本發(fā)明屬于半導(dǎo)體材料制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種金屬氧化物薄膜的制備方法，尤其是一種金屬氧化物高介電常數(shù)(簡稱高K)薄膜和金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜的制備方法，采用納米尺寸熱物理效應(yīng)和靜電紡絲法相結(jié)合的工藝，用于金屬氧化物高K介電薄膜制備、金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜制備及薄膜晶體管制備場合。

背景技術(shù)：
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薄膜晶體管(簡稱TFTs)是微電子技術(shù)領(lǐng)域的核心功能器件且一直居于統(tǒng)治地位，廣泛應(yīng)用于邏輯電路、傳感器、生物探針、顯示等領(lǐng)域(Nat.Mater.15,383,2016)。雖然近十年來有機(jī)晶體管在器件性能、重復(fù)性等領(lǐng)域有了長足的發(fā)展(Adv.Mater.26,1319,2014)，但相比之下，無機(jī)電子材料在器件性能、穩(wěn)定性和可靠性等方面有著不可比擬的優(yōu)勢(Nature,489,128,2012)。另一方面，長期大量的科研投入和大規(guī)模的生產(chǎn)應(yīng)用，使得人們在有關(guān)無機(jī)電子材料的知識和技術(shù)積累上，有著其他材料不具備的巨大優(yōu)勢。因此，對于發(fā)展中的微電子技術(shù)領(lǐng)域來說，無機(jī)電子材料具有巨大的吸引力，近年來受到了越來越大關(guān)注。近幾十年來，硅材料在微電子領(lǐng)域中占據(jù)著主導(dǎo)地位，但其制備成本高、工藝復(fù)雜且制備環(huán)境苛刻。另外，硅基材料的禁帶寬度只有1.12-1.38eV，是典型的光敏半導(dǎo)體，作為顯示器件的控制單元有許多無法克服的缺點(diǎn)。例如：非晶硅遷移率較低，響應(yīng)速度慢，對可見光敏感；多晶硅載流子的遷移率雖然比非晶硅高出2-3個(gè)數(shù)量級，但又存在大面積制備難、均一性差等技術(shù)瓶頸。并且，硅基TFT開態(tài)電阻大，驅(qū)動(dòng)能力有限，無法滿足新型的有源矩陣驅(qū)動(dòng)有機(jī)發(fā)光二極管顯示器(AMOLED)。因此，科學(xué)家經(jīng)過不斷的研究和探索，提出以寬禁帶金屬氧化物材料來取代傳統(tǒng)的硅基半導(dǎo)體材料(Nature 432,488,2004)。金屬氧化物不僅具有無機(jī)半導(dǎo)體材料的固有優(yōu)點(diǎn)，還具有其他優(yōu)勢，例如：高可見光透過率，高環(huán)境穩(wěn)定性，較低的制備溫度，優(yōu)良的均一性等。另外，金屬氧化物半導(dǎo)體材料制備工藝與硅基材料兼容、選材范圍寬廣，具有十分光明的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用前景。

