專利名稱：晶體管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種半導(dǎo)體元件，且特別是有關(guān)于一種晶體管。
背景技術(shù)：
晶體管可在顯示器中扮演驅(qū)動顯示介質(zhì)的角色，而在驅(qū)動顯示介質(zhì)的過程中，晶 體管的電特性的穩(wěn)定度將會影響顯示介質(zhì)所呈現(xiàn)的圖像對比。因此，為了使顯示器具有較 佳的顯示品質(zhì)，晶體管陣列需維持穩(wěn)定的閾值電壓(threshold voltage)及操作電流。一般來說，在黑暗與無水氧的情況下，晶體管能具有穩(wěn)定的閾值電壓及操作電流。 然而，晶體管對光具有高敏感度，也就是說，當(dāng)光照射晶體管時，晶體管的電特性會即刻受 到影響，而發(fā)生閾值電壓偏移、次閾值斜率(sub-threshold swing)變大以及操作電流改變 等電性飄移現(xiàn)象，且上述電特性變化無法在毫秒內(nèi)回復(fù)。如此一來，會嚴(yán)重影響顯示器的顯 示畫面與顯示品質(zhì)。因此，本領(lǐng)域亟需一種具有高電性穩(wěn)定度的晶體管，以在操作過程中維持良好的 電特性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種晶體管，其具有高電性穩(wěn)定度與低光敏感度。本發(fā)明提出一種晶體管，包括襯底、柵極、半導(dǎo)體層、絕緣堆迭層以及源極與漏極。 柵極配置于襯底上。半導(dǎo)體層配置于襯底上，以第一型態(tài)載流子作為主要載流子。絕緣堆 迭層配置于半導(dǎo)體層與柵極之間，包括第一絕緣層與第二絕緣層。其中，第一絕緣層包含能 吸引第一型態(tài)載流子的第一基團，第二絕緣層包含能吸引第二型態(tài)載流子的第二基團，且 第一絕緣層配置于半導(dǎo)體層與第二絕緣層之間。源極與漏極配置于襯底上，且位于半導(dǎo)體 層的兩側(cè)。在本發(fā)明的一個實施例中，上述的絕緣堆迭層進(jìn)一步包括第三絕緣層，第三絕緣 層包含能吸引第一型態(tài)載流子的第三基團，且第三絕緣層配置于第二絕緣層與柵極之間?；谏鲜鰞?nèi)容，本發(fā)明的晶體管具有絕緣堆迭層，其由對不同載流子具有束縛力 的絕緣層相互堆迭而成，以提升晶體管的電性穩(wěn)定度以及降低晶體管的光敏感度，使晶體 管具有良好的電特性。為讓本發(fā)明的特征能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附圖式作詳細(xì)說明 如下。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的一種晶體管的剖面示意圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的一種晶體管的剖面示意圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的一種晶體管的剖面示意圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的一種晶體管的剖面示意圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的一種晶體管的剖面示意圖。主要元件符號說明100、100a、200、200a、300 晶體管110、210、310 襯底120、220、320 半導(dǎo)體層130S、230S、330S 源極130D、230D、330D 漏極140、140a、240、240a、340 絕緣堆迭層142、144、146、242、244、246、342、344、346 絕緣層150,250,350 柵極
