[发明专利]具有单栅双沟道结构的薄膜晶体管及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及薄膜晶体管及其制造方法，特别涉及具有单栅双沟道结构的薄膜晶体管及其制造方法。

背景技术

参照图1，其绘示的是传统单栅单沟道结构的薄膜晶体管(thin film transistor)的剖面图。在图1中，薄膜晶体管a0基本上为由一栅极a5、一源极a1、一漏极a2及一有源层a3所构成的电子元件，栅极a5与有源层a3之间被一层绝缘层a4隔开。源极a1和漏极a2不互相接触，但分别通过重掺杂半导体层a8与有源层a3实现欧姆接触。

当栅极a5被施加一定的电压时，有源层a3中靠近绝缘层a4的地方形成导电沟道。此时，若漏极a2也被施加电压，则源极a1的电子通过有源层a3中的导电沟道流向漏极a2。并且，对应的电流则由漏极a2流向源极a1，从而使得薄膜晶体管a0呈导通状态。

当栅极a5不被施加电压，或所施加电压低于其阈值电压时，有源层a3不会形成导电沟道。这时，即使漏极a2被施加了电压，也不会有电子从源极a1流向漏极a2，源极a1与漏极a2之间处于电性隔离状态，从而使得薄膜晶体管a0呈关闭状态。

由于薄膜晶体管a0具有控制电流通断的功能，因此经常被用作开关器件用于液晶显示器或有机发光二极管显示器(organic light emitting diode，OLED)的有源驱动阵列(active matrix，AM)中。

然而，传统的薄膜晶体管a0的电流导通能力不足，为了获得更大的开态电流，常常被迫增大有源层宽度。有源层宽度的增加使薄膜晶体管面积随之变大，从而降低了像素(pixel)单元的开口率，而开口率直接影响显示器的平均亮度，为了获得足够的亮度，通常采取提高栅压的办法，结果又衍生薄膜晶体管稳定性下降等一系列的问题。此外，从显示器未来的发展趋势看，随着有源层材料迁移率的提高，显示器的外部驱动电路将极有可能集成到玻璃基板上，而电路集成的一个重要前提就是以尽量简单的结构实现尽量多的电路功能。很显然，传统结构的薄膜晶体管功能过于单一尚无法满足这个需要。

因此，如何增加薄膜晶体管的电流导通能力以及扩展其器件功能以适应更高集成度电路的要求，将是一个非常关键的问题。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术问题存在的缺点和不足，提供具有单栅双沟道结构的薄膜晶体管及其制造方法，其栅极位于第一有源层与第二有源层之间，并且栅极与两个有源层之间通过绝缘层实现电隔离，以及从两个有源层两端各引出一个源极和一个漏极；本发明充分利用栅极被施加偏压时所发出的电场线，使得上下两个有源层中都能感应出导电沟道。

本发明通过下述技术方案实现：

具有单栅双沟道结构的薄膜晶体管，包括基板、第一源极、第二源极、第一漏极、第二漏极、栅极、第一有源层、第二有源层；所述第一源极、第一漏极形成于基板上；所述第一有源层形成于第一源极、第一漏极之间，其边缘与第一源极、第一漏极边缘重叠；所述第一绝缘层形成于第一有源层之上；所述栅极对应第一有源层并形成于第一绝缘层上；所述第二绝缘层形成于栅极之上；所述第二有源层对应第一有源层并形成于第二绝缘层上；所述第二源、第二漏极形成于第二有源层上，并且其边缘与第二有源层边缘重叠。

在第一源极、第二源极、第一漏极、第二漏极和第一有源层、第二有源层之间还具有一半导体层，该半导体层包覆第一有源层、第二有源层的侧壁；在第二有源层上方还设有一背沟道钝化保护层。

所述基板为玻璃基板、塑料基板中的一种；所述第一源极、第一漏极、栅极为铟锡氧化物、铟锌氧化物、氧化锌或者氧化锡中的一种；所述第一有源层、第二有源层为非晶硅基、多晶硅基或者氧化锌基中的一种；所述第一绝缘层为氮化物、氮氧化物或者氧化物中的一种。

上述薄膜晶体管的制造方法，如下步骤：

(1)提供一基板，并形成第一源极和第一漏极于基板上；

(2)接着，形成第一有源层于第一源极和第一漏极之间，并且第一有源层、第二有源层的边缘与第一源极和第一漏极的边缘重叠；

(3)接着，形成第一绝缘层于基板上，并覆盖第一有源层，其分布面积大于第一有源层；

(4)接着，形成栅极于第一绝缘层上，栅极与第一有源层相对应，其分布面积小于第一有源层；

(5)接着，形成第二绝缘层于栅极上，第二绝缘层与第一绝缘层相对应；

(6)接着，形成第二有源层于第二绝缘层上，第二有源层对应于栅极且其分布面积大于栅极；