CN102394223A

CN102394223A - 一种塑料衬底上制备薄膜晶体管的制备方法

Info

Publication number: CN102394223A
Application number: CN2011104068974A
Authority: CN
Inventors: 韩德栋; 王薇; 蔡剑; 王漪; 张盛东; 王亮亮; 任奕成; 刘晓彦; 康晋锋
Original assignee: Peking University
Current assignee: Peking University
Priority date: 2011-12-08
Filing date: 2011-12-08
Publication date: 2012-03-28

Abstract

本发明公开了一种在塑料衬底上制备薄膜晶体管的制造方法，该方法首先在塑料衬底上引入一层隔离层可以避免外界湿气等环境影响，然后在隔离层上引入一层绝缘层可以屏蔽外界环境对薄膜晶体管电学特性的干扰。本发明在塑料衬底上制备薄膜晶体管的方法有效的抑制了外界环境的影响，对提高薄膜晶体管器件的性能具有积极效果，改善了器件性能，提高了成品率。

Description

一种塑料衬底上制备薄膜晶体管的制备方法

技术领域

本发明属于属于半导体行业、平板显示领域，具体涉及一种塑料衬底上制备薄膜晶体管的制造方法。

背景技术

随着显示技术的迅猛发展，传统的平板显示技术在不断的更新换代。近年来，一种新型的显示技术正在悄然升起，柔性显示技术的研究已经成为国内外显示行业的热门话题。柔性电子学逐渐成为一个新兴学科。

柔性电子学主要是研究在柔性衬底上制备各种电子材料、电子器件以及电子电路。柔性衬底是指非常薄的带有可弯曲性的金属片、塑料片等。早期的研究主要集中在太阳能电池等方面，近期才开始研究在显示方面的应用。柔性显示具有可弯曲折叠、重量轻携带方便、低成本、工艺简单、可用于大面积显示等等很多优点。目前，平板显示行业中的主流制造商已经开始研发和应用柔性显示。

柔性显示目前面临的主要问题有：1、衬底材料的选择；目前研究最多的是柔性塑料衬底；2、器件的制备；主要的薄膜晶体管的制备，由于受到很多因素的影响，在柔性衬底上制备的薄膜晶体管特性一般都比较差，要想达到柔性显示的要求，薄膜晶体管的器件特性还需要进一步提高；3、驱动电路；4、发光材料的集成等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在柔性塑料衬底上制备薄膜晶体管的制备方法。

本发明提供的在塑料衬底上制备薄膜晶体管的方法，包括以下步骤：

1)首先在塑料衬底上生长一层隔离层；

2)在隔离层生长一层绝缘层；

3)在绝缘层上生长一层导电薄膜，光刻刻蚀出栅电极；

4)紧接着生长一层栅介质薄膜，光刻刻蚀出栅介质层；

5)在栅介质层上生长一半导体材料层，光刻刻蚀出导电沟道层；

6)生长一层导电薄膜，光刻刻蚀出源、漏电极；

7)生长一层钝化介质层，光刻和刻蚀形成栅、源和漏的引出孔；

8)生长一层金属薄膜，光刻和刻蚀形成金属电极和互连。

所述制备方法中，步骤1)所生长的隔离层，采用50～200纳米厚的氮化硅薄膜材料形成。

所述制备方法中，步骤2)所生长的绝缘层，由50～200纳米厚的二氧化硅绝缘材料形成。

所述制备方法中，步骤3)所生长的导电薄膜，由50～300纳米厚的透明导电材料ITO等形成。

所述制备方法中，步骤4)所生长的栅介质材料，由50～200纳米厚的二氧化硅材料形成。

所述制备方法中，步骤5)所生长的半导体沟道层，可由50～200纳米厚的非晶硅、多晶硅等半导体材料形成。

所述制备方法中，步骤6)所生长的导电薄膜，由50～300纳米厚的透明导电材料ITO等形成。

本发明的优点和积极效果：本发明提供了一种在塑料衬底上制备薄膜晶体管的制造方法，这种工艺方法步骤简单，在塑料衬底上引入一层隔离层可以避免外界湿气等环境影响，在隔离层上引入一层绝缘层可以屏蔽外界环境对薄膜晶体管电学特性的干扰。本发明在塑料衬底上制备薄膜晶体管的方法有效的抑制了外界环境的影响，对提高薄膜晶体管器件的性能具有积极效果，改善了器件性能，提高了成品率。

