專利名稱：顯示器的像素電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種不對稱輕摻雜漏極的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)，特別是有關(guān)于一種液晶顯示器像素電路中的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體制程的提升，薄膜晶體管(Thin Film Transistor，TFT)組件越做越小，薄膜晶體管源極和漏極之間的信道長度隨之縮短。當薄膜晶體管的信道長度縮短后，除了會造成閾值電壓(Threshold Voltage，Vt)的下降，而有漏電流的發(fā)生，尚有熱電子效應(yīng)(Hot Electron Effects)的現(xiàn)象而影響晶體管的操作。為了解決這個問題，現(xiàn)有技術(shù)發(fā)展出輕摻雜漏極(Lightly Doped Drain，LDD)結(jié)構(gòu)，用來降低漏極接面處的電場，以減輕熱電子效應(yīng)所帶來的影響。
有機發(fā)光顯示器(OLED)在其像素電路以及周邊驅(qū)動電路等兩大功能電路設(shè)計中運用了大量的薄膜晶體管。由于像素電路以及周邊驅(qū)動電路的功能以及操作情況并不相同，因此其各自的薄膜晶體管特性需求亦不盡相同。在像素電路方面，由于薄膜晶體管主要是用來作為像素的開關(guān)組件，提供適當?shù)碾娏鱽砜刂朴袡C發(fā)光二極管的灰階表現(xiàn)，因此其特別需要降低漏電流(Leakage-Current)，以維持有機發(fā)光二極管正常的表現(xiàn)。
請參考圖1。圖1為現(xiàn)有對稱輕摻雜漏極晶體管結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。對稱輕摻雜漏極晶體管10包含一基板12，一半導(dǎo)體層14設(shè)于基板12表面，一柵極絕緣層16設(shè)于半導(dǎo)體層14表面，以及一柵極18設(shè)于柵極絕緣層16上表面。半導(dǎo)體層14包含有二輕摻雜漏極140、142以及二源極/漏極144、146，對稱設(shè)于柵極18的兩側(cè)，而輕摻雜漏極140與142之間則定義為一信道區(qū)148。輕摻雜漏極140與142利用N型摻質(zhì)形成的輕摻雜區(qū)，用來降低對稱輕摻雜漏極晶體管10的漏電流，并且避免漏極附近的電場過高所導(dǎo)致的熱電子效應(yīng)。
然而受到摻雜濃度較低的影響，輕摻雜漏極140與142的電阻亦相對的高于兩側(cè)的源極/漏極144與146，因此容易造成漏極與源極144、146間的串聯(lián)電阻增加，進而產(chǎn)生電子飄移率以及整個組件操作速度降低等問題。在這種情況下，欲改善薄膜晶體管的漏電流現(xiàn)象，便無可避免地必須犧牲組件的操作速度，因此如何在電子飄移率以及漏電流兩種組件特性中取舍，便成為設(shè)計輕摻雜漏極結(jié)構(gòu)時的一項重要考慮。
請參考圖2，圖2為現(xiàn)有顯示器中一像素電路示意圖。一種像素電路，用于電流驅(qū)動主動式發(fā)光顯示器的驅(qū)動電路，至少包括一雙柵極對稱輕摻雜漏極薄膜晶體管N1，其源極連接至一數(shù)據(jù)線D1，其柵極連接至一掃描線S1；一驅(qū)動晶體管P1，其柵極連接至雙柵極對稱輕摻雜漏極薄膜晶體管N1的漏極；一電容C1，其一端連接至雙柵極對稱輕摻雜漏極薄膜晶體管N1的源極與驅(qū)動晶體管P1的柵極；及一發(fā)光二極管L1，其陽極連接至驅(qū)動晶體管P1的漏極。
