[發(fā)明專利]一種改善器件均勻性的頂柵結(jié)構(gòu)金屬氧化物薄膜晶體管及其制作方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210368283.6
• 申請日: 2012-09-28
• 公開（公告）號: CN102969364A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 向桂華;王娟;趙偉明
• 申請（專利權(quán)）人: 東莞有機發(fā)光顯示產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院;東莞彩顯有機發(fā)光科技有限公司
• 主分類號: H01L29/786
• 分類號: H01L29/786;H01L29/40;H01L21/336;H01L21/28
• 代理公司: 東莞市冠誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44272
• 代理人: 張作林

1.一種改善器件均勻性的頂柵結(jié)構(gòu)金屬氧化物薄膜晶體管，其特征在于：該薄膜晶體管包括基板、有源層輔助電極、有源層、絕緣層、柵極、源極和漏極；其中，有源層輔助電極設(shè)于基板之上，有源層設(shè)于有源層輔助電極之上，源極設(shè)于有源層上側(cè)之一端，漏極設(shè)于有源層上側(cè)之另一端，絕緣層設(shè)于有源層上側(cè)之中部，柵極設(shè)于絕緣層之上；有源層輔助電極有兩支，均設(shè)于基板與有源層之間并分別與源極和漏極相連接；有源層為復(fù)合膜層結(jié)構(gòu)或單層膜層結(jié)構(gòu)，當有源層為復(fù)合膜層結(jié)構(gòu)時，從下而上依次為貧氧型金屬氧化物膜層、富氧型金屬氧化物膜層；當有源層為單層膜層結(jié)構(gòu)時，為金屬氧化物膜層。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂柵結(jié)構(gòu)金屬氧化物薄膜晶體管，其特征在于：所述基板材料為硅片、玻璃或者陶瓷中的一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂柵結(jié)構(gòu)金屬氧化物薄膜晶體管，其特征在于：所述有源層輔助電極可用帶電極層的玻璃形成，如ITO玻璃，或用濺射法制作的金屬電極。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂柵結(jié)構(gòu)金屬氧化物薄膜晶體管，其特征在于：所述有源層為IGZO材料，IGZO是由銦、鎵、鋅和氧4個元素符號的英文首字母組成；所述有源層采用濺射方法制備，并且在濺射過程中使用同一個靶材，靶材的材料為(In₂O₃)_x(Ga₂O₃)_y(ZnO)_z，其中0≤x、y、z≤1，且x+y+z=1；在濺射過程中選擇無氧或低氧氣氛得到貧氧型金屬氧化物膜層，選擇富氧氣氛得到富氧型金屬氧化物膜層。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂柵結(jié)構(gòu)金屬氧化物薄膜晶體管，其特征在于：所述有源層在源極和漏極位置用開孔的形式圖形化，使有源層輔助電極與源極和漏極直接相連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂柵結(jié)構(gòu)金屬氧化物薄膜晶體管，其特征在于：所述絕緣層為絕緣金屬氧化物、硅基絕緣材料、高分子材料中的一種。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的頂柵結(jié)構(gòu)金屬氧化物薄膜晶體管，其特征在于：所述硅基絕緣材料為二氧化硅、氮化硅絕緣材料中的一種或兩種復(fù)合材料。

8.一種權(quán)利要求1所述頂柵結(jié)構(gòu)金屬氧化物薄膜晶體管的制作方法，其特征在于：包括以下步驟（以ITO基板為例）：

a、在含ITO的基板上，采用掩模板圖形化ITO電極，形成有源層的輔助電極圖案；

b、在形成輔助電極后的基板上，采用濺射法制作有源層，選擇無氧或低氧氣氛得到貧氧型金屬氧化物膜層，選擇富氧氣氛得到富氧型金屬氧化物膜層；有源層制作完并圖形化后，高溫退火，退火溫度150℃～500℃，退火在大氣或含氧氣氛下進行；

c、在有源層上側(cè)，采用濺射、化學(xué)氣相沉積、旋涂或印刷的方法制作絕緣層；并采用光刻或掩模方法得到絕緣層形狀；絕緣層制作完后，高溫退火，退火溫度150℃～500℃，退火在大氣或含氧氣氛下進行；

d、在絕緣層上通過濺鍍或蒸鍍方法制作柵極，并采用光刻或掩模方法得到柵極形狀；

e、在柵極上側(cè)，采用濺射、化學(xué)氣相沉積、旋涂或印刷的方法制作鈍化層；并采用光刻或掩模方法得到鈍化層形狀；

f、在鈍化層圖案形成后，繼續(xù)采用鈍化層的掩模版，圖形化有源層與源漏電極接觸區(qū)的開孔；

g、在鈍化層的源極接觸區(qū)上側(cè)通過濺鍍或蒸鍍方法制作源極，并采用光刻或掩模方法得到源極形狀；在鈍化層的漏極接觸區(qū)上側(cè)通過濺鍍或蒸鍍方法制作漏極，并采用光刻或掩模方法得到漏極形狀。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述頂柵結(jié)構(gòu)金屬氧化物薄膜晶體管的制作方法，其特征在于：所述有源層制作完后的退火溫度為150℃～350℃，所述絕緣層制作完后的退火溫度為150℃～350℃。

10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述頂柵結(jié)構(gòu)金屬氧化物薄膜晶體管的制作方法，其特征在于：所述源極、漏極和柵極的電極材料均為金屬Al、Mo、Cu、Ti或其他低電阻率的金屬材料中的一種或多種。