薄膜晶体管以及薄膜晶体管的制造方法技术

薄膜晶体管的栅极绝缘层由第一栅极绝缘膜和第二栅极绝缘膜构成，所述第一栅极绝缘膜由有机高分子化合物或有机无机复合材料构成，所述第二栅极绝缘膜由选自氧化硅、氮化硅、氧氮化硅及氧化铝中的任一种构成且被第一栅极绝缘膜和半导体层夹持。第一栅极绝缘膜的厚度为100nm以上且1500nm以下，第一栅极绝缘膜的厚度与杨氏模量之积为300nm

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】薄膜晶体管以及薄膜晶体管的制造方法


[0001]本公开涉及薄膜晶体管以及薄膜晶体管的制造方法，所述薄膜晶体管作为栅极绝缘层具备由有机高分子化合物或有机无机复合材料构成的第一栅极绝缘膜与由无机硅化合物构成的第二栅极绝缘膜的层叠体
。

技术介绍

[0002]在栅极绝缘层中具备有机高分子化合物膜和无机硅化合物膜的薄膜晶体管兼具耐压性和柔软性。以提高薄膜晶体管的电特性和提高薄膜晶体管的层间密合性为目的，提出了使栅极绝缘层的介电特性值(＝(ε
A
/d
A
)/(ε
B
/d
B
))为0.015以上且1.0以下(例如参照专利文献1)。此外，介电特性值的计算中使用的相对介电常数ε
A
是含有有机高分子化合物的第一栅极绝缘膜的相对介电常数。厚度d
A
是第一栅极绝缘膜的厚度。另外，介电特性值的计算中使用的相对介电常数ε
B
是含有无机硅化合物的第二栅极绝缘膜的相对介电常数。厚度d
B
是第二栅极绝缘膜的厚度。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本特开2010
‑
21264号公报