當掃描線上S1的掃描訊號開啟雙柵極對稱輕摻雜漏極薄膜晶體管N1，雙柵極對稱輕摻雜漏極薄膜晶體管N1將使數(shù)據(jù)線D1上的數(shù)據(jù)訊號通過，傳遞至電容C1及驅(qū)動晶體管P1的柵極端，控制驅(qū)動晶體管P1以驅(qū)動發(fā)光二極管的灰階表現(xiàn)。
當掃描線上S1無掃描訊號時，雙柵極對稱輕摻雜漏極薄膜晶體管N1為關(guān)閉，此時電容儲存電荷使得節(jié)點A的電位為高電平，保持驅(qū)動晶體管P1為關(guān)閉，而節(jié)點B的電位為一低電平。由于節(jié)點A的電位相對高于節(jié)點B的電位，會造成一漏電流由節(jié)點A流至節(jié)點B。
因此，本發(fā)明將針對像素電路的組件作一改良，使其漏電流的發(fā)生減少。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于改良像素電路的組件，使其漏電流的發(fā)生減少。
本發(fā)明另一目的在于利用輕摻雜漏極的長度不對稱，用以減少雙柵極輕摻雜漏極薄膜晶體管中源極至漏極間串聯(lián)阻抗值，避免組件操作速度減低。
本發(fā)明披露了一種像素電路，用以驅(qū)動顯示器面板中的多個單位像素，像素電路至少包括多條掃描線，形成于顯示器面板上，用以傳送這些單位像素的掃描訊號；多條數(shù)據(jù)線，形成于顯示器面板上，并且與多條掃描線交錯，用以傳送這些單位像素的數(shù)據(jù)訊號；及一輕摻雜漏極薄膜晶體管(LDD-TFT)，分別連接于單位像素的掃描線、數(shù)據(jù)線與一驅(qū)動晶體管，輕摻雜漏極薄膜晶體管，至少具有長度不同的一第一輕摻雜漏極與一第二輕摻雜漏極，其中最接近驅(qū)動晶體管的第一輕摻雜漏極具有最長的長度。
本發(fā)明是利用輕摻雜漏極來降低漏極附近的漏電流，至于鄰近源極區(qū)域的輕摻雜則可予以去除或減短長度，以有效降低漏極與源極之間的串聯(lián)電阻，提高電子飄移率以及整個組件的操作速度。


圖1為現(xiàn)有對稱輕摻雜漏極晶體管結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；圖2為現(xiàn)有顯示器中一像素電路示意圖；圖3A為本發(fā)明一較佳實施例一像素電路示意圖；圖3B為具有不對稱輕摻雜漏極的雙柵極薄膜晶體管構(gòu)造圖。
附圖符號說明10對稱輕摻雜漏極晶體管240第一輕摻雜漏極242第二輕摻雜漏極 244第三輕摻雜漏極246第四輕摻雜漏極 247第一信道249第二信道 281第一柵極282第二柵極12、22基板14、24半導(dǎo)體層16、26柵極絕緣層 18、28柵極140、142輕摻雜漏極144、146、241、243、245漏極/源極A、B、C節(jié)點C1電容D1數(shù)據(jù)線L1發(fā)光二極管 P1晶體管S1掃描線N1雙柵極對稱輕摻雜漏極薄膜晶體管N2雙柵極不對稱輕摻雜漏極薄膜晶體管具體實施方式

請參考圖3A，其為本發(fā)明一較佳實施例中一像素電路示意圖。此像素電路，是用于電流驅(qū)動主動式發(fā)光顯示器的驅(qū)動電路，至少包括一雙柵極薄膜晶體管N2、一驅(qū)動晶體管P1、一電容C1、以及一發(fā)光二極管L1。其中，雙柵極薄膜晶體管N2的源極連接至一數(shù)據(jù)線D1，柵極連接至一掃描線S1。驅(qū)動晶體管P1的柵極連接至雙柵極薄膜晶體管N2的漏極。電容C1連接至雙柵極薄膜晶體管N2的源極與驅(qū)動晶體管P1的柵極相接處。發(fā)光二極管L1，其陽極則連接至驅(qū)動晶體管P1的漏極。本實施例和現(xiàn)有技術(shù)最主要的區(qū)別即在于所使用的雙柵極薄膜晶體管N2具有不對稱輕摻雜漏極。其驅(qū)動原理和現(xiàn)有技術(shù)相似，在此不多加贅述。
