[发明专利]一种高迁移率TFT器件用靶材的使用方法

说明书

本发明提出一种高迁移率TFT器件用靶材的使用方法，包括：安装靶材；清洗衬底；通过直流磁控溅射在衬底上生长薄膜；靶材使用中，监测靶材的沟道深度，沟道深度每增加0.1mm，则溅射功率增加0.02‑0.15W/cm²。本发明的使用方法能够获得组分均一、厚度无明显差异、以及透明导电性能稳定的镨掺杂非晶铟镓锌氧化物薄膜，解决了因靶材沟道加深而导致的同批次薄膜的厚度误差较大的问题，有效提高了靶材的利用率。

技术领域

本发明属于功能薄膜材料及器件技术领域，具体涉及一种高迁移率TFT器件用靶材的使用方法。

背景技术

非晶铟镓锌氧化物薄膜晶体管(IGZO-TFT)以其高迁移率、低功耗、触屏敏感度高等优点，被视为最有希望用于下一代显示器的器件。然而，镓组分的存在极大地限制了IGZO-TFT迁移率的提高。随后提出了一种新的镨掺杂剂作为非晶态氧化铟锌半导体的稳定剂，使其具有高的迁移率和稳定性。

采用直流磁控溅射工艺制备镨掺杂非晶铟镓锌氧化物薄膜时，发现随着靶材使用时间的增加，沟道深度会不断加深。而随着沟道深度的增加，薄膜的厚度会不断变薄(如图1～2所示)，导致同一批次的薄膜生产中难以获得组分均一和厚度相同的产品，产品的厚度差异大，靶材的利用率低。厚度作为薄膜性质的重要参数，其数值对于薄膜性质和TFT器件都有着较大的影响。镨掺杂非晶铟镓锌氧化物薄膜作为TFT器件的有源层；有源层的厚度过薄，会导致载流子输运特性容易受到有源层背表面的散射影响，造成迁移率较低；有源层的厚度过厚，会导致缺陷态数目较多，载流子在输运过程中受到散射的几率增大，造成迁移率减小。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，而提供一种高迁移率TFT器件用靶材的使用方法。该方法为根据靶材使用过程中沟道深度的变化情况，以适当的比例调整溅射功率，从而可生产出厚度差异小、组分均一、及透明导电性能稳定的薄膜。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种高迁移率TFT器件用靶材的使用方法，其步骤包括：

步骤1：安装靶材；

步骤2：清洗衬底；

步骤3：通过直流磁控溅射在衬底上生长薄膜；

步骤4：靶材使用中，监测靶材的沟道深度，沟道深度每增加0.1mm，则溅射功率增加0.02-0.15W/cm²。

优选地，所述薄膜为镨掺杂非晶铟镓锌氧化物薄膜。

优选地，所述靶材为镨掺杂铟镓锌氧化物靶材，其密度≥6.64g/cm³。该靶材可由广东先导薄膜材料有限公司提供，商品牌号为RAA009-07。发明人经试验研究发现，若靶材的密度小于6.64g/cm³，容易发生溅射过程中靶材被击穿的现象，也会影响薄膜的晶相，从而影响薄膜的性质。

优选地，步骤2所述衬底为无碱超薄玻璃，其碱元素含量≤0.05wt％，室温热膨胀系数≤35.5×10^-7/K，厚度为0.2-0.6mm。使用该无碱超薄玻璃可避免生产过程的安全性；若使用含碱玻璃衬底，由于其表面在一定条件下会使金属离子具有活性，从而引发薄膜导电。

优选地，所述步骤2中，清洗衬底的步骤包括：

1)用丙酮超声清洗；

2)用无水乙醇超声清洗；

3)用去离子水超声清洗；

4)用氮气吹干。

上述清洗方法可彻底清除衬底表面的污染物，确保溅射的顺利进行和溅射效果。

优选地，所述步骤3中，直流磁控溅射的工艺条件为：