ТОНКОПЛЕНОЧНЫЙ ТРАНЗИСТОР С НИЗКИМ КОНТАКТНЫМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ

1. Тонкопленочный транзистор (TFT), содержащий подложку (100) со слоем (101) электрода затвора, наложенным и структурированным на нем, и изолирующим слоем (102) затвора, наложенным на слой электрода затвора и подложку, отличающийся тем, что TFT дополнительно содержит (i) несущий инжекционный слой (103), расположенный выше изолирующего слоя (102) затвора, (ii) слой (104) электрода истока/стока (И/С), наложенный на несущий инжекционный слой, и (iii) полупроводниковый слой (106), причем TFT структурирован так, что полупроводниковый слой непосредственно контактирует с изолирующим слоем затвора, несущим инжекционным слоем и слоем электрода И/С.
2. TFT по п. 1, отличающийся тем, что полупроводниковый слой (106) расположен выше несущего инжекционного слоя (103) и слоя (104) электрода И/С.
3. TFT по п. 1 или 2, отличающийся тем, что TFT имеет конфигурацию с нижним затвором и нижним контактом.
4. TFT по п. 1 или 2, отличающийся тем, что
- несущий инжекционный слой (103) наложен на изолирующий слой затвора (102);
- TFT дополнительно содержит защитный слой (105), причем защитный слой наложен на слой электрода И/С;
- TFT дополнительно содержит защитный слой (105), причем защитный слой наложен на слой электрода И/С и полупроводниковый слой (106) наложен и структурирован на защитном слое;
- TFT дополнительно содержит пассивирующий слой (108), причем пассивирующий слой наложен на полупроводниковый слой (106), и/или
- TFT дополнительно содержит функционализирующий слой (107) и пассивирующий слой (108), причем функционализирующий слой наложен на полупроводниковый слой (106) и пассивирующий слой наложен на функционализирующий слой.
5. TFT по п. 1 или 2, отличающийся тем, что полупроводниковый слой (106) непосредственно контактирует с a) изолирующим слоем (102) затвора, b) боковой поверхностью несущего инжекционного слоя (103) и c) боковой поверхностью слоя (104) электрода И/С.
6. TFT по п. 5, отличающийся тем, что контакт полупроводникового слоя (106) с боковой поверхностью слоя (104) электрода И/С происходит выше контакта полупроводникового слоя (106) с боковой поверхностью несущего инжекционного слоя (103).
7. TFT по п. 1 или 2, отличающийся тем, что
- полупроводниковый слой (106) не расположен ниже слоя (104) электрода И/С или инжекционного слоя (103);
- полупроводниковый слой (106) находится в контакте с обратной от подложки поверхностью слоя (104) электрода И/С или, если TFT содержит защитный слой (105), полупроводниковый слой (106) находится в контакте с обратной от подложки поверхностью защитного слоя;
- TFT содержит защитный слой (105), причем защитный слой расположен выше слоя (104) электрода И/С;
- TFT дополнительно содержит защитный слой (105), причем защитный слой расположен выше слоя (104) электрода И/С и причем полупроводниковый слой (106) проходит от изолирующего слоя (102) затвора выше защитного слоя;
- TFT дополнительно содержит пиксельный электрод и/или
- TFT содержит пару инжекционных слоев (103), которые расположены горизонтально в TFT на одинаковом расстоянии относительно слоя (100) подложки, и причем два инжекционных слоя отделены друг от друга полупроводниковым слоем (106), и причем TFT содержит пару слоев (104) электрода И/С, которые расположены горизонтально в TFT на одинаковом расстоянии относительно слоя (100) подложки, и причем два слоя (104) электрода И/С отделены друг от друга полупроводниковым слоем (106), и причем пара слоев (104) электрода И/С расположена выше и в прямом контакте с парой инжекционных слоев (103).
