專利名稱：晶體管和包括晶體管的顯示器的制作方法
技術領域：
本發明涉及晶體管和對其設置了這種晶體管的顯示器。更具體地說，本發明涉及形成在基底上以形成陣列的晶體管以及具有像素電極的顯示設備，這些像素電極分別對應于所述晶體管從而利用這些像素電極逐個像素控制顯示。
背景技術：
可以將市售的顯示設備劃分為管式顯示設備，例如CRT；以及平板式顯示設備，例如液晶顯示器，EL顯示器以及等離子顯示器。平板式顯示設備主要由像素集合構成，逐個像素對其上的顯示進行控制以產生整幅圖像。在平板式顯示設備中，例如在液晶顯示器中，在玻璃基底上形成薄膜晶體管陣列，從而利用這些晶體管分別驅動顯示像素。
圖11示出通常在液晶顯示器中使用的薄膜晶體管(以下簡稱“TFT”)的結構。在該圖所示的TFT中，在柵極G的頂部，在絕緣薄膜插在其間的情況下，形成例如硅的半導體層SI，然后，還是在頂部，在保證其間預定間隔的情況下并排設置如平面圖所示均為矩形的源極S和漏極D。理想的是，應該將源極S和漏極D形成到設計位置。然而，偶爾會將它們形成在如圖12和13所示的偏離位置。如圖12所示，如果源極S和漏極D在該圖的垂直方向產生偏離，同時對柵極G保持同樣的疊蓋，則源極S和漏極D疊蓋柵極G的區域(圖中的陰影線所示)保持不變，因此，TFT的寄生電容幾乎保持不變。然而，如圖13所示，如果該圖的水平方向發生偏離，則源極S和漏極D之一疊蓋柵極G的區域比其另一個疊蓋柵極G的區域要大。這樣導致寄生電容的變化大。
根據上述內容，可以認識到，需要降低薄膜晶體管寄生電容的變化，尤其需要降低用于驅動顯示像素的那些薄膜晶體管的寄生電容的變化，而且需要在由晶體管驅動顯示像素的顯示設備上獲得均勻圖像質量。
發明內容
根據本發明，在具有在其間保證有預定間隔、并排形成在所形成以透視(perspectively)疊蓋柵極的半導體層上的源極和漏極的晶體管中，源極和漏極的長度方向各比其寬度方向長，源極具有形成在其內以允許漏極的尖端部分進入的凹槽部分，半導體層凸出到柵極之外，以形成不疊蓋柵極而疊蓋源極的部分，和不疊蓋柵極而疊蓋漏極的部分，疊蓋源極的凸出部分和疊蓋漏極的凸出部分被柵極互相分離以使它們互相獨立。在這種結構中，漏極的長度方向比其寬度方向長，即它是拉長形的，而且其尖端可以插入形成在源極上的凹槽內。這樣可以減小漏極、半導體層以及柵極互相透視疊蓋的區域。因此，可以減小寄生電容，并從而降低泄漏電流。此外，在半導體層凸出到柵極之外的各部分因為越過柵極傳播的光或另一種原因引起的光電效應而導電時，可以防止在源極與漏極之間發生短路。
作為一種選擇，根據本發明，在具有在其間保證有預定間隔、并排形成在所形成以透視疊蓋柵極的半導體層上的源極和漏極的晶體管中，漏極對著源極的一邊被弄圓，半導體層凸出到柵極之外以形成不疊蓋柵極而疊蓋源極的部分和不疊蓋柵極而疊蓋漏極的部分，疊蓋源極的凸出部分和疊蓋漏極的凸出部分被柵極互相分離以使它們互相獨立。在這種結構中，可以減小漏極的實際形狀與設計形狀之間的差別，從而克服了漏極區域的變化問題，并因此克服了寄生電容的變化問題，而且還克服了源極與漏極之間間隔的變化問題，所有這些都是因為轉角被出乎意料地弄圓。其弄圓邊對著源極的漏極使得可以減小其透視疊蓋半導體層和柵極的區域。因此，可以減小寄生電容，并從而降低泄漏電流。此外，在半導體層凸出到柵極之外的各部分因為越過柵極傳播的光或另一種原因引起的光電效應而導電時，可以防止在源極與漏極之間發生短路。
