[發明專利]柔性透明氧化物雙柵薄膜晶體管的制備方法

有效

• 申請號: 201710684293.3
• 申請日: 2017-08-11
• 公開（公告）號: CN107359206B
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 徐從康
• 申請（專利權）人: 東臺市超品光電材料有限公司
• 主分類號: H01L29/786
• 分類號: H01L29/786;H01L21/02;C23C28/04
• 代理公司: 重慶創新專利商標代理有限公司 50125
• 代理人: 付繼德

本發明公開了公開了一種柔性透明氧化物雙柵薄膜晶體管的制備方法。尤其是在可彎曲拉伸的柔性基體上用TCO旋轉靶材和金屬平面靶材磁控濺射通過控制氧含量制作半導體TCO氧化物溝道和金屬性能的TCO作為源和漏電極及金屬柵電極，實現柔性透明的TFTs。開/關電流比：1.5?3.6X 10⁶；閾值電壓?5.0到?1.0V；透光率大于80％。

技術領域

本發明公開了一種柔性透明氧化物雙柵薄膜晶體管的制備方法。尤其是在可彎曲拉伸的柔性基體上用TCO旋轉靶材和金屬平面靶材磁控濺射通過控制氧含量制作半導體TCO氧化物溝道和金屬性能的TCO作為源和漏電極，實現柔性透明的TFTs。

背景技術

由于其可攜帶，遷移率高，制程溫度低，可彎曲透明的氧化物薄膜晶體管在柔性電子學和顯示器的應用上引起廣泛的關注。柔性電子就是將電子器件制作在柔性可延性塑料、玻璃或薄金屬基板上的新興電子技術，以其獨特的柔性、延展性以及高效、低成本制造工藝，在信息、能源、醫療、國防等領域具有廣泛應用前景，如柔性電子顯示器、薄膜太陽能電池板、電子用表面粘貼等。柔性電子具有柔軟、可變形、質輕、便攜、可大面積應用等特性，并通過大量應用新材料和新工藝產生出大量新應用，包括RFID、柔性顯示、OLED發光、傳感器、柔性光伏、邏輯與存儲、柔性電池。在未來，貼個“電子貼紙”在手背上就能檢測紫外線照射程度；心臟起搏器再也不用換電池；同時電池能夠直接卷繞生產。近年來，柔性電子這一新興學科已經引起了國內外科技界與工業界的廣泛關注，吸引著眾多公司投入到這一科技領域的研發過程中來，加速柔性電子的實用產品開發和商業化進程。在科技發展“十三五”規劃中，國家正在通過政策引導與資金扶持將大力推動中國柔性與印刷電子的研究及產業化。我國是電子產業大國，但不是技術強國，柔性電子是我國爭取電子產業跨越式發展的機會。柔性電子具有廣闊市場，市場規模迅速擴張，可成為國家支柱產業。

發明內容

發明目的：提供一種柔性透明氧化物雙柵薄膜晶體管的制備方法，在可彎曲拉伸的柔性基體上用TCO旋轉靶材和金屬平面靶材磁控濺射通過控制氧含量制作半導體TCO氧化物溝道和金屬性能的TCO作為源和漏電極，實現柔性透明的TFTs。

一種柔性透明氧化物雙柵薄膜晶體管的制備方法，包括以下步驟：

步驟1.將柔性可彎曲拉伸的基體在真空室加熱到80℃除去表面濕氣；然后通入450SCCM流量Ar在200W直流電壓下進行表面等離子預處理清洗；

步驟2.在射頻功率120-180W,純Ar流量300SCCM，工作壓力2-6mTorr的環境下，用透明導電氧化物旋轉或平面靶材在柔性基體上沉積厚度500納米的金屬TCO薄膜作為金屬柵電極；

步驟3.用原子層沉積柵極介電層；三甲基鋁在150℃下采用原子層沉積形成Al₂O₃柵極介電層。

步驟4.在射頻功率120-180W,Ar/O₂流量300/15SCCM，工作壓力2-6mTorr的環境下，用透明導電氧化物旋轉或平面靶材在柔性基體上沉積厚度800納米的半導體TCO 薄膜作為半導體金屬氧化物溝道；

步驟5.在射頻功率120-180W,純Ar流量300SCCM，工作壓力2-6mTorr的環境下，用透明導電氧化物旋轉或平面靶材在柔性基體上沉積厚度500納米的金屬TCO薄膜作為金屬源、漏電極；兩個電極之間距離為20微米。

步驟6.用原子層沉積柵極介電層；三甲基鋁在150℃下采用原子層沉積形成Al₂O₃柵極介電層。

步驟7.在射頻功率120-180W,純Ar流量300SCCM，工作壓力2-6mTorr的環境下，用透明導電氧化物旋轉或平面靶材在柔性基體上沉積厚度500納米的金屬TCO薄膜作為金屬柵電極。