[发明专利]CMOS反相器及阵列基板

说明书

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种CMOS反相器及阵列基板。

背景技术

随着显示技术的发展，包括液晶显示装置(Liquid Crystal Display，LCD)及有机发光二极管显示装置(Organic Light Emitting Display，OLED)在内的平面显示装置已经成为最为常见的显示装置，被广泛地应用于手机、电视、个人数字助理、数字相机、笔记本电脑、台式计算机等各种消费性电子产品之中。

CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补式金属氧化物半导体)反相器是平面显示装置中经常使用的一器件，主要作用为接收一输入信号，并输出与输入信号逻辑相反的一输出信号。

现有的CMOS反相器通常包括一个N型薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)和一个P型薄膜晶体管，理想情况希望该N型薄膜晶体管和P型薄膜晶体管均为金属氧化物薄膜晶体管，例如铟镓锌氧化物(IGZO)TFT，然而，IGZOTFT只表现为N型单极性半导体，P型半导体的缺失使得基于IGZO TFT的逻辑电路设计面临难题。

现有技术关于IGZO TFT逻辑电路设计的研究可大体分为两类：第一类是仅使用IGZO TFT组成伪CMOS(Pseduo-CMOS)实现非门(即反相器)，在伪CMOS设计时，两个IGZO TFT要有不同的阈值电压，这就要求在同一块样品上同时制备出耗尽型(Depletion mode)和增强型(Enhancement mode)IGZO TFT。那么在伪CMOS制备时，诸如双栅结构、双层主动层结构和对IGZO TFT额外光照等方法就被发明出来，然而即使在这些工艺改进过的反相器中，伪CMOS的静态功耗大和噪声容限小的问题依旧未能解决。第二类就是采用混合型CMOS设计，也即P型薄膜晶体管由不同于金属氧化物的其他半导体材料来实现。在以往的混合CMOS设计中，P型薄膜晶体管使用的是二维碳纳米管(CNT)材料或有机半导体材料。然而CNT材料的制备中总是会有部分被金属化，而有机半导体TFT的迁移率又很低，且对环境中水氧敏感，使得现有的混合型CMOS中P型薄膜晶体管的稳定性很差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种CMOS反相器，能够提升CMOS反相器的性能，降低CMOS反相器的制作难度和生产成本。

本发明的目的还在于提供一种阵列基板，能够提升CMOS反相器的性能，降低CMOS反相器的制作难度和生产成本。

为实现上述目的，本发明提供了一种CMOS反相器，包括：电性连接的P型低温多晶硅薄膜晶体管和N型金属氧化物薄膜晶体管；

所述P型低温多晶硅薄膜晶体管和N型金属氧化物薄膜晶体管满足以下公式：

其中，C_n和C_P分别为N型金属氧化物薄膜晶体管的栅绝缘层电容和P型低温多晶硅薄膜晶体管的栅绝缘层电容，和分别为N型金属氧化物薄膜晶体管的沟道宽长比和P型低温多晶硅薄膜晶体管的沟道宽长比，μ_n和μ_P分别为N型金属氧化物薄膜晶体管的迁移率和P型低温多晶硅薄膜晶体管的迁移率。

所述P型低温多晶硅薄膜晶体管的栅极和N型金属氧化物薄膜晶体管的栅极均接入输入信号；

所述P型低温多晶硅薄膜晶体管的源极和N型金属氧化物薄膜晶体管的源极中的一个接地，所述P型低温多晶硅薄膜晶体管的源极和N型金属氧化物薄膜晶体管的源极中的另一个接入电源电压；

所述P型低温多晶硅薄膜晶体管的漏极和N型金属氧化物薄膜晶体管的漏极均输出输出信号。

所述CMOS反相器包括：基板、形成于所述基板上的第一半导体层、覆盖所述第一半导体层和基板的第一栅绝缘层、设于所述第一栅绝缘层上的第一金属层、覆盖所述第一金属层和第一栅绝缘层的第二栅绝缘层、形成于所述第二栅绝缘层上的第二半导体层、形成于所述第二半导体层和第二栅绝缘层上的第二金属层。

所述第一半导体层为所述P型低温多晶硅薄膜晶体管的半导体层，所述第二半导体层为所述N型金属氧化物薄膜晶体管的半导体层。

所述第一金属层包括：间隔分布的第一栅极和第二栅极，所述第一栅极正对所述第一半导体层设置，所述第二栅极正对所述第二半导体层设置；

所述第一栅极为P型低温多晶硅薄膜晶体管的栅极，所述第二栅极为N型金属氧化物薄膜晶体管的栅极。