本公開內(nèi)容涉及一種具有包括金屬氧化物半導(dǎo)體材料的高可靠性氧化物半導(dǎo)體材料的薄膜晶體管(或“TFT”)基板。尤其是，本公開內(nèi)容涉及一種具有摻雜諸如氮的氣體雜質(zhì)元素的金屬氧化物半導(dǎo)體材料，例如氧化銦鎵鋅材料的TFT基板。
背景技術(shù)：
：如今，隨著許多便攜式應(yīng)用設(shè)備，諸如移動(dòng)電話、個(gè)人數(shù)字助理和筆記本電腦被廣泛使用，開發(fā)了各種平板顯示裝置來克服陰極射線管的一些缺陷，諸如重量重和體積大。平板顯示裝置包括液晶顯示裝置(或LCD)、場(chǎng)發(fā)射顯示器(或FED)、等離子顯示面板(或PDP)和有機(jī)發(fā)光二極管顯示器(或OLED)。由于適合大規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)、驅(qū)動(dòng)部件的簡(jiǎn)易性、高質(zhì)量&高分辨率顯示和/或低功耗，包括液晶顯示器和/或有機(jī)發(fā)光二極管顯示器的平板顯示器采用具有以矩陣方式排列的多個(gè)薄膜晶體管的基板，所以其稱為“有源矩陣型薄膜晶體管基板”。主要使用的有源矩陣型薄膜晶體管基板使用非晶硅薄膜晶體管作為用于驅(qū)動(dòng)像素的開關(guān)元件。因?yàn)榉蔷Ч璞∧ぞw管具有低的制造價(jià)格以及比其他薄膜晶體管相對(duì)低的溫度工藝的一些優(yōu)點(diǎn)，所以它們被廣泛應(yīng)用于平板顯示器的薄膜晶體管基板的開關(guān)元件。然而，因?yàn)榉蔷Ч璨牧暇哂斜绕渌牧系偷倪w移率和差的靜電特性(或“恒流特性”)，所以使用它們作為開關(guān)元件的大面積顯示器很難確保優(yōu)良質(zhì)量。為克服非晶硅元件的這些缺點(diǎn)，具有多晶硅材料的薄膜晶體管應(yīng)用于平板顯示器。包括多晶硅材料的薄膜晶體管基板還具有諸如昂貴的制造價(jià)格、難以在基板的整個(gè)表面上確保半導(dǎo)體材料的均勻特性、以及非常高的溫度制造工藝之類的缺點(diǎn)。此外，多晶硅材料的靜電特性不比非晶硅材料的靜電特性好，而是處于相似的水平。為克服這些問題，近來，提出了包括氧化物半導(dǎo)體材料的氧化物薄膜晶體管來應(yīng)用于平板顯示器。由于氧化物薄膜晶體管可在低溫工藝中制造并且靜電特性比非晶硅材料和多晶硅材料好得多，所以得到具有較好性質(zhì)和特性且價(jià)格較低的用于平板顯示器的薄膜晶體管成為可能。對(duì)于氧化物半導(dǎo)體中目前關(guān)注的材料來說，存在基于氧化鋅的一些材料，諸如氧化銦鋅(或“IZO”)、氧化銦鎵鋅(或“InGaZO”)、和/或氧化銦錫鋅(或“ITZO”)。特別是，非晶的氧化銦鎵鋅(或“a-InGaZO4：a-IGZO”)是最好的材料之一。由于可使用與用于具有較好質(zhì)量的非晶硅薄膜晶體管基板相同的工藝和設(shè)備來制造a-IGZO薄膜晶體管基板，所以不需要針對(duì)制造和/或制備設(shè)備的投資。就是說，可照樣使用常規(guī)使用的設(shè)備。針對(duì)a-IGZO的沉積方法，在各種方法之中濺射方法對(duì)于商業(yè)化是最好的。對(duì)于具有氧化物半導(dǎo)體材料的薄膜晶體管來說，可應(yīng)用頂部柵極結(jié)構(gòu)和底部柵極結(jié)構(gòu)。當(dāng)?shù)撞繓艠O結(jié)構(gòu)應(yīng)用于氧化物薄膜晶體管時(shí)，可考慮背溝道蝕刻型和蝕刻阻止部型。尤其是，蝕刻阻止部型對(duì)于獲得高質(zhì)量是較好的。盡管IGZO半導(dǎo)體材料具有一些優(yōu)點(diǎn)，但它們也具有一些缺點(diǎn)。例如，當(dāng)被使用較長時(shí)間，氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的特性和/或可靠性劣化。注意到，該劣化是由于氧化物半導(dǎo)體材料的層中缺陷引起的。存在一些常規(guī)方法來確保包括金屬氧化物半導(dǎo)體材料的薄膜晶體管的可靠性。例如，將氧化物半導(dǎo)體材料與外部材料隔離或者對(duì)氧化物半導(dǎo)體材料執(zhí)行等離子處理。然而，這些方法不是根本的方案。此外，這些方法需要額外的工藝和/或昂貴的設(shè)備。例如，提出了一種在沉積IGZO薄膜之后執(zhí)行等離子處理的方法。該方法需要額外的等離子處理設(shè)備，使得需要額外的制造價(jià)格并且制造時(shí)間更長。此外，IGZO膜可能被等離子處理工藝損害。