具有大通道寬度的薄膜電晶體構造及薄膜電晶體基板電路的製作方法
2023-09-11 20:04:00 2
專利名稱：具有大通道寬度的薄膜電晶體構造及薄膜電晶體基板電路的製作方法
具有大通道寬度的薄膜電晶體構造及薄膜電晶體基板電路方法
技術領域：
本發明涉及一種具有大通道寬度的薄膜電晶體構造及薄膜電晶體基板電路，特別是涉及一種具有螺旋形源極與漏極的液晶顯示器的薄膜電晶體構造及薄膜電晶體基板電路。
背景技術：
薄膜電晶體(thin film transistor, TFT)技術是一種從20世紀90年代開始發展起來的大規模半導體全集成電路製造技術，是液晶平板顯示裝置(flat panel display,FPD)發展的基礎。而液晶顯示器(liquid crystal display,LCD)以其輕巧便攜、低功耗和易集成等特點成為目前信息顯示技術領域的研究熱點和主導技術，目前主要應用於數位照相機、筆記本計算機、全球導航系統(GPS)、各種監視器等。隨著信息社會的到來，平板顯 成為電子平板顯示行業的核心部件，根據TFT存在的優缺點，如何提高TFT充電能力成為許多設計者努力的方向。傳統的TFT主要有兩種形式，即對稱式以及非對稱式，隨著面板尺寸的不斷增大，為了在有限的空間內獲得更大的TFT W/L比(寬/長比)，而使同樣的空間下的TFT的充電能力提升，目前的IXD Panel普遍使用非對稱式TFT。請參照圖I所不，圖I是一種現有液晶顯不器TFT基板電路的局部不意圖。如圖I所示，一現有液晶顯示器TFT基板100包含多條柵極線110 (水平方向)及多條源極線120 (垂直方向)，其共同形成一矩陣式線路。其中，每一矩陣方格中包含一像素電極130，每一所述像素電極130通過一薄膜電晶體90分別與所述柵極線110及所述源極線120電性連接。詳細說來，如圖I所示，每一所述薄膜電晶體90是一薄膜三極體構造，其主要包含一柵極91、一源極92及一漏極93。其中，所述柵極91電性連接所述柵極線110 ;所述源極92電性連接所述源極線120 ;以及所述漏極93電性連接所述像素電極130。因此，液晶顯示器TFT基板電路通過所述多條柵極線110及多條源極線120來控制所述像素電極130(單一像素的顯示)，從而通過像素陣列以組成影像。請參照圖2所示，圖2是一種現有液晶顯示器薄膜電晶體構造的俯視示意圖，其顯示單一個所述薄膜電晶體90 (在圖I中)的各個電極的形狀。所述薄膜電晶體90是一種非對稱式的TFT形態，其中所述柵極91是設於一 TFT基板100 (在圖I中)上，而所述柵極91形成整個薄膜電晶體構造90主要面積。另外，所述柵極91上還設有一柵極絕緣層(為簡化圖形故未繪示與標示)，而所述源極92與所述漏極93則是設於所述柵極絕緣層(同一平面)上。再者，所述源極92是一 U字形電極，所述漏極93則是一 I字形電極，所述I字形的漏極93被所述U字形的源極92所包圍。並且，所述柵極91電性連接於柵極線；所述源極92電性連接於源極線；以及所述漏極93電性連接於像素電極(為簡化圖形亦省略而未繪示)。如圖2所示，所述源極92與所述漏極93之間形成一 U字形的通道94 (channel),所述通道94的長度L即所述源極92與所述漏極93的間距，而所述通道94的寬度W(未標示)則為所述源極92與所述漏極93之間所形成U字形(圖中點線區域)的長度。由於TFT的充電能力主要與所述通道94的寬度W和長度L相關，降低長度L和提高寬度W(提高W/L比)都可以對TFT的充電能力有提升的作用，而所述通道94的長度L受限於實際製程機臺的製程能力和精度。