[发明专利]有源元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种有源元件，尤其涉及一种具有氧化物半导体层的有源元件。

背景技术

在诸多平面显示器中，薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，TFT-LCD)具有高空间利用效率、低消耗功率、无辐射以及低电磁干扰等优越特性，因此，液晶显示器深受消费者欢迎。薄膜晶体管液晶显示器主要是由有源阵列基板、彩色滤光基板与位于两基板之间的液晶层所构成。有源阵列基板具有有源区以及周边电路区。有源阵列位于有源区内，而驱动电路则位于周边电路区内。

以周边电路区上的驱动电路为例，具有高通道宽度与通道长度的比值(W/L)的薄膜晶体管常被使用到。一般而言，薄膜晶体管的开启电流(Ion)与通道宽度与通道长度的比值(W/L)成正比，且满足下列关系式：

Ion＝U*W/L(V_G-V_th)V_D

其中U为载子移动率，W为通道宽度，L为通道长度，V_G为栅极电压，V_th为临界电压，而V_D为漏极电压。由上述关系式可知，增加通道宽度与通道长度的比值(W/L)可以提高开启电流(Ion)。然而，增加通道宽度往往会使元件布局面积大幅度的增加。为了缩减元件布局面积，已有公知技术通过源极与漏极交替排列的方式来提高通道宽度与通道长度的比值(W/L)。

图1A为公知配置多对源极与漏极的有源元件基板俯视图，而图1B为沿图1A切线A-A’方向的薄膜晶体管结构图。请参考图1A与图1B，公知的薄膜晶体管100制作于一基板110上，且薄膜晶体管100包括一栅极120，一栅绝缘层130，一半导体层140，一蚀刻停止层(etch stop layer)150，一源极160与一漏极170。栅极120配置于基板100上，而栅绝缘层130配置于基板110上以覆盖栅极120。半导体层140配置于栅绝缘层130上，且位于栅极120上方。蚀刻停止层150配置于半导体层140上，而源极160与漏极170配置于蚀刻停止层150与部分的半导体层140，且源极160与漏极170彼此电性绝缘。

从图1A可知，源极160与漏极170之间存在一曲折沟槽(zigzag trench)Z，而栅极120与半导体层140皆沿着曲折沟槽Z延伸，其中栅极120的宽度W_G大于曲折沟槽Z的宽度W_Z，且半导体层140的宽度W_S大于栅极宽度W_G。此外，栅极120具有多个条状间隙G_G，半导体层140间具有多个条状间隙G_S，且条状间隙G_S的宽度小于条状间隙G_G的宽度。

图1A与图1B中所绘示的薄膜晶体管100虽已具有相当高的通道宽度与通道长度的比值(W/L)，但随着平面显示器的窄边框(slim border)设计日益盛行，薄膜晶体管100的布局面积势必会被要求进一步地减少。是以，如何在不降低通道宽度与通道长度的比值(W/L)的前提下，进一步缩减薄膜晶体管100所需的布局面积，实为未来的趋势。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提出一种有源元件，其通过改变半导体层的形状以提升通道宽度与通道长度的比值(W/L)。

本发明提出一种有源元件，其包括一源极、一漏极、一氧化物半导体层、一栅极与一栅绝缘层。源极包括多个彼此平行的第一条状电极以及一连接第一条状电极的第一连接电极，漏极包括多个彼此平行的第二条状电极以及一连接第二条状电极的第二连接电极，其中第一条状电极与第二条状电极平行，彼此交替排列，并彼此电性绝缘，且之间存在一曲折沟槽，而栅极沿着上述的曲折沟槽延伸。此外，氧化物半导体层与源极以及漏极接触，其中氧化物半导体层与各第一条状电极的接触面积等于各第一条状电极的布局面积，且各第二条状电极的接触面积等于各第二条状电极的布局面积。另外，栅绝缘层配置于栅极与氧化物半导体层之间。

在本申请的一实施例中，前述的第一连接电极实质上平行于第二连接电极。

在本申请的一实施例中，前述的源极与漏极电性绝缘。

在本申请的一实施例中，前述的栅极位于源极与漏极的上方或下方。

在本申请的一实施例中，前述的栅极的宽度大于曲折沟槽的宽度。

在本申请的一实施例中，前述的氧化物半导体层具有一矩形图案。