氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的制備方法、使用該晶體管的有源操作顯示裝置和有源操作傳 ...的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的制備方法、使用該方法的有源操作顯示裝置和有源操作傳感器裝置。一種氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的制備方法包括：通過(guò)在基板上沉積和圖案化柵層形成柵極；在所述柵極上依次沉積柵極絕緣膜、氧化物半導(dǎo)體和蝕刻阻擋層，并圖案化所述蝕刻阻擋層；圖案化所述氧化物半導(dǎo)體；在所述圖案化的氧化物半導(dǎo)體上形成源極和漏極；以及，在所述源極和所述漏極上沉積保護(hù)層，并在所述保護(hù)層中形成接觸孔，其中所述氧化物半導(dǎo)體被成型至小于或等于4納米的厚度。
【專利說(shuō)明】氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的制備方法、使用該晶體管的有源操作顯示裝置和有源操作傳感器裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的制備方法、執(zhí)行該方法的有源操作顯示裝置和有源操作傳感器裝置，尤其涉及一種通過(guò)補(bǔ)償和改善相對(duì)于光電場(chǎng)的不穩(wěn)定性，以提高可靠性的氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的制備方法、使用該晶體管的有源操作顯示裝置和有源操作傳感器裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]近來(lái)，已有許多針對(duì)使用氧化物半導(dǎo)體作為有源層的薄膜晶體管的研究和開(kāi)發(fā)。由于氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管所具備的包括高電場(chǎng)遷移率、接近OV的低閾值電壓、低電流泄漏等優(yōu)勢(shì)，其被應(yīng)用于平板顯示器，比如那些使用薄膜晶體管液晶顯示屏(TFT-1XD)和主動(dòng)矩陣有機(jī)發(fā)光二極體面板(AMOLED)、各種傳感器、操作和邏輯電路等的平板顯示器。
[0003]盡管具有上述優(yōu)點(diǎn)，但是，氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管可能會(huì)導(dǎo)致針對(duì)電場(chǎng)的可靠性問(wèn)題和針對(duì)光電場(chǎng)的可靠性問(wèn)題。
[0004]基于對(duì)用于絕緣膜或保護(hù)層的材料的改進(jìn)，并基于對(duì)薄膜晶體管結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，致力于改善針對(duì)電場(chǎng)的可靠性的研究提供了穩(wěn)定技術(shù)。然而，全球范圍的致力于提高針對(duì)光電場(chǎng)的可靠性的研究工作并沒(méi)有取得太大成效。
[0005]具體地，同時(shí)提供一個(gè)負(fù)電場(chǎng)和光，隨著時(shí)間的流逝，氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的閾值電壓會(huì)大幅度的向負(fù)方向移動(dòng)。
[0006]使用氧化物半導(dǎo)體層作為有源層的氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管是一種具備諸如1cmVVs或更高的高電場(chǎng)遷移率、以及低漏電流等優(yōu)點(diǎn)的電氣元件。這些特性可以應(yīng)用于利用了開(kāi)關(guān)特性的顯示和傳感器等裝置中，也可應(yīng)用于操作和邏輯電路等。
[0007]圖1為在漏極電壓為0.1V的光電場(chǎng)情況下，根據(jù)相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)的氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移曲線特性和電場(chǎng)遷移率的變化曲線圖。
[0008]圖1示出了當(dāng)向根據(jù)相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)的使用氧化物有源層的薄膜晶體管施加-20V的電場(chǎng)并同時(shí)提供10000勒克斯Iux的光照時(shí)，轉(zhuǎn)移曲線特性相對(duì)于時(shí)間的變化。圖示的結(jié)果表明在施加光電壓力時(shí)，與轉(zhuǎn)移曲線的閾值電壓的移動(dòng)相關(guān)的不穩(wěn)定性并沒(méi)有得到改盡口 ο
[0009]同樣地，也有大量關(guān)于閾值電壓變動(dòng)機(jī)制的研究正在進(jìn)行，但上述問(wèn)題仍未得到根本解決。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]技術(shù)問(wèn)題
