一种提升容值的补偿电容结构及制作方法与流程

本发明涉及oled器件领域，尤其涉及一种提升容值的补偿电容结构及制作方法。

背景技术：

有机发光二极管显示器由于其具有自发光，对比度高，是较广，可应用于目前新型柔性显示器，且构造及制程简单，已成为市场上新一代平板显示技术

dualgata(双栅)结构的薄膜晶体管(thinfilmtransistor,tft)显示出对漏极电流和阈值电压vth的更精确和有效的控制，表现出更优的器件特性。请参阅图1和图2，以现有am-oled器件最简单的2t1c为例(两个电晶体管夹着一个储存电容)结构，存储电容c是维持像素点位的主要手段，dualgata(双栅)结构的薄膜晶体管区为第一栅极金属、第二半导体层、第二极板金属、源漏极金属，电容区为第一极板金属、第一绝缘层、第二绝缘层和第二极板金属。其中，第一极板金属和第二极板金属组成一个电容，该电容的容值较小。

增大储存电容可以有效改善画面均一性，但增大存储电容的方法一般为增大电极板的面积，但增大电极的面积导致器件尺寸无法缩小，影响显示分辨率。

技术实现要素：

为此，需要提供一种提升容值的补偿电容结构及制作方法，解决电容容值不足的问题。

为实现上述目的，发明人提供了一种提升容值的补偿电容结构制作方法，包括如下步骤：

在基板上制作第一极板金属和第一栅极金属，第一栅极金属位于第一极板金属的一侧，第一极板金属用于作为电容的组成部分；

制作第一绝缘层；

制作第二半导体层，第二半导体层位于第一栅极金属区域的第一绝缘层上；

制作第二绝缘层；

制作第二极板金属和第二极板金属，第二极板金属位于第一极板金属的区域的第二绝缘层上，第二极板金属位于第二半导体层区域的第二绝缘层上，第二极板金属用于作为电容的组成部分；

制作第三绝缘层；

在第三绝缘层上制作连通第一极板金属的第二过孔，第二过孔位于第二极板金属的一侧，在第三绝缘层上制作连通第二半导体层的第三过孔，第三过孔位于第二极板金属的外侧；

制作第三极板金属和源漏极金属，第三极板金属通过第二过孔连接第一极板金属，源漏极金属通过第三过孔连接第二半导体层，第三极板金属用于作为电容的组成部分。

进一步地，在制作第二半导体层时，还包括如下步骤：

制作第一半导体层，第一半导体层位于第一极板金属区域的第一绝缘层上，用于连接第二极板金属；

在制作第二绝缘层后，在制作第二极板金属和第二极板金属前，还包括如下步骤：

在第一极板金属区域的第二绝缘层上制作连通第一半导体层的第一过孔。

发明人提供一种提升容值的补偿电容结构，包括：

在基板上设置有第一极板金属和第一栅极金属，第一栅极金属位于第一极板金属的一侧，第一极板金属用于作为电容的组成部分；

在第一极板金属和第一栅极金属上设置有第一绝缘层；

在第一栅极金属区域的第一绝缘层上设置有第二半导体层；

在第二半导体层和第一绝缘层上设置有第二绝缘层；

在第二绝缘层上设置有第二极板金属和第二极板金属，第二极板金属位于第一极板金属的区域的第二绝缘层上，第二极板金属位于第二半导体层区域的第二绝缘层上，第二极板金属用于作为电容的组成部分；

在第二绝缘层、第二极板金属和第二极板金属上设置有第三绝缘层；

在第三绝缘层上设置有第二过孔和第三过孔，第二过孔的底部为第一极板金属并位于第二极板金属的一侧，第三过孔的底部为第二半导体层并位于第二极板金属的外侧；

在第三绝缘层上设置有第三极板金属和源漏极金属，第三极板金属通过第二过孔连接第一极板金属，第三极板金属用于作为电容的组成部分，源漏极金属通过第三过孔连接第二半导体层。

进一步地，还包括：

在第一极板金属区域的第一绝缘层上设置有第一半导体层，第二极板金属通过第二绝缘层上的第一过孔与第一半导体层连接。

区别于现有技术，上述技术方案制作第三极板金属、第二极板金属和第一极板金属形成两个电容，分别为第一极板金属与第二极板金属、第二极板金属与第三极板金属。两个电容可以为器件带来更大的电容值，在电容值增大后，可以有效改善画面均一性，提升显示质量。

