半导体材料、包括其的晶体管和包括晶体管的电子装置制造方法
【专利摘要】本发明提供了半导体材料、包括半导体材料的晶体管和包括晶体管的电子装置。半导体材料可以包括锌、氮和氟。半导体材料还可以包括氧。半导体材料可以包括化合物。例如，半导体材料可以包括氟氧氮化锌。半导体材料可以包括含有氟的氮氧化锌。半导体材料可以包括氟氮化锌。半导体材料可以被应用为薄膜晶体管（TFT）的沟道材料。
【专利说明】半导体材料、包括其的晶体管和包括晶体管的电子装置
[0001]本申请要求分别于2012年11月30日和2013年8月16日在韩国知识产权局提交的第10-2012-0138508号和第10-2013-0097345号韩国专利申请的权益，这些申请的公开内容通过引用全部包含于此。
【技术领域】
[0002]本发明涉及半导体材料和包括半导体材料的装置，更具体地，涉及半导体材料、包括半导体材料的晶体管和包括晶体管的电子装置。
【背景技术】
[0003]晶体管被广泛用作电子装置中的开关器件或驱动器件。具体地，由于可以在玻璃基板或塑料基板上制造薄膜晶体管(TFT)，因此TFT用于显示设备诸如有机发光显示设备或液晶显示设备中。TFT的性能会主要取决于沟道层(半导体层)的性质。
[0004]大多数商购的显示设备使用包括由非晶硅形成的沟道层的TFT(下文中，被称为非晶硅TFT)或包括由多晶硅形成的沟道层的TFT (下文中，被称为多晶硅TFT)。非晶硅TFT的问题在于，由于电荷迁移率是大约0.5cm2/Vs左右(非常低)，因此难以提高显示设备的操作速度。多晶硅TFT的问题在于，由于需要结晶、杂质掺杂和激活工艺，因此与非晶硅TFT的制造过程和制造成本相比，制造过程更复杂并且制造成本更高。另外，多晶硅TFT的问题在于，由于难以确保多晶硅层的均匀性，因此当多晶硅层被用作大尺寸显示设备的沟道层时，图像质量降低。
[0005]为了实现下一代高性能/高分辨率/大尺寸的显示设备，需要具有优良性能的TFT。就这点而言，已经对使用具有高载流子迁移率的氧化物半导体作为沟道层材料的氧化物TFT进行了研究。然而，传统的氧化物TFT不能确保优良的开关特性(开/关特性)和高可靠性。因此，要求晶体管(TFT)具有优良的开关特性和高可靠性以及具有高迁移率。
【发明内容】
[0006]提供了具有优良性质的半导体材料(半导体薄膜)。
[0007]提供了使用半导体材料作为沟道材料的晶体管。
[0008]提供了具有闻迁移率和优良的开关特性的晶体管。
[0009]提供了具有低亚阈值摆幅值的晶体管。
[0010]提供了具有低截止电流水平的晶体管。
[0011]提供了包括晶体管的电子装置(例如，显示设备)。
[0012]另外的方面将部分在后面的描述中阐述，并且部分地将根据描述而清楚，或者可以通过实践所提供的实施例而获知。
[0013]根据本发明的一方面，一种半导体材料包括锌、氟、氧和氮。
[0014]半导体材料可以包括氟氧氮化锌。
[0015]半导体材料可以包括含有氟的氮氧化锌。[0016]半导体材料可以包括化合物半导体。
[0017]半导体材料可以包括四元化合物。
[0018]半导体材料中的氟与氮、氧和氟之和的含量比可以等于或大于大约3at%。
[0019]半导体材料中的氟与氮、氧和氟之和的含量比可以等于或大于大约5at%。
[0020]半导体材料中的氟与氮、氧和氟之和的含量比的范围可以是大约5at%至大约35at%0
[0021]半导体材料中的氮与氮、氧和氟之和的含量比可以等于或大于大约50at%。
[0022]半导体材料中的氮与氮、氧和氟之和的含量比可以等于或大于大约60at%。
[0023]半导体材料中的氮与氮、氧和氟之和的含量比的范围可以是大约60at%至大约90at%o
[0024]半导体材料中的氧与氮、氧和氟之和的含量比可以等于或小于大约40at%。
[0025]半导体材料中的氧与氮、氧和氟之和的含量比可以等于或小于大约30at%。
[0026]半导体材料中的氧与氮、氧和氟之和的含量比的范围可以是大约5at%至大约30at%o
[0027]半导体材料可以具有等于或大于大约IOcmVVs的霍尔迁移率。
[0028]半导体材料可以具有等于或大于大约20cm2/Vs的霍尔迁移率。
[0029]半导体材料可以包括非晶相。
[0030]半导体材料可以包括纳米晶相。
[0031]半导体材料还可以包括I族元素、II族元素、III族元素、IV族元素、V族元素、过渡金属元素和镧(Ln)系元素中的至少一种。
[0032]半导体材料还可以包括锂(Li)、钾(K)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、镓(Ga)、铝(Al)、铟(In)、硼(B)、硅(Si)、锡(Sn)、锗(Ge)、锑(Sb)、钇(Y)、钛(Ti)、锆(Zr)、钒(V)、铌(Nb)、钽(Ta)、钪(Sc)、铪(Hf)、钥(Mo)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、钨(W)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钦(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)和镥(Lu)中的至少一种。
[0033]根据本发明的另一方面，一种半导体材料包括锌、氮和氟。
[0034]半导体材料可以包括氟氮化锌。
[0035]半导体材料可以包括化合物半导体。
[0036]半导体材料中的氟与氮和氟之和的含量比可以等于或大于大约3at%。
[0037]半导体材料中的氟与氮和氟之和的含量比可以等于或大于大约5at%。
[0038]半导体材料中的氟与氮和氟之和的含量比的范围可以是大约5at%至大约45at%。
[0039]半导体材料中的氮与氮和氟之和的含量比可以等于或大于大约55at%。
[0040]半导体材料中的氮与氮和氟之和的含量比可以等于或大于大约65at%。
[0041]半导体材料中的氮与氮和氟之和的含量比的范围可以是大约65at%至大约95at%0
