薄膜晶体管及其制造方法和图像显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种通过晶体管元件分离来制造高性能、高稳定的薄膜晶体管的方法。即，本发明专利技术提供这样一种薄膜晶体管，其特征在于，具有基板、层积在前述基板上的栅极、层积在前述基板上及前述栅极上的栅绝缘层、设置在前述栅绝缘层上的凹部、形成在前述栅绝缘层的凹部内的半导体层和在彼此分开的位置上与前述半导体层连接的源极及漏极。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种薄膜晶体管及其制造方法以及图像显示装置。
技术介绍
随着信息技术的惊人的发展，现在，在笔记本型电脑、移动信息终端等中频繁地进行信息收发。众所周知，不远的将来，能够不分场所地进行信息交换的普适社会就会到来。在那样的社会中，期望有更轻量、更薄的信息终端。现在，半导体材料的主流为硅类(Si类)，但从柔性化、轻量化、低成本化、高性能化等角度出发，使用氧化物半导体的晶体管(氧化物晶体管)的研究在广泛地开展中。通常，使用氧化物半导体时多使用溅射法等真空成膜。但是，近年来，也有报告提出用涂布法形成氧化物半导体，大面积化、适合使用印刷法、利用塑料基板等之类应用的可能性在扩大。此外，其应用领域宽，不仅有望用于上述薄型、轻量的柔性显示器，也有望在RFID(Radio Frequency Identification)标签、传感器等中应用。这样,面向普适社会,对涂布型氧化物晶体管的研究就变得必不可少。出于这种理由，现在，用涂布法进行的氧化物半导体的研究备受注目。此处，作为由溶液形成半导体层的方法，可以是旋涂法、浸涂法、喷墨法等方法。其中，在配置多个用旋涂法、浸涂法制成的晶体管而成的晶体管阵列中，由于电流容易从晶体管元件之间或晶体管和像素电极之间的半导体层中流过，因此存在关闭状态下的电流(漏电流)值大、开关比降低的问题。因此，例如在专利文献`I中，通过用喷墨法在所需地方形成半导体层而实现晶体管元件分离。此外，在专利文献2中，通过向源极、漏极之间的沟道部中注入半导体溶液而实现晶体管元件分离。专利文献专利文献1:日本特开2005-210086号公报专利文献2:日本特开2004-80026号公报
技术实现思路
然而，在专利文献2的方法中，要向沟道部注入半导体溶液，就必须形成隔壁，因此，必须在通常的晶体管制造方法之外另外进行隔壁材料的成膜及图案形成工序。本专利技术是鉴于上述课题而完成的，提供一种通过实现晶体管元件分离来制造高性能、高稳定的薄膜晶体管的方法。为了解决前述课题，在本专利技术中，作为技术方案I的专利技术，提供一种薄膜晶体管，其特征在于，具有:基板、层积在前述基板上的栅极、层积在前述基板上及前述栅极上的栅绝缘层、设置在前述栅绝缘层上的凹部、形成在前述栅绝缘层的凹部内的半导体层和与前述半导体层在彼此分开的位置上连接的源极及漏极。此外，技术方案2的专利技术的特征在于，具有层积在前述半导体层的至少中央部上的保护膜。还有，技术方案3的专利技术的特征在于，前述凹部仅形成在可与栅极在厚度方向上相对的位置上。再有，技术方案4的专利技术的特征在于，前述半导体层由以金属氧化物为主要成分的材料构成。另外，技术方案5的专利技术的特征在于，前述半导体层由以有机物为主要成分的材料构成。并且，技术方案6的专利技术提供一种图像显示装置，其特征在于，具有:技术方案I 5中任一项所述的薄膜晶体管、形成在前述薄膜晶体管的前述源极及前述漏极上的层间绝缘膜、形成在前述层间绝缘膜上且与前述漏极电连接的像素电极和包含形成在前述像素电极上的公共电极的显示媒体。此外，技术方案7的专利技术的特征在于，前述显示媒体为电泳型反射显示装置、透过型液晶显示装置、反射型液晶显示装置、半透过型液晶显示装置、有机EL显示装置及无机EL显示装置中的任一种。还有，技术方案8的专利技术为技术方案I 5中任一项所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，具有:在基板上形成栅极的工序、在前述基板上及前述栅极上形成栅绝缘层的工序、在与前述栅极对置的前述栅绝缘层位置上形成凹部的工序、在前述凹部内用涂布法形成半导体层的工序、在前述半导体层的至少中央部上形成保护膜的工序和形成源极及漏极、使它们在前述半导体层的彼此分开的位置上进行连接的的工序。