因此，當曝光機的曝光精度成為瓶頸而難以突破的時候，所述通道94的長度L則相對固定難以向更精細化調整，因此增加所述通道94的寬度W的TFT設計則顯得更為重要。再者。隨著柵極驅動電路(gate on array, GOA)技術的成熟，GOA電路中所需用具有大通道寬度的TFT被越來越廣範的應用，更迫切需求一種具有更大通道寬度的薄膜電晶體構造。因此，有必要提供一種具有大通道寬度的薄膜電晶體構造及薄膜電晶體基板電 路，以解決現有技術所存在的問題。
發明內容本發明的主要目的是提供一種具有大通道寬度的薄膜電晶體構造及薄膜電晶體基板電路，以解決現有技術中，因為薄膜電晶體的通道長度與寬度改變有限，無法提高薄膜電晶體的充電能力的問題。為達上述目的，本發明提供一種薄膜電晶體基板電路，其包含多條柵極線，呈水平方向排列；多條源極線，呈垂直方向排列；多個像素電極，分別位於所述多條柵極線及所述多條源極線形成的矩陣方格中；及多個薄膜電晶體，每一所述薄膜電晶體分別對應一個像素電極，每一所述薄膜電晶體構造包含一柵極，電性連接一所述柵極線；一源極，電性連接一所述源極線；及一漏極，電性連接一所述像素電極；其中，所述源極與所述漏極在同一平面上，分別呈一螺旋形且相互對稱及對應，形成一種雙螺旋形的配置，並且所述源極與所述漏極之間形成一通道。為達上述目的，本發明另提供一種具有大通道寬度的薄膜電晶體構造，其包含一柵極，電性連接一柵極線；一源極，電性連接一源極線；及一漏極，電性連接一像素電極；其中，所述源極與所述漏極在同一平面上，分別呈一螺旋形且相互對稱及對應，形成一種雙螺旋形的配置，並且所述源極與所述漏極之間形成一通道。在本發明的一實施例中，所述柵極上還設有一柵極絕緣層，所述源極與所述漏極是設於所述柵極絕緣層上。
在本發明的一實施例中，所述源極與所述漏極的旋轉圈數是介於I圈至2圈。在本發明的一實施例中，所述薄膜電晶體的面積大為5850 μ m2，所述通道的寬度為 324 μ m。在本發明的一實施例中，所述薄膜電晶體構造應用於一柵極驅動電路中。本發明的所述源極與所述漏極分別呈一螺旋形且相互對稱及對應，形成一種雙螺旋形的配置，使兩者間的通道寬度增加，從而提高通道寬長比(W/L)，以提高所述薄膜電晶體的充電能力
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圖I是一種現有液晶顯示器薄膜電晶體(TFT)基板電路的局部示意圖。圖2是圖I的液晶顯示器薄膜電晶體構造的俯視示意圖。圖3是本發明一實施例的液晶顯不器的TFT基板電路的局部不意圖。圖4是本發明一實施例的液晶顯示器薄膜電晶體構造的俯視示意圖。圖5是本發明另一實施例的液晶顯示器薄膜電晶體構造的俯視示意圖。
具體實施方式為讓本發明上述目的、特徵及優點更明顯易懂，下文特舉本發明較佳實施例，並配合附圖，作詳細說明。為讓本發明上述目的、特徵及優點更明顯易懂，下文特舉本發明較佳實施例，並配合附圖，作詳細說明如下。再者，本發明所提到的方向用語，例如「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「內」、「外」、「側面」等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用以說明及理解本發明，而非用以限制本發明。請參照圖3所示，圖3是本發明一實施例的液晶顯示器的薄膜電晶體(thin filmtransistor, TFT)基板電路的局部示意圖。