CN102024852A - 一种氧化物薄膜晶体管及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种氧化物薄膜晶体管及其制作方法，属于平板显示领域。氧化物薄膜晶体管采用底栅共面型结构，有源层为氧化物半导体，采用曝光湿刻的方法形成图形。其中有源层因处于结构的最上层且会被脱膜液破坏，所以有源层的刻蚀工艺去掉了最后的脱膜工艺。本发明与现有的包含脱膜工艺的湿刻工艺相比，具有不破坏氧化物有源层的特点，保证了氧化物薄膜晶体管的性能，增加了薄膜晶体管制作工艺的合格率，降低了成本。本发明的氧化物薄膜晶体管适用于主动式有机电致发光和超大尺寸的液晶。
Description
技术领域
本发明涉及一种氧化物薄膜晶体管及其制作方法，属于平板显示技术领域。
背景技术
有机电致发光平板显示器具有全固态、主动发光、色彩好、重量轻、厚度薄、视角大、结构简单等特点，被公认为未来能够替代液晶显示器的下一代平板显示器。而加了薄膜晶体管的主动式驱动的有机电致发光显示器是主要的技术方向。目前主流的薄膜晶体管技术是采用Si作为有源层，液晶中普遍是采用氢化非晶硅技术，而有机电致发光中普遍采用低温多晶硅技术。但是低温多晶硅的缺点在于工艺复杂、均匀性差，合格率低，日常运行维护成本很高，最后导致低温多晶硅主动式有机电致发光的成本很高。为了解决这个问题，采用氧化物作为有源层的薄膜晶体管有机电致发光技术应运而生。
氧化物薄膜晶体管相比低温多晶硅薄膜晶体管的优点在于：氧化物材料的迁移率高。所以不需要采用晶化技术，节省了工艺步骤，提高了均匀性，提高了合格率；工艺简单，采用传统的溅射和湿刻就可以，不需要采用等离子增强化学气相沉积和干刻技术；因为氧化物薄膜晶体管均匀性好，所以不像低温多晶硅薄膜晶体管那样每个像素需要多个薄膜晶体管进行补偿，每个像素仅需要2个薄膜晶体管，减少了薄膜晶体管的个数；另外，目前的激光晶化技术还达不到大尺寸面板的要求，而氧化物薄膜晶体管因为不需要激光晶化，则没有尺寸的限制。
因为Si材料的湿刻工艺很难，所以一般都采用干刻工艺。而在薄膜晶体管中引入氧化物来取代Si，就给湿刻工艺带来了可能。传统的湿刻工艺都要进行旋涂光刻胶、曝光、显影、刻蚀、脱膜。而氧化物材料一般是比较怕碱性液体的，其中脱膜液就是碱性液体。这就给氧化物薄膜晶体管的湿刻工艺带来了难题。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中的Si材料薄膜晶体管迁移率低、工艺复杂、合格率低，成本高的技术问题而提供一种氧化物薄膜晶体管及其制作方法。
本发明的技术方案
一种氧化物薄膜晶体管
一种氧化物薄膜晶体管，其结构为玻璃层1、栅电极2、绝缘介质层3、源电极4、漏电极5、有源层6及光刻胶7组成，所述的栅电极2设置在玻璃层1上，绝缘介质层3在栅电极2的上部，绝缘介质层3的两侧有源电极4和漏电极5，有源层6置在绝缘介质层3的上部，光刻胶7在有源层6上边；
其中所述薄膜晶体管玻璃层1为厚度为0.7mm的玻璃，所述的栅电极2的材料为Cr，厚度为200nm，所述的绝缘介质层3的材料为Al2O3，介子层的厚度为400nm，所述的源漏电极4和5的材料为Ni，所述的有源层6的材料为氧化物半导体，有源层6的厚度为40nm，其中氧化物薄膜晶体管的有源层6的材料氧化物半导体为InGaZnO4、ZnO。
一种氧化物薄膜晶体管的制作方法
一种氧化物薄膜晶体管，其制作方法包括如下步骤：
(1)、在薄膜晶体管玻璃层1上用溅射方法沉积一层Cr薄膜，厚度200nm，再采用湿刻的方法曝光刻蚀成型，作为薄膜晶体管器件的栅电极2；