研究制備高性能的金屬氧化物材料的關(guān)鍵問題不僅僅局限于材料的選取及組分的調(diào)節(jié)，金屬氧化物材料的制備工藝在實(shí)際生產(chǎn)中同樣扮演著極為關(guān)鍵的角色。脈沖激光沉積技術(shù)和磁控濺射技術(shù)憑借其良好的成膜平整度、精確的組分控制成為目前工業(yè)生產(chǎn)的首選，但是這兩項(xiàng)技術(shù)所依賴的昂貴的設(shè)備、苛刻的真空環(huán)境要求、局限的制備尺寸無疑增加了生產(chǎn)成本并且限制了大面積生產(chǎn)。相比之下，化學(xué)溶液法(溶膠凝膠技術(shù)、噴霧熱解技術(shù)、噴墨打印技術(shù)、印刷技術(shù)等)具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，但是化學(xué)溶液法也具有低可靠性、低產(chǎn)量、成膜質(zhì)量低等特點(diǎn)，嚴(yán)重限制了其廣泛的應(yīng)用。因此，開發(fā)新型的金屬氧化物薄膜制備技術(shù)是緊迫、必要的。近幾年，研究人員利用納米尺寸熱物理效應(yīng)焊接貴金屬納米線形成歐姆接觸，制備了高質(zhì)量的透明導(dǎo)電薄膜(Nature materials 11,241,2012；Nano letters 15,6309,2015)。在納米材料中，吸收的熱量會(huì)被束縛在單一納米結(jié)構(gòu)中，致使熱量無法傳遞，這種局部的極高的熱量會(huì)形成很高的加熱效率，稱為納米尺寸熱物理效應(yīng)(Nature materials 3,783,2004)。納米材料的制備方法很多，除了光刻、電子束曝光、離子束刻蝕等微納加工手段，還有氣相沉積法、模板法、白組裝的溶液生長法、納米壓印、靜電紡絲法等。靜電紡絲法(Electrospinning)是指聚合物溶液或者熔體在高壓靜電場作用下形成纖維的過程。與其它方法相比，靜電紡絲法被認(rèn)為是一種簡單有效的、可以較大規(guī)模制備均勻、連續(xù)的一維納米結(jié)構(gòu)材料的方法(Adv.Mater.16,1151,2004)，也是國內(nèi)外最近十幾年發(fā)展起來的用于制備超細(xì)纖維的重要方法，具有操作工藝簡單以及較廣泛的適用性等特點(diǎn)，目前已經(jīng)廣泛的應(yīng)用到了工業(yè)化生產(chǎn)中。靜電紡絲作為一種電流體技術(shù)的改進(jìn)，能夠短時(shí)間內(nèi)沉積大量的納米纖維，顯著降低制備成本。因此，將納米尺寸熱物理效應(yīng)與靜電紡絲法相結(jié)合用于制備金屬氧化物薄膜的研究，對無機(jī)半導(dǎo)體材料領(lǐng)域具有舉足輕重的意義，其能夠?qū)崿F(xiàn)金屬氧化物薄膜的工業(yè)化生產(chǎn)，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和廣闊的市場前景。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，尋求設(shè)計(jì)一種金屬氧化物薄膜的制備方法，解決傳統(tǒng)金屬氧化物薄膜制備成本昂貴，工藝復(fù)雜，難以工業(yè)化生產(chǎn)或者成膜質(zhì)量低，可靠性差的難題，實(shí)現(xiàn)低成本且工業(yè)化生產(chǎn)，其可靠性高，成膜質(zhì)量高，制備時(shí)間短，具有良好的應(yīng)用前景。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明涉及的金屬氧化物薄膜的制備方法的具體工藝步驟為：

(1)配制前驅(qū)體溶液：首先將金屬鹽加入N，N-二甲基甲酰胺中，配制濃度為0.01-0.5摩爾/升的前驅(qū)體溶液，在20-100℃下磁力攪拌1-24小時(shí)，得到純凈透明的粘性溶液；其中，金屬鹽為乙酰丙酮鋁、氯化銦、醋酸鋅和乙酰丙酮鋯中任意一種或幾種；

(2)加入聚乳酸：再將聚乳酸加入步驟(1)制得的粘性溶液中，聚乳酸與N，N-二甲基甲酰胺的質(zhì)量比為1：3-4，在20-100℃下持續(xù)磁力攪拌1-24小時(shí),得到混合溶液；

(3)靜電紡絲法制備納米材料：接著將步驟(2)制得的混合溶液加入注射泵內(nèi)，并以0.4-0.6毫升/小時(shí)的速度推進(jìn)注射泵，注射泵的針頭處連接15千伏直流高壓電源，針頭距離接收端5-20cm，紡絲時(shí)間為1-5分鐘，在電場力、庫侖力、表面張力等作用下，注射泵內(nèi)溶液從針頭噴出并劇烈抖動(dòng)且直徑迅速下降，最后被接收端接受，制得一維金屬鹽/聚合物復(fù)合納米材料；

