有源矩阵基板制造技术

技术编号:19397422 阅读:16 留言:0更新日期:2018-11-10 05:12
有源矩阵基板具备:基板(1);周边电路,其包含第1氧化物半导体TFT(101);多个第2氧化物半导体TFT(102),其配置在显示区域内;以及第1无机绝缘层(11),其覆盖多个第2氧化物半导体TFT(102),第1氧化物半导体TFT(101)具有:下部栅极电极(3A);栅极绝缘层(4);氧化物半导体层(5A),其配置为隔着栅极绝缘层与下部栅极电极相对;源极电极(7A)和漏极电极(8A);以及上部栅极电极(BG),其隔着包含第1无机绝缘层(11)的绝缘层配置在氧化物半导体层(5A)之上,在上部栅极电极(BG)之上,还具有覆盖第1氧化物半导体TFT(101)的第2无机绝缘层(17)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】有源矩阵基板
本专利技术涉及使用氧化物半导体形成的有源矩阵基板。
技术介绍
液晶显示装置等所使用的有源矩阵基板按每个像素具备薄膜晶体管(ThinFilmTransistor;以下,称为“TFT”)等开关元件。作为这种开关元件,以往以来广泛使用将非晶硅膜作为活性层的TFT(以下,称为“非晶硅TFT”)、将多晶硅膜作为活性层的TFT(以下,称为“多晶硅TFT”)。作为TFT的活性层的材料,已提出使用氧化物半导体来代替非晶硅、多晶硅。将这种TFT称为“氧化物半导体TFT”。氧化物半导体具有比非晶硅高的迁移率。因此,氧化物半导体TFT能比非晶硅TFT高速地动作。另一方面,已知将栅极驱动器、源极驱动器等驱动电路单片(一体)地设置在基板上的技术。这些驱动电路(单片驱动器)通常使用TFT来构成。最近,已利用使用氧化物半导体TFT在基板上制作单片驱动器的技术,由此,实现边框区域的窄小化、安装工序简化所带来的成本降低。构成驱动电路的TFT(以下,称为“电路TFT”)一般是在制作作为开关元件配置于每个像素的TFT(以下,称为“像素TFT”)的工序中同时制作的。因此,电路TFT与像素TFT使用同一氧化物半导体膜形成,并且往往具有相同或类似的结构。然而,像素TFT与电路TFT所要求的特性不同,形成具有这两者的特性的氧化物半导体TFT是困难的。对此,提出了使TFT结构在电路TFT与像素TFT中不同。例如专利文献1公开了在电路TFT中以控制阈值电压为目的设置背栅电极,在像素TFT中不设置背栅电极的构成。“背栅电极”是指以将半导体层夹在之间而与主栅电极相对的方式配置的附加性的栅极电极。在本说明书中,有时将具有背栅电极的TFT称为“背栅结构TFT”。图25是示出专利文献1公开的2种TFT201、202的截面图。TFT201是像素TFT,TFT202是电路TFT。这些TFT201、202分别支撑于基板1上,具有:栅极电极3;氧化物半导体层5,其隔着栅极绝缘层4配置在栅极电极3上;以及源极电极7和漏极电极8,其连接到氧化物半导体层5。像素TFT201由钝化层(第1无机绝缘层)11和有机绝缘层12覆盖。像素TFT201的漏极电极8与配置在有机绝缘层12上的像素电极PE电连接。另一方面,电路TFT202具有以与氧化物半导体层5重叠的方式配置在第1无机绝缘层11上的背栅电极BG。在第1无机绝缘层11与背栅电极BG之间不存在有机绝缘层12。当在氧化物半导体层5与背栅电极BG之间存在比较厚的有机绝缘层12时,有可能无法利用背栅电极BG适当地控制背栅结构TFT202的阈值电压。在图25所示的构成中,与氧化物半导体层5接触的第1无机绝缘层11优选采用包含氧的层(例如SiO2等氧化物层)。由此,即使在氧化物半导体层产生氧缺损的情况下,也能利用氧化物层所包含的氧将氧缺损恢复。现有技术文献专利文献专利文献1:特开2015-92596号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题已知在氧化物半导体层TFT中,当在制造工艺中还原性的气体(例如氢气)与氧化物半导体层接触时,会产生氧缺损,TFT的特性会发生变化。