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作為顯示裝置的像素元件的氧化物半導(dǎo)體晶體管及其制造方法

文檔序號:9568734閱讀:277來源:國知局
作為顯示裝置的像素元件的氧化物半導(dǎo)體晶體管及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實(shí)施例涉及具有高性能的電子特性且作為顯示裝置的像素元件的氧化物半導(dǎo)體晶體管及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前,通過利用氧化物半導(dǎo)體即銦鎵鋅氧化物(a-1GZO:1ndium Gallium ZincOxide)的驅(qū)動元件驅(qū)動的顯示裝置的開發(fā)速度非???。不僅如此,驅(qū)動顯示元件必不可少的逆變器乃至利用該逆變器的驅(qū)動電路的研究也非常普遍。
[0003]與此相關(guān),韓國專利申請第10-2012-0087910號公開了一種蝕刻/阻擋(E/S:Etch/Stopper)型雙柵(dual gate)結(jié)構(gòu)的氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管。
[0004]但是,目前的上述氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管具有下部柵電極與上部柵電極在電學(xué)上相分離、電壓不施加上部柵電極的特性。
[0005]另外,在上述氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管中,向上部柵電極施加特定電壓的情況下,該晶體管可以以耗盡模式(Deplet1n Mode)使用,但施加上部柵電極的電壓與施加下部柵電極的電壓發(fā)生差異的情況下,具有電特性下降的問題。
[0006]并且,上部柵電極與源極/漏極之間發(fā)生寄生電壓,而這將降低具有高性能的電特性的氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的特性。
[0007]并且,通過作為氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的可靠性測試之一的NBIS(NBIS:Negative Bias Illuminat1n Stress)發(fā)現(xiàn),非晶銦嫁鋅氧化物(amorphous idiumgallium-zinc-oxied ;a-1GZ0)薄膜晶體管具有電特性嚴(yán)重變化的缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]技術(shù)問題
[0009]為解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題,本發(fā)明的目的在于提供一種具有高性能的電特性且作為顯示裝置的像素元件的氧化物半導(dǎo)體晶體管及其制造方法。
[0010]并且,本發(fā)明的另一目的在于提供一種能夠提高NBIS (Negative BiasIlluminat1n Stress)可靠性的作為顯示裝置的像素元件的氧化物半導(dǎo)體晶體管及其制造方法。
[0011]本領(lǐng)域技術(shù)人員可通過以下記載的實(shí)施例明確理解本發(fā)明的其他目的。
[0012]技術(shù)方案
[0013]為達(dá)成上述目的,根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例提供一種氧化物半導(dǎo)體晶體管,其作為顯示裝置的像素元件,包括:基板;第一柵電極,其位于所述基板上;源極及漏極,其位于所述第一柵電極上;以及,第二柵電極,其位于所述源極及所述漏極上,其中,所述第一柵電極與所述第二柵電極電連接且被施加相同的電壓,所述第二柵電極的寬度短于所述源極與所述漏極之間的寬度。
[0014]并且,根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例提供一種氧化物半導(dǎo)體晶體管,其作為顯示裝置的像素元件,包括:基板;第一柵電極,其位于所述基板上;源極及漏極,其位于所述第一柵電極上;以及,第二柵電極,其位于所述源極及所述漏極上,其中,所述第一柵電極與所述第二柵電極配置于同一軸上,所述第二柵電極的寬度短于所述第一柵電極的寬度,所述第一柵電極與所述第二柵電極電連接且被施加相同的電壓。
[0015]并且,根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例提供一種氧化物半導(dǎo)體晶體管的制造方法,其用于制造作為顯示裝置的像素元件的氧化物半導(dǎo)體晶體管,包括:在所述基板上形成第一柵電極的步驟;在所述第一柵電極上依次形成柵極絕緣膜、氧化物半導(dǎo)體層及蝕刻阻擋的步驟;在所述柵極絕緣膜、所述氧化物半導(dǎo)體層及所述蝕刻阻擋上形成源極/漏極的步驟;在所述源極/漏極上形成保護(hù)層的步驟;以及,在所述保護(hù)層上形成第二柵電極及電連接所述第一柵電極與所述第二柵電極的連接電極的步驟,其中,所述第二柵電極的寬度短于所述源極與所述漏極之間的寬度。
[0016]技術(shù)效果
[0017]本發(fā)明的作為顯示裝置的像素元件的氧化物半導(dǎo)體晶體管的高性能的電特性上升。
[0018]并且,本發(fā)明的氧化物半導(dǎo)體晶體管的NBIS可靠性上升,并且能夠具有高性能的電特性。
【附圖說明】