作為一種選擇，根據本發明，在具有在其間保證有預定間隔、并排形成在所形成以透視疊蓋柵極的半導體層上的源極和漏極的晶體管中，漏極對著源極的一邊為凸曲線形，源極對著漏極的一邊為凹曲線形，半導體層凸出到柵極之外以形成不疊蓋柵極而疊蓋源極的部分和不疊蓋柵極而疊蓋漏極的部分，疊蓋源極的凸出部分和疊蓋漏極的凸出部分被柵極互相分離以使它們互相獨立。在這種結構中，彎曲溝道圍繞漏極的尖端部分。這樣可以保證較長的總溝道長度。其凸彎曲邊對著源極的凹彎曲邊的漏極使得可以減小其透視疊蓋半導體層和柵極的區域。因此，可以減小寄生電容，并從而降低泄漏電流。此外，在半導體層凸出到柵極之外的各部分因為越過柵極傳播的光或另一種原因引起的光電效應而導電時，可以防止在源極與漏極之間發生短路。
作為一種選擇，根據本發明，在具有在其間保證有預定間隔、并排形成在所形成以透視疊蓋柵極的半導體層上的源極和漏極的晶體管中，漏極對著源極的一邊為凸弧形，源極對著漏極的一邊以及源極的相對邊分別為與所述漏極邊的弧形同心的凹弧形和凸弧形，半導體層凸出到柵極之外以形成不疊蓋柵極而疊蓋源極的部分和不疊蓋柵極而疊蓋漏極的部分，疊蓋源極的凸出部分和疊蓋漏極的凸出部分被柵極互相分離以使它們互相獨立。在這種結構中，可以使溝道寬度均勻，并從而提高晶體管特性。將源極的相對兩邊形成為同心凹弧形和凸弧形有助于使其寬度均勻和變窄，并因此有助于降低寄生電容的影響。其凸弧形邊對著源極的凹弧形邊的漏極使得可以減小其透視疊蓋半導體層和柵極的區域。因此，可以減小寄生電容，并從而降低泄漏電流。此外，在半導體層凸出到柵極之外的各部分因為越過柵極傳播的光或另一種原因引起的光電效應而導電時，可以防止在源極與漏極之間發生短路。
根據本發明，在上述的任意一種晶體管中，半導體層的輪廓可沿源極和漏極的輪廓延伸。
在這種結構中，半導體層不大可能接收光。這樣有助于減小晶體管各種特性的變化。
根據本發明，在利用上述任意一種晶體管實現顯示的顯示設備中，以柵格結構方式排列源極導體和柵極導體，晶體管位于源極導體與柵極導體的交叉處，晶體管的漏極基本平行于源極導體排列。在這種結構中，即使源極和漏極的位置在平行于源極導體的方向發生偏離，柵極-漏極寄生電容也僅稍許發生變化。
根據本發明，在利用上述任意一種晶體管實現顯示的顯示設備中，以柵格結構方式排列源極導體和柵極導體，晶體管位于源極導體與柵極導體的交叉處，晶體管的漏極基本垂直于源極導體排列。在這種結構中，即使源極和漏極的位置在垂直于源極導體的方向發生偏離，柵極-漏極寄生電容也僅稍許發生變化。此外，在形成源極和漏極時，僅要求在垂直于源極導體的方向精確定位，而在平行于源極導體的方向不要求這樣精確定位。
根據本發明，在利用上述任意一種晶體管實現顯示的顯示設備中，與像素電極連接在一起的晶體管排列在由柵極導體和源極導體分割的單元中，被上、下夾在柵極絕緣薄膜與保護薄膜之間的輔助電容電極被排列在每級的柵極導體與疊蓋該柵極導體的下一級像素電極之間，在保護薄膜中偏向每級上形成晶體管的一邊形成接觸孔，以使輔助電容電極連接到像素電極，在每級的對著形成接觸孔位置的一邊，在像素電極位于輔助電容電極之上的邊上形成切口。這些切口有助于加寬一級像素電極與下一級像素電極之間的間隔，并因此有助于防止在相鄰像素電極之間發生短路，從而有助于防止由此導致的顯示質量下降。
圖1是示出本發明第一實施例的TFT陣列的外形結構的平面圖。
圖2是沿圖1所示A-A線的剖視圖。
圖3是示出第一實施例的TFT結構的平面示意圖。
圖4是示出第一實施例的TFT陣列結構的平面圖。
圖5是示出本發明第二實施例的TFT陣列的外形結構的平面圖。
