[发明专利]薄膜晶体管及其形成方法与应用其的像素结构

说明书

一种薄膜晶体管包含栅极、栅极介电层、半导体层、绝缘层、分隔物、源极以及漏极。栅极设置于基板上。栅极介电层覆盖栅极。半导体层设置于栅极介电层上。绝缘层覆盖半导体层与栅极介电层，其中绝缘层具有第一与第二开口，对应半导体层设置。分隔物设置于该半导体层上，用以分隔第一与第二开口。源极以及漏极设置于绝缘层上，其中源极通过第一开口电性连接半导体层，漏极通过第二开口电性连接半导体层，源极以及漏极分别位于分隔物的相对两侧。分隔物具有一宽度，该宽度为薄膜晶体管的通道长度，且该通道长度小于等于10微米。

技术领域

本发明是关于一种薄膜晶体管及其形成方法与其应用的像素结构。

背景技术

薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)主要由薄膜晶体管阵列(TFT array)基板、彩色滤光片(Color Filter)阵列基板和液晶(Liquid Crystal)层所构成，其中薄膜晶体管阵列基板是由复数个以阵列排列的薄膜晶体管以及与每一薄膜晶体管对应配置的一像素电极(Pixel Electrode)而构成复数个像素结构。而上述的薄膜晶体管主要包括栅极、半导体层、源极、漏极与通道，其用来作为液晶显示像素单元的开关元件。

目前液晶显示器的发展目标皆朝向大尺寸、高辉度、高对比度、广视角、以及高色彩饱和度来发展。随者面板尺寸的增大，每一个薄膜晶体管所产生的Ion电流(开启状态下的电流)亦需要随着提高，才能符合大尺寸液晶显示面板的需要。而提升薄膜晶体管Ion电流最直接的方法，就是设法提高薄膜晶体管的通道宽度(W)对通道长度(L)的比值(W/L)。

发明内容

本发明的多个实施方式中，借由在绝缘层的开口中设置分隔物，可以在图案化导体层以形成源极与漏极的过程中，移除分隔物上的光刻胶层并同时保留开口中的光刻胶层，进而在后续程序中，形成距离相近但互相分离的源极与漏极。据此，可以得到通道长度很小的薄膜晶体管。此外，由于有机绝缘层的设置增加栅极与源极之间的间距，进而减小栅极与源极之间耦合电容对薄膜晶体管效能的影响。此外，可以使用两层金属层借由在绝缘层中设置连接孔来搭接制作数据线，以增加数据线与其他的电极层之间的距离，降低耦合电容对信号的影响。

根据本发明的部份实施方式，一种薄膜晶体管包含栅极、栅极介电层、半导体层、绝缘层、分隔物、源极以及漏极。栅极设置于基板上。栅极介电层覆盖栅极。半导体层设置于栅极介电层上。绝缘层覆盖半导体层与栅极介电层，其中绝缘层具有第一开口以及与第二开口，分别对应半导体层设置。分隔物设置于该半导体层上，用以分隔第一与第二开口。源极以及漏极设置于绝缘层上，其中源极通过第一开口电性连接半导体层，漏极通过第二开口电性连接半导体层，源极以及漏极分别位于分隔物的相对两侧。分隔物具有一宽度，该宽度为薄膜晶体管的通道长度，且该通道长度小于等于10微米。

于本发明的多个实施方式中，分隔物与绝缘层的材料相同。

于本发明的多个实施方式中，分隔物与绝缘层的材料不同。

于本发明的多个实施方式中，绝缘层由有机光刻胶材料所组成。

于本发明的多个实施方式中，源极以及漏极其中至少一者不覆盖分隔物的上表面。

于本发明的多个实施方式中，分隔物具有第一高度，第一开口相对于分隔物的另一侧边的绝缘层具有第二高度，其中第一高度小于第二高度。

于本发明的多个实施方式中，源极以及漏极其中该至少一者具有邻接分隔物的一部分，该部分的高度与第一高度的比值为大约5％至大约85％。

于本发明的多个实施方式中，第一高度与第二高度的比值为大约10％至大约89％。

于本发明的多个实施方式中，第一高度与该第二高度的差值为大约0.2微米至大约1.7微米。