[0011]本發(fā)明的一方面，通過(guò)將氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的氧化物半導(dǎo)體沉積至微小厚度，以補(bǔ)償和改善針對(duì)光電場(chǎng)的不穩(wěn)定性，進(jìn)而提高可靠性。
[0012]并且，本發(fā)明的一方面，通過(guò)調(diào)整氧化物半導(dǎo)體的厚度，以在不改變或不增加處理過(guò)程的情況下，改善針對(duì)光電場(chǎng)的可靠性，并進(jìn)而使其可以應(yīng)用于有源操作顯示裝置、有源操作傳感器裝置以及其他類似裝置中。
[0013]技術(shù)方案
[0014]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的制備方法，該方法包括:第一步驟，通過(guò)在基板上沉積和圖案化柵層形成柵極；第二步驟，在所述柵極上依次沉積柵極絕緣膜、氧化物半導(dǎo)體和蝕刻阻擋層，并圖案化所述蝕刻阻擋層；第三步驟，圖案化所述氧化物半導(dǎo)體；第四步驟，在所述圖案化的氧化物半導(dǎo)體上形成源極和漏極；以及，第五步驟，在所述源極和所述漏極上沉積保護(hù)層，并在所述保護(hù)層中形成接觸孔，其中所述氧化物半導(dǎo)體形成至小于或等于4納米的厚度。
[0015]本發(fā)明另一實(shí)施例提供一種氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的制備方法，該方法包括:第一步驟，在基板上依次沉積緩沖層、氧化物半導(dǎo)體、柵極絕緣膜和柵層；第二步驟，通過(guò)圖案化所述柵層形成柵極；第三步驟，圖案化所述氧化物半導(dǎo)體；第四步驟，在所述氧化物半導(dǎo)體上沉積保護(hù)層并在所述保護(hù)層中形成接觸孔；以及，第五步驟，在所述接觸孔上形成源極和漏極，其中所述氧化物半導(dǎo)體的厚度小于或等于4納米。
[0016]本發(fā)明另一實(shí)施例提供一種氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的制備方法，該方法包括:第一步驟，在基板上沉積并圖案化源極和漏極；第二步驟，在所述源極和所述漏極上沉積氧化物半導(dǎo)體、柵極絕緣膜和柵層；第三步驟，圖案化所述柵極絕緣膜和所述柵層；第四步驟，圖案化所述氧化物半導(dǎo)體；以及，第五步驟，在所述圖案化的柵極絕緣膜和所述氧化物半導(dǎo)體上沉積保護(hù)層，并形成接觸孔，其中所述氧化物半導(dǎo)體的厚度小于或等于4納米。
[0017]本發(fā)明另一實(shí)施例提供一種氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的制備方法，該方法包括:第一步驟，在基板上沉積并圖案化緩沖層和氧化物半導(dǎo)體；第二步驟，在所述氧化物半導(dǎo)體上沉積并圖案化源極和漏極；第三步驟，通過(guò)在所述源極和所述漏極上沉積柵極絕緣膜和柵層，并圖案化所述柵層形成柵極圖案；第四步驟，在所述柵極圖案上形成并圖案化保護(hù)層，其中所述氧化物半導(dǎo)體的厚度小于或等于4納米。
[0018]本發(fā)明另一實(shí)施例提供一種氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的制備方法，該方法包括:第一步驟，通過(guò)在基板上沉積并圖案化柵層形成柵極；第二步驟，在所述柵極上沉積柵極絕緣膜和氧化物半導(dǎo)體；第三步驟，圖案化所述氧化物半導(dǎo)體；第四步驟，在所述圖案化的氧化物半導(dǎo)體上形成源極和漏極；以及，第五步驟，在所述源極和所述漏極上沉積保護(hù)層，并在所述保護(hù)層中形成接觸孔，其中所述氧化物半導(dǎo)體的厚度小于或等于4納米。
[0019]本發(fā)明另一實(shí)施例提供一種氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的制備方法，該方法包括:第一步驟，通過(guò)在基板上沉積并圖案化柵層形成柵極；第二步驟，在所述柵極上沉積柵極絕緣膜、源極和漏極；第三步驟，圖案化所述源極和漏極；第四步驟，在所述圖案化的源極和漏極上沉積并圖案化氧化物半導(dǎo)體；以及，第五步驟，在所述圖案化的氧化物半導(dǎo)體上沉積保護(hù)層，并在所述保護(hù)層中形成接觸孔，其中所述氧化物半導(dǎo)體的厚度小于或等于4納米。
[0020]基于本發(fā)明實(shí)施例，可以根據(jù)上述方法制備一種包括氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的有源操作顯示裝置。
[0021]基于本發(fā)明實(shí)施例，可以根據(jù)上述方法制備一種包括氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的有源操作傳感器裝置。
[0022]技術(shù)效果
[0023]在本發(fā)明的實(shí)施例中，可將氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管中的氧化物半導(dǎo)體沉積至微小厚度，從而補(bǔ)償和改善針對(duì)光電場(chǎng)的不穩(wěn)定性，以達(dá)到較高的可靠性。