(4)應(yīng)用納米尺寸熱物理效應(yīng)：將步驟(3)制得的一維金屬鹽/聚合物復(fù)合納米材料置于100-200℃的烤膠臺(tái)上烘烤8-12分鐘，在納米尺寸熱物理效應(yīng)的作用下，一維金屬鹽/聚合物復(fù)合納米材料融化為均勻連續(xù)的薄膜；然后放置在高壓汞燈下，汞燈波長范圍為100-400納米，功率為1-2千瓦，距離汞燈為5-20厘米，紫外光處理時(shí)間為20-40分鐘，金屬鹽/聚合物復(fù)合納米材料對350納米以下的光具有較長吸收性；溫度300-500℃，處理1-3小時(shí)，得到厚度為15-60納米的金屬氧化物薄膜；其中，本實(shí)施例中的乙酰丙酮鋁、N-二甲基甲酰胺、氯化銦、醋酸鋅、乙酰丙酮鋯和聚乳酸均為市售且購于Aldrich公司。

采用本發(fā)明涉及的金屬氧化物薄膜的制備方法，制備氧化鋁高k介電薄膜，作為薄膜晶體管的介電層的具體工藝步驟為：

(a)配制介電層前驅(qū)體溶液：首先將金屬鹽加入N，N-二甲基甲酰胺中，配制濃度為0.01-0.5摩爾/升的介電層前驅(qū)體溶液，在20-100℃下磁力攪拌1-24小時(shí)，得到純凈透明的粘性溶液；其中，金屬鹽為乙酰丙酮鋁；

(b)加入聚乳酸：再將聚乳酸加入步驟(a)制得的粘性溶液中，聚乳酸與N，N-二甲基甲酰胺的質(zhì)量比為1：4，在20-100℃下持續(xù)磁力攪拌1-24小時(shí),得到混合溶液；

(c)清洗襯底：然后選用市售的單面拋光P型低阻硅作為襯底和柵電極，其中，低阻硅襯底的電阻率為0.0015Ω·cm，依次用氫氟酸、丙酮和無水乙醇超聲波清洗低阻硅襯底各10分鐘后，用去離子水沖洗3-5次，再用純度為99.99％的氮?dú)獯蹈桑?/p>

(d)靜電紡絲法制備納米材料：接著將步驟(c)處理完畢的P型低阻硅襯底附在接收端，接收端距離針頭5-20cm，針頭處連接15千伏直流高壓電源，并將步驟(b)制得的混合溶液加入注射泵內(nèi)，并以0.4-0.6毫升/小時(shí)的速度推進(jìn)注射泵，紡絲時(shí)間為1-5分鐘，在電場力、庫侖力、表面張力等作用下，注射泵內(nèi)溶液從針頭噴出并劇烈抖動(dòng)且直徑迅速下降，最后被接收端接受，制得一維氧化鋁復(fù)合納米材料；

(e)應(yīng)用納米尺寸熱物理效應(yīng)：將步驟(d)制得的一維氧化鋁復(fù)合納米材料置于100℃的烤膠臺(tái)上烘烤8-12分鐘，在納米尺寸熱物理效應(yīng)的作用下，一維氧化鋁復(fù)合納米材料融化為均勻連續(xù)的薄膜；然后放置在高壓汞燈下，汞燈波長范圍為100-400納米，功率為1-2千瓦，距離汞燈為5-20厘米，紫外光處理時(shí)間為20-40分鐘，一維氧化鋁復(fù)合納米材料對350納米以下的光具有較長吸收性；溫度300-500℃，處理1-3小時(shí)，得到厚度為40-60納米的氧化鋁高k介電薄膜，能夠用作薄膜晶體管的介電層；其中，本實(shí)施例中的乙酰丙酮鋁、N-二甲基甲酰胺和聚乳酸均為市售且購于Aldrich公司。

