[发明专利]一种基于水溶液薄膜晶体管的制备方法

摘要

本发明属于半导体薄膜晶体管制备技术领域，涉及一种基于水溶液薄膜晶体管的制备方法，先将硝酸钇溶于去离子水中磁力搅拌形成氧化锆前驱体溶液，然后清洗低阻硅衬底表面并旋涂前驱体溶液，再经烘焙、低温退火得Y2O3薄膜样品，再将硝酸锌和硝酸铟分别溶于去离子水中搅拌形成铟锌氧水溶液，将IZO水溶液旋凃于Y2O3薄膜表面后固化处理并低温退火制得IZO沟道层，最后利用真空热蒸发技术在IZO沟道层上制备金属源和漏电极，即得基于超薄Y2O3高k介电层的水溶液薄膜晶体管；其总体实施方案成本低，工艺简单，原理可靠，产品性能好，制备环境友好，应用前景广阔。

主权项

一种基于水溶液薄膜晶体管的制备方法，其特征在于具体工艺包括以下步骤：(1)、Y2O3前驱体溶液的制备：将硝酸钇Y(NO3)3·H2O溶于去离子水中，在20‑90℃下磁力搅拌1‑24小时形成澄清透明的Y2O3前驱体溶液，其中Y2O3前驱体溶液浓度为0.01‑0.5mol/L；(2)、Y2O3薄膜样品的制备：采用常规的等离子体清洗方法清洗低阻硅衬底表面，在清洗后的低阻硅衬底上采用常规的旋涂技术旋涂步骤(1)配制的前驱体溶液，先在400‑600转/分下匀胶4‑8秒，再在2000‑5000转/分下匀胶15‑30秒，旋涂次数为1‑3次，每次旋涂厚度5‑10nm；将旋涂后的薄膜放到烤胶台上进行控温100‑200oC的烘焙，固化实验样品；再将烘焙后的样品进行300℃低温退火1‑3小时，实现脱羟基和金属氧化物致密化，即得到Y2O3薄膜样品；(3)、IZO沟道层的制备：将硝酸锌Zn(NO3)2和硝酸铟In(NO3)3分别溶于去离子水中，在室温下搅拌1‑24小时形成澄清透明的浓度为0.01‑0.5mol/L的IZO水性溶液，水性溶液中In3+:Zn2+为1～9:1；在步骤(2)得到的Y2O3薄膜样品表面利用旋涂技术旋涂IZO水性溶液，先在400‑600转/分下匀胶4‑8秒，再在2000‑5000转/分下匀胶15‑30秒，旋涂次数为1‑3次，每次旋涂厚度为5‑10nm；将旋涂后的薄膜放到120‑150℃烤胶台进行固化处理后放入马弗炉中进行200‑300℃低温退火处理1‑5小时，制备得到IZO沟道层；(4)、源、漏电极的制备：利用常规的真空热蒸发技术使用掩膜版在IZO沟道层上制备金属源和漏电极，即得到超薄Y2O3高k介电层的基于水溶液薄膜晶体管。