[發明專利]薄膜晶體管基底和用于薄膜晶體管基底的薄膜晶體管

有效

• 申請號: 201010241990.X
• 申請日: 2010-07-29
• 公開（公告）號: CN101989619A
• 公開（公告）日: 2011-03-23
• 發明（設計）人: 是成貴弘;田邊浩
• 申請（專利權）人: NEC液晶技術株式會社
• 主分類號: H01L29/786
• 分類號: H01L29/786;H01L29/423;H01L27/12;H01L21/336;H01L21/77
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 張成新

本申請基于2009年7月29日提交的日本專利申請No.2009-176951和2010年6月23日提交的日本專利申請No.2010-142280的優先權權益，這些專利申請的內容其全文在這里被引用作為參考。

技術領域

本發明涉及設有多種類型具有不同擊穿電壓性能的TFT的薄膜晶體管(TFT)基底或TFT電路，具體的，涉及設有通過相對較低的電壓和相對較高的電壓驅動的至少兩個TFT的TFT基底或TFT電路。

背景技術

在采用了設有開關器件的驅動器電路基底或所謂的TFT基底的液晶顯示裝置中，在由玻璃或石英制成的絕緣基底上形成有多個TFT，并且目前它用于切換像素和其它驅動電路。對于TFT基底而言，最近的技術由于要在單塊絕緣基底上設置多種類型具有不同擊穿電壓性能特性的TFT從而需要TFT基底具有越來越多的功能。具體地說，TFT基底至少需要兩種類型的TFT。一種類型是在相對較低的電壓(大約1.5-5V)下以高速度驅動的TFT，這通常用于信號處理電路等。另一種類型是在相對較高的電壓(大約10-40V)下驅動的TFT，這通常用于驅動像素或外圍電路。

一般來說，難以形成兼有高電流驅動性能和高擊穿電壓性能的TFT。因此，不同類型的TFT單獨形成在相同的基底上，從而單獨制造出具有高電流驅動性能的一個TFT和具有高擊穿電壓性能的另一個TFT。例如，如在日本專利申請特許公開No.2003-45892(專利文獻1)的圖25和段落118-124中所述一樣，低電壓驅動TFT和高電壓驅動TFT設計成在頂部柵極電極和半導體層之間具有不同厚度的柵極絕緣薄膜。在這種結構中，低電壓驅動TFT在半導體層例如硅層的上部上設有第一柵極絕緣薄膜，而高電壓驅動TFT在半導體層的上部上不僅設有第一柵極絕緣薄膜，而且還設有第二柵極絕緣薄膜，從而高電壓驅動TFT的柵極絕緣薄膜的總厚度變為第一柵極絕緣薄膜和第二柵極絕緣薄膜的厚度的總和。

在專利文獻1中，低電壓驅動TFT和高電壓驅動TFT分別需要單獨的工序來形成每個頂部柵極電極。另外，第一和第二絕緣薄膜分別在形成低電壓驅動TFT和高電壓驅動TFT的柵極電極之前形成。因此，這種結構由于需要更多的制造工序所以在生產成本方面是不利的。

發明內容

本發明的示例性目的在于提供一種兼容的TFT，其中可以在不增加在相同基底上的頂部柵極電極形成工序的情況下很容易將不同的擊穿電壓性能特性改變為任一種擊穿電壓性能特性。

根據本發明示例性方面的薄膜晶體管(TFT)基底包括位于相同基底上的第一和第二不同類型的TFT。第一TFT其特征在于，下導電層或底部柵極電極層設在基底和第一絕緣層之間，而上導電層或頂部柵極電極層設置在形成在位于第一絕緣層上的半導體層上的第二絕緣層上。第一導電層具有第一和第二區域，從而第一區域在不與半導體層重疊的情況下與第一導電層重疊，而第二區域與半導體層重疊，并且第一區域大于第二區域，同時第二絕緣層比第一絕緣層更薄。除了沒有柵極電極層之外，第二TFT具有與第一TFT相同的結構。

附圖說明

從下面結合附圖給出的詳細說明中將了解本發明的示例性特征和優點，其中：

圖1A為示例性剖視圖，顯示出根據本發明的TFT結構；

圖1B為示例性透視圖，顯示出根據本發明在圖1A中所示的TFT結構；

圖1C為示例性平面圖，顯示出根據本發明的TFT結構的構思，并且顯示出沿著在圖1A中所示的虛線I-I剖開的剖視圖；

圖1D為示例性特征曲線圖，顯示出根據本發明的TFT結構中在柵極電極的電位和無Si區域與有Si區域的面積比之間的關系；

圖2A為根據本發明第一示例性實施方案形成在基底上的低電壓TFT的剖視圖；

圖2B為根據本發明第一示例性實施方案形成在圖2A中所示的相同基底上的高電壓TFT的剖視圖；

圖3A為根據本發明第一示例性實施方案的TFT結構的剖視圖；

圖3B為剖視圖，顯示出在圖3A中所示的TFT結構的多個變化結構；

圖4為根據本發明第一示例性實施方案的TFT結構的剖視圖；

圖5為剖視圖，顯示出根據本發明第一示例性實施方案的TFT結構的構思的典型變型；

圖6A為特征曲線圖，顯示出在具有浮動頂部柵極或沒有頂部柵極的情況下在TFT特征方面的差異；

圖6B為特征曲線圖，顯示出由于面積比改變而出現的在TFT特征方面的差別；

圖7為根據本發明第二示例性實施方案的TFT結構的剖視圖；