專利名稱：一種具有非連續(xù)導(dǎo)電膜的薄膜晶體管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種薄膜晶體管，特別涉及一種具有非連續(xù)導(dǎo)電膜的薄膜晶體管，屬于半導(dǎo)體薄膜器件技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
薄膜晶體管廣泛應(yīng)用于各類顯示器件中，包括液晶顯示器(LCD)、有機發(fā)光二極管顯示器(OLED)和場發(fā)射顯示器(FED)等。這些顯示器中需要的電流不大，一般的薄膜晶體管就可以滿足要求。近年來，一種新型的橫向場發(fā)射顯示器表現(xiàn)出了很好的性能，有替代LCD等顯示器的趨勢，這種新型顯示器包括表面?zhèn)鲗?dǎo)發(fā)射顯示器(SED)和薄膜場發(fā)射顯示器(TFFED)等。這種顯示器中存在的一個明顯的缺點是驅(qū)動電流大，從而導(dǎo)致電路成本高。解決這一問題的方法之一是引入非線性器件，其中最成熟的是薄膜晶體管。由于橫向場發(fā)射陰極的發(fā)射率一般不高，只有1％左右，因此驅(qū)動電流較大。一般情況下，一個發(fā)射像素需要的電流高達2毫安。已經(jīng)報道的薄膜晶體管中，以多晶硅為半導(dǎo)體材料的器件所能提供的電流為最大，可以達到上述要求，但多晶硅薄膜晶體管工藝難度太大，幾乎不可能用于大面積場發(fā)射顯示器件中。當(dāng)前，除多晶硅外，其它常用的薄膜晶體管能提供的電流都達不到需要值的20％，因此研究能提供大電流，并且材料和制作成本都較低的薄膜晶體管是發(fā)展場發(fā)射顯示的必要步驟。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中普通薄膜晶體管存在的不足和缺點，提供一種具有非連續(xù)導(dǎo)電膜的薄膜晶體管，使其不僅具有結(jié)構(gòu)簡單、材料普通、加工工藝簡單等特點，最重要的是解決普通薄膜晶體管導(dǎo)通電流小的問題，從而滿足包括場發(fā)射顯示在內(nèi)的多種電子器件和設(shè)備對薄膜晶體管通電電流的要求。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種具有非連續(xù)導(dǎo)電膜的薄膜晶體管，依次包括襯底、設(shè)置在襯底上的柵極、絕緣層、設(shè)置在絕緣層上面的半導(dǎo)體層以及分別設(shè)置在半導(dǎo)體層上面的源極和漏極，其特征在于在所述的源極和漏極之間增加一層島狀非連續(xù)導(dǎo)電薄膜，所述的島狀非連續(xù)導(dǎo)電薄膜設(shè)置在半導(dǎo)體層的上面。
本發(fā)明提供的另一種技術(shù)方案一種具有非連續(xù)導(dǎo)電膜的薄膜晶體管，依次包括襯底、設(shè)置在襯底上的柵極、絕緣層、設(shè)置在絕緣層上面的半導(dǎo)體層以及分別設(shè)置在半導(dǎo)體層上面的源極和漏極，其特征在于在所述的源極和漏極之間增加一層島狀非連續(xù)導(dǎo)電薄膜，所述的島狀非連續(xù)導(dǎo)電薄膜設(shè)置在絕緣層和半導(dǎo)體層之間。
上述技術(shù)方案中，所述的島狀非連續(xù)導(dǎo)電薄膜是由金屬薄膜構(gòu)成。所述的金屬薄膜由鋁、鎂、銦、錫、鉛、鉍、銻或它們的合金組成。
上述技術(shù)方案中，所述的島狀非連續(xù)導(dǎo)電薄膜是由金屬薄膜經(jīng)過氧化形成的金屬氧化物薄膜構(gòu)成，所述的金屬氧化物包括氧化銦、氧化錫或氧化鉛，以及銦、錫、鉛、鉍或銻合金的氧化物。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點及突出性效果本發(fā)明所提供的非連續(xù)導(dǎo)電膜的薄膜晶體管，其結(jié)構(gòu)是在普通薄膜晶體管的源漏電極之間引入一層島狀非連續(xù)導(dǎo)電薄膜。采用這種結(jié)構(gòu)后，薄膜晶體管的導(dǎo)通電流可以增大5倍以上，而且器件的制備工藝和結(jié)構(gòu)簡單，只是增加了一層導(dǎo)電薄膜。本發(fā)明可以用于需要大電流的各類平板顯示器件中，也可用于需要大電流的傳感器件和其它多種電子器件中。完全可以用于包括場發(fā)射陰極在內(nèi)的各類需要大電流的電子器件或設(shè)備中。


