[发明专利]一种铟镓锌氧基多层结构薄膜晶体管的制备方法

说明书

本发明公开了一种铟镓锌氧基多层结构薄膜晶体管的制备方法，包括：将玻璃基板加入去离子水中，超声清洗，风刀吹干；通过磁控溅射工艺在玻璃基板表面沉积金属薄膜，并进行图案化处理，得到栅电极；通过等离子体增强化学气相沉积法镀膜工艺在栅电极表面沉积二氧化硅，即绝缘层；在绝缘层上依次制备铟镓锌氧化物薄膜层Ⅰ、氧化铟薄膜层和铟镓锌氧化物薄膜层Ⅱ，并进行图案化处理，得到有源层；通过磁控溅射工艺在绝缘层及有源层上沉积金属层，并通过对金属层进行图案化处理，得到分别接触有源层两侧的源电极和漏电极；本发明采用三层结构可以有效减少有源层的缺陷，从而显著的提高了晶体管的迁移率和电流开关比。

技术领域

本发明属于半导体及微电子器件领域，具体涉及一种铟镓锌氧基多层结构薄膜晶体管的制备方法。

背景技术

目前，薄膜场效应晶体管TFT驱动技术主流技术有：非晶硅a-Si TFT驱动、低温多晶硅LTPS TFT驱动和氧化铟镓锌IGZO TFT驱动。IGZO TFT驱动技术是电脑显示器、电视等大尺寸的高端液晶面板的新一代关键技术，目前面临着国外技术封锁，而支撑TFT发展的传统a-Si TFT驱动技术已经无法满足消费者对高分辨率、高画质、轻薄、大尺寸显示器产品的市场需求，亟需采用IGZO TFT技术进行改进和技术攻关。LTPS TFT技术的载流子迁移率虽然可以做到高出a-Si TFT两个数量级，但是产品合格率低、均一性差、成本高，另外，LTPSTFT的漏电电流过大，不适合用作IXD像素开关。IGZO TFT载流子迁移率是a-Si TFT的20-50倍，基板面内均一性相对较好。IGZO TFT能实现高透光率，高刷新率，更快响应时间。

选取多晶硅作为沟道层材料能得到很高的迁移率，但是由于多晶硅的制备温度较高，无法沉积在不耐高温的衬底材料上，这极大的限制了柔性显示技术的发展。非晶铟镓锌氧薄膜晶体管由于其合适的电子迁移率、优良的光学透明度、极好的机械柔韧性以及简单低廉的制备工艺，非晶氧化物半导体很快的被应用于薄膜晶体管的沟道层。然而，非晶氧化物薄膜晶体管的性能仍然存在不足的问题，需要得到改善。

近些年来，为了提高非晶氧化物半导体薄膜晶体管的性能，有采用多层非晶氧化物半导体薄膜作为晶体管的有源沟道，然而，现有的采用多层薄膜器件的晶体管的迁移率和开关比均较低，限制了其在新一代高分辨率及高速显示器件中的应用。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种铟镓锌氧基多层结构薄膜晶体管的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、将玻璃基板加入去离子水中，超声清洗，风刀吹干；

步骤二、通过磁控溅射工艺在玻璃基板表面沉积金属薄膜，并进行图案化处理，得到栅电极；

步骤三、通过等离子体增强化学气相沉积法镀膜工艺在栅电极表面沉积二氧化硅，即绝缘层；

步骤四、在绝缘层上依次制备铟镓锌氧化物薄膜层Ⅰ、氧化铟薄膜层和铟镓锌氧化物薄膜层Ⅱ，并进行图案化处理，得到有源层；

步骤五、通过磁控溅射工艺在绝缘层及有源层上沉积金属层，并通过对金属层进行图案化处理，得到分别接触有源层两侧的源电极和漏电极；

其中，所述铟镓锌氧化物薄膜层Ⅰ和铟镓锌氧化物薄膜层Ⅱ均通过磁控溅射方法进行制备；

所述氧化铟薄膜层的制备方法为：将铟盐、镧盐和稳定剂加入混合溶剂中，然后加入超临界二氧化碳反应器中，在体系密封后，通入二氧化碳至15～25MPa、温度为45℃～65℃的条件下搅拌30～45min，然后泄压，将混合料液加压超声分散30～45min，得到氧化铟前驱体溶液；采用超声雾化喷涂方法将氧化铟前驱体溶液喷涂至铟镓锌氧化物薄膜层Ⅰ上，然后进行退火处理，得到氧化铟薄膜层；所述氧化铟薄膜层的厚度为10～15nm。