薄膜晶体管结构的利记博彩app
【专利摘要】本发明提供一种薄膜晶体管结构，应用于控制显示器件的电流，所述薄膜晶体管结构包括多晶硅图案和金属栅极，所述多晶硅图案中的部分区与所述金属栅极在竖直方向上重叠，且该部分区域内的多晶硅图案沿折线或曲线分布。本发明的具有小宽长比的薄膜晶体管结构与传统的结构相比，由于多晶硅图案部分的形状由直线变为折线或曲线，因此，相对于直线分布的传统结构中的多晶硅图案而言，本发明中的结构能够增加多晶硅图案的长度，进而减小器件的宽长比，使得器件在不额外增加面积的情况下达到所需的宽长比。
【专利说明】薄膜晶体管结构
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种半导体器件，尤其涉及一种薄膜晶体管结构。
【背景技术】
[0002] 目前，在有源矩阵有机发光二极体（Active Matrix/Organic Light Emitting Diode，简称：AMOLED)背板的设计像素内包含多个薄膜晶体管（TFT)。包括主驱动薄膜晶体 管和开关及补偿薄膜晶体管，其中，主驱动薄膜晶体管的作用是控制0LED的电流，其在整 个像素电路中起着重要的作用，所占面积也最大。
[0003] 如今，伴随着AMOLED高解析度和高亮度的市场需求趋势，像素面积需要朝更小的 方向发展，因此，在这种前提下，驱动薄膜晶体管所占用的面积也需要相应减少。
[0004] 图1是传统的驱动薄膜晶体管的俯视结构示意图，如图所示，驱动薄膜晶体管包 括多晶硅图案101和金属栅极104,从图中可知，在现有的驱动薄膜晶体管结构中，多晶硅 图案101在与金属栅极104重叠的部分呈直线分布，图中分别绘示出了多晶硅图案的宽度 (W)和长度（L)，根据该结构中的多晶硅图案的分布方式，如果想要减小器件的宽长比（W/ L)，就需要在保持多晶硅图案宽度不变的情况下增加多晶硅图案的长度，由于现有的器件 结构中多晶硅图案的分布采用的是直线形式，所以在现有技术中减小器件宽长比的途径是 增加金属栅极的面积，当金属栅极的面积增加之后，多晶硅图案中与该金属栅极中重叠部 分的长度也相应增加。这样虽然可以减小器件的宽长比来达到工艺所需的值，但是在这个 过程中却使器件的面积增加了，这就带来了器件制造的瓶颈。中国专利（CN 1161843C)公 开了一种具有小宽/长比的闭合晶体管，该闭合晶体管能够很好限定W/L值小的器件尺寸， 该闭合晶体管包括：围绕有源器件区的浅沟槽隔离区，该浅沟槽隔离区包括一介质；覆盖 在有源器件区上的栅；位于有源器件区内而没有浅沟槽区与有源器件区之间的接触界面的 源和漏，用上述的栅使源和漏互相隔开。
[0005] 该专利提供了一种具有小W/L比的闭合晶体管。
[0006] 美国专利（US7710525B2)公开了一种有效布局薄膜晶体管，该薄膜晶体管具有栅 极以及源极/漏极，在期间插入有源层，源极和漏极在水平方向上交替设置，相同的源极沿 斜线方向设置并且相同的漏极沿斜线方向设置，源线与沿斜线方向设置的源极相连而漏线 与沿斜线方向设置的漏极相连。
[0007] 可见，在现有的驱动薄膜晶体管器件中还不存在一种充分利用有限的器件面积来 实现小宽长比的薄膜晶体管器件。
【发明内容】
[0008] 鉴于上述问题，本发明提供一种薄膜晶体管结构。
[0009] 本发明解决技术问题所采用的技术方案为：
[0010] 一种薄膜晶体管结构，包括：
[0011] 多晶硅层；
[0012] 第一绝缘层，位于所述多晶硅层上；
[0013] 栅极，位于所述第一绝缘层上；
[0014] 第二绝缘层，位于所述第一绝缘层及所述栅极上；
[0015] 源极，位于所述第二绝缘层上相对于所述栅极的一侧，并透过形成于所述第一绝 缘层及所述第二绝缘层上的第一通孔与所述多晶硅层接触；以及
[0016] 漏极，位于所述第二绝缘层上的所述源极相对于所述栅极的另一侧，并透过形成 于所述第一绝缘层及所述第二绝缘层上的第二通孔与所述多晶硅层接触；
[0017] 其中，所述多晶硅层具有沿折线或者曲线分布的几何图形。
