CN202685441U - 一种导电电极、薄膜晶体管、显示装置及半导体光电器件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及半导体生成技术领域，公开了一种导电电极、薄膜晶体管、显示装置及半导体光电器件，用以同时提高导电电极的电学特性和光学特性，降低导电电极的电阻，以减小功耗。该导电电极包括金属层和透明导电薄膜，所述透明导电薄膜至少设置在所述金属层的一侧表面上。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体生成技术领域，尤其涉及一种导电电极、薄膜晶体管、显示装置及半导体光电器件。
背景技术
在半导体器件生产技术中，尤其是对于光电子器件，电极材料的选择及应用一直是一个非常重要的研究课题。
通常，在电子器件电极的制备过程中，需要考虑电极的电学特性、光学特性以及电极与接触材料的界面特性等多方面因素，这就使得制备电极所采用的材料尤其重要。
目前，在薄膜晶体管（Thin Film Transistors，TFT）显示领域中，采用铟镓锌氧（IGZO）作为有源层的TFT得到广泛的应用，该TFT采用的电极主要有以下两种：一种为采用不透明的金属材料制成的电极，如附图1所示，例如电极采用钛/铜（Ti/Cu）、钛/金（Ti/Au）等金属材料制成；另一种为采用透明材料（如氧化铟锡（ITO）等）制成的透明电极，如附图2所示。
其中，采用不透明的金属材料制成的电极不适合用于透明显示，而采用透明的ITO制成的电极虽然可以用于透明TFT，但是透明材料制成的电极电阻较大，电学特性差。
由此可见，寻求一种电学和光学特性优异的透明导电电极非常重要。
实用新型内容
本实用新型提供一种导电电极、TFT及半导体光电器件，用以降低导电电极的电阻，减小功耗，提高导电电极的电学特性和光学特性。
本实用新型提供的具体技术方案如下：
一种导电电极，包括金属层和透明导电薄膜，所述透明导电薄膜至少设置在所述金属层的一侧表面上。
一种薄膜晶体管TFT，包括上述的导电电极。
一种显示装置，包括上述薄膜晶体管TFT。
一种半导体光电器件，包括上述的导电电极。
基于上述技术方案，通过本实施例提供的导电电极，该导电电极包括金属层和透明导电薄膜，且该透明导电薄膜设置在金属层上，从而在保证金属层和透明导电薄膜形成的导电电极透明的前提下，降低了该导电电极的电阻，从而实现了一种电学特性和光学特性优异的导电电极，并且，在将该导电电极用于TFT或半导体光电器件的电极时，可以有效降低功耗。
附图说明
图1为现有的采用金属材料制成的电极的TFT；
图2为现有的采用透明材料制成的电极的TFT；
图3为本实施例提供的导电电极的结构示意图；
图4为本实施例提供的包含两层金属层的导电电极结构示意图；
图5为本实施例提供的另一包含两层金属层的导电电极结构示意图；
图6为本实施例提供的TFT的结构示意图；
图7为本实施例提供的发光二极管的结构示意图；
图8为本实施例提供的太阳能电池的结构示意图。
具体实施方式
为了实现一种电学特性和光学特性优异的导电电极，本实用新型提供了一种导电电极，能够实现透明的导电电极，并且使得导电电极的电阻较小，以减小功耗。
下面结合附图对本实用新型所提供的优选的实施例进行详细说明。
如附图3所示为第一实施例提供的导电电极的横截面图，该实施例提供的的导电电极主要包括金属层301和透明导电薄膜302，其中，透明导电薄膜302设置在金属层301的上表面上。
较佳地，金属层的厚度范围为大于等于3纳米且小于等于20纳米，透明导电薄膜的厚度范围为大于等于3纳米且小于等于400纳米。通过将金属层的厚度限制在设定的范围内，可以保证金属层的在可见光区域的光透过率，使得导电电极可以用于透明TFT。同时，将透明导电薄膜的厚度限制在设定范围内，可以在保证导电电极在可见光区域的光透过滤率的同时，具有高导电率。
第一实施例提供的导电电极还可以是包括两层或两层以上的透明导电薄膜，且透明导电薄膜与金属层间隔层叠设置。
例如，如附图4所示的导电电极包括两层金属层301，每层金属层的上表面设置有透明导电薄膜302。
较佳地，在导电电极包含多层金属层时，位于顶层的金属层的上表面设置有透明导电薄膜和位于底层的金属层的下表面设置有透明导电薄膜。
