[發明專利]具有單柵雙溝道結構的薄膜晶體管及其制造方法

有效

• 申請號: 201110110050.1
• 申請日: 2011-04-29
• 公開（公告）號: CN102184968A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 許志平;吳為敬;賴志成;謝佳松;顏駿
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01L29/786
• 分類號: H01L29/786;H01L29/06;H01L29/08;H01L29/10;H01L21/336
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 羅觀祥

技術領域

本發明涉及薄膜晶體管及其制造方法，特別涉及具有單柵雙溝道結構的薄膜晶體管及其制造方法。

背景技術

參照圖1，其繪示的是傳統單柵單溝道結構的薄膜晶體管(thin?film?transistor)的剖面圖。在圖1中，薄膜晶體管a0基本上為由一柵極a5、一源極a1、一漏極a2及一有源層a3所構成的電子元件，柵極a5與有源層a3之間被一層絕緣層a4隔開。源極a1和漏極a2不互相接觸，但分別通過重摻雜半導體層a8與有源層a3實現歐姆接觸。

當柵極a5被施加一定的電壓時，有源層a3中靠近絕緣層a4的地方形成導電溝道。此時，若漏極a2也被施加電壓，則源極a1的電子通過有源層a3中的導電溝道流向漏極a2。并且，對應的電流則由漏極a2流向源極a1，從而使得薄膜晶體管a0呈導通狀態。

當柵極a5不被施加電壓，或所施加電壓低于其閾值電壓時，有源層a3不會形成導電溝道。這時，即使漏極a2被施加了電壓，也不會有電子從源極a1流向漏極a2，源極a1與漏極a2之間處于電性隔離狀態，從而使得薄膜晶體管a0呈關閉狀態。

由于薄膜晶體管a0具有控制電流通斷的功能，因此經常被用作開關器件用于液晶顯示器或有機發光二極管顯示器(organic?light?emitting?diode，OLED)的有源驅動陣列(active?matrix，AM)中。

然而，傳統的薄膜晶體管a0的電流導通能力不足，為了獲得更大的開態電流，常常被迫增大有源層寬度。有源層寬度的增加使薄膜晶體管面積隨之變大，從而降低了像素(pixel)單元的開口率，而開口率直接影響顯示器的平均亮度，為了獲得足夠的亮度，通常采取提高柵壓的辦法，結果又衍生薄膜晶體管穩定性下降等一系列的問題。此外，從顯示器未來的發展趨勢看，隨著有源層材料遷移率的提高，顯示器的外部驅動電路將極有可能集成到玻璃基板上，而電路集成的一個重要前提就是以盡量簡單的結構實現盡量多的電路功能。很顯然，傳統結構的薄膜晶體管功能過于單一尚無法滿足這個需要。

因此，如何增加薄膜晶體管的電流導通能力以及擴展其器件功能以適應更高集成度電路的要求，將是一個非常關鍵的問題。

發明內容

本發明的目的在于解決現有技術問題存在的缺點和不足，提供具有單柵雙溝道結構的薄膜晶體管及其制造方法，其柵極位于第一有源層與第二有源層之間，并且柵極與兩個有源層之間通過絕緣層實現電隔離，以及從兩個有源層兩端各引出一個源極和一個漏極；本發明充分利用柵極被施加偏壓時所發出的電場線，使得上下兩個有源層中都能感應出導電溝道。

本發明通過下述技術方案實現：

具有單柵雙溝道結構的薄膜晶體管，包括基板、第一源極、第二源極、第一漏極、第二漏極、柵極、第一有源層、第二有源層；所述第一源極、第一漏極形成于基板上；所述第一有源層形成于第一源極、第一漏極之間，其邊緣與第一源極、第一漏極邊緣重疊；所述第一絕緣層形成于第一有源層之上；所述柵極對應第一有源層并形成于第一絕緣層上；所述第二絕緣層形成于柵極之上；所述第二有源層對應第一有源層并形成于第二絕緣層上；所述第二源、第二漏極形成于第二有源層上，并且其邊緣與第二有源層邊緣重疊。

在第一源極、第二源極、第一漏極、第二漏極和第一有源層、第二有源層之間還具有一半導體層，該半導體層包覆第一有源層、第二有源層的側壁；在第二有源層上方還設有一背溝道鈍化保護層。

所述基板為玻璃基板、塑料基板中的一種；所述第一源極、第一漏極、柵極為銦錫氧化物、銦鋅氧化物、氧化鋅或者氧化錫中的一種；所述第一有源層、第二有源層為非晶硅基、多晶硅基或者氧化鋅基中的一種；所述第一絕緣層為氮化物、氮氧化物或者氧化物中的一種。

上述薄膜晶體管的制造方法，如下步驟：

(1)提供一基板，并形成第一源極和第一漏極于基板上；

(2)接著，形成第一有源層于第一源極和第一漏極之間，并且第一有源層、第二有源層的邊緣與第一源極和第一漏極的邊緣重疊；

(3)接著，形成第一絕緣層于基板上，并覆蓋第一有源層，其分布面積大于第一有源層；

(4)接著，形成柵極于第一絕緣層上，柵極與第一有源層相對應，其分布面積小于第一有源層；

(5)接著，形成第二絕緣層于柵極上，第二絕緣層與第一絕緣層相對應；

(6)接著，形成第二有源層于第二絕緣層上，第二有源層對應于柵極且其分布面積大于柵極；