一種銦錫鋅氧化物同質(zhì)薄膜晶體管及其制備方法
【專利摘要】一種銦錫鋅氧化物同質(zhì)薄膜晶體管，及薄膜晶體管及其制備方法，包括襯底、柵極、絕緣層、溝道層、源極和漏極；其特征在于所述溝道層、源極和漏極材料均為銦錫鋅氧化物，所述的銦錫鋅氧化物是由氧化銦（In2O3）、氧化錫（SnO2）和氧化鋅（ZnO）粉末球磨并混合均勻，再經(jīng)過(guò)成型、燒結(jié)等工藝制成銦錫鋅氧化物陶瓷靶材，銦錫鋅氧化物陶瓷靶材中銦、錫、鋅的原子個(gè)數(shù)比a:b:c=35-88：8-35：2-25；利用磁控濺射法將銦錫鋅氧化物陶瓷靶材沉積成薄膜。本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單，適合工業(yè)化生產(chǎn)，非晶電極表面平整度好，與溝道層界面接觸更好，載流子注入更容易，遷移率高、開關(guān)比高。
【專利說(shuō)明】一種銦錫鋅氧化物同質(zhì)薄膜晶體管及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及薄膜晶體管及其制備方法，詳細(xì)講是一種制備工藝簡(jiǎn)單，載流子注入更容易，遷移率高、開關(guān)比高的銦錫鋅氧化物同質(zhì)薄膜晶體管及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]21世紀(jì)以來(lái)，平板顯示技術(shù)產(chǎn)業(yè)得到飛速發(fā)展。平板顯示的核心元件是薄膜晶體管(Thin Film Transistor, TFT)。TFT是一種場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體器件，包括半導(dǎo)體溝道層、絕緣層、柵極和源漏電極、襯底等部分。
[0003]溝道層是載流子傳輸?shù)耐ǖ?，是影響TFT性能參數(shù)的最重要因素。TFT液晶顯示器(TFT-1XD)是目前使用范圍最廣泛的平板顯示器，其驅(qū)動(dòng)單元中的TFT溝道層主要采用非晶硅和多晶硅。利用非晶硅或多晶硅材料制備的TFT-LCD具有分辨率高、色彩豐富、屏幕可視角度大、大面積顯示、容易實(shí)現(xiàn)等一系列優(yōu)點(diǎn)，成為目前平板顯示器的主流。近年來(lái)，隨著新一代平板顯示技術(shù)逐漸走進(jìn)人們的生活中，如有機(jī)發(fā)光二極管(Organic LightEmitting Diode, OLED)，OLED屬于電流驅(qū)動(dòng)型器件,要求TFT能提供比較大的驅(qū)動(dòng)電流，且TFT的閾值電壓漂移要比較小。對(duì)于常規(guī)非晶硅TFT器件來(lái)說(shuō)，場(chǎng)致遷移率低，光敏性較強(qiáng)，穩(wěn)定性差，可以作為L(zhǎng)CD的驅(qū)動(dòng)元件，卻不能滿足驅(qū)動(dòng)OLED的要求。多晶硅TFT雖然具備較高的場(chǎng)致遷移率，但其制備工藝復(fù)雜，成本高，以至于不能應(yīng)用在大眾化的顯示產(chǎn)品中。因此，顯示技術(shù)想要進(jìn)一步發(fā)展，需要一種遷移率較高，穩(wěn)定性強(qiáng)的TFT，這要求器件的溝道層材料穩(wěn)定，并且可以在低溫下制備，從而滿足顯示器件向柔性可卷曲方向發(fā)展的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種制備工藝簡(jiǎn)單，適合工業(yè)化生產(chǎn)，非晶電極表面平整度好，與溝道層界面接觸更好，載流子注入更容易，遷移率高、開關(guān)比高的銦錫鋅氧化物同質(zhì)薄膜晶體管及其制備方法。