例如，如附图5所示的导电电极包含两层金属层301，相邻两层金属层301之间有透明导电薄膜302，在位于顶层的金属层301上表面有透明导电薄膜302，且在位于底层的金属层301的下表面有透明导电薄膜302。
实际应用中，在将该导电电极用于TFT时，可将TFT的源极和漏极采用该导电电极，该导电电极的透明导电薄膜与TFT的有源层接触，且制作该透明导电薄膜时采用的材料与TFT有源层的材料相同，由于导电电极的透明导电薄膜与TFT的有源层采用相同的材料，可以达到较佳地降低接触势垒的效果，能够有效减低功耗，从而有效解决现有技术中由于ITO和TFT中的IGZO属于两种不同的材料体系，采用ITO制成的电极与采用IGZO的有源层直接接触势垒较大的问题。
同理，在将该导电电极用于半导体光电器件时，可将该导电电极的透明导电薄膜与半导体光电器件的N型层（或P型层）接触，且制作该透明导电薄膜时采用的材料与半导体光电器件的N型层（或P型层）的材料相同，由于导电电极的透明导电薄膜与半导体光电器件的N型层（或P型层）采用相同的材料，可以达到较佳地降低接触势垒的效果，能够有效减低功耗。
实际应用中，为了保证导电电极在可见光区域的光透过滤以及高导电率，导电电极中包含的金属层的数目应控制在一定范围内，包含的金属层的层数不宜太多。
其中，导电电极中的透明导电薄膜采用的材料可以是铟镓锌氧化物（IGZO）或者铟锡氧化物（ITO）等透明导电材料。实际应用中，在将该导电电极用于TFT时，导电电极的透明导电薄膜也可以采用其他材料制成，只需要保证导电电极的透明导电薄膜与TFT的有源层接触，且透明导电薄膜与有源层采用相同的材料即可达到降低接触势垒的效果。
其中，导电电极中包含的金属层301采用的材料为铜（Cu）、金（Au）等导电性能良好的金属材料。
实际应用中，在金属层301上制作透明导电薄膜302时，可以采用溅射、热蒸发、电子束或分子束外延等常用的薄膜制备方法制成。
第一实施例中，通过控制导电电极中包含的金属层的厚度以及透明导电薄膜的厚度，可以制备出在可见光区域的透光率到达80%以上的导电电极，并且电阻率低于10-3欧姆/厘米。第一实施例制备的导电电极中保证了在可见光区域的高透光率，并且还结合了金属电极的高电导率的特性，可将透明导电薄膜的方块电阻从原有的103欧姆/□（欧姆/方块）以上的数量级降低到10欧姆/□（欧姆/方块）的数量级。
如附图6所示，第二实施例中还提供了一种TFT，该TFT包括上述第一实施例提供的导电电极。
该TFT的源极和漏极采用上述导电电极材料，该导电电极设置于TFT有源层上，且导电电极的透明导电薄膜与有源层接触，该透明导电薄膜与有源层采用相同的材料制成。
具体地，TFT中设置于有源层603上的源极601和漏极602采用第一实施例提供的导电电极，该有源层603以及导电电极的透明导电薄膜采用铟镓锌氧化物（IGZO）制成。
较佳地，TFT的栅极604也采用上述第一实施例提供的导电电极，可以提高TFT的透光率，从而提高背光的利用效率，降低能耗。
实际应用中，该TFT可以为透明的TFT，即本实施例提供的导电电极可以用于透明TFT的制作。
采用本实施例提供的导电电极实现的TFT，其接触势垒低，界面特性良好，能够有效降低驱动电压和漏电流，有着广泛的应用价值。
其中，本实施例提供的TFT可以用于液晶显示器、液晶面板、OLED面板、电子纸等显示装置中。
第三实施例中，还提供了一种半导体光电器件，包括第一实施例提供的导电电极。
较佳地，导电电极设置于半导体光电器件的P型层上，且导电电极的透明导电薄膜与P型层采用相同的材料；或者，导电电极设置于半导体光电器件的N型层上，且导电电极的透明导电薄膜与N型层采用相同的材料。
其中，半导体光电器件包括但不限于：发光二极管、太阳能电池等。
具体地，如附图7所示为一种普通发光二极管的结构，该发光二极管中，衬底701上设置有P型层702，P型层（P Semiconductor）702上设置有接触电极703和IGZO层704，位于IGZO层（即N型层）上的电极705可以采用第一实施例提供的导电电极，且可以将该导电电极的透明导电薄膜与IGZO层接触，且采用IGZO制作导电电极的透明导电薄膜。