采用本發(fā)明涉及的金屬氧化物薄膜的制備方法，制備氧化銦、銦鋅氧或銦鋯鋅氧半導(dǎo)體薄膜，作為薄膜晶體管的溝道層的具體工藝步驟為：

(1)配制溝道層前驅(qū)體溶液：首先將金屬鹽加入N，N-二甲基甲酰胺中，配制濃度為0.01-0.5摩爾/升的溝道層前驅(qū)體溶液，在磁力攪拌器中旋轉(zhuǎn)1-24小時(shí)，得到純凈透明的粘性溶液；其中，金屬鹽為氯化銦、醋酸鋅和乙酰丙酮鋯中任意一種或幾種；

(2)加入聚乳酸：再將聚乳酸加入步驟(1)配制的粘性溶液中，聚乳酸與N，N-二甲基甲酰胺質(zhì)量比為1：3；在20-100℃下磁力攪拌器中旋轉(zhuǎn)1-24小時(shí)，得到混合溶液；

(3)靜電紡絲法制備納米材料：將熱氧化的二氧化硅或氧化鋁高k介電薄膜附在接收端，接收端距離針頭5-20cm，針頭處連接15千伏直流高壓電源；并將步驟(2)制得的混合溶液加入注射泵內(nèi)，并以0.4-0.6毫升/小時(shí)的速度推進(jìn)注射泵，紡絲時(shí)間為1-5分鐘，在電場力、庫侖力、表面張力等作用下，注射泵內(nèi)溶液從針頭噴出并劇烈抖動(dòng)且直徑顯著下降，最后被接收端接受，制得一維氧化銦、銦鋅氧或銦鋯鋅氧復(fù)合納米材料；

(4)應(yīng)用納米尺寸熱物理效應(yīng)：將步驟(3)制得的復(fù)合納米材料置于100-200℃的烤膠臺(tái)上烘烤8-12分鐘，在納米尺寸熱物理效應(yīng)的作用下，復(fù)合納米材料融化為均勻連續(xù)的薄膜；然后放置在高壓汞燈下，汞燈波長范圍為100-400納米，功率為1-2千瓦，距離汞燈為5-20厘米，紫外光處理時(shí)間為20-40分鐘；溫度300-400℃，處理1-3小時(shí)，得到厚度為15-25納米的氧化銦、銦鋅氧或銦鋯鋅氧半導(dǎo)體薄膜，能夠用作薄膜晶體管的溝道層。

采用本發(fā)明涉及的金屬氧化物薄膜的制備方法，制備薄膜晶體管的具體步驟為：

(1)采用本發(fā)明涉及的金屬氧化物薄膜的制備方法，制備氧化鋁高k介電薄膜，作為薄膜晶體管的介電層；

(2)采用本發(fā)明涉及的金屬氧化物薄膜的制備方法，制備氧化銦、銦鋅氧或銦鋯鋅氧半導(dǎo)體薄膜，作為薄膜晶體管的溝道層；

(3)利用離子束沉積源漏電極；

步驟1、預(yù)濺射靶材：，將氧化銦、銦鋅氧或銦鋯鋅氧半導(dǎo)體薄膜放入離子束室，達(dá)到高真空壓力為3×10^-4Pa后，通入流量為4SCCM的氬氣，燈絲電流加至4A對燈絲預(yù)熱5分鐘，待預(yù)熱完成后對Au、Ti或Al靶材預(yù)濺射8-12分鐘，此時(shí)實(shí)驗(yàn)參流10mA、放電電壓70V、工作氣壓4×10^-2Pa；

步驟2、濺射Au、Ti或Al金屬薄膜：將氧化銦、銦鋅氧或銦鋯鋅氧半導(dǎo)體薄膜移至相應(yīng)靶位，在保證預(yù)濺射實(shí)驗(yàn)條件的前提下沉積Au金屬薄膜，時(shí)間為50-70分鐘，制得源漏電極，電極厚度為50-200nm；即得到基于氧化鋁高k介電層的氧化銦、銦鋅氧或銦鋯鋅氧溝道層薄膜晶體管。

