[实用新型]一种单栅极双薄膜晶体管及其器件

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体及光电显示器件制造领域，特别涉及一种单栅极双薄膜晶体管及其器件。

背景技术

氢化非晶硅a-Si:H薄膜晶体管目前普遍运用于液晶显示器的制造过程中，作为液晶显示像素驱动的开关器件，它具有容易制备，均一性好，成本较低等优点。由于a-Si:H薄膜晶体管的小电流及其可控特性，使得其在对于电流和速度要求不高的某些领域中具有重大的应用价值；例如在大面积显示中，需要许多晶体管来控制发光管阵列，a-Si:H薄膜晶体管就能够很好地发挥作用。

但是a-Si:H薄膜晶体管同时也存在一些明显的缺陷，其中最重要的问题就是阈值电压的亚稳特性，比如随着使用时间的增加，在较长时间施加栅偏压以后，其阈值电压以及亚阈效率都将要发生漂移，a-Si:H薄膜晶体管的性能会发生劣化，导致TFT的电学性质不稳定。由于阈值电压漂移，必然引起驱动电流的漂移，而又因为OLED是一种电流驱动的发光器件，驱动电流的漂移使得a-Si:H薄膜晶体管对OLED的驱动性能很差，极易出现显示异常的情况。此外，如果阈值电压在面内漂移不均，也可能造成液晶显示不均的问题。

如何提高薄膜晶体管的性能，特别是改善其性能衰退的性质，成为当前液晶显示器制造的关键问题。目前出现了一些技术，其中最有效的就是LTPS(Low Temperature Poly-silicon，低温多晶硅)技术，具体方法是利用多晶硅形成有源层，可以有效地稳定阈值电压。但是LTPS技术成本较高，而且所成薄膜的均一性也不尽人意，器件关态漏电流较大易于击穿，同时低温大面积制备难度较高，工艺复杂，这 些均制约了LTPS技术的应用。就目前的发展状况而言，LTPS技术还有待进一步改进，应用尚不广泛。

总而言之，非晶硅具有成本低廉和大面积制造等优点，因此可用来制作显示或成像器件中起选址作用的像素矩阵，以及制作与选址矩阵同时制作在玻璃衬底的显示驱动电路，仍然是当前的实际生产中使用最多的薄膜晶体管技术。但是它的载流子迁移率低和稳定性差，因此在要求高器件密度的场合受到一定的限制。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

针对现有技术的缺点，本实用新型为了解决现有a-Si:H薄膜的性能问题，通过改进薄膜晶体管结构设计来改善薄膜晶体管的性质，可以得到性能较好，成本较低的产品。

(二)技术方案

为此解决上述技术问题，本实用新型具体采用如下方案进行：

首先，本实用新型提供一种单栅极双薄膜晶体管，所述晶体管包括：

两个薄膜晶体管，所述两个薄膜晶体管在空间上垂直分布，共用一个栅极，所述两个薄膜晶体管分别位于所述栅极的上、下面。

优选地，所述单栅极双薄膜晶体管由基板1、第一有源层2、第一欧姆接触层4、第一栅极绝缘层3、栅极层5、第二栅极绝缘层6、第二有源层7、第二欧姆接触层8、源漏极层9、保护层10依次构成。

优选地，所述源漏极层9与第一欧姆接触层4形成接触，所述第一有源层2、所述第一欧姆接触层4、所述第一栅极绝缘层3、所述栅极层5和所述源漏极层9构成第一薄膜晶体管；所述栅极层5、所述第二栅极绝缘层6、所述第二有源层7、所述第二欧姆接触层8和所述源漏极层9构成第二薄膜晶体管。

优选地，所述第一有源层2和所述第二有源层7采用非晶硅、多 晶硅、晶体硅、微晶硅、氧化物半导体材料、和/或有机半导体材料构成本征、n型掺杂或p型掺杂半导体。

优选地，所述第一栅极绝缘层3、所述第二栅极绝缘层6和所述保护层10采用无机绝缘材料和/或有机绝缘材料中的至少一种构成。

优选地，所述栅极层5和所述源漏极层9采用金属、多晶硅或导电薄膜中的至少一种构成。

优选地，所述第一欧姆接触层4和所述第二欧姆接触层8采用非晶硅、多晶硅、晶体硅、微晶硅、氧化物半导体材料、和/或有机半导体材料构成n型掺杂或p型掺杂半导体。

优选地，所述基板1由玻璃、塑料、硅片或陶瓷构成。

更进一步地，本实用新型还提供一种采用上述单栅极双薄膜晶体管制作的液晶显示面板，所述液晶显示面板采用所述单栅极双薄膜晶体管作为液晶盒支撑物。

(三)有益效果

本实用新型采用并联的两个薄膜晶体管作为开关器件，通过在垂直方向上制作的两个薄膜晶体管，具有更好的稳定性，可以得到比现有技术更高的开关态电流比值，更有利于实现更大的灰阶电压。

附图说明

图1为本实用新型所提供的单栅极双薄膜晶体管的结构示意图；