在等離子處理之后可能需要恢復(fù)工藝，這會(huì)增加制造時(shí)間和成本。對(duì)于另一個(gè)方法，通過在IGZO表面上沉積氧化鋁(Al2O3)層，可改善IGZO的可靠性。在此情形中，由于在形成IGZO半導(dǎo)體層之后增加用于沉積氧化鋁層的工藝，所以用于制造裝置的成本和時(shí)間增加。盡管氧化鋁層可保護(hù)IGZO免于引起可靠性劣化的外來氧，但不能解決IGZO薄膜自身的 缺陷引起的可靠性劣化。對(duì)于再一個(gè)方法，在高氧氣壓力下的熱處理。該方法用于通過減少作為IGZO薄膜自身缺陷的原因之一的氧空位(oxygenvacancy)改善可靠性。由于該方法需要專門的氧熱處理設(shè)備，所以需要用于該熱處理的成本和時(shí)間。此外，由于氧粒子被植入IGZO半導(dǎo)體材料中，所以IGZO半導(dǎo)體材料的性能可能變化。在氧占據(jù)IGZO材料中的空位的情形中，電子遷移率可能顯著劣化。因而，為了制造具有氧化物半導(dǎo)體材料的薄膜晶體管和/或薄膜晶體管基板，需要一種用于解決由于氧化物半導(dǎo)體材料的特性而導(dǎo)致的缺陷的方法。此外，該方法應(yīng)當(dāng)改善氧化物半導(dǎo)體材料的可靠性而不需要用于制造具有氧化物半導(dǎo)體材料的裝置的任何額外成本和工藝步驟。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為了克服上述缺陷，本公開內(nèi)容的一個(gè)目的是提出一種具有高可靠性的金屬氧化物半導(dǎo)體材料的薄膜晶體管基板。本公開內(nèi)容的另一個(gè)目的是提出一種薄膜晶體管基板，該薄膜晶體管基板通過改善金屬氧化物半導(dǎo)體材料的深能級(jí)缺陷條件，確保恒流應(yīng)力條件下的高可靠性。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本公開內(nèi)容提出了一種薄膜晶體管基板，包括：基板；設(shè)置在所述基板上的柵極電極；包括氧化物半導(dǎo)體材料的半導(dǎo)體層，所述氧化物半導(dǎo)體材料結(jié)合有銦、鎵和鋅中的任意一個(gè)、氧和摻雜材料，其中所述半導(dǎo)體層具有經(jīng)由柵極絕緣層與所述柵極電極重疊的溝道區(qū)域、從所述溝道區(qū)域的一側(cè)延伸的源極區(qū)域、以及從所述溝道區(qū)域的另一側(cè)延伸的漏極區(qū)域；連接至所述源極區(qū)域的源極電極；連接至所述漏極區(qū)域的漏極電極；覆蓋所述源極電極和所述漏極電極的鈍化層；和設(shè)置在所述鈍化層上并且連接至所述漏極電極的像素電極。在一個(gè)實(shí)施方式中，銦、鎵和鋅中的所述任意一個(gè)的含量以及氧的含量之和為所述氧化物半導(dǎo)體材料的95到99原子％，并且所述摻雜材料的含量為所述氧化物半導(dǎo)體材料的1到5原子％。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述摻雜材料是15族元素和16族元素中的任意一個(gè)。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述摻雜材料包括氮(N)、磷(P)、氟(F)、硒(Se)和碲(Te)中的任意一個(gè)。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述摻雜材料被包括為鍵合至銦、鎵和鋅中的任意一個(gè)。實(shí)施方式還涉及一種薄膜晶體管基板，包括基板、設(shè)置在所述基板上的柵極電極、和半導(dǎo)體層。所述半導(dǎo)體層包括溝道區(qū)域，所述溝道區(qū)域的至少一部分與所述柵極電極重疊且包括第一氧化物半導(dǎo)體材料，所述第一氧化物半導(dǎo)體材料是氧、摻雜材料、以及銦、鎵和鋅中的一或多個(gè)的組合。所述薄膜晶體管基板還包括從所述溝道區(qū)域的一側(cè)延伸的源極區(qū)域、以及從所述溝道區(qū)域的另一側(cè)延伸的漏極區(qū)域。柵極絕緣層位于所述柵極電極和所述半導(dǎo)體層之間的。源極電極連接至所述源極區(qū)域的至少一部分，漏極電極連接至所述漏極區(qū)域的至少一部分。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述氧以及銦、鎵和鋅中的所述一或多個(gè)的總和在所述第一氧化物半導(dǎo)體材料中為95到99原子％，所述摻雜材料在所述第一氧化物半導(dǎo)體材料中為1到5原子％。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述摻雜材料是15族元素或16族元素中的任一種。