[發(fā)明專利]用于薄膜晶體管的半導(dǎo)體層

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810099567.3
• 申請日: 2008-05-15
• 公開（公告）號: CN101582383A
• 公開（公告）日: 2009-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: Y·李;B·S·翁
• 申請（專利權(quán)）人: 施樂公司
• 主分類號: H01L21/368
• 分類號: H01L21/368
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 段曉玲;韋欣華

技術(shù)領(lǐng)域

[0001]本公開內(nèi)容涉及制備用于薄膜晶體管的氧化鋅半導(dǎo)體層的方 法，和由此產(chǎn)生的半導(dǎo)體層和/或薄膜晶體管。

背景技術(shù)

[0002]氧化鋅(ZnO)是一種無毒的無機半導(dǎo)體，其也可以提供諸如高 遷移率、優(yōu)異環(huán)境穩(wěn)定性和高透明性之類的顯著特征。

[0003]但是，制造半導(dǎo)體的方法將影響ZnO半導(dǎo)體層的遷移率。具 有高遷移率的ZnO半導(dǎo)體通常僅通過射頻磁控濺射制造。由射頻磁控濺 射在精巧受控環(huán)境中制備的ZnO薄膜半導(dǎo)體已經(jīng)顯示高FET遷移率(＞ 30cm²/V·sec)，但是這種技術(shù)與低成本的TFT制造方法不兼容。這種設(shè) 備昂貴并且導(dǎo)致高成本。

[0004]在2006年6月12日提交的US專利申請序列號11/450,998 中所述的另一種方法中，ZnO前體用來形成ZnO半導(dǎo)體層，在此將其公 開內(nèi)容全部引入。但是，這種方法需要在350-550℃進行退火步驟以獲 得高遷移率。這種溫度不適合于在這些溫度下發(fā)生變形的載體，例如聚 合物載體，如聚酯、聚碳酸酯、聚酰亞胺薄膜或片材。

[0005]ZnO半導(dǎo)體也已在低(環(huán)境)溫度下，使用溶液中的ZnO納米 顆粒或納米棒加以制備。但是，這種方法包括額外的步驟以制備納米顆 粒或納米棒。參見B.Sun等人的“Solution-Processed?Zinc?Oxide Field-Effect?Transistors?Based?on?Self-Assembly?of?Colloidal?Nanorods”， Nano?Lett.，5卷，12期，2408-2413頁(2005年)。

[0006]TFTs通常由載體上的導(dǎo)電性柵極、源極和漏極、電學(xué)絕緣柵 介電層和半導(dǎo)電層組成，所述電學(xué)絕緣柵介電層將柵極與源極和漏極分 隔，所述半導(dǎo)電層與柵介電層接觸并接通源極和漏極。有利的是在低溫 下生產(chǎn)具有良好遷移率和/或其它理想性能的氧化鋅半導(dǎo)體。

[0007]在各實施方案中，本公開內(nèi)容涉及一種生產(chǎn)ZnO半導(dǎo)體層和/ 或包括該ZnO半導(dǎo)體層的薄膜晶體管的方法。

發(fā)明內(nèi)容

[0008]在一個實施方案中，制備氧化鋅半導(dǎo)體的方法包括提供包含 鋅鹽和絡(luò)合劑的溶液；使基材與該溶液接觸；和加熱該溶液形成氧化鋅 半導(dǎo)體層。

[0009]在一些實施方案中，鋅鹽可以選自硝酸鋅、氯化鋅、硫酸鋅 和乙酸鋅。在更具體的實施方案中，鋅鹽為硝酸鋅。

[0010]在其它實施方案中，絡(luò)合劑可以為羧酸或有機胺。在具體實 施方案中，絡(luò)合劑為選自六亞甲基四胺、乙醇胺、氨基丙醇、二乙醇胺、 2-甲基氨基乙醇、N，N-二甲氨基乙醇、甲氧基乙胺、甲氧基丙胺、二氨 基乙烷、二氨基丙烷、二氨基丁烷、二氨基環(huán)己烷及其混合物。在更具 體的實施方案中，絡(luò)合劑為六亞甲基四胺的有機胺。

[0011]在另外的實施方案中，溶液中鋅鹽與絡(luò)合劑的摩爾比可以為 約0.5到約10。

[0012]在其它實施方案中，溶液中Zn²⁺的濃度可以為約0.01M到約 5.0M。

[0013]在其它實施方案中，通過將基材浸入溶液中，基材可以與包 含鋅鹽和絡(luò)合劑的溶液接觸。在另外的實施方案中，基材也可以通過在 其上沉積溶液，與該溶液接觸。在更進一步的實施方案中，液相沉積的 方法可以選自旋涂、刮涂、棒涂、浸涂、絲網(wǎng)印刷、微接觸印刷、墨噴 印刷和模印。

[0014]在另外的實施方案中，可以通過將包含鋅鹽和絡(luò)合劑的溶液 加熱到約50℃到約300℃而進行加熱。在其它實施方案中，也可以通過 加熱到約50℃到約150℃而進行加熱。在一些實施方案中，溶液可以加 熱約1分鐘到約24小時。在一些實施方案中，溶液可以加熱約1分鐘 到約6小時。在進一步的實施方案中，可以通過以約0.5℃到約100℃每 分鐘的速率加熱而進行加熱。

[0015]該方法可以進一步包括沖洗和干燥基材。

[0016]在一些實施方案中，所得薄膜晶體管可以具有至少0.1 cm²/V·sec的場效應(yīng)遷移率。

[0017]在其它實施方案中，所得半導(dǎo)體層可以具有大于約10³的電 流通/斷比。

[0018]在進一步的實施方案中，基材可以包括玻璃、硅或聚合物材 料的薄膜或片材。