圖6是示出沿圖1所示B-B線的剖視圖。
圖7是示出第二實施例的TFT結構的平面示意圖。
圖8是示出第二實施例的TFT陣列結構的平面圖。
圖9是示出本發明第三實施例的TFT結構的平面示意圖。
圖10是示出第三實施例的TFT陣列結構的平面圖。
圖11是示出傳統TFT結構的平面示意圖。
圖12是示出另一個狀態的、類型于圖11的平面圖。
圖13是示出又一個狀態的、類似于圖11的平面圖。
實現本發明的最佳方式以下將參考
本發明實施例。
在第一實施例中，以矩陣結構方式排列具有倒相交錯結構的多個TFT1以形成TFT陣列2。以下將參考圖1和圖2說明這些結構。
TFT陣列2具有多個柵極導體4，它在圖1所示的水平方向延伸、并以預定間隔形成在例如非堿性玻璃的基底3上。以預定間隔從柵極導體4分出柵極5。柵極5被例如氮化硅(SiNx)的柵極絕緣薄膜6疊蓋。在柵極絕緣薄膜6上，以島形方式形成半導體層，即作為半導體島7，從而透視(即，如俯視時看到的那樣)疊蓋柵極5。半導體島7由非晶硅層形成。
形成半導體島7后，以預定間隔并垂直于柵極導體4，形成多個源極導體8。對于被以柵格方式排列的柵極導體4和源極導體8分割的每個單元，更精確地說，對于柵極導體4與源極導體8的每個交叉點，設置一個TFT1。以與排列柵極導體4同樣的間距，從源極導體8分出源極9。在每個源極9附近，在其間保證預定間隔的情況下，形成漏極10。漏極10在其底層連接到接觸電極11，接觸電極11與像素電極進行接觸。
包括半導體島7、源極9、漏極10以及其它部分的TFT陣列2被例如氮化硅(SiNx)的保護薄膜12疊蓋。在該保護薄膜12上形成通往接觸電極11的接觸孔13。此外，鄰接每個TFT1，形成由ITO、IZO等構成的透明像素電極14。像素電極14以矩陣方式排列，從而與TFT1一一對應，而且像素電極14通過接觸孔13連接到相應TFT1.在反射式顯示設備中，可以由例如金屬的反射薄膜形成像素電極14。
接著，將參考圖3和4說明第一實施例的TFT1的結構。
如圖3所示，源極9和漏極10均是拉長形的，即，其長度方向比其寬度方向長。源極9的長度方向垂直于源極導體8，而漏極10的長度方向平行于源極導體8。漏極10具有尖端部分10a，在其間保證有預定間隔情況下，設置尖端部分10a以對著源極9的一邊。
源極9和漏極10的大部分都透視疊蓋半導體島7，而且在半導體島7和柵極絕緣薄膜6夾在其間情況下，透視疊蓋柵極5。以這樣的方式排列源極9和漏極10，以致它們的長度方向垂直交叉柵極5的一邊。源極9和漏極10的一部分位于半導體島7之外。位于半導體島7之外的部分源極9連接到源極導體8，而位于半導體島7之外的部分漏極10連接到接觸電極11。
源極9具有凹槽部分9a，該凹槽部分9a形成在其對著漏極10的一邊，以使漏極10的尖端部分10a進入凹槽部分9a。在漏極10的尖端部分10a與源極9的凹槽部分9a之間，形成具有預定間隙(即溝道寬度)的溝道。當然，該溝道的形狀不是直線，而且具有沿凹槽部分9a的輪廓延伸的非直線形狀。
TFT1的寄生電容主要是由在柵極絕緣薄膜6和半導體島7夾在其間情況下透視疊蓋柵極5的源極9部分和漏極10部分產生的。具體地說，由漏極10與柵極5之間的疊蓋所產生的寄生電容對像素電壓的影響大，導致像素電壓發生變化。在圖3所示的結構中，降低了此柵極-漏極寄生電容，也減小該寄生電容的變化，其原因如下所述。
