(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲートと、前記ゲートを覆うゲート絶縁層と、前記ゲート絶縁層上に設けられた酸化物半導体層と、前記酸化物半導体層上に間隔を空けて設けられたソース及びドレインと、を含む酸化物半導体薄膜トランジスタを提供するステップ１と、
前記酸化物半導体薄膜トランジスタを折り曲げて所定継続時間保持し、折り曲げることにより前記酸化物半導体層が圧縮又は引張されて、前記酸化物半導体薄膜トランジスタの閾値電圧を制御するステップ２と、を含み、
前記酸化物半導体薄膜トランジスタを折り曲げる際に、前記酸化物半導体薄膜トランジスタの折り曲げ半径が３ｍｍ以下である、
酸化物半導体薄膜トランジスタの閾値電圧の制御方法。
【請求項２】
前記ステップ２での所定継続時間は４５日間以上である、
請求項１に記載の酸化物半導体薄膜トランジスタの閾値電圧の制御方法。
【請求項３】
前記ステップ２で、前記酸化物半導体層が引張されるように折り曲げることで、前記酸化物半導体薄膜トランジスタの閾値電圧を低下させる、
請求項１に記載の酸化物半導体薄膜トランジスタの閾値電圧の制御方法。
【請求項４】
前記ステップ２で、前記酸化物半導体層が圧縮されるように折り曲げることで、前記酸化物半導体薄膜トランジスタの閾値電圧を増大させる、
請求項１に記載の酸化物半導体薄膜トランジスタの閾値電圧の制御方法。
【請求項５】
前記酸化物半導体層の材料がＩＧＺＯである、
請求項１に記載の酸化物半導体薄膜トランジスタの閾値電圧の制御方法。
【請求項６】
前記ゲート、ソース及びドレインの材料が、モリブデン、アルミニウム及びチタンの１種又は複数種の組み合わせである、
請求項１に記載の酸化物半導体薄膜トランジスタの閾値電圧の制御方法。
【請求項７】
前記ゲート絶縁層は、前記ゲートを覆う窒化シリコン層と、前記窒化シリコン層を覆う酸化シリコン層とを含む、
請求項１に記載の酸化物半導体薄膜トランジスタの閾値電圧の制御方法。
【請求項８】
前記ステップ１は、前記酸化物半導体薄膜トランジスタが設けられているフレキシブル基板をさらに提供している、
請求項１に記載の酸化物半導体薄膜トランジスタの閾値電圧の制御方法。
【請求項９】
ゲートと、前記ゲートを覆うゲート絶縁層と、前記ゲート絶縁層上に設けられた酸化物半導体層と、前記酸化物半導体層上に間隔を空けて設けられたソース及びドレインと、を含む酸化物半導体薄膜トランジスタを提供するステップ１と、
前記酸化物半導体薄膜トランジスタを折り曲げて所定継続時間保持し、折り曲げることにより前記酸化物半導体層が圧縮又は引張されて、前記酸化物半導体薄膜トランジスタの閾値電圧を制御するステップ２と、を含み、
前記ステップ２で所定継続時間は４５日間以上であり、
前記酸化物半導体薄膜トランジスタを折り曲げる際に、前記酸化物半導体薄膜トランジスタの折り曲げ半径が３ｍｍ以下であり、
前記ゲート、ソース及びドレインの材料が、モリブデン、アルミニウム及びチタンの１種又は複数種の組み合わせであり、
前記ゲート絶縁層は、前記ゲートを覆う窒化シリコン層と、前記窒化シリコン層を覆う酸化シリコン層とを含む酸化物半導体薄膜トランジスタの閾値電圧の制御方法。
【請求項１０】
前記ステップ２で、前記酸化物半導体層が引張されるように折り曲げることで、前記酸化物半導体薄膜トランジスタの閾値電圧を低下させる、
請求項９に記載の酸化物半導体薄膜トランジスタの閾値電圧の制御方法。
【請求項１１】
前記ステップ２で、前記酸化物半導体層が圧縮されるように折り曲げることで、前記酸化物半導体薄膜トランジスタの閾値電圧を増大させる、
請求項９に記載の酸化物半導体薄膜トランジスタの閾値電圧の制御方法。
【請求項１２】
前記酸化物半導体層の材料がＩＧＺＯである、
請求項９に記載の酸化物半導体薄膜トランジスタの閾値電圧の制御方法。
【請求項１３】
前記ステップ１は、前記酸化物半導体薄膜トランジスタが設けられているフレキシブル基板をさらに提供している、
請求項９に記載の酸化物半導体薄膜トランジスタの閾値電圧の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示技術分野に関し、特に酸化物半導体薄膜トランジスタの閾値電圧の改善方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光ダイオード（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ，ＯＬＥＤ）デバイスは、バックライトを必要とせずに、自発光であり、コントラストが高く、厚みが薄く、視野角が広く、応答速度が速く、フレキシブルディスプレイが実現でき、使用温度範囲が広く、構造及び製造プロセスが簡単であるなどの優れた特性を有し、次世代ディスプレイの新興応用技術と認められている。