附图说明

图1为背景技术所述dualgata结构的电容的剖面结构示意图；

图2为背景技术所述dualgata结构的等效电路图；

图3为本实施例在基板上制作第一极板金属和第一栅极金属的剖面结构示意图；

图4为本实施例在基板上制作第一绝缘层的剖面结构示意图；

图5为本实施例在基板上制作第一半导体层和第二半导体层的剖面结构示意图；

图6为本实施例在基板上制作第二极板金属、第二极板金属、第二绝缘层和第一过孔的剖面结构示意图；

图7为本实施例在基板上制作第三绝缘层的剖面结构示意图；

图8为本实施例在基板上制作第二过孔和第三过孔的剖面结构示意图；

图9为本实施例在基板上制作第三极板金属和源漏极金属的剖面结构示意图。

附图标记说明：

1、基板；

2、电容区；

21、第一极板金属；

22、第一半导体层；

23、第二极板金属；

24、第三极板金属；

3、薄膜晶体管区；

31、第一栅极金属；

32、第二半导体层；

33、第二极板金属；

34、源漏极金属；

4、第一绝缘层；

5、第二绝缘层；

51、第一过孔；

6、第三绝缘层；

61、第二过孔；

62、第三过孔。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1至图9，本实施例提供一种提升容值的补偿电容结构制作方法，该制作方法可以在基板上制作，基板可以为现有制程工艺中常用的玻璃基板、塑料基板和金属箔等。该制作方法在基板1上进行制作am-oled器件的电容区2和薄膜晶体管区3，电容区2为电容结构，薄膜晶体管区3则为现有的2t1c(两个电晶体管夹着一个储存电容)结构。

包括如下步骤：在基板上制作电容区的第一极板金属和薄膜晶体管区的第一栅极金属；请参阅图3，具体的，在基板1上涂布光阻，而后图形化光阻，即对光阻进行曝光与显影，使得待制作第一极板金属和待制作第一栅极金属的区域开口。然后镀上金属层材料，金属层材料如铝、钼、钛、镍、铜、银、铬等导电性优良金属一种或多种，以及合金。从而在基板1上的一侧形成一个第一极板金属21，作为电容区2的极板一，在基板1上的另一侧形成一个第一栅极金属31，作为薄膜晶体管区3的栅极。第一极板金属21和第一栅极金属31制作完毕后，清除光阻。

为了实现对金属层的保护，避免其它结构与金属层的接触，在第一极板金属和第一栅极金属上制作一层绝缘层；请参阅图4，具体的，在基板1采用化学气相沉积法镀上氮化硅、氧化硅、二氧化硅或其他保护层材料(保护层材料为绝缘性的材料)，在第一极板金属21和第一栅极金属31上形成覆盖二者的第一绝缘层4。在电容区2的第一绝缘层4覆盖住第一极板金属21，起到避免第一极板金属21(极板一)和极板二之间的电连接。在薄膜晶体管区3的第一绝缘层4覆盖住第一栅极金属31，作为tft的栅极绝缘层。

第一绝缘层制作完毕后，在第一绝缘层上制作电容区的第一半导体层和薄膜晶体管区的第二半导体层，第一半导体层虽为半导体的性质，但是仍具备导电的性能，与第二极板金属进行搭接以缩短电容的间距，第二半导体层在薄膜晶体管区作为导电沟道部分；请参阅图5，具体的，在第一绝缘层上涂布光阻，而后图形化光阻，即对光阻进行曝光与显影，使得待制作半导体层的区域开口。然后镀上半导体层材料，半导体层材料可以是铟镓锌氧化物(indiumgalliumzincoxide,igzo)、铟锌锡氧化物(indiumzinctinoxide,izto)或铟镓锌钛氧化物(indiumgalliumzinctioxide,igzto)或其他具有相似特性的材料。从而在第一极板金属21区域的第一绝缘层4上形成第一半导体层22，在第一栅极金属31区域的第一绝缘层4上形成第二半导体层32。

传统的制作工艺中，只需在薄膜晶体管区制作一个半导体层(相当于第二半导体层)，作为tft的导电沟道部分，无需在电容区制作半导体层。在本实施例中，在电容区的第一极板金属上也制作一个半导体层(相当于第一半导体层)，第一半导体层与覆盖在上方的第二极板金属形成一个整体，缩短电容的极板二与极板一之间的间距da，缩短的部分为第一半导体层的厚度。

同样的，为了实现对半导体层的保护，避免其它结构与半导体层的接触，在第一半导体层和第二半导体层上制作一层绝缘层；请参阅图6，具体的，在第一半导体层22、第二半导体层32和第一绝缘层4上采用化学气相沉积法镀上氮化硅、氧化硅、二氧化硅或其他保护层材料(保护层材料为绝缘性的材料)，在第一半导体层22、第二半导体层32和第一绝缘层4上形成第二绝缘层5。