具體實施例方式[第一實施例]圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的一種晶體管的剖面示意圖。請參照圖1，晶體管100包括襯底110、半導(dǎo)體層120、源極130S與漏極130D、絕緣 堆迭層140以及柵極150。半導(dǎo)體層120配置于襯底110上，以第一型態(tài)載流子作為主要載 流子。源極130S與漏極130D配置于襯底110上，且位于半導(dǎo)體層120的兩側(cè)。詳言之，在 本實施例中，第一型態(tài)載流子為空穴，也就說半導(dǎo)體層120例如是具有較多空穴的P型半 導(dǎo)體層。半導(dǎo)體層120的材質(zhì)可以是無機半導(dǎo)體或是有機半導(dǎo)體，其中無機半導(dǎo)體包括非 晶硅、多晶硅或是氧化物半導(dǎo)體系列，有機半導(dǎo)體包括有機小分子、有機高分子、或有機小 分子及有機高分子的混合物。再者，襯底110可以是硬式襯底或是可彎曲式襯底，其中硬式 襯底的材質(zhì)例如是玻璃、石英或硅晶圓，可彎曲式襯底的材質(zhì)例如是塑膠例如壓克力、金屬 箔(metal foil)或是紙。源極130S與漏極130D的材質(zhì)例如是金、銀、鋁、銅、鉻、鈦或前述 材料的合金，其形成方法例如是物理氣相沉積制造方法。柵極150配置于襯底110上。絕緣堆迭層140配置于半導(dǎo)體層120與柵極150之 間，包括第一絕緣層142與第二絕緣層144。其中，第一絕緣層142包含能吸引第一型態(tài)載流 子的第一基團，第二絕緣層144包含能吸引第二型態(tài)載流子的第二基團，且第一絕緣層142 配置于半導(dǎo)體層120與第二絕緣層144之間。在本實施例中，第一型態(tài)載流子為空穴，第二 型態(tài)載流子為電子。也就是說，半導(dǎo)體層120以空穴作為主要載流子，第一絕緣層142包含 能吸引空穴的第一基團，且第二絕緣層144包含能吸引電子的第二基團。詳言之，第一基團 例如是能吸引空穴的基團，包括烷基(alkyl group)、醇基(alcohol group)、氨基(amino group)以及其他具有電子釋放能力的基團。第二基團例如是能吸引電子的基團，包括鹵基 (halogeng roup)、月青基(nitrile group)、幾基(carbonyl group)、石宵基(nitro group)以 及其他具有電子獲得能力的基團。在本實施例中，第一絕緣層142與第二絕緣層144可以是無機絕緣材料或有機絕 緣材料，且其例如是介電常數(shù)低于4的低介電常數(shù)材料。再者，第一絕緣層142與第二絕 緣層144的形成方法例如是涂布法，且絕緣堆迭層140的總厚度例如是220nm 800nm， 其中優(yōu)選的情況為230nm 300nm。其中，第一絕緣層142的材質(zhì)例如是乙烯吡咯烷 酮(poly(vinyl pyrrolidone), PVP)、聚乙烯酚(polyvinyl phenol), PVP)、聚苯硫醚
5(polyphenylene sulfide, PPS)、酚樹脂(phenol resin)或其他包含具有電子釋放能力的 基團的絕緣材料。第二絕緣層144的材質(zhì)例如是聚四氟(polyethylene tetrafluoride)與 聚芳酯(polyarylate)或其他包含具有電子獲得能力的基團的絕緣材料。此外，具有吸引 電子能力的第二絕緣層144例如是包含諸如金、銀或鉬等金屬粒子，且金屬粒子在第二絕 緣層144中的含量小于0. Iwt% (即金屬粒子在第二絕緣層中的重量百分比小于0. )。 舉例來說，第二絕緣層144的材料可以是金納米粒子摻雜在聚合物里所形成的雙穩(wěn)態(tài)有機 記憶材料(polymerstabilized gold-nanoparticles，Au-PCm)。特別一提的是，絕緣堆迭層140可以進(jìn)一步包括第三絕緣層(未繪示)，第三絕緣 層配置于柵極150與第二絕緣層144之間，第三絕緣層可以是包含能吸引空穴的基團的絕 緣材料、包含能吸引電子的基團的絕緣材料或者是一般絕緣材料。