[0024]此外，在本發(fā)明的實(shí)施例中，可以在不改變或不增加處理過(guò)程的情況下，通過(guò)調(diào)整氧化物半導(dǎo)體的厚度改善針對(duì)光電場(chǎng)的可靠性，從而使其可以應(yīng)用于有源操作顯示裝置、有源操作傳感器裝置以及其他類似裝置中。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為在漏極電壓為0.1V的光電場(chǎng)情況下，根據(jù)相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)的氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移曲線特性和電場(chǎng)遷移率的變化曲線圖。
[0026]圖2a至圖2e示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的制備方法。
[0027]圖3a和圖3b示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的制備方法。
[0028]圖4a至圖4e示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的制備方法。
[0029]圖5至圖8示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的制備方法。
[0030]圖9a為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的電流和電壓特性曲線圖。
[0031]圖9b為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的輸出特性曲線圖。
[0032]圖1Oa為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管在漏極電壓為0.1V的光電場(chǎng)情況下的轉(zhuǎn)移曲線特性和電場(chǎng)遷移率的變化曲線圖。
[0033]圖1Ob為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管在施加光電壓力前后的輸出特性比較曲線圖。
[0034]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0035]11:基板12:沉積柵極
[0036]13:柵極絕緣膜14:氧化物半導(dǎo)體
[0037]15:蝕刻阻擋層16:第二氧化物半導(dǎo)體
[0038]18:源極19:漏極
[0039]20:保護(hù)層21:接觸層

【具體實(shí)施方式】
[0040]下面結(jié)合附圖，并基于優(yōu)選的實(shí)施方式詳細(xì)說(shuō)明照明元件。由于熟知的功能或元件對(duì)于揭示本發(fā)明的本質(zhì)來(lái)說(shuō)并不必要，因此，在實(shí)施方式的描述中，可能會(huì)省略對(duì)它們的某些描述。此外，為了便于描述和理解，附圖中示出的元件在尺寸上可能會(huì)被夸大，但它們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中的相對(duì)尺寸可能不同。
[0041]圖2a至圖2e示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的制備方法。
[0042]下面參照?qǐng)D2a至圖2e描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的制備方法。
[0043]如圖2a所示，在基板11上沉積柵極12之后，可以如圖2b所示在柵極12上形成柵極絕緣膜13。
[0044]此處，基板11可以形成為玻璃基板、塑料基板、硅基板、或在所述玻璃基板上形成的高分子材料，并且也可以形成為在基板11上沉積氧化保護(hù)層。
[0045]此外，柵極絕緣膜13可以形成為氧化硅膜或氮化硅膜。
[0046]然后，可以在柵極絕緣膜13上形成氧化物半導(dǎo)體14，在氧化物半導(dǎo)體14上沉積蝕刻阻擋層15，并且，氧化物半導(dǎo)體14可以被圖案化為如圖2c所示的形式。
[0047]此處，優(yōu)選將氧化物半導(dǎo)體14形成至小于或等于4納米的厚度。
[0048]因此，根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，氧化物半導(dǎo)體14可形成至小于或等于4納米的厚度，并且由于該氧化物半導(dǎo)體被沉積至微小厚度，因此，可以補(bǔ)償并改善相對(duì)于光電場(chǎng)的不穩(wěn)定性，從而提高可靠性。
[0049]本發(fā)明一實(shí)施例的氧化物半導(dǎo)體14可以包括非晶體或多晶體形式的銦鎵鋅氧化物(非晶體-1nGaZn(M)、氧化鋅(ZnO)、銦鋅氧化物(IZO)、銦錫氧化物(ITO)、鋅錫氧化物(ZTO)、鎵鋅氧化物(GZO)、鉿銦鋅氧化物(HIZO)、鋅銦錫氧化物(ZITO)和鋁鋅錫氧化物(AZTO)中的任意一種。
[0050]然后，如圖2d所示，在圖案化的氧化物半導(dǎo)體上形成源極18和漏極19，在源極18和漏極19上沉積保護(hù)層20，并在保護(hù)層20中形成接觸孔21。
[0051]此處，源極18和漏極19可以包括鑰(Mo)或銦錫氧化物(ITO)，保護(hù)層20可以形成為氧化硅膜或氮化硅膜。
[0052]圖3a和圖3b示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的制備方法。