附图说明

图1为本发明具体实施例所制备的薄膜晶体管的剖面结构示意图；

图2为本发明具体实施例所制备的薄膜晶体管的俯视结构示意图；

图3(a)～(g)依次示出了本发明的薄膜晶体管方法的主要工艺步骤，其中：

图3(b)示意了隔离层形成的工艺步骤；

图3(c)示意了绝缘层形成的工艺步骤；

图3(d)示意了栅电极形成的工艺步骤；

图3(e)示意了栅介质层形成的工艺步骤；

图3(f)示意了沟道层形成的工艺步骤；

图3(g)示意了源、漏端电极形成的工艺步骤。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步说明。

本发明薄膜晶体管形成于塑料衬底1上，如图1和图2所示。该薄膜晶体管包括一隔离层2，一绝缘层3，一栅电极4，一栅介质层5，一半导体导电沟道层6，一源、漏端电极7。所述隔离层2位于塑料衬底1之上，所述绝缘层3位于隔离层2之上，所述栅电极4位于绝缘层3之上，所述栅介质层5位于栅电极4之上，所述半导体导电沟道层6位于栅介质层5之上，所述源、漏端电极7位于半导体沟道层6两端。

所述薄膜晶体管的制作方法的一具体实例由图3(a)至图3(g)所示，包括以下步骤：

如图3(a)所示，衬底选用透明塑料基板1。

如图3(b)所示，在塑料基板1上PECVD生长一层50～200纳米厚的氮化硅隔离层2。

如图3(c)所示，在氮化硅隔离层上PECVD生长一层50～200纳米厚的二氧化硅绝缘层3。

如图3(d)所示，采用磁控溅射技术生长一层50～300纳米厚的ITO等导电薄膜，然后光刻刻蚀出栅电极4。

如图3(e)所示，利用PECVD生长一层50～200纳米厚的二氧化硅层，然后光刻刻蚀形成栅介质5。

如图(f)所示，利用PECVD生长一层50～200纳米厚的多晶硅层，然后光刻刻蚀形成半导体导电沟道层6

如图(g)所示，采用磁控溅射技术生长一层50～300纳米厚的ITO等导电薄膜，然后光刻刻蚀形成源、漏电极7。

随后按照标准工艺生长一层钝化介质层，光刻和刻蚀形成栅、源和漏的引出孔，再生长一层Al或者透明的导电薄膜材料，光刻和刻蚀形成电极和互连。

最后需要注意的是，公布实施方式的目的在于帮助进一步理解本发明，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附的权利要求的精神和范围内，各种替换和修改都是可能的。因此，本发明不应局限于实施例所公开的内容，本发明要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。

Claims

1.一种塑料衬底上制备薄膜晶体管的方法，包括以下步骤：

1)首先在塑料衬底上生长一层隔离层；

2)在隔离层生长一层绝缘层；

3)在绝缘层上生长一层导电薄膜，光刻刻蚀出栅电极；

4)紧接着生长一层栅介质薄膜，光刻刻蚀出栅介质层；

6)生长一层导电薄膜，光刻刻蚀出源、漏电极；

8)生长一层金属薄膜，光刻和刻蚀形成金属电极和互连。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中，生长的隔离层为50～200纳米厚的氮化硅薄膜材料。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中，生长的绝缘层为50～200纳米厚的二氧化硅绝缘材料。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3)所生长的导电薄膜为50～300纳米厚的透明导电材料ITO。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4)所生长的栅介质材料为50～200纳米厚的二氧化硅材料。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤5)所生长的半导体沟道层由50～200纳米厚的非晶硅或多晶硅形成。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤6)所生长的导电薄膜由50～300纳米厚的透明导电材料ITO形成。