再者，柵極150的形成方 法例如是先形成一層?xùn)艠O材料層，再利用微影與蝕刻制造方法將柵極材料層圖案化。柵極 材料層的材質(zhì)包括金屬、摻雜多晶硅或透明導(dǎo)電氧化物等，其形成方法例如是物理氣相沉 積制造方法或化學(xué)氣相沉積制造方法。在本實施例中，在具有較多空穴的半導(dǎo)體層120上依序堆迭具有吸引空穴能力 的第一絕緣層142以及具有吸引電子能力的第二絕緣層144。如此一來，對不同載流子具 有束縛力的第一絕緣層142與第二絕緣層144在堆迭匹配后，能抵銷有效缺陷的數(shù)目，并 產(chǎn)生微量的電子束縛缺陷，此微量的電子束縛缺陷可以束縛半導(dǎo)體層120中的電子載流 子，而這些電子載流子可以在半導(dǎo)體層/絕緣層介面處抑制空穴的累積。因此，當(dāng)光照射 晶體管的半導(dǎo)體層時，由于半導(dǎo)體層內(nèi)多數(shù)的空穴載流子會與光照時所產(chǎn)生的電子復(fù)合 (recombination)，故能維持晶體管100的電性穩(wěn)定度以及降低晶體管100的光敏感度，使 晶體管100具有良好的電特性。因此，當(dāng)晶體管應(yīng)用于顯示器(包括電子紙、軟性顯示器等軟性電子顯示裝置)中 作為驅(qū)動晶體管時，即使光源通過顯示介質(zhì)而照射到晶體管表面時，晶體管仍能維持穩(wěn)定 的閾值電壓及操作電流等電特性，使顯示器具有較佳的顯示品質(zhì)。特別一提的是，相比于現(xiàn) 有以金屬遮罩來阻擋光線進(jìn)入晶體管的方法，本發(fā)明的晶體管無須使用額外的材料層，就 能降低因光照射所導(dǎo)致的電性飄移量，故本發(fā)明的晶體管的制造與現(xiàn)有制造方法相容且不 會增加晶體管的制作成本。再者，由于有機絕緣層的缺陷數(shù)目較無機絕緣層來的多，使現(xiàn) 有的有機晶體管容易有電性不穩(wěn)定的問題，因此本發(fā)明的絕緣堆迭層可應(yīng)用于有機晶體管 中，以提升有機晶體管的電性穩(wěn)定度。[第二實施例]圖2是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的一種晶體管的剖面示意圖。本實施例的晶體管 100a的結(jié)構(gòu)與圖1的晶體管100的結(jié)構(gòu)相似，其主要不同處在于晶體管100a進(jìn)一步包括第 三絕緣層146，以下僅針對其主要不同處進(jìn)行說明。請參照圖2，晶體管100a包括襯底110、半導(dǎo)體層120、源極130S與漏極130D、絕 緣堆迭層140a以及柵極150。絕緣堆迭層140a包括依序堆迭于半導(dǎo)體層120上的第一絕 緣層142、第二絕緣層144以及第三絕緣層146。在本實施例中，半導(dǎo)體層120是以空穴為 主要載流子，其例如是P型半導(dǎo)體層。第一絕緣層142例如是包含能吸引空穴的第一基團， 第二絕緣層144例如是包含能吸引電子的第二基團，以及第三絕緣層146例如是包含能吸 引空穴的第三基團。其中，第三基團包括烷基、醇基、氨基以及其他具有電子釋放能力的基團。在本實施例中，第一絕緣層142、第二絕緣層144以及第三絕緣層146可以是無機 絕緣材料或有機絕緣材料，且其例如是介電常數(shù)低于4的低介電常數(shù)材料。再者，第一絕緣 層142、第二絕緣層144以及第三絕緣層146的形成方法例如是涂布法，且絕緣堆迭層140a 的總厚度例如是220nm 800nm，其中優(yōu)選的情況為230nm 300nm。其中，第一絕緣層142 與第二絕緣層144的材料可以參照第一實施例中所述，而第三絕緣層146的材料例如是乙 烯吡咯烷酮(polyvinyl pyrrolidone)，PVP)、聚乙烯酚(polyvinyl phenol), PVP)、聚苯 硫醚(polyphenylenesulfide，PPS)、酚樹脂(phenol resin)或其他包含具有電子釋放能 力的基團的絕緣材料。