[发明专利]薄膜晶体管及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及薄膜晶体管及其制造方法。

背景技术

薄膜晶体管(TFT)广泛应用于例如液晶显示设备和有机EL显示设备。具体而言，将非晶硅用于活性层的TFT当前广泛用于大型液晶显示设备。然而，存在对将来适用于例如较大尺寸、较高可靠性和较高迁移率的新颖活性层的实际应用的要求。

例如，专利文献1揭示了使用In-Ga-Zn-O基非晶氧化物的TFT。该氧化物是以低温成膜的并且在可见范围是透明的。因此，有可能实现能在塑料衬底上形成的透明TFT。此外，已实现是非晶硅的迁移率的大约10倍的迁移率。

在使用这种氧化物的TFT中，期望对迁移率的进一步改进。

引用列表

专利文献

专利文献1：JP 2004-103957A公报

发明内容

技术问题

本发明提供基于氧化物半导体的高迁移率的薄膜晶体管及其制造方法。

问题的解决方案

根据本发明的一方面，提供了一种薄膜晶体管，其包括：栅电极；半导体层，其面对栅电极设置并包括含有镓和锌中的至少一种以及铟的氧化物；栅绝缘膜，设置在栅电极和半导体层之间；以及源电极和漏电极，它们电连接到半导体层并彼此分隔开，该半导体层包括在半导体层中三维散布并具有原子排列周期性的多个微晶体。

根据本发明的另一方面，提供了一种制造薄膜晶体管的方法，该薄膜晶体管包括：栅电极；半导体层，其面对栅电极设置，包括含有镓和锌中的至少一种以及铟的氧化物，并包括三维散布并具有原子排列周期性的多个微晶体；栅绝缘膜，设置在栅电极和半导体层之间；以及源电极和漏电极，它们电连接到半导体层并彼此分隔开，该方法包括：形成栅电极、栅绝缘膜以及含有镓和锌中的至少一种以及铟的氧化物膜的层叠膜；通过在高于或等于320℃且低于或等于380℃的温度下对层叠膜进行热处理在氧化物膜中形成微晶体；以及形成源电极和漏电极以连接至氧化物膜，形成层叠膜包括以下两种方式：在衬底的主表面上形成氧化物膜，在氧化物膜上形成由氧化硅膜制成的栅绝缘膜，以及在栅绝缘膜上形成栅电极，以使氧化物膜被栅绝缘膜覆盖；或者在衬底的主表面上形成栅电极，在栅电极上形成栅绝缘膜，在栅绝缘膜上形成氧化物膜，以及在氧化物膜上形成由氧化硅膜制成的沟道保护层，以使氧化物膜被沟道保护层覆盖，而形成微晶体在氧化物膜被构成栅绝缘膜和沟道保护层的氧化硅膜覆盖的状态下执行。

本发明的有利效果

根据本发明，提供基于氧化物半导体的高迁移率的薄膜晶体管及其制造方法。

附图说明

[图1]是示出薄膜晶体管的示意图。

[图2]是示出制造薄膜晶体管的方法的顺序示意截面图。

[图3]是示出薄膜晶体管的特性的曲线图。

[图4]是示出薄膜晶体管的特性的曲线图。

[图5]是薄膜晶体管中的半导体层的透射电子显微图。

[图6]示出半导体层的透射电子显微图的傅里叶变换图。

[图7]是薄膜晶体管中的半导体层的透射电子显微图。

[图8]示出半导体层的透射电子显微图的傅里叶变换图。

[图9]是示出薄膜晶体管的特性的曲线图。

[图10]是示出半导体层的构造的示意图。

[图11]是示出薄膜晶体管的示意图。

[图12]是示出制造薄膜晶体管的方法的顺序示意截面图。

[图13]是示出薄膜晶体管的示意图。

[图14]是示出制造薄膜晶体管的方法的顺序示意截面图。

[图15]是示出有源矩阵显示设备的示意图。

[图16]是示出有源矩阵显示设备的等效电路的电路图。

[图17]是示出有源矩阵显示设备的示意图。

[图18]是示出制造薄膜晶体管和有源矩阵显示设备的方法的顺序示意截面图。

[图19]是示出有源矩阵显示设备的示意图。

[图20]是示出着色层的示意平面图。

[图21]是示出有源矩阵显示设备的等效电路的电路图。

[图22]是示出制造薄膜晶体管的方法的流程图。

各实施例的描述

在下文中，将参考附图详细描述本发明的各个实施例。

附图是示意性或概念性的。各部分的厚度和宽度之间的关系以及各部分之间的大小比例不一定与实际相同。此外，取决于附图，相同部分可示为具有不同尺寸或比例。