[0005]高遷移率、可實(shí)現(xiàn)全透明和柔性顯示的同質(zhì)ITZO-TFT設(shè)計(jì)及其制備方法。
[0006]本發(fā)明通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種銦錫鋅氧化物同質(zhì)薄膜晶體管，包括襯底、柵極、絕緣層、溝道層、源極和漏極；其特征在于所述溝道層、源極和漏極材料均為銦錫鋅氧化物，所述的銦錫鋅氧化物是由氧化銦(Ιη203)、氧化錫(SnO2)和氧化鋅(ZnO)粉末球磨并混合均勻，再經(jīng)過(guò)成型、燒結(jié)等工藝制成銦錫鋅氧化物陶瓷靶材，銦錫鋅氧化物陶瓷靶材中銦、錫、鋅的原子個(gè)數(shù)比a:b:c=35-88:8-35:2-25 ;利用磁控濺射法將銦錫鋅氧化物陶瓷靶材沉積成薄膜。
[0007]本發(fā)明中所述的銦錫鋅氧化物同質(zhì)薄膜晶體管為頂柵結(jié)構(gòu)或底柵結(jié)構(gòu)。
[0008]本發(fā)明中所述的底柵銦錫鋅氧化物同質(zhì)薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)為:設(shè)有襯底層，柵極設(shè)在襯底上側(cè)中部，絕緣層設(shè)在柵極上側(cè)及襯底上側(cè)；溝道層設(shè)置在絕緣層上側(cè)中部，位于柵極上方；源極和漏極分別覆蓋在溝道層上側(cè)面的左右兩側(cè)及絕緣層上側(cè)面，其中源極和漏極相對(duì)面間設(shè)有隔離空隙，隔離空隙的長(zhǎng)寬比為10:1。
[0009]一種銦錫鋅氧化物同質(zhì)薄膜晶體管的制備方法，其特征在于包括如下步驟:
1)、將襯底進(jìn)行超聲清洗，清洗液先后分別為半導(dǎo)體清洗劑、無(wú)水酒精、丙酮，然后用高純氮?dú)獯蹈桑?br> 2)、在襯底上采用磁控濺射、電子束蒸發(fā)方法制備柵極，柵極厚度為10(T400nm；
3)、再利用磁控濺射、原子層沉積、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積方法制備絕緣層，絕緣層厚度為20-300 nm ；
4)、隨后在絕緣層上沉積溝道層，將銦錫鋅氧化物靶材安裝在磁控濺射儀上，利用磁控濺射法沉積溝道層，磁控濺射本底真空為I X 10_4 Pa，濺射氣體為Ar/02混合氣體，氬氣流量為30~50 sccm，氧氣流量為0.2~8 sccm，氣壓為0.4~3 Pa，濺射功率為50~120 W，溝道層厚度為15~100 nm ；
5)、采用與步驟4相同的銦錫鋅氧化物靶材安裝在磁控濺射儀上，利用磁控濺射法沉積源極和漏極，磁控濺射本底真空為IX 10_4 Pa，濺射氣體為氬氣，氬氣流量為50 sccm，氣壓為0.4~3 Pa，濺射功率為50~120 W，源極和漏極厚度為100~300 nm ;底柵銦錫鋅氧化物同質(zhì)薄膜晶體管制備完成。
[0010]一種銦錫鋅氧化物同質(zhì)薄膜晶體管的制備方法，其特征在于包括如下步驟:
I)、將襯底進(jìn)行超聲清洗，清洗液先后分別為半導(dǎo)體清洗劑、無(wú)水酒精、丙酮，然后用高純氮?dú)獯蹈桑?br> 2 )、將銦錫鋅氧化物靶材安裝在磁控濺射儀上，利用磁控濺射法沉積溝道層，磁控濺射本底真空為I X 10_4 Pa，濺射氣體為Ar/02混合氣體，氬氣流量為30-50 sccm,氧氣流量為
0.2~8 sccm，氣壓為0.4~3 Pa，濺射功率為50~120 W，溝道層厚度為15~100 nm ；