(2)、在步骤(1)所得的栅电极2上用溅射的方法沉积一层Al2O3薄膜，厚度400nm，再采用湿刻的方法曝光刻蚀成型，作为薄膜晶体管器件的栅绝缘介子层3；
(3)、在步骤(2)所得的薄膜晶体管器件的栅绝缘介子层3上用溅射的方法沉积一层Ni薄膜，厚度200nm，再采用湿刻的方法曝光刻蚀出沟道，将两边部分隔开，作为薄膜晶体管器件的源电极4和漏电极5；
(4)、在步骤(3)所得道的薄膜晶体管器件的源电极4和漏电极5及栅绝缘介子层3上用溅射的方法沉积一层氧化物半导体材料，厚度为40nm，即形成薄膜晶体管器件的有源层6，再采用湿刻的方法将对应于源电极4和漏电极5的位置曝光刻蚀成型，露出下面的源电极4和漏电极5，有源层6上保留残留的光刻胶7，最终即得本发明的氧化物薄膜晶体管。
本发明所得的氧化物薄膜晶体管结构为底栅共面型。
本发明的技术效果
本发明的一种氧化物薄膜晶体管，氧化物材料的场效应迁移率大，满足有机电致发光和大尺寸液晶的薄膜晶体管的性能要求，且氧化物薄膜晶体管的制作方法中采用湿刻而不是采用干刻的方法制作薄膜晶体管，刻蚀工艺简单、速度快、设备投入和维护成本少。有源层在器件的最上层，并且取消了湿刻工艺中的脱膜工艺，避免了制作工艺中对有源层的损伤和破坏，对有源层的质量有保证。
本发明的氧化物薄膜晶体管适用于主动式有机电致发光和超大尺寸的液晶显示器。
附图说明
图1，氧化物薄膜晶体管结构示意图
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图对本发明进一步阐述，但并不限制本发明。
实施例1
氧化物薄膜晶体管
氧化物薄膜晶体管采用底栅共面型，如图1所示，包括一层薄膜晶体管玻璃1，所述的玻璃1上设置有一层栅电极2，栅电极2的上部设置有一层绝缘介质层3，绝缘介质层3的两侧设置有源电极4和漏电极5，绝缘介质层3的上部有一层有源层6，有源层6上边有一层残留的光刻胶7；
其中所述薄膜晶体管玻璃层1为厚度为0.7mm的玻璃，所述的栅电极2的材料为Cr，厚度为200nm，所述的介质层3的材料为Al2O3，介子层的厚度为400nm，所述的源漏电极4和5的材料为Ni，厚度为200nm。所述的有源层6的厚度为40nm，材料为IGZO(InGaZnO4)。
氧化物薄膜晶体管的制作方法
在薄膜晶体管玻璃层1上用溅射方法沉积一层Cr薄膜，厚度200nm，
再采用湿刻的方法曝光刻蚀成型，作为薄膜晶体管器件的栅电极2；在所得的栅电极2上用溅射的方法沉积一层Al2O3薄膜，厚度400nm，再采用湿刻的方法曝光刻蚀成型，作为薄膜晶体管器件的栅绝缘介子层3；在所得的薄膜晶体管器件的栅绝缘介子层3上用溅射的方法沉积一层Ni薄膜，厚度200nm，再采用湿刻的方法曝光刻蚀出沟道，将两边部分隔开，作为薄膜晶体管器件的源电极4和漏电极5；在所得到的薄膜晶体管器件的源电极4和漏电极5及栅绝缘介子层3上用溅射的方法沉积一层氧化物半导体材料IGZO(InGaZnO4)，厚度为40nm，即形成薄膜晶体管器件的有源层6，再对应于源电极4和漏电极5的位置上隔着掩膜板对光刻胶进行曝光，并进行显影去除不需要的光刻胶，露出覆盖在源电极4和漏电极5上的有源层，然后再放入刻蚀液将覆盖在源电极4和漏电极5上的有源层刻蚀掉，露出下面的源电极4和漏电极5，最后保留余下保护有源层6的残留光刻胶7。
实施例2
氧化物薄膜晶体管，氧化物薄膜晶体管采用底栅共面型，如图1所示，包括一层薄膜晶体管玻璃1，所述的玻璃1上设置有一层栅电极2，所述的栅电极2的上部设置有一层绝缘介质层3，所述的介质层3的两侧设置有源漏电极4和5，所述的介质层3的上部设置有一层有源层6，有源层6上边有一层残留的光刻胶7。
