[發(fā)明專(zhuān)利]薄膜晶體管及其有源層和應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710923094.3
• 申請(qǐng)日: 2017-09-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108346702A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董婷
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廣東聚華印刷顯示技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L29/786
• 分類(lèi)號(hào): H01L29/786;H01L29/08
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 林青中

本發(fā)明涉及一種薄膜晶體管的有源層及其有源層和應(yīng)用。所述有源層由交替層疊的半導(dǎo)體層和導(dǎo)體層構(gòu)成，所述導(dǎo)體層的層數(shù)為至少一層，所述半導(dǎo)體層的層數(shù)至少兩層；所述導(dǎo)體層位于相鄰的兩層所述半導(dǎo)體層之間。該有源層在相鄰的兩層半導(dǎo)體層之間插入導(dǎo)體層，與所述半導(dǎo)體層相比較，所述導(dǎo)體層的電阻較低，由此所述半導(dǎo)體層中的載流子能夠通過(guò)導(dǎo)體層加速漂移，改善有源層中載流子的輸運(yùn)特性，進(jìn)而提高有源層中載流子的遷移率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及薄膜晶體管及其有源層和應(yīng)用。

背景技術(shù)

薄膜晶體管(TFT，Thin Film Transistor)主要應(yīng)用于控制和驅(qū)動(dòng)液晶顯示器(LCD，Liquid Crystal Display)、有機(jī)發(fā)光二極管(OLED，Organic Light-EmittingDiode)顯示器的子像素，是平板顯示領(lǐng)域中最重要的電子器件之一。

以銦鎵鋅氧化物(IGZO)為代表的金屬氧化物半導(dǎo)體材料，因其遷移率高、均勻性好和可在室溫下制備而被廣泛地研究，以期能替代單晶硅及低溫多晶硅技術(shù)(LTPS)用作背板薄膜晶體管(TFT)中有源層的溝道材料，而實(shí)現(xiàn)諸如有源矩陣有機(jī)發(fā)光二極管面板(AMOLED)等大尺寸面板的產(chǎn)業(yè)化。然而，目前金屬氧化半導(dǎo)體用作TFT中有源層的溝道材料時(shí)，相比于單晶硅及LTPS而言，其載流子遷移率仍偏低(約10～20cm²V^-1s^-1)。但下一代高幀速(>240fps)、超高清(8k×4k)顯示則要求TFT背板的遷移率為30cm²V^-1s^-1甚至更高才能滿(mǎn)足驅(qū)動(dòng)需求。隨著高幀速、超高清以及柔性顯示的發(fā)展，這個(gè)矛盾顯得尤為突出。

中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?00980125524.0公開(kāi)了一種使用多有源溝道層的薄膜晶體管，以實(shí)現(xiàn)高遷移率，但是該技術(shù)是使用多層氧化物半導(dǎo)體層疊加形成有源層，不可避免地會(huì)導(dǎo)致穩(wěn)定性降低的缺陷，無(wú)法同時(shí)實(shí)現(xiàn)高遷移率和高穩(wěn)定性。

中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?01310751059.X公開(kāi)了一種薄膜晶體管，該技術(shù)一定程度上可以提高遷移率，但是依然無(wú)法克服同時(shí)存在的穩(wěn)定性降低的缺陷，且該技術(shù)同樣是采用多層半導(dǎo)體層疊加形成有源層，受限于氧化物半導(dǎo)體的屬性，遷移率的提高幅度有限。

中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?01510207632.X公開(kāi)了一種高遷移率、高穩(wěn)定性金屬氧化物薄膜晶體管及其制備工藝，該技術(shù)能同時(shí)提高器件的遷移率和穩(wěn)定性，但是同樣也是采用多層氧化物半導(dǎo)體疊加形成有源層的結(jié)構(gòu)，由于氧化物半導(dǎo)體是多元結(jié)構(gòu)，制備過(guò)程成份較難把控，而且不可避免地會(huì)出現(xiàn)缺陷，且相鄰半導(dǎo)體層的界面也存在界面缺陷，其制備的工藝難度相對(duì)較大。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要提供一種薄膜晶體管的有源層，該有源層能夠有效解決現(xiàn)有薄膜晶體管器件遷移率和穩(wěn)定性相對(duì)偏低的問(wèn)題。

一種薄膜晶體管的有源層，由交替層疊的半導(dǎo)體層和導(dǎo)體層構(gòu)成，所述導(dǎo)體層的層數(shù)為至少一層，所述半導(dǎo)體層的層數(shù)至少兩層；所述導(dǎo)體層位于相鄰的兩層所述半導(dǎo)體層之間。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述導(dǎo)體層的材料為金屬、合金或金屬氧化物。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述導(dǎo)體層的材料為Au、Ag、Cu、Pt、Mg、Ti、Al、Al-Nd合金、ITO、FTO中的至少一種。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，各所述半導(dǎo)體層的材料分別獨(dú)立的任選自二元氧化物、三元氧化物、四元氧化物中的至少一種。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述二元氧化物為ZnO、In₂O₃或Ga₂O₃；所述三元氧化物為InZnO、ZnSnO、ZrInO、ZrSnO、SiSnO或SiInO；所述四元氧化物為InGaZnO、InHfZnO、InSiZnO。