[发明专利]含基于锡的P型氧化物半导体的薄膜晶体管及其制造方法

说明书

本发明提供显示良好薄膜晶体管TFT特性的p型金属氧化物半导体薄膜。所述p型金属氧化物薄膜包含三元或更高阶基于锡(基于Sn)的p型氧化物，例如Sn(II)‑M‑O氧化物，其中M是金属。在一些实施方案中，M是选自周期表的d区或p区的金属。本文所揭示的氧化物展现p型导电和宽带隙。还提供包含包括p型氧化物半导体的沟道的TFT，以及制造方法。在一些实施方案中，所述p沟道TFT具有低断开电流。

优先权要求

本申请案主张2015年1月22日申请的标题为“基于锡的P型氧化物半导体及薄膜晶体管应用(TIN BASED P-TYPE OXIDE SEMICONDUCTOR AND THIN FILM TRANSISTORAPPLICATIONS)”的第14/603,186号美国专利申请案的优先级，所述美国专利申请案的揭示内容特此以全文引用方式并入本申请案中。

技术领域

本发明涉及薄膜晶体管，且更明确地说，涉及基于锡的p沟道金属氧化物薄膜晶体管。

背景技术

机电系统(EMS)包含具有电及机械元件的装置、致动器、换能器、传感器、例如镜面及光学膜等光学组件及电子装置。EMS装置或元件可以多种尺度制造，包含但不限于微尺度及纳米尺度。举例来说，微机电系统(MEMS)装置可包含大小范围在约一微米到数百微米或以上的结构。纳米机电系统(NEMS)装置可以包含大小小于一微米(包含(例如)小于数百纳米的大小)的结构。可使用沉积、蚀刻、光刻及/或蚀刻掉衬底及/或所沉积材料层的部分或添加层以形成电及机电装置的其它微机械加工过程来形成机电元件。

一种类型的EMS装置被称为干涉式调制器(IMOD)。术语“IMOD”或“干涉式光调制器”是指使用光学干涉原理选择性地吸收及/或反射光的装置。在一些实施方案中， IMOD显示元件可包含一对导电板，所述导电板中的一或两者可能整体或部分地为透明的和/或反射性的，且能够在施加适当电信号后即刻进行相对运动。例如，一个板可包含沉积在衬底上方、衬底上或由衬底支撑的静止层，且另一板可包含与所述静止层以气隙隔开的反射膜。一个板相对于另一板的位置可改变入射在IMOD显示元件上的光的光学干涉。基于IMOD的显示装置具有广泛范围的应用，且预期用于改进现有产品和创造新产品，尤其是具有显示能力的产品。

硬件和数据处理设备可与机电系统相关联。此类硬件和数据处理设备可包含薄膜晶体管(TFT)。TFT是包含金属和半导体层的薄膜的场效晶体管。

发明内容

本发明的系统、方法及装置各自具有若干创新方面，其中没有单个方面单独负责本文所揭示的合乎需要的属性。

本发明中所描述的标的物的一个新颖方面可在一种具有薄膜晶体管(TFT)的设备中实施，所述TFT包含源极电极、漏极电极以及连接所述源极电极和所述漏极电极的半导体沟道，所述半导体沟道包含三元或更高阶基于锡(基于Sn)的p型氧化物。在一些实施方案中，所述三元或更高阶基于Sn的p型氧化物可包含Sn(II)以及选自周期表的d区或 p区的金属。所述三元或更高阶基于Sn的p型氧化物可包含Sn(II)以及选自以下各项的一或多种金属：第3族金属、第4族金属、钨(W)、硼(B)、铌(Nb)、硼(B)、铝(Al)、镓 (Ga)、铅(Pb)，和硅(Si)。在一些实施方案中，所述基于Sn的p型氧化物是Sn-M-O三元氧化物，其中Sn是Sn(II)且M是选自周期表的d区或p区的金属。举例来说，Sn-M-O 三元氧化物可具有化学式Sn_xM_1-xO_z，其中x为至少0.2且z大于零。在一些实施方案中， x在0.2与0.8之间。