圖1為已有的薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明提供的具有非連續(xù)導(dǎo)電膜的薄膜晶體管實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明提供的另一種具有非連續(xù)導(dǎo)電膜的薄膜晶體管實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中10-襯底材料；11-柵極；12-源極；13-漏極；14-絕緣層；15-半導(dǎo)體層；16-島狀非連續(xù)導(dǎo)電薄膜。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施做進一步的說明。
圖2為本發(fā)明提供的具有非連續(xù)導(dǎo)電膜的薄膜晶體管的一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。該薄膜晶體管依次包括襯底10、設(shè)置在襯底上的柵極11、絕緣層14、設(shè)置在絕緣層上面的半導(dǎo)體層15以及分別設(shè)置在半導(dǎo)體上面的源極12和漏極13，并在所述的源極12和漏極13之間增加一層島狀非連續(xù)導(dǎo)電薄膜16，所述的島狀非連續(xù)導(dǎo)電薄膜16設(shè)置在半導(dǎo)體層15的上面。
圖3為本發(fā)明提供的另一種具有非連續(xù)導(dǎo)電膜的薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖。該薄膜晶體管依次包括襯底10、設(shè)置在襯底上的柵極11、絕緣層14、設(shè)置在絕緣層上面的半導(dǎo)體層15以及分別設(shè)置在半導(dǎo)體上面的源極12和漏極13，并在所述的源極和漏極之間增加一層島狀非連續(xù)導(dǎo)電薄膜16，所述的島狀非連續(xù)導(dǎo)電薄膜設(shè)置在絕緣層14和半導(dǎo)體層15之間。
本發(fā)明中所述的島狀非連續(xù)導(dǎo)電薄膜是由金屬薄膜構(gòu)成，所述的金屬薄膜由鋁、鎂、銦、錫、鉛、鉍、銻或它們的合金組成；島狀非連續(xù)導(dǎo)電薄膜或是由金屬薄膜經(jīng)過氧化形成的金屬氧化物薄膜構(gòu)成，所述的金屬氧化物包括氧化銦、氧化錫或氧化鉛，以及銦、錫、鉛、鉍或銻合金的氧化物。
下面通過幾個具體的實施例對本發(fā)明的具體實施做進一步的說明。
實施例1在以200納米厚的二氧化硅為絕緣層，50納米厚的氧化鋅為半導(dǎo)體層，柵極寬度為100微米，柵極長度為10微米的薄膜晶體管上，沉積一層等效厚度為30納米的錫薄膜。沉積時襯底溫度為攝氏150度，形成非連續(xù)島狀結(jié)構(gòu)。當(dāng)源漏極之間電壓為30伏，柵極電壓為30伏時，源漏極之間電流達到1毫安，為沒有非連續(xù)島狀薄膜時的5倍。
實施例2在以200納米厚的二氧化硅為絕緣層，50納米厚的氧化鋅為半導(dǎo)體層，柵極寬度為100微米，柵極長度為10微米的薄膜晶體管上，沉積一層等效厚度為50納米的銦薄膜。沉積時襯底溫度為攝氏100度，形成非連續(xù)島狀結(jié)構(gòu)。當(dāng)源漏極之間電壓為30伏，柵極電壓為30伏時，源漏極之間電流達到1.5毫安，為沒有非連續(xù)島狀薄膜時的7.5倍。
實施例3在以200納米厚的二氧化硅為絕緣層，50納米厚的氧化鋅為半導(dǎo)體層，柵極寬度為100微米，柵極長度為10微米的薄膜晶體管上，沉積一層等效厚度為30納米的錫薄膜。沉積時襯底溫度為攝氏150度，形成非連續(xù)島狀結(jié)構(gòu)。將上述薄膜晶體管在攝氏350度條件下進行熱氧化，得到非連續(xù)氧化錫島狀薄膜。當(dāng)源漏極之間電壓為30伏，柵極電壓為30伏時，源漏極之間電流達到1毫安，為沒有非連續(xù)島狀薄膜時的5倍。