另外已知,即使在制造后,也会由于氢、水分等从外部侵入氧化物半导体层而TFT特性发生变动。具体地说,当由于水分等的侵入而n型的氧化物半导体层受到还原作用时,有如下可能:阈值电压Vth移向负侧,截止漏电流增大或产生耗尽(depletion)化(常导通状态)。本申请的专利技术人经过研究发现,特别是在电路TFT中,需要进一步减少侵入氧化物半导体层的氢量、水分量,抑制耗尽化。在像素TFT中,即使阈值电压移向了负侧的情况下,只要栅极电压Vg为低电位VGL(例如-6V)时截止漏电流充分小即可。与此相对,例如在构成栅极驱动器等周边电路的电路TFT中,当由于耗尽化而使得栅极电压Vg=0V且有少量截止漏电流流动时,就有可能引起电路的动作异常。基于上述发现,本专利技术人进一步进行了研究的结果是,在专利文献1公开的电路TFT201中,有时难以充分地抑制来自背栅电极BG的上方的、水分等向电路TFT201的氧化物半导体层5的侵入。氧化物半导体层5虽然由第1无机绝缘层(优选为氧化硅膜)11覆盖,但是氧化硅膜的防湿效果比较小,因此有可能难以充分地抑制水分的侵入所引起的TFT的耗尽化。本专利技术的实施方式是鉴于上述情况而完成的,其目的在于提供一种有源矩阵基板,其具备氧化物半导体TFT作为电路TFT和像素TFT,能根据用途控制各氧化物半导体TFT的特性,并且能抑制水分或氢所引起的电路TFT的特性劣化。用于解决问题的方案本专利技术的一实施方式的有源矩阵基板具有:显示区域,其包含多个像素;以及非显示区域,其设置在上述显示区域的周边,在上述有源矩阵基板中,具备:基板;第1氧化物半导体TFT,其支撑于上述基板,设置在上述非显示区域;周边电路,其包含上述第1氧化物半导体TFT;多个第2氧化物半导体TFT,其支撑于上述基板,设置在上述显示区域;以及第1无机绝缘层,其覆盖上述多个第2氧化物半导体TFT,上述第1氧化物半导体TFT具有:下部栅极电极;栅极绝缘层,其覆盖上述下部栅极电极;氧化物半导体层,其配置为隔着上述栅极绝缘层与上述下部栅极电极相对;源极电极和漏极电极,其连接到上述氧化物半导体层;以及上部栅极电极,其隔着包含上述第1无机绝缘层的绝缘层配置在上述氧化物半导体层之上,在上述上部栅极电极之上,还具有覆盖上述第1氧化物半导体TFT的第2无机绝缘层。在某实施方式中,上述有源矩阵基板还包含配置在上述第1无机绝缘层与上述第2无机绝缘层之间的有机绝缘层,上述有机绝缘层具有配置为在从上述基板的法线方向观看时与上述第1氧化物半导体TFT的上述氧化物半导体层的至少一部分重叠的开口,上述上部栅极电极的至少一部分配置在上述有机绝缘层的上述开口内。在某实施方式中,上述有源矩阵基板在上述第2无机绝缘层之上还具备透明导电层,上述透明导电层配置为隔着上述第2无机绝缘层与上述上部栅极电极重叠。在某实施方式中,上述透明导电层覆盖上述周边电路的至少一部分。在某实施方式中,上述有源矩阵基板还具备:下部透明电极,其在上述显示区域中设置在上述第1无机绝缘层之上;以及上部透明电极,其隔着上述第2无机绝缘层配置在上述下部透明电极之上,上述上部栅极电极与上述下部透明电极由同一透明导电膜形成,上述透明导电层与上述上部透明电极由同一透明导电膜形成。在某实施方式中,上述下部透明电极和上述上部透明电极中的一方是像素电极,另一方是共用电极。在某实施方式中,上述有源矩阵基板还具备:下部透明电极,其在上述显示区域中设置在上述第1无机绝缘层之上;上部透明电极,其隔着上述第2无机绝缘层配置在上述下部透明电极之上;以及其它配线,其配置在上述第1无机绝缘层与上述上部透明电极之间,上述下部透明电极和上述上部透明电极中的一方是像素电极,另一方是共用电极,上述其它配线未与上述像素电极和上述共用电极中的任何一个电极电连接。在某实施方式中,上述上部栅极电极与上述其它配线由同一导电膜形成。