[0053]如圖3a所示，可以在基板11上沉積柵極12，并且在柵極12上形成柵極絕緣膜13。此處，基板11可以形成為玻璃基板、塑料基板、硅基板、或在所述玻璃基板上形成的高分子材料，并且也可以形成為在基板11上沉積氧化保護(hù)層。柵極絕緣膜13可以形成為氧化硅膜或氮化硅膜。
[0054]然后，可以在柵極絕緣膜13上形成氧化物半導(dǎo)體14，在氧化物半導(dǎo)體14上沉積蝕刻阻擋層15，并可以圖案化氧化物半導(dǎo)體14。此處，優(yōu)選將氧化物半導(dǎo)體14沉積至二或三層組成該氧化物半導(dǎo)體的分子的厚度，該氧化物半導(dǎo)體形成至4納米或更小的厚度。
[0055]與圖2a至圖2e所示的實(shí)施例類似，如圖3a和圖3b所示的實(shí)施例也可將該氧化物半導(dǎo)體沉積至微小厚度，以使相對(duì)于光電場(chǎng)的不穩(wěn)定性得到補(bǔ)償并改善，從而提高可靠性。
[0056]本發(fā)明實(shí)施例的氧化物半導(dǎo)體14可以包括非晶體或多晶體形式的銦鎵鋅氧化物(非晶體-1nGaZn(M)、氧化鋅(ZnO)、銦鋅氧化物(IZO)、銦錫氧化物(ITO)、鋅錫氧化物(ZTO)、鎵鋅氧化物(GZO)、鉿銦鋅氧化物(HIZO)、鋅銦錫氧化物(ZITO)和鋁鋅錫氧化物(AZTO)中的任意一種。
[0057]然后，在圖3a所示的實(shí)施例中，可以在氧化物半導(dǎo)體14和蝕刻阻擋層15上沉積第二氧化物半導(dǎo)體16。為了改善該氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的電流和電壓特性，可以在歐姆域中，在超薄氧化物半導(dǎo)體14上將第二氧化物半導(dǎo)體16沉積至20納米的較大厚度。
[0058]然后，如圖3b所示，可以在第二氧化物半導(dǎo)體16上形成源極18和漏極19，在源極18和漏極19上形成保護(hù)層20，并在保護(hù)層20中形成接觸孔21。
[0059]此處，所述源極和漏極可以包括鑰(Mo)或銦錫氧化物(ITO)，并且，保護(hù)層20可以形成為氧化硅膜或氮化硅膜。
[0060]圖4a至圖4e示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的制備方法。
[0061]首先，如圖4a所示，可以在基板11上依次沉積緩沖層22、氧化物半導(dǎo)體14、柵極絕緣膜13和柵層12。
[0062]此處，可以將氧化物半導(dǎo)體14沉積至二或三層組成該氧化物半導(dǎo)體的分子的厚度，以將其形成至小于等于3納米，或小于等于4納米，由于該氧化物半導(dǎo)體被沉積至微小厚度，因此，可以補(bǔ)償并改善相對(duì)于光電場(chǎng)的不穩(wěn)定性，從而提高可靠性。
[0063]然后，如圖4b所示，可以通過(guò)圖案化柵層形成柵極12，如圖4c所示，可以圖案化氧化物半導(dǎo)體14。
[0064]然后，如圖4d所示，可以沉積保護(hù)層20，并且可以在保護(hù)層20中形成接觸孔21，如圖4e所示，可以在保護(hù)層20的接觸孔21上形成源極16和漏極17。
[0065]圖5至圖8示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的制備方法。
[0066]具體地，圖5示出了一種氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管，該氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管具有3納米或更小厚度的有源層，并有頂柵、底部觸點(diǎn)配置。
[0067]更具體地，本實(shí)施例中，可以在基板11上沉積并圖案化源極18和漏極19，在源極18和漏極19上沉積氧化物半導(dǎo)體14、柵極絕緣膜13和柵層。然后，可以圖案化柵層12，并圖案化柵極絕緣膜13。然后，可以在圖案化的柵極絕緣膜13和氧化物半導(dǎo)體14上沉積保護(hù)層20，并形成接觸孔21。
[0068]圖6示出了一種氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管，該氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管具有3納米或更小厚度的有源層，并有頂柵、底部觸點(diǎn)配置。
[0069]更具體地，在本實(shí)施例中，可以在基板11上沉積并圖案化緩沖層和氧化物半導(dǎo)體14，并在氧化物半導(dǎo)體14上沉積并圖案化源極18和漏極19。可以在源極18和漏極19上沉積柵極絕緣膜13和柵層，并圖案化上述柵層以形成柵極圖案12。然后，在柵層圖案12上形成并圖案化保護(hù)層20。
[0070]圖7示出了一種氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管，該氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管具有3納米或更小厚度的有源層，并有底柵、頂部觸點(diǎn)配置。
[0071]更具體地，在本實(shí)施例中，可以通過(guò)在基板11上沉積和圖案化柵層來(lái)形成柵極12，并在柵極12上沉積柵極絕緣膜13和氧化物半導(dǎo)體14。然后，圖案化氧化物半導(dǎo)體14，并在圖案化的氧化物半導(dǎo)體14上形成源極18和漏極19。在源極18和漏極19上沉積保護(hù)層20，并在保護(hù)層20中形成接觸孔21。