[0042]半导体材料可以具有等于或大于大约IOcmVVs的霍尔迁移率。
[0043]半导体材料可以具有等于或大于大约20cm2/Vs的霍尔迁移率。
[0044]半导体材料可以包括非晶相。
[0045]半导体材料可以包括纳米晶相。[0046]半导体材料还可以包括I族元素、II族元素、III族元素、IV族元素、V族元素、过渡金属元素和镧(Ln)系元素中的至少一种。
[0047]半导体材料还可以包括锂(Li )、钾(K)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、镓(Ga)、铝(Al)、铟(In)、硼(B)、硅(Si)、锡(Sn)、锗(Ge)、锑(Sb)、钇(Y)、钛(Ti)、锆(Zr)、钒(V)、铌(Nb)、钽(Ta)、钪(Sc)、铪(Hf)、钥(Mo)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、钨(W)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钦(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)和镥(Lu)中的至少一种。
[0048]根据本发明的另一方面，一种薄膜晶体管(TFT)包括:沟道元件，由包括锌、氟、氧和氮的半导体材料形成；栅电极，设置成对应于沟道元件；栅极绝缘层，设置在沟道元件和栅电极之间；以及源极和漏极，分别接触沟道元件的第一区和第二区。
[0049]沟道元件的半导体材料可以包括氟氧氮化锌。
[0050]沟道元件的半导体材料可以包括含有氟的氮氧化锌。
[0051 ] 沟道元件的半导体材料可以包括化合物半导体。
[0052]沟道元件的半导体材料中的氟与氮、氧和氟之和的含量比可以等于或大于大约
3at%0
[0053]沟道元件的半导体材料中的氟与氮、氧和氟之和的含量比可以等于或大于大约
5at%。
[0054]沟道元件的半导体材料中的氟与氮、氧和氟之和的含量比的范围可以是大约5at%至大约35at%。
[0055]半导体材料中的氮与氮、氧和氟之和的含量比可以等于或大于大约50at%。
[0056]半导体材料中的氮与氮、氧和氟之和的含量比可以等于或大于大约60at%。
[0057]半导体材料中的氮与氮、氧和氟之和的含量比的范围可以是大约60at%至大约90at%o
[0058]半导体材料中的氧与氮、氧和氟之和的含量比可以等于或小于大约40at%。
[0059]半导体材料中的氧与氮、氧和氟之和的含量比可以等于或小于大约30at%。
[0060]半导体材料中的氧与氮、氧和氟之和的含量比的范围可以是大约5at%至大约30at%o
[0061]沟道元件的半导体材料可以具有等于或大于大约IOcmVVs的霍尔迁移率。
[0062]沟道元件的半导体材料可以具有等于或大于大约20cm2/Vs的霍尔迁移率。
[0063]TFT可以具有等于或大于大约IOcmVVs的场效应迁移率。
[0064]TFT可以具有等于或大于大约20cm2/Vs的场效应迁移率。
[0065]TFT可以具有等于或小于大约0.95V/dec的亚阈值摆幅(S.S.)值。
[0066]TFT可以具有等于或小于大约0.75V/dec的亚阈值摆幅(S.S.)值。
[0067]栅电极可以设置在沟道元件下方。
[0068]当栅电极设置在沟道元件下方时，TFT还可以包括设置在沟道元件上的蚀刻停止层。
[0069]栅电极可以设置在沟道元件上方。
[0070]沟道元件可以对应于有源层的第一区，源极和漏极可以设置在沟道元件两侧的有源层中，栅极绝缘层和栅电极可以顺序地堆叠在有源层的第一区上。在这种情况下，TFT可以具有自对准顶部栅极结构。
[0071]栅极绝缘层可以包括第一层和第二层，第一层设置在栅电极和第二层之间，并且第二层设置在第一层和沟道兀件之间，第一层包括氮化娃，第二层包括氧化娃。
[0072]TFT还可以包括覆盖TFT的钝化层，其中，钝化层包括顺序堆叠的氧化硅层和氮化娃层。
[0073]栅电极、源极和漏极中的至少一个可以具有三层电极结构。
[0074]三层电极结构可以包括顺序堆叠的第一层、第二层和第三层，其中，第一层和/或第三层包括钛(Ti)、钥(Mo)或它们的组合，第二层包括铝(Al)、铝-钕(AINd)、铜(Cu)或它们的组合。
[0075]根据本发明的另一方面，一种电子装置包括所述薄膜晶体管(TFT)。
[0076]电子装置可以是显示设备。
[0077]显示设备可以是有机发光显示设备或液晶显示设备。
[0078]TFT可以用作开关器件或驱动器件。
[0079]根据本发明的另一方面，一种薄膜晶体管(TFT)包括:沟道元件，由包括锌、氮和氟的半导体材料形成；栅电极，设置成对应于沟道元件；栅极绝缘层，设置在沟道元件和栅电极之间；以及源极和漏极，分别接触沟道元件的第一区和第二区。
[0080]沟道元件的半导体材料可以包括氟氮化锌。
[0081 ] 沟道元件的半导体材料可以包括化合物半导体。
[0082]沟道元件的半导体材料中的氟与氮和氟之和的含量比可以等于或大于大约3at%。
[0083]沟道元件的半导体材料中的氟与氮和氟之和的含量比可以等于或大于大约5at%。
[0084]沟道元件的半导体材料中的氟与氮和氟之和的含量比的范围可以是大约5&丨％至大约45at%。
[0085]沟道元件的半导体材料中的氮与氮和氟之和的含量比可以等于或大于大约55at%。
[0086]沟道元件的半导体材料中的氮与氮和氟之和的含量比可以等于或大于大约65at%0
[0087]沟道元件的半导体材料中的氮与氮和氟之和的含量比的范围可以是大约65at%至大约95at%。
[0088]沟道元件的半导体材料可以具有等于或大于大约IOcmVVs的霍尔迁移率。
[0089]沟道元件的半导体材料可以具有等于或大于大约20cm2/Vs的霍尔迁移率。
[0090]TFT可以具有等于或大于大约IOcmVVs的场效应迁移率。
[0091]TFT可以具有等于或大于大约20cm2/Vs的场效应迁移率。
[0092]TFT可以具有等于或小于大约0.95V/dec的亚阈值摆幅(S.S.)值。
