发明名称 半导体元件、显示器元件、用于形成一通道之方法及用于操作一半导体元件之方法
摘要 一例示具体例包括一半导体元件。该半导体元件可包括一通道,其包括一或多种包括锌-锗、锌-铅、镉-锗、镉-锡、镉-铅的金属氧化物。
申请公布号 TWI379341 申请公布日期 2012.12.11
申请号 TW094106259 申请日期 2005.03.02
申请人 惠普研发公司 发明人 贺夫曼 兰迪;赫曼 葛瑞哥里S;玛德洛维斯 彼得
分类号 H01L21/02 主分类号 H01L21/02
代理机构 代理人 恽轶群 台北市松山区南京东路3段248号7楼;陈文郎 台北市松山区南京东路3段248号7楼
主权项 一种半导体元件,其包括:一汲极;一源极;一通道其与该汲极和该源极相接触,其中该通道包括一或多个包括锌-锗、锌-铅、镉-锗、镉-锡、或镉-铅的金属氧化物;以及一闸极介电层其位于一闸极与该通道之间。如申请专利范围第1项之半导体元件,其中该通道包括以下之一者:一非晶形、一单相晶形及一混合相晶形。如申请专利范围第1项之半导体元件,其中该金属氧化物包括一金属(A)对金属(B)呈比例(A:B)之原子组成,其中A与B各在约0.05至约0.95的范围内。如申请专利范围第1项之半导体元件,其中该金属氧化物包括一或多个锌-锗氧化物、锌-铅氧化物、镉-锗氧化物、镉-锡氧化物、镉-铅氧化物。如申请专利范围第4项之半导体元件,其中该金属氧化物包括一金属(A)对金属(B)呈比例(A:B)之原子组成,其中A与B各在约0.05至约0.95的范围内。如申请专利范围第1项之半导体元件,其中该通道包括一或多个具通式AaBbCcOx的化合物,其中各个A系选自于Zn、Cd群组,各个B系选自于Ge、Sn、Pb群组,各个C系选自于Zn、Cd、Ge、Sn、Pb群组,各个O系氧原子,各个a、b、c及x系分别为一非零整数,且其中A、B与C各不相同。如申请专利范围第6项之半导体元件,其中该一或多个具通式AaBbCcOx的化合物包括一呈比例A:B:C之原子组成,其中A、B与C各在约0.025至约0.95的范围内。如申请专利范围第6项之半导体元件,其中该一或多个具通式AaBbCcOx的化合物包括Dd,以形成一具通式AaBbCcDdOx之化合物,其中D系选自于Zn、Cd、Ge、Sn、Pb群组,各个O系氧原子,各个a、b、c、d及x系分别为一非零整数,且其中A、B、C与D各不相同。如申请专利范围第8项之半导体元件,其中该一或多个具通式AaBbCcDdOx的化合物包括一呈比例A:B:C:D之原子组成,其中A、B、C与D各在约0.017至约0.95的范围内。如申请专利范围第8项之半导体元件,其中该一或多个具通式AaBbCcDdOx的化合物包括Ee,以形成一具通式AaBbCcDdEeOx之化合物,其中E系选自于Ge、Sn、Pb群组,各个O系氧原子,各个a、b、c、d、e及x系分别为一非零整数,且其中A、B、C、D与E各不相同。如申请专利范围第10项之半导体元件,其中该一或多个具通式AaBbCcDdEeOx的化合物包括一呈比例A:B:C:D:E之原子组成,其中A、B、C、D与E各在约0.013至约0.95的范围内。如申请专利范围第1项之半导体元件,其中该金属氧化物包括一或多个锌-锗-锡氧化物、锌-锡-铅氧化物、锌-锗-铅氧化物、锌-镉-锗氧化物、锌-镉-锡氧化物、锌-镉-铅氧化物、镉-锗-锡氧化物、镉-锡-铅氧化物和镉-锗-铅氧化物。