[0072]圖8示出了一種氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管，該氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管具有3納米或更小厚度的有源層，并有底柵、底部觸點(diǎn)配置。
[0073]更具體地，在本實(shí)施例中，可以通過(guò)在基板11上沉積和圖案化柵層來(lái)形成柵極12 ;在柵極12上沉積柵極絕緣膜13、源極18和漏極19 ;可以圖案化源極18和上述漏極。然后，在圖案化的源極18和漏極19上沉積并圖案化氧化物半導(dǎo)體14 ;在圖案化的氧化物半導(dǎo)體14上沉積保護(hù)層20 ;并在保護(hù)層20中形成接觸孔21。
[0074]圖5至圖8中示出的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管可以具備常規(guī)薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)，但是氧化物半導(dǎo)體14可以形成至二或三層組成該氧化物半導(dǎo)體的分子的厚度，所以氧化物半導(dǎo)體形成至3納米或4納米或更小的厚度。
[0075]因此，與上面描述的實(shí)施例類似，該氧化物半導(dǎo)體可以被沉積至微小厚度，以使針對(duì)光電場(chǎng)的不穩(wěn)定性得到補(bǔ)償并改善，從而提高可靠性。
[0076]圖9a為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的電流和電壓特性曲線圖，圖9b為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的輸出特性曲線圖。
[0077]更具體地，圖9a示出了具有3納米厚有源層的氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的電流和電壓特性曲線圖，圖9b示出了具有3納米厚有源層的氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的輸出特性曲線圖。
[0078]圖9a示出了在漏極電壓為0.1V至IV情況下，具有有源層的氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的電流和電壓特性曲線圖。從圖9a和圖9b可以看出，即使超薄氧化物半導(dǎo)體的有源層厚度為3納米，仍能充分實(shí)現(xiàn)薄膜晶體管的功能。
[0079]也就是說(shuō)，由于該使用3納米厚有源層的超薄氧化物半導(dǎo)體的薄膜晶體管允許的電流流動(dòng)接近數(shù)μ Α,因而其可以充分實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)元件的特性。
[0080]圖1Oa為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管在漏極電壓為0.1V的光電場(chǎng)情況下的轉(zhuǎn)移曲線特性和電場(chǎng)遷移率的變化的曲線圖，圖1Ob為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管在施加光電壓力前后的輸出特性比較曲線圖。
[0081]具體地，圖1Oa示出了在漏極電壓為0.1V的光電場(chǎng)下，具有3納米厚有源層的氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移曲線特性和電場(chǎng)遷移率的變化曲線圖，圖1Ob示出了施加光電壓力前后，具有3納米厚有源層的氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的輸出特性比較曲線圖。
[0082]圖1Oa示出了在具有10000勒克斯光照強(qiáng)度的白光中施加-20V的電場(chǎng)時(shí)，上述轉(zhuǎn)移曲線相對(duì)于時(shí)間的變化。對(duì)于一個(gè)常規(guī)的氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管，隨著時(shí)間的流逝，上述光電場(chǎng)條件將會(huì)導(dǎo)致閾值電壓變化-5V或-1OV或更多。相反，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有3納米厚有源層的氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管即使在這樣的光電壓力下，其閾值電壓也未呈現(xiàn)任何變化。
[0083]同樣，圖1Ob示出了具有3納米厚有源層的氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管在施加光電壓力前后的輸出特性。在施加光電壓力之后，不僅上述閾值電壓沒(méi)有變動(dòng)，并且電流也沒(méi)有改變，也就是說(shuō)，該氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管在光電特性上具有高穩(wěn)定性。
