通道區域。第五源極/汲極區域對應於第五源極/汲極電極。第六源極/汲極區域對應於第六源極/汲極電極。第三通道區域是在第五源極/汲極區域及第六源極/汲極區域之間。第四主動層可包括第七源極/汲極區域、第八源極/汲極區域、及第四通道區域。第七源極/汲極區域對應於第七源極/汲極電極。第八源極/汲極區域對應於第八源極/汲極電極。第四通道區域是在第七源極/汲極區域及第八源極/汲極區域之間。
第二通道區域可包括第一偏移區域。第一偏移區域並未與閘極電極、第三源極/汲極電極、及第四源極/汲極電極之中的任一者為重疊。第三通道區域可包括第二偏移區域。第二偏移區域並未與閘極電極、第五源極/汲極電極、及第六源極/汲極電極之中的任一者為重疊。
在第三主動區域中的源極/汲極電極層可為旋轉對稱於在第二主動區域中的源極/汲極電極層。在第四主動區域中的源極/汲極電 極層可為對稱於在第一主動區域中的源極/汲極電極層。
第一源極/汲極電極及第二源極/汲極電極可與閘極電極為部分重疊。
第三源極/汲極電極及第四源極/汲極電極之中的一者可與閘極電極為重疊。第三源極/汲極電極及第四源極/汲極電極之中的另一者可與閘極電極為偏移。
與第二及第三主動區域為重疊的閘極電極的寬度可為小於其與第一及第四主動區域為重疊的閘極電極的寬度。
第一到第四主動區域可為彼此絕緣。
在根據本發明的再一個示範實施例中,揭示一種薄膜電晶體(TFT)。該種TFT包括主動區域。主動區域包括閘極電極、主動層、閘極絕緣層、及源極/汲極電極層。閘極電極包括第一閘極電極及第二閘極電極。第一閘極電極及第二閘極電極是彼此為平行。主動層是與第一閘極電極及第二閘極電極為重疊。閘極絕緣層是在閘極電極與主動層之間。源極/汲極電極層包括第一源極/汲極電極及第二源極/汲極電極。第一源極/汲極電極及第二源極/汲極電極被電氣連接到主動層。第一源極/汲極電極是與第一閘極電極為部分重疊。第二源極/汲極電極是與第二閘極電極為部分重疊。第一及第二源極/汲極電極與閘極電極是對稱配置。
主動區域可更包括偏移電極。偏移電極是與在第一閘極電極及第二閘極電極之間的區域為重疊。偏移電極是與主動層為絕緣。
偏移電極可被電氣連接到第一閘極電極及第二閘極電極。
主動層可包括第一源極/汲極區域、第二源極/汲極區域、及通道區域。第一源極/汲極區域對應於第一源極/汲極電極。第二源極/汲極區域對應於第二源極/汲極電極。通道區域是在第一源極/ 汲極區域及第二源極/汲極區域之間。
通道區域可包括偏移區域。偏移區域並未與第一閘極電極、第二閘極電極、第一源極/汲極電極、及第二源極/汲極電極之中的任一者為重疊。
100‧‧‧主動區域
100A‧‧‧第一主動區域
100B‧‧‧第二主動區域
111‧‧‧基板
121‧‧‧閘極電極
123‧‧‧閘極絕緣層
125‧‧‧主動層
125a‧‧‧第一源極/汲極區域
125b‧‧‧第二源極/汲極區域
125c‧‧‧第三源極/汲極區域
125d‧‧‧第四源極/汲極區域
125ch_1‧‧‧第一通道區域
125ch_2‧‧‧第二通道區域
131a-d‧‧‧歐姆接觸層
133a‧‧‧第一源極/汲極電極
133b‧‧‧第二源極/汲極電極
133c‧‧‧第三源極/汲極電極
133d‧‧‧第四源極/汲極電極
200‧‧‧主動區域
200A‧‧‧第一主動區域
200B‧‧‧第二主動區域
200C‧‧‧第三主動區域
211‧‧‧基板
221‧‧‧閘極電極
223‧‧‧閘極絕緣層
225‧‧‧主動層
225a‧‧‧第一源極/汲極區域
225b‧‧‧第二源極/汲極區域
225c‧‧‧第三源極/汲極區域
225d‧‧‧第四源極/汲極區域
225e‧‧‧第五源極/汲極區域
225f‧‧‧第六源極/汲極區域
225ch_1‧‧‧第一通道區域
225ch_2‧‧‧第二通道區域
225ch_3‧‧‧第三通道區域
231a-d‧‧‧歐姆接觸層
233a‧‧‧第一源極/汲極電極
233b‧‧‧第二源極/汲極電極
233c‧‧‧第三源極/汲極電極
233d‧‧‧第四源極/汲極電極
233e‧‧‧第五源極/汲極電極
233f‧‧‧第六源極/汲極電極
300‧‧‧主動區域
300A‧‧‧第一主動區域
300B‧‧‧第二主動區域
300C‧‧‧第三主動區域
300D‧‧‧第四主動區域
311‧‧‧基板
321‧‧‧閘極電極
323‧‧‧閘極絕緣層
325‧‧‧主動層
325a‧‧‧第一源極/汲極區域
325b‧‧‧第二源極/汲極區域
325c‧‧‧第三源極/汲極區域
325d‧‧‧第四源極/汲極區域
325e‧‧‧第五源極/汲極區域
325f‧‧‧第六源極/汲極區域
325g‧‧‧第七源極/汲極區域
325h‧‧‧第八源極/汲極區域
325ch_1‧‧‧第一通道區域
325ch_2‧‧‧第二通道區域
325ch_3‧‧‧第三通道區域
331a-d‧‧‧歐姆接觸層
333a‧‧‧第一源極/汲極電極
333b‧‧‧第二源極/汲極電極
333c‧‧‧第三源極/汲極電極
333d‧‧‧第四源極/汲極電極
333e‧‧‧第五源極/汲極電極
333f‧‧‧第六源極/汲極電極
333g‧‧‧第七源極/汲極電極
333h‧‧‧第八源極/汲極電極
400‧‧‧主動區域
400A‧‧‧第一主動區域
400B‧‧‧第二主動區域
411‧‧‧基板
421a‧‧‧第一閘極電極
421b‧‧‧第二閘極電極
423‧‧‧閘極絕緣層
425‧‧‧主動層
425a‧‧‧第一源極/汲極區域
425b‧‧‧第二源極/汲極區域
425c‧‧‧第三源極/汲極區域
425d‧‧‧第四源極/汲極區域
425ch_1‧‧‧第一通道區域
425ch_2‧‧‧第二通道區域
431a-d‧‧‧歐姆接觸層
433a‧‧‧第一源極/汲極電極
433b‧‧‧第二源極/汲極電極
433c‧‧‧第三源極/汲極電極
433d‧‧‧第四源極/汲極電極
500‧‧‧主動區域
500A‧‧‧第一主動區域
500B‧‧‧第二主動區域
511‧‧‧基板
521a‧‧‧第一閘極電極
521b‧‧‧第二閘極電極
523‧‧‧閘極絕緣層
525‧‧‧主動層
525a‧‧‧第一源極/汲極區域
525b‧‧‧第二源極/汲極區域
525c‧‧‧第三源極/汲極區域
525d‧‧‧第四源極/汲極區域
525ch_1‧‧‧第一通道區域
525ch_2‧‧‧第二通道區域
531a-d‧‧‧歐姆接觸層
531o_1‧‧‧第一偏移絕緣層
531o_2‧‧‧第二偏移絕緣層
533a‧‧‧第一源極/汲極電極
533b‧‧‧第二源極/汲極電極
533c‧‧‧第三源極/汲極電極
533d‧‧‧第四源極/汲極電極
533o_1‧‧‧第一偏移電極
533o_2‧‧‧第二偏移電極
600‧‧‧主動區域
611‧‧‧基板
621a‧‧‧第一閘極電極
621b‧‧‧第二閘極電極
623‧‧‧閘極絕緣層
625‧‧‧主動層
625a‧‧‧第一源極/汲極區域
625b‧‧‧第二源極/汲極區域
625ch‧‧‧通道區域
631a-b‧‧‧歐姆接觸層
633a‧‧‧第一源極/汲極電極
633b‧‧‧第二源極/汲極電極
700‧‧‧主動區域
711‧‧‧基板
721a‧‧‧第一閘極電極
721b‧‧‧第二閘極電極
723‧‧‧閘極絕緣層
725‧‧‧主動層
725a‧‧‧第一源極/汲極區域
725b‧‧‧第二源極/汲極區域
725ch‧‧‧通道區域
731a-b‧‧‧歐姆接觸層
733a‧‧‧第一源極/汲極電極
733b‧‧‧第二源極/汲極電極
733o‧‧‧偏移電極
800‧‧‧主動區域
800A‧‧‧第一主動區域
800B‧‧‧第二主動區域
821‧‧‧閘極電極
825‧‧‧主動層
833a‧‧‧第一源極/汲極電極
833b‧‧‧第二源極/汲極電極
900‧‧‧主動區域
900A‧‧‧第一主動區域
900B‧‧‧第二主動區域
921‧‧‧閘極電極
925‧‧‧主動層
933a‧‧‧第一源極/汲極電極
933b‧‧‧第二源極/汲極電極
d1~d8‧‧‧距離
本發明的上述及其他特徵與觀點是藉由關於隨附圖式來詳述其示範實施例而成為更顯明,在圖式中:圖1A是說明對於根據本發明的一個實施例之具有偏移結構的薄膜電晶體(TFT)的主動區域的佈局圖;圖1B是沿著圖1A的線I-I所取得的横截面圖;圖1C是沿著圖1A的線II-II所取得的横截面圖;圖2A是說明對於根據本發明的另一個實施例之具有偏移結構的TFT的主動區域的佈局圖;圖2B是沿著圖2A的線I-I所取得的横截面圖;圖2C是沿著圖2A的線II-II所取得的横截面圖;圖3A是說明對於根據本發明的另一個實施例之具有偏移結構的TFT的主動區域的佈局圖;圖3B是沿著圖3A的線I-I所取得的横截面圖;圖3C是沿著圖3A的線II-II所取得的横截面圖;圖3D是沿著圖3A的線III-III所取得的横截面圖;圖4A是說明對於根據本發明的另一個實施例之具有偏移結構的TFT的主動區域的佈局圖;圖4B是沿著圖4A的線I-I所取得的横截面圖;圖4C是沿著圖4A的線II-II所取得的横截面圖; 圖5A是說明對於根據本發明的另一個實施例之具有偏移結構的TFT的主動區域的佈局圖;圖5B是沿著圖5A的線I-I所取得的横截面圖;圖5C是沿著圖5A的線II-II所取得的横截面圖;圖6A是說明對於根據本發明的另一個實施例之具有偏移結構的TFT的主動區域的佈局圖;圖6B是沿著圖6A的線I-I所取得的横截面圖;圖7A是說明對於根據本發明的另一個實施例之具有偏移結構的TFT的主動區域的佈局圖;圖7B是沿著圖7A的線I-I所取得的横截面圖;圖8是說明對於根據本發明的另一個實施例之具有偏移結構的TFT的主動區域的佈局圖;圖9是說明對於根據本發明的另一個實施例之具有偏移結構的TFT的主動區域的佈局圖;且圖10是曲線圖,其說明根據本發明的一個實施例之TFT的通道電流對閘極電壓的特性為與比較實例的彼等者相較的模擬結果。