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述摻雜材料包括選自由氮(N)、磷(P)、氟(F)、硒(Se)和碲(Te)組成的組的任一個(gè)。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述摻雜材料鍵合至銦、鎵和鋅中的所述一或多個(gè)。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述源極區(qū)域和所述漏極區(qū)域包括所述第一氧化物半導(dǎo)體材料。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述源極區(qū)域和所述漏極區(qū)域包括第二氧化物半導(dǎo)體材料，所述第二氧化物半導(dǎo)體材料是氧以及銦、鎵和鋅中的一或多個(gè)的組合，而沒有所述第一氧化物半導(dǎo)體材料中的所述摻雜材料。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述源極區(qū)域的至少一部分和所述漏極區(qū)域的至少一部分被導(dǎo)電化。實(shí)施方式還涉及一種薄膜晶體管基板的形成方法。在基板上形成柵極電極。形成半導(dǎo)體層。所述半導(dǎo)體層包括溝道區(qū)域、從所述溝道區(qū)域的一側(cè)延伸的源極區(qū)域、以及從所述溝道區(qū)域的另一側(cè)延伸的漏極區(qū)域。所述溝道區(qū)域的至少一部分與所述柵極電極重疊且包括第一氧化物半導(dǎo)體材料，所述第一氧化物半導(dǎo)體材料是氧、摻雜材料、以及銦、鎵和鋅中的一或多個(gè)的組合。在所述柵極電極和所述半導(dǎo)體層之間形成柵極絕緣層。形成源極電極以連接至所述源極區(qū)域的至少一部分，形成漏極電極以連接至所述漏極區(qū)域的至少一部分。在一個(gè)實(shí)施方式中，隨著在腔室中暴露至氧氣和所述摻雜材料的氣體，在所述基板上沉積銦、鎵和鋅中的所述一或多個(gè)。在一個(gè)實(shí)施方式中，通過濺射來自銦靶材、鎵靶材和鋅靶材中的一或多個(gè)，沉積銦、鎵和鋅中的所述一或多個(gè)。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述摻雜材料的氣體量是所述腔室中的總氣體量的50％到70％。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述氧以及銦、鎵和鋅中的所述一或多個(gè)的總和在所述第一氧化物半導(dǎo)體材料中為95到99原子％，所述摻雜材料在所述第一氧化物半導(dǎo)體材料中為1到5原子％。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述摻雜材料是15族元素或16族元素中的任一種。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述摻雜材料包括選自由氮(N)、磷(P)、氟(F)、硒(Se)和碲(Te)組成的組的任一個(gè)。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述摻雜材料鍵合至銦、鎵和鋅中的所述一或多個(gè)。在一個(gè)實(shí)施方式中，對(duì)所述源極區(qū)域和所述漏極區(qū)域的至少一部分施加等離子處理以將所述源極區(qū)域和所述漏極區(qū)域的所述部分導(dǎo)電化。在一個(gè)實(shí)施方式中，在所述基板上沉積所述第一氧化物半導(dǎo)體材料的層。將所述第一氧化物半導(dǎo)體材料的所述層構(gòu)圖以形成所述半導(dǎo)體層的所述溝道區(qū)域、所述源極區(qū)域和所述漏極區(qū)域。在一個(gè)實(shí)施方式中，形成所述溝道區(qū)域。沉積第二氧化物半導(dǎo)體材料的層，所述第二氧化物半導(dǎo)體材料是氧以及銦、鎵和鋅中的一或多個(gè)的組合，而沒有所述摻雜材料。將所述第二氧化物半導(dǎo)體材料的所述層構(gòu)圖以形成所述半導(dǎo)體層的所述源極區(qū)域和所述漏極區(qū)域。本公開內(nèi)容提出了一種具有氧化物半導(dǎo)體材料的薄膜晶體管基板，在所述氧化物半導(dǎo)體材料中，15(或5A)族元素或16(或6A)族元素中的任意一種材料，諸如氮?dú)獗粨诫s到金屬氧化物半導(dǎo)體材料中，以改善氧空位導(dǎo)致的缺陷。包括被摻雜的金屬氧化物半導(dǎo)體材料的薄膜晶體管和/或薄膜晶體管基板具有在恒流應(yīng)力條件下特性不變的高可靠性。