[发明专利]氧化物半导体和包含该氧化物半导体的薄膜晶体管

说明书

技术领域

本发明涉及一种氧化物半导体和一种包含该氧化物半导体的薄膜晶体管(TFT)，更具体地讲，涉及一种包括添加了新材料的Zn氧化物的氧化物半导体和一种包含该氧化物半导体的薄膜晶体管(TFT)。 

背景技术

薄膜晶体管(TFT)用在各种应用领域中。例如，TFT用作显示装置中的开关器件和驱动器件，并用作交叉点型存储装置的选择开关。 

虽然液晶显示器(LCD)已经用作用于电视机(TV)的显示面板，但是TV也使用有机发光显示器(OLED)。目前，正在根据市场需求开发TV显示器技术。这些市场需求包括大型TV或数字信息显示器(DID)、下降的成本、高品质图像(例如，更好的动态图像呈现、高清晰度、高亮度、优良的对比度和色彩再现等)。为了满足这些要求，除了制造大尺寸基底(例如，玻璃)之外，还要求能够用作显示器的开关和驱动器件的高性能TFT。 

传统上，使用非晶硅TFT(a-Si TFT)作为用于显示器的驱动器件和开关器件。传统的a-Si TFT是可以以较低的成本相对均匀地形成在大于大约4m²的基底上的器件。这些a-Si TFT广泛地用作驱动器件和开关器件。然而，随着近来的朝着尺寸更大、图像品质更高的趋势，TFT必须具有更高的性能。但是，迁移率为大约0.5cm²/Vs的传统a-Si TFT可能已经到达了它们的应用极限。为此，会需要迁移率比a-Si TFT的迁移率高的更高性能的TFT以及用来制造这种高性能TFT的技术。 

性能比a-Si TFT的性能好的多晶硅TFT(poly-Si TFT)具有较高的迁移率，达几十cm²/Vs至几百cm²/Vs，并且poly硅TFT可以应用于显示器而提供比a-Si TFT更好的图像品质。另外，poly-Si TFT的特性劣化得会比a-Si TFT的特性劣化得少。然而，与a-Si TFT相比，需要复杂的工艺来制造poly-Si TFT。结果，制造poly-Si TFT会比制造a-Si TFT要昂贵。例如，poly-Si TFT可以 适于制造图像品质较高的显示器，并且可以应用于诸如OLED的产品，但是成本效益不如a-Si TFT，因此，这些应用受到了限制。此外，对于poly-Si TFT，由于制造设备和/或缺乏均匀性的局限性，导致传统的poly-Si TFT不能形成在大于大约1m²的基底上，这就使得难以将poly-Si TFT应用于尺寸更大的TV产品中。 

氧化物半导体器件是可以提供具有a-Si TFT和poly-Si TFT的优点的TFT技术的这种技术的代表性示例。 

传统的氧化物半导体装置例如包括ZnO基TFT。传统的ZnO基材料例如包括ZnO氧化物、Ga-In-Zn氧化物等。ZnO基半导体装置可以利用温度较低的工艺由非晶ZnO基半导体来制造，由此能够在尺寸较大的基底上相对容易地制造ZnO基半导体装置。ZnO基半导体是一种迁移率较高的材料，具有与多晶硅类似的电性质。目前，已经展开了将迁移率较高的氧化物半导体材料层(例如，ZnO基材料层)应用于TFT的沟道区的研究。ZnO基材料可以是ZnO材料、Ga-In-Zn氧化物材料等。 

发明内容

技术问题 

示例实施例涉及氧化物半导体和包括所述氧化物半导体的薄膜晶体管(TFT)。至少一些示例实施例提供一种包含Zn原子和Hf或Cr原子的氧化物半导体及包含该氧化物半导体的TFT。至少一个示例实施例提供一种包括Zn氧化物和另外的添加材料(例如，Hf、Cr等)的Zn氧化物半导体。至少一个其它示例实施例提供一种具有包含上述氧化物半导体的沟道区域的氧化物薄膜晶体管。 

技术方案 

至少一个示例实施例提供一种包括Zn氧化物和另外的添加材料(例如，Hf、Cr等)的氧化物半导体。至少一个其它示例实施例提供一种具有包含上述氧化物半导体的沟道区域的氧化物薄膜晶体管。 

至少一个示例实施例提供一种包括Zn氧化物和另外的添加材料(例如，Hf、Cr等)的氧化物半导体。至少一个其它示例实施例提供一种具有包含上述氧化物半导体的沟道区域的氧化物薄膜晶体管。 

根据至少一个示例实施例，一种氧化物半导体可以包括添加了Hf或Cr 的Zn氧化物。例如，氧化物半导体可以包括添加了Hf或Cr的Zn-In复合氧化物。