如圖3所示，一液晶顯示器TFT基板100包含多條柵極線110(水平方向)及多條源極線120(垂直方向)，其共同形成一矩陣式線路。其中，每一矩陣方格中包含一像素電極130，每一所述像素電極130通過一薄膜電晶體20分別與所述柵極線110及所述源極線120電性連接。詳細說來，如圖3所示，每一所述薄膜電晶體20是一薄膜三極體構造，其主要包含一柵極21、一源極22及一漏極23。其中，所述柵極21電性連接所述柵極線110 ;所述源極22電性連接所述源極線120 ;以及所述漏極23電性連接所述像素電極130。因此，液晶顯示器TFT基板電路通過所述多條柵極線110及多條源極線120來控制所述像素電極130(單一像素的顯示)，從而通過像素陣列以組成影像。請參照圖4所示，圖4是本發明一實施例的液晶顯示器薄膜電晶體構造的俯視示意圖，其顯示單一個所述薄膜電晶體20 (在圖3中)的各個電極的形狀。所述薄膜電晶體20是一種非對稱式的TFT形態，其中所述柵極21是設於一 TFT基板100 (在圖3中)上，而所述柵極21形成整個薄膜電晶體構造20主要面積。另外，所述柵極21上還設有一柵極絕緣層(為簡化圖形故未繪示與標示)，而所述源極22與所述漏極23則是設於所述柵極絕緣層(同一平面)上。再者，所述源極22與所述漏極23分別呈一螺旋形(分別旋轉I圈，360° )，所述螺旋形的源極22與漏極23相互對稱及對應，形成一種雙螺旋形的配置。並且，所述柵極21電性連接於柵極線；所述源極22電性連接於源極線；以及所述漏極23電性連接於像素電極(為簡化圖形亦省略而未繪示)。如圖4所示,所述源極22與所述漏極23之間形成一通道24 (channel),所述通道24是一「螺旋入-螺旋出」的形狀。所述通道24的長度L即所述源極22與所述漏極23的間距，而所述通道24的寬度W(未標示)則為所述源極22與所述漏極23之間所形成「螺旋入-螺旋出」(圖中點線區域)形狀的長度。
在本實施例中，所述薄膜電晶體20的面積大小例如為3400 μ m2，所述通道24的寬度W例如為161 μ m。由於TFT的充電能力主要與所述通道24的寬度W和長度L相關，降低長度L和提高寬度W (提高W/L比)都可以對TFT的充電能力有提升的作用。在本實施例中，在所述通道24的長度L固定的情況下，通過將所述源極22與所述漏極23形成相互對稱及對應的雙螺旋形狀，使所述通道24的寬度W增加，從而提高W/L比，以提高所述薄膜電晶體20的充電能力。再者。隨著柵極驅動電路(gate on array, GOA)技術的成熟，GOA電路中所需用具有大通道寬度的TFT被越來越廣範的應用，本實施例亦能應用於此GOA電路中。如圖5所示，圖5是本發明另一實施例的液晶顯示器薄膜電晶體構造的俯視示意圖。本實施例的薄膜電晶體20』與本發明圖4實施例的薄膜電晶體20大致相似，因此沿用相同的組件名稱，但二者的不同之處在於在本實施例中，所述源極22』與所述漏極23』的螺旋形旋轉圈數較圖4實施例中的所述源極22與所述漏極23的螺旋形旋轉圈數更為增力口，所述源極22』與所述漏極23』分別是旋轉I. 5圈(540° )，因此所述通道24』 (圖中點線區域)的寬度W可進一步增加，從而提高W/L比。在本實施例中，所述薄膜電晶體20』的面積大小例如為5850 μ m2，所述通道24』的寬度W例如為324 μ m。再者，本發明並不限制所述薄膜電晶體20，20』的面積大小以及所述源極22與所述漏極23的旋轉圈數。