8. TFT по п. 1 или 2, отличающийся тем, что
- слой (104) электрода И/С содержит металл, предпочтительно выбранный из Al, Cu, Ag и/или Nd, или их стека или сплава, более предпочтительно Al и Cu;
- слой (104) электрода И/С имеет толщину 10 нм – 1 нм, предпочтительно 100–300 нм;
- слой (101) электрода затвора содержит металл, предпочтительно выбранный из Al, Ti, Mo, Cu, Ag и/или Nd, или их стека или сплава;
- слой (101) электрода затвора имеет толщину 50 нм – 500 нм, предпочтительно 80–400 нм, более предпочтительно 100–350 нм, наиболее предпочтительно приблизительно 300 нм;
- инжекционный слой (103) содержит проводник из оксида металла;
- инжекционный слой (103) имеет толщину 1 нм – 200 нм, предпочтительно 10–150 нм, более предпочтительно 20–100 нм, наиболее предпочтительно приблизительно 30–90 нм;
- изолирующий слой (102) затвора содержит или состоит из оксида или нитрида металла или оксида или нитрида переходного металла, в частности, диоксида и/или нитрида кремния, оксида алюминия, оксида гафния или оксида титана, полимерного материала, например, органического или неорганического полимера;
- изолирующий слой (102) затвора имеет толщину 10 нм – 3 мкм, предпочтительно 50–1000 нм, более предпочтительно 100–500 нм, наиболее предпочтительно приблизительно 300 нм;
- подложка (100) содержит стекло, кремний, диоксид кремния, оксид металла, оксид переходного металла, простой металл или полимерный материал, например, полиимид (ПИ), полиэтилентерефталат (ПЭТ), полиметилметакрилат (ПММА) или поликарбонат, или гибрид неорганических и органических компонентов, в частности, оксида кремния и полиимида;
- подложка (100) необязательно имеет толщину 50 мкм – 0,7 мм;
- полупроводниковый слой (106) содержит по меньшей мере один полупроводник из оксида металла, выбранного из группы, состоящей из оксида индия, галлия, цинка и/или олова, и/или
- полупроводниковый слой (106) имеет толщину 1–100 нм, предпочтительно 5–30 нм.
9. TFT по п. 1 или 2, отличающийся тем, что
- слой (104) электрода И/С по существу состоит из металла, выбранного из группы, состоящей из Al, Mo, Cu, Ag и Nd, предпочтительно Al и Cu;
- слой (101) электрода затвора по существу состоит из металла, выбранного из группы, состоящей из Al, Mo, Cu и Nd, предпочтительно стека из Mo/Al/Mo или Ti/Al/Ti;
- инжекционный слой (103) по существу состоит из проводника из оксида металла, выбранного из группы, состоящей из ITO, AZO, GZO, ATO, ZTO, IZO, IGO, AZTO, HIZO, GTZO, GTO и FTO, предпочтительно ITO, AZO, ATO и FTO, более предпочтительно ITO и AZO;
2
2
3
2
3
- полупроводниковый слой (106) по существу состоит из полупроводника из оксида металла, выбранного из группы, состоящей из IGZO, ITZO, ITO, GZO, ZTO, IZO, IGO, AZO, AZTO, HIZO, GTZO, GTO, оксида олова (SnO), оксида галлия (GaO), оксида индия (InO) и оксида цинка (ZnO), и/или
- полупроводниковый слой (106) дополнительно содержит азот, фтор, хлор и/или кремний.
10. TFT по п. 1 или 2, отличающийся тем, что
- TFT дополнительно содержит пиксельный электрод;
- защитный слой (105) содержит проводник из оксида металла и/или металл, причем металл предпочтительно выбран из Mo, Ti, Ta и Cr, более предпочтительно Mo и Ti;
- защитный слой (105) имеет толщину 10 нм – 500 нм, предпочтительно 50–100 нм;
x
x,
- пассивирующий слой (108) содержит SiO или SiN с x=0,1–3 и/или
- защитный слой (105) по существу состоит из проводника из оксида металла, выбранного из группы, состоящей из ITO, AZO, GZO, ATO, ZTO, IZO, IGO, AZTO, HIZO, GTZO, GTO и FTO, предпочтительно ITO, AZO, ATO и FTO, более предпочтительно ITO и AZO.