【０００３】
フレキシブル表示装置は、フレキシブル基板を用いて製造される表示装置を意味し、折り曲げ可能で携帯するのに便利であるという特徴を有し、従来の平面表示装置では実現不能な機能を実現することができ、コスト及びユーザ体験の長所があり、表示技術分野での研究開発の主要分野となっている。
【０００４】
一方、ＯＬＥＤディスプレイは現在フレキシブル表示装置を製造するのに最適な表示技術であり、従来の平面表示装置と同様に、フレキシブルＯＬＥＤ表示装置において、一般的に薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ，ＴＦＴ）によって画素の作業を制御するか又は画素を駆動する必要がある。通常の薄膜トランジスタは、その活性層の性質により、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）、ポリシリコン（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）、酸化物半導体（ｏｘｉｄｅ）等の様々なタイプに分けられる。
【０００５】
現在、フレキシブルＯＬＥＤ表示装置で最も一般的に使用されている薄膜トランジスタは、依然として低温ポリシリコン薄膜トランジスタである。しかしながら、酸化物半導体は、アモルファスシリコンに比べて電子移動度が高く、低温ポリシリコンに比べて製造プロセスが簡単であるので、フレキシブルディスプレイ装置への使用が注目されており、優れた適用発展将来性を有し、現在業界で研究の注目点となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、酸化物半導体の使用及び開発にはまだ多くの問題を抱えており、例えば、インジウムガリウム亜鉛酸化物（ＩＧＺＯ）は、キャリア濃度が１０１８／ｃｍ３未満のＩｎ、Ｇａ及びＺｎを含む酸化物半導体であるが、通常、ＩＧＺＯを用いて製造されたチャネル層がアモルファスであるため、材料自体の構造に欠陥が多く、環境の影響を受けやすく、ＴＦＴの安定性が悪く、閾値電圧のシフトが激しく、酸化物半導体の使用及び開発を阻害している。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の目的は、酸化物半導体薄膜トランジスタのチャネルにおける原子間距離を変更することができることで、酸化物半導体薄膜トランジスタの閾値電圧を改善することができる酸化物半導体薄膜トランジスタの閾値電圧の改善方法を提供することにある。
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明は、酸化物半導体薄膜トランジスタの閾値電圧の改善方法を提供しており、
ゲートと、前記ゲートを覆うゲート絶縁層と、前記ゲート絶縁層上に設けられた酸化物半導体層と、前記酸化物半導体層上に間隔を空けて設けられたソース及びドレインと、を含む酸化物半導体薄膜トランジスタを提供するステップ１と、
前記酸化物半導体薄膜トランジスタを所定回数折り曲げるか、又は前記酸化物半導体薄膜トランジスタを折り曲げて所定継続時間保持し、折り曲げることにより前記酸化物半導体層が圧縮又は引張されて、前記酸化物半導体薄膜トランジスタの閾値電圧を改善するステップ２と、を含む。
【０００９】
前記ステップ２での所定回数は１０万回以上である。
【００１０】
前記ステップ２で所定継続時間は４５日間以上である。
【００１１】
前記酸化物半導体薄膜トランジスタを折り曲げる際に、前記酸化物半導体薄膜トランジスタの折り曲げ半径が３ｍｍ以下である。
【００１２】
前記ステップ２で、前記酸化物半導体層が引張されるように折り曲げることで、前記酸化物半導体薄膜トランジスタの閾値電圧を低下させて、逐次に安定化させる。
【００１３】
前記ステップ２で、前記酸化物半導体層が圧縮されるように折り曲げることで、前記酸化物半導体薄膜トランジスタの閾値電圧を増大させて、逐次に安定化させる。
【００１４】
前記酸化物半導体層の材料がＩＧＺＯである。
【００１５】
前記ゲート、ソース及びドレインの材料が、モリブデン、アルミニウム及びチタンの１種又は複数種の組み合わせである。
【００１６】
前記ゲート絶縁層は、前記ゲートを覆う窒化シリコン層と、前記窒化シリコン層を覆う酸化シリコン層とを含む。
【００１７】
前記ステップ１は、前記酸化物半導体薄膜トランジスタが設けられているフレキシブル基板をさらに提供している。
【００１８】
本発明は、酸化物半導体薄膜トランジスタの閾値電圧の改善方法をさらに提供しており、
