薄膜晶体管及电子设备制造技术

技术编号：44285142 阅读：1 留言：0更新日期：2025-02-14 22:21

薄膜晶体管(10)包括：设置在基板(100)之上的具有多晶结构的氧化物半导体层(140)；设置在氧化物半导体层之上的栅电极(160)；和设置在氧化物半导体层与栅电极之间的栅极绝缘层(150)，氧化物半导体层包括：与栅电极重叠且具有第一载流子浓度(n1)的第一区域(141)；与栅电极不重叠且具有第二载流子浓度(n2)的第二区域(142)；和与栅电极重叠且位于第一区域与所述第二区域之间的第三区域(143)，第二载流子浓度比第一载流子浓度大，第三区域的载流子浓度在从第二区域朝向所述第一区域的沟道长度方向上减少，沟道长度方向上的第三区域的长度为0.00μm以上0.60μm以下。

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【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本专利技术的一实施方式涉及包括具有多晶结构的氧化物半导体(poly-os)的薄膜晶体管。另外，本专利技术的一实施方式涉及包括薄膜晶体管的电子设备。

技术介绍

1、近年来，代替非晶硅、低温多晶硅及单晶硅等硅半导体而将氧化物半导体作为沟道来使用的薄膜晶体管的开发不断发展(例如参见专利文献1～6)。这样的包括氧化物半导体的薄膜晶体管与包括非晶硅的薄膜晶体管同样地能够以简单的结构且通过低温工艺来形成。另外，已知包括氧化物半导体的薄膜晶体管相较于包括非晶硅的薄膜晶体管而言具有高的迁移率。

2、现有技术文献

3、专利文献

4、专利文献1：日本特开2021-141338号公报

5、专利文献2：日本特开2014-099601号公报

6、专利文献3：日本特开2021-153196号公报

7、专利文献4：日本特开2018-006730号公报

8、专利文献5：日本特开2016-184771号公报

9、专利文献6：日本特开2021-108405号公报

技术实现思路

1、专利技术所要解决的课题

2、然而，就现有的包括氧化物半导体的薄膜晶体管而言，当沟道长度变小时，电特性中的阈值电压向负方向偏移或者阈值电压的偏差变大等，难以获得稳定的薄膜晶体管特性。因此，在现有的包括氧化物半导体的薄膜晶体管中，存在沟道长度的设计自由度低而使薄膜晶体管的用途受限的情况。

3、本专利技术的一实施方式鉴于上述问题

4、用于解决课题的手段

5、本专利技术的一实施方式涉及的薄膜晶体管包括：设置在基板之上的具有多晶结构的氧化物半导体层；设置在氧化物半导体层之上的栅电极；和设置在氧化物半导体层与栅电极之间的栅极绝缘层，氧化物半导体层包括：与栅电极重叠且具有第一载流子浓度的第一区域；与栅电极不重叠且具有第二载流子浓度的第二区域；和与栅电极重叠且位于第一区域与所述第二区域之间的第三区域，第二载流子浓度比第一载流子浓度大，第三区域的载流子浓度在从第二区域朝向所述第一区域的沟道长度方向上减少，沟道长度方向上的第三区域的长度为0.00μm以上0.60μm以下。

6、本专利技术的一实施方式涉及的电子设备包括上述薄膜晶体管。

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【技术保护点】

1.薄膜晶体管，其包括：

2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，所述第三区域的所述长度为0.50μm以下。

3.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，所述第三区域的所述长度为0.40μm以下。

4.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，所述第三区域的所述长度是使用高斯函数对通过扫描电容显微镜观察得到的ΔC/ΔV信号(其中，ΔC为静电电容变化，ΔV为交流电压)进行拟合并根据拟合后的所述高斯函数算出的尺度参数的3倍。

5.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，所述第三区域的所述长度是使用互补误差函数对通过扫描电容显微镜观察得到的ΔC/ΔV信号(其中，ΔC为静电电容变化，ΔV为交流电压)进行拟合并根据拟合后的所述互补误差函数算出的尺度参数的3倍。

6.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，所述第三区域的所述长度是使用洛伦兹函数对通过扫描电容显微镜观察得到的ΔC/ΔV信号(其中，ΔC为静电电容变化，ΔV为交流电压)进行拟合并根据拟合后的所述洛伦兹函数算出的半峰半宽的3倍。

7.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其中

8.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，所述氧化物半导体层的端部由所述栅极绝缘层覆盖。

9.根据权利要求8所述的薄膜晶体管，其中，所述栅极绝缘层包含硼、磷及氩中的至少一种。

10.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，所述氧化物半导体层包含铟元素以及至少一种以上的金属元素，

11.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，所述氧化物半导体层的晶体结构为方铁锰矿型结构。

12.电子设备，其包括权利要求1～11中任一项所述的薄膜晶体管。

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.薄膜晶体管，其包括：

2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，所述第三区域的所述长度为0.50μm以下。

3.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，所述第三区域的所述长度为0.40μm以下。

4.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，所述第三区域的所述长度是使用高斯函数对通过扫描电容显微镜观察得到的δc/δv信号(其中，δc为静电电容变化，δv为交流电压)进行拟合并根据拟合后的所述高斯函数算出的尺度参数的3倍。

5.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，所述第三区域的所述长度是使用互补误差函数对通过扫描电容显微镜观察得到的δc/δv信号(其中，δc为静电电容变化，δv为交流电压)进行拟合并根据拟合后的所述互补误差函数算出的尺度参数的3倍。

6.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，所述第三区...

【专利技术属性】
技术研发人员：渡壁创，津吹将志，佐佐木俊成，田丸尊也，川岛绘美，霍间勇辉，佐佐木大地，
申请(专利权)人：株式会社日本显示器，
类型：发明
国别省市：

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