3)、采用與步驟2相同的銦錫鋅氧化物靶材安裝在磁控濺射儀上，利用磁控濺射法沉積源極和漏極，磁控濺射本底真空為IX 10_4 Pa，濺射氣體為氬氣，氬氣流量為50 sccm，氣壓為0.4~3 Pa，濺射功率為50~120 W，源漏電極厚度為100~300 nm ；
4)、隨后利用磁控濺射、原子層沉積(ALD)、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)等方法制備絕緣層，絕緣層厚度為20-300 nm；
5)、最后采用磁控濺射、電子束蒸發(fā)方法沉積柵極，柵極厚度為10(T400nm;頂柵銦錫鋅氧化物同質(zhì)薄膜晶體管制備完成。
[0011]本發(fā)明制備的銦錫鋅氧化物同質(zhì)薄膜晶體管(同質(zhì)ITZ0-TFT)場(chǎng)遷移率最高達(dá)到50 cmW1,電流開關(guān)比高達(dá)IO8,亞閾值擺幅最小為0.2 V/decade,閾值電壓最小為0.2V。
[0012]本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
(O本發(fā)明中的非晶ITZO薄膜材料中銦、錫、鋅三種材料互相配合，使得制備的ITZO-TFT場(chǎng)致遷移率高、開關(guān)比高。
[0013](2)本發(fā)明中的ITZ0-TFT，其源漏電極采用與溝道層材料相同的非晶ΙΤΖ0，不僅可以簡(jiǎn)化TFT的制備工藝，適合工業(yè)化生產(chǎn)，而且非晶電極表面平整度好，與溝道層界面接觸更好，載流子注入更容易。
[0014] (3)本發(fā)明中ITZ0-TFT，非晶電極和溝道層生長(zhǎng)溫度低，對(duì)可見光透明，可實(shí)現(xiàn)柔性襯底上的全透明TFT。【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是銦、錫、鋅的原子個(gè)數(shù)比a:b:c=87.44:9.15:3.41的ITZO靶材制備的源漏電極及有源層ITZO薄膜的XRD圖譜。
[0016]圖3質(zhì)量比為88:10:2的ITZO靶材制備的源漏電極及有源層ITZO薄膜的紫外-可見光透過(guò)率圖譜。
[0017]圖4實(shí)施例1中ITZO-TFT的轉(zhuǎn)移特性曲線。
[0018]圖5實(shí)施例1中ITZO-TFT的輸出特性曲線。
[0019]圖6實(shí)施例2中ITZO-TFT的轉(zhuǎn)移特性曲線。
[0020]圖7實(shí)施例2中ITZO-TFT的輸出特性曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述，但需要說(shuō)明的是，實(shí)施例并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明要求保護(hù)的范圍的限定。
[0022]如圖1所示的銦錫鋅氧化物同質(zhì)薄膜晶體管，包括襯底、柵極、絕緣層、溝道層、源極和漏極；其特征在于所述溝道層、源極和漏極材料均為銦錫鋅氧化物，所述的銦錫鋅氧化物是由氧化銦(Ιη203)、氧化錫(SnO2)和氧化鋅(ZnO)粉末球磨并混合均勻，再經(jīng)過(guò)成型、燒結(jié)等工藝制成銦錫鋅氧化物陶瓷靶材，銦錫鋅氧化物陶瓷靶材中銦、錫、鋅的原子個(gè)數(shù)比a:b:c=35-88:8-35:2-25 ;利用磁控濺射法將銦錫鋅氧化物陶瓷靶材沉積成溝道層、源極和漏極薄膜。