[0019]圖1為顯示根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的氧化物半導(dǎo)體晶體管的立體圖;
[0020]圖2為顯示根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的氧化物半導(dǎo)體晶體管的剖面及等效電路的示意圖;
[0021]圖3為顯示根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的氧化物半導(dǎo)體晶體管制造方法的整體流程的不意圖;
[0022]圖4為比較根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的氧化物半導(dǎo)體晶體管中,第二柵電極的寬度長于第一柵電極及源極與漏極之間的寬度的氧化物半導(dǎo)體晶體管與第二柵電極的寬度短于第一柵電極及源極與漏極之間的寬度的氧化物半導(dǎo)體晶體管的結(jié)構(gòu)的示意圖;
[0023]圖5及圖6為顯不本發(fā)明的一個實(shí)施例適用于IXD板與主動矩陣有機(jī)發(fā)光二極體面板(AMOLED -Active Matrix Organic Light Emitting D1de)的情況的模擬圖;
[0024]圖7為顯示根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的氧化物半導(dǎo)體晶體管的轉(zhuǎn)移特性曲線(Transfer Curve)的曲線圖;
[0025]圖8為顯示根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的氧化物半導(dǎo)體晶體管100的漏極電流及閾值電壓值的曲線圖;
[0026]圖9至圖10為顯示根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的氧化物半導(dǎo)體晶體管的第二柵電極的寬度為26 μ m/15 μ m/12 μ m/6 μ m時的轉(zhuǎn)移特性曲線及電流曲線的曲線圖;
[0027]圖11為顯示根據(jù)上部柵極的尺寸(LTC),通過%表示根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的氧化物半導(dǎo)體晶體管的增加的漏極電流(Increase in),的曲線圖;
[0028]圖12及圖13為顯示本發(fā)明第一實(shí)施例與第二實(shí)施例的電特性的示意圖;
[0029]圖14及圖15為顯示本發(fā)明的第一實(shí)施例與第二實(shí)施例被施加正電壓(+20V)時的電特性的不意圖;
[0030]圖16及圖22為顯示本發(fā)明的第一實(shí)施例與第二實(shí)施例被施加負(fù)電壓(-20V/-30V)時的電特性的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]本發(fā)明可做多種變更,可以具有多種實(shí)施例,以下在附圖中顯示特定實(shí)施例并在說明書中進(jìn)行詳細(xì)說明。但其目的并非使本發(fā)明限定于特定的實(shí)施方式,實(shí)際上應(yīng)該理解為包括屬于本發(fā)明思想及技術(shù)范圍內(nèi)的所有變更、等同物及替代物。在說明各附圖時對相同的構(gòu)成要素標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記。
[0032]以下參照附圖具體說明本發(fā)明的實(shí)施例。
[0033]圖1為顯示根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的氧化物半導(dǎo)體晶體管的立體圖,圖2為顯示根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的氧化物半導(dǎo)體晶體管的剖面及等效電路的示意圖,圖3為顯示根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的氧化物半導(dǎo)體晶體管制造方法的整體流程的示意圖。
[0034]根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的氧化物半導(dǎo)體晶體管是作為顯示裝置的像素元件使用的晶體管,即,是為驅(qū)動構(gòu)成顯示裝置的發(fā)光二極管而使用的晶體管,如圖1及圖2所示,氧化物半導(dǎo)體晶體管100(以下稱為“顯示元件用氧化物半導(dǎo)體晶體管”)包括基板102、第一柵電極104,柵極絕緣膜106、氧化物半導(dǎo)體層108、蝕刻阻擋110、源極112、漏極114、保護(hù)層116、像素電極118、第二柵電極120及連接電極122。
[0035]另外,顯示元件用氧化物半導(dǎo)體晶體管100可以是氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管(TFT:Thin Film Transistor)。
[0036]以下,參照圖1至圖3說明顯示元件用氧化物半導(dǎo)體晶體管100的各構(gòu)成要素的功能及其制造方法。
[0037]首先在步驟S302,在基板102上形成第一柵電極104。
[0038]基板102可以由玻璃(glass)、塑料或石英材料形成,基板102上形成作為下部柵電極(Bottom Gate)的第一柵電極104。
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