寄生電容本身以如下方式減小。如上所述，漏極10是拉長形的，即其長度方向比其寬度方向長，而且其尖端部分可以插入形成在源極9上的凹槽部分9a內。這有助于減小漏極10疊蓋半導體島7和柵極5的區域，從而有助于減小寄生電容。這還有助于減小泄漏電流。此外，在該圖的垂直方向并列排列源極9和漏極10(利用同樣金屬同時形成的)，因此，即使其位置在該圖的水平方向稍許發生偏離，柵極-漏極寄生電容仍保持不變。相反，如果源極9和漏極10的位置在該圖的垂直方向發生偏離，則漏極10疊蓋柵極5的區域會發生稍許變化。在此，漏極10的長度方向垂直交叉柵極5的一邊的事實證明具有優點。具體地說，柵極5的該邊在其較短邊方向交叉漏極10，因此，即使該邊交叉漏極10的位置在其長度方向發生偏離，漏極10疊蓋柵極5的區域僅稍許變化。與其中漏極10以垂直于其在所討論的實施例中的排列方式排列，即，柵極5的一邊在其長度方向交叉漏極10，而且該邊交叉漏極10的位置在其較短邊方向發生偏離的結構進行比較，本發明的這種結構的優點將很明顯。這樣，即使漏極10在其長度方向發生偏離，漏極10疊蓋柵極5的區域也僅稍許發生變化，從而減小了柵極-漏極寄生電容的變化。
該優點，即，即使在源極9和漏極10在該圖的垂直方向發生偏離的情況下，仍可以減小漏極10疊蓋柵極5的區域的變化，是由漏極10沿該圖的垂直方向具有拉長形狀獲得的。然而，漏極10的這種形狀也存在缺點，即，縮短了源極9與漏極10之間的溝道的總長度。為了克服此缺點，在第一實施例的TFT 1中，源極9具有形成在其上的凹槽部分9a，以形成圍繞尖端部分10a的非直線形溝道。這樣可以保證較長的總溝道長度。
在源極9和漏極10疊蓋柵極5的全部區域上，在其間插入半導體島7。在源極9交叉柵極5的一邊的位置，半導體島7稍許凸出到柵極5之外，形成半導體島7不疊蓋電極5而疊蓋源極9的一個凸出部分。同樣，在漏極10交叉柵極5的一邊的位置，半導體島7稍許凸出到柵極5之外，形成半導體島7不疊蓋柵極5而疊蓋漏極10的一個凸出部分。這有助于減小在源極9和漏極10與柵極5之間形成的寄生電容的變化。源極9邊的凸出部分和漏極10邊的凸出部分被柵極5互相分離，以形成互相獨立的島碎片。在半導體島7凸出到柵極5之外的各部分因為通過柵極5傳播的光或另一種原因引起的光電效應而導電時，這樣可以防止在源極與漏極之間發生短路。
圖4示出多個分別具有上述結構的TFT1如何分別與像素電極14組合在一起形成陣列。將由可減小寄生電容變化的TFT1構成的這種TFT陣列2設置為兩個基底之一，可以構造液晶顯示器，這兩個基底互相相對，在其間密封液晶。這樣可以在寄生電容變化引起較少不均勻的情況下實現顯示。即使在為了降低寄生電容變化的影響而對TFT1附加設置輔助電容的情況下，也可以使所需輔助電容最小。這樣有助于將輔助電容元件的遮光區域降低到最小，從而有助于將液晶顯示器的孔徑比提高到最大。
盡管具有上述優點，但是第一實施例的TFT仍具有改進的余地。具體地說，漏極10的尖端部分10a的形狀具有以下缺點。在被照射時，具有銳角轉角的尖端部分10a趨向于被烤熔成圓轉角。具體地說，其比照射分辨率小的部分可能會從設計形狀變形，而且它們如何變形也不確定。這很可能導致漏極-柵極寄生電容發生變化。此外，源極9與漏極10之間的間隔，即溝道寬度也可能發生變化。在圖5至8所示的本發明第二實施例的TFT1中克服了這些問題。
構成第二實施例TFT1的許多部件與第一實施例相同。因此，在第二實施例中，利用相同的參考編號和符號表示與第一實施例相同的這些部件，而且不重復對它們進行說明。這同樣適用于之后說明的第三實施例。