優選地，所述源極22與所述漏極23的旋轉圈數是介於I圈(360° )至2圈(720° )，使用者可依實際需要來設計所述源極22，22』與所述漏極23，23』的旋轉圈數以獲得更大的通道寬度，從而獲得更好的充電能力。綜上所述，相較於現有技術中，薄膜電晶體的通道長度與寬度改變有限，無法有效提高W/L比，以提高薄膜電晶體的充電能力。本發明的所述薄膜電晶體20，20』在所述通道24，24』的長度L固定的情況下，通過將所述源極22，22』與所述漏極23，23』形成相互對稱及對應的雙螺旋形狀，使所述通道24，24』的寬度W增加，從而提高W/L比，以提高所述薄膜電晶體20，20』的充電能力。本發明已由上述相關實施例加以描述，然而上述實施例僅為實施本發明的範例。必需指出的是，已公開的實施例並未限制本發明的範圍。相反地，包含於權利要求書的精神及範圍的修改及均等設置均包括於本發明的範圍內。
權利要求
1.一種薄膜電晶體基板電路，其包含 多條柵極線，呈水平方向排列； 多條源極線，呈垂直方向排列； 多個像素電極，分別位於所述多條柵極線及所述多條源極線形成的矩陣方格中；及多個薄膜電晶體，每一所述薄膜電晶體分別對應一個像素電極，所述薄膜電晶體基板電路的特徵在於每一所述薄膜電晶體構造包含 一柵極，電性連接一所述柵極線； 一源極，電性連接一所述源極線；及 一漏極，電性連接一所述像素電極； 其中，所述源極與所述漏極在同一平面上，分別呈一螺旋形且相互對稱及對應，形成一種雙螺旋形的配置，並且所述源極與所述漏極之間形成一通道。
2.如權利要求I所述的薄膜電晶體基板電路，其特徵在於所述柵極上還設有一柵極絕緣層，所述源極與所述漏極是設於所述柵極絕緣層上。
3.如權利要求I所述的薄膜電晶體基板電路，其特徵在於所述源極與所述漏極的旋轉圈數是介於I圈至2圈。
4.如權利要求I所述的薄膜電晶體基板電路，其特徵在於所述薄膜電晶體的面積大為5850 u m2,所述通道的寬度為324 u m。
5.如權利要求I所述的薄膜電晶體構造，其特徵在於所述薄膜電晶體基板電路是一柵極驅動電路。
6.一種具有大通道寬度的薄膜電晶體構造，其特徵在於所述薄膜電晶體構造包含 一柵極，電性連接一柵極線； 一源極，電性連接一源極線 '及 一漏極，電性連接一像素電極； 其中，所述源極與所述漏極在同一平面上，分別呈一螺旋形且相互對稱及對應，形成一種雙螺旋形的配置，並且所述源極與所述漏極之間形成一通道。
7.如權利要求6所述的薄膜電晶體構造，其特徵在於所述柵極上還設有一柵極絕緣層，所述源極與所述漏極是設於所述柵極絕緣層上。
8.如權利要求6所述的薄膜電晶體構造，其特徵在於所述源極與所述漏極的旋轉圈數是介於I圈至2圈。
9.如權利要求6所述的薄膜電晶體構造，其特徵在於所述薄膜電晶體的面積大為5850 u m2，所述通道的寬度為324 u m。
10.如權利要求6所述的薄膜電晶體構造，其特徵在於所述薄膜電晶體構造應用於一柵極驅動電路中。
全文摘要
本發明公開一種具有大通道寬度的薄膜電晶體構造，所述薄膜電晶體構造包含一柵極、一源極及一漏極。所述源極與所述漏極分別呈一螺旋形且相互對稱及對應，形成一種雙螺旋形的配置。本發明的所述薄膜電晶體通過將所述源極與所述漏極設成雙螺旋形狀，使兩者間的通道寬度增加，從而提高通道寬長比，以提高所述薄膜電晶體的充電能力。
文檔編號H01L29/78GK102800692SQ20121028169
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月9日 優先權日2012年8月9日
發明者康基善, 柯智勝, 何文超 申請人:深圳市華星光電技術有限公司