下文,本發明的示範實施例將關於伴隨圖式來詳述。然而,本發明可用諸多不同形式來實施且不應視為受限於本文所陳述的實施例。反之,此等實施例是經提供使得此揭露內容將更徹底且完整傳達本發明的特徵與觀點給一般技藝人士。在圖式中,諸層與區域的厚度可能為了清楚而誇大。此外,類似參考標號代表在圖式中的類似元件。
在此揭露內容中,源極電極與汲極電極彼此為未區別且僅僅描述 為源極/汲極電極。此因為在諸多情況(例如:在顯示裝置中),源極/汲極電極中的任一者可根據施加到對應薄膜電晶體(TFT)的電壓而作用為源極電極或汲極電極。
在此揭露內容中,術語“偏移區域”意指其源極/汲極電極與閘極電極在水平方向(例如:平行於下面基板的方向)為彼此分開的通道區域。舉例來說,偏移區域可為朝水平方向之在閘極電極與源極/汲極電極中的一者之間的通道區域。因此,偏移區域的電阻值並未由閘極電壓所直接降低而是維持在高於其排除偏移區域以外的通道區域(例如:與閘極電極為同位而未與源極/汲極電極為同位的通道區域)者的位準。
此外,術語“重疊區域”意指其源極/汲極電極與閘極電極為彼此重疊(例如:在垂直於下面基板的方向為同位)的源極/汲極區域。最後,源極/汲極電極將稱作與閘極電極為“部分重疊”,當對應主動層含有重疊區域(例如:閘極電極與源極/汲極電極為同位)及通道區域(例如:閘極電極、但無任何源極/汲極電極為同位)。
圖1A是說明對於根據本發明的一個實施例之具有偏移結構的TFT的主動區域100的佈局圖。圖1B是沿著圖1A的線I-I所取得的横截面圖。圖1C是沿著圖1A的線II-II所取得的横截面圖。
參考圖1A到1C,對於TFT的主動區域100具有垂直堆疊結構,其中,閘極電極121被形成在基板111之上,且閘極絕緣層123被形成在閘極電極121及基板111之上。主動層125被形成在閘極絕緣層123之上,且第一及第二源極/汲極電極133a及133b被形成在主動層125之上。歐姆接觸層131a及131b被分別形成在主動層125與第一及第二源極/汲極電極133a及133b之間。
基板111可由例如玻璃、石英、塑膠、矽、陶瓷、或金屬所形成。閘極電極121可由(但不限於)選自其包括Au、Ag、Cu、Ni、Pt、Pd、Al、Mo、W、Ti、及其合金之群組的導電材料所形成。閘極絕緣層123可由諸如氧化矽層或氮化矽層的絕緣層所形成。主動層125可由例如非晶矽、多晶矽、微晶矽、氧化物半導體、有機半導體、或其組合所形成。第一及第二源極/汲極電極133a及133b亦可由(但不限於)選自其包括Au、Ag、Cu、Ni、Pt、Pd、Al、Mo、W、Ti、及其合金之群組的導電材料所形成。在第一及第二源極/汲極電極133a及133b與主動層125之間的歐姆接觸是使用歐姆接觸層131a及131b所形成。歐姆接觸層131a及131b可為例如高密度摻雜的非晶矽層。
如於圖1A所示,主動區域100被分成其彼此關於主動區域100的中心為旋轉對稱(例如:將主動區域100關於其中心而旋轉半周(180°)造成相同佈局)的第一主動區域100A及第二主動區域100B。在第一主動區域100A,第一源極/汲極電極133a是與閘極電極121為部分重疊,且第二源極/汲極電極133b是與閘極電極121在水平方向(例如:平行於基板111)分開為一段距離d1,如於圖1B所示。
在第一主動區域100A,主動層125包括在第一源極/汲極電極133a之下方的第一源極/汲極區域125a、在第二源極/汲極電極133b之下方的第二源極/汲極區域125b、與在第一及第二源極/汲極區域之間的第一通道區域125ch_1。第一通道區域125ch_1包括在閘極電極121及第二源極/汲極電極133b之間的偏移區域(對應於圖1B的距離d1所區分之第一通道區域125ch_1的部分者,如同對應於圖1A的距離d1所區分之在閘極電極121及第二源極/汲極電極133b之間的區域)。
如於圖1C所示,在第二主動區域100B,第三源極/汲極電極133c是與閘極電極121分開為距離d1,且第四源極/汲極電極133d是與閘極電極121為部分重疊。在第二主動區域100B,主動層125包括在第三源極/汲極電極133c之下方的第三源極/汲極區域125c、在第四源極/汲極電極133d之下方的第四源極/汲極區域125d、與在第三及第四源極/汲極區域125c及125d之間的第二通道區域125ch_2。第二通道區域125ch_2包括在第三源極/汲極電極133c及閘極電極121之間的偏移區域(對應於圖1C的距離d1所區分之第二通道區域125ch_2的部分者,如同對應於圖1A的距離d1所區分之在第三源極/汲極電極133c及閘極電極121之間的區域)。
在第一主動區域100A的第一源極/汲極電極133a及第二源極/汲極電極133b的佈局是旋轉對稱於在第二主動區域100B的第三源極/汲極電極133c及第四源極/汲極電極133d的佈局。相同的旋轉對稱性是在閘極電極121被考量時而同樣呈現,導致在第一及第二主動區域100A及100B的偏移區域及重疊區域的類似尺寸,如在下文所進一步描述。歐姆接觸層131c及131d是分別形成在主動層125與第三及第四源極/汲極電極133c及133d之間。
在第一主動區域100A的第一源極/汲極電極133a被電氣連接到在第二主動區域100B的第三源極/汲極電極133c。因此,相同電壓是從相同源而被施加到第一源極/汲極電極133a及第三源極/汲極電極133c。同理,在第一主動區域100A的第二源極/汲極電極133b被電氣連接到在第二主動區域100B的第四源極/汲極電極133d。因此,相同電壓是從相同源而被施加到第二源極/汲極電極133b及第四源極/汲極電極133d。
在第一主動區域100A,若高電壓被施加到第二源極/汲極電極 133b,則電流是從第一源極/汲極區域125a流通到第一通道區域125ch_1且然後到第二源極/汲極區域125b。在此情形,第一通道區域125ch_1的偏移區域阻止高電場被施加到第一通道區域125ch_1。是以,可能阻止TFT的性能降級,因而改良其“關斷(off)”電流特性。此外,第一源極/汲極區域125a是與閘極電極121重疊,因此改良其“接通(on)”電流特性。
若高電壓被施加於其的方向是經改變(例如:高電壓被施加到在第一主動區域100A的第一源極/汲極電極133a),則電流是從第二源極/汲極區域125b流通到第一通道區域125ch_1且然後到第一源極/汲極區域125a。在此情形,該偏移區域關於高電壓被施加到其的源極/汲極區域125a的相對位置為不同於當高電壓被施加到第二源極/汲極電極133b,由於偏移區域是鄰近於第二源極/汲極區域125b而非為鄰近於第一源極/汲極區域125a。因此,在第一通道區域125ch_1所形成的電場強度與“接通”電流及“關斷”電流量亦為不同於當高電壓被施加到第二源極/汲極電極133b。
即,若僅有第一主動區域100A經考慮,在第一通道區域125ch_1的偏移區域關於高電壓被施加到其的源極/汲極電極的相對位置為不同。換言之,當高電壓被施加到第一源極/汲極電極133a,在第一通道區域125ch_1的偏移區域的相對位置是不同於當相同電壓被施加到第二源極/汲極電極133b。結果,當高電壓被施加到第一源極/汲極電極133a而被施加到第一通道區域125ch_1的電場強度是不同於當相同電壓被施加到第二源極/汲極電極133b。因此,當相同電壓分別被施加到第一及第二源極/汲極電極133a及133b,流過第一通道區域125ch_1的電流量為不相同。即,電流量是根據相同電壓被施加於其的方向而變化。此可能導致在運 用TFT的裝置中的不正確操作。舉例來說,若此類的TFT是顯示裝置的部分者,可能發生在階段表示的誤差,因此引起顯示誤差。另一方面,當包括第一主動區域100A及第二主動區域100B的主動區域100經考慮,第二主動區域100B的佈局是旋轉對稱於第一主動區域100A的佈局。因此,若高電壓被施加到在第一主動區域100A的第二源極/汲極電極133b,流過第一主動區域100A的電流量是等於(或實質等於)當高電壓被施加到在第二主動區域100B的第三源極/汲極電極133c而流過第二主動區域100B的電流量。同理,當高電壓被施加到在第一主動區域100A的第一源極/汲極電極133a而流過第一主動區域100A的電流量是等於(或實質等於)當高電壓被施加到在第二主動區域100B的第四源極/汲極電極133d而流過第二主動區域100B的電流量。
因此,當高電壓被施加到在第一主動區域100A的第二源極/汲極電極133b及在第二主動區域100B的第四源極/汲極電極133d而流過主動區域100的電流總量是實質相同於當相同電壓被施加到在第一主動區域100A的第一源極/汲極電極133a及在第二主動區域100B的第三源極/汲極電極133c。即,若相同電壓的方向經改變,電流的方向改變,但是流過主動區域100的電流總量是實質相同。
在其他實施例中,第一主動區域100A及第二主動區域100B可為彼此絕緣,使得其各者可不受到流過另一者的電流所影響。第一主動區域100A及第二主動區域100B可為例如藉由將絕緣層施加到主動層125而彼此絕緣。第一主動區域100A及第二主動區域100B的形狀可根據被施加到主動層125的絕緣層的形狀而變化。