在第二實施例的TFT1中，漏極10對著源極9的一邊，即其尖端部分10b的一邊具有圓轉角。為了使它具有圓轉角，將尖端部分10b的該邊形成為凸曲線形。在該圖中，作為凸曲線形的最典型例子，采用凸弧形。在此，通過照射預定圖形將該轉角弄圓。這些圓轉角的半徑大于照射設備分辨率。這樣有助于減小柵極10的實際形狀與其設計形狀之間的差別，從而解決了漏極10的區域的變化問題，并因此解決了寄生電容的變化問題，而且還解決了源極9與漏極10之間間隔的變化問題，所有這些均是因為轉角被出乎意料地弄圓。
因此，在源極9對著漏極10的一邊形成具有凹曲線形的凹槽部分9b。在該圖中，作為最典型的凹曲線形，采用凹弧形。因此，在漏極10的尖端部分10b與源極9的凹槽部分9b之間形成的溝道是曲線形，具體地說是弧形的。
漏極9的相對著凹槽部分9b的9c邊具有凸曲線形。在該圖中，作為凸曲線形的最典型例子，采用凸弧形。在此，漏極10的尖端部分10b的凸弧形、源極9的凹槽部分9b的凹弧形以及其9c邊的凸弧形同心。因此，在漏極10與源極9之間形成的弧形溝道具有均勻寬度。源極9在凹槽部分9b與9c邊之間也具有均勻寬度。這樣使源極-漏極間隔即溝道寬度均勻有助于在TFT1內獲得滿意的特性。
在TFT1中，通過將漏極10疊蓋柵極5和半導體島7的區域降低到最小，可以降低寄生電容的影響。同樣，通過將源極9疊蓋柵極5和半導體島7的區域降低到最小，也可以減小寄生電容的影響。在源極9內形成具有凹曲線形(弧)的凹槽部分9b，將其相反邊9c形成為凸曲線形(弧)，以及如上所述使源極9在凹槽部分9b與9c邊之間的寬度均勻而且盡可能小，有助于降低寄生電容的影響。
在上述說明中，使用術語“弧”和“同心”并不意味著幾何上確切是圓形。類型于圓形的任何曲線，例如橢圓形均可以使用，只要它們能弄圓轉角使其半徑大于照射設備分辨率。
為了實現效果最大化，優選在變形對寄生電容和溝道條件具有最大影響的位置，具體地說，在漏極10與源極9之間，特別是在漏極10的尖端部分10b與源極9的凹槽部分9b之間，事先對轉角進行弄圓使其半徑大于照射分辨率，如上所述。盡管具有較小的效果，建議在其它位置對轉角進行弄圓。例如，可以對盡管像素電極14本身、接觸電極11本身、接觸電極11與漏極10連接在一起的位置、源極9與源極導體8連接在一起的位置、柵極5本身、以及柵極5與柵極導體4連接在一起的位置等等進行弄圓。
在第二實施例的TFT1中，在源極9交叉柵極5一邊的位置，半導體島7稍許凸出到柵極5之外，形成半導體島7不疊蓋柵極5而疊蓋源極9的凸出部分。同樣，在漏極10交叉柵極5一邊的位置，半導體島7稍許凸出到柵極5之外，形成半導體島7不疊蓋柵極5而疊蓋漏極10的凸出部分。這有助于減小在源極9和漏極10與柵極5之間形成的寄生電容的變化。源極9邊的凸出部分和漏極10邊的凸出部分被柵極5互相分離，以形成互相獨立的島碎片。在半導體島7凸出到柵極5之外的各部分因為通過柵極5傳播的光或另一種原因引起的光電效應而導電時，這樣可以防止在源極與漏極之間發生短路。
圖8示出多個分別具有上述結構的TFT1如何分別與像素電極14組合在一起形成陣列。第二實施例的TFT陣列2在幾個方面與第一實施例的TFT陣列不同。以下說明這些不同之處。
在第二實施例的TFT1中，在柵極絕緣薄膜6的上面形成輔助電容電極15。在形成半導體島7之后，與源極導體8、源極9、漏極10以及接觸電極11一起形成輔助電容電極15。輔助電容電極15也被保護薄膜12在上面疊蓋。在保護薄膜12上，形成通往輔助電容電極15的接觸孔16。因此，像素電極14的一端通過接觸孔13連接到TFT1，而其另一端通過接觸孔16連接到輔助電容電極15。
