[发明专利]薄膜晶体管及其制造方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年6月23日提交的韩国专利申请10-2010-0059456的优先权和35U.S.C.§119下赋予的所有权益，该申请的全部内容包括在此作为参考。

技术领域

本公开涉及薄膜晶体管(TFT)及其制造方法，尤其涉及使用包括氧化锌的导电氧化物层作为有源层的TFT及其制造方法。

背景技术

TFT被用作单独驱动液晶显示器(LCD)或有机电致发光(EL)显示器中的每一个像素的电路。TFT与栅极线和数据线同时形成在显示器的底部基板上。也就是说，TFT包括栅极电极(其是栅极线的一部分)、用作沟道的有源层、源极电极和漏极电极(其是数据线的一部分)、和栅极绝缘层。

TFT的有源层充当作栅极电极和源极/漏极电极之间的沟道区，并且该有源层由非晶硅或晶体硅形成。然而，由于使用硅的TFT基板需要玻璃基板，所以其重量大并且不容易弯曲。从而该TFT基板不可以用于柔性显示器。为了解决这个问题，近来已对金属氧化物材料做了大量研究。此外，为了提高迁移率，即实现高速器件，可以将具有高载流子浓度和优良导电率的晶体层应用于有源层。

采用金属氧化物的ZnO层的研究正在积极地进行中。对于ZnO层，容易在低温下发生晶体生长，并且ZnO被认为是用来获得高载流子浓度和迁移率的优良材料。然而，当ZnO层暴露于空气时，其薄膜质量不稳定，从而使得TFT的稳定性恶化。因此，为了提高ZnO层的薄膜质量，已经积极地开展了如下研究：通过在用In、Ga、和Sn对ZnO层进行掺杂之后诱发非晶ZnO层来改善TFT的稳定性。

发明内容

本公开提供一种使用具有高迁移率和优良稳定性的导电氧化物层作为有源层的薄膜晶体管(TFT)及其制造方法。

本公开还提供一种具有高迁移率和优良稳定性的TFT及其制造方法，该TFT是通过形成具有不同导电率的两层导电氧化物层并且使用导电氧化物层作为有源层而获得的。

根据一个示例性实施例，薄膜晶体管(TFT)包括：栅极电极；源极电极和漏极电极，在垂直方向上与栅极电极隔开并且在水平方向上彼此隔开；栅极绝缘层，设置在栅极电极与源极和漏极电极之间；有源层，设置在栅极绝缘层与源极和漏极电极之间，其中有源层由导电氧化层形成并且包括至少两层，该至少两层根据掺杂到导电氧化物层中的杂质而具有不同导电率。

有源层可由沿厚度方向具有不同组成的氧化锌(ZnO)形成。

有源层可以包括具有高导电率的前沟道区以及具有比前沟道区低的导电率的块状区(bulk region)和后沟道区中的至少一个。

可以通过用In和Ga、Hf和In、或In来掺杂导电氧化物层来形成前沟道区。

块状区可以由未掺杂杂质的金属氧化物层形成。

可以通过用Ga、Hf、Sn、和Al来掺杂金属氧化物层来形成后沟道区。

前沟道区可以形成在栅极电极一侧，块状区或后沟道区可以形成在源极电极和漏极电极一侧。

前沟道区可以形成在栅极电极一侧，后沟道区可以形成在源极电极和漏极电极的一侧，以及块状区可以形成在前沟道区和后沟道区之间。

根据另一个示例性实施例，一种制造TFT的方法包括：准备基板；在基板上形成栅极电极以及源极和漏极电极，该栅极电极与源极和漏极电极在垂直方向上彼此隔开；在栅极电极与源极和漏极电极之间形成栅极绝缘层；在栅极绝缘层与源极和漏极电极之间形成有源层，其中有源层由导电氧化物层形成并且包括至少两层，该至少两层根据掺杂到导电氧化物层中的杂质而具有不同导电率。

有源层可以包括具有高导电率的前沟道区以及具有比前沟道区低的导电率的块状区和后沟道区中的至少一个。

前沟道区、块状区、和后沟道区可以原位形成。

可以通过原子层沉积(ALD)来形成前沟道区，可以通过化学气相沉积(CVD)来形成块状区，以及可以通过ALD或CVD来形成后沟道区。

附图说明

根据下面的描述以及附图可以更详细地理解示例性实施例，在附图中：

图1是根据示例性实施例的薄膜晶体管(TFT)的截面图；

图2是根据一个示例性实施例的变形的TFT的截面图；

图3是根据另一个示例性实施例的TFT的截面图；

图4是根据另一个示例性实施例的的变形的TFT的截面图；

图5是根据又一个示例性实施例的TFT的截面图；