其中所述薄膜晶体管玻璃层1为厚度为0.7mm的玻璃，所述的栅电极2的材料为Cr，厚度为200nm，所述的介质层3的材料为Al2O3，介子层的厚度为400nm，所述的源漏电极4和5的材料为Ni，厚度为200nm。所述的有源层6的厚度为40nm，材料为ZnO。
氧化物薄膜晶体管的制作方法
在薄膜晶体管玻璃层1上用溅射方法沉积一层Cr薄膜，厚度200nm，再采用湿刻的方法曝光刻蚀成型，作为薄膜晶体管器件的栅电极2；在所得的栅电极2上用溅射的方法沉积一层Al2O3薄膜，厚度400nm，再采用湿刻的方法曝光刻蚀成型，作为薄膜晶体管器件的栅绝缘介子层3；在所得的薄膜晶体管器件的栅绝缘介子层3上用溅射的方法沉积一层Ni薄膜，厚度200nm，再采用湿刻的方法曝光刻蚀出沟道，将两边部分隔开，作为薄膜晶体管器件的源电极4和漏电极5；在所得到的薄膜晶体管器件的源电极4和漏电极5及栅绝缘介子层3上用溅射的方法沉积一层氧化物半导体材料ZnO，厚度为40nm，即形成薄膜晶体管器件的有源层6，再采用湿刻的方法将对应于源电极4和漏电极5的位置曝光刻蚀成型，露出下面的源电极4和漏电极5，有源层6上保留残留的光刻胶7，最终即得本发明的氧化物薄膜晶体管。
Claims (4)
1.一种氧化物薄膜晶体管，其结构为玻璃层(1)、栅电极(2)、绝缘介质层(3)、源电极(4)、漏电极(5)、有源层(6)及光刻胶(7)组成，所述的栅电极(2)设置在玻璃层(1)上，绝缘介质层(3)在栅电极(2)的上部，绝缘介质层(3)的两侧有源电极(4)和漏电极(5)，有源层(6)设置在绝缘介质层(3)的上部，有源层(6)上边有光刻胶(7)；
其中所述薄膜晶体管玻璃层(1)为厚度为0.7mm的玻璃，所述的栅电极(2)的材料为Cr，厚度为200nm，所述的绝缘介质层(3)的材料为Al2O3，绝缘介子层的厚度为400nm，所述的源电极(4)和漏电极(5)的材料为Ni，厚度均为200nm，其特征在于所述的有源层(6)的材料为氧化物半导体，有源层(6)的厚度为40nm。
2.如权利要求1所述的一种氧化物薄膜晶体管，其特征在于氧化物薄膜晶体管为底栅共面型。
3.如权利要求1所述的一种氧化物薄膜晶体管，其特征在于氧化物薄膜晶体管的有源层(6)的材料为InGaZnO4、ZnO。
4.一种如权利要求1所述的氧化物薄膜晶体管，其特征在于其制作方法包括如下制备步骤：
(1)、在薄膜晶体管玻璃层(1)上用溅射方法沉积一层Cr薄膜，厚度200nm，再采用湿刻的方法曝光刻蚀成型，形成薄膜晶体管器件的栅电极(2)；
(2)、在步骤(1)所得的栅电极(2)上用溅射的方法沉积一层Al2O3薄膜，厚度400nm，再采用湿刻的方法曝光刻蚀成型，形成薄膜晶体管器件的栅绝缘介子层(3)；
(3)、在步骤(2)所得的薄膜晶体管器件的栅绝缘介子层(3)上用溅射的方法沉积一层Ni薄膜，厚度200nm，再采用湿刻的方法曝光刻蚀出沟道，将两边部分隔开，即得薄膜晶体管器件的源电极(4)和漏电极(5)；
(4)、在步骤(3)所得道的薄膜晶体管器件的源电极(4)和漏电极(5)及栅绝缘介子层(3)上用溅射的方法沉积一层氧化物半导体材料，厚度为40nm，再采用湿刻的方法将对应于源电极(4)和漏电极(5)的位置曝光刻蚀成型，露出下面的源电极(4)和漏电极(5)，有源层(6)上保留残留的光刻胶(7)，即得氧化物薄膜晶体管。
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
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