一种低温多晶硅式晶体管及其显示装置的制作方法

本实用新型涉及低温多晶硅薄膜晶体管的制造领域，尤其涉及一种可降低金属传导线阻抗的低温多晶硅式晶体管以及包含所述低温多晶硅式晶体管的显示装置。

背景技术：

当前，传统的N型金属氧化物半导体(N-type Metal Oxide Semiconductor，NMOS)薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)制程往往使用9道掩膜，并且由于笔记型电脑或桌上型电脑也有高分辨率的新产品，随着液晶面板越做越大，金属导线的阻抗要求也会越来越严格。例如，传统的低温多晶硅(Low Temperature Poly-Silicon，LTPS)晶体管的第一金属层上的栅极线(gate line)使用金属钼(Mo)，其可以使用二次蚀刻形成轻掺杂漏区(Lightly Doped Drain，LDD)工艺。在此，轻掺杂漏区的优势是为了减弱漏区电场、改进热电子退化效应所采取的一种制程工艺，其在沟道中靠近漏极的区域设置一个低掺杂的漏区，让所述低掺杂的漏区也承受部分电压，从而防止热电子退化效应。但是，金属钼的阻值较高，使得未来产品的竞争力下降。

有鉴于此，如何在现有的低温多晶硅式晶体管结构中降低金属传导线的阻抗值，以减小栅极线的负载，提升产品的规格，是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。

技术实现要素：

针对现有技术中的低温多晶硅晶体管所存在的上述缺陷，本实用新型提供了一种低温多晶硅式晶体管及其显示装置。

依据本实用新型的一个方面，提供一种低温多晶硅式晶体管。所述低温多晶硅式晶体管包含基板、第一绝缘层、低温多晶硅层、第二绝缘层、第一金属层、第三绝缘层、第四绝缘层、第一栅极开口、第二栅极开口、第二金属层和第三金属层。第一绝缘层设置于基板。低温多晶硅层设置于第一绝缘层，其中低温多晶硅层具有一源极区、一漏极区、一通道区与一轻掺杂区。源极区与漏极区分别位于通道区的两侧，而轻掺杂区位于通道区与源极区之间以及通道区与漏极区之间。第二绝缘层设置于低温多晶硅层，使得低温多晶硅层位于第一绝缘层与第二绝缘层之间。第一金属层设置于基板，使得第二绝缘层位于第一金属层与低温多晶硅层之间。第三绝缘层设置于第二绝缘层。第四绝缘层设置于第三绝缘层。第一栅极开口形成于第三绝缘层。第二栅极开口形成于第四绝缘层。第二金属层分别与源极区与漏极区所接触。第三金属层的一部分容纳于第一栅极开口与第二栅极开口内，使得第三金属层与第一金属层接触。

在其中的一实施例，低温多晶硅式晶体管更包含一第五绝缘层，且第五绝缘层设置于第四绝缘层，其中部分之第三金属层位于第四绝缘层与第五绝缘层之间。

在其中的一实施例，第一金属层为钼。

在其中的一实施例，低温多晶硅式晶体管更包含一底金属层、一第一底栅极开口、一第二底栅极开口、一第三底栅极开口以及一第四底栅极开口。底金属层设于第一绝缘层与基板之间，使得第一绝缘层位于底金属层与第一金属层之间。第一底栅极开口形成于第一绝缘层。第二底栅极开口形成于第二绝缘层。第三底栅极开口形成于第三绝缘层。第四底栅极开口形成于第四绝缘层。其中部分之第三金属层容纳于第一底栅极开口、第二底栅极开口、第三底栅极开口与第四底栅极开口内，使得第三金属层与底金属层接触。

依据本实用新型的另一个方面，提供一种低温多晶硅式晶体管。所述低温多晶硅式晶体管包含基板、底金属层、第一绝缘层、低温多晶硅层、第二绝缘层、第一底栅极开口、第二底栅极开口、第二金属层以及第三金属层。底金属层设置于基板。第一绝缘层设于基板，且底金属层位于基板与第一绝缘层之间。低温多晶硅层设置于第一绝缘层，其中低温多晶硅层具有源极区、漏极区、通道区与轻掺杂区。其中源极区与漏极区分别位于通道区的两侧，而轻掺杂区位于通道区与源极区之间以及通道区与漏极区之间。第二绝缘层设置于低温多晶硅层，使得低温多晶硅层位于第一绝缘层与第二绝缘层之间。第一底栅极开口形成于第一绝缘层。第二底栅极开口形成于第二绝缘层。第二金属层分别与源极区与漏极区所接触。第三金属层的一部分容纳于第一底栅极开口与第二底栅极开口内，使得第三金属层与底金属层接触。

