專利名稱：一種薄膜晶體管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于薄膜晶體管領(lǐng)域，具體涉及一種氧化物薄膜晶體管。
背景技術(shù)：
薄膜晶體管(TFT)是通過在絕緣支撐基底上沉積半導(dǎo)體材料的薄膜而制成的一種場效應(yīng)晶體管?，F(xiàn)在，商業(yè)上可獲得的產(chǎn)品(例如筆記本計算機(jī)、PC監(jiān)視器、TV、移動裝置等)大部分包括非晶硅薄膜晶體管(a-Si TFT)。隨著尺寸更大并且圖像質(zhì)量更高的顯示裝置的需求的增加，需要電子遷移率比a-Si TFT的電子遷移率(例如0.5cm2/Vs至lcm2/Vs)高的高性能薄膜晶體管以及制造技術(shù)。多晶硅TFT具有優(yōu)于a-Si TFT的性能。多晶硅(多晶Si) TFT具有幾十cm2/Vs至幾百cm2/Vs的遷移率，因此高遷移率所需的數(shù)據(jù)驅(qū)動電路或外圍電路可以嵌入在基底中。另外，這樣的TFT的溝道可以被制造成短的，因此屏幕的開口率可以高。此外，由于驅(qū)動電路被嵌入在基底中，所以在根據(jù)像素數(shù)目的增加布置用于連接驅(qū)動電路的布線方面沒有節(jié)距的限制，因此可實(shí)現(xiàn)高分辨率，可降低接通電壓和功耗，并且多晶Si TFT可具有較少的特性劣化。然而，用于制造多晶SiTFT的結(jié)晶化工藝復(fù)雜，因此制造成本會增加。另外，由于技術(shù)問題，直到最近還沒有實(shí)現(xiàn)使用多晶Si TFT對大型基底的制造。氧化物半導(dǎo)體裝置可分為包括結(jié)晶氧化物(例如ZnO)的結(jié)晶氧化物半導(dǎo)體裝置以及包括非晶氧化物(例如GIZO(GaInZnO))的非晶氧化物半導(dǎo)體裝置。非晶氧化物半導(dǎo)體裝置可以在低溫下制造，可以容易地制成大的尺寸，并且像多晶Si TFT —樣具有高的遷移率和優(yōu)異的電特性。因此，為了在TFT的溝道區(qū)中使用氧化物半導(dǎo)體層，當(dāng)前正在進(jìn)行研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種薄膜晶體管，包括襯底、源漏極、有源層、絕緣層以及柵極，其中有源層為含VIB族金屬氧化物。上述VIB族金屬氧化物包括Cr、Mo和W的一種或多種。上述襯底為柔性或剛性襯底。上述緩沖層為有機(jī)物或無機(jī)物。上述有機(jī)物為環(huán)氧樹脂以及光敏材料。上述無機(jī)物為硅氧化物、硅氮化物。一種薄膜晶體管的制作工藝，用于制作上述的晶體管，其特征在于各結(jié)構(gòu)層分別采用下述方法按結(jié)構(gòu)層次序依次逐層制備:(I)采用真空蒸發(fā)或?yàn)R射技術(shù)制備柵極。(2)采用磁控濺射Si把生成二氧化硅作為電介質(zhì)絕緣層。(3)采用磁控濺射方法制備氧化物有源層。(4)通過真空蒸發(fā)或?yàn)R射工藝形成一層ITO或金屬作為源極和漏極。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，提出了全新的有源層材料，提高了器件性能，拓寬了有源層材料的選擇范圍。本發(fā)明的制作工藝創(chuàng)新之處在于利用磁控濺射技術(shù)制備緩沖層。


圖1是本發(fā)明的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式參見圖1，圖1示出了本發(fā)明所述的薄膜晶體管10的結(jié)構(gòu)示意圖，包括襯底11、源漏極19、有源層17、絕緣層15以及柵極13，其中有源層為含VIB族金屬氧化物。上述VIB族金屬氧化物包括Cr、Mo和W的一種或多種，優(yōu)選為MoInZnO。該襯底為柔性或剛性襯底，優(yōu)選為玻璃、塑料。緩沖層為有機(jī)物或無機(jī)物，有機(jī)物為優(yōu)選為環(huán)氧樹脂以及光敏材料。無機(jī)物優(yōu)選為硅氧化物、硅氮化物。上述各結(jié)構(gòu)層制備方法如下:(I)采用真空蒸發(fā)或?yàn)R射技術(shù)制備柵極。(2)采用磁控濺射Si把生成二氧化硅作為電介質(zhì)絕緣層。(3)采用磁控濺射方法制備氧化物有源層。(4)通過真空蒸發(fā)或?yàn)R射工藝形成一層ITO或金屬作為源極和漏極。本發(fā)明中，提出了全新的有源層材料，提高了器件性能，拓寬了有源層材料的選擇范圍。在制備本發(fā)明所述的薄膜晶體管的工藝中，出來的器件，與傳統(tǒng)器件相比，最大的區(qū)別在于絕緣層采用磁控濺射技術(shù)，較PECVD的制備方法具有工藝簡單，成品低廉，環(huán)保等諸多優(yōu)勢。本實(shí)驗(yàn)所用到技術(shù)包括真空蒸鍍技術(shù)，磁控濺射技術(shù)。本發(fā)明所制備的器件在性能上得到提高:遷移率增加10%，達(dá)到1.10cm2/Vs，器件開關(guān)比1n/1ff增加3個數(shù)量級，而且有源層和絕緣層之間的薄膜表面陷阱態(tài)密度降低一個數(shù)量級，達(dá)到1.92X1011cm-2。因此，上述器件結(jié)構(gòu)和制備方法，具有工藝簡單，成本低廉，易于產(chǎn)業(yè)化等諸多優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種薄膜晶體管，包括襯底、源漏極、有源層、絕緣層以及柵極，其中有源層為含VIB族金屬氧化物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其特征在于上述VIB族金屬氧化物包括Cr、Mo和W的一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其特征在于上述襯底為柔性或剛性襯底。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其特征在于上述緩沖層為有機(jī)物或無機(jī)物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的薄膜晶體管，其特征在于上述有機(jī)物為環(huán)氧樹脂以及光敏材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的薄膜晶體管，其特征在于上述無機(jī)物為硅氧化物、硅氮化物。
7.一種薄膜晶體管的制作工藝，用于制作權(quán)利要求1-6的薄膜晶體管，其特征在于各結(jié)構(gòu)層分別采用下述方法制備: (1)采用真空蒸發(fā)或?yàn)R射技術(shù)制備柵極。
(2)采用磁控濺射Si把生成二氧化硅作為電介質(zhì)絕緣層。
(3)采用磁控濺射方法制備氧化物有源層。
(4)通過真空蒸發(fā)或?yàn)R射工藝形成一層ITO或金屬作為源極和漏極。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種薄膜晶體管器件及其制作方法。本器件包括襯底11、源漏極19、有源層17、絕緣層15以及柵極13，其中有源層為含VIB族金屬氧化物。各結(jié)構(gòu)層采用真空蒸發(fā)方法和濺射方法制備?？蓪?shí)現(xiàn)工藝大為簡化，性能更加優(yōu)良。
文檔編號H01L29/786GK103077973SQ20121059575
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月17日
發(fā)明者紀(jì)成友, 賈道峰 申請人:青島紅星化工集團(tuán)自力實(shí)業(yè)公司