[发明专利]晶体管器件

说明书

一种晶体管器件，包括在源极导体和漏极导体之间具有沟道长度L和沟道宽度W的并且经由有机聚合物电介质与栅极导体电容性地耦合的无机氧化物半导体沟道，有机聚合物电介质与无机氧化物半导体沟道接触，其中在使栅极导体和漏极导体维持在相同电位的同时使在源极导体和漏极导体之间至少X nA的恒定电流维持达14小时的时段所需的栅极电压，变化小于1V，优选地变化小于大约0.2V；其中X等于W/L比乘以50。

带来本发明的工作受到了来自欧洲共同体第七框架计划(European Community'sSeventh Framework Programme)(FP7/2007-2013)的资助，授予协议号为NMP3-SL-2011-263042。

技术领域

本发明涉及包括无机金属氧化物半导体(MOX)的薄膜晶体管(TFT)器件。

背景技术

要实现具有良好的操作稳定性的高性能MOX TFT，金属氧化物共同体(community)主要集中于金属氧化物半导体与无机栅极电介质(诸如SiO₂、Si₃N₄、AlO_x、ZrO_x和HfO_x)的结合，这些无机栅极电介质是用于广泛使用的无机半导体(诸如非晶硅或多晶硅)的既定的栅极电介质材料。

本申请的发明人已经对无机金属氧化物与界面接合的有机聚合物栅极电介质(PGD)的结合进行了广泛的研究，并且令人惊讶的是，本申请的发明人已经成功生产出了展现出优良的操作应力(stress)稳定性和/或低操作电压的晶体管器件。应当指出，关于电稳定性，已经认为高稳定性氧化物TFT需要与无机栅极电介质(主要是AlO_x、SiO_x和SiN_x)界面接合，这些无机栅极电介质在原子界面结构、机械性能和热性能方面与无机金属氧化物更为兼容。

应当指出，关于许多小功率应用所期望的低电压操作，已经认为，鉴于MOXS的大带隙(3eV)以及所观察到的在无机氧化物的相对介电常数和带隙之间的反相关，实现没有显著的栅极漏电流的低电压操作具有挑战性。这里应当指出，目前的理解是，在半导体和栅极电介质的导带/价带之间的最小能量偏移需要大于1-2eV，以将电荷载流子限定于活性界面处并且使不期望的从半导体到栅极电介质内的电荷注入最小化。

发明内容

特此提供有一种晶体管器件，包括在源极导体和漏极导体之间具有沟道长度L和沟道宽度W的并且经由有机聚合物电介质与栅极导体电容性地耦合的无机氧化物半导体沟道，所述有机聚合物电介质与所述无机氧化物半导体沟道接触，其中在使所述栅极导体和漏极导体维持在相同电位的同时使在所述源极导体和漏极导体之间至少X nA的恒定电流维持达14小时的时段所需的栅极电压变化小于1V，优选地变化小于大约0.2V；其中X等于W/L比乘以50。

在一个实施例中，所述无机氧化物半导体沟道是非晶态无机氧化物半导体。

在一个实施例中，所述非晶态无机氧化物半导体包括铟和锌中的至少一种。

在一个实施例中，所述半导体沟道通过仅包括有机聚合物电介质材料的栅极电介质与所述栅极导体电容性地耦合。

在一个实施例中，所述晶体管器件是顶栅晶体管器件。

在一个实施例中，所述晶体管器件由作为基板的柔性塑料支撑膜支撑。

在一个实施例中，所述柔性塑料支撑膜包括聚(2,6-萘二甲酸乙二醇酯)(poly(ethylene-2,6-naphthalate))、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚醚酮或聚酰亚胺。

特此提供有一种生产前述的晶体管器件的方法，包括通过基于溶液的处理来形成所述无机氧化物半导体和所述有机聚合物电介质的沉积物。