薄膜晶体管及其制造方法以及显示装置制造方法及图纸

薄膜晶体管(101)具有：活性层(7)，被基板(1)支承，且包括第一区域(7S)、第二区域(7D)和位于第一区域与第二区域之间的沟道区域(7C)；栅电极(11)，其以隔着栅极绝缘层(9)与活性层(7)的至少沟道区域重叠的方式配置；源电极(15s)，其与第一区域(7S)电连接；以及漏电极(15d)，其与第二区域(7D)电连接，活性层(7)的至少沟道区域(7C)具有层叠构造，该层叠构造含：配置在下部氧化物半导体层(71)上且实质上不含氧的第一金属层(m1)以及配置在第一金属层(m1)上的上部氧化物半导体层(72)，第一金属层(m1)的厚度小于下部氧化物半导体层(71)或上部氧化物半导体层(72)的厚度。上部氧化物半导体层(72)的厚度。上部氧化物半导体层(72)的厚度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】薄膜晶体管及其制造方法以及显示装置


[0001]本专利技术是涉及薄膜晶体管及其制造方法以及显示装置。

技术介绍

[0002]有源矩阵基板用于例如液晶显示装置、有机EL(电致发光，Electro Luminescence)显示装置和微型LED(发光二极管，Light Emitting Diode)显示装置等的显示装置。微型LED显示装置是二维排列有由无机化合物制成的多个发光二极管(LED)的显示装置。
[0003]在有源矩阵基板的每个像素中，配置有包括薄膜晶体管(Thin Film Transistor，以下称为“TFT”)的电路(称为“像素电路”)。
[0004]作为像素电路中使用的TFT(以下，称为“像素电路TFT”)，会使用In
‑
Ga
‑
Zn
‑
O系半导体等氧化物半导体的TFT(以下，称为“氧化物半导体TFT”)。例如，专利文献1公开了顶栅结构和底栅结构的氧化物半导体TFT。氧化物半导体TFT具有良好的亚阈值特性和优异的截止特性(即截止漏电流小)。现有技术文献专利文献
[0005]专利文献1：日本专利特开2011
‑
187506号公报