此外，在制造金屬氧化物半導(dǎo)體層的方法中，由于使用目前安裝的設(shè)備摻雜諸如氮之類的材料，所以可獲得高可靠性的金屬氧化物半導(dǎo)體元件，而不增加制造成本和/或制造工藝的復(fù)雜性。附圖說明給本發(fā)明提供進(jìn)一步理解并且并入本說明書組成本說明書一部分的附圖圖解了本發(fā)明的實(shí)施方式，并與說明書一起用于描述本公開內(nèi)容的原理。在附圖中：圖1是圖解氧化銦鎵鋅(IGZO)半導(dǎo)體材料的能級(jí)的示意圖。圖2A是圖解根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的氧化銦鎵鋅(IGZO)半導(dǎo)體材料的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2B是圖解根據(jù)本公開內(nèi)容的摻雜氮的氧化銦鎵鋅(IGZO)半導(dǎo)體材料的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖3A和3B是圖解根據(jù)本公開內(nèi)容的摻雜氮的氧化銦鎵鋅(IGZO)半導(dǎo)體材料的可靠性的圖表。圖4是圖解在恒流應(yīng)力條件下，根據(jù)本公開內(nèi)容的摻雜氮的IGZO與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的IGZO的特性之間的比較圖表。圖5是圖解根據(jù)本公開內(nèi)容第一實(shí)施方式的薄膜晶體管基板的結(jié)構(gòu)的平面圖。圖6是圖解沿圖5中的線I-I’的薄膜晶體管基板的結(jié)構(gòu)的剖面圖。圖7是圖解根據(jù)本公開內(nèi)容第二實(shí)施方式的薄膜晶體管基板的結(jié)構(gòu)的平 面圖。圖8是圖解沿圖7中的線II-II’的薄膜晶體管基板的結(jié)構(gòu)的剖面圖。圖9是圖解根據(jù)本公開內(nèi)容的薄膜晶體管基板的制造方法的流程圖。具體實(shí)施方式將參照附圖解釋本公開內(nèi)容的優(yōu)選實(shí)施方式。在整個(gè)詳細(xì)描述中相似的參考標(biāo)記表示相似的元件。然而，本公開內(nèi)容不受這些實(shí)施方式限制，而是在不改變技術(shù)精神的情況下可應(yīng)用各種變化或修改。在下面的實(shí)施方式中，考慮到便于解釋而選擇了元件的名稱，從而它們可能不同于實(shí)際的名稱。參照?qǐng)D1，將解釋作為金屬氧化物半導(dǎo)體材料之一的氧化銦鎵鋅(IGZO)劣化的原因。圖1是圖解氧化銦鎵鋅(IGZO)半導(dǎo)體材料的能級(jí)(或“能帶隙”)的示意圖。IGZO是其中銦(In)、鎵(Ga)和/或鋅(Zn)與氧鍵合的半導(dǎo)體材料之一。價(jià)帶與導(dǎo)帶之間的帶隙能ΔEVC為大約3.4eV，如圖1中所示。為了形成IGZO薄膜，優(yōu)選的工藝是濺射方法。因此，IGZO薄膜具有其中氧化銦、氧化鎵和氧化鋅彼此鏈接的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。由于銦、鎵和鋅的氧鍵合傾向(或“鍵合能”)彼此不同，所以存在其中銦、鎵和鋅中的一些未與氧鍵合的一些氧空位。該氧空位在能級(jí)中可表現(xiàn)為形成在價(jià)帶附近的“深能級(jí)”。深能級(jí)與導(dǎo)帶之間的能量差ΔEDC為大約2.4eV。IGZO的深能級(jí)具有比價(jià)帶稍高的能級(jí)。因此，價(jià)帶能級(jí)處的電子能夠很容易躍遷至深能級(jí)。然后，通過較低的能量，電子能夠躍遷至導(dǎo)帶。結(jié)果，IGZO的載流子遷移率非常高。然而，當(dāng)用于溝道元件的包括IGZO的薄膜晶體管被長時(shí)間使用或者暴露于非常強(qiáng)的光時(shí)，IGZO的遷移率特性可能劣化。注意到主要原因之一是，引起“深能級(jí)”的氧空位(或缺陷狀態(tài))將增加，然后從價(jià)帶躍遷至“深能級(jí)”的電子可能被俘獲到“深能級(jí)”中，因而這些被俘獲的電子可能妨礙到導(dǎo)帶的躍遷。換句話說，如果形成“深能級(jí)”的缺陷數(shù)量太大，所以使得從價(jià)帶躍遷的電子并未躍遷至導(dǎo)帶，而是仍保留在“深能級(jí)”中。這稱為“深能級(jí)陷阱”。為了解決深能級(jí)陷阱，一個(gè)方法是有效控制氧空位的量的氧植入法。然而，在該情形中，“深能級(jí)”可能消失，使得IGZO的載流子遷移率劣化。