11. Способ получения TFT, включающий этапы:
- предоставления подложки (100);
- наложения и структурирования электрода (101) затвора на подложке (100);
- наложения изолирующего слоя (102) затвора на электрод (101) затвора и подложку (100);
отличающийся тем, что способ дополнительно включает:
- предоставление несущего инжекционного слоя (103), расположенного выше изолирующего слоя (102) затвора,
- предоставление слоя (104) электрода И/С, наложенного на несущий инжекционный слой (103), и
- предоставление полупроводникового слоя (106), причем TFT структурируют так, что полупроводниковый слой непосредственно контактирует с изолирующим слоем (102) затвора, несущим инжекционным слоем (103) и слоем (104) электрода И/С.
12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что полупроводниковый слой (106) располагают выше несущего инжекционного слоя (103) и слоя (104) электрода И/С.
13. Способ по п. 11 или 12, отличающийся тем, что TFT имеет конфигурацию с нижним затвором и нижним контактом.
14. Способ по п. 11 или 12, отличающийся тем, что
- предоставление несущего инжекционного слоя (103) включает наложение несущего инжекционного слоя (103) на изолирующий слой (102) затвора;
- способ дополнительно включает предоставление защитного слоя (105), причем защитный слой накладывают на слой электрода И/С;
- способ дополнительно включает предоставление защитного слоя (105), причем защитный слой накладывают на слой электрода И/С и полупроводниковый слой (106) накладывают и структурируют на защитном слое, и/или
- способ дополнительно включает предоставление пассивирующего слоя (108), причем пассивирующий слой накладывают на полупроводниковый слой (106), и/или
- способ дополнительно включает предоставление функционализирующего слоя (107) и пассивирующего слоя (108), причем функционализирующий слой накладывают на полупроводниковый слой (106) и пассивирующий слой накладывают на функционализирующий слой.
15. Способ по п. 11 или 12, отличающийся тем, что полупроводниковый слой (106) предоставляют так, что он непосредственно контактирует с a) изолирующим слоем (102) затвора, b) боковой поверхностью несущего инжекционного слоя (103) и c) боковой поверхностью слоя (104) электрода И/С.
16. Способ по п. 15, отличающийся тем, что полупроводниковый слой (106) предоставляют так, что контакт полупроводникового слоя (106) с боковой поверхностью слоя (104) электрода И/С происходит выше контакта полупроводникового слоя (106) с боковой поверхностью несущего инжекционного слоя (103).
17. Способ по п. 11 или 12, отличающийся тем, что
- полупроводниковый слой (106) предоставляют так, что полупроводниковый слой (106) не расположен ниже слоя (104) электрода И/С или инжекционного слоя (103);
- полупроводниковый слой (106) предоставляют так, что полупроводниковый слой (106) находится в контакте с обратной от подложки поверхностью слоя (104) электрода И/С или, если TFT содержит защитный слой (105), полупроводниковый слой (106) находится в контакте с обратной от подложки поверхностью защитного слоя;
- TFT содержит защитный слой (105), причем защитный слой располагают выше слоя (104) электрода И/С;
- TFT дополнительно содержит защитный слой (105), причем защитный слой располагают выше слоя (104) электрода И/С и причем полупроводниковый слой (106) предоставляют так, что полупроводниковый слой (106) проходит от изолирующего слоя (102) затвора выше защитного слоя;
- способ дополнительно включает предоставление сквозного отверстия и/или
- способ дополнительно включает предоставление пиксельного электрода.
