專利名稱：薄膜晶體管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，且特別是有關(guān)于一種薄膜晶體管。
背景技術(shù)：
隨著制程技術(shù)的進(jìn)步，各類型的顯示器應(yīng)用不斷推陳出新。因應(yīng)顯示器應(yīng)用的輕、薄、短、小以及可攜式等需求，下一世代的顯示器應(yīng)用朝向可卷曲與易攜帶的趨勢發(fā)展。目前較為常見的有可撓式顯示器(flexible display)以及電子紙(electronic paper)等，它們的發(fā)展已受到業(yè)界的重視并投入研究。特別是，在顯示器中被大量使用到的薄膜晶體管，其結(jié)構(gòu)設(shè)計或是材料的選擇更是會直接影響到產(chǎn)品的性能。一般來說，薄膜晶體管至少具有閘極、源極、汲極以及通道層等構(gòu)件，其中可透過控制閘極的電壓來改變信道層的導(dǎo)電性，以使源極與汲極之間形成導(dǎo)通(開)或絕緣(關(guān))的狀態(tài)。而在現(xiàn)有的薄膜晶體管中，所使用的通道層材質(zhì)大多為非晶硅(amorphoussilicon, a_Si)或多晶娃(poly-silicon, ρ-Si)。然而，不論是以非晶 硅或是以多晶硅作為通道層的材料，其制作的薄膜晶體管均需要較高的制程溫度。因此，當(dāng)非晶硅薄膜晶體管應(yīng)用于可撓式顯示器應(yīng)用時，可撓式顯示器所使用的可撓式基板，如塑料基板，將會受到高溫影響而產(chǎn)生劣化或變形。換言之，現(xiàn)有的薄膜晶體管并不適于使用在可撓式的顯示器應(yīng)用上。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種薄膜晶體管，其無須以高溫制成，因而具有廣泛的應(yīng)用性。本發(fā)明提出一種薄膜晶體管，適于配置在基板上，且此薄膜晶體管包括閘極、有機閘絕緣層、金屬氧化物半導(dǎo)體層、源極與汲極。閘極配置于基板上。有機閘絕緣層配置于基板上以覆蓋閘極。源極、汲極與金屬氧化物半導(dǎo)體層配置于有機閘絕緣層的上方。金屬氧化物半導(dǎo)體層接觸源極與汲極。本發(fā)明還提出一種薄膜晶體管，適于配置在基板上，且此薄膜晶體管包括源極與汲極、金屬氧化物半導(dǎo)體層、有機閘絕緣層與閘極。源極、汲極與金屬氧化物半導(dǎo)體層均配置于基板上，且金屬氧化物半導(dǎo)體層覆蓋源極與汲極上。有機閘絕緣層配置于金屬氧化物半導(dǎo)體層上并覆蓋源極與汲極，閘極則是配置于有機閘絕緣層上。在本發(fā)明的一實施例中，上述的金屬氧化物半導(dǎo)體層的材質(zhì)包括氧化銦鎵鋅(InGaZnO)或氧化銦鋅(InZnO)其中之一或其結(jié)合。在本發(fā)明的一實施例中，上述的有機閘絕緣層的材質(zhì)包括可撓式有機材料，例如有機聚合物。在本發(fā)明的一實施例中，上述的薄膜晶體管更包括阻隔層，配置于金屬氧化物半導(dǎo)體層與有機閘絕緣層之間。 在本發(fā)明的一實施例中，上述的阻隔層的材質(zhì)包括氧化硅。
本發(fā)明實施例的薄膜晶體管是以金屬氧化物半導(dǎo)體層做為通道層，并以有機材料制成閘絕緣層，因此不但可具有高載子遷移率，更可具有可撓性，進(jìn)而使其應(yīng)用性更為廣泛。為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。


圖1為本發(fā)明第一實施例的薄膜晶體管的示意圖。圖2為本發(fā)明第二實施例的薄膜晶體管的示意圖。圖3為本發(fā)明第三實施例的薄膜晶體管的示意圖。圖4為本發(fā)明第四實施例的薄膜晶體管的示意圖。圖5為本發(fā)明第五實施例的薄膜晶體管的示意圖。
具體實施例方式有關(guān)本發(fā)明之前述及其它技術(shù)內(nèi)容、特點與功效，在以下配合參考圖式一較佳實施例的詳細(xì)說明中，將可清楚呈現(xiàn)。以下實施例中所提到的方向用語，例如:上、下、左、右、前或后等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明并非用來限制本發(fā)明。圖1為本發(fā)明第一實施例的薄膜晶體管示意圖。請參照圖1，本實施例的薄膜晶體管100適于配置在基板101上，此薄膜晶體管100包括閘極110、有機閘絕緣層120、金屬氧化物半導(dǎo)體層140、源極132與汲極134。基板101可以是硬質(zhì)基板(rigid substrate),如玻璃基板，也可以是可撓式基板(flexible substrate),如塑料基板。