技术实现思路

[0006]专利技术要解决的技术问题
[0007]栅极绝缘层具有的相对介电常数是表示是否能够确保每单位面积所感应的电荷量的指标值，另外，栅极绝缘层具有的相对介电常数还是表示能否抑制栅极电极与其它电极之间的电流泄漏的指标值。另一方面，栅极绝缘层具有的相对介电常数与针对柔性基板的弯曲的电耐久性并不密切相关。同样，在第一栅极绝缘膜和第二栅极绝缘膜之间比较介电极化容易性的上述介电特性值也与针对柔性基板的弯曲的电耐久性并不密切相关。结果，即便是具备规定范围的相对介电常数的构成、进而具备规定范围的介电特性值的构成，仍未实现提高针对柔性基板的弯曲的电耐久性。
[0008]用于解决技术问题的手段
[0009]薄膜晶体管的一个方式具备：具有支撑面的柔性基板；位于上述支撑面的第一部分上的栅极电极层；覆盖上述支撑面的第二部分和上述栅极电极层的栅极绝缘层；利用上述栅极电极层和半导体层夹持上述栅极绝缘层的上述半导体层；以在源极电极层与上述半导体层之间不存在具有绝缘性的层的状态接触于上述半导体层的第一端部的上述源极电极层；以及以在漏极电极层与上述記半导体层之间不存在具有绝缘性的层的状态接触于上述半导体层的第二端部的上述漏极电极层。上述栅极绝缘层由第一栅极绝缘膜和第二栅极绝缘膜构成，所述第一栅极绝缘膜由有机高分子化合物或有机无机复合材料构成且将上述第二部分和上述栅极电极层覆盖，所述第二栅极绝缘膜由选自氧化硅、氮化硅、氧氮化硅及氧化铝中的任一种构成且被上述第一栅极绝缘膜和上述半导体层夹持。上述第一栅极绝缘
膜的厚度为100nm以上且1500nm以下，上述第一栅极绝缘膜的厚度与杨氏模量之积为300nm
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GPa以上且30000nm
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GPa以下。上述第二栅极绝缘膜的厚度为2nm以上且30nm以下，上述第二栅极绝缘膜的厚度与杨氏模量之积为100nm
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GPa以上且9000nm
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GPa以下。
[0010]薄膜晶体管的制造方法的一个方式包含：在柔性基板的支撑面中的第一部分上形成栅极电极层；按照将上述支撑面的第二部分和上述栅极电极层覆盖的方式来形成栅极绝缘层；按照利用上述栅极电极层和半导体层夹持上述栅极绝缘层的方式来形成上述半导体层；以及形成以在源极电极层与上述半导体层之间不存在具有绝缘性的层的状态接触于上述半导体层的第一端部的上述源极电极层、及以在漏极电极层与上述半导体层之间不存在具有绝缘性的层的状态接触于上述半导体层的第二端部的上述漏极电极层。形成上述栅极绝缘层包含：利用涂布法形成覆盖上述第二部分和上述栅极电极层且由有机高分子化合物或有机无机复合体构成的第一栅极绝缘膜；以及形成被上述第一栅极绝缘膜和上述半导体层夹持且由选自氧化硅、氮化硅、氧氮化硅及氧化铝中的任一种构成的第二栅极绝缘膜。上述第一栅极绝缘膜的厚度为100nm以上且1500nm以下，上述第一栅极绝缘膜的厚度与杨氏模量之积为300nm
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GPa以上且30000nm
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GPa以下。上述第二栅极绝缘膜的厚度为2nm以上且30nm以下，上述第二栅极绝缘膜的厚度与杨氏模量之积100nm
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GPa以上且9000nm
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GPa以下。
[0011]薄膜晶体管的一个方式具备：具有支撑面的柔性基板；位于上述支撑面的第一部分上的栅极电极层；覆盖上述支撑面的第二部分和上述栅极电极层的栅极绝缘层；利用上述栅极电极层和半导体层夹持上述栅极绝缘层的上述半导体层；按照上述半导体层的上表面中的第一区域和第二区域从保护层中露出的方式将上述半导体层覆盖的上述保护层；接触于上述第一区域的源极电极层；以及接触于上述第二区域的漏极电极层。上述保护层由有机高分子化合物或有机无机复合材料构成。上述栅极绝缘层由第一栅极绝缘膜和第二栅极绝缘膜构成，所述第一栅极绝缘膜由有机高分子化合物或有机无机复合材料构成且将上述第二部分和上述栅极电极层覆盖，所述第二栅极绝缘膜由选自氧化硅、氮化硅、氧氮化硅以及氧化铝中的任一种构成且被上述第一栅极绝缘膜和上述半导体层夹持。上述第一栅极绝缘膜的厚度为100nm以上且1500nm以下，上述第一栅极绝缘膜的厚度与杨氏模量之积为300nm
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GPa以上且30000nm
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GPa以下。上述第二栅极绝缘膜的厚度为2nm以上且30nm以下，上述第二栅极绝缘膜的厚度与杨氏模量之积为100nm
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GPa以下。