特別一提的是，絕緣堆迭層140a可以更包括第四絕緣層(未繪示)， 第四絕緣層配置于柵極150與第三絕緣層146之間，第四絕緣層可以是包含能吸引空穴的 基團的絕緣材料、包含能吸引電子的基團的絕緣材料或者是一般絕緣材料。換言之，雖然本 實施例中是以由三層絕緣層142、144、146所堆迭而成的絕緣堆迭層140a為例，但本發(fā)明不 限于此，使用者可根據(jù)本發(fā)明所述的絕緣層的堆迭方式來形成多種絕緣堆迭層。承上所述，在本實施例中，在具有較多空穴的半導(dǎo)體層120上依序堆迭具有吸引 空穴能力的第一絕緣層142、具有吸引電子能力的第，絕緣層144以及具有吸引空穴能力的 第三絕緣層146。也就是說，根據(jù)半導(dǎo)體層的主要載流子型態(tài)，在半導(dǎo)體層上依序且交錯堆 迭具有吸引空穴能力的絕緣層與具有吸引電子能力的絕緣層，如此一來，對不同載流子具 有束縛力的絕緣層在堆迭匹配后，能抵銷有效缺陷的數(shù)目，并產(chǎn)生微量的電子束縛缺陷，此 微量的電子束縛缺陷可以束縛半導(dǎo)體層中的電子載流子，而這些電子載流子可以在半導(dǎo)體 層/絕緣層介面處抑制空穴的累積。因此，當(dāng)光照射晶體管的半導(dǎo)體層時，由于半導(dǎo)體層內(nèi)多數(shù)的空穴載流子會與光 照時所產(chǎn)生的電子復(fù)合(recombination)，故能維持晶體管的電性穩(wěn)定度以及降低晶體管 的光敏感度，使晶體管具有良好的電特性。如此一來，當(dāng)晶體管應(yīng)用于顯示器(包括電子 紙、軟性顯示器等軟性電子顯示裝置)中作為驅(qū)動晶體管時，即使有光線照射晶體管，晶體 管仍能維持穩(wěn)定的閾值電壓及操作電流等電特性，使顯示器具有較佳的顯示品質(zhì)。[第三實施例]圖3是根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的一種晶體管的剖面示意圖。本實施例的晶體管 200的結(jié)構(gòu)與圖1的晶體管100的結(jié)構(gòu)相似，其主要不同處在于本實施例的晶體管200的半 導(dǎo)體層220是以電子作為主要載流子，以下將針對其主要不同處進(jìn)行說明。請參照圖3，晶體管200包括襯底210、半導(dǎo)體層220、源極230S與漏極230D、絕緣 堆迭層MO以及柵極250。半導(dǎo)體層220配置于襯底210上，以電子作為主要載流子。柵 極250配置于襯底210上。絕緣堆迭層240配置于半導(dǎo)體層220與柵極250之間，包括第 一絕緣層242與第二絕緣層M4。其中，第一絕緣層242包含能吸引電子的基團，第二絕緣 層244包含能吸引空穴的基團，且第一絕緣層242配置于半導(dǎo)體層220與第二絕緣層244 之間。源極230S與漏極230D配置于襯底210上，且位于半導(dǎo)體層220的兩側(cè)。其中，襯底 210、柵極250以及源極230S與漏極230D的材料與形成方法可以是所屬領(lǐng)域所熟知的材料 與方法或者是第一實施例中所述者，故于此不詳述。在本實施例中，半導(dǎo)體層220為具有較多電子的N型半導(dǎo)體層。半導(dǎo)體層220的 材質(zhì)可以是無機半導(dǎo)體或是有機半導(dǎo)體，其中無機半導(dǎo)體例如是非晶硅、多晶硅或是氧化物半導(dǎo)體系列，有機半導(dǎo)體包括有機小分子、有機高分子、或有機小分子及有機高分子的混 合物。第一絕緣層242包含能吸引電子的基團，包括鹵基(halogen group)、腈基(nitrile group)、羰基(carbonyl group)、硝基(nitro group)以及其他具有電子獲得能力的基團。 第二絕緣層244包含能吸引空穴的基團，包括烷基(alkyl group)、醇基(alcohol group)、 氨基(amino group)以及其他具有電子釋放能力的基團。