ゲートと、前記ゲートを覆うゲート絶縁層と、前記ゲート絶縁層上に設けられた酸化物半導体層と、前記酸化物半導体層上に間隔を空けて設けられたソース及びドレインと、を含む酸化物半導体薄膜トランジスタを提供するステップ１と、
前記酸化物半導体薄膜トランジスタを所定回数折り曲げるか、又は前記酸化物半導体薄膜トランジスタを折り曲げて所定継続時間保持し、折り曲げることにより前記酸化物半導体層が圧縮又は引張されて、前記酸化物半導体薄膜トランジスタの閾値電圧を改善するステップ２と、を含み、
前記ステップ２での所定回数は１０万回以上であり、
前記ステップ２で所定継続時間は４５日間以上であり、
前記酸化物半導体薄膜トランジスタを折り曲げる際に、前記酸化物半導体薄膜トランジスタの折り曲げ半径が３ｍｍ以下であり、
前記ゲート、ソース及びドレインの材料が、モリブデン、アルミニウム及びチタンの１種又は複数種の組み合わせであり、
前記ゲート絶縁層は、前記ゲートを覆う窒化シリコン層と、前記窒化シリコン層を覆う酸化シリコン層とを含む。
【００１９】
本発明の有益な効果は、本発明に係る酸化物半導体薄膜トランジスタの閾値電圧の改善方法は、前記酸化物半導体薄膜トランジスタを所定回数折り曲げるか、又は前記酸化物半導体薄膜トランジスタを折り曲げて所定継続時間保持し、折り曲げることにより前記酸化物半導体層が圧縮又は引張されることで、酸化物半導体薄膜トランジスタのチャネルにおける原子間距離を変更することにより、酸化物半導体層における原子間の結合軌道と反結合軌道とのエネルギー差を変化させ、最終的に酸化物半導体薄膜トランジスタの閾値電圧を適切な範囲に制御することにより、酸化物半導体薄膜トランジスタの閾値電圧を改善する目的を達成する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
本発明の特徴及び技術的内容をより一層明らかにするために、以下の本発明に関する詳細な説明及び添付図面を参照するが、添付図面は、参照及び説明のためのものに過ぎず、本発明を限定するためのものではない。
図面において、
【００２１】
【図１】図１は、本発明の酸化物半導体薄膜トランジスタの閾値電圧の改善方法のステップ１を示す図である。
【図２】図２は、本発明の酸化物半導体薄膜トランジスタの閾値電圧の改善方法の一実施例のステップ２を示す図である。
【図３】図３は、本発明の酸化物半導体薄膜トランジスタの閾値電圧の改善方法の他の実施例のステップ２を示す図である。
【図４】図４は、本発明の酸化物半導体薄膜トランジスタの閾値電圧の改善方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に用いられた技術的手段及びその効果をより明らかにするために、本発明の好ましい実施例及びその添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２３】
図４を参照すると、本発明に係る酸化物半導体薄膜トランジスタの閾値電圧の改善方法は、以下のステップを含む。
【００２４】
ステップ１、図１を参照すると、ゲート１０と、ゲート１０を覆うゲート絶縁層２０と、ゲート絶縁層２０上に設けられた酸化物半導体層３０と、酸化物半導体層３０上に間隔を空けて設けられたソース４０及びドレイン５０と、を含む酸化物半導体薄膜トランジスタを提供する。
【００２５】
具体的には、ステップ１は、酸化物半導体薄膜トランジスタが設けられているフレキシブル基板をさらに提供している。
【００２６】
好ましくは、酸化物半導体層３０の材料はＩＧＺＯである。ゲート１０、ソース４０及びドレイン５０の材料は、モリブデン、アルミニウム及びチタンの１種又は複数種の組み合わせである。ゲート絶縁層２０は、ゲート１０を覆う窒化シリコン層２１と、窒化シリコン層２１を覆う酸化シリコン層２２とを含む。
【００２７】
ステップ２、図２又は図３を参照すると、酸化物半導体薄膜トランジスタを所定回数折り曲げるか、又は酸化物半導体薄膜トランジスタを折り曲げて所定継続時間保持し、折り曲げることにより酸化物半導体層３０が圧縮又は引張されて、酸化物半導体薄膜トランジスタの閾値電圧を改善する。
【００２８】
好ましくは、ステップ２での所定回数は１０万回以上である。好ましくは、ステップ２で所定継続時間は４５日間以上である。具体的には、ステップ２は、酸化物半導体層３０が引張されるように折り曲げることで、酸化物半導体薄膜トランジスタの閾値電圧を低下させて逐次に安定化させるか、又は、酸化物半導体層３０が圧縮されるように折り曲げることで、酸化物半導体薄膜トランジスタの閾値電圧を増大させて逐次に安定化させるかを、必要に応じて選択することができる。図２に示すように、ステップ２で酸化物半導体薄膜トランジスタをゲート１０に近づく方向に折り曲げることにより、酸化物半導体層３０が引張され、図３に示すように、ステップ２で酸化物半導体薄膜トランジスタをゲート１０から遠ざかる方向に折り曲げることにより、酸化物半導体層３０が圧縮される。
