[发明专利]一种三维集成电路及其制造方法

说明书

本申请涉及一种三维集成电路及其制造方法。本申请提供了一种有源阵列的显示器像素单元电路，包括寻址晶体管，其第一极配置为接收显示数据信号，其控制极配置为接收扫描信号，所述寻址晶体管为NMOS晶体管；驱动晶体管，其控制极耦合到所述寻址晶体管的第二极，其第二极配置为接收高电平，所述驱动晶体管为PMOS晶体管；发光元件，其耦合在所述驱动晶体管的第一极和低电平之间；以及存储电容，其耦合在所述驱动晶体管的控制极和第二极之间。

技术领域

本申请涉及集成电路及其制造方法，主要涉及三维集成电路及其制造方法。

背景技术

无论对于大尺寸电视显示、小尺寸手机显示、还是AR/VR的微型显示应用，有源阵列显示的主要发展方向是更高帧率以及更高的分辨率。新型显示对驱动背板技术提出了更高的要求。采用三维集成电路及其制造方法，通过三维方向像素电路及其周边驱动电路的集成以提升显示分辨率，在同等显示面积下纵向扩展以提升晶体管驱动能力从而提升显示帧率，是发展下一代新型显示的必然选择。

以小尺寸手机显示为例，传统的驱动背板是采用薄膜晶体管(TFT)。对于更高分辨率的手机显示来说(500PPI以上)，传统的TFT驱动背板技术的发展受到严重的制约。非晶硅(a-Si)TFT的优势在于低温度、大面积制备的成本低廉，但是迁移率低、长时间工作的稳定性差等缺陷限制了其在高分辨率显示的应用。低温多晶硅(LTPS)TFT的优势在于较高的迁移率和稳定性，尤其是P型的LTPS TFT的工艺较成熟且稳定性较好，但是存在大面积均匀性较差、泄漏电流较大的问题。金属氧化物TFT(例如IGZO TFT是一种典型的金属氧化物TFT)是用于实现N型器件的成熟工艺，其优势在于泄漏电流低、大面积均匀性好，但是迁移率及稳定性均赶不上LTPS TFT。

更具体地从显示像素电路的角度来看，AMOLED、micro-LED等新型显示器对于TFT像素电路阵列的要求显著提高。传统的TFT背板技术难于兼顾高分辨率、高可靠性、低功耗等各方面的要求。对于高性能AMOLED像素电路来说，它要求寻址TFT(开关TFT)的泄漏电流低、寄生电容小；要求驱动TFT的导通电流较大且器件特性稳定。

从TFT集成栅极驱动电路的应用来看，对于LTPS TFT集成的显示器栅极驱动电路，为了避免LTPS TFT泄漏电流较大造成的电路功能失效，一般要采用串联TFT等复杂的电路结构、较多的器件数量。而且由于泄漏电流较大、器件数量较多、刷新频率较高的缘故，LTPSTFT集成电路的功耗值一般较高。

对于IGZO TFT集成的栅极驱动电路，为提升电路的驱动能力，一般要采用较大尺寸的IGZO TFT。但是对于较大尺寸的金属氧化物TFT来说，寄生电容的值也相对地较大，因此一般要用到较复杂的电路结构才能够抑制这些寄生电容导致的电压馈通效应。这又会导致栅驱动电路的动态功耗增加。此外，IGZO TFT一般要用到电压自举等技术来增加电路的驱动能力。电压自举技术在提高了电路驱动能力的同时，也增加了电路输出节点上的电压噪声、以及电路误操作的概率。

综合来看，目前单一类型的TFT晶体管(无论是N型TFT还是P型TFT)构成的驱动电路或者像素电路无法同时满足上述关于低功耗以及驱动能力强这两个方面的要求。

发明内容

针对现有技术的问题，本申请提出了一种像素单元电路，包括寻址晶体管(Ts)，其第一极配置为接收显示数据信号，其控制极配置为接收扫描信号，所述寻址晶体管为N型场效应晶体管；驱动晶体管(TD)，其控制极耦合到所述寻址晶体管的第二极，其第二极配置为接收高电平，所述驱动晶体管为P型场效应晶体管；发光元件，其耦合在所述驱动晶体管的第一极和低电平之间；以及存储电容，其耦合在所述驱动晶体管的控制极和第二极之间。

特别的，N型场效应晶体管和P型场效应晶体管位于共同的衬底上；N型场效应晶体管的第一电极和第二电极与P型场效应晶体管的控制电极同属于第一金属层。