專利名稱：一種柔性半透明igzo薄膜晶體管的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微電子技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種IGZO(In-Ga-Zn-O)薄膜晶體管制造方法。
背景技術(shù)：
柔性顯示常規(guī)定義是“一種由薄型柔性襯底構(gòu)成的平板顯示，它經(jīng)過彎曲、變形、卷曲成直徑幾厘米的圓筒而不影響和損壞其顯示性能”。柔性顯示器應(yīng)用范圍很廣，如移動電話、筆記本電腦、電子書、汽車儀表、電子海報、個人數(shù)字助理、RF辨識系統(tǒng)、傳感器等。柔性顯示器根據(jù)彎曲程度可以分為四類超薄平板顯示器(Flat Thin Display)、弧形顯不器(Curved Displays)、可彎曲顯不器(Displays on Flexible Devices)和可卷 曲顯示器(Roll Up Displays),其中理想的柔性顯示器是可卷曲顯示器。柔性顯示的實現(xiàn)，關(guān)鍵技術(shù)之一用有機或無機的柔性襯底制備TFT陣列替代傳統(tǒng)剛性的玻璃襯底TFT陣列。顯然，尋找一種合適的襯底材料是制備出高質(zhì)量TFT的先決條件。顯示應(yīng)用要求的柔性襯底具備如下要求(I)較高的可見光透明度，在可見光400nm-800nm范圍內(nèi)的透明度達到85% (適用于像IXD和OLED透射型的顯示方式)；
(2)易彎曲，能夠承受1000次以上的彎曲；(3)價格比較低，與玻璃價格差不多，大約1-4分/英寸；(4)化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不與酸堿反應(yīng)；(5)良好的熱膨脹穩(wěn)定性，熱膨脹系數(shù)小于20ppm/°C ；(6)良好的勢壘層，能夠有效防止水和空氣的穿透；(7)較好的表面平整度，表面粗糙度小于5nm。當前，柔性襯底主要有三類，分別為塑料(Plastic)、薄玻璃(Thin Glass)和金屬薄片(Metal Foil),下面對這三種材料進行簡單說明。薄玻璃厚度為50-200 μ m的薄玻璃擁有與玻璃相似的性能和優(yōu)點，如好的勢壘層、優(yōu)良的光學(xué)質(zhì)量、價格較低等，缺點是基板非常脆，并且在制造的過程中容易出現(xiàn)破裂的情況，此外，盡管薄玻璃具有彈性，但是仍然不能彎曲。金屬薄片目前應(yīng)用的金屬薄片主要是不銹鋼材料。不銹鋼襯底可以阻止水汽和氣體的穿透，除此，沉積無機層時產(chǎn)生的熱壓力會減少，并且由于是金屬薄片，工藝能承受的溫度可達到900°C (金屬薄片的熔點為1400°C左右)。但是，其缺點也非常明顯，例如金屬表面必須覆蓋絕緣層以防止短路，不銹鋼薄片的透明性不好，以該材料為襯底制備的TFT只適合于反射(如電泳顯示)和發(fā)射型的顯示，而不適于透射型的有源矩陣液晶顯示和傳統(tǒng)的底端發(fā)射OLED ;金屬薄片有較好的彈性，但是仍然不能卷曲和深度彎曲。除此之外，對于大面積顯示，不銹鋼薄片的價格非常昂貴。同時，不銹鋼薄片的表面粗糙程度比較高，要控制實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的5nm以內(nèi)不是件容易的事情。但是對于小尺寸柔性顯示，不銹鋼薄片是個較好的選擇。相比上述兩種材料，更有希望應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)域的是塑料基板。