再者，第一絕緣層242與第二絕緣層244可以是無機絕緣材料或有機絕緣 材料，且其例如是介電常數(shù)低于4的低介電常數(shù)材料。再者，第一絕緣層242與第二 絕緣層M4的形成方法例如是涂布法，且絕緣堆迭層MO的總厚度例如是220nm 800nm，其中優(yōu)選的情況為230nm 300nm。其中，第一絕緣層M2的材料例如是聚四氟 (polyethylenetetrafluoride)與聚芳酯(polyarylate)或其他包含具有電子獲得能力的 基團的絕緣材料。第二絕緣層244的材料例如是乙烯吡咯烷酮(polyvinylpyrrolidone)， PVP)、聚乙烯酚(polyvinyl phenol)，PVP)、聚苯硫醚(polyphenylene sulfide，PPS)、酚 樹脂(phenol resin)或其他包含具有電子釋放能力的基團的絕緣材料。此外，具有吸引電 子能力的第一絕緣層242例如是包含諸如金、銀或鉬等金屬粒子，且金屬粒子在絕緣層242 中的含量小于0. Iwt %。舉例來說，第一絕緣層242的材料可以是金納米粒子摻雜在聚合物 里所形成的雙穩(wěn)態(tài)有機記憶材料(polymerstabilized gold-nanoparticles，Au-PCm)。再 者，絕緣堆迭層240可以進(jìn)一步包括第三絕緣層(未繪示)，其配置于柵極250與第二絕緣 層244之間，且第三絕緣層可以是包含能吸引電子的基團的絕緣材料、包含能吸引空穴的 基團的絕緣材料或者是一般絕緣材料。在本實施例中，在具有較多電子的半導(dǎo)體層220上依序堆迭具有吸引電子能力的 第一絕緣層242以及具有吸引空穴能力的第二絕緣層M4。如此一來，對不同載流子具有束 縛力的第一絕緣層242與第二絕緣層244在堆迭匹配后，能抵銷有效缺陷的數(shù)目，并產(chǎn)生微 量的空穴束縛缺陷，此微量的空穴束縛缺陷可以束縛半導(dǎo)體層220中的空穴載流子，而這 些空穴載流子可以在半導(dǎo)體層/絕緣層介面處抑制電子的累積。因此，當(dāng)光照射晶體管的半導(dǎo)體層時，由于半導(dǎo)體層內(nèi)多數(shù)的電子載流子會與光 照時所產(chǎn)生的空穴復(fù)合(recombination)，故能維持晶體管的電性穩(wěn)定度以及降低晶體管 的光敏感度，使晶體管具有良好的電特性。因此，當(dāng)晶體管應(yīng)用于顯示器(包括電子紙、軟 性顯示器等軟性電子顯示裝置)中作為驅(qū)動晶體管時，即使有光線照射晶體管，晶體管仍 能維持穩(wěn)定的閾值電壓及操作電流等電特性，使顯示器具有較佳的顯示品質(zhì)。[第四實施例]圖4是根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的一種晶體管的剖面示意圖。本實施例的晶體管 200a的結(jié)構(gòu)與圖3的晶體管200的結(jié)構(gòu)相似，其主要不同處在于晶體管200a進(jìn)一步包括第 三絕緣層對6，以下僅針對其主要不同處進(jìn)行說明。請參照圖4，晶體管200a包括襯底210、半導(dǎo)體層220、源極230S與漏極230D、絕 緣堆迭層MOa以及柵極250。絕緣堆迭層MOa包括依序堆迭于半導(dǎo)體層220上的第一絕 緣層M2、第二絕緣層M4以及第三絕緣層M6。在本實施例中，半導(dǎo)體層220是以電子為 主要載流子，其例如是N型半導(dǎo)體層。第一絕緣層242例如是包含能吸引電子的基團，第二 絕緣層244例如是包含能吸引空穴的基團，以及第三絕緣層246例如是包含能吸引電子的 基團。其中，第三絕緣層246所含的基團包括鹵基、腈基、羰基、硝基以及其他具有電子獲得能力的基團。在本實施例中，第一絕緣層M2、第二絕緣層M4以及第三絕緣層246可以是無機 絕緣材料或有機絕緣材料，且其例如是介電常數(shù)低于4的低介電常數(shù)材料。