[0023]銦錫鋅氧化物同質(zhì)薄膜晶體管為可以為頂柵結(jié)構(gòu)的銦錫鋅氧化物同質(zhì)薄膜晶體管，也可以為底柵結(jié)構(gòu)的銦錫鋅氧化物同質(zhì)薄膜晶體管。圖1所示的為底柵銦錫鋅氧化物同質(zhì)薄膜晶體管，其結(jié)構(gòu)為:設(shè)有襯底1，柵極2設(shè)在襯底I上側(cè)中部，絕緣層3設(shè)在柵極2上側(cè)；溝道層4設(shè)在絕緣層3上側(cè)中部，位于柵極上方；源極5和漏極6分別覆蓋在溝道層上側(cè)面的左右兩側(cè)及絕緣層上側(cè)面，其中源極和漏極相對(duì)面間為導(dǎo)電溝道，溝道長(zhǎng)寬比為10:1。
[0024]上述銦錫鋅氧化物同質(zhì)薄膜晶體管的制備方法，包括如下步驟:
1)、將玻璃或者柔性襯底進(jìn)行超聲清洗，清洗液先后分別為半導(dǎo)體清洗劑、無(wú)水酒精、丙酮，然后用高純氮?dú)獯蹈桑?br> 2)、在襯底上采用磁控濺射、電子束蒸發(fā)等方法制備柵極，柵極材料可以是Al、Mo、Cr、Cu、N1、Ta、Ag、Au、T1、Pt等金屬材料，也可以銦錫氧化物(ΙΤ0)、摻鋁氧化鋅(AZO)、IGZ0、ITZO等金屬氧化物材料，柵極厚度為10(T400 nm，通過(guò)掩膜法或光刻法成形；
3)、再利用磁控濺射、原子層沉積(ALD)、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)等方法制備絕緣層，絕緣層材料可以是氧化鋁、氧化鉿、氧化鉭、氧化硅和氮化硅等，厚度為20-300nm，通過(guò)掩膜法或光刻法成形；
或者直接利用熱氧化硅片作為襯底材料，將熱氧化硅片襯底進(jìn)行超聲清洗，清洗液先后分別為半導(dǎo)體清洗劑、無(wú)水酒精、丙酮，然后用高純氮?dú)獯蹈?，熱氧化硅片中的底層Si作為柵極，上層SiO2作為絕緣層；4)、隨后在絕緣層上沉積溝道層，將銦錫鋅氧化物(ITZO)靶材安裝在磁控濺射儀上，利用磁控濺射法沉積溝道層，磁控濺射本底真空為I X 10_4 Pa，濺射氣體為Ar/02混合氣體，氬氣流量為30~50 sccm，氧氣流量為0.2~8 sccm，氣壓為0.4~3 Pa，濺射功率為50~120 W，溝道層厚度為15~100 nm，通過(guò)掩膜法或光刻法成形；
5)、采用與步驟4)相同的銦錫鋅氧化物靶材安裝在磁控濺射儀上，同樣利用磁控濺射法沉積源漏電極，磁控濺射本底真空為IX 10_4 Pa，濺射氣體為氬氣，氬氣流量為50 sccm,氣壓為0.4-3 Pa，濺射功率為50-120 W，源漏電極厚度為10(T300 nm，通過(guò)掩膜法或光刻法成形。底柵銦錫鋅氧化物同質(zhì)薄膜晶體管制備完成。
[0025]上述銦錫鋅氧化物同質(zhì)薄膜晶體管的另一種制備方法，包括如下步驟:
1)、將玻璃或者柔性襯底進(jìn)行超聲清洗，清洗液先后分別為半導(dǎo)體清洗劑、無(wú)水酒精、丙酮，然后用高純氮?dú)獯蹈桑?br> 2)JfITZO靶材安裝在磁控濺射儀上，利用磁控濺射法沉積溝道層，磁控濺射本底真空為I X 10_4 Pa，濺射氣體為Ar/02混合氣體，氬氣流量為30~50 sccm,氧氣流量為0.2~8sccm，氣壓為0.4~3 Pa，濺射功率為50~120 W，溝道層厚度為15~100 nm ；
3)、采用與步驟2相同的銦錫鋅氧化物靶材安裝在磁控濺射儀上，同樣利用磁控濺射法沉積源漏電極，磁控濺射本底真空為IX 10_4 Pa，濺射氣體為氬氣，氬氣流量為50 sccm,氣壓為0.4-3 Pa，濺射功率為50-120 W，源漏電極厚度為10(T300 nm，通過(guò)掩膜法或光刻法成形；
4)、隨后利用磁控濺射、原子層沉積(ALD)、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)等方法制備絕緣層，絕緣層材料可以是氧化鋁、氧化鉿、氧化鉭、氧化硅和氮化硅等，厚度為20-300 nm，通過(guò)掩膜法或光刻法成形；