塑料擁有合理的機械性能，光性能和化學(xué)特性；薄膜柔軟，能夠?qū)崿F(xiàn)卷輪式加工(Roll to Roll)，然而形狀的穩(wěn)定性和高的氣體和水汽的穿透率是它的兩大缺陷。尺寸穩(wěn)定性主要是因為一般的透明聚合物薄膜的玻璃轉(zhuǎn)變溫度(Tg)不高，而TFT產(chǎn)業(yè)化的工藝中要耐300°C -330°c的高溫，塑料熱膨數(shù)系數(shù)大于50ppm/°C，遠遠大于玻璃，因此，當溫度升高時，尺寸的變化會對后期工作中諸如對準曝光等工藝帶來很大困難。除此之外，塑料薄膜的表面存在一些黑點和缺陷。圖I是本申請采用的底柵頂接觸型TFT結(jié)構(gòu)圖，氧化物IGZO作為有源層，其原理是通過改變柵極與源漏極間的電場強度來控制溝道的導(dǎo)電狀況。氧化物TFT是N型半導(dǎo)體材料，對于N溝道TFT，當施加一定的正柵極電壓(VG ^ Vth)，在半導(dǎo)體層和絕緣層之間的界面上產(chǎn)生電子薄層，也就是導(dǎo)電溝道，此時所處的狀態(tài)對應(yīng)TFT開態(tài)；而當柵極電壓減少至導(dǎo)電溝道消失時，源漏極間為高阻狀態(tài)，溝道間的電阻非常大，使得源漏電流較小(通常(10-12A)，對應(yīng)TFT的關(guān)態(tài)。這與耗盡場效應(yīng)晶體管中形成的反型層相似，因此MOS場效應(yīng)管的計算公式可以應(yīng)用在晶體管中。自從2004年日本東京工業(yè)大學(xué)Hosono第一次報道基于IGZO制備的柔性透明TFT。IGZO-TFT受到了研究機構(gòu)和工業(yè)界的關(guān)注，并被開拓在顯示領(lǐng)域中的應(yīng)用，尤其是新型顯示器件技術(shù)中。 如上所述，IGZO-TFT作為新型的有源驅(qū)動電路被應(yīng)用于平板顯示器件中，但是進入商品化階段尚需解決許多問題。到目前為止，現(xiàn)有材料中找不到一種襯底材料既具備玻璃透明性能又具備輕薄柔等特點。同時，在采用柵電極的材料中為了符合TFT的物理性能，而采用Cr柵電極時，通常由于Cr的不透明，而使的無法實現(xiàn)柔性IGZO薄膜晶體管的透明性。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，本發(fā)明提出一種柔性半透明IGZO薄膜晶體管的制造方法。其中，該制備方法包含步驟I、柔性襯底的清洗，步驟2、使用PECVD沉積SiNx隔離層；步驟3、制備柵電極圖形；步驟4、制備柵絕緣層；步驟5、制備IGZO半導(dǎo)體層，步驟6、制備源漏電極；步驟7、制備保護層；步驟3中包括采用直流磁控濺射方法制備ITO與Cr薄膜，其中Cr層作為對準標記使用，將制備好的薄膜通過涂膠，烘烤、光刻，顯影，刻蝕和去膠技術(shù)生成柵電極圖形；其中，ITO/Cr電極的刻蝕是硝酸鈰銨混合溶液，配比為9ml高氯酸+25g硝酸鈰銨+IOOml去離子水，刻蝕時間大約為25s ;電極圖形制備好以后，用丙酮超聲去膠,接著用乙醇和去離子水清洗,每種溶劑超聲6-8min。通過上述方法，成功制作出了柔性半透明IGZO-TFT器件，其輸出和轉(zhuǎn)移曲線如圖2所示，從輸出曲線可以看出，器件展示較好的輸出飽和性能，并且源漏電極和半導(dǎo)體層能夠形成較好的歐姆接觸，沒有電流擁擠現(xiàn)象；從轉(zhuǎn)移曲線可以看出，器件展示出較好的閾值性能，閾值電壓為7V，開關(guān)比為5 X 107，器件在柵源電壓為20V時漏源電流為I. 3 X IO4A,計算飽和遷移率為11. 5cm2/V · s，亞閾值斜率為lV/dec。