[0018] 所述的薄膜晶体管结构，其中，沿折线分布的所述几何图形至少包括两个拐点。
[0019] 所述的薄膜晶体管结构，其中，在沿折线分布的所述几何图形中，以所述拐点为 界，位于每个所述拐点之前的部分和之后的部分之间形成一夹角，且所述夹角为直角。
[0020] 所述的薄膜晶体管结构，其中，在沿折线分布的所述几何图形中，以所述拐点为 界，位于每个所述拐点之前的部分和之后的部分之间形成一夹角，且所述夹角为锐角。
[0021] 所述的薄膜晶体管结构，其中，在沿折线分布的所述几何图形中，以所述拐点为 界，位于每个所述拐点之前的部分和之后的部分之间形成一夹角，且所述夹角为钝角。
[0022] 所述的薄膜晶体管结构，其中，位于所述多晶硅层中的所述几何图形的长度在纵 向上的分量之和与其在横向上的分量之和相等。
[0023] 所述的薄膜晶体管结构，其中，所述几何图形包括多段相互平行的区段，且每两个 相邻的所述区段之间的间距不小于2 μ m。
[0024] 所述的薄膜晶体管结构，其中，所述间距为2 μ m?3 μ m。
[0025] 所述的薄膜晶体管结构，其中，沿曲线分布的所述几何图形至少包含三段笔直区 段和两段曲线区段，且相邻的所述笔直区段间通过一个所述曲线区段连接。
[0026] 所述的薄膜晶体管结构，其中，位于所述多晶硅层中的所述几何图形的长度在纵 向上的分量之和与其在横向上的分量之和相等。
[0027] 上述技术方案具有如下优点或有益效果：
[0028] 本发明的薄膜晶体管结构与传统的结构相比，由于多晶硅图案部分的形状由直线 变为折线或曲线，因此，相对于直线分布的传统结构中的多晶硅图案而言，本发明中的结构 能够增加多晶硅图案的长度，进而减小器件的宽长比，使得器件在不额外增加面积的情况 下达到所需的宽长比。
【专利附图】
【附图说明】
[0029] 参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和 阐述，并不构成对本发明范围的限制。
[0030] 图1是传统的驱动薄膜晶体管的俯视结构示意图；
[0031] 图2是本发明本发明一实施例中薄膜晶体管的剖面结构示意图；
[0032] 图3是本发明实施例一中薄膜晶体管的俯视结构示意图；
[0033] 图4是本发明实施例二中薄膜晶体管的俯视结构示意图；
[0034] 图5是本发明实施例三中薄膜晶体管的俯视结构示意图；
[0035] 图6是本发明实施例四中薄膜晶体管的俯视结构示意图。
【具体实施方式】
[0036] 本发明提供一种薄膜晶体管结构，可应用于驱动薄膜晶体管中，该结构可以在不 增加 TFT器件面积的前提下，提高器件中多晶硅层中多晶硅图案的长度（L)，以减小宽长比 (W/L)，从而达到理想的薄膜晶体管的特性。
[0037] 本发明的中心思想是通过对薄膜晶体管中的多晶硅层中的多晶硅图案的形状和 间距进行改变和设计，将传统的笔直设置的多晶硅图案设置成折线或曲线的形式，以充分 利用器件的面积（即金属栅极的面积），从而使得多晶硅图案在有限的器件面积内具有更 小的宽度，进而增加薄膜晶体管的稳定性。
[0038] 下面结合【具体实施方式】和附图对本发明方法进行详细说明。
[0039] 图2绘示了本发明一实施例中薄膜晶体管的剖面结构示意图，如图所示，该剖面 结构由下至上依次包括多晶硅层201、第一栅极绝缘层202、第二栅极绝缘层203 ;其中，在 第一栅极绝缘层202和第二栅极绝缘层203之间设置有金属栅极204,在金属栅极204两侧 的第一栅极绝缘层202和第二栅极绝缘层203中分别设置有第一通孔205及第二通孔206， 并在第一通孔205及第二通孔206中分别填充有金属作为晶体管的源极207及漏极208,源 极207与漏极208分别透过第一通孔205及第二通孔206与多晶硅层201接触。
[0040] 实施例一：
[0041] 图3是本发明实施例一的薄膜晶体管的俯视结构示意图。如图3所示，金属栅极 304的下方设置有一位于多晶娃层中的多晶娃图案301，该多晶娃图案301中有部分区域与 金属栅极304重叠。
