[发明专利]一种氨气掺杂制备增强型ZnO沟道层薄膜晶体管的方法

摘要

本发明公开了一种利用氨气掺杂制备增强型ZnO沟道层薄膜晶体管的方法，该方法在氧气和氨气的混合气氛中沉积氮掺杂ZnO沟道层薄膜，氨气掺杂可以在较低的温度下沉积高阻ZnO沟道层薄膜，少量氮离子的掺入降低了n型载流子浓度，同时薄膜晶体管仍保持较高的电子迁移率，本发明的方法能够制备ZnO、ZnMgO、Zn－Sn－O或Zn－In－O增强型沟道层薄膜晶体管。制备过程简单、可控性好、和低温TFT工艺兼容性好，为开发高性能的平板显示阵列提供了一种新的途径。

主权项

1.一种氨气掺杂制备增强型ZnO沟道层薄膜晶体管的方法，其特征在于，该方法在氧气和氨气的混合气氛中沉积氮掺杂ZnO沟道层薄膜，利用受主氮原子对自由电子的补偿作用降低自由载流子浓度，获得增强型ZnO沟道层薄膜晶体管，具体包括下列步骤：步骤一，首先采用常规的干氧氧化工艺在电阻率为1～10Ω·cm的P型Si片上生长SiO2绝缘层，P型Si片作为衬底，同时也作为薄膜晶体管的栅极；步骤二，将带有SiO2绝缘层的衬底放入真空系统的真空室中，对真空系统预抽真空到10-6Pa，然后缓慢对衬底加热，使衬底温度达到400℃，调节氧气和氨气的流量为1∶1，把两者的混合气体通入真空室，气压为1×10-3 Pa；步骤三，打开脉冲激光轰击高纯ZnO陶瓷靶材，调节脉冲激光波长为248nm，频率为3Hz，单脉冲能量为100mJ，时间为150分钟，在SiO2绝缘层上沉积氮掺杂ZnO沟道层薄膜；步骤四，在高纯氧气氛围中对氮掺杂ZnO沟道层薄膜进行退火处理，退火温度为500℃，时间为1小时，使得氮离子进入到晶格位置，以提高ZnO沟道层薄膜结晶质量，降低载流子浓度；步骤五，采用常规的剥离工艺在ZnO沟道层薄膜上制备源极和漏极，即得到增强型ZnO沟道层的薄膜晶体管；步骤六，将增强型ZnO沟道层薄膜晶体管在真空中退火处理30分钟，以增加源极和漏极与ZnO沟道层薄膜的欧姆接触。