然后在第二绝缘层上制作连通第一半导体层的第一过孔，第一过孔作为第一半导体层与第二极板金属的连接点；请参阅图6，具体的，在第二绝缘层上涂布光阻，而后图形化光阻，即对光阻进行曝光与显影，使得待制作第一过孔的区域开口。接着以光阻为掩膜蚀刻第二绝缘层5至第一半导体层22，形成第一过孔51，第一过孔51位于第一半导体层22的上方。第一过孔51制作完毕后，清除光阻。

第一过孔制作完毕后，在第二绝缘层上制作电容区的第二极板金属和薄膜晶体管区的第二极板金属，第二极板金属与第一半导体层连接作为极板二；请参阅图7，具体的，在第二绝缘层上涂布光阻，而后图形化光阻，即对光阻进行曝光与显影，使得待制作第二极板金属的区域开口。然后镀上金属层材料，金属层材料如铝、钼、钛、镍、铜、银、铬等导电性优良金属一种或多种，以及合金。从而在第二绝缘层5上形成第二极板金属23，第二极板金属23通过第一过孔51连接第一半导体层22，极板二和极板一组成一个电容。在第一栅极金属31区域的第二绝缘层5上形成第二极板金属33，最后清除光阻。

第二极板金属通过第一过孔与第一半导体层连接，缩减二者与第一极板金属之间的间膜层间距。电容的计算公式cox＝εs/4πkd(其中s为交叠面积，d为绝缘层厚度)，在此对传统技术与本申请的电容比较。根据图1可知，传统技术cox＝εs/4πk(d1+d2)，其中d1为第一绝缘层的厚度，d2为第二绝缘层的厚度。根据图7可知，本申请cox1＝εs/4πkda，其中da为第一极板金属与第一半导体层之间的距离(小于第一绝缘层的厚度d1)。即本申请的间膜层间距减小，该电容的容值cox便会增大。电容值增大后，可以有效改善画面均一性，提升显示质量。且不会增大原本第二极板金属的面积，影响到器件的尺寸。

同样的，为了实现对第二极板金属和第二极板金属的保护，避免其它结构与第二极板金属和第二极板金属的接触，在第二极板金属和第二极板金属上制作一层绝缘层；请参阅图7，具体的，在第二极板金属23、第二极板金属33和第二绝缘层5上采用化学气相沉积法镀上氮化硅、氧化硅、二氧化硅或其他保护层材料(保护层材料为绝缘性的材料)，在第二极板金属23、第二极板金属33和第二绝缘层5上形成第三绝缘层6。

然后第三绝缘层上制作连通第一极板金属的第二过孔，第二过孔作为第一极板金属与第三极板金属的连接点；请参阅图8，具体的，在第三绝缘层6上涂布光阻，而后图形化光阻，即对光阻进行曝光与显影，使得待制作第二过孔61的区域开口。接着以光阻为掩膜蚀刻第三绝缘层6至第一极板金属21，形成第二过孔61，第二过孔61位于第一极板金属21上方(并处于第一半导体层22或者第二极板金属的任意一侧)，并贯穿第一绝缘层4、第二绝缘层5、第三绝缘层6。第二过孔制作完毕后，清除光阻。

同样的，在第三绝缘层上制作连通第二半导体层的第三过孔，第三过孔作为第二半导体层与源漏极金属的连接点；请参阅图8，具体的，在第三绝缘层6上涂布光阻，而后图形化光阻，即对光阻进行曝光与显影，使得待制作第三过孔的区域开口。接着以光阻为掩膜蚀刻第三绝缘层6至第二半导体层32，在第二极板金属外侧的第三绝缘层6上分别形成连通第二半导体层32的第三过孔62。第三过孔62贯穿第二绝缘层5和第三绝缘层6，并连通第二半导体层32上的两侧。第三过孔制作完毕后，清除光阻。

然后在第三绝缘层上制作电容区的第三极板金属和薄膜晶体管区的源漏极金属，第三极板金属作为极板三，源漏极金属作为源漏极；请参阅图9，具体的，在第三绝缘层上涂布光阻，而后图形化光阻，即对光阻进行曝光与显影，使得待制作第三极板金属和待制作源漏极金属的区域开口。然后镀上金属层材料，金属层材料如铝、钼、钛、镍、铜、银、铬等导电性优良金属一种或多种，以及合金。从而在第三绝缘层6上形成第三极板金属24与源漏极金属34。第三极板金属24位于第一极板金属21的区域上方，作为电容区的极板三。极板三和极板二也组成一个电容。同时，第三极板金属24通过第二过孔61连接第一极板金属21，使得两个电容(极板一及极板二、极板二及极板三)之间形成连接。源漏极金属34通过第三过孔62与第二半导体层32连接，作为tft的源极和漏极。