實施例4在以200納米厚的二氧化硅為絕緣層，50納米厚的氧化鋅為半導(dǎo)體層，柵極寬度為100微米，柵極長度為10微米的薄膜晶體管上，沉積一層等效厚度為100納米的銦薄膜。沉積時襯底溫度為攝氏100度，形成非連續(xù)島狀結(jié)構(gòu)。將上述薄膜晶體管在攝氏300度條件下進行熱氧化，得到非連續(xù)氧化銦島狀薄膜。當(dāng)源漏極之間電壓為30伏，柵極電壓為30伏時，源漏極之間電流達到2毫安，為沒有非連續(xù)島狀薄膜時的10倍。
實施例5在以200納米厚的二氧化硅為絕緣層，50納米厚的氧化鋅為半導(dǎo)體層，柵極寬度為100微米，柵極長度為10微米的薄膜晶體管上，沉積一層等效厚度為200納米的鉍薄膜。沉積時襯底溫度為攝氏200度，形成非連續(xù)島狀結(jié)構(gòu)。當(dāng)源漏極之間電壓為30伏，柵極電壓為30伏時，源漏極之間電流達到2毫安，為沒有非連續(xù)島狀薄膜時的10倍。
實施例6在以200納米厚的二氧化硅為絕緣層，50納米厚的氧化鋅為半導(dǎo)體層，柵極寬度為100微米，柵極長度為10微米的薄膜晶體管上，沉積一層等效厚度為50納米的銦銻合金薄膜。沉積時襯底溫度為攝氏100度，形成非連續(xù)島狀結(jié)構(gòu)。當(dāng)源漏極之間電壓為30伏，柵極電壓為30伏時，源漏極之間電流達到1.5毫安，為沒有非連續(xù)島狀薄膜時的7.5倍。
實施例7在以200納米厚的二氧化硅為絕緣層，50納米厚的氧化鋅為半導(dǎo)體層，柵極寬度為100微米，柵極長度為10微米的薄膜晶體管上，沉積一層等效厚度為50納米的銦銻合金薄膜。沉積時襯底溫度為攝氏100度，形成非連續(xù)島狀結(jié)構(gòu)。將上述薄膜晶體管在攝氏400度條件下進行熱氧化，得到非連續(xù)氧化銦銻島狀薄膜。當(dāng)源漏極之間電壓為30伏，柵極電壓為30伏時，源漏極之間電流達到2毫安，為沒有非連續(xù)島狀薄膜時的10倍。
實施例8在以200納米厚的二氧化硅為絕緣層，50納米厚的氧化鋅鎂為半導(dǎo)體層，柵極寬度為100微米，柵極長度為10微米的薄膜晶體管上，沉積一層等效厚度為10納米的非連續(xù)島狀鋁薄膜。沉積時襯底溫度為攝氏250度，形成非連續(xù)島狀結(jié)構(gòu)。當(dāng)源漏極之間電壓為30伏，柵極電壓為30伏時，源漏極之間電流達到1毫安，為沒有非連續(xù)島狀薄膜時的5倍。
實施例9在以200納米厚的二氧化硅為絕緣層，50納米厚的氧化鋅鎂為半導(dǎo)體層，柵極寬度為100微米，柵極長度為10微米的薄膜晶體管上，沉積一層等效厚度為10納米的非連續(xù)島狀鎂薄膜。沉積時襯底溫度為攝氏150度，形成非連續(xù)島狀結(jié)構(gòu)。當(dāng)源漏極之間電壓為30伏，柵極電壓為30伏時，源漏極之間電流達到1毫安，為沒有非連續(xù)島狀薄膜時的5倍。
實施例10在以200納米厚的二氧化硅為絕緣層，50納米厚的氧化鋅鎂為半導(dǎo)體層，柵極寬度為100微米，柵極長度為10微米的薄膜晶體管中，在絕緣層和半導(dǎo)體層之間沉積一層等效厚度為10納米的非連續(xù)島狀鋁薄膜。沉積時襯底溫度為攝氏250度，形成非連續(xù)島狀結(jié)構(gòu)。當(dāng)源漏極之間電壓為30伏，柵極電壓為30伏時，源漏極之間電流達到1毫安，為沒有非連續(xù)島狀薄膜時的5倍。
實施例11在以200納米厚的二氧化硅為絕緣層，50納米厚的氧化鋅鎂為半導(dǎo)體層，柵極寬度為100微米，柵極長度為10微米的薄膜晶體管中，在絕緣層和半導(dǎo)體層之間沉積一層等效厚度為5納米的非連續(xù)島狀鎂薄膜。沉積時襯底溫度為攝氏150度，形成非連續(xù)島狀結(jié)構(gòu)。當(dāng)源漏極之間電壓為30伏，柵極電壓為30伏時，源漏極之間電流達到1毫安，為沒有非連續(xù)島狀薄膜時的5倍。