除了連接到像素電極14和連接到形成在其下的電極和導體的地方之外，清除形成在像素電極14之下的柵極絕緣薄膜6和保護薄膜12。這樣，更大部分的像素電極14直接接觸基底3。通過這樣清除形成在像素電極14之下的絕緣薄膜和保護薄膜，可以增加透光量。
以這樣的方式設置像素電極14，即，不透視疊蓋遮光的柵極5。像素電極14具有形成在其一個轉角上的切口以使TFT1進入。這樣就在一級的像素電極14與下一級的像素電極14之間產生了將TFT1設置在其中的空間。以這樣的方式設置TFT1和像素電極14時它們不互相疊蓋，可替代地，在形成層間絕緣層以疊蓋TFT1情況下，可以以這樣的方式設置TFT1和像素電極14，即它們互相透視疊蓋。
輔助電容電極15被上、下夾在柵極絕緣薄膜6與保護薄膜12之間，并設置輔助電容電極15以透視疊蓋柵極導體4，而不凸出到柵極導體4的外部。輔助電容電極15的長度基本等于或稍許小于像素電極14在其較短邊方向(即柵極導體4延伸的方向)上的尺寸。
建議以這樣的方式形成接觸孔16，即位于像素電極14較短邊方向上的尺寸的一半的范圍內，優選位于TFT1投影到柵極導體4上的尺寸范圍內，或者作為一種選擇，位于源極9或接觸電極11投影到柵極導體4上的尺寸范圍內。靠近像素電極14上形成TFT1的一邊形成這種尺寸的接觸孔16。因此，盡管要求像素電極14在其形成接觸孔16的一邊延伸到接觸孔16，但是在像素電極14上未形成接觸孔16的一邊不存在這種要求，因此在像素電極14的該邊，對像素電極14的形狀的設計具有較高的自由度。利用設計方面的這種自由度，在像素電極14上形成接觸孔16的一邊上形成切口14a，用于露出輔助電容電極15。該切口14a有助于加寬一級像素電極與下一級像素電極中間的間隔，因此，有助于防止在相鄰像素電極之間發生短路，從而有助于防止顯示質量降低。
圖9和10示出本發明第三實施例的TFT1的結構。在此TFT1中，源極9和漏極10同樣均為拉長形，即其長度方向比其寬度方向長。該實施例的特征在于，以這樣的方式排列源極9和漏極10，即它們的長度方向排成一條直線。源極9和漏極10的長度方向均垂直于源極導體8而平行于柵極導體4。
在此，源極9和漏極10的較大部分透視疊蓋半導體島7，而且在半導體島7和柵極絕緣薄膜6夾在其間情況下，透視疊蓋柵極5。以這樣的方式排列源極9和漏極10，以致它們的長度方向垂直交叉柵極5的一邊。源極9在其凸出到半導體島7之外的部分連接到源極導體8，而漏極10在其凸出到半導體島7之外的部分連接到接觸電極11。
在保證其間具有預定間隔(溝道寬度)情況下，漏極10的尖端部分10c對著源極9的尖端部分。在此，與在第二實施例中相同，將漏極10的尖端部分10c的一邊形成為作為凸曲線形的最典型例子的凸弧形。源極9具有形成在其尖端部分上的凹槽部分9d，從而使漏極10的尖端部分10c進入其內，還將凹槽部分9d形成為作為凹曲線形的最典型例子的凹弧形。這樣，形成在漏極10的尖端部分10c與源極9的凹槽部分9d之間的溝道為弧形。將相對著凹槽部分9d的、源極9的9e邊形成為凸弧形。漏極10的尖端部分10c的凸弧形、源極9的凹槽部分9d的凹弧形及其9e邊的凸弧形同心。
在這種結構中，源極9和漏極10在其長度方向排成一條直線，而且被形成為相對于沿其長度方向延伸的中線對稱。這樣容易嚴格根據設計形成電極。對于源極9尤其如此。
