[发明专利]包括氧化物半导体层的薄膜晶体管，其制造方法和包括其的显示设备

说明书

公开一种薄膜晶体管。所述薄膜晶体管包括：栅极电极，设置在基板上；氧化物半导体层，设置为在与所述栅极电极隔离的状态下，与所述栅极电极的至少一部分重叠；栅极绝缘膜，设置在所述栅极电极与所述氧化物半导体层之间；源极电极，连接至所述氧化物半导体层；和漏极电极，以与所述源极电极间隔开的状态连接至所述氧化物半导体层，其中所述氧化物半导体层包括铟(In)、镓(Ga)、锌(Zn)、锡(Sn)和氧(O)，所述氧化物半导体层中的铟(In)含量大于镓(Ga)的含量，铟(In)的含量实质上等于锌(Zn)的含量，并且锡(Sn)与铟(In)的含量比(Sn/In)是0.1至0.25。

技术领域

本发明涉及一种包括氧化物半导体层的薄膜晶体管，制造该薄膜晶体管的方法和包括该薄膜晶体管的显示设备。

背景技术

在电子设备领域中，晶体管已被广泛用作开关装置或驱动装置。特别是，因为能够在玻璃基板或塑料基板上制造薄膜晶体管，所以薄膜晶体管作为诸如液晶显示设备或有机发光显示设备之类的显示设备的开关装置被广泛使用。

基于构成有源层的材料，薄膜晶体管可以被分类为：将非晶硅用作有源层的非晶硅薄膜晶体管、将多晶硅用作有源层的多晶硅薄膜晶体管、或将氧化物半导体用作有源层的氧化物半导体薄膜晶体管。

因为在短时间内沉积非晶硅以形成有源层，所以非晶硅薄膜晶体管(a-Si TFT)具有的优点在于制造时间短并且制造成本低。然而，非晶硅薄膜晶体管具有的缺点在于非晶硅薄膜晶体管具有低迁移率，例如霍尔迁移率，由此非晶硅薄膜晶体管的电流驱动能力不佳，并且非晶硅薄膜晶体管的阈值电压发生变化，由此在有源矩阵有机发光装置(AMOLED)中非晶硅薄膜晶体管的使用受到限制。

多晶硅薄膜晶体管(poly-Si TFT)通过沉积并结晶非晶硅来制造。为了制造多晶硅薄膜晶体管，需要结晶非晶硅的处理，所以处理数量增加，结果制造成本增加。另外，因为结晶处理在高处理温度下进行，因此难以将多晶硅薄膜晶体管应用于大尺寸设备。此外，因为其多晶特性，难以确保多晶硅薄膜晶体管的均匀性。

对于氧化物半导体薄膜晶体管(氧化物半导体TFT)，构成有源层的氧化物可以在相对低的温度下沉积，氧化物半导体薄膜晶体管的迁移率高，并且基于氧的含量，氧化物的电阻变化很大，由此容易获得氧化物半导体薄膜晶体管的期望的物理性质。另外，由于氧化物的性质，氧化物半导体是透明的，所以氧化物半导体薄膜晶体管在实现透明显示器方面是有利的。氧化物半导体由氧化锌(ZnO)、氧化铟锌(InZnO)或氧化铟镓锌(InGaZnO₄)制成。

[现有技术文件]

[专利文件]

专利文件0001：发明名称为“薄膜晶体管”的韩国专利申请公开No. 10-2015-0027164

专利文件0002：发明名称为“薄膜晶体管”的韩国专利申请公开No. 10-2016-0098360

发明内容

考虑到上述问题而提出本发明，并且本发明的目的是提供一种包括氧化物半导体层的薄膜晶体管，所述氧化物半导体层包含锡(Sn)并展现出优异的迁移率和可靠性。

本发明的另一个目的是提供一种薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括具有预定厚度并通过在预定温度下沉积和热处理形成的氧化物半导体层，由此该薄膜晶体管展现出优异的承受热和光的能力。

本发明的再一个目的是提供一种制造上述薄膜晶体管的方法和包括上述薄膜晶体管的显示设备。