圖I是底柵頂接觸型TFT結(jié)構(gòu)及工作原理圖；圖2是柔性半透明IGZO-TFT器件輸出和轉(zhuǎn)移曲線圖3是實用磁控濺射系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理示意圖；圖4是PECVD沉積系統(tǒng)工作原理示意圖以及氮化硅和氧化硅的沉積方程式；圖5是ME-3A型刻蝕系統(tǒng)原理圖；圖6是不同材料對水和氧氣的吸收速率以及器件對水和氧氣的要求；圖7是柔性半透明IGZO-TFT器件結(jié)構(gòu)及設(shè)計參數(shù)；圖8是柔性半透明IGZO-TFT器件制備的工藝流程圖；圖9是塑料襯底的清洗示意圖；圖10是源漏電極圖形化采用的Lift-off工藝流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明提供的一種柔性半透明IGZO薄膜晶體管的制備方法進行詳細描述。柔性半透明IGZO-TFT器件結(jié)構(gòu)薄膜層的制備及其特性表征本申請的目標是尋找合適的柔性襯底，探索TFT各層薄膜材料和制備工藝，通過制作和測試IGZO-TFT器件樣品的電性能，分析并不斷改進工藝參數(shù)，實現(xiàn)三基色驅(qū)動微膠囊顯示單元要求的TFT器件，上述工作涉及設(shè)備包括磁控濺射系統(tǒng)、等離子體增強化學(xué)氣相沉積(PECVD)系統(tǒng)和反應(yīng)離子刻蝕(RIE)系統(tǒng)等，下面具體介紹。磁控濺射系統(tǒng)本工作中，TFT的柵電極、源漏電極和半導(dǎo)體層均是采用直流磁控濺射方法制備。下面介紹實驗中所用到的濺射系統(tǒng)及基本濺射原理。磁控濺射是在一相對穩(wěn)定的真空狀態(tài)下進行，陰極靶材是由鍍膜材料制成，濺射時真空室通入一定流量的氬氣，在陰極和陽極間直流負高壓或者13. 56MHz的射頻電壓作用下產(chǎn)生輝光放電，輝光放電使得電極間的氬原子離化形成氬離子和電子。氬離子在電場的作用下加速轟擊靶材，濺射出大量的靶材原子，呈中性的靶材原子沉積在陽極表面的襯底上形成薄膜。而對于電子，在電場作用下加速飛向基片的過程中會受到磁場(洛倫茲力)的作用，使電子被束縛在靶材表面附近的等離子體區(qū)域內(nèi)做圓周運動，由于電子的運動路徑很長，在該過程中，不斷同氬原子碰撞，產(chǎn)生電子和氬離子，氬離子不斷轟擊靶材，從而實現(xiàn)高速沉積的特點，二次電子起到維持輝光放電的作用。本申請采用的磁控濺射臺是中國科學(xué)院微電子中心研制的SP-3型磁控濺射臺，圖3為其示意圖，它主要包括腔體、電源系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、通氣系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)。其中電源系統(tǒng)分為直流電源和射頻電源，實驗中是采用直流電源，并且鍍膜時沒有用到加熱系統(tǒng)，常溫下實現(xiàn)鍍膜。工藝操作流程如下，放樣完畢后關(guān)閉腔體，打開機械泵和低閥抽真空，待真空度達到7Pa以下，關(guān)閉低閥，打開高閥，一分鐘之后，打開冷卻水，啟動分子泵，分子泵穩(wěn)定時轉(zhuǎn)速為600rpm，待腔體里的真空度達到5X 10_3Pa，打開腔體內(nèi)的馬達使得樣品產(chǎn)生公轉(zhuǎn)(同時樣品本身可以實現(xiàn)自轉(zhuǎn)，可以進一步提高薄膜的均勻性)。然后向真空室內(nèi)通入一定流量的Ar氣，打開操作面板界面的電源控制開關(guān)和靶材控制開關(guān)，調(diào)節(jié)功率，進行10min-15min的預(yù)濺射。待預(yù)濺射完畢后，旋轉(zhuǎn)擋板，設(shè)定時間參數(shù)，開始濺射。