5)、最后采用磁控濺射、電子束蒸發(fā)等方法沉積柵極，柵極材料可以是Al、Mo、Cr、Cu、N1、Ta、Ag、Au、T1、Pt等金屬材料，也可以銦錫氧化物(IT0)、摻鋁氧化鋅(AZO)、IGZO、ITZO等金屬氧化物材料，柵極厚度為10(T400 nm，通過(guò)掩膜法或光刻法成形；頂柵銦錫鋅氧化物同質(zhì)薄膜晶體管制備完成。
[0026]實(shí)施例1:
將銦、錫、鋅的原子個(gè)數(shù)比a:b:c=87.44:9.15:3.41的In2O3、SnO2和ZnO粉末混合均勻，再經(jīng)過(guò)成型、燒結(jié)、機(jī)械加工和打磨等工藝制成ITZO陶瓷靶材；燒結(jié)溫度在1000-1200。。。
[0027]使用本實(shí)施例中的ITZO陶瓷靶材制備了結(jié)構(gòu)如圖1所示的同質(zhì)ITZ0-TFT，其中襯底為熱氧化硅片，其中Si作為柵極及襯底，SiO2作為絕緣層，厚度為200 nm;溝道層通過(guò)磁控濺射方法制備，濺射所用靶材為本實(shí)施例中制備的ITZO陶瓷靶材，濺射本底真空為1X10_4 Pa，濺射氣體為Ar/02-合氣體，氬氣流量為50 sccm，氧氣流量為5 sccm，氣壓為0.6 Pa，濺射功率為60 W，所制備的溝道層厚度為30 nm，通過(guò)掩膜法成形；源漏電極通過(guò)磁控濺射方法制備，濺射所用靶材為本實(shí)施例中制備的ITZO陶瓷靶材，濺射氣體為Ar氣，流量為50 sccm，不通氧氣，其它制備參數(shù)與溝道層制備參數(shù)相同，所制備的源漏電極厚度為200 nm，溝道的寬度和長(zhǎng)度分別為1500 μ m和150 μ m，寬長(zhǎng)比為10:1，通過(guò)掩膜法成形。在空氣中測(cè)試其性能，圖4、5分別是其轉(zhuǎn)移特性和輸出特性曲線。轉(zhuǎn)移曲線的測(cè)試條件為:源漏電壓為10V，柵極電壓從-20V到40V，測(cè)試源漏電流；輸出特性曲線的測(cè)試條件為:柵極電壓從OV到30V，步長(zhǎng)為5V，源漏電壓為(T20V，測(cè)試源漏電流。
[0028]實(shí)施例2:
將銦、錫、鋅的原子個(gè)數(shù)比a:b:c=55.17:21.16:23.67的In2O3^SnO2 ZnO粉末混合均勻再經(jīng)過(guò)成型、燒結(jié)、機(jī)械加工和打磨等工藝制成ITZO陶瓷靶材；
使用本實(shí)施例中的ITZO靶材制備了結(jié)構(gòu)如圖1所示的同質(zhì)ITZ0-TFT。其中襯底為熱氧化硅片，其中Si作為柵極及襯底，SiO2作為絕緣層，厚度為200 nm ;溝道層通過(guò)磁控濺射方法制備，濺射所用靶材為本實(shí)施例中制備的ITZO靶材，濺射本底真空為1X10—4 Pa，濺射氣體為Ar/02混合氣體，氬氣流量為50 sccm,氧氣流量為5 sccm,氣壓為0.6 Pa，濺射功率為60 W，所制備的溝道層厚度為30 nm，通過(guò)掩膜法成形；源漏電極通過(guò)磁控濺射方法制備，濺射所用靶材為本實(shí)施例中制備的ITZO靶材，濺射氣體為Ar氣，流量為50 sccm,不通氧氣，其它制備參數(shù)與溝道層制備參數(shù)相同，所制備的源漏電極厚度為200 nm，溝道的寬度和長(zhǎng)度分別為1500μπι和150 μ m，寬長(zhǎng)比為10:1，通過(guò)掩膜法成形。
[0029]所制備的同質(zhì)ITZO-TFT性能在空氣中測(cè)試。圖6、7分別是ITZ0-TFT的轉(zhuǎn)移特性和輸出特性曲線。轉(zhuǎn)移曲線的測(cè)試條件為:源漏電壓為10V，柵極電壓從-20V到40V，測(cè)試源漏電流；輸出特性曲線的測(cè)試條件為:柵極電壓從OV到25V，步長(zhǎng)為5V，源漏電壓為(T20V，測(cè)試源漏電流。