[0093]TFT可以具有等于或小于大约0.75V/dec的亚阈值摆幅(S.S.)值。
[0094]栅电极可以设置在沟道元件下方。
[0095]当栅电极设置在沟道元件下方时，TFT还可以包括设置在沟道元件上的蚀刻停止层。
[0096]栅电极可以设置在沟道元件上方。
[0097]沟道元件可以对应于有源层的第一区，源极和漏极可以设置在沟道元件两侧的有源层中，栅极绝缘层和栅电极可以顺序地堆叠在有源层的第一区上。在这种情况下，TFT可以具有自对准顶部栅极结构。
[0098]栅极绝缘层可以包括第一层和第二层，第一层可以设置在栅电极和第二层之间，并且第二层可以设置在第一层和沟道元件之间，第一层可以包括氮化硅，第二层可以包括氧化硅。
[0099]TFT还可以包括覆盖TFT的钝化层，其中，钝化层包括顺序堆叠的氧化硅层和氮化娃层。
[0100]栅电极、源极和漏极中的至少一个可以具有三层电极结构。
[0101]三层电极结构可以包括顺序堆叠的第一层、第二层和第三层，其中，第一层和/或第三层包括钛(Ti)、钥(Mo)或它们的组合，第二层包括铝(Al)、铝-钕(AINd)、铜(Cu)或它们的组合。
[0102]根据本发明的另一方面，一种电子装置包括所述薄膜晶体管(TFT)。
[0103]电子装置可以是显示设备。
[0104]显示设备可以是有机发光显示设备或液晶显示设备。
[0105]TFT可以用作开关器件或驱动器件。
【专利附图】
【附图说明】
[0106]根据下面结合附图对实施例的描述，这些和/或其它方面将变得清楚和更容易理解，其中:
[0107]图1是示出根据本发明的实施例的半导体材料(膜/薄膜)的剖视图；
[0108]图2是示出根据本发明的另一个实施例的半导体材料(膜/薄膜)的剖视图；
[0109]图3是示出根据本发明的实施例的包括半导体材料的薄膜晶体管(TFT)的剖视图；
[0110]图4是示出根据本发明的另一个实施例的包括半导体材料的TFT的剖视图；
[0111]图5是示出根据本发明的实施例的用于形成半导体膜的条件与成分比之间的关系的曲线图；
[0112]图6是示出对图5的半导体膜执行的X射线衍射(XRD)分析的结果的曲线图；
[0113]图7A至图7F是示出根据本发明的实施例的使用半导体膜的TFT的传输特性的曲线图；
[0114]图8是示出根据本发明的实施例的用于形成TFT的半导体膜(沟道层)的条件与TFT的场效应迁移率和亚阈值摆幅值之间的关系的曲线图；
[0115]图9是示出根据本发明的另一个实施例的用于形成半导体膜的条件与成分比之间的关系的曲线图；
[0116]图10是示出对图9的半导体膜执行的XRD分析的结果的曲线图；
[0117]图1lA至图1lF是示出根据本发明的另一个实施例的使用半导体膜的TFT的传输特性的曲线图；
[0118]图12是示出根据本发明的另一个实施例的用于形成TFT的半导体膜(沟道层)的条件与TFT的场效应迁移率和亚阈值摆幅值之间的关系的曲线图；
[0119]图13A至图13C是示出根据本发明的另一个实施例的使用半导体膜的TFT的传输特性的曲线图；
[0120]图14是示出根据本发明的实施例的从半导体膜的透射电子显微镜(TEM)图像得到的纳米衍射图案的图像；
[0121]图15是示出根据本发明的实施例的TFT的栅电极、源电极和/或漏电极的多层电极结构的剖视图；
[0122]图16至图18是示出根据本发明的其它实施例的TFT的剖视图；
[0123]图19至图21是示出根据本发明的其它实施例的TFT的剖视图；
[0124]图22k至图22G是根据本发明的实施例的用于解释制造TFT的方法的剖视图；
[0125]图23A至图23E是根据本发明的另一个实施例的用于解释制造TFT的方法的剖视图；
[0126]图24是示出根据本发明的实施例的包括TFT的电子装置(显示设备)的剖视图。【具体实施方式】
[0127]现在，将参照附图更充分地描述各种示例性实施例，在附图中示出示例性实施例。
[0128]应该理解的是，当元件被称作“连接”或“结合”到另一元件时，它可以直接连接或结合到另一元件，或者可能存在中间元件。相反，当元件被称作“直接连接”或“直接结合”到另一元件时，不存在中间元件。如在这里使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列的项目的任意组合和所有组合。诸如“至少一个”的措辞在放在一列元件之前时，修饰的是整列元件而不是修饰该列元件中的个体元件。
[0129]应该理解的是，尽管在这里可以使用术语“第一”、“第二”等来描述不同的元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应该受这些术语的限制。这些术语只是用来将一个元件、组件、区域、层或部分与另一个元件、组件、区域、层或部分区分开。因此，在不脱离示例性实施例的教导的情况下，下面讨论的第一元件、组件、区域、层或部分可被命名为第二元件、组件、区域、层或部分。
[0130]为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语诸如“之下”、“下方”、“下面”、“上方”、“上”等来描述如图中所示的一个元件或特征与其它元件(一个或多个)或特征(一个或多个)的关系。应该理解的是，空间相对术语意在包含除了在附图中描述的方位之外的装置在使用或操作时的不同方位。例如，如果在附图中装置被翻转，则被描述为在其它元件或特征“下方”或“之下”的元件随后将被定位为其它元件或特征“上方”。因此，示例性术语“下方”可包括上方和下方这两种方位。所述装置可被另外定位(旋转90度或者在其它方位)，相应地解释这里使用的空间相对描述符。
[0131]这里使用的术语只是为了描述特定实施例的目的，而不意图限制示例性实施例。如这里使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。还应该理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，说明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
