[發明專利]金屬氧化物薄膜晶體管及其制備方法、陣列基板

有效

• 申請號: 202010549104.3
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN113809182B
• 公開（公告）日: 2023-09-08
• 發明（設計）人: 賀家煜;寧策;李正亮;胡合合;黃杰;趙坤;姚念琦
• 申請（專利權）人: 京東方科技集團股份有限公司
• 主分類號: H01L29/786
• 分類號: H01L29/786;H01L29/10;H01L27/12;H01L21/34
• 代理公司: 北京律智知識產權代理有限公司 11438
• 代理人: 王輝;闞梓瑄

1.一種金屬氧化物薄膜晶體管，其特征在于，包括在背板一側層疊設置的柵極、柵極絕緣層、有源層、源漏金屬層和第二氧化硅層，其中，所述有源層和所述柵極分別設于所述柵極絕緣層的兩側，所述源漏金屬層設于所述有源層遠離所述背板的一側；所述柵極絕緣層包括第一氧化硅層；所述有源層包括：

第一金屬氧化物半導體層，設于所述第一氧化硅層遠離所述柵極的表面；其中，所述第一金屬氧化物半導體層中載流子濃度大于1×10²⁰個/cm³，所述第一金屬氧化物半導體層中載流子的霍爾遷移率大于20cm²/(V·s)，所述第一金屬氧化物半導體層中銦和鋅的總原子百分含量大于40％；

第二金屬氧化物半導體層，設于所述第一金屬氧化物半導體層遠離所述柵極的表面；所述第二氧化硅層設于所述第二金屬氧化物半導體層遠離所述柵極的表面；

其中，所述第二氧化硅層中氧的原子百分含量大于所述第一氧化硅層中氧的原子百分含量；所述金屬氧化物薄膜晶體管的實際溝道位于所述第二金屬氧化物半導體層中。

2.根據權利要求1所述的金屬氧化物薄膜晶體管，其特征在于，所述第一金屬氧化物半導體層中的載流子濃度不大于1×10²¹個/cm³，所述第一金屬氧化物半導體層中載流子的霍爾遷移率為25cm²/(V·s)～50cm²/(V·s)。

3.根據權利要求1所述的金屬氧化物薄膜晶體管，其特征在于，所述第二金屬氧化物半導體層的材料的帶隙不小于3.0eV。

4.根據權利要求1所述的金屬氧化物薄膜晶體管，其特征在于，所述第二金屬氧化物半導體層的材料的帶隙不大于3.2eV。

5.根據權利要求1所述的金屬氧化物薄膜晶體管，其特征在于，所述第二金屬氧化物半導體層的材料的導帶大于所述第一金屬氧化物半導體層的材料的導帶，且所述第二金屬氧化物半導體層的材料的費米能級大于所述第一金屬氧化物半導體層的材料的費米能級。

6.根據權利要求1所述的金屬氧化物薄膜晶體管，其特征在于，所述第二金屬氧化物半導體層的材料的帶隙大于所述第一金屬氧化物半導體層的材料的帶隙；所述第一金屬氧化物半導體層中的載流子濃度大于所述第二金屬氧化物半導體層中的載流子濃度；所述第一金屬氧化物半導體層中載流子的霍爾遷移率大于所述第二金屬氧化物半導體層中載流子的霍爾遷移率。

7.根據權利要求1所述的金屬氧化物薄膜晶體管，其特征在于，所述第一金屬氧化物半導體層的厚度為100～300埃；所述第二金屬氧化物半導體層的厚度為200～400埃。

8.根據權利要求1所述的金屬氧化物薄膜晶體管，其特征在于，所述第一金屬氧化物半導體層的材料為銦錫氧化物、銦鋅氧化物、銦鎵錫氧化物、銦錫鋅氧化物、銦鎵鋅錫氧化物、第一銦鎵鋅氧化物、第二銦鎵鋅氧化物和第三銦鎵鋅氧化物中的一種；

其中，在所述第一銦鎵鋅氧化物中，按照原子摩爾數量計，銦：鎵：鋅＝1：(0.7～1.3)：(0.7～1.3)；在所述第二銦鎵鋅氧化物中，按照原子摩爾數量計，銦：鎵：鋅＝4：(1.7～2.3)：(2.7～3.3)；在所述第三銦鎵鋅氧化物中，按照原子摩爾數量計，銦：鎵：鋅＝4：(2.7～3.3)：(1.7～2.3)。

9.根據權利要求1所述的金屬氧化物薄膜晶體管，其特征在于，所述第二金屬氧化物半導體層的材料為非晶材料，所述第二金屬氧化物半導體層的材料為銦鎵鋅氧化物或者鋁摻雜的銦鎵鋅氧化物。