對制成的基于熱氧化二氧化硅的氧化銦、銦鋅氧和銦鋯鋅氧薄膜晶體管進(jìn)行測試，均展示了良好的開關(guān)特性，得到的遷移率均大于15cm²V^-1s^-1；對基于氧化鋁高k介電層的氧化銦晶體管進(jìn)行測試，展示了良好的開關(guān)特性，開關(guān)比大于10⁷，遷移率大于25cm²V^-1s^-1。

本發(fā)明涉及的金屬氧化物薄膜的制備方法的工作原理為:首先基于靜電紡絲技術(shù)，制備具有高加熱效率的一維金屬鹽/聚合物復(fù)合納米材料；然后應(yīng)用納米尺寸熱物理效應(yīng)，在較低的加熱溫度下將一維金屬鹽/聚合物復(fù)合納米材料融化，得到均勻、連續(xù)的金屬鹽/聚合物復(fù)合薄膜；因聚乳酸具有較低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和特殊的光降解特性，所以選擇聚乳酸作為前驅(qū)體聚合物，再利用聚乳酸的特殊的結(jié)構(gòu)，即對UV光有極高的光敏感性，進(jìn)行紫外光處理；高能的紫外光子能夠使金屬鹽/聚合物復(fù)合薄膜劇烈降解并且形成初步的合金，并通過調(diào)整加入的鹽的種類和含量，得到多種金屬氧化物薄膜，適當(dāng)溫度處理后,制得高質(zhì)量金屬氧化物薄膜。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

(1)作為一種電流體技術(shù)，靜電紡絲法能夠短時(shí)間內(nèi)沉積大量的納米纖維，制備成本低，與多針頭等電紡技術(shù)結(jié)合，易大面積生產(chǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)化制備；

(2)通過調(diào)改變納米纖維的密度，能夠有效的調(diào)節(jié)金屬氧化物薄膜的厚度；避免多次沉積，減少了內(nèi)部缺陷，成膜質(zhì)量高；制備時(shí)間短；

(3)靜電紡絲技術(shù)可靠性高，技術(shù)成熟，已廣泛應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)；

(4)制備的薄膜晶體管具有操作電壓低、能耗低等優(yōu)點(diǎn)，有利于在移動(dòng)設(shè)備中的集成；

其整體工藝簡單，原理可靠，成膜質(zhì)量高，制備時(shí)間短，能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，制備的薄膜晶體管性能高，穩(wěn)定性好，成本低，應(yīng)用前景廣闊，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和廣闊的市場前景。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明涉及的金屬氧化物薄膜的制備方法的流程框圖。

圖2為本發(fā)明制備的金屬氧化物薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明涉及的一維氧化鋁復(fù)合納米材料的紫外-可見吸收光譜。

圖4為本發(fā)明涉及的一維氧化銦、銦鋅氧或銦鋯鋅氧復(fù)合納米材料各步驟的形貌演變圖。

圖5為本發(fā)明制備的基于二氧化硅介電層的氧化銦、銦鋅氧和銦鋯鋅氧薄膜晶體管轉(zhuǎn)移特性曲線。

圖6為本發(fā)明制備的基于二氧化硅介電層的氧化銦、銦鋅氧和銦鋯鋅氧薄膜晶體管輸出特性曲線。

圖7為本發(fā)明制備的基于氧化鋁高k介電層的氧化銦晶體管轉(zhuǎn)移特性曲線。

圖8為本發(fā)明制備的基于氧化鋁高k介電層的氧化銦晶體管輸出特性曲線。

具體實(shí)施方式：

下面通過實(shí)施例并結(jié)合附圖進(jìn)一步說明。

實(shí)施例1：

本實(shí)施例涉及的金屬氧化物薄膜的制備方法如圖1所示，制備氧化鋁高k介電薄膜的具體步驟如下：

(a)配制介電層前驅(qū)體溶液：首先將金屬鹽加入N，N-二甲基甲酰胺中，配制濃度為0.2摩爾/升的介電層前驅(qū)體溶液，磁力攪拌3小時(shí)，得到純凈透明的粘性溶液；其中，金屬鹽為乙酰丙酮鋁；

