薄膜電晶體

專利類型

發明

專利國別 (專利申請國家)

中華民國

專利申請案號

098130324

專利證號

I 380455

專利獲證名稱

薄膜電晶體

專利所屬機關 (申請機關)

國立臺灣大學

獲證日期

2012/12/21

技術說明

本發明提出以異質非晶態氧化物薄膜之層狀結構堆疊，作為電晶體場通道層之設計。此法可提升氧化物薄膜電晶體的閾值電壓，將空乏型(depletion mode)之氧化物場效電晶體轉變為增強型(enhancement mode)之電晶體，並提升電氣特性與元件特性重現之可靠度。其結構設計如下:採用原子結構鬆散、較易形成氧空缺之電晶體氧化物(高導電區)，如氧化銦、氧化錫、氧化鋅或其混合物，做為通道底層；其次在此通道層上方沉積原子結構密集、不易產生氧空缺之氧化物位障層(高阻值區)，如氧化鎵、氧化矽、或其混合物等；其次再重複前述步驟，形成複數個層狀薄膜堆疊，稱之為具超晶格組成之薄膜組織，形成本案所提之薄膜電晶體的通道層。 對此具超晶格組成之電晶體場通道組織，可藉由超晶格結構中導電區與高阻值區薄膜厚度之調整，改變薄膜組織中氧空缺之等效濃度。當此超晶格結構之等效氧空缺濃度逐漸變小時，啟動此氧化物薄膜電晶體所需之閘極閾值電壓(VT, threshold voltage)，由負值逐漸向零趨近；當場通道內之等效氧空缺濃度為零時，此電晶體之閘極啟動閾值電壓為正值。 與習知方法相比，本發明具有極大的彈性，調整氧化物薄膜的特性。使氧化物薄膜電晶體之閥值電壓提升至正值，並提升或維持原本之開關電流比、飽和電流值與次臨界擺幅等電晶體特性。其載子遷移率與以前述習知技術所製作之電晶體相比較，並無顯著提升。本發明亦揭示，若在此超晶格通道的最上層與閘極絕緣層之間，額外成長一層極薄(約1-5奈米)的高阻值絕緣物，也有助於控制超晶格通道薄膜電晶體的閾值電壓，使得原本空乏型的電晶體轉變成增強型的電晶體。 A thin film transistor includes a channel layer. The channel layer has a plurality of stacked oxide layers. The oxide layers are made of at least two different oxide materials. The channel layer modulates a threshold voltage of the thin film transistor. An insulating interface layer is formed between the channel layer and an insulating dielectric layer, thereby transforming the thin film transistor from a depletion type transistor to an enhanced type transistor.

備註

本部(收文號1100057959)同意該校110年9月16日校研發字第1100067275號函申請終止維護專利(台大)

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