[发明专利]薄膜晶体管及其有源层和应用

说明书

本发明涉及一种薄膜晶体管的有源层及其有源层和应用。所述有源层由交替层叠的半导体层和导体层构成，所述导体层的层数为至少一层，所述半导体层的层数至少两层；所述导体层位于相邻的两层所述半导体层之间。该有源层在相邻的两层半导体层之间插入导体层，与所述半导体层相比较，所述导体层的电阻较低，由此所述半导体层中的载流子能够通过导体层加速漂移，改善有源层中载流子的输运特性，进而提高有源层中载流子的迁移率。

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别是涉及薄膜晶体管及其有源层和应用。

背景技术

薄膜晶体管(TFT，Thin Film Transistor)主要应用于控制和驱动液晶显示器(LCD，Liquid Crystal Display)、有机发光二极管(OLED，Organic Light-EmittingDiode)显示器的子像素，是平板显示领域中最重要的电子器件之一。

以铟镓锌氧化物(IGZO)为代表的金属氧化物半导体材料，因其迁移率高、均匀性好和可在室温下制备而被广泛地研究，以期能替代单晶硅及低温多晶硅技术(LTPS)用作背板薄膜晶体管(TFT)中有源层的沟道材料，而实现诸如有源矩阵有机发光二极管面板(AMOLED)等大尺寸面板的产业化。然而，目前金属氧化半导体用作TFT中有源层的沟道材料时，相比于单晶硅及LTPS而言，其载流子迁移率仍偏低(约10～20cm²V^-1s^-1)。但下一代高帧速(>240fps)、超高清(8k×4k)显示则要求TFT背板的迁移率为30cm²V^-1s^-1甚至更高才能满足驱动需求。随着高帧速、超高清以及柔性显示的发展，这个矛盾显得尤为突出。

中国专利申请号200980125524.0公开了一种使用多有源沟道层的薄膜晶体管，以实现高迁移率，但是该技术是使用多层氧化物半导体层叠加形成有源层，不可避免地会导致稳定性降低的缺陷，无法同时实现高迁移率和高稳定性。

中国专利申请号201310751059.X公开了一种薄膜晶体管，该技术一定程度上可以提高迁移率，但是依然无法克服同时存在的稳定性降低的缺陷，且该技术同样是采用多层半导体层叠加形成有源层，受限于氧化物半导体的属性，迁移率的提高幅度有限。

中国专利申请号201510207632.X公开了一种高迁移率、高稳定性金属氧化物薄膜晶体管及其制备工艺，该技术能同时提高器件的迁移率和稳定性，但是同样也是采用多层氧化物半导体叠加形成有源层的结构，由于氧化物半导体是多元结构，制备过程成份较难把控，而且不可避免地会出现缺陷，且相邻半导体层的界面也存在界面缺陷，其制备的工艺难度相对较大。

发明内容

基于此，有必要提供一种薄膜晶体管的有源层，该有源层能够有效解决现有薄膜晶体管器件迁移率和稳定性相对偏低的问题。

一种薄膜晶体管的有源层，由交替层叠的半导体层和导体层构成，所述导体层的层数为至少一层，所述半导体层的层数至少两层；所述导体层位于相邻的两层所述半导体层之间。

在其中一个实施例中，所述导体层的材料为金属、合金或金属氧化物。

在其中一个实施例中，所述导体层的材料为Au、Ag、Cu、Pt、Mg、Ti、Al、Al-Nd合金、ITO、FTO中的至少一种。

在其中一个实施例中，各所述半导体层的材料分别独立的任选自二元氧化物、三元氧化物、四元氧化物中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述二元氧化物为ZnO、In₂O₃或Ga₂O₃；所述三元氧化物为InZnO、ZnSnO、ZrInO、ZrSnO、SiSnO或SiInO；所述四元氧化物为InGaZnO、InHfZnO、InSiZnO。