(b)加入聚乳酸：再將聚乳酸加入步驟(a)制得的粘性溶液中，聚乳酸與N，N-二甲基甲酰胺的質(zhì)量比為1：4，磁力攪拌2小時(shí),得到混合溶液；

(c)清洗襯底：然后選用市售的單面拋光P型低阻硅作為襯底和柵電極，其中，低阻硅襯底的電阻率為0.0015Ω·cm，依次用氫氟酸、丙酮和無水乙醇超聲波清洗低阻硅襯底各10分鐘后，用去離子水沖洗3-5次，再用純度為99.99％的氮?dú)獯蹈桑?/p>

(d)靜電紡絲法制備納米材料：接著將步驟(c)處理完畢的P型低阻硅襯底附在接收端，接收端距離針頭10cm，針頭處連接15千伏直流高壓電源，并將步驟(b)制得的混合溶液加入注射泵內(nèi)，并以0.5毫升/小時(shí)的速度推進(jìn)注射泵，紡絲時(shí)間為3分鐘，在電場力、庫侖力、表面張力等作用下，注射泵內(nèi)溶液從針頭噴出并劇烈抖動(dòng)且直徑迅速下降，最后被接收端接受，制得一維氧化鋁復(fù)合納米材料；

(e)應(yīng)用納米尺寸熱物理效應(yīng)：將步驟(d)制得的一維氧化鋁復(fù)合納米材料置于100℃的烤膠臺(tái)上烘烤10分鐘，在納米尺寸熱物理效應(yīng)的作用下，一維氧化鋁復(fù)合納米材料融化為均勻連續(xù)的薄膜；然后放置在高壓汞燈下，汞燈波長范圍為100-400納米，功率為1000瓦，距離汞燈為15厘米，紫外光處理時(shí)間為30分鐘，如圖3所示，一維氧化鋁復(fù)合納米材料對350納米以下的光具有較長吸收性；溫度400℃，處理2小時(shí)，得到厚度為50納米的氧化鋁高k介電薄膜，能夠用作薄膜晶體管的介電層；其中，本實(shí)施例中的乙酰丙酮鋁、N-二甲基甲酰胺和聚乳酸均為市售且購于Aldrich公司。

實(shí)施例2：

本實(shí)施例應(yīng)用涉及的金屬氧化物薄膜的制備方法，制備氧化銦、銦鋅氧或銦鋯鋅氧半導(dǎo)體薄膜的具體步驟如下：

(1)配制溝道層前驅(qū)體溶液：首先將金屬鹽加入N，N-二甲基甲酰胺中，配制濃度為0.1摩爾/升的溝道層前驅(qū)體溶液，在磁力攪拌器中旋轉(zhuǎn)3小時(shí)，得到純凈透明的粘性溶液；其中，金屬鹽為氯化銦、醋酸鋅和乙酰丙酮鋯中任意一種或幾種；

(2)加入聚乳酸：再將聚乳酸加入步驟(1)配制的粘性溶液中，聚乳酸與N，N-二甲基甲酰胺質(zhì)量比為1：3；在磁力攪拌器中旋轉(zhuǎn)2小時(shí)，得到混合溶液；

(3)靜電紡絲法制備納米材料：將熱氧化的二氧化硅或氧化鋁高k介電薄膜附在接收端，接收端距離針頭12cm，針頭處連接15千伏直流高壓電源；并將步驟(2)制得的混合溶液加入注射泵內(nèi)，并以0.5毫升/小時(shí)的速度推進(jìn)注射泵，紡絲時(shí)間為1分鐘，在電場力、庫侖力、表面張力等作用下，注射泵內(nèi)溶液從針頭噴出并劇烈抖動(dòng)且直徑顯著下降，最后被接收端接受，制得一維氧化銦、銦鋅氧或銦鋯鋅氧納米材料，如圖4(a)所示，從左至右依次為一維氧化銦、銦鋅氧或銦鋯鋅氧納米材料掃描電子顯微鏡圖；