[0042] 如图3所示，多晶硅图案301在与金属栅极304重叠的区域内呈折线形式分布，所 谓折线形式分布是指多晶硅图案具有至少一个拐点，笔直的多晶硅图案通过每个拐点来改 变其延伸方向，所以相邻两个拐点之间的多晶硅图案为笔直的形状，在本实施例中，该多晶 硅图案301被弯折两次，即存在两个拐点，且连接每个拐点的两个笔直的多晶硅图案区段 构成一夹角，该夹角为直角。上述的弯折将多晶硅图案分成了长度分别为U、L 2、L3的三个 笔直段。所以在本实施例中，多晶硅图案301的总长度L = ，而对比图1中所绘示 的传统器件结构后可以发现，在现有的器件结构中多晶硅图案的长度L = ，而在本实 施例以及后续的实施例中金属栅极的面积被假定与传统器件结构中金属栅极的面积相同， 以便于进行比较。所以在本实施例中器件面积与传统器结构中器件面积一致的前提下，通 过比较两个结构中多晶硅图案的长度可知，本实施例中的多晶硅图案与传统结构中的多晶 硅图案在长度上多出TL 2，所以，器件的宽长比（W/L)比值减小了，因此本实施例中的薄膜 晶体管结构的宽长比在有限的器件面积内得到了减小，从而增加了器件的稳定性，维持了 驱动薄膜晶体管的特性。
[0043] 由于器件中的金属栅极通常为矩形，所以将多晶硅图案的转折处设置成直角，经 过合理的设计，可以充分利用金属栅极上有限的面积，以达到尽可能大的多晶硅长度。
[0044] 实施例二：
[0045] 图4是本发明实施例二中薄膜晶体管的俯视结构示意图。在本实施例中，薄膜晶 体管中的多晶硅图案的形状与实施例一中的折线形式不同，在多晶硅图案的拐点处并未设 置成直角的形式，而是采用弯曲的形状进行转折。金属栅极404位于多晶硅图案401的上 方，图4所不的俯视图中，金属棚极404与多晶娃图案401具有重置部分。
[0046] 由于本实施例相对于实施例一仅是多晶硅图案的形状发生了改变，器件的其他结 构与实施例一相似，所以对于器件所包含的其他结构在此处不再进行一一赘述。如图4所 示，在本实施例中，多晶硅图案的形状呈现出平滑的过渡，即多晶硅图案的两边不存在突然 凸起或凹陷的点，从图中可以看出，多晶硅图案的长度相比于图1中的传统器件结构而言， 也得到了增加。
[0047] 实施例三：
[0048] 图5是本发明实施例三中薄膜晶体管的俯视结构示意图。本实施例相对于上述 两个实施例的不同之处在于，本实施例中的多晶硅图案501中的转折处虽然为折线形式， 但是区别于实施例一中的直角形式，而是为锐角（0°?90°，不包括0°和90° )或钝角 (90°?180°，不包括90°和180° )。金属栅极504位于多晶硅图案501的上方，图5所 不的俯视图中，金属棚极504与多晶娃图案501具有重置部分。图中所绘不的多晶娃图案 501具有两个转折处，在该两个转折处形成两个夹角，分别为夹角和夹角θ 2，其中夹角 Si为锐角，夹角θ2为钝角。通过夹角和夹角02实现了多晶硅图案从直线变成折线， 从而增加了多晶硅图案的长度，进而减小了器件的宽长比。
[0049] 实施例四：
[0050] 由于在器件的加工工艺中经常会采用准分子激光晶化扫描（ELA)对多晶硅进行 扫描，在扫描时的扫描间隔会使多晶硅中出现紊乱的晶界，为了保证在器件在横向和纵向 这两个方向上的紊乱晶界相等，在进行多晶硅图案的形状设计时，将多晶硅图案在横向上 的长度和纵向上的长度保持一致。
[0051] 图6是本发明实施例四中薄膜晶体管的俯视结构示意图。金属栅极604位于多晶 娃图案601的上方，图6所不的俯视图中，金属栅极604与多晶娃图案601具有重叠部分。 在本实施例中以多晶硅图案601的长度L = 58. 66为例，以X轴方向为横向，y轴方向为纵 向。从图中可知，多晶硅图案601在X轴方向上包括La、L b、L。，且La = 17. 33, Lb = 6. 0, Lc =6. 0,所以多晶硅在x轴方向上的总长度Lx = La+Lb+L。= 17. 33+6. 0+6. 0 = 29. 33 ;类似 的，多晶硅图案601在y轴方向上包括Ld、Le、Lf，且L d = 12. 59, Le = 6. 12, Lf = 10. 62,所 以多晶硅在y轴方向上的总长度Ly = Ld+Le+Lf= 12. 59+6. 12+10. 62 = 29. 33。可见本实 施例中的多晶娃图案601的长度在X轴方向和y轴方向上的分量保持一致。与传统的器件 结构相比，本实施例中的多晶硅图案设计不仅使多晶硅图案的长度增加了，从而减小了器 件的宽长比，同时还保证了其紊乱晶界在X轴方向和y轴方向上的相等。