技术实现思路

本专利技术所要解决的技术问题
[0006]在微型LED显示装置、有机EL显示装置等的电流驱动式显示装置中，例如，与每个像素相对应地配置有发光亮度根据电流而变化的发光元件(LED、有机EL元件等)。提供给每个像素的发光元件的电流由像素电路控制。因此，为了实现高亮度，作为像素电路TFT，优选使用具有高沟道迁移率(电流驱动力)的TFT。在本说明书中，将要成为TFT的活性层中沟道的部分的迁移率称为“沟道迁移率”，以区分活性层的材料自身(物性)的迁移率。
[0007]此外，在液晶显示装置等电压驱动方式的显示装置中，例如对于构成周边电路的TFT，要求高的沟道迁移率。
[0008]然而，在现有的氧化物半导体TFT中，由于氧化物半导体的物性，有可能得不到充分的沟道迁移率。尤其是，在具有顶栅结构的氧化物半导体TFT中，若出于降低寄生电容的目的而减小栅极与源极/漏极的交叠长度，则沟道迁移率进一步降低。
[0009]本专利技术的一实施方式是鉴于上述情况而完成的，其目在于，提供一种能够提高沟道迁移率的氧化物半导体TFT、其制造方法以及具备这种氧化物半导体TFT的显示装置。用于解决技术问题的技术方案
[0010][项目1]一种薄膜晶体管，包括：基板；活性层，被所述基板支承，所述活性层包括第一区域、第二区域以及位于所述第一
区域和所述第二区域之间的沟道区域；栅电极，以隔着栅极绝缘层重叠在所述活性层的至少所述沟道区域的方式配置；源电极，与所述活性层的所述第一区域电连接；以及漏电极，与所述活性层的所述第二区域电连接，所述活性层的至少所述沟道区域具有层叠结构，所述层叠结构包含：下部氧化物半导体层；第一金属层，配置于所述下部氧化物半导体层上，且实质上不含氧；以及上部氧化物半导体层，配置在所述第一金属层上，所述第一金属层的厚度小于所述下部氧化物半导体层或所述上部氧化物半导体层的厚度。
[0011][项目2]根据项目1所述的薄膜晶体管，所述下部氧化物半导体层、所述上部氧化物半导体层以及所述第一金属层包含至少一种共同的金属元素。
[0012][项目3]根据项目1或2所述的薄膜晶体管，所述下部氧化物半导体层和/或所述上部氧化物半导体层包括实质上不含n型杂质的i型半导体层。
[0013][项目4]根据项目1或2所述的薄膜晶体管，所述下部氧化物半导体层和/或所述上部氧化物半导体层还包括：实质上不含n型杂质的所述i型半导体层；以及含杂质半导体层，其配置于所述i型半导体层和所述第一金属层之间，且包含n型杂质。
[0014][项目5]根据项目1至4中任一项所述的薄膜晶体管，所述下部氧化物半导体层和所述上部氧化物半导体层的至少一方含有n型杂质，在所述至少一方的氧化物半导体层的厚度方向上的n型杂质的浓度分布包括随着远离所述第一金属层而减小的梯度区域。
[0015][项目6]根据项目1至5中任一项所述的薄膜晶体管，所述下部氧化物半导体层和/或所述上部氧化物半导体层的厚度方向上的氧浓度的分布包括随着远离第一金属层而氧浓度上升的梯度区域。
[0016][项目7]根据项目1至6中任一项所述的薄膜晶体管，所述层叠结构在所述下部氧化物半导体层与所述第一金属层之间具有至少一个其他金属层，所述第一金属层和所述至少一个其他金属层隔着中间氧化物半导体层重叠，所述至少一个其他金属层的厚度比所述下部氧化物半导体层或所述上部氧化物半导体层的厚度小。
[0017][项目8]根据项目1至7中任一项所述的薄膜晶体管，所述活性层配置于所述基板与所述栅电极之间，在从所述基板的法线方向观察时，所述栅电极与所述活性层的所述沟道区域重叠，且不与所述第一区域及所述第二区域重叠，所述第一区域及所述第二区域的上表面分别具有电阻率比所述沟道区域的上表面的电阻率低的低电阻氧化物半导体区域。
[0018][项目9]根据项目8所述的薄膜晶体管，所述薄膜晶体管还包括：上部绝缘层，其覆盖所述活性层、所述栅极绝缘层以及所述栅电极，所述源电极在形成于所述上部绝缘层的第一开口部内与所述第一区域的所述低
电阻氧化物半导体区域电连接，所述漏电极在形成于所述上部绝缘层的第二开口部内与所述第二区域的所述低电阻氧化物半导体区域电连接。
[0019][项目10]根据项目8或9所述的薄膜晶体管，所述活性层包含下层和上层，所述下层包含所述下部氧化物半导体层的至少一部分，所述上层配置于所述下层的一部分上且包含所述上部氧化物半导体层以及所述第一金属层，所述沟道区域包含所述上层及所述下层，所述第一区域和所述第二区域分别包含所述下层，且均不包含所述上层。
[0020][项目11]根据项目10所述的薄膜晶体管，从所述基板的法线方向观察时，所述栅电极、所述栅极绝缘层及所述活性层的所述上层的周缘相互对准。
[0021][项目12]根据项目8至11中任一项所述的薄膜晶体管，所述上部氧化物半导体层的厚度比所述下部氧化物半导体层的厚度大。
[0022][项目13]根据项目1至12中任一项所述的薄膜晶体管，所述第一金属层包含多种金属元素。
[0023][项目14]根据项目13所述的薄膜晶体管，所述下部氧化物半导体层、所述上部氧化物半导体层以及所述第一金属层均含有In、Ga和Zn。
[0024][项目15]一种显示装置，包括：项目1至14中的任一项所述的薄膜晶体管；显示区域，其具有多个像素；以及像素电路，其对应所述多个像素的每一个配置，所述像素电路中包含所述薄膜晶体管。
[0025][项目16]根据项目15中所述的显示装置，所述显示装置还具有对应所述多个像素的每一个配置的电流驱动式发光元件，所述像素电路驱动所述发光元件。
[0026][项目17]一种被基板支承薄膜晶体管的制造方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种薄膜晶体管，其特征在于，包括：基板；活性层，其被所述基板支承，且包括第一区域、第二区域以及位于所述第一区域和所述第二区域之间的沟道区域；栅电极，以隔着栅极绝缘层重叠在所述活性层的至少所述沟道区域的方式配置；源电极，与所述活性层的所述第一区域电连接；以及漏电极，与所述活性层的所述第二区域电连接，所述活性层的至少所述沟道区域具有层叠结构，所述层叠结构包含：下部氧化物半导体层；第一金属层，配置于所述下部氧化物半导体层上，且实质上不含氧；以及上部氧化物半导体层，配置在所述第一金属层上，所述第一金属层的厚度小于所述下部氧化物半导体层或所述上部氧化物半导体层的厚度。2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述下部氧化物半导体层、所述上部氧化物半导体层以及所述第一金属层包含至少一种共同的金属元素。3.根据权利要求1或2所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述下部氧化物半导体层和/或所述上部氧化物半导体层包括实质上不含n型杂质的i型半导体层。4.根据权利要求1或2所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述下部氧化物半导体层和/或所述上部氧化物半导体层还包括：实质上不含n型杂质的i型半导体层；以及含杂质半导体层，其配置于所述i型半导体层和所述第一金属层之间，且包含n型杂质。5.根据权利要求1至4中任一项所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述下部氧化物半导体层和所述上部氧化物半导体层的至少一方含有n型杂质，在所述至少一方的氧化物半导体层的厚度方向上的n型杂质的浓度分布包括随着远离所述第一金属层而减小的梯度区域。6.根据权利要求1至5中任一项所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述下部氧化物半导体层和/或所述上部氧化物半导体层的厚度方向上的氧浓度的分布包括随着远离第一金属层而氧浓度上升的梯度区域。7.根据权利要求1至6中任一项所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述层叠结构在所述下部氧化物半导体层与所述第一金属层之间具有至少一个其他金属层，所述第一金属层和所述至少一个其他金属层隔着中间氧化物半导体层重叠，所述至少一个其他金属层的厚度比所述下部氧化物半导体层或所述上部氧化物半导体层的厚度小。8.根据权利要求1至7中任一项所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述活性层配置于所述基板与所述栅电极之间，在从所述基板的法线方向观察时，所述栅电极与所述活性层的所述沟道区域重叠，且不与所述第一区域及所述第二区域重叠，所述第一区域及所述第二区域的上表面分别具有电阻率比所述沟道区域的上表面的
电阻率低的低电阻氧化物半导体区域。9.根据权利要求8所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述薄膜晶体管还包括：上部绝缘层，其覆盖所述活性层、所述栅极绝缘层以及所述栅电极，所述源电极在形成于所述上部绝缘层的第一开口部内与所述第一区域的所述低电阻氧化物半导体区域电连接，所述漏电极在形成于所述上部绝缘层的第二开口部内与所述第二区域的所述低电阻氧化物半导体区域电连接。10.根据权利要求8或9所述的薄膜晶体管，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：大田裕之，
申请(专利权)人：堺显示器制品株式会社，
类型：发明
国别省市：