[发明专利]薄膜晶体管的沟道层、薄膜晶体管及它们的制造方法

说明书

技术领域

示例实施例涉及一种用于薄膜晶体管的沟道层、一种包括该沟道层的薄 膜晶体管以及它们的制造方法。

背景技术

在平板显示设备(例如，液晶显示设备和/或有机发光显示设备)中，薄膜 晶体管可以被用作开关装置或驱动装置。形成沟道层的材料和作为移动电荷 载流子的路径的沟道层的状态可以影响薄膜晶体管的载流子迁移率或漏电 流。

在现今的液晶显示设备中，薄膜晶体管的沟道层大部分可由非晶硅层形 成，如此，薄膜晶体管的载流子迁移率会相对低(大约0.5cm²/Vs)，因此，难 以提高液晶显示设备的操作速度。

因此，在相关技术中，已经研究了作为薄膜晶体管的沟道层的具有的载 流子迁移率高于非晶硅层的载流子迁移率的半导体氧化物材料层，例如，ZnO 类材料层，因为ZnO类材料层的载流子迁移率比非晶硅层的载流子的迁移率 高几十倍。

发明内容

示例实施例提供了一种由具有载流子迁移率高于非晶硅层的载流子迁移 率的材料形成的沟道层、一种包括该沟道层的薄膜晶体管以及制造它们的方 法。

根据示例实施例，一种用于薄膜晶体管的沟道层可以包含掺杂有过渡金 属的IZO(氧化铟锌)。沟道层可以由用式a(In₂O₃)·b(ZnO)表示的材料制成，其 中，a和b是这样的实数，即，a＞大约0且b＞大约0。沟道层可以由用式 a(In₂O₃)·b(ZnO)表示的材料形成，其中，a和b是这样的实数，即，大约0＜a≤ 大约1且b≥大约1。过渡金属可以为从钴族到铜族的元素中选择的至少一种 元素。过渡金属可以为Ni或Cu。过渡金属的掺杂浓度可以为大约10³原子/ 立方厘米(atom/cm³)～大约10²²atom/cm³。

根据示例实施例，一种薄膜晶体管可以包括：栅电极和根据示例实施例 的沟道层，在基底上；栅绝缘层，在栅电极和沟道层之间；源电极和漏电极， 接触沟道层的端部。栅电极可以在沟道层上方或下方。薄膜晶体管还可以包 括：钝化层，在栅绝缘层和栅电极上或在栅绝缘层、源电极和漏电极上。

根据示例实施例，一种形成用于薄膜晶体管中的沟道层的方法可以包括： 提供用于形成沟道的半导体材料层；将半导体材料层图案化以形成沟道层， 其中，半导体材料层可为掺杂有过渡金属的IZO层。沟道层可以由用式 a(In₂O₃)·b(ZnO)表示的材料形成，其中，a和b是这样的实数，即，a＞大约0 且b＞大约0。沟道层可以由用式a(In₂O₃)·b(ZnO)表示的材料形成，其中，a 和b是这样的实数，即，大约0＜a≤大约1且b≥大约1。过渡金属可以为从钴 族到铜族的元素中选择的至少一种元素。过渡金属可以为Ni或Cu。过渡金 属的掺杂浓度可以为大约10³atom/cm³～大约10²²atom/cm³。

根据示例实施例，一种制造薄膜晶体管的方法可以包括：在基底上形成 根据示例实施例的沟道层；在沟道层上形成源电极和漏电极，其中，源电极 和漏电极接触沟道层的端部；在沟道层的暴露部分以及源电极和漏电极上形 成栅绝缘层；在栅绝缘层上形成栅电极。所述方法还可以包括：在栅绝缘层 和栅电极上形成钝化层。

根据示例实施例，一种制造薄膜晶体管的方法可以包括：在基底上形成 栅电极和栅绝缘层；在栅绝缘层上形成根据示例实施例的沟道层；在沟道层 上形成源电极和漏电极，其中，源电极和漏电极接触沟道层的端部。所述方 法还可以包括：在栅绝缘层上形成钝化层以覆盖源电极和漏电极。

示例实施例的使用可以实现包括具有提高了的载流子迁移率的沟道层的 薄膜晶体管。

附图说明

通过下面结合附图的详细描述，将更清楚地理解示例实施例。图1至图 6表示这里描述的非限制性示例实施例。

图1和图2是根据示例实施例的薄膜晶体管的剖视图；

图3A至图3F和图4A至图4D分别是示出了根据示例实施例的制造图1 和图2中的薄膜晶体管的方法的剖视图；