[發(fā)明專利]薄膜晶體管和顯示裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910224527.1
• 申請日: 2009-11-17
• 公開（公告）號: CN101740636A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 德永和彥
• 申請（專利權(quán)）人: 索尼株式會社
• 主分類號: H01L29/786
• 分類號: H01L29/786;H01L29/49;G02F1/1368
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 李穎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種使用氧化物半導(dǎo)體膜的薄膜晶體管和使用所述薄 膜晶體管的顯示裝置。

背景技術(shù)

近年來，使用其主要成分為氧化物的半導(dǎo)體(在下文中，稱為氧 化物半導(dǎo)體)作為有源層的薄膜晶體管(TFT)受到關(guān)注。已知氧化 物半導(dǎo)體的電子遷移率高于通常用于液晶顯示器等的非晶硅(α- Si)的電子遷移率，并且氧化物半導(dǎo)體具有優(yōu)良的電氣特性。作為這 樣的氧化物半導(dǎo)體，提出了其主要成分為氧化鋅(ZnO)的氧化物半 導(dǎo)體(參見專利文獻(xiàn)1：日本未審專利申請公開No.2002-76356)、 其主要成分為In-M-Zn-O(M表示鎵(Ga)、鋁(Al)和鐵(Fe) 中的至少一種)的氧化物半導(dǎo)體(參見專利文獻(xiàn)2：日本未審專利申 請公開No.2007-134496)等。在專利文獻(xiàn)2的薄膜晶體管中，通過在 具有特定功函數(shù)的金屬的氧化物半導(dǎo)體上形成源電極和漏電極，實(shí)現(xiàn) 了高通/斷比。

發(fā)明內(nèi)容

然而，在這樣的氧化物半導(dǎo)體中，氧隨著制造、操作等的時(shí)間而 脫離，由于該原因，薄膜晶體管的電流-電壓特性劣化。這導(dǎo)致了可 靠性的劣化。

因此，希望提供通過抑制電氣特性的劣化而實(shí)現(xiàn)提高的可靠性的 薄膜晶體管和使用所述薄膜晶體管的顯示裝置。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供一種包括下述部件的薄膜晶體管：形 成溝道的氧化物半導(dǎo)體膜；經(jīng)由柵極絕緣膜放置在氧化物半導(dǎo)體膜的 一側(cè)上的柵電極；和作為源電極和漏電極、與氧化物半導(dǎo)體膜相接觸 地形成的一對電極，所述一對電極是通過從氧化物半導(dǎo)體膜的一側(cè)按 順序疊層第一和第二金屬層的每一個(gè)而獲得的。第一金屬層由離子化 能量等于或高于鉬(Mo)的金屬、具有阻氧性的金屬或具有阻氧性 的金屬的氮化物或硅氮化物形成。

在本發(fā)明的實(shí)施例的薄膜晶體管中，與氧化物半導(dǎo)體膜相接觸的 一對電極是通過疊層第一和第二金屬層而獲得的，并且與氧化物半導(dǎo) 體膜相接觸的第一金屬層是由離子化能量等于或高于鉬的離子化能量 的金屬(也就是說，不易于被氧化的金屬)制成的。如果與氧化物半 導(dǎo)體膜相接觸的金屬層是由離子化能量低于鉬的離子化能量的金屬 (也就是說，易于被氧化的金屬)形成的，則氧化物半導(dǎo)體膜中的氧 隨著金屬層的氧化被容易地帶到金屬層的一側(cè)。因此，如果易于被氧 化的金屬與氧化物半導(dǎo)體膜相接觸，則氧化物半導(dǎo)體膜中的氧脫離， 并發(fā)生損耗。由于該原因，容易產(chǎn)生載流子。因此，通過用不易于被 氧化的金屬制成與氧化物半導(dǎo)體膜相接觸的第一金屬層，抑制了由于 氧化物半導(dǎo)體膜中的氧的損失而導(dǎo)致的載流子的產(chǎn)生。

可供替換地，通過由具有阻氧性的金屬、或由具有阻氧性的金屬 的氮化物或硅氮化物形成第一金屬層，可以抑制氧化物半導(dǎo)體膜中的 氧脫離到外部。因此，與第一金屬層由具有預(yù)定離子化能量的金屬形 成的情況相同，抑制了氧化物半導(dǎo)體膜中的載流子的產(chǎn)生。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種包括本發(fā)明的實(shí)施例的顯示元 件和薄膜晶體管的顯示裝置。

在本發(fā)明的實(shí)施例的薄膜晶體管和顯示裝置中，與氧化物半導(dǎo)體 膜相接觸的一對電極具有層疊結(jié)構(gòu)，并且在氧化物半導(dǎo)體膜的一側(cè)上 的第一金屬層是由離子化能量等于或高于鉬的離子化能量的金屬、具 有阻氧性的金屬、或具有阻氧性的金屬的氮化物或硅氮化物形成的。 因此，可抑制由于氧的脫離而導(dǎo)致的載流子的產(chǎn)生。因此，抑制了電 氣特性的劣化，并且可提高可靠性。

本發(fā)明的其它和進(jìn)一步的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將從下述說明更加顯 而易見。

附圖說明

圖1A和1B表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的薄膜晶體管的橫截面結(jié) 構(gòu)。

圖2A至2D是示出了以制造順序制造圖1A和1B中所示的薄膜 晶體管的方法的圖。

圖3是示出了使用圖1A和1B所示的薄膜晶體管的顯示裝置的 電路配置的圖。

圖4是示出了圖3所示的像素驅(qū)動(dòng)電路的例子的等效電路圖。

圖5是示出了實(shí)施例中的在剛退火之后的Vg-Id特性的圖。

圖6是示出了實(shí)施例中的從退火時(shí)起經(jīng)過四天之后的Vg-Id特性 的圖。

圖7是示出了實(shí)施例中的從退火時(shí)起經(jīng)過七天之后的Vg-Id特性 的圖。

圖8A和8B是示出了比較例子1和2的源電極和漏電極的疊層 結(jié)構(gòu)的圖。

圖9是示出了比較例子1中的在剛退火之后的Vg-Id特性的圖。