[發(fā)明專利]一種氧化鋅薄膜晶體管的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810775194.0
• 申請日: 2018-07-15
• 公開（公告）號(hào): CN108962759B
• 公開（公告）日: 2019-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高曉紅;張文通;楊帆;周路;王歡;趙陽;閆興振;李彬;吳博琦;王超;遲耀丹;楊小天
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林建筑大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L21/34
• 分類號(hào): H01L21/34;H01L29/786;H01L29/10;H01L29/417
• 代理公司: 吉林長春新紀(jì)元專利代理有限責(zé)任公司 22100
• 代理人: 魏征驥

本發(fā)明涉及一種氧化鋅薄膜晶體管的制備方法，屬于一種薄膜晶體管的制備方法。包括清潔襯底，柵極沉積，絕緣層沉積，富氧氧化鋅溝道層沉積，低氧氧化鋅溝道層沉積，源電極和漏電極沉積。優(yōu)點(diǎn)是通過雙有源層結(jié)構(gòu)、叉指源漏電極的制備，提供富氧、低氧分層制備溝道層來提高器件穩(wěn)定性與開態(tài)電流，在其上制備叉指形狀的源、漏電極進(jìn)一步大幅提高開態(tài)電流，且制備工藝簡單，為市場上在普遍使用的射頻磁控濺射和電子束蒸發(fā)，無需更換生產(chǎn)線；原材料為純氧化鋅，成本低廉、綠色環(huán)保。在紫外探測、顯示驅(qū)動(dòng)等領(lǐng)域都具有應(yīng)用前景。使純氧化鋅薄膜晶體管在市場上更加具備應(yīng)用潛力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體器件制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種薄膜晶體管的制備方法。

背景技術(shù)

隨著信息時(shí)代的到來，顯示領(lǐng)域進(jìn)入平板顯示時(shí)代，薄膜晶體管作為AMLCD和AMOLED中的核心元件，在平板顯示行業(yè)中已經(jīng)成為了不可替代的主導(dǎo)技術(shù)，而薄膜晶體管的穩(wěn)定性與各項(xiàng)性能指標(biāo)的高低將會(huì)直接限制顯示器的成像能力。尤其對(duì)于大尺寸、高分辨率、高幀率的顯示器，如三維顯示器，其對(duì)薄膜晶體管的穩(wěn)定性與驅(qū)動(dòng)力的要求更加苛刻，當(dāng)前市面上普遍采用的氫化非晶硅薄膜晶體管已無法滿足要求。此外，由于AMOLED的驅(qū)動(dòng)方式為電流驅(qū)動(dòng)，需要較大的電流注入才能使OLED像素單元發(fā)光，顯然低開態(tài)電流的氫化非晶硅薄膜晶體管也無法滿足這一要求。盡管多晶硅薄膜晶體管的開態(tài)電流較高，但其存在致命的缺點(diǎn)，由于晶界的存在，使它的電學(xué)性能會(huì)在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，需要通過補(bǔ)償電路來降低這一影響。因此多晶硅的復(fù)雜工藝和高成本必將使其在未來的平板顯示產(chǎn)業(yè)中淘汰出局。

對(duì)于上述問題，采用氧化鋅做為溝道層的薄膜晶體管是一條有效途徑。相比傳統(tǒng)非晶硅和多晶硅薄膜晶體管，氧化鋅薄膜晶體管具有可見光透明，均勻性好，原料價(jià)格低廉，易于制備等優(yōu)勢，無元素?fù)诫s的純氧化鋅薄膜晶體管還具有綠色環(huán)保、可降解的優(yōu)勢，符合國家的創(chuàng)新、綠色發(fā)展理念，可實(shí)現(xiàn)低成本的柔性顯示而受到廣泛關(guān)注。但是純氧化鋅薄膜晶體管仍存在一些缺陷需要改進(jìn)，如電學(xué)穩(wěn)定性差，開態(tài)電流較低等問題，限制了純氧化鋅薄膜晶體管的市場應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種氧化鋅薄膜晶體管的制備方法，以解決存在的電學(xué)穩(wěn)定性差，開態(tài)電流較低的問題。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案是，包括下列步驟：

(一)、清潔襯底，所述襯底采用硬質(zhì)襯底或柔性襯底；

(二)柵極沉積，所述柵極材料為金屬或氧化物導(dǎo)電膜，以電子束蒸發(fā)方法制備；具體步驟如下：

(1)利用光刻-剝離技術(shù)，先在襯底上旋涂光刻膠一，曝光顯影出制備單個(gè)薄膜晶體管器件的柵極小島區(qū)域，具體步驟如下：

1)涂光刻膠一，將清潔好的襯底固定在勻膠儀上，旋涂光刻膠一，轉(zhuǎn)速250rpm，時(shí)間7秒，升至500rpm，時(shí)間8秒，再升至3000rpm，時(shí)間30秒；

2)前烘，涂好光刻膠一的襯底在90℃下前烘3分鐘；

3)曝光，將上步前烘好的襯底用光刻板一覆蓋，放置于曝光機(jī)下曝光，此時(shí)圖形部分曝光，其余部分未受到光照；

4)顯影，將光刻膠一曝光后的襯底置于顯影液中，曝光部分對(duì)應(yīng)的光刻膠一溶于顯影液，被去除，露出襯底，得到即將沉積柵極小島的區(qū)域，用去離子水沖洗干凈后，氮?dú)獯蹈桑?/p>

(2)將顯影后的襯底放入電子束蒸發(fā)裝置生長室中，帶有顯影光刻膠一的一面朝下，用電子束蒸發(fā)方法鍍鋁；

(3)去膠，把經(jīng)過上述電子束蒸發(fā)方法鍍鋁后的樣本放入丙酮溶液中超聲1分鐘，光刻膠一溶于丙酮溶液，襯底表面的光刻膠一連同其上的金屬鋁被去除，剩余部分形成柵極小島，再用乙醇、去離子水沖洗干凈，用氮?dú)獯蹈桑玫綐悠芬唬?/p>

(三)、絕緣層沉積，所述絕緣層為高介電常數(shù)的氧化物絕緣體，采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積PECVD方法制備，具體步驟如下：