在另一個實施例中,在主動區域100,第一源極/汲極電極133a可 為連接到第三源極/汲極電極133c且第二源極/汲極電極133b可為連接到第四源極/汲極電極133d。在此情形,還可能維持偏移區域、重疊區域、與第一主動區域100A及第二主動區域100B之間的對稱(例如:旋轉對稱)。在又一個實施例中,在主動區域100之內,第一源極/汲極電極133a可為連接到第三源極/汲極電極133c且第二源極/汲極電極133b可為連接到第四源極/汲極電極133d,而第一主動區域100A是與第二主動區域100B為絕緣。
圖2A是說明對於根據本發明的另一個實施例之具有偏移結構的TFT的主動區域200的佈局圖。圖2B是沿著圖2A的線I-I所取得的横截面圖。圖2C是沿著圖2A的線II-II所取得的横截面圖。根據此實施例的TFT的垂直堆疊結構是類似於關於圖1A到1C之上述TFT的結構,且因此在此將不再作描述。同理,關於圖2A到2C以及隨後的圖式,為了描述簡明,其參考編號僅在前導數字為不同且其結構為實質相同於在稍早實施例所述者的元件可能不重複此類的描述。
如於圖2A所示,主動區域200被分成第一主動區域200A、第二主動區域200B、及第三主動區域200C。第一主動區域200A的佈局是實質相同於第三主動區域200C的佈局。此外,第一主動區域200A、第二主動區域200B、及第三主動區域200C之中的各者的佈局是沿著垂直對稱軸(例如:垂直於線II-II且使圖2A的閘極電極221為平分的直線)為對稱。此型式的對稱亦稱為“反射對稱”或“反射的對稱”。第一主動區域200A、第二主動區域200B、及第三主動區域200C之中的各者的佈局亦沿著水平對稱軸(例如:於圖2A的線II-II)為對稱。再者,第一主動區域200A、第二主動區域200B、及第三主動區域200C之中的各者的佈局是關於主動區域 200的中心為旋轉對稱。與第二主動區域200B重疊的閘極電極221部分的寬度可為小於其與第一及第三主動區域200A及200C重疊的閘極電極221部分的寬度(如於圖2A的虛線所示)。
如於圖2B所示,在第一主動區域200A,第一源極/汲極電極233a及第二源極/汲極電極233b是關於閘極電極221為對稱而且與閘極電極221為部分重疊。在第一主動區域200A,主動層225包括在第一源極/汲極電極233a之下方的第一源極/汲極區域225a、在第二源極/汲極電極233b之下方的第二源極/汲極區域225b、與在第一及第二源極/汲極區域225a及225b之間的第一通道區域225ch_1。如於圖2C所示,在第二主動區域200B,第三源極/汲極電極233c及第四源極/汲極電極233d之中的各者是關於閘極電極221為對稱,且與閘極電極221分開為距離d2。在第二主動區域200B,主動層225包括在第三源極/汲極電極233c之下方的第三源極/汲極區域225c、在第四源極/汲極電極233d之下方的第四源極/汲極區域225d、與在第三及第四源極/汲極區域225c及225d之間的第二通道區域225ch_2。第二通道區域225ch_2還包括在第三源極/汲極電極233c及閘極電極221之間的偏移區域、與在閘極電極221及第四源極/汲極電極233d之間的偏移區域(對應於圖2C的距離d2所區分之第二通道區域225ch_2的個別部分,如同對應於圖2A的距離d2所區分之在閘極電極221與第三及第四源極/汲極電極233c及233d之間的區域)。
如於圖2A所示,在第三主動區域200C,第五源極/汲極電極233e及第六源極/汲極電極233f是關於閘極電極221為對稱而且與閘極電極221為部分重疊。在第三主動區域200C的第五及第六源極/汲極電極233e及233f的佈局是實質相同於在第一主動區域200A的第 一及第二源極/汲極電極233a及233b的佈局。因此,類似於圖2B所示的第一主動區域200A的結構,在第三主動區域200C,主動層225包括在第五源極/汲極電極233e之下方的第五源極/汲極區域225e、在第六源極/汲極電極233f之下方的第六源極/汲極區域225f、與在第五及第六源極/汲極區域225e及225f之間的第三通道區域225ch_3。
在第一主動區域200A的第一源極/汲極電極233a、在第二主動區域200B的第三源極/汲極電極233c、及在第三主動區域200C的第五源極/汲極電極233e被電氣連接到彼此。因此,相同電壓是從相同源而被施加到第一、第三、及第五源極/汲極電極233a、233c、及233e。同理,在第一主動區域200A的第二源極/汲極電極233b、在第二主動區域200B的第四源極/汲極電極233d、及在第三主動區域200C的第六源極/汲極電極233f被電氣連接到彼此。因此,相同電壓是從相同源而被施加到第二、第四、及第六源極/汲極電極233b、233d、及233f。
在第一主動區域200A,第一源極/汲極電極233a及第二源極/汲極電極233b是關於閘極電極221為對稱。在第二主動區域200B,第三源極/汲極電極233c及第四源極/汲極電極233d是關於閘極電極221為對稱。在第三主動區域200C,第五源極/汲極電極233e及第六源極/汲極電極233f是關於閘極電極221為對稱。是以,即使其施加到第一、第三、及第五電極的電壓與其施加到第二、第四、及第六電極的電壓為互換,流過主動區域200的電流的總量可在相反方向而維持在恆定位準。
在此情形,在第一主動區域200A及第三主動區域200C,源極/汲極區域225a、225b、225e及225f是與閘極電極221的二端為重疊 ,因而增大“接通”電流量。在第二主動區域200B,偏移區域(對應於圖2A及2C的距離d2所區分之在閘極電極221與第三及第四源極/汲極電極233c及233d之間的區域)是存在於第二通道區域225ch_2,由於第三及第四源極/汲極電極233c及233d各自與閘極電極221分開為距離d2。因此,當電壓被施加到第二主動區域200B,高電場可經阻止被施加到第二通道區域225ch_2。是以,當主動區域200經考慮,可能藉由阻止TFT性能降級而改良“關斷”電流特性。
第一主動區域200A、第二主動區域200B、及第三主動區域200C是關於閘極電極221為對稱。因此,若相同電壓的方向經改變,電流的方向改變,但是流過主動區域200的電流總量為實質相同。是以,根據第一到第三主動區域200A到200C的佈局,流過根據此實施例之TFT中的主動區域200的電流總量可在相同電壓被施加時為相同,不論電壓被施加於其的方向為何,因而改良“關斷”電流特性及“接通”電流特性。
在其他實施例中,第一到第三主動區域200A到200C可為彼此絕緣,使得其各者可不受到流過其他者的電流所影響。第一到第三主動區域200A到200C可為例如藉由將絕緣層施加到主動層225而彼此絕緣。第一到第三主動區域200A到200C的形狀可根據被施加到主動層225的絕緣層的形狀而變化。
在另一個實施例中,在主動區域200,第一源極/汲極電極233a、第三源極/汲極電極233c、及第五源極/汲極電極233e可為連接到彼此,且第二源極/汲極電極233b、第四源極/汲極電極233d、及第六源極/汲極電極233f可為連接到彼此。在此情形,還可能維持偏移區域、重疊區域、與在第一到第三主動區域200A到200C之 間的對稱(例如:反射對稱、旋轉對稱),且可因此維持其流過主動區域200的電流的總量。在又一個實施例中,在主動區域200之內,第一源極/汲極電極233a、第三源極/汲極電極233c、及第五源極/汲極電極233e可為連接到彼此,且第二源極/汲極電極233b、第四源極/汲極電極233d、及第六源極/汲極電極233f可為連接到彼此,而第一主動區域200A、第二主動區域200B、及第三主動區域200C為彼此絕緣。
圖3A是說明對於根據本發明的另一個實施例之具有偏移結構的TFT的主動區域300的佈局圖。圖3B是沿著圖3A的線I-I所取得的横截面圖。圖3C是沿著圖3A的線II-II所取得的横截面圖。圖3D是沿著圖3A的線III-III所取得的横截面圖。根據此實施例的TFT的垂直堆疊結構是類似於關於圖1A到1C之上述TFT的結構,且因此在此將不再作描述。
如於圖3A所示,主動區域300被分成第一主動區域300A、第二主動區域300B、第三主動區域300C、及第四主動區域300D。第一主動區域300A及第四主動區域300D就其佈局而論為實質相同,且為對稱沿著垂直對稱軸(例如:垂直於線I-I且使圖3A的閘極電極321平分的直線)、沿著水平對稱軸(例如:使第二主動區域300B與第三主動區域300C分開的直線)、及關於主動區域300的中心(即:旋轉對稱)。第二主動區域300B的佈局是旋轉對稱於第三主動區域300C的佈局。與第二及第三主動區域300B及300C重疊的閘極電極321部分的寬度可為小於其與第一及第四主動區域300A及300D重疊的閘極電極321部分的寬度(如於圖3A的虛線所示)。
如於圖3B所示,在第一主動區域300A,第一源極/汲極電極333a及第二源極/汲極電極333b是關於閘極電極321為對稱而且與閘極 電極321為部分重疊。在第一主動區域300A,主動層325包括在第一源極/汲極電極333a之下方的第一源極/汲極區域325a、在第二源極/汲極電極333b之下方的第二源極/汲極區域325b、與在第一及第二源極/汲極區域325a及325b之間的第一通道區域325ch_1。如於圖3C所示,在第二主動區域300B,第三源極/汲極電極333c是與閘極電極321為部分重疊,且第四源極/汲極電極333d是與閘極電極321分開為距離d3。在第二主動區域300B,主動層325包括在第三源極/汲極電極333c之下方的第三源極/汲極區域325c、在第四源極/汲極電極333d之下方的第四源極/汲極區域325d、與在第三及第四源極/汲極區域325c及325d之間的第二通道區域325ch_2。第二通道區域325ch_2包括在閘極電極321及第四源極/汲極電極333d之間的偏移區域(對應於圖3C的距離d3所區分之第二通道區域325ch_2的該部分,如同對應於圖3A的距離d3所區分之在閘極電極321及第四源極/汲極電極333d之間的區域)。