如申请专利范围第12项之半导体元件,其中该金属氧化物包括一呈比例A:B:C之原子组成,其中A、B与C各在约0.025至约0.95的范围内。如申请专利范围第1项之半导体元件,其中该金属氧化物包括一或多个锌-锗-锡-铅氧化物、锌-镉-锗-锡氧化物、锌-镉-锗-铅氧化物、锌-镉-锡-铅氧化物、和镉-锗-锡-铅氧化物。如申请专利范围第14项之半导体元件,其中该金属氧化物包括一呈比例A:B:C:D之原子组成,其中A、B、C与D各在约0.017至约0.95的范围内。如申请专利范围第1项之半导体元件,其中该金属氧化物包括一或多个锌-镉-锗-锡-铅氧化物。如申请专利范围第16项之半导体元件,其中该金属氧化物包括一呈比例A:B:C:D:E之原子组成,其中A、B、C、D与E各在约0.013至约0.95的范围内。一种半导体元件,其包括:一汲极;一源极;用于负载电子流以电性耦合该汲极与该源极的机构,其中该用于负载电子流的机构包括一或多个包含锌-锗、锌-铅、镉-锗、镉-锡、或镉-铅的金属氧化物;以及一闸极,其藉由一闸极介电层与该通道分开。如申请专利范围第18项之半导体元件,其中用于一通道之该机构包括一机构其用于形成以下之一者:非晶形、一单相晶形及一混合相晶形。如申请专利范围第18项之半导体元件,其中该源极、汲极与闸极系包含一实质上透明之材料。一种显示器元件,其包括:复数个像素元件,其经配置以便集体性地运作以显示影像,其中各个该复数个像素元件包括一半导体元件,其系经配置以控制由该像素元件所放射的光,该半导体元件包含:一汲极;一源极;一通道其与该汲极和源极相接触,其中该通道包括一或多个包括锌-锗氧化物、锌-铅氧化物、镉-锗氧化物、镉-锡氧化物、或镉-铅氧化物的金属氧化物;一闸极;以及一闸极介电层其位于该闸极与该通道之间,并经配置以容许一电场施加至该通道。如申请专利范围第21项之显示器,其中该源极、该汲极与该闸极系包含一实质上透明之材料。如申请专利范围第21项之显示器,其中该金属氧化物包括一金属(A)对金属(B)呈比例(A:B)之原子组成,其中A与B各在约0.05至约0.95的范围内。如申请专利范围第21项之显示器,其中该通道包括一或多个具通式AaBbCcOx的化合物,其中各个A系选自于Zn、Cd群组,各个B系选自于Ge、Sn、Pb群组,各个C系选自于Zn、Cd、Ge、Sn、Pb群组,各个O系氧原子,各个a、b、c及x系分别为一非零整数,且其中A、B与C各不相同。如申请专利范围第24项之显示器,其中该一或多个具通式AaBbCcOx的化合物包括一呈比例A:B:C之原子组成,其中A、B与C各在约0.025至约0.95的范围内。如申请专利范围第24项之显示器,其中该一或多个具通式AaBbCcOx的化合物包括Dd,以形成一具通式AaBbCcDdOx之化合物,其中D系选自于Zn、Cd、Ge、Sn、Pb群组,各个O系氧原子,各个a、b、c、d及x系分别为一非零整数,且其中A、B、C与D各不相同。如申请专利范围第26项之显示器,其中该一或多个具通式AaBbCcDdOx的化合物包括一呈比例A:B:C:D之原子组成,其中A、B、C与D各在约0.017至约0.95的范围内。如申请专利范围第26项之显示器,其中该一或多个具通式AaBbCcDdOx的化合物包括Ee,以形成一具通式AaBbCcDdEeOx之化合物,其中E系选自于Zn、Cd、Ge、Sn、Pb群组,各个O系氧原子,各个a、b、c、d、e及x系分别为一非零整数,且其中A、B、C、D与E各不相同。