[0132]这里，参照作为示例性实施例的理想化实施例(和中间结构)的示意性示图的剖面示图，描述示例性实施例。如此，将预料到，由于例如制造技术和/或公差导致的示图的形状变化。因此，示例性实施例不应该被理解为限于这里示出的区域的特定形状，而是将包括由于例如制造导致的形状偏差。例如，被示出为矩形的注入区域通常将在其边缘具有倒圆或弯曲的特征和/或注入浓度的梯度，而不是从注入区到非注入区的二元变化。同样地，通过注入而形成的掩埋区可导致掩埋区和穿过其发生注入的表面之间的区域中有一些注入。因此，附图中示出的区域本质是示意性的并且它们的形状不意图示出器件的区域的实际形状并且不意图限制示例性实施例的范围。
[0133]除非另有定义，否则这里使用的所有术语(包括技术术语和科技术语)具有与示例性实施例所属领域的普通技术人员所通常理解的意思相同的意思。应该进一步理解，除非这里明确定义，否则术语诸如在通用字典中定义的术语应该被解释为具有与相关领域的上下文中它们的意思一致的意思，而不将理想地或者过于正式地解释它们的意思。
[0134]现在，将详细参照实施例，在附图中示出实施例的示例。为了清晰起见，夸大附图中示出的层或区域的宽度和厚度。相同的参考标号始终表示相同的元件。
[0135]半导体材料(I)
[0136]图1是示出根据本发明的实施例的半导体材料100的剖视图。半导体材料100具有膜(薄膜)形状。半导体材料100可以是化合物或者可以包括化合物。就这点而言，半导体材料100可以被称为“化合物半导体”或“包括化合物的半导体”。
[0137]参照图1，半导体材料100可以包括锌(Zn)、氟(F)、氧(O)和氮(N)。也就是说，半导体材料100可以包括由锌、氟、氧和氮组成的化合物。由锌、氟、氧和氮组成的化合物可以是四元化合物。四元化合物可以是氟氧氮化锌(ZnFxOyNz)tj因此，半导体材料100可以包括氟氧氮化锌。换句话讲，半导体材料100可以包括含有氟的氮氧化锌。含有氟的氮氧化锌可以是氟氧氮化锌。换句话讲，半导体材料100可以是锌化合物半导体，锌化合物半导体可以包括氟、氧和氮。半导体材料100可以是无机化合物半导体。
[0138]在半导体材料100中，氟与氮、氧和氟之和的含量比(即，[?/(奸0+?)]父100)可以等于或大于例如大约3at%或 大约5at%。氟的含量比的范围可以是大约3at%至大约35at%或者大约5at%至大约35at%。可选地，氟的含量比的范围可以是大约3at%至大约25at%或者大约5at%至大约25at%。在半导体材料100中，氮与氮、氧和氟之和的含量比(即，[N/(N+0+F) ] X 100)可以等于或大于例如大约50at%或大约60at%。氮的含量比的范围可以是大约55at%至大约95at%或者大约70at%至大约95at%。可选地，氮的含量比的范围可以是大约60at%至大约90at%。在半导体材料100中，氧与氮、氧和氟之和的含量比(B卩，[0/(N+0+F) ] X 100)可以等于或小于例如大约40at%。氧的含量比的范围可以是大约2at%至大约35at%或者大约5at%至大约30at%。
[0139]半导体材料100可以具有等于或大于大约10cm2/Vs、或大约20cm2/Vs、或大约30cm2/Vs的霍尔迁移率。根据用于形成半导体材料100的条件，半导体材料100的霍尔迁移率可以增大至100cm2/Vs或更大。例如，半导体材料100的霍尔迁移率的范围可以是大约10cm2/Vs至大约120cm2/Vs。半导体材料100的载流子密度的范围可以是例如大约10n/Cm3至大约IO1Vcm3、或者大约IO1Vcm3至大约1017/cm3。由于半导体材料100的导电类型可以是η型，因此术语“载流子密度”可以指电子的浓度，并且可以用负(-)符号来表达。为了方便起见，在这里，用正(+ )值(不带负符号)表达载流子密度(电子浓度)。同时，半导体材料100的电阻率P的范围可以是例如大约0.01 Qcm至大约IO6 Ω cm、或大约0.01 Ω cm至大约IO5 Ω cm。半导体材料100的性质可以根据形成条件和成分比而变化。[0140]半导体材料100可以包括非晶相。半导体材料100可以部分或完全具有非晶相。另外，半导体材料100可以包括纳米晶相。半导体材料100可以具有非晶相和纳米晶相_.者。例如，半导体材料100可以在非晶基质中具有多个纳米晶体(纳米晶相)。非晶基质可以包括氣氧氣化锋。纳米晶体(纳米晶相)可以包括例如氣化锋。纳米晶体(纳米晶相)的尺寸(直径)的范围可以例如是大约数纳米至数十纳米。
[0141]半导体材料100可以主要包括氟氧氮化锌，并且还可以包括氮化锌、氧化锌和氟化锌中的至少一种。氟氧氮化锌可以是非晶的，并且氮化锌、氧化锌和氟化锌可以是晶体。另外，半导体材料100还可以包括氮氧化锌、氟氮化锌和氟氧化锌中的至少一种。氮氧化锌、氟氮化锌和氟氧化锌可以是非晶的。 [0142]另外，除了锌、氟、氧和氮之外，半导体材料100还可以包括一种或多种其它元素。例如，半导体材料100还可以包括I族元素、II族元素、III族元素、IV族元素、V族元素、过渡金属元素和镧(Ln)系元素中的至少一种。例如，半导体材料100还可以包括I族元素诸如锂(Li)或钾(K)、II族元素诸如镁(MgXI^(Ca)Jjg(Sr)或钡(Ba)、III族元素诸如镓(Ga)、招(Al)、铟(In)或硼(B)、IV族元素诸如娃(Si)、锡(Sn)或锗(Ge)、V族元素诸如铺(Sb)、过渡金属元素诸如钇(Y)、钛(Ti)、锆(Zr)、钒(V)、铌(Nb)、钽(Ta)、钪(Sc)、铪(Hf)、钥(Mo)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)或钨(W)、和镧(Ln)系元素诸如镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钦(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)或镥(Lu)中的至少一种。这种额外元素可以被掺杂在半导体材料100中。可选择地，额外元素可以与半导体材料100的基础元素一起构成化合物。