依据本实用新型的又一个方面，提供了一种显示装置。所述显示装置包括基板、第一绝缘层、低温多晶硅层、第二绝缘层、第一金属层、第三绝缘层、第二金属层以及第三金属层。基板具有一像素区与一连接垫区。第一绝缘层设置于基板，且位于像素区与连接垫区。低温多晶硅层设置于第一绝缘层，且位于像素区。低温多晶硅层具有源极区、漏极区、通道区与轻掺杂区，其中源极区与漏极区分别位于通道区的两侧，而轻掺杂区位于通道区与源极区之间以及通道区与漏极区之间。第二绝缘层设置于第一绝缘层，且位于像素区与连接垫区。第一金属层设置于第二绝缘层，且位于像素区与连接垫区。第三绝缘层位于像素区与连接垫区，且覆盖于第一金属层，使得第一金属层位于第二绝缘层与第三绝缘层之间。第二金属层位于像素区与连接垫区，其中位于像素区之第二金属层分别连接源极区与漏极区，而位于连接垫区之第二金属层连接于第一金属层。第三金属层位于像素区与连接垫区，其中位于像素区之第三金属层接触于第一金属层，而位于连接垫区之第三金属层接触于第二金属层。

在其中的一实施例，显示装置更包含一第四金属层与一第五金属层。第四金属层与第五金属层分别设置于像素区，且第四金属层分别连接于第二金属层与第五金属层，使得第五金属层电性连接于第二金属层。

在其中的一实施例，显示装置更包含一第四金属层与一第五金属层。第四金属层与第五金属层分别设置于连接垫区，且第四金属层可分别连接于第二金属层与第五金属层，使得第五金属层电性连接于第一金属层。

在其中的一实施例，第一金属层可为钼。

依据本实用新型的再一个方面，提供了一种显示装置。所述显示装置包含依据上述一个方面所述之低温多晶硅式晶体管、第四金属层和第五金属层。第四金属层连接于第二金属层。第五金属层连接于第四金属层。其中第四金属层与第五金属层为透明导电材料。

采用本实用新型的低温多晶硅晶体管及其显示装置，其包括基板、低温多晶硅层、第一金属层、第二金属层和第三金属层，低温多晶硅层具有源极区、漏极区、通道区与轻掺杂区，源极区与漏极区分别位于通道区的两侧，轻掺杂区位于通道区与源极区之间以及通道区与漏极区之间，第一金属层设置于所述基板，第二金属层分别与源极区与漏极区所接触，第三金属层的一部分容纳于第一栅极开口与第二栅极开口内，使得第三金属层与第一金属层接触。相比于现有技术，本实用新型的第三金属层与第一金属层电性接触从而可用作为金属传导线或栅极，在不影响原制程的前提下，以降低金属传导线的阻抗，提升产品的规格。

附图说明

读者在参照附图阅读了本实用新型的具体实施方式以后，将会更清楚地了解本实用新型的各个方面。其中，

图1示出依据本实用新型的低温多晶硅式晶体管的第一具体实施例；

图2示出包含图1所示的低温多晶硅式晶体管的显示装置的结构示意图；

图3示出依据本实用新型的低温多晶硅式晶体管的第二具体实施例；以及

图4示出依据本实用新型的低温多晶硅式晶体管的第三具体实施例。

具体实施方式

为了使本申请所揭示的技术内容更加详尽与完备，可参照附图以及本实用新型的下述各种具体实施例，附图中相同的标记代表相同或相似的组件。然而，本领域的普通技术人员应当理解，下文中所提供的实施例并非用来限制本实用新型所涵盖的范围。此外，附图仅仅用于示意性地加以说明，并未依照其原尺寸进行绘制。

下面参照附图，对本实用新型各个方面的具体实施方式作进一步的详细描述。

图1示出依据本实用新型的低温多晶硅式晶体管的第一具体实施例。

参照图1，在所述实施例中，本实用新型的低温多晶硅式晶体管包含基板(未绘示)、第一绝缘层100、低温多晶硅层102、第二绝缘层104、第金属层106、第三绝缘层108、第四绝缘层110、第一栅极开口P1、第二栅极开口P2、第二金属层112以及第三金属层114。

详细而言，第一绝缘层100设置于基板。低温多晶硅层102设置于第一绝缘层100的上方。其中，低温多晶硅层102具有一源极区(source region)、一漏极区(drain region)、一通道区(channel region)与一轻掺杂区(light doped region)，其中，源极区与漏极区分别位于通道区的两侧，轻掺杂区位于通道区与源极区之间以及通道区与漏极区之间。举例而言，以图1之实施例中，源极区与漏极区分别为掺杂区N⁺，而轻掺杂区则为掺杂区N^-。第二绝缘层104设置于低温多晶硅层102，使得低温多晶硅层102位于第一绝缘层100与第二绝缘层104之间。第一金属层106设置于基板，使得第二绝缘层104位于第一金属层106与低温多晶硅层102之间。第三绝缘层108设置于第二绝缘层104的上方,而第四绝缘层110设置于第三绝缘层108的上方，使得第三绝缘层108夹设于第二绝缘层104与第三绝缘层108之间。

