[發明專利]有源層的制作方法、氧化物薄膜晶體管及其制作方法

在審

• 申請號: 201611192417.8
• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN106856173A
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發明（設計）人: 肖鵬;陳國杰
• 申請（專利權）人: 佛山科學技術學院
• 主分類號: H01L21/467
• 分類號: H01L21/467;H01L21/34;H01L29/786
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司44224
• 代理人: 周修文

技術領域

本發明涉及顯示技術領域，尤其是涉及一種有源層的制作方法、氧化物薄膜晶體管及其制作方法。

背景技術

薄膜晶體管(TFT，Thin Film Transistor)主要應用于控制和驅動液晶顯示器(LCD，Liquid Crystal Display)、有機發光二極管(OLED，Organic Light-Emitting Diode)顯示器的子像素，是平板顯示的核心技術。

相比成熟的a-Si:H TFT和LTPS(Low Temperature Poly-silicon，低溫多晶硅技術)TFT背板技術，基于金屬氧化物半導體材料的TFT背板技術具有電子遷移率高(1～100cm²/Vs)、制備溫度低(<400℃，遠低于玻璃的熔點)、成本低(只需要普通的濺射工藝即可完成)以及持續工作穩定性好的特點，其被認為是下一代最有前景的TFT背板技術，受到學術界和產業界的廣泛研究。

目前，氧化物薄膜晶體管存在的一個問題是生成的半導體溝道層往往具有很高的載流子濃度，使得有源區中的載流子不能完全被耗盡，導致晶體管的閾值電壓為負值(對n型器件而言)，即在柵極電壓為0時，溝道層中即有電流產生，器件不能完全關斷。當要使器件關斷，需要施加一個負的柵極電壓，這將增加器件的功耗。

發明內容

基于此，本發明在于克服現有技術的缺陷，提供一種有源層的制作方法、氧化物薄膜晶體管及其制作方法，其通過陽極氧化的處理方法降低有源層的載流子濃度，實現器件閾值電壓的正移(接近0V)，使得器件處于“常關”狀態，從而獲得高穩定性、低功耗器件。

其技術方案如下：

一種有源層的制作方法，包括以下步驟：

在基板上沉積氧化物薄膜，并對所述氧化物薄膜進行圖形化處理獲得氧化物層；

在基板上制作覆蓋于所述氧化物層上的光刻膠層，并對所述光刻膠層進行圖形化處理使所述氧化物層露出溝道區；

將所述基板置于電解液中，所述基板作為陽極，采用金屬Pt作為陰極，對所述基板進行陽極氧化處理，所述溝道區上氧化物層經陽極氧化后形成有源層；

將基板取出，去除光刻膠層。

在其中一個實施例中，所述對基板進行陽極氧化處理的步驟采用先恒流氧化后恒壓氧化的方法，恒定電流密度為0.1mA/cm²～0.5mA/cm²，恒定電壓為20V～50V。

在其中一個實施例中，所述恒定電流密度為0.15mA/cm²，所述恒定電壓為50V。

在其中一個實施例中，所述先恒流氧化后恒壓氧化的方法具體為：先施加恒定電流，陽極和陰極之間的電壓將隨時間線性升高，當電壓升高到恒定電壓時，將該電壓恒定維持30min～40min。

在其中一個實施例中，所述有源層的載流子濃度調控范圍為10¹⁶cm^-3～10²⁰cm^-3。

在其中一個實施例中，采用物理氣相沉積或溶液加工的方法在基板上沉積氧化物薄膜。

在其中一個實施例中，所述氧化物層的厚度為10nm～200nm。

在其中一個實施例中，所述氧化物薄膜為ZnO薄膜、In₂O₃薄膜、SnO₂薄膜、Ga₂O₃薄膜、ZrInO薄膜、InZnO薄膜、InSnO薄膜、InAlO薄膜、InWO薄膜、InGaZnO薄膜、InAlZnO薄膜、InTaZnO薄膜、InHfZnO薄膜中的一種或幾種組合。

本技術方案還提供了一種氧化物薄膜晶體管的制作方法，其特征在于，包括上述的有源層的制作方法。

本技術方案還提供了一種氧化物薄膜晶體管，包括基板、柵極、柵極絕緣層、有源層、源極和漏極，所述有源層采用上述的有源層的制作方法制作而成。

下面對前述技術方案的優點或原理進行說明：