值得一提的是，若基板101為可撓式基板，則在薄膜晶體管100的制程中，可先將基板101配置于硬質(zhì)載板(圖未示)上，后續(xù)在基板101上形成薄膜晶體管100之后，再將硬質(zhì)載板與基板101分離。請繼續(xù)參照圖1，閘極110配置于基板101上。有機閘絕緣層120配置于基板101上以覆蓋閘極110。源極132、汲極134與金屬氧化物半導(dǎo)體層140則配置于有機閘絕緣層120的上方，且金屬氧化物半導(dǎo)體層140接觸源極132與汲極134。金屬氧化物半導(dǎo)體層140的材料選自于由氧化銦鎵鋅(InGaZnO)及氧化銦鋅(InZnO)所組成的族群。在薄膜晶體管100的制程中，可以先將源極132與汲極134分別配置于有機閘絕緣層120上，接著，再將金屬氧化物半導(dǎo)體層140配置于有機閘絕緣層120上并覆蓋源極132與汲極134(如第I圖所示)；也可以先將金屬氧化物半導(dǎo)體層140配置于有機閘絕緣層120上，接著，再將源極132與汲極134配置于有機閘絕緣層120上并覆蓋部分的金屬氧化物半導(dǎo)體層140 (圖未示)；但本案皆不以此為限。此外，優(yōu)選地，薄膜晶體管100還具有配置于基板101上的保護(hù)層150，以覆蓋金屬氧化物半導(dǎo)體層140、源極132與汲極134。在材料選擇上，閘極110的材質(zhì)優(yōu)選為鑰。有機閘絕緣層120及保護(hù)層150的材質(zhì)可以為可撓式有機材料，如有機聚合物，優(yōu)選為樹脂等高分子聚合物。源極132與汲極134的材質(zhì)優(yōu)選為鈦/鋁/鈦復(fù)合金屬層。在本發(fā)明第二實施例中，如圖2所示，在第一實施例的基礎(chǔ)上，薄膜晶體管200還包括配置在有機閘絕緣層120與金屬氧化物半導(dǎo)體層140之間的阻隔層160。阻隔層160的材質(zhì)優(yōu)選為氧化硅，其用以阻隔有機閘絕緣層120與金屬氧化物半導(dǎo)體層140，避免有機閘絕緣層120對金屬氧化物半導(dǎo)體層140的電性表現(xiàn)造成不良的影響。此外，本發(fā)明第一實施例，圖1所示的源極132與汲極134是配置于有機閘絕緣層120的部分區(qū)域上，而金屬氧化物半導(dǎo)體層140配置于源極132、汲極134以及部分未被源極132與汲極134覆蓋的有機閘絕緣層120上。然而，本發(fā)明并不限制薄膜晶體管100為圖1所示的膜層結(jié)構(gòu)，在本發(fā)明第三實施例中，如圖3所示的薄膜晶體管100膜層結(jié)構(gòu)，有機閘絕緣層120僅包覆閘極110，以使部分源極132、汲極134與金屬氧化物半導(dǎo)體層140位于有機閘絕緣層120上。相較于現(xiàn)有的薄膜晶體管，利用金屬氧化物半導(dǎo)體層140做為通道層可使薄膜晶體管100及200具有較高的載子遷移率。\因此，薄膜晶體管100及200也可以應(yīng)用在有機發(fā)光二極管的背板上。而且，由于薄膜晶體管100可在低溫環(huán)境下形成，因此當(dāng)薄膜晶體管100及200的基板101為可撓式基板，如塑料基板時，基板101便不會發(fā)生在高溫下產(chǎn)生劣化或變形的情況。也就是說，薄膜晶體管100及200可使用在可撓式顯示裝置上，如電子紙或可撓式顯示器等。上述的薄膜晶體管100及200為底閘極(bottom gate)式的薄膜晶體管，但是，本發(fā)明非限于此，以下將以其它實施例對此加以說明。圖4為本發(fā)明第四實施例的薄膜晶體管示意圖。請參照圖4，薄膜晶體管400適于配置于基板401上，此薄膜晶體管400包括源極412與汲極414、金屬氧化物半導(dǎo)體層420、有機閘絕緣層430以及閘極440。基板401可以是硬質(zhì)基板，如玻璃基板，也可以是可撓式基板，如塑料基板等。如同前述實施例的說明，若基板401為可撓式基板，則在薄膜晶體管400的制程中，可先將基板401配置于硬質(zhì)載板(圖未示)上，然后在基板401上形成薄膜晶體管400，再將硬質(zhì)載板與基板401分離。請繼續(xù)參照圖4，源極412與汲極414配置于基板401上。金屬氧化物半導(dǎo)體層420配置于基板401上方以覆蓋源極412與汲極414，其中金屬氧化物半導(dǎo)體層420的材料選自于由氧化銦鎵鋅(InGaZnO)及氧化銦鋅(InZnO)所組成的族群。有機閘絕緣層430配置于金屬氧化物半導(dǎo)體層420上并覆蓋源極412與汲極414。閘極440配置于有機閘絕緣層430上。此外，在本實施例中，薄膜晶體管400還具有配置于有機閘絕緣層430上的保護(hù)層450，以覆蓋閘極440。簡言之，薄膜晶體管400是一種頂閘極(top gate)式的薄膜晶體管。閘極440的材質(zhì)例如為鑰。有機閘絕緣層430及保護(hù)層450的材質(zhì)例如為可撓式有機材料，如有機聚合物，具體而言，如樹脂等高分子聚合物。源極412與汲極414的材質(zhì)