在本公開內(nèi)容中，代替填充氧空位的氧植入法，與氧相似的15(或5A)族氣體元素或16(或6A)族氣體元素被摻雜到IGZO中，用來將“深能級(jí)”保持在最佳條件。例如，氮(N)、磷(P)、氟(F)、硒(Se)或碲(Te)被摻雜到IGZO中，使得薄膜晶體管由摻雜雜質(zhì)的金屬氧化物半導(dǎo)體材料制成。尤其是，本公開內(nèi)容提出了一種在使用濺射工藝形成IGZO層的過程中將雜質(zhì)摻雜到IGZO層中的方法。例如，隨著氮?dú)獗惶峁┲脸练e室，可在基板上形成摻雜氮的IGZO層。下文中，將使用氮作為代表性的摻雜材料。對(duì)于普通技術(shù)人員來說，很顯然可代替氮?dú)舛褂萌魏?5(或5A)族元素和/或16(或6A)族元素。本公開內(nèi)容不是提出一種具有新材料，諸如氮與IGZO結(jié)合的IGZON的薄膜晶體管或用于制造薄膜晶體管的方法。在本公開內(nèi)容中，形成具有摻雜氮的IGZO(或“摻雜N的IGZO”)的薄膜，其中具有“深能級(jí)”的缺陷量被控制在適當(dāng)數(shù)量。對(duì)于使用濺射工藝形成IGZO薄膜的情形來說，基板安裝在真空室中并且銦、鎵和鋅安裝在靶位置處。隨著氬(Ar)氣和氧(O)氣提供到真空室中的同時(shí)，對(duì)靶執(zhí)行濺射工藝。在本公開內(nèi)容中，氮(N)氣被進(jìn)一步提供到真空室中。因此，隨著在腔室中暴露至氧氣和摻雜材料的氣體，在基板上沉積選自銦、鎵和鋅的一或多個(gè)。結(jié)果，將在基板上沉積摻雜N的IGZO薄膜。圖2A是圖解根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的氧化銦鎵鋅(IGZO)半導(dǎo)體材料的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2B是圖解根據(jù)本公開內(nèi)容的摻雜氮的氧化銦鎵鋅(IGZO)半導(dǎo)體材料的結(jié)構(gòu)的示意圖。參照?qǐng)D2A，由于銦、鎵和鋅彼此鍵合或者與氧鍵合，所以形成氧化銦鎵鋅(IGZO)。然而，可能存在其中用于與氧鍵合的一些位置未被氧占據(jù)的一些氧空位。在此，圖2A中所示的鍵合關(guān)系僅僅是為了便于解釋。參照?qǐng)D2B，當(dāng)銦、鎵和鋅彼此鍵合或者鍵合至氧以形成氧化銦鎵鋅材料時(shí)，通過添加氮，氮占據(jù)在一些氧空位中。氮粒子不是占據(jù)所有氧空位， 而是優(yōu)選氮粒子占據(jù)氧空位的60％到80％。在本公開內(nèi)容中，通過將氮摻雜到IGZO中，氮鍵合至一些氧空位。在此，如果所有的氧空位被氮填充，則電子遷移率將顯著劣化。因此，優(yōu)選的是應(yīng)當(dāng)保留最佳量的氧空位。例如，氧空位的80％將被恢復(fù)(填充)，并且氧空位的20％可保留在空位條件。為此，在改變氮?dú)饬颗c整個(gè)氣體量的比率來形成每一摻雜N的IGZO薄膜之后，測(cè)量多個(gè)摻雜N的IGZO薄膜的特性。通過改變腔室中氮?dú)饬?腔室中氮原子的原子成分)與整個(gè)氣體量的比率，諸如0％、25％、50％、60％和70％，形成具有100nm厚度的摻雜N的IGZO薄膜。根據(jù)氮?dú)饬繙y(cè)量摻雜N的IGZO薄膜的特性、組成比率，測(cè)量結(jié)果如表1所示。[表1]摻雜氣體比率0％25％50％60％70％銦含量(原子％)22.021.323.021.724.2鎵含量(原子％)12.816.113.711.512.0鋅含量(原子％)6.47.35.86.36.3氧含量(原子％)58.854.556.355.556.5氮的摻雜含量(原子％)0.00.81.25.01.0對(duì)于根據(jù)上面各個(gè)條件形成的每一摻雜N的IGZO來說，測(cè)量了在恒流應(yīng)力(或“靜電應(yīng)力”)條件下的可靠性變化。得到如圖3A和3B中所示的結(jié)果。圖3A是圖解在沒有入射光的情況下在正偏壓應(yīng)力條件下的特性變化的圖表集。圖3B是在有入射光的情況下在正偏壓應(yīng)力條件下的特性變化的圖表集。參照?qǐng)D3A和3B，顯示出摻雜N的IGZO具有顯著改善的可靠性。圖3A和3B是圖解摻雜N的IGZO的可靠性的圖表。根據(jù)圖3A，在沒有入射光的情況下，可靠性得到改善。根據(jù)圖3B，在有入射光的情況下，可靠性也得到改善。特別是，對(duì)于50％到70％的氮?dú)獗嚷蕘碚f，可靠性顯著改善。因而，當(dāng)?shù)贗GZO中的摻雜含量(或“量”)為1原子％到5原子％ 時(shí)，可靠性被優(yōu)化?？