請參照圖3B，此圖為具有不對稱輕摻雜漏極的雙柵極薄膜晶體管構(gòu)造圖。在本發(fā)明的較佳實施例中雙柵極薄膜晶體管N2為一N型薄膜晶體管，然而亦可用一P型薄膜晶體管取代。雙柵極薄膜晶體管N2包含一基底22，一半導(dǎo)體層24設(shè)于基底22表面，一柵極絕緣層26設(shè)于半導(dǎo)體層24表面，以及雙柵極28設(shè)于柵極絕緣層26上表面。
其中，雙柵極為第一柵極281與第二柵極282；半導(dǎo)體層24包含有一源極241接續(xù)一第一輕摻雜漏極240、一第二輕摻雜漏極242依序相連一漏極/源極243與一第三輕摻雜漏極244、一第四輕摻雜漏極246連至一漏極245，而第一、第二輕摻雜漏極240、242之間則定義為一第一信道區(qū)247，其上方為第一柵極281，第三、第四輕摻雜漏極244、246之間則定義為一第二信道區(qū)249，其上方為第二柵極282，第一輕摻雜漏極240為最接近驅(qū)動晶體管P1的一側(cè)且其長度最長。
在雙柵極薄膜晶體管N2的結(jié)構(gòu)中，第一與第二柵極的二側(cè)壁分別堆棧于輕摻雜漏極的上方，也就是說柵極是部分覆蓋于輕摻雜漏極上方，然而柵極的二側(cè)壁并不一定均要覆蓋于輕摻雜漏極上方，柵極與輕摻雜漏極間的相對位置可視電性設(shè)計需求予以調(diào)整。
一般而言，輕摻雜漏極長度的計算方式有兩種(以圖3B解說)，一種是由第一輕摻雜漏極240的兩端間距離所定義的長度H1；另一種是由第一柵極靠近第一輕摻雜漏極的一端至輕摻雜漏極另一端的距離所定義的長度H2。本發(fā)明可選用任一種輕摻雜漏極長度的計算方式，并不會影響本發(fā)明的效果。
于本實施例中，將第一、第二、第三與第四輕摻雜漏極240、242、244、246的長度分別設(shè)計成3、1、1、1單位長度，利用輕摻雜漏極來降低漏極附近的漏電流，其中又將第一輕摻雜漏極240的長度增長，使其長度較另三個輕摻雜漏極為長，使得從節(jié)點A至節(jié)點B的漏電流路徑的總阻值增加，進而降低漏電流。
而該三個輕摻雜漏極的長度則可適當?shù)目s短，甚至完全去除輕摻雜漏極結(jié)構(gòu)，使其三個輕摻雜漏極242、244、246的長度分別小于或等于第一輕摻雜漏極240的長度；因為該三個輕摻雜漏極長度對于漏電流問題影響不大，縮短長度可降低漏極與源極之間的串聯(lián)電阻，提高電子飄移率以及整個組件的操作速度。
因此可得知，相較于現(xiàn)有的對稱型薄膜晶體管結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)包含有不對稱的輕摻雜漏極，因此可以進一步于對漏電流問題較為敏感的漏極一側(cè)，適度地增加輕摻雜漏極的長度，以有效降低漏電流。
本發(fā)明僅舉一較佳實施例，并非用以限制本發(fā)明的范圍。在本發(fā)明中所使用的雙柵極不對稱輕摻雜薄膜晶體管，其輕摻雜漏極長度的比例亦可因其需要有所改變，例如1.第一輕摻雜漏極長度大于其它三個輕摻雜漏極長度，且第二、第三與第四輕摻雜漏極的長度不一定相等。2.第一與第三輕摻雜漏極長度相等，第二與第四輕摻雜漏極長度相等，且第一輕摻雜漏極長度大于第二輕摻雜漏極長度。3.第一與第二輕摻雜漏極長度相等，第三與第四輕摻雜漏極的長度相等，且第一輕摻雜漏極長度大于第三輕摻雜漏極長度。
