[發(fā)明專利]一種改善器件均勻性的頂柵結構金屬氧化物薄膜晶體管及其制作方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210368283.6
• 申請日: 2012-09-28
• 公開（公告）號: CN102969364A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發(fā)明（設計）人: 向桂華;王娟;趙偉明
• 申請（專利權）人: 東莞有機發(fā)光顯示產(chǎn)業(yè)技術研究院;東莞彩顯有機發(fā)光科技有限公司
• 主分類號: H01L29/786
• 分類號: H01L29/786;H01L29/40;H01L21/336;H01L21/28
• 代理公司: 東莞市冠誠知識產(chǎn)權代理有限公司 44272
• 代理人: 張作林

技術領域

本發(fā)明涉及薄膜晶體管領域，特別是涉及一種改善器件均勻性的頂柵結構金屬氧化物薄膜晶體管及其制作方法。?

背景技術

金屬氧化物薄膜晶體管主要用于有機發(fā)光顯示、液晶顯示以及電子紙的有源驅動，也可以用于集成電路。?

近年來，基于金屬氧化物的薄膜晶體管因為其遷移率高、透光性好、薄膜結構穩(wěn)定、制作溫度低以及成本低等優(yōu)點受到越來越多的重視。特別是以In-Ga-Zn-O(IGZO)為代表的氧化物半導體TFT技術，相對于a-Si?TFT?可以實現(xiàn)更高的分辨率，相對于LTPS?TFT?技術則可提高良率、降低成本并實現(xiàn)節(jié)能化；總體而言，IGZO?TFT?技術綜合性能優(yōu)越，已取得很多突破性的進展。?

目前，IGZO技術的發(fā)展雖有很大進展，但仍存在穩(wěn)定性、均勻性等問題，阻礙其產(chǎn)業(yè)化進程。產(chǎn)業(yè)界和學術界許多研究組針對IGZO膜層制備技術展開研究，例如：?Takafumi?Aoi?等人（Thin?Solid?Films,?2010,?518(11):3004-3007）和Dong?Kyu?Seo等人（Acta?Materialia,?2011,?59:6743-6750）報道采用不同的鍍膜方式（DC?or?RF）制備IZGO膜；?Hai?Q.?Chiang?等人（Journal?of?Non-Crystalline?Solids,?2008,?354:2826-2830）、C.H.?Jung等人（Thin?Solid?Films?2009,?517(14):4078–4081）和C.J.?Chiu等人（Vacuum,?2011,?86(3):246-249）則分別從濺射氣壓、氧分壓、功率等鍍膜參數(shù)研究了IGZO的制備技術；華南理工大學組專門針對底柵結構，提出采用過渡層與半導體層來改善氧化物TFT特性的技術（申請?zhí)枺?01010182715.5）。還有研究組報道了有源層制備后的改善處理技術，例如：?Seok-Jun?Seo?等人（Electrochemical?and?Solid-State?Letters,?2010,?13(10):H357-H359）、Soyeon?Park等人（Journal?of?Nanoscience?and?Nanotechnology,?2011,?11:?6029-6033）和Chur-Shyang?Fuh等人（Thin?Solid?Films,?2011,?520(5):1489-1494）通過改變溫度、氣氛、時間等退火條件對IGZO-TFT性能進行優(yōu)化改善。除此之外，溝道保護層制備及材料的優(yōu)化也非常關鍵，?Antonis?Olziersky?等人（Journal?of?Applied?Physics,?2010,?108,?064505）和Shou-En?Liu等人（IEEE?Electron?Device?Letters,?2011,?32:161-163）通過研究溝道鈍化層的制作方式和材料類型。?

對IGZO氧化物半導體TFT的研究，大部分以底柵結構的器件為主。現(xiàn)也有報道采用頂柵器件可得到更好的TFT特性；但是，在IGZO鍍膜以后沉積絕緣層及電極，后續(xù)膜層制作工藝需在真空下、或等離子氛圍中制作，這會影響IGZO膜層的微觀結構，例如晶粒過小或過大，晶體界面之間結晶形態(tài)結構不均勻、不合理；甚至產(chǎn)生缺陷，例如離子空位。因此，對于頂柵結構而言，仍存在穩(wěn)定性、均勻性問題。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一是要解決的技術問題在于針對現(xiàn)有薄膜晶體管器件的均勻性和穩(wěn)定性不足而提供一種穩(wěn)定性、均勻性優(yōu)良的頂柵結構金屬氧化物薄膜晶體管。?

本發(fā)明的目的之二是提供上述薄膜晶體管的制作方法。?

本發(fā)明的技術方案如下：?

????一種改善器件均勻性的頂柵結構金屬氧化物薄膜晶體管，該薄膜晶體管包括基板、有源層輔助電極、有源層、絕緣層、柵極、源極和漏極；其中，有源層輔助電極設于基板之上，有源層設于有源層輔助電極之上，源極設于有源層上側之一端，漏極設于有源層上側之另一端，絕緣層設于有源層上側之中部，柵極設于絕緣層之上；有源層輔助電極有兩支，均設于基板與有源層之間并分別與源極和漏極相連接；有源層為復合膜層結構或單層膜層結構，當有源層為復合膜層結構時，從下而上依次為貧氧型金屬氧化物膜層、富氧型金屬氧化物膜層；當有源層為單層膜層結構時，為金屬氧化物膜層。

上述基板材料為硅片、玻璃或者陶瓷中的一種。?

上述有源層輔助電極可用帶電極層的玻璃形成，如ITO玻璃，或用濺射法制作的金屬電極。?