[發(fā)明專(zhuān)利]一種合金氧化物透明薄膜晶體管的制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910099947.1
• 申請(qǐng)日: 2009-06-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101615582A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-12-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳惠楨;朱夏明;原子健;張瑩瑩;王雄
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01L21/336
• 分類(lèi)號(hào): H01L21/336
• 代理公司: 杭州中成專(zhuān)利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 盛輝地

1.一種合金氧化物透明薄膜晶體管芯片的制備方法，其特征在于：所述氧化物薄膜晶體管結(jié)構(gòu)為底柵式結(jié)構(gòu)，由柵極、柵絕緣層、ZnInSnO溝道層、源、漏電極組成，制備步驟如下：

(a)光刻ITO柵極

在鍍有ITO透明導(dǎo)電薄膜玻璃上，通過(guò)光刻和濕法腐蝕獲得ITO柵極透明電極，柵極厚度為50～500nm；

(b)生長(zhǎng)柵絕緣層，光刻?hào)沤^緣層

用PECVD方法在ITO柵極透明電極上，沉積Si₃N₄或SiO₂柵絕緣層薄膜材料，襯底溫度≤300℃，柵絕緣層厚度為50～300nm，可見(jiàn)光透過(guò)率≥90％，然后對(duì)柵絕緣層材料再進(jìn)行光刻；

(c)磁控濺射沉積ZnInSnO溝道層，光刻ZnInSnO溝道層

用磁控濺射方法，在柵絕緣層/ITO柵極結(jié)構(gòu)上低溫沉積ZnInSnO合金半導(dǎo)體薄膜溝道層材料，生長(zhǎng)的方法是雙靶共濺射或采用合金靶濺射；溝道層厚度為20-200nm，可見(jiàn)光透過(guò)率≥90％；光刻溝道層，獲得長(zhǎng)、寬度不同的溝道；所述的用磁控濺射方法生長(zhǎng)ZnInSnO溝道層，ZnInSnO溝道層載流子濃度的控制，是通過(guò)摻雜N，As，P，Sb；或采用Ar+O₂混合氣體濺射，通過(guò)調(diào)節(jié)O₂的氣壓比調(diào)節(jié)ZnInSnO合金半導(dǎo)體薄膜的電阻率和載流子濃度；生長(zhǎng)參數(shù)如下：

本底氣壓：1×10^-4Pa～2×10^-4Pa；合金靶材組分：ZnO∶In₂O₃∶SnO₂＝90∶5∶5；濺射功率：100W；

濺射氣體：Ar+O₂；生長(zhǎng)氣壓：1.8-1.9Pa；襯底溫度：室溫；生長(zhǎng)時(shí)間：4min；膜厚：20nm；退火：150℃退火30min；光刻ZnInSnO溝道層中的腐蝕液為H₃PO₄；

(d)在ZnInSnO/柵絕緣層/ITO柵極結(jié)構(gòu)上沉積源、漏電極薄膜

源、漏電極薄膜是透明的氧化銦錫ITO導(dǎo)電薄膜或摻雜鋁、鎵或銦的ZnO透明導(dǎo)電薄膜、或是非透明的金屬鋁薄膜；氧化銦錫ITO氧化物導(dǎo)電薄膜由磁控濺射方法低溫沉積得到，鋁膜沉積用熱蒸發(fā)法蒸鍍鋁膜或電子束蒸發(fā)法或磁控濺射法；電極厚度100nm～500nm；通過(guò)光刻膠剝離得到源漏電極；獲得合金氧化物透明薄膜晶體管芯片，具體步驟如下：

1)光刻源、漏圖形；

2)磁控濺射方法低溫沉積≤150℃氧化物導(dǎo)電薄膜ITO、或ZnO摻鋁、鎵或銦，并在300℃?退火30分鐘后形成導(dǎo)電薄膜；熱蒸發(fā)法蒸鍍鋁膜或電子束蒸發(fā)法或磁控濺射法沉積鋁膜，電極厚度是100～500nm，沉積完成薄膜電極之后，進(jìn)行電極的剝離；

3)電極剝離：鍍好源、漏電極薄膜后，放丙酮中用50℃左右水浴，在光刻膠上的電極薄膜隨光刻膠的溶解脫落，而沒(méi)有光刻膠的地方的電極薄膜留著，這樣就得到了源、漏電極。

2.根據(jù)權(quán)利要求1薄膜晶體管芯片的制備方法，其特征在于：光刻ITO柵極的步驟如下：

1)清洗鍍有ITO透明導(dǎo)電薄膜的玻璃，依次用四氯化碳，丙酮，酒精超聲波清洗，然后用去離子水沖洗；

2)烘干：將清洗干凈的鍍有ITO透明導(dǎo)電薄膜的玻璃放入烘箱干燥；

3)勻膠：用勻膠機(jī)在ITO面甩上光刻膠；

4)前烘：將甩上光刻膠的鍍有ITO透明導(dǎo)電薄膜的玻璃置于烘箱干燥；

5)曝光：甩上光刻膠、干燥后用紫外曝光；

6)顯影：用體積比為1∶1去離子水的顯影液顯影，然后用去離子水清洗干凈，氮?dú)獯蹈桑?

7)堅(jiān)膜：顯影完全后放入烘箱干燥；

8)濕法腐蝕：干燥后用HNO₃∶H₂O∶HCl體積比＝1∶2∶3的腐蝕液濕法腐蝕；

9)去光刻膠：丙酮浸泡兩次，酒精浸泡一次，去離子水反復(fù)沖洗，高純氮吹干。

3.根據(jù)權(quán)利要求1薄膜晶體管芯片的制備方法，其特征在于：光刻膠剝離的方法獲得源、漏電極步驟如下：先光刻出源、漏電極圖形，這樣源、漏電極圖形處的光刻膠是被曝光、顯影所去掉，而其他位置光刻膠完好，然后沉積上一層透明導(dǎo)電薄膜或鋁膜，完成薄膜沉積后，置于丙酮中浸泡，有光刻膠的地方被泡掉，其上的薄膜連同光刻膠也一并隨著光刻膠脫落，只留下電極圖形處的導(dǎo)電薄膜。?