[0052] 需要注意的是，在本实施例中由于多晶硅图案在X轴方向和在y轴方向都不止一 段，在多晶硅的设计中必须保证同一方向相邻的两段之间的间距不小于2 μ m，一般根据工 艺需求可设定为2-3 μ m。
[0053] 综上所述，本发明通过将薄膜晶体管器件中的多晶硅图案的形状进行设计，采用 折线或曲线的形状而非传统器件结构中的直线形状，使得器件在面积一定的情况下具有更 小的宽长比，从而提升器件性能的稳定度；另外，在本发明的一个优选实施例中，考虑到激 光扫描后形成的多晶硅晶界紊乱，在设计过程中保证多晶硅图案的长度在纵向和横向上保 持相等，以确保器件在这两个方向上的紊乱晶界相等。
[0054] 对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。 因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权 利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。
【权利要求】
1. 一种薄膜晶体管结构，其特征在于，包括： 多晶娃层； 第一绝缘层，位于所述多晶硅层上； 栅极，位于所述第一绝缘层上； 第二绝缘层，位于所述第一绝缘层及所述栅极上； 源极，位于所述第二绝缘层上相对于所述栅极的一侧，并透过形成于所述第一绝缘层 及所述第二绝缘层上的第一通孔与所述多晶硅层接触；以及 漏极，位于所述第二绝缘层上的所述源极相对于所述栅极的另一侧，并透过形成于所 述第一绝缘层及所述第二绝缘层上的第二通孔与所述多晶硅层接触； 其中，所述多晶硅层具有沿折线或者曲线分布的几何图形。
2. 如权利要求1所述的薄膜晶体管结构，其特征在于，沿折线分布的所述几何图形至 少包括两个拐点。
3. 如权利要求2所述的薄膜晶体管结构，其特征在于，在沿折线分布的所述几何图形 中，以所述拐点为界，位于每个所述拐点之前的部分和之后的部分之间形成一夹角，且所述 夹角为直角。
4. 如权利要求2所述的薄膜晶体管结构，其特征在于，在沿折线分布的所述几何图形 中，以所述拐点为界，位于每个所述拐点之前的部分和之后的部分之间形成一夹角，且所述 夹角为锐角。
5. 如权利要求2所述的薄膜晶体管结构，其特征在于，在沿折线分布的所述几何图形 中，以所述拐点为界，位于每个所述拐点之前的部分和之后的部分之间形成一夹角，且所述 夹角为钝角。
6. 如权利要求1?5中任意一项所述的薄膜晶体管结构，其特征在于，位于所述多晶硅 层中的所述几何图形的长度在纵向上的分量之和与其在横向上的分量之和相等。
7. 如权利要求6所述的薄膜晶体管结构，其特征在于，所述几何图形包括多段相互平 行的区段，且每两个相邻的所述区段之间的间距不小于2 μ m。
8. 如权利要求7所述的薄膜晶体管结构，其特征在于，所述间距为2 μ m?3 μ m。
9. 如权利要求1所述的薄膜晶体管结构，其特征在于，沿曲线分布的所述几何图形至 少包含三段笔直区段和两段曲线区段，且相邻的所述笔直区段间通过一个所述曲线区段连 接。
10. 如权利要求9所述的薄膜晶体管结构，其特征在于，位于所述多晶硅层中的所述几 何图形的长度在纵向上的分量之和与其在横向上的分量之和相等。
【文档编号】H01L29/06GK104218093SQ201410399681
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年8月13日 优先权日:2014年8月13日
【发明者】倪杰, 肖丽娜, 王焕楠 申请人:上海和辉光电有限公司