[發(fā)明專利]C軸結(jié)晶IGZO薄膜及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611147744.1
• 申請日: 2016-12-13
• 公開（公告）號: CN106756877B
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王選蕓
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢華星光電技術(shù)有限公司
• 主分類號: C23C16/40
• 分類號: C23C16/40;C23C16/455
• 代理公司: 深圳市德力知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 44265
• 代理人: 林才桂;聞盼盼

本發(fā)明提供一種C軸結(jié)晶IGZO薄膜及其制備方法。本發(fā)明的C軸結(jié)晶IGZO薄膜的制備方法，通過采用原子層沉積的方法來制備C軸結(jié)晶IGZO薄膜，能夠在原子水平上精確控制C軸結(jié)晶IGZO的結(jié)構(gòu)，制得的C軸結(jié)晶IGZO的結(jié)晶質(zhì)量好，氧缺陷較少，能夠提高TFT的穩(wěn)定性；并且由于本發(fā)明制得的C軸結(jié)晶IGZO薄膜中的結(jié)晶區(qū)域的面積較大，達(dá)百微米級至毫米級，因此可促進(jìn)C軸結(jié)晶IGZO的規(guī)?；瘧?yīng)用；同時本發(fā)明利用最優(yōu)化的工藝條件來制備C軸結(jié)晶IGZO薄膜，可提高生產(chǎn)良率，降低生產(chǎn)成本。本發(fā)明的C軸結(jié)晶IGZO薄膜，C軸結(jié)晶IGZO的結(jié)晶質(zhì)量好，氧缺陷較少，能夠提高TFT的穩(wěn)定性，同時結(jié)晶區(qū)域的面積較大，有利于C軸結(jié)晶IGZO的規(guī)模化應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種C軸結(jié)晶IGZO薄膜及其制備方法。

背景技術(shù)

薄膜晶體管(Thin Film Transistor，TFT)是目前液晶顯示裝置(Liquid CrystalDisplay，LCD)和有源矩陣驅(qū)動式有機電致發(fā)光顯示裝置(Active Matrix Organic Light-Emitting Diode，AMOLED)中的主要驅(qū)動元件，直接關(guān)系到高性能平板顯示裝置的發(fā)展方向。

隨著智能手機與平板顯示等終端應(yīng)用的興起，250PPI(Pixels Per Inch，每英寸所擁有的像素數(shù)目)以上的高精細(xì)度面板要求逐漸成為搭配趨勢，也促使更多面板廠投入高精細(xì)度的低溫多晶硅(Low Temperature Poly Silicon，LTPS)薄膜晶體管擴產(chǎn)，但由于低溫多晶硅薄膜晶體管(LTPS TFT)生產(chǎn)線的制程復(fù)雜度高，且良率也是一大問題，因此面板廠積極投入金屬氧化物半導(dǎo)體的研發(fā)工作，目前以非結(jié)晶氧化銦鎵鋅(amorphousIndium Gallium Zinc Oxide，a-IGZO)技術(shù)較為成熟。

IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide)為氧化銦鎵鋅的縮寫，它是一種薄膜電晶體技術(shù)，在TFT-LCD主動層之上打上的一層金屬氧化物。IGZO技術(shù)由夏普(Sharp)掌握，是與日本半導(dǎo)體能源研究所共同開發(fā)的產(chǎn)品。除了夏普外，三星SDI以及樂金顯示也同樣具備生產(chǎn)IGZO面板的能力。

IGZO與非晶質(zhì)硅(a-Si)材料相比，電子遷移率較a-Si TFT快20到50倍，IGZO使用銦、鎵、鋅、氧氣，取代了傳統(tǒng)的a-Si現(xiàn)用圖層，可以大大降低屏幕的響應(yīng)時間，縮小電晶體尺寸，提高面板畫素的開口率，較易實現(xiàn)高精細(xì)化，由此將簡單的外部電路整合至面板之中，使移動裝置更輕薄，耗電量也降至之前的三分之二。

IGZO規(guī)?；褂弥写嬖诘淖畲髥栴}是IGZO中氧空位(或者氧缺陷)的迅速變化會導(dǎo)致TFT的穩(wěn)定性較差。這是IGZO材料本身缺陷導(dǎo)致的問題，想要解決此問題，必須從材料本身結(jié)構(gòu)出發(fā)來控制氧空位的變化，以提高TFT的穩(wěn)定性。C軸結(jié)晶IGZO(C-axis AlignedCrystalline，簡稱CAAC)具有層狀的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，無晶界，材料本身的氧缺陷非常少，因此在TFT穩(wěn)定性方面具有a-IGZO不可比擬的優(yōu)勢。SEL公司(Semiconductor Energy LaboratoryCo.,Ltd)的研究團(tuán)隊采用磁控濺射的方式制備C軸結(jié)晶IGZO薄膜，但是制得的C軸結(jié)晶IGZO薄膜中只有直徑為1nm-3nm的區(qū)域為結(jié)晶狀態(tài)，絕大部分的區(qū)域都是非晶狀態(tài)，也就是說，所述C軸結(jié)晶IGZO薄膜中，只有極小的區(qū)域為C軸結(jié)晶IGZO，其余區(qū)域均為a-IGZO，由于結(jié)晶區(qū)域的面積較小，因此不利于C軸結(jié)晶IGZO的規(guī)模化應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種C軸結(jié)晶IGZO薄膜的制備方法，制得的C軸結(jié)晶IGZO的結(jié)晶質(zhì)量好，氧缺陷較少，能夠提高TFT的穩(wěn)定性；同時制得的C軸結(jié)晶IGZO薄膜中的結(jié)晶區(qū)域的面積較大，可促進(jìn)C軸結(jié)晶IGZO的規(guī)?；瘧?yīng)用。

本發(fā)明的目的還在于提供一種C軸結(jié)晶IGZO薄膜，C軸結(jié)晶IGZO的結(jié)晶質(zhì)量好，氧缺陷較少，能夠提高TFT的穩(wěn)定性，同時結(jié)晶區(qū)域的面積較大，有利于C軸結(jié)晶IGZO的規(guī)模化應(yīng)用。