如申请专利范围第28项之显示器,其中该一或多个具通式AaBbCcDdEeOx的化合物包括一呈比例A:B:C:D:E之原子组成,其中A、B、C、D与E各在约0.013至约0.95的范围内。如申请专利范围第29项之显示器,其中该通道包含以下之一者:一非晶形、一单相晶形及一混合相晶形。一种用于形成一通道之方法,其包含:提供至少一包括一或多个前驱化合物的前驱组成物,该前驱化合物包括:锌-锗氧化物、锌-铅氧化物、镉-锗氧化物、镉-锡氧化物与镉-铅氧化物;及沈积包括该前驱组成物之该通道,以由该前驱组成物形成一多成份氧化物,以便电性耦合一汲极与一源极。如申请专利范围第31项之方法,其中沈积该通道包括沈积以下之一者:一非晶形、一单相晶形及一混合相晶形。如申请专利范围第31项之方法,其中该前驱组成物包括一液体形态。如申请专利范围第33项之方法,其中当该前驱组成物包括一液体形态时,沈积该通道包括一喷墨沈积技术。如申请专利范围第31项之方法,其中该前驱组成物包括一或多个包含Ax的前驱化合物、一或多个包含Bx的前驱化合物、及一或多个包含Cx的前驱化合物,其中各个A系选自于Zn、Cd群组,各个B系选自于Ge、Sn、Pb群组,各个C系选自于Zn、Cd、Ge、Sn、Pb群组,各个x系分别为一非零整数,且其中A、B与C各不相同。如申请专利范围第35项之方法,其中该一或多个前驱化合物包括一或多个包含Dx的前驱化合物,其中各个D系选自于Zn、Cd、Ge、Sn、Pb群组,各个x系分别为一非零整数,且其中A、B、C与D各不相同。如申请专利范围第36项之方法,其中该一或多个前驱化合物包括一或多个包含Ex的前驱化合物,其中E系选自于Zn,Cd,Ge、Sn、Pb群组,各个x系分别为一非零整数,且其中A、B、C、D与E各不相同。如申请专利范围第31项之方法,其中沈积该通道包括:汽化该前驱组成物以形成一经汽化的前驱组成物,及使用一物理气相沈积技术以沈积该经汽化的前驱组成物。如申请专利范围第38项之方法,其中该物理气相沈积技术包括一或多个直流反应式溅镀、射频溅镀、磁控溅镀、及离子束溅镀。一种制造一半导体元件的方法,包括:提供一汲极;提供一源极;用以提供至少一包含一或多个前驱化合物之前驱组成物的步骤,该前驱化合物包括:锌-锗氧化物、锌-铅氧化物、镉-锗氧化物、镉-锡氧化物与镉-铅氧化物;用以沈积一通道的步骤,包括沈积该前驱组成物以由该前驱组成物形成一多成份氧化物以便电性耦合该汲极与该源极;提供一闸极;以及提供一位于该闸极与该通道之间的闸极介电层。如申请专利范围第40项之方法,包括提供一基材或基材总成;以及在该基材或基材总成上形成该半导体元件。如申请专利范围第40项之方法,其中该用以沈积一通道的步骤系包括一喷墨沈积技术。如申请专利范围第40项之方法,其中提供该源极、该汲极及该闸极,包括提供该源极、该汲极及该闸极之一实质上透明之形态。如申请专利范围第40项之方法,其中该前驱组成物包括一或多个包含Ax的前驱化合物、一或多个包含Bx的前驱化合物、及一或多个包含Cx的前驱化合物,其中各个A系选自于Zn、Cd群组,各个B系选自于Ge、Sn、Pb群组,各个C系选自于Zn、Cd、Ge、Sn、Pb群组,各个x系分别为一非零整数,且其中A、B与C各不相同。