濺射完成后，關(guān)閉面板上的電源和靶材控制開關(guān)，關(guān)掉氣源，停分子泵，關(guān)水，停機械泵，放氣，取樣。磁控濺射和其它鍍膜方法相比具有以下幾個優(yōu)點薄膜附著力好、均勻性較好、容易做到大面積成膜、在常溫下可方便地制備高熔點的金屬薄膜，制備薄膜重復(fù)性好等，但它也存在著諸如靶材價格高和利用率低等一些不足。等離子體化學(xué)氣相沉積(PECVD)系統(tǒng)在TFT結(jié)構(gòu)中，緩沖層和絕緣層采用的是SiNx，保護層采用的是Si02，這兩種材料都是通過等離子體化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)制備(Plasma EnhancedChemical VaporDeposition,簡稱PECVD)。PECVD是利用輝光放電的物理作用來激活粒子的一種化學(xué)氣相沉積反應(yīng)，是集等離子體輝光放電與化學(xué)氣相沉積于一體的薄膜沉積技術(shù)。沉積過程中，輝光放電產(chǎn)生等離子體，但等離子體內(nèi)部沒有統(tǒng)一的溫度，存在著電子氣溫度、離子溫度和中性粒子溫度。所以從宏觀上看來，這種等離子體溫度不高，但其內(nèi)部卻處于受激發(fā)的狀態(tài)，其電子能量足以使分子鍵斷裂，并導(dǎo)致具有化學(xué)活性的物質(zhì)(活化分子、原子、離子、原子團等)產(chǎn)生，使本來需要在高溫下才能進行的化學(xué)反應(yīng)，當處于等離子體場中時，在較低的溫度下甚至在常溫下就能在基片上形成固態(tài)薄膜。
本申請中米用的PECVD沉積系統(tǒng)是Oxford Instrument Plasma 80 Plus系統(tǒng)，圖4為它的工作原理示意圖和沉積SiNx、Si02的化學(xué)方程式。用該設(shè)備沉積薄膜主要包括以下步驟(1)抽真空。在本系統(tǒng)中，總共有機械泵和羅茨泵兩個泵體，待真空度達到實驗所需的本底真空度，一般是2mT0rr，才開始進行后續(xù)操作。(2)薄膜沉積。本部分分兩個部分，預(yù)鍍膜和正式鍍膜，這一步是最為關(guān)鍵的，通過設(shè)置合適的沉積參數(shù)，制備出質(zhì)量較好的薄膜。(3)氣路清洗。在沉積過程中，反應(yīng)室腔體和氣路都會受到不同程度的污染，因此沉積前后都要進行清洗，一方面保證沉積薄膜的質(zhì)量，另一方面保證設(shè)備的使用壽命。反應(yīng)離子刻蝕(RIE)系統(tǒng)反應(yīng)離子刻蝕(Reaction Ionic Etch,簡稱RIE),是一種干法刻蝕方法。在TFT的制備過程中，主要應(yīng)用于SiNj^P SiO2的刻蝕，刻蝕氣體是SFf^P 02。本申請采用的反應(yīng)離子刻蝕系統(tǒng)是中國科學(xué)院微電子中心研制的ME-3A型刻蝕臺，圖5為反應(yīng)腔體結(jié)構(gòu)示意圖。RIE的工作原理通常情況下，上極板接地作為陽極(一般整個真空壁也接地)，下電極接射頻電源作為陰極，需要刻蝕的襯底基片放在陰極上，反應(yīng)氣體按照一定的工作壓力從上電極的氣孔充入反應(yīng)室。對反應(yīng)腔體中氣體加上大于擊穿臨界值的射頻電壓，形成強電場，在強電場作用下，氣體以輝光放電形成產(chǎn)生高能等離子體，等離子體包含由非彈性碰撞產(chǎn)生的離子、游離基(游離態(tài)的原子、分子或原子團)及電子，它們都具有很強的化學(xué)活性，可與被刻蝕樣品表面的原子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成揮發(fā)性的物質(zhì)，達到刻蝕樣品的目的。