此外，源極9和漏極10不僅在其長度方向排成直線，還垂直于源極導體8排列它們，以便其長度方向垂直交叉柵極5的一邊。因此，即使這些電極的位置在該圖的垂直方向(即平行于源極導體8)稍許發生偏離，柵極-漏極寄生電容仍保持不變。相反，如果源極9和漏極10的位置在該圖的水平方向(垂直于源極導體8)發生偏離，則源極9和漏極10疊蓋柵極5的區域發生變化。即，柵極-漏極寄生電容發生變化。因此，盡管在該圖的水平方向要求精確定位，但是在該圖的垂直方向不要求這樣精確定位。
另一方面，如果源極導體8和像素電極14互相太靠近，則即使保護薄膜12夾在其間，對源極導體8施加的電壓仍會跳轉到像素電極14，導致不良顯示。因此，在形成源極導體8和像素電極14時，在該圖的水平方向進行定位要求高精度，以便以設計間隔排列它們。在第三實施例中，在該圖的水平方向排列TFT1的源極9和漏極10，因此，在形成源極導體8和像素電極14時，僅在該圖的水平方向要求高精度。即，僅在一個方向要求高精度，這樣使制造比在兩個方向即垂直方向和水平方向要求高精度的情況簡單了。
在第三實施例的TFT1中，與在第二實施例的TFT1中相同，源極9的凹槽部分9d具有凹曲線形(弧)，而與其相對的9e邊具有凸曲線形(弧)。這樣有助于使凹槽部分9d與9e邊之間的源極9的寬度均勻而且盡可能小，因此有助于降低寄生電容的影響。
半導體島7必須僅位于其疊蓋源極9和漏極10以及溝道區域的區域內，而且最好不要將半導體島7定位到別的位置。這樣，在光入射到半導體島7上時，可以將光電效應產生的泄漏電流降低到最小。半導體島7疊蓋柵極5的部分不接收背照光，因為柵極5遮光。該部分可能接收對著TFT陣列2排列的濾色片陣列反射的光。因此，即使是在半導體島7疊蓋柵極5的區域內，仍最好盡可能多地去除半導體島7的不必要部分。因此，以這樣的方式形成半導體島7，即去除半導體島7伸出源極9和漏極10之外的部分，使其輪廓沿源極9和漏極10的輪廓延伸。這樣可以使半導體島7不大可能接收光，因此有助于減小TFT1各種特性的變化。這種使半導體島7具有沿源極9和漏極10的輪廓延伸的輪廓的設計技術還可以應用于第一和第二實施例的TFT1。
在第三實施例的TFT1中，源極9與漏極10之間的溝道具有非直線形狀，這樣可以保證它具有較長的總溝道長度。在源極9交叉柵極5一邊的位置，半導體島7稍許凸出到柵極5之外，形成半導體島7不疊蓋電極5而疊蓋源極9的凸出部分。同樣，在漏極10交叉柵極5的一邊的位置，半導體島7稍許凸出到柵極5之外，形成半導體島7不疊蓋柵極5而疊蓋漏極10的凸出部分。這有助于減小在源極9和漏極10與柵極5之間形成的寄生電容的變化。源極9邊的凸出部分和漏極10邊的凸出部分被柵極5互相分離，以形成互相獨立的島碎片。在半導體島7凸出到柵極5之外的各部分因為通過柵極5傳播的光或另一種原因引起的光電效應而導電時，這樣可以防止在源極與漏極之間發生短路。
上述各實施例的TFT陣列2可以用在構成采用晶體管驅動顯示像素的顯示設備(例如，具有密封在兩個基底之間液晶的液晶顯示器或有機或無機EL顯示器)的兩個基底之一上。上述各實施例均是對采用非晶硅、具有倒相交錯結構的TFT進行處理，然而，可以利用任何其它類型的TFT，例如具有非倒相交錯結構的TFT或具有由多晶硅形成的半導體島的TFT來構成TFT陣列。
工業應用本發明在采用晶體管驅動顯示像素的顯示設備中具有廣泛應用，而且本發明適用于實現顯示穩定、顯示質量高的顯示設備。
權利要求
