[发明专利]薄膜晶体管、显示单元和电子设备

说明书

本公开提供薄膜晶体管、显示单元和电子设备。该薄膜晶体管包括：栅极电极；栅极绝缘膜，设置在该栅极电极上；氧化物半导体层，设置在该栅极绝缘膜上并且具有面对该栅极电极设置的沟道区域；沟道保护层，设置在该栅极绝缘膜和该氧化物半导体层上；以及源极电极和漏极电极，该源极电极和漏极电极的每一个通过在该沟道保护层中形成的连接孔连接到该氧化物半导体层，其中在该沟道区域的一部分中该氧化物半导体层具有狭窄区域，该狭窄区域的宽度窄于该连接孔的宽度。

技术领域

本公开涉及使用氧化物半导体的薄膜晶体管、包括该薄膜晶体管的显示单元和包括该显示单元的电子设备。

背景技术

人们已经知道锌、铟、镓、锡及其混合物的氧化物（下文称为“氧化物半导体”）具有良好的半导体性能，并且近年来，已经积极地研究了将氧化物半导体应用到作为有源阵列显示单元的驱动元件的薄膜晶体管（下文称为“TFT”）。例如，锌、铟和镓的混合氧化物（下文称为“IGZO”）的电子迁移率比所属领域中用作半导体的非晶硅的电子迁移率高10倍或更多倍；因此，非常希望将IGZO应用到大屏幕、高清晰度、高帧频的液晶显示单元和有机EL显示单元。

对于底栅TFT的形成，建议在氧化物半导体层的整个表面上形成沟道保护层并且通过在沟道保护层中形成的连接孔（接触孔）将源极电极和漏极电极连接到氧化物半导体层（例如，参照日本特开第2010-135462号公报）。通过这样做，在形成TFT的工艺期间，可使用较少量的掩模形成TFT并通过沟道保护膜保护氧化物半导体层。

发明内容

然而，在日本特开第2010-135462号公报描述的方法中，沟道宽度（W）由形成在沟道保护层中的连接孔的宽度决定。因此，沟道宽度可由于沟道保护层的蚀刻变化而变化，并且仍然存在改善空间。

所希望的是提供能够抑制沟道宽度变化的薄膜晶体管、包括该薄膜晶体管的显示单元、以及电子设备。

根据本公开的实施例，所提供的薄膜晶体管包括：栅极电极；栅极绝缘膜，设置在栅极电极上；氧化物半导体层，设置在栅极绝缘膜上并且具有面对栅极电极设置的沟道区域；沟道保护层，设置在栅极绝缘膜和氧化物半导体层上；以及源极电极和漏极电极，该源极电极和漏极电极的每一个通过在沟道保护层中形成的连接孔连接到氧化物半导体层，其中在沟道区域的一部分中氧化物半导体层具有狭窄区域，该狭窄区域的宽度窄于连接孔的宽度。

这里“宽度”意为沟道宽度方向上的尺寸。沟道宽度方向是与沟道长度（源极电极和漏极电极之间的距离）方向正交的方向。

在根据本公开实施例的薄膜晶体管中，由于宽度窄于连接孔的宽度的狭窄区域设置在氧化物半导体层的沟道区域的一部分中，沟道宽度（W）由狭窄区域的宽度决定。因此，即使连接孔的宽度由于沟道保护层的蚀刻变化而变化，也可抑制沟道宽度的变化。

根据本公开的实施例，所提供的显示单元包括显示器件和驱动显示器件的薄膜晶体管，薄膜晶体管包括：栅极电极；栅极绝缘膜，设置在栅极电极上；氧化物半导体层，设置在栅极绝缘膜上并且具有面对栅极电极设置的沟道区域；沟道保护层，设置在栅极绝缘膜和氧化物半导体层上；以及源极电极和漏极电极，该源极电极和漏极电极的每一个通过在沟道保护层中形成的连接孔连接到氧化物半导体层，其中在沟道区域的一部分中氧化物半导体层具有狭窄区域，该狭窄区域的宽度窄于连接孔的宽度。

在根据本公开的实施例中，显示器件由根据本公开的上述实施例的薄膜晶体管驱动，并且薄膜晶体管中的沟道宽度的变化被抑制。因此，由沟道宽度的变化导致的晶体管特性的变化被减少，从而抑制了诸如亮度不均匀的显示质量下降。