再者，第一絕緣 層M2、第二絕緣層244以及第三絕緣層246的形成方法例如是涂布法，且絕緣堆迭層MOa 的總厚度例如是220nm 800nm，其中優(yōu)選的情況為230nm 300nm。其中，第一絕緣層242 與第二絕緣層M4的材料可以參照第三實施例中所述，而第三絕緣層M6的材料例如是聚 四氟(polyethylene tetrafluoride)與聚芳酯(polyarylate)或其他包含具有電子獲得 能力的基團的絕緣材料，其形成方法例如是涂布法。特別一提的是，絕緣堆迭層MOa可以 進(jìn)一步包括第四絕緣層(未繪示)，第四絕緣層配置于柵極250與第三絕緣層246之間，第 四絕緣層可以是包含能吸引空穴的基團的絕緣材料、包含能吸引電子的基團的絕緣材料或 者是一般絕緣材料。換言之，雖然本實施例中是以由三層絕緣層M2、M4、246所堆迭而成 的絕緣堆迭層MOa為例，但本發(fā)明不限于此，使用者可根據(jù)本發(fā)明所述的絕緣層的堆迭方 式來形成多種絕緣堆迭層。承上述，在本實施例中，在具有較多電子的半導(dǎo)體層220上依序堆迭具有吸引電 子能力的第一絕緣層對2、具有吸引空穴能力的第二絕緣層M4以及具有吸引電子能力的 第三絕緣層M6。也就是說，在具有較多電子的半導(dǎo)體層上依序且交錯堆迭具有吸引電子能 力的絕緣層與具有吸引空穴能力的絕緣層，如此一來，對不同載流子具有束縛力的絕緣層 在堆迭匹配后，能抵銷有效缺陷的數(shù)目，并產(chǎn)生微量的空穴束縛缺陷，此微量的空穴束縛缺 陷可以束縛半導(dǎo)體層中的空穴載流子，而這些空穴載流子可以在半導(dǎo)體層/絕緣層介面處 抑制電子的累積。因此，當(dāng)光照射晶體管的半導(dǎo)體層時，由于半導(dǎo)體層內(nèi)多數(shù)的電子載流子會與光 照時所產(chǎn)生的空穴復(fù)合(recombination)，故能維持晶體管的電性穩(wěn)定度以及降低晶體管 的光敏感度，使晶體管具有良好的電特性。如此一來，當(dāng)晶體管應(yīng)用于顯示器(包括電子 紙、軟性顯示器等軟性電子顯示裝置)中作為驅(qū)動晶體管時，即使有光線照射晶體管，晶體 管仍能維持穩(wěn)定的閾值電壓及操作電流等電特性，使顯示器具有較佳的顯示品質(zhì)。[第五實施例]在上述的實施例中，都是以具有上柵極(top gate)結(jié)構(gòu)的晶體管100、100a、200、 200a為例，但本發(fā)明的晶體管也可以應(yīng)用于具有下柵極(bottom gate)結(jié)構(gòu)的晶體管。圖5是根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的一種晶體管的剖面示意圖。如圖5所示，晶體管300的構(gòu)件與圖2的晶體管100的構(gòu)件相似，但晶體管300具 有下柵極結(jié)構(gòu)。晶體管300包括襯底310、半導(dǎo)體層320、源極330S與漏極330D、絕緣堆迭 層；340以及柵極350。其中，半導(dǎo)體層320配置于襯底310上且位于柵極350上方，以第一 型態(tài)載流子作為主要載流子。源極330S與漏極330D位于半導(dǎo)體層320的兩側(cè)且位于柵極 350上方。絕緣堆迭層340配置于半導(dǎo)體層320與柵極350之間，包括第一絕緣層342、第 二絕緣層344以及第三絕緣層346。第一絕緣層342鄰接半導(dǎo)體層320、第三絕緣層346鄰 接?xùn)艠O350，以及第二絕緣層344位于第一絕緣層342與第三絕緣層346之間。其中，第一 絕緣層342包含能吸引第一型態(tài)載流子的第一基團，第二絕緣層344包含能吸引第二型態(tài) 載流子的第二基團，第三絕緣層346包含能吸引第一型態(tài)載流子的第三基團。換言之，當(dāng)半導(dǎo)體層320以第一型態(tài)載流子作為主要載流子時，將包含能吸引第一載流子的基團的絕緣層342配置成與半導(dǎo)體層320鄰接，再交錯配置包含能吸引第二載 流子的基團的絕緣層344與包含能吸引第一載流子的基團的絕緣層346。