如於圖3D所示,在第三主動區域300C,第五源極/汲極電極333e是與閘極電極321分開為距離d3,且第六源極/汲極電極333f是與閘極電極321為部分重疊。在第三主動區域300C,主動層325包括在第五源極/汲極電極333e之下方的第五源極/汲極區域325e、在第六源極/汲極電極333f之下方的第六源極/汲極區域325f、與在第五及第六源極/汲極區域325e及325f之間的第三通道區域325ch_3。第三通道區域325ch_3包括在第五源極/汲極電極333e及閘極電極321之間的偏移區域(對應於圖3D的距離d3所區分之第三通道區域325ch_3的該部分,如同對應於圖3A的距離d3所區分之在閘極電極321及第五源極/汲極電極333e之間的區域)。
在第二主動區域300B的第三源極/汲極電極333c及第四源極/汲極 電極333d的佈局是旋轉對稱於在第三主動區域300C的第五源極/汲極電極333e及第六源極/汲極電極333f的佈局。
如於圖3A所示,在第四主動區域300D,第七源極/汲極電極333g及第八源極/汲極電極333h是關於閘極電極321為對稱而且與閘極電極321為部分重疊。在第四主動區域300D的第七源極/汲極電極333g及第八源極/汲極電極333h的佈局是實質相同於在第一主動區域300A的第一源極/汲極電極333a及第二源極/汲極電極333b的佈局。因此,類似於圖3B所示的第一主動區域300A的結構,在第四主動區域300D,主動層325包括在第七源極/汲極電極333g之下方的第七源極/汲極區域325g、在第八源極/汲極電極333h之下方的第八源極/汲極區域325h、與在第七及第八源極/汲極區域325g及325h之間的第四通道區域325ch_4。
在第一主動區域300A的第一源極/汲極電極333a、在第二主動區域300B的第三源極/汲極電極333c、在第三主動區域300C的第五源極/汲極電極333e、及在第四主動區域300D的第七源極/汲極電極333g被電氣連接到彼此。因此,相同電壓是從相同源而被施加到第一、第三、第五、及第七源極/汲極電極333a、333c、333e、及333g。同理,在第一主動區域300A的第二源極/汲極電極333b、在第二主動區域300B的第四源極/汲極電極333d、在第三主動區域300C的第六源極/汲極電極333f、及在第四主動區域300D的第八源極/汲極電極333h被電氣連接到彼此。因此,相同電壓是從相同源而被施加到第二、第四、第六、及第八源極/汲極電極333b、333d、333f、及333h。
在此情形,在第一主動區域300A及第四主動區域300D,源極/汲極區域325a、325b、325g及325h是與閘極電極321的二端為重疊 ,因而大為改良“接通”電流特性。在第二主動區域300B,第四源極/汲極電極333d是與閘極電極321分開為d3,且因此第二通道區域325ch_2具有偏移區域,其對應於圖3A及3C的距離d3所區分之在閘極電極321與第四源極/汲極電極333d之間的區域。在第三主動區域300C,第五源極/汲極電極333e是與閘極電極321分開為d3,且因此第三通道區域325ch_3具有偏移區域,其對應於圖3A及3D的距離d3所區分之在第五源極/汲極電極333e與閘極電極321之間的區域。由於第二主動區域300B及第三主動區域300C各自具有偏移區域,高電場可經阻止被施加到第二通道區域325ch_2及第三通道區域325ch_3。是以,當主動區域300經考慮,可能阻止TFT性能降級,因而改良“關斷”電流特性。
如上所述,第一主動區域300A及第四主動區域300D是在其佈局為實質相同且為對稱沿著在垂直方向的對稱軸(且沿著水平對稱軸、並且為旋轉對稱),且第二主動區域300B的佈局是旋轉對稱於第三主動區域300C的佈局。因此,當相同電壓的方向經改變,電流的方向改變,但是流過主動區域300的電流總量為實質相同。根據第一到第四主動區域300A到300D的佈局,流過根據此實施例之TFT中的主動區域300的電流總量可在當相同電壓被施加時為相同,不論電壓被施加於其的方向為何,因而改良“關斷”電流特性及“接通”電流特性。
在另一個實施例中,第一到第四主動區域300A到300D可為彼此絕緣,使得其各者可不受到流過其他者的電流所影響。此外,如上所述,在另一個實施例中,在主動區域300之內,第一源極/汲極電極333a、第三源極/汲極電極333c、第五源極/汲極電極333e、及第七源極/汲極電極333g可為連接到彼此,且第二源極/汲極電 極333b、第四源極/汲極電極333d、第六源極/汲極電極333f、及第八源極/汲極電極333h可為連接到彼此,而第一到第四主動區域300A到300D為彼此絕緣。
圖4A是說明對於根據本發明的另一個實施例之具有偏移結構的TFT的主動區域400的佈局圖。圖4B是沿著圖4A的線I-I所取得的横截面圖。圖4C是沿著圖4A的線II-II所取得的横截面圖。根據此實施例的TFT的垂直堆疊結構是類似於關於圖1A到1C之上述TFT的結構,且因此在此將不再作描述。
如於圖4A所示,主動區域400被分成其彼此旋轉對稱的第一主動區域400A及第二主動區域400B。根據此實施例的TFT具有雙閘極結構,其中二個閘極電極(即:第一閘極電極421a及第二閘極電極421b)被平行納入在一個主動區域500之內。與第二主動區域400B重疊的第一閘極電極421a部分的寬度可為小於其與第一主動區域400A重疊的第一閘極電極421a部分的寬度,且與第一主動區域400A重疊的第二閘極電極421b部分的寬度可為小於其與第二主動區域400B重疊的第二閘極電極421b部分的寬度(如於圖4A的虛線所示)。
如於圖4B所示,在第一主動區域400A,第一源極/汲極電極433a是與第一閘極電極421a為部分重疊,且第二源極/汲極電極433b是與第二閘極電極421b分開為一段距離d4。因此,主動層425包括在第一源極/汲極電極433a之下方的第一源極/汲極區域425a、在第二源極/汲極電極433b之下方的第二源極/汲極區域425b、與在第一及第二源極/汲極區域425a及425b之間的第一通道區域425ch_1。第一通道區域425ch_1包括在第一閘極電極421a及第二閘極電極421b之間的偏移區域(對應於沿著圖4A的線I-I在第一閘 極電極421a及第二閘極電極421b之間的區域)、與在第二閘極電極421b及第二源極/汲極電極433b之間的偏移區域(對應於圖4B的距離d4所區分之第一通道區域425ch_1的該部分,如同對應於圖4A的距離d4所區分之在第二閘極電極421b及第二源極/汲極電極433b之間的區域)。
如於圖4C所示,在第二主動區域400B,第三源極/汲極電極433c是與第一閘極電極421a分開為距離d4,且第四源極/汲極電極433d是與第二閘極電極421b為部分重疊。因此,主動層425包括在第三源極/汲極電極433c之下方的第三源極/汲極區域425c、在第四源極/汲極電極433d之下方的第四源極/汲極區域425d、與在第三及第四源極/汲極區域425c及425d之間的第二通道區域425ch_2。第二通道區域425ch_2包括在第三源極/汲極電極433c及第一閘極電極421a之間的偏移區域(對應於圖4C的距離d4所區分之第二通道區域425ch_2的該部分,如同對應於圖4A的距離d4所區分之在第三源極/汲極電極433c及第一閘極電極421a之間的區域)、與在第一閘極電極421a及第二閘極電極421b之間的偏移區域(對應於沿著圖4A的線II-II在第一閘極電極421a及第二閘極電極421b之間的區域)。
在第一主動區域400A的第一源極/汲極電極433a及第二源極/汲極電極433b的佈局是旋轉對稱於在第二主動區域400B的第三源極/汲極電極433c及第四源極/汲極電極433d的佈局。相同的旋轉對稱性是在第一閘極電極421a及第二閘極電極421b被考量時而同樣呈現,導致在第一主動區域400A及第二主動區域400B的偏移區域及重疊區域的類似尺寸。在主動區域400,第一閘極電極421a及第二閘極電極421b是旋轉對稱於彼此。
在第一主動區域400A的第一源極/汲極電極433a及在第二主動區域400B的第三源極/汲極電極433c被電氣連接到彼此。因此,相同電壓是從相同源而被施加到第一及第三源極/汲極電極433a及433c。同理,在第一主動區域400A的第二源極/汲極電極433b及在第二主動區域400B的第四源極/汲極電極433d被電氣連接到彼此。因此,相同電壓是從相同源而被施加到第二及第四源極/汲極電極433b及433d。
在第一主動區域400A,若高電壓被施加到第二源極/汲極電極433b,電流是從第一源極/汲極區域425a流通到第一通道區域425ch_1且然後到第二源極/汲極區域425b。在此情形,第一及第二閘極電極421a及421b降低“關斷”電流量,且在第一通道區域425ch_1的偏移區域阻止高電場被施加到第一通道區域425ch_1。是以,TFT的性能可能經阻止降級,因而改良“關斷”電流特性。此外,第一源極/汲極區域425a是與第一閘極電極421a重疊,因而改良“接通”電流特性。