如申请专利范围第44项之方法,其中该一或多个前驱化合物包括一或多个包含Dx的前驱化合物,其中各个D系选自于Zn、Cd、Ge、Sn、Pb群组,各个x系分别为一非零整数,且其中A、B、C与D各不相同。如申请专利范围第45项之方法,其中该一或多个前驱化合物包括一或多个包含Ex的前驱化合物,其中E系选自于Zn,Cd,Ge、Sn、Pb群组,各个x系分别为一非零整数,且其中A、B、C、D与E各不相同。如申请专利范围第46项之方法,其中该用以沈积一通道的步骤包括:汽化该前驱组成物以形成一经汽化之前驱组成物,及使用一物理气相沈积技术以沈积该经汽化之前驱组成物的步骤,其中该物理气相沈积技术包括一或多个直流反应式溅镀、射频溅镀、磁控溅镀、及离子束溅镀。一种半导体元件,其系由包括下述之步骤所形成:提供一汲极;提供一源极;提供一包括一或多个前驱化合物之前驱组成物,该前驱化合物包括:锌-锗氧化物、锌-铅氧化物、镉-锗氧化物、镉-锡氧化物与镉-铅氧化物;沈积一包含该前驱组成物之通道以由该前驱组成物形成一多成份氧化物以便电性耦合该汲极与该源极;提供一闸极;以及提供一位于该闸极与该通道之间的闸极介电层。如申请专利范围第48项之半导体元件,其中该前驱组成物包括一或多个包含Ax的前驱化合物、一或多个包含Bx的前驱化合物、及一或多个包含Cx的前驱化合物,其中各个A系选自于Zn、Cd群组,各个B系选自于Ge、Sn、Pb群组,各个C系选自于Zn、Cd、Ge、Sn、Pb群组,各个x系分别为一非零整数,且其中A、B与C各不相同。如申请专利范围第49项之半导体元件,,其中该一或多个前驱化合物包含Dx,其中各个D系选自于Zn、Cd、Ge、Sn、Pb群组,各个x系分别为一非零整数,且其中A、B、C与D各不相同。如申请专利范围第50项之半导体元件,其中该一或多个前驱化合物包括一或多个包含Ex的前驱化合物,其中E系选自于Zn、Cd、Ge、Sn、Pb群组,各个x系分别为一非零整数,且其中A、B、C、D与E各不相同。如申请专利范围第48项之半导体元件,其中沈积该通道包括:汽化该前驱组成物以形成一经汽化之前驱组成物,及使用一物理气相沈积技术以沈积该经汽化之前驱组成物,其中该物理气相沈积技术包括一或多个直流反应式溅镀、射频溅镀、磁控溅镀、及离子束溅镀。如申请专利范围第48项之半导体元件,其中提供该前驱组成物包括提供一该前驱组成物之液体形态。如申请专利范围第53项之半导体元件,其中当该前驱组成物包括该液体形态时,沈积该通道包括一喷墨沈积技术。一种用于操作一半导体元件的方法,包括:提供一半导体元件,其包含一源极、一汲极、一通道其用于电性耦合该源极与该汲极,及一闸极其藉由一闸极介电层与该通道分开;其中该通道包括一多成份氧化物,其系选自于至少一个来自第12族的金属阳离子形态及至少一个来自第14族的金属阳离子形态(其中第12族阳离子包括Zn与Cd,第14族阳离子包括Ge、Sn与Pb),以形成下列至少之一者:三成份氧化物、四成份氧化物、五成份氧化物、及二成份氧化物其包括锌-锗氧化物、锌-铅氧化物、镉-锗氧化物、镉-锡氧化物与镉-铅氧化物;施加一电压至该闸极以产生一通过该通道之电子流。如申请专利范围第55项之方法,其中操作该半导体元件包括将该半导体元件作为一开关用于显示器中。如申请专利范围第55项之方法,其中操作该半导体元件包括在一线性操作区间传导电子通过该通道。
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