[发明专利]半导体材料、包括其的晶体管和包括晶体管的电子装置

说明书

本申请要求分别于2012年11月30日和2013年8月16日在韩国知识产权局提交的第10-2012-0138508号和第10-2013-0097345号韩国专利申请的权益，这些申请的公开内容通过引用全部包含于此。

技术领域

本发明涉及半导体材料和包括半导体材料的装置，更具体地，涉及半导体材料、包括半导体材料的晶体管和包括晶体管的电子装置。

背景技术

晶体管被广泛用作电子装置中的开关器件或驱动器件。具体地，由于可以在玻璃基板或塑料基板上制造薄膜晶体管（TFT），因此TFT用于显示设备诸如有机发光显示设备或液晶显示设备中。TFT的性能会主要取决于沟道层（半导体层）的性质。

大多数商购的显示设备使用包括由非晶硅形成的沟道层的TFT（下文中，被称为非晶硅TFT）或包括由多晶硅形成的沟道层的TFT（下文中，被称为多晶硅TFT）。非晶硅TFT的问题在于，由于电荷迁移率是大约0.5cm²/Vs左右（非常低），因此难以提高显示设备的操作速度。多晶硅TFT的问题在于，由于需要结晶、杂质掺杂和激活工艺，因此与非晶硅TFT的制造过程和制造成本相比，制造过程更复杂并且制造成本更高。另外，多晶硅TFT的问题在于，由于难以确保多晶硅层的均匀性，因此当多晶硅层被用作大尺寸显示设备的沟道层时，图像质量降低。

为了实现下一代高性能/高分辨率/大尺寸的显示设备，需要具有优良性能的TFT。就这点而言，已经对使用具有高载流子迁移率的氧化物半导体作为沟道层材料的氧化物TFT进行了研究。然而，传统的氧化物TFT不能确保优良的开关特性（开/关特性）和高可靠性。因此，要求晶体管（TFT）具有优良的开关特性和高可靠性以及具有高迁移率。

发明内容

提供了具有优良性质的半导体材料（半导体薄膜）。

提供了使用半导体材料作为沟道材料的晶体管。

提供了具有高迁移率和优良的开关特性的晶体管。

提供了具有低亚阈值摆幅值的晶体管。

提供了具有低截止电流水平的晶体管。

提供了包括晶体管的电子装置（例如，显示设备）。

另外的方面将部分在后面的描述中阐述，并且部分地将根据描述而清楚，或者可以通过实践所提供的实施例而获知。

根据本发明的一方面，一种半导体材料包括锌、氟、氧和氮。

半导体材料可以包括氟氧氮化锌。

半导体材料可以包括含有氟的氮氧化锌。

半导体材料可以包括化合物半导体。

半导体材料可以包括四元化合物。

半导体材料中的氟与氮、氧和氟之和的含量比可以等于或大于大约3at%。

半导体材料中的氟与氮、氧和氟之和的含量比可以等于或大于大约5at%。

半导体材料中的氟与氮、氧和氟之和的含量比的范围可以是大约5at%至大约35at%。

半导体材料中的氮与氮、氧和氟之和的含量比可以等于或大于大约50at%。

半导体材料中的氮与氮、氧和氟之和的含量比可以等于或大于大约60at%。

半导体材料中的氮与氮、氧和氟之和的含量比的范围可以是大约60at%至大约90at%。

半导体材料中的氧与氮、氧和氟之和的含量比可以等于或小于大约40at%。

半导体材料中的氧与氮、氧和氟之和的含量比可以等于或小于大约30at%。

半导体材料中的氧与氮、氧和氟之和的含量比的范围可以是大约5at%至大约30at%。

半导体材料可以具有等于或大于大约10cm²/Vs的霍尔迁移率。

半导体材料可以具有等于或大于大约20cm²/Vs的霍尔迁移率。

半导体材料可以包括非晶相。

半导体材料可以包括纳米晶相。

半导体材料还可以包括I族元素、II族元素、III族元素、IV族元素、V族元素、过渡金属元素和镧（Ln）系元素中的至少一种。