具体地，如附图8所示为一种太阳能电池结构，该太能电池中，衬底801上设置有金属背电极802，金属背电极802上设置有铜铟镓硒（CuIn(Ga)Se）层803，铜铟镓硒803上设置有硫化镉层（CdS layer）804，硫化镉层804上设置有IGZO层805，位于IGZO层（即N型层）上的电极806可以采用第一实施例提供的导电电极，且可以将该导电电极的透明导电薄膜与IGZO层接触，且采用IGZO制作导电电极的透明导电薄膜。
基于上述技术方案，通过本实施例提供的导电电极，在保证金属层和透明导电薄膜形成的导电电极透明的前提下，降低了该导电电极的电阻，从而实现了一种电学特性和光学特性优异的导电电极，并且，在将该导电电极用于TFT或半导体光电器件的电极时，可以有效降低功耗。
其中，再将本实施例提供的导电电极用于TFT时，在透明导电薄膜采用的材料与TFT的有源层的材料相同时，通过将透明导电薄膜与TFT的有源层直接接触，由于两者采用相同的材料，可以有效降低TFT的电极与有源层之间的接触势垒，进而降低源、漏极之间的电压差，降低功耗。同时将透明导电薄膜设置在金属层上保证了导电电极具有高电导率；
或者，将该导电电极设置于半导体光电器件时，在导电电极的透明导电薄膜采用的材料与半导体光电器件的P型层（或N型层）的材料相同时，通过将透明导电薄膜与半导体光电器件的P型层（或N型层）接触，可以有效降低接触势垒。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (12)
1.一种导电电极，其特征在于，包括金属层和透明导电薄膜，所述透明导电薄膜至少设置在所述金属层的一侧表面上。
2.如权利要求1所述的导电电极，其特征在于，所述金属层的厚度范围为大于等于3纳米且小于等于20纳米；
所述透明导电薄膜的厚度范围为大于等于20纳米且小于等于400纳米。
3.如权利要求2所述的导电电极，其特征在于，包括两层或两层以上所述透明导电薄膜，所述透明导电薄膜与所述金属层间隔层叠设置。
4.如权利要求1-3任一项所述的导电电极，其特征在于，所述透明导电薄膜采用的材料为铟镓锌氧化物IGZO。
5.如权利要求1-3任一项所述的导电电极，其特征在于，所述金属层采用的材料为铜或金。
6.一种薄膜晶体管TFT，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的导电电极。
7.如权利要求6所述的薄膜晶体管TFT，其特征在于，所述薄膜晶体管的源极和漏极采用所述导电电极，所述导电电极设置于有源层上，且所述导电电极的透明导电薄膜与所述有源层接触，所述透明导电薄膜与所述有源层采用相同的材料制成。
8.如权利要求7所述的薄膜晶体管TFT，其特征在于，所述有源层以及所述导电电极的透明导电薄膜采用铟镓锌氧化物IGZO制成。
9.如权利要求8所述的薄膜晶体管TFT，其特征在于，所述薄膜晶体管TFT的栅极采用所述导电电极。
10.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求6-9任一项所述的薄膜晶体管TFT。
11.一种半导体光电器件，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的导电电极。
12.如权利要求11所述的半导体光电器件，其特征在于，所述导电电极设置于所述半导体光电器件的P型层上，且所述导电电极的透明导电薄膜与所述P型层采用相同的材料；
或者，
所述导电电极设置于所述半导体光电器件的N型层上，且所述导电电极的透明导电薄膜与所述N型层采用相同的材料。
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| CN109314155A (zh) * | 2016-03-30 | 2019-02-05 | Lg伊诺特有限公司 | 半导体器件 |
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| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
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| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20130123 |