[发明专利]氧化物半导体组成物、氧化物薄膜晶体管及其制备方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种半导体组成物及其制备方法、薄膜晶体管及其制备方法，且特别是有关于一种氧化物半导体组成物、氧化物薄膜晶体管及其制备方法。

背景技术

随着显示科技的日益进步，人们借着显示器的辅助可使生活更加便利，为求显示器轻、薄的特性，促使平面显示器（flat panel display，简称：FPD）成为目前的主流。在诸多平面显示器中，液晶显示器（liquid crystal display，简称：LCD）具有高空间利用效率、低消耗功率、无辐射以及低电磁干扰等优越特性，因此，液晶显示器深受消费者欢迎。一般而言，可通过薄膜晶体管控制液晶分子的灰阶电压进而显示画面。薄膜晶体管的半导体层可有效控制信号传输速度。

薄膜晶体管的通道电流(Ion)主要与半导体层的宽度与长度的比值成正比：Ion=U*W/L(VG-Vth)VD，U：载子移动率、W：通道宽度L：通道长度、VG：栅极电压、Vth：临界电压、以及VD：漏极电压，因此可利用增加半导体层宽度的方式来提高通道电流。然而，增加半导体层的宽度往往会对元件布局造成影响，例如开口率的下降。

此外，目前可挠性面板的技术越来越受到重视。然而，由于现有薄膜晶体管的半导体层通常是以金属或非晶硅等延展性不佳的材料制作而成，因此将现有薄膜晶体管应用于可挠性面板时，常有薄膜晶体管产生裂痕而无法正常显示画面的问题产生。

发明内容

本发明提供一种氧化物半导体组成物，其包括石墨烯与金属氧化物，其所制得的氧化物半导体层可提供良好的载子迁移率以及延展性。

本发明提供一种氧化物半导体组成物的制备方法，其包括以下步骤。混合金属氧化物前驱物、石墨烯以及溶剂以形成氧化物半导体组成物，其中所述金属氧化物前驱物与所述溶剂构成金属氧化物溶液，且所述石墨烯分散于所述金属氧化物溶液中，以所述氧化物半导体组成物的总重量计，其中所述石墨烯的含量为0.01至10重量百分比，所述金属氧化物前驱物的含量为0.01至30重量百分比，所述溶剂的含量为60至99.98重量百分比。

本发明提供一种氧化物半导体组成物，其包括石墨烯、金属氧化物以及溶剂。以氧化物半导体组成物的总重量计，其中石墨烯的含量为0.01至10重量百分比，金属氧化物的含量为0.01至30重量百分比，溶剂的含量为60至99.98重量百分比。

本发明提供一种氧化物薄膜晶体管(oxide thin film transistor,简称：oxide TFT)的制备方法，其包括以下步骤。混合金属氧化物前驱物、石墨烯以及溶剂以形成氧化物半导体组成物，其中所述金属氧化物前驱物与所述溶剂构成金属氧化物溶液，且所述石墨烯分散于所述金属氧化物溶液中，以所述氧化物半导体组成物的总重量计，其中所述石墨烯的含量为0.01至10重量百分比，所述金属氧化物前驱物的含量为0.01至30重量百分比，所述溶剂的含量为60至99.98重量百分比。在基底上提供氧化物半导体组成物，并使氧化物半导体组成物固化以形成氧化物半导体层。形成源极、漏极以及栅极，其中氧化物半导体层位于源极与栅极之间且位于漏极与栅极之间。

本发明另提供一种氧化物薄膜晶体管，包括源极、漏极、栅极以及氧化物半导体层，其中所述氧化物半导体层位于源极与栅极之间且位于漏极与栅极之间。氧化物半导体层包括金属氧化物层以及石墨烯，其中石墨烯分散于金属氧化物层中。

基于上述，以本发明的半导体组成物所形成的氧化物半导体层具有良好的载子迁移率以及良好的延展性。如此一来，包括此氧化物半导体层的氧化物薄膜晶体管可具有良好的元件特性以及元件可靠度。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所示附图作详细说明如下。

附图说明

图1A至图1C示出本发明一实施例的氧化物薄膜晶体管的制造流程示意图；

图2示出实例1的氧化物薄膜晶体管的结构示意图；

图3示出实例1的氧化物薄膜晶体管的漏极/源极电流对漏极/源极电压的关系图；

图4示出实例1的氧化物薄膜晶体管的漏极/源极电流对栅极电压的关系图；

图5示出实例1的氧化物薄膜晶体管与现有的氧化物薄膜晶体管的载子迁移率对弯折次数的关系图；

图6示出实例1的氧化物薄膜晶体管、非晶硅薄膜晶体管与低温多晶硅薄膜晶体管的漏极输出电流(Idd)对栅极驱动开启电压(Vgh)的关系图。

附图标记说明；

100、100a：氧化物薄膜晶体管；

102：基板；