(4)應(yīng)用納米尺寸熱物理效應(yīng)：將步驟(3)制得的納米材料置于100℃的烤膠臺(tái)上烘烤10分鐘，如圖4(b)所示，從左至右依次為一維氧化銦、銦鋅氧或銦鋯鋅氧納米材料100℃烘烤后的電子顯微鏡圖；在納米尺寸熱物理效應(yīng)的作用下，納米材料融化為均勻連續(xù)的薄膜，如圖4所示；然后放置在高壓汞燈下，汞燈波長范圍為100-400納米，功率為1000瓦，距離汞燈為15厘米，紫外光處理時(shí)間30分鐘后；溫度350℃，處理2小時(shí)，得到厚度為20納米的氧化銦、銦鋅氧或銦鋯鋅氧半導(dǎo)體薄膜，如圖4(c)所示，從左至右依次為一維氧化銦、銦鋅氧或銦鋯鋅氧納米材料再經(jīng)過紫外光處理核350℃后的掃描電子顯微鏡圖，能夠用作薄膜晶體管的溝道層。

實(shí)施例3：

本實(shí)施例應(yīng)用涉及的金屬氧化物薄膜的制備方法，制備薄膜晶體管的具體步驟為：

(1)采用本發(fā)明涉及的金屬氧化物薄膜的制備方法，制備氧化鋁高k介電薄膜，作為薄膜晶體管的介電層；具體步驟與實(shí)施例1相同；

(2)采用本發(fā)明涉及的金屬氧化物薄膜的制備方法，制備氧化銦、銦鋅氧或銦鋯鋅氧半導(dǎo)體薄膜，作為薄膜晶體管的溝道層；具體步驟與實(shí)施例2相同；

(3)利用離子束沉積源漏電極；

步驟1、預(yù)濺射靶材：將氧化銦、銦鋅氧或銦鋯鋅氧半導(dǎo)體薄膜放入離子束室，達(dá)到高真空壓力為3×10^-4Pa后，通入流量為4SCCM的氬氣，燈絲電流加至4A對燈絲預(yù)熱5分鐘，待預(yù)熱完成后對Au、Ti或Al靶材預(yù)濺射10分鐘，此時(shí)實(shí)驗(yàn)參流10mA、放電電壓70V、工作氣壓4×10^-2Pa；

步驟2、濺射Au、Ti或Al金屬薄膜：將氧化銦、銦鋅氧或銦鋯鋅氧半導(dǎo)體薄膜移至相應(yīng)靶位，在保證預(yù)濺射實(shí)驗(yàn)條件的前提下沉積Au金屬薄膜，時(shí)間為60分鐘，制得源漏電極，電極厚度為50-200nm；即得到基于氧化鋁高k介電層的氧化銦、銦鋅氧或銦鋯鋅氧溝道層薄膜晶體管，如圖2所示。

薄膜晶體管性能測試結(jié)果分析：

對制成的基于熱氧化二氧化硅的氧化銦、銦鋅氧和銦鋯鋅氧薄膜晶體管進(jìn)行測試，輸出曲線如圖6所示，轉(zhuǎn)移曲線如圖5所示；基于熱氧化二氧化硅的氧化銦、銦鋅氧和銦鋯鋅氧薄膜晶體管均展示了良好的開關(guān)特性，得到的遷移率均大于15cm²V^-1s^-1。

對基于氧化鋁高k介電層的氧化銦晶體管進(jìn)行測試，輸出曲線如圖7所示，轉(zhuǎn)移曲線如圖8所示；基于氧化鋁高k介電層的氧化銦晶體管展示了良好的開關(guān)特性，開關(guān)比大于10⁷，遷移率大于25cm²V^-1s^-1。