[发明专利]薄膜晶体管和显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用氧化物半导体膜的薄膜晶体管和使用所述薄 膜晶体管的显示装置。

背景技术

近年来，使用其主要成分为氧化物的半导体(在下文中，称为氧 化物半导体)作为有源层的薄膜晶体管(TFT)受到关注。已知氧化 物半导体的电子迁移率高于通常用于液晶显示器等的非晶硅(α- Si)的电子迁移率，并且氧化物半导体具有优良的电气特性。作为这 样的氧化物半导体，提出了其主要成分为氧化锌(ZnO)的氧化物半 导体(参见专利文献1：日本未审专利申请公开No.2002-76356)、 其主要成分为In-M-Zn-O(M表示镓(Ga)、铝(Al)和铁(Fe) 中的至少一种)的氧化物半导体(参见专利文献2：日本未审专利申 请公开No.2007-134496)等。在专利文献2的薄膜晶体管中，通过在 具有特定功函数的金属的氧化物半导体上形成源电极和漏电极，实现 了高通/断比。

发明内容

然而，在这样的氧化物半导体中，氧随着制造、操作等的时间而 脱离，由于该原因，薄膜晶体管的电流-电压特性劣化。这导致了可 靠性的劣化。

因此，希望提供通过抑制电气特性的劣化而实现提高的可靠性的 薄膜晶体管和使用所述薄膜晶体管的显示装置。

根据本发明的实施例，提供一种包括下述部件的薄膜晶体管：形 成沟道的氧化物半导体膜；经由栅极绝缘膜放置在氧化物半导体膜的 一侧上的栅电极；和作为源电极和漏电极、与氧化物半导体膜相接触 地形成的一对电极，所述一对电极是通过从氧化物半导体膜的一侧按 顺序叠层第一和第二金属层的每一个而获得的。第一金属层由离子化 能量等于或高于钼(Mo)的金属、具有阻氧性的金属或具有阻氧性 的金属的氮化物或硅氮化物形成。

在本发明的实施例的薄膜晶体管中，与氧化物半导体膜相接触的 一对电极是通过叠层第一和第二金属层而获得的，并且与氧化物半导 体膜相接触的第一金属层是由离子化能量等于或高于钼的离子化能量 的金属(也就是说，不易于被氧化的金属)制成的。如果与氧化物半 导体膜相接触的金属层是由离子化能量低于钼的离子化能量的金属 (也就是说，易于被氧化的金属)形成的，则氧化物半导体膜中的氧 随着金属层的氧化被容易地带到金属层的一侧。因此，如果易于被氧 化的金属与氧化物半导体膜相接触，则氧化物半导体膜中的氧脱离， 并发生损耗。由于该原因，容易产生载流子。因此，通过用不易于被 氧化的金属制成与氧化物半导体膜相接触的第一金属层，抑制了由于 氧化物半导体膜中的氧的损失而导致的载流子的产生。

可供替换地，通过由具有阻氧性的金属、或由具有阻氧性的金属 的氮化物或硅氮化物形成第一金属层，可以抑制氧化物半导体膜中的 氧脱离到外部。因此，与第一金属层由具有预定离子化能量的金属形 成的情况相同，抑制了氧化物半导体膜中的载流子的产生。

根据本发明的实施例，提供了一种包括本发明的实施例的显示元 件和薄膜晶体管的显示装置。

在本发明的实施例的薄膜晶体管和显示装置中，与氧化物半导体 膜相接触的一对电极具有层叠结构，并且在氧化物半导体膜的一侧上 的第一金属层是由离子化能量等于或高于钼的离子化能量的金属、具 有阻氧性的金属、或具有阻氧性的金属的氮化物或硅氮化物形成的。 因此，可抑制由于氧的脱离而导致的载流子的产生。因此，抑制了电 气特性的劣化，并且可提高可靠性。

本发明的其它和进一步的目的、特征和优点将从下述说明更加显 而易见。

附图说明

图1A和1B表示根据本发明的实施例的薄膜晶体管的横截面结 构。

图2A至2D是示出了以制造顺序制造图1A和1B中所示的薄膜 晶体管的方法的图。

图3是示出了使用图1A和1B所示的薄膜晶体管的显示装置的 电路配置的图。

图4是示出了图3所示的像素驱动电路的例子的等效电路图。

图5是示出了实施例中的在刚退火之后的Vg-Id特性的图。

图6是示出了实施例中的从退火时起经过四天之后的Vg-Id特性 的图。

图7是示出了实施例中的从退火时起经过七天之后的Vg-Id特性 的图。

图8A和8B是示出了比较例子1和2的源电极和漏电极的叠层 结构的图。

图9是示出了比较例子1中的在刚退火之后的Vg-Id特性的图。