[發明專利]頂柵金屬氧化物薄膜晶體管的制備方法

有效

• 申請號: 201110009753.5
• 申請日: 2011-01-18
• 公開（公告）號: CN102157564A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發明（設計）人: 董承遠;施俊斐
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H01L29/786
• 分類號: H01L29/786;H01L29/45;H01L21/44;H01L21/77
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

1.一種頂柵金屬氧化物薄膜晶體管的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步、在襯底上采用磁控濺射源漏電極材料并通過光刻和濕法刻蝕形成源漏電極；

第二步、在源漏電極上采用等離子體增強化學氣相沉積金屬氧化物材料；

第三步、在金屬氧化物材料的表面涂敷光刻膠并對光刻膠層進行采用化學機械拋光；

第四步、通過退火處理或等離子體處理未被光刻膠掩蔽的金屬氧化物，使之轉化為載流子濃度增加至10¹³-10¹⁵cm^-3以上的半導體；

第五步、剝離光刻膠并磁控濺射沉積柵絕緣層材料并通過濕法刻蝕形成柵極。

2.根據權利要求1所述的頂柵金屬氧化物薄膜晶體管的制備方法，其特征是，第一步和第五步中所述的磁控濺射是指：利用氬氣等離子體在電場和磁場的作用下，被加速的高能離子轟擊靶材表面，能量交換后，靶材表面的原子脫離原晶格而逸出，轉移到基板表面而成膜，濺射功率為100W，氣體壓力為1Pa，濺射氣體中氧氣與氬氣的比例范圍為：1∶20～1∶100且氬氣流量為30sccm，其中的柵絕緣層材料為：鋁、鉬或鉻金屬或其合金。

3.根據權利要求1所述的頂柵金屬氧化物薄膜晶體管的制備方法，其特征是，所述的濕法刻蝕是指：將刻蝕材料浸泡在刻蝕液成分為55wt％H₃PO₄、15％HNO₃以及5％CH₃COOH的刻蝕液內進行腐蝕。

4.根據權利要求1所述的頂柵金屬氧化物薄膜晶體管的制備方法，其特征是，所述的等離子體增強化學氣相沉積是指：在等離子體放電過程的輔助下反應物質在氣態條件下發生化學反應，生成固態物質沉積在加熱的基板表面，進而制得固體薄膜。

5.根據上述任一權利要求所述的頂柵金屬氧化物薄膜晶體管的制備方法，其特征是，所述的金屬氧化物是指：氧化鋅、氧化銦鎵鋅、氧化銦鋅或氧化銦鎵，其載流子濃度在10¹⁰/cm³以下。

6.根據權利要求1所述的頂柵金屬氧化物薄膜晶體管的制備方法，其特征是，第三步中所述的光刻膠層的厚度為1.2-2.0微米；所述的化學機械拋光是指：采用100-150gm/cm²的壓力，以60-200rpm的轉速將光刻膠層進行拋光平坦。

7.根據權利要求1所述的頂柵金屬氧化物薄膜晶體管的制備方法，其特征是，第四步中所述的退火是指：在真空或還原性氣氛下在200～400℃加熱處理的過程；所述的等離子體處理是指：采用氬氣等離子體對器件進行1～3分鐘表面處理的過程。

8.根據權利要求1所述的頂柵金屬氧化物薄膜晶體管的制備方法，其特征是，所述的剝離是指：采用二甲基亞砜和一乙醇胺以重量比為7∶3的混合剝離液去除光刻膠。