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CN103904126B - 薄膜晶体管 - Google Patents

薄膜晶体管 Download PDF

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CN103904126B CN201210573691.5A CN201210573691A CN103904126B CN 103904126 B CN103904126 B CN 103904126B CN 201210573691 A CN201210573691 A CN 201210573691A CN 103904126 B CN103904126 B CN 103904126B
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顾南雁
杨东霓
巴利生
胡慧雄
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Shenzhen Jinyu Semiconductor Co ltd
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SHENZHEN JINYU SEMICONDUCTOR CO Ltd
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Abstract

一种薄膜晶体管，包括基板、设置在基板上的栅极、设置在基板上且覆盖栅极的栅绝缘层、覆盖在栅绝缘层表面的氧化铟镓锌沟道层、以及设置在沟道层表面的氧化镓锌层，该氧化镓锌层的相对两侧形成有源极和漏极。该种结构的薄膜晶体管具有表面漏电流低、电流开关比佳的优点。

Description

薄膜晶体管
技术领域
本发明涉及一种薄膜晶体管。
背景技术
随着工艺技术的进步，薄膜晶体管已被大量应用在显示器之中，以适应显示器的薄型化和小型化等需求。薄膜晶体管一般包括栅极、漏极、源极以及沟道层等组成部分，其通过控制栅极的电压来改变沟道层的导电性，使源极和漏极之间形成导通或者截止的状态。
氧化铟镓锌（Indium Gallium Zinc Oxide, IGZO）薄膜晶体管目前已经被广泛的研究和应用在液晶面板上，特别是高解析度和大尺寸面板。但因IGZO薄膜易受外部环境的温度、氧含量、水汽、光照等环境因素影响，因此，在采用溅镀工艺制备IGZO薄膜时，制程中的等离子会对IGZO薄膜产生损害，进而影响IGZO薄膜晶体管的电流开关比、表面载流子浓度等参数，使得薄膜晶体管品质不高。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种较佳品质的薄膜晶体管。
一种薄膜晶体管，包括基板、设置在基板上的栅极、设置在基板上且覆盖栅极的栅绝缘层、覆盖在栅绝缘层表面的氧化铟镓锌沟道层、以及设置在沟道层表面的氧化镓锌层，该氧化镓锌层的相对两侧形成有源极和漏极。
在本发明提供的薄膜晶体管中，由于氧化镓锌层中没有铟原子存在，因此载流子无法使用铟原子的5s轨道形成电传导，且氧化镓锌层中镓原子位于晶格间隙之间形成一散射中心，使氧化镓锌层中晶体结构产生形变，同时镓原子也会抑制氧缺陷（Oxygen Vacancy）的形成，因此可以有效降低薄膜载流子浓度，减低表面漏电流，使薄膜晶体管的电流开关比获得较佳改善。
附图说明
图1是本发明第一实施例提供的薄膜晶体管的结构示意图。
图2是本发明实施例提供的薄膜晶体管的氮化镓锌层的结构示意图。
图3是本发明第二实施例提供的薄膜晶体管的结构示意图。
图4是本发明第三实施例提供的薄膜晶体管的结构示意图。
主要元件符号说明
薄膜晶体管 10、20、30
基板 11
栅极 12
栅绝缘层 13
沟道层 14
氧化镓锌层 15
氧化镓锌半导体层 150、152、154、156
源极 16
漏极 17
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参见图1，本发明第一实施例提供的薄膜晶体管10包括基板11，栅极12，栅绝缘层13，沟道层14，氧化镓锌（GaZnO）层15，源极16以及漏极17。
该基板11用于承载栅极12以及栅绝缘层13。该基板11的制作材料可为玻璃、石英、硅晶片、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯或金属箔等。
该栅极12设置在基板11的表面。在本实施例中，所述栅极12设置在基板11的中心区域。栅极12的制作材料选自铜、铝、镍、镁、铬、钼、钨及其合金。
