[发明专利]氧化物半导体薄膜晶体管及其制造方法

说明书

相关申请交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119要求于2010年11月15日提交的第2010-0113326号韩国专利申请的优先权，其所公开的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明的实施方式涉及薄膜晶体管(TFT)。更具体地，本发明的实施方式涉及氧化物半导体薄膜晶体管以及制造氧化物半导体薄膜晶体管的方法。

背景技术

最近，氧化物半导体薄膜晶体管已经作为开关元件或驱动元件而广泛用于诸如液晶显示(LCD)装置、有机发光显示(OLED)装置等显示装置中。具体地，氧化物半导体薄膜晶体管用于提供对施加至其栅极的高电压的高耐久性和高可靠性，用作显示装置的栅极扫描电路、背板等的基本结构。然而，当向传统氧化物半导体薄膜晶体管的栅极电极持续施加高电压时，传统氧化物半导体薄膜晶体管可能容易劣化并发生故障。

发明内容

本发明的实施方式提供了一种氧化物半导体薄膜晶体管，该氧化物半导体薄膜晶体管对持续施加至其栅极电极的高电压具有高耐久性和高可靠性。

本发明的实施方式提供了一种制造该氧化物半导体薄膜晶体管的方法。

根据本发明的一个实施方式，一种氧化物半导体薄膜晶体管包括：栅极电极，栅极电极位于衬底上并具有第一面积；栅极绝缘层，栅极绝缘层位于栅极电极上并覆盖栅极电极；有源层，有源层位于栅极绝缘层上并具有小于第一面积的第二面积；源极电极，源极电极位于有源层上并接触有源层的源极区域；漏极电极，漏极电极位于有源层上并接触有源层的漏极区域；以及钝化层，钝化层覆盖有源层、源极电极、以及漏极电极。

栅极绝缘层可以包括具有第三面积的突起，第三面积小于有源层的第二面积。

有源层的中央区域可以在与栅极绝缘层的突起相对应的区域中相对于有源层的周围区域升起。

有源层的中央区域可以包括有源层的沟道区域。此外，有源层的周围区域可以包括有源层的源极区域和有源层的漏极区域。

该氧化物半导体薄膜晶体管还可以包括蚀刻阻挡层，蚀刻阻挡层位于有源层与源极电极之间以及有源层与漏极电极之间。

蚀刻阻挡层可以具有接触孔结构，在接触孔结构中，源极电极和漏极电极通过蚀刻阻挡层中的多个接触孔接触有源层。

蚀刻阻挡层可以具有岛状结构，在岛状结构中，源极电极和漏极电极接触有源层的周围区域，周围区域具有源极区域和漏极区域。

有源层可以包括氧化物材料，氧化物材料包括铟(In)、锌(Zn)、镓(Ga)、或锡(Sn)中的至少一种。

氧化物材料还可以包括锂(Li)、钠(Na)、锰(Mn)、镍(Ni)、钯(Pd)、铜(Cu)、镉(Cd)、碳(C)、氮(N)、磷(P)、钛(Ti)、锆(Zr)、铪(Hf)、钒(V)、钌(Ru)、锗(Ge)、或氟(F)中的至少一种。

氧化物材料的电子载流子浓度可以是从约10¹²/cm³至约10¹⁸/cm³。

根据本发明的另一个实施方式，一种制造氧化物半导体薄膜晶体管的方法包括：在衬底上形成栅极电极，栅极电极具有第一面积；在栅极电极上形成栅极绝缘层，栅极绝缘层覆盖栅极电极；在栅极绝缘层上形成有源层，有源层具有小于第一面积的第二面积；在有源层上形成源极电极和漏极电极，源极电极接触有源层的源极区域，漏极电极接触有源层的漏极区域；以及在有源层、源极电极、以及漏极电极上形成钝化层。

制造氧化物半导体薄膜晶体管的方法还可以包括在有源层与源极电极之间以及有源层与源极电极之间形成蚀刻阻挡层。

栅极绝缘层可以包括具有第三面积的突起，第三面积小于有源层的第二面积。

有源层的中央区域可以在与栅极绝缘层的突起相对应的区域中相对于有源层的周围区域升起。

有源层的中央区域可以包括所述有源层的沟道区域。此外，有源层的周围区域可以包括有源层的源极区域和有源层的漏极区域。

根据本发明的实施方式，由于即使在高电压持续施加至氧化物半导体薄膜晶体管的栅极电极时，氧化物半导体薄膜晶体管也不会轻易地劣化或发生故障，故该氧化物半导体薄膜晶体管可以被用作显示装置(例如，LCD装置、OLED装置等)的栅极扫描电路、背板等的基本结构。此外，通过一种制造氧化物半导体薄膜晶体管的方法，可以制造对持续施加至其栅极电极的高电压具有高耐久性和高可靠性的氧化物半导体薄膜晶体管。

附图说明

通过下面的说明并结合附图，可以更详细地理解本发明的实施方式，其中：