请参阅图1，第一栅极开口P1形成于第三绝缘层108，第二栅极开口P2形成于第四绝缘层110。因此，第三金属层114的一部分容纳于第一栅极开口P1与第二栅极开口P2内，使得第三金属层114与第一金属层106接触。此外，第二金属层112可分别与源极区与漏极区所接触，具体而言，有其他开口分别形成于第二绝缘层104与第三绝缘层108，使得部分之第二金属层112可容纳于这些开口，进而使第二金属层112可接触于低温多晶硅层102之源极区与漏极区。于本实施方式中，低温多晶硅层102为低温多晶硅示晶体管的半导体层，而第二金属层112可作为低温多晶硅式晶体管的源极线(Source)与漏极线(Drain)，第一金属层106与第三金属层114则可视为低温多晶硅式晶体管的闸极电极(Gate)。例如，第一金属层106为钼(Mo)，而第三金属层108可为钼(Mo)、铝(AL)…等其他低阻抗的金属。

在一具体实施例，低温多晶硅式晶体管还包含第五绝缘层116，且第五绝缘层116设置于第四绝缘层110的上方。其中，第三金属层114的一部分位于第四绝缘层110与第五绝缘层116之间，使得图案化的第四金属层120位于第五绝缘层116的上方。第六绝缘层118则位于第五绝缘层116的上方，使得图案化的第五金属层122位于第六绝缘层118的上方。例如，第四金属层120为共通电极层，第五金属层122为像素电极层，但本实用新型不以此为限。

由上述可知，相比于现有技术，在所述实施方式中，本实用新型的第三金属层114与第一金属层106电性接触从而可用作为低温多晶硅式晶体管的闸极电极，在不影响原制程的前提下，以降低金属传导线的阻抗，应用于高解析的显示面板而提升产品的规格。

图2示出包含图1所示的低温多晶硅式晶体管的显示装置的结构示意图。

参照图2，在所述实施方式中，本实用新型的显示装置包括像素区A1、驱动晶体管区A2以及连接垫区A3，如对应的矩形虚线框所示。

具体而言，显示装置包含基板、第一绝缘层100、低温多晶硅层102、第二绝缘层104、第一金属层106、第三绝缘层108、第二金属层112以及第三金属层114。其中，第一绝缘层100设置于基板，且位于像素区A1、驱动晶体管区A2与连接垫区A3。第二绝缘层104设置于第一绝缘层100，且位于像素区A1、驱动晶体管区A2与连接垫区A3。同样地，第一金属层106设置于第二绝缘层104，且亦位于像素区A1、驱动晶体管区A2与连接垫区A3。第三绝缘层108位于像素区A1、驱动晶体管区A2与连接垫区A3，且覆盖于第一金属层106，使得第一金属层106位于第二绝缘层104与第三绝缘层108之间。

于本实施例中，第二金属层112位于像素区A1、驱动晶体管区A2与连接垫区A3。其中，位于像素区A1与驱动晶体管区A2的第二金属层112分别连接源极区与漏极区，而位于连接垫区A3的第二金属层112连接于第一金属层106。第三金属层114亦位于像素区A1、驱动晶体管区A2与连接垫区A3。其中，位于像素区A1与驱动晶体管区A2的第三金属层114接触于第一金属层106，而位于连接垫区A3的第三金属层114则连接于第二金属层112。换言之，在连接垫区A3，第三金属层114经由第二金属层112电性耦接至第一金属层106。

此外，上述显示装置还包括第四金属层120与第五金属层122，且第四金属层120与第五金属层122图案化地设置于像素区A1与连接垫区A3。较佳地，第四金属层120与第五金属层122为透明导电材料，可作为画素电极、共享电极或讯号传输走线。于像素区A1内，第四金属层120可分别连接于第二金属层112与第五金属层122，使得第五金属层122电性连接于第二金属层112。于连接垫区A3内，第四金属层120可分别连接于第三金属层114与第五金属层122，进而使得第五金属层122电性连接于第一金属层106。于本实施例之像素区A1与驱动晶体管区A2中，低温多晶硅层102为低温多晶硅示晶体管的半导体层，而第二金属层112可作为低温多晶硅式晶体管的源极线(Source)与漏极线(Drain)，第一金属层106与第三金属层114则可视为低温多晶硅式晶体管的闸极电极(Gate)。例如，第一金属层106为钼(Mo)，而第三金属层108可为钼(Mo)、铝(AL)…等其他低阻抗的金属。透过第三金属层114与第一金属层106电性接触从而可用作为低温多晶硅式晶体管的闸极电极，可降低阻抗。于连接垫区A3中，透过第一金属层106、第二金属层、第三金属层、第四金属层与第五金属层所迭构之金属连接垫或讯号传递走线，其阻抗降低而减少走线负载。