[0012]薄膜晶体管的制造方法的一个方式包含：在柔性基板的支撑面中的第一部分上形成栅极电极层；按照将上述支撑面的第二部分和上述栅极电极层覆盖的方式来形成栅极绝缘层；按照利用上述栅极电极层和半导体层夹持上述栅极绝缘层的方式来形成上述半导体层；按照上述半导体层的上表面中的第一区域和第二区域从保护层中露出的方式形成由有机高分子化合物或有机无机复合材料构成的保护层；以及形成接触于上述第一区域的源极电极层和接触于上述第二区域的漏极电极层。形成上述栅极绝缘层包含：利用涂布法形成覆盖上述第二部分和上述栅极电极层且由有机高分子化合物或有机无机复合材料构成的第一栅极绝缘膜；以及形成被上述第一栅极绝缘膜和上述半导体层夹持且由选自氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、及氧化铝中的任一种构成的第二栅极绝缘膜。上述第一栅极绝缘膜的厚度为100nm以上且1500nm以下，上述第一栅极绝缘膜的厚度与杨氏模量之积为300nm
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GPa以上且30000nm
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GPa以下，上述第二栅极绝缘膜的厚度为2nm以上且30nm以下，上述第二栅
极绝缘膜的厚度与杨氏模量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种薄膜晶体管，其具备：具有支撑面的柔性基板；位于所述支撑面的第一部分上的栅极电极层；覆盖所述支撑面的第二部分和所述栅极电极层的栅极绝缘层；利用所述栅极电极层和半导体层夹持所述栅极绝缘层的所述半导体层；以在源极电极层与所述半导体层之间不存在具有绝缘性的层的状态接触于所述半导体层的第一端部的所述源极电极层；以及以在漏极电极层与所述半导体层之间不存在具有绝缘性的层的状态接触于所述半导体层的第二端部的所述漏极电极层，其中，所述栅极绝缘层由第一栅极绝缘膜和第二栅极绝缘膜构成，所述第一栅极绝缘膜由有机高分子化合物或有机无机复合材料构成且将所述第二部分和所述栅极电极层覆盖，所述第二栅极绝缘膜由选自氧化硅、氮化硅、氧氮化硅及氧化铝中的任一种构成且被所述第一栅极绝缘膜和所述半导体层夹持，所述第一栅极绝缘膜的厚度为100nm以上且1500nm以下，所述第一栅极绝缘膜的厚度与杨氏模量之积为300nm
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GPa以上且30000nm
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GPa以下，所述第二栅极绝缘膜的厚度为2nm以上且30nm以下，所述第二栅极绝缘膜的厚度与杨氏模量之积为100nm
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GPa以上且9000nm
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GPa以下。2.一种薄膜晶体管，其具备：具有支撑面的柔性基板；位于所述支撑面的第一部分上的栅极电极层；覆盖所述支撑面的第二部分和所述栅极电极层的栅极绝缘层；利用所述栅极电极层和半导体层夹持所述栅极绝缘层的所述半导体层；按照所述半导体层的上表面中的第一区域和第二区域从保护层中露出的方式将所述半导体层覆盖的所述保护层；接触于所述第一区域的源极电极层；以及接触于所述第二区域的漏极电极层，其中，所述保护层由有机高分子化合物或有机无机复合材料构成，所述栅极绝缘层由第一栅极绝缘膜和第二栅极绝缘膜构成，所述第一栅极绝缘膜由有机高分子化合物或有机无机复合材料构成且将所述第二部分和所述栅极电极层覆盖，所述第二栅极绝缘膜由选自氧化硅、氮化硅、氧氮化硅以及氧化铝中的任一种构成且被所述第一栅极绝缘膜和所述半导体层夹持，所述第一栅极绝缘膜的厚度为100nm以上且1500nm以下，所述第一栅极绝缘膜的厚度与杨氏模量之积为300nm
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GPa以上且30000nm
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GPa以下，所述第二栅极绝缘膜的厚度为2nm以上且30nm以下，所述第二栅极绝缘膜的厚度与杨氏模量之积为100nm
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GPa以上且9000nm
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GPa以下。3.根据权利要求2所述的薄膜晶体管，其中，所述保护层的厚度为40nm以上且1000nm以下，所述保护层的厚度与杨氏模量之积为120nm
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GPa以上且20000nm
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GPa以下。4.一种薄膜晶体管，其具备：
具有支撑面的柔性基板；位于所述支撑面的第一部分上的栅极电极层；覆盖所述支撑面的第二部分和所述栅极电极层的栅极绝缘层；利用所述栅极电极层和半导体层夹持所述栅极绝缘层的所述半导体层；按照所述半导体层的上表面中的第一区域和第二区域从保护层中露出的方式覆盖所述半导体层的所述保护层；接触于所述第一区域的源极电极层；以及接触于所述第二区域的漏极电极层，其中，所述保护层由氧化硅、氮化硅或氧氮化硅构成，所述栅极绝缘层由第一栅极绝缘膜和第二栅极绝缘膜构成，所述第一栅极绝缘膜由有机高分子化合物或有机无机复合材料构成且将所述第二部分和所述栅极电极层覆盖，所述第二栅极绝缘膜由选自氧化硅、氮化硅、氧氮化硅及氧化铝中的任一种构成且被所述第一栅极绝缘膜与所述半导体层夹持，所述第一栅极绝缘膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：今村千寻，伊藤学，
申请(专利权)人：凸版印刷株式会社，
类型：发明
国别省市：