上述技术方案cox2＝εs/4πkdb，其中db为第三绝缘层与第三极板金属之间的距离。本申请的总电容c＝cox1+cox2＝εs/4πkda+εs/4πkdb，可以让电容可提升约为传统技术的电容的3倍。通过制作第三极板金属、第二极板金属和第一极板金属形成两个电容。两个电容可以为器件带来更大的电容值，在电容值增大后，可以有效改善画面均一性，提升显示质量。且不会增大原本第二极板金属的面积，影响器件的尺寸。又兼容dualgate结构较良好的器件特性，同时可提升单位面积电容容量。

当然，最后可以在第三绝缘层、源漏极金属和第三极板金属上制作第四绝缘层，用于保护源漏极金属和第三极板金属。

本实施例提供一种提升容值的补偿电容结构，请参阅图1至图9，所述提升容值的补偿电容结构由上述一种提升容值的补偿电容结构制作方法制得。包括：在基板上设置有第一极板金属21和第一栅极金属31，第一栅极金属31位于第一极板金属21的一侧，结构如图3所示。第一极板金属21(极板一)作为电容的组成部分，第一栅极金属31作为薄膜晶体管区3的栅极。其中，第一极板金属21和第一栅极金属31如铝、钼、钛、镍、铜、银、铬等导电性优良金属一种或多种，以及合金。

为了实现对金属层的保护，避免其它结构与金属层的接触，在第一极板金属和第一栅极金属上设置有第一绝缘层4，第一绝缘层4如氮化硅、氧化硅、二氧化硅或其他保护层材料(保护层材料为绝缘性的材料)。在电容区2的第一绝缘层4覆盖住第一极板金属21，起到避免第一极板金属21(极板一)和极板二之间的电连接。在薄膜晶体管区3的第一绝缘层4覆盖住第一栅极金属31，作为tft的栅极绝缘层。

在第一栅极金属区域的第一绝缘层上设置有第二半导体层32，作为tft的导电沟道部分。第二半导体层32如铟镓锌氧化物(indiumgalliumzincoxide,igzo)、铟锌锡氧化物(indiumzinctinoxide,izto)或铟镓锌钛氧化物(indiumgalliumzinctioxide,igzto)或其他具有相似特性的材料。

在某些实施例中，为了缩短第一极板金属与第二极板金属之间的间距，以增大电容的容值，在第一极板金属区域的第一绝缘层上设置有第一半导体层22。第一半导体层22如铟镓锌氧化物(indiumgalliumzincoxide,igzo)、铟锌锡氧化物(indiumzinctinoxide,izto)或铟镓锌钛氧化物(indiumgalliumzinctioxide,igzto)或其他具有相似特性的材料。第二极板金属23可以通过第二绝缘层上的第一过孔51与第一半导体层22连接。

同样的，为了实现对金属层的保护，避免其它结构与金属层的接触，在第二半导体层和第一绝缘层上设置有第二绝缘层5。

在第二绝缘层上设置有第二极板金属23和第二极板金属33，第二极板金属23位于第一极板金属的区域的第二绝缘层上，第二极板金属33位于第二半导体层区域的第二绝缘层上。第二极板金属作为电容的组成部分，第二极板金属(极板二)和第一极板金属(极板一)组成一个电容而第二极板金属作为tft的另一个栅极。第二极板金属23和第二极板金属33如铝、钼、钛、镍、铜、银、铬等导电性优良金属一种或多种，以及合金。

同样的，为了实现对金属层的保护，避免其它结构与金属层的接触，在第二绝缘层、第二极板金属和第二极板金属上设置有第三绝缘层6。在第三绝缘层上设置有第二过孔61和第三过孔63，第二过孔的底部为第一极板金属并位于第二极板金属的一侧，第三过孔的底部为第二半导体层并位于第二极板金属的外侧。

在第三绝缘层上设置有第三极板金属24和源漏极金属34，第三极板金属24通过第二过孔连接第一极板金属，第三极板金属作为极板三，并作为电容的组成部分。第三极板金属(极板三)与第二极板金属(极板二)组成一个电容。源漏极金属通过第三过孔连接第二半导体层，作为tft的源极和漏极。

当然，最后可以在第三绝缘层、源漏极金属和第三极板金属上设置第四绝缘层，用于保护源漏极金属和第三极板金属。

上述技术方案制作第三极板金属、第二极板金属和第一极板金属形成两个电容，分别为第一极板金属与第二极板金属、第二极板金属与第三极板金属。两个电容可以为器件带来更大的电容值，在电容值增大后，可以有效改善画面均一性，提升显示质量。且不会增大原本第二极板金属的面积，影响器件的尺寸。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围之内。