紤]到制造工藝，優(yōu)選的是，氮在IGZO中的摻雜含量為1原子％到2原子％。在此，“原子％”是用于元素含量的單位，也可選擇性使用“％”。根據(jù)摻雜N的IGZO的可靠性特性，得到圖4中所示的圖表。圖4是圖解在恒流應(yīng)力條件下，根據(jù)本公開內(nèi)容的摻雜氮的IGZO與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的常規(guī)IGZO的特性之間的比較圖表。參照?qǐng)D4，在沒有入射光的情況下，可靠性改善了大約77％，而在有入射光的情況下可靠性改善了大約83％。下文中，將解釋具有摻雜N的IGZO的薄膜晶體管基板的一些例子。根據(jù)本公開內(nèi)容的具有摻雜N的IGZO的薄膜晶體管基板可應(yīng)用于液晶顯示器或有機(jī)發(fā)光二極管顯示器。尤其是，由于IGZO的高遷移率特性，其非常適合于需要高速驅(qū)動(dòng)特性的顯示器。由于IGZO是非晶狀態(tài)，所以利用IGZO半導(dǎo)體特性的一致性品質(zhì)，可在整個(gè)大面積基板上方形成IGZO薄膜。此外，由于在非晶狀態(tài)中沉積IGZO薄膜，所以在同樣也是非晶狀態(tài)的玻璃基板或塑料基板上沉積IGZO薄膜之后，IGZO薄膜的特性不會(huì)改變或偏移。因此，更適合獲得用于具有高遷移率特性的平板顯示器的薄膜晶體管基板。下文中，將解釋包括摻雜N的IGZO(摻雜N的氧化銦鎵鋅)的薄膜晶體管基板的一些優(yōu)選實(shí)施方式。在此，將關(guān)注液晶顯示器。然而，這些實(shí)施方式不僅僅限于液晶顯示器，而是可適用于使用摻雜N的IGZO薄膜晶體管基板的任何類型的顯示器。<第一實(shí)施方式>下文中，將解釋其中摻雜N的IGZO被用于半導(dǎo)體層的薄膜晶體管基板的第一實(shí)施方式。圖5是圖解根據(jù)本公開內(nèi)容第一實(shí)施方式的薄膜晶體管基板的結(jié)構(gòu)的平面圖。圖6是圖解沿圖5中的線I-I’的薄膜晶體管基板的結(jié)構(gòu)的剖面圖。根據(jù)圖5和6，根據(jù)本公開內(nèi)容第一實(shí)施方式的薄膜晶體管基板包括：在下基板SUB上彼此交叉并且之間具有柵極絕緣層GI的柵極線GL和數(shù)據(jù)線DL、以及設(shè)置在柵極線GL和數(shù)據(jù)線DL的每個(gè)交叉區(qū)域處的薄膜晶體管T。通過柵極線GL和數(shù)據(jù)線DL的交叉結(jié)構(gòu)限定出像素區(qū)域。在像素區(qū) 域中，像素電極PXL和公共電極COM形成為彼此重疊并且在它們之間具有鈍化層PAS，從而在像素電極PXL和公共電極COM之間形成邊緣電場(chǎng)。像素電極PXL可具有與像素區(qū)域的形狀對(duì)應(yīng)的矩形形狀。公共電極COM可形成為彼此平行設(shè)置的多個(gè)分段的條帶。亦或，像素電極PXL和公共電極COM的形狀可以彼此互換。公共電極COM連接或鏈接至設(shè)置為與柵極線GL平行的公共線CL。公共電極COM被提供用于形成驅(qū)動(dòng)液晶層的電場(chǎng)的基準(zhǔn)電壓(或“公共電壓”)。響應(yīng)于被提供至柵極線GL的柵極信號(hào)，薄膜晶體管T可將來自數(shù)據(jù)線DL的像素信號(hào)充電至像素電極PXL并且保持像素電極PXL上的像素信號(hào)。薄膜晶體管T包括從柵極線GL分支的柵極電極G、從數(shù)據(jù)線DL分支的源極電極S、與源極電極S面對(duì)并且連接至像素電極PXL的漏極電極D、以及半導(dǎo)體層A。半導(dǎo)體層A具有溝道區(qū)域，溝道區(qū)域限定在源極電極S與漏極電極D之間且與柵極絕緣層GI上的柵極電極G重疊。此外，可在半導(dǎo)體層A與源極電極S之間以及半導(dǎo)體層A與漏極電極D之間形成歐姆層，用來確保它們之間的歐姆接觸。特別是，半導(dǎo)體層A包括根據(jù)本公開內(nèi)容的摻雜N的IGZO(或“摻雜N的氧化銦鎵鋅”)。由于摻雜N的IGZO的高載流子遷移率特性，需要大量充電電容來驅(qū)動(dòng)液晶的大面積薄膜晶體管基板可形成為具有出色的特性和性能。為了確保氧化物半導(dǎo)體材料的穩(wěn)定性，可進(jìn)一步包括蝕刻阻止部ES，蝕刻阻止部ES覆蓋氧化物半導(dǎo)體層A的上表面，用來保護(hù)氧化物半導(dǎo)體層A免于蝕刻劑。詳細(xì)地說，當(dāng)形成源極電極S和漏極電極D時(shí)，蝕刻劑可能侵蝕暴露在源極電極S與漏極電極D之間的氧化物半導(dǎo)體層A。