同時，由于陰極附近的電場方向垂直陰極表面，高能離子在一定的工作壓力下垂直地打向樣品表面，進行物理轟擊，使得刻蝕也具有很好的各向異性。襯底材料的選擇選用杜邦(Dupont)公司的塑料襯底材料,型號為Kapton E,規(guī)格分別是50 μ m和25 μ m，其中前者用于制備柔性器件，后者制備柔性半透明透明器件。它具有較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg = 3400C )，較低的熱膨脹系數(shù)(當溫度在50°C _200°C范圍內(nèi)，熱膨脹系數(shù)為16ppm/°C )，較好的化學(xué)穩(wěn)定性(不與制備TFT中的溶液發(fā)生反應(yīng))，較好的防水性能(對于50 μ m厚的Kapton E襯底,水汽的滲透率為5mg/m2/day),除此之外,還具有足夠的柔性和抗形變能力等優(yōu)點。隔離層材料的選擇及其制備
水分和空氣在一般的塑料襯底的穿透率是玻璃襯底的一千萬倍。水分和空氣中的氧氣對器件的性能會產(chǎn)生很大的影響。圖6是各種薄膜對水分和空氣的吸收速率。可以看出純塑料薄膜是不能夠滿足TFT器件的要求。為了解決這個問題，一般是在塑料薄膜上面鍍上一層或者多層結(jié)構(gòu)的無機薄膜鈍化層。由于TFT對空氣和水汽影響不如OLED那樣敏感，常用氧化硅、氮化硅、氧化鋁等作為鈍化層。實驗中，我們選用氮化硅作為器件的隔離層。隔離層除能夠有效阻止水分和空氣的滲透之外，還能優(yōu)化襯底表面粗糙度，且通過控制其沉積條件，可對器件的應(yīng)力進行優(yōu)化。柵電極材料的選擇柵電極采用的是ITO薄膜，主要是由于Cr薄膜在可見光區(qū)域是不透明的，用ITO薄膜增加器件的透過率。磁控濺射制備柵電極薄膜時，除開鍍一層ITO柵電極，同時鍍層Cr薄膜，作為制備對準標記使用。源漏電極材料的選擇 與柵電極材料要求一樣，低電阻率也是TFT對源漏電極的要求，除此之外，源漏電極與半導(dǎo)體層形成良好的歐姆接觸是TFT對于源漏電極材料一個重要要求。它可以降低漏源之間的電阻，防止產(chǎn)生電流擁擠效應(yīng)。經(jīng)過論證，Honsor研究小組總結(jié)出，在現(xiàn)有的材料體系當中，金屬Ti和ITO是作為IGZO-TFT源漏電極較好的兩種材料。金屬Ti材料不僅與IGZO層有較好的粘附能力，并且能夠減少與有源層的接觸電阻。ITO材料除具有較低的電阻率，還能與IGZO有源層形成較好的歐姆接觸，并且具有較好的透明度，本申請選用ITO材料作為源漏電極。絕緣層材料的選擇TFT對柵絕緣層有以下幾個方面的要求好的絕緣耐壓性能、高的穩(wěn)定性能以及與有源層之間形成好的界面特性等。在本申請中，選用SiNx作為絕緣層材料。與常用絕緣材料Si02相比，SiNx除具有相當?shù)膿舸╇妷和猓琒iNx還具有以下優(yōu)點1)相對介電常數(shù)高，PECVD制備的二氧化硅為3. 9左右，而氮化硅薄膜的值約為8 ；2)氮化硅對堿金屬的阻擋能力強，可以有效地防止堿金屬離子通過柵絕緣層進入溝道；3)氮化硅的化學(xué)穩(wěn)定性高，除了氫氟酸和熱磷酸外，它幾乎不和其它的酸堿發(fā)生反應(yīng)；4)氮化硅具有更好的防水和防氣體滲透性能，能夠有效減少氣體和水汽滲透對器件造成的影響。IGZO薄膜制備IGZO半導(dǎo)體薄膜制備本申請采用直流磁控濺射制備IGZO靶材，其中IGZO靶材由江西海特新材料有限公司提供，靶材的原子比=In2O3-Ga2O3-ZnO= I I I (摩爾比)，純度99. 99%。IGZO薄膜性能受制備參數(shù)影響，主要包括氧氣流量、沉積功率，氣體流量等影響。在本申請中，主要是通過氧氣流量的調(diào)整來獲得滿足應(yīng)用要求的IGZO薄膜。