[發明專利]包括氧化物半導體層的薄膜晶體管，其制造方法和包括其的顯示設備

有效

• 申請號: 201810567992.4
• 申請日: 2018-06-05
• 公開（公告）號: CN109148592B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 李禧成;金圣起;金敏澈;金昇鎭;樸志皓;任曙延
• 申請（專利權）人: 樂金顯示有限公司
• 主分類號: H01L29/786
• 分類號: H01L29/786;H01L27/32;H01L27/12
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國

公開一種薄膜晶體管。所述薄膜晶體管包括：柵極電極，設置在基板上；氧化物半導體層，設置為在與所述柵極電極隔離的狀態下，與所述柵極電極的至少一部分重疊；柵極絕緣膜，設置在所述柵極電極與所述氧化物半導體層之間；源極電極，連接至所述氧化物半導體層；和漏極電極，以與所述源極電極間隔開的狀態連接至所述氧化物半導體層，其中所述氧化物半導體層包括銦(In)、鎵(Ga)、鋅(Zn)、錫(Sn)和氧(O)，所述氧化物半導體層中的銦(In)含量大于鎵(Ga)的含量，銦(In)的含量實質上等于鋅(Zn)的含量，并且錫(Sn)與銦(In)的含量比(Sn/In)是0.1至0.25。

技術領域

本發明涉及一種包括氧化物半導體層的薄膜晶體管，制造該薄膜晶體管的方法和包括該薄膜晶體管的顯示設備。

背景技術

在電子設備領域中，晶體管已被廣泛用作開關裝置或驅動裝置。特別是，因為能夠在玻璃基板或塑料基板上制造薄膜晶體管，所以薄膜晶體管作為諸如液晶顯示設備或有機發光顯示設備之類的顯示設備的開關裝置被廣泛使用。

基于構成有源層的材料，薄膜晶體管可以被分類為：將非晶硅用作有源層的非晶硅薄膜晶體管、將多晶硅用作有源層的多晶硅薄膜晶體管、或將氧化物半導體用作有源層的氧化物半導體薄膜晶體管。

因為在短時間內沉積非晶硅以形成有源層，所以非晶硅薄膜晶體管(a-Si TFT)具有的優點在于制造時間短并且制造成本低。然而，非晶硅薄膜晶體管具有的缺點在于非晶硅薄膜晶體管具有低遷移率，例如霍爾遷移率，由此非晶硅薄膜晶體管的電流驅動能力不佳，并且非晶硅薄膜晶體管的閾值電壓發生變化，由此在有源矩陣有機發光裝置(AMOLED)中非晶硅薄膜晶體管的使用受到限制。

多晶硅薄膜晶體管(poly-Si TFT)通過沉積并結晶非晶硅來制造。為了制造多晶硅薄膜晶體管，需要結晶非晶硅的處理，所以處理數量增加，結果制造成本增加。另外，因為結晶處理在高處理溫度下進行，因此難以將多晶硅薄膜晶體管應用于大尺寸設備。此外，因為其多晶特性，難以確保多晶硅薄膜晶體管的均勻性。

對于氧化物半導體薄膜晶體管(氧化物半導體TFT)，構成有源層的氧化物可以在相對低的溫度下沉積，氧化物半導體薄膜晶體管的遷移率高，并且基于氧的含量，氧化物的電阻變化很大，由此容易獲得氧化物半導體薄膜晶體管的期望的物理性質。另外，由于氧化物的性質，氧化物半導體是透明的，所以氧化物半導體薄膜晶體管在實現透明顯示器方面是有利的。氧化物半導體由氧化鋅(ZnO)、氧化銦鋅(InZnO)或氧化銦鎵鋅(InGaZnO₄)制成。

[現有技術文件]

[專利文件]

專利文件0001：發明名稱為“薄膜晶體管”的韓國專利申請公開No. 10-2015-0027164

專利文件0002：發明名稱為“薄膜晶體管”的韓國專利申請公開No. 10-2016-0098360

發明內容

考慮到上述問題而提出本發明，并且本發明的目的是提供一種包括氧化物半導體層的薄膜晶體管，所述氧化物半導體層包含錫(Sn)并展現出優異的遷移率和可靠性。

本發明的另一個目的是提供一種薄膜晶體管，所述薄膜晶體管包括具有預定厚度并通過在預定溫度下沉積和熱處理形成的氧化物半導體層，由此該薄膜晶體管展現出優異的承受熱和光的能力。

本發明的再一個目的是提供一種制造上述薄膜晶體管的方法和包括上述薄膜晶體管的顯示設備。