為了保護(hù)半導(dǎo)體層A免于該蝕刻劑，優(yōu)選的是在沉積源極-漏極金屬材料之前在半導(dǎo)體層上形成蝕刻阻止部ES。在柵極線GL的一端處形成用于從外部裝置接收柵極信號(hào)的柵極焊盤GP。柵極焊盤GP可通過貫穿柵極絕緣層GI和鈍化層PAS的柵極焊盤接觸孔GPH與柵極焊盤端子GPT接觸。此外，在數(shù)據(jù)線DL的一端處形成用于 從外部裝置接收像素信號(hào)的數(shù)據(jù)焊盤DP。數(shù)據(jù)焊盤DP可通過貫穿鈍化層PAS的數(shù)據(jù)焊盤接觸孔DPH與數(shù)據(jù)焊盤端子DPT接觸。像素電極PXL形成在柵極絕緣層GI上并且連接至漏極電極D。公共電極COM形成在覆蓋像素電極PXL的鈍化層PAS上，使得公共電極COM與像素電極PXL重疊。在像素電極PXL與公共電極COM之間形成邊緣電場(chǎng)，使得設(shè)置在薄膜晶體管基板與濾色器基板之間的液晶層的液晶分子由于液晶分子的介電各向異性而旋轉(zhuǎn)。根據(jù)液晶分子的旋轉(zhuǎn)量，像素區(qū)域的光透射率不同，然后可呈現(xiàn)出視頻圖像。<第二實(shí)施方式>下文將解釋其中摻雜N的IGZO被用于半導(dǎo)體層的薄膜晶體管基板的第二實(shí)施方式。圖7是圖解根據(jù)本公開內(nèi)容第二實(shí)施方式的薄膜晶體管基板的結(jié)構(gòu)的平面圖。圖8是圖解沿圖7中的線II-II’的薄膜晶體管基板的結(jié)構(gòu)的剖面圖。根據(jù)圖7和8，根據(jù)本公開內(nèi)容第二實(shí)施方式的薄膜晶體管基板包括：在下基板SUB上彼此交叉并且之間具有柵極絕緣層GI的柵極線GL和數(shù)據(jù)線DL、以及設(shè)置在柵極線GL和數(shù)據(jù)線DL的每個(gè)交叉區(qū)域處的薄膜晶體管T。通過柵極線GL和數(shù)據(jù)線DL的交叉結(jié)構(gòu)限定出像素區(qū)域。在像素區(qū)域中，像素電極PXL和公共電極COM形成為彼此重疊并且在它們之間具有鈍化層PAS，從而在像素電極PXL和公共電極COM之間形成邊緣電場(chǎng)。像素電極PXL可具有與像素區(qū)域的形狀對(duì)應(yīng)的矩形形狀。公共電極COM可形成為彼此平行設(shè)置的多個(gè)分段的條帶。亦或，像素電極PXL和公共電極COM的形狀可以彼此互換。公共電極COM連接或鏈接至設(shè)置為與柵極線GL平行的公共線CL。公共電極COM被提供用于形成驅(qū)動(dòng)液晶層的電場(chǎng)的基準(zhǔn)電壓(或“公共電壓”)。響應(yīng)于被提供至柵極線GL的柵極信號(hào)，薄膜晶體管T可將來自數(shù)據(jù)線DL的像素信號(hào)充電至像素電極PXL并且保持像素電極PXL上的像素信號(hào)。薄膜晶體管T包括從數(shù)據(jù)線DL分支的源極電極S、與源極電極S面對(duì)并且連接至像素電極PXL的漏極電極D、設(shè)置在源極電極S與漏極電極D 之間的半導(dǎo)體溝道層或溝道區(qū)域CA、以及位于覆蓋半導(dǎo)體溝道層CA的柵極絕緣層GI上并與半導(dǎo)體溝道層CA重疊的柵極電極G。柵極電極G從柵極線GL分支或者連接至柵極線GL。在第二實(shí)施方式中，半導(dǎo)體層包括兩部分：一部分是半導(dǎo)體溝道層或溝道區(qū)域CA，另一部分是源極-漏極區(qū)域SA和DA。特別是，半導(dǎo)體溝道層CA包括根據(jù)本公開內(nèi)容的摻雜N的IGZO(或“摻雜N的氧化銦鎵鋅”)。半導(dǎo)體溝道層CA的大部分與柵極電極G重疊，用來限定出溝道區(qū)域。通過對(duì)氧化物半導(dǎo)體材料的等離子處理，在兩個(gè)端部處連接至半導(dǎo)體溝道區(qū)域CA的半導(dǎo)體層的第二部分被導(dǎo)電化并被定義為源極區(qū)域SA和漏極區(qū)域DA。源極區(qū)域SA通過源極接觸孔SH連接至源極電極S。漏極區(qū)域DA通過漏極接觸孔DH連接至漏極電極D。第二實(shí)施方式的氧化物半導(dǎo)體層被劃分為連接至源極電極S的源極區(qū)域SA、連接至漏極電極D的漏極區(qū)域DA、以及位于源極區(qū)域SA與漏極區(qū)域DA之間并與柵極電極G重疊的半導(dǎo)體溝道層CA。詳細(xì)地說，作為一個(gè)例子，在基板SUB上形成包括摻雜N的IGZO的氧化物半導(dǎo)體層，然后在氧化物半導(dǎo)體層的兩個(gè)端部處執(zhí)行等離子處理。結(jié)果，兩個(gè)端部被定義為源極區(qū)域SA和漏極區(qū)域DA，而氧化物半導(dǎo)體層的中部被定義為半導(dǎo)體溝道層或溝道區(qū)域CA。