[發(fā)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?zhí)枺?/td>: 202010549104.3
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN113809182B
• 公開（公告）日: 2023-09-08
• 發(fā)明（設(shè)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(quán)）人: 京東方科技集團(tuán)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(chǎn)權(quán)代理有限公司 11438
• 代理人: 王輝;闞梓瑄

本公開提供了一種金屬氧化物薄膜晶體管及其制備方法、陣列基板，屬于顯示技術(shù)領(lǐng)域。該金屬氧化物薄膜晶體管包括在背板一側(cè)層疊設(shè)置的柵極、柵極絕緣層、有源層和源漏金屬層；有源層和柵極分別設(shè)于柵極絕緣層的兩側(cè)，源漏金屬層設(shè)于有源層遠(yuǎn)離背板的一側(cè)；有源層包括依次層疊設(shè)置于柵極絕緣層遠(yuǎn)離柵極的一側(cè)的第一金屬氧化物半導(dǎo)體層和第一金屬氧化物半導(dǎo)體層；其中，第一金屬氧化物半導(dǎo)體層中載流子濃度大于1×10supgt;20/supgt;個/cmsupgt;3/supgt;，第一金屬氧化物半導(dǎo)體層中載流子的霍爾遷移率大于20cmsupgt;2/supgt;/(V·s)，第一金屬氧化物半導(dǎo)體層中銦和鋅的總原子百分含量大于40％。該金屬氧化物薄膜晶體管能夠提高載流子遷移率和穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種金屬氧化物薄膜晶體管及其制備方法、陣列基板。

背景技術(shù)

氧化物薄膜晶體管具有均勻性好的優(yōu)點(diǎn)，使得其在高代線面板、大尺寸顯示等方面具有良好的應(yīng)用前景。BCE(背溝道刻蝕)型氧化物薄膜晶體管為一種常用的氧化物薄膜晶體管結(jié)構(gòu)，該類結(jié)構(gòu)通常為單層高遷移率氧化物半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的BCE型氧化物薄膜晶體管存在遷移率低和穩(wěn)定性低的缺陷。

所述背景技術(shù)部分公開的上述信息僅用于加強(qiáng)對本公開的背景的理解，因此它可以包括不構(gòu)成對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

發(fā)明內(nèi)容

本公開的目的在于提供一種金屬氧化物薄膜晶體管及其制備方法、陣列基板，提高載流子遷移率和穩(wěn)定性。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本公開采用如下技術(shù)方案：

根據(jù)本公開的第一個方面，提供一種金屬氧化物薄膜晶體管，包括在背板一側(cè)層疊設(shè)置的柵極、柵極絕緣層、有源層和源漏金屬層，其中，所述有源層和所述柵極分別設(shè)于所述柵極絕緣層的兩側(cè)，所述源漏金屬層設(shè)于所述有源層遠(yuǎn)離所述背板的一側(cè)；所述有源層包括：

第一金屬氧化物半導(dǎo)體層，設(shè)于所述柵極絕緣層遠(yuǎn)離所述柵極的一側(cè)；其中，所述第一金屬氧化物半導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)體層，設(shè)于所述第一金屬氧化物半導(dǎo)體層遠(yuǎn)離所述柵極的表面。

在本公開的一種示例性實(shí)施例中，所述第一金屬氧化物半導(dǎo)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(dǎo)體層中載流子的霍爾遷移率為25cm²/(V·s)～50cm²/(V·s)。

在本公開的一種示例性實(shí)施例中，所述第二金屬氧化物半導(dǎo)體層的材料的帶隙不小于3.0eV。

在本公開的一種示例性實(shí)施例中，所述第二金屬氧化物半導(dǎo)體層的材料的帶隙不大于3.2eV。

在本公開的一種示例性實(shí)施例中，所述第二金屬氧化物半導(dǎo)體層的材料的導(dǎo)帶大于所述第一金屬氧化物半導(dǎo)體層的材料的導(dǎo)帶，且所述第二金屬氧化物半導(dǎo)體層的材料的費(fèi)米能級大于所述第一金屬氧化物半導(dǎo)體層的材料的費(fèi)米能級。

在本公開的一種示例性實(shí)施例中，所述第二金屬氧化物半導(dǎo)體層的材料的帶隙大于所述第一金屬氧化物半導(dǎo)體層的材料的帶隙；所述第一金屬氧化物半導(dǎo)體層中的載流子濃度大于所述第二金屬氧化物半導(dǎo)體層中的載流子濃度；所述第一金屬氧化物半導(dǎo)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(dǎo)體層中載流子的霍爾遷移率。

在本公開的一種示例性實(shí)施例中，所述第一金屬氧化物半導(dǎo)體層的厚度為100～300埃；所述第二金屬氧化物半導(dǎo)體層的厚度為200～400埃。