[0084]前面描述了本發(fā)明的具體實(shí)施例。然而，可以獲得多種變形而不脫離本發(fā)明范圍。本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)并不局限于上面描述的各實(shí)施例，而是由本發(fā)明的權(quán)利要求范圍及其等同替換確定。
【權(quán)利要求】
1.一種氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的制備方法，所述方法包括: 第一步驟，通過(guò)在基板上沉積和圖案化柵層形成柵極； 第二步驟，在所述柵極上依次沉積柵極絕緣膜、氧化物半導(dǎo)體和蝕刻阻擋層，并圖案化所述蝕刻阻擋層； 第三步驟，圖案化所述氧化物半導(dǎo)體； 第四步驟，在所述圖案化的氧化物半導(dǎo)體上形成源極和漏極；以及， 第五步驟，在所述源極和所述漏極上沉積保護(hù)層，并在所述保護(hù)層中形成接觸孔， 其中所述氧化物半導(dǎo)體具有小于或等于4納米的厚度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述氧化物半導(dǎo)體的厚度小于或等于3納米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述氧化物半導(dǎo)體和所述蝕刻阻擋層上沉積有第二氧化物半導(dǎo)體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括，在所述第一步驟之前: 在所述基板上沉積氧化硅保護(hù)膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述氧化物半導(dǎo)體包括非晶體或多晶體形式的銦鎵鋅氧化物(非晶體-1nGaZn04)、氧化鋅(ZnO)、銦鋅氧化物(IZ0)、銦錫氧化物(IT0)、鋅錫氧化物(ZT0)、鎵鋅氧化物(GZ0)、鉿銦鋅氧化物(HIZ0)、鋅銦錫氧化物(ZIT0)和鋁鋅錫氧化物(AZT0)中的任意一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述柵極絕緣膜和所述保護(hù)層形成為氧化硅膜或氮化硅膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述基板形成為玻璃基板、塑料基板、硅基板、或在所述玻璃基板上形成的高分子材料，并且 所述源極和所述漏極形成為包括鑰(Mo)或銦錫氧化物(IT0)。
8.一種氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的制備方法，所述方法包括: 第一步驟，在基板上依次沉積緩沖層、氧化物半導(dǎo)體、柵極絕緣膜和柵層； 第二步驟，通過(guò)圖案化所述柵層形成柵極； 第三步驟，圖案化所述氧化物半導(dǎo)體； 第四步驟，在所述氧化物半導(dǎo)體上沉積保護(hù)層并在所述保護(hù)層中形成接觸孔；以及， 第五步驟，在所述接觸孔上形成源極和漏極， 其中所述氧化物半導(dǎo)體具有小于或等于4納米的厚度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述氧化物半導(dǎo)體的厚度小于或等于3納米。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，進(jìn)一步包括，在所述第一步驟之前:在所述基板上沉積氧化硅保護(hù)膜。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述保護(hù)層形成為氧化硅膜或氮化硅膜。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述基板形成為玻璃基板、塑料基板、硅基板、或在所述玻璃基板上形成的高分子材料，并且 所述源極和所述漏極形成為包括鑰(Mo)或銦錫氧化物(IT0)。
13.一種氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的制備方法，所述方法包括: 第一步驟，在基板上沉積并圖案化源極和漏極； 第二步驟，在所述源極和所述漏極上沉積氧化物半導(dǎo)體、柵極絕緣膜和柵層； 第三步驟，圖案化所述柵極絕緣膜和所述柵層； 第四步驟，圖案化所述氧化物半導(dǎo)體；以及， 第五步驟，在所述圖案化的柵極絕緣膜和所述氧化物半導(dǎo)體上沉積保護(hù)層，并形成接觸孔， 其中所述氧化物半導(dǎo)體具有小于或等于4納米的厚度。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述氧化物半導(dǎo)體的厚度小于或等于3納米。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括，在所述第一步驟之前:在所述基板上沉積氧化硅保護(hù)膜。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述保護(hù)層形成為氧化硅膜或氮化硅膜。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述基板形成為玻璃基板、塑料基板、硅基板、或在所述玻璃基板上形成的高分子材料，并且 所述源極和所述漏極形成為包括鑰(Mo)或銦錫氧化物(IT0)。