也就是說，如圖 5所示，以從半導(dǎo)體層320至襯底310的方向來看，依序在半導(dǎo)體層320上形成第一絕緣層 342、第二絕緣層344以及第三絕緣層346。當(dāng)半導(dǎo)體層320中的第一型態(tài)載流子為空穴時， 半導(dǎo)體層320、第一絕緣層342、第二絕緣層344以及第三絕緣層346可以對應(yīng)參照第二實 施例中所述的半導(dǎo)體層120、第一絕緣層142、第二絕緣層144以及第三絕緣層146，故于此 不贅述。另一方面，當(dāng)半導(dǎo)體層320中第一型態(tài)載流子為電子時，半導(dǎo)體層320、第一絕緣層 342、第二絕緣層344以及第三絕緣層346可以對應(yīng)參照第四實施例中所述的半導(dǎo)體層220、 絕緣層M2、絕緣層M4以及絕緣層M6，故于此不贅述。再者，雖然在本實施例中是以絕緣 堆迭層340包括三層絕緣層342、344、346為例，但具有下柵極結(jié)構(gòu)的晶體管也可以具有以 兩層絕緣層所堆迭的絕緣堆迭層(諸如絕緣堆迭層340僅包括第一絕緣層342與第二絕緣 層344)，或者是由其他數(shù)目絕緣層根據(jù)本發(fā)明所述的堆迭方式所形成的絕緣堆迭層。在本實施例中，以上述方式將絕緣堆迭層配置于具有下柵極結(jié)構(gòu)的晶體管300 中，對不同載流子具有束縛力的絕緣層在堆迭匹配后，能提升晶體管300的電性穩(wěn)定度以 及降低晶體管300的光敏感度，使晶體管具有良好的電特性。如此一來，具有下柵極結(jié)構(gòu)的 晶體管不論是在黑暗或光照射的環(huán)境下操作，都能維持穩(wěn)定的閾值電壓及操作電流等電特 性。綜上所述，本發(fā)明的晶體管具有絕緣堆迭層，其由對不同載流子具有束縛力的絕 緣層相互堆迭而成，這些絕緣層在堆迭匹配后，能提升晶體管的電性穩(wěn)定度以及降低晶體 管的光敏感度，使晶體管具有良好的電特性。也就是說，本發(fā)明的晶體管在光照射的環(huán)境下 操作，仍能維持穩(wěn)定的閾值電壓及操作電流等電特性。因此，當(dāng)晶體管應(yīng)用于顯示器中時，即使光源通過顯示介質(zhì)而照射到晶體管表面 時，晶體管仍能維持穩(wěn)定的電特性，使顯示器具有較佳的顯示品質(zhì)。此外，相比于現(xiàn)有以金 屬遮罩來阻擋光線進(jìn)入晶體管的方法，本發(fā)明的晶體管無須使用額外的材料層，就能降低 因光照射所導(dǎo)致的電性飄移量，故本發(fā)明的晶體管的制造與現(xiàn)有制造方法相容且不會增加 晶體管的制作成本。再者，本發(fā)明的晶體管的結(jié)構(gòu)可應(yīng)用于有機晶體管中，以提升有機晶體 管的電性穩(wěn)定度。雖然本發(fā)明已以實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域 中的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可做出適當(dāng)?shù)母鼊优c潤飾，故本發(fā) 明的保護范圍當(dāng)視申請專利的權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種晶體管，包括 一襯底；一柵極，配置于該襯底上；一半導(dǎo)體層，配置于該襯底上，以一第一型態(tài)載流子作為主要載流子； 一絕緣堆迭層，配置于該半導(dǎo)體層與該柵極之間，包括 一第一絕緣層，包含能吸引該第一型態(tài)載流子的一第一基團； 以及一第二絕緣層，包含能吸引一第二型態(tài)載流子的一第二基團，其中該第一絕緣層配置 于該半導(dǎo)體層與該第二絕緣層之間；以及一源極與一漏極，配置于該襯底上，且位于該半導(dǎo) 體層的兩側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1項所述的晶體管，其中該第一型態(tài)載流子為空穴，以及該第二型態(tài) 載流子為電子。