本發(fā)明不限定僅能應(yīng)用雙柵極不對稱輕摻雜薄膜晶體管，同時還可以用單柵極不對稱輕摻雜薄膜晶體管替代；且即使為下柵極式的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于本發(fā)明中，亦能取得相同功效。
一般而言，薄膜晶體管關(guān)閉時，漏極與基底之間仍有電壓(電場)存在，因此容易產(chǎn)生漏電流。也就是說，薄膜晶體管的漏電流問題主要以漏極附近區(qū)域較為敏感，因此本發(fā)明是利用輕摻雜漏極來降低漏極附近的漏電流，至于鄰近源極區(qū)域的輕摻雜則可予以去除，以有效降低漏極與源極之間的串聯(lián)電阻，提高電子飄移率以及整個組件的操作速度。
相較于現(xiàn)有的對稱型薄膜晶體管結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)包含有不對稱的輕摻雜漏極，因此可以進一步于對漏電流問題較為敏感的漏極一側(cè)，適度地增加輕摻雜漏極的長度，以有效降低漏電流。此外，本發(fā)明還可以進一步于源極一側(cè)縮短輕摻雜漏極的長度，甚至完全去除源極側(cè)的輕摻雜漏極結(jié)構(gòu)，以有效降低漏極與源極間的串聯(lián)電阻，提高電子飄移率以及整個組件操作速度。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，其并非用以限制本發(fā)明的實施范圍，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明的精神所做的修改均應(yīng)屬于本發(fā)明的涵蓋范圍，因此本發(fā)明的保護范圍以本發(fā)明的權(quán)利要求為依據(jù)。
權(quán)利要求
1.一種像素電路，用以驅(qū)動顯示器面板中的多個單位像素，該電路至少包括多條掃描線，形成于該顯示器面板上，用以傳送這些單位像素的掃描訊號；多條數(shù)據(jù)線，形成于該顯示器面板上，并且與該多條掃描線交錯，用以傳送這些單位像素的數(shù)據(jù)訊號；及輕摻雜漏極薄膜晶體管，分別連接于該單位像素的該掃描線、該數(shù)據(jù)線與一驅(qū)動晶體管，該輕摻雜漏極薄膜晶體管，至少具有長度不同的一第一輕摻雜漏極與一第二輕摻雜漏極，其中最接近該驅(qū)動晶體管的該第一輕摻雜漏極具有最長的長度。
2.如權(quán)利要求1所述的電路，其中該輕摻雜漏極薄膜晶體管為一雙柵極薄膜晶體管，至少具有一第一柵極與一第二柵極。
3.如權(quán)利要求2所述的電路，其中該雙柵極薄膜晶體管還包含一第三輕摻雜漏極、一第四輕摻雜漏極，又該第一柵極對應(yīng)該第一輕摻雜漏極、該第二輕摻雜漏極，該第二柵極對應(yīng)該第三輕摻雜漏極、該第四輕摻雜漏極，而該第一輕摻雜漏極最接近該驅(qū)動晶體管，且該第一輕摻雜漏極長度大于其它三個輕摻雜漏極長度。
4.如權(quán)利要求3所述的電路，其中該第一輕摻雜漏極長度大于其它三個輕摻雜漏極長度，且該第二、該第三與該第四輕摻雜漏極的長度相等。
5.如權(quán)利要求3所述的電路，其中該第一與該第三輕摻雜漏極的長度相等，該第二與該第四輕摻雜漏極的長度相等，且該第一輕摻雜漏極長度大于該第二輕摻雜漏極長度。
6.如權(quán)利要求3所述的電路，其中該第一與該第二輕摻雜漏極的長度相等，該第三與該第四輕摻雜漏極的長度相等，且該第一輕摻雜漏極長度大于該第三輕摻雜漏極長度。
7.一種像素電路，用于電流驅(qū)動主動式發(fā)光顯示器的驅(qū)動電路，每一該像素電路包括輕摻雜漏極薄膜晶體管，響應(yīng)于一掃描訊號而開啟，以傳遞一數(shù)據(jù)訊號，其中該輕摻雜漏極薄膜晶體管至少具有長度不同的一第一輕摻雜漏極與一第二輕摻雜漏極；驅(qū)動晶體管，響應(yīng)該輕摻雜漏極薄膜晶體管傳遞的該數(shù)據(jù)訊號而導(dǎo)通一電流；及發(fā)光二極管，藉由該驅(qū)動晶體管導(dǎo)通的該電流而發(fā)光，其中該第一輕摻雜漏極較靠近該驅(qū)動晶體管，且具有最大的長度。
