專利名稱：一種薄膜晶體管的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于薄膜晶體管領域，具體涉及一種氧化物薄膜晶體管。
背景技術：
薄膜晶體管(TFT)是通過在絕緣支撐基底上沉積半導體材料的薄膜而制成的一種場效應晶體管?，F(xiàn)在，商業(yè)上可獲得的產(chǎn)品(例如筆記本計算機、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O. 5cm2/Vs至lcm2/Vs)高的高性能薄膜晶體管以及制造技術。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)晶化工藝復雜，因此制造成本會增加。另外，由于技術問題，直到最近還沒有實現(xiàn)使用多晶Si TFT對大型基底的制造。

氧化物半導體裝置可分為包括結(jié)晶氧化物(例如ZnO)的結(jié)晶氧化物半導體裝置以及包括非晶氧化物(例如GIZO(GaInZnO))的非晶氧化物半導體裝置。非晶氧化物半導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)中使用氧化物半導體層，當前正在進行研究。

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IVB族金屬氧化物。上述IVB族金屬氧化物包括T1、Zr、Hf鐘的一種或多種。上述襯底為柔性或剛性襯底。上述緩沖層為有機物或無機物。上述有機物為環(huán)氧樹脂以及光敏材料。上述無機物為硅氧化物、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)構層分別采用下述方法按結(jié)構層次序依次逐層制備(I)采用真空蒸發(fā)或濺射技術制備柵極。(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)或濺射工藝形成一層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制備緩沖層。
具體實施例方式參見

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IVB族金屬氧化物。上述IVB族金屬氧化物包括T1、Zr、Hf鐘的一種或多種，優(yōu)選為HflnZnO。該襯底為柔性或剛性襯底，優(yōu)選為玻璃、塑料。緩沖層為有機物或無機物，有機物為優(yōu)選為環(huán)氧樹脂以及光敏材料。無機物優(yōu)選為硅氧化物、硅氮化物。上述各結(jié)構層制備方法如下(I)采用真空蒸發(fā)或濺射技術制備柵極。(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)或濺射工藝形成一層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，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。本實驗所用到技術包括真空蒸鍍技術，磁控濺射技術。本發(fā)明所制備的器件在性能上得到提高遷移率增加30%，達到1. 29cm2/Vs,器件開關比Ion/Ioff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，達到2. 45X1011cm-2。因此，上述器件結(jié)構和制備方法，具有工藝簡單，成本低廉，易于產(chǎn)業(yè)化等諸多優(yōu)點。
權利要求
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IVB 族金屬氧化物。
2.根據(jù)權利要求1所述的薄膜晶體管，其特征在于上述IVB族金屬氧化物包括T1、Zr、 Hf鐘的一種或多種。
3.根據(jù)權利要求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物或無機物。
5.根據(jù)權利要求4所述的薄膜晶體管，其特征在于上述有機物為環(huán)氧樹脂以及光敏材料。
6.根據(jù)權利要求4所述的薄膜晶體管，其特征在于上述無機物為硅氧化物、硅氮化物。
7.一種薄膜晶體管的制作工藝，用于制作權利要求1-6的薄膜晶體管，其特征在于各結(jié)構層分別采用下述方法制備(1)采用真空蒸發(fā)或濺射技術制備柵極。(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)或濺射工藝形成一層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IVB族金屬氧化物。各結(jié)構層采用真空蒸發(fā)方法和濺射方法制備?？蓪崿F(xiàn)工藝大為簡化，性能更加優(yōu)良。
文檔編號H01L29/786GK103050543SQ201210583170
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月28日 優(yōu)先權日2012年12月28日
發(fā)明者任知良, 王明剛, 王雪梅 申請人:青島潤鑫偉業(yè)科貿(mào)有限公司