[發(fā)明專利]氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110208118.X
• 申請(qǐng)日: 2011-07-19
• 公開（公告）號(hào): CN102468341A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王盛民;尹柱善;徐泰安;金正晥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三星移動(dòng)顯示器株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01L29/786
• 分類號(hào): H01L29/786;H01L21/336
• 代理公司: 北京英賽嘉華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11204
• 代理人: 余朦;王艷春

相關(guān)申請(qǐng)交叉引用

本申請(qǐng)根據(jù)35U.S.C.§119要求于2010年11月15日提交的第2010-0113326號(hào)韓國專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，其所公開的全部內(nèi)容通過引用并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實(shí)施方式涉及薄膜晶體管(TFT)。更具體地，本發(fā)明的實(shí)施方式涉及氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管以及制造氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的方法。

背景技術(shù)

最近，氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管已經(jīng)作為開關(guān)元件或驅(qū)動(dòng)元件而廣泛用于諸如液晶顯示(LCD)裝置、有機(jī)發(fā)光顯示(OLED)裝置等顯示裝置中。具體地，氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管用于提供對(duì)施加至其柵極的高電壓的高耐久性和高可靠性，用作顯示裝置的柵極掃描電路、背板等的基本結(jié)構(gòu)。然而，當(dāng)向傳統(tǒng)氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的柵極電極持續(xù)施加高電壓時(shí)，傳統(tǒng)氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管可能容易劣化并發(fā)生故障。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的實(shí)施方式提供了一種氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管，該氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管對(duì)持續(xù)施加至其柵極電極的高電壓具有高耐久性和高可靠性。

本發(fā)明的實(shí)施方式提供了一種制造該氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的方法。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，一種氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管包括：柵極電極，柵極電極位于襯底上并具有第一面積；柵極絕緣層，柵極絕緣層位于柵極電極上并覆蓋柵極電極；有源層，有源層位于柵極絕緣層上并具有小于第一面積的第二面積；源極電極，源極電極位于有源層上并接觸有源層的源極區(qū)域；漏極電極，漏極電極位于有源層上并接觸有源層的漏極區(qū)域；以及鈍化層，鈍化層覆蓋有源層、源極電極、以及漏極電極。

柵極絕緣層可以包括具有第三面積的突起，第三面積小于有源層的第二面積。

有源層的中央?yún)^(qū)域可以在與柵極絕緣層的突起相對(duì)應(yīng)的區(qū)域中相對(duì)于有源層的周圍區(qū)域升起。

有源層的中央?yún)^(qū)域可以包括有源層的溝道區(qū)域。此外，有源層的周圍區(qū)域可以包括有源層的源極區(qū)域和有源層的漏極區(qū)域。

該氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管還可以包括蝕刻阻擋層，蝕刻阻擋層位于有源層與源極電極之間以及有源層與漏極電極之間。

蝕刻阻擋層可以具有接觸孔結(jié)構(gòu)，在接觸孔結(jié)構(gòu)中，源極電極和漏極電極通過蝕刻阻擋層中的多個(gè)接觸孔接觸有源層。

蝕刻阻擋層可以具有島狀結(jié)構(gòu)，在島狀結(jié)構(gòu)中，源極電極和漏極電極接觸有源層的周圍區(qū)域，周圍區(qū)域具有源極區(qū)域和漏極區(qū)域。

有源層可以包括氧化物材料，氧化物材料包括銦(In)、鋅(Zn)、鎵(Ga)、或錫(Sn)中的至少一種。

氧化物材料還可以包括鋰(Li)、鈉(Na)、錳(Mn)、鎳(Ni)、鈀(Pd)、銅(Cu)、鎘(Cd)、碳(C)、氮(N)、磷(P)、鈦(Ti)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、釩(V)、釕(Ru)、鍺(Ge)、或氟(F)中的至少一種。

氧化物材料的電子載流子濃度可以是從約10¹²/cm³至約10¹⁸/cm³。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式，一種制造氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的方法包括：在襯底上形成柵極電極，柵極電極具有第一面積；在柵極電極上形成柵極絕緣層，柵極絕緣層覆蓋柵極電極；在柵極絕緣層上形成有源層，有源層具有小于第一面積的第二面積；在有源層上形成源極電極和漏極電極，源極電極接觸有源層的源極區(qū)域，漏極電極接觸有源層的漏極區(qū)域；以及在有源層、源極電極、以及漏極電極上形成鈍化層。

制造氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的方法還可以包括在有源層與源極電極之間以及有源層與源極電極之間形成蝕刻阻擋層。

柵極絕緣層可以包括具有第三面積的突起，第三面積小于有源層的第二面積。

有源層的中央?yún)^(qū)域可以在與柵極絕緣層的突起相對(duì)應(yīng)的區(qū)域中相對(duì)于有源層的周圍區(qū)域升起。

有源層的中央?yún)^(qū)域可以包括所述有源層的溝道區(qū)域。此外，有源層的周圍區(qū)域可以包括有源層的源極區(qū)域和有源層的漏極區(qū)域。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，由于即使在高電壓持續(xù)施加至氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的柵極電極時(shí)，氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管也不會(huì)輕易地劣化或發(fā)生故障，故該氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管可以被用作顯示裝置(例如，LCD裝置、OLED裝置等)的柵極掃描電路、背板等的基本結(jié)構(gòu)。此外，通過一種制造氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的方法，可以制造對(duì)持續(xù)施加至其柵極電極的高電壓具有高耐久性和高可靠性的氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管。

附圖說明

通過下面的說明并結(jié)合附圖，可以更詳細(xì)地理解本發(fā)明的實(shí)施方式，其中：