[0143]尽管在图1中未示出，但可以在半导体材料100的表面上设置表面氧化物膜或富氧材料膜。表面氧化物膜或富氧材料膜可以充当半导体材料100的保护膜。可以通过使用退火工艺形成表面氧化物膜或富氧材料膜。退火工艺可以是稳定化工艺。
[0144]这里使用的术语“化合物半导体”是指具有通过以预定成分比组合两种或更多种类型的元素而形成的具有半导体特性的化合物，这与由单种元素组成的硅或镓半导体不同。化合物半导体可以具有与其每种构成元素的性质不同的性质。在以上描述中，氟氧氮化锌、氮化锌、氧化锌、氟化锌、氮氧化锌、氟氮化锌和氟氧化锌可以都是通过以预定成分比组合锌成分和诸如氧、氮或氟的成分而形成的化合物或者包括这种化合物的材料。每种化合物可以具有相对均匀的特性，并且可以具有与其每种构成元素的性质不同的性质。以上材料可以是化合物半导体材料或包括化合物的半导体材料。另外，图1的半导体材料100可以是“化合物半导体”或“包括化合物的半导体”。这里使用的术语“化合物半导体”或“包括化合物的半导体”将被广义地解释。
[0145]现在，将解释形成半导体材料100的方法。
[0146]可以通过使用例如物理气相沉积(PVD)诸如溅射来形成半导体材料100。溅射可以是反应溅射。另外，溅射可以是使用多个靶的共溅射。当通过使用共溅射形成半导体材料100时，可以使用Zn靶和ZnF2靶。在这种情况下，可以使用氮(N2)气或氧(O2)气作为反应气体，另外，还可以使用氩(Ar)气。氮气可以是氮的源，氧气可以是氧的源。氩气可以充当载气。另外，氩气可以通过产生等离子体来提高沉积效率。氮气的流速的范围可以是大约20sccm至大约200sccm,氧气的流速的范围可以是大约Isccm至大约15sccm。IS气的流速的范围可以是大约Isccm至大约lOOsccm。氮气的供应量可以大于氧气的供应量。例如,氮气的供应量可以是氧气的供应量的10倍或更大倍数、或者50倍或更大倍数。由于氧与锌的反应性高于氮与锌的反应性，因此，可以通过供应比氧气更多的氮气，得到富有氮的半导体材料100。另外，氮气的供应量可以大于氩气的供应量。可以在室温或相对低的温度(例如，25°C至300°C)下执行溅射。换句话讲，当通过使用溅射形成半导体材料100时，基板的温度可以保持在室温或相对低的温度(例如，25°C至300°C)下。反应室的压力的范围可以是大约0.05Pa至大约15Pa。针对Zn靶的溅射功率的范围可以是大约数十W (瓦)至数千W (瓦)，针对ZnF2靶的溅射功率的范围可以是大约数W至数千W。可以通过调节针对ZnF2靶的溅射功率来调节半导体材料100的氟含量。随着针对ZnF2靶的溅射功率增大，半导体材料100的氟含量可以增大。然而，上述详细的工艺条件是示例性的，并且可以根据溅射系统而变化。
[0147]当使用单个ZnF2靶而不使用Zn靶时，由于难以断裂单个ZnF2靶中的锌和氟之间的键合，因此锌不能容易地与氮和氧结合。在本实施例中，由于使用Zn靶以及ZnF2靶，因此从Zn靶中分离出的锌可容易地与氮和氧结合。
[0148]形成半导体材料100的上述方法是示例性的，并且可以按各种方式变化。例如，可以通过使用例如金属有机化学气相沉积(MOCVD)形成半导体材料100。可选地，可以通过使用化学气相沉积(CVD)、原子层沉积(ALD)或蒸发形成半导体材料100。
[0149]半导体材料(II)
[0150]图2是示出根据本发明的另一个实施例的半导体材料100’的剖视图。半导体材料100’具有膜(薄膜)形状。半导体材料100’可以是化合物或者可以包括化合物。就这点而言，半导体材料100’可以被称为“化合物半导体”或“包括化合物的半导体”。
[0151]参照图2，半导体材料100’可以包括锌、氟和氮。也就是说，半导体材料100’可以包括由锌、氟和氮组成的化合物。在这种情况下，半导体材料100’可以包括氟氮化锌(ZnFxNz)0换句话讲，半导体材料100’可以包括含有氟的氮化锌。含有氟的氮化锌可以是氟氮化锌。换句话讲，半导体材料100’可以是锌化合物半导体，并且锌化合物半导体可以包括氟和氮。图2的半导体材料100’可以与图1的半导体材料100不同，不同之处在于，半导体材料100’不包括氧元素。然而，在一些情况下，在半导体材料100’中可以包括少量的氧。例如，根据退火(热处理)条件(气氛)，在半导体材料100’中可以包括少量的氧。
[0152]在半导体材料100’中，氟与氮和氟之和的含量比(即，[F/(N+F)] X100)可以等于或大于例如大约3at%或大约5at%。氟的含量比的范围可以是大约3at%至大约45at%或者大约5at%至大约45at%。可选地,氟的含量比的范围可以是大约3at%至大约40at%或者大约5at%至大约40at%。在半导体材料100’中，氮与氮和氟之和的含量比(即，[N/(N+F)] X 100)可以等于或大于例如大约55at%或大约65at%。氮的含量比的范围可以是大约55at%至大约95at%或者大约65at%至大约95at%。半导体材料100’的霍尔迁移率和载流子密度可以近似于或高于图1的半导体材料100的霍尔迁移率和载流子密度。半导体材料100’的电阻率可以近似于或低于图1的半导体材料100的电阻率。
[0153]半导体材料100’可具有括非晶相和/或纳米晶相。半导体材料100’可以完全具有非晶相，或者可以既具有非晶相又具有纳米晶相。在后一种情况下，半导体材料100’可以在非晶基质中具有多个纳米晶体(纳米晶相)。纳米晶体(纳米晶相)可以是例如氮化锌。
[0154]另外，半导体材料100’可以主要包括氟氮化锌，并且还可以包括氮化锌和氟化锌中的至少一种。氟氮化锌、氮化锌和氟化锌可以都是“化合物”或“包括化合物的材料”。就这点而言，以上材料可以是化合物半导体材料或包括化合物的半导体材料，并且图2的半导体材料100’可以是“化合物半导体”或“包括化合物的半导体”。因此，这里使用的术语“化合物半导体”和“包括化合物的半导体”将被广义地解释。另外，除了锌、氟和氮之外，半导体材料100’还可以包括一种或多种其它元素。例如，像图1的半导体材料100—样，半导体材料100’还可以包括I族元素、II族元素、III族元素、IV族元素、V族元素、过渡金属元素和镧(Ln)系元素中的至少一种。用于半导体材料100’的示例性额外元素可以与用于图1的半导体材料100的额外元素相同或类似。