若高電壓被施加於其的方向是經改變(例如:高電壓被施加到在第一主動區域400A的第一源極/汲極電極433a),則電流是從第二源極/汲極區域425b流通到第一通道區域425ch_1且然後到第一源極/汲極區域425a。在此情形,該偏移區域關於高電壓被施加到其的第一源極/汲極區域425a的相對位置為不同於當高電壓被施加到第二源極/汲極電極433b。因此,在第一通道區域425ch_1所形成的電場強度與“接通”電流及“關斷”電流量亦為不同於當高電壓被施加到第二源極/汲極電極433b。
即,若僅有第一主動區域400A經考慮,當施加到第一源極/汲極電極433a的電壓與施加到第二源極/汲極電極433b的電壓為互換 ,在第一通道區域425ch_1的偏移區域關於高電壓被施加到其的源極/汲極電極的相對位置為不同。結果,當高電壓被施加到第一源極/汲極電極433a而被施加到第一通道區域425ch_1的電場強度是不同於當相同電壓被施加到第二源極/汲極電極433b。因此,當相同電壓分別被施加到第一及第二源極/汲極電極433a及433b,流過第一通道區域425ch_1的電流量為不相同。即,電流量是根據相同電壓被施加於其的方向而變化。此外,歸因於在第一及第二主動區域400A及400B的佈局的旋轉對稱性,相同現象亦發生在當僅有第二主動區域400B經考慮時。
另一方面,當包括第一主動區域400A及第二主動區域400B的主動區域400經考慮,第二主動區域400B的佈局是旋轉對稱於第一主動區域400A的佈局。因此,若高電壓被施加到在第一主動區域400A的第二源極/汲極電極433b,則流過第一主動區域400A的電流量是等於(或實質等於)當相同高電壓被施加到在第二主動區域400B的第三源極/汲極電極433c而流過第二主動區域400B的電流量。同理,若高電壓被施加到在第一主動區域400A的第一源極/汲極電極433a,則流過第一主動區域400A的電流量是等於(或實質等於)當相同高電壓被施加到在第二主動區域400B的第四源極/汲極電極433d而流過第二主動區域400B的電流量。
因此,當高電壓被施加到在第一主動區域400A的第二源極/汲極電極433b及在第二主動區域400B的第四源極/汲極電極433d而流過第一及第二主動區域400A及400B的電流總量是實質相同於當相同高電壓被施加到在第一主動區域400A的第一源極/汲極電極433a及在第二主動區域400B的第三源極/汲極電極433c。因此,若相同電壓的方向經改變,電流的方向改變,但是流過主動區域 400的電流總量維持為實質相同。
在其他實施例中,第一及第二主動區域400A及400B可為彼此絕緣,使得其各者可不受到流過另一者的電流所影響。在另一個實施例中,在主動區域400內,第一源極/汲極電極433a可為連接到第三源極/汲極電極433c且第二源極/汲極電極433b可為連接到第四源極/汲極電極433d,而第一及第二主動區域400A及400B為彼此絕緣。
圖5A是說明對於根據本發明的另一個實施例之具有偏移結構的TFT的主動區域500的佈局圖。圖5B是沿著圖5A的線I-I所取得的横截面圖。圖5C是沿著圖5A的線II-II所取得的横截面圖。根據此實施例的TFT的垂直堆疊結構是類似於關於圖1A到1C之上述TFT的結構,且因此在此將不再作描述。根據此實施例的TFT是類似於圖4A到4C的TFT,除了偏移電極是經形成在二個閘極電極(即:第一閘極電極521a及第二閘極電極521b)之間。在一些實施例中,如於圖5A所示者,偏移電極包括二個偏移電極。
如於圖5A所示,主動區域500被分成其彼此旋轉對稱的第一主動區域500A及第二主動區域500B。根據此實施例的TFT具有雙閘極結構,其中第一及第二閘極電極521a及521b被平行納入在一個主動區域500之內。與第二主動區域500B重疊的第一閘極電極521a部分的寬度可為小於其與第一主動區域500A重疊的第一閘極電極521a部分的寬度,且與第一主動區域500A重疊的第二閘極電極521b部分的寬度可為小於其與第二主動區域500B重疊的第二閘極電極521b部分的寬度(如於圖5A的虛線所示)。
如於圖5B所示,在第一主動區域500A,第一源極/汲極電極533a是與第一閘極電極521a為部分重疊,且第二源極/汲極電極533b 是與第二閘極電極521b分開為一段距離d5。因此,主動層525包括在第一源極/汲極電極533a之下方的第一源極/汲極區域525a、在第二源極/汲極電極533b之下方的第二源極/汲極區域525b、與在第一及第二源極/汲極區域525a及525b之間的第一通道區域525ch_1。第一通道區域525ch_1包括在第一閘極電極521a及第二閘極電極521b之間的偏移區域(對應於沿著圖5A的線I-I在第一閘極電極521a及第二閘極電極521b之間的區域,包括對應於第一偏移電極533o_1的區域)、與在第二閘極電極521b及第二源極/汲極電極533b之間的偏移區域(對應於圖5B的距離d5所區分之第一通道區域525ch_1的該部分,如同對應於圖5A的距離d5所區分之在第二閘極電極521b及第二源極/汲極電極533b之間的區域)。
第一偏移電極533o_1是位在第一閘極電極521a及第二閘極電極521b之間而與主動層525為絕緣。第一偏移電極533o_1可為電氣連接到第一及第二閘極電極521a及521b。第一偏移絕緣層531o_1是經形成在第一通道區域525ch_1及第一偏移電極533o_1之間而使第一偏移電極533o_1與主動層525為絕緣。
如於圖5C所示,在第二主動區域500B,第三源極/汲極電極533c是與第一閘極電極521a分開為距離d5,且第四源極/汲極電極533d是與第二閘極電極521b為部分重疊。在第二主動區域500B,主動層525包括在第三源極/汲極電極533c之下方的第三源極/汲極區域525c、在第四源極/汲極電極533d之下方的第四源極/汲極區域525d、與在第三及第四源極/汲極區域525c及525d之間的第二通道區域525ch_2。第二通道區域525ch_2包括在第三源極/汲極電極533c及第一閘極電極521a之間的偏移區域(對應於圖5C的距離d5所區分之第二通道區域525ch_2的該部分,如同對應於圖 5A的距離d5所區分之在第三源極/汲極電極533c及第一閘極電極521a之間的區域)、與在第一閘極電極521a及第二閘極電極521b之間的偏移區域(對應於沿著圖5A的線II-II在第一閘極電極521a及第二閘極電極521b之間的區域,包括對應於第二偏移電極533o_2的區域)。
第二偏移電極533o_2是位在第一閘極電極521a及第二閘極電極521b之間而與主動層525為絕緣。第二偏移電極533o_2可為電氣連接到第一及第二閘極電極521a及521b。第二偏移絕緣層531o_2是經形成在第二通道區域525ch_2及第二偏移電極533o_2之間而使第二偏移電極533o_2與主動層525為絕緣。
在第一主動區域500A的第一源極/汲極電極533a及第二源極/汲極電極533b的佈局是旋轉對稱於在第二主動區域500B的第三源極/汲極電極533c及第四源極/汲極電極533d的佈局。相同的旋轉對稱性是在第一閘極電極521a及第二閘極電極521b被考量時而同樣呈現,導致在第一主動區域500A及第二主動區域500B的偏移區域及重疊區域的類似尺寸。在主動區域500,第一閘極電極521a及第二閘極電極521b是旋轉對稱於彼此。
在第一主動區域500A的第一源極/汲極電極533a及在第二主動區域500B的第三源極/汲極電極533c被電氣連接到彼此。因此,相同電壓是從相同源而被施加到第一及第三源極/汲極電極533a及533c。同理,在第一主動區域500A的第二源極/汲極電極533b及在第二主動區域500B的第四源極/汲極電極533d被電氣連接到彼此。因此,相同電壓是從相同源而被施加到第二及第四源極/汲極電極533b及533d。
在第一主動區域500A,若高電壓被施加到第二源極/汲極電極 533b,則電流是從第一源極/汲極區域525a流通到第一通道區域525ch_1且然後到第二源極/汲極區域525b。在此情形,第一及第二閘極電極521a及521b降低“關斷”電流量,且在第一通道區域525ch_1的偏移區域阻止高電場被施加到第一通道區域525ch_1。此外,第一偏移電極533o_1可控制在第一閘極電極521a及第二閘極電極521b之間的偏移區域的電阻值以使得電流可平滑流過偏移區域。因此,TFT的性能可能經阻止降級,因而改良“關斷”電流特性。再者,第一源極/汲極區域525a是與第一閘極電極521a重疊,因此改良“接通”電流特性。
若高電壓被施加於其的方向是經改變(例如:高電壓被施加到在第一主動區域500A的第一源極/汲極電極533a),則電流是從第二源極/汲極區域525b流通到第一通道區域525ch_1且然後到第一源極/汲極區域525a。在此情形,該偏移區域關於高電壓被施加到其的第一源極/汲極區域525a的相對位置為不同於當高電壓被施加到第二源極/汲極電極533b。因此,在第一通道區域525ch_1所形成的電場強度與“接通”電流及“關斷”電流量亦為不同於當高電壓被施加到第二源極/汲極電極533b。
即,若僅有第一主動區域500A經考慮,當施加到第一源極/汲極電極533a的電壓與施加到第二源極/汲極電極533b的電壓為互換,第一通道區域525ch_1的偏移區域關於高電壓被施加到其的源極/汲極電極的相對位置為不同。結果,當高電壓被施加到第一源極/汲極電極533a而被施加到第一通道區域525ch_1的電場強度是不同於當相同電壓被施加到第二源極/汲極電極533b。因此,當相同電壓分別被施加到第一及第二源極/汲極電極533a及533b,流過第一通道區域525ch_1的電流量為不相同。即,電流量是 根據相同電壓被施加於其的方向而變化。此外,歸因於在第一及第二主動區域500A及500B的佈局的旋轉對稱性,相同現象亦發生在當僅有第二主動區域500B經考慮時。