[0030]銦錫鋅氧化物(ΙΤΖ0)比銦鎵鋅氧化物IGZO含有更多具有5s軌道的重金屬，較大主量子數(shù)(η大于等于5)的ns軌道的引入有助于形成更寬的導(dǎo)帶底，從而導(dǎo)致相鄰s軌道重疊增強(qiáng)，因此具有更大的電子遷移率。
[0031]源漏電極材料與制備工藝對(duì)TFT的性能影響很大。目前工業(yè)上絕大多數(shù)的TFT都采用金屬作為源、漏電極材料，同時(shí)，透明導(dǎo)電氧化物(Transparent conductive oxides,TCOs)電極材料也逐漸成為研究熱點(diǎn)。采用與溝道層材料相同的非晶ITZO做源、漏電極來(lái)制備同質(zhì)ITZ0-TFT，具有如下優(yōu)勢(shì)，第一，非晶電極表面平整度明顯優(yōu)于金屬電極，且同質(zhì)漏、源電極與有源層更加匹配，電極與有源層界面接觸更好，載流子注入更容易；第二，非晶電極生長(zhǎng)溫度低，同質(zhì)ITZO-TFT更容易實(shí)現(xiàn)柔性平板顯示；第三，源、漏電極與溝道層選用相同的材料，可以簡(jiǎn)化TFT的制備工藝。第四、源、漏電極及溝道層材料對(duì)可見光透明，能實(shí)現(xiàn)全透明TFT。
[0032]從圖2-圖7可以看出，本發(fā)明制備的銦錫鋅氧化物同質(zhì)薄膜晶體管(同質(zhì)ITZO-TFT)場(chǎng)遷移率最高達(dá)到50 CnAr1s-1,電流開關(guān)比高達(dá)108，亞閾值擺幅最小為0.2 V/decade,閾值電壓最小為0.2 V ;與現(xiàn)有的薄膜晶體管相比本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
(O本發(fā)明中的非晶ITZO薄膜材料中銦、錫、鋅三種材料互相配合，使得制備的ITZO-TFT場(chǎng)致遷移率高、開關(guān)比高。
[0033] (2)本發(fā)明中的ITZ0-TFT，其源漏電極采用與溝道層材料相同的非晶ΙΤΖ0，不僅可以簡(jiǎn)化TFT的制備工藝，適合工業(yè)化生產(chǎn)，而且非晶電極表面平整度好，與溝道層界面接觸更好，載流子注入更容易。
[0034](3)本發(fā)明中ITZ0-TFT，非晶電極和溝道層生長(zhǎng)溫度低，對(duì)可見光透明，可實(shí)現(xiàn)柔性襯底上的全透明TFT。
【權(quán)利要求】
1.一種銦錫鋅氧化物同質(zhì)薄膜晶體管，包括襯底、柵極、絕緣層、溝道層、源極和漏極；其特征在于所述溝道層、源極和漏極材料均為銦錫鋅氧化物，所述的銦錫鋅氧化物是由氧化銦(Ιη203)、氧化錫(SnO2)和氧化鋅(ZnO)粉末球磨并混合均勻，再經(jīng)過(guò)成型、燒結(jié)等工藝制成銦錫鋅氧化物陶瓷靶材，銦錫鋅氧化物陶瓷靶材中銦、錫、鋅的原子個(gè)數(shù)比a:b:c=35-88:8-35:2-25 ;利用磁控濺射法將銦錫鋅氧化物陶瓷靶材沉積成薄膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銦錫鋅氧化物同質(zhì)薄膜晶體管，其特征在于所述的銦錫鋅氧化物同質(zhì)薄膜晶體管為頂柵結(jié)構(gòu)或底柵結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銦錫鋅氧化物同質(zhì)薄膜晶體管，其特征在于所述的底柵銦錫鋅氧化物同質(zhì)薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)為:設(shè)有襯