[0155]形成图2的半导体材料100’的方法与形成图1的半导体材料100的方法类似，但是不同之处可在于，形成图2的半导体材料100’的方法没有使用氧(O2)气。也就是说，当在形成图1的半导体材料100的方法中氧气的流速是Osccm时，可以得到图2的半导体材料100’。尽管在图2中未示出，但可以在半导体材料100’的表面上设置表面氧化物膜或富氧材料膜。
[0156]晶体管(I)
[0157]图3是示出根据本发明的实施例的包括半导体材料的薄膜晶体管(TFT)的剖视图。图3的TFT是具有底部栅极结构的TFT，在底部栅极结构中，栅电极GlO设置在沟道层ClO下方(下面)。
[0158]参照图3，可以在基板SUBlO上设置栅电极G10。基板SUBlO可以是玻璃基板，或者通用半导体器件工艺中使用的各种基板中的任一种，诸如塑料基板或硅基板。基板SUBlO可以是无机基板或有机基板，并且可以是透明的、不透明的或半透明的。栅电极GlO可以由通用电极材料(例如，金属、合金、导电金属氧化物、导电金属氮化物等)形成。例如，栅电极GlO可以由金属诸如钛(Ti)、钼(Pt)、钌(Ru)、金(Au)、银(Ag)、钥(Mo)、铝(Al)、钨(W)、铜(Cu)、钕(Nd)、铬(Cr)、钽(Ta)、或包括所述金属的合金、或导电氧化物诸如In-Zn-O (氧化铟锌)(IZO)、Al-Zn-O (氧化铝锌)(AZO)、In-Sn-O (氧化铟锡)(ITO)、Ga-Zn-O (氧化镓锌)(GZO)或Zn-Sn-O (氧化锌锡)(ZTO)或包括导电氧化物的化合物形成。栅电极GlO可以具有单层结构或多层结构。可以在基板SUBlO上设置覆盖栅电极GlO的栅极绝缘层GI10。栅极绝缘层GIlO可以包括氧化硅(SiO2)层、氮氧化硅(SiOxNy)层、或氮化硅(Si3N4)层，或者可以包括另一种材料层例如介电常数高于氮化硅层的介电常数的高k材料(例如，HfO2或Al2O3)层。栅极绝缘层GIlO可以具有其中氧化硅层、氮氧化硅层、氮化硅层和高k材料层之中的至少两层堆叠的结构。详细地，例如，栅极绝缘层GIlO可以具有其中氮化硅层和氧化硅层堆叠的结构。在这种情况下，氮化硅层和氧化硅层可以顺序地设置在栅电极GlO上。尽管在图3中未示出，但可以在基板SUBlO上设置预定的下层，并且栅电极GlO和覆盖栅电极GlO的栅极绝缘层GIlO可以设置在下层上。下层可以是绝缘层，诸如氧化物层。氧化物层可以是例如氧化硅层。然而，下层的材料可以按各种方式变化。
[0159]可以在栅极绝缘层GI10上设置沟道层ClO。沟道层ClO可以设置在栅电极GlO上方，以面对栅电极G10。沟道层ClO在X轴方向上的宽度可以大于栅电极GlO在X轴方向上的宽度。然而，在一些情况下，沟道层ClO的宽度可以近似于或小于栅电极GlO的宽度。沟道层ClO的材料可以与图1的半导体材料100相同，或者可以与图2的半导体材料100’相同。也就是说，沟道层ClO可以由包括锌、氟、氧和氮的半导体材料或者包括锌、氟和氮的半导体材料形成。换句话讲，沟道层Cio可以包括氟氧氮化锌或氟氮化锌。沟道层ClO的材料、性质、特性和改性可以与图1的半导体材料100和图2的半导体材料100’的材料、性质、特性和改性相同或类似。沟道层ClO的厚度的范围可以是大约IOnm至大约150nm，例如，大约20nm至大约lOOnm。然而，沟道层ClO的厚度范围可以变化。
[0160]可以在沟道层ClO上设置蚀刻停止层ES10。蚀刻停止层ESlO在X轴方向上的宽度可以小于沟道层ClO在X轴方向上的宽度。沟道层ClO的两端可以不被蚀刻停止层ESlO覆盖。蚀刻停止层ESlO可以包括例如氧化硅、氮氧化硅、氮化硅或有机绝缘材料。
[0161]可以在栅极绝缘层GIlO上设置分别接触沟道层ClO的第一区和第二区(例如，两端)的源电极SlO和漏电极D10。源电极SlO和漏电极DlO可以均具有单层结构或多层结构。源电极SlO和漏电极DlO的材料可以与栅电极GlO的材料相同或类似。源电极SlO和漏电极DlO可以均由与栅电极GlO相同的材料形成，或者由与栅电极GlO不同的材料形成。例如，源电极SlO和/或漏电极DlO中的每个可以由金属诸如T1、Pt、Ru、Au、Ag、Mo、Al、W、Cu、Nd、Cr、Ta、或包括所述金属的合金、或导电氧化物诸如IZO、AZO、IT0、GZO或ZT0、或包括导电氧化物的化合物形成。源电极SlO可以具有接触沟道层ClO的第一区(例如，一端)并且延伸到蚀刻停止层ESlO的一端上方的结构，并且漏电极DlO可以具有接触沟道层ClO的第二区(例如，另一端)并且延伸到蚀刻停止层ESlO的另一端上方的结构。蚀刻停止层ESlO可以防止沟道层ClO在形成源电极SlO和漏电极DlO的蚀刻工艺期间受损。
[0162]可以在栅极绝缘层GI10上设置覆盖蚀刻停止层ES10、源电极SlO和漏电极DlO的钝化层P10。钝化层PlO可以是氧化硅层、氮氧化硅层、氮化硅层或有机层，或者可以具有其中氧化硅层、氮氧化硅层、氮化硅层和有机层中的至少两个堆叠的结构。例如，钝化层Pio可以具有由氧化硅或氮化硅形成的单层结构、或者包括氧化硅层和设置在氧化硅层上的氮化硅层的多层结构。另外，钝化层Pio可以具有包括两层或更多层的多层结构。在这种情况下，钝化层PlO可以包括顺序堆叠的氧化硅层、氮氧化硅层和氮化硅层。栅电极G10、栅极绝缘层GI10、源电极S10、漏电极DlO和钝化层PlO的厚度的范围可以是大约50nm至大约300nm、大约50nm至大约400nm、大约IOnm至大约200nm、以及大约50nm至大约1200nm。然而，在一些情况下，厚度可以变化。
