[发明专利]薄膜晶体管阵列基板

说明书

根据本发明的一个实施方案的薄膜晶体管阵列基板包括有源层、中间层、栅极绝缘膜、栅电极、层间绝缘膜、源电极以及漏电极。有源层位于基板上，并且栅极绝缘膜位于有源层上。栅电极位于栅极绝缘膜上，并且层间绝缘膜位于栅电极上。源电极和漏电极位于层间绝缘膜上并且连接至有源层。中间层位于有源层与栅极绝缘膜之间，并且由包含第IV族元素的氧化物半导体制成。

技术领域

本发明涉及一种薄膜晶体管阵列基板。

背景技术

随着多媒体的发展，平板显示器(FDP)正变得越来越重要。因此，可以实际使用诸如液晶显示器(LCD)、等离子体显示面板(PDP)、场发射显示器(FED)、有机发光显示器等的各种平板显示器。其中，有机发光显示器作为下一代显示器引起关注，这是因为它们具有1ms(毫秒)或小于1ms的快速响应时间和低功耗并且由于它们自身发光而没有视角问题。

通过利用无源矩阵驱动模式或者使用薄膜晶体管的有源矩阵驱动模式来驱动显示装置。在无源矩阵驱动模式中，通过对交叉阳极和阴极形成的线进行选择彼来驱动，而在有源矩阵驱动模式中，薄膜晶体管连接至各个像素电极，并且每个像素以由连接至薄膜晶体管的栅电极的电容器的电容维持的电压驱动。

非常重要的是，薄膜晶体管具有耐久性和电可靠性以及诸如迁移率、漏电流等的基本特性。薄膜晶体管中的有源层通常由非晶硅或多晶硅形成。然而，虽然非晶硅具有成膜工艺简单和生产成本低等优点，但是电学上不可靠。多晶硅由于处理温度高而难以在大面积上使用，并且不能为不同的结晶方法提供均匀性。

因为有源层即使在低温下形成也能提供高的迁移率，并且电阻随着氧含量的大的变化使得非常容易获得期望的物理性质，所以由氧化物半导体制成的有源层目前正在薄膜晶体管应用中引起广泛关注。可以用作有源层的氧化物半导体的实例包括锌氧化物(ZnO)、铟锌氧化物(InZnO)或铟镓锌氧化物(InGaZnO₄)。包含氧化物半导体有源层的薄膜晶体管可以具有各种结构。其中，由于器件特性，通常使用共面结构和蚀刻阻挡结构。

图1是示出常规共面薄膜晶体管的截面图。图2是原子扩散的模式图。图3是薄膜晶体管的截面图。参照图1，遮光膜20位于基板15上，并且缓冲层25位于遮光膜20上。在缓冲层25上形成氧化物半导体的有源层30。栅极绝缘膜35和栅电极40位于有源层30的顶部。层间绝缘膜45位于栅电极40上，并且源电极50a和漏电极50b分别连接至有源层30，从而形成薄膜晶体管10。在形成有源层30、栅极绝缘膜35和栅电极40之后，薄膜晶体管经历多次后续热处理工艺。如图2所示，一旦执行了后续热处理工艺，就会发生其中栅极绝缘膜35中的氢或氧原子扩散到有源层30中的原子扩散。参照图3，有源层中的A区域具有In₁₁Ga₁Zn_0.9O_23.8的测得原子比，B区域具有In_6.4Ga₁Zn_1.3O_13.6的测得原子比，这意味着在有源层30与栅极绝缘膜35之间的界面处的高的氧含量。

参照图4，如果在有源层30与栅极绝缘膜35之间的界面处的氧含量增加，则会导致未结合的氧原子过剩。具有两个电子的氧是稳定的，但是具有不成对电子的每个氧原子捕获通过有源层30中的沟道移动的电子，从而使器件的特性劣化。

发明内容

[技术问题]

本发明提供能够防止器件劣化并提高可靠性的薄膜晶体管阵列基板。

技术方案

为了实现该目的，根据本发明的示例性实施方案的薄膜晶体管包括有源层、中间层、栅极绝缘膜、栅电极、层间绝缘膜以及源电极和漏电极。有源层位于基板上，并且栅极绝缘膜位于有源层上。栅电极位于栅极绝缘膜上，并且层间绝缘膜位于栅电极上。源电极和漏电极位于层间绝缘膜上并且连接至有源层。中间层位于有源层和栅极绝缘膜之间，并且由包含第IV族元素的氧化物半导体制成。