底層，柵極設(shè)在襯底上側(cè)中部，絕緣層設(shè)在柵極上側(cè)及襯底上側(cè)；溝道層設(shè)置在絕緣層上側(cè)中部，位于柵極上方；源極和漏極分別覆蓋在溝道層上側(cè)面的左右兩側(cè)及絕緣層上側(cè)面，其中源極和漏極相對(duì)面間設(shè)有隔離空隙，隔離空隙的長(zhǎng)寬比為10:1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銦錫鋅氧化物同質(zhì)薄膜晶體管的制備方法，其特征在于包括如下步驟: 1)、將襯底進(jìn)行超聲清洗，清洗液先后分別為半導(dǎo)體清洗劑、無(wú)水酒精、丙酮，然后用高純氮?dú)獯蹈桑? 2)、在襯底上采用磁控濺射、電子束蒸發(fā)方法制備柵極，柵極厚度為10(T400nm； 3)、再利用磁控濺射、原子層沉積、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積方法制備絕緣層，絕緣層厚度為20-300 nm ； 4)、隨后在絕緣層上沉積溝道層，將銦錫鋅氧化物靶材安裝在磁控濺射儀上，利用磁控濺射法沉積溝道層，磁控濺射本底真空為I X 10_4 Pa，濺射氣體為Ar/02混合氣體，氬氣流量為30~50 sccm，氧氣流量為0.2~8 sccm，氣壓為0.4~3 Pa，濺射功率為50~120 W，溝道層厚度為15~100 nm ； 5)、采用與步驟4相同的銦錫鋅氧化物靶材安裝在磁控濺射儀上，利用磁控濺射法沉積源極和漏極，磁控濺射本底真空為IX 10_4 Pa，濺射氣體為氬氣，氬氣流量為50 sccm，氣壓為0.4~3 Pa，濺射功率為50~120 W，源極和漏極厚度為100~300 nm ;底柵銦錫鋅氧化物同質(zhì)薄膜晶體管制備完成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銦錫鋅氧化物同質(zhì)薄膜晶體管的制備方法，其特征在于包括如下步驟: . 1)、將襯底進(jìn)行超聲清洗，清洗液先后分別為半導(dǎo)體清洗劑、無(wú)水酒精、丙酮，然后用高純氮?dú)獯蹈桑? .2 )、將銦錫鋅氧化物靶材安裝在磁控濺射儀上，利用磁控濺射法沉積溝道層，磁控濺射本底真空為1X 10_4 Pa，濺射氣體為Ar/02混合氣體，氬氣流量為30-50 sccm,氧氣流量為.0.2~8 sccm，氣壓為0.4~3 Pa，濺射功率為50~120 W，溝道層厚度為15~100 nm ； . 3)、采用與步驟2相同的銦錫鋅氧化物靶材安裝在磁控濺射儀上，利用磁控濺射法沉積源極和漏極，磁控濺射本底真空為IX 10_4 Pa，濺射氣體為氬氣，氬氣流量為50 sccm，氣壓為0.4~3 Pa，濺射功率為50~120 W，源漏電極厚度為100~300 nm ； .4)、隨后利用磁控濺射、原子層沉積(ALD)、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)等方法制備絕緣層，絕緣層厚度為20-300 nm；5)、最后采用磁控濺射、電子束蒸發(fā)方法沉積柵極，柵極厚度為10(T400 nm;頂柵銦錫鋅氧化物同質(zhì)薄膜晶 體管制備完成。
【文檔編號(hào)】H01L21/336GK103943683SQ201310651400
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2013年12月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月6日
【發(fā)明者】楊田林, 李延輝, 宋淑梅, 辛艷青, 王昆侖, 童楊, 王雪霞 申請(qǐng)人:山東大學(xué)（威海）