[发明专利]薄膜晶体管基板及其制造方法、显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及薄膜晶体管基板，特别涉及使用氧化物半导体的半导体层的薄膜晶体管基板及其制造方法、显示装置。

背景技术

在有源矩阵基板中，按照图像的最小单元即各像素，例如设置有薄膜晶体管（Thin Film Transistor、以下也称为“TFT”）作为开关元件。

另外，近年来，在有源矩阵基板中，作为图像的最小单元即各像素的开关元件，提案有：替代非晶硅的半导体层的现有的薄膜晶体管，而使用由能够高速移动的IGZO（In-Ga-Zn-O）类的氧化物半导体膜形成的氧化物半导体的半导体层（以下也称为“氧化物半导体层”）的TFT。

更加具体来讲，例如公开具有双栅极结构的TFT（例如参照专利文献1），该双栅极结构包括：设置在绝缘基板上的第一栅极电极；以覆盖第一栅极电极的方式设置的第一栅极绝缘膜；以与第一栅极电极重叠的方式设置在第一栅极绝缘膜上的氧化物半导体层；在氧化物半导体层上与氧化物半导体层连接的源极电极和漏极电极；以覆盖氧化物半导体层的方式设置的第二栅极绝缘膜；和设置在第二栅极绝缘膜上的第二栅极电极。

现有技术文献

技术文献

专利文献1：日本特开2009－176865号公报

发明内容

发明想要解决的问题

在此，一般的周边电路一体型的显示装置中，例如要求有：像素的开关元件所使用的泄露电流低的薄膜晶体管；和周边电路所使用的阈值电压低且能够高速驱动的薄膜晶体管。

另外，在使用多个薄膜晶体管制作周边电路的情况下，从高速驱动的观点出发，需要n型沟道和p型沟道双方的CMOS逆变器、构成逆变器的两个薄膜晶体管的阈值电压的差大的增强/耗尽（E/D）逆变器被广泛使用，但是在非晶态IGZO等的高速移动氧化物半导体中，其大多为n型（电子）传导，即使通过掺杂也不会成为p型（空穴）传导，因此不能够使用于CMOS电路结构。

因此，在使用高速移动氧化物半导体的电路中，存在不能利用CMOS逆变器电路的问题，需要独立地控制各薄膜晶体管的阈值电压，并且必须制作能够高速动作的E/D逆变器电路。

但是，在上述专利文献1所记载的TFT中，虽然进行双栅极驱动（对第一栅极电极和第二栅极电极施加相同电位进行驱动），能够实现峰抑制，但即使在使用两个具有上述双栅极驱动结构的薄膜晶体管来制作逆变器的情况下，也难以独立地控制构成逆变器的两个晶体管的各个阈值电压。因此，存在不能够使两个薄膜晶体管的阈值电压不同，不能够充分地增大两个薄膜晶体管的阈值电压的差的问题。

于是，本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够以简单的结构形成阈值电压不同的多个薄膜晶体管的薄膜晶体管基板及其制造方法、显示装置。

用于解决问题的方案

为了达成目的，本发明的薄膜晶体管基板的特征在于，包括：绝缘基板；第一薄膜晶体管，其包括设置在绝缘基板上的第一栅极电极和设置在第一栅极电极上的具有第一沟道区域的第一半导体层；第二薄膜晶体管，其包括设置在绝缘基板上的第二栅极电极和设置在第二栅极电极上的具有第二沟道区域的第二半导体层；覆盖第一半导体层和第二半导体层的绝缘膜；和第三栅极电极，其设置在绝缘膜上，且隔着该绝缘膜与第一沟道区域和第二沟道区域中的至少一个相对配置。

根据该结构，能够通过控制与第三栅极电极连接的配线（电源用配线）的电位量，来控制第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管的阈值电压，因此能够使第一薄膜晶体管与第二薄膜晶体管的阈值电压不同。从而，能够充分地增大两个薄膜晶体管的阈值电压的差，因此，能够以简单的结构容易地制作具备由阈值电压不同的第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管构成的薄膜晶体管（即，E/D逆变器）的薄膜晶体管基板。

另外，第三栅极电极作为噪声屏蔽用电极发挥作用，因此，在第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管中，能够有效地抑制噪声。从而，例如，能够使在第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管各自设置的源极电极和漏极电极的电压稳定。

另外，在本发明的薄膜晶体管基板中，优选第三栅极电极包括选自铟锡氧化物（ITO）、铟锌氧化物（IZO）、含有氧化硅的铟锡氧化物（ITSO）、氧化铟（In₂O₃）、氧化锡（SnO₂）和氧化锌（ZnO）中的至少一种金属氧化物。

根据该结构，使用铟锡氧化物（ITO）等的透明的金属氧化物，因此，在进行设计布局时，不发生因配置第三栅极电极的配线而导致的像素的开口率的降低，能够进行自由度高的设计。