该栅绝缘层13覆盖在栅极12的表面。在本实施例中，该栅绝缘层13延伸至与基板11相接触。栅绝缘层13的制作材料包括硅的氧化物SiOx，硅的氮化物SiNx或者是硅的氮氧化物SiONx，或是其他高介电常数的绝缘材料，如Ta2O5或HfO2。
该沟道层14设置在栅绝缘层13的表面。该沟道层14采用氧化铟镓锌（IGZO）半导体材料制成。
该氧化镓锌层15设置在沟道层14的表面，该源极16和漏极17形成在氧化镓锌层15上。
该氧化镓锌层15的厚度优选为大于0.5纳米（nm），更优选的，该氧化镓锌层15的厚度大于0.5纳米且小于100纳米。本实施例中，氧化镓锌层15的厚度为20纳米。
该氧化镓锌层15的厚度与沟道层14的厚度比范围可设置为1:100~5:1，本实施例中，该氧化镓锌层15的厚度与沟道层14的厚度比为1:100或5:1。
该氮化镓锌层15可为单层或者多层结构：
当氮化镓锌层15为单层结构时，该氮化镓锌层15中镓的含量可设置成为“沿远离沟道层14的方向逐渐增加”；
当氧化镓锌层15为多层结构时，参见图2，该氧化镓锌层15由多层氧化镓锌半导体层150、152、154、156堆叠而成，且该多层氧化镓锌半导体层150、152、154、156中镓的成分各不相同，优选的，该多层氧化镓锌半导体层150、152、154、156中“距离沟道层较近的氧化镓锌半导体层”中镓的含量低于“距离沟道层较远的氧化镓锌半导体层”中镓的含量，也即，氧化镓锌半导体层150的镓含量低于氧化镓锌半导体层152、氧化镓锌半导体层152的镓含量低于氧化镓锌半导体层154、氧化镓锌半导体层154的镓含量低于氧化镓锌半导体层156。
本实施例中，氧化镓锌层15覆盖整个沟道层14，所述源极16和漏极17形成在氧化镓锌层15的上表面上。该氧化镓锌层15处处厚度相等，从而 “承载所述源极16和漏极17的氧化镓锌层15的两侧区域的厚度”与“氧化镓锌层15的中央区域厚度”相同。
参见图3，本发明第二实施例提供的薄膜晶体管20同样包括基板11，栅极12，栅绝缘层13，沟道层14，氧化镓锌层15、源极16以及漏极17，该薄膜晶体管20的结构与第一实施例的薄膜晶体管10大体相同。与薄膜晶体管10不同的是：薄膜晶体管20的氧化镓锌层15中央区域厚度大于两侧厚度，从而“承载所述源极16和漏极17的氧化镓锌层15的两侧区域的厚度”小于“氧化镓锌层15的中央区域厚度”。
参见图4，本发明第三实施例提供的薄膜晶体管30同样包括基板11，栅极12，栅绝缘层13，沟道层14，氧化镓锌层15、源极16以及漏极17。该薄膜晶体管30的结构与第一实施例的薄膜晶体管10大体相同。与薄膜晶体管10不同的是：薄膜晶体管30的氧化镓锌层15仅覆盖沟道层14的中部，而所述源极16和漏极17则直接形成在沟道层14上并覆盖沟道层14两侧的上表面。
本发明实施例提供的薄膜晶体管10、20、30中，由于氧化镓锌层15中没有铟原子存在，因此载流子无法使用铟原子的5s轨道形成电传导，且氧化镓锌层15中镓原子位于晶格间隙之间形成一散射中心，使氧化镓锌层15中晶体结构产生形变，同时镓原子也会抑制氧缺陷（Oxygen Vacancy）的形成，因此可以有效降低薄膜载流子浓度，减低表面漏电流，使薄膜晶体管10、20、30的电流开关比获得较佳改善。
需要说明的是，上述实施例采用的氧化镓锌层15可以用其他不含铟的金属氧化物半导体层例如氧化铝锌（AZO）半导体层来代替，也可以用除了氧化镓锌层以外的其他种类不含铟、但是含镓的金属氧化物半导体层来代替，只要可以保证该金属氧化物半导体层具有较低载流子浓度即可。
此外，本发明实施中采用氧化镓锌层15是为了使其载流子浓度小于1016cm-3。可以理解的是，该金属氧化物半导体层也并不局限于本说明书介绍的材质，只要采用的金属氧化物半导体层的载流子浓度小于1016cm-3，即可明显减低表面漏电流，提升氧化铟镓锌薄膜晶体管的品质。
另外，本发明中采用的氧化镓锌层15能够使红外线通过，经试验测定，当氧化镓锌层15的厚度为20纳米时，虽然波长低于400纳米会有吸收，但波长大于400纳米的可见光和红外线的透过率大于或等于60%，甚至在波长较长的红外线，氧化镓锌层的透过率趋近于100%，从而具有良好透光性，不影响用作液晶面板的透光性能。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种像应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种薄膜晶体管，包括基板、设置在基板上的栅极、设置在基板上且覆盖栅极的栅绝缘层以及覆盖在栅绝缘层表面的氧化铟镓锌沟道层，其特征在于：该薄膜晶体管还包括一设置在沟道层表面的氧化镓锌层，该氧化镓锌层的相对两侧形成有源极和漏极，所述氧化镓锌层覆盖整个沟道层，所述源极和漏极形成在氧化镓锌层上。
