[发明专利]薄膜晶体管与其制作方法

说明书

一种薄膜晶体管，包括基板、位于基板上表面的栅极、位于基板上表面并覆盖栅极的绝缘层、位于绝缘层上表面的半导体通道层、位于半导体通道层上表面的界定层、位于半导体通道层的上表面并覆盖界定层的有机介电层以及从有机介电层的上表面穿过有机介电层的源极与漏极。其中，半导体通道层具有通道厚度，且通道厚度不大于20纳米。源极于界定层的第一侧与半导体通道层接触，而漏极于该界定层的第二侧与半导体通道层接触，第二侧相对于第一侧。

技术领域

本发明关于一种薄膜晶体管与其制作方法，特别关于一种具有高稳定度的半导体通道区的薄膜晶体管与其制作方法。

背景技术

应用薄膜晶体管技术，微电子电路中的晶体管开关可以实作于显示面板，因此薄膜晶体管技术被广泛的应用于显示电子产品。其中为了使薄膜晶体管中的源极与漏极的电极区域降低电阻及增加电子的迁移率，亦即需要提高薄膜晶体管的源极接触区SP与漏极接触区DP的导电度，请参照图1A，其系现有技术中的薄膜晶体管产生导体(N+)区的方法示意图。如图1A所示，现有的作法将带电离子打入薄膜晶体管的源极接触区SP与漏极接触区DP，以使这两个区域的导电度提高。然而，以现有的作法，带电离子容易扩散至半导体区使得所生产的薄膜晶体管之电性不稳定。

请参照图1B与图1C，其中图1B是以说明现有技术中的薄膜晶体管在后续制程(如加热)后导体区扩散的示意图，而图1C用以说明对应于图1B的薄膜晶体管的电流电压关系图。如图1B所示，当如图1A的薄膜晶体管在后续工艺(如加热)后，其中被打入的带电离子(例如氢离子)可能会扩散至被定义为半导体通道CP，从而使得薄膜晶体管的源极SP与漏极DP之间实质上被导通，如此，不论栅极GP是否被施加电压，其等效电阻都不会有太大的变化。其电流与栅极电压的关系就如图1C中的曲线C01所示。也就是说，不论栅极电压如何变化，流过薄膜晶体管的电流量都大致固定不变。如此的薄膜晶体管由于不具有压控电流源(voltage control current source)的特性，因此无法作为数字晶体管开关或是模拟晶体管放大器。

发明内容

本发明提出一种薄膜晶体管及其制作方法。本发明所揭露的薄膜晶体管，以有机介电层中的有机阴离子吸引半导体通道层中的金属阳离子，以于两层相接触的区域形成导电区。并以界定层定义出半导体通道层中的半导体通道区，因此界定层所对应的区域不形成导体区，而能保持有半导体的特性。

依据本发明一个或多个实施例所实现的一种薄膜晶体管，包括基板、栅极、绝缘层、半导体通道层、界定层、有机介电层、源极与漏极。其中栅极位于基板上表面。绝缘层覆盖栅极以及部分基板的上表面。半导体通道层位于绝缘层上表面。界定层位于半导体通道层上表面。有机介电层位于半导体通道层的上表面并覆盖界定层，有机介电层并具有多个接触洞(via hole)。源极与漏极从有机介电层的上表面穿过有机介电层的接触洞而与半导体通道层接触。其中，半导体通道层的厚度不大于20纳米。半导体通道层被界定层覆盖的区域定义即为半导体通道区，并且前述多个接触洞对应于半导体通道层未被界定层覆盖的区域。源极与漏极分别借由相对应的接触洞而与半导体通道层接触。

其中，该半导体通道层的材料为金属氧化物，该金属氧化物选自由铟镓锌氧化物、氧化镓、氧化铟、氧化锌、氧化铟锡及上述的任意组合所组成的群组。

其中，该界定层材料为一种无机绝缘材料，该无机绝缘材料选自由氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、金属氧化物与上述的任意组合所组成的群组。

其中，该有机介电层材料选自由有机聚合物、有机光阻与有机无机混合材料所组成的群组其中之一。

其中，该有机介电层的材料分子带有一官能基的有机化合物，该官能基选自由羟基、氨基与硫醇所组成的群组。