[發明專利]一種薄膜晶體管生長工藝

無效

• 申請號: 201210576534.X
• 申請日: 2012-12-25
• 公開（公告）號: CN103035569A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 曲志乾;于正友;魏薇
• 申請（專利權）人: 青島盛嘉信息科技有限公司
• 主分類號: H01L21/77
• 分類號: H01L21/77;H01L29/786
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明涉及IGCZO?TFT生長工藝及TFT流片工藝。

背景技術

a-Si:H?TFT作為有源開關器件，在TFT-LCD中得到廣泛的應用。但是，a-Si:H?TFT的最大的缺點是場效應遷移率低，同時由于a-Si的禁帶比較窄，使得其在可見光范圍內不透明，這就極大的限制了a-si:H?TFT的應用范圍，尤其是a-si:H?TFT不能用來制作啟動電路，TFT-LCD需要配置專用的外圍驅動電路，提高了制造成本，降低了可靠性。

透明半導體氧化物作為開關器件的先決條件是禁帶寬度大于3eV，具有高電導性和高光透過率(>80%)。其他透明的寬禁帶半導體BaN和SiC目前也有研究用于TFT。但是，寬禁帶半導體氧化物有更現實的前景，因為它們可以在低溫下生長，這樣襯底的選擇將會更多，包括玻璃和有機物。在所有的氧化物半導體材料中，ZnO由于具有低溫生長的特性和高電導而受到廣泛的關注。ZnO結構決定了TFT器件的閩值電壓及其電傳導特性的好壞。半導體ZnO薄膜材料呈強n型，載流子濃度可以達到1020/cm3，單晶ZnO遷移率可以達到200cm2/V·s，有利于形成多數載流子為電子的耗盡型場效應晶體管，自然地利用了電子遷移率高于空穴遷移率的優越性。但是增強型TFT在低功耗半導體器件擁有更好的前景。采用不同的生長技術，ZnO生長溫度選擇可以在300-700℃之間。多晶ZnO材料的霍爾遷移率在10-50cm2/V·s。最近也有p型ZnO通過MBE生長，磁空濺射生長和混合束沉積成功的報道。基于以上特點，選擇ZnO作為TTFT的有源層受到廣泛關注。

ZnO基FET發展面臨的其中一個挑戰是有源層載流子的控制。未退火的ZnO表現高的載流子濃度，高的載流子濃度使得溝道在未加電壓時也處于導通狀態，器件工作在耗盡狀態下，因此本征ZnO器件是耗盡型器件。但是，高濃度載流子耗盡的實現是很困難的，由外加電壓控制電導的增強型器件更具有實用價值。ZnO可以與Ga2O3、In2O3以及CaO形成IGCZO合金材料，通過調節IGCZO中Ca的含量可以有效地增大禁帶寬度，降低載流子濃度。ZnO基TFT發展的另一個挑戰是柵介質層的選擇。和體硅器件一樣，柵極的漏電流也是必須關注的問題。目前用的比較多的是Si3N4和HfO2。直接在ITO玻璃上連續生長IGCZO薄膜，在TFT器件的生長控制、成本及其器件的界面等方面有無可比擬的優勢。IGCZO薄膜中電子的遷移率是與能隙中的局域態密度有關的，而局域態密度的分布又與薄膜的制備工藝條件密切相關。因此工藝步驟、條件的選擇與優化至關重要。

發明內容

本發明提供一種IGCZO?TFT生長工藝及TFT流片工藝

該IGCZO生長工藝包括：

1)腐蝕ITO玻璃；

2)生長IGCZO復合層結構

其中，IGCZO復合層TFT器件后期制備流程如下：

1)刻蝕Al；

2)濕法腐蝕IGCZO。

上述腐蝕ITO玻璃包括使用腐蝕液HNO3：H20：HCI＝1：2：3，水浴50℃1分鐘。

上述生長IGCZO復合層結構包括采用物理蒸發低溫沉積(PELD)系統蒸發氧化物ZnO和Ga2O3、In2O3以及Ca2O3，在ITO玻璃襯底上連續沉積生長IGCZO和C-IGCZO復合層薄膜。

上述濕法腐蝕IGCZO包括采用H3PO4：H2O配比的溶液水浴60℃濕法腐蝕IGCZO。

具體實施方式

本發明提供一種IGCZO?TFT生長工藝。

1材料制備

1)腐蝕ITO玻璃

TIO玻璃正面涂6809#正膠，4000轉/分鐘甩膠30秒，甩膠后光刻膠厚度0.88微米。前烘80℃20分鐘;光刻曝光12秒，顯影6秒，鏡檢觀察顯影完全，等離子體去膠機打底膜巧秒去除光刻膠殘余。后烘固膠120℃30分鐘。

腐蝕液HNO3：H20：HCI＝1：2：3，水浴50℃1分鐘

浸泡于丙酮中溶解光刻膠，乙醇浸泡溶解丙酮，去離子水沖洗，氮氣吹干，置于烘箱中干燥，準備IGCZO薄膜的沉積。

2)生長IGCZO復合層結構