2.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，承载所述源极和漏极的氧化镓锌层两侧区域的厚度与氧化镓锌层的中央区域厚度相同。
3.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，承载所述源极、漏极的氧化镓锌层两侧区域的厚度比氧化镓锌层的中央区域厚度小。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109314133B (zh) * 2016-06-30 2022-04-29 英特尔公司 具有后道晶体管的集成电路管芯
CN106601821A (zh) * 2016-11-04 2017-04-26 东莞市联洲知识产权运营管理有限公司 一种具有良好抗静电击穿能力的薄膜晶体管
CN108198860A (zh) * 2017-12-29 2018-06-22 深圳市金誉半导体有限公司 垂直双扩散场效应晶体管及其制作方法
CN112864231A (zh) * 2021-01-28 2021-05-28 合肥维信诺科技有限公司 薄膜晶体管及其制备方法、阵列基板和显示面板
CN115483271B (zh) * 2021-05-31 2025-12-12 松山湖材料实验室 光电器件、选择开关、深紫外探测器、薄膜晶体管及应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102167954A (zh) * 2010-12-31 2011-08-31 长兴化学工业股份有限公司 涂料组合物及其用途
CN102347335A (zh) * 2010-07-23 2012-02-08 三星电子株式会社 显示基底及其制造方法
WO2012124434A1 (ja) * 2011-03-14 2012-09-20 富士フイルム株式会社 電界効果型トランジスタ、表示装置、センサ及び電界効果型トランジスタの製造方法
TW201246317A (en) * 2009-10-21 2012-11-16 Semiconductor Energy Lab Semiconductor device and manufacturing method the same
US8330155B2 (en) * 2008-11-14 2012-12-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor devices having channel layer patterns on a gate insulation layer
CN102832253A (zh) * 2011-06-14 2012-12-19 三星电子株式会社 薄膜晶体管

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI397184B (zh) * 2009-04-29 2013-05-21 Ind Tech Res Inst 氧化物半導體薄膜電晶體

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8330155B2 (en) * 2008-11-14 2012-12-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor devices having channel layer patterns on a gate insulation layer
TW201246317A (en) * 2009-10-21 2012-11-16 Semiconductor Energy Lab Semiconductor device and manufacturing method the same
CN102347335A (zh) * 2010-07-23 2012-02-08 三星电子株式会社 显示基底及其制造方法
CN102167954A (zh) * 2010-12-31 2011-08-31 长兴化学工业股份有限公司 涂料组合物及其用途
WO2012124434A1 (ja) * 2011-03-14 2012-09-20 富士フイルム株式会社 電界効果型トランジスタ、表示装置、センサ及び電界効果型トランジスタの製造方法
CN102832253A (zh) * 2011-06-14 2012-12-19 三星电子株式会社 薄膜晶体管

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