[發明專利]一種氧化鋁/a-IGZO薄膜晶體管及其制備方法

在審

• 申請號: 202210333660.6
• 申請日: 2022-03-31
• 公開（公告）號: CN114783881A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 馬飛;曾超凡;王琛;路文墨
• 申請（專利權）人: 西安交通大學;陜西煤業化工技術研究院有限責任公司
• 主分類號: H01L21/34
• 分類號: H01L21/34;H01L21/02;H01L29/786;C23C14/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

1.一種氧化鋁/a-IGZO薄膜晶體管的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，將圖形化的a-IGZO/SiO₂/P⁺-Si至于PLD腔體中，在真空條件下升溫至100℃～220℃，保溫3～12h進行第一次退火，冷卻后獲得第一過程樣品；

步驟2，將第一過程樣品至于PLD腔體中，以氧化鋁陶瓷作為靶材，通過空心金屬管向PLD腔體中充入氧氣，PLD腔體接地，以空心金屬管作為陰極，高壓直流電源在陰極上添加電離電壓；通過KrF激光器濺射氧化鋁陶瓷靶材，在第一過程樣品的a-IGZO上沉積出Al₂O₃薄膜，獲得第二過程樣品；

步驟3，去除第二過程表面的光刻膠，在第二過程樣品上制備出源漏電極，得到第三過程樣品；

步驟4，將第三過程樣于真空條件下，在80℃～140℃下保溫3～12h進行第二次退火，冷卻后獲得氧化鋁/a-IGZO薄膜晶體管。

2.根據權利要求1所述的一種氧化鋁/a-IGZO薄膜晶體管的制備方法，其特征在于，步驟1中，真空壓力≤5×10^-5Pa。

3.根據權利要求1所述的一種氧化鋁/a-IGZO薄膜晶體管的制備方法，其特征在于，步驟2中，充入氧氣前，PLD腔體內抽真空處理，真空度≤5×10^-5Pa。

4.根據權利要求1所述的一種氧化鋁/a-IGZO薄膜晶體管的制備方法，其特征在于，步驟2中，充入氧氣后氧分壓為4.5–6.0Pa。

5.根據權利要求1所述的一種氧化鋁/a-IGZO薄膜晶體管的制備方法，其特征在于，步驟2中，電離電壓為0.5–3.0kV；KrF激光器濺射的頻率為1-10Hz，激光功率為200-600mJ。

6.根據權利要求1所述的一種氧化鋁/a-IGZO薄膜晶體管的制備方法，其特征在于，步驟2中，Al₂O₃薄膜的厚度為60～100nm。

7.根據權利要求1所述的一種氧化鋁/a-IGZO薄膜晶體管的制備方法，其特征在于，步驟3中，源漏電極為Mo材質，源漏電極的厚度均為100nm。

8.根據權利要求1所述的一種氧化鋁/a-IGZO薄膜晶體管的制備方法，其特征在于，步驟4中，第三過程樣的真空條件為真空度≤5×10^-5Pah。

9.根據權利要求1所述的一種氧化鋁/a-IGZO薄膜晶體管的制備方法，其特征在于，步驟1中，圖形化的a-IGZO/SiO₂/P⁺-Si的制備過程為：將SiO₂/P⁺-Si襯底固定在PLD腔體中，將PLD腔體的真空度抽至≤5×10^-5Pa，向PLD腔體內充入3.2～3.7Pa的氧氣；通過KrF激光器，以10Jcm^-2每脈沖激光能量，1-10Hz的重復頻率，200-600mJ的激光功率，在SiO₂/P⁺-Si襯底上沉積20～40nm厚的a-IGZO薄膜。

10.一種通過權利要求1-9任意一項所述制備方法制得的氧化鋁/a-IGZO薄膜晶體管，其特征在于，所述薄膜晶體管中的a-IGZO薄膜上沉積有氧化鋁作為鈍化層。