[發明專利]晶體管器件

有效

• 申請號: 201580064397.3
• 申請日: 2015-10-20
• 公開（公告）號: CN107004702B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: H·斯林豪斯;K·邦戈;V·佩庫尼亞
• 申請（專利權）人: 劍橋企業有限公司
• 主分類號: H01L29/49
• 分類號: H01L29/49;H01L21/34;H01L29/786
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 歐陽帆

一種晶體管器件，包括在源極導體和漏極導體之間具有溝道長度L和溝道寬度W的并且經由有機聚合物電介質與柵極導體電容性地耦合的無機氧化物半導體溝道，有機聚合物電介質與無機氧化物半導體溝道接觸，其中在使柵極導體和漏極導體維持在相同電位的同時使在源極導體和漏極導體之間至少X nA的恒定電流維持達14小時的時段所需的柵極電壓，變化小于1V，優選地變化小于大約0.2V；其中X等于W/L比乘以50。

帶來本發明的工作受到了來自歐洲共同體第七框架計劃(European Community'sSeventh Framework Programme)(FP7/2007-2013)的資助，授予協議號為NMP3-SL-2011-263042。

技術領域

本發明涉及包括無機金屬氧化物半導體(MOX)的薄膜晶體管(TFT)器件。

背景技術

要實現具有良好的操作穩定性的高性能MOX TFT，金屬氧化物共同體(community)主要集中于金屬氧化物半導體與無機柵極電介質(諸如SiO₂、Si₃N₄、AlO_x、ZrO_x和HfO_x)的結合，這些無機柵極電介質是用于廣泛使用的無機半導體(諸如非晶硅或多晶硅)的既定的柵極電介質材料。

本申請的發明人已經對無機金屬氧化物與界面接合的有機聚合物柵極電介質(PGD)的結合進行了廣泛的研究，并且令人驚訝的是，本申請的發明人已經成功生產出了展現出優良的操作應力(stress)穩定性和/或低操作電壓的晶體管器件。應當指出，關于電穩定性，已經認為高穩定性氧化物TFT需要與無機柵極電介質(主要是AlO_x、SiO_x和SiN_x)界面接合，這些無機柵極電介質在原子界面結構、機械性能和熱性能方面與無機金屬氧化物更為兼容。

應當指出，關于許多小功率應用所期望的低電壓操作，已經認為，鑒于MOXS的大帶隙(3eV)以及所觀察到的在無機氧化物的相對介電常數和帶隙之間的反相關，實現沒有顯著的柵極漏電流的低電壓操作具有挑戰性。這里應當指出，目前的理解是，在半導體和柵極電介質的導帶/價帶之間的最小能量偏移需要大于1-2eV，以將電荷載流子限定于活性界面處并且使不期望的從半導體到柵極電介質內的電荷注入最小化。

發明內容

特此提供有一種晶體管器件，包括在源極導體和漏極導體之間具有溝道長度L和溝道寬度W的并且經由有機聚合物電介質與柵極導體電容性地耦合的無機氧化物半導體溝道，所述有機聚合物電介質與所述無機氧化物半導體溝道接觸，其中在使所述柵極導體和漏極導體維持在相同電位的同時使在所述源極導體和漏極導體之間至少X nA的恒定電流維持達14小時的時段所需的柵極電壓變化小于1V，優選地變化小于大約0.2V；其中X等于W/L比乘以50。

在一個實施例中，所述無機氧化物半導體溝道是非晶態無機氧化物半導體。

在一個實施例中，所述非晶態無機氧化物半導體包括銦和鋅中的至少一種。

在一個實施例中，所述半導體溝道通過僅包括有機聚合物電介質材料的柵極電介質與所述柵極導體電容性地耦合。

在一個實施例中，所述晶體管器件是頂柵晶體管器件。

在一個實施例中，所述晶體管器件由作為基板的柔性塑料支撐膜支撐。

在一個實施例中，所述柔性塑料支撐膜包括聚(2,6-萘二甲酸乙二醇酯)(poly(ethylene-2,6-naphthalate))、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚醚醚酮或聚酰亞胺。

特此提供有一種生產前述的晶體管器件的方法，包括通過基于溶液的處理來形成所述無機氧化物半導體和所述有機聚合物電介質的沉積物。