權(quán)利要求
1.一種具有非連續(xù)導(dǎo)電膜的薄膜晶體管，依次包括襯底(10)、設(shè)置在襯底上的柵極(11)、絕緣層(14)、設(shè)置在絕緣層上面的半導(dǎo)體層(15)以及分別設(shè)置在半導(dǎo)體層上面的源極(12)和漏極(13)，其特征在于在所述的源極(12)和漏極(13)之間增加一層島狀非連續(xù)導(dǎo)電薄膜(16)，所述的島狀非連續(xù)導(dǎo)電薄膜(16)設(shè)置在半導(dǎo)體層(15)的上面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有非連續(xù)導(dǎo)電膜的薄膜晶體管，其特征在于所述的島狀非連續(xù)導(dǎo)電薄膜是由金屬薄膜構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有非連續(xù)導(dǎo)電膜的薄膜晶體管，其特征在于所述的金屬薄膜由鋁、鎂、銦、錫、鉛、鉍、銻或它們的合金組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有非連續(xù)導(dǎo)電膜的薄膜晶體管，其特征在于所述的島狀非連續(xù)導(dǎo)電薄膜是由金屬薄膜經(jīng)過氧化形成的金屬氧化物薄膜構(gòu)成，所述的金屬氧化物包括氧化銦、氧化錫或氧化鉛，以及銦、錫、鉛、鉍或銻合金的氧化物。
5.一種具有非連續(xù)導(dǎo)電膜的薄膜晶體管，依次包括襯底(10)、設(shè)置在襯底上的柵極(11)、絕緣層(14)、設(shè)置在絕緣層上面的半導(dǎo)體層(15)以及分別設(shè)置在半導(dǎo)體層上面的源極(12)和漏極(13)，其特征在于在所述的源極(12)和漏極(13)之間增加一層島狀非連續(xù)導(dǎo)電薄膜(16)，所述的島狀非連續(xù)導(dǎo)電薄膜(16)設(shè)置在絕緣層(14)和半導(dǎo)體層(15)之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述具有非連續(xù)導(dǎo)電膜的薄膜晶體管，其特征在于所述的島狀非連續(xù)導(dǎo)電薄膜是由金屬薄膜構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有非連續(xù)導(dǎo)電膜的薄膜晶體管，其特征在于所述的金屬薄膜由鋁、鎂、銦、錫、鉛、鉍、銻或它們的合金組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述具有非連續(xù)導(dǎo)電膜的薄膜晶體管，其特征在于所述的島狀非連續(xù)導(dǎo)電薄膜是由金屬薄膜經(jīng)過氧化形成的金屬氧化物薄膜構(gòu)成，所述的金屬氧化物包括氧化銦、氧化錫或氧化鉛，以及銦、錫、鉛、鉍或銻合金的氧化物。
全文摘要
一種具有非連續(xù)導(dǎo)電膜的薄膜晶體管，包括襯底、設(shè)置在襯底上的柵極、絕緣層、設(shè)置在絕緣層上面的半導(dǎo)體層以及分別設(shè)置在半導(dǎo)體上面的源極和漏極，其技術(shù)特征是在源極和漏極之間設(shè)置一層非連續(xù)島狀導(dǎo)電薄膜，該非連續(xù)島狀導(dǎo)電薄膜可以設(shè)置在半導(dǎo)體層之上，也可以設(shè)置在絕緣層和半導(dǎo)體層之間。采用這種結(jié)構(gòu)后，薄膜晶體管的導(dǎo)通電流可以增大5倍以上，而且器件的制備工藝和結(jié)構(gòu)簡單，只是增加了一層導(dǎo)電薄膜。本發(fā)明可以用于需要大電流的各類平板顯示器件中，也可用于需要大電流的傳感器件和其它多種電子器件中。
文檔編號H01L29/66GK1949542SQ20061011442
公開日2007年4月18日 申請日期2006年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月10日
發(fā)明者李德杰 申請人:清華大學(xué)