另一方面,當包括第一主動區域500A及第二主動區域500B的主動區域500經考慮,第二主動區域500B的佈局是旋轉對稱於第一主動區域500A的佈局。因此,若高電壓被施加到在第一主動區域500A的第二源極/汲極電極533b,則流過第一主動區域500A的電流量是等於(或實質等於)當相同高電壓被施加到在第二主動區域500B的第三源極/汲極電極533c而流過第二主動區域500B的電流量。同理,若高電壓被施加到在第一主動區域500A的第一源極/汲極電極533a,則流過第一主動區域500A的電流量是等於(或實質等於)當相同高電壓被施加到在第二主動區域500B的第四源極/汲極電極533d而流過第二主動區域500B的電流量。
因此,當高電壓被施加到在第一主動區域500A的第二源極/汲極電極533b及在第二主動區域500B的第四源極/汲極電極533d而流過第一及第二主動區域500A及500B的電流總量是實質相同於當相同高電壓被施加到在第一主動區域500A的第一源極/汲極電極533a及在第二主動區域500B的第三源極/汲極電極533c。即,若相同電壓的方向經改變,電流的方向改變,但是流過主動區域500的電流的總量維持為實質相同。
在其他實施例中,第一及第二主動區域500A及500B可為彼此絕緣,使得其各者可不受到流過另一者的電流所影響。在另一個實施例中,在主動區域500內,第一源極/汲極電極533a可為連接到第三源極/汲極電極533c,第二源極/汲極電極533b可為連接到第四源極/汲極電極533d,且第一偏移電極533o_1可為連接到第二偏 移電極533o_2,而第一及第二主動區域500A及500B為彼此絕緣。圖6A是說明對於根據本發明的另一個實施例之具有偏移結構的TFT的主動區域600的佈局圖。圖6B是沿著圖6A的線I-I所取得的横截面圖。根據此實施例的TFT的垂直堆疊結構是類似於關於圖1A到1C之上述TFT的結構,且因此在此將不再作描述。根據此實施例的TFT具有雙閘極結構,其中二個閘極電極(即:第一閘極電極621a及第二閘極電極621b)被平行納入在一個主動區域600之內。
如於圖6B所示,在主動區域600,第一源極/汲極電極633a是與第一閘極電極621a為部分重疊,且第二源極/汲極電極633b是與第二閘極電極621b為部分重疊。第一源極/汲極電極633a是與第二閘極電極621b分開為一段距離d6,且因此第一源極/汲極電極633a可被視作與第二閘極電極621b為偏移。同理,第二源極/汲極電極633b是與第一閘極電極621a分開為距離d6,且因此第二源極/汲極電極633b可被視作與第一閘極電極621a為偏移。
主動層625包括在第一源極/汲極電極633a之下方的第一源極/汲極區域625a、在第二源極/汲極電極633b之下方的第二源極/汲極區域625b、與在第一及第二源極/汲極區域625a及625b之間的通道區域625ch。通道區域625ch包括在第一閘極電極621a及第二閘極電極621b之間的偏移區域(對應於沿著圖6A的線I-I在第一閘極電極621a及第二閘極電極621b之間的區域,包括對應於距離d6所區分之二個區域相交的區域)。
在主動區域600,第一源極/汲極電極633a的佈局是沿著垂直對稱軸(例如:垂直於圖6A的線I-I且在第一閘極電極621a及第二閘極電極621b之中間的直線)而對稱於第二源極/汲極電極633b的佈局 。此外,第一閘極電極621a的佈局亦為沿著相同的垂直對稱軸而對稱於第二閘極電極621b。對於源極/汲極電極及閘極電極二者的相同對稱性亦為沿著水平對稱軸(例如:於圖6A的線I-I)而呈現。再者,此等電極組亦為旋轉對稱。
在主動區域600,若高電壓被施加到第二源極/汲極電極633b,則電流是從第一源極/汲極區域625a流通到通道區域625ch且然後到第二源極/汲極區域625b。在此情形,第一及第二閘極電極621a及621b降低“關斷”電流量,且通道區域625ch的偏移區域阻止高電場被施加到通道區域625ch。因此,TFT的性能可能經阻止降級,因而改良“關斷”電流特性。此外,第一源極/汲極區域625a是與第一閘極電極621a重疊,因此改良“接通”電流特性。同理,第二源極/汲極區域625b是與第二閘極電極621b重疊,因此改良“接通”電流特性。
若高電壓被施加於其的方向是經改變(例如:高電壓被施加到在主動區域600的第一源極/汲極電極633a),則電流是從第二源極/汲極區域625b流通到通道區域625ch且然後到第一源極/汲極區域625a。在此情形,該偏移區域關於高電壓被施加到其的源極/汲極區域625a的相對位置為相同於當高電壓被施加到第二源極/汲極電極633b。因此,流過主動區域600的電流依據其方向為不同而依據其量為實質相同,相較於當高電壓被施加到第二源極/汲極電極633b。即,當電壓大小是對於各個方向為相同,不論電壓被施加於其的方向為何,電流量是實質相同。
圖7A是說明對於根據本發明的另一個實施例之具有偏移結構的TFT的主動區域700的佈局圖。圖7B是沿著圖7A的線I-I所取得的横截面圖。根據此實施例的TFT的垂直堆疊結構是類似於關於圖 1A到1C之上述TFT的結構,且因此在此將不再作描述。根據此實施例的TFT具有雙閘極結構,其中二個閘極電極(即:第一閘極電極721a及第二閘極電極721b)被平行納入在一個主動區域700之內。
如於圖7B所示,在主動區域700,第一源極/汲極電極733a是與第一閘極電極721a為部分重疊,且第二源極/汲極電極733b是與第二閘極電極721b為部分重疊。第一源極/汲極電極733a是與第二閘極電極721b分開為一段距離d7,且因此第一源極/汲極電極733a可被視作與第二閘極電極721b為偏移。同理,第二源極/汲極電極733b是與第一閘極電極721a分開為距離d7,且因此第二源極/汲極電極733b可被視作與第一閘極電極721a為偏移。
主動層725包括在第一源極/汲極電極733a之下方的第一源極/汲極區域725a、在第二源極/汲極電極733b之下方的第二源極/汲極區域725b、與在第一及第二源極/汲極區域725a及725b之間的通道區域725ch。通道區域725ch包括在第一閘極電極721a及第二閘極電極721b之間的偏移區域(對應於沿著圖7A的線I-I在第一閘極電極721a及第二閘極電極721b之間的區域,包括其對應於偏移電極733o的區域)。
偏移電極733o是位在第一閘極電極721a及第二閘極電極721b之間而與主動層725為絕緣。偏移電極733o可為電氣連接到第一及第二閘極電極721a及721b。偏移絕緣層731是經形成在通道區域725ch及偏移電極733之間而使偏移電極733與主動層725為絕緣。在主動區域700,第一源極/汲極電極733a的佈局是沿著垂直對稱軸(例如:垂直於圖7A的線I-I且將偏移電極733o平分的直線)而對稱於第二源極/汲極電極733b的佈局。此外,第一閘極電極 721a的佈局亦為沿著相同的垂直對稱軸而對稱於第二閘極電極721b。在此等電極組之間的相同對稱性亦為沿著水平對稱軸(例如:於圖7A的線I-I)而呈現,且還具有在此等電極組之間的旋轉對稱性。
在主動區域700,若高電壓被施加到第二源極/汲極電極733b,則電流是從第一源極/汲極區域725a流通到通道區域725ch且然後到第二源極/汲極區域725b。在此情形,第一及第二閘極電極721a及721b降低“關斷”電流量,且在通道區域725ch的偏移區域阻止高電場被施加到通道區域725ch。因此,TFT的性能可能經阻止降級,因而改良“關斷”電流特性。此外,偏移電極733o可控制在第一閘極電極721a及第二閘極電極721b之間的偏移區域的電阻值以使得電流可平滑流過偏移區域。再者,第一源極/汲極區域725a是與第一閘極電極721a重疊且第二源極/汲極區域725b是與第二閘極電極721b重疊,因而改良“接通”電流特性。
若高電壓被施加於其的方向是經改變(例如:高電壓被施加到在主動區域700的第一源極/汲極電極733a),則電流是從第二源極/汲極區域725b流通到通道區域725ch且然後到第一源極/汲極區域725a。在此情形,該偏移區域關於高電壓被施加到其的源極/汲極區域725a的相對位置為相同於當高電壓被施加到第二源極/汲極電極733b。因此,流過主動區域700的電流依據其方向為不同而依據其量為實質相同,相較於當高電壓被施加到第二源極/汲極電極733b。即,當電壓大小是對於各個方向為相同,不論電壓被施加於其的方向為何,電流量是實質相同。
圖8是說明對於根據本發明的另一個實施例之具有偏移結構的TFT的主動區域800的佈局圖。主動區域800被分成其彼此旋轉對稱的 第一主動區域800A及第二主動區域800B。
參考圖8,主動區域800具有如同圖1A的主動區域100的相同結構,除了第一源極/汲極電極833a是圖1A所示的主動區域100的第一源極/汲極電極133a及第三源極/汲極電極133c的組合、且第二源極/汲極電極833b是主動區域100的第二源極/汲極電極133b及第四源極/汲極電極133d的組合之外。因此,沿著圖8的線I-I取得之圖8的TFT的橫截面圖是相同於圖1B的橫截面圖,且沿著圖8的線II-II取得之圖8的TFT的橫截面圖是相同於圖1C的橫截面圖。
在第一主動區域800A,第一源極/汲極電極833a是與閘極電極821為部分重疊,且第二源極/汲極電極833b是與閘極電極821分開為一段距離d8。在第二主動區域800B,第一源極/汲極電極833a是與閘極電極821分開為距離d8,且第二源極/汲極電極833b是與閘極電極821為部分重疊。