再有，技术方案9的专利技术的特征在于，前述涂布法为凸版印刷、凹版印刷、平版印刷、反转胶版印刷、丝网印刷、喷墨、热转印、滴涂(dispenser)、旋涂、模涂(die coating)、微凹版涂布、浸涂的任一种。此外，技术方案10的专利技术的特征在于，前述凹部通过干蚀法形成。根据本专利技术，可以通过在栅绝缘层上直接形成凹部而用涂布法在所需的地方上进行半导体层的成膜及晶体管元件分离。此外，可以稳定地驱动晶体管元件，由于不需要隔壁的形成工序，还可以使制造工序简易化。附图说明图1是在位于本专利技术实施方式的栅极的正上方的栅绝缘层上形成的凹部的部分截面图。图2是显示本专利技术实施方式的薄膜晶体管的约I像素份的部分截面图。图3是使用本专利技术实施方式的薄膜晶体管的图像显示装置的示意平面图。图4是本专利技术实施方式的薄膜晶体管的一部分的排列图。图5是显示比较例的薄膜晶体管的约I像素份的部分截面图。图6是使用比较例的薄膜晶体管的图像显示装置的示意平面图。具体实施方式下面参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。但对本专利技术实施方式的薄膜晶体管的结构无特殊限制。如图1及图2所示，本实施方式的薄膜晶体管包括:基板1、层积在前述基板上的栅极2及电容器电极3、层积在前述基板I上、前述栅极2及前述电容器电极3上的栅绝缘层4、设置在前述栅绝缘层4上的凹部11、形成在前述栅绝缘层4的凹部11内的半导体层5、与前述半导体层5在彼此分开的位置上连接的源极7及漏极8。凹部11形成在栅极2的正上方。此外，多个薄膜晶体管形成在基板I上。前述凹部11的形状只要使得形成在凹部11内的半导体层5能与源极7、漏极8连接即可，但优选所形成的凹部11至少在栅极2的正上方(与栅极2在厚度方向上相对的位置)不会从栅极2的正上方突出。如图4所示，优选多个凹部11形成在栅极2上，且彼此不连接、分开地形成。作为凹部11的形状，例如有具有与栅极2的长边平行的长边的长方形、椭圆等，但不局限于此，只要是能用作为后述的凹部11的形成方法的干蚀法形成的形状，各种形状均可。作为本实施方式的基板，具体地，可以使用聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚乙烯硫醚(polyethylene sulfide)、聚醚砜、聚烯烃、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、环烯烃聚合物、聚醚砜、三乙酰纤维素、聚氟乙烯膜、乙烯-四氟乙烯共聚树脂、耐候性聚对苯二甲酸乙二醇酯、耐候性聚丙烯、玻璃纤维增强丙烯酸树脂膜、玻璃纤维增强聚碳酸酯、透明性聚酰亚胺、氟系树脂、环状聚烯烃系树脂、玻璃及石英等。但是，本专利技术的基板I不局限于这些。它们可以单独使用，也可以作为两种以上层积而成的复合基板I使用。本实施方式的基板I为有机物膜时，为了提高薄膜晶体管的元件的耐久性，可形成透明的阻气层(图中未示出)。作为阻气层，可以是氧化铝(A1203)、氧化硅(Si02)、氮化硅(SiN)、氮氧化硅(SiON)、碳化硅(SiC)及类金刚石碳(DLC)等。但是，本专利技术的基板I不局限于此。此外，这些阻气层可以两层以上层积后使用。阻气层可以仅形成在使用有机物膜的基板I的单面上，也可以形成在双面上。阻气层可以使用真空蒸镀法、离子电镀法、溅射法、激光烧蚀法、等离子体CVD(Chemical Vapor Deposition)法、热丝CVD法及溶胶凝胶法等,但本专利技术不局限于这些方法。在本实施方式的栅极2、电容器电极3、源极78及漏极89中，可良好地使用氧化铟(Ιη203)、氧化锡(Sn02)、氧化锌(ZnO)、氧化镉(CdO)、氧化铟镉(C本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：村田广大，
申请(专利权)人：凸版印刷株式会社，
类型：
国别省市：