[0163]可以根据沟道层ClO的材料和源电极SlO和漏电极DlO的材料确定是否要使用蚀刻停止层ES10。可选地，可以根据用于形成源电极SlO和漏电极DlO的蚀刻工艺确定是否要使用蚀刻停止层ES10。因此，在一些情况下，如图4中所示，可以在图3的TFT中省去蚀刻停止层ESlO。
[0164]参照图4，源电极S10’可以接触沟道层ClO的第一区(例如，一端)，漏电极D10’可以接触沟道层ClO的第二区(例如，另一端)。源电极S10’可以延伸到栅极绝缘层GIlO的与第一区相邻的部分，同样，漏电极D10’可以延伸到栅极绝缘层GIlO的与第二区相邻的部分。除了没有使用蚀刻停止层ESlO (参见图3)并且源电极S10’和第二漏电极D10’的形状略有不同之外，图4的TFT可以与图3的TFT近似或相同。在图4的TFT中，在蚀刻工艺期间，会暴露背沟道区。就这点而言，图4的TFT可以被称为背沟道蚀刻结构或回蚀结构。
[0165]图3和图4的TFT中的每个的场效应迁移率可以等于或大于例如大约10cm2/Vs、或大约20cm2/Vs、或大约30cm2/Vs。场效应迁移率可以增大至例如大约110cm2/Vs或更大。TFT的亚阈值摆幅(S.S.)值可以等于或小于例如大约0.95V/dec或大约0.75V/dec。亚阈值摆幅(S.S.)值可以减小至大约0.4V/dec或更小。至于场效应迁移率和亚阈值摆幅(S.S.)值(范围)，根据示例性实施例的TFT可以具有优良的开关特性和高迁移率。对于随后将说明的其它实施例的TFT，同样如此。
[0166]分析/评价(I)
[0167]图5是示出根据本发明的实施例的用于形成半导体膜(薄膜)的条件与成分比之间的关系的曲线图。通过使用Zn靶和ZnF2靶的共溅射来形成半导体膜(厚度为500 A)，在共派射中，分别以100sccm、2sccm和IOsccm的流速供应氮(N2)气、氧(O2)气和気(Ar)气。在以上方法中，通过在针对Zn靶的功率固定在300W的状态下将针对ZnF2靶的功率变为0W、15W、30W、45W、60W和75W来形成半导体膜。这里，室的压力是0.4Pa，基板的温度是室温。在200°C下将在这些条件下形成的各半导体膜退火I小时之后，测量成分比。图5是示出通过使用卢瑟福背散射能谱分析(Rutherford backscattering spectrometry, RBS)得到的结果的曲线图。
[0168]参照图5，发现随着针对ZnF2靶的功率(ZnF2功率)增大，半导体膜中氟(F)的含量比(即，[F/ (N+0+F)] X100)增大。当ZnF2功率是15W时，氟的含量比是大约1.7at% ;当ZnF2功率是30W时，氟的含量比是大约3.8at% ;当ZnF2功率是45W时，氟的含量比是大约
7.lat% ;当ZnF2功率是60W时，氟的含量比是大约10.4at% ;以及当ZnF2功率是75W时，氟的含量比是大约15at%。发现随着针对ZnF2靶的功率(ZnF2功率)增大，氮(N)的含量比逐渐减小，而氧(O)的含量比保持，并没有大变化。发现氮的含量比从大约77at%减小至大约62at%，氧的含量比保持在20&七％和22at%之间。因此，在测量范围内，针对ZnF2靶的功率的变化影响氟的含量比和氮的含量比，对氧的含量比并没有大影响。还发现，所制造的半导体膜具有富氮成分。
[0169]当针对ZnF2靶的功率(ZnF2功率)是15W时，所制造的半导体膜的霍尔迁移率μ、载流子密度η和电阻率P分别是81.00112/^8、8.80\1017/0113和0.08759 0 011。当针对ZnF2靶的功率(ZnF2功率)是30W 时，所制造的半导体膜的霍尔迁移率μ、载流子密度η和电阻率P分别是60.3cm2/Vs、3.15X IO1Vcm3和3.281 Ω cm。当针对ZnF2革巴的功率(ZnF2功率)是OW时，所制造的半导体膜的霍尔迁移率μ、载流子密度η和电阻率P分别是78.7cm2/Vs,2.15 X IO1Vcm3和0.03693 Ω cm。当针对ZnF2靶的功率(ZnF2功率)是OW (比较例)时，所制造的半导体膜可以是不含有氟的“氮氧化锌(ZnOxNy)”薄膜。基于这些测量结果，可以估计半导体膜的霍尔迁移率、载流子密度等根据ZnF2功率的变化。
[0170]图6是示出对图5的各种半导体膜执行的X射线衍射(XRD)分析的结果的曲线图。在图6中，样品编号#1至#6分别对应于图5的样品编号#1至#6。
[0171]参照图6，半导体膜没有尖锐的峰。在大约23°的角度2Θ处的宽峰是由上面形成有各半导体膜的基板(玻璃)造成的副峰。因此，发现根据本实施例的半导体膜具有非晶相。
[0172]图7A至图7F是示出根据本发明的实施例的使用半导体膜的TFT的传输特性的曲线图。传输特性对应于漏极电流Ids和栅极电压Ves之间的关系。图7A至图7F示出使用图5的样品编号#1至#6的薄膜作为沟道层的TFT的传输特性。在形成半导体膜之后，在300°C下对半导体膜执行退火工艺I小时，制造出包括半导体膜的TFT，然后，在250°C下对TFT执行退火工艺I小时。此后，评价各TFT的特性。在相同条件下制造四个TFT，然后评价TFT的传输特性。因此，每个曲线图包括4条传输曲线。这里，通过以下步骤制造各TFT:在玻璃基板上形成栅电极，在栅电极上形成具有SixNy/Si02结构的栅极绝缘膜，形成半导体的沟道层并且形成源/漏电极。
[0173]参照图7A至图7F，发现导通(0N)电流的范围是大约10_3A至大约10_2A，截止(OFF)电流低于大约ΙΟ,Α，导通/截止电流比相对高，是大约IO7或更大。因此，发现根据本实施例的TFT具有低截止电流和高导通/截止(0N/0FF)电流比，并且满足TFT特性的要求。具体地，随着半导体膜(沟道层)的氟的含量比增大(即，随着ZnF2功率增大)，导通/截止状态之间的斜率逐渐增大。这意味着，半导体膜(沟道层)的氟的含量比增大，亚阈值摆幅(S.S.)值减小并且导通/截止开关特性改善。当阈值摆幅(S.S.)值低时，会意味着亚阈值斜率高。
[0174]表1示出图7Α至图7F的各TFT的场效应迁移率(cm2/Vs)和亚阈值摆幅(S.S.)值(V/dec)。
[0175]表1
[0176]