如同關於圖1A到1C的主動區域100之上文所述,在圖8的TFT之中,高電場可歸因於在閘極電極821及源極/汲極電極中的一者之間的偏移區域而經阻止被施加到通道區域,源極/汲極電極中的各者是與閘極電極821分開為距離d8。因此,可能阻止TFT性能降級,因此改良“關斷”電流特性。此外,第一源極/汲極電極833a及第二源極/汲極電極833b均是與閘極電極821為部分重疊,因而改良“接通”電流特性。由於第一源極/汲極電極833a、第二源極/汲極電極833b、及閘極電極821是旋轉對稱於主動區域800的中心,當電壓大小是對於各個方向為相同,不論電壓被施加到第一源極/汲極電極833a及第二源極/汲極電極833b的方向為何,流過通道區域的電流量為實質相同。
雖然第一及第二源極/汲極電極833a及833b是在第一主動區域 800A及第二主動區域800B為連接到彼此,可能藉由使主動層825為絕緣而限制電流路徑。
圖9是說明對於根據本發明的另一個實施例之具有偏移結構的TFT的主動區域900的佈局圖。主動區域900被分成第一主動區域900A及第二主動區域900B,其為沿著水平對稱軸(例如:使第一主動區域900A及第二主動區域900B分開的直線)而彼此對稱。
主動區域900是圖8的二個主動區域800的組合,其一個主動區域800的佈局是另一個主動區域800的佈局的鏡像(反射)。明確而言,主動區域900具有一種結構,其中圖8的二個主動區域800彼此分開為一段距離(例如:預定距離)且為沿著水平對稱軸(例如:使第一主動區域900A及第二主動區域900B分開的直線)而彼此對稱。此外,主動區域800的第一及第二源極/汲極電極833a及833b的底與頂表面是經延伸且接合在一起以形成第一源極/汲極電極933a及第二源極/汲極電極933b。因此,沿著圖9的線I-I取得之圖9的TFT的橫截面圖是相同於圖1B的橫截面圖,且沿著圖9的線II-II取得之圖9的TFT的橫截面圖是相同於圖1C的橫截面圖。
在第一主動區域900A,第一源極/汲極電極933a是與閘極電極921為部分重疊,且第一源極/汲極電極933a的一部分是與閘極電極921為偏移。此外,第二源極/汲極電極933b是與閘極電極921為部分重疊,且第二源極/汲極電極933b的一部分是與閘極電極921為偏移。
如同關於圖1A到1C的主動區域100之上文所述,在圖9的TFT之中,高電場可藉由使用與閘極電極921分開為距離d9的偏移區域而經阻止被施加到通道區域。因此,可能阻止TFT性能降級,因此改良“關斷”電流特性。此外,第一源極/汲極電極933a及第二 源極/汲極電極933b均是與閘極電極921為部分重疊,因而改良“接通”電流特性。由於第一主動區域900A及第二主動區域900B是沿著水平對稱軸而彼此為對稱,當電壓大小是對於各個方向為相同,不論電壓被施加到第一源極/汲極電極933a或第二源極/汲極電極933b,流過通道區域的電流量為實質相同。
雖然第一及第二源極/汲極電極933a及933b是在第一及第二主動區域900A及900B經連接,可能藉由使主動層925為絕緣而限制電流路徑。
根據本發明之具有偏移結構的TFT的種種實施例已經在上文作描述,但是本發明不受限於上述的實施例。示範實施例的特徵可包括其存在於一個單元的主動區域之間的偏移區域與重疊區域、以及其呈現關於彼此的某對稱形式的電極,因而改良“關斷”電流特性及“接通”電流特性。
圖10是曲線圖,其說明根據本發明的一個實施例之TFT的通道電流Ids(垂直軸)對閘極電壓Vg(水平軸)的特性為與比較實例的彼等者相較的模擬結果。在圖10的曲線圖中,“習用TFT◇”表示其不具有偏移結構的習用TFT,“偏移TFT○”表示其具有偏移結構的習用TFT,且“混合TFT△”表示根據本發明之具有偏移結構的一種TFT,諸如於圖1A到1C所示。在此,使用ATLAS裝置模擬。 參考圖10,此三種型式的TFT之比較所揭示的是,“偏移TFT○”顯示最小量的“關斷”電流(例如:對應於負閘極電壓Vg)以及最小量的“接通”電流(例如:對應於正閘極電壓Vg)。在其具有偏移結構的習用TFT“偏移TFT○”,“關斷”電流量是歸因於偏移區域而為小,但是“接通”電流量是歸因於偏移區域的高電阻值而亦為小。“習用TFT◇”顯示最大量的“接通”電流而且最大 量的“關斷”電流,歸因於漏電流。“混合TFT△”顯示“接通”電流量為如同關於“習用TFT◇”所繪者之大,但“關斷”電流量為如同關於“偏移TFT○”所繪者之小。在根據本發明之具有偏移結構的TFT“混合TFT△”,結論是在於,接通”電流量是歸因於源極/汲極電極與閘極電極的重疊部分而為大,且“關斷”電流量是歸因於源極/汲極電極與閘極電極之間的偏移區域而為小。
即,從圖10的曲線圖所注意到的是,當根據本發明的一個實施例之具有偏移區域及非偏移區域的TFT經使用,“關斷”電流量可經降低而提高接通”電流量。此外,如上所述,若源極/汲極電極與閘極電極被配置為對稱(例如:反射對稱、旋轉對稱),當電壓大小是對於各個方向為相同,不論電壓被施加到閘極的方向為何,流過通道區域的電流量是實質相同。
儘管本發明已經關於其示範實施例而特定顯示及描述,一般技藝人士將瞭解的是,可在沒有脫離如隨附申請專利範圍及其等效者所界定之本發明精神與範疇的情況下而於其中作出形式與細節的種種變化。
100‧‧‧主動區域
100A‧‧‧第一主動區域
100B‧‧‧第二主動區域
111‧‧‧基板
121‧‧‧閘極電極
123‧‧‧閘極絕緣層
125‧‧‧主動層
125a‧‧‧第一源極/汲極區域
125b‧‧‧第二源極/汲極區域
125c‧‧‧第三源極/汲極區域
125d‧‧‧第四源極/汲極區域
125ch_1‧‧‧第一通道區域
125ch_2‧‧‧第二通道區域
131a-d‧‧‧歐姆接觸層
133a‧‧‧第一源極/汲極電極
133b‧‧‧第二源極/汲極電極
133c‧‧‧第三源極/汲極電極
133d‧‧‧第四源極/汲極電極
d1‧‧‧距離

Claims (44)

  1. 一種薄膜電晶體(TET),其包含被分成第一主動區域及第二主動區域的主動區域,該主動區域包含:閘極電極;主動層,其包含對應於該第一主動區域的第一主動層及對應於該第二主動區域的第二主動層,該第一主動層及第二主動層與該閘極電極重疊;閘極絕緣層,在該閘極電極與該主動層之間;及源極/汲極電極層,其包含被電氣連接到該第一主動層的第一源極/汲極電極及第二源極/汲極電極以及被電氣連接到該第二主動層的第三源極/汲極電極及第四源極/汲極電極,其中:選自該第一到第四源極/汲極電極之中的二個源極/汲極電極是與該閘極電極為部分重疊,出自該第一到第四源極/汲極電極之中的其他二個源極/汲極電極是與該閘極電極為偏移,且該第一到第四源極/汲極電極與該閘極電極是對稱配置。
  2. 如申請專利範圍第1項之TFT,其中:該第一及第三源極/汲極電極被電氣連接到彼此,使得相同電壓被施加到該第一及第三源極/汲極電極,且該第二及第四源極/汲極電極被電氣連接到彼此,使得相同電壓被施加到該第二及第四源極/汲極電極。
  3. 如申請專利範圍第2項之TFT,其中: 該第一源極/汲極電極及第三源極/汲極電極被連接到彼此,且該第二源極/汲極電極及第四源極/汲極電極被連接到彼此。
  4. 一種薄膜電晶體(TFT),其包含如申請專利範圍第3項所述的二個TFT,其中該二個TFT的對應源極/汲極電極及閘極電極是用對稱配置所連接以作用為單一個TFT。
  5. 如申請專利範圍第1項之TFT,其中該主動層包含選自非晶矽、多晶矽、微晶矽、氧化物半導體、有機半導體、及其組合所組成的群組的材料。
  6. 如申請專利範圍第1項之TFT,其中該主動區域更包含在該主動層與源極/汲極電極層之間的歐姆接觸層。
  7. 如申請專利範圍第1項之TFT,其中:該第一主動層包含對應於該第一源極/汲極電極的第一源極/汲極區域、對應於該第二源極/汲極電極的第二源極/汲極區域以及在該第一源極/汲極區域及第二源極/汲極區域之間的第一通道區域,且該第二主動層包含對應於該第三源極/汲極電極的第三源極/汲極區域、對應於該第四源極/汲極電極的第四源極/汲極區域以及在該第三源極/汲極區域及第四源極/汲極區域之間的第二通道區域。
  8. 如申請專利範圍第7項之TFT,其中:該第一通道區域包含其並未與該閘極電極、第一源極/汲極電極、及第二源極/汲極電極之中的任一者為重疊的第一偏移區域,且該第二通道區域包含其並未與該閘極電極、第三源極/汲極電極以及第四源極/汲極電極之中的任一者為重疊的第二偏移區域 。
  9. 如申請專利範圍第1項之TFT,其中在該第二主動區域中的源極/汲極電極層是旋轉對稱於在該第一主動區域中的源極/汲極電極層。
  10. 如申請專利範圍第9項之TFT,其中:該第一源極/汲極電極及第二源極/汲極電極之中的一者是與該閘極電極為重疊,且該第一源極/汲極電極及第二源極/汲極電極之中的另一者是與該閘極電極為偏移。
  11. 如申請專利範圍第1項之TFT,其中該第一主動區域及第二主動區域是彼此絕緣。
  12. 如申請專利範圍第1項之TFT,其中該閘極電極包含彼此為平行的第一閘極電極及第二閘極電極。
  13. 如申請專利範圍第12項之TFT,其中:該第一及第三源極/汲極電極被電氣連接到彼此,使得相同電壓被施加到該第一及第三源極/汲極電極,且該第二及第四源極/汲極電極被電氣連接到彼此,使得相同電壓被施加到該第二及第四源極/汲極電極。
  14. 如申請專利範圍第12項之TFT,其中在該第二主動區域中的源極/汲極電極層是旋轉對稱於在該第一主動區域中的源極/汲極電極層。