【００２９】
具体的には、本発明の第１実施例では、酸化物半導体薄膜トランジスタを折り曲げ半径が３ｍｍで１０万回折り曲げ、折り曲げることにより酸化物半導体層３０が引張され、酸化物半導体薄膜トランジスタの閾値電圧を改善する。この場合の、酸化物半導体薄膜トランジスタの閾値電圧の折り曲げ回数に伴う変化関係は、表１に示す通りである。
【００３０】
【表１】
0006972183.tif 000002
【００３１】
表１から、本発明の第１実施例では、酸化物半導体薄膜トランジスタの閾値電圧が折り曲げ回数の増加につれて低下することがわかる。
【００３２】
具体的には、本発明の第２実施例では、酸化物半導体薄膜トランジスタを折り曲げ半径が５ｍｍで１０万回折り曲げ、折り曲げることにより酸化物半導体層３０が引張され、酸化物半導体薄膜トランジスタの閾値電圧を改善する。この場合の、酸化物半導体薄膜トランジスタの閾値電圧の折り曲げ回数に伴う変化関係は、表２に示す通りである。
【００３３】
【表２】
0006972183.tif 000003
【００３４】
表１と表２とを比較し、折り曲げ半径が３ｍｍである場合に折り曲げによる閾値電圧への影響が、折り曲げ半径が５ｍｍである場合に折り曲げによる閾値電圧への影響よりも明らかであることがわかる。したがって、酸化物半導体薄膜トランジスタを折り曲げる際に、酸化物半導体薄膜トランジスタの折り曲げ半径が３ｍｍ以下であることが好ましい。
【００３５】
具体的には、本発明の第３実施例では、酸化物半導体薄膜トランジスタを曲げ半径３ｍｍで４５日間折り曲げ、折り曲げることにより酸化物半導体層３０が引張され、酸化物半導体薄膜トランジスタの閾値電圧を改善し、この場合の、酸化物半導体薄膜トランジスタの閾値電圧の折り曲げ日数に伴う変化関係は、表３に示す通りである。
【００３６】
【表３】
0006972183.tif 000004
【００３７】
表３から、本発明の第３実施例では、酸化物半導体薄膜トランジスタの閾値電圧が折り曲げ回数の増加につれて低下することがわかる。
【００３８】
具体的には、本発明の第４実施例では、酸化物半導体薄膜トランジスタを曲げ半径５ｍｍで４５日間折り曲げ、折り曲げることにより酸化物半導体層３０が引張され、酸化物半導体薄膜トランジスタの閾値電圧を改善する。この場合の、酸化物半導体薄膜トランジスタの閾値電圧の折り曲げ日数に伴う変化関係は、表４に示す通りである。
【００３９】
【表４】
0006972183.tif 000005
【００４０】
表３と表４とを比較し、折り曲げ半径が３ｍｍである場合に折り曲げによる閾値電圧への影響が、折り曲げ半径が５ｍｍである場合に折り曲げによる閾値電圧への影響よりも明らかであることがわかる。したがって、酸化物半導体薄膜トランジスタを折り曲げる際に、酸化物半導体薄膜トランジスタの折り曲げ半径が３ｍｍ以下であることが好ましい。
【００４１】
なお、上記の実施例では、いずれも折り曲げることにより酸化物半導体層３０が引張されるが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の他の実施例では、動作シーンの必要に応じて、折り曲げることにより酸化物半導体層３０が圧縮され、酸化物半導体薄膜トランジスタの閾値電圧を改善する目的に達成することができる。
【００４２】
以上のようにして、本発明に係る酸化物半導体薄膜トランジスタの閾値電圧の改善方法は、酸化物半導体薄膜トランジスタを所定回数折り曲げるか、又は酸化物半導体薄膜トランジスタを折り曲げて所定継続時間保持し、折り曲げることにより酸化物半導体層が圧縮又は引張されることで、酸化物半導体薄膜トランジスタのチャネルにおける原子間距離を変更することにより、酸化物半導体層における原子間の結合軌道と反結合軌道とのエネルギー差を変化させ、最終的に酸化物半導体薄膜トランジスタの閾値電圧を適切な範囲に制御することにより、酸化物半導体薄膜トランジスタの閾値電圧を改善する目的を達成する。
【００４３】
上記の内容は、当業者にとっては、本発明の技術的手段及び技術的思想に基づいて他の様々な変更及び変形を行うことができるが、これらの変更及び変形も全て本発明の特許請求の保護範囲に属するものと理解されるべきである。
【図１】
0006972183.tif 000006
【図２】
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【図３】
0006972183.tif 000008
【図４】
0006972183.tif 000009