[發明專利]一種銦鎵鋅氧化物薄膜晶體管器件的制備方法

有效

• 申請號: 202011302452.7
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112420519B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 馮金波;邱慧;鄭在紋;竹文坤;何嶸;李宸;任儼;林丹;楊帆;樂昊飏
• 申請（專利權）人: 綿陽惠科光電科技有限公司
• 主分類號: H01L21/34
• 分類號: H01L21/34;H01L21/02;H01L29/24
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理有限公司 11369
• 代理人: 張忠慶

1.一種銦鎵鋅氧化物薄膜晶體管器件的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、將玻璃基板依次加入清洗液和去離子水中，分別超聲清洗，風刀吹干；

步驟二、通過磁控濺射工藝在玻璃基板表面沉積金屬薄膜，并進行圖案化處理，得到柵電極；

步驟三、通過等離子體增強化學氣相沉積法鍍膜工藝在柵電極表面沉積二氧化硅，即絕緣層；

步驟四、在絕緣層上制備銦鎵鋅氧化物半導體薄膜，并進行圖案化處理，得到有源層；

步驟五、通過磁控濺射工藝在絕緣層及有源層上沉積金屬層，并通過對金屬層進行圖案化處理，得到分別接觸有源層兩側的源電極和漏電極；

所述步驟三中，在絕緣層上制備銦鎵鋅氧化物半導體薄膜的過程為：將銦鹽、鎵鹽、鋅鹽和穩定劑加入混合溶劑中，然后加入超臨界二氧化碳反應器中，在體系密封后，通入二氧化碳至12~26MPa、溫度為40℃~60℃的條件下攪拌45~90min，然后泄壓，將混合料液加壓超聲分散30~45min，得到銦鎵鋅前驅體溶液；采用超聲霧化噴涂方法將銦鎵鋅前驅體溶液噴涂至絕緣層；然后進行退火處理；

所述加壓超聲分散的壓力為1~1.8MPa，頻率為55~65KHz。

2.如權利要求1所述的銦鎵鋅氧化物薄膜晶體管器件的制備方法，其特征在于，所述銦鹽為乙酸銦或乙酰丙酮銦；所述鎵鹽為乙酸鎵或乙酰丙酮鎵；所述鋅鹽為乙酸鋅或乙酰丙酮鋅；所述穩定劑為質量比為1:2:1的巰基乙酸、一乙醇胺和乙酰丙酮；所述混合溶劑為體積比為1:2~3的二甲基甲酰胺和水。

3.如權利要求1所述的銦鎵鋅氧化物薄膜晶體管器件的制備方法，其特征在于，所述銦鎵鋅前驅體溶液中銦離子、鎵離子和鋅離子的摩爾比為3~5:1~2:7~8；所述銦鎵鋅前驅體溶液中，銦鹽的濃度為0.05~0.08mol/L；所述穩定劑與混合溶劑的體積比為1:6~8。

4.如權利要求1所述的銦鎵鋅氧化物薄膜晶體管器件的制備方法，其特征在于，所述超聲霧化噴涂方法的工藝參數為：超聲頻率1.5~2.5MHz、溫度35~40℃、氣壓為0.3~0.4MPa、載氣為氮氣，且氮氣的流量為100~120mL/min；超聲霧化噴涂的噴霧口與絕緣層的距離為4~6cm。

5.如權利要求1所述的銦鎵鋅氧化物薄膜晶體管器件的制備方法，其特征在于，所述退火處理的過程為：在空氣氣氛下加熱1.5~2.5h，溫度300~350℃。

6.如權利要求1所述的銦鎵鋅氧化物薄膜晶體管器件的制備方法，其特征在于，所述步驟二中，金屬薄膜的材料為鉬、鋁中的任意一種；所述步驟五中，金屬層的材料為鉬、鋁、銀中的任意一種。

7.如權利要求1所述的銦鎵鋅氧化物薄膜晶體管器件的制備方法，其特征在于，所述絕緣層的厚度為50~300nm；柵電極的厚度為50~200nm；有源層的厚度為10~200nm；源電極和漏電極的厚度為20~300nm。

8.如權利要求1所述的銦鎵鋅氧化物薄膜晶體管器件的制備方法，其特征在于，所述步驟一中，清洗液包括以下重量份的成分：3~5份氫氧化鈉、1~3份四硼酸鈉、1~2份三乙醇胺、5~8份十二烷基苯磺酸鈉、6~9份單硬脂酸甘油酯、0.8~1.5份聚氧丙烯甘油醚、0.5~1份酒石酸鈉、180~220份水；超聲清洗的頻率為55~65KHz，時間為15~25min。