  15. 如申請專利範圍第14項之TFT,其中:該第一到第四源極/汲極電極之中的一者是與該第一閘極電極為部分重疊,且該第一到第四源極/汲極電極之中的另一者是與該第二閘極電 極為部分重疊。
  16. 如申請專利範圍第12項之TFT,其中,其與該第二主動層為重疊的該第一閘極電極的寬度是小於其與該第一主動區域為重疊的該第一閘極電極的寬度。
  17. 如申請專利範圍第12項之TFT,其中該主動區域更包含偏移電極,其與在該第一閘極電極及第二閘極電極之間的區域為重疊,該偏移電極是與該主動層為絕緣。
  18. 如申請專利範圍第17項之TFT,其中該偏移電極包含:第一偏移電極,其與在該第一及第二源極/汲極電極之間的區域為重疊,該第一偏移電極是與該第一主動層為絕緣;及第二偏移電極,其與在該第三及第四源極/汲極電極之間的區域為重疊,該第二偏移電極是與該第二主動層為絕緣。
  19. 如申請專利範圍第17項之TFT,其中:該第一及第三源極/汲極電極被電氣連接到彼此,使得相同電壓被施加到該第一及第三源極/汲極電極,且該第二及第四源極/汲極電極被電氣連接到彼此,使得相同電壓被施加到該第二及第四源極/汲極電極。
  20. 如申請專利範圍第17項之TFT,其中該偏移電極被電氣連接到該第一閘極電極及第二閘極電極。
  21. 如申請專利範圍第12項之TFT,其中該第一主動區域及第二主動區域是彼此絕緣。
  22. 一種薄膜電晶體(TFT),其包含被分成第一主動區域、第二主動區域以及第三主動區域的主動區域,該主動區域包含:閘極電極;主動層,其包含對應於該第一主動區域的第一主動層、對應於 該第二主動區域的第二主動層以及對應於該第三主動區域的第三主動層,該第一主動層、第二主動層以及第三主動層是與該閘極電極為重疊;閘極絕緣層,在該閘極電極與該主動層之間;及源極/汲極電極層,其包含被電氣連接到該第一主動層的第一源極/汲極電極及第二源極/汲極電極、被電氣連接到該第二主動層的第三源極/汲極電極及第四源極/汲極電極以及被電氣連接到該第三主動層的第五源極/汲極電極及第六源極/汲極電極,其中:選自該第一到第四源極/汲極電極之中的二個源極/汲極電極是與該閘極電極為部分重疊,出自該第一到第四源極/汲極電極之中的其他二個源極/汲極電極是與該閘極電極為偏移,且該第一到第六源極/汲極電極與該閘極電極是對稱配置。
  23. 如申請專利範圍第22項之TFT,其中:該第一、第三、及第五源極/汲極電極被電氣連接到彼此,使得相同電壓被施加到該第一、第三、及第五源極/汲極電極,且該第二、第四、及第六源極/汲極電極被電氣連接到彼此,使得相同電壓被施加到該第二、第四、及第六源極/汲極電極。
  24. 如申請專利範圍第22項之TFT,其中在該第三主動區域中的源極/汲極電極層是對稱於在該第一主動區域中的源極/汲極電極層。
  25. 如申請專利範圍第22項之TFT,其中:該第一源極/汲極電極及第二源極/汲極電極是與該閘極電極為部分重疊,且該第三源極/汲極電極及第四源極/汲極電極是與該閘極電極為 偏移。
  26. 如申請專利範圍第22項之TFT,其中:該第一主動層包含對應於該第一源極/汲極電極的第一源極/汲極區域、對應於該第二源極/汲極電極的第二源極/汲極區域以及在該第一源極/汲極區域及第二源極/汲極區域之間的第一通道區域,該第二主動層包含對應於該第三源極/汲極電極的第三源極/汲極區域、對應於該第四源極/汲極電極的第四源極/汲極區域以及在該第三源極/汲極區域及第四源極/汲極區域之間的第二通道區域,且該第三主動層包含對應於該第五源極/汲極電極的第五源極/汲極區域、對應於該第六源極/汲極電極的第六源極/汲極區域以及在該第五源極/汲極區域及第六源極/汲極區域之間的第三通道區域。
  27. 如申請專利範圍第26項之TFT,其中該第二通道區域包含其並未與該閘極電極、第三源極/汲極電極以及第四源極/汲極電極之中的任一者為重疊的偏移區域。
  28. 如申請專利範圍第27項之TFT,其中在該第一主動區域中的源極/汲極電極層、在該第二主動區域中的源極/汲極電極層以及在該第三主動區域中的源極/汲極電極層是沿著對稱軸為對稱。
  29. 如申請專利範圍第22項之TFT,其中,其與該第二主動層為重疊的該閘極電極的寬度是小於其與該第一及第三主動區域為重疊的該閘極電極的寬度。
  30. 如申請專利範圍第22項之TFT,其中該第一到第三主動區域是彼此絕緣。
  31. 一種薄膜電晶體(TFT),其包含被分成第一主動區域、第二主動區域、第三主動區域以及第四主動區域的主動區域,該主動區域包含:閘極電極;主動層,其包含對應於該第一主動區域的第一主動層、對應於該第二主動區域的第二主動層、對應於該第三主動區域的第三主動層以及對應於該第四主動區域的第四主動層,該第一主動層、第二主動層、第三主動層以及第四主動層是與該閘極電極為重疊;閘極絕緣層,在該閘極電極與該主動層之間;及源極/汲極電極層,其包含被電氣連接到該第一主動層的第一源極/汲極電極及第二源極/汲極電極、被電氣連接到該第二主動層的第三源極/汲極電極及第四源極/汲極電極、被電氣連接到該第三主動層的第五源極/汲極電極及第六源極/汲極電極以及被電氣連接到該第四主動層的第七源極/汲極電極及第八源極/汲極電極,其中:選自該第三到第六源極/汲極電極之中的二個源極/汲極電極是與該閘極電極為部分重疊,出自該第三到第六源極/汲極電極之中的其他二個源極/汲極電極是與該閘極電極為偏移,且該第一到第八源極/汲極電極與該閘極電極是對稱配置。
  32. 如申請專利範圍第31項之TFT,其中:該第一、第三、第五、及第七源極/汲極電極被電氣連接到彼此,使得相同電壓被施加到該第一、第三、第五、及第七源極/汲極電極,且 該第二、第四、第六、及第八源極/汲極電極被電氣連接到彼此,使得相同電壓被施加到該第二、第四、第六、及第八源極/汲極電極。
  33. 如申請專利範圍第31項之TFT,其中:該第一主動層包含對應於該第一源極/汲極電極的第一源極/汲極區域、對應於該第二源極/汲極電極的第二源極/汲極區域以及在該第一源極/汲極區域及第二源極/汲極區域之間的第一通道區域,該第二主動層包含對應於該第三源極/汲極電極的第三源極/汲極區域、對應於該第四源極/汲極電極的第四源極/汲極區域以及在該第三源極/汲極區域及第四源極/汲極區域之間的第二通道區域,該第三主動層包含對應於該第五源極/汲極電極的第五源極/汲極區域、對應於該第六源極/汲極電極的第六源極/汲極區域以及在該第五源極/汲極區域及第六源極/汲極區域之間的第三通道區域,且該第四主動層包含對應於該第七源極/汲極電極的第七源極/汲極區域、對應於該第八源極/汲極電極的第八源極/汲極區域以及在該第七源極/汲極區域及第八源極/汲極區域之間的第四通道區域。
  34. 如申請專利範圍第33項之TFT,其中:該第二通道區域包含其並未與該閘極電極、第三源極/汲極電極以及第四源極/汲極電極之中的任一者為重疊的第一偏移區域,且該第三通道區域包含其並未與該閘極電極、第五源極/汲極電 極以及第六源極/汲極電極之中的任一者為重疊的第二偏移區域。
  35. 如申請專利範圍第34項之TFT,其中:在該第三主動區域中的源極/汲極電極層是旋轉對稱於在該第二主動區域中的源極/汲極電極層,且在該第四主動區域中的源極/汲極電極層是對稱於在該第一主動區域中的源極/汲極電極層。
  36. 如申請專利範圍第35項之TFT,其中該第一源極/汲極電極及第二源極/汲極電極是與該閘極電極為部分重疊。
  37. 如申請專利範圍第35項之TFT,其中:該第三源極/汲極電極及第四源極/汲極電極之中的一者是與該閘極電極為重疊,且該第三源極/汲極電極及第四源極/汲極電極之中的另一者是與該閘極電極為偏移。
  38. 如申請專利範圍第31項之TFT,其中,其與該第二及第三主動區域為重疊的該閘極電極的寬度是小於其與該第一及第四主動區域為重疊的該閘極電極的寬度。
  39. 如申請專利範圍第31項之TFT,其中該第一到第四主動區域是彼此絕緣。
  40. 一種薄膜電晶體(TFT),其包含主動區域,該主動區域包含:閘極電極,其包含彼此為平行的第一閘極電極及第二閘極電極;主動層,其與該第一閘極電極及第二閘極電極為重疊,該主動層包含對應該第一閘極電極之第一閘極區、對應該第二閘極電極之第二閘極區以及自該第一閘極區延伸至該第二閘極區之偏移區 域;閘極絕緣層,在該閘極電極與該主動層之間;及源極/汲極電極層,其包含被電氣連接到該主動層的第一源極/汲極電極及第二源極/汲極電極,其中:該第一源極/汲極電極是與該第一閘極電極為部分重疊,該第二源極/汲極電極是與該第二閘極電極為部分重疊,該偏移區域並未與該第一閘極電極、該第二閘極電極、該第一源極/汲極電極以及該第二源極/汲極電極之中的任一者為重疊,且該第一及第二源極/汲極電極與該閘極電極是對稱配置。
  41. 如申請專利範圍第40項之TFT,其中該主動區域更包含偏移電極,其與在該第一閘極電極及第二閘極電極之間的區域為重疊,該偏移電極是與該主動層為絕緣。
  42. 如申請專利範圍第41項之TFT,其中該偏移電極被電氣連接到該第一閘極電極及第二閘極電極。
  43. 如申請專利範圍第40項之TFT,其中該主動層包含對應於該第一源極/汲極電極的第一源極/汲極區域、對應於該第二源極/汲極電極的第二源極/汲極區域以及在該第一源極/汲極區域及第二源極/汲極區域之間的通道區域。
  44. 如申請專利範圍第43項之TFT,其中該通道區域包含該偏移區域。
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