在某实施方式中,上述上部栅极电极具有包含与上述下部透明电极由同一透明导电膜形成的下层以及与上述其它配线由同一导电膜形成的上层的层叠结构。在某实施方式中,在上述上部栅极电极之上,还具备覆盖上述第1氧化物半导体T本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种有源矩阵基板,具有:显示区域,其包含多个像素;以及非显示区域,其设置在上述显示区域的周边,上述有源矩阵基板的特征在于,具备:基板;第1氧化物半导体TFT,其支撑于上述基板,设置在上述非显示区域;周边电路,其包含上述第1氧化物半导体TFT;多个第2氧化物半导体TFT,其支撑于上述基板,设置在上述显示区域;以及第1无机绝缘层,其覆盖上述多个第2氧化物半导体TFT,上述第1氧化物半导体TFT具有:下部栅极电极;栅极绝缘层,其覆盖上述下部栅极电极;氧化物半导体层,其配置为隔着上述栅极绝缘层与上述下部栅极电极相对;源极电极和漏极电极,其连接到上述氧化物半导体层;以及上部栅极电极,其隔着包含上述第1无机绝缘层的绝缘层配置在上述氧化物半导体层之上,在上述上部栅极电极之上,还具有覆盖上述第1氧化物半导体TFT的第2无机绝缘层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.15 JP 2016-0508581.一种有源矩阵基板,具有:显示区域,其包含多个像素;以及非显示区域,其设置在上述显示区域的周边,上述有源矩阵基板的特征在于,具备:基板;第1氧化物半导体TFT,其支撑于上述基板,设置在上述非显示区域;周边电路,其包含上述第1氧化物半导体TFT;多个第2氧化物半导体TFT,其支撑于上述基板,设置在上述显示区域;以及第1无机绝缘层,其覆盖上述多个第2氧化物半导体TFT,上述第1氧化物半导体TFT具有:下部栅极电极;栅极绝缘层,其覆盖上述下部栅极电极;氧化物半导体层,其配置为隔着上述栅极绝缘层与上述下部栅极电极相对;源极电极和漏极电极,其连接到上述氧化物半导体层;以及上部栅极电极,其隔着包含上述第1无机绝缘层的绝缘层配置在上述氧化物半导体层之上,在上述上部栅极电极之上,还具有覆盖上述第1氧化物半导体TFT的第2无机绝缘层。2.根据权利要求1所述的有源矩阵基板,还包含配置在上述第1无机绝缘层与上述第2无机绝缘层之间的有机绝缘层,上述有机绝缘层具有配置为在从上述基板的法线方向观看时与上述第1氧化物半导体TFT的上述氧化物半导体层的至少一部分重叠的开口,上述上部栅极电极的至少一部分配置在上述有机绝缘层的上述开口内。3.根据权利要求1或2所述的有源矩阵基板,在上述第2无机绝缘层之上还具备透明导电层,上述透明导电层配置为隔着上述第2无机绝缘层与上述上部栅极电极重叠。4.根据权利要求3所述的有源矩阵基板,上述透明导电层覆盖上述周边电路的至少一部分。5.根据权利要求3或4所述的有源矩阵基板,还具备:下部透明电极,其在上述显示区域中设置在上述第1无机绝缘层之上;以及上部透明电极,其隔着上述第2无机绝缘层配置在上述下部透明电极之上,上述上部栅极电极与上述下部透明电极由同一透明导电膜形成,上述透明导电层与上述上部透明电极由同一透明导电膜形成。6.根据权利要求5所述的有源矩阵基板,上述下部透明电极和上述上部透明电极中的一方是像素电极,另一方是共用电极。7.根据权利要求3或4所述的有源矩阵基板,还具备:下部透明电极,其在上述显示区域中设置在上述第1无机绝缘层之上;上部透明电极,其隔着上述第2无机绝缘层配置在上述下部透明电极之上;以及其它配线,其配置在上述第1无机绝缘层与上述上部透明电极之间,上述下...

【专利技术属性】
技术研发人员:菊池哲郎大东彻今井元伊藤俊克越智久雄北川英树铃木正彦上田辉幸郡司辽佑原健吾西宫节治
申请(专利权)人:夏普株式会社
类型:发明
国别省市:日本,JP

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