例如是鈦/鋁/鈦復(fù)合金屬層。本發(fā)明的第五實施例中，請參照圖5，薄膜晶體管500還包括阻隔層460。阻隔層460配置于有機閘絕緣層430與金屬氧化物半導(dǎo)體層420之間，以避免有機閘絕緣層430對金屬氧化物半導(dǎo)體層420的電性表現(xiàn)造成不良的影響?；谂c薄膜晶體管100、200相同的理由，薄膜晶體管400、500與現(xiàn)有技術(shù)的薄膜晶體管相較之下亦可具有較高的載子遷移率。
綜上所述，本發(fā)明實施例的薄膜晶體管是以金屬氧化物半導(dǎo)體層做為通道層，因此不但可提高載子遷移率，更由于金屬氧化物半導(dǎo)體層無須以高溫制成，且其有機閘絕緣層可以具有可撓性的有機材料來制成，因而可應(yīng)用于具有塑料基板的可撓式顯示裝置中，進(jìn)而提高薄膜晶體管的應(yīng)用靈活度。以上所述，僅是本發(fā)明的實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種薄膜晶體管，適于配置于一基板上，其特征在于:該薄膜晶體管包括一閘極、一有機閘絕緣層、一源極與一汲極以及一金屬氧化物半導(dǎo)體層；該閘極配置于該基板上；該有機閘絕緣層配置于該基板上以覆蓋該閘極；該源極與該汲極配置于該有機閘絕緣層的上方；該金屬氧化物半導(dǎo)體層配置于該有機閘絕緣層的上方并接觸該源極與該汲極。
2.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其特征在于:該金屬氧化物半導(dǎo)體層的材質(zhì)包括氧化銦鎵鋅(InGaZnO)或氧化銦鋅(InZnO)其中之一或其結(jié)合。
3.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其特征在于:該有機閘絕緣層的材質(zhì)包括可撓式有機材料。
4.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其特征在于:該有機閘絕緣層的材質(zhì)包括有機聚合物。
5.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，更包括一阻隔層，配置于該金屬氧化物半導(dǎo)體層與該有機閘絕緣層之間。
6.如權(quán)利要求5所述的薄膜晶體管，其特征在于:該阻隔層的材質(zhì)包括氧化硅。
7.一種薄膜晶體管，適于配置于一基板上，其特征在于:該薄膜晶體管包括一源極與一汲極、一金屬氧化物半導(dǎo)體層、一有機閘絕緣層及一閘極；該源極與該汲極配置于該基板上；該金屬氧化物半導(dǎo)體層配置于該基板的上方并覆蓋該源極與該汲極；該有機閘絕緣層配置于該金屬氧化物半導(dǎo)體層上；該閘極配置于該有機閘絕緣層上。
8.如權(quán)利要求7所述的薄膜晶體管，其特征在于:該金屬氧化物半導(dǎo)體層的材質(zhì)包括氧化銦鎵鋅(InGaZnO)或氧化銦鋅(InZnO)其中之一或其結(jié)合。
9.如權(quán)利要求7所述的薄膜晶體管，其特征在于:該有機閘絕緣層的材質(zhì)包括可撓式有機材料。
10.如權(quán)利要求7所述的薄膜晶體管，其特征在于:該有機閘絕緣層的材質(zhì)包括有機聚合物。
11.如權(quán)利要求7所述的薄膜晶體管，其特征在于:該薄膜晶體管更包括一阻隔層，該阻隔層配置于該金屬氧化物半導(dǎo)體層與該有機閘絕緣層之間。
12.如權(quán)利要求11所述的薄膜晶體管，其特征在于:該阻隔層的材質(zhì)包括氧化硅。
全文摘要
一種薄膜晶體管，適于配置在基板上，且此薄膜晶體管包括閘極、有機閘絕緣層、金屬氧化物半導(dǎo)體層、源極與汲極。閘極配置于基板上。有機閘絕緣層配置于基板上以覆蓋閘極。源極、汲極與金屬氧化物半導(dǎo)體層配置于有機閘絕緣層上方，且金屬氧化物半導(dǎo)體層接觸源極與汲極。由于此薄膜晶體管無須以高溫制成，因而具有廣泛的應(yīng)用性。
文檔編號H01L29/786GK103208515SQ20121033508
公開日2013年7月17日 申請日期2012年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月11日
發(fā)明者藍(lán)緯洲, 辛哲宏, 王裕霖, 葉佳俊 申請人:元太科技工業(yè)股份有限公司