图3示出依据本实用新型的低温多晶硅式晶体管的第二具体实施例。

参照图3，在所述实施例中，与图1相类似的是，本实用新型的低温多晶硅式晶体管包含基板、第一绝缘层200、低温多晶硅层202、第二绝缘层204、第三绝缘层208、第四绝缘层210、第二金属层212以及第三金属层214。此外，上述低温多晶硅式晶体管还可包括第五绝缘层216、第四金属层220、第六绝缘层218和第五金属层222。其中，第四金属层220设置于第五绝缘层216的上方。第五金属层222设置于第六绝缘层218的上方。

需要指出的是，在所述实施例中，低温多晶硅式薄膜晶体管还包括底金属层206、第一底栅极开口h1以及第二底栅极开口h2。具体地，第一绝缘层200与底金属层206分别设置于基板，而底金属层206位于基板与第一绝缘层200之间，且第一绝缘层200位于底金属层206与低温多晶硅层202之间。第一底栅极开口h1形成于第一绝缘层200，而第二底栅极开口h2形成于第二绝缘层204。如此一来，第三金属层214的一部分容纳于第一底栅极开口h1和第二底栅极开口h2，使得第三金属层214与底金属层206接触。因此，第一金属层206与第三金属层214则可视为低温多晶硅式晶体管的闸极电极(Gate)。

同样，在图3的实施例中，第三金属层214与底金属层206电性接触从而可用作为低温多晶硅式晶体管的闸极电极，在不影响原制程的前提下，以降低金属传导线的阻抗，提升产品的规格。

图4示出依据本实用新型的低温多晶硅式晶体管的第三具体实施例。

参照图4，在所述实施例中，本实用新型的低温多晶硅式晶体管包含基板、第一绝缘层300、低温多晶硅层302、第二绝缘层304、第三绝缘层308、第四绝缘层310、第二金属层312以及第三金属层314。此外，上述低温多晶硅式晶体管还可包括第五绝缘层316、第四金属层320、第六绝缘层318和第五金属层322。其中，第四金属层320设置于第五绝缘层316的上方，而第五金属层322设置于第六绝缘层318的上方。

将图4与图3进行比较，其主要区别是在于，图4的低温多晶硅式晶体管还包括第一金属层306A和底金属层306B共同构成的双栅极架构。详细而言，在双栅极架构中，底金属层306B设置于基板与第一绝缘层300之间，使得第一绝缘层300位于底金属层306B与第一金属层306A之间。因此，低温多晶硅层302位于第一金属层306A和底金属层306B之间，形成双栅极架构。第一底栅极开口h3形成于第一绝缘层300，第二底栅极开口h4则形成于第二绝缘层304，而第三底栅极开口h5形成于第三绝缘层308，且第四底栅极开口h6形成于第四绝缘层310。如此一来，第三金属层314的一部分容纳于第一底栅极开口h3、第二底栅极开口h4、第三底栅极开口h5以及第四底栅极开口h6，使得第三金属层314与底金属层306B接触。与此同时，第三金属层314亦与第一金属层306A接触，具体实施方式请参阅上述内容,在此不赘述。于本实施方式中，低温多晶硅层302为低温多晶硅示晶体管的半导体层，而第二金属层312可作为低温多晶硅式晶体管的源极线(Source)与漏极线(Drain)，第一金属层306A与第三金属层314则可视为低温多晶硅式晶体管的上闸极电极(Gate)，而底金属层306B与第三金属层314则可视为下闸极电极(Gate)。例如，第一金属层306A与底金属层306B为钼(Mo)，而第三金属层108可为钼(Mo)、铝(AL)…等其他低阻抗的金属。

采用本实用新型的低温多晶硅晶体管及其显示装置，其包括基板、低温多晶硅层、第一金属层、第二金属层和第三金属层，所述低温多晶硅层具有源极区、漏极区、通道区与轻掺杂区，源极区与漏极区分别位于通道区的两侧，轻掺杂区位于通道区与源极区之间以及通道区与漏极区之间，第一金属层设置于所述基板，第二金属层分别与源极区与漏极区所接触，第三金属层的一部分容纳于第一栅极开口与第二栅极开口内，使得第三金属层与第一金属层接触。相比于现有技术，本实用新型的第三金属层与第一金属层电性接触从而可用作为金属传导线或栅极电极，在不影响原制程的前提下，以降低金属传导线的阻抗，应用于高解析的显示面板而提升产品的规格。

上文中，参照附图描述了本实用新型的具体实施方式。但是，本领域中的普通技术人员能够理解，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以对本实用新型的具体实施方式作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本实用新型权利要求书所限定的范围内。