18.一種氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的制備方法，所述方法包括: 第一步驟，在基板上沉積緩沖層和氧化物半導(dǎo)體，并圖案化所述氧化物半導(dǎo)體； 第二步驟，在所述氧化物半導(dǎo)體上沉積并圖案化源極和漏極； 第三步驟，通過(guò)在所述源極和所述漏極上沉積柵極絕緣膜和柵層，并圖案化所述柵層形成柵極圖案； 第四步驟，在所述柵極圖案上形成并圖案化保護(hù)層， 其中所述氧化物半導(dǎo)體具有小于或等于4納米的厚度。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述氧化物半導(dǎo)體的厚度小于或等于3納米。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，進(jìn)一步包括，在所述第一步驟之前:在所述基板上沉積氧化硅保護(hù)膜。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述保護(hù)層形成為氧化硅膜或氮化硅膜。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述基板形成為玻璃基板、塑料基板、硅基板、或在所述玻璃基板上形成的高分子材料，并且 所述源極和所述漏極形成為包括鑰(Mo)或銦錫氧化物(IT0)。
23.一種氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的制備方法，所述方法包括: 第一步驟，通過(guò)在基板上沉積并圖案化柵層形成柵極； 第二步驟，在所述柵極上沉積柵極絕緣膜和氧化物半導(dǎo)體； 第三步驟，圖案化所述氧化物半導(dǎo)體； 第四步驟，在所述圖案化的氧化物半導(dǎo)體上形成源極和漏極；以及， 第五步驟，在所述源極和所述漏極上沉積保護(hù)層，并在所述保護(hù)層中形成接觸孔， 其中所述氧化物半導(dǎo)體具有小于或等于4納米的厚度。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述氧化物半導(dǎo)體的厚度小于或等于3納米。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，進(jìn)一步包括，在所述第一步驟之前:在所述基板上沉積氧化硅保護(hù)膜。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述保護(hù)層形成為氧化硅膜或氮化硅膜。
27.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述基板形成為玻璃基板、塑料基板、硅基板、或在所述玻璃基板上形成的高分子材料，并且 所述源極和所述漏極形成為包括鑰(Mo)或銦錫氧化物(IT0)。
28.一種氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的制備方法，所述方法包括: 第一步驟，通過(guò)在基板上沉積并圖案化柵層形成柵極； 第二步驟，在所述柵極上沉積柵極絕緣膜、源極和漏極； 第三步驟，圖案化所述源極和漏極； 第四步驟，在所述圖案化的源極和漏極上沉積并圖案化氧化物半導(dǎo)體；以及， 第五步驟，在所述圖案化的氧化物半導(dǎo)體上沉積保護(hù)層，并在所述保護(hù)層中形成接觸孔， 其中所述氧化物半導(dǎo)體具有小于或等于4納米的厚度。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中所述氧化物半導(dǎo)體的厚度小于或等于3納米。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，進(jìn)一步包括，在所述第一步驟之前:在所述基板上沉積氧化硅保護(hù)膜。
31.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中所述保護(hù)層形成為氧化硅膜或氮化硅膜。
32.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中所述基板形成為玻璃基板、塑料基板、硅基板、或在所述玻璃基板上形成的高分子材料，并且 所述源極和所述漏極形成為包括鑰(Mo)或銦錫氧化物(IT0)。
33.一種包含氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的有源操作顯示裝置，所述氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管由權(quán)利要求1-32任一所述的方法制造。
34.一種包含氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的有源操作傳感器裝置，所述氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管由權(quán)利要求1-32任一所述的方法制造。
【文檔編號(hào)】H01L21/336GK104272462SQ201380014732
【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2013年1月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月20日
【發(fā)明者】張震, 馬洛里·馬蒂溫格, 姜東漢 申請(qǐng)人:慶熙大學(xué)校產(chǎn)學(xué)協(xié)力團(tuán)