[發(fā)明專利]一種高K值氧化鋯鈦復(fù)合絕緣層薄膜及其晶體管制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010967368.0
• 申請(qǐng)日: 2020-09-15
• 公開（公告）號(hào): CN112053935A
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝應(yīng)濤;陳鵬龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L21/02
• 分類號(hào): H01L21/02;H01L29/786;H01L21/336
• 代理公司: 北京同恒源知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 楊柳岸

1.一種高K值氧化鋯鈦復(fù)合絕緣層薄膜的制備方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

S1：乙酰丙酮鋯溶解于二甲基甲酰胺DMF中，濃度為0.1～0.5摩爾/升；然后加入一定體積的二乙醇胺，其中體積比乙醇胺：DMF＝1:3～1:6；最后加熱攪拌形成透明澄清的氧化鋯前驅(qū)體溶液；

S2：將鈦酸四丁酯或者鈦酸異丙酯與上述氧化鋯前驅(qū)體溶液按一定體積比混合，范圍為0％x≤30％；最后攪拌形成透明澄清的混合氧化鋯鈦ZrTiOx前驅(qū)體溶液；

S3：將不同體積比的ZrTiOx前驅(qū)體溶液通過旋涂或者打印方式涂覆于基板上，然后通過365nm紫外光照射0.5～2小時(shí)，形成具有高K值的、低漏電特性的ZrTiOx絕緣層薄膜。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高K值氧化鋯鈦復(fù)合絕緣層薄膜的制備方法，其特征在于：所述制備方法具體為：

(1)先將488mg的乙酰丙酮鋯溶解于2.8ml的二甲基甲酰胺DMF中，然后再加入0.5ml的二乙醇胺，形成氧化鋯前驅(qū)體溶液；為加速溶解，將上述混合溶液70℃加熱攪拌3小時(shí)，并過濾后備用；

(2)為更好的溶解，將上述氧化鋯前驅(qū)體溶液70℃加熱并磁力攪拌3小時(shí)，并過濾后備用；

(3)接著取1ml上述氧化鋯前驅(qū)體溶液，為對(duì)比不同濃度下薄膜性能，添加100ul、200ul、300ul鈦酸四丁酯溶液，比例分別用10％、20％、30％表示，形成不同濃度的混合氧化鋯鈦ZrTiOx前驅(qū)體溶液；

(4)為使上述氧化鋯鈦ZrTiOx前驅(qū)體溶液得到充分溶解，在室溫條件下磁力攪拌20分鐘，并過濾后備用；

(5)將不同濃度的混合氧化鋯鈦前驅(qū)體溶液旋涂或者打印于已清洗的硅片或玻璃基板上，得到約30～100納米后的ZrTiOx薄膜，然后在空氣環(huán)境下，通過365nm紫外光照射0.5～2小時(shí)，形成具有高K值的ZrTiOx絕緣層薄膜，完成薄膜制備。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述方法的高K值氧化鋯鈦復(fù)合絕緣層薄膜晶體管的制備方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

底柵頂接觸BG-TC結(jié)構(gòu)的氧化物薄膜晶體管具體制備步驟如下：

(1)在玻璃基板或者硅片上，通過噴墨打印或者標(biāo)準(zhǔn)光刻工藝技術(shù)，形成Al或者M(jìn)o/Al/Mo的柵電極圖案；

(2)接著通過旋涂或者打印的方式沉積10～100nm的具有高K值的ZrTiOx絕緣層；

(3)接著采用旋涂或者磁控濺射的方法沉積約20～60nm厚的氧化物半導(dǎo)體薄膜，然后進(jìn)行退火處理，形成空缺較少的半導(dǎo)體層；

(4)最后通過噴墨打印或者標(biāo)準(zhǔn)光刻工藝技術(shù)，形成Al或者M(jìn)o/Al/Mo的源漏電極圖案；

至此完成BG-TC氧化物薄膜晶體管制備。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述方法的高K值氧化鋯鈦復(fù)合絕緣層薄膜晶體管的制備方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

頂柵底接觸TG-BC結(jié)構(gòu)的氧化物薄膜晶體管具體制備步驟如下：

(1)在玻璃基板，通過噴墨打印或者標(biāo)準(zhǔn)光刻工藝技術(shù)，形成Al或者M(jìn)o/Al/Mo的源漏電極圖案；

(2)接著采用旋涂或者磁控濺射的方法沉積約20～60nm厚的氧化物半導(dǎo)體薄膜，然后進(jìn)行退火處理，形成空缺較少的半導(dǎo)體層；

(3)接著通過旋涂或者打印的方式沉積10～100nm的具有高K值的ZrTiOx絕緣層；

(4)最后通過噴墨打印或者標(biāo)準(zhǔn)光刻工藝技術(shù)，形成Al或者M(jìn)o/Al/Mo的柵電極圖案；

至此完成TG-BC氧化物薄膜晶體管制備。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述方法的高K值氧化鋯鈦復(fù)合絕緣層薄膜晶體管的制備方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

底柵頂接觸BG-TC結(jié)構(gòu)的有機(jī)薄膜晶體管具體制備步驟如下：

(1)在玻璃基板或者硅片上，通過噴墨打印或者旋涂的方法，控制滴入導(dǎo)電墨水劑量，形成柵電極圖案；

(2)接著通過旋涂或者打印的方式沉積10～100nm的具有高K值的ZrTiOx絕緣層；

(3)接著采用旋涂或者噴墨打印的方法沉積約20～60nm厚的有機(jī)半導(dǎo)體薄膜，并進(jìn)行退火處理；

(4)最后通過噴墨打印的方法，控制滴入導(dǎo)電墨水劑量，形成源漏電極圖案；

至此完成BG-TC有機(jī)薄膜晶體管制備。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述方法的高K值氧化鋯鈦復(fù)合絕緣層薄膜晶體管的制備方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

頂柵底接觸TG-BC結(jié)構(gòu)的有機(jī)薄膜晶體管具體制備步驟如下：

(1)在玻璃基板或者硅片上，通過噴墨打印的方法，控制滴入導(dǎo)電墨水劑量，形成源漏電極圖案；

(2)接著對(duì)源漏電極進(jìn)行表面自組裝處理，進(jìn)而提高源漏金屬電極的功函數(shù)；

(3)接著采用旋涂或者噴墨打印的方法沉積約20～60nm厚的有機(jī)半導(dǎo)體薄膜，并進(jìn)行退火處理；

(4)接著通過旋涂或者打印的方式沉積10～100nm的ZrTiOx絕緣層；

(5)最后通過噴墨打印的方法，控制滴入導(dǎo)電墨水劑量，形成柵電極圖案；

至此完成TG-BC有機(jī)薄膜晶體管制備。