[發(fā)明專利]氧化物半導(dǎo)體組成物、氧化物薄膜晶體管及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201310580866.X
• 申請日: 2013-11-15
• 公開（公告）號: CN104659104A
• 公開（公告）日: 2015-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝佳升;連詹田;吳宏昱;傅欣敏;梁建錚
• 申請（專利權(quán)）人: 中華映管股份有限公司
• 主分類號: H01L29/786
• 分類號: H01L29/786;H01L21/336
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 臧建明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是有關(guān)于一種半導(dǎo)體組成物及其制備方法、薄膜晶體管及其制備方法，且特別是有關(guān)于一種氧化物半導(dǎo)體組成物、氧化物薄膜晶體管及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著顯示科技的日益進(jìn)步，人們借著顯示器的輔助可使生活更加便利，為求顯示器輕、薄的特性，促使平面顯示器（flat?panel?display，簡稱：FPD）成為目前的主流。在諸多平面顯示器中，液晶顯示器（liquid?crystal?display，簡稱：LCD）具有高空間利用效率、低消耗功率、無輻射以及低電磁干擾等優(yōu)越特性，因此，液晶顯示器深受消費(fèi)者歡迎。一般而言，可通過薄膜晶體管控制液晶分子的灰階電壓進(jìn)而顯示畫面。薄膜晶體管的半導(dǎo)體層可有效控制信號傳輸速度。

薄膜晶體管的通道電流(Ion)主要與半導(dǎo)體層的寬度與長度的比值成正比：Ion=U*W/L(VG-Vth)VD，U：載子移動率、W：通道寬度L：通道長度、VG：柵極電壓、Vth：臨界電壓、以及VD：漏極電壓，因此可利用增加半導(dǎo)體層寬度的方式來提高通道電流。然而，增加半導(dǎo)體層的寬度往往會對元件布局造成影響，例如開口率的下降。

此外，目前可撓性面板的技術(shù)越來越受到重視。然而，由于現(xiàn)有薄膜晶體管的半導(dǎo)體層通常是以金屬或非晶硅等延展性不佳的材料制作而成，因此將現(xiàn)有薄膜晶體管應(yīng)用于可撓性面板時，常有薄膜晶體管產(chǎn)生裂痕而無法正常顯示畫面的問題產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種氧化物半導(dǎo)體組成物，其包括石墨烯與金屬氧化物，其所制得的氧化物半導(dǎo)體層可提供良好的載子遷移率以及延展性。

本發(fā)明提供一種氧化物半導(dǎo)體組成物的制備方法，其包括以下步驟。混合金屬氧化物前驅(qū)物、石墨烯以及溶劑以形成氧化物半導(dǎo)體組成物，其中所述金屬氧化物前驅(qū)物與所述溶劑構(gòu)成金屬氧化物溶液，且所述石墨烯分散于所述金屬氧化物溶液中，以所述氧化物半導(dǎo)體組成物的總重量計，其中所述石墨烯的含量為0.01至10重量百分比，所述金屬氧化物前驅(qū)物的含量為0.01至30重量百分比，所述溶劑的含量為60至99.98重量百分比。

本發(fā)明提供一種氧化物半導(dǎo)體組成物，其包括石墨烯、金屬氧化物以及溶劑。以氧化物半導(dǎo)體組成物的總重量計，其中石墨烯的含量為0.01至10重量百分比，金屬氧化物的含量為0.01至30重量百分比，溶劑的含量為60至99.98重量百分比。

本發(fā)明提供一種氧化物薄膜晶體管(oxide?thin?film?transistor,簡稱：oxide?TFT)的制備方法，其包括以下步驟。混合金屬氧化物前驅(qū)物、石墨烯以及溶劑以形成氧化物半導(dǎo)體組成物，其中所述金屬氧化物前驅(qū)物與所述溶劑構(gòu)成金屬氧化物溶液，且所述石墨烯分散于所述金屬氧化物溶液中，以所述氧化物半導(dǎo)體組成物的總重量計，其中所述石墨烯的含量為0.01至10重量百分比，所述金屬氧化物前驅(qū)物的含量為0.01至30重量百分比，所述溶劑的含量為60至99.98重量百分比。在基底上提供氧化物半導(dǎo)體組成物，并使氧化物半導(dǎo)體組成物固化以形成氧化物半導(dǎo)體層。形成源極、漏極以及柵極，其中氧化物半導(dǎo)體層位于源極與柵極之間且位于漏極與柵極之間。

本發(fā)明另提供一種氧化物薄膜晶體管，包括源極、漏極、柵極以及氧化物半導(dǎo)體層，其中所述氧化物半導(dǎo)體層位于源極與柵極之間且位于漏極與柵極之間。氧化物半導(dǎo)體層包括金屬氧化物層以及石墨烯，其中石墨烯分散于金屬氧化物層中。

基于上述，以本發(fā)明的半導(dǎo)體組成物所形成的氧化物半導(dǎo)體層具有良好的載子遷移率以及良好的延展性。如此一來，包括此氧化物半導(dǎo)體層的氧化物薄膜晶體管可具有良好的元件特性以及元件可靠度。

為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合所示附圖作詳細(xì)說明如下。

附圖說明

圖1A至圖1C示出本發(fā)明一實(shí)施例的氧化物薄膜晶體管的制造流程示意圖；

圖2示出實(shí)例1的氧化物薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3示出實(shí)例1的氧化物薄膜晶體管的漏極/源極電流對漏極/源極電壓的關(guān)系圖；

圖4示出實(shí)例1的氧化物薄膜晶體管的漏極/源極電流對柵極電壓的關(guān)系圖；

圖5示出實(shí)例1的氧化物薄膜晶體管與現(xiàn)有的氧化物薄膜晶體管的載子遷移率對彎折次數(shù)的關(guān)系圖；

圖6示出實(shí)例1的氧化物薄膜晶體管、非晶硅薄膜晶體管與低溫多晶硅薄膜晶體管的漏極輸出電流(Idd)對柵極驅(qū)動開啟電壓(Vgh)的關(guān)系圖。

附圖標(biāo)記說明；

100、100a：氧化物薄膜晶體管；

102：基板；