8.如權(quán)利要求7所述的電路，其中該輕摻雜漏極薄膜晶體管為一雙柵極薄膜晶體管，具有一第一柵極與一第二柵極。
9.如權(quán)利要求8所述的電路，其中該雙柵極薄膜晶體管還包含一第三輕摻雜漏極、一第四輕摻雜漏極，又該第一柵極對應(yīng)該第一輕摻雜漏極、該第二輕摻雜漏極，該第二柵極對應(yīng)一第三輕摻雜漏極、一第四輕摻雜漏極，而該第一輕摻雜漏極為最接近該驅(qū)動晶體管的該輕摻雜漏極，且該第一輕摻雜漏極長度大于等于其它三個輕摻雜漏極長度。
10.如權(quán)利要求9所述的電路，其中該第一輕摻雜漏極長度大于其它三個輕摻雜漏極長度，且該第二、該第三與該第四輕摻雜漏極的長度相等。
11.如權(quán)利要求9所述的電路，其中該第一與該第三輕摻雜漏極的長度相等，而該第二與該第四輕摻雜漏極的長度相等，且該第一輕摻雜漏極長度大于該第二輕摻雜漏極長度。
12.如權(quán)利要求9所述的電路，其中該第一與該第二輕摻雜漏極的長度相等，該第三與該第四輕摻雜漏極的長度相等，且該第一輕摻雜漏極長度大于該第三輕摻雜漏極長度。
13.一種主動式有機發(fā)光顯示器，具有多個電流驅(qū)動設(shè)計的像素電路，并利用一驅(qū)動電路驅(qū)動這些像素電路，該像素電路包括開關(guān)晶體管、電容、驅(qū)動晶體管及顯示組件，其特征在于該開關(guān)晶體管至少具有兩個長度不對稱的輕摻雜漏極，且該開關(guān)晶體管接近該驅(qū)動晶體管的該輕摻雜極的長度大于另一側(cè)該輕摻雜漏極的長度。
14.如權(quán)利要求13所述的顯示器，其中該開關(guān)晶體管為雙柵極輕摻雜漏極薄膜晶體管。
15.如權(quán)利要求14所述的顯示器，其中該雙柵極晶體管包含一第一柵極與一第二柵極，其中該第一柵極對應(yīng)一第一輕摻雜漏極、一第二輕摻雜漏極，該第二柵極對應(yīng)一第三輕摻雜漏極、一第四輕摻雜漏極，而該第一輕摻雜漏極為最接近該驅(qū)動晶體管的該輕摻雜漏極，且該第一輕摻雜漏極長度大于等于其它三個輕摻雜漏極長度。
16.如權(quán)利要求15所述的顯示器，其中該第一輕摻雜漏極長度大于其它三個輕摻雜漏極長度，且該第二、第三與該第四輕摻雜漏極的長度相等。
17.如權(quán)利要求15所述的顯示器，其中該第一與第三輕摻雜漏極的長度相等，而該第二與第四輕摻雜漏極的長度相等，且該第一輕摻雜漏極長度大于該第二輕摻雜漏極長度。
18.如權(quán)利要求15所述的顯示器，其中該第一與該第二輕摻雜漏極的長度相等，該第三與該第四輕摻雜漏極的長度相等，且該第一輕摻雜漏極長度大于該第三輕摻雜漏極長度。
全文摘要
一種像素電路，用以驅(qū)動顯示器面板中的多個單位像素，該電路至少包括多條掃描線、多條數(shù)據(jù)線及一輕摻雜漏極薄膜晶體管(LDD－TFT)，分別連接于單位像素的掃描線、數(shù)據(jù)線與一驅(qū)動晶體管。輕摻雜漏極薄膜晶體管，至少具有長度不同的一第一輕摻雜漏極與一第二輕摻雜漏極，其中最接近驅(qū)動晶體管的第一輕摻雜漏極具有最長的長度。
文檔編號G09G3/20GK1719508SQ2005100894
公開日2006年1月11日 申請日期2005年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月10日
發(fā)明者唐宇駿, 施立偉 申請人:友達光電股份有限公司