具體實驗條件如下-.Ar流量為40sccm,真空度為7X ICT3Pa,派射功率為200W, O2氣體流量分別為0sccm、5sccm、lOsccm、15sccm、20sccm,以玻璃為襯底。鈍化保護層材料的選擇及薄膜制備氧氣和水汽對于IGZO-TFT有影響，主要表現(xiàn)在兩方面一是空氣中的氧分子填充半導(dǎo)體層的氧空位會使得IGZO有源層的電阻率增加。在IGZO-TFT中，器件的電性能主要是由氧空位決定的，因此IGZO-TFT的性能勢必受到大氣中氧分子的影響，除此之外，大氣中的氧氣分子會帶電子，從而也會影響器件的電性能。二是大氣中的水分子會在IGZO界面形成空穴陷阱中心，影響器件的閾值電壓。為了阻止空氣中水和氧氣對器件性能造成影響，在IGZO有源層上面鍍一層保護層。在商業(yè)產(chǎn)品用的非晶硅TFT中，保護層一般是采用SiNx，用PECVD方法制備。然而，在IGZO-TFT中，卻不能夠用SiNx作為保護層，因為PECVD方法中制備SiNx會含有大量的H原子，H原子會使得器件的電性能發(fā)生變化，甚至?xí)?dǎo)致有源層從半導(dǎo)體變?yōu)閷?dǎo)體。當然，如果通過射頻磁控濺射制備氮化硅，仍然是可以用作保護層。結(jié)合本實驗室條件，本申請選用二氧化硅作為保護層，通過PECVD方法制備，采用的工藝條件如下溫度200 °C, N20 710sccm,5% SiH4/N2 170sccm,功率20W，壓強IOOOmTorr,厚度約 120nm。通過對單層薄膜制備工藝的探索，獲得滿足TFT器件應(yīng)用要求電極層，絕緣層和IGZO有源層薄膜制備工藝參數(shù)，并實現(xiàn)上述各層薄膜，其性能如下1.絕緣層=SiNx薄膜，擊穿場強為5.81^/挪，介電常數(shù)為6.03。2.有源層IGZ0薄膜，呈現(xiàn)非晶結(jié)構(gòu)，可見光的透 過率達到80%以上，In Ga Zn的原子比為10 10 3 ;在一定范圍內(nèi)，薄膜的電阻率隨著氧氣流量的增加而急劇增加。3.其它=SiNx為緩沖層，用PECVD方法實現(xiàn)；選擇二氧化硅作為保護層，通過控制參數(shù)，可以調(diào)控器件受到的總應(yīng)力。IGZO-TFT器件結(jié)構(gòu)設(shè)計與制備TFT結(jié)構(gòu)及其工藝流程選擇底柵頂接觸型TFT結(jié)構(gòu)，其各薄膜層的厚度設(shè)計如圖7所示，在實際制備過程中會存在一定的誤差。該IGZO薄膜晶體管，包含緩沖保護層、刪電極、柵絕緣層、源極以及漏極、塑料襯底、IGZO半導(dǎo)體層以及保護層，塑料襯底上覆蓋緩沖保護層；柵電極位于緩沖保護層的中心頂部區(qū)域，并在緩沖保護層的兩端的頂部區(qū)域形成對準標記層；柵電極的中心區(qū)域上部覆蓋柵絕緣層，柵絕緣層的兩端分別覆蓋至緩沖保護層上；在柵絕緣層的上部采用磁控濺射方法制備IGZO半導(dǎo)體層；源、漏兩極分別位于半導(dǎo)體層的頂部的兩側(cè)，從而使半導(dǎo)體層被源極和漏極所覆蓋，僅在半導(dǎo)體層的頂部，源漏兩極的中間形成通道，在通道中覆蓋保護層。圖8給出了設(shè)定的柔性IGZO-TFT的制備流程圖，在整個流程當中，總共鍍6層薄膜，完成4次光刻，下面對具體的工藝步驟和工藝參數(shù)做詳細的介紹I.柔性襯底的清洗。將Kapton E襯底放在燒杯中清洗，由于薄膜比較薄,很容易聚集在一起。所以讓Kapton E襯底夾在玻璃中間清洗，玻璃放在玻璃架上。如圖9所示，先用清洗液洗Kapton E襯底的表面，用清水沖洗干凈，接著放在丙酮、乙醇、去離子水中分別超聲清洗30min，這個過程重復(fù)一次；接著用氮氣槍吹干襯底，放在250°C的熱板上烘烤IOmin左右，去除存留的水和有機溶劑，并且考慮到塑料薄膜在后續(xù)的熱處理過程中會發(fā)生一定的機械形變，使用前的高溫退火可以使這一現(xiàn)象提早發(fā)生，使得樣品適應(yīng)后續(xù)的加工條件。2.使用PECVD》幾積SiNx隔尚層。SiNx隔尚層的制備工乙參見表I ;表I
