[发明专利]一种硫化锌薄膜的制备方法及具有硫化锌薄膜的薄膜晶体管

说明书

一种硫化锌薄膜的制备方法及具有硫化锌薄膜的薄膜晶体管，其中硫化锌薄膜的制备方法包括：将溅射目标物放置于溅射腔体内的托盘中，将硫化锌的作为溅射靶材放置于溅射腔体内的RF电源上，该溅射腔体的两根气源管路分别连接Ar气源和H₂S气源，溅射腔体的出气管连接真空泵；在Ar气源和H2S气源关闭的情况下，通过真空泵使溅射腔体的腔体真空小于1x10^‑8Torr。通过本发明的制备方法制备的硫化锌薄膜具有很好的透明性和稳定性，并且通过控制不同气氛退火，可实现不同薄膜的导电率，基于此硫化锌薄膜的薄膜晶体管可展现出良好的器件性能，迁移率大于1cm²/V·s且开关比大于10⁴，所制备的硫化锌薄膜晶体管可以用在AMLCD、AMOLED和Micro‑LED等像素电路中，成本低廉，稳定性好。

技术领域

本发明涉及薄膜晶体管的制作技术领域，具体涉及一种硫化锌薄膜的制备方法及具有硫化锌薄膜的薄膜晶体管。

背景技术

薄膜晶体管(TFT)是显示器的关键元件，最新的显示技术，如液晶显示器(LCD)和有机发光二极管(OLED)，几乎都是采用有源矩阵驱动方法，这可以实现全彩和高分辨率，大大减少了串扰，而TFT则是有源矩阵驱动显示器的基本元件。

在传统的有源矩阵驱动显示器中，由于非晶硅(a-Si)TFT具有加工温度低、均匀性好、制造成本低等优点而被采用。然而，a-Si TFT的场效应迁移率很低，限制了显示性能。另外，多晶硅(poly-Si)是近年来发展起来的一种高迁移率TFT材料，多晶硅TFT可以使像素的开口率更大，从而提高光的利用率，降低功耗。然而多晶硅TFT器件的均匀性较差，难以用于大面积显示。此外，制造成本也变得更高。

近年来，金属氧化物TFT被广泛应用，尤其是铟镓锌氧化物(IGZO)TFT。该金属氧化膜可在室温下制备，同时在可见光下是透明的，与a-Si TFT以及多晶硅TFT相比，金属氧化物TFT的制备温度适中。然而金属氧化物TFT相当不稳定的，对水分和光非常敏感，以及使用同种材料作为沟道，极难获得n型和p型两种器件，而且金属铟的价格每年都在上涨，这些因素都限制了其在显示器领域的大规模应用。

发明内容

本发明为了解决现有技术存在的上述问题，提供了一种硫化锌薄膜的制备方法及具有硫化锌薄膜的薄膜晶体管。

为实现上述目的，本发明提供了一种硫化锌薄膜的制备方法，其包括以下步骤：

将溅射目标物放置于溅射腔体内的托盘中，将硫化锌的作为溅射靶材放置于溅射腔体内的RF电源上，该溅射腔体的两根气源管路分别连接Ar气源和H₂S气源，溅射腔体的出气管连接真空泵；

在Ar气源和H2S气源关闭的情况下，通过真空泵使溅射腔体的腔体真空小于1x10^-8Torr；

在Ar气源总阀关闭的情况下，打开Ar气源的气源管路，在第一预设时间内通入Ar气体，然后关闭Ar气源的气源管路，继续通过真空泵进行抽真空处理，使溅射腔体的腔体真空小于1x10^-8Torr；

在H₂S气源总阀关闭的情况下，打开H₂S气源的气源管路，在第二预设时间内通入H₂S气体，然后关闭H₂S气源的气源管路，继续通过真空泵进行抽真空处理，使溅射腔体的腔体真空小于1x10^-8Torr；

RF电源接通，使硫化锌在真空环境下溅射到溅射目标物上并形成硫化锌薄膜。

作为本发明的进一步优选技术方案，所述溅射腔体内于所述硫化锌的溅射还设置有挡板，所述挡板用于避免初始状态的硫化锌薄膜溅射到目标衬底上，硫化锌薄膜溅射生成的厚度为60nm。