강유전체 트랜지스터 및 그 제조 방법
Ferroelectric transistor and method of fabricating the same
특허 요약
본 발명의 일 관점에 따른 강유전체 트랜지스터는, 투명 기판과, 상기 투명 기판 상의 게이트 전극층과, 상기 게이트 전극층 상에 형성되고, 하프늄계 산화물을 포함하는 강유전체층과, 상기 강유전체층 상에 형성되고 산화물 반도체를 포함하는 반도체 채널층과, 상기 게이트 전극층의 일측에서 상기 반도체 채널층에 연결된 드레인 전극층과, 상기 게이트 전극층의 타측에서 상기 반도체 채널층에 연결된 소오스 전극층을 포함할 수 있다.
청구항
번호청구항
1

투명 기판:상기 투명 기판 상의 게이트 전극층;상기 게이트 전극층 상에 형성되고, 하프늄계 산화물을 포함하는 강유전체층;상기 강유전체층 상에 형성되고 산화물 반도체를 포함하는 반도체 채널층;상기 게이트 전극층의 일측에서 상기 반도체 채널층에 연결된 드레인 전극층; 및상기 게이트 전극층의 타측에서 상기 반도체 채널층에 연결된 소오스 전극층을 포함하고,상기 강유전체층은 분극 특성을 유도하기 위하여 300 oC 초과 및 450 oC 미만의 온도에서 형성되고 열처리되고,상기 강유전체층의 열처리는, 상기 반도체 채널층 상에 별도의 패시베이션층을 형성하지 않고 상기 반도체 채널층이 노출된 상태에서 상기 강유전체층 및 상기 반도체 채널층이 계면 접촉된 상태에서 수행되는,강유전체 트랜지스터.

2

제 1 항에 있어서,상기 강유전체층은 지르코늄(Zr), 알루미늄(Al), 실리콘(Si), 이트륨(Y), 가돌리늄(Gd) 및 란타늄(La) 중 적어도 하나가 첨가된 하프늄 산화물을 포함하는, 강유전체 트랜지스터.

3

제 1 항에 있어서,상기 반도체 채널층은 n형 산화물 반도체 또는 p형 산화물 반도체를 포함하고,상기 n형 산화물 반도체는 인듐산화물(In2O3), 아연산화물(ZnOx), 인듐주석산화물(InSnOx), 인듐아연산화물(InZnOx), 인듐갈륨산화물(InGaOx), 아연주석산화물(ZnSnOx), 알루미늄아연산화물(AlZnOx), 인듐갈륨아연산화물(InGaZnOx), 갈륨아연산화물(GaZnOx), 인듐아연주석산화물(InZnSnOx), 인듐아연주석산화물(InZnSnOx) 및 하프늄인듐아연산화물(HfInZnOx) 중 적어도 하나를 포함하고,상기 p형 산화물 반도체는 구리산화물(CuOx), 니켈산화물(NiOx), 주석산화물(SnOx), 망간산화물(MnOx), 구리알루미늄산화물(CuAlOx), 구리갈륨산화물(CuGaOx) 및 구리크롬산화물(CuCrOx) 중 적어도 하나를 포함하는,강유전체 트랜지스터.

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제 1 항에 있어서,상기 투명 기판은 유리 기판을 포함하는, 강유전체 트랜지스터.

5

제 4 항에 있어서,상기 게이트 전극층, 상기 드레인 전극층 및 상기 소오스 전극층은 투명 도전성 산화물을 포함하는, 강유전체 트랜지스터.

6

제 5 항에 있어서,상기 투명 도전성 산화물은 인듐산화물(InOx), 아연산화물(ZnOx), 인듐주석산화물(InSnOx), 인듐아연산화물(InZnOx), 인듐갈륨산화물(InGaOx), 아연주석산화물(ZnSnOx), 알루미늄아연산화물(AlZnOx), 인듐갈륨아연산화물(InGaZnOx), 갈륨아연산화물(GaZnOx), 인듐아연주석산화물(InZnSnOx), 인듐아연주석산화물(InZnSnOx), 하프늄인듐아연산화물(HfInZnOx), 구리산화물(CuOx), 니켈산화물(NiOx), 주석산화물(SnOx), 망간산화물(MnOx), 구리알루미늄산화물(CuAlOx), 구리갈륨산화물(CuGaOx) 및 구리크롬산화물(CuCrOx) 중 적어도 하나를 포함하는, 강유전체 트랜지스터.

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제 6 항에 있어서,상기 강유전체 트랜지스터는 가시광선 영역에서 65% 이상의 투과도를 보이는, 강유전체 트랜지스터.

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제 4 항에 있어서,상기 게이트 전극층, 상기 드레인 전극층 및 상기 소오스 전극층은 금속 또는 금속 질화물을 포함하는, 강유전체 트랜지스터.

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제 1 항에 있어서,상기 드레인 전극층 및 상기 소오스 전극층은 상기 강유전체층 상에 이격되게 형성되고,상기 반도체 채널층의 일측은 상기 강유전체층 상에서부터 상기 드레인 전극층의 단부 상으로 연장되고, 상기 반도체 채널층의 타측은 상기 강유전체층 상에서부터 상기 소오스 전극층의 단부 상으로 연장되는,강유전체 트랜지스터.