權(quán)利要求
1.一種柔性半透明IGZO薄膜晶體管的制備方法，包含 步驟I、柔性襯底的清洗， 步驟2、使用PECVD沉積SiNx隔離層； 步驟3、制備柵電極圖形； 步驟4、制備柵絕緣層； 步驟5、制備IGZO半導(dǎo)體層， 步驟6、制備源漏電極； 步驟7、制備保護層； 其特征在于，步驟3中包括采用直流磁控濺射方法制備ITO與Cr薄膜，其中Cr層作為對準標記使用，將制備好的薄膜通過涂膠，烘烤、光刻，顯影，刻蝕和去膠技術(shù)生成柵電極圖形；其中，ITO/Cr電極的刻蝕是硝酸鈰銨混合溶液，配比為9ml高氯酸+25g硝酸鈰銨+IOOml去離子水,刻蝕時間大約為25s ;電極圖形制備好以后,用丙酮超聲去膠,接著用乙醇和去離子水清洗，每種溶劑超聲6-8min。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述柔性襯墊采用塑料襯墊，該塑料襯底的厚度為25 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，步驟I包括將塑料襯底放在燒杯中清洗，先用清洗液洗塑料襯底的表面，用清水沖洗干凈，接著放在丙酮、乙醇、去離子水中分別超聲清洗30min，這個過程重復(fù)一次；接著用氮氣槍吹干襯底，放在250°C的熱板上烘烤IOmin左右，去除存留的水和有機溶劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，還包括將進行隔離層處理后的襯底固定在玻璃板上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，步驟5包括半導(dǎo)體層IGZO采用磁控濺射制備，制備好的IGZO薄膜經(jīng)過涂膠、光刻、顯影和刻蝕工藝制備圖形，刻蝕液采用濃鹽酸和去離子水的配比液，具體比例為36. 5% HCl H2O = I 3，該比例為體積比，刻蝕時間大概為10s-15so
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，源漏電極采用ITO材料，通過磁控濺射制備薄膜，源漏電極是米用lift_off工藝來制備電極圖形。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，保護層釆用PECVD制備的SiO2薄膜。
全文摘要
本發(fā)明提出一種柔性半透明IGZO薄膜晶體管的制備方法。該制備方法包含步驟1、柔性襯底的清洗，步驟2、使用PECVD沉積SiNx隔離層；步驟3、制備柵電極圖形；步驟4、制備柵絕緣層；步驟5、制備IGZO半導(dǎo)體層，步驟6、制備源漏電極；步驟7、制備保護層；步驟3中包括采用直流磁控濺射方法制備IT0與Cr薄膜，其中Cr層作為對準標記使用，將制備好的薄膜通過涂膠，烘烤、光刻，顯影，刻蝕和去膠技術(shù)生成柵電極圖形。通過降低沉積溫度，優(yōu)化保護層的沉積功率和氮化硅絕緣層的厚度，成功制備柔性半透明IGZO-TFT器件。
文檔編號H01L21/336GK102832130SQ201110267120
公開日2012年12月19日 申請日期2011年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月15日
發(fā)明者王彬 申請人:廣東中顯科技有限公司