半导体tft器件的电流值与什么有关

半导体tft器件的电流值与什么有关,第1张

在静态(且无光,热,辐射的影响)半导体的“等效电阻”与电流,电压的关系也是符合欧姆定律的。

只不过是这个“等效电阻”,它不是常量。它是随外加电压的改变而改变。

半导体PN结的电流I与电压U关系式:

I=i(e的qU/kT次方-1)

q:是电子的电荷量

T:是绝对温度,单位为K

k:常数=1.38*(10的负23次方)/K

i:是反向饱和电流

U:PN结外加电压

作为“新一代电子的基础材料”而备受全球显示器技术人员关注的就是氧化物半导体TFT。因为氧化物半导体TFT是驱动超高精细液晶面板、OLED面板 以及电子纸等新一代显示器的TFT材料最佳候选之一。预计最早将在2012~2013年开始实用化,将来或许还会成为具备“柔性”和“透明”等特点的电子元件的实现手段。氧化物半导体是通常容易成为绝缘体的氧化物,但却具有半导体的性质。在众多物质当中,最受关注的是“透明非晶氧化物半导体(TAOS:Transparent Amorphous Oxide Semiconductors)”。非晶IGZO(In-Ga-Zn-O)就是一个代表性例子。除了三星和LG显示器等韩国企业外,日本的夏普、凸版印刷以及佳能等企业也在致力于TFT的应用开发。 TAOS类TFT的载流子迁移率高达10cm2/Vs以上,特性不均现象也较小。因此,可驱动像素为“4K×2K”(4000×2000像素级)、驱 动频率为240Hz的新一代高清晰液晶显示器。当前的标准技术——非晶硅类TFT以及作为新一代技术而被大力开发的有机半导体TFT因载流子迁移率只有数 cm2/Vs以下,很难应用到上述用途中。即使是在OLED显示器领域,与开发案例较多的低温多晶硅类TFT相比,实现大屏幕化时还是TAOS类TFT具 有优势这是因为AOS类TFT可以抑制OLED面板中存在着的因TFT特性不均而导致的显示不均现象。TAOS薄膜可通过溅射法形成,制造成本也容易降 低。制造工艺温度可低至接近室温这一点也是TAOS类TFT的一大魅力。可利用耐热性较差的树脂基板,因此能够实现可弯曲的电子纸等柔性显示器。利用TAOS膜的透明特性,有望使电子元件实现透明化等。进一步扩大氧化物半导体的用途时碰到的课题是如何实现p型半导体。如果能实现高质量的pn结,就有望应用于柔性透明的集成电路、LED以及太阳能电池等用途

本发明涉及一种TFT基板及TFT基板的制造方法,特别地,涉及一 种具备作为TFT (薄膜晶体管)的有源层的氧化物半导体(n型氧化物半 导体层)的顶栅型的TFT基板及TFT基板的制造方法。此外,此TFT基 板及TFT基板的制造方法通过利用第二氧化物层(氧化物导电体层)形成 源布线、漏布线、源电极、漏电极及像素电极,就能够削减制造工序,并 能够降低制造成本。

背景技术:

基于显示性能、节约能源等的理由正广泛地利用LCD(液晶显示装置) 和有机EL显示装置。特别是,这些作为携带电话和PDA (个人携带信息 终端)、电脑和膝上型电脑、电视机等显示装置,基本上成为主流。在这 些显示装置中,通常使用TFT基板。例如,液晶显示装置在TFT基板和对置基板之间填充有液晶等的显示 材料。此外,此显示材料对每个像素选择地施加电压。在此,TFT基板是 配置由半导体薄膜(也称为半导体膜)等形成的TFT (薄膜晶体管)的基 板。由于TFT基板通常以阵列状配置TFT,所以也称为「TFT阵列基板J。再有,在液晶显示装置等中使用的TFT基板中,在玻璃基板上纵横地 配设TFT和液晶显示装置的画面的1像素的组(将这称为1单元)。在TFT 基板中,在玻璃基板上,例如在纵向上以等间隔配置栅布线,在横向上以 等间隔配置源布线或漏布线的一个布线。此外,源布线或漏布线的另一个 布线、栅电极、源电极及漏电极分别被设置在构成各像素的上述单元中。<TFT基板的现有制造方法>现在,作为此TFT基板的制造方法,通常已知有使用5片掩模的5 片掩模工艺、和通过半色调曝光技术使用4片掩模的4片掩模工艺等。 当前,在这样的TFT基板的制造法中,由于使用5片或4片的掩模,所以其制造工艺需要很多工序。例如,4片掩模工艺需要超过35步骤(工 序)的工序,5片掩模工艺需要超过40步骤(工序)的工序。像这样,工 序数量增多时,就会担心制造合格率下降。此外,工序数量多时,就会担 心工序变复杂,制造成本增大。 (使用5片掩模的制造方法)图54是用于说明现有例相关的TFT基板的制造方法的示意图,(a) 表示形成有栅电极的剖面图。(b)表示形成蚀刻停止层的剖面图。(c)表 示形成有源电极及漏电极的剖面图。(d)表示形成有层间绝缘膜的剖面 图。(e)表示形成有像素电极的剖面图。在图54 (a)中,在玻璃基板9210上,使用第一掩模(未图示)形成 栅电极9212。即,首先在玻璃基板9210上通过溅射堆积金属(例如Al (铝)等)。接着,使用第一掩模通过光刻法形成抗蚀剂。接着,通过按 规定的形状进行蚀刻,形成栅电极9212,灰化抗蚀剂。接着,如图54 (b)所示,在玻璃基板9210及栅电极9212上依次层 叠由SiN膜(氮化硅膜)形成的栅绝缘膜92B、及a-Si:H(i)膜9214。接 着,堆积作为沟道保护层的SiN膜(氮化硅膜)。接着,使用第二掩模(未 图示)通过光刻法形成抗蚀剂。接着,是用CFH气体以规定的形状干蚀 刻SiN膜,形成蚀刻停止层9215,灰化抗蚀剂。接着,如图54 (c)所


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