1.一種具有在其間保證有預定間隔、并排形成在半導體層上的源極和漏極的晶體管，所形成的半導體層透視疊蓋柵極，其特征在于源極和漏極的長度方向各比其寬度方向長，源極具有形成在其內以允許漏極的尖端部分進入的凹槽部分，半導體層凸出到柵極之外，以形成不疊蓋柵極而疊蓋源極的部分，和不疊蓋柵極而疊蓋漏極的部分，疊蓋源極的凸出部分和疊蓋漏極的凸出部分被柵極互相分離以使它們互相獨立。
2.一種具有在其間保證有預定間隔、并排形成在半導體層上的源極和漏極的晶體管，所形成的半導體層透視疊蓋柵極，其特征在于漏極對著源極的一邊被弄圓，半導體層凸出到柵極之外，以形成不疊蓋柵極而疊蓋源極的部分，和不疊蓋柵極而疊蓋漏極的部分，疊蓋源極的凸出部分和疊蓋漏極的凸出部分被柵極互相分離以使它們互相獨立。
3.一種具有在其間保證有預定間隔、并排形成在半導體層上的源極和漏極的晶體管，所形成的半導體層透視疊蓋柵極，其特征在于漏極對著源極的一邊為凸曲線形，源極對著漏極的一邊為凹曲線形，半導體層凸出到柵極之外，以形成不疊蓋柵極而疊蓋源極的部分，和不疊蓋柵極而疊蓋漏極的部分，疊蓋源極的凸出部分和疊蓋漏極的凸出部分被柵極互相分離以使它們互相獨立。
4.一種具有在其間保證有預定間隔、并排形成在半導體層上的源極和漏極的晶體管，所形成的半導體層透視疊蓋柵極，其特征在于漏極對著源極的一邊為凸弧形，源極對著漏極的一邊以及源極的相對邊分別為與所述漏極邊的弧形同心的凹弧形和凸弧形，半導體層凸出到柵極之外，以形成不疊蓋柵極而疊蓋源極的部分，和不疊蓋柵極而疊蓋漏極的部分，疊蓋源極的凸出部分和疊蓋漏極的凸出部分被柵極互相分離以使它們互相獨立。
5.根據權利要求1至4之一所述的晶體管，其進一步的特征在于，半導體層的輪廓沿源極和漏極的輪廓延伸。
6.一種利用權利要求1至5之一所述的晶體管實現顯示的顯示設備，其特征在于以柵格結構方式排列柵極導體和源極導體，晶體管位于柵極導體與源極導體的交叉處，晶體管的漏極基本平行于源極導體排列。
7.一種利用權利要求1至5之一所述的晶體管實現顯示的顯示設備，其特征在于以柵格結構方式排列源極導體和柵極導體，晶體管位于源極導體與柵極導體的交叉處，晶體管的漏極基本垂直于源極導體排列。
8.根據權利要求6或7所述的顯示設備，其進一步的特征在于，與像素電極連接在一起的晶體管排列在由柵極導體和源極導體分割的單元中，從上、下夾在柵極絕緣薄膜與保護薄膜之間的輔助電容電極被排列在每級的柵極導體與疊蓋該柵極導體的下一級的像素電極之間，在保護薄膜上，在偏向每級上形成晶體管的一邊形成接觸孔，以使輔助電容電極連接到像素電極，在每級的對著形成接觸孔位置的一邊，在像素電極位于輔助電容電極之上的邊上形成切口。
全文摘要
一種晶體管具有在其間保證有預定間隔而形成在半導體層上的源極和漏極，所形成的半導體層透視疊蓋柵極。源極和漏極的長度方向各比其寬度方向長。源極具有形成在其內以允許漏極的尖端部分進入的凹槽部分。半導體層凸出到柵極之外，以形成不疊蓋柵極而疊蓋源極的部分，和不疊蓋柵極而疊蓋漏極的部分。因此，疊蓋源極的凸出部分和疊蓋漏極的凸出部分被柵極互相分離以使它們互相獨立。在半導體島凸出到柵極之外的各部分因為越過柵極傳播的光或另一種原因引起的光電效應而導電時，這樣可以防止在源極與漏極之間發生短路。
文檔編號H01L29/66GK1470076SQ01817273
公開日2004年1月21日 申請日期2001年10月9日 優先權日2000年10月12日
發明者森田聰, 小林修, 小田幸平, 平 申請人:三洋電機株式會社, 鳥取三洋電機株式會社