在另一個(gè)例子中，如圖8中所示，沉積諸如IGZO(不是“摻雜N的IGZO”)之類的氧化物半導(dǎo)體材料，然后該氧化物半導(dǎo)體材料通過等離子處理被導(dǎo)電化。通過將導(dǎo)電化的半導(dǎo)體材料構(gòu)圖，形成源極區(qū)域SA和漏極區(qū)域DA。在具有源極-漏極區(qū)域SA-DA的基板SUB上，使用摻雜N的IGZO形成半導(dǎo)體溝道層CA?；蛘?，可在形成源極區(qū)域SA和漏極區(qū)域DA之前形成半導(dǎo)體溝道層CA。在第二實(shí)施方式中，通過重疊在柵極絕緣層GI上的柵極電極G的形狀限定出半導(dǎo)體溝道層CA。溝道層CA的兩個(gè)端部，源極區(qū)域SA和漏極區(qū)域DA分別連接至源極電極S和漏極電極D，但它們不與柵極電極G重疊。源極電極S和漏極電極D設(shè)置為與柵極電極G分離，使得源極-漏極電極S和D不與柵極電極G重疊。由于在柵極電極G與源極-漏極電極S和D之間不存在寄生電容，所以可獲得高質(zhì)量的薄膜晶體管基板。在柵極線GL的一端處形成用于從外部裝置接收柵極信號(hào)的柵極焊盤GP。柵極焊盤GP可通過貫穿第二絕緣層IN2和第一絕緣層IN1的柵極焊盤接觸孔GPH與柵極焊盤端子GPT接觸。此外，在數(shù)據(jù)線DL的一端處形成用于從外部裝置接收像素信號(hào)的數(shù)據(jù)焊盤DP。數(shù)據(jù)焊盤DP可通過貫穿第二絕緣層IN2和第一絕緣層IN1的數(shù)據(jù)焊盤接觸孔DPH與數(shù)據(jù)焊盤端子DPT接觸。在包括摻雜N的IGZO的薄膜晶體管T上方，沉積第一絕緣層IN1。在第一絕緣層IN1上形成通過貫穿第一絕緣層IN1的像素接觸孔PH連接至漏極電極D的像素電極PXL。在像素電極PXL上方沉積第二絕緣層IN2。在第二絕緣層IN2上形成與像素電極PXL重疊的公共電極COM。在像素電極PXL與公共電極COM之間形成邊緣電場(chǎng)，使得設(shè)置在薄膜晶體管基板與濾色器基板之間的液晶層的液晶分子由于液晶分子的介電各向異性而旋轉(zhuǎn)。根據(jù)液晶分子的旋轉(zhuǎn)量，像素區(qū)域的光透射率不同，然后可呈現(xiàn)出視頻圖像。在上面的實(shí)施方式中，解釋了將包括摻雜N的IGZO的薄膜晶體管基板應(yīng)用于液晶顯示器。注意，根據(jù)本公開內(nèi)容實(shí)施方式的薄膜晶體管基板能夠應(yīng)用于包括場(chǎng)發(fā)射顯示器、等離子顯示面板和有機(jī)發(fā)光二極管顯示器的任何類型的平板顯示器。圖9是圖解根據(jù)本公開內(nèi)容的薄膜晶體管基板的制造方法的流程圖。902，在基板上形成柵極電極。904，在柵極電極上或下形成半導(dǎo)體層。半導(dǎo)體層可具有溝道區(qū)域、源極區(qū)域和漏極區(qū)域。至少半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域可包括氧化物半導(dǎo)體材料，該氧化物半導(dǎo)體材料是氧、摻雜材料、以及銦、鎵和鋅的一或多個(gè)的組合。半導(dǎo)體層可由包含摻雜材料的氧化物半導(dǎo)體材料形成?；蛘?，溝道區(qū)域可由包含摻雜材料的氧化物半導(dǎo)體材料形成，且源極區(qū)域和漏極區(qū)域可由不包含摻雜材料的氧化物半導(dǎo)體材料形成。906，在柵極電極和半導(dǎo)體層之間形成柵極絕緣層。908，形成源極電極和漏極電極以分別連接至源極區(qū)域的至少一部分和漏極區(qū)域的至少一部分。盡管參照附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的實(shí)施方式，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在不改變本發(fā)明的技術(shù)精神或?qū)嵸|(zhì)特征的情況下，本發(fā)明能夠以其他特定形式實(shí)現(xiàn)。因此，應(yīng)當(dāng)注意，前述實(shí)施方式在所有方面都僅僅是示例性的，不解釋為限制本發(fā)明。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求限定，而不是由本 發(fā)明的詳細(xì)說明書限定。在權(quán)利要求的含義和范圍內(nèi)進(jìn)行的所有變化或修改或它們的等同物應(yīng)當(dāng)解釋為落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3