【权利要求】
1.一种半导体材料，所述半导体材料包括锌、氟、氧和氮。
2.如权利要求1所述的半导体材料，其中，半导体材料包括氟氧氮化锌。
3.如权利要求1所述的半导体材料，其中，半导体材料包括含有氟的氮氧化锌。
4.如权利要求1至3中的任一项所述的半导体材料，其中，半导体材料中的氟与氮、氧和氟之和的含量比等于或大于3at%。
5.如权利要求1至3中的任一项所述的半导体材料，其中，半导体材料中的氮与氮、氧和氟之和的含量比等于或大于50at%。
6.如权利要求1至3中的任一项所述的半导体材料，其中，半导体材料中的氧与氮、氧和氟之和的含量比等于或大于40at%。
7.如权利要求1至3中的任一项所述的半导体材料，其中，半导体材料包括非晶相。
8.一种半导体材料，所述半导体材料包括锌、氮和氟。
9.如权利要求8所述的半导体材料，其中，半导体材料包括氟氮化锌。
10.如权利要求8或9所述的半导体材料，其中，半导体材料中的氟与氮和氟之和的含量比等于或大于3at%。
11.如权利要求8或9所述的半导体材料，其中，半导体材料中的氮与氮和氟之和的含量比等于或大于55at%。
12.如权利要求8或9所述的半导体材料，其中，半导体材料包括非晶相。·
13.一种薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括: 沟道元件，由包括锌、氟、氧和氮的半导体材料形成； 栅电极，设置成对应于沟道元件； 栅极绝缘层，设置在沟道元件和栅电极之间；以及 源极和漏极，分别接触沟道元件的第一区和第二区。
14.如权利要求13所述的薄膜晶体管，其中，沟道元件的半导体材料包括氟氧氮化锌。
15.如权利要求13所述的薄膜晶体管，其中，沟道元件的半导体材料包括含有氟的氮氧化锌。
16.如权利要求13至15中的任一项所述的薄膜晶体管，其中，沟道元件的半导体材料中的氟与氮、氧和氟之和的含量比等于或大于3at%。
17.如权利要求13至15中的任一项所述的薄膜晶体管，其中，半导体材料中的氮与氮、氧和氟之和的含量比等于或大于50at%。
18.如权利要求13至15中的任一项所述的薄膜晶体管，其中，半导体材料中的氧与氮、氧和氟之和的含量比等于或小于40at%。
19.如权利要求13至15中的任一项所述的薄膜晶体管，其中，栅电极设置在沟道元件下方，并且 薄膜晶体管还包括设置在沟道元件上的蚀刻停止层。
20.如权利要求13至15中的任一项所述的薄膜晶体管，其中，沟道元件对应于有源层的第一区， 源极和漏极设置在沟道元件两侧的有源层中， 栅极绝缘层和栅电极顺序地堆叠在有源层的第一区上。
21.如权利要求13至15中的任一项所述的薄膜晶体管，其中，栅极绝缘层包括第一层和第二层， 第一层设置在栅电极和第二层之间，并且第二层设置在第一层和沟道元件之间， 第一层包括氮化娃， 第二层包括氧化硅。
22.如权利要求13至15中的任一项所述的薄膜晶体管，所述薄膜晶体管还包括覆盖薄膜晶体管的钝化层， 其中，钝化层包括顺序堆叠的氧化硅层和氮化硅层。
23.如权利要求13至15中的任一项所述的薄膜晶体管，其中，栅电极、源极和漏极中的至少一个具有三层电极结构。
24.如权利要求23所述的薄膜晶体管，其中，三层电极结构包括顺序堆叠的第一层、第二层和第三层， 其中，第一层和/或第三层包括钛、钥或它们的组合， 第二层包括铝、铝-钕、铜或它们的组合。
25.一种电子装置，包括如权利要求13所述的薄膜晶体管。
26.如权利要求25所述的电子装置，其中，电子装置是显示设备。
27.如权利要求26所述的电子装置，其中，显示设备是有机发光显示设备或液晶显示设备。·
28.一种薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括: 沟道元件，由包括锌、氮和氟的半导体材料形成； 栅电极，设置成对应于沟道元件； 栅极绝缘层，设置在沟道元件和栅电极之间；以及 源极和漏极，分别接触沟道元件的第一区和第二区。
29.如权利要求28所述的薄膜晶体管，其中，沟道元件的半导体材料包括氟氮化锌。
30.如权利要求28或29所述的薄膜晶体管，其中，沟道元件的半导体材料中的氟与氮和氟之和的含量比等于或大于3at%。
31.如权利要求28或29所述的薄膜晶体管，其中，沟道元件的半导体材料中的氮与氮和氟之和的含量比等于或大于55at%。
32.如权利要求28或29所述的薄膜晶体管，其中，栅电极设置在沟道元件下方，并且 薄膜晶体管还包括设置在沟道元件上的蚀刻停止层。
33.如权利要求28或29所述的薄膜晶体管，其中，沟道元件对应于有源层的第一区， 源极和漏极设置在沟道元件两侧的有源层中， 栅极绝缘层和栅电极顺序地堆叠在有源层的第一区上。
34.如权利要求28或29所述的薄膜晶体管，其中，栅极绝缘层包括第一层和第二层， 第一层设置在栅电极和第二层之间，并且第二层设置在第一层和沟道元件之间， 第一层包括氮化娃， 第二层包括氧化硅。
35.如权利要求28或29所述的薄膜晶体管，所述薄膜晶体管还包括覆盖薄膜晶体管的钝化层， 其中，钝化层包括顺序堆叠的氧化硅层和氮化硅层。
36.如权利要求28或29所述的薄膜晶体管，其中，栅电极、源极和漏极中的至少一个具有三层电极结构。
37.如权利要求36所述的薄膜晶体管，其中，三层电极结构包括顺序堆叠的第一层、第二层和第三层， 其中，第一层和/或第三层包括钛、钥或它们的组合， 第二层包括铝、铝-钕、铜或它们的组合。
38.一种电子装置，包括权利要求28所述的薄膜晶体管。
39.如权利要求38所述的电子装置，其中，电子装置是显示设备。
40.如权利要求39所述的电子装置，其中，显示设备是有机发光显示设备或液晶显示设备 。
【文档编号】H01L29/786GK103855194SQ201310633699
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年12月2日 优先权日:2012年11月30日
【发明者】金兑相, 金善载, 金炫奭, 柳明官, 朴晙晳, 徐锡俊, 宣钟白, 孙暻锡 申请人:三星电子株式会社, 三星显示有限公司