3.根據(jù)權(quán)利要求2項所述的晶體管，其中該半導(dǎo)體層為P型半導(dǎo)體層。
4.根據(jù)權(quán)利要求2項所述的晶體管，其中該第一基團包括烷基、醇基以及氨基。
5.根據(jù)權(quán)利要求2項所述的晶體管，其中該第二基團包括鹵基、腈基、羰基以及硝基。
6.根據(jù)權(quán)利要求2項所述的晶體管，其中該絕緣堆迭層進(jìn)一步包括一第三絕緣層，該 第三絕緣層包含能吸引該第一型態(tài)載流子的一第三基團，且該第三絕緣層配置于該第二絕 緣層與該柵極之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6項所述的晶體管，其中該第三基團包括烷基、醇基以及氨基。
8.根據(jù)權(quán)利要求2項所述的晶體管，其中該第二絕緣層包含金屬粒子。
9.根據(jù)權(quán)利要求8項所述的晶體管，其中該金屬粒子在該第二絕緣層中的重量百分比 小于0. 1%。
10.根據(jù)權(quán)利要求8項所述的晶體管，其中該金屬粒子包括金、銀或鉬。
11.根據(jù)權(quán)利要求1項所述的晶體管，其中該第一型態(tài)載流子為電子，以及該第二型態(tài) 載流子為空穴。
12.根據(jù)權(quán)利要求11項所述的晶體管，其中該半導(dǎo)體層為N型半導(dǎo)體層。
13.根據(jù)權(quán)利要求11項所述的晶體管，其中該第一基團包括鹵基、腈基、羰基以及硝基。
14.根據(jù)權(quán)利要求11項所述的晶體管，其中該第二基團包括烷基、醇基以及氨基。
15.根據(jù)權(quán)利要求11項所述的晶體管，其中該第一絕緣層包含金屬粒子。
16.根據(jù)權(quán)利要求15項所述的晶體管，其中該金屬粒子在該第一絕緣層中的重量百分 比小于0. 1%。
17.根據(jù)權(quán)利要求15項所述的晶體管，其中該金屬粒子包括金、銀或鉬。
18.根據(jù)權(quán)利要求11項所述的晶體管，其中該絕緣堆迭層進(jìn)一步包括一第三絕緣層， 該第三絕緣層包含能吸引該第一型態(tài)載流子的一第三基團，且該第三絕緣層配置于該第二 絕緣層與該柵極之間。
19.根據(jù)權(quán)利要求18項所述的晶體管，其中該第三基團包括鹵基、腈基、羰基以及硝基。
20.根據(jù)權(quán)利要求18項所述的晶體管，其中該第三絕緣層包含金屬粒子。
21.根據(jù)權(quán)利要求20項所述的晶體管，其中該金屬粒子在該第三絕緣層中的重量百分 比小于0. 1%。
22.根據(jù)權(quán)利要求20項所述的晶體管，其中該金屬粒子包括金、銀或鉬。
23.根據(jù)權(quán)利要求1項所述的晶體管，其中該絕緣堆迭層的總厚度為220nm 800nm。
全文摘要
本發(fā)明公開一種晶體管，包括襯底、柵極、半導(dǎo)體層、絕緣堆迭層以及源極與漏極。柵極配置于襯底上。半導(dǎo)體層配置于襯底上，以第一型態(tài)載流子作為主要載流子。絕緣堆迭層配置于半導(dǎo)體層與柵極之間，包括第一絕緣層與第二絕緣層。其中，第一絕緣層包含能吸引第一型態(tài)載流子的第一基團，第二絕緣層包含能吸引第二型態(tài)載流子的第二基團，且第一絕緣層配置于半導(dǎo)體層與第二絕緣層之間。源極與漏極配置于襯底上，且位于半導(dǎo)體層的兩側(cè)。
文檔編號H01L51/05GK102110713SQ200910265488
公開日2011年6月29日 申請日期2009年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月29日
發(fā)明者彭玉容, 胡堂祥, 詹益仁, 駱伯遠(yuǎn) 申請人:財團法人工業(yè)技術(shù)研究院