18. Способ по п. 11 или 12, отличающийся тем, что
- наложение и структурирование электрода затвора включает фотолитографию и процесс травления;
- наложение изолирующего слоя затвора на электрод затвора и подложку включает химическое осаждение из паровой фазы (CVD);
- предоставление несущего инжекционного слоя (103) включает напыление несущего инжекционного слоя (103);
- наложение слоя (104) электрода И/С на несущий инжекционный слой (103) включает напыление слоя (104) электрода И/С;
- структурирование TFT включает фотолитографию и травление инжекционного слоя (103) и слоя (104) электрода И/С на одном этапе;
- предоставление полупроводникового слоя (106) включает наложение полупроводникового слоя с помощью напыления, покрытия методом центрифугирования или покрытия с помощью щелевой формы;
- предоставление полупроводникового слоя (106) включает структурирование полупроводникового слоя с помощью фотолитографии и травления;
- наложение пассивирующего слоя (108) и/или функционализирующего слоя (107) включает покрытие с помощью CVD;
- сквозное отверстие формируют с помощью фотолитографии и травления;
- предоставление пиксельного электрода включает наложение пиксельного электрода напылением и/или
- предоставление пиксельного электрода включает структурирование наложенного пиксельного электрода с помощью фотолитографии и травления.
19. Способ по п. 11 или 12, отличающийся тем, что предоставление инжекционного слоя (103) и слоя (104) электрода И/С включает структурирование инжекционного слоя (103) и слоя (104) электрода И/С с помощью фотолитографии и травления, обеспечивающее в результате формирование пары инжекционных слоев и пары слоев электрода И/С.
20. Способ по п. 19, отличающийся тем, что способ включает предоставление защитного слоя (105), и предоставление инжекционного слоя (103), слоя (104) электрода И/С и защитного слоя (105) включает структурирование инжекционного слоя (103), слоя (104) электрода И/С и защитного слоя (105) с помощью фотолитографии и травления, обеспечивающее в результате формирование пары инжекционных слоев, пары слоев электрода И/С и пары защитных слоев (105).
21. Способ по п. 20, отличающийся тем, что
- предоставление полупроводникового слоя (106) включает наложение полупроводникового слоя (106) с отделением пары инжекционных слоев друг от друга полупроводниковым слоем (106) и отделением пары слоев (104) электрода И/С друг от друга полупроводниковым слоем (106), и причем пара слоев (104) электрода И/С расположена выше и в прямом контакте с парой инжекционных слоев (103), или
- предоставление полупроводникового слоя (106) включает наложение полупроводникового слоя (106) с отделением пары инжекционных слоев друг от друга полупроводниковым слоем (106), отделением пары слоев (104) электрода И/С друг от друга полупроводниковым слоем (106) и отделением пары защитных слоев (105) друг от друга полупроводниковым слоем (106), и причем пара защитных слоев (105) расположена выше и в прямом контакте с парой слоев (104) электрода И/С и пара слоев (104) электрода И/С расположена выше и в прямом контакте с парой инжекционных слоев (103).
22. Способ по п. 20, отличающийся тем, что
- процесс травления для получения слоя (101) электрода затвора, пары электродов (104), пары инжекционных слоев (104) и пары защитных слоев (105) представляет собой или сухое или влажное травление;
- процесс травления для получения полупроводникового слоя (106) и слоя пиксельного электрода представляет собой влажное травление и/или
- процесс травления для формирования сквозного отверстия представляет собой сухое травление.
23. Способ по п. 20, отличающийся тем, что
- слой электрода И/С или пара слоев (104) электрода И/С содержит металл, предпочтительно выбранный из Al, Cu, Ag и/или Nd, или их стека или сплава, более предпочтительно Al и Cu;
- слой электрода И/С или пара слоев (104) электрода И/С имеет толщину 1 нм – 5 мкм, предпочтительно 20–100 нм, более предпочтительно 50–70 нм, наиболее предпочтительно приблизительно 60 нм;
- слой (101) электрода затвора содержит металл, предпочтительно выбранный из Al, Ti, Mo, Cu, Ag и/или Nd, или их стека или сплава;
- слой (101) электрода затвора имеет толщину 50 нм – 500 нм, предпочтительно 80–400 нм, более предпочтительно 100–350 нм, наиболее предпочтительно приблизительно 300 нм;
- инжекционный слой или пара инжекционных слоев (103) содержит проводник из оксида металла;
- инжекционный слой или пара инжекционных слоев (103) имеет толщину 1 нм – 200 нм, предпочтительно 20–100 нм;
- изолирующий слой (102) затвора содержит или состоит из оксида металла или переходного металла, в частности, диоксида и/или нитрида кремния, оксида алюминия, оксида гафния или оксида титана, полимерного материала, например, органического или неорганического полимера;
- изолирующий слой (102) затвора имеет толщину 10 нм – 3 мкм, предпочтительно 50–1000 нм, более предпочтительно 100–500 нм, наиболее предпочтительно приблизительно 300 нм;
- слой (100) подложки содержит стекло, кремний, диоксид кремния, оксид металла, оксид переходного металла, простой металл или полимерный материал, например, полиимид (ПИ), полиэтилентерефталат (ПЭТ), полиметилметакрилат (ПММА) или поликарбонат, и гибрид неорганических и органических компонентов, в частности, оксида кремния и полиимида;
- слой (100) подложки необязательно имеет толщину 50 мкм – 0,7 мм;
- полупроводниковый слой (106) содержит по меньшей мере один оксид металла, выбранный из группы, состоящей из оксида индия, галлия, цинка и/или олова;
- полупроводниковый слой (106) имеет толщину 1–100 нм, предпочтительно 5–30 нм;
- защитный слой или пара защитных слоев (105) содержит проводник из оксида металла и/или металл, причем металл предпочтительно выбирают из Mo, Ti, Ta и Cr, более предпочтительно Mo и Ti, и/или
- защитный слой или пара защитных слоев (105) имеет толщину 10 нм – 500 нм, предпочтительно 50–100 нм.
24. Способ по п. 20, отличающийся тем, что
- слой электрода И/С или пара слоев (104) электрода И/С по существу состоит из металла, выбранного из группы, состоящей из Al, Cu, Ag и Nd, предпочтительно Al и Cu;
- электрод (101) затвора по существу состоит из металла, выбранного из группы, состоящей из Al, Mo, Cu, Ti или Nd, или их стека или сплава, предпочтительно стека из Mo/Al/Mo или Ti/Al/Ti;
- инжекционный слой или пара инжекционных слоев (103) по существу состоит из проводника из оксида металла, выбранного из группы, состоящей из ITO, AZO, GZO, ATO, ZTO, IZO, IGO, AZTO, HIZO, GTZO, GTO и FTO, предпочтительно ITO, AZO, ATO и FTO, более предпочтительно ITO и AZO;
2
2
3
2
3
- полупроводниковый слой (106) по существу состоит из полупроводника из оксида металла, выбранного из группы, состоящей из IGZO, ITZO, ITO, GZO, ZTO, IZO, IGO, AZO, AZTO, HIZO, GTZO, GTO, оксида олова (SnO), оксида галлия (GaO), оксида индия (InO) и оксида цинка (ZnO);
- полупроводниковый слой (106) дополнительно содержит азот, фтор, хлор и/или кремний, и/или
- защитный слой или пара защитных слоев (105) по существу состоит из проводника из оксида металла, выбранного из группы, состоящей из ITO, AZO, GZO, ATO, ZTO, IZO, IGO, AZTO, HIZO, GTZO, GTO и FTO, предпочтительно ITO, AZO, ATO и FTO, более предпочтительно ITO и AZO.
25. Электронное устройство, содержащее TFT по пп. 1–10 или TFT, полученный способом по пп. 11–24.
26. Электронное устройство по п. 25, отличающееся тем, что представляет собой объединительную плату с активной матрицей для дисплеев, OLED, LCD, EPD, сенсорного, TFT экрана, чипа RFID или солнечного элемента.
27. Применение TFT по пп. 1–10 или TFT, полученного способом по пп. 11–24, для электронного устройства.
28. Применение по п. 27, отличающееся тем, что электронное устройство